الامتصاص المائي المعجز في النبات
عندما نضع قطعة من أو الحلوى أو السكر في الماء فإنها تتفتت وتذوب وتنتشر في الماء بعد مدة وجيزة لدرجة أنك لن تجد قطعة السكر في الماء فقد تحول الماء إلى محلول سكري حقيقي واختفت قطعة السكروعندما يسير الإنسان والحيوانات غير الصحراوية في الصحراء فإن الخطر من الجفاف وفقدان الماء الجسمي يهدد الإنسان بالهلاك وعندما تغمرالنباتات الوسطية بالماء فإنها تموت، ولكننا نرى نباتات مائية مغمورة وطافية عاشت في الماء وقد حافظت على شكلها ووظائفها الحيوية وعلاقاتها المائية، كما أن النباتات الصحراوية حكمها حكم الحيوانات الصحراوية والكائنات الحية الدقيقة المستوطنة للبيئة الصحراوية الجافة، قد هيأها الله سبحانه وتعالى للعيش في البيئة الجافة وممارسة الأنشطة الحيوية، ولكن غياب الماء عن النباتات والكائنات الحية الوسطية لمدة يقتلها ويقضي عليها، وتختلف النباتات المائية عن نباتات البيئة الوسطية عن نباتات البيئة الجافة في المحتوى المائي وامتصاص الماء وفقده ولكن في النهاية هناك حالة توازن مائي معجز في كل نبات .
ويحتاج النبات كباقي الكائنات الحية إلى قدر كاف من الماء، فالماء أحد المركبات الأساسية في سيتوبلازم الخلية النباتية وتحتاج العمليات الحيوية من هدم وبناء في النبات إلى الماء مصداقاً لقول الله تعالى : (وجعلنا من الماء كل شيء حي أفلا يؤمنون )الأنبياء (30) .
ويحصل النبات على حاجته من الماء من التربة بواسطة جذوره المتشعبة فيها، غير أن النبات يفقد الجزء الأكبر من الماء عن طريق الأوراق في عمليتي النتح( Transpiration) والإدماع (Guttation) وعملية الإدماء ( Bleeding) وعند قطع أحد فروع النبات أو ساقه ويصعد الماء الممتص من الجذور إلى الساق المتصل بالجذر إلى الساق والأفرع الجانبية إلى الأوراق والأزهار والثمار.
ويتوقف الاتزان المائي في النبات على العديد من العمليات الحيوية من أهمها :
1. امتصاص الماء (Water adsorption)
2. صعود العصارة (Ascent of sap)
3. النتح (Transpiration)
4. الإدماع (Guttation)
5. الإدماء (Bleeding)
ففي عملية الامتصاص يحصل النبات على الماء عن طريق الشعيرات الجذرية .
وعلى الرغم من صغر المسافة التي تشغلها منطقة الامتصاص من الجذور إلا أن وجود الشعيرات الجذرية بهذه المنطقة يضاعف إلى حد كبير سطح الامتصاص. كما أن تغلغل هذه الشعيرات الجذرية بين حبيبات التربة تعرض سطح الامتصاص من الجذور لأكبر مساحة ممكنة من الوسط الخارجي.
ويسلك الماء الداخل إلى الجذور بعد دخوله من الشعيرات الجذرية وبشره الجذور عدة طبقات من القشرة(Cortex) ثم يصل إلى البشرة الداخلية (Indodermes)إلى الخشب (Xylem) فباقي أجزاء النبات بالآليات التالية:
1. التشرب (imbibitation) :
حيث تتشرب جدر خلايا الشعيرة الجذرية الماء حتى تتشبع به، ثم من جدر الشعيرة المشبعة إلى جدر خلايا البشرة غير المشبعة فأوعية الخشب فالساق والأوراق نتيجة نقص خلاياها للماء بالنتح.
