د محمد بدوي يكتب: دور فطريات «المايكورايزا» في وصول  50% من الفوسفات للتربة

معهد بحوث الأراضى والمياه والبيئة – مركز البحوث الزراعية –  مصر

مدير عام مصنع الإمارات لأسمدة البيولوجية

الفطريات «تيسر الفوسفور» فى التربة:

تلعب فطريات الميكروهيزا دور فعال في تجهيز وإمداد النبات و التربة بالفوسفور خاصة النباتات المتعايشة معها تكافليا وذلك حيث أن الفوسفور الذى يضاف للتربة يتحول بسرعة كبيرة للصور الغير ميسرة للنبات وعليه يكون من الضرورى إضافة لقاح الميكورايزا وغيرها من الميكروبات المذيبة للفوسفات للتربة حيث يمكنها تحويل الفوسفات المثبتة إلى الصور الأحادية التى يستطيع النبات إمتصاصها .

لأن فطريات الميكروهيزا تفرز إنزيمات الفوسفاتيز وبذلك يتم إذابة الصور المعقدة للفوسفات إلى صور ميسرة يستطيع النبات إمتصاصها.وإن علاقة المنفعة بهذا التعايش هو المساعدة على النمو بالنسبة لكلا النوعين من حيث تجهيز العناصر الغذائية اللازمة للنمو وخصوصا عنصر الفسفور وبعض العناصر الصغرى .

حيث يحصل الفطر على المواد الكربوهيدراتية وغيرها من الإحتياجات الغذائية الناتجة من التمثيل الضوئى للنبات الخضراء فى حين يقوم الفطر بإمتصاص العناصر خصوصا الفوسفور والنحاس والزنك وأهمية ذلك فى أن هذه العناصر بطيئة الحركة فى التربة وعليه فإن هيفات الفطر تعمل على نقل المياه و هذه العناصرمن التربة للنبات.

تنتشر فطريات المايكورايزا في كل أنواع الترب وفي مدى واسع من النظام البيئي الذى يمتد ليشمل البيئة الصحراوية والإستوائية و بيئة الغابات و البيئات المائية و كثيراً ما تتواجد فطريات المايكورايزا في التربة الغنية بالعناصر المعدنية والمادة العضوية وتكون كثافة الفطر أكبر في النباتات النامية في المناطق المعتدلة وهناك أدلة قليلة حول إمكانية تكوين مستعمرات مايكورايزية في الترب الجافة، وتنمو أيضاً في المزارع المائية والترب الغدقة.

ولقد تأخر تصنيع لقاحات الميكروهيزا وتسويقها رغم أهميتها لتغذية النبات وذلك بسبب صعوبة وفشل تنميتها على بيئات صناعية بسبب أن الفطر يتطفل على العائل لتتم تبادل المنفعة ولكن ليس بالعيش حرا فى التربة مثل بكتريا الأزوتوباكتر وغيرها . وتجرى الأن محاولات عديدة لعمل لقاح من جراثيم الميكورايزا وتحميله على مواد جيلاتينية فى صورة معلقة يمكن أن تضاف فى مياه الرى بالإضافة للقاحات الصلبة المتاحة فى الأسواق حاليا. وينجح التلقيح بفطر الميكورايزا مع كل العائلات النباتية إلا أنه لم يتم تسجيل نجاحات تذكر مع العائلة الصليبية مثل الكرنب والكانولا والبروكلى.

 ويوجد نوعان  من فطريات الميكروهيزا:

1-الميكروهيزا الخارجية Ectomycorrhizae

يتعايش هذا النوع مع حوالى3% من الأنواع النباتية حيث ينمو الفطر على السطح الخارجى للجذور مكونا طبقة كثيفة تشبه الغلاف أو الغمد الذى يحيط بجذور العائل وكذلك فإن هيفات الفطر تخترق جذور العائل وتحل محل الصفائح الوسطى محيطة بالجذر مكونة شبكة مما يسبب انتفاخ الجذر ونجاح التعايش لتبادل المنفعة.

