تأثير الضوء Light Effect

يعد محصول فول الصويا من نباتات النهار القصير، التي تنتشر أساسا في المناطق المعتدلة الدافئة Warm- temperate ، ولكن ساعدت برامج التربية والتحسين الوراثي في التوسع في زراعته بنجاح ضمن مدى واسع من الظروف البيئية، لتشمل المناطق التي يتراوح فيها طول النهار بين 12-16 ساعة. ويمكن أن يزرع عند مستوى سطح البحر، وحتى ارتفاع 3000 م فوق سطح البحر.

وبينت الدراسات أن محتوى البذور من البروتين والزيت يكون في حده الأعلى عندما يزرع الصويا في البيئات عند خطوط العرض بين 0-20. وكان محتوى البروتين أعلى ما يمكن عندما زرع على ارتفاع 500 - 1000م فوق سطح البحر، ولوحظ مع ذلك وجود اختلافات فصلية باختلاف الظروف المناخية السائدة في منطقة الزراعة من موسم زراعي لآخر (Wan وزملاؤه، 1998 ;He وزملاؤه، 1994).

يعد فول الصويا من نباتات النهار القصير Short- day plant، حيث يؤثر طول الفترة الضوئية في إزهار النباتات. ويمكن أن تبدأ النباتات تحت ظروف النهار القصير (الليل الطويل) بالإزهار بعد 30-40 يوما من تاريخ الزراعة. وتعد فترة الظلام أكثر أهمية من فترة الضوء في تحديد حدوث الإزهار. ويستقبل عامل الفترة الضوئية Stimnli بشكل أساسي في الأوراق وخاصة الورقة الأخيرة المكتملة النمو، حيث يتم خلال النهار وبوجود غاز الفحم (CO2) تصنيع المركب A، الذي يتحول في الأوراق خلال الليل إلى المركب B، الذي يتحول بدوره خلال النهار إلى المركب C، ويعرف المركب الأخير باسم هرمون الإزهار Florigen، المسؤول عن الإزهار. يلاحظ مما تقدم أهمية تعاقب الليل والنهار لحدوث الإزهار. ويستقبل عامل الفترة الضوئية من قبل بروتين يسمى الفايتوکروم Phytochrome، يتوافر بشكلين رئيسين: الشكل الذي يمتص الأشعة الحمراء Red light، ويتحول إلى الشكل الذي يمتص الأشعة الحمراء الطويلة Far red light، ويسمى اصطلاحا Pr، وهو الشكل الفعال حيويا في دفع النباتات على الإزهار، في حين يرمز للشكل الآخر الذي يمتص الأشعة الحمراء الطويلة بالرمز Pfr، وهو غير فعال في عملية الإزهار.

ولكي يحدث الإزهار، يجب أن تكون نسبة الشكل الفعال (Pr) إلى الشكل غير الفعال (Pfr) أكبر من الواحد. لذلك لا يحدث الإزهار في مثل هذه النباتات تحت ظروف النهار الطويل، وتستمر النباتات بالنمو الخضري. وتتجلى أهمية النهار لمثل هذه النباتات في القيام بعملية التمثيل الضوئي Photosynthesis وتصنيع الكربوهيدرات اللازمة لنمو الأزهار وتطورها. عموما، يؤدي تعريض النباتات بشكل مستمر للإضاءة، إلى إطالة مرحلة النمو الخضري، وزيادة عدد الأيام حتى الإزهار، وزيادة طول النبات وعدد السلاميات. ويعد الصويا من الأنواع المحصولية الحساسة جدا لطول الفترة الضوئية Highly Photoperiodic، ويمكن أن يؤدي اختلاف طول النهار، وحتى لفترة 15 دقيقة إلى تثبيط عملية الإزهار في بعض الأصناف. عموما، تتطلب الأصناف المبكرة بالنضج (ذات موسم النمو القصير) ظروف من النهار الطويل Longer days حتى تزهر وتنضج، بالمقارنة مع الطرز الوراثية المتأخرة بالنضج.

الحرارة Temperature

يقدر متوسط درجة حرارة النهار المثلى لنمو نباتات معظم أصناف فول الصويا وتطورها بنحو 28-32 م، رغم حقيقة أن النباتات لا تتأثر كثيرا بالتباينات الكبيرة في درجة حرارة النهار خلال الفترة التي تسبق الإزهار. ويكون معدل النمو والتطور أعظمية عند درجة حرارة 30 م. وتختلف درجة الحرارة المثلى باختلاف مرحلة النمو، ويمكن أن يكون لدرجة حرارة الليل خلال فترات معينة تأثير معنوي، حيث يؤدي انخفاض درجة الحرارة إلى قرابة 24 م إلى تقليل الزمن اللازم للإزهار (Piper وزملاؤه، 1996).

ويؤدي انخفاض درجة حرارة النهار إلى 25 م أو أقل إلى تأخير حدوث الإزهار، ويسبب تلبد السماء بالغيوم لفترات طويلة إطالة مرحلة النمو الخضري، على حساب طول مرحلة النمو الثمري، ومن ثم غلة البذور. وتؤدي درجات الحرارة المنخفضة خلال الليل عند مرحلة الإنبات، أو مباشرة بعد ظهور البادرات فوق سطح التربة إلى تقليل وتيرة النمو خلال المراحل اللاحقة من حياة النبات، ويمكن أن تسرع من إتمام مرحلة النمو الثمري، مما يؤثر سلبا في غلة المحصول من البذور، حيث يؤدي تباطؤ النمو الخضري إلى تراجع حجم المصدر Source size، أي دليل المساحة الورقية وحجم المسطح الورقي الأخضر الفعال في عملية التمثيل الضوئي، مما يؤثر سلبا في كفاءة النبات التمثيلية، وكمية المادة الجافة Dry matter المصنعة، بسبب تراجع كمية الأشعة الضوئية الفعالة في عملية التمثيل الضوئي الممتصة Intercepted light energy. ويؤدي تسريع معدل النمو خلال مرحلة النمو الثمري Reproductive cycle إلى تقصير طول مرحلة الإزهار Flowering، مما يؤثر سلبا في عدد الأزهار، ومن ثم القرون Pods المتشكلة، كما يمكن أن يؤثر سلبا في معدل نمو البذور Seed growth rate، وطول فترة نمو البذرة Seed growth period، مما يؤثر سلبا في حجم البذور المتشكلة Sink size، ومن ثم كفاءة البذور التخزينية Storage capacity. ويمكن أن يؤثر أيضا سلبا في طول فترة امتلاء البذور Seed filling period، مما يؤثر سلبا في درجة امتلاء البذور، ومن ثم وزن المائة بذرة، فتتراجع جراء ذلك غلة المحصول الاقتصادية. ويؤدي تعرض النبات إلى درجات حرارة مرتفعة خلال الخمسة والأربعين يوما الأخيرة من نضج البذور Seed maturation إلى تدهور الأصناف، مما يؤثر سلبا في نسبة الإنبات وظهور البادرات Seedling emergence، فيتراجع معدل النمو خلال المراحل اللاحقة، وتتراجع غلة البذور (Spears وزملاؤه، 1997).

الرطوبة Moisture

يعد محصول فول الصويا أكثر تحملا للجفاف بالمقارنة مع الذرة الصفراء، ولكنه أقل تحملا من السمسم Sesame. ويتطلب الصويا كمية من الهطول المطري لا تقل عن 500 - 750 مم لإعطاء غلة عالية من البذور. ورغم حقيقة أن محصول الصويا يمكن أن يتحمل التربة الجافة قبل الإزهار ولكن لا بد من توافر كمية كافية من الرطوبة مع بداية تشكل البراعم الزهرية وحتى تمتلئ القرون بشكل كامل. عموما، تعد الأصناف ذات الأوراق والسوق المزغبة Pubescent أكثر تحملا للجفاف من الأصناف غير المزغبة أو القليلة الزغب، حيث يساعد وجود الزغب الأبيض بكثافة عالية في عكس Reflection جزء كبير من الأشعة الضوئية الواصلة إلى النباتات، ويقلل كمية الطاقة الضوئية الممتصة، مما يحول دون ارتفاع درجة حرارة الأوراق، فيقل معدل فقد الماء بالتبخر - نتح Evapo- transpiration ، ومن ثم المحافظة على محتوى التربة والنبات المائي، وتزيد من كفاءة استعمال المياه.

ويسبب ارتفاع الرطوبة النسبية الجوية خلال مرحلة نضج البذور تراجعا في حيوية البذور، ويقصر من عمرها التخزيني Storage life. ويعد أيضا تغدق التربة Waterlogging من العوامل المحددة لنمو نباتات المحصول وتطورها وإنتاجيتها، وخاصة خلال مرحلة الإنبات واسترساء البادرات. عموما، تعد النباتات الناضجة أكثر تحملا للرطوبة الزائدة بالمقارنة من نباتات الذرة الصفراء، والفول السوداني.

يقتل الصقيع Frost نباتات فول الصويا عند أية مرحلة من مراحل النمو قبل النضج، ويحتاج المحصول إلى فترة لا تقل عن 120 يوما خالية تماما من الصقيع للحصول على أعلى غلة ممكنة. عموما، فقد طورت أصناف مبكرة في النضج، ومقاومة للبرودة مهمة جدا في روسيا، وكندا، لزراعتها في المناطق المرتفعة المدارية. وتتباين الأصناف في درجة تحملها للحرارة المنخفضة، ولكن لا تتأثر معظم الأصناف بالبرودة حالما تمتلئ القرون. ويمكن أن تزيد الرياح القوية من خطر انفراط القرون Shattering عندما تنضج القرون.

التربة Soils

يمكن أن تنجح زراعة فول الصويا ضمن مدى واسع من الترب، ولكنه يعطي أعلى غلة ممكنة من البذور عندما يزرع في الأراضي اللومية الخصبة جيدة الصرف. عموما، تنجح زراعة الصويا في الأراضي التي تنجح فيها زراعة محصول الذرة الصفراء. وتعد درجة الحموضة بين (6.5 - 6.0 = pH) المثلى لنمو نباتات الصويا وتطورها، وتعد درجة الحموضة بين 5.8 - 7.0 مقبولة إلى حد ما. وتقلل الحموضة Acidity من فعالية بكتيرية العقد الجذرية وكذلك إتاحة كل من عنصري المغنزيوم والكالسيوم. ويؤدي وجود البورون حتى بتركيز 1 جزء بالمليون فقط إلى تراجع الغلة بشكل معنوي، لأنه من العناصر المعدنية السامة جدا لنباتات الصويا.

لا تتحمل نباتات الصويا الملوحة Salinity، ويمكن أن يتحمل نصف تركيز الأملاح الذي يمكن أن تتحمله نباتات القطن، ولكنه إلى حد ما أكثر تحملا للملوحة من الذرة الصفراء. ولا تنجح زراعة الصويا في الترب الطينية الثقيلة جدا التي تجف بسرعة جدا، وتشكل قشرة صماء وكتيمة Crust تمنع ظهور البادرات فوق سطح التربة.

الأسمدة Fertilisers

يعد الصويا من الأنواع المحصولية ذات المتطلبات السمادية العالية. ويتطلب إنتاج قرابة 3500 كغ . هكتار^-1، من بذور الصويا نحو 340 كغ آزوت، و30 كغ فوسفور، و 170 كغ من البوتاسيوم. ولكن تقل احتياجات نباتات المحصول من العناصر السمادية عندما يزرع الصويا في دورة زراعية بعد المحاصيل التي تستمد بشكل جيد، وعندما تعامل بذور الصويا قبل زراعتها بالملقح البكتيري Inoculant المناسب، فعادة ما تقل الحاجة إلى إضافة كميات زائدة من الأسمدة، وخاصة الأسمدة الآزوتية. وتختلف الأصناف في استجابتها للتسميد. ويجب أن توضع الأسمدة على عمق 10-15 سم أسفل، أو إلى جانب البذور، ويجب أن لا تكون على تماس مباشر مع البذور.

ويمكن أن تؤدي إضافة الحمأة Sludge، أو السقاية بمياه الصرف الصحي Sewage إلى زيادة غلة البذور، ولكنها يمكن أن تزيد من محتوى البذور من العناصر المعدنية الثقيلة Heavey metals، مما يؤدي إلى تلوث المنتجات الغذائية بمثل هذه المواد السامة.

الأزوت Nitrogen

تقدر كمية الآزوت (N) الممتصة يوميا من قبل نباتات الصويا في مساحة هكتار واحد قرابة 5 كغ باعتباره حدا أقصى، وذلك في نهاية الشهر الثالث من تاريخ الزراعة، ثم تنخفض كمية الآزوت الممتصة بعدئذ بشكل سريع، وتزود النباتات بشكل كبير بالآزوت المثبت ببكتريا العقد الجذرية المتشكلة على جذور النباتات. ويعتقد أن تشكل العدد الكافي من العقد الجذرية الفعالة على جذور نباتات الصويا يمكن أن يؤمن كميات كافية من الأزوت لإنتاج غلة تقدر بنحو 3500 كغ . هكتار^-1. ويساعد تطوير أصناف ذات كفاءة عالية في تشكيل عدد أكبر من العقد الجذرية Hypernodulating plants، في مضاعفة غلة البذور.

ويتركز جزء من الآزوت المثبت بواسطة العقد البكتيرية في بقايا الأجزاء الهوائية والجذور، وعادة ما تكون متاحة لنباتات المحصول اللاحق لفول الصويا في الدورة الزراعية. ويمكن أن تبدي النباتات الفتية أعراضا حادة جدا لنقص الآزوت، وخاصة إذا ما رويت بكميات زائدة من مياه الري، أو في حال هطول الأمطار بغزارة عند ظهور البادرات Emergence، عندئذ سيكون من الضروري جدا إضافة كمية قليلة من السماد الآزوتي، لتأمين احتياجات البادرات من الآزوت، ريثما تتشكل العقد البكتيرية التي تمد النباتات بكامل احتياجاتها من الآزوت. عموما، لا ينصح بإضافة السماد الآزوتي وقت الزراعة، لأنه يمكن أن يثبط تشكل العقد البكتيرية، بالرغم من استفادة البادرات منه ريثما تتشكل العقد الجذرية، ولكن غالبا لا يؤدي ذلك إلى زيادة مربحة في الغلة. وتستجيب بعض أصناف الصويا لإضافة السماد الآزوتي وقت الإزهار، ويمكن أن يؤدي ذلك إلى زيادة غلة المحصول من البذور، نتيجة زيادة عدد البذور، بسبب زيادة عدد الأزهار الخصبة المتشكلة، مما يؤدي إلى زيادة نسبة العقد Seed setting. وتؤدي إضافة الآزوت إلى زيادة محتوى البذور من البروتين على حساب محتواها من الزيت، رغم حقيقة أن نوع السماد الآزوتي عادة ما يكون ذا أهمية قليلة، إلا أنه قد وجد أن اليورریا Urea قد أثرت بشكل سلبي في غلة المحصول، ومحتوى البذور من البروتين.

عموما، تتأثر النباتات ذات المحتوى العالي من الأزوت بشكل كبير بدرجات الحرارة المنخفضة قبل الإزهار، مما يسبب في حدوث العقم Sterility، ويؤدي إلى تدني غلة البذور. ويمكن أن تؤثر درجة حرارة التربة في منطقة انتشار الجذور في تثبيت الآزوت (Stoyanova، 1997).

عموما، تثبت النباتات كمية أقل من الأزوت الجوي بفضل العقد الجذرية في حال إتاحة الآزوت بكميات وافرة في التربة، وكمية أكبر في حال نقصه.

الفوسفور Phosphate

تتطلب نباتات الصويا كميات قليلة جدا من الفوسفور (P)، وخاصة إذا ما زرعت بعد محصول مسمد بشكل جيد. وتضاف الأسمدة الفوسفاتية إذا بينت اختبارات التربة أن كمية الفوسفور المتاح في التربة أقل من 30 كغ . هكتار^-1. وتؤثر زيادة الفوسفور ونقصانه في التربة سلبا في عدد العقد البكتيرية المتشكلة. ولوحظ من خلال التجارب المنفذة في الهند بأن البذور الملقحة ببكترية Pseudomonas striata قد ساعدت في زيادة معدل امتصاص الفوسفور وأدت إلى زيادة غلة البذور (Dubey، 1996).

تؤدي زيادة كمية الفوسفور المضافة إلى التربة إلى تقليل محتوى البذور من البروتين والزيت، وتقلل من إتاحة كل من التوتياء (²⁺Zn)، والحديد (²⁺Fe) للنبات، فتظهر على النباتات أعراض نقص هذين العنصرين. عموما، تقدر كمية السماد الفوسفاتي الواجب إضافتها إلى التربة المراد زراعتها بمحصول فول الصويا بنحو 20 كغ. هكتارا، أو نصف كمية السماد الفوسفاتي في مهد البذور Seedbed، بسبب امتصاصه بكميات كبيرة من قبل البادرات. وتضمن إضافة كميات كافية من الفوسفور الوصول إلى المحتوى الأمثل من البروتين في البذور، والأحماض الأمينية في البروتين، وهذا مهم جدا، لأن بذور الصويا من مصادر البروتين الرئيسة.

البوتاسيوم Potassium

تتطلب نباتات فول الصويا كميات كبيرة من البوتاسيوم (K) خلال مرحلة النمو الخضري، حيث يلاحظ التركيز الأعلى في السوق Stems والأوراق السفلية. ويجب أن يتوافر البوتاسيوم بكميات كافية، وبشكل قابل للامتصاص من قبل جذور النباتات خلال مرحلة النمو السريع، في حين يتراجع معدل امتصاصه مع بداية تشكل البذور. وتمتص نباتات الصويا التي تنتج كمية من البذار تقدر بنحو 3500 كغ . هكتار^-1، كمية من البوتاسيوم من التربة تقدر بنحو 170 كغ. هكتار^-1، بالمقارنة مع فقط 40 كغ . هكتارا، يمكن أن تزال من التربة من قبل نباتات هجن الذرة الصفراء التي تنتج كمية من البذور تقدر بنحو 10000 كغ . هكتار^-1. ويؤثر نقص البوتاسيوم سلبا في تشكل العقد البكتيرية، في حين تؤدي إضافة البوتاسيوم بكميات كافية إلى إنتاج نباتات سليمة، وتشكل عدد أكبر من العقد البكتيرية على الجذور.

عموما، تعادل كمية السماد البوتاسي الواجب إضافتها كمية الأسمدة الفوسفاتية، ويمكن أن تقلل الكمية المضافة من الأسمدة البوتاسية عند زراعة الصويا بعد محصول مستمد بالبوتاسيوم، حيث يعد البوتاسيوم المتبقي في التربة من المحصول السابق في الدورة الزراعية، مصدرا مهما للبوتاسيوم للمحصول اللاحق. وتقلل إضافة البوتاسيوم بكميات كافية من الإصابة ببعض الأمراض الفطرية، مثل Diaporth soyae.

الكالسيوم Calcium

يعد محصول فول الصويا من الأنواع المحصولية المتحملة بشكل كبير لازدياد حموضة التربة Soil acidity، حتى (5.0 = pH). ولكن يمكن أن تتراجع الغلة تدريجيا بازدياد مستوى الحموضة. وتحسن إضافة الكالسيوم بشكل كبير من معدل نمو النباتات والغلة في التربة الحامضية. ويساعد الكالسيوم في توازن إتاحة كل من عنصري المغنيزيوم، والبوتاسيوم، والتطور الطبيعي البكتيريا العقد الجذرية، أو تشكل العقد البكتيرية Nodules على جذور البادرات (Spehar و Galwey، 1997).

المنغنيز (Manganese (Mn⁺²

إن نباتات فول الصويا حساسة جدا لنقص المنغنيز، الذي عادة ما يحدث في الترب التي تكون فيها درجة الحموضة (pH) مرتفعة، وعادة ما تكون النباتات في الترب الفقيرة بالمنغنيز متقزمة Stunted، ومصفرة الأوراق.

ويمكن بسهولة تصحيح أعراض نقص المنغنيز من خلال إضافة الكمية اللازمة منه مع الأسمدة الأخرى، أو من خلال رش محلول سلفات المنغنيز Manganese sulphate، أو أوكسيد المنغنيز. ومن المهم جدا المحافظة على اتزان نسبة عنصري المنغنيز والحديد Fe ratio: Mn. وتقدر النسبة المطلوبة من هذين العنصرين بنحو 2.5 إلى 1.5 لكل من عنصري المنغنيز والحديد على التوالي. وتظهر على نباتات الصويا أعراض السمية بالمنغنيز إذا ما انخفضت درجة حموضة التربة إلى أقل من 5.0. وتساعد عملية إضافة كربونات الكالسيوم Liming في تصحيح الخلل، والحد من هذه السمية في معظم الحالات.