2. الامتصاص النشط للماء(ِActive water absorption ) :حيث ينتقل الماء من التربة إلى الشعيرة الجذرية بآلية أسموزية بسيطة عندما تكون قوة الامتصاص الأسموزية (osmosis absorption) للشعيرة الجذرية أعلى من المحلول الأسموزي للتربة فتزداد درجة امتلاء خلايا الشعيرة الجذرية وتخفض قوة امتصاصها الأسموزية عن قوة امتصاص خلايا القشرة الملاصقة وهكذا يستمر انتقال الماء من خلية إلى أخرى حتى يصل إلى أوعية الخشب ويندفع الماء الممتص إلى داخل أوعية الجذر الخشبية بقوة دافعة تنشأ عن الفرق بين ضغطي محلول التربة والعصارة الخشبية الذي يطلق عليه الضغط الجذري (Root pressure).
وهناك قوة أخرى يدخل الماء بواسطتها إلى الجذور وهي قوة الامتصاص السلبي للماء (passive water absorption) الناتج عن النتح، فعندما تفقد خلايا النسيج الوسطي في الورقة بعض مائها بعملية ا لنتح (Guttation ) ترتفع قوة امتصاصها الأسموزية وتسحب الماء من الخلايا المجاورة لها وهذه بدورها ترفع قوة امتصاصها الأسموزية ومن ثم تسحب الماء من الخلايا المجاورة لها، وهكذا إلى أن يصل السحب إلى الأوعية الخشبية للورقة، وعلى ذلك يتعرض الماء في هذه الأوعية إلى شد من أعلى، ولما كان الماء في الأوعية الخشبية يكون خيطاً متصلاً من الجذر إلى الورقة فإن قوة الشد تنتقل إلى أسفل خلال عمود الماء كله، وعندما تصل هذه القوة إلى عمود الماء في القنوات الخشبية في منطقة الامتصاص يبدأ الماء في الانتقال إلى هذه القنوات من الخلايا الحية الملاصقة لها، فتزداد قوة الامتصاص الأسموزية للخلايا الأخيرة وينتقل الماء إليها من التربة، ويدخل معظم الماء إلى الجذر بآلية الامتصاص السلبي، وهذه القوة قادرة على امتصاص الماء من التربة إلى أن تقترب نسبته فيها من النسبة المئوية للذبول الدائم، وفي هذه الحالة يكون الضغط الأسموزي لمحلول التربة مساوياً (15) ضغطاً جوياً تقريباً، أما الامتصاص المباشر النشط للماء فلا يستطيع امتصاص الماء من التربة إذا تعدى الضغط الأسموزي لمحلول التربة ضغطين جويين (1) .
العوامل المؤثرة في امتصاص الجذر للماء:
تتأثر قوة الجذر على امتصاص الماء بالعوامل الآتية :
1) تركيز محلول التربة
2) المحتوى المائي للتربة
3) درجة حرارة التربة والجو
4) تهوية التربة
بالنسبة إلى محلول التربة فإن امتصاص النبات الوسطي للماء يقل بزيادة المحتوى الملحي لمحلول التربة، وتستطيع النباتات الوسطية أن تساير الزيادة في تركيز محلول التربة إلى حدود معينة وبعدها يعجز النبات عن امتصاص الماء من التربة ولهذا جعل الله سبحانه وتعالى دورة الماء لتخليص ماء البحر من الملح ثم هطول الأمطار العذبة للزراعة والري ومع ذلك نحن نرى غابات نبات الشورى أوابن سينا(Avicena mareena) تنبت وتنموا وتزهر وتزدهر في المياه المالحة للخليج العربي وغيره من البحار والخلجان المالحة، كما أن النباتات الملحية تعيش في تربة ذات محتوى ملحي مرتفع مثل نبات الخريزة Salicornia والسويدة Suaeda وغيرها تعيش في الأراضي المالحة ، وهكذا هيأ الله سبحانه وتعالى تلك النباتات بضغط أسموزي داخلي مرتفع جعلها تعيش في تلك الأرض المالحة لتحافظ على الكساء الخضري لهذه الأرض وتوفر الرزق للعديد من الحيوان والنبات والأسماك والكائنات الحية الدقيقة في هذه البيئة.
كما يؤثر المحتوى المائي للتربة على امتصاص الجذر للماء، وللتربة سعة حقلية (Field capacity) مائية وهي كمية الماء التي تحتجزها التربة من الماء بعد نزوله عليها وتصريف الكمية الزائدة منه بالجاذبية الكمية الزائدة منه بالجاذبية الأرضية وتعتبر التربة خالية من الماء عندما لا يكون بها من الماء الميسور يكفي لمنع ذبول النبات وتسمى على هذه النسبة المئوية من التربة معامل الذبول (wilting coefficint) أو النسبة المئوية للذبول الدائم permanent wilting percentage ويسير معدل امتصاص الجذر للماء بنسبة واحدة عندما يكون ماء التربة بين السعة الحقلية ومعامل الذبول ويتفاوت معدل احتفاظ التربة للماء حسب نوعها وكمية المادة العضوية فيها وتحتفظ التربة بالماء.
بالخاصة الشعرية ويسمى بالماء الشعري (Capillary water)
وبالتجمع السطحي للحبيبات الدقيقة الحجم .
وبتشرب الدبال للماء والماء المتجمع بالتجمع السطحي والتشرب يسمى بالماء الإيجروسكوبي Hygroscpic water وهو يوجد في صورة أغشية رقيقة حول حبيبات التربة.
وتحتفظ التربة الرملية بالماء عن طريق الخاصة الشعرية فقط وبذلك فالتربة الرملية أجود أنواع التربة للنبات بالنسبة إلى للنبات رغم عدم احتفاظها به، أما التربة الطينية فأقل جودة لامتصاصها بالماء الهجروسكوبي الممتنع عن النبات أما التربة الدبالية فهي أكثر أنواع التربة إمساكاً بالماء أي أن النباتات النامية فيها تذبل وتموت ومازالت بها نسبة كبيرة من الماء من هنا كان الماء الهجروسكوبي غير ميسر للنبات كما أن زيادة معدل الماء عن نسبة التشبع يطرد الهواء من التربة ويقلل تهوية الجذور ويقلل من امتصاص الماء .
درجة حرارة التربة والجو :
تؤثر درجة حرارة التربة والجو تأثيراً بالغا على معدل امتصاص الجذور للماء فري النباتات بالماء البارد يؤدي إلى ذبولها ولذلك تسقط بعض النباتات أوراقها في الشتاء لتوائم بين قلة امتصاص الجذور للماء بسبب برودة الجو والأرض ومعدل النتح فيها حتى لا تموت .
كما أن ارتفاع درجة حرارة التربة والجو إلى درجة أعلى من مقدرة الجذر على الامتصاص تؤدي إلى موت النبات فتموت نباتات فيكس البراق Ficus nitida والليمون والبرتقال عندما ترتفع درجة الحرارة من (30- 35س) .
كما تؤثر تهوية التربة على معدل امتصاص الجو للماء ويؤثر زيادة محتوى ثاني أكسيد الكربون في الماء والتربة إلى انخفاض في معدل امتصاص الجذر للماء كما أن نقص الأكسجين من التربة بدرجة كبيرة يؤدي إلى نقص امتصاص الجذر للماء بنقص تنفس خلاياه الجذرية
من هنا فإن الذي يضر النبات الأرضية المغمورة ليس ازدياد كمية الماء ولكن نقص كمية الهواء حول المجموع الجذري، فإن النباتات تنمو نمواً كاملاً في المزاع المائية المدفوع فيها تيار الهواء، ولذلك زود الله سبحانه وتعالى جذور النباتات المغمورة بمسافات واسعة تحتفظ بالهواء للإمداد الجذر به .
فمن فعل هذا؟؟؟
هل الصدفة والعشوائية كما يدعي الداروينيون أم العليم الخبير اللطيف الذي وازن بين احتياج الماء للنبات وفقده إياه ليصبح المحتوى المائي للنبات في حالة إتزان مصداقاً لقوله تعال الله تعالى (وأنبتنا فيها من كل شيء موزون) الحجر19
فامتصاص الماء من التربة موزون وفقد النبات للماء موزون ولذلك فحياة النبات موزونة بعملية الأيض والاتزان
عندما نضع قطعة من أو الحلوى أو السكر في الماء فإنها تتفتت وتذوب وتنتشر في الماء بعد مدة وجيزة لدرجة أنك لن تجد قطعة السكر في الماء فقد تحول الماء إلى محلول سكري حقيقي واختفت قطعة السكروعندما يسير الإنسان والحيوانات غير الصحراوية في الصحراء فإن الخطر من الجفاف وفقدان الماء الجسمي يهدد الإنسان بالهلاك وعندما تغمرالنباتات الوسطية بالماء فإنها تموت، ولكننا نرى نباتات مائية مغمورة وطافية عاشت في الماء وقد حافظت على شكلها ووظائفها الحيوية وعلاقاتها المائية، كما أن النباتات الصحراوية حكمها حكم الحيوانات الصحراوية والكائنات الحية الدقيقة المستوطنة للبيئة الصحراوية الجافة، قد هيأها الله سبحانه وتعالى للعيش في البيئة الجافة وممارسة الأنشطة الحيوية، ولكن غياب الماء عن النباتات والكائنات الحية الوسطية لمدة يقتلها ويقضي عليها، وتختلف النباتات المائية عن نباتات البيئة الوسطية عن نباتات البيئة الجافة في المحتوى المائي وامتصاص الماء وفقده ولكن في النهاية هناك حالة توازن مائي معجز في كل نبات .
ويحتاج النبات كباقي الكائنات الحية إلى قدر كاف من الماء، فالماء أحد المركبات الأساسية في سيتوبلازم الخلية النباتية وتحتاج العمليات الحيوية من هدم وبناء في النبات إلى الماء مصداقاً لقول الله تعالى : (وجعلنا من الماء كل شيء حي أفلا يؤمنون )الأنبياء (30) .
ويحصل النبات على حاجته من الماء من التربة بواسطة جذوره المتشعبة فيها، غير أن النبات يفقد الجزء الأكبر من الماء عن طريق الأوراق في عمليتي النتح( Transpiration) والإدماع (Guttation) وعملية الإدماء ( Bleeding) وعند قطع أحد فروع النبات أو ساقه ويصعد الماء الممتص من الجذور إلى الساق المتصل بالجذر إلى الساق والأفرع الجانبية إلى الأوراق والأزهار والثمار.
ويتوقف الاتزان المائي في النبات على العديد من العمليات الحيوية من أهمها :
1. امتصاص الماء (Water adsorption)
2. صعود العصارة (Ascent of sap)
3. النتح (Transpiration)
4. الإدماع (Guttation)
5. الإدماء (Bleeding)
ففي عملية الامتصاص يحصل النبات على الماء عن طريق الشعيرات الجذرية .
وعلى الرغم من صغر المسافة التي تشغلها منطقة الامتصاص من الجذور إلا أن وجود الشعيرات الجذرية بهذه المنطقة يضاعف إلى حد كبير سطح الامتصاص. كما أن تغلغل هذه الشعيرات الجذرية بين حبيبات التربة تعرض سطح الامتصاص من الجذور لأكبر مساحة ممكنة من الوسط الخارجي.
ويسلك الماء الداخل إلى الجذور بعد دخوله من الشعيرات الجذرية وبشره الجذور عدة طبقات من القشرة(Cortex) ثم يصل إلى البشرة الداخلية (Indodermes)إلى الخشب (Xylem) فباقي أجزاء النبات بالآليات التالية:
1. التشرب (imbibitation) :
حيث تتشرب جدر خلايا الشعيرة الجذرية الماء حتى تتشبع به، ثم من جدر الشعيرة المشبعة إلى جدر خلايا البشرة غير المشبعة فأوعية الخشب فالساق والأوراق نتيجة نقص خلاياها للماء بالنتح.
