كيف تساهم الثغور في تنفس وإنتاج النبات؟
كشف الدكتور فيصل يوسف، أستاذ المحاصيل الحقلية وتكنولوجيا البذور بـ"مركز البحوث الزراعية"، عن تفاصيل دقيقة ترتبط بعملية حيوية أساسية في حياة النبات، وهي فتح وغلق الثغور.
وأوضح أن هذه العملية ليست مجرد رد فعل تلقائي للضوء أو الظلام، بل تحكمها آليات معقدة، ترتبط ارتباطًا وثيقًا بعوامل بيئية وفسيولوجية، أبرزها الضوء والكثافة النباتية.
الثغور ليست بوابات مفتوحة دومًا
وأشار الدكتور فيصل إلى أن الثغور، وهي الفتحات المجهرية الموجودة على سطح أوراق النبات، لا تظل مفتوحة بالكامل خلال النهار، كما أنها لا تُغلق بشكل تام خلال الليل، مؤكدًا أن الحديث عن "فتح مطلق" أو "غلق مطلق" هو تبسيط غير دقيق.
ولفت إلى أن الثغور تُفتح أثناء النهار للسماح بدخول ثاني أكسيد الكربون، اللازم لعملية التمثيل الضوئي التي يتم من خلالها تكوين الجلوكوز، المصدر الأساسي للطاقة في النبات.
ولفت إلى أن فتح الثغور أمر حيوي عند استخدام التسميد الورقي، إذ أن الرش على أوراق مغلقة الثغور يُعد بلا فائدة تُذكر، ما يُبرز أهمية توقيت الرش وفقًا لسلوك الثغور. كذلك، تحتاج النباتات إلى فتح الثغور للتخلص من الماء الزائد من خلال عملية النتح، التي تُسهم في تنظيم حرارة النبات وتوازنه المائي.
الضوء الأزرق.. كلمة السر في فتح الثغور
وشرح الدكتور فيصل ميكانيكية فتح الثغر تحت تأثير الضوء، موضحًا أن الضوء، وبشكل خاص الضوء الأزرق، يُعد أحد العوامل المحفزة لفتح الثغور، وذلك من خلال تفعيل مجموعة من العمليات الفسيولوجية الدقيقة تبدأ بـ:
1. تنشيط مضخات البروتون المعتمدة على الـATP داخل الخلايا الحارسة، مما يؤدي إلى طرد أيونات الهيدروجين (+H) إلى خارج الخلية.
2. هذا الطرد يُغيّر من حموضة الوسط داخل الخلايا الحارسة، متجهًا نحو القلوية.
3. القلوية تُحفّز فتح قنوات البوتاسيوم، فتدخل أيونات البوتاسيوم الموجبة (+K) إلى داخل الخلايا الحارسة لتعويض فقدان البروتونات.
4. مع دخول البوتاسيوم، يتم تحلل النشا إلى سكريات، ما يزيد من الأسموزية داخل الخلية، ويؤدي إلى امتصاص الماء، وبالتالي انفتاح الثغر.
5. البيئة القلوية تُنشط أيضًا إنزيم الفوسفوريليز، الذي يُسرّع عملية تحلل النشا، ما يُضاعف من تأثير فتح الثغور.
الكثافة النباتية.. العدو الخفي للضوء والثغور
لكن المفاجأة التي أضاءها الدكتور فيصل في حديثه كانت في ارتباط الكثافة النباتية بسلوك الثغور، حيث أوضح أن زيادة عدد النباتات في وحدة المساحة عن الحد الأمثل تؤدي إلى تظليل الأوراق، وهو ما ينعكس مباشرة على كمية الضوء التي تصل إلى الأوراق، وبالتالي تقل عدد الثغور المتفتحة خلال النهار، ما يُقلّل من كفاءة التمثيل الضوئي وعمليات النتح.
الزراعة الذكية تبدأ من فهم الثغور
تكشف هذه المعلومات عن أهمية فهم سلوك النبات بشكل دقيق، خاصةً في ظل التحديات المناخية والتغيرات في النظم الزراعية الحديثة. فآليات فتح الثغور ليست فقط مفتاحًا لإنتاجية أعلى، بل أداة ضرورية لتحقيق الاستخدام الأمثل للضوء والماء والأسمدة، وهو ما يُعزز مفهوم الزراعة الذكية القائمة على البيانات والمعرفة الدقيقة.
هذا التحليل يكشف أن نجاح الزراعة لا يعتمد فقط على توفير المياه والأسمدة، بل يبدأ من فهم "الممرات الصغيرة" التي تنظم حياة النبات، وهي الثغور، التي قد تكون صغيرة في حجمها، لكنها تتحكم في كفاءة النبات الإنتاجية والبقائية.