مقاييس مقاومة المحاصيل للجفاف
Drought resistance measurements
تقاس مقاومة أصناف المحاصيل للجفاف بتقدير الصفات النباتية المختلفة والتي تأكد ارتباطها مع المقاومة للجفاف سواء في طور البادرة أو النمو الخضري أو النبات البالغ، وتتخذ مؤشرا انتخابيا في برامج التربية لمقاومة الجفاف، ومن أهم هذه المقاييس ما يلى :
أولا: التبكير في النضج كمقياس للهروب من الجفاف:
Early maturity as indicator for drought escaping
يعتبر تقييم وانتخاب التراكيب الوراثية للهروب من الجفاف من خلال التبكير والمرونة التطورية من المؤشرات البصرية السهلة والبسيطة في غربلة المواد الوراثية . ويختلف قياس التبكير في النضج باختلاف المحصول.
- يقدر في محاصيل الحبوب مثل القمح والشعير والأرز والذرة الشامية، بعدد الأيام من الزراعة وحتى الطرد أو التزهير، أو بالنضج الفسيولوجي (وصول الحبة إلى أقصى وزن جاف لها). وفى الذرة الشامية، تظهر الطبقة السوداء في نسيج اتصال الحبة بالقولحة وتعتبر مؤشراً للنضج.
- ويقاس التبكير في النضج في البقوليات مثل الفول البلدي وفول الصويا.. وغيرها، بعدد الأيام من الزراعة وحتى ظهور أول زهرة أو بوصول البذرة إلى أقصى وزن جاف.
- ويقاس التبكير في القطن، بارتفاع أول عقدة ثمرية، أو بعدد الأيام من الزراعة وحتى ظهور أول برعم، أو تفتح أول زهرة أو تفتح أول لوزة، أو بالنسبة المئوية للتبكير (نسبة محصول القطن الزهر في الجنية الأولى إلى محصول القطن الزهر في الجنيتين).
ثانيا: التقديرات المورفولوجية Morphological assessments
1- طرق تقدير وقياس خصائص المجموع الجذري :
من المؤكد وجود علاقة وثيقة بين النظام الجذري للنبات وتحمل الجفاف. فعلى سبيل المثال، تستخدم صفات جذر البادرة كمعيار لمقاومة الجفاف. حيث ارتبط طول جذر البادرة عمر 5 - 7 أيام للقمح النامي تحت ظروف أرض رملية مع حجم المجموع الجذري عند النضج (1976 Hard). كما ارتبط حجم المجموع الجذري للبادرة عمر 30 يوم مع حجم المجموع الجذري عند النضج وحددت كمعيار انتحابي للمقاومة للجفاف في القمح (من 2001 Singh).
وفي الأرز، تعتبر مقاومة النبات للاقتلاع من التربة معياراً انتخابيا للمقاومة للجفاف، حيث ارتبطت القوة اللازمة لنزع البادرات من التربة بوزن المجموع الجذري وتفرعه. وتستخدم هذه الصفة في الأجيال الانعزالية كمقياس لغربلة العشائر لمقاومة الجفاف (1981 ,OToole and Soemartono). وتتعدد طرق تقدير خصائص المجموع الجذري والتي يمكن تناولها على النحو التالي :
أ- الطرق المعملية غير الحقلية Laboratory methods
أ-1- طريقة الأوعية Container method
تستخدم أوعية نمو المجموع الجذري في دراسة مورفولوجي وکیموحیوي وفسيولوجي وكذا بيئة الجذور. ويسمح استخدام الأوعية باستبعاد عوامل البيئة التي تؤثر على نمو الجذور في قطاع التربة تحت الظروف الطبيعية، كما تتميز بسهولة التداول وإمكان استعمالها عدة مرات إلا أنه يعاب عليها عدم تمثيل ظروف البيئة الطبيعية. وتتعدد أنواع الأوعية ومنها ما يلي على سبيل المثال :
أ- 1- 1- الأصص الصغيرة Small pots
تستخدم الأصص الصغيرة المصنوعة من البلاستيك أو الفخار الدائرية أو المربعة في دراسة الجذور، أو قد تستخدم أوعية شفافة صغيرة لهذا الغرض. ويؤخذ عليها، أن العمق الضحل والحجم الصغير لهذه الأصص، يحد من نمو وانتشار المجموع الجذري، حيث يتركز نمو الجذور قرب الجدار وحول القاع. ويتباين نمو الجذور باختلاف مادة الأصيص نفسها. ويوضح شكل (1) طرز مختلفة من الأصص. وعند مرحلة النمو المناسبة يجرى فصل الجذور بنقع عينة التربة بالجذور في الماء لفترة مناسبة حتى يحدث بوشان لعينة التربة ثم تغسل الجذور بالعينة في مصافي قطر ثقوبها 0.2 مم2 وتجفف هوائياً ثم في فرن على 105 م لمدة 24 ساعة. ويقدر مؤشرات الجذور مثل عدد وحجم وطول ووزن الجذور ونسبة وزن المجموع الجذري إلى الخضري (Awaad1987).
شكل (1) الأصص البلاستيك الشفافة المستخدمة في دراسة الجذور لمحاصيل الحبوب الصغيرة ولحماية الجذور من تأثير الضوء توضع هذه الأصص البلاستيك داخل قصص من الكرتون المشبع بالشمع لها نفس الحجم تقريبا
أ-1-2- الصناديق والأنابيب Boxes and tubes
- الصناديق Boxes : تستخدم الصناديق على نطاق واسع في الدراسات البيئية للمجموع الجذري، وتصنع من الحديد بإحجام مختلفة يصل بعضها إلى 30 x 30 سم2 بعمق يصل إلى حوالي 100 سم أو قد تصنع من الخشب بطول 200 سم، تزود بباب قابل للحركة أو قد تصنع من بلاستيك الاكريليك مقاس 5 x 11 x 80 سم ( Schwarman and Goedewaagen, 1971)
- الأنابيب Tubes
تستخدم أنابيب الصرف أسطوانية المقطع المصنوعة من البلاستيك أو الألمونيوم او الحديد بقطر 32 سم وطول 60 سم (1957 ,Gliemeroth)، أو قد تصنع هذه الأنابيب من الاسبستوس بقطر 15 سم وارتفاع 75 سم، في دراسة المجموع الجذري (Schuurman and Goewaagen, 1971) .
ويراعى قبل ملئ الأنابيب بالتربة، أن يقفل قاع الأنبوبة بقماش من النايلون المسامي أو بشبكة من السلك (شكل 2) . وميزة هذه الأنابيب إمكان استعمالها عدة مرات تحت ظروف المعمل أو الصوبة.
شكل (2) أنابيب الصرف الصحي PVC المستخدمة في دراسة الجذور بمعهد خصوبة الأراضي Haren - Groningen بهولندا
أ- 1- 3- الأوعية ذات الواجهة الزجاجية الشفافة Glass - faced containers
تستخدم هذه الأوعية المصنوعة من الخشب أو المعدن ذات جانب مزود بلوح زجاجي قابل للحركة، يغطى بمادة معتمة من ورق الألمونيوم لحماية المجموع الجذري من تأثير الضوء (شكل 3) .
شكل (3) الصناديق ذات الوجه الزجاجي الشفاف في وضع مائل تغطي الأسطح الزجاجية المواجهة بورق الألمونيوم والذي يزال عند ملاحظة نمو الجذور
ويسد جوانب قاع الصندوق بإحكام لمنع تسرب الماء والعناصر الغذائية، وتضاف التربة بكمية مناسبة إلى أرضية الصندوق ويجرى صرف الماء من الصناديق على فترات كما هو الحال في الليسوميتر. ويختلف حجم هذه الأوعية حسب النوع النباتي والهدف من الدراسة.
