زراعة عباد الشمس

بسم الله الرحمن الرحيم

زراعة عباد الشمس
زراعة عباد الشمس



النبات طويل، ومنتصب Erect، وغير متعرج، وحولي Annual. ويمتلك في نهايته القمية قرصا كبيرة بلون أصفر ذهبي Large golden head يحتوي عند النضج على بذور يمكن أن تؤكل، أو تطحن لاستخراج الزيت.




مراحل نمو نبات زهرة الشمس وتطوره.

يمتلك نبات زهرة الشمس مجموعة جذرية كثيفة ومتشعبة Substantial ولكنه عادة ما يكون ضحلا Shallow، بالرغم من امتلاكه لجذر وتدي Tap root يمكن أن يتغلغل في التربة إلى عمق حتى 3 م، ولكن عادة ما يقل قطر الجذر كلما ازداد طوله، لذلك يقدم دعما محدودة للنبات الناضج، أي يمكن أن تكون النباتات عرضة للرقاد / الضجعان Lodging، (الشكل 2).




وعادة ما يقضي النمل الأبيض Termites على الجذور، وخاصة في المناطق المدارية الجافة Dry tropics، فيقل تثبت النبات في التربة، وتزداد حساسيته للرقاد قبل الحصاد. ويمكن أن تتغلغل جذور نباتات الأصناف العملاقة الناضجة Mature giant cultivars في التربة حتى عمق 2.5م ولكن يتركز الجزء الأكبر من المجموعة الجذرية عند عمق 50 سم (Weaver، 1962). ويبين الشكل (2) طبيعة انتشار، وعمق/ طول جذور نبات زهرة الشمس عندما تزرع النباتات بشكل متقارب (كثافة نباتية عالية)، أو بشكل متباعد (كثافة نباتية منخفضة). ويتأثر معدل نمو الجذور بشكل مباشر بقوام التربة، حيث لوحظ اقتصار وجود الجذور في النباتات المنزرعة في الترب الطمية الرملية على عمق 12 سم فقط، في حين امتد الجذر الوتدي في العمق حتى 40 سم لدى النباتات المزروعة في الترب الطينية Clay soils.

عموما، تعد صفة تشكيل مجموع جذري متعمق ومتشعب من الصفات الشكلية المهمة المرتبطة بتحمل الإجهاد المائي Water stress. وبينAL-Ouda (1999) وجود تباين وراثي في حجم المجموع الجذري لدى بعض هجن زهرة الشمس تحت ظروف الجفاف، حيث تمكن الهجين 318-IHM من تشكيل مجموع جذري أطول، وأكثر غزارة وتشعبا استجابة لظروف شح المياه Water deficit بالمقارنة مع الهجين 321-IHM الحساس للجفاف.

الساق قوية ذات مقطع دائري، يصل قطرها في أغلب الأحيان حتى 10سم، وتحمل أوبارا بيضاء خشنة Rough hairs. ويستطيل الساق بسرعة ليصل ارتفاعه حتى 1-2 م بالنسبة إلى الأنواع القزمة Dwarf types وحتى 5 م في الأصناف العملاقة. وعادة ما يكون قلب الساق مملوءا بنسيج بارانشيمي أبيض قاس Stiff white pith، ويصبح أجوف Hollow مع تقدم العمر. وتتكون الساق الرئيس من السيللوز (50 - 55%)، والليغنين (17 - 20%) والبنتوزان Pentosan (20-15%)، والبروتين الخام (5%) والرماد Ash (8–10%). وتؤثر الملوحة Salinity سواء في قطاع التربة، أو في مياه الري سلبا في كل من قطر الساق وارتفاعه.

الأوراق كبيرة، وبيضاوية الشكل، وثقيلة، وتتوضع بشكل متقابل Oposite عند الجزء الأسفل من الساق، وبشكل متبادل Alternate في الجزء الأعلى منه، وتحمل بوساطة حامل ورقة طويل Long petiol. ويتراوح عدد الأوراق التي يمكن أن تتشكل في النبات الواحد بين 20-40 ورقة، ويختلف معدل نمو الأوراق وتطورها، وعددها باختلاف الصنف المزروع. ويحدد حجم الأوراق، وعددها في النبات، قيمة دليل المساحة الورقية (LAI) Leaf Area Index، التي تعبر عن حجم المصدر Source size، أو مساحة المسطح الورقي الأخضر الفعال في عملية التمثيل الضوئي Photosynthesis. ويرتبط دليل المساحة الورقية بكمية الطاقة الضوئية الممتصة Light interception وكمية نواتج التمثيل الضوئي المصنعة (المادة الجافة)، وبمعدل التنفس Respiration، ومعدل التمثيل الضوئي Assimilation rate، ومن ثم معدل النمو العام للنبات (Debaeke and Raffaillaec، 1996). ويتحدد العدد النهائي من الأوراق في نباتات الصنف نفسه باختلاف الكثافة النباتية Plant density ومحتوى التربة المائي Soil moisture، ودرجة الحرارة Temperature. وتتسم الأوراق بمقدرتها على تتبع مسار أشعة الشمس Heliotropic، أي تتحرك حسب حركة الشمس في السماء. وتحتفظ بهذه الصفة حتى مرحلة الإزهار Anthesis، ولكن تفقد الأوراق هذه الميزة عندما تنضج النباتات. ويستمر تشكيل الأوراق في النبات حتى تتفتح النورات الزهرية Inflorescence، ويحدث الإزهار Flowering. ويتوقف معدل التمثيل الضوئي في الأوراق على عمر الورقة، وموقعها على الساق، وعادة ما يكون معدل التمثيل الضوئي الأعلى في الأوراق العلوية الفتية المكتملة الاستطالة. وتؤدي الأوراق الخمس السفلى دورة محدودة جدا في غلة المحصول، وتسهم الأوراق السفلية العشر بنحو 10% من غلة البذور Seed yield، بمعنى آخر فيمكن ألا تنخفض غلة البذور، ومحتواها من الزيت بشكل معنوي عندما تفقد النباتات حتى 5% من أوراقها، وخاصة الأوراق السفلية، ولكن يكون الضرر أبلغ فيما لو فقدت النباتات 50% من أوراقها في الجزء العلوي من الساق.

