السبات النباتي
السبات النباتي plant dormancy هو مرحلة حيوية ضرورية تمر فيها النباتات المعمرة في أثناء الحلقة السنوية لنموها وتطورها في فصلي الشتاء والصيف والبذور بعد نضجها فلا تلاحظ فيها أي علامات مرئية للنشاط الحيوي في البراعم المختلفة، أو عند إنبات البذور والأبصال والدرنات وغيرها من الأعضاء النباتية المختلفة.الخصائص الفيزيولوجية والبيوكيمياوية للسبات، أسبابه وآليته
يعد السبات النباتي تكيفاً بيئياً للنباتات اكتسبته في أثناء اجتيازها التاريخي لمراحل نموها وتطورها وصار من خصائصها الوراثية، تختلف مدته بحسب الشروط البيئية ويحدث في نهاية فصل الخريف وفي فصل الشتاء بتأثير درجات الحرارة المنخفضة ماراً بثلاث فترات كما يأتي:
1ـ فترة السبات النباتي العضوي ترتبط بتجدد محتوى الخلايا من المكونات والمدخرات المختلفة ولا يمكن إخراج الخلايا منه بتأثير أي من العوامل الداخلية والخارجية.
2ـ فترة السبات العميق endodormancy وترتبط بحدوث ظاهرة انعزال أو انكماش الجبلة (البروتوبلاسم) protoplasm داخل الخلايا النباتية واجتفاف للماء المصحوب بزيادة لزوجة الهيولى (السيتوبلاسم) cytoplasm وشبه توقف في الجمل الأنزيمية، وعدم انحلال المواد الادخارية، وتراكم المركبات الفوسفاتية والأحماض الدهنية بين البروتوبلاسما وأغشية الخلايا. وتتمسك الخلايا عموماً بماء فجواتها مما يساعدها على الاحتفاظ بمحتواها الحي وحمايته من الأضرار الناجمة عن بلورات الجليد المتشكلة بين الخلايا في فصل الشتاء. وتنخفض شدة العمليات الفيزيولوجية والبيوكيمياوية والمائية في غرويات الخلايا.
ويمكن ملاحظة مثل هذا الانعزال البروتوبلاسمي بتأثير جفاف شديد في فصل الصيف ويدخل عندئذ النبات في فترة السبات الصيفي (كما في الكرز والمشمش والتفاح والحمضيات وغيرها). كما يمكن أن يحصل سبات البراعم الابطية والبذور بعد نضجها لعدم توافر الماء أو لحدوث جفاف مفاجئ أو أيضاً لعدم توافر المواد الغذائية الجاهزة للامتصاص كالسكريات البسيطة والأحماض الأمينية والدهنية أو نقص الأنزيمات المتخصصة في عمليات تحويل المواد المعقدة إلى مواد بسيطة ذوابة.
وقد يحدث السبات النباتي نتيجة وجود لحافات للبذور غير نفوذة للماء والأوكسجين، أو لكونها قاسية، أو لاحتوائها على بعض المثبطات، أو لعدم نضج الجنين في البذور والثمار. ويلاحظ السبات في حالة اختلال التوازن الطبيعي بين المواد المنشطة للنمو والمواد المانعة له (كحمض ألابسيسيك). وإن عودة هذا التوازن إلى طبيعته تعد الدافع الأساسي لإنهاء السبات، ولا يزول أثره إلاّ بعد تعرض البراعم إلى فترة برودة معينة في فصل الشتاء يختلف طولها وعدد ساعاتها بحسب النوع والصنف النباتي، فعلى سبيل المثال، في أثناء دور السبات الشتوي العميق تحتاج أصناف أشجار الفاكهة المتساقطة الأوراق والرائجة تجارياً إلى عدد من ساعات البرودة تراوح بين 600و1800ساعة أو أكثر من درجات الحرارة التي تقل عن 7،2 ْم لإنهاء سباتها وإنتاج أوراق وأزهار طبيعية وكافية للحصول على إنتاج طبيعي وجيد النوعية من الثمار، وإن أي نقص بعدد ساعات البرودة عن الاحتياج المطلوب للنوع أو الصنف المحدد يؤدي إلى تأخير نمو البراعم، وتدني قدرة الأزهار على الإخصاب، وتأخير التوريق الشجري وعدم انتظامه، وإلى سرعة هرم الأشجار وانخفاض إنتاجها.
تركزت نتائج الأبحاث في السنوات الأخيرة على عمليات تبادل الأحماض النووية (الدنا DNA والرنا (RNA بين الخلايا المنشطة (من براعم وميريستيم) وتغير نسبها فيها، إذ لوحظ انخفاض محتواهما في الخريف والشتاء وارتفاعهما في بداية الربيع.
تعود أهمية دور السبات النباتي العميق في الأشجار المتساقطة الأوراق والمستديمة الخضرة والبذور إلى مقدرتها على تحمل انخفاض درجات الحرارة في فصلي الخريف والشتاء (تتحمل بذور الشوفان - 33 ْم وطرود الشوح - 50 ْم) وارتفاعها الزائد في فصل الصيف مما يسهم في حمايتها من التلف والموت. ومن فوائده المهمة إمكانية تحديد الإقليم الملائم تماماً لنجاح زراعة الأصناف المختلطة اعتماداً على احتياجاتها من ساعات البرودة، وليس على الارتفاع فوق سطح البحر الذي يعدّ مقياساً ثانوياً لتفتح البراعم ونموها وإنتاجها الطبيعي. كما تسهم هذه الظاهرة في الحفاظ على حيوية كثير من البذور وعلى قدرتها الإنباتية لمدة 50ـ100سنة وأكثر مثل بذور الكرنب Brassica والحماض Rumex وغيرها.
3ـ فترة السبات الاضطراري ecodormancy تكون النباتات فيها مهيئة للنمو في بداية فصل الربيع وبعد اجتيازها فترتي السبات العضوي والعميق. ولكنها تبدأ بالنمو عندما ترتفع درجات الحرارة وتزداد الرطوبة الأرضية وكمية المواد المغذية السهلة الامتصاص.
ويمكن تأخير تفتح البراعم الزهرية وخروجها من سباتها الاضطراري، لحمايتها من تأثير الصقيع الربيعي، برشها بمحلول نفتالين حامض الخل NAA بتركيز مناسب قبيل بدء النمو البرعمي بنحو 3ـ4 أسابيع، أما بالنسبة للبذور فيمكن تأخير إنباتها باستخدام المثبطات كومارين، أو الاتيلين، أو السينفول، وأشباه القلويات وغيرها.
كيفية إنهاء دور السبات في النباتات
ترتبط مرحلة إنهاء السبات بسويات المواد الغذائية والأنزيمات والأكسجين، ومنظمات النمو كالجبرلينات gibberellins والسيتوكينينات cytokinins والأوكسينات auxins وغيرها. ومن أهم العوامل التي تسهم في إنهاء هذا السبات، إنتاج أصناف بالتهجين تتميز بدور سبات قصير وتكون ثمارها جيدة النوعية مثل هجن الكمثرى الفرنسية مع اليابانية. كما استنبطت أصناف عديدة لأشجار الفاكهة المتساقطة الأوراق (دراق، كرمة، خوخ، تفاح وغيرها) ذات احتياجات قليلة من البرودة تراوح بين 50و500 ساعة برودة في درجة حرارة أقل من 13 ْم وتماثل احتياجات الأشجار المستديمة الخضرة كالحمضيات والموز والجوافة والزبدية وغيرها. كما يمكن أيضاً تعريض البذور إلى البرد، مثل بذور القمح، أو إلى درجات حرارة مرتفعة أو نقعها في الماء لتنشيط أنزيماتها. ومن الوسائل الزراعية المستخدمة في مجال إنتاج الفاكهة، منع الري بعد جمع المحصول وإزالة البراعم القميّة من على طرود النمو والإثمار، أو إجراء حز فوق البراعم الجانبية، أو حني الفروع إلى الأسفل، أو استعمال أصول مقصرة في التطعيم وزيادة التسميد الآزوتي وغيرها.
ومن المركبات الكيماوية المستعملة على نطاق واسع (بنسبة 2ـ5%): نيتروفينول وايتيل كلوروهيدرين ودورميكس (سيناميد الهيدروجين) وزيت بذور الكتان.
ومن الجدير بالذكر أنه لم يعرف حتى اليوم على وجه التحديد أسباب ظاهرة السبات النباتي ولاتزال المعلومات المتوافرة تمثل آراء ونظريات تتطلب الاستمرار في البحوث العلمية المتعمقة، بما فيها استخدام النظائر المشعة، لتحديد أسبابها العلمية وتطبيقاتها العملية المفيدة في عمليات الإنتاج الثمري وتحسينه كماً ونوعاً.
السبات النباتي plant dormancy هو مرحلة حيوية ضرورية تمر فيها النباتات المعمرة في أثناء الحلقة السنوية لنموها وتطورها في فصلي الشتاء والصيف والبذور بعد نضجها فلا تلاحظ فيها أي علامات مرئية للنشاط الحيوي في البراعم المختلفة، أو عند إنبات البذور والأبصال والدرنات وغيرها من الأعضاء النباتية المختلفة.الخصائص الفيزيولوجية والبيوكيمياوية للسبات، أسبابه وآليته
يعد السبات النباتي تكيفاً بيئياً للنباتات اكتسبته في أثناء اجتيازها التاريخي لمراحل نموها وتطورها وصار من خصائصها الوراثية، تختلف مدته بحسب الشروط البيئية ويحدث في نهاية فصل الخريف وفي فصل الشتاء بتأثير درجات الحرارة المنخفضة ماراً بثلاث فترات كما يأتي:
1ـ فترة السبات النباتي العضوي ترتبط بتجدد محتوى الخلايا من المكونات والمدخرات المختلفة ولا يمكن إخراج الخلايا منه بتأثير أي من العوامل الداخلية والخارجية.
2ـ فترة السبات العميق endodormancy وترتبط بحدوث ظاهرة انعزال أو انكماش الجبلة (البروتوبلاسم) protoplasm داخل الخلايا النباتية واجتفاف للماء المصحوب بزيادة لزوجة الهيولى (السيتوبلاسم) cytoplasm وشبه توقف في الجمل الأنزيمية، وعدم انحلال المواد الادخارية، وتراكم المركبات الفوسفاتية والأحماض الدهنية بين البروتوبلاسما وأغشية الخلايا. وتتمسك الخلايا عموماً بماء فجواتها مما يساعدها على الاحتفاظ بمحتواها الحي وحمايته من الأضرار الناجمة عن بلورات الجليد المتشكلة بين الخلايا في فصل الشتاء. وتنخفض شدة العمليات الفيزيولوجية والبيوكيمياوية والمائية في غرويات الخلايا.
ويمكن ملاحظة مثل هذا الانعزال البروتوبلاسمي بتأثير جفاف شديد في فصل الصيف ويدخل عندئذ النبات في فترة السبات الصيفي (كما في الكرز والمشمش والتفاح والحمضيات وغيرها). كما يمكن أن يحصل سبات البراعم الابطية والبذور بعد نضجها لعدم توافر الماء أو لحدوث جفاف مفاجئ أو أيضاً لعدم توافر المواد الغذائية الجاهزة للامتصاص كالسكريات البسيطة والأحماض الأمينية والدهنية أو نقص الأنزيمات المتخصصة في عمليات تحويل المواد المعقدة إلى مواد بسيطة ذوابة.
وقد يحدث السبات النباتي نتيجة وجود لحافات للبذور غير نفوذة للماء والأوكسجين، أو لكونها قاسية، أو لاحتوائها على بعض المثبطات، أو لعدم نضج الجنين في البذور والثمار. ويلاحظ السبات في حالة اختلال التوازن الطبيعي بين المواد المنشطة للنمو والمواد المانعة له (كحمض ألابسيسيك). وإن عودة هذا التوازن إلى طبيعته تعد الدافع الأساسي لإنهاء السبات، ولا يزول أثره إلاّ بعد تعرض البراعم إلى فترة برودة معينة في فصل الشتاء يختلف طولها وعدد ساعاتها بحسب النوع والصنف النباتي، فعلى سبيل المثال، في أثناء دور السبات الشتوي العميق تحتاج أصناف أشجار الفاكهة المتساقطة الأوراق والرائجة تجارياً إلى عدد من ساعات البرودة تراوح بين 600و1800ساعة أو أكثر من درجات الحرارة التي تقل عن 7،2 ْم لإنهاء سباتها وإنتاج أوراق وأزهار طبيعية وكافية للحصول على إنتاج طبيعي وجيد النوعية من الثمار، وإن أي نقص بعدد ساعات البرودة عن الاحتياج المطلوب للنوع أو الصنف المحدد يؤدي إلى تأخير نمو البراعم، وتدني قدرة الأزهار على الإخصاب، وتأخير التوريق الشجري وعدم انتظامه، وإلى سرعة هرم الأشجار وانخفاض إنتاجها.
