أهم المجالات التطبيقية لاستخدام منظمات النمو النباتية (الهرمونات)
1- استخدام منظمات النمو في ميدان زراعة الأنسجة النباتية مخبرياً:
تكون منظمات النمو النباتية العنصر الحيوي والرئيسي في زراعة الأنسجة وذلك لما لها من أهمية في إكثار عقل الأشجار والشجيرات ونباتات الزينة صعبة التجذير، إضافة إلى الدور الذي تلعبه في تشكل الأجنة الجسمية أو الخضرية (Embryogenese somatique) وتطور الهندسة الوراثية.
وتعد الأوكسينات والسيتوكينينات من أكثر منظّمات النمو استخداماً في زراعة الأنسجة النباتية، حيث تشجع الأوكسينات عملية النسيج المتكلس أو الكنب وتكون الجذور. أما السيتوكينينات فتستخدم على نطاق واسع بسبب مقاومتها لدرجات حرارة التعقيم المرتفعة نسبياً أثناء تحضير المحاليل الغذائية، إضافة إلى كونها العامل المحدد والأساسي في عمليات الانقسام الخلوي وتمايز الأعضاء وخاصة البرعمة وتشكل الأجنة الخضرية، بشرط توفر التوازن الهرموني في الوسط الغذائي ما بين الأوكسين والسيتوكينين.
تستخدم منظمات النمو بتراكيز مدروسة ومنخفضة نسبياً بحيث لا تتجاوز أجزاء من المليون وأحياناً لا تتعدى 0.1 أو 0.5 جزء بالمليون وذلك تبعاً للنوع النباتي أو الصنف، وقد تتباين درجة الاستجابة للمعاملات الهرمونية من سلالة لأخرى، كما أن لهدف الزراعة المخبرية وموعد الزراعة وطبيعة الجزء النباتي المأخوذ تأثير واضح ومحدد على التركيز الهرموني المناسب.
من أهم الأوكسينات المستخدمة في ميدان زراعة الأنسجة النباتية (2,4-D, NAA, BA, AIA) ويعتبر الAIA أقلها تأثيرًا وثباتاً، أمّا ال2.4-D فيستخدم لجذر نظراً للأضرار الصحية التي قد يسببها على القائمين بالبحوث والتجارب المخبرية.
أما بالنسبة لأهم السيتوكينينات المستخدمة فهي : 6-BAP, Kin, BA وقد تستخدم الجيبريلينات استخدامًا طفيفا محدود جداً في زراعة الأنسجة النباتية وخاصة عند زراعة البراعم والقمم النامية ذات الشكل المتكوّر ذات السلاميات القصيرة، فهي تساهم في زيادة استطالة الخلايا، إلا أنها تعيق عملية تكون الأعضاء النباتية.
2 - استخدام منظمات النمو في مشاتل إكثار العقل والغراس:
سيتم تغطية هذا الجانب الهام في مقرر المشاتل والإكثار الخضري، إلا أنه لابد من التنويه إلى أن أكثر منظمات النمو استخداماً في هذا المضمار هي الأوكسينات وعلى الأخص الـ IBA وذلك لإكثار عقل الزيتون (بتركيز 4000 جزء بالمليون)، حيث توجد العديد من البحوث والتجارب المنفذة في هذا السياق، ولابد من التنويه إلى ضرورة معرفة عتبة تأثير الهرمون بحسب الصنف وموعد أخذ العقل .
إضافة إلى الاستخدام الواسع للأوكسين في مشاتل إنتاج غراس الكرمة المطعمة في الدول المتطورة التي تعنى بزراعة العنب كفرنسا وإيطاليا واليونان بهدف تشجيع الكنب (النسيج المتكلّس) في منطقة اتصال الطعم والأصل وعلى قواعد عقل الأصول وتكوين مجموع جذري قوي.