 2- الميكروهيزا الداخلية Endomycorrhizae

ينتشر هذا النوع بطريقة واسعة حيث يتعايش مع أكثر من 90% من النباتات وتصاب نباتات العائل بفطر الميكروهيزا بإختراق هيفات الفطر جذور النباتات مباشرة وتقوم بتكوين تركيبات فطرية على شكل شجيرات بالإضافة لتكوين إنتفاخات تعرف بالحويصلات .

التلقيح بفطر الميكروهيزا:

فطريات الميكروهيزا عبارة عن سماد بيولوجي يتكون من سلالات الفطريات النافعة التي تتعايش على تبادل المنفعة بينها وبين المجموع الجذري للنبات حيث تقوم بتوفير العناصر السمادية بطيئة الحركة مثل الفوسفور والحديد والزنك وتجعلها في متناول النبات:

• تعتبر أحد مدخلات الزراعة العضوية
• تقوم فطريات الميكروهيزا بزيادة المحصول
• تقوم فطريات الميكروهيزا بتوفير 20% من مياه الري
• لها دور فعال في مقاومة أمراض التربة مثل فطريات الفيوزاريوم والنيماتودا
• تمثل الميكروهيزا مجموع جذري إضافي للنبات
• تتميز بأنها تتحمل المعيشة في البيئات الصعبة من الجفاف والملوحة
• تحسن بناء التربة وتمنعها من الإنجراف بواسطة مادة الجلومالين العضوية.

طرق الإضافة :

يمكن إضافة لقاح الميكروهيزا للنبات على ثلاثة طرق أساسية :

• الخلط مع التربة أو السماد العضوي ويفضل أن يغطى اللقاح بطبقة 5سم من التربة والري مباشرة بعد الإضافة
• الحقن مباشرة للأشجار
• نقع المجموع الجذري للنبات في محلول جلاتيني غنى بجراثيم الميكروهيزا.

المنتج يمكن تخزينه لمدة ثلاث سنوات في عبواته الأصلية بعيدا عن الشمس المباشرة

معدلات الإضافة :

• 5 – 5.0 ملل في كل جوره من نباتات الخضار ، الزينة والبيوت البلاستيكية
• 8 – 10 ملل/لتر من حجم وسط النمو للمشاتل
• 1 – 2 % / م² من مسطح التربة في مشاريع ملاعب الجولف
• 100 ملل لكل م² في محاصيل الحقل
• 1 – 2 لتر للأشجار المثمرة حسب عمر الشجرة.

ملحوظة :-

• يفضل إضافة الفطر من أول حياة النبات ويخلط مع بيئة الزراعة فى المشتل.
• عند إستخدام فطريات الميكروهيزا يجب تخفيض السماد الفسفوري إلى النصف
• يفضل الري مباشرة بعد إستعمال فطريات الميكروهيزا

لفطر المايكورايزا وظائف عدة ومهمة  للنبات و للتربة وللبيئة أو للأحياء المجهرية النافعة الأخرى والتي تعيش معها في التربة ، فالمايكورايزا تعمل على تحسين تركيب و خواص التربة من خلال إحداث التغيرات الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية بواسطة إفرازها مادة الجلومالين Glomalin وهذه تعد من المركبات البروتينية التي تعمل على لصق حبيبات التربة فيما بينها إضافة لأن 80% من هذه المادة تعمل على لصق الغزل الفطري بدقائق التربة، كذلك وجد أن هناك مركبات أخرى تفرزها المايكورايزا تعمل على تحسين تركيب التربة مثل مركب السكريات العديدة التي تساعد في لصق حبيبات التربة مع بعضها البعض مما يزيد من قابليتها للإحتفاظ بالماء . وتحسين تهوية التربة.

إن هايفات فطر المايكورايزا تتشابك مع جذور العائل وتكون هيكلاً معقداً يعمل على مسك حبيبات التربة، كما أن حبيبات التربة الناعمة تتجمع بفعل المركبات العضوية التي تفرزها الخيوط الفطرية والجذور إذ تعمل هذه المركبات على لصق حبيبات التربة الناعمة فيما بينها مكونة حبيبات مجمعة، ومن جهة تجعل من التربة بيئة مناسبة لنمو الأحياء المجهرية الأخرى.

