تاثير الضوء على نمو النبات

الضوء ونمو النباتات

تاثير الضوء الشمس على توزيع ونمو النباتات

تاثير الضوء على نمو النبات

العلاقة بين ضوء الشمس وحياة النبات

اهمية الضوء للنبات

تاثير الضوء على النبات

نمو النبات في الظلام

تاثير لون الضوء على نمو النبات

تاثير الضوء على نمو العدس

تاثير نوع التربة على نمو النبات

للضوء تاثيرات عديدة ومختلفة على نمو النبات واكمال دورة حياته . ولابد من الاخذ بنظر الاعتبار الامور الاتية قبل التطرق الى الفعاليات الفسيولوجية ذات العلاقة :

اولا- شدة الضوء وكميته Light intensity and quantity

يعبر عن شدة الضوء بكميته الستلمة في وحدة المساحة ولفترة معينة من الزمن . وتتاثر بعوامل مختلفة تشمل مكونات الهواء الجوي حيث تقوم الغازات الموجودة كالنتروجين والاوكسجين (اللذان يمثلان النسبة العظمى من مكونات الهواء ) بامتصاص كميات من الاشعاعات الضوئية ذات الامواج القصيرة الطول ، لذا يلاحظ بان الاشعة فوق البنفسجية Ultraviolate ذات اطوال موجية اقل من (290) مليمايكرون لاتصل الى سطح الارض . فضلا عن رطوبة الهواء التي هي الاخرى تمتص جزءا من الاشعاعات ذات الموجات الطويلة والاشعة تحت الحمراء ، لذا فان شدة الضوء تقل حوالي 4% في الايام الغائمة . كما ان الجزيئات الصلبة الموجودة في الهواء كدقائق الغبار والدخان وغيرها تقوم هي الاخرى بحجب جزءا من الاشعة الضوئية مما يقلل من شدته .

ان لزاوية سقوط الاشعة الشمسية تأثيرا على شدة الضوء حيث كلما كان مسار الضوء بمسافة اطول سوف تقل شدته من خلال مروره بطبقات اكثر من الغلاف الجوي . لذا تكون شدة الضوء في المناطق الاستوائية عالية بسبب الوضع العمودي للشمس وكلما كان التوجه نحو القطبين قلت شدة الضوء . كما ان لطوبوغرافية الارض تاثيرا على شدة الضوء من خلال اتجاه سطح الارض بالنسبة لمسار الاشعة الشمسية وكمية الضوء المستلمة .

نوعية الضوء Light quality

ويقصد بنوعية الضوء تركيب طول الموجة المؤثرة ، فالبناء الضوئي على سبيل المثال يتاثر باللونين الاحمر والازرق من الضوء بدرجة كبيرة مقارنة بالالوان الاخرى . ويكون اعلى امتصاص للصبغات النباتية المسؤولة عن امتصاص الطاقة الضوئية وتحويلها الى طاقة كيمياوية كالخيضور يقع على اللونين المذكورين . وفي عملية انبات البذور فيلاحظ بان اللون الاحمر بطول موجة 730 مليمايكرون و666 مليمايكرون هما المؤثران في صبغة الفايتوكروم phytochrome التي لها علاقة بعملية الانبات . حيث يبلغ اعلى امتصاص لهذه الصبغة عند طول موجي (666) مليمايكرون التي تعرف بصبغة الفايتوكروم الحمراء (Pr) ، وكذلك عند طول موجي (730) مليمايكرون التي تعرف بصبغة الفايتوكروم فوق الحمراء (Pfr) . وتلعب هاتان الصبغتان دورا كبيرا في عمليات ايضية اخرى مثل تزهير النباتات واستطالة السلاميات .

وفي البيئات المائية يلاحظ ان الموجات الحمراء اقل نفاذيية من الموجات القصيرة كالموجات الزرقاء لذا يلاحظ ان بعض الطحالب كالحمراء تتمكن من العيش في مناطق عميقة لقدرتها من الاستفادة من الموجات الزرقاء من الضوء في عملية استمرار نموها .

ثالثا- طول الفترة الضوئية Photoperiod

في الوقت الذي يستمر ضوء النهار اثنتي عشرة ساعة عند خط الاستواء فانه يختلف باختلاف خطوط العرض . فقد يصل عند خطوط العرض العليا اربع وعشرين ساعة في اليوم لفترة من السنة . وللفترة الضوئية اهمية لبعض العمليات الفسيولوجية مثل عملية التزهير Flowering . ولكل نبات فترة ضوئية حرجة Critical photoperiod التي يزهر النبات عند التعرض لها . وعليه تقسم النباتات الى ثلاثة مجاميع رئيسة هي :

1- نباتات طويلة النهار  Long-day plants

وهذه النباتات تزهر عندما تتعرض لفترات ضوئية يومية اطول من الفترة الضوئية الحرجة لها كالقمح والشعير والبرسيم الاحمر والشوفان والشوندر واللفت والسبانخ والفجل .

2- نباتات قصيرة النهار Short-day plants

وتزهر هذه النباتات عند تعرضها لفترات ضوئية يومية اقصر من الفترة الضوئية الحرجة لها كالرز والذرة الصفراء والدخن والتبغ وقصب السكر وفول الصويا .