إلا أن استخدام الهرمونات بتراكيز مرتفعة نسبياً وغير مدروسة قد تؤدي في كثير من الأحيان إلى حدوث خلل هرموني بدلاً من خلق التوازن الهرموني المفقود (HASSANI,1991) .
3- استخدام منظمات النمو في بساتين أشجار الفاكهة:
أ - بهدف خف الأزهار:
كثيرة هي المركبات التجارية المستخدمة في بساتين الفاكهة لخف الأزهار وذلك لتحسين نوعية الثمار المتبقية وخاصة على اللوزيات والتفاحيات، وعلى سبيل المثال لا الحصر نعرض كما يلي نتائج بعض التجارب والبحوث التي تم الحصول عليها على الدراق (Clanet et Salles, 1983) :
الهرمون المستخدم النسبة المئوية للخف
NAA 25-15
NAD 25-10
Ethephone 40-15
Morphactines 55-20
GA3 60-30
إذ تقل فعالية هذه المركبات مع الابتعاد عن فترة الأزهار، كما يلاحظ بعض التشوهات كتجعد الأوراق وانكماشها بعد رش مادة الـ Morphactines.
كما تشير بحوث (1988,Hugard, Sergent et Vidual) إلى أهمية استخدام بعض منظمات النمو لخف قسم كبير نسبيا من أزهار التفاح ليتسنى الحصول على ثمار ذات أقطار مناسبة وبمواصفات تسويقية ممتازة.
حيث استخدمت مركبات أوكسينية وأخرى كارباماتية (ANA,Carbamate, NAD) مع مراعاة الدقة في اختيار التركيز والموعد المناسب للرش، حيث يفضل استخدام المركبات الأوكسينية بعد سقوط حوالي 80% من البتلات، أما الكارباماتية فيمكن رشها خلال فترة زمنية أطول من 10 إلى 28 من تمام الأزهار.
وتشير بحوث 1989,Pfammatter et dessimoz إلى التأثير الإيجابي لاستخدام بعض المواد المساعدة في زيادة فعالية الخف الكيميائي للأزهار على أشجار بعمر 14 سنة من صنف التفاح Golden smoothee ، إذ يستعمل منظم النمو NAD) α-naphtylacetamide) بتركيز 100 جزء بالمليون بهدف خف الأزهار، غير أنَّ درجة فعاليته تنخفض أحياناً بحسب الظروف المناخية السائدة خلال وبعد المعاملة، لذلك تضاف بعض المواد لزيادة سطح الانتشار والبلل (زيت معدني بتركيز 0,2%) .
من جهة أخرى فلقد أجريت دراسات وبحوث مستفيضة على أشجار الدرّاق إذ تتميز بقدرتها الإنتاجية العالية، لذلك لابد من إجراء خف جزئي للأزهار سنوياً ليتسنّى الحصول على ثمار ذات مواصفات نوعية جيدة. ولهذه الغاية استخدمت العديد من المركبات الكيميائية ومنظمات النمو وتم الحصول على أفضل النتائج باستخدام حمض الجيبرليني (GA3).
ومن أهم البحوث وأبرزها في هذا المضمار تلك المنفّذة من قبل Bussi et 1991 ,Defrance D ، على أشجار بعمر 10-15 سنة لثلاثة أصناف من الدراق هي : Redwing, Redskin, Suncrest أجريت التجارب والدراسات خلال خمس سنوات متعاقبة في محطة التجارب التابعة للمعهد الوطني للبحوث الزراعية في مدينة غوتيرون Gotheron الفرنسية ، حيث استخدم الـ GA3 على شكل أقراص بيرلكس Perlex التجارية.
وتمحورت نتائج هذه الدراسات حول النقاط الرئيسية التالية:
- تم الحصول على أفضل النتائج فيما يتعلق بكمية الإنتاج ونوعيته (حجم الثمار) باستخدام التركيزين: 60 و 70 جزء بالمليون، بشرط إجراء الرش في ظروف جوية مناسبة.
