سبات البذور

سبات البذور Seed dormancy أو سبات النبات، 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

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:

 أولاً: فترة السبات النباتي العضوي

1- فترة السبات النباتي العضوي ترتبط بتجدد محتوى الخلايا من المكونات والمدخرات المختلفة ولا يمكن إخراج الخلايا منه بتأثير أي من العوامل الداخلية والخارجية.

 ثانياً: فترة السبات العميق

2- فترة السبات العميق Endogenous dormancy 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 50-100 سنة وأكثر مثل بذور الكرنب Brassica والحماض Rumex وغيرها.

 ثالثاً: فترة السبات العميق

3- 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 3-4 أسابيع، أما بالنسبة للبذور فيمكن تأخير إنباتها باستخدام المثبطات كومارين، أو الإتيلين، 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 2-5%): نيتروفينول وايتيل كلوروهيدرين ودورميكس (سيناميد الهيدروجين) وزيت بذر 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.

 المعاملات التى تؤدى إلى كسر سكون البذرة

هناك عدة معاملات تجرى على البذور قبل زراعتها وذلك لإخراجها من السكون وحتى تنبت بصورة طبيعية، وتعطى بادرات قوية النمو. بعض هذه المعاملات تجرى بغرض تطرية أو تليين غطاء البذرة حتى يسهل دخول الماء والغازات من خلاله، والبعض الأخر يجرى لكسر سكون الجنين نفسه أو لإزالة المواد المثبطة للنمو والتى تمنع إنبات البذور. وفيما يلى وصفاً موجزاً لهذه المعاملات :

أ- الخدش الميكانيكى Mechanical searification

ويجرى على البذور ذات الأغطية الصلبة وذلك بغرض تطرية وتليين القصرة، وزيادة نفاذيتها للماء والغازات وفى هذه الحالة تخدش القصرة أو تكسر أو قد تتشقق بإحدى الطرق الميكانيكية كاستخدام الآلات الحادة أو المطارق أو استخدام أوراق السنفرة، أو يمكن كسر قمة البذرة باستخدام الكماشة كما هو الحال في بذور الزيتون.ويجب الحذر التام عند إجراء عمليات بالخدش حتى لا تحدث أية أضرار بالأجزاء الداخلية بالبذرة .

ب- الغمر في الماء الساخن Hot water scarification

يمكن غمر البذور في ماء ساخن درجة حرارته من 77- 100°م، مع ملاحظة وضع جزء واحد من البذور في أربعة أو خمسة أجزاء من الماء الساخن. ويجب استبعاد مصدر الحرارة مباشرة عقب غمر البذور. تنقل البذور بعد ذلك تدريجياً إلى ماء بارد لمدة 12- 24 ساعة .

جـ- المعاملة بالأحماض Acids scarification

وفيه تعامل البذور بالأحماض حيث توضع البذور في إناء زجاجى ثم تغطى بحمض الكبريتيك المركز بحيث تكون النسبة بين البذور إلى الحامض 1: 4 وعند الانتهاء من المعاملة يصب الحامض من الاناء حيث تبقى البذور بالقاع وعندئذ يجب غسل البذور جيداً بالماء وذلك للتخلص من آثار الحامض.

ولمعادلة تأثير بقايا الحامض العالق بالبذور، توضع البذور في إناء يحتوى على كمية كبيرة من الماء ويضاف اليها قليل من بيكربونات الصوديوم، أو يمكن غسل البذور المعاملة بالماء الجارى لمدة عشر دقائق. وبعد الغسيل والتخلص من الحامض يمكن زراعة البذور مباشرة وهى رطبة أو قد تجفف ثم تخزن لحين زراعتها .

د - الكمر الدافى Warm moist scarification

يمكن حفظ البذور في بيئة رطبة دافئة وغير معقمة (مثل التربة الرملية الغير معقمة) لعدة أشهر. هذه المعاملة تؤدى إلى مرونة أو تليين أغطية البذرة بفعل الكائنات الأرضية الدقيقة. وفى الطبيعة يمكن تحقيق هذا الغرض عن طريق زراعة البذور ذات الأغلفة الصلبة في أواخر الصيف أو أوائل الخريف عندما تكون التربة دافئة.

هـ- المعاملة بالحرارة المرتفعة High temperature scarification

لوحظ أن البذور ذات الأغلفة الصلبة لبعض النباتات النامية طبيعياً في مناطق تجميع الأشجار أو الغابات، تنبت بسهولة عقب اندلاع الحرائق في هذه المناطق. ونتيجة لتعرض البذور لدرجات الحرارة المرتفعة فإنه يحدث تغيير في أغلفة البذور.

و- جمع الثمار غير مكتملة النمو Harvesting immature fruits

وجد أن في بعض الأنواع الشجرية أن استخراج البذور من الثمار غير مكتملة النمو يزيد من قدرة هذه البذور على الإنبات، وذلك قبل تصلب أغلفة البذرة. ومثل هذه البذور يجب زراعتها بسرعة وبدون تجفيفها .

ز- الكمر البارد Cold stratification

وفى هذه المعاملة توضع البذور في بيئة مناسبة رطبة ( منداه ) مع توافر الأكسجين حول البذور ثم تخزن على درجة حرارة منخفضة لفترة معينة. والغرض من هذه المعاملة هو إحداث تغيرات بعد النضج في الأجنة. ويمكن إجراء عملية الكمر البارد معملياً أو يمكن إجراؤها بزراعة البذور مباشرة بأرض المشتل. وعند إجراء الكمر البارد بالمعمل يفضل أن تكون البذور متشربة بالماء ومنتفخة وذلك بغمر البذور في الماء لفترة تتراوح بين 12- 24ساعة على درجة حرارة دافئة، وهذه الفترة كافية في حالة البذور ذات الأغلفة الرقيقة أو غير الصلبة. وقد تزداد فترة الغمر في الماء عند معاملة البذور ذات الأغطية الصلبة مثل بذور الخوخ والمشمش والكريز، حيث تمتد فترة الغمر في الماء من 3- 7 أيام. كما يمكن تعريض البذور لماء جار. وبعد غمر البذور في الماء للمدة المطلوبة، يصفى الماء وتخلط البذور ببيئة ذات قدرة على الاحتفاظ بالرطوبة. والبيئة المثالية التى تفى بهذا الغرض يجب أن يكون لها القدرة على الاحتفاظ بالرطوبة المعقولة وتسمح بالتهوية الجيدة، وخالية من المواد السامة. وهناك العديد من المواد التى يمكن أن تستخدم كبيئة عند إجراء الكمر البارد للبذور مثل، الرمل المغسول جيداً، البيت موس، السفاجنم موس، الفيرميكيوليت ونشارة الخشب. ويجب ملاحظة أن نشارة الخشب الحديثة ربما تحتوى على مواد سامة. وقد دلت التجارب بأن البيئة المثالية هى ما تكونت من رمل وبيت موس بنسبة 1:1 بالحجم، ويجب ترطيب البيئة وتركها لمدة 24 ساعة قبل الاستعمال، مع ملاحظة ألا تبلل البيئة أكثر من اللازم. يخلط جزء من البذور مع ثلاثة أمثال حجمه من البيئة. ويمكن أن ترص البذور في طبقات متبادلة مع البيئة المستخدمة وعادة توضع في إناء من الخشب أو المعدن ذى غطاء مثقب، أو أوانى أخرى بشرط أن توفر التهوية الجيدة ولا تسمح بجفاف البيئة. كما يمكن استخدام أكياس البولى ايثلين، ويجب إضافة بعض المبيدات الفطرية للبيئة كحماية للبذور من الأمراض.

توضع الأوانى أو أكياس البلاستيك في ثلاجات على درجة حرارة من صفر- 10°م وتختلف الفترة اللازمة لعملية الكمر البارد باختلاف أنواع البذور. فعادة ما تتراوح هذه الفترة من 1- 4أشهر لبذور معظم الأنواع النباتية. وخلال عملية الكمر لابد من الكشف عن البذور على فترات دورية.

أما في الطبيعة فيمكن عمل خنادق عميقة بالأرض وتوضع بها البذور في طبقات متبادلة مع البيئة أو تخلط معها وهذه الطريقة تصلح في المناطق ذات الشتاء البارد. وخلال الشتاء تتوافر درجات الحرارة المنخفضة والرطوبة اللازمة لكسر سكون البذور .

