الشروط الفيزيائية و الكيميائية المناسبة لنمو النباتات المائية

الشروط الفيزيائية و الكيميائية المناسبة لنمو النباتات المائية

الماء اليسر و الماء العسير:

أثناء هطل الأمطار تتفاعل قطرات المطر مع ثاني أكسيد الكربون carbon dioxide

لتنتج حمض الكربونيك carbonic acide وبذلك تصبح قطرات المطر ذات تفاعل حامضي

وعندما تهطل الأمطار الحامضية على الأحجار الكلسية يتفاعل حمض الكربونيك الموجود في الماء

مع كربونات الكالسيوم ( الأحجار الكلسية) فينتج عن هذا التفاعل مركب بيكربونات الكالسيوم

مادة بيضاء اللون على السطح الداخلي للأواني التي يغلى فيها الماء العسر , وكذلك فإن مستوى

البيكربونات في الماء يؤثر على درجة حموضة الماء , على أن عسر الماء لا ينتج عن وجود

كربونات الكالسيوم أو كربونات المغنزيوم و حسب , بل إن كثيراً من المركبات و العناصر

تسبب عسر الماء كالكبريت و النترات و الكلورايد و غيرها .

و يرتبط مدى عسر الماء بمستوى تركيز المركبات التي تسبب العسر و يقاس هذا العسر بعدة

وحدات ومنها وحدة القياس الألمانية dH وهي تعبر عن مدى تركيز كربونات الكالسيوم بالميليغرام

في كل لتر واحد من الماء ,وكما ذكرنا سابقاً فإن عسر الماء الناتج عن بيكربونات الكالسيوم

يمكن التخلص منه بالغلي أما عسر الماء الذي ينتج عن مركبات مثل كبريت الكالسيوم فلا

يمكن التخلص منه بالغلي , لذلك فإن هذا العسر يدعى بالعسر الدائم Permanent hardness

ومن الناحية العملية فإن لتر الماء الذي يحتوي على أقل من 50 ميليغرام من المركبات المسببة

لعسر الماء هو ماء يسير dH=3 , أما لتر الماء الذي يحوي ما بين 50 و 150 ميليغرام

من المركبات المسببة لعسر الماء فهو ماء معتدل أو شبه يسير ومستوى الdH في هذا الماء

يتراوح بين 3 و 6 أما لتر الماء الذي يحتوي على أكثر من 300 ميليغرام من تلك المركبات

فهو ماء عسير ودرجة dH في هذا الماء تزيد عن 18 .

وغالباً ما يكون الماء يسيراً في المناطق الاستوائية و يكون الماء شبه يسير في المناطق شبه

الاستوائية . calcium bicarbonate ويمكن أن نتخلص من هذا المركب بغلي الماء , حيث نلاحظ ترسب

 

الأمونيا و ثاني أكسيد الكربون :

 

أما الأمونيا NH3 فإنها تعتبر من المركبات الشديدة السمية للأحياء و النباتات المائية , وهنا

تكمن أهمية بكتيريا النترجة nitrifying bacteria لأنها تقوم بأكسدة الأمونيا محولةً إياها

إلى نترات وهي مركب أقل سميةً من الأمونيا كما أنها قابل للإمتصاص من قبل النبات .

وكما هي الحال بالنسبة للنباتات الأرضية فإن زيادة تركيز ثنائي أكسيد الكربون يؤدي

إلى تحسين نمو النباتات المائية , لذلك فإن ضخ كمية تتراوح بين 5 و 15 ميليغرام من

ثنائي أكسيد الكربون في كل لتر من الماء يؤدي إلى تحسين نمو النباتات المائية بشكلٍ

ملحوظ لكن تجاوز هذا المقدار يخنق الأسماك ويؤدي إلى اختلال قيمة ال PH و ذلك لأن

زيادة كمية ثاني أكسيد الكربون في الماء تؤدي إلى ازدياد حموضة الماء.

 

حموضة و قلوية الماء:

 

يرتبط مدى حموضة أو قلوية الماء بمستوى تركيز أيونات الهيدروجين , فكلما ازداد تركيز

ايونات الهيدروجين في الماء كلما ازدادت حموضة الماء و انخفض مؤشر مقياس ال ph

و هو المقياس الذي يستخدم لقياس مدى حموضة أو قلوية الماء و غيره من الأوساط , وهذا

المقياس مرقم من الصفر إلى الرقم 14 , حيث يعبر الرقم 7 عن حيادية الوسط موضوع القياس

أما المجال من 7 إلى الصفر فإنه يشير إلى ازدياد حموضة الوسط , و المجال من 7 إلى 14

يشير إلى ازدياد قلوية هذا الوسط , وكما نعلم فإن قلوية الوسط تزيد كلما انخفض تركيز

ايونات الهيدروجين في ذلك الوسط , و الرقم صفر على المقياس يشير إلى الحموضة المطلقة

أما الرقم 14 فهو يشير إلى القلوية المطلقة .

وكما هي الحال بالنسبة للنباتات الأرضية فإن هنالك نباتات مائية محبة للأوساط القلوية و

هنالك نباتات محبة للأوساط الحامضية وهنالك نباتات محبة للأوساط المعتدلة , على أن معظم

النباتات المائية الاستوائية تزدهر في أوساط مائية تتراوح درجة حامضيتها بين 6,5 و 7,4

الظروف الفيزيائية الإضاءة و الحرارة :

يتألف الضوء الطبيعي من عدة أطياف لونية , لكن عملية التركيب الضوئي تكون على أشدها

في المجالين الضوئيين الأحمر و الأزرق , حيث أن اليخضور ( الكلوروفيل ) chlorophyll

شره جداً للمجالين الضوئيين الأزرق و الأحمر , مع أن النبات لا يمتص سوى نحو ثلاثة بالمائة

من الضوء الذي يصل إليه , و اليخضور او الكلوروفيل يتألف من نوعين من الصبغيات

الخضراء وهما الكلوروفيل -آ- و الكلوروفيل -ب- , على أن النباتات تحتوي على صبغياتٍ

أخرى كالكاروتين carotene وهو صباغ برتقالي اللون و الزانثوفيل xanthophylle وهو

صباغ أصفر اللون , ومع أن اليخضور غالباً ما يطغى على هذه الأصبغة فإن حرمان النبات من

الضوء يؤدي إلى فقدان النبات للكلوروفيل مما يفسح المجال لظهور هذه الأصبغة , وكذلك فإن

عنصر الحديد حيوي جداً لعمل الكلوروفيل و حرمان النبات من هذا العنصر يؤدي إلى أعراض

مشابهة للأعراض التي تنتج عن حرمان النبات من الضوء.

وبخلاف عملية التركيب الضوئي فإن عملية التنفس تتم على مدار الساعة , في الظلمة و النور

, وهذه العملية عملية معاكسة لعملية التركيب الضوئي لأن النبات يقوم خلال هذه العملية بتحطيم

و استهلاك المدخرات التي كونها خلال عملية التركيب الضوئي , وكذلك فإن عملية التنفس تتم

في جميع خلايا النبات و لا تقتصر على الخلايا الموجودة في الأجزاء الهوائية الخضراء كما

هي الحال بالنسبة لعملية التركيب الضوئي .

 

 

يقاس طول الموجات الضوئية بوحدة قياس تدعى بالنانومتر nanometer وهي وحدة قياس

اختصارها nm وتساوي جزءاً من بليون جزء من المتر , وكما نعلم جميعاً فإن أكثر الأطياف

الضوئية قابلية للإمتصاص من قبل الكلوروفيل هي الأطياف الضوئية الممتدة بين اللونين

البنفسجي و الأزرق , حيث تتراوح أطوال موجاتها بين 380 و 480 نانوميتر و كذلك الحال

بالنسبة للأطياف الضوئية الممتدة بين اللونين البر تقالي و الأحمر , حيث تتراوح أطوالها

بين 600 و680 نانوميتر , حيث تكون عملية التركيب الضوئي على أشدها أثناء تعرض

الكلوروفيل لهذه الموجات الضوئية بشكل خاص وهذه نقطة هامة جداً يجب أن نأخذها بالحسبان

عندما نرغب في تركيب وحدات إضاءة اصطناعية .

 

 

أما بالنسبة للضوء الأخضر فإن النباتات تعكس هذا اللون ولا تقوم بامتصاصه و هذا هو سبب

ظهور النباتات باللون الأخضر للعين البشرية , وتقاس كمية الضوء التي تصل إلى سطح النبات

باللوكس lux , ولمعرفة مقدار الضوء الذي يصل إلى سطحٍ ما نستخدم مقياساً

هو مقياس اللوكس luxmeter , فالنباتات المائية التي تحتاج إلى إضاءة منخفضة تكتفي

ب500 لوكس أما النباتات التي تحتاج إلى إضاءةٍ معتدلة فإنها تكتفي بمقدار إضاءة يتراوح بين

 

 

الضوء يتراوح بين 1000و 1500 لوكس و النباتات التي تحتاج إلى إضاءة شديدة جدا فإنها

تحتاج إلى أكثر من 1500 لوكس , وبشكلٍ عام فإن النباتات المائية التي تعيش في الأعماق

تحتاج إلى قدرٍ أقل من الإضاءة مقارنةً بالنباتات التي تعيش قرب سطح الماء و النباتات

العائمة, وفي ظروف الإضاءة المنخفضة فإن النباتات المائية تتطاول و تقل كثافة أوراقها و

تبهت ألوانها .

تعرف النباتات الاستوائية

بنباتات النهار القصير و ذلك لأن المناطق الاستوائية هي مناطق

يستوي فيها طول الليل مع طول النهار بحيث يستغرق كل منهما 12 ساعة , وكما نعلم فإن

شروق الشمس يستغرق ساعة من الزمن و كذلك فإن غروبها يستغرق ساعةً أخرى و هكذا

يتبقى لدينا عشرة ساعاتٍ من الإضاءة يومياً وهذه الفترة تدعى بالفترة الضوئية

 

يومياً , ويمكن زراعة النباتات المائية و الأرضية في ظروف الإضاءة الاصطناعية , باستخدام

مصابيح التنغستن و الفلورسينت و غيرها لكن مصابيح التنغستن Tungsten تفتقد الطيف

الأزرق في مجالها الضوئي كما أنها تضيع جزءاً كبيراً من الطاقة على شكل انبعاثٍ حراري

أما مصابيح الفلورسينت Fluorescent فإنها تحتوي على بخار الزئبق الذي يتوهج بتأثير

الشحنة الكهربائية , على أن معظم الإضاءة التي تنبعث من بخار الزئبق تقع ضمن مجال

الأشعة فوق البنفسجية ultraviolet وهذه الأشعة هي أشعة غير مرئية لكنها تتحول إلى

أشعةٍ مرئية عندما تصطدم بالسطح الداخلي للمصباح المغشى بالفلورسنت .

أما مصابيح الكوارتز -هالوجين أو مصابيح التنغستن هالوجين فإنها توضع على بعد 30

سنتي متراً فوق سطح الماء و يكفي مصباح قوته 150 وات لإضاءة سطح مائي مساحته

وكذلك فإن مصابيح الصوديوم ذات الضغط العالي تصلح للأغراض الزراعية لكنها تعطي

ضوءاً برتقالياً محمراً .

يبقى أن أشير هنا إلى أن الإضاءة تتأثر إلى حد كبير بمدى نظافة و شفافية الماء. 500 و 1000 لوكس , و النباتات التي تحتاج إلى إضاءةٍ شديدة فإنها تحتاج إلى مقدارٍ من photoperiod وهذا يعني أن النباتات الاستوائية تحتاج إلى عشر ساعاتٍ من الإضاءة 1800 سنتيمتر مربع , ويمكن لأشعة هذه المصابيح أن تنفذ في الماء لمسافة 70 سنتيمتراً

 

الحرارة :

تتراوح درجة حرارة الماء في المناطق الاستوائية بين 23 و 25 درجةً مئوية وفي تلك

المناطق لا يحصل هبوط ملحوظ لدرجة الحرارة أثناء الليل .

الأشنيات التي تتطفل على الأحواض المائية:

الأشنيات نباتات بدائية بعضها ذو أحجام مجهرية بينما تصل أطوال بعضها الآخر إلى عشرات

الأمتارو تمتاز أبواغها spores بمقدرةٍ على البقاء في طور السكون في الأجواء الجافة لعدة

أعوام حيث تجوب الكرة الأرضية محمولةً على الرياح .

الأشنيات الخضراء: هي أشنيات تعيش في الماء العذب و الأشنيات الخضراء وحيدة الخلية

بأعداد كبيرة ومن الأصناف الشائعة من الأشنيات الخضراء وحيدة الخلية الصنف كلوريلا

unicellular لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة , لكنها تكسب الماء لوناً أخضر عند وجودها Clorella , ومن الأشنيات الخضراء المتعددة الخلايا multicellular الصنف فولفوكس Volvox و الباندورينا Pandorina

أشنيات الدياتوما Diatoma وهي من العوالق المائية الهامة التي تعيش طافيةً في الماء العذب

و الماء المالح و تزدهر الدياتوما في الماء الغني بالفوسفات و النترات.

الأشنيات السوطية whip alga وهي عبارة عن أشنيات وحيدة الخلية تمتلك سوطاً يمكنها من

السباحة , وتعيش هذه الأشنيات في أوساط مائية ملوثة بتراكيز عالية و سامة من النيتروجين.

الأشنيات الزرقاء: تزدهر هذه الأشنيات في ظروف الإضاءة الشديدة و في الأوساط الغنية

بالنترات و الفوسفات و تعيش في الأوساط القلوية و الحامضية , وتفرز هذه الأشنيات سموماً

قاتلةً للأسماك.

مكافحة الأشنيات :رأينا سابقاً أن الأشنيات كائنات محبة للإضاءة الشديدة ومحبة للأوساط الغنية بالعناصر المغذية

لذلك فإن مكافحة الأشنيات تتركز في النقاط التالية:1- ابعاد الأحواض المائية عن أشعة الشمس المباشرة وتخفيض مدة التعرض للإضاءة و شدتها.

2- عدم تعريض المياه لأكثر من عشرة ساعات من الإضاءة يومياً.

3- استخدام أسماك آكلة للأشنيات كالأصناف: Gyrenocheilus - Hypostomus

4_ خفض مستوى النترات و الفوسفات في الماء وذلك بتغيير ماء الحوض بشكل كلي أو جزئي

على فتراتٍ متقاربة.

تكاثر و إكثار نباتات الزينة المائية الاستوائية:تتكاثر نبات الزينة بطرق جنسية sexual ( البذور ) وبطرق لاجنسية asexual وفي حال

التكاثر بالطرق الجنسية فإن النباتات الناتجة عن عملية التزاوج يمكن أن تكون مختلفة عن

آبائها أما في حال التكاثر اللاجنسي فإن النباتات الناتجة عن عملية التكاثر هذه تكون نسخة

مطابقةً تماما لآبائها ( عقل -تجزئة-أبصال و كورمات -ريزومات -زراعة نسج 0000)

وغالباً فإن التكاثر اللاجنسي هو طريقة التكاثر الأكثر انتشاراً في تكاثر و إكثار النباتات المائية

فمعظم النباتات المائية تنتج خلفات و ينبغي أن ننتظر حتى تصبح هذه الخلفات بحجم معقول

و تصبح قادرةً على الاعتماد على نفسها قبل أن نفصلها عن النبات الأم , كما أن هنالك نباتات

مائية يتم إكثارها بالكورمات و الأبصال و نباتات مائية يتم إكثارها بتجزئة الريزومات

الغذائية وعند تجزئة هذه الريزومات فإنها تعطينا نباتات جديدة سريعة النمو و قوية , وهنالك

نباتات مائية يمكن إكثارها بزراعة أي جزء من النبات الأم , كما أن هنالك نباتات مائية يمكن

إكثارها بزراعة العقل و يمكن استخدام هرمونات التجذير لمساعدة هذه النباتات على انتاج

الجذور , أما تقنية زراعة النسج Tissu culture فإنها تمكننا من الحصول على آلاف

الشتول من نبات واحد لكنها طريقة مكلفة لذلك يقتصر استخدامها على النباتات النادرة . rhizome وهي عبارة عن سوقٍ أرضية تشبه الجذور يستخدمها النبات لحفظ المدخرات

معظم النباتات المائية في الطبيعة هي نباتات معمرة perennial لكنها في أحواض التربيةالمائية تسلك سلوك النباتات الحولية annual , ففي أحواض التربية تفقد النباتات المائية

حيويتها بعد عدة أشهر من الزراعة و ذلك لأن هذه النباتات تحتاج إلى أن نعرض أجزائها

الهوائية للهواء الطلق كما في الطبيعة حيث تمر المناطق الاستوائية بفصول جافة تؤدي إلى

انخفاض منسوب الماء في المسطحات المائية وهو ما يدعى بظرف انخفاض مستوى الماء

الأزهار و البذور و ذلك عندما تصبح أجزائها الهوائية غير مغمورة في الماء .

ومن الممكن تحريض كثير من النباتات المائية و البرمائية على الإزهار وذلك بخفض منسوب

الماء , ويمكن استخدام فرشاة رسم ناعمة لنقل حبوب الطلع من الأزهار المذكرة إلى الأزهار

المؤنثة , وبذور النباتات المائية غالباً ماتكون ذات عمر قصير لذلك يتوجب زراعتها مباشرة

و بعض تلك البذور لاتزرع في حوض مائي بل تزرع كما تزرع بذور النباتات الأرضية ثم

تغمر بعد عدة أسابيع بالماء و الهدف من هذه العملية محاكاة ظروف الجفاف و الغمر التي تمر

فيها النباتات في الطبيعة . low-water condition والنباتات المائية و البرمائية تستغل هذه الظروف للتكاثر و الانتاج