ما هي النيماتودا؟ تعد من أخطر الآفات الزراعية في مصر، حيث تهاجم جذور النباتات وتضعفها، مما يقلل الإنتاجية ويسبب خسائر للمزارعين. في هذا المقال، نستعرض تأثيرها وطرق مكافحتها.

ما هي النيماتودا؟

هي كائنات حية دقيقة الحجم تعرف بأسماء مختلفة أهمها الديدان الثعبانية، ويطلق عليها هذا الاسم لأن شكلها يشبه شكل ديدان الأرض المعروفة ولحركتها التي تشبه حركة الثعابين بالرغم من كونها ليست ديدان حقيقية، كما تعرف باسم الديدان الخيطية لأن أجسامها رفيعة جداً. أما سبب شيوع تسميتها بالنيماتودا Nematoda فلأن هذا هو الاسم العلمي لها.

انتشار النيماتودا:

تعتبر النيماتودا أوسع قبائل المملكة الحيوانية انتشارا في العالم، فهي توجد في كل مكان وكل شيء تقريباً. توجد في قمم الجبال وفي أسفل الوديان كما توجد في الصحاري القاحلة وفي الأراضي الزراعية الخصبة حيث تصيب جميع أنواع النباتات، انها توجد في المياه العذبة والمالحة، في الينابيع الحارة وفي ثلوج المناطق القطبية، انها توجد في الحيوانات حتى الإسكارس الذى يصيب الانسان هو جنس من الديدان الذى ينتمي إلى شعبة النيماتودا أو الديدان الأسطوانية، بل ان النيماتودا توجد داخل نيماتودا أخرى، ولقد اكتشف منها حتى الآن ما يزيد عن 15 ألف نوع.

ما هي النيماتودا الضارة وغير الضارة:

لكن تجدر الإشارة الى أن غالبية أنواع النيماتودا ليست ضارة، فهي تتغذى على المواد العضوية الميتة والطحالب والفطريات والبكتريا، وان الأنواع الضارة بالمزروعات لا تتعدى بضع مئات وتسمى النيماتودا المتطفلة على النباتات، وهي ما سنبحثه في هذه المقالة.

تعتبر النيماتودا المتطفلة أو الديدان الثعبانية أو الديدان الخيطية، من أخطر الآفات التى تصيب النباتات، حيث انه لا يوجد من محصول زراعي أو نبات إلا ومعرض للإصابة بنوع أو أكثر منها، وأنه أحيانا تفشل بالكامل زراعة بعض المحاصيل في الأرض الملوثة بالنيماتودا.

اضرار النيماتودا على النباتات

تسبب النيماتودا اضرار كبيرة للنباتات تظهر فى صورة أصفرار، و تقزم ، وظهور بعض التبقعات على الأوراق و التشوهات في الساق و ذبول النبات . كما تساهم النيماتودا فى نقل بعض الأمراض الفيروسية وتسهيل حدوث إصابة النباتات بالأمراض الفطرية والبكتيرية. 

كل هذه الأضرار تسبب ضعفا في نمو النبات وانخفاض إنتاجيتها وجودته وفي النهاية قد تسبب بالمشاركة في اعفان الجذور الى الموت الكامل للنباتات, النيماتودا من أخطر الآفات التي تصيب النباتات، ويُعد الشيتوزان حلاً فعالًا للوقاية منها، حيث يعمل على تحفيز مناعة النبات، وتعزيز نمو الجذور، وتحسين بنية التربة بشكل طبيعي وآمن.

أهم الأعراض التي تظهر على النبات عند الإصابة بالنيماتودا

من أهم الأعراض التي تميز الإصابة بالنيماتودا عن إصابات الآفات الأخرى أن الإصابة النيماتودية تظهر في الحقل على صورة بقع خالية من النباتات (Batches) ، أى أن الإصابة تكون مركزة في بعض المناطق بينما المناطق الأخرى لا تظهر فيها أى اصابة وذلك لبطئ تحرك النيماتودا في التربة.

 الأعراض العامة لإصابة النبات بالنيماتودا التى تظهر فوق سطح التربة

1.  الأعراض العامة التي تظهر فوق سطح التربة  

• اصفرار النبات
• ذبول النبات
• ظهور بعض التبقعات على الأوراق
• تقزم النبات
• النمو غير الطبيعي للنبات
• ظهور التشوهات في الساق
• التدهور البطيء (نيماتودا الموالح): يظهر في صورة موت تدريجي للأطراف الخضرية لأشجار الموالح.

1.  الأعراض العامة التي تظهر تحت سطح التربة

• تعفن الجذور
• ظهور عقد على الجذور
• تقصف الجذور
• تقرح الجذور
• تقزم الجذور
• ظهور الأنثى الكاملة على سطح الجذر”نيماتودا الحوصلات”

كيفية تغذية النيماتودا على النبات واحداث الضرر

يمكن تلخيص ميكانيكية التغذية في النيماتودا المتطفلة على النبات في النقاط التالية:

1. إستكشاف موقع التغذية بتحرك النيماتودا حول منطقة التغذية بواسطة الشفاه المزودة بعدد من أعضاء الحس.
2. إحداث ثقب في جدار الخلية بواسطة رمحها.
3. حقن العصارات الهاضمة التي تفرزها غدة المريء الظهرية وبمساعدة المريء إلى داخل الخلية النباتية.
4. امتصاص الغذاء (محتويات الخلية النباتية) عبر تجويف الرمح وبمساعدة المريء.
5. سحب الرمح ليعود إلى مكانة داخل الجسم وفصل شفاهها من على مكان التغذية ثم الانتقال إلى موقع تغذية أخر.

تختلف فترة التغذية كثيرة في الموقع الواحد باختلاف النيماتودا, فقد تستغرق أقل من دقيقة إلى عدة أيام, كما تختلف التأثيرات التي تحدثها طبيعة التغذية في الخلايا من تأثير بسيط جدا إلى تغيرات فسيولوجية وتشريحية كبيرة.

انواع النيماتودا التى تصيب النباتات

• ما هي النيماتود الحلزونية (Spiral nematodes) 

يتبعها الجنس Helicotylenchus وهى تسبب أضراراً كبيرة في جذور الطماطم و القطن والفول السوداني والذرة و الموالح وعدد كبير من المحاصيل الزراعية حبث تتطفل على الجذور من الخارج

وجزء من مقدمة النيماتودا مغمور داخل الجذر )نصف داخلية التطفل( وهناك أنواع أخرى تتطفل داخلياً وخارجياً وطبيعة التطفل تختلف باختلاف النوع والعائل النباتي .

• نيماتودا تعفن السوق والدرنات (Stem and bulb nematodes)

هذه النيماتودا تسمى علميا dipsaci) (Ditylenchus وهى نيماتودا متخصصة في إصابة عوائلها داخلية التطفل في حالة عدم وجود العائل أو الجفاف

والنيماتودا تسكن في الطور اليرقي الرابع في بقايا انسجة العائل والتربة عدة سنوات في حالة كامنة. وتنتشر العدوى عن طريق النباتات المصابة بالإضافة إلى نقل التربة الملوثة.

تهاجم هذه الآفة حوالي 450 نوع من النباتات، معظمها من محاصيل الجذور والدرنات والأبصال، بالإضافة إلى الذرة وبعض النباتات البقولية

أعراض الإصابة على النباتات فتختلف باختلاف العائل، حيث تظهر الأعراض على الأبصال المصابة في صورة وجود نباتات متقزمة صفراء ذات أوراق ملتفة وجافة وتظهر النباتات المصابة متناثرة في الحقل المصاب. أما الأبصال المصابة وتكون أوراقها ملتوية والبصلة متشققة ومشوهة واسفنجية وتنفصل الأنسجة عن بعضها بسهولة . في الذرة يظهر عفن على الساق، أما في البطاطس فيظر عفن على الدرنات ، وفى البنجر السكري تبدو البادرات المصابة مشوهة ومتقزمة، وتقتل الديدان قممها النامية مما يدفع النباتات على إعطاء فروع خضرية جانبية، وفي آخر الموسم ينمو عفن شديد في منطقة التاج

• نيماتودا البراعم والأوراق (Bud and Leaf nematodes )    

تتبع الجنس (Aphelenchoides)، هى تصيب المجموع الخضري لبعض النباتات وتعتبر من النيماتودا المتخصصة في إصابة عوائلها. وتصيب أوراق نباتات الكريزانثيم )الأراولا.(  كما تصيب نوع من هذه النيماتودا نباتات الفراولة والنباتات المصابة بشدة تكون متقزمة وضعيفة النمو و البراعم الورقية لهذه النباتات تكون ذات وريقات ضعيفة ومجعدة متكاثفة، وعند تفتح هذه البراعم تظهر الأوراق متقزمة مشوهة. والنباتات المصابة تكون براعم زهرية قليلة ينتج عنها ثمار مشوهة.

• ما هي النيماتودا التقزم (Stunt nematodes) 

يتبعها الجنس Tylenchorhynchus وهى ذات أهمية اقتصادية حيث تسبب تقزماً وضعفاً في نمو النباتات المصابة ، تتغذى على خلايا البشرة الخارجية لقمم الجذور ومنطقة القشرة مما يؤدي إلى تهتك وموت الجذور وتدهور المجموع الجذري ومن أنواعها T. goffarti التي تصيب الفلفل والباذنجان.

• ما هي النيماتودا التقرح Pratylenchus.

تصبب للعديد من أشجار الفاكهة (الخوخ، الكمثرى ، الرمان، التفاح، الموز، الزيتون، الموالح، والعنب و الأفوكادو) ، والمحاصيل الحقلية (الفول السوداني، ، القطن،البرسيم، البنجر) والخضروات (مثل الطماطم والبطاطس والفراولة والفاصوليا البسلة ، اللوبيا والقرعيات) حيث تقصف وتمزق الجذور 

تسبب النيماتودا موت وتقرحات بنية في أنسجة القشرة في الجذر نتيجة عمل الفينولات المؤكسدة، والتي تنتج نتيجة تطفل النيماتودا، وتسبب موت العديد من خلايا القشرة. تظهر الدرنات المصابة بثور بنية أرجوانية اللون أو بثرات أو نتوءات تشبه الثآليل. يتدهور نمو الأجزاء الهوائية للنبات بشكل سيئ.

• ما هي النيماتودا اللاسعة (الواخزة)

هى تتبع الجنس Belonlaimus ، وهى خارجية التطفل ، تسبب موت الجذور المغذية للنباتات الفراولة Fine roots feeder وموت قمم الجذور الكبيرة. باستمرار التغذية تضعف نباتات الفراولة المصابة وتموت أو يحدث التقزم في النباتات الصغيرة الحجم 

• ما هي النيماتودا المتحوصلة (Cyst nematodes)

تصيب النيماتودا العديد من المحاصيل الزراعية، مثل فول السكر، بنجر السكر، الصويا، التوت البري الأحمر، الجزر، الفراولة، والعديد من نباتات العائلة الرمرامية والصليبية. من أبرز الأنواع المؤثرة نيماتودا البطاطس Globodera solanacearum والجنس Heterodera spp.

بالإضافة إلى نيماتودا البطاطس الذهبية H. Rostochiensis التي تصيب البطاطس ومعظم نباتات العائلة الباذنجانية، ونيماتودا الحبوب الحويصلية H. Avenae التي تهاجم القمح، الشعير، الشوفان، والذرة. تظهر الأعراض على شكل إناث صغيرة ذات لون أبيض إلى أصفر على جذور النبات، حيث تحتوي داخلها على 500-600 بيضة، وتُسمى في هذه المرحلة “حوصلة” (Cyst). 

مع تقدم الموسم، يتحول لون الإناث إلى البني، مما يجعل رؤيتها أكثر صعوبة. تنفصل الحوصلات عن الجذور وتستقر في التربة، حيث يمكن أن تظل محتفظة بحيويتها لمدة ست سنوات على الأقل. تؤدي الإصابة إلى تغير لون النباتات المصابة إلى الأصفر الشاحب، تقزم النبات، وظهور بقع نخرية نتيجة تغذية الديدان الخيطية الأنثوية.

• ما هي النيماتودا تعقد الجذور (Root-Knot Nematodes)

تعتبر النيماتودا التي تتبع جنس Meloidogyne من أخطر أنواع النيماتودا شائعة الانتشار في مصر، وتشمل ثلاثة أنواع رئيسية: M. javanica, M. arenaria, H. incognita. 

تنتشر هذه الأنواع بشكل أكبر في الأراضي الرملية والخفيفة، حيث تصيب أكثر من 2000 نوع نباتي، ومن أبرزها القطن، الذرة، الخضروات، أشجار الفاكهة، العنب، الموالح، الزيتون، والموز.

 تُسبب هذه النيماتودا ضعفًا عامًا في نمو النباتات المصابة، يرافقه اصفرار في الأوراق، وذبول قد يؤدي إلى انخفاض في المحصول. أما على مستوى الجذور، فتظهر عُقد نيماتودية مختلفة الأحجام تبعًا لنوع العائل وشدة الإصابة، مما يعيق امتصاص المياه والعناصر الغذائية ويؤثر على نمو النبات وصحته. 

تعتبر هذه النيماتودا من أخطر الآفات التي تصيب الأراضي الرملية والخفيفة، حيث تؤدي إلى تراجع الإنتاجية بشكل كبير وتلحق أضرارًا بالغة بالنباتات المصابة.

•  نيماتودا التدهور البطيء، نيماتودا الموالح (عفن الموالح)

Tylenchulus Semipenetrans هو الاسم العلمي لهذه النيماتودا.

تتغذى النيماتودا على قشرة جذر النبات العائل، ومع استمرار التغذية، تموت الخلايا، وتتقرح، وتموت الأنسجة. وتأخذ اللون البني الغامق، وتضع الأنثى بيضها داخل مادة جيلاتينية تلتصق بالجذور بإحكام. يظهر تقزم في النباتات المصابة، واصفرار في المجموع الخضري دون معرفة السبب، بالإضافة إلى ضعف وبطء في نمو الأشجار.

تسبب هذه النيماتودا انحطاطًا تدريجيًا للمحاصيل الحمضية، حيث يضعف نشاط الأشجار المصابة وتنمو ببطء، كما تصفر أوراقها وتتمزق طوليًا، خصوصًا في الجزء العلوي من الشجرة. أما الأعراض على الجذور، فتتمثل في تسلخ الجذور وتمزق أنسجتها نتيجة لتغذية النيماتودا المستمرة عليها.

• ما هي النيماتودا الكلوية Reniform nematodes

وهى تتبع الجنس Rotylenchulus وهى تتغذى على خلايا البشرة الخارجية لقمم الجذور ومنطقة القشرة

مما يسبب موت وتهتك للجذور وتدهور للمجموع الجذري مما يؤدي إلى تقزم واضح وضعف في نمو النباتات المصابة. وتصيب العديد من نباتات البيوت المحمية خاصة الطماطم والكنتالوب. وتستغرق دورة حياتها شهر تقريباً. وتسبب هذه النيماتودا شدة أعراض مرض التعفن الفحمي rot charcoal على نباتات الكنتالوب .

•  ما هي النيماتودا المخرازية الديدان الخيطية المخروطية

الديدان الخيطية من جنس Meloidogyne

تُعد هذه الديدان من أكبر الديدان الخيطية الطفيلية التي تصيب النباتات، حيث يتراوح طولها بين 1.5 إلى 3 ملي. تعيش هذه الديدان عادةً في التربة الرطبة والمبللة، حيث تتغذى اليرقات البالغة والصغيرة على جذور النباتات، مما يؤدي إلى إصابة أطراف الجذور بالاصفرار والتحول إلى اللون البني، كما تظهر عليها آفات واضحة. مع استمرار الإصابة، تموت أطراف الجذور، مما يؤدي إلى توقف نمو النبات نتيجة تلف جذوره.

تم تسجيل وجود هذه النيماتودا على عدة محاصيل زراعية، مثل قصب السكر، الفاصوليا، الطماطم، والذرة، مما يؤثر سلبًا على إنتاجيتها.

• ما هي النيماتودا الرمحية Lance Nematodes 

تنتمي هذه النيماتودا إلى جنس Hoplolaimus وتُعد من أكبر الديدان الخيطية الطفيلية على النباتات، حيث يتراوح طولها بين 1.5 إلى 3 ملم، ويتميز جسمها بالقوة والسماكة، كما تمتلك رمحًا كبيرًا، وهو السبب في تسميتها بالنيماتودا الرمحية.

تعيش الديدان الخيطية عادةً في التربة الرطبة والمبللة، وتتغذى كلٌّ من اليرقات الصغيرة والبالغة على جذور النباتات، مما يؤدي إلى اصفرار الأطراف الجذرية وتحولها إلى اللون البني، وقد تتسبب في ظهور آفات على الجذور. مع استمرار التغذية، قد تتدهور الجذور وتموت، مما يؤدي إلى توقف نمو النبات وتراجعه بشكل كبير.

المحاصيل المعرضة للإصابة بهذه النيماتودا تشمل: قصب السكر، الفاصوليا، الطماطم، والذرة. تتمثل الأعراض الرئيسية على نبات القطن في تقزم النمو، اصفرار وتساقط الأوراق، وضعف ملحوظ في النبات.

عند التغذية، تخترق مقدمة جسم النيماتودا طبقتي القشرة، وتتغذى على الخلايا الجذرية، و الأوعية اللحائية والخشبية، مما قد يؤدي إلى تلف الأنسجة البعيدة عن منطقة التغذية بسبب إفراز بعض السموم الضارة بالنبات.

• ما هي النيماتودا الناقلة للأمراض الفيروسية

تأتي أهمية هذه النيماتودا من نقلها الأمراض الفيروسية gعوائلها النباتية العديدة، بالإضافة إلى أضرارها بتطفلها على الجذور، أما أنواعها في جميعها تنتسب الى أجناس النيماتودا التالية:

1. ما هي النيماتودا الإبرية (Needle Nematodes)

تعتبر النيماتودا الإبرية (Needle Nematodes) من مجموعة النيماتودا خارجية التطفل، وهي تابعة لجنس Longidorus. تتميز هذه النيماتودا بطول جسمها الذي يصل إلى حوالي 8 ملم، كما أن رمحها طويل وقد يبلغ 150 ميكرونا. تعيش لفترات طويلة قد تمتد من سنة إلى عدة سنوات، وتتجول في التربة باحثة عن الجذور للتغذية عليها.

