علاقة العوامل البيئية بنمو المحاصيل الحقلية ـ الهـواء -

يزود الجو المحاصيل بالغازات المهمة للعمليات الحيوية كالأوكسيجين للتنفس وثاني أوكسيد الكاربون للتركيب الضوئي والنتروجين للتغذية. كما ان حركة الهواء وما يحمله من رطوبة وجفاف حرارته وسرعته تؤثر على توزيع ونجاح المحاصيل في المناطق المعتدلة.

يتكون الغلاف الجوي الذي يحيط بالكرة الارضية من غاز النتروجين والأوكسجين بصورة رئيسية ومن عدد من الغازات الاخرى التي توجد بنسب قليلة. ويكون النتروجين ۷۸٫۹٪ والاوكسجين ۲۰٫۹۳٪ والاوركسون ۰٫۹۳٪ وثاني اوكسيد الكربون 0.03٪ والغازات الأخرى تكون 0.02% وهذه النسب للغازات تكاد تكون ثابتة باستثناء بعض المناطق التي تتواجد فيها المصانع التي تنطلق منها كميات من الغازات المختلفة اهمها ثاني اوكسيد الكاربون واول اوكسيد الكاربون وثاني اوكسيد الكبريت وبخار الماء وبعض المواد الأخرى ومنها الاوزون ونترات بيروكسي استيل (Peroxyacetyl nitrate) وهذه تتكون باتثير اشعة الشمس على نواتج الاختراق. واكثر الغازات ضرراً للمحاصيل هي ثاني اوكسيد الكبريت وأول اوكسيد الكاربون واكاسيد النتروجين. وتقل نسبة ثاني اوكسيد الكاربون وتزداد نسبة النتروجين وغيره من الغازات الخفيفة كلما ارتفعنا عن سطح البحر.

تلوث الهواء Air Pollution:

لقد سبب تلوث الهواء أو تلوث البيئة حصول وفيات في بعض مناطق العالم مما جلب الانتباه الى هذه الظاهرة الخطرة التي اخذت تتفاقم بتأثير الدخان المتصاعد من المصانع والمناجم وحرق القمامة وغيرها. وقد ادي تلوث الهواء الى موت 4000 شخص في لندن عام 1952 كما حصلت وفيات في مناطق اخري من العالم في كل من الولايات المتحدة والمكسيك وبلجيكا بسبب تلوث الهواء ويحصل الضرر للمحاصيل بصوره رئيسيه من وجود غاز ثاني اوكسيد الكبريت في الهواء بتراكيز مرتفعة. ويتوقف الضرر على سرعة وكمية الغاز الممتص. فتصفر النباتات نتيجة هدم الكلوروفيل وموت الخلايا في حواف الاوراق مع وجود بقع غامقة مائية تتحول بعد ذلك الى اللون البني لامتصاص كميات كبيرة من الغاز. واذا كان التأثير غير شديد فان النباتات تتميز بوجود مساحات علي الاوراق خالية من الكلوروفيل او اصفرار عام للورقة تتحول بعد ذلك إلى اللون الاحمر نتيجة لاختفاء الكلوروفيل والمواد الكاروتينية. ويعتبر الجت من المحاصيل الحساسة لهذه الابخرة من غاز ثاني او كسيد الكبريت.

ويشتد الضرر من الهواء الملوث عندما يمتزج الدخان (Smoke) مع الضباب Fog مكونا ما يعرف بالد خان الرطب المسمى (Smog) وهذا يسبب اضافة الى الضرر على النباتات تهيجا للعين ويحجب الضوء فيقلل مدى الرؤية كما ان وجود الغبار في الهواء والدخان يتعجل في تكوينه لأنها تعمل كنواة لتجمع حبيباته. وقد قدرت الاضرار من الدخان الرطب ما بين 6-8 ملايين دولار سنويا في جنوب كاليفورنيا.

وتختلف المحاصيل في درجة تأثرها بالدخان الرطب الى اربعة مجاميع هي:

- محاصيل حساسة وتشمل الجت ، الشوفان وبنجر المائدة.

- محاصيل حساسة الي متوسطة الحساسية: وتشمل البنجر السكري. البرسيم الحلو.

- محاصيل متوسطة الحساسية الى مقاومة: وتشمل الشعير والبزاليا والطماطة.

- محاصيل مقاومة: وهي الحنطة ، والذرة الصفراء ، وحشيش الثيل واللهانة والفاصوليا.

ويؤدي الهواء الملوث الى عدد من الاضرار على العمليات الوظيفية للنبات كانخفاض شديد في عملية التمثيل الضوئي وزيادة في التنفس وقلة في نفاذية جدران الخلايا واخيرا قلة في النمو وتدهور في الحاصل.

التوازن بين غاز ثاني اوكسيد الكاربون والاوكسيجين

يكون غاز ثاني اوكسيد الكاربون ۰٫۰۳٪ من حجم الهواء الجوي او ما يعادل 1/700 من الاوكسيجين ورغم قلة هذه الكمية فأنها تعتبر كافية للنباتات لعملية التركيب الضوئي وتستهلك النباتات سنويا ما يعادل 1/30 من المقدار الكلي له في الجو. ويمكن للنباتات ان تزيد من عملية التركيب الضوئي بزيادة تركيز ثاني اوكسيد الكاربون في الهواء الى ان يصل تركيزه ۱ ٪ حيث يصيح عند هذا الحد ساما للنباتات وينقص التركيب الضوئي للفعل السام له على البروتوبلازم ولغلق ثغور الورقة. وينطلق غاز ثاني اوكسيد الكاربون في عملية التنفس ومن احتراق المواد الكاربوهيدراتية والسموم وتطلق النباتات غاز الاوكسيجين في عملية التمثيل الضوئي ورغم ان هذه العملية تحصل نهارا فقط الا ان الكمية التي تطلقها النباتات من الاوكسيجين أكثر من كمية ثاني اوكسيد الكاربون التي تنطلق في عملية التنفس. وتتأثر كمية ثاني اوكسيد الكاربون في الجو بسرعة عملية التركيب الضوئي وذلك يعتمد على شدة الضوء ، فقد لوحظ ان الصمود يتحكم بسرعة التركيب الضوئي اذا كانت شدة الضوء منخفضة اما اذا كانت شدة الضوء مرتفعة فان سرعة التركيب الضوئي تخضع لتواجد غاز ثاني اوكسيد الكاربون وفي تجربة اجريت على نبات الحنطة وجد ان سرعة التركيب الضوئي تقلي بقلة غاز ثاني اوكسيد الكاربون في ظروف الاضاءة الشديدة والعكس صحيح.

هواء التربة

ان تنفس الجذور وتنفس احياء التربة يسببان زيادة في غاز ثاني اوكسيد الكاربون ونقصاً في الاوكسيجين لذلك يحصل تدرج في تركيز ثاني اوكسيد الكاربون في التربة وفي الهواء فوق سطحها. وينتشر ثاني اوكسيد الكاربون الى الهواء الجوي من التربة بما يعرف بعملية تبادل الغازات فتنخفض نسبته في التربة وتؤثر درجة الحرارة والضغط الجوي وحركة الهواء والرطوبة على هذه العملية ولذلك فان عملية الانتشار هذه هي الاساسية في تجديد هواء التربة. وتحاول ان تبقى كمية ثاني اوكسيد الكاربون في التربة مستقرة تقريباً بينها تتغير كمية الاوكسيجين بدرجة كبيرة. وهناك عدة عوامل تساهم في هذا التغير وتسبب نقصاً في كمية الاوكسيجين بالتربة عن نسبته في الهواء الجوي واهم هذه العوامل:

1) احياء التربة التي تسبب نقصا في الاوكسيجين وزيادة في ثاني اوكسيد الكاربون. كما ان تنفس الجذور يزيد من هذا التفاوت بين الغازين في التربة. حيث ان تنفس الجذور في مرحلة النمو السريع للنباتات ينتج كميات من غاز ثاني اوكسيد الكاربون اكثر مما تطلقه الاحياء الدقيقة في التربة.