ينتهي الساق بقرص زهري Disk- shaped head، يسمى Capitulum. ويختلف حجم القرص الزهري باختلاف الصنف Cultivar وموسم النمو، ونوع التربة. ويتراوح قطر القرص الزهري بين 10 – 30 سم ويمكن أن يصل حتى 80 سم. ويؤثر قطر القرص الزهري بشكل معنوي في غلة البذور. ولكن ضمن حدود القطر الأمثل للقرص الزهري، فإن الإنتاج الأعظمي من غلة البذور يتحدد تحت ظروف الزراعة الحقلية بعدد البذور المتشكلة في القرص، أو بعدد البذور المتشكلة في وحدة المساحة من القرص الزهري. ويتركب القرص الزهري الناضج بشكل رئيس من سكر الجلوكوز والبكتينات المختلفة (Lou، 1996).

ويتسم القرص الزهري بمقدرته على تتبع Tracking الشمس إلى أن تخصب Fertilized جميع الزهيرات الخصبة Disk florets في القرص الزهري بعدئذ يثبت وجه القرص الزهري باتجاه الشرق، ونتيجة هذه الحركة للقرص الزهري بما يتناسب وحركة الشمس في السماء Heliotropism سمي هذا النبات مجاز، "عباد الشمس"، أو زهرة الشمس Sunflower. وتتحرك الأقراص الزهرية بفضل خلايا حركية Motor cells موجودة في الجزء المرن من الساق الذي يقع مباشرة تحت البرعم الزهري، ويسمى اصطلاحا Pulvinus. ويساعد تصلب الساق Stem stiffness، وتجمده، وعدم مقدرة القرص الزهري على الحركة، وثباته باتجاه الشرق، في تقليل تعرض الزهيرات المخصبة لارتفاع درجة الحرارة، مما يساعد في زيادة نسبة الإخصاب، والعقد Setting، ومن ثم عدد البذور المتشكلة في القرص الزهري.

يوجد نوعان من الأزهار، أزهار خارجية عقيمة Sterile، ذات لون أصفر فاقع تشوبه حمرة، ويقتصر دور هذه الزهيرات على اجتذاب الحشرات لإنجاز عملية التلقيح Pollination. وأزهار قرصية Disck florets خصبة Fertile.

ويحتوي القرص الزهري Head عددا من الزهيرات يتراوح بين 1000 - 4000 مرتبة ضمن القرص على هيئة لوالب متداخلة Spiral whoris تنطلق من مركز القرص الزهري، وتنضج الزهيرات بشكل تدريجي من الخارج وباتجاه المركز.

ويكتمل تفتح جميع الزهيرات ضمن القرص الزهري الواحد خلال مدة 5 - 10 يوما، ولكن تبقى الزهيرات المفردة مستعدة لاستقبال حبوب الطلع مدة 14 يوما من تاريخ تفتحها. وتتسم أصناف زهرة الشمس الهجينة Hybrid sunflower بتجانس إزهار نباتاتها، حيث تتفتح 80 - 90% من الأقراص الزهرية خلال مدة 3 - 4 أيام من تاريخ تفتح أول قرص زهري. ورغم أن نباتات زهرة الشمس غير حساسة في إزهارها لطول الفترة الضوئية Photoperiod insensitive، إلا أن النباتات تفضل النهار القصير لتدخل في مرحلة الإزهار Floral initiation. وعادة ما ينتقل النبات من مرحلة النمو الخضري إلى مرحلة الإزهار عندما يكون بمرحلة الورقة الحقيقية الثامنة تحت ظروف الزراعة الحقلية.

وتتوقف نسبة الإخصاب، والعقد، ومن ثم عدد البذور المتشكلة في القرص، على درجة توافر الحشرات الملقحة، وخاصة نحل العسل Honey bees، لأن عملية التلقيح في زهرة الشمس خلطي Cross-pollination بواسطة الحشرات Pollinators، ونادرا ما يحدث بوساطة الرياح. وعادة ما تنتج الزهيرات المركزية Center floreto كمية أقل من حبوب الطلع Pollen graing بالمقارنة مع الزهيرات الخارجية لذلك لا تزورها الحشرات بشكل كبير، مما يؤثر سلبا في نسبة التلقيح، والإخصاب والعقد، وتشكل البذور Sound seeds.

وتتحدد نسبة التلقيح، التي يمكن أن تختلف من صنف لآخر، باختلاف كمية رحيق العسل Nectar التي تنتجها الزهيرات، وجاذبية الزهيرات للحشرات وخاصة نحل العسل. ويعزى ارتفاع نسبة التلقيح الخلطي بوساطة الحشرات في زهرة الشمس (95%) إلى وجود حالة من عدم التوافق الذاتي في الزهيرات ضمن القرص نفسه Self-incompatibility، لذلك يستدعي الحصول على أقصى غلة من البذور ضرورة وجود عدد كبير من خلايا النحل في منطقة الزراعة. ويبين الشكل (3) مقطعا طوليا في قرص زهرة الشمس تظهر فيه الزهيرات المحيطة Ray florets، والقرصية Disck florets بمراحل مختلفة من التطور.



الشكل (3): يبين مقطع طولي في زهرة نبات عباد الشمس.

الثمرة Fruit فقيرة Achene (وحيدة البذرة)، تسمى عادة بذرة زهرة الشمس Sunflower. ويتدرج لون البذور للأصناف التجارية من الأسود إلى الأبيض. ويمكن أن تكون بنية اللون، ومخططة Striped، أو مبرقشة Mottled. وعادة ما يلاحظ على مستوى القرص الزهري الواحد انخفاض تدريجي في حجم البذور، ووزنها وحيويتها Viability، ومحتوى الزيت فيها من حواف القرص وباتجاه المركز، وتختلف حدة التدرج في تلك الخصائص باختلاف الصنف. وتعد نسبة القشر إلى اللب :husk ratio Kernel ذات أهمية كبيرة في تحديد إنتاج الزيت، أو الكسبة، حيث تحتوي البذور الكبيرة على نسبة أقل من اللب. وعادة ما تكون نسبة القشر إلى اللب ومحتوى الزيت الكلي أقل في البذور السوداء والمخططة بالمقارنة مع البذور البيضاء اللون. وتوجد علاقة ارتباط سلبية بين محتوى الزيت Oil content، وسماكة القشرة Hull thickuess.

عموما، يتحدد محتوى الزيت في البذور بمعدل تشكل خلايا الفلقات Rate of Cotyledon cell formation، حيث يكون أسرع في البذور ذات المحتوى العالي من الزيت، ويتحدد أيضا بطول فترة نمو البذرة Seed growth Period وفترة امتلائها Seed filling period، فعادة ما يكون محتوى الزيت في البذور أكبر في الأصناف المتأخرة بالنضج، ولاسيما في حال توافر المياه بكميات كافية في التربة خلال مرحلة تشكل البذور وتطورها. ويمكن أن تؤثر الحرارة خلال مرحلة تطور البذور سلبا في محتواها من الزيت. ولوحظ على سبيل المثال، أن محتوى البذور من الزيت قد انخفض من قرابة 42% إلى 24% عندما تعرضت النباتات خلال مرحلة تطور البذور إلى موجة من الحرارة المرتفعة في أستراليا. وتؤثر الحرارة أيضا في تركيب الزيت Oil Composition، حيث يتكون زيت البذور من نباتات زهرة الشمس المزروعة في البيئات المعتدلة من قرابة 55-60% من حمض اللينولييك Linoleic، و25-30% من حمض الأوليك Oleic، أما زيت البذور المنتجة تحت ظروف الحرارة المرتفعة، فيتكون من 65% من حمض الأوليك، وفقط 20% من حمض اللينولييك. ويتراوح محتوى البذور من البروتين بين 25-20%.



يلاحظ من الجدول، أن ارتفاع درجة الحرارة في منطقة الزراعة يؤدي إلى ارتفاع نسبة الحمض الدهني الأوليك، وانخفاض نسبة الحمض الدهني اللينولييك. ويمكن أن تؤثر الأسمدة الكيميائية Fertilizers أيضا في خصائص البذور. فيمكن أن يزيد الفوسفور من محتوى الزيت في البذور، في حين يؤدي الآزوت إلى تقليله، لذلك تعد عملية ضبط Optimization كل من كمية، وموعد إضافة الأسمدة الكيميائية، وخاصة الآزوتية مهمة جدا في تحقيق أعلى مستوى ممكن من غلة البذور، ومحتوى الزيت.