تأثير الهيومات على حيوية وتكوين ومحصول الذرة المحصودة

يُعدّ ذرة القش من الموارد الأساسية للحصول على علف الماشية. تُساعد الظروف المناخية في السهوب الأوكرانية (فترة ما بعد الحصاد الخالية من الصقيع، ودرجة الحرارة المناسبة، وانخفاض طول النهار بشكل طبيعي) على نمو وتطور الذرة في محاصيل القش. ويُعدّ نقص الرطوبة في النصف الثاني من الصيف العامل المُقيّد لنمو وتطور ذرة القش. لذلك، للحصول على غلة عالية ومستقرة، يجب زراعة ذرة القش بالري.

تزداد القيمة الاقتصادية لحصاد ذرة القش بشكل ملحوظ عند تكوين الكيزان، مما يؤدي إلى زيادة كمية وحدات العلف لكل هكتار. لذلك، ينبغي أن تهدف جميع الإجراءات الزراعية إلى تسريع نمو ذرة القش. لا تقتصر أهمية تسريع نمو النباتات على الجانب العملي فحسب، بل تتعداه إلى الجانب النظري، إذ إن اكتشاف أنماط هذه العملية يفتح آفاقًا جديدة لإدارتها. وقد أثبت عدد من الباحثين التأثير المحفز لأحماض الهيوميك على النباتات. وبناءً على ذلك، شرعنا في مهمة تسريع نمو ذرة القش، وزيادة إنتاجها، وتحسين جودتها، باستخدام مكملات هيومات البوتاسيوم مع الأسمدة المعدنية.

أهداف البحث:

1. لتحديد تأثير حمض الهيوميك وحمض الفولفيك على العمليات الكيميائية الحيوية للذرة.
2. دراسة تأثير حمض الهيوميك وحمض الفولفيك على تكوين الأعضاء التناسلية.
3. لتحديد مدى فعالية التسميد بنترات الأمونيوم والسوبر فوسفات وهومات البوتاسيوم على إنتاجية الذرة.

المخطط التجريبي:

1. يتحكم.
2. تغذية الجذور N20، P20 (الخلفية).
3. خلفية + هومات البوتاسيوم 2 لتر/هكتار (تغذية الجذور).
4. الخلفية + هومات البوتاسيوم 0.003٪ (التغذية الورقية).

تأثير هومات البوتاسيوم على العمليات الكيميائية الحيوية لحصاد الذرة

تمر النباتات بمراحل نمو متتالية. تتميز كل مرحلة من مراحل نمو النبات ككل، وكل مرحلة من مراحل تكوين الأعضاء التناسلية، بعملية أيضية خاصة بها. لذلك، في دراستنا، حددنا توقيت أخذ العينات للتحليل الكيميائي الحيوي ليتزامن مع مراحل تطور الأعضاء التناسلية في ذرة القش، أي مع فترة تمايز السنابل، وتكوين الأزهار في السنابل، وتمايز القشور في الكوز، ومرحلة ظهور السنابل. أُجري التحليل على السنابل البدائية والمتشكلة، والكيزان، والورقتين العلويتين.

تغيرات في نشاط إنزيمات التنفس في ذرة القش تحت تأثير هيومات البوتاسيوم

من المعروف أن شدة التنفس ترتبط ارتباطًا وثيقًا بنشاط إنزيمات الجهاز التنفسي. لذلك، في كل مرحلة من مراحل تكوين الأعضاء، حددنا نشاط إنزيمي الكاتالاز والبيروكسيداز في الأعضاء الخضرية والتكاثرية لذرة القش (الجدول 1).

الجدول 1. تأثير الأسمدة المعدنية وهومات البوتاسيوم على نشاط إنزيمات التنفس في ذرة القش

أعضاء النبات	يتحكم		تغذية الجذور N20، P20		خلفية + هومات البوتاسيوم 2 لتر/هكتار		الخلفية + هومات البوتاسيوم 0.003%
	الكاتالاز	بيروكسيديز	الكاتالاز	بيروكسيديز	الكاتالاز	بيروكسيديز	الكاتالاز	بيروكسيديز
مرحلة 9 أوراق
سنبلة	4	70	10	70	10	85	-	-
ملزمة	13	65	26	53	29	81	-	-
المرحلة 13 تترك
سنبلة	33	35	34	22.5	38	28	35	35
البداية	14	22.5	20	35	24	43	16	35
ملزمة	9	32.5	10	40.5	14.5	32.5	19.5	32.5
مرحلة ظهور النورات
سنبلة	35.0	24.0	38.5	24.0	24.0	35	33.5	31.5
البداية	9.0	19.0	12.0	19.0	11.5	22.5	11.5	19.0
ملزمة	24.0	43.0	21.0	35.0	17.0	43.0	15.5	28.0

ملاحظة: نشاط الكاتالاز هو بالملليلتر من الأكسجين لكل 1 جرام من العينة لمدة 15 دقيقة، ونشاط البيروكسيداز هو بالملليجرام من الكوبلت لكل 1 جرام من العينة.

يوضح الجدول أنه خلال مرحلة تكوين الذرة القشية، يزداد نشاط إنزيم الكاتالاز في السنابل والأوراق. وينخفض ​​نشاط البيروكسيديز فيها مع تقدم عمر النبات، وهو ما يرتبط بشيخوخة الأوراق. وخلال تكوين الذرة القشية، يُلاحظ انخفاض تدريجي في نشاط كلٍّ من الكاتالاز والبيروكسيديز. ومن المحتمل أنه في المراحل اللاحقة من نمو الذرة القشية، يحدث تغيير في الأهمية النوعية للأنظمة الأنزيمية في عمليات الأكسدة والاختزال.

