تأثير الغومات على فسيولوجيا النباتات. إزالة الإجهاد النباتي الناجم عن استخدام المبيدات الحشرية والفطرية.
هدف هذا العمل إلى تحديد إمكانية إزالة التأثير المثبط لمبيدات الحشرات والفطريات على مختلف النباتات الزراعية باستخدام مواد نشطة فسيولوجياً.
تم إجراء العمل بطريقة نقع بذور المحاصيل الزراعية في محاليل السموم مع نقلها لاحقاً إلى أوساط تحتوي على مواد نشطة فسيولوجياً. وتعتبر هذه الطريقة لتعريض النباتات للمبيدات هي الأكثر ملاءمة في هذه الحالة، لأنه أولاً، مرحلة إنبات البذور هي الأكثر ضعفاً من الناحية الفسيولوجية تجاه تأثير السموم في تطور النبات، وثانياً، التعرض القصير للسموم يسمح باستبعاد مسألة استمرار بقاء السموم أثناء التجربة، وهو أمر ذو أهمية كبيرة في التجارب التي تتواجد فيها السموم باستمرار، على سبيل المثال، في وسط التغذية الجذرية.
من خلال نقل البذور إلى وسط يحتوي على مواد نشطة فسيولوجياً بعد نقعها في السموم، يتحقق الفصل بين تأثير السموم والمواد الدبالية (الهيومية) بمرور الوقت. تم نقع بذور محاصيل الاختبار في محاليل مبيدات الحشرات والفطريات لمدة 24 ساعة. ثم بعد غسلها جيداً بالماء، تمت زراعة جزء من البذور في وسط غذائي معدني، والجزء الآخر في نفس الوسط ولكنه يحتوي على 0.005% من هيومات البوتاسيوم. تم تقييم التجربة بعد 12 يوماً. وتم تسجيل ارتفاع الكتلة الهوائية (الجزء الخضري)، وطول الجذور، والوزن.
تحديد الجرعة المثبطة 50 (ID50) للسموم المختلفة وتأثير مواد الدبال النشطة فسيولوجياً على هذا المؤشر
يصعب تحديد الـ ID50 للسموم في الاختبارات النباتية لأن المؤشرات الثلاثة المذكورة أعلاه — طول الجذور، وارتفاع الكتلة الهوائية، ووزن الشتلات — تستجيب بشكل مختلف للتغير في تركيز السموم. وقد تبين أن الجذور هي الأكثر حساسية لتأثير السموم، ويعكس مؤشر طولها ووزنها بوضوح طبيعة ودرجة تأثير السموم على نمو النبات.
ومن المعروف أيضاً التأثير المحدد للمواد النشطة فسيولوجياً ذات الطبيعة الدبالية على الجهاز الجذري تحديداً. لذلك، ولتحقيق المهمة المذكورة أعلاه، أي تحديد الـ ID50 وتأثير مواد الدبال النشطة فسيولوجياً على هذا المؤشر، تم إجراء تجارب. وكمثال، نورد نتائج تجربة مع الغرانوزان على محصول اختباري — الخيار.
يوضح الجدول 1 والشكل 1 تأثير التركيزات المختلفة للغرانوزان على نمو الجهاز الجذري لشتلات الخيار وأهمية النقل اللاحق للنباتات إلى هيومات الصوديوم. وهي تظهر أن تأثير السم على نمو الجهاز الجذري مرتبط أساساً بتركيزه، وتحديداً: عند نقع البذور في محلول الغرانوزان بتركيز 2·10-9 — 2·10-8% لا يقتصر الأمر على عدم ملاحظة تثبيط لنمو الجذور فحسب، بل يُرى أيضاً بعض التحفيز.
لم يكن لتركيز الغرانوزان 2·10-7 — 2·10-8% أي تأثير جوهري على نمو الجذور، وفقط بدءاً من تركيز 2·10-6% يبدأ ظهور ميل لتثبيط نمو الجهاز الجذري، والذي يزداد مع زيادة التركيز. إن تثبيط الجهاز الجذري بحوالي 50%، أي الـ ID50، يتوافق مع تركيز للغرانوزان قريب من 2·10-4%. أما تركيز السم 4·10-3% فهو في الأساس مميت بالكامل تقريباً.
الجدول 1. تأثير السم وهيومات البوتاسيوم على طول جذور الخيار
| تركيز الغرانوزان % عند نقع البذور | وسط النمو | طول الجذور، مم (M±m) | % الزيادة مقارنة بالشاهد (الماء) — وسط بدون هيومات | % الزيادة مقارنة بالشاهد (السم) — وسط بدون هيومات |
|---|---|---|---|---|
| الشاهد (بدون غرانوزان) | بدون هيومات | 85,4 ± 7,0 | 100,0 | 100,0 |
| مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | 135,8 ± 4,6 | 158,9 | 158,9 | |
| 2 × 10-9 | بدون هيومات | 101,6 ± 5,7 | 118,9 | 100,0 |
| مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | 116,9 ± 9,4 | 136,8 | 115,0 | |
| 2 × 10-8 | بدون هيومات | 87,1 ± 7,4 | 101,9 | 100,0 |
| مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | 123,7 ± 5,3 | 144,7 | 141,9 | |
| 2 × 10-7 | بدون هيومات | 80,8 ± 9,3 | 94,6 | 100,0 |
| مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | 106,9 ± 9,9 | 125,1 | 132,3 | |
| 2 × 10-6 | بدون هيومات | 75,5 ± 5,1 | 88,4 | 100,0 |
| مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | 111,3 ± 7,1 | 130,3 | 147,4 | |
| 2 × 10-5 | بدون هيومات | 66,6 ± 7,6 | 78,0 | 100,0 |
| مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | 103,1 ± 9,1 | 120,6 | 154,7 | |
| 2 × 10-4 | بدون هيومات | 47,8 ± 3,5 | 55,9 | 100,0 |
| مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | 76,8 ± 6,5 | 89,9 | 160,7 | |
| 2 × 10-3 | بدون هيومات | 27,3 ± 1,7 | 32,0 | 100,0 |
| مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | 48,7 ± 2,0 | 57,0 | 324,2 | |
| 4 × 10-3 | بدون هيومات | 2,9 ± 0,2 | 3,4 | 100,0 |
| مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | 20,5 ± 1,5 | 24,0 | 696,6 |
الشكل 1. طول جذور الخيار اعتماداً على تركيز الغرانوزان كنسبة مئوية من الشاهد بدون سم:1 — وسط بدون هيومات؛ 2 — وسط مع هيومات.
كما يتبين من نفس الجدول، تعمل الهيومات النشطة فسيولوجياً على إزاحة الـ ID50 للغرانوزان نحو التركيز 2·10-3%. وبالتالي، يتضح جلياً أن الهيومات النشطة فسيولوجياً تزيد من مقاومة النباتات للتأثير المثبط للسموم. وتجدر الإشارة إلى أن الهيومات بحد ذاتها، وكذلك في وجود الغرانوزان ولكن ضمن حدود معينة لتركيزه، تمارس تأثيراً محفزاً على النباتات.
يوضح الجدول 2 الخاصية العامة لتأثير الغرانوزان اعتماداً على التركيز.
الجدول 2. تأثير هيومات البوتاسيوم على طبيعة عمل تركيزات مختلفة من الغرانوزان على طول جذور الخيار
| خصائص تأثير السم | تركيز الغرانوزان، % | |
|---|---|---|
| بدون هيومات | مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | |
| محفزة | 2 × 10-9 | 2 × 10-9 — 2 × 10-8 |
| محايدة | 2 × 10-8 | 2 × 10-5 — 2 × 10-4 |
| مُثبطة | 2 × 10-5 — 2 × 10-4 | 2 × 10-4 — 2 × 10-3 |
| مميتة (LD84) | 4 × 10-3 | > 4 × 10-3 |
تأثير مواد الدبال النشطة فسيولوجياً على إزالة التأثير المثبط لمبيدات الحشرات والفطريات المختلفة عند الـ ID50
للإجابة على السؤال المطروح، كان من الضروري توضيح أولاً، ما إذا كانت الهيومات النشطة فسيولوجياً تزيل التسمم في النباتات الناجم عن نقع البذور في محاليل مجموعات تصنيفية مختلفة من السموم الزراعية؛ وثانياً — تحديد كيفية تثبيط النباتات الزراعية المختلفة بواسطة مبيدات حشرية وفطرية مختلفة وإلى أي مدى يظهر تأثير إزالة السموم بمساعدة هيومات البوتاسيوم اعتماداً على خصائص النباتات.
تم حل السؤال الأول من خلال إجراء تجارب قصيرة المدى مع نباتات مختلفة وفقاً للمنهجية الموصوفة أعلاه. تظهر نتائج هذه التجربة (الجداول 3-7) أن الأزورين والغرانوزان كان لهما تأثير مثبط. وكان التأثير الضار للفثالان أقل وضوحاً. واحتل تأثير الكبريت مكاناً متوسطاً. أما بالنسبة لعمل الهيومات، فقد كان أكثر وضوحاً في ظل وجود تلك السموم التي مارست أكبر تأثير ضار.
إن مسألة خصوصية الضرر الناجم عن السموم المختلفة فيما يتعلق بخصائص الأنواع النباتية، وكذلك تفاعلها مع المواد النشطة فسيولوجياً، لا يمكن توضيحها بالكامل إلا خلال دورة حياة النباتات الكاملة (ontogenesis).
الجدول 3. تأثير الهيومات النشطة فسيولوجياً على إزالة التأثير الضار للفثالان 0.5% من بذور النباتات الزراعية
| المحصول | مخطط التجربة | طول الجذور، مم | ارتفاع الكتلة الهوائية، مم | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| نقع البذور في | نقلت إلى | M±m | % بالنسبة للشاهد | M±m | % بالنسبة للشاهد | |
| خيار | ماء | بدون هيومات | 106,0 ± 3,4 | 100,0 | 46,3 ± 1,2 | 100,0 |
| مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | 117,4 ± 5,6 | 110,8 | 59,2 ± 1,7 | 127,7 | ||
| محلول فثالان | بدون هيومات | 92,8 ± 4,6 | 87,5 | 36,8 ± 1,9 | 79,5 | |
| مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | 104,6 ± 3,6 | 98,7 | 54,9 ± 1,6 | 118,5 | ||
| فجل | ماء | بدون هيومات | 54,9 ± 3,8 | 100,0 | 47,4 ± 2,1 | 100,0 |
| مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | 101,8 ± 6,4 | 185,9 | 62,9 ± 1,9 | 132,7 | ||
| محلول فثالان | بدون هيومات | 30,7 ± 2,6 | 56,0 | 34,3 ± 1,6 | 72,4 | |
| مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | 79,3 ± 5,5 | 144,5 | 60,4 ± 3,1 | 127,3 | ||
| طماطم | ماء | بدون هيومات | 82,8 ± 3,1 | 100,0 | 22,0 ± 1,1 | 100,0 |
| مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | 138,5 ± 3,8 | 138,6 | 29,9 ± 0,8 | 135,5 | ||
| محلول فثالان | بدون هيومات | 71,8 ± 3,2 | 86,6 | 15,1 ± 0,7 | 68,6 | |
| مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | 93,4 ± 2,7 | 93,4 | 24,5 ± 0,9 | 111,9 | ||
الجدول 4. تأثير الهيومات النشطة فسيولوجياً على إزالة التأثير الضار للثيوفوس 0.01% من بذور المحاصيل الزراعية
| المحصول | مخطط التجربة | طول الجذور، مم | ارتفاع الكتلة الهوائية، مم | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| نقع البذور في | نقلت إلى | M±m | % بالنسبة للشاهد | M±m | % بالنسبة للشاهد | |
| بنجر السكر | ماء | بدون هيومات | 54,9 ± 3,3 | 100,0 | 27,1 ± 0,9 | 100,0 |
| مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | 70,5 ± 4,4 | 128,5 | 36,3 ± 1,4 | 133,8 | ||
| محلول ثيوفوس | بدون هيومات | 33,4 ± 4,2 | 60,6 | 25,3 ± 1,1 | 93,3 | |
| مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | 65,7 ± 5,7 | 119,8 | 30,0 ± 1,2 | 110,8 | ||
| طماطم | ماء | بدون هيومات | 80,7 ± 3,3 | 100,0 | 23,1 ± 1,9 | 100,0 |
| مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | 110,5 ± 3,4 | 142,7 | 29,2 ± 1,2 | 126,2 | ||
| محلول ثيوفوس | بدون هيومات | 56,3 ± 5,3 | 69,8 | 19,1 ± 0,6 | 82,7 | |
| مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | 109,2 ± 3,3 | 75,9 | 27,3 ± 1,5 | 118,1 | ||
| خيار | ماء | بدون هيومات | 80,3 ± 1,7 | 100,0 | 35,9 ± 1,2 | 100,0 |
| مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | 102,5 ± 7,5 | 127,6 | 61,3 ± 3,1 | 170,5 | ||
| محلول ثيوفوس | بدون هيومات | 56,0 ± 4,2 | 69,7 | 37,0 ± 1,1 | 102,9 | |
| مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | 61,0 ± 4,3 | 75,9 | 55,0 ± 1,7 | 153,1 | ||
| عباد الشمس | ماء | بدون هيومات | 99,7 ± 5,3 | 100,0 | 21,0 ± 0,5 | 100,0 |
| مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | 133,0 ± 3,5 | 133,6 | 24,4 ± 0,7 | 116,3 | ||
| محلول ثيوفوس | بدون هيومات | 76,4 ± 5,5 | 76,7 | 26,5 ± 1,3 | 126,4 | |
| مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | 103,9 ± 9,1 | 104,2 | 35,5 ± 1,5 | 169,5 | ||
الجدول 5. تأثير الهيومات النشطة فسيولوجياً على إزالة التأثير الضار للأزورين 1% من بذور المحاصيل الزراعية
| المحصول | نقع البذور | خيار النقل | طول الجذور (مم، M±m) | % بالنسبة للشاهد (جذور) | ارتفاع الكتلة الهوائية (مم، M±m) | % بالنسبة للشاهد (كتلة) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| بنجر السكر | ماء | بدون هيومات | 54,8 ± 3,3 | 100,0 | 27,1 ± 1,0 | 100,0 |
| مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | 70,5 ± 4,4 | 128,5 | 36,3 ± 1,4 | 133,8 | ||
| محلول أزورين | بدون هيومات | 2,3 ± 0,8 | 4,2 | 17,8 ± 0,8 | 65,8 | |
| مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | 24,3 ± 2,6 | 44,3 | 24,3 ± 1,0 | 89,5 | ||
| طماطم | ماء | بدون هيومات | 82,8 ± 3,1 | 100,0 | 22,0 ± 1,1 | 100,0 |
| مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | 114,8 ± 3,8 | 138,6 | 29,9 ± 0,8 | 135,5 | ||
| محلول أزورين | بدون هيومات | — | — | — | — | |
| مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | 52,7 ± 1,8 | 63,6 | 24,4 ± 0,5 | 110,7 | ||
| خيار | ماء | بدون هيومات | 80,3 ± 1,7 | 100,0 | 35,9 ± 1,2 | 100,0 |
| مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | 102,5 ± 7,5 | 127,6 | 61,3 ± 3,1 | 170,5 | ||
| محلول أزورين | بدون هيومات | — | — | 7,3 ± 0,9 | 20,4 | |
| مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | 51,1 ± 3,7 | 63,7 | 26,3 ± 1,3 | 73,1 | ||
| عباد الشمس | ماء | بدون هيومات | 62,9 ± 7,5 | 100,0 | 45,2 ± 2,9 | 100,0 |
| مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | 74,0 ± 2,0 | 117,7 | 52,1 ± 3,2 | 115,2 | ||
| محلول أزورين | بدون هيومات | 5,0 ± 2,0 | 7,9 | 14,6 ± 1,0 | 32,4 | |
| مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | 5,0 ± 2,6 | 26,1 | 30,5 ± 2,5 | 67,5 |
الجدول 6. تأثير الهيومات النشطة فسيولوجياً على إزالة التأثير الضار للغرانوزان 0.02% من بذور المحاصيل الزراعية
| المحصول | نقع البذور | خيار النقل | طول الجذور (مم، M±m) | % بالنسبة للشاهد (جذور) | ارتفاع الكتلة الهوائية (مم، M±m) | % بالنسبة للشاهد (كتلة) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| خيار | ماء | بدون هيومات | 39,0 ± 1,6 | 100,0 | 19,7 ± 0,2 | 100,0 |
| مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | 81,5 ± 6,8 | 208,9 | 19,6 ± 0,3 | 99,5 | ||
| محلول غرانوزان | بدون هيومات | 2,6 ± 0,7 | 6,2 | 15,2 ± 0,7 | 76,8 | |
| مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | 77,1 ± 3,0 | 199,8 | 16,1 ± 1,2 | 81,5 | ||
| فجل | ماء | بدون هيومات | 54,9 ± 3,8 | 100,0 | 47,4 ± 2,1 | 100,0 |
| مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | 101,8 ± 6,4 | 185,4 | 62,9 ± 1,9 | 132,7 | ||
| محلول غرانوزان | بدون هيومات | 48,9 ± 6,6 | 89,1 | 26,3 ± 2,4 | 55,4 | |
| مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | 60,7 ± 6,0 | 110,6 | 48,1 ± 2,9 | 101,4 | ||
| طماطم | ماء | بدون هيومات | 82,8 ± 3,1 | 100,0 | 22,0 ± 1,1 | 100,0 |
| مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | 114,8 ± 3,6 | 138,6 | 29,9 ± 0,8 | 135,6 | ||
| محلول غرانوزان | بدون هيومات | 25,6 ± 0,9 | 30,8 | 12,9 ± 0,7 | 58,5 | |
| مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | 57,3 ± 3,1 | 69,1 | 28,8 ± 0,6 | 108,0 |
الجدول 7. تأثير الهيومات النشطة فسيولوجياً على إزالة التأثير الضار للكبريت 0.3% من بذور المحاصيل الزراعية
| المحصول | مخطط التجربة | طول الجذور، مم | ارتفاع الكتلة الهوائية، مم | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| نقع البذور في | نقلت إلى | M±m | % بالنسبة للشاهد | M±m | % بالنسبة للشاهد | |
| خيار | ماء | بدون هيومات | 106 ± 3,4 | 100,0 | 46,3 ± 1,2 | 100,0 |
| مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | 117,4 ± 5,6 | 110,8 | 59,2 ± 1,7 | 127,7 | ||
| محلول كبريت | بدون هيومات | 33,3 ± 1,6 | 31,4 | 37,6 ± 1,2 | 81,1 | |
| مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | 49,9 ± 3,7 | 47,1 | 57,2 ± 2,2 | 123,6 | ||
| فجل | ماء | بدون هيومات | 54,9 ± 3,8 | 100,0 | 47,4 ± 2,1 | 100,0 |
| مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | 101,8 ± 6,4 | 185,4 | 62,9 ± 1,9 | 132,7 | ||
| محلول كبريت | بدون هيومات | 27,2 ± 4,3 | 49,6 | 39,2 ± 1,9 | 82,7 | |
| مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | 39,9 ± 7,9 | 163,7 | 59,6 ± 2,6 | 125,8 | ||
| طماطم | ماء | بدون هيومات | 82,8 ± 3,1 | 100,0 | 22,0 ± 1,1 | 100,0 |
| مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | 114,8 ± 3,6 | 138,6 | 29,9 ± 0,8 | 135,5 | ||
| محلول كبريت | بدون هيومات | 69,1 ± 2,5 | 83,4 | 14,1 ± 0,7 | 64,0 | |
| مع هيومات بوتاسيوم 0,005% | 74,0 ± 2,6 | 89,3 | 23,6 ± 0,4 | 107,3 | ||