ح- غسل البذور Leaching

والغرض من غسل البذور هو التخلص من المواد المثبطة الموجودة على سطح البذور. وفى هذه الحالة تغمر البذور في ماء جارى أو تنقل البذور إلى ماء متجدد عدة مرات من إناء لآخر، وهكذا. وتختلف الفترة اللازمة لإجراء هذه العملية من 12- 24ساعة. وإذا طالت مدة المعاملة يلزم تغيير الماء كل 12ساعة حتى يسمح بتوافر الأكسجين للبذور المغمورة.

ط- استخدام أكثر من معاملة Combination of treatments

حيث أن كثير من الأنواع الشجرية تحتوى بذورها على أكثر من نوع من السكون مثل الأغلفة الصلبة بالإضافة إلى سكون الجنين. لذلك تحتاج مثل هذه البذور لأكثر من معاملة واحدة لتحريرها من السكون، فالمعاملة الأولى تلزم لتطرية أغطية البذرة وزيادة نفاذيتها للماء، أما المعاملة الثانية (الكمر البارد) فهى ضرورية لكسر سكون الجنين وإحداث تغيرات بعد النضج.

ى- تعريض البذور لدرجات حرارة متبادلة Daily alternation of temperature:

يمكن تشجيع إنبات البذور وذلك بتعريضها لدرجات حرارة متبادلة، تتراوح من 15- °30م أو 20- °30م وفيها تعرض البذور لدرجات الحرارة المنخفضة لمدة 16 ساعة، ثم تعرض لدرجات الحرارة المرتفعة لمدة 8ساعات. هذا التذبذب في درجات الحرارة التى تعرض لها البذور يشجع إلى حد كبير على إنباتها.

ك- تعريض البذور للضوء Light exposure

يمكن للضوء أن يشجع إنبات بذور كثير من الأنواع النباتية مثل بذور الخس وبذور كثير من الخضروات ونباتات الزينة. ويمكن استخدام مصابيح النيون كمصدر للإضاءة. ويجب غمر البذور بالماء حتى تنتفخ ثم تعرض لكثافة ضوئية مقدارها من 75- 125قدم/شمعة لمدة ثمان ساعات يومياً.

ل- الغمر في محلول نترات البوتاسيوم Soaking in potassium nitrate solution

يمكن الحصول على نسبة إنبات أعلى عند غمر البذور الساكنة والحديثة الجمع في محلول نترات البوتاسيوم. توضع البذور في صوانى الإنبات أو أطباق بترى ثم تشرب بمحلول نترات البوتاسيوم %2 .

م- استخدام الهرمونات والكيماويات المنشطة Hormones and chemical stimulants:

توجد بعض الهرمونات والمركبات الكيماوية التى يمكن بإستخدامها كسر سكون بالبذرة وتشجيع إنباتها . ويعتبر حمض الجبريليك أكثر استخداما في هذا المجال. وحمض الجبريليك يؤدى إلى كسر السكون الفسيولوجى بالبذرة وينشط إنباتها بشرط عدم سكون الجنين نفسه. وعادة ما تبلل بيئة إنبات البذور بتركيزات معينة من حمض الجبريليك تتراوح بين 500- 1000 جزء في المليون. كما يستخدم السيتوكينين وهو أحد منظمات النمو بالطبيعية في تنشيط إنبات البذور وذلك عن طريق إيقافه لنشاط مثبطات الإنبات التى تؤدى إلى سكون البذرة. ويعتبر الكينيتين من أكثر المركبات المستخدمة في تنشيط إنبات البذور وكسر السكون الراجع إلى درجات الحرارة المرتفعة كما هو الحال في بذور بعض الأنواع النباتية مثل بذور الخس. ولتحضير محلول من الكينتين تذاب أولا كمية صغيرة منه في قليل من حمض الهيدوكلوريك ثم تخفف بالماء، وعادة ما تغمر البذور في محلول تركيزه 100 جزء في المليون لمدة ثلاث دقائق.

وفـى بعــض الأحيان يمكن استخدام محلول ثيويوريا بتركيز 0.5-3% لكسر سكون البذور خاصة تلك التى لا تنبت جيداً في الظلام التام أو على درجات الحرارة المرتفعة أو تلك البذور التى تحتاج إلى معاملات الكمر البارد. وحيث أن الثيويوريا تعتبر من مثبطات النمو، لذلك من المفضل غمر البذور في محلولها لمدة لا تزيد عن 24 ساعة ثم ترفع البذور وتغسل جيداً بالماء.

 انظر ايضا

• إسبات البذور

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .