ضغط قوي يؤثر على الجذر

ما هو الضغط الجذري؟

الضغط الجذري (بالإنجليزية: Root pressure) يُعرّف بأنه القوة المحركة التي تساعد على نقل السوائل الممتصة بواسطة جذور النباتات إلى أعلى عبر سيقانها (بالإنجليزية: Stem). يظهر تأثير الضغط الجذري بشكل واضح عندما يتم قطع سيقان الأشجار، حيث تنطلق منها سوائل مائية.

العوامل المولدة للضغط الجذري

تُعتبر العوامل الأساسية التي تؤدي إلى نشوء الضغط الجذري على النحو التالي:

• الضغط التناضحي

(بالإنجليزية: Osmotic Pressure)؛ وهو الضغط الناتج عن حركة المياه من المناطق ذات التركيز المنخفض إلى المناطق ذات التركيز المرتفع في خلايا الجذر، حيث يشير المذاب إلى الذرات أو الأيونات أو الجزيئات التي تذوب في السائل.

• عملية النتح

(بالإنجليزية: Transpiration pull)؛ تشكل هذه العملية العامل الرئيسي في دفع الماء لأعلى عبر لحاء النبات. يحدث ذلك عندما تتبخر المياه من أوراق الأشجار والنباتات، مما يسهل امتصاص الماء إلى أعلى من خلال الخلايا النباتية.

عادةً ما لا يظهر الضغط الجذري في النباتات التي تنمو في المناطق المعتدلة، وغالبًا ما يُلاحظ في فصل الربيع قبل اكتمال نمو أوراق الأشجار وزيادة النتح. وكانت التجربة الأولى لقياس الضغط الجذري قد أُجريت من قبل العالم هالس في عام 1727م على نبات العنب، حيث سجل ضغطًا مقداره 0.1 ميجاباسكال.

العوامل المؤثرة على الضغط الجذري

على الرغم من أن الضغط الجذري في الأشجار يتجاوز عدة أضعاف الضغط الجوي، إلا أنه غالبًا ما يكون غير كافٍ لنقل المياه إلى أعالي الأشجار الطويلة، وعادة ما يكون الضغط الجذري في أقل مستوياته عندما يصل النتح إلى أقصى معدلاته.

يمكن اعتبار قوة الرفع الناتجة عن التبخر والنتح من أوراق الأشجار، بالإضافة إلى قوى التماسك (Cohesive forces) والتلاصق (Adhesive forces) للجزيئات في الأوعية، من أبرز العوامل التي تسهم في صعود السوائل داخل النباتات، خصوصًا في حالة الأشجار الطويلة.

كيفية عمل الضغط الجذري

يُعتبر الضغط الجذري وقوة النتح من العوامل الحيوية المسؤولة عن رفع الماء إلى أعلى في النباتات. ورغم أن قيمة الضغط الجذري منخفضة مقارنةً بقوة النتح، إلا أن له دورًا أكبر في النباتات الصغيرة خلال الفترات التي يقل فيها النتح، مثل ساعات الليل. يبلغ الحد الأقصى للضغط الجذري نحو 0.2 ميغاباسكال.

أما بالنسبة لقوة النتح، فإن قيمتها، بجانب قوى التماسك والتلاصق بين الجزيئات، تتراوح من -10 ميغاباسكال إلى -200 ميغاباسكال. ومن الجدير بالذكر أن الضغط الجذري يحدث في النباتات على عدة مراحل، والتي يمكن تلخيصها كما يلي:

• تحدث ظاهرة الضغط الجذري في فصل الربيع، ويظهر تأثيرها في الليل وفي الصباح الباكر نظرًا لانخفاض معدلات التبخر.
• انتقال المياه عبر أنسجة الجذر دون مرور المعادن، وذلك نظرًا للطبيعة شبه النفاذية للجذر.
• انتقال المياه من منطقة ذات تركيز منخفض إلى منطقة ذات تركيز مرتفع، وهو ما يعرف بالضغط الأسموزي.
• يتضح تأثير الضغط الجذري عند قطع الأشجار، حيث يبدأ جذع الشجرة في فقدان الماء.