د. محمد طه زلمه: كيف تخزين بذور البصل للحفاظ على صفات جودة البذور؟

هذه المقالة مستخلصة من بحث تم نشرة في المجلة الدولية للعلوم الزراعية والبيولوجية عام 2021
Zalama, M.T. (2021). Viability Studies on Longevity of Onion Seeds under Various of Seed Storage Conditions. Int. J. Agric. Biol. Sci., 04: 62-75. DOI: 10.5281/zenodo.5141607

مقدمة:

تتميز بذور البصل (Allium cepa L.) بفترة تخزين قصيرة وقابلية أقل للبقاء ورطوبة أعلى مقارنة بمعظم الخضروات، مما يمنعها عادةً من الانتقال لموسم الزراعة التالي.

يؤدي تخزينها في ظروف غير ملائمة إلى تدهور حيويتها، مما يستدعي تقييم الجودة بشكل متزايد في الظروف الصعبة.

العوامل المؤثرة في قدرة تخزين البذور تشمل الوراثة، توقيت الحصاد، طرق التعامل، وتجفيف البذور، بالإضافة إلى تكييفها وظروف التخزين مثل درجة الحرارة والرطوبة.

تؤثر التغيرات الموسمية والظروف الفيزيائية، خاصةً التفاعل بين الحرارة والرطوبة ومحتوى رطوبة البذور، على فترة التخزين ونمو الشتلات وإنتاجيتها.

محتوى الرطوبة عامل حاسم في تحديد تدهور البذور، حيث تؤثر تغيراته الصغيرة بشكل كبير على عمر التخزين.

كما أن ارتفاع الرطوبة أو درجة الحرارة أثناء التخزين يزيد من تدهور البذور. لذلك، من الضروري اعتماد تقنيات التحكم في درجة الحرارة والرطوبة لضمان جودة بذور البصل على المدى الطويل.

توفر تخزين البذور في حاويات محكمة الغلق بيئة مثالية، حيث تحمي من التلوث وتمنع فقدان المواد الكيميائية، على عكس الحاويات التي تسمح بدخول الرطوبة.

تعتمد تقنية التخزين المحكمة على استخدام حاويات تمنع تبادل الغازات.

اختبار الإنبات وحده غير كافٍ لتقييم صلاحية التخزين الطويل الأمد. لذلك، اُستخدم اختبار الشيخوخة المتسارعة لتقدير صلاحية بذور البصل، ولكن هذا الاختبار لا يأخذ في اعتباره تأثير الرطوبة ودرجات الحرارة أثناء التخزين.

لذا تم تطوير معادلات عمر البذور التي تجمع بين تأثيرات الرطوبة ودرجات الحرارة ، حيث أن الدفعات التي تحتفظ بصلاحيتها جيدًا في التخزين تُعتبر عالية الجودة، بينما تلك التي تنخفض صلاحيتها تُعتبر رديئة.

أجريت هذه الدراسة لتحديد الظروف المناخية المثلى وحلول التعبئة المناسبة لتعزيز صلاحية بذور البصل وتخزينها بشكل طويل الأمد.

مصدر البذور ومكان الدراسة

أُجريت الدراسة في وحدة بحوث تكنولوجيا البذور، المنصورة، محافظة الدقهلية، معهد بحوث المحاصيل الحقلية، مركز البحوث الزراعية، مصر، خلال عامي 2018-2019.

تم الحصول على بذور البصل الطازجة صنف جيزة الأحمر من قسم بحوث البصل، معهد بحوث المحاصيل الحقلية، مركز البحوث الزراعية، الجيزة، مصر.

تفاصيل تصميم التجربة والعوامل تحت الدراسة

أجريت ثلاث تجارب تحت ظروف تخزين مناخية مختلفة، باستخدام تصميم عاملية عشوائية كاملة (CRD) مع عاملين: مواد تعبئة البذور بمستويين وفترات تخزين بعشرة مستويات، مع تكرار ثلاث مرات لكل معالجة من مجموع 60 معالجة.

1- العامل الأول شمل ظروف التخزين المناخي:

1) التخزين في الغرفة المحيطة بدرجة حرارة متغيرة ورطوبة نسبية بمتوسط 21.4 درجة مئوية و55٪ رطوبة.

2) التخزين البارد في الثلاجة عند 5 درجات مئوية ورطوبة 30 ± 2٪؛ 3) التخزين الدافئ في حاضنة عند 25 ± 2 درجة مئوية ورطوبة 60 ± 5٪.

2- العامل الثاني تمثل في مواد تعبئة البذور التي شملت:

1) تعبئة غير محكمة الغلق بأكياس من القماش الموسلين (4 × 6 بوصة) داخل كيس أكبر (9 × 11 بوصة).

2) تعبئة محكمة الغلق باستخدام أكياس بولي إيثيلين (500 مقياس، 125 ميكرومتر و4 × 6 بوصة) داخل حاويات عازلة غير منفذة من مادة البولي بروبيلين عالية الكثافة مع صمامات لضمان الإحكام.

3- العامل الثالث اشتمل على فترات تخزين البذور، حيث تم جمع عينات من 0 إلى 20 شهرًا مع فاصل زمني شهري بين كل عينة.

التحضيرات قبل اجراء التجربة

قبل تخزين البذور (الوقت = 0)، تم إزالة البذور غير الطبيعية والتالفة لجمع البذور الجيدة. أُخذت عينة عشوائية لقياس الحالة الأولية، حيث كانت محتوى الرطوبة 7.6٪، ونسبة الإنبات 94٪، والإنبات بعد اختبار الشيخوخة المتسارعة 85٪ (41 درجة مئوية و100٪ رطوبة نسبية لمدة 72 ساعة).

بعد ذلك، جففنا بذور البصل في المجففات حتى وصلت إلى محتوى رطوبة حوالي 6٪ على الأقل (بناءً على أساس الجفاف). تم قياس حالة البذور ومحتوى الرطوبة وفقًا لـقواعد منظمة ISTA (2003).

فيما بعد، تم حصر الكمية المطلوبة من البذور لكل معاملة وتعبئتها لمتابعة عملية التخزين.

 

تخزين بذور البصل

اجراء اختبار الإنبات وتقييم صفات جودة بذور البصل

تم تعقيم بذور البصل المخزنة باستخدام كلوريد الزئبق بنسبة 0.1٪ لمدة دقيقة، ثم شُطفت بالماء المقطر. أُخذت ثلاث مكررات من 300 بذور لكل معالجة لاختبار الإنبات.

وُضعت 25 بذور بين ورقتين مبللتين من ورق الترشيح (Whatman رقم 1) في أطباق بتري معقمة (قطر 15 سم)، واعتُبرت كل أربعة أطباق تكراراً واحداً.

بعد المعالجات، تم تحضين الأطباق في حجرة نمو عند 20 درجة مئوية و80٪ رطوبة نسبية في ظروف مظلمة.

خلال فترة الإنبات، تم ترطيب ورق الترشيح بـ 10 مل من الماء المعقم عند الحاجة.

استمرت الملاحظات اليومية للشتلات الناشئة لمدة 12 يوماً بعد البذر لقياس معايير قوة البذور (ISTA، 2003).

اهم نتائج اختبار الانبات

1- تأثيرات العوامل الفردية

أظهرت بيانات التجربة أن قابلية إنبات بذور البصل تأثرت بشكل ملحوظ بظروف التخزين المناخية ومواد التعبئة وفترات التخزين.

حققت معاملات التخزين البارد (5درجات مئوية و30±2% رطوبة نسبية) ومواد التعبئة المحكمة (أكياس بولي إيثيلين، 500 مقياس) وفترة التخزين (شهرين) أعلى نسب لإنبات البذور، حيث بلغت 88.15% و77.44% و92.45% على التوالي. بينما سجلت معاملات التخزين الدافئ (25±2 درجة مئوية و60±5% رطوبة نسبية) ومواد التعبئة غير المحكمة (أكياس قماش شاش) وفترة التخزين (20 شهرًا) أدنى نسب، حيث بلغت 56.02% و64.72% و47.57% على التوالي.

2- تأثيرات التفاعل بين عوامل التجربة

أظهرت بيانات التجربة أن تفاعل ظروف التخزين المناخي مع مواد تعبئة البذور وفترات التخزين يؤثر بشكل كبير على معدلات بقاء وحيوية البذور. حيث تفوقت معاملة التخزين البارد (5 درجات مئوية و30 ± 2٪ رطوبة نسبية) بشكل ملحوظ على تخزين الغرفة (درجات حرارة ورطوبة متغيرة) والتخزين الدافئ (25 ± 2 درجة مئوية و60 ± 5٪ رطوبة نسبية) في جميع مواد التعبئة وفترات التخزين.

كما أظهرت المواد المحكمة (أكياس البولي إيثيلين، مقاس 500) انخفاضًا أقل في حيوية البذور مقارنة بالمواد غير المحكمة (أكياس القماش) في جميع الظروف. مع تقدم فترة التخزين، انخفضت قيم الحيوية تدريجيًا في المراحل الأولى ثم بشكل أسرع حتى وصلت إلى الحد الأدنى بعد 20 شهرًا.

وأخيرًا، أظهر الجمع بين التخزين البارد وأكياس البولي إيثيلين أعلى نسبة حيوية للبذور (94.26 و85.52٪) مقارنة بأدنى القيم الناتجة عن التخزين الدافئ وأكياس القماش غير المحكمة (91.19 و8.49٪) في الفترتين الأولى والأخيرة (2 و20 شهرًا) على التوالي.

تم رسم منحنيات بقاء البذور وقابلية البقاء المتوقعة للتنبؤ بمعدلات بقاء البذور باستخدام انحدار المربعات الصغرى، حيث تم تحليل تأثير زيادة وحدة واحدة في فترة التخزين (0-20). أظهرت البيانات أن خفض درجة حرارة التخزين والرطوبة النسبية، جنبًا إلى جنب مع التعبئة المحكمة (أكياس بولي إيثيلين مقياس 500)، في المساهمة بشكل كبير في الحفاظ على قابلية بقاء البذور وتعزيز عمر البذور.

تدعم هذه النتائج معادلة قابلية بقاء البذور ، حيث سجلت نسبة إنبات 85.5% بعد 20 شهرًا من التخزين.

تأثير معاملات تخزين البذور على مؤشرات قوة البذور

أظهرت البيانات أن مؤشرات قوة البذور تأثرت بشكل ملحوظ بظروف التخزين المناخية، ومواد التعبئة، وفترات التخزين، وتفاعلاتها.

وكانت معاملة التخزين البارد (5 درجات مئوية و30 ± 2٪ رطوبة نسبية) هي الأكثر ملاءمة، حيث سجلت أعلى استجابة ذات دلالة إحصائية مقارنة بظروف التخزين الأخرى، مع زيادة قدرها 62٪ دليل قوة الإنبات و74٪ دليل قوة البادرات، بينما انخفضت درجة الموصلية الكهربية للبذور بنسبة 27٪.

كما قدمت مواد التعبئة المحكمة (أكياس البولي إيثيلين) زيادات أكبر بنسبة 22٪ لدليل قوة الإنبات و19٪ لدليل قوة البادرات مقارنة بمواد التعبئة غير المحكمة (أكياس القماش الموسلين)، في حين انخفضت نسبة التوصيل الكهربي للبذور بنسبة 16٪

مع تقدم فترة التخزين، تراجعت صفات قوة البذور قليلاً في المراحل الأولى ثم بشكل أسرع حتى وصلت إلى أدنى مستوياتها بعد 20 شهرًا. تشير النتائج المتعلقة بتأثيرات التفاعلات إلى أن جميع المعاملات كانت لها تأثيرات كبيرة على صفات قوة البذور.

وأخيراً، كان تخزين البذور في أكياس البولي إيثيلين المحكمة هو الأفضل للحفاظ على قوة البذور.

تفسيرات النتائج المتحصل عليها

1- تفسيرات تدهور حيوية البذور أثناء التخزين

أثناء تخزين البذور، يمكن أن يبدأ تدهور البذور بسرعة، مما يتسبب في تنفس سريع وفقدان لمادة البذور، مما يؤدي إلى انخفاض في الخصائص الوظيفية والتغذوية ، وانخفاض نسبة الفسفوليبيدات في الأغشية وزيادة مستويات الأحماض الدهنية.

يحدث تدهور البذور بسبب تلف الغشاء والبروتينات والأحماض النووية، بالإضافة إلى تراكم الإنزيمات، مما يؤدي إلى خلل في الأغشية وعضيات الخلايا، وينتهي بموت البذور وفقدان قدرتها على الإنبات.

كما تؤثر فترة التخزين بشكل كبير على جودة البذور الفسيولوجية ، حيث تشير الفرضية الأهم في شيخوخة البذور إلى تحلل الإنزيمات نتيجة التغيرات في هياكلها الجزيئية وانخفاض قوة البذور بسبب بيروكسيد الدهون خلال فترة التخزين.

تتمتع بذور البصل بعمر تخزين قصير جدًا بسبب حساسية الجنين للإصابة بالترطيب وتسرب الإلكتروليتات ونمو الفطريات أثناء الامتصاص والإنبات، مما يؤدي إلى فقدان حيويتها، لذلك يمكن تخزينها لفترات قصيرة فقط في ظروف محيطة.

2- تفسير تأثيرات نسبة الرطوبة الداخلية، درجة الحرارة والرطوبة الجوية على حيوية بذور البصل أثناء التخزين

تشير الدراسات إلى أن تخزين البذور في درجات حرارة ورطوبة نسبية منخفضة يمكن أن يبطئ معدل تدهورها، إلا أن من الصعب التنبؤ بدقة بعمرها التخزيني.

حتى في الظروف المثلى (درجة حرارة منخفضة + رطوبة نسبية)، يعتمد الأداء بعد التخزين على نوع البذور. نتائجنا تتوافق بشكل كبير مع الدراسات السابقة حول تفاعل العوامل.

للحفاظ على عمر البذور لفترة طويلة (2-3 سنوات) وزيادة قوة بذور البصل في الظروف الاستوائية وشبه الاستوائية، يجب اتباع ممارسات تخزين معينة: الحفاظ على الرطوبة النسبية بين 6.0-6.8٪ ودرجات حرارة بين 2-20 درجة مئوية ، تخزينها بإحكام في حاويات غير منفذة عند 20-25 درجة مئوية.

علاوة على ذلك، أظهرت البذور المخزنة عند 5 درجات مئوية ورطوبة نسبية بين 11.3-22.5% أفضل قيم الإنبات وقوة البادرات، مقارنة بظروف 35 درجة مئوية و75.3-84.3% رطوبة نسبية.

أخيراً، يمكن لبذور البصل أن تحافظ على قابلية الإنبات وقوتها لسنوات عديدة من خلال تخزينها في ظروف جافة (حوالي 5-7% SMC) وضبط درجة الحرارة بين 4-15 درجة مئوية والرطوبة النسبية بين 20-60% وتخزينها في حاويات محكمة.

نظرًا لأن نماذج صلاحية البذور تنطبق فقط على البذور ذات الخصائص الفسيولوجية المحددة، فإن تأثير محتوى الرطوبة ودرجة الحرارة على عمر البذور يعتمد بشكل كبير على النوع والتركيب البنيوي والكيميائي للبذور.

تتوافق نتائجنا مع دراسات سابقة، حيث تشير إلى أن تقليل محتوى الرطوبة ودرجة الحرارة ضمن حدود معينة يعزز عمر البذور.

تؤدي درجات الحرارة المرتفعة أثناء التخزين ومعدلات عالية لمحتوى الرطوبة إلى زيادة تدهور البذور.

كشفت التجارب طويلة المدى عن الكمية المثلى لمحتوى الماء في حاويات البذور .

تصبح معادلة قابلية بذور البصل للبقاء أقل دقة بعد 3 سنوات من فترات التخزين الممتدة من 1-10 سنوات. قيمة مؤشر التخزين (σ) تعتمد على الظروف البيئية (درجة الحرارة والرطوبة النسبية) وهي مستقلة عن جودة البذور الأولية.

يعتمد الوقت حتى تفقد جميع البذور قابلية البقاء على قيمة مؤشر التخزين (σ) ونسبة البذور القابلة للحياة في بداية التخزين.

تشير نتائجنا إلى أن الجمع بين التخزين البارد وأكياس البولي إيثيلين خلال فترات التخزين التي تبلغ 20 شهرًا يؤدي إلى قيمة أعلى لـ σ (توزيع وفيات البذور عبر الزمن)، مما يعني أن البذور ستتمتع بمدة حياة أطول.

بعد تعديل محتوى الماء في البذور، تعمل حاوية التخزين كحاجز لمنع تسرب الرطوبة من البذور ومنع دخول الماء الخارجي.

لذا، لتحقيق أقصى عمر للبذور، يجب التحكم في مستويات رطوبتها. أظهرت الدراسات السابقة أن نوع مادة التعبئة يؤثر على مدى قابلية التخزين، حيث تحتفظ العديد من البذور بقدرتها على البقاء بشكل أفضل في الحاويات المغلقة مقارنة بالتخزين المفتوح.

كما حافظت ظروف التخزين المحكمة على جودة الفسيولوجية العالية لبذور. يمكن استخدام أكياس البولي إيثيلين (عيار 700) للتخزين طويل الأمد لبذور البصل بنسبة 6٪ رطوبة نسبية.

كانت أكبر خسارة في قابلية البذور للبقاء والحيوية لبذور البصل المخزنة في حاويات منفذة مقارنةً بتلك المخزنة في حاويات غير منفذة، بسبب التغيرات في محتوى الرطوبة ودرجة التوازن الاسترطابي.

أخيرًا، كان الانخفاض في الإنبات وطول الجذر وطول البراعم ومؤشر القوة في بذور البصل المخزنة في حاويات منفذة في درجة حرارة الغرفة لمدة 24 شهرًا أكبر مقارنة بالبذور المخزنة في حاويات غير منفذة مع أكياس البولي إيثيلين.

الخلاصة والتوصية

أكدت نتائجنا أن مستوى الرطوبة المتوازن للبذور عند 6%، مع خفض الرطوبة النسبية ودرجة حرارة التخزين ضمن حدود مناخية ملائمة (5 درجات مئوية و30±2% رطوبة نسبية)، بالإضافة إلى استخدام أكياس بولي إيثيلين مقاس 500 و125 ميكرومتر في حاويات غير منفذة، يسهم في المحافظة على صلاحية البذور للتخزين طويل الأمد ويعزز معدلات قوة بذور البصل. وبالتالي، فإن الاستخدام الفعال لأجهزة تعبئة البذور المحكمة والظروف المناخية الملائمة يحمي البذور من التدهور الحيوي وغير الحيوي، مما يمكن من حفظها لمدة موسمين متتاليين، وبالتالي تقليل الطلب على شراء البذور.