الفوسفور (رمزه الكيميائي P) هو أحد العناصر الغذائية الكبرى التي تحتاجها النباتات بكميات ملحوظة. يلعب دورًا مركزيًّا في عدة عمليات فسيولوجية وكيميائية داخل النبات، ويُعد عدم توفره بكفاءة في التربة من العوامل المحدودة للإنتاج الزراعي في كثير من المناطق.

التركيب الكيميائي وامتصاص الفوسفور

• النباتات تمتص الفوسفور بصورة أساسية على شكل الفوسفات غير العضوي (inorganic phosphate, يرمز له غالبًا بـ Pi) من التربة.

• يُثبَّت الفوسفور في التربة غالبًا عن طريق ارتباطه مع أيونات الحديد أو الألومنيوم في التربة الحمضية، أو الكالسيوم في التربة القلوية، مما يقلل توفره للنبات.

• النباتات تطوّر استجابات لتجاوُز نقص الفوسفور، مثل: زيادة نمو الجذور الجانبية، إفراز أحماض عضوية تُحلّل الفوسفات غير الذائبة، وتعاون مع فطريات الميسيليوم (mycorrhizae) لزيادة امتداد الجذور.

الوظائف الفسيولوجية الحيوية للفوسفور في النبات

1. نقل الطاقة وإنتاج ATP
   الفوسفور مكوّن أساسي لجزيئات الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP)، وهو الجزيء المركزي في تخزين الطاقة داخل الخلايا. بدون كمية كافية من الفوسفور تتأثر العمليات التي تحتاج طاقة عالية مثل البناء الضوئي والتنفس.

2. بناء DNA وRNA
   الفوسفور يدخل في بنية الأحماض النووية، وبالتالي يساهم في انقسام الخلايا، النمو، والتكاثر.

3. تكوين أغشية الخلايا
   الفوسفوليبيدات (Phospholipids) تشكِّل جزءًا من بنية أغشية الخلايا، مما يؤثر على نفاذية الخلايا واستجابتها للمتغيرات البيئية.

4. نمو الجذور والتطور المبكر
   مرحلة البادرة (seedling) تتطلب فوسفورًا كافيًا لنمو جذري صحي، بما في ذلك نمو الجذور الجانبية والجذور الشعرية (fine roots) لتسهيل امتصاص الماء والعناصر الأخرى. نقص مبكر في الفوسفور قد يُحد من إنتاجية المحصول حتى لو تم تداركه لاحقًا.

5. تحسين الإزهار وتكوين الثمار والبذور
   الفوسفور يُساعد في انتقال النبات من مرحلة النمو الخضري إلى مرحلة التزهير، يساهم في تحسين جودة البذور والثمار، وكمية المحصول.

6. مقاومة الإجهادات الغير حيوية
   توفر الفوسفور يُحسّن قدرة النبات على مواجهات الإجهادات مثل الجفاف، الملوحة، درجات الحرارة المرتفعة أو المنخفضة. يُسهِم أيضًا في تنظيم فتح وغلق الثغور (stomata)، وتعزيز الأداء الفسيولوجي عند ظروف غير مثالية.

أعراض نقص الفوسفور

• بطء في نمو النبات، خاصة النباتات الصغيرة، وقصر في طول السيقان.

• ظهور اللون الأرجواني أو الاحمرار على الأوراق القديمة، خاصة على الأوراق السفلية، نتيجة تراكم بعض المركّبات مثل الأنثوسيانين.

• ضعف عام في التزهير وتكوين الثمار، تأخر في النضج.

• قد يقل المحتوى الكلي للكلوروفيل، مما يؤثر على كفاءة التمثيل الضوئي.

العوامل التي تؤثر على توفر الفوسفور

استراتيجيات تحسين امتصاص الفوسفور واستخدامه بكفاءة

1. التعديل الكيميائي للتربة

   • ضبط درجة الحموضة (pH) لتكون ضمن المدى المثالي (غالبًا بين 6 و7 للتربة الحمضية المعتدلة) لضمان ذوبان الفوسفات.

   • استخدام الأسمدة الفوسفاتية المناسبة حسب نوع التربة وظروف الزراعة.

2. استخدام الميكروبات المنشطة للفوسفور (Phosphate-Solubilizing Microorganisms, PSMs)

   • بكتيريا أو فطريات تُحلّل الفوسفات غير الذائب بتفريغ أحماض عضوية أو أنزيمات فسفاتاز.

   • تحسين التفاعل مع جذور النبات لزيادة الامتصاص.

3. إدخال الأسمدة بصورة ذكية

   • التسميد المبكر مهم جدًا لأن نقص الفوسفور في المراحل الأولى له تأثير كبير على الإنتاج النهائي.

   • استخدام أنواع الأسمدة الفوسفاتية التي تكون مفعولها طويل الأمد أو تلك التي تُحرّره تدريجيًا.

4. الزراعة المتكاملة والتناوب الزراعى

   • زراعة محاصيل ذات جذور عميقة أو تلك التي تعمل معها فطريات ميسيليوم قوية.

   • إضافة مخلفات نباتية عضوية وتحسين محتوى المادة العضوية في التربة يدعم نشاط الميكروبات ويُساعد على تحرير الفوسفور.

الخاتمة

الفوسفور عنصر لا غنى عنه لنمو النبات، من مرحلة البُذُور حتى مرحلة الإزهار وتكوين الثمار. نقصه يُعطي تأثيرات سلبية واضحة تؤثر على المحصول وجودته. بالمقابل، الاستخدام السليم للفوسفور—بما في ذلك تحسين توافره في التربة، استخدام الميكروبات، التسميد الذكي وضبط الحموضة—يُمكِّن من تحسين الإنتاج الزراعي بفعالية واستدامة.

المراجع

1. Khan, F., Siddique, A. B., Shabala, S., Zhou, M., Zhao, C. “Phosphorus Plays Key Roles in Regulating Plants’ Physiological Responses to Abiotic Stresses.” Plants, 2023. MDPI+1

2. Zhu, Y., Xing, Y., Li, Y., Jia, J., Ying, Y., & Shi, W. “The Role of Phosphate-Solubilizing Microbial Interactions in Phosphorus Activation and Utilization in Plant–Soil Systems: A Review.” Plants, 2024. MDPI

3. “Plant adaptation to low phosphorus availability: Core signaling, crosstalks, and applied implications.” Molecular Plant, 2022. ScienceDirect

4. “The importance of early season phosphorus nutrition.” Canadian Science Publishing

5. “Soil phosphorus transformation and plant uptake driven by phosphate-solubilizing microorganisms.” NCBI