Yield and Physiological Responses of Chickpea Cultivars to Arbuscular Mycorrhizal Fungi Inoculation under Drought Stress

في المواسم الجافة والباردة في وسط الهند، يزرع المزارعون محصولاً حيوياً يسمى الحمص. هذه البقوليات هي ركيزة أساسية للأمن الغذائي، حيث توفر البروتين الضروري لملايين البشر. ومع ذلك، يواجه المحصول عدواً لا يرحم: الطقس. يُزرع الحمص عادةً بعد أمطار الموسم الموسمي، معتمداً كلياً على المياه المتبقية في التربة. ومع تقدم الموسم وازدياد حرارة الشمس، تتبخر هذه الرطوبة المخزنة ببطء. وبحلول الوقت الذي تكون فيه النباتات جاهزة لإنتاج بذورها، غالباً ما تكون التربة جافة تماماً. هذا النوع المحدد من نقص المياه، المعروف باسم الجفاف النهائي، يضرب في اللحظة التي يحتاج فيها النبات إلى الماء بشدة، مما يؤدي غالباً إلى فشل المحاصيل أو تقلصها بشكل كبير.

وللبقاء على قيد الحياة خلال فترة الجفاف هذه، طورت النباتات أنظمة دفاع داخلية. فعندما تشح المياه، تنتج مواد كيميائية معينة لحماية خلاياها والحفاظ على اخضرار أوراقها. أحد هذه المواد الكيميائية هو "البرولين"، الذي يعمل مثل الإسفنجة للاحتفاظ بالماء داخل خلايا النبات. أما الدفاع الآخر فهو إنزيم يسمى "سوبر أكسيد ديسميوتاز"، والذي يعمل كفريق تنظيف، حيث يزيل النواتج الثانوية الضارة التي تتراكم عندما تتعرض النبتة للإجهاد. ويعلم العلماء منذ زمن طويل أن نوعاً من الفطريات المفيدة، التي تعيش داخل جذور النبات، يمكن أن يساعد المحاصيل في الوصول إلى المزيد من الماء والمواد المغذية. هذه الشراكة، التي تسمى "الميكوريزا"، تشبه الامتداد الطبيعي لنظام جذور النبات نفسه، حيث تمتد لمسافات أبعد في التربة لتجد ما يحتاجه النبات. والسؤال الذي كان الباحثون يطرحونه هو ما إذا كانت هذه الشراكة الطبيعية يمكن أن تساعد أنواعاً مختلفة من الحمص على البقاء خلال نهاية الموسم القاسية، وما إذا كانت بعض أنواع الحمص ببساطة أفضل في استخدام هذه المساعدة من غيرها.

قام باحث في جامعة "دكتور بانجابراو ديشموخ كريشي فيديابيث" في أكولا بالهند، بالإجابة على هذه الأسئلة من خلال تجربة ميدانية أجريت على مدار موسمين زراعيين. اختار سبعة أصناف مختلفة من الحمص، تتراوح بين الأصناف المحلية المفضلة والأنواع الأحدث ذات الإنتاجية العالية. وفي حقولهم، خلقوا حالتين متميزتين. في مجموعة من القطع الأرضية، تلقت النباتات رياً منتظماً في أوقات حرجة، مما ضمن حصولها على ما يكفي من الرطوبة لإكمال دورة نموها. وفي المجموعة الأخرى، لم تتلق النباتات أي ماء بعد الزراعة الأولية، مما أجبرها على تحمل الجفاف الطبيعي للتربة. ومن الأهمية بمكان أن جميع النباتات في التجربة عولجت بالفطريات الميكوريزية المفيدة وقت الزراعة، مما سمح للباحث برؤية كيفية أداء الفطريات تحت كل من الظروف الرطبة والجافة.

كانت النتائج واضحة ومتسقة. وكما كان متوقعاً، أنتجت النباتات التي واجهت الظروف الجافة كمية أقل من الحبوب والقش مقارنة بجيرانها التي سُقيت بانتظام. تسبب نقص المياه في فقدان الأوراق للونها الأخضر بشكل أسرع وتقليل كمية المياه التي يمكن للنبات الاحتفاظ بها في أنسجته. ومع ذلك، أظهرت النباتات الجافة أيضاً زيادة هائلة في دفاعاتها الداخلية؛ فقد أنتجت كميات أكبر بكثير من البرولين ونشطت إنزيمات التنظيف لديها بقوة أكبر بكثير من النباتات المسقية. وقد أكد هذا أن النباتات كانت تقاتل بشدة ضد الإجهاد، لكن هذه المعركة جاءت على حساب إنتاجها النهائي.

لم تقاتل جميع أصناف الحمص الجفاف بنفس النجاح. وجد الباحث أن صنفاً معيناً، يسمى JAKI-9218، قد برز كالأكثر صموداً. فعندما نفدت المياه، فقد هذا الصنف أقل قدر من إنتاجيته المحتملة، حيث انخفض بنحو عشرة بالمائة فقط مقارنة بنظرائه الذين سُقوا بانتظام. كما تمكن من الحفاظ على أوراقه أكثر اخضراراً والاحتفاظ بمزيد من الماء في أنسجته مقارنة بأي صنف آخر تم اختباره. علاوة على ذلك، كان JAKI-9218 الأكثر فعالية في تعزيز دفاعاته الداخلية، حيث أنتج أعلى مستويات من البرولين الواقي وأظهر أقوى استجابة في إنزيمات مضادات الأكسدة لديه. كما أظهر نوعان آخران، وهما PDKV Kanak وPDKV Kanchan، أداءً جيداً، حيث أظهرا صموداً مشابهاً ولكنه أقل دراماتيكية.

وفي المقابل، عانت أصناف أخرى بشكل كبير. فقد عانى صنف واحد، وهو Gulak-1، من أكبر قدر من الخسائر، حيث فقد أكثر من عشرين بالمائة من إنتاجيته المحتملة تحت نفس الظروف الجافة. كما أظهر أضعف قدرة على الاحتفاظ بالماء في أوراقه وأقل زيادة فعالية في كيميائياته الواقية. أثبتت الدراسة أنه بينما ساعدت الفطريات المفيدة جميع النباتات إلى حد ما، فإن التركيبة الجينية للحمص نفسه هي التي حددت مدى قدرتها على التعامل مع الإجهاد. فكانت الأصناف الأكثر تحملاً قادرة على الحفاظ على عملية التمثيل الضوئي وتوازن المياه بشكل أفضل، مما سمح لها بإنتاج محصول حتى عندما تكون التربة جافة.

تشير هذه النتائج إلى مسار عملي للمزارعين في المناطق المعرضة للجفاف. فمن خلال زراعة الأصناف الأكثر صموداً، مثل JAKI-92টি، وضمان تلقيحها بالفطريات الميكوريزية المفيدة، يمكن الحفاظ على إنتاج الحمص حتى عندما تفشل الأمطار في نهاية الموسم. لا تدعي هذه الأبحاث أنها حلت مشكلة الجفاف، لكنها تحدد أدوات محددة تعمل معاً بفعالية. إن الجمع بين صنف جيني قوي وشريك طبيعي في التربة يوفر طريقة موثوقة لحماية المحصول، مما يضمن استمرار هذا المحصول الهام في إطعام المجتمعات رغم تحديات المناخ المتغير.