أظهرت الملاحظات أن هيومات البوتاسيوم يعزز زيادة ملحوظة في نشاط إنزيمي الكاتالاز والبيروكسيديز في كل من الأعضاء التناسلية والنباتية. ويزداد نشاط إنزيمات التنفس بشكل ملحوظ، لا سيما تحت تأثير هيومات البوتاسيوم في المراحل الأولى من نمو الأعضاء التناسلية لذرة القش. علاوة على ذلك، يؤثر تسميد الجذور بهيومات البوتاسيوم على نشاط إنزيمات التنفس لفترة أطول من التسميد الورقي.

تأثير هيومات البوتاسيوم على ديناميكية السكريات

أظهرت الدراسات التي أجريت على محتوى السكر في الأعضاء التناسلية والخضرية لذرة القش أن محتوى السكر فيها في المراحل الأولية من تكوين الأعضاء كان أقل بشكل ملحوظ مما كان عليه في الفترة اللاحقة من التطور (الجدول 2).

الجدول 2. تأثير الأسمدة المعدنية وهومات البوتاسيوم على ديناميكيات السكريات في ذرة القش

أعضاء النبات	يتحكم		تغذية الجذور N20، P20		خلفية + هومات البوتاسيوم 2 لتر/هكتار		الخلفية + هومات البوتاسيوم 0.003%
	*مخفض	**عكس.	*مخفض	**عكس.	*مخفض	**عكس.	*مخفض	**عكس.
مرحلة 9 أوراق
سنبلة	1.74	3.52	1.23	2.05	1.51	4.35	-	-
ملزمة	1.56	1.90	0.87	1.41	1.69	1.96	-	-
المرحلة 13 تترك
سنبلة	1.13	2.37	0.64	2.30	0.92	2.37	0.95	2.30
البداية	1.41	3.01	1.41	2.50	1.41	3.78	1.41	3.33
ملزمة	1.09	2.01	1.65	2.40	2.06	2.50	1.92	2.69
مرحلة ظهور النورات
سنبلة	2.83	6.53	2.72	4.64	3.49	6.79	3.15	7.11
البداية	1.25	5.25	1.29	6.41	1.43	6.79	1.54	6.66
ملزمة	1.93	3.48	1.98	5.25	2.32	5.25	1.98	5.25

ملحوظة: *السكريات المختزلة، **السكريات المقلوبة.

لوحظت أعلى كمية من السكريات في السنابل والأكواز وأوراق الذرة القشية خلال مرحلة ظهور السنابل. تجدر الإشارة إلى أن لهيومات البوتاسيوم تأثير إيجابي على تخليق السكريات. في الأنواع التي استُخدم فيها هيومات البوتاسيوم للتسميد، احتوت نباتات الذرة القشية على سكريات أكثر من المجموعة الضابطة.

تغيرات أشكال الفوسفور في نباتات الذرة تحت تأثير هومات البوتاسيوم

أظهرت الدراسات المُجراة أن محتوى الفوسفور في الأعضاء الخضرية والتكاثرية لذرة القش ليس متساويًا، ويتغير خلال مراحل نموها. يحتوي الكوز على أعلى نسبة من الفوسفور. في بداية ونهاية نمو السنابل، يكون محتوى الفوسفور متساويًا تقريبًا. في الأوراق، يتقلب محتوى الفوسفور بشكل حاد خلال مراحل نمو السنابل. توجد أكبر كمية من هذا العنصر في الأوراق خلال فترات نمو الأعضاء التناسلية الأكثر كثافة، مثل تمايز السنابل وظهورها.

يؤثر هيومات البوتاسيوم على توزيع الفوسفور في أعضاء النبات، ويزيد محتواه بشكل ملحوظ في السنبلة الزهرية لذرة القش بعد التسميد مباشرة. وقد لوحظ انخفاض طفيف في الفوسفور البروتيني، تحت تأثير هيومات البوتاسيوم، في المراحل الأولى من النمو في طور 9 أوراق في السنبلة الزهرية، مما أدى إلى تأخر نمو السنبلة. وفي الوقت نفسه، ارتفع محتوى الفوسفور القابل للذوبان في الأحماض في السنبلة والأوراق بشكل ملحوظ، مما يدل على نشاط عالي الطاقة في العمليات الكيميائية الحيوية التي تجري في النبات.

خلال فترة النمو المكثف للسنابل والذرة، وتحت تأثير هيومات البوتاسيوم، ارتفع محتوى الفوسفور البروتيني فيهما بشكل ملحوظ. أما في الأوراق، فخلال المرحلة الأولى من تكوين الأعضاء، وتحت تأثير هيومات البوتاسيوم، يزداد محتوى الفوسفور العضوي القابل للذوبان في حمض ثلاثي كلورو أسيتيك، والذي يشارك مباشرةً في عمليات الطاقة.

وهكذا، تحت تأثير حمضي الهيوميك والفولفيك في نباتات الذرة القشية، تزداد كمية السكريات المهمة في التحولات الكيميائية الحيوية لأشكال الفوسفور العضوي وغير العضوي القابلة للذوبان في حمض ثلاثي كلورو الأسيتيك، ويزداد نشاط إنزيمات الجهاز التنفسي، مما يؤدي إلى زيادة الطاقة الكامنة في جسم النبات. وهذا يؤثر إيجابًا على مسار تكوين الأعضاء التناسلية والخضرية في الذرة القشية، وبالتالي على إنتاجية النباتات، أي زيادة المحصول.