2) عدد وحجم المسامات البينية: وهذه المسامات تنتج عن التجمع الحبيبي لذرات التربة وكذلك من الانفاق التي تحدثها الجذور وفعاليات احياء التربة والحراثة والعزق الجيدين.

3) حجم حبيبات التربة: في الترب الرملية الخشنة التي تشكل مجموع المسامات البينية 55.5 ٪ تكون نفاذيتها للهواء ألف مرة أكثر من الترب الرملية الناعمة التي تكون المسامية لها فقيرة 37.5٪ واذا كان حجم المسامات صغيراً جداً فانه يتعذر على جذور النباتات أن تنتشر في التربة ويكون احتفاظها بالماء الشعرى قليلا.

وتشغل السعة المسامية بالماء والغازات ويتناسب وجود الماء والغازات مع بعضيها تناسبا عكسيا فيزداد احدها علي حساب الاخر.

4) الصرف: الترب الجيدة الصرف تحتوى على الكميات الملائمة من الاوكسيجين ويكون تبادل الغازات وانتشارها بشكل جيد والي عمق اكبر وعندما تصبح تراكيز غاز ثاني اوكسيد الكاربون عالية في التربة فان اضرارا متعددة تحصل للمحاصيل. وقد وجد نتيجة التجارب بان زيادة تركيز ثاني اوكسيد الكاربون في التربة عن الحد الملائم يسبب نقصا في امتصاص الماء والعناصر الاولية المغذية من التربة في محاصيل الحنطة والذرة الصفراء والرز بالمقارنة مع هذه المحاصيل عندما زرعت في تربة جيدة التهوية.

وفي تجربة اخرى وجد ان نمو جذور القطن بلغ الحد الامثل في محلول للعناصر الاولية المغذية يتراوح تركيز ثاني اوكسيد الكاربون فيه (صفر-15 ٪) وكان تركيز الاوكسيجين ثابتا ۲۱٪ وعندما زاد تركيز ثاني اوكسيد الكاربون علي ما ذكر انخفض نمو الجذور والمجموع الخضري.

ومن جهة أخرى فان نقص الاوكسيجين له اضرار على النباتات حيث وجد بان جذور النباتات تتأثر بوضوح عندما تنخفض نسبة الاوكسيجين في هواء التربة الى ٪۱۰ واذا وصلت نسبتها الى ۳٪ فان نمو الجذور يتوقف لمعظم النباتات.

تأثير التهوية الرديئة على الصفات الشكلية ( المورفولوجية ) والوظيفية ( الفسلجية ) للمحاصيل : فمن الناحية الشكلية يلاحظ على النباتات الصفات التالية: ان الجذور تصبح ذات خلايا رقيقة الجدران. تأخير واعاقة تكوين الشعيرات الجذرية. قلة تشعب الجذور. المجموع الجذري سطحي غير متعمق في التربة. نقص في مساحة الورقة والمجموع الخضري.

إما من الناحية الوظيفية فإن التهوية الرديئة تؤدي إلى زيادة في التنفس اللاهوائي للجذور وتراكم النواتج الثانوية السامة. نقص في PH العصير الخلوى. نقص في سرعة امتصاص الماء والعناصر المغذية من التربة. انخفاض في سرعه التنفس. تأخير في فترة النضج اختزال لون الاقسام الخضرية للنبات.

الرياح والغبار: ينشأ الغبار من انطلاق جزئيات المواد الى الجو ثم حمل الرياح لها من منطقة لأخرى. ويقل تركيز الغبار كلما زاد الارتفاع في الجو. ويزداد الغبار في العراق خلال اشهر الصيف والخريف ويعترض الغبار اشعة الشمس ويمتص الحرارة ويؤثر على النباتات فيعمل على انسداد الثغور فيضعف نمو النباتات.