2. الامتصاص النشط للماء(ِActive water absorption ) :حيث ينتقل الماء من التربة إلى الشعيرة الجذرية بآلية أسموزية بسيطة عندما تكون قوة الامتصاص الأسموزية (osmosis absorption) للشعيرة الجذرية أعلى من المحلول الأسموزي للتربة فتزداد درجة امتلاء خلايا الشعيرة الجذرية وتخفض قوة امتصاصها الأسموزية عن قوة امتصاص خلايا القشرة الملاصقة وهكذا يستمر انتقال الماء من خلية إلى أخرى حتى يصل إلى أوعية الخشب ويندفع الماء الممتص إلى داخل أوعية الجذر الخشبية بقوة دافعة تنشأ عن الفرق بين ضغطي محلول التربة والعصارة الخشبية الذي يطلق عليه الضغط الجذري (Root pressure).
وهناك قوة أخرى يدخل الماء بواسطتها إلى الجذور وهي قوة الامتصاص السلبي للماء (passive water absorption) الناتج عن النتح، فعندما تفقد خلايا النسيج الوسطي في الورقة بعض مائها بعملية ا لنتح (Guttation ) ترتفع قوة امتصاصها الأسموزية وتسحب الماء من الخلايا المجاورة لها وهذه بدورها ترفع قوة امتصاصها الأسموزية ومن ثم تسحب الماء من الخلايا المجاورة لها، وهكذا إلى أن يصل السحب إلى الأوعية الخشبية للورقة، وعلى ذلك يتعرض الماء في هذه الأوعية إلى شد من أعلى، ولما كان الماء في الأوعية الخشبية يكون خيطاً متصلاً من الجذر إلى الورقة فإن قوة الشد تنتقل إلى أسفل خلال عمود الماء كله، وعندما تصل هذه القوة إلى عمود الماء في القنوات الخشبية في منطقة الامتصاص يبدأ الماء في الانتقال إلى هذه القنوات من الخلايا الحية الملاصقة لها، فتزداد قوة الامتصاص الأسموزية للخلايا الأخيرة وينتقل الماء إليها من التربة، ويدخل معظم الماء إلى الجذر بآلية الامتصاص السلبي، وهذه القوة قادرة على امتصاص الماء من التربة إلى أن تقترب نسبته فيها من النسبة المئوية للذبول الدائم، وفي هذه الحالة يكون الضغط الأسموزي لمحلول التربة مساوياً (15) ضغطاً جوياً تقريباً، أما الامتصاص المباشر النشط للماء فلا يستطيع امتصاص الماء من التربة إذا تعدى الضغط الأسموزي لمحلول التربة ضغطين جويين (1) .
العوامل المؤثرة في امتصاص الجذر للماء:
تتأثر قوة الجذر على امتصاص الماء بالعوامل الآتية :
1) تركيز محلول التربة
2) المحتوى المائي للتربة
3) درجة حرارة التربة والجو
4) تهوية التربة
بالنسبة إلى محلول التربة فإن امتصاص النبات الوسطي للماء يقل بزيادة المحتوى الملحي لمحلول التربة، وتستطيع النباتات الوسطية أن تساير الزيادة في تركيز محلول التربة إلى حدود معينة وبعدها يعجز النبات عن امتصاص الماء من التربة ولهذا جعل الله سبحانه وتعالى دورة الماء لتخليص ماء البحر من الملح ثم هطول الأمطار العذبة للزراعة والري ومع ذلك نحن نرى غابات نبات الشورى أوابن سينا(Avicena mareena) تنبت وتنموا وتزهر وتزدهر في المياه المالحة للخليج العربي وغيره من البحار والخلجان المالحة، كما أن النباتات الملحية تعيش في تربة ذات محتوى ملحي مرتفع مثل نبات الخريزة Salicornia والسويدة Suaeda وغيرها تعيش في الأراضي المالحة ، وهكذا هيأ الله سبحانه وتعالى تلك النباتات بضغط أسموزي داخلي مرتفع جعلها تعيش في تلك الأرض المالحة لتحافظ على الكساء الخضري لهذه الأرض وتوفر الرزق للعديد من الحيوان والنبات والأسماك والكائنات الحية الدقيقة في هذه البيئة.