- بلغت أفضل نسبة خف للأزهار (50%) وذلك عند تطبيق المعاملة في المرحلة الحرجة، وهي عندما تصل الأفرع الحديثة إلى 70-90 % من طولها النهائي، في حين لم تعط المعاملة في مرحلة ما بعد توقف النمو الخضري أية نتيجة إيجابية .
- تجلى التأثير الإيجابي للمعاملة بـ GA3 من خلال تثبيط تمايز البراعم الزهرية دون التأثير على التساقط الفيزيولوجي الطبيعي للبراعم الزهرية والثمار الصغيرة.
- كانت نتائج المعاملة بـ GA3 سلبية في السنين التي تعرضت فيها الأشجار لصقيع ربيعي متأخر نسبياً وذلك بسبب موت عدد كبير من البراعم الزهرية، وأدى ذلك إلى انخفاض كمية الإنتاج بشكل ملحوظ .
- اختلفت درجة فعالية المعاملة بـ GA3 بحسب الصنف والظروف المناخية السائدة.
أهم الصعوبات التي تواجه استخدام منظمات النمو في عملية خف الأزهار:
1- اختلاف درجة استجابة الأنواع والأصناف النباتية للمعاملات الهرمونية.
2- صعوبة تحديد المرحلة الفينولوجية المناسبة للرش.
3- اختلاف تأثير تراكيز معينة من هرمون معين من سنة لأخرى وبحسب الظروف المناخية السائدة.
ب- بهدف تكوين الثمار البكرية:
تنتج البويضات غير المخصبة في الزهرة الأوكسين الطبيعي وبعد عملية الإخصاب يستمر إنتاجه مع بعض مشجعات النمو الأخرى التي تعمل على تشجيع انقسام الخلايا وزيادة حجمها ومنع تساقط الثمار.
وتشير بعض البحوث والتجارب العلمية (قطب، 1971) إلى أن طبيعة عمل منظمات النمو الطبيعية في ثمار التفاح تكون كالتالي: السيتوكينين لزيادة الانقسام الخلوي والتمايز، الجيبريلين لزيادة حجم الخلايا وأخيراً الأوكسين لتثبيت العقد. ووجد أن رش الأشجار بعد تساقط البتلات مباشرة بخليط من الأوكسين الاصطناعي ANOA (نفتوكسي حمض الخل) بتركيز 40 جزء بالمليون وسيتوكينين 300 جزء بالمليون و GA3 600 جزء بالمليون أدى إلى إعطاء ثمار بكرية، بينما لم يتم الحصول على نتائج إيجابية باستخدام كل هرمون أو هرمونين فقط إلاّ أن حمض الجيبريليك GA3 أعطى بعض النتائج الإيجابية على بعض أنواع الأشجار المثمرة كالحمضيات والعنب والكمثرى والدراق والمشمش واللوز ويعزى ذلك بحسب رأي بعض العلماء إلى الاستعداد الوراثي لهذه الأنواع النباتية للعقد البكري. حيث تختلف المرحلة المثالية للرش وتركيز الهرمون بحسب الأنواع النباتية مثال على ذلك:
الكمثرى 50 جزء بالمليون – مرحلة أوج الإزهار.
الخوخ 500 جزء بالمليون - مرحلة تساقط البتلات.
العنب 50 جزء بالمليون - مرحلة بداية الإزهار.
كما أن نتائج بعض الأبحاث تؤكد إمكانية الحصول على ثمار بكرية على صنف التين الأزميري دون الحاجة للتلقيح بواسطة حشرة البلاستوفاجا التي تنقل مرض الفيوزاريوم وذلك عن طريق رش الثمار الصغيرة بتراكيز لا تزيد عن 75 جزء بالمليون من مركب T-4.5-2 إلا أن غالبية هذه المركبات يحظر استخدامها عالمياً لما لها من آثار ضارة على الصحة ولكونها تسبب بعض الأمراض الخطيرة.
إضافة إلى ذلك تشير نتائج تجارب (1989 ,Lecointre et Badier) المنفذة على عدد من أصناف العنب الفرنسية وخلال سنوات متتالية إلى أن استخدام بعض المركبات مثال (Clor-Choline-Chloride) والإيتيفون (Ethephone) وحمض الجيبريليك (GA3)، قد أعطت نتائج متباينة تبعاً لاختلاف المركب المستخدم والصنف وموعد الرش والظروف البيئية.
وأدى استخدام مركب الـ CCC في بداية الإزهار إلى بطء النمو الخضري للشجيرات دون أي تأثير يذكر على كمية ونوعية الإنتاج، في حين كان لاستخدام GA3 بتراكيز منخفضة نسبياً تأثير إيجابي على استطالة محور العنقود الزهري وطول السلاميات وحجم الثمار وذلك برشه قبل 2-3 أسابيع من بدء الإزهار، ولم يكن له تأثير يذكر عند رشه في مرحلة العقد الحديث للثمار مع ملاحظة تأخر تفتح العيون في ربيع العام التالي. أما مركب الإيتيفون فقد كان له تأثير سلبي على كمية الإنتاج حيث تساقطت نسبة مرتفعة من الأزهار والعقد الحديث وصلت إلى 50 % .
وتجدر الإشارة إلى أن مركب الإيتيفون يتميز بقدرته على النفاذية في الأنسجة النباتية وتحرير غاز الإيتيلين، لذلك يمكن استخدامه لعدة أغراض منها:
- تشجيع تجذير العقل من خلال تأثيره غير المباشر والإيجابي على إنتاج وانتقال الأوكسين الطبيعي.
- تنظيم وتسريع مراحل نضج ثمار بعض أشجار الفاكهة كالحمضيات والتفاحيات والكرز، إضافة إلى تسريع وتسهيل وتزامن سقوط الأوراق مما يساعد في إجراء القطاف الآلي على الأشجار متساقطة الأوراق.
أخيراً لابد من التنويه إلى أن هنالك الكثير من المركبات التجارية المستخدمة في بساتين الفاكهة لأغراض مختلفة والأمثلة كثيرة منها:
استخدام الآلآر (85,Alar) على التفاح بتركيز 1700 جزء بالمليون
موعد الرش التأثير
قبل الإزهار بـ 6 أسابيع زيادة في عدد البراعم الزهرية
قبل الإزهار مباشرة دون تأثير يذكر
الرش بعد الإزهار تقليل حجم الثمار
أما الرش على الكمثرى وبتركيز 2500 جزء بالمليون فيؤدي إلى زيادة العقد في مرحلة تمام الإزهار، وإلى انخفاض نسبة العقد بعد 3 أسابيع من الإزهار.
إضافة إلى المركبات السابقة توجد بعض مثبطات النمو (مضادات الجيبريلينات) المستخدمة على نطاق واسع في بساتين أشجار اللوزيات مثل مركب باكلوبيوترازول (Paclobutrazol=PP333) الذي تنتجه منشأة Ici Agrochemicals إذ يقلل هذا المركب من وتيرة النمو الخضري للأفرع وذلك من خلال إعاقة الانقسام الخلوي للقمم النامية.
وقد أعطت الأبحاث المنفذة في مركز البحوث الزراعية في مدينة مونبلييه الفرنسية نتائج إيجابية وأخرى سلبية وذلك بحسب الأنواع والأصناف المدروسة وخاصة فيما يتعلق بتنظيم النمو الخضري وأثر ذلك على نسبة العقد.
ففي تجربة على الخوخ استجاب الصنفان Polonais و Luizet بشكل جيد للرش الورقي بمركب PP333 بتركيز 1000 جزء بالمليون في فترة ما قبل الإزهار وتجلّى التأثير الإيجابي من خلال زيادة عدد الأفرع الثانوية المتشكلة وزيادة عدد البراعم الزهرية ونسبة العقد.