تأثير الرياح على المحاصيل:

للرياح تأثير كبير على مقدار الرطوبة النسبية في الجو فالرياح الجافة تزيل طبقات الهواء الرطب الملامس لسطح الاوراق وتقلل من الرطوبة النسبية للهواء حولها وتزيد بنفس الوقت سرعة التنفس والنتج. وتزداد سرعة الرياح بزيادة الارتفاع فوق سطح التربة ولذلك فالأشجار تتعرض للجفاف بفعل الرياح اكثر من المحاصيل الحقلية. وحتى في الحالات التي تكون التربة فيها رطبة فان حركة الرياح المستمرة تسبب تلفا وتكسرا واضطجاعا للمحاصيل الحقلية. واكثر ضرر يحصل للمحاصيل الحقلية يكون من الرياح الحارة الجافة التي تهب خلال موعد التزهير فتقتل حبوب اللقاح وتنخفض نسبة الاخصاب فيقل الانتاج كما تسبب تكسر السنابل ونقصا للبذور وقت الحصاد. كذلك فان الرياح تحدث خللا في توازن الماء الداخلي للنبات وينتج منه قلة في تكوين البذور. كما تحصل اضرار للازهار كنتيجة لتبخر الافرازات من المياسم الزهرية. وتحدث الرياح اضرارا بالغة للمحاصيل حيث تسبب اضطجاعا لها خاصة عندما تكون الارض مروية حديثا والمحاصيل ذات ارتفاع عالي كالذرة الصفراء والذرة البيضاء وعباد الشمس. والرياح المحملة بالرمال والهابة من المناطق الجافة الصحراوية تقذف النباتات بذرات الرمل وربما تغطي الحقول المزروعة.

ومن ناحية اخرى فان الرياح وسط فعال في نقل بذور الادغال وجراثيم بعض الفطريات مثل سبورات مرض الصدأ. كما انها تساعد على تلقيح النباتات المكيفة لهذه الطريقة من التلقيح.

تعرية التربة بواسطة الرياح:

الرياح عامل مؤثر في تعرية التربة خاصة في المناطق الجافة ويكون الضرر كبيرا

عندما تكون الاراضي المعرضة للرياح خالية من الغطاء النباتي. وهذا بدون شك يسبب تقلصا في المساحات القابلة للزراعة. وهناك عدد من الوسائل الممكن اتباعها لتقليل اثر التعرية خاصة في المناطق الزراعية:

(1) الري المنتظم وعدم ترك الارض جافة لفترة طويلة .

(2). توفير غطاء نباتي وذلك بزراعة الارض وعدم تركها بورا .

(3). اضافة الاسمدة العضوية أو الخضراء وقلبها اثناء الحراثة .

(4) قلب بقايا المحاصيل في الارض وعدم تنعيم التربة كثيرا وجعل السطح خشناً. (5) اتباع الدورات الزراعية.

(6) استعمال مصدات الرياح فقد وجد بان وجود حزام من مصدات الرياح يقلل من سرعة الرياح لمسافة تعادل 20 مرة لارتفاع المصدات. وتستعمل الاشجار كمصدات رياح وبعض المحاصيل العالية النباتات كالذرة الصفراء والخروع وعباد الشمس. وقد وجد في الاتحاد السوفياتي نتيجة التجارب بان مصدات الرياح قد زادت من الانتاج بمقدار 20 - 30 مرة لبعض المحاصيل في بعض المناطق وبمقدار ۱۰۰ - ۲۰۰ ٪ لبعض محاصيل الحشائش. ان المصدات الكثيفة التي يتخللها الهواء أكثر أثراً في تقليل اضرار الرياح من المصدات الكثيفة تماماً حيث تمنع النزول المفاجئ للرياح خلف المصدات بعد أن تتجاوزها مباشرة لحصول تخلخل في الهواء.