Saturday, September 19, 2015

البحث العلمي - العوامل التي تؤثر على انبات زنبقة الساحل - اللقاء الاول يوم 20 أيلول 2015


المقدمة



لا تعيش نباتات اليابسة على حافة الشاطئ بالقرب من مياه البحر ( تدعى هذه الرقعة 


من الشاطئ - الشاطئ الميت) ، وذلك لسبب ارتفاع تركيز الأملاح فيها لأن مياه البحر

 تغمرها عند ارتفاع الأمواج. 

ولكن على بعد مسافة معينة من الشاطئ(تقريباً 30 متر)  في المنطقة الرملية  وعدة


أمتار بعد مرتفع صخور الكركار (حيث لا تصل مياه البحر) توجد نباتات اليابسة مثل 

النبات الأزرق (עדעד כחול) زنبقة الساحل(חבצלת החוף)، مداد الرمال (חבלבל

 החולות)، انحناء الضبع (עכנאי שרוע) النجيل (יבלית) ו' מתנן, وغيرها من 

النباتات الحولية.


 شروط الحياه في هذه الرقعة  من الساحل غير مريحة للنباتات، لسبب تحرك الرمال 

واستيعابها للماء بسرعة وتغلغل المياه الى الاعماق وزيادة تركيز الأملاح ما يشكل 

صعوبة في استيعاب النبات للماء نتيجة الفرق في الضغط الاسموزي. كما وأن حياة 

النباتات على صخور الكركار ليست سهلة.


زنبقة الساحل (الشاطئ)



تعيش هذه الزنبقة في الرمال حيث لا تصل مياه الأمواج، تعيش في بيت التنمية هذا (البيئة) في شروط غير مريحة ويمكن القول تعيش في شروط صعبة للأسباب التالية:
1.    تركيز الأملاح المرتفع في التربة (هنا التربة رملية) يعيق استيعاب الماء الى جذور النبات، نباتات الشاطئ قد تكيفت لقلة الماء .
2.    في منطقة الشاطئ  توجد رياح قوية التي تحمل معها رذاذ من مياه البحر وتنقله للنباتات وهذا يشكل خطراً على النباتات وجفاف أجزاء منها  نتيجة تكوين  وسط ايوني يسبب خروج الماء من اجزاء النبات ونتيجة لذلك تجف وتموت. (نشاهد غالبية أغصان النباتات (الشجيرات) قصيرة من جهة البحر وطويلة من الجهة المعاكسة (الشرق).
3.    الرياح تحرك الرمال وقد يغمر نباتات بكاملها، كما وأن حبيبات الرمل عند اصابتها أجزاء النبات تسبب له ضرراً كبيراً للأنسجة الطرية ولذلك ضررها أكبر للنباتات الحديثة.
4. مياه الأمطار تتغلغل بسرعة الى الأعماق، وذلك لأن قدرة تماسك جزيئات الماء مع الرمال قليلة. نتيجة لذلك نباتات الشاطئ ذات جذور عميقة والنباتات العشبية تنهي دورة حياتها بسرعة، أما زنبقة الساحل تورق في فصل الشتاء وتخزن الماء والغذاء في البصلة ثم تجف الأوراق في فصل الصيف  نبات كهذا يدعى  جيئوفيت  ( جيئو - أرض،              Geophyte  فيت- 
نبات (גיאופיט)


مميزات زنبقة الساحل:

1.    لزنبقة الساحل أوراق سميكة وكثيرة، مكسوة بطبقة شمعية تحميها من الجفاف.
2.    عند بداية فصل الصيف تجف الأوراق. وعند نهاية فصل الصيف يخرج من البصلة ساق الأزهار الذي يحمل عدة أزهار (نورة) .
3.    تتفتح الأزهار عند الغروب وذلك لأنها تلقح بواسطة حشرات ليلية، كما وأن شدة الرياح تقل ويقل الرذاذ الذي يؤثر سلبياً على الأزهار. في نهاية الصيف يقل الازدحام على الملقحات كما وأن البذور تكون ناضجة قبيل سقوط الأمطار.  
ئ البذور صغيرة محاطة بنسيج اسفنجي خفيف وغلاف أسود- تنتشر البذور بواسطة الرياح.