تركزت نتائج الأبحاث في السنوات الأخيرة على عمليات تبادل الأحماض النووية (الدنا DNA والرنا (RNA بين الخلايا المنشطة (من براعم وميريستيم) وتغير نسبها فيها، إذ لوحظ انخفاض محتواهما في الخريف والشتاء وارتفاعهما في بداية الربيع.
تعود أهمية دور السبات النباتي العميق في الأشجار المتساقطة الأوراق والمستديمة الخضرة والبذور إلى مقدرتها على تحمل انخفاض درجات الحرارة في فصلي الخريف والشتاء (تتحمل بذور الشوفان - 33 ْم وطرود الشوح - 50 ْم) وارتفاعها الزائد في فصل الصيف مما يسهم في حمايتها من التلف والموت. ومن فوائده المهمة إمكانية تحديد الإقليم الملائم تماماً لنجاح زراعة الأصناف المختلطة اعتماداً على احتياجاتها من ساعات البرودة، وليس على الارتفاع فوق سطح البحر الذي يعدّ مقياساً ثانوياً لتفتح البراعم ونموها وإنتاجها الطبيعي. كما تسهم هذه الظاهرة في الحفاظ على حيوية كثير من البذور وعلى قدرتها الإنباتية لمدة 50ـ100سنة وأكثر مثل بذور الكرنب Brassica والحماض Rumex وغيرها.
3ـ فترة السبات الاضطراري ecodormancy تكون النباتات فيها مهيئة للنمو في بداية فصل الربيع وبعد اجتيازها فترتي السبات العضوي والعميق. ولكنها تبدأ بالنمو عندما ترتفع درجات الحرارة وتزداد الرطوبة الأرضية وكمية المواد المغذية السهلة الامتصاص.
ويمكن تأخير تفتح البراعم الزهرية وخروجها من سباتها الاضطراري، لحمايتها من تأثير الصقيع الربيعي، برشها بمحلول نفتالين حامض الخل NAA بتركيز مناسب قبيل بدء النمو البرعمي بنحو 3ـ4 أسابيع، أما بالنسبة للبذور فيمكن تأخير إنباتها باستخدام المثبطات كومارين، أو الاتيلين، أو السينفول، وأشباه القلويات وغيرها.
كيفية إنهاء دور السبات في النباتات
ترتبط مرحلة إنهاء السبات بسويات المواد الغذائية والأنزيمات والأكسجين، ومنظمات النمو كالجبرلينات gibberellins والسيتوكينينات cytokinins والأوكسينات auxins وغيرها. ومن أهم العوامل التي تسهم في إنهاء هذا السبات، إنتاج أصناف بالتهجين تتميز بدور سبات قصير وتكون ثمارها جيدة النوعية مثل هجن الكمثرى الفرنسية مع اليابانية. كما استنبطت أصناف عديدة لأشجار الفاكهة المتساقطة الأوراق (دراق، كرمة، خوخ، تفاح وغيرها) ذات احتياجات قليلة من البرودة تراوح بين 50و500 ساعة برودة في درجة حرارة أقل من 13 ْم وتماثل احتياجات الأشجار المستديمة الخضرة كالحمضيات والموز والجوافة والزبدية وغيرها. كما يمكن أيضاً تعريض البذور إلى البرد، مثل بذور القمح، أو إلى درجات حرارة مرتفعة أو نقعها في الماء لتنشيط أنزيماتها. ومن الوسائل الزراعية المستخدمة في مجال إنتاج الفاكهة، منع الري بعد جمع المحصول وإزالة البراعم القميّة من على طرود النمو والإثمار، أو إجراء حز فوق البراعم الجانبية، أو حني الفروع إلى الأسفل، أو استعمال أصول مقصرة في التطعيم وزيادة التسميد الآزوتي وغيرها.
ومن المركبات الكيماوية المستعملة على نطاق واسع (بنسبة 2ـ5%): نيتروفينول وايتيل كلوروهيدرين ودورميكس (سيناميد الهيدروجين) وزيت بذور الكتان.
ومن الجدير بالذكر أنه لم يعرف حتى اليوم على وجه التحديد أسباب ظاهرة السبات النباتي ولاتزال المعلومات المتوافرة تمثل آراء ونظريات تتطلب الاستمرار في البحوث العلمية المتعمقة، بما فيها استخدام النظائر المشعة، لتحديد أسبابها العلمية وتطبيقاتها العملية المفيدة في عمليات الإنتاج الثمري وتحسينه كماً ونوعاً.