للمايكورايزا دور مهم وكبير في تجهيز النباتات بالمغذيات الكبرى كالفسفور ، الكبريت وبعض العناصر الصغرى مثل النحاس والزنك ، للمايكورايزا دور إيجابي في العديد من النشاطات الفسيولوجية للنبات خاصة التي تتعلق بتغذية النبات بالفسفور والعناصر الصغرى حيث إنها تمكن هذه النباتات من إمتصاص الفسفور أضعاف ما تمتصه النباتات غير الملقحة بفطر المايكورايزا.

أن إمتصاص الفسفور من قبل الفطر يتم بعدة آليات منها إفراز أنزيم Phosphatase  من قبل خيوط الفطر الذي يعمل على إذابة الفسفور العضوي وتحويله إلى صور جاهزة للإمتصاص من قبل النبات وكذلك إفراز أحماض كربوكسيلية التي تعمل على مسك عناصر الكالسيوم والحديد والألمنيوم تاركاً عنصر الفسفور ذائباً في محلول التربة وتعمل فطريات المايكورايزا أيضاً على زيادة نشاط البكتريا المذيبة للفوسفات نتيجة لعلاقة تبادل المنفعة هذا بدوره يؤدي إلى زيادة تركيز الفسفور الذائب في محلول التربة

أهمية فطر الميكورهيزا فى المقاومة الحيوية لمسببات الأمراض:

لفطر المايكورايزا دور كبير ومهم في تقليل الإصابة بالمسببات المرضية التي تنتشر في التربة حول الجذور وقد فسّر كثير من الباحثين دور المايكورايزا من خلال آليات عدة توضح طريقة الحماية التي توفرها للعائل النباتي الذي تستعمره إحدى هذه الآليات تتمثل في إحداث المنافسة بينها وبين المسببات المرضية التي تنتشر معها في التربة.

وتكون هذه المنافسة على المركبات الكيميائية التي تفرز من قبل النبات وعلى المادة العضوية ومن الآليات الأخرى لحماية النبات والتي توفرها فطريات المايكورايزا هي السيطرة على الكثافة العددية للأحياء المسببة للأمراض من خلال المنافسة على مواقع الإصابة في جذور نبات العائل حيث تأتي المنافسة نتيجة الكثافة العالية لخيوط الفطر التي تستعمر نسبة كبيرة من المجموع الجذري مقارنةً بالأحياء الأخرى المرضية.

وأيضا آلية أخرى للحماية تتمثل بتنافس المايكورايزا مع المسببات المرضية على نواتج التركيب الضوئي التي تفرزها الجذور في منطقة الرايزوسفير وتكون المنافسة كبيرة عندما يتواجد أكثر من نوع من فطر المايكورايزا في منطقة الرايزوسفير. ومن جهة أخرى تعمل فطريات  المايكورايزا على زيادة سمك جدار الخلايا من خلال زيادة مادة اللجنين و السكريات المتعددة  نتيجة تحفيز دفاعات النبات والتي تقلل من نسبة الإصابة بالمسببات المرضية التي تصيب الجذور . ومن جهة أخرى تعمل فطريات  المايكورايزا على زيادة سمك جدار الخلايا حيث تعمل فطريات المايكورايزا على زيادة انزيمات البولي فينول أوكسديز والبيروكسديز السيليوليز المهمة في دفاعات النبات ايضا.

يدخل الفوسفور في تركيب الأحماض النووية ، ويلعب دور كبير في كثير من التفاعلات الإنزيمية ، فهو يدخل في تركيب كل الأحماض النووية ، مثل : (الـ ، DNA  والـ  RNA، والـ  tRNAوالـ ribosomal RNA ) بالإضافة إلى دخوله في تركيب الإنزيمات اللازمة لتفاعلات الطاقة المختلفة في عمليات التنفس والتمثيل الضوئي ، وكذلك يدخل في تركيب المركبات الفسفورية ذات الروابط الغنية بالطاقة (الـ ADP والـ ATP)وفى مرافقات الإنزيمات ، NADP,NADوفى تركيب بعض الدهون   ، (phospholipids)ومن ثم فإن الفوسفور عنصر أساسي في النبات ، فهو يدخل في  تركيب الأحماض النووية ، وما لها من أهمية بالنسبة للكائن الحى ، وأهمية الـ ، ADP والـ ATPفي نقل الطاقة غنية عن البيان ، وأما مرافقات الإنزيمات NADP,NADفلها دورها الهام في تفاعلات الأكسدة والاختزال ، ويعتمد عليها في التفاعلات الحيوية الهامة في التمثيل الضوئي ، والتنفس ، والـ ، glycolysisوفى تمثيل الأحماض الدهنية وغيرها ، أما الـ ، Phospholipids فمن المعتقد أنها مع البروتين تشكل جزءاً هاماً من الأغشية الخلوية .