3- نباتات معتدلة النهار Day-neutral plants

وتتمثل بتلك النباتات التي ليس لها فترة ضوئية حرجة أي بمعنى ان عملية التزهير لاعلاقة لها بطول تلك الفترة كالطماطة والخيار والفاصوليا وعباد الشمس والقطن .

ويمكن استعراض عدد من الفعاليات الفسيولوجية والمظهرية التي لها علاقة بالضوء : 

1- عملية البناء الضوئي Photosynthesis

يعد الضوء المصدر الاساسي للطاقة التي تمتصها الصبغات النباتية كاليخضور والكاروتينات والفايكوبلينات المنتشرة في الاجزاء النباتية الخضراء . وتتحول هذه الطاقة الممتصة الى طاقة كيمياوية يستفاد منها في تحويل ثنائي اوكسيد الكاربون الجوي بوجود الماء الى مادة عضوية على شكل مركبات كاربوهيدراتية . وتحتاج عملية البناء الضوئي اساسا الموجات الحمراء والزرقاء من الطيف الضوئي والتي تمتصها الصبغات النباتية بنسب متفاوتة . ان معظم النباتات لاتستخدم اكثر من 1% من مجموع الاشعاع الكلي في هذه العملية ، كما انها تختلف فيما بينها في نسب ماتحوله من ثنائي اوكسيد الكاربون مع الاخذ بنظر الاعتبار شدة الضوء .

2- الانبات Germination

تحتاج بعض بذور النباتات الى التعرض للضوء لكي تنبت ويحتاج البعض الاخر الى الظلام في حين ان اكثر النباتات لاتحتاج بذورها الضوء او بعبارة اخرى ليس للضوء او الظلام أي تأثير على انباتها التي من امثلتها معظم المحاصيل الزراعية . وهناك صبغات حساسة للضوء الاحمر كالفايتوكروم التي تلعب دورا في عملية انبات بعض بذور النباتات . ان بذور نبات الخس يتم انباتها بعد تعرضها للضوء ، كما يفضل تعريض بذور نباتي التبغ والجزر للضوء لتحفيزها على الانبات بينما تثبط عملية الانبات لبذور بعض النباتات كانواع من العائلة القثائية والعئلة البصلية . وعلى هذا الاساس يتم اختيار العمق المناسب عند عملية البذر بالنسبة الى قرب او بعد البذور عن مصدر الضوء .  

3- تكوين صبغة اليخضور Chlorophyll synthesis

تتكون صبغة اليخضور (الكلوروفيل) من تحول مركب البروتوكلوروفيل protochlorophyll بعد تعرضه الى الضوء لذا يلاحظ ان البادرات او النباتات التي يحجز عنها الضوء سيتعذر تكون صبغة اليخضور مما يجعلها بلون شاحب يميل الى الاصفرار . 

4- تكوين الهرمونات Hormones^, formation

تتأثر بعض الهرمونات في تكوينها وانتشارها عند تعرض الجزع النباتي الذي يحويها الى شدة اضاءة عالية كما يحدث لهرمون الاوكسجين Auxin المتواجد في القمة النامية للنباتات مما يثبط عمله في نموذلك الجزء المضيء او المرض للضوء العالي او يسبب في انتقال الهرمون الى الجزء البعيد عن مصدر تلك الاضاءة العالية وبذلك يكون نمو الجزء البعيد افضل واسرع مما يسبب انحناء القمة النامية الى اتجاه الضوء وهذه الظاهرة تسمى بالانحناء الضوئي  Phototropism .

5- نمو الاوراق وتشريحها Leave growth and anatomy

للضوء كعامل بيئي تأثير على نمو الاوراق حيث يلاحظ انها تكون اكثر سمكا واصغر مساحة واكثر خشونة عند تعرضها الى ضوء اشعة الشمس اذا ماقورنت عن تلك التي تعيش في الظل . وقد يلاحظ مثل هذا الاختلاف في النبات نفسه بين الاوراق العلوية والاوراق السفلية وللسبب ذاته . كما ان شدة الضوء العالية تجعل من بعض النباتات باحتواء اوراقها على خلايا عمادية وباكثر من صف من الخلايا في العكس من ذلك يصاحبه ظهور الخلايا الاسفنجية بكثرة . وكما هو معروف في تشريح النبات بان الخلايا العمادية ذات الوجود الكبير من البلاستيدات الخضر سوف تستغل الطاقة الضوئية بصورة اكثر كفاءة من خلايا النسيج الاسفنجي . ومن هذا المفهوم يلاحظ ان للضوء تاثيرا ليس فقط على المظهر الخارجي للورقة وانما على تشريحها الداخلي ايضا .

6- التواقت الضوئي Photoperiodism

للفترة الضوئية اليومية اهمية واضحة في نمو معظم النباتات . ويطلق على تجاوب النباتات لمثل هذه الفترة بالتواقت الضوئي . فعلى سبيل المثال تتاثر عملية الازهار في بعض النباتات بطول الفترة الضوئية photoperiod

وعلى اساسها قسمت النباتات الى مجاميع ثلاث رئيسة كما وضحت سابقا . مما ان توزيع النباتات جغرافيا يتاثر وفق متطلبات الفترة الضوئية للمجاميع النباتية التي تخضع ازهارها للفترة الضوئية المعينة وبذلك تتمكن من نشر بذورها بكفاءة عالية .

فضلا عما ذكر اعلاه فان الضوء له تاثير واضح في تكوين الاعضاء التكاثرية وفتح وغلق الثغور في النباتات .