كلية الزراعة

تاريخ التسجيل : 02/05/2011

الإجهاد الحراري
Heat Stress

الحرارة عامل بيئي مهم لما لها من تأثير مباشر أو غير مباشر على جميع العمليات الفسيولوجية والأيضية في النبات ، وقد تكون درجة الحرارة عامل بيئي مجهد للنبات وهناك نوعان من الإجهاد الحراري:
 إجهاد درجة الحرارة المرتفعة High temperature stress
 إجهاد درجة الحرارة المنخفضة ( برودة ، تجمد ، صقيع ) Low temperature stress
درجة حرارة النبات غير ثابتة فهي تتغير مع تغير درجة حرارة المحيط حول النبات ، والعامل المحدد لدرجة حرارة أجزاء النبات هو درجة حرارة المحيط الملامس لذلك الجزء منه ، وتعتمد درجة حرارة النبات على الإتزان بين كمية الحرارة الممتصة وكمية الحرارة المفقودة ، فإذا زادت الطاقة الممتصة عن الطاقة المفقودة ينتج عن ذلك تسخين النبات والعكس إذا نقصت الطاقة الممتصة عن الطاقة المفقودة يؤدي إلى تبريد النبات ، ولمعظم النباتات الراقية درجة الحرارة التي تعد خطرة ومضره تقع بين ( 45 – 55 ) م وتختلف درجة الحرارة المضرة أحياناً بين الخلايا في النبات نفسه

إجهاد الحرارة المرتفعة :
كيف يؤثر إجهاد الحرارة المرتفعة على النبات ؟
 إنخفاض معدل البناء الضوئي وارتفاع معدل التنفس وبذلك يتعرض النبات للمجاعة عن طريق استهلاك الكربوهيدرات
 نقص كمية البروتين النشط نتيجة تكسيره أو فقده لشكله الطبيعي
 تراكم بعض المواد السامة نتيجة زيادة نفادية الأغشية
 زيادة سيولة الدهون خاصة دهون الأغشية الخلوية
 تغير في طبيعة الأحماض النووية
 ارتفاع معدل النتح مما يعرض النبات إلى إجهاد جفاف
 تثبيط النمو وصغر حجم النبات وسقوط الأوراق مبكراً والفشل في تكوين الأزهار
 تجمع للبروتوبلازم نتيجة لتأثير الحرارة المدمر لمكونات الخلية حيث أن للحرارة تأثير مدمر على الأغشية والسيتوبلازم

ما هي الأعراض التي تظهر على النبات نتيجة لإجهاد الحرارة المرتفعة ؟
 تلون الأوراق باللون البني وقد تسود بزيادة الإجهاد
 ذبول وجفاف عام يصاحبه اصفرار في بداية الإجهاد
 ظهور لسع موضعية في الأوراق ( قتل موضعي )
 سقوط الأوراق
 صغر حجم النبات والفشل في تكوين الأزهار
 أضرار الحرارة المرتفعة تعتمد على الفترة الزمنية للتعرض

إجهاد الحرارة المنخفضة :
 ينشأ الضرر من تعرض النبات إلى درجات حرارة منخفضة أعلى من درجة حرارة التجمد ( إجهاد برودة )
 ينشأ الضرر من تعرض النبات لدرجة حرارة منخفضة تصل إلى درجة التجمد ( إجهاد تجمد )
يحدث إجهاد البرودة لمعظم النباتات عند تعرضها لدرجة حرارة أقل من 15 م أو 10 م وقد تصل إلى صفر مئوية ، قد يسبب إجهاد التجمد موت أنسجة النبات بسبب تكون بلورات ثلجية في أنسجة النبات ، ومن الممكن أن تبرد بعض النباتات إلى درجة حرارة أقل من الصفر ولا يحدث لها ضرر إذا لم تتكون البلورات الثلجية فيها ، والبلورات الثلجية قد تتكون في المسافات البينية للخلايا أو داخلها ويرجع ضرر تكون الثلج داخل الخلايا إلى :
 إختلال في التركيب الطبيعي لمكونات الخلية
 التجفيف أو زيادة تركيز المواد السامة
 حدوث ضرر للبروتوبلازم نتيجة انتقال الماء من خارج الخلية إلى المسافات البينية ( وجود بلوارات الثلج )
 ضرر ميكانيكي تحدثه البلورات في الخارج على الخلية

لإجهاد البرودة عدة تأثيرات على النبات منها :
 توقف حركة السيتوبلازم
 زيادة نفاذية الأغشية وتسرب المواد الذائبة من الخلايا
 زيادة معدل التنفس وانخفاض معدل البناء الضوئي ( مجاعة )
 تضرر أغشية البلاستيدات الخضراء وتكسير الكلوروفيل ( نقص معدل البناء الضوئي )
 تثبيط عمليات النقل للتغير في طبيعة الدهون المفسفرة المكونة للأغشية
 تراكم المواد السامة
 زيادة معدل هدم البروتين عن معدل بناءه وتراكم NH3 السام

ما هي أعراض إجهاد نقص الحرارة ...؟
 تحدث استجابة بطيئة خلال ( 5 – 6 ) أيام بعد ذلك تظهر أعراض الذبول على النبات
 ظهور بقع على أوراق النبات وظهور أعراض نقص العناصر
 تقزم النبات وتوقف نموه

وسوف ندرس الإجهاد الحراري على نمو البادرات وإنبات البذور
 تختلف البذور في مدى احتياجها لدرجة الحرارة اللازمة لإنباتها ، كما تختلف درجات الحرارة الملائمة لإنبات البذور باختلاف أنواعها
 يمنع إنبات البذور عند درجات الحرارة المنخفضة جداً والمرتفعة جداً
 حساسية البذور للحرارة تختلف باختلاف أنواعها ، وكذلك درجة رطوبة البذرة تؤثر على حساسية البذور لدرجات الحرارة
 البذور الجافة تقاوم درجات الحرارة المختلفة على حسب نوع الغذاء المخزن داخلها
 لمنظمات النمو دور رئيسي في تحديد درجة حرارة الإنبات
 للتركيب الوراثي دور هام في تحديد درجة الحرارة المثلى للإنبات
قد يعزى تأثير درجات الحرارة المثلى على الإنبات في ارتفاع عمليات التنفس ونشاط الإنزيمات ومنها الـــ Catalase ، إلا أن التعرض لدرجات الحرارة المرتفعة قد يثبط الإنبات لتأثيره على نشاط إنزيمات التنفس بشكل خاص وعلى الإنزيمات بشكل عام ، كما يعزى الضرر الناتج من انخفاض درجات الحرارة إلى تكوين بلورات من الثلج داخل الخلايا أو بينها ( في المسافات البينية ) مما يؤثر على التركيب الوظيفي للأغشية الخلوية وعلى البروتوبلازم ( لزوجته ) وبالتالي يؤثر على عمليات النقل.

يعتمد الضرر الناتج من التثليج على :
 درجة الحرارة المنخفضة
 طول فترة التعريض
 المحتوى الرطوبي للبذرة
 النضج الفسيولوجي للبذور
 نوع البذور
بعض البذور تحتاج إلى درجات حرارة ثابتة للإنبات ، وأخرى تحتاج إلى درجات حرارة متغيرة لإسراع عملية الإنبات وكسر الكمون ( ظاهرة الإرتباع )، وتعتبر الرطوبة عامل حرج حيث يزداد الضرر بارتفاع المحتوى الرطوبي .
تجربة تأثير الإجهاد الحراري على نمو البادرات

الهدف من التجرب
معرفة أي من درجات الحرارة المختلفة تسبب إجهاداً حرارياً للنبات ( إجهاد برودة أو إجهاد حرارة مرتفعة ) ومعرفة الأعراض الظاهرية المختلفة للإجهاد الحراري
المواد والأدوات :
 أصص
 تربة ( رمل : بتموس ) بنسبة 1:1
 بادرات عمرها أسبوع تقريباً

طريقة العمل :
 تجهز 4 أصص لكل مجموعة والخامسة Control بحيث نضع بكل إصيص ورق ترشيح قبل وضع التربة
 يزرع في كل إصيص 10 بادرات وتروى مرتين أو ثلاث مرات أسبوعياً ( حسب الفصل )
 تقسم الأصص إلى أربعة معاملات :
 المعاملة الأولى : يوضع الإصيص عند درجة حرارة ( 5 – 10 ) م في الثلاجة
 المعاملة الثانية : يوضع الإصيص عند درجة حرارة 20 م في غرفة مكيفة
 المعاملة الثالثة : يوضع الإصيص عند درجة حرارة 30 م في الصوبة ( Control)
 المعاملة الرابعة : يوضع الإصيص عند درجة حرارة 40 م في الفرن
 بعد أسبوع من المعاملات يتم قياس الطول الظاهري وتسجل الأعراض الظاهرية على النباتات.

نوع النبات
درجة الحرارة المنخفضة
Control

درجة الحرارة المرتفعة
الفول
الترمس
القمح
الشعير