يعد الشيتوزان الزراعي من المركبات الحيوية الحديثة التي لاقت اهتمامًا متزايدًا في مجال الزراعة المستدامة، لما له من تأثيرات إيجابية متعددة على نمو وإنتاج المحاصيل. يُستخلص هذا المركب الطبيعي من الكيتين الموجود في الهياكل الخارجية للقشريات، ويتميز بكونه آمنًا وصديقًا للبيئة. وقد أثبتت العديد من الدراسات دوره الفعّال كمحفز لنمو النباتات، ومقوٍ طبيعي لمناعتها ضد المسببات المرضية.
في المحاصيل البستانية على وجه الخصوص، ساهم استخدام الشيتوزان الزراعي في تحسين جودة الإنتاج وزيادة الكفاءة الزراعية من خلال تعزيز النمو الخضري، وتقوية الجهاز المناعي للنبات، وزيادة مقاومته للظروف البيئية الصعبة.
تهدف هذه المقالة إلى تسليط الضوء على أهمية الشيتوزان الزراعي في المحاصيل البستانية، من خلال استعراض خصائصه، آليات عمله، وأبرز تطبيقاته العملية في هذا المجال.
تمت دراسة الشيتوزان على نطاق واسع لاستخدامه في إنتاج محاصيل الخضر، وقد تم اختبار استجابة أكثر من 20 نوعًا من النباتات للشيتوزان. يمكن تلخيص استخدام الشيتوزان لتعزيز نمو محاصيل الخضر كما يلى:،
أدى استخدام الشيتوزان عالي الوزن الجزيئي (600–900 كيلودالتون) بتركيز 1% (وزن/حجم) إلى التربة إلى زيادة في ارتفاع النباتات، والنمو الخضرى، وعدد ومساحات الأوراق في نبات الفلفل الحار .
تم استخدام نوعين من الشيتوزان على نبات الخرشوف أحدهما شيتوزان A بوزن جزيئي 400 كيلو دالتون، والآخر شيتوزان B بوزن جزيئي 149 كيلو دالتون،. وقد تم تطبيق الشيتوزان بتركيز 3% أو 4% (وزن/حجم) مذاب في حمض الأسيتيك بتركيز 1% أو 5% (حجم/حجم)، مع استخدام المحلول بنسبة 1% (حجم/حجم) كمعاملة للبذور بعد الحصاد. أظهرت النتائج أن شيتوزان B (بوزن جزيئي 149 كيلو دالتون) بتركيز 4% (وزن/حجم) كان الأكثر فاعلية ، حيث ساهم في تحسين إنبات البذور بالإضافة إلى تحفيز نمو النباتات الناتجة بشكل ملحوظ.
اثبتت احدى الدراسات الى حاجة نبات الباميا إلى تركيزات أعلى من الشيتوزان لتعزيز النمو الأمثل لنبات البامية
أثبت تطبيق الشيتوزان بتركيز 100 أو 125 ملجم/لتر على نبات البامية عن طريق الرش الورقي ثلاث مرات كل 15 يوم (بعد الزراعة ب 25 و40 و55 ) فعاليته في تعزيز النمو والإنتاجية. حيث أدى إلى زيادة في طول النبات، وعدد الأوراق لكل نبات، ومعدلات النمو النسبي والمطلق، بالإضافة إلى تحسين المحصول. كما ساهم في رفع نشاط إنزيم النترات ريداكتاز (NR) وزيادة معدل التمثيل الضوئي الصافي، مما يشير إلى تحفيز العمليات الحيوية الأساسية في النبات.
عندما تم استخدام شيتوزان بدرجة بوليمرة 130 بتركيز 1 جرام/لتر، ورش السطحين العلوي والسفلي لأوراق الفلفل الحلو وأسفر ذلك عن تقليل التبخر من النبات، وتحفيز إغلاق الثغور، وتقليل استهلاك الماء بنسبة تتراوح بين 26 إلى 43% مع المحافظة على النمو المثالى للنباتات و إنتاجية النبات المرتفعة
الرش الورقي للشيتوزان بتركيز مثالي 75 ملجم/لتر على السبانخ الهندي (Basella alba) أسفر عن زيادة في ارتفاع النبات، وعدد الأوراق، وعدد الفروع، ومساحة الأوراق، والوزن الطازج والجاف للنبات. ومع ذلك، فإن تطبيق الشيتوزان بتركيز أعلى من 75 ملجم/لتر أدى إلى انخفاض في نمو النبات.