كما يؤثر المحتوى المائي للتربة على امتصاص الجذر للماء، وللتربة سعة حقلية (Field capacity) مائية وهي كمية الماء التي تحتجزها التربة من الماء بعد نزوله عليها وتصريف الكمية الزائدة منه بالجاذبية الكمية الزائدة منه بالجاذبية الأرضية وتعتبر التربة خالية من الماء عندما لا يكون بها من الماء الميسور يكفي لمنع ذبول النبات وتسمى على هذه النسبة المئوية من التربة معامل الذبول (wilting coefficint) أو النسبة المئوية للذبول الدائم permanent wilting percentage ويسير معدل امتصاص الجذر للماء بنسبة واحدة عندما يكون ماء التربة بين السعة الحقلية ومعامل الذبول ويتفاوت معدل احتفاظ التربة للماء حسب نوعها وكمية المادة العضوية فيها وتحتفظ التربة بالماء.
بالخاصة الشعرية ويسمى بالماء الشعري (Capillary water)
وبالتجمع السطحي للحبيبات الدقيقة الحجم .
وبتشرب الدبال للماء والماء المتجمع بالتجمع السطحي والتشرب يسمى بالماء الإيجروسكوبي Hygroscpic water وهو يوجد في صورة أغشية رقيقة حول حبيبات التربة.
وتحتفظ التربة الرملية بالماء عن طريق الخاصة الشعرية فقط وبذلك فالتربة الرملية أجود أنواع التربة للنبات بالنسبة إلى للنبات رغم عدم احتفاظها به، أما التربة الطينية فأقل جودة لامتصاصها بالماء الهجروسكوبي الممتنع عن النبات أما التربة الدبالية فهي أكثر أنواع التربة إمساكاً بالماء أي أن النباتات النامية فيها تذبل وتموت ومازالت بها نسبة كبيرة من الماء من هنا كان الماء الهجروسكوبي غير ميسر للنبات كما أن زيادة معدل الماء عن نسبة التشبع يطرد الهواء من التربة ويقلل تهوية الجذور ويقلل من امتصاص الماء .
درجة حرارة التربة والجو :
تؤثر درجة حرارة التربة والجو تأثيراً بالغا على معدل امتصاص الجذور للماء فري النباتات بالماء البارد يؤدي إلى ذبولها ولذلك تسقط بعض النباتات أوراقها في الشتاء لتوائم بين قلة امتصاص الجذور للماء بسبب برودة الجو والأرض ومعدل النتح فيها حتى لا تموت .
كما أن ارتفاع درجة حرارة التربة والجو إلى درجة أعلى من مقدرة الجذر على الامتصاص تؤدي إلى موت النبات فتموت نباتات فيكس البراق Ficus nitida والليمون والبرتقال عندما ترتفع درجة الحرارة من (30- 35س) .
كما تؤثر تهوية التربة على معدل امتصاص الجو للماء ويؤثر زيادة محتوى ثاني أكسيد الكربون في الماء والتربة إلى انخفاض في معدل امتصاص الجذر للماء كما أن نقص الأكسجين من التربة بدرجة كبيرة يؤدي إلى نقص امتصاص الجذر للماء بنقص تنفس خلاياه الجذرية
من هنا فإن الذي يضر النبات الأرضية المغمورة ليس ازدياد كمية الماء ولكن نقص كمية الهواء حول المجموع الجذري، فإن النباتات تنمو نمواً كاملاً في المزاع المائية المدفوع فيها تيار الهواء، ولذلك زود الله سبحانه وتعالى جذور النباتات المغمورة بمسافات واسعة تحتفظ بالهواء للإمداد الجذر به .
فمن فعل هذا؟؟؟
هل الصدفة والعشوائية كما يدعي الداروينيون أم العليم الخبير اللطيف الذي وازن بين احتياج الماء للنبات وفقده إياه ليصبح المحتوى المائي للنبات في حالة إتزان مصداقاً لقوله تعال الله تعالى (وأنبتنا فيها من كل شيء موزون) الحجر19
فامتصاص الماء من التربة موزون وفقد النبات للماء موزون ولذلك فحياة النبات موزونة بعملية الأيض والاتزان