ويوجد الفوسفور بتركيزات عالية في المناطق المرستيمية التي يكون فيها النمو نشيطاً ، حيث يشترك الفوسفور في تمثيل البروتينات النووية .

ويعمل الفوسفور على تقليل الأثر الضار لزيادة الأزوت في التربة ، لأن وفرة الفوسفور تقلل من امتصاص النيتروجين غير العضوي ، وهو يبكر في النضج وبذلك فهو يضاد التأثير الضار لزيادة عنصر الأزوت الذى يؤدى إلى اتجاه النبات نحو النمو الخضري ، هذا .. ويشجع الفوسفور على نمو الجذور، خاصة الجذور العرضية والليفية، ويتراكم جزء كبير من الفوسفور الذي يمتصه النبات في البذور والثمار،حيث أن له دور في نضج الثمار والبذور ويلعب دوراً هاماً في زيادة حيوية وجودة البذور.

أهمية عنصر الفوسفور فى تغذية النباتات:

الفوسفور عنصر متحرك ضمن النبات ، قليل الحركة في التربة ،وهو من العناصر الغذائية الأساسية جداً في تغذية النبات ويأتي بالمرتبة الثانية بعد الآزوت من حيث كميته في الأنسجة النباتية. ويخزن الفوسفور في جذور الأشجار المثمرة عند عدم الحاجة إليه وتعتبر البذور أغنى أجزاء النبات وإن  الطبيعة المميزة للفوسفور هى قلة ذوبانه في الماء أو المحلول الأرضي ويوجد مدمصاً على غرويات التربة ويكثر وجوده على الحبيبات الدقيقة من التربة ويقل على الحبيبات الخشنة وهو بطيء الحركة في التربة.

يثبت في الأراضي الطينية أكثر من الخفيفة. ويتوفر الفوسفور في التربة بين ، 7 – 6.5 pH ويقل نسبياً في الأراضي القاعدية  7.5 – 8.5 وفى الأراضي القلوية فيتكون فوسفات الكالسيوم الثلاثي ، وهو أيضاً غير قابل للذوبان.

ويتوفر الفوسفور في الأراضي التي تكون قد سمدت لعدة سنوات سابقة بغزارة بالأسمدة الفوسفورية، إذ أن الفوسفور يثبت في التربة بسهولة، ولكن بعد فترة من التسميد الغزير تقل مقدرة التربة على تثبيته، وعموماً. فإن كمية الفوسفور المستخدمة في التسميد تزيد كثيراً عن حاجة النبات الفعلية من هذا العنصر ، لأن جانباً كبيراً من الفوسفور المضاف يثبت قبل أن يستعمله النبات. ويوجد الفوسفور في التربة في صورتيه العضوية وغير العضوية ، ومن الصور العضوية :الأحماض النووية ، والفوسفوليبدات ويعتبر الفوسفور العضوي غير ميسر للنبات ، لأنه غير قابل  للإمتصاص ، ولكنه يتحلل في النهاية إلى الصورة غير العضوية .

ومن العوامل التي تزيد من تيسر الفوسفور وتقلل تثبيته في التربة ما يلى :­

تركيز الأسمدة الفوسفاتية قريباً من النبات في شريط ضيق ، فتزداد بذلك نسبة الفوسفور السمادي الذى يظل غير مثبت ، ويبقى ميسراً للنبات .

إستخدام الأسمدة الفوسفاتية المحببة  granular، بدلاً من البودرةة ، نظراً لصغر المساحة التي يتلامس فيها السماد مع حبيبات التربة في الحالة الأولى ، فتقل فرصة تثبيت الفوسفور .