ويفيد استخدام هذه الأوعية في التقدير الوصفي وملاحظة حالة المجموع الجذري خلف الزجاج من حيث النمو، اللون التفريع والانتشار (شكل 4) .
شكل (4) المجموع الجذري لنبات الشعير النامي في الصندوق ذو الوجه الزجاجي الشفاف بعد إزالة اللوح الزجاجي وغسل طبقة رقيقة من التربة. تشير البقعتان ذات اللون الأبيض إلى حبوب السماد الفوسفاتي (عن: 1974 Bohm,) .
فقد لاحظ (1989) El-Shazly and Warboys اختلاف معدل امتداد واستطالة الجذور عند زراعتها في أنابيب شفافة تحت مستويات مختلفة من إجهاد رطوبة التربة . واستخدم الباحثان صفة كثافة الجذور (الطول المرئي للجذور/ سم2) كمعيار انتخابي في برامج غربلة أصناف الفول البلدي لمقاومة الجفاف.
كما يمكن إجراء التقدير الكمي للجذور بالاستعانة بورق رسم بياني أو باستخدام أقلام الشمع أو أقلام الحبر المقاومة للماء، ويمكن تقدير طول الجذور بواسطة Opisometer بالاستعانة بأجهزة الكمبيوتر (1968 ,Orington and Murray) .
وقد أمكن تطوير طرز من هذه الأوعية بأحجام 6.5 Werenfels, 1967) 120 x 120) أو 240 x 115 x 20 سم (Hoogenboom et al, 1987) .
هذا وقد طور Murdoch ومعاونوه (1974) أنابيب الصرف PVC المصنوعة من أسيتات البلاستيك، والمزودة بشبابيك ملاحظة قابلة للحركة في دراسة الجذور. إلا أنه يعاب عليها تحديد نمو وحجم المجموع الجذري، لذا تبدو غير مفيدة في دراسة تطور المجموع الجذري .
أ - 1 -4 - الأنابيب اللدنة (المرنة) Flexible tubes
تستخدم أنابيب غشائية مصنوعة من البلاستيك اللدن بقطر يتراوح من 6 - 30 سم وطول 60 - 150 سم. وقد طور Bohm (1972) طراز من الأنابيب مصنوع من البولي إيثيلين بقطر 15 سم وطول 150 سم، يسد قاعها بلوح بلاستيك مثقب (100 ثقب أبره) ، للسماح بنفاذ الماء وعدم تلف الجذور. وتملأ الأنابيب بتربة منخوله رطبة يتم دمجها أثناء المليء ويحكم قمة أعمدة التربة من أعلى بحلقات من مواسير PVC القوية بطول 4 سم. وتوضع الأنابيب في أطباق صغيرة، وتحاط بورق الالمونيوم لتجنب تأثير الضوء على الجذور وتثبت على قاعدة خشبية (شكل 5) . ويجرى ريها بإمداد مائي ثابت يتم معرفته من خلال مستوى الماء في الأطباق. وتؤخذ القراءات عن نمو الجذور بأحد طريقين:
شكل (5): أنابيب البولي إيثيلين اللدنة مثبتة على قواعد خشبية تلف بورق من الالمونيوم لحماية الجذور من الضوء
الأول : إخراج كتلة الجذور الداخلية وغسلها خارج الأنبوبة (شكل 6) .
الثاني، وضع عمود التربة على صندوق خشبي مناسب أو صينية ويقطع إلى أجزاء دون إزالة غشاء البولي إيثيلين، ويجرى فصل الجذور بعملية الغسيل، ثم يقدر وزن وكثافة وخصائص الجذور عند الأعماق المعينة.
شكل (6) قطعة دائرية من التربة والجذور ناتجة من تجزئ أنبوبة البولي إيثيلين الملفوفة بورق الالمونيوم بواسطة السكين (1972 Böhm,)
ويحقق استخدام هذه الطريقة ميزة توفير الوقت والجهد في تحرير المجموع الجذري بمقدار الربع مقارنة بالأسطوانات الصلبة، كما أنها عملية واقتصادية فهي أرخص 10 - 20 مرة من الأسطوانات البلاستيكية أو الزجاجية. إلا أنه يعاب عليها، الاستخدام مرة واحدة فقط .
ب - الطرق الحقلية Field methods
تتعدد الطرق الحقلية المستخدمة في الحصول على الجذور ومنها ما يلى :
ب -1- طرق المونولايت (عمود التربة بالجذور) Monolith methods
وفي هذه الطرق يؤخذ عمود التربة بالجذور Monolith بواسطة المجراف أو آلة أخذ العينة وتفصل التربة عن الجذور بالغسيل المباشر في الحقل، أو تنقل إلى مكان مناسب لإتمام ذلك. وتستخدم هذه الطرق في التقديرات الكمية للجذور وأحياناً في الدراسات الوصفية النظرية وتتعدد طرق المونوليث ومنها طريقة المجراف البسيط، والمونوليث الشائعة، والصناديق والأقفاص ولوحة الأبر (المسامير).
ب - 1-1 - طريقة المجراف البسيط Simple spade method
يستخدم المجراف في أخذ أعمدة صغيرة حجم 20 سم2 لدراسة الجذور في القطاع العلوي من التربة. وقد استخدمها Pittman عام (1962) في دراسة نمو جذور القمح الشتوي.
ب - 1-2 - طريقة المونوليث الشائعة Common monolith method
توجد عدة طرق للحصول على عمود التربة بالجذور منها :
ب -1 -2 -1 - الموتوليث المربع (أعمدة التربة المربعة) Square monoliths
تتم هذه الطريقة بحفر خندق بعمق 1 متر يصل إلى أقصى عمق الجذور وأخذ أعمدة تحتوي على الجذور والتربة من جانب الحائط ، طبقة وراء طبقة بحجم 10 سم لمتابعة توزيع وانتشار الجذور ويسمح ذلك بأخذ 5 عينات أو أكثر Subsamples.
ويختلف حجم أعمدة التربة من منشورات Prisms بحجم 10 × 10 × 10 سم إلى قوالب كبيرة، حيث يتباين حجم المونوليث من 1000 إلى 5000 سم3 حسب النوع النباتي والهدف من الدراسة (1979 ,Kopke).
طريقة الإجراء :
يراعى قبل أخذ عينات التربة بالجذور Monoliths، تهذيب القطاع باستخدام فادن (ميزان خيط) ويؤخذ الحجم المطلوب من أعمدة التربة بالاستعانة بمطرقة ولوح معدني يشبه السكين (شكل 7) .
شكل (7) طريقة أخذ عينات المونوليت المربعة من الحفرة
أو قد تستخدم أداة أخذ العينة Sampler بأحجام تتراوح من 5x 5 سم إلى 30x 30 سم2 ، ومن 10 إلى 50 سم في الطول ذو ثلاث جوانب مفتوحة مصنوعة من الصلب بسمك أقل من 6 مللي وجانب مزال حتى لا تندمج التربة عند دفع الصندوق إلى الأرض، وباقي الجوانب الثلاث تكون حادة. ويقوى سطح الصندوق بمصطلح صلب يتم دفعه إلى قطاع الجذور بالدق بمطرقة، مع استخدام قطعة من الخشب للدق عليها أثناء أخذ العينة للمحافظة على آخذ العينة Sampler (شكل 8) . وعموماً عند أخذ العينة، يجب إزالة بعض التربة بواسطة جاروف من المساحة المحيطة بالجانب الخارجي لأداة أخذ العينة، بعد ذلك يجرى تهذيب الجانب المفتوح بواسطة سكين ويقطع بعد ذلك عمود التربة المتحصل عليه إلى عينات أقل (شكل 9).
شكل (8) دفع الصندوق الصلب إلى التربة بالدق بمطرقة للحصول على مونوليث التربة بالجذور
وفى حالة الرغبة في دراسة المجموع الجذري في الطبقات العلوية، يتم تجهيز قطاع المونوليث حراً من الوسط المحيط باستبعاد التربة من حول القطاع بواسطة جاروف (شكل 10) ، ويجرى فصل القطاع من أسفل وينقل إلى صناديق غسيل مثقبة تشبه المصفاة. وقد استخدم هذا التكنيك في تقدير كتلة الجذور في المحاصيل الزراعية في الطبقة المستحرثة من التربة.
شكل (9): تقسيم مونوليث التربة بالجذور في الصندوق الصلب الى عينات اقل Subsamples جاروف
شكل (10) الحصول على قطاع المونوليث حرا من التربة بواسطة الجاروف لدراسة الجذور في الطبقة العلوية من التربة
ب - 1-2-2 - طريقة الصندوق Box method
تختلف طريقة الصندوق عن طرق المونوليث الأخرى، في أنها تعتمد على إعداد أعمدة كبيرة من التربة داخل صناديق، يجرى غسلها دون تجزئتها إلى قطاعات Sections . وتفيد هذه الطريقة في الحصول على مجموع جذري كامل أو جزء كبير منه لنبات أو أكثر. حيث يمكن الحصول على مونوليث بأحجام x 65 x 65 105 سم لمحاصيل عمر 40 يوم أو بأحجام 80 × 80 x 165 سم لنباتات في طور النضج. وقد استخدمت في دراسة المجموع الجذري للمحاصيل الحقلية الحولية والحشائش. وتعتبر من الطرق الاقتصادية حيث يمكن الحصول على القطاع ونقله دون الحاجة إلى ماكينات خاصة.
طريقة الإجراء :
يحدد المكان المناسب لأخذ العينة بعمل حفرة بعمق يصل إلى 30 سم أسفل أقصى عمق يمكن أن تصل إليه الجذور، بعرض 100 وطول 120 ذات جوانب رأسية. وباستخدام صندوق خشبي قوى حاد، الحواف ، مفتوح، عرض 20 سم وعمق 10 سم وطول 100 - 150سم يدفع إلى المكان المناسب لأخذ العينة والسابق تحديده بالإبرة والخيط من جدار الحفرة، بالضغط ، حيث يجرى استبعاد التربة من الجوانب ومن أسفل، مع فصل القطاع بالكامل من الجانب المتصل بالجدار في شكل مستطيل بواسطة لوح معدني أو سكين (شكل 11) ، يتم نقله حيث ينقع في الماء لعدة ساعات أو أيام في خزانات كبيرة موضوعة بزاوية °10 تغسل فيها الجذور بعناية . بعد ذلك يصور المجموع الجذري ويقدر مختلف مؤشرات الجذور.
ب - 1-2-3- المونوليث الحلقي Round monolith
ويستخدم في حالة الأشجار الخشبية.
ب - 1-2 - طريقة الأقفاص Cage method
وهي من الطرق القديمة، التي تستخدم أحياناً في حالة الأشجار الخشبية.
شكل (11) طريقة الصندوق المقترحة بواسطة Weaver - Darland. يوضح مونوليث التربة بالجذور داخل الصندوق، بعد فصله معداً للغسيل
ب - 1-2 - - طريقة لوحة الأبر أو المسامير Needleboard method
تعتبر من الطرق الشائع استخدامها في دراسة المجموع الجذري في عديد من المحاصيل والتي تجمع بين إمكانية الدراسة المورفولوجية وتصوير المجموع الجذري إلى جانب الدراسة الكمية.
وفى هذه الطريقة تؤخذ عينة التربة بالجذور باستخدام لوحة خشبية مثبت بها أبر أو مسامير تساعد على الاحتفاظ بالجذور بوضعها الطبيعي، بينما يتم التخلص من التربة بالنقع والغسيل. حيث يمكن دراسة وتصوير المجموع الجذري بالكامل أو تقسيمه لإجراء التقديرات الكمية.
طريقة الإجراء :
تستخدم لوحات حجم 50 x 50 سم، مثبت عليها أبر بطول 5 على مسافة 5 سم بين الإبرة والأخرى، وهي الشائع استخدامها. وفى حالة العينات الأكبر حجماً، تستخدم لوحات يحجم x 60 100 سم بإبر طول 20 سم وفى هذه الحالة يلزم ماكينة للحصول على العينة وتلون الأبر باللون الأسود لعمل خلفية مختلفة Contrast أثناء تصوير المجموع الجذري. وعموماً، يجرى عمل حفرة بطول وعرض متر على الأقل، وتدفع لوحة الأبر إلى جدار القطاع (شكل 12) وتضغط بواسطة عامل أو باستخدام مطرقة حتى دخول الأبر بالكامل داخل القطاع مع سند اللوحة وتثبيتها بلوح خشبي سميك، ويجرى قطع التربة يمين ويسار اللوحة وعند القاعدة بواسطة جاروف أو سكين، كما يمكن قطع القاعدة بلوح صلب يدفع إلى الجدار (1957 ,De Roo) يساعد أيضاً في تثبيت المونوليث خاصة في الأراضي الرملية والمفككة. ويمكن الاستعانة بأطار خشبي أو معدني للحفاظ على كتلة التربة، يركب على المونوليث لحماية القطاع وأحياناً يوضع لوح من الصلب داخل القطاع لنفس الغرض.
شكل (12) دفع لوحة الأبر (المسامير) إلى جدار القطاع بوضع لوح معدني (الموجود إلي اليسار) إلى داخل المكان قبل الحصول علي المونوليث (1957 De Roo)
بعد ذلك يتم نقل المونوليث (عمود التربة بالجذور) وغسله في خزانات مناسبة 3-2 مرات مع استعمال رشاش يدوى مناسب للتخلص من التربة (شكل 13) . وقد أقترح (1971) Schuurman and Goedewagen أنه في حالة الأراضي الطينية يمكن تسهيل عملية الغسيل وتقليل فقد الجذور بتجفيف المونوليث على 100 ام ثم نقعه في محلول من بيروفوسفات الصوديوم لتفكيكه ثم الغسيل وإجراء التقديرات وأخذ القياسات المختلفة.
شكل (13) المجموع الجذري لنبات الدخان الصغير المتحصل عليه بواسطة لوحة الأبر ( المسامير) (De Roo ,1961)
ب - 2 - طريقة الاوجر Auger method
يستخدم الاوجر في التجارب الحقلية والدراسات التجريبية ذات الطابع الخاص. ويوجد منه نوعين؛ الأول يستخدم في أخذ العينات من الأراضي الثقيلة ويتم دفعه إلى التسريبة عن طريق الدق بمطرقة، والثاني مناسب للأراضي الخفيفة وهو أيضاً يصلح الأراضي الثقيلة وقد طورهما Goedewaagen عام (1948)
ويتكون كلا الطرازين من أنبوبة أسطوانية قطرها 7 سم وارتفاعها 15 سم في موديل الأراضي الخفيفة و 25 سم في موديل الأراضي الثقيلة وصل إلى 50 سم في الموديلات الأكثر تطوراً. ومثبت فوق الأنبوبة ساق يصل طولها إلى 1 متر يمكن بها رفع العينة من عمق 1 متر. ويوجد على الجانب الخارجي للأنبوبة وعلى الساق علامات متتالية على مسافة 10 سم. ويتصل بنهاية الساق يد على شكل حرف T، يتم بها لف الاوجر أثناء دفعه لتسهيل اختراق التربة وسحبه مرة أخرى بعد أخذ العينة. ويتصل بالساق عند القاعدة مكبس Pluger داخل أنبوبة الأسطوانة يستخدم لدفع عينة التربة بالجذور Core sample بعد الحصول عليها (شكل 14) .
شكل (14) طراز الاوجر اليدوي الهولندي للحصول علي عينة التربة بالجذور من عمق يصل إلى 1 متر
طريقة الإجراء :
1- يتم أخذ العينة بقطع المجموع الخضري للنبات بسكين حاد.
2- يتم الحصول على قطاع التربة بالجذور عن طريق اختراق أسطوانة الاوجر المسننة في المكان المناسب لأخذ العينة بالضغط ، أو بالدق بمطرقة مع لف اليد لتسهيل الوصول إلى العمق المطلوب لأخذ العينة عند الـ 10 سم الأولى، ثم يتم سحب الأسطوانة بعينة التربة والجذور مع تدوير اليد ثانية عدة مرات. وعن طريق المكبس يتم دفع عمود التربة بالجذور من الأسطوانة.
3- تكرر هذه العملية لأخذ عينات أخرى من الأعماق التالية والذي تحدده علامات الاوجر. ويفضل في الأراضي الطينية أن تكون الأرض مبللة بالماء. هذا وقد تستخدم ماكينة أخذ العينة (شكل 15) حيث يصل قطر عينة التربة بالجذور في هذه الحالة إلى 10 سم.
شكل (15) ماكينة كيلي لأخذ عينة التربة بالجذور
4 - يؤخذ عمود التربة بالجذور ويقسم إلى طبقات بأطوال 5 سم أو 10 سم (شكل 16) ويجرى تقدير عدد وقطر الجذور في الطبقات المختلفة ليعطى دلالة عن كثافة الجذور في قطاع التربة (شكل 17) .
شكل (16) عملية تقسيم عمود التربة بالجذور المتحصل عليه بماكينة Kelley إلي عينات أقل Subsamples بواسطة السكين
ولتقدير وزن الجذور، يجرى فصل الجذور بنقع عينة التربة في الماء لفترة مناسبة مع استخدام مصافي ذات ثقوب بحجم يختلف من 0.2 - 2 مم2 حسب نوع الجذور. ففي حالة الجذور الدقيقة تستخدم مصافي حجم ثقوبها 0.2 مم2 ألا أنه في أغلب الدراسات نستخدم مصافي قطر ثقوبها 0.5 م2 . ثم تجفف هوائياً ثم في فرن على 60 – 70 م ويقدر الوزن الجاف للجذور كما يقدر حجم الجذور ومسطح الجذور.
شكل (17): عد الجذور على سطحي مقطع من عينة التربة بالجذور بطول 10 سم
ويفيد استخدام الاوجر في أخذ أكثر من عينة في التجارب ذات المكررات ومن ثم إمكانية إجراء التحليل الإحصائي للبيانات.
ولمزيد من المعلومات عن تقديرات وقياسات المجموع الجذري يمكن الرجوع إلى (Böhm, 1979)
2 طرق تقدير وقياس خصائص المجموع الخضري :
قياسات صفات الورقة Leaf characters measurements
تعتبر صفات الورقة مثل مساحة الورقة ووجود الابيكيونيكل الشمعي وحجم العرش وزاوية الورقة ودرجة انعكاسها للأشعة من المعايير الانتخابية البسيطة والتي يمكن تحديدها بسهولة في الحكم على مقاومة التراكيب الوراثية للجفاف، ويمكن قياس هذه الصفات بالطرق الآتية :
- تقاس مساحة السطح الورقي Leaf area بجهاز Areameter أو البلانيميتر أو بتقدير وزن وحدة المساحة أو بعدد المربعات المغطاة أو عن طريق معادلات رياضية كما هو موضح بجدول (1).
جدول (1) بعض المعادلات الرياضية المستعملة في تقدير مساحة السطح الورقي في بعض محاصيل الحقل
1 - المساحة النوعية للورقة Specific leaf area
تعبر المساحة النوعية للورقة عن النسبة بين مساحة الورقة بالسم2 إلى وزنها الجاف بالملجم وترتبط هذه الصفة بمعدل التمثيل الضوئي تحت ظروف الإجهاد :
مساحة الورقة
المساحة النوعية للورقة = ــــــــــــــــــــــــــــــــــ (سم2/ مجم)
الوزن الجاف للورقة
2 - الوزن النوعي للورقة Specific leaf weight
ويعبر عن الوزن الجاف لوحدة المساحة من الورقة مجم/ سم2 . وهي تعكس سمك الورقة فيزداد السمك كلما زادت القيمة. وترتبط بمعدل التمثيل الضوئي في بعض محاصيل الحقل مثل الأرز ولذا تستخدم كمؤشر انتخابي لتحسين المحصول.
وزن الورقة
الوزن النوعي للورقة = ــــــــــــــــــــــــــــ (مجم/سم2)
مساحة المورقة
3- دليل مساحة الورقة Leaf area index
يعرف دليل مساحة الورقة بإنه مساحة المسطح الورقي بالنسبة لوحدة المساحة من الأرض التي يشغلها النبات ويرمز له بالرمز (LAI) ويقدر بالمعادلة الآتية :
مساحة السطح الورقي للنبات
دلیل مساحة الورقة LAI = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
مساحة الأرض التي يشغلها النبات
ويعنى قيمة دليل مساحة الأوراق 2 مثلاً، أن سطح الأوراق يغطى ضعف مساحة الأرض التي يشغلها النبات. وهناك دليل أمثل لكل محصول، ففي القمح يكون 3 وفي الأرز يكون 4 وفى الذرة الشامية يكون أمثل دليل هو 6.
4 - نسبة وزن الأوراق إلى وزن النبات Leaf weight ratio
تعبر هذه النسبة عن كفاءة النبات في تكوين الأوراق. وتتأثر بالتركيب الوراثي للأصناف والأنواع وكذا بالظروف البيئية التي يعيش فيها النبات.
الوزن الجاف للأوراق
نسبة وزن الأوراق = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــ
الوزن الجاف للنبات
5 - زاوية الورقة Leaf angle
تعتبر زاوية الورقة التي تأخذ وضعاً مائلاً للانتصاب (قائم) بزاوية (>60 من السطح الأفقي ذات أهمية في زيادة كفاءة التمثيل الضوئي تحت ظروف الشد الرطوبي وتقدر بالأدوات الهندسية.
6 - الابيكيوتيكل الشمعي Epicuticular waxiness
يقاس ترسيب الشمع على الكيوتيكل بمجرد النظر بإعطاء نسب مئوية من صفر - 100 %.
حيث: صفر: عدم وجود طبقة شمعية .
100 : تغطية الورقة بالكامل بالطبقة الشمعية.
(عن: Nayeem and Nerkar, 1988)
كما يقدر الابيكيوتيكل الشمعي بطريقة القياسات اللونية Clorimetric method وهي من الطرق الدقيقة والسريعة (1977 ,.Ebercon et al). كما تقدر بطريقة Gravimetric method ، إلا أنها من الطرق البطيئة (1979 ,Blum).
7- درجة انعكاس الورقة للأشعة Leaf reflectance
تعتبر مؤشراً لتكيف چیرمبلازم المحاصيل مع ظروف الجفاف. فعلى سبيل المثال تعكس أوراق أصناف محاصيل الحبوب المتأقلمة مع ظروف البيئات الجافة الضوء بمعدل أعلى (1975 ,.Chatterton et al) . ويقاس الاشعاع الشمسي الكلى الساقط على عرش النبات بواسطة جهاز Mendham et al., 1981) . Tube solarimeter)
وتقدر نسبة الانعكاس Percent reflection من المعادلة :
الطاقة الشمسية المعكوسة
نسبة انعكاس الأشعة = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ × 100
الطاقة الشمسية الكلية الساقطة
ثالثاً: التقديرات الفسيولوجية Physiological assessments
1- نسبة الإنبات Germination percentage
يهدف إجراء هذا الاختبار إلى تحديد النسبة المئوية للإنبات على أساس عدد البادرات الطبيعية لبذور السلالة أو الصنف. وذلك باستخدام ورق الإنبات أو النشافات الورقية الملفوفة عمودياً أو الرمل، وفى بعض الأحوال التربة كمهاد للإنبات وتعتبر النسبة العالية مدلول القدرة التركيب الوراثي على تحمل ظروف الاجهاد.
عدد البادرات الطبيعية المتكشفة
النسبة المئوية للإنبات = ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ × 100
عدد البذور المنزرعة
2- معدل نمو الأعضاء النباتية Growth rate of plant organs
حيث يتم تقدير الوزن الجاف للنبات ككل أو لأعضائه المختلفة ثم يقدر معدل النمو النسبي وهو عبارة عن قيمة الزيادة في المادة الجافة للنبات في فترة زمنية بالنسبة للوزن في بداية هذه الفترة.
لومـ و 2 – لوهـ و1
معدل النمو النسبي = ــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
ز2 – ز1
حيث أن :
و1 = الوزن الكلى للنبات في بداية الفترة ز1.
و2 = الوزن الكلى للنبات في نهاية الفترة ز2.
لو مـ = لوغاريتم ناباریان = 2.303 x لو 10 .
3- التفاف الأوراق Leaf rolling
تعتبر إحدى ميكانيكيات تجنب الجفاف، ومن الأعراض المرئية المميزة للإجهاد الرطوبى . ويبدو أن هذا العرض مرتبطاً بالخصائص الفسيولوجية والبيوكيماوية في المحاصيل الحقلية المختلفة.
- ويقدر التفاف الأوراق في الأرز طبقاً لنظام التقييم القياسي SES على مقياس من 1 - 9 (1996 , IRRI). وقد أفاد في تقييم 2000 سلالة من الأرز ووصفت سلالات الأرز التي حدث بها التفاف مبكر للأوراق بعد الحرمان من الري بأنها فقيرة (حساسة) للجفاف، في حين دل تأخر التفاف الأوراق في سلالات أخرى عند نقص المحتوى الرطوبى للتربة على بقاء الخلايا ممتلئة تحت هذه الظروف.
(O'Toole and Chang, 1979 and Ramakrishnayya et al., 2003)
- وقيس التفاف الأوراق في الذرة الشامية على مقياس من 1 إلى 5.
حيث : 1 : الأوراق غير ملتفة Unrolled.
5 : التفاف كامل للأوراق Tightly rolled. (A1 - Naggar et al., 2004 a)
4- درجة حرارة الورقة Leaf temperature
يفيد قياس درجة حرارة العرش النباتي في برامج غربلة السلالات لتحمل الجفاف. حيث تتميز الطرز المتحملة للجفاف بدرجة حرارة منخفضة للورقة، واستمرار عملية النتح . فقد سجل ارتباط سالب بين درجة حرارة الورقة والمحصول في فول الصويا والقمح والقطن والبرسيم الحجازي والذرة الشامية .
ويعتمد قياس درجة حرارة الورقة على أخذ صور فوتوغرافية بالأشعة تحت الحمراء لحقل برنامج التربية على ارتفاع 200 - 300 متر. ويجرى تحليل كثافة اللون، وبناءً على ذلك، تقسم التراكيب الوراثية إلى عالية ومنخفضة في الجهد المائي Water potential .
(Blum, 1979)
- كما يستخدم (ترمومتر) يعتمد عمله على الأشعة تحت الحمراء كأداة لقياس درجة حرارة العرش النباتي وغربلة مواد التربية.. وتمتاز هذه الطريقة بالسرعة والدقة وتجنب الأخطاء التي تحدث نتيجة التغيرات في حالة الثغر اليومية وظروف الطقس (عن: Singh, 2001).
5- كثافة الثغور Stomatal frequancy
يعتبر تقدير كثافة الثغور ومقاومتها لفقد الماء خلال فترات الإجهاد الرطوبى ذو أهمية ومقاومة الجفاف، وتتباين أصناف المحاصيل المنزرعة في سمات الجهاز الثغري. ويمكن تقدير عدد الثغور Stomatal frequency بأكثر من طريقة :
أولاً: طريقة Stino, 1971) : Xantopren methed)
1- تستخدم مادة Xantopren أو مادة Coltex وهي معجون يوضع على ورقة النبات لكي يأخذ بصمة Negative من على ورقة النبات تصور كل الخلايا الثغرية وخلايا البشرة الخارجية.
2- في المعمل، يتم أخذ بصمة Positive لفحصها من على بصمة الـ Xantopren أو Coltex وذلك بوضع فيلم من الأستيون على قطعة Xantopren أو Coltex ثم وضعها بعد أن تجف على شريحة زجاجية.
3- تفحص الشريحة تحت الميكروسكوب على القوة 10 لحساب عدد الثغور على ورقة النبات في مساحة معينة بالاستعانة بشريحة ميكرومترية. ويقدر عدد الثغورا مم 2 من الورقة .
ثانياً: استخدام جهاز Porometer في دراسة سلوك الثغر.
وتعتبر هذه الطريقة أكثر قبولاً حيث تتميز بالسهولة والسرعة ودقة التحديد، وهذا الجهاز منه نوعين :
الأول: Viscous flow porometer ويقيس معدل تدفق وانسياب الهواء خلال الورقة . وهو يعطى معلومات عن حالة الثغر ودرجة التوصيل الثغري.
والثاني: Diffusive flow porometer ويقيس معدل انتشار بخار الماء الخارج من الورقة ( النتح ) (1974 Hard) ويعطى معلومات عن تحكم الثغور في عملي النتح والتمثيل الضوئي.
كما يستخدم جهاز Infrared thermometer والذي يعتمد على الأشعة تحت الحمراء لقياس حالة الماء في الورقة ونشاط الشعر (1978 ,Ehrler et al) على أساس أن أوراق الصنف التي تقفل ثغورها تتميز بدرجة حرارة أعلى من تلك ذات الثغور المفتوحة نتيجة تأثير التبريد الراجع إلى فقد الماء بالنتح في الحالة الأخيرة، وتمكن هذه الطريقة من أخذ 200 قياس / ساعة على نباتات القمح بمعدل 10 قراءات/ صنف. وبذا يمكن تقسيم 20 صنف/ ساعة (1977 ,.Fischer et al) .
ثالثا: يمكن دراسة سلوك الثغر بقياس مستويات حمض الابسيسيك ABA في النبات والمؤثر على حالة الثغر. حيث سجلت زيادات في محتوى الهرمون بأوراق الشعير والقمح والدخن وعديد من المحاصيل الأخرى ( 1977 Goldbach and Gooldbach,، . Quarrie and Jones, 1979 and Henson et al., 1983).
6- محتوى الماء النسبي بالورقة Relative water content
يعد تقدير محتوى الماء النسبي للورقة من الخصائص الفسيولوجية المرتبطة بالمقاومة للجفاف. فتشير القيم المرتفعة لمحتوى الماء النسبي إلى أقلمة النبات للجفاف.
- يتم تقدير هذه الصفة بأخذ عينة من 30 قرص من أوراق نباتات التركيب. الوراثي، مع تحديد موقع الورقة على النبات، فتستخدم مثلاً أحدث ورقة في العينة الأولى ثم ورقة العلم في العينة الأخرى وتتم هذه الطريقة في الخطوات الآتية :
1- وزن أقراص الأوراق مباشراً بعد أخذها لتقدير الوزن الطازج FW.
2- وضع الأقراص في ماء مقطر لمدة 16 ساعة، ثم تؤخذ الأقراص ويجفف الماء من على أسطح الأقراص يورق نشاف (ورق ترشيح على سبيل المثال) ثم توزن الأقراص مباشرة (وزن امتلاء TW).
3- تجمع الأقراص وتوضع في أكياس وتجفف هوائياً ثم تجفف في فرن على 70 م لمدة 72 ساعة وتوزن للحصول على الوزن الجاف DW.
4- يتم حساب محتوى الورقة النسبي من الماء بالمعادلة الآتية:
الوزن الطازج (FW) - الوزن الجاف (DW)
محتوى الورقة النسبي من الماء م = ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ × 100
وزن الامتلاء (TW) - الوزن الجاف (DW)
(Barrs, 1968)
7 الضغط الاسموزي Osmotic pressure
يعتبر زيادة الضغط الأسموزي للخلايا النباتية نتيجة تراكم المواد العضوية الذائبة في السيتوبلازم ذو أهمية في تحمل الأغشية الخلوية لأضرار الجفاف في المحاصيل المختلفة. وتتميز الأصناف ذات القدرة على التنظيم الاسموزي Osmoregulation بإعطاء مستويات محصول أعلى من نظيرتها الأقل قدرة على الضبط الإسموزي.
ويجرى تقدير الضغط الاسموزي كما يلي :
1- تؤخذ أجزاء من أوراق النبات ( يحدد موقع الأوراق على النبات) وتوضع في كيس لم تحفظ في فريزر الثلاجة لمدة 24 ساعة لكي يتم تجميد العصير الخلوي داخل خلايا الورقة وبالتالي يستهل الحصول عليه.
2- يتم بعد ذلك عصر الأوراق التي تم حفظها للحصول على نقطة من العصير الخلوي .
3- تقاس المواد الصلبة الذائبة الكلية بالورقة (TSS) بواسطة الرفراكتوميتر.
4- بواسطة معادلات خاصة يتم الحصول على قيم مقابلة لـ TSS وهي تمثل قيمة الضغط الاسموزي للعصير الخلوي (1960 ,Gosav) .
8- الجهد للماني للورقة والقدرة على الاحتفاظ بالماء :
Leaf water potential and it's retaining ability
تعتبر من الصفات البسيطة لتقدير الاختلافات المظهرية في قدرة الأصناف على الاحتفاظ بالماء أثناء فترات الإجهاد.
- تقدر الصفة يأخذ عينات من أوراق النباتات ويسمح لها بالجفاف.
- يجرى وزن الأوراق في المعمل بعد 24 و 48 ساعة من القطع.
- تعتبر الأصناف التي تجف أوراقها يبطء أكثر مقاومة للجفاف.
وتستخدم هذه الصفة كمعيار لمقاومة الإجهاد المائي في المحاصيل الحقلية .
- كما يمكن قياس الجهد المائي للنسيج النباتي بجهاز mocouple psychrometer والذي يستخدم في غربلة عشائر الأجيال الانعزالية تحت الظروف الحقلية.
وقد سجلت في بعض الحالات فروق بين القراءات المعملية والمشاهدات الحقلية حيث تكون في الحقل أعلى، الأمر الذي يستوجب وزن الأوراق على فترات أقصر (6 - 10 ساعات) من القطع والتجفيف في غرف محكمة على 20 م ورطوبة نسبية 50 % ، حيث تظهر الاختلافات بين الأصناف بوضوح عند إخضاعها للإجهاد المائي أثناء النمو.
9- دليل ثبات الكلوروفيل Chlorophyll stability index
يعتبر محتوى كلوروفيل الورقة دليلاً على استدامة الخضرة وقدرة النبات على الاستمرار في عملية التمثيل الضوئي والأنشطة السيولوجية الأخرى التي تمكن النبات من تحسين امتلاء الحبوب تحت المعروف البيئية القاسية.
- يتم تقدير كلوروفيل أ و ب بطريقة الطيف اللوني Spectrophotometric طبقاً لـ (1962 ,Faddeel) .
- كما يستخدم جهاز قياس الكلوروفيل Chlorophyll meter لتقدير محتوى كلوروفيل الورقة في المحاصيل الحقلية عند أي مرحلة من مراحل عمر النبات والذي يقيس قيم SPAD تحت الظروف الحقلية طبقاً لـ (1996 ,.Castelli et al).
10 - التمثيل الضوئي وعمليات الأيض الأخرى
Photosynthesis and other metabolic process
بعد معدل التمثيل أثناء وبعد الإجهاد المائي تعبير عن مقاومة أصناف المحاصيل للجفاف. إذ تعطى الأصناف المقاومة معدلات تمثيل ومحصول أعلى مقارنة بالأصناف الأقل في معدل التمثيل الضوئي. لذا تعتبر هذه الصفة مؤشراً عند تقييم التراكيب الوراثية للمقاومة للجفاف.
- يقدر صافي معدل التمثيل من الورقة الثالثة إلى ورقة العلم في القمح على مدار موسم النمو لكل صنف كدليل للمحصول. حيث سجل ارتباط موجب وعالي المعنوية (0.80 - 0.90) بين قياسات صافي التمثيل لورقة العلم ومحصول الحبوب (1974 Kaul) . وتستخدم عدة أجهزة لقياس معدل التمثيل الضوئي منها :
جهاز
Portable non - destrictive photosynthesis analyzer Portable infrared gas analyzer - Photosynthetic analyzer
(Singh, 2001 and Mohamed, 2003)
11- معدل النتح Transpiration rate
يتجه معدل النتح في الأصناف المتحملة للجفاف إلى التناقص مع زيادة الإجهاد الرطوبي للتربة. فتشير معدلات النتح المنخفضة إلى قدرة الصنف على الأقلمة وتحمل الجفاف، في حين تشير القيم المرتفعة للنتح إلى حساسية الصنف للجفاف.
- يتم تقدير معدل النتح (مجم ماء/ جم وزن غصن من الورقة/ الساعة) بطريقة الوزن السريع (160 ,Stocker, 1956 and Gosav) في الخطوات الآتية :
1- في الحقل، يتم قطع ورقة النبات كاملة. وتغطية مكان القطع بمادة الفازلين Vaselene للتحكم في خروج الماء من الورقة من الفتحات الطبيعية فقط.
2- يتم وزن الورقة مباشرةً على ميزان حساس (يفضل ميزان 4 أرقام عشرية) (أ) .
3- يتم تعليق الورقة تعليق حر في نفس بيئة وجود النبات لمدة 5 دقائق.
4- بعد ذلك توزن الورقة مرة أخرى ويسجل الوزن الثاني (ب)
5- فرق الوزن بين أ ، ب هو كمية الماء التي فقدت خلال هذه الفترة عن طريق الفتحات الطبيعية للورقة.
6- تنسب هذه الكمية من الماء بالملليجرام لكل وزن من الورقة في الساعة لحساب كمية النتح خلال هذه الفترة.
12- غضاضة الورقة Leaf succulence
يعتبر مخزون الماء في الجدر الخلوية لأوراق النبات من الخصائص الهامة في تأجيل جفاف الأنسجة عند تعرض النبات لتناقص رطوبة التربة. فتتميز سلالات وأصناف المحاصيل ذات الجدر الخلوية السميكة والتي تختزن كميات من الماء بإن نباتاتها أقدر على تحمل ظروف الجفاف. وتقاس غضاضة الورقة على نفس الورقة التي تم حساب معدل النتح عليها، بحساب مساحتها وعن طريق فرق وزن الورقة (أ - ب) وقسمتها على المساحة، تنتج قيمة تمثل غضاضة الورقة ( بالجم الديسيمتر)، والتي كلما زادت دلت على زيادة غضاضة الورقة .
رابعا: التقديرات الكيموحيوية Biochemical assessments
1 - محتوى البرولين Proline content
وجدت اختلافات جوهرية في محتوى الأصناف من البرولين وسرعة تراكمه عقب التعرض لظروف الجفاف الأمر الذي حذا بمربى النبات إلى اعتباره مؤشراً للإجهاد الرطوبى ويتم تقديره كالآتي :
المواد المستخدمة Reagents used
1- Acid - ninhydrin.
2- Glacial acetic acid.
3- Phosphoric acid.
4- Salphosalsilic acid.
5- Toluen.
* تحضير Acid - ninhydrin
1.25 جم من الننهيدرين + 30 مل حمض الخليك الثلجي + 20 مل من حمض الفوسفوريك 6 عياري (يحضر بـ 10 مل فوسفوريك + 10 مل ماء مقطر) وذلك قبل 24 ساعة من التحليل طبقاً لـ (1973 ,.Bates et al) .
• طريقة العمل :
1- يقطع ½ جم من أوراق النبات تقطيع جيد عند أخذ العينة وتوضع في أواني زجاجية.
2- يوضع عليها 10 مل من حمض السلفوسلسليك 23 لمدة ½ ساعة حتى يتغير لون الأوراق من الأخضر إلى الأصفر.
3- يتم نقل العينة كمياً إلى هون ثم يمزج الخليط ويطحن جيداً.
4- يتم ترشيح الخليط المطحون في أقماع على ورق ترشيح ويستقبل الراشح في أنابيب اختبار.
5- يؤخذ 2 مل من الراشح الناتج ويضاف له 2 مل من حمض الننهيدرين السابق تحضيره وأيضاً 2 مل من حمض الخليك الثلجي في أنبوبة اختبار.
6- يتم وضع المخلوط في حمام مائي على 100 م لمدة ساعة حتى تظهر علامات احمرار على المخلوط
7- تترك الأنابيب حتى تبرد أو تبرة في حمام ثلجي
8- يوضع في أنبوبة الاختبار التي بها المخلوط 4 مل من التولوين وترج جيداً حتى ملاحظة انتقال اللون الأحمر إلى منفصل التلوين الذى لا يمتزج مع باقي مخلوط الأنبوبة.
9- يتم سحب المنفصل من التولوين وبه البرولين وقياس ذلك على جهاز الطيف اللوني Specterophotemeter على درجة 520 نانوميتر
10- يتم حساب محتوى البرولين في أوراق النبات على أساس ميكرومول برولين لكلي جرام وزن طازج بعد التعويض في المنحنى القياسي Standared curve في المعادلة الآتية :
[μg proline/ ml of filtration x ml toluene)/ 115.5 μg/ μmole )]
{g Sample/ 5} = μ moles proline / g of fresh weight material
ميكرومول برولين جم وزن غض من العينة = 1 ( ميكروجرام برولين/ مل من الراشح × مل تولوين) 115.5 ميكروجرام / ميكرومول / [جم من العينة)/ 5 ] .
2- اقتفاء أثر الكربوهيدرات غير التركيبية المخزنة في الساق :
Detection of stem reserve mobilization
لقد تأكد وجود اختلافات جوهرية بين الأصناف في قدرتها على الاستفادة من الكربوهيدرات المخزنة في الساق وتحريرها أثناء الإجهاد الرطوبى المتأخر لتدعيم فترة امتلاء الحبوب.
- يتم كشف قدرة الأصناف على الاستفادة من الكربوهيدرات المخزنة بالساق بالتجفيف الكيماوي للمسطح الأخضر برشه بكلورات الصوديوم أو كلورات الماغنسيوم (2% ور - حجم) بعد 14 يوم من التزهير، عند بدء امتلاء الحبوب حيث يتحرك مخزون الساق للمساهمة في ملئ الحبوب، وقد أمكن إثباته ينصير الكربون المعلم C13 أو النيتروجين المعلم N15. ثم تجرى المفاضلة بين التراكيب الوراثية على أساس المحصول.
(Blum et al, 1983 a and 1983 b and Palta et al., 1994)
خامسا: التقدير الحقلي بمجرد النظر Visual
يمكن تقدير مدى مقاومة نباتات المحاصيل لظروف الجفاف في الحقل كالآتي :
1- استخدام مقياس نظري من 1-9 ( 1997 IRRI, 1977 and Gupta)، حيث :
1 : لا توجد أي أعراض مرثية لتأثير الجفاف.
9: جميع النباتات ميتة.
وبين 1 - 9 تتفاوت التراكيب الوراثية في مقاومتها للجفاف ويوضح شكل (18) التوزيع التكرارى لـ 1829 سلالة من الأرز تحت ظروف إجهاد رطوبي شديد (- 9 إلى - 10 بار). حيث سجلت 109 سلالة الدرجة 4 أو أقل، وسجل صنفا المقارنة Salampikit و 58 - 2 - 442 IR الدرجة 5 .
شكل (18) التوزيع التكراري لـ 1829 سلالة من الأرز لتحمل الجفاف
يشير مقياس الجفاف 1 : إلى عدم وجود أعراض مرثية للجفاف أو ظهور بعض الأعراض الخفيفة.
9 : جميع النباتات ميتة (1977 ,IRRI).
2 - صفة استدامة الخضرة (البقاء أخضر) (Stay green (Green longivity
تقاس في الذرة الشامية بمجرد النظر على مقياس من صفر - 10 على عينة نباتية عند عمر 100 أو 115 يوم من التكشف حيث :
صفر: الأوراق خضراء بالكامل Complete stay green .
10 : مسوت الأوراق بالكامل Walulu et al., 1994). Complete leaf death) كما تقاس صفة البقاء أخضر في أوراق الذرة الرفيعة بمجرد النظر على مقياس من صفر - 5 عند 50% تزهير على النحو التالي :
1 : الورقة خضراء بالكامل.
3 : 50 % من مساحة الأوراق ميت.
5 : كل الأوراق أو النباتات ميت (عن: 2001,Mostafa).
سادسا: تقدير المحصول وقياسات تحمل الجفاف :
Yield and drought tolerance measurements
تتخذ مستويات محصول الأصناف تحت ظروف الجفاف معياراً أساسياً لمقاومة الجفاف في المحاصيل الحقلية. ويتم هذا التقدير تحت ظروف الحقل والصوبة.
ويتطلب تقييم أداء الأصناف تصميم تجارب في مكررات وتقدير المحصول تحت ظروف الري العادي (Yield Potential (Yp وكذلك تحت ظروف الجفاف Yield stress (Ys) وبناء على ذلك يمكن تقدير مقاييس تحمل الجفاف الكمية كالآتي :
1- دليل الحساسية للجفاف Drought sensitivity index «DSI»
لقد تمكن (1979) Fischer and Wood من توضيح أهمية تطبيق معادلة دليل الحساسية للجفاف DSI» على محصول الحبوب لتحديد أصناف القمح الحساسة والأخرى المتحملة لظروف إجهاد الجفاف وقد كانت المعادلة كما يلى :
DSI = {1 - (Yd/ Y) } / SI
SI = {1 - Ȳd/Ȳp}
حيث أن :
Yd = محصول حبوب الصنف تحت ظروف الجفاف.
Yp = محصول حبوب الصنف تحت ظروف الري الطبيعي.
Ȳd = : متوسط محصول حبوب جميع الأصناف تحت ظروف الجفاف.
Ȳp = متوسط محصول حبوب جميع الأصناف تحت ظروف الري الطبيعي.
وعندما تقل قيمة «DSI» يكون ذلك دليلاً على تحمل الصنف للجفاف، وعندما تزيد قيمة «DSI» يكون ذلك دليلاً على حساسية الصنف للجفاف.
2 - مقياس « تحمل الجفاف » (DT)
Drought tolerance = Yd / Yp
حيث :
Yd: المحصول تحت ظروف الجفاف.
Yp: المحصول تحت ظروف الري العادي.
(Fereres et al., 1986 and Saulescu et al, 1995)
3- دليل التحمل TOL
Tolerance index = Yp - Yd
ويقدر متوسط الإنتاجية (Mean productivity (MP على أساس محصول القطعة التجريبية.
MP = (Yp + Yd)/ 2
(Rosielle and Hambling, 1981)
4- متوسط الإنتاجية الهندسي Geometric mean productivity (GMP)
GMP= 
(Fernandez, 1992 and Kristin et al., 1997)
5- دليل تحمل الجفاف Drought tolerance index (DTI)
DTI = (Yp/ Ȳp) (Yd/ Yd) (Ȳd/ Ȳp)
(Yp) (Yd)/ (Ȳp)2 =
(Fernandez, 1992)
6- نسبة النقص في المحصول Yield reduction ratio (YR)
YR = 1 - (Yd/Yp)
(Golestani - Araghi and Assad, 1998)
وقد أقترح Blum وآخرون (1983) تقدير النسبة المئوية لضرر المحصول من المعادلة الآتية :
Yield injury % = (Yp-Yd)/Yp × 100
7- الأداء النسبي Relative performance (P)
and P = (Ya/ Yp) R
R = (Ȳd/Ȳp)
(Abo - Elwafa and Bakheit, 1999)
8- مقياس التفوق أو المحصول النسبي Superiority measure or relative yield
(RY) = Yd/Yp
حيث :
Ya محصول تركيب وراثي معين تحت ظروف الإجهاد الرطوبي.
Yp أعلى محصول لأعلى تركيب وراثي تحت ظروف الإجهاد الرطوبي.
(Lin and Binns, 1988)
ومن الدراسات الفريدة في حصر أدلة قياس تحمل الجفاف ما قام به كل من Taghian and Abo-Elwafa عام (2003) لتحديد متوسط أداء الأصناف تحت ظروف الإجهاد والري باختبار 29 تركيب وراثي من القمح الربيعي بمزرعة جامعة أسيوط خلال موسمي
2002/2001 و 2002 /2003 حيث أظهرت النتائج (جدول 2) ما يلى :
1- وجود فروق معنوية بين التراكيب الوراثية تحت ظروف الجفاف والري العادي وكذلك التحليل المشترك للمحصول والصفات المرتبطة به .
2- أظهرت جميع التراكيب الوراثية نقصاً في الصفات المحصولية وبلغت نسبة النقص في المحصول - 46.77% لمتوسط جميع التراكيب الوراثية تحت ظروف الجفاف مقارنة بالري العادي.
3- أمكن الحصول على تبكير قدرة - 10.39 % و - 9.08 % تحت ظروف الجفاف مقارنة بالري العادي في أبكر التراكيب الوراثية سونورا - 64 والتركيب الوراثي رقم 4 على الترتيب.
4- أعطى التركيب الوراثي رقم 23 أعلى محصول 18.15 أردب / فدان تحت ظروف الري العادي. بينما تحت ظروف الجفاف، أعطى الصنف سخا 8 والتركيب الوراثي رقم 25 أعلى محصول قـدرة 10.10 و 9.09 أردب/ فدان، على الترتيب بدون وجود فرق معنوي بينهما. وعلى المتوسط العام ، أنتج أيضاً الصنف سخا 8 إلى جانب التراكيب الوراثية أرقام 23 و 25 و 24 و 22 و 8 أعلى محصول بمتوسط قدرة 13.22 و 12,97 و 12.60 و 36 12 و 12.07 و 12.05، على الترتيب.
5- وجد ارتباط موجب وعالي المعنوية بين المحصول تحت ظروف الري العادي (Yp) والمحصول تحت ظروف الجفاف (Ya) مع كل من دليل تحمل الجفاف (DTI) ومتوسط المحصول (MP) ومتوسط الإنتاجية الهندسي (GMP) ( جدول 3 ) .
ويشير الارتباط الموجب عالي المعنوية بين المحصول تحت ظروف الجفاف (Y) وكل الأداء النسبي (P) والمحصول النسبي (RY) ، وكذلك بين الأداء النسبي (P) والمحصول النسبي (RY) ، إلى أن مقاييس الأداء النسبي (P) والمحصول النسبي (RY)، تعتبر من الأدلة تحت ظروف الجفاف لتحديد التراكيب الوراثية عالية التحمل للإجهاد الرطوبي. فالتراكيب الوراثية التي تعطى أعلى القيم في الأداء النسبي (P) تعطى أقل فرق في المحصول بين ظروف الإجهاد والري العادي فيما يعرف بمعامل التحمل (TOL).
جدول (2) محصول الحبوب تحت ظروف الري العادي (Yp) والجفاف (Yd) ودلائل تحمل الجفاف ل 29 تركيب وراثي من القمح الربيعي
جدول (3): معامل الارتباط بين محصول الحبوب تحت ظروف الري العادي (Yp) والجفاف (Yd) ودلائل تحمل الجفاف
* وقد أظهرت دراسة El-Hifny وآخرون (2003) تباين تقديرات دليل الحساسية للجفاف بين مائة سلالة منتخبة للجيل الذاتي الأول "S1" لتحمل الجفاف من عشيرة مفتوحة التلقيح من الذرة الشامية. وأمكن تمييز عشرة سلالات أكثر تحملاً للجفاف وأعلى محصولاً، يوصى بإدخالها في برامج تحسين محصول الحبوب تحت ظروف الجفاف. ومن بين المائة سلالة، سجلت 25 سلالة قيم أقل من الوحدة لدليل الحساسية للجفاف DSI، كانت أكثر تحملاً للجفاف. وفي داخل هذه المجموعة أعطت عشر سلالات قيم تراوحت من ( 0.04 إلى 0.28 ) وتميزت بأعلى محصول حبوب تحت الظروف المثلى (641.5 إلى 819.5 كجم/ قطعة) وتحت ظروف الإجهاد المائي (625.5 إلى 755.0 كجم/ قطعة) (جدول 4) .
وعموماً فإن الانتخاب لدليل الحساسية للجفاف المنخفض مع متوسط السلوك المرتفع لأى صفة تحت ظروف الإجهاد سوف يكون مفيداً في إمكانية استغلال التراكيب الوراثية المتميزة الأداء لزراعتها تجت ظروف المناطق التي تعاني من نقص الماء.
جدول (4): التوزيع التكراري لدليل الحساسية للجفاف (DSI) ل100 سلالة (1S) من الذرة الشامية