تصيب النيماتودا الإبرية عددًا كبيرًا من النباتات، مثل: العنب، الكرفس، البقدونس، الثوم، الخس، الذرة السكرية، بالإضافة إلى بعض المحاصيل الحقلية والبستانية الأخرى والأشجار الخشبية في المناطق الباردة والاستوائية. وتكمن خطورتها في قدرتها العالية على نقل الفيروسات النباتية من النباتات المصابة إلى السليمة، مما يجعلها من الآفات الزراعية الخطيرة، خاصة على نباتات مثل الفراولة، حيث تلعب دورًا كبيرًا في نقل الأمراض الفيروسية الضارة.

2. ما هي النيماتودا الخنجرية (Dagger nematodes)

يتبع جنس Xiphinema، وهي من النيماتودا خارجية التطفل. تسبب الإصابة بهذه النيماتودا تقرحات صغيرة إلى متوسطة الحجم حمراء اللون، تتغير إلى البني الداكن ثم الأسود. تؤدي الإصابة بها إلى تدهور الصفات المحصولية للنباتات المصابة، مما يجعلها ضعيفة النمو ومتقزمة، كما يظهر ذلك بشكل واضح في إصابة نباتات الفراولة.

يُعرف النوع Xiphinema americanum بقدرته على نقل بعض الفيروسات الخطيرة، مثل فيروس التبقع الحلقي في الطماطم، فيروس التبقع الحلقي الكامن، وفيروس تبرقش البرعم الأصفر في الخوخ، مما يجعله من الآفات الخطيرة التي تؤثر على المحاصيل الزراعية.

3.  نيماتودا تقصف الجذور (Stubby root nematodes) 

هى تتبع الجنس (Trichodorus) ، وهى نيماتودا خارجية التطفل، وتسبب اضراراً إضافة إلى ان بعض الأنواع لها أهمية كبيرة في نقل بعض الأمراض الفيروسية. تسبب هذه النيماتودا تقزم في الجذور الثانوية وتفرعاتها حتى وتبدو كأنها مقصفة نتيجة لموت القمم النامية للجذور المصابة وتنتقل النيماتودا إلى قمم أخرى غير مصابة حيث تموت هي الأخرى وهكذا. ويصاحب ذلك نقص شديد في الجذور الشعرية وتصيب العديد من النباتات الاقتصادية مثل الطماطم وهي قادرة على نقل الفيروسات الممرضة للنبات.

انتشار النيماتودا فى الاراضي الجديدة

قام فريق علمي من جامعة الفيوم بإجراء حصر شامل لجميع أنواع النيماتودا المتواجدة في الزراعات المختلفة بمنطقة جنوب التحرير. وقد أظهرت النتائج انتشارًا كبيرًا لنيماتودا تعقد الجذور بنسبة تصل إلى حوالي 95%، مما يشير إلى انتشارها الواسع وتأثيرها الكبير على المحاصيل الزراعية في المنطقة، بجميع أنواعها، بما في ذلك M. arenaria.

كما تم خلال الحصر تحديد أنواع أخرى من النيماتودا المتطفلة التي تتواجد بنسب متفاوتة وفقًا لنوع المحصول المزروع، ومن أبرز هذه الأنواع:

• نيماتودا التقرح
• النيماتودا الواخزة
• النيماتودا الخنجرية
• نيماتودا الموالح

تؤكد هذه الدراسة على الأهمية الكبيرة لمكافحة النيماتودا في منطقة جنوب التحرير، خاصة نيماتودا تعقد الجذور التي تُشكل تهديدًا خطيرًا على المحاصيل الزراعية.

التركيب الداخلي لجسم النيماتودا

يمكن تصور جسم النيماتودا على أنه يتكون من أنبوبتين، إحداهما داخل الأخرى:

• الأنبوبة الخارجية تمثل جدار الجسم.
• الأنبوبة الداخلية تمثل جهازها الهضمي.

يفصل بين هاتين الأنبوبتين تجويف الجسم، وهو تجويف حشوي كاذب يمتلئ بسائل يُعرف بـسائل الجسم.

يحتوي الجسم الداخلي للنيماتودا على عدة أجهزة وهي:

1. الجهاز الهضمي
2. الجهاز الإخراجي
3. الجهاز التناسلي

ولا يوجد لديها جهاز دوري أو تنفسي، حيث إن حجم جسم النيماتودا الصغير يجعل سائل الجسم يقوم بوظائفهما، مما يُسهل تبادل الغازات وتوزيع المواد الغذائية داخل الجسم.

تركيب الجهاز الهضمي system Digestive

يقوم الجهاز الهضمي للنيماتودا بعدة وظائف حيوية، أهمها امتصاص الغذاء وهضمه عن طريق الإنزيمات التي تفرزها، حيث يتم امتصاص المغذيات من خلايا العائل بواسطة الحركة العضلية للمريء. بعد ذلك، تُهضم المواد الغذائية بمساعدة الإنزيمات، وتُخزن المغذيات في جدار الأمعاء على شكل حبيبات دهنية، والتي تُستخدم لاحقًا في إنتاج الطاقة اللازمة للنشاط الحيوي للنيماتودا. يُعتبر الجهاز الهضمي عنصرًا هامًا في تصنيف النيماتودا وتعريفها.

أجزاء الجهاز الهضمي للنيماتودا:

1. القناة الهضمية الأمامية، وتتكوّن من:

   • فتحة الفم: تُحيط بها ست شفاه، ويوجد على سطحها 16 حلمة حسية، بالإضافة إلى العضو الشمي الحسي المسمّى الأمفيد.
   • الرمح: يوجد داخل تجويف الفم، ويُستخدم في ثَقب الخلايا النباتية وامتصاص العصارة النباتية.
   • المريء: مسؤول عن امتصاص الغذاء وضخه إلى الداخل باتجاه الأمعاء.

2. القناة الهضمية الوسطى:

 وتتمثل في الأمعاء، حيث يتم هضم الغذاء وامتصاصه، كما يتم تخزين المغذيات في جدار الأمعاء على شكل حبيبات دهنية تُستخدم في توليد الطاقة الضرورية للنشاط الحيوي.

1. القناة الهضمية الخلفية:

وتشمل المستقيم وفتحة الشرج، حيث تُطرح الفضلات من الجسم.
يُعتبر تركيب الجهاز الهضمي أحد الخصائص الأساسية التي تُستخدم في تمييز وتصنيف النيماتودا.

دورة حياة النيماتودا

دورة حياة معظم أنواع النيماتودا الضارة بالنباتات بسيطة ومتشابهة، في الديدان تمر بثلاثة أطوار هي طور البيضة ثم طور اليرقة وأخيراً طور الدودة البالغة، فالبيض الذي تضعه الأنثى يفقس إلى يرقات )ديدان( صغيرة تنمو وتمر بأربعة أعمار، وتنتقل اليرقة من عمر الى آخر بانسلاخ جلدها، وأول انسلاخ يجري داخل

البيضة، وبعد الانسلاخ الأخير تصل اليرقة الى تمام نموها حيث تتميز جنسياً الى ذكر أو أنثى بالغين. علماً بأن الأنثى تضع من -30 2000 بيضة حسب نوعه والظروف البيئية المحيطة بها.

تستغرق دورة حياة النيماتودا من البيضة الي بيضة -3 4 أسابيع في الظروف البيئية المناسبة، وأطول من ذلك بكثير خصوصاً عندما تنخفض درجة حرارة التربة. مع العلم بأن اليرقات الصغيرة التي في عمرها الأول وأحيانا الثاني لا تكون قادرة على إصابة النباتات، إذ تعتمد في تغذيتها على المواد المخزونة في البيضة، أما اليرقات الأكبر في العمرين الثالث والرابع والطور البالغ فهي التي تتغذى على الجذور الحية، وبعضها على المجموع الخضري، فإن لم تجد النباتات المناسبة لتغذيتها توقف نموها وتكاثرها إلى أن تموت جوعاً. ونشير بأن البيوض وأحيانا يرقات بعض أنواع النيماتودا تظل في حالة سكون بالتربة سنوات عديدة، فاليرقات لا تخرج من سكونها والبيض لا يفقس حتى تزرع الأرض بمحصول مناسب لتغذيته.

المصادر

– آفات وأمراض النبات – عبدالمنعم ياسين الجندي، وآخرون – زراعة القاهرة .2003 – علم النيماتودا – فهد عبدالله الصقر

:الزراعات المحمية )الأمراض – والآفات – المكافحة( – عبد الحميد محمد طرابية أساسيات في علم النيماتودا والاكاروسات – عبد العليم سعد سليمان دسوقي

يعمل الشيتوزان على تقليل تأثير الإجهاد الناتج عن الجفاف، والذي يُعد من أكبر التحديات التي تؤدي إلى انخفاض حاد في نمو النبات وتطوره وإنتاجيته. من خلال تحسين امتصاص الماء وتعزيز مقاومة النبات للجفاف، يساعد الشيتوزان في تقليل الآثار السلبية لنقص المياه، مما يساهم في تحسين النمو وزيادة الإنتاجية

لذلك، تم ااجراء هذه التجربة لدراسة تأثير تركيزات مختلفة من الشيتوزان (0، 50، 100،150 مجم لتر^-1) على نمو وإنتاجية نباتات الطماطم صنف (Cv. Rio Grande) النامية تحت ظروف الإجهاد المائي (3، 6، 9 و12 يومًا) والتي تم تطبيقها من بعد 15 يومًا بعد الشتل) في قسم البستاتين، جامعة الزراعة بيشاور، باكستان، خلال عام 2018.

أظهرت النتائج أن التطبيق المختلف للشيتوزان وفترات الإجهاد المائي كان له تأثير كبير على جميع الصفات المدروسة تقريبًا.

بالنسبة لتأثير الاجهاد، أظهرت النتائج ان الاجهاد المائي لمدة 12 يوم أدى الى حصول نباتات الطماطم على اقل قيم خاصة با​رتفاع للنبات ومتوسط ​​عدد الأوراق، ومساحة الورقة، ومحتوى الكلوروفيل، ومحتوى الماء النسبي وعدد نباتات الثمار، ومتوسط ​​وزن الثمار واقل محصول.

وبالمثل، أدى تطبيق الشيتوزان على الأوراق بتركيز 100 ملجم لتر^-1 الى تحسين الصفات الخضرية والإنتاجية للطماطم محققا تحسن مقداره 13.5 % في ​​ارتفاع للنبات، 18.4% في عدد الأوراق، 16% في مساحة الورقة، 32% في محتوى الكلوروفيل، 35.6% في محتوى الماء النسبي، 47.45% في عدد الثمار/نبات، 19% في متوسط وزن الثمرة، و34% في المحصول الكلى/هكتار، مقارنة بعدم رش الشيتوزان

المصدر:

Hassnain, M. Alam, I. Ahmad, A. Basit, I. Ullah, N. Alam, I. Ullah, M.A. Khalid, B. Muhammad and M. Shair. 2020.

Efficacy of chitosan on performance of tomato (Lycopersicon esculentum L.) plant under water stress condition. Pakistan Journal of Agricultural Research, 33(1):

27-41. DOI | http://dx.doi.org/10.17582/journal.pjar/2020/33.1.27.41

تم التحقيق من النشاط المضاد للفطريات للشيتوزان الزراعي ضد الفيوزاريوم بناءً على اختبارات تم تنفيذها تحت ظروف المعمل وفي تجربة حقلية.

أظهرت نتائج التجربة المعملية ان الشيتوزان أدى إلى تقليل نمو مسيليوم فطريات الفيوزاريوم أوكسبوروم (Fusarium oxysporum)  وفيوزاريوم سامبوسينوم (Fusarium sambucinum) وفيوزاريوم جراميناروم (Fusarium graminearum) بشكل ملحوظ بنسبة 88.4٪ و 89.0٪ و 89.8٪ على التوالي.

في التجربة الحقلية وجد ان معاملة نباتات البطاطس بالشيتوزان بعد زراعة التقاوى بأسبوعين ثم معاملة النباتات بعد ذلك بأسبوع بالفيوزاريم الى تقليل شدة الإصابة بالعفن الجاف الناتج عن فيوزاريوم أوكسبوروم وفيوزاريوم سامبوسينوم بنسبة 60.0٪ و 48.2٪ على التوالي.

كذلك عند اختبار الشيتوزان كمعالجة للنباتات، أظهرت نباتات البطاطس المعاملة بالشيتوزان والملقحة بأنواع الفيوزاريم انخفاضًا في شدة الذبول بنسبة 33.5% – 45.3% مقارنة بالنباتات المعاملة بالفيوزاريم وغير معاملة بالشيتوزان.

أدى معاملة النباتات بالشيتوزان إلى تحسين أنشطة المركبات الفينولية والإنزيمات المرتبطة بالدفاع ضد الامراض مثل البيروكسيديز (peroxidase) والبوليفينول أوكسيديز(polyphenoloxidase) في درنات البطاطس الملقحة بأنواع الفيوزاريوم.

أظهرت النتائج بوضوح أنه يمكن استخدام الشيتوزان كمركب بديل للمبيدات الفطرية الكيميائية للسيطرة على عفن الدرنات الجاف وذبول الفيوزاريوم من خلال تحفيز نظام الدفاع النباتي.

المصدر:

Mejdoub‐Trabelsi B, Touihri S, Ammar N, Riahi A, Daami‐Remadi M. 2019)

Effect of chitosan for the control of potato diseases caused by Fusarium species.

J Phytopathol.;00:1–10.

تُعد السيليكا عنصرًا أساسيًا في فسيولوجيا النبات، حيث تلعب دورًا حيويًا في تعزيز مقاومة الإجهاد وتحسين النمو. ومع ذلك، يختلف تأثيرها بشكل كبير اعتمادًا على الشكل الكيميائي المستخدم في التطبيق. يُعتبر حمض السيليك الأحادي (MSA) وثاني أكسيد السيليكون (SiO₂) من أكثر المصادر شيوعًا، لكنهما يختلفان في التوافر الحيوي، وآليات الامتصاص، والتأثيرات الفسيولوجية على النباتات. يهدف هذا المقال إلى توضيح الفروقات الجوهرية بينهما، مما يساعد في تحديد الخيار الأمثل بناءً على احتياجات المحصول والظروف البيئية.

الاختلافات في فسيولوجيا النبات بين تطبيق حمض السيليك الأحادي (MSA) وتطبيق ثاني أكسيد السيليكون (SiO₂) تنشأ أساسًا من توافرهما الحيوي، وآليات الامتصاص، وتأثيراتهما الجهازية على النبات. فيما يلي شرح مفصل:

1. التوافر الحيوي 

• حمض السيليك الأحادي (MSA):
• يوفر MSA السيليكون في شكله الأكثر توفرًا حيويًا: H₄SiO₄ (السيليكا الذائبة).
• يمكن للنباتات امتصاص حمض السيليك الأحادي مباشرة عبر الجذور أو الأوراق دون الحاجة إلى أي تحويل إضافي.
• يتيح ذلك امتصاصًا سريعًا وتأثيرات جهازية أسرع.
• ثاني أكسيد السيليكون (SiO₂):
• SiO₂ هو شكل غير ذائب ومتبلور من السيليكون.
• لاستخدام SiO₂، يجب أن يتحلل ببطء إلى H₄SiO₄ في التربة أو المحلول.
• تعتمد هذه العملية على عوامل بيئية مثل درجة حموضة التربة (pH)، والرطوبة، والنشاط الميكروبي، مما يؤدي إلى توافر متأخر.

2. الامتصاص والنقل

• MSA:

• • يتم امتصاصه ونقله بسرعة عبر الخشب (xylem) في النبات.
  • يعزز توزيع السيليكون بشكل موحد في أنسجة النبات، مما يزيد من التأثيرات الجهازية.

• SiO₂:

• • امتصاصه المباشر محدود لأنه يجب أن يتحلل أولاً إلى H₄SiO₄، وهي عملية بطيئة.
  • يبقى غالبًا في التربة ويكون أقل كفاءة في توفير السيليكون للنباتات في وقت قصير.

3. التأثيرات على فسيولوجيا النبات

• MSA:

• • مقاومة الإجهاد: يندمج بسرعة في جدران الخلايا كسيليكا (SiO₂)، مما يعزز القوة الهيكلية والقدرة على مقاومة الآفات، والأمراض، والجفاف، والملوحة.
  • تعزيز النمو: يؤثر بشكل أكثر مباشرة على مسارات الإشارات المتعلقة بالإجهاد، مما يحسن التمثيل الضوئي وتحمل الإجهاد.
  • تفاعل المغذيات: لا يتداخل MSA مع العناصر الغذائية الأخرى، مما يضمن امتصاصًا مثاليًا.

• SiO₂:

• • فوائد طويلة الأمد: يعمل كمصدر بطيء الإطلاق للسيليكون، مفيد للحفاظ على مستويات السيليكون في التربة على المدى الطويل.
  • تأثيرات موضعية: يساهم في تحسين بنية التربة والنشاط الميكروبي، لكنه يوفر فوائد فسيولوجية أقل فورية للنبات.

4. التطبيقات العملية

• MSA:

• • الأفضل للمحاصيل التي تحتاج إلى تخفيف سريع للإجهاد، مثل حالات الجفاف أو الملوحة أو هجمات الآفات.
  • فعال في الزراعة المائية، أو الرش الورقي، أو التطبيقات في التربة لتوفير السيليكون بشكل سريع.

• SiO₂:

• • أكثر ملاءمة كتحسين طويل الأمد للتربة لزيادة مستويات السيليكون على المدى البعيد.
  • يُستخدم بشكل شائع في الممارسات الزراعية التي تهدف إلى الحفاظ على صحة التربة بدلاً من تحقيق فوائد فسيولوجية فورية.

الملخص

• MSA: 

عالي التوافر الحيوي، تأثيرات فورية، امتصاص سريع، ومناسب لمواجهة الإجهاد الحاد أو نقص العناصر الغذائية في النباتات.

• SiO₂:

 مصدر بطيء الإطلاق، أقل توافرًا حيويًا، ومفيد لإدارة التربة طويلة الأمد بدلاً من الاستخدام الفوري للنبات.

يعتمد الاختيار بينهما على احتياجات المحصول المحددة، والظروف البيئية، وسرعة التأثيرات الفسيولوجية المطلوبة.

Mr. Ihab Sharaf
CEO

الشيتوزان في الزراعة أثبت فعاليته كعامل حيوي يساعد في تعزيز مقاومة النباتات للإجهادات البيئية المختلفة، بما في ذلك الملوحة ونقص المياه.

يُعد محصول الطماطم من المحاصيل الحساسة لهذه الظروف، مما يؤثر سلبًا على نموه وإنتاجيته. ولكن من خلال التطبيق الخارجي للشيتوزان، يمكن التخفيف من التأثيرات الضارة لإجهاد الملوحة وتحسين أداء النبات تحت ظروف الإجهاد المائي. في هذه المقالة، سنستعرض دور الشيتوزان وآلية تأثيره في دعم محصول الطماطم وتعزيز تحمله للظروف القاسية، مما يساهم في تحقيق زراعة أكثر استدامة وإنتاجية.

فعاليته على أداء نبات الطماطم تحت ظروف الإجهاد المائي

يعمل الشيتوزان على تقليل تأثير الإجهاد الناتج عن الجفاف، والذي يُعد من أكبر التحديات التي تؤدي إلى انخفاض حاد في نمو النبات وتطوره وإنتاجيته. من خلال تحسين امتصاص الماء وتعزيز مقاومة النبات للجفاف، يساعد الشيتوزان في تقليل الآثار السلبية لنقص المياه، مما يساهم في تحسين النمو وزيادة الإنتاجية

لذلك، تم إجراء هذه التجربة لدراسة تأثير تركيزات مختلفة من الشيتوزان (0، 50، 100،150 مجم لتر-1) على نمو وإنتاجية نباتات الطماطم صنف (Cv. Rio Grande) النامية تحت ظروف الإجهاد المائي (3، 6، 9 و12 يومًا) والتي تم تطبيقها من بعد 15 يومًا بعد الشتل) في قسم البستاتين، جامعة الزراعة بيشاور، باكستان، خلال عام 2018.

أهداف الدراسة

هدفت الدراسة إلى:

• تقييم تأثير الشيتوزان على النمو الخضري والإنتاجية.
• تحليل استجابة الطماطم لفترات مختلفة من الإجهاد المائي.
• تحديد التركيز الأمثل من الشيتوزان لتعزيز تحمل الجفاف.

 تفاصيل تجربة الشيتوزان في زراعة الطماطم 

أجريت التجربة عام 2018 في قسم البساتين، جامعة الزراعة بيشاور، باكستان، باستخدام أربع فترات من الإجهاد المائي (3، 6، 9، و12 يومًا) وتطبيق الشيتوزان بتراكيز (0، 50، 100، 150 مجم لتر-1) بعد 15 يومًا من الشتل.

نتائج الدراسة  

أظهرت النتائج أن التطبيق المختلف للشيتوزان وفترات الإجهاد المائي كان له تأثير كبير على جميع الصفات المدروسة تقريبًا.

بالنسبة لتأثير الاجهاد، أظهرت النتائج ان الاجهاد المائي لمدة 12 يوم أدى الى حصول نباتات الطماطم على اقل قيم خاصة با​رتفاع للنبات ومتوسط ​​عدد الأوراق، ومساحة الورقة، ومحتوى الكلوروفيل، ومحتوى الماء النسبي وعدد نباتات الثمار، ومتوسط ​​وزن الثمار واقل محصول.

 وبالمثل، أدى تطبيق الشيتوزان على الأوراق بتركيز 100 ملجم لتر-1 الى تحسين الصفات الخضرية والإنتاجية للطماطم محققا تحسن مقداره 13.5 % في ​​ارتفاع للنبات، 18.4% في عدد الأوراق، 16% في مساحة الورقة، 32% في محتوى الكلوروفيل، 35.6% في محتوى الماء النسبي، 47.45% في عدد الثمار/نبات، 19% في متوسط وزن الثمرة، و34% في المحصول الكلى/هكتار، مقارنة بعدم رش الشيتوزان

تأثير الشيتوزان على نمو الطماطم والمحصول والمحتوى الغذائي : 

الشيتوزان مركب طبيعي قابل للتحلل البيولوجي ولا يحتوي على أي سمية في الطبيعة ويعمل كمحفز لتحمل الإجهاد يشارك في العمليات الفسيولوجية ويمنع فقدان الماء من خلال النتح

في هذه الدراسة تم تعريض نباتات الطماطم (صنف ريو جراند) المزروعة في أصص لإجهاد ملوحة في شكل 4 مستويات (0 و50 و100 و150 مليمول أي مستويات 2900، 5800 ،8700 جزء في المليون ملوحة) ومعاملتها بتركيزات مختلفة من الشيتوزان (0 و50 و100 و150 مجم لتر^-1) 3 مرات اثناء نمو النباتات بدأ من 14 يوم بعد شتل النباتات.

كشفت النتائج أن رى النباتات بماء مالح كان له تأثير سلبي على جميع الصفات المدروسة تقريبًا. سجلت نباتات الطماطم المعاملة بماء مالح (8700 جزء في المليون ملوحة) اعلى انخفاض في الصفات الخضرية والذى تراوح بين 15.4% (ارتفاع للنبات) الى 40% (ومتوسط ​​عدد الأوراق المركبة للنبات)، بينما قل محصول النبات قل بنسب 7% مقارنة برى النباتات بماء مقطر خالٍ من الملوحة (عينة المقارنة)

رش نباتات الطماطم بالشيتوزان بمعدل 150 مجم لتر^-1 3 مرات بداية من أسبوعين بعد الشتل زاد محصول النبات 6.7% للنباتات النامية عند مستوى 2900 جزء في المليون ملوحة وكان مساويا للنباتات النامية عند مستوى ملوحة 5800 جزء في المليون، وانخفض 6% فقط للنباتات النامية عند مستوى 8700 جزء في المليون ملوحة، مقارنة بالنباتات النامية تحت تأثير صفر ملوحة.

.

المصدر:

Hassnain, M. Alam, I. Ahmad, A. Basit, I. Ullah, N. Alam, I. Ullah, M.A. Khalid, B. Muhammad and M. Shair. 2020.

Efficacy of chitosan on performance of tomato (Lycopersicon esculentum L.) plant under water stress condition. Pakistan Journal of Agricultural Research, 33(1):

27-41. DOI | 

Mitigation the adverse effect of salinity stress on the performance of the tomato crop by exogenous application of chitosan

Naeem Ullah1, Abdul Basit1, Imran Ahmad1, Izhar Ullah1, Syed Tanveer Shah1, Heba I. Mohamed2* and Shahryar Javed

Ullah et al. Bull Natl Res Cent (2020) 44:181

هذا المقال هو دليلك الشامل لكل ما تحتاج لمعرفته عن الطحالب البحرية، من أنواعها إلى فوائدها واستخداماتها في الزراعة. استكشف معنا كيف يمكن لهذه الموارد الطبيعية أن تُحدث فرقًا كبيرًا في الإنتاج الزراعي وتحقيق الاستدامة البيئية

جدول المحتويات

• الطحالب والأعشاب البحرية وأهميتها عالميا
• فوائد الطحالب البحرية للنبات
• أنواع الطحالب البحرية
• أنواع الطحالب المستخدمة في الزراعة
• المركبات الكيميائية المميزة للطحالب البنية
• فوائد سماد الطحالب البحرية
• استخدام سماد الطحالب

الطحالب والأعشاب البحرية وأهميتها عالميا

تساهم الطحالب، بما في ذلك الأعشاب البحرية والطحالب الدقيقة، بحوالي 30% من إنتاج الأحياء المائية عالميًا، مما يوفر فوائد اجتماعية واقتصادية للمجتمعات الساحلية. كما تلعب الأعشاب البحرية دورًا مهما في تعزيز الصحة البشرية والبيئية . وقد لفتت مساهمات الأعشاب البحرية والطحالب الدقيقة المتنوعة في مجال الصحة البشرية والفوائد البيئية والخدمات البيئية التي تقدمها الأعشاب البحرية والطحالب الدقيقة الانتباه بشكل متزايد إلى الإمكانات غير المستغلة لزراعة الأعشاب البحرية والطحالب الدقيقة.

فوائد الطحالب البحرية للنبات

منذ خمسينيات القرن الماضي، تم استخدام مستخلصات الطحالب كمحفزات حيوية. تعمل هذه المستخلصات على تحسين نمو النباتات، وزيادة إنتاجية المحاصيل، وتحسين جودة المنتجات، بالإضافة إلى تعزيز تحمل النباتات للإجهاد غير الحيوي والأمراض.

منذ خمسينيات القرن الماضي، تم استخدام مستخلصات الطحالب كمحفزات حيوية لنبات . بسبب انها تحفز الاستجابات الفسيولوجية في النباتات، مثل

•  تعزيز نمو النبات.
• إطالة العمر الافتراضي للمنتج.
• تزيد تحمل النباتات لمجموعة واسعة من الإجهاد غير الحيوي (الملوحة والجفاف، والصقيع).
• تقلل من شدة الإصابات من الأمراض الفطرية والفيروسية وبعض الحشرات.
•  تحسين الإزهار والمحصول.
• تحفيز جودة ومحتوى المنتج الصالح للأكل.

أنواع الطحالب البحرية

تنقسم الطحالب البحرية، المعروفة بالأعشاب البحرية، إلى ثلاث مجموعات رئيسية حسب اللون:

• الطحالب البنية 

(شعبة Ochrophyta، طائفة Phaeophyceae)

• الطحالب الحمراء 

(شعبة Rhodophyta) 

•  الطحالب الخضراء

 (شعبة Chlorophyta، طوائف Bryopsidophyceae وChlorophyceae وDasycladophyceae وPrasinophyceae وUlvophyceae). 

تختلف الأعشاب البحرية بشكل كبير في العديد من التركيب والصفات الكيميائية الحيوية من حيث محتواها من الصبغات الضوئية ومركبات التخزين وتكوين جدران الخلايا ووجود/غياب الأسواط والانقسام الخلوي وطرق الاتصالات بين الخلايا المجاورة والتركيب الدقيق للبلاستيدات الخضراء

أنواع الطحالب المستخدمة في الزراعة

تشمل الطحالب الخضراء من جنس Azola و Spirulina والطحالب البنية من جنس  Aschphyllum و Ecklonia ، و  Ectocarpus ، و Fucus الأكثر شيوعًا المستخدمة في الزراعة في جميع أنحاء العالم، ويوجد حوالي 1800 نوع من الطحالب البنية، معظمها بحرية، وكل منها مختلف • وتعتبر الطحالب البنية أكبر حجمًا وتوجد معظم الأنواع في المياه الباردة • 

وتختلف الطحالب البنية فى محتواها من حيث كميات المكونات الكيميائية المختلفة التي تلعب دورًا مهمًا في فسيولوجيا النبات وفي تكاثر المجتمعات الميكروبية في التربة ، وكذلك على المركبات المضادة للميكروبات و تعتبر الطحالب البنية اكثرهم شيوعا في المجال الزراعي.

المركبات الكيميائية المميزة للطحالب البنية

تحتوي الطحالب البنية، مثل أسكوفيلوم، على المركبات الرئيسية الاتية:

• العناصر الكبرى (الفوسفور، البوتاسيوم، الكالسيوم، الماغنسيوم، الكبريت).
• العناصر الصغرى (البورون، الحديد، المنجنيز ، الزنك).
• الأحماض الأمينية الحرة (مثل الجليسين- الانين- فالين-ميثونين-ايزوليوسين-ثريونين-سيستين-فنيل الانين-سيرين-سريونين-لايسين-جلوتاميك-اسبارتك-ارجنين-هيدروكسى برولين ) (التى تعمل علي النمو المتوازن والجيد للنبات وتزيد من استجابة النبات للتسميد وزيادة المقدرة على تحمل بعض الأمراض وكذلك لتحمله لظروف الاجهاد المختلفة – زيادة المجموع الجذري للنباتات وتقويته – زيادة تركيز الكلوروفيل واستقبال الطاقة الضوئية وسكريات البناء الحيوي.- توفير جزء من الاحتياجات النيتروجينية لنباتات وكذلك منع التسمم الداخلي بالأمونيا للنباتات – تحسن نمو المحاصيل البستانيه (خضر – فاكهة – محاصيل – نباتات الزينة) وتزيد من قوة نموها
• العديد من السكريات البسيطة والسكريات الكحولية (التى تعتبر توفير الطاقة اللازمة لتصنيع البروتين داخل النبات و محفزات آليات الدفاع النباتية)
• الهرمونات النباتية (السايتوكاينين، والاكسينات) (التى تعمل على تأخير دخول النبات الى الشيخوخة ،و منع تساقط الاوراق والإزهار والثمار،ومنع الاصفرار لتأثيره الموجب على البروتين والاحتفاظ بمادة الكلوروفيل ومنع تحللها،وتشجيعه لانقسام الخلايا وتشجيع نمو الجذور ،وزيادة قدرة تخزين بعض المحاصيل الورقية كما فى الخس والبقدونس نتيجة الى انه ينقص من معدل تنفس فى هذه المحاصيل).
• حمض الألجينيك والذى يتم تحريره من جدار خلية الطحالب إلى أشكال ملح قابلة للذوبان في الماء أثناء عملية الاستخلاص. (هذه الأحماض والسكريات القليلة التعدد هي مخالب معدنية قوية تعمل على تخليب ” “Fe , Zn , Mn , Mg , Ca والتى تساعد في توافر/توصيل هذه العناصر الغذائية.).
• الامينارين الذى ثبت دوره ايضا في أغراض تحفيز المناعة لدى النباتات.
• السكريات المتعددة المحتوية على الفوكوز (FCP) والتى تتمتع بالعديد من التأثيرات مثل القدرة المضادة للفيروسات ومضادات الأكسدة
• بعض أنواع الفيتامينات : مثل (ثيامين (فيتامينB1 )– ريبو فلافين B2 – فيتامين B12 – فيتامين )( C والتى تعمل على الاتى :-1- تنشيط النمو وتنظيمه داخل النبات 2- ينشط عملية التمثيل الضوئي ويشارك في نقل الالكترونات أي عمليات الأكسدة والاختزال داخل النبات 3- وينشط تكوين الاكسينات الطبيعية داخل النباتات ولهذا فهو ينشط التجذير كما يلعب دوراً أساسياً في زيادة الانقسامات المرستيمية.-4. ينشط عملية التمثيل الضوئي (الكلوروفيللي) وتكوين السكريات داخل النبات

متوسط محتوى طحلب الاسكوفيليم  من المركبات الكيماوية المختلفة (عن Pereira واخرون 2020)

الماء (12–15%,)، السليلوز (8%)، الرماد (17–20%)، البروتين (5–10%,)، حمض الألجنيك (20–29%,)، الفوكويدان (عبارة عن سكر كبريتى عديد متفرع) (19%)، سكر مانيتول (5–8%)،  لامينارين (هو جلوكان تخزين ( بولي سكاريد الجلوكوز) (2–36%)، كاروتين (30–60 mg kg−1)،

العناصر الكبرى: فوسفور (0.1–1.15%)، بوتاسيوم (2–3%)، كالسيوم  (1–3%)، مغنسيوم (0.5–0.9%)، كبريت (2.5–3.5%)

العناصر الصغرى: حديد (150–1000 mg kg−1)، منجنيز (10–50 mg kg−1)، زنك (50–200 mg kg−1) ، بورون (40–100 mg kg−1)، مولبدينم ( 0.3–1 mg kg−1)، صوديوم (3–4%)

العناصر النادرة : كوبلت (1–10 mg kg−1)، يود (700–1200 mg kg−1)، نيكل (2–5 mg kg−1,)ن الباريوم (15–50 mg kg-1, )

الفيتامينات: فيتامين ج (500–200 mg kg−1)، فيتامين أ (30–60 mg kg−1,)، فيتامين ك (10 mg kg−1)، توكوفيرول (فيتامين هـ) (150–300%)، حمض الفولينيك (0.1–0.5 mg kg−1)،

فيتامين B المركب = (B1 = 15 mg kg−1،  B2= 5–10%، B3 =10–30% ، B6 = < 1 mg kg−1، B7 = 0.1–0.4 mg kg−1، B12 = 0.004%,، حمض الفوليك (B9) = 0.1–0.5 mg kg−1 )

طريقة استخدام سماد الطحالب البحرية

يرش مباشرة على أوراق النبات أو يضاف إلى التربة حول جذور النبات. و يمكن استخدامه أيضا لنقع البذور قبل الزراعة لتحسين الإنبات. كما يوصى بتطبيقه بانتظام خلال مراحل نمو النبات لتعزيز النمو وزيادة مقاومة الإجهاد البيئي

اعلى نسبة مسجلة من طحلب ال Aschphyllum عالميا لمنتج فورالج من تصنيع شركة اسفرتجلوبال البرتغالية 

المصادر:

Cai, J., Lovatelli, A., Aguilar-Manjarrez, J., Cornish, L., Dabbadie, L., Desrochers, A., Diffey, S., Garrido Gamarro, E., Geehan, J., Hurtado, A., Lucente, D., Mair, G., Miao, W., Potin, P., Przybyla, C., Reantaso, M., Roubach, R., Tauati, M. & Yuan, X. 2021. Seaweeds and microalgae: an overview for unlocking their potential in global aquaculture development. FAO Fisheries and Aquaculture Circular No. 1229. Rome, FAO. https://doi.org/10.4060/cb5670en

Indira López-Padrón, Lisbel Martínez-González, Geydi Pérez-Domínguez, Yanelis Reyes-Guerrero, Miriam Núñez-Vázquez y Juan A. Cabrera-Rodríguez. (2020). Algae and their uses in agriculture. An update. Cultivos Tropicales, , vol. 41, no. 2, e10

MASON, T E (2019). Extract of Ascophyllum nodosum commercial application in South African agriculture. https://www.fertasa.co.za/wp-content/uploads/2019/01/05-Mason-Extract-of-Ascophyllum.pdf

Pereira, L ; Morrison, L.; Shukla, P.S. and  Critchley, A.T. (2020) . A concise review of the brown macroalga Ascophyllum nodosum (Linnaeus) Le Jolis, J Appl Phycol 32:3561–3584

الشيتوزان وأهميته

في الآونة الأخيرة، أصبح أحد البوليمرات الحيوية المفضلة فى الاستخدام فى عديد من المجالات الطبية والزراعية وتنقية المياه و لديه فوائد عديدة  نظرًا لكونه مركب حيوي غير سام يحتوي على العديد من مضادات الأكسدة ومضادات السرطان وقابليته للتحلل البيولوجي وخصائصه المضادة للميكروبات وغير السامة بالإضافة إلى كونه مادة اقتصادية يتم إنتاجها من مخلفات المأكولات البحرية.

ما هو الشيتوزان؟

الشيتوزان عبارة عن مادة تتكون أساسا من مادة الكيتين chitin والتي تعتبر سلسلة من الكربوهيدرات (السكريات المتصلة) والتي تستخلص من الهيكل الخارجي للصدفيات والمحار والأسماك الصدفية البحرية مثل “الجمبري” وغيرها من الأسماك الصدفية المختلفة. تشبه الى حد كبير في تركيبتها تركيبة الألياف النباتية والتي تسمى بالسليلوز ،وهى عباره عن بوليمر من الجلوكوزأمين.

كيفية إنتاج الشيتوزان

يتم الحصول عليه من طحن قشور الجمبري والأسماك الصدفية واستخلاصها على مرحلتين، حيث يتم الحصول اولا على الكيتين بطريقتين 

1. الطريقة الكيميائية لاستخلاص الشيتوزان

2. الطريقة بيولوجية لاستخلاص الشيتوزان

• المرحلة الأولى لاستخلاص الشيتوزان 

كيماوية (باستخدام بمحلول مخفف من HCL حمض الهيدروكلوريك) ، أو بيولوجية (باستخدام بكتيريا منتجة انزيم البروتياز(Proteases) 

• المرحلة الثانية لاستخلاص الشيتوزان 

فى المرحلة الثانية الحصول عليه عن طريق نزع مجموعة الأسيتيل De-Acetyaltion كيماويا (عن طريق المعاملة بمحلول دافىء من هيدروكسيد الصوديوم ) او بيولوجيا (باستخدام بواسطة إنزيم  ( Chitin deacetylase). وبعد نزع مجموعة الأسيتيل تصبح مادة الشيتوزان تحمل شحنات موجبة من الأمونيوم والتي تعمل كمغناطيس لجذب جزيئات أي مادة بجانبها أو بقربها تحمل شحنات سالبة، ويصبح مبدأ عملها بهذا الشكل يعتبر بسيط ومفهوم .

أنواع الشيتوزان التجارية

وتختلف مركبات الشيتوزان التجارية طبقا لمعيارين هما 

• الوزن الجزيئيى (Mw) 
•  ودرجة إزالة الأسيتيل (DDA) . 

عادة ما يختلف وزنها الجزيئى بين 20 كيلو دالتون و2000 كيلو دالتون

• التصنيف بحسب الوزن الجزيئي لشيتوزان (Mw):

  • منخفضة: أقل من 100 كيلو دالتون.
  • متوسطة: بين 100 – 1000 كيلو دالتون.
  • مرتفعة: بين 1000 – 2000 كيلو دالتون.

هذا التصنيف يؤثر بشكل كبير على بعض خصائصه. 

• بحسب درجة إزالة الأسيتيل لشيتوزان  (DDA):

  • تتراوح بين 50% و100%، درجة إزالة الأسيتيل من الكيتين والتى  تؤثر على  خصائص الشيتوزان وذوبانه في الظروف الحمضية.

العوامل المؤثرة على النشاط الحيوي للشيتوزان

بشكل عام، هناك ثلاثة أنواع من العوامل التي تؤثر على النشاط الحيوي للشيتوزان: 

1. جزيئات الشيتوزان:

تلك المتعلقة بجزيئات الشيتوزان أنفسهم كمصدر والطريقة المستخدمة للحصول عليه، الوزن الجزيئي (MW)، درجة إزالة الأسيتيل (DD)، نمط الأسيتلة (AP)، وهو الأيون المضاد المرتبط بالبولي إلكتروليت، التركيز، طريقة التطبيق)

2. نوع الكائن الممرض:

 تلك المرتبطة بـنوع ومرحلة تطور الكائن الممرض الخاضعة لتأثيره (البكتيريا والفيروسات والفطريات والحشرات) 

3. البيئة المحيطة للشيتوزان :

تلك التي لها علاقة بالبيئة التي تتم فيها العمليات يتم نقلها (درجة الحموضة، درجة الحرارة، القوة الأيونية، وجود عوامل أخرى) المواد الكيميائية أو الكائنات الحية، وما إلى ذلك)

ونظرا لأهمية الشيتوزان فى مجال الزراعة فسوف نحاول تغطية جزء من أهميته فى مجال الزراعة  وطرق تأثيرها على الصفات المختلفة فى المحاصيل المختلفة من خلال سلسلة من المقالات نبدأها اليوم على بركة الله

ما هي فوائد الشيتوزان؟

هناك العديد من الفوائد الشيتوزان فى المجال الزراعى

اولا – استخدام الشيتوزان كأحد المواد التى تستخدم كوسيلة دفاعية فى النبات ضد الضغوط الحيوية:

 حيث أنه من فوائد الشيتوزان رفع المقاومة المستحثة Induced Resistance  فى النبات فهو مضاد للفطريات والبكتيريا والفيروسات و والنيماتودا وكذلك الحشرات .

1-  فوائد الشيتوزان في مكافحة الامراض الفطرية:

•       يمكن للشيتوزان مقاومة بعض اعفان الثمار الفطرية التى تظهر على الثمار بعد الحصاد مثل الانثركنوز فى الموز والفلفل والمانجو،  والعفن الرمادي في العنب، و الخيار، والفراولة، والعفن الاخضر فى الموالح وعفن الرايزوبيوم فى ثمار الخضر وذلك معاملة الثمار قبل الحصاد عن طريق الرش أو معاملة الثمار بعد الحصاد وقبل التخزين، ومكافحة  العفن الأبيض فى الجزر والفاصوليا بعد الحصاد.
•       مكافحة أمراض التربة الفطرية مثل العفن الأبيض فى الجزر ، والفيوزاريوم  فى الطماطم والفاصوليا، والخيار، والقطن ، النخيل، وفول الصويا ، و الجزر ، و العفن الجاف فى البطاطس بالاضافات الأرضية تحت ظروف الحقل .
•       مكافحة الأمراض الفطرية التى تصيب الأوراق فى الحقل مثل الندوة المبكرة والمتأخرة  فى الطماطم والبطاطس، وتبقع الاوراق السرقسبورى فى البنجر والبياض الدقيقى و الزغبى فى الخيار والعنب والورد والبياض الدقيقيى فى الفلفل عن طريق استخدام الشيتوزان رشا على النباتات.

2-    فوائد الشيتوزان في مكافحة الأمراض البكتيرية :

 قلل من أضرار الإصابة بالذبول البكتيرى الذى يصيب كل من الطماطم والباذنجان والفول السوداني والموز، و التبقع البكتيرى فى أوراق الطماطم، وعفن أقراص البروكولي البكتيرى، و تبقع ثمار البطيخ البكتيرى، وعفن ارونيا الطرى في الخضر . فى تجربة على البطاطس وجد أنه عند معاملة التربة المزروعة بالبطاطس بالشيتوزان كانت نسبة الجرب العادى فى الدرنات الناتجة 4% مقارنة بنسبة الجرب فى الدرنات الناتجة من التربة الغير معاملة والتى بلغت 22%. وعند زراعة الدرنات الناتجة من التربة المعاملة مرة ثانية كانت نسبة الجرب فى المحصول الناتج 9.5% بينما عند زراعة الدرنات الناتجة من التربة غير المعاملة مرة ثانية كانت نسبة الجرب فى المحصول الناتج 21%.

3-    فوائد الشيتوزان في مكافحة الأمراض الفيروسية :

 اثبتت الدراسات المختلفة كفاءة  استخدامه فى مكافحة فيروس تبرقش الفاصوليا المتوسط Bean Mild Mosaic virus (BMMV)  ، فيروس تبرقش الدخان (TMV)، فيروس الفا الفا موزايك (AMV)

4-   فوائد الشيتوزان في  استخدام الشيتوزان فى مكافحة نيماتودا تعقد الجذور فى الطماطم، و الموز، والجزر.

5-    استخدام الشيتوزان كمبيد حشرى حيوي:

 تم تحديث النانوشيتوزان  أيضًا كمبيد حشري  ضد حشرات  المن وخنافس القرون فى فول الصويا حيث أنها تقلل بشكل كبير من عدد البيض الذي وضعته الإناث. كما اظهر كفاءة فى مكافحة دودة الحشد، والعنكبوت الاحمر و نطاطات الأوراق البنية، والمن فى الطماطم والخيار ودودة ورق القطن فى الطماطم.

ثانيا استخدام الشيتوزان فى تحفيز نمو النبات عن طريق مقاومة الاجهاد اللاحيوي.

1-    تأثير الشيتوزان على الإجهاد الناتج عن الجفاف:

يعتبر الإجهاد الناتج عن الجفاف أحد أهم الضغوط البيئية التي تؤثر على النباتات، مما يسبب أضرارًا فسيولوجية ويؤثر على خصائصها الكيميائية الحيوية وسماتها الجزيئية.

على سبيل المثال، في التفاح، أدى الرش الورقي به إلى تعزيز نشاط مضادات الأكسدة، وخفض تسرب الإلكتروليت، واستعادة محتوى الرطوبة تحت ضغط الجفاف المستمر لمدة 35 يومًا.

كما ثبت أنه يحفز المقاومة ضد إجهاد الجفاف في عدة محاصيل، مثل البطاطس، والأرز، والذرة، والبرسيم، والعنب، واللوبيا. يتم ذلك من خلال الأنشطة المضادة للأكسدة المستحثة، وزيادة محتوى فوق أكسيد الهيدروجين (H₂O₂) الداخلي، وتعزيز أنشطة الشيتوزان الداخلية، وتطور نظام الجذر.

علاوة على ذلك، يعمل على تحفيز نشاط هرمون الإبسيسيك، الذي يلعب دورًا رئيسيًا في تنظيم فتحة الثغور وتقليل معدل النتح أثناء الإجهاد. لذلك، يُقترح أن يكون مضادًا محتملًا للنتح، مما يساعد المحاصيل البستانية على التكيف مع الإجهاد الناتج عن الجفاف.

2-     تأثير الشيتوزان على الإجهاد الحراري:

 غالبًا ما يكون الإجهاد الحراري مشكلة معقدة في الأنواع الزراعية لأنه يحدث عادةً في وقت واحد مع الإجهاد الجفاف. وهذا يجعل من الصعب التمييز بين الاثنين. أكدت الدراسات كفاءة استخدامه  في إنتاج الفاصوليا الجافة والخيار ، والذرة تحت ظروف  الضغط الحراري. عن طريق مشاركة حمض الأبسيسيك في التعامل مع الإجهاد الحراري ومن خلال الحث في إنتاج الجينات المرتبطة بـ HS ، وزيادة محتوى البرولين الحر في الأوراق

3-     تأثير الشيتوزان على التقليل من أضرار الملوحة :

 استخدامه على نباتات دوار الشمس، والقمح، والذرة، والحلبة. قلل من التأثير الضار للملوحة  وجد ان لديه القدرة على إزالة الأنيونات فوق الأكسجينية بسبب وجود أحماض الهيدروكسيل والأمين. المجموعات التي تتفاعل مع أنواع أنواع الأكسجين التفاعلية ( ROS]. علاج الشيتوزان يقلل من مستويات المالونديالدهيد ويزيد من أنشطة إنزيم مضادات الأكسدة أثناء الإجهاد الملحي، مما يقلل التأثيرات السلبية للإجهاد الملحي على النباتات بسبب استقرار غشاء الخلية.

4-     تأثير الشيتوزان على التقليل من أضرار البرودة:

استخدامه عن طريق الرش ومعاملة البذور يعمل على تحسين نمو النباتات تحت تأثير درجات الحرارة المنخفضة. يتم ذلك من خلال تحسين نشاط الإنزيمات الوقائية وتقليل منتجات بيروكسيد الدهون الغشائية، مما يساعد في الحفاظ على مستوى منخفض من الشوادر الحرة في الخلايا.

كما يقلل من الضرر الناتج عن انخفاض درجة الحرارة لغشاء الخلية، مما يقلل من تسرب الإلكتروليت ويحد من تلف الخلايا. هذا يحافظ على قدرة الخلايا على التجدد والتعديل، ويساهم في الحفاظ على محتوى الكلوروفيل في أنسجة النبات تحت درجات الحرارة المنخفضة، مما يساعد على استمرار التمثيل الضوئي.

بالإضافة إلى ذلك، يعمل على تحسين نشاط جذور النباتات المتضررة من البرد، مما يمكنها من امتصاص العناصر الغذائية حتى في درجات الحرارة المنخفضة، وبالتالي الحفاظ على التمثيل الغذائي الطبيعي وتحسين قدرة النباتات على مقاومة البرد بفعالية.

استخدامه ساهم في رفع معدل بقاء شتلات الباذنجان والخيار تحت ظروف النمو في الجو البارد. كما أن معاملة بذور الفلفل به حسنت من إنبات البذور في ظل الظروف الباردة، ويُعتقد أن ذلك يعود إلى تحفيز المقاومة الجهازية المكتسبة في البذور من خلال زيادة نشاط إنزيمات الكيتيناز والجلوكاناز.

ثالثا – فوائد الشيتوزان كمحفز لنمو النباتات :

 هو يوصى به لتعزيز النشاط التمثيلي الضوئي ونمو النبات وأنشطة مضادات الأكسدة والثمار والصفات النوعية والنمو الإجمالي وإنتاجية المحصول.   

•       فى هذا الصدد وجد ان معاملة بذور الفلفل والخرشوف والكرنب بالشيتوزان  حسن إنبات البذور ويزيد من سرعة الإنبات ويؤدى إلى زيادة طول النبت وتنشيط  نمو الجذور وزيادة الوزن الجاف للمجموع الخضرى والجذرى . ولقد فسر التأثير المحفز للنمو نتيجة معاملة البذور والاضافات الارضية الى مكافحة أمراض التربة، وتخليب ونقل العناصر الغذائية داخل النبات، زيادة احتفاظ التربة بالماء، وتشجيع تكاثر الخلايا الجذرية عن طريق تنشيط الأوكسين والسيتوكينات، مما يعزز امتصاص الجذور للعناصر الغذائي’
•       استخدامه رشا على النباتات أدى الى  تحسين وزن الثمار والمحصول الإجمالي فى الطماطم والخيار، وزاد من مدة صلاحية الفراولة بعد الحصاد ، و ارتفاع النبات وعدد الأوراق وكمية الثمار فى الباميا، و زيادة الوزن الطازج للدرنة والمحصول  الكلي لدرنات البطاطس. كما أدى الرش الورقي  للشيتوزان على أشجار المانجو إلى تحسين النمو الخضري  ووزن وحجم الثمرة، والى زيادة عدد العقد والسلاميات على سيقان العنب
•       عند إستخدامه رشاً على الأوراق فإنه يقوم بتحفيز النمو من خلال آليات مختلفة مثل تقليل الضرر الناتج عن الإجهاد في الخلايا النباتية عن طريق تقليل النتح  بغلق الثغور النباتية ، وتكوين طبقة على الأوراق تعمل كحاجز بين الأوراق والجو المحيط وهى الأكثر تأثيراً.. يزيد من كفاءة امتصاص النيتروجين للنبات، و التمثيل الضوئى الناتج من زيادة مستويات الكلوروفيل في الأوراق (بنسبة 13.4٪ مقارنة بالنباتات المقارنة) ، ويعمل كمصدر للطاقة ومصدر كربون إضافي لتخليق الكربوهيدرات ، وتحليل مكونات الغذاء الاحتياطية، بما في ذلك البروتين والنشا وبالتالي فهو يعمل كمنشط لمختلف العمليات الفسيولوجية للنبات . الشيتوزان يعمل على تخليق الأوكسين والسيتوكينات ،التى تعمل على تشجيع استطالة الخلايا، وانقسام الخلايا، التنشيط الأنزيمي، وتخليق البروتين و تحفيز الإنزيمات التحليلية المطلوبة لتعبئة. يمكن للكيتوزان أن يعزز ، على سبيل المثال، امتصاص العناصر الغذائية،

رابعا – فوائد الشيتوزان  كمعاملة من معاملات ما بعد الحصاد Edible coating أى الأغلفة الصالحة للأكل.

وجد أن معاملة الثمار بعد الحصاد رشاً أو غمساً يعمل كمانع Barrier لفقد الماء وتعديل الجو الغازى للثمار(Modifying Atmosphere)  لخفض معدل تنفس الثمار أثناء التخزين، كما يعمل كمضاد للميكروبات Antimicrobial التى تسرع من تلف الثمار أثناء التخزين .

المصادر

Magdi A.E. Abdellatef, Eman Elagamey and Said M. Kamel

Chitosan Is the Ideal Resource for Plant Disease Management under Sustainable Agriculture

DOI: http://dx.doi.org/10.5772/intechopen.107958

Sharif, R. , Mujtaba, M.; Rahman, M.U. ; Shalmani , A. ; Ahmad, H. ; Anwar. T.; Tianchan , D. and Wang, X.

The Multifunctional Role of Chitosan in Horticultural Crops; A Review

Molecules 2018, 23, 872; doi:10.3390/molecules23040872