خلط الفوسفور غير العضوي مع الأسمدة العضوية ، فتقل بذلك فرصة تثبيته ، إذ أن الأحماض العضوية الموجودة بالأسمدة العضوية تعمل على تحويل الفوسفات من صورته الثلاثية إلى صورتيه الثنائية والأحادية ، وبذلك يزيد التسميد العضوي من تيسر الفوسفور في الأراضي القلوية.

يتصاعد غاز ك ا ₂ من جذور النباتات أثناء تنفسها ، وكذلك نتيجة لتنفس الكائنات الدقيقة في التربة ، ويتكون منه حامض الكربونيك الذى يعمل على تحويل الفوسفات الثلاثي إلى فوسفات ثنائي كما يلى :-

Ca₃ (PO₄)₂ + HCO₃ —-> Ca₃ (H₂ PO₄)2 Ca CO₃

بالمحافظة على PH التربة بين 7 – 6يمكن تقليل تثبيت الفوسفور إلى الحد الأدنى ، هذا .. وتجدر ملاحظة أن الفوسفور المثبت يظل مخزوناً في التربة ، وقد يصبح ميسراً تحت ظروف أخرى علاوة على أنه يمكن إستخدام ميسرات الفوسفور مثل الميكروهيزا والباسيللس بخلطهم بالتربة والتقاوي وجذور الشتلات.

يعمل الفوسفور على تقليل الأثر الضار لزيادة الازوت في التربة لأن وفرة الفوسفور في التربة تقلل من إمتصاص النبات للنتروجين غير العضوي.

زيادة عنصر الفوسفور في التربة يؤدي إلى زيادة إمتصاصه من قبل النبات وذلك على حساب عنصري الزنك والحديد.

زيادة تركيز عنصر الفوسفور في التربة المترافق مع إرتفاع درجات الحرارة يؤدي إلى نقص في الإنتاج (تسريع في نضج النبات).

وظائف عنصر الفوسفور::

يعتبر عنصر الفوسفور كالأزوت جزء ضروري لعملية التمثيل الضوئي حيث يعمل على تخزين الطاقة ويدخل في تكوين الدهون وبناء البروتين والسكر ويلعب دور هام فى زيادة الإزهار والعقد ويسمى (عنصر الخصوبة).  كما أن له دور في نمو الجذور(إنقسام الخلايا) ونضج البذور والثمار.

لكي تكون إضافة الفوسفور للتربة مفيد للنبات لا بد من إضافته إلى التربة قبل الزراعة بسبب تثبته على التربة وكونه عنصر بطيء الحركة في التربة.

– إضافة المغنسيوم مع المركبات الفوسفاتية يزيد من إمتصاص النبات للفوسفور ومن إنتقاله داخل النبات وبالعكس.

– أيونات الكلور والكبريت ولحد ما النترات تقلل من إمتصاص الفوسفات عند إضافتها مع المركبات الفوسفاتية.

أعراض نقص الفوسفور

– تختلف أعراض نقص الفوسفور على أوراق النباتات ذات الفلقة الواحدة عنها على أوراق نباتات الفلقتين ,ففي نباتات الفلقة الواحدة (قمح-شعير-ذرة) يؤدي النقص إلى ظهور لون احمر أو أرجواني في مناطق مختلفة من الورقة في مرحلة النمو الخضري بينما في ذوات الفلقتين فإن العروق الرئيسية للأوراق المسنة تأخذ اللون الأحمر أو الإرجواني بينما تبقى الأوراق الحديثة بلون أخضر داكن ويزداد اللون الإرجواني على عروق الأوراق (خاصة السفلى) والسيقان.

• وسبب ظهور اللون (الأحمر ،الإرجواني) هو إن نقص عنصر الفوسفور يؤدي إلى تراكم تركيزات مرتفعة من السكريات التي تتحد بمركبات الفلافون والتي ينتج عن هذا الإتحاد صبغات الأنثوسيانين.
• يصبح لون الأوراق أكثر اخضراراً من اللون الطبيعي.
• تبقى الأوراق صغيرة وتظهر النموات الحديثة بلون أرجواني أو أحمر بسبب تراكم صبغة الأنتوسيانين.
• سمك نمو الخشب مع قلة التفرع .
• يظهر اللون الأرجواني على عروق الأوراق السفلى وكذلك أعناقها .
• قلة في تكوين البراعم الثمرية .
  • في حالات النقص الشديد تكون الأوراق الكبيرة مبرقشة باللون الأصفر الفاتح والأخضر الغامق وهذه الأوراق تسقط سريعاً .
  • على الحمضيات تتحول الأوراق إلى لون أخضر باهت وفي النهاية أصفر برتقالي.
  • في الحالات الشديدة إحتراق مساحات من الأوراق.
  • ثمار خشنة وإسفنجيه. قلب مجوف.  • حموضة الثمار عالية. • تزداد سماكة القشرة.

ملحوظة 1: يجب إضافة عنصر الفوسفور لجميع المحاصيل والخضار قبل الزراعة ويفضل إضافة سماد السوبر فوسفات الثلاثي لأنه يحتاج لفترة طويلة حتى يتحلل بالتربة الى فوسفور أحادي وهو الشكل الذي يمتصه النبات.

ويفضل إضافته الى الأشجار المثمرة في أخر الشتاء .

ملحوظة 2: عند تسميد الأشجار أو تسميد المحاصيل بالسوبر فوسفات يجب قلب التربة وذلك لوضع الفوسفور بالقرب من مكان تواجد الجذور كون الفوسفور بطيء الحركة بالتربة.

ملحوظة 3: يعتبر الفوسفور عنصر الخصوبة بالنبات وهو مسؤول عن نمو الأزهار والجذور.

وبالتالي يجب إضافة الفوسفور للخضار الثمرية ببداية عمر النبات لتنشيط الجذر وفي مراحل الإزهار والعقد ويفضل إضافة الأسمدة الذوابة سريعة الإمتصاص.

ملحوظة 4: من أهم أعراض نقص الفوسفور على النباتات هو ظهور اللون الإرجواني على الاوراق ، أما على ثمار الحمضيات فالعرض المميز هو سماكة القشرة. ويسبب تشقق ثمار الدراق. وقد يسبب نقص الفوسفور تقزم لبعض النباتات.

العوامل التي تزيد من تيسر الفوسفور

• العمل على تقليل تثبته في التربة
• تركيز الأسمدة الفوسفاتية في شريط ضيق قريب من النباتات
• إستخدام الأسمدة الفوسفاتية المحببة بدلاً من الأسمدة البودرة ،فتقل فرص ملامسة حبيبات السماد لسطح التربة .
• خلط السماد الفوسفاتي بالأسمدة العضوية قبل الزراعة حيث تعمل الأحماض العضوية على تحويل الفوسفات إلى الصورة القابلة للإمتصاص من قبل النبات(أيونات الفوسفور)
• المحافظة على PHتربة بين 6-7 .

هل كل السلالات الميكروبية يمكن إستخدامها كسماد حيويى ؟

• السلالة المستخدمة حيويا يجب تفيد النبات غذائيا ويراعى أن يتوافر بها عدد من الشروط أو المواصفات الخاصة أهمها:
• أن تكون السلالة معزولة ونقية ومعلومة المصدر
• السماد الحيوى قد يحتوى على نوع واحد من الكائنات الحية الدقيقة أو يحتوى على أكثر من نوع. ويراعى عند خلط وتخزين الأسمدة الحيوية عدم تعرضها لحرارة الشمس المباشرة.
• أن تمتاز السلالة المستخدمة بثبات التركيب الوراثى طوال مدة النمو والتخزين
• أن تتمتع السلالة بكفاءة وقدرة عالية فى تحقيق الهدف المنشود
• ان تكون ذات قدرة عالية على التأقلم مع الأراضى المختلفة
• أن تكون ممتدة النشاط والمفعول فى التربى
• أن تمتاز بكفاءة عاليبة فى مقاومة المفترسات والمتطفلات الموجودة بالتربة.

.الصور التي يمتص عليها الفوسفور :

يمتص النبات عنصر الفوسفور في صورة أيونات الفوسفات فقط ، وهى تكون في إحدى الصور التالية :

والصورة الأولى يد2فوأ4 هي أكثر الصور امتصاصاً ، لأنها أكثرهم ذوباناً ، ولكن  يتوقف مدى توفر هذه أو تلك على pHالتربة ، ويتوفر الفوسفور في صورة ، H₂PO₄ خاصة في pHمن  6.5 – 5.5.