يمتلك الشيتوزان نشاطًا مضادًا للميكروبات يمكنه تثبيط العديد من مسببات الأمراض النباتية التي تصيب المحاصيل الخضرية، مثل Sclerotinia sclerotiorum، وPythium aphanidermatum، وBotrytis cinerea، وPhytophthora capsici، وAlternaria alternata، وCladosporium cladosporioides، وEpicoccum purpurascens، وFusarium avenaceum.
تم استخدام الشيتوزان بتركيز 0.5% أو 1.0% (وزن/حجم) على ثمار الفلفل الرومي، حيث تم تحضيره من قشورالجمبرى بتركيز 10 ملجم/مل في محلول حمض الهيدروكلوريك بتركيز 0.04 نيوتن. استُخدم الشيتوزان كطبقة تغلف للثمار بعد الحصاد، مع تطبيقه بشكل مباشر على منطقة عنق الثمرة (مكان انفصال الثمرة عن الساق). وقد أظهرت النتائج أن إضافة زيت عشبة الليمون زادت من الفعالية المضادة للميكروبات، إلا أن استخدام الشيتوزان وحده كان أكثر كفاءة في إطالة العمر التخزيني للثمار. كما ساهم في حماية الثمار من الإصابة بالفطر Botrytis cinerea المسبب لعفن الثمار.
استخدام الشيتوزان متوسط الوزن الجزيئي (MW) بنسبة 2% (وزن/حجم) مذاب في 1% (حجم/حجم) من حمض الأسيتيك، وبنسبة وزن جليسرول إلى شيتوزان تعادل 0.28، في تغليف نورات البروكلي بعد الحصاد، تبين أنه يثبط نمو البكتيريا ويمنع اصفرار النورات وتفتحها، مما ساعد على إطالة عمر التخزين للبروكلي المقطع. ( Moreira وزملاؤه عام 2011. )
في حالة الجزر، أدى استخدام الشيتوزان بتركيز 2% أو 4% (وزن/حجم) في تغليف الجذور بعد الحصاد إلى تثبيط عدوى فطر Sclerotinia sclerotiorum، مما أدى إلى انخفاض معدل تعفن السكليروتينيا من 88% في الجذور غيرالمعاملة إلى 28% في الجذورالمعاملة، (وفقاً لما أشار إليه Cheah وزملاؤه عام 1997.)
كذلك، استخدم شيتوزان بوزن جزيئي 57 كيلو دالتون في محلول حمض اللاكتيك 0.5% بتركيزات تتراوح بين 500 إلى 4000 ملجم/لتر، أدى إلى تقليل حدوث تعفن الثمار بمرض العفن الرمادى اثناء التخزين، كما ادى رفع تركيز الشيتوزان، الى ذيادة انخفض معدل الإصابة بالأمراض عند مع تقليل نشاط إنزيم PPO وزيادة إجمالي البروتين والمركبات الفينولية في الثمار المصابة.
في نبات الخيار، فقد ساهم رش الشيتوزان بتركيز 0.1% (وزن/حجم) على الأوراق قبل التلقيح بالفطر المسبب للعفن الرمادي (Botrytis cinerea) في التحكم بالمرض وزيادة نشاط إنزيم البيروكسيداز (POX)، مما يدل على تعزيز المقاومة النباتية.
، أدى رش النباتات البالغة من العمر ثلاثة أشهر للفلفل الهابانيرو بالشيتوزان بتركيز 100 و500 ملجم/لتر إلى تثبيط نمو فطر Phytophthora capsici ومنع انتشار االجراثيم الممرضة.
تم استخدام شيتوزان مستخلص من قشور الجمبرى بنسبة نزع الأس الهيدروجين تزيد عن 85% مذاب في محلول حمض الخليك بنسبة 1%، حيث تم نقع البذور في هذا المحلول قبل الإنبات. أسفر هذا العلاج عن تقليل معدل موت الشتلات، وزيادة وزن الشتلات سواءً الطازج أو الجاف في البطيخ،
أظهرت النتائج ان غمر جذور شتلات نبات الكرفس في محلول شيتوزان بتركيز 3 ملجم/مل قبل الزراعة فعالية في تقليل شدة مرض اصفرار الفيوزاريوم،
هيا لنجعل هذه الدردشة مباشرة وممتعة!