أسئلة البحث البيولوجي: 

تأثير الأملاح على انبات بذور زنبقة الساحل

1. السؤال رئيسي:  هل توجد علاقة بين نسبة الأملاح في التربة ومعدل انبات بذور زنبقة الساحل؟ الافتراض هناك نسبة معينة مفضلة للإنبات. التجربة  تزرع البذور في نسب مختلفة للأملاح (كلوريد الصوديوم).  
 العامل المتعلق ( המשתנה התלוי)  هو نسبة الانبات أما العامل غير المتعلق (המשתנה הבלתי תלוי ) هو تركيز الاملاح.
2. السؤال الفرعي  : هل  توجد علاقة بين نقع البذور ( مع قشور وبدون قشور) في مياه مالحة ثم شطفها على نسبة الانبات؟  الافتراض لا يوجد تأثير لأن القشرة تقلل من دخول الأملاح. 
العامل المتعلق ( המשתנה התלוי)  هو نسبة الانبات أما العامل غير المتعلق (המשתנה הבלתי תלוי ) هو نقع البذور.
3.السؤال الفرعي  الاضافي: زرع  بذور في رمال الشاطيء الميت بعد شطفها وللمقارنة زرع بذور في رمال بدون شطفها. لهذه الرمال تصل أمواج البحر ومن المتوقع أن تكون مالحة.

تأثير الضوء على انبات بذور زنبقة الساحل

1.  السؤال رئيسي: هل توجد علاقة للضوء على انبات بذور زنبقة الساحل؟  الافتراض بأنه توجد علاقة.
العامل المتعلق ( המשתנה התלוי)  هو نسبة الانبات أما العامل غير المتعلق (המשתנה הבלתי תלוי ) هو شدة الضوء.
2. السؤال الفرعي :   هل توجد علاقة بين عمق زرع البذور على نسبة الانبات؟
ئالافتراض بأن البذور التي تزرع عميقاُ تكون نسبة انباتها أكبر لحصولها على الماء باستمرار لأن الطبقة السطحية من الرمال تجف بسرعة. يمكن اجراء تجربة. 
العامل المتعلق ( המשתנה התלוי)  هو نسبة الانبات أما العامل غير المتعلق (המשתנה הבלתי תלוי ) هو عمق الزرع.
3. السؤال الفرعي  الاضافي:  هل توجد علاقة لطول موجة الضوء ( لون الضوء) الذي يصل للبذور على على نسبة الانبات؟

4. السؤال الفرعي الاضافي: هل يوجد تأثير لغلاف البذرة على انبات بذور زنبقة الساحل ؟ القسم الاول:  ننزع الغلاف الاسود الاسفنجي الذي يحيط بالبذرة نزرع البذور في صحنين بتري في كل صحن عشرة بذور نضع احدهما في الضوء والثاني في الظلام .
القسم الثاني : نزرع بذور مع الغلاف في الضوء وبذور مع غلاف في الظلام (هذه تجربة المقارنة) .

المطلوب : وصف التجربة كما نفذت في الصف يوم 20.9.2015 الادوات والمواد وطريقة العمل.

ملاحظة:  جمعنا بذور زنبقة الساحل بالقرب من النباتات عمر البذور سنة واحدة على الأقل وعليها اجرينا التجارب


 مرفق قياسات و صور من اليوم 20.09.2015

درجة حرارة الهواء في الظل = 32.4 درجة مئوية
درجة حرارة الرمل عمق 2سم = 45.3 درجة مئوية
درجة حرارة الرمل عمق 5 سم = 38.4 درجة مئوية
درجة حرارة الرمل عمق 10 سم = 32 درجة مئوية


اعداد النباتات في مساحة 100 متر مربع
زنبقة الساحل = 34
انحناء الضبع = 12
الازرق עדעד כחול = 7

 منطقة الشاطيء الميت - لا توجد نباتات
  منطقة الشاطيء الميت - لا توجد نباتات

 ابن طيون בן טיון
 חבצלת החוף


עכנאי שרוע انحناء الضبع وزنبقة الساحل

  نبات الازراق جاف - نبات من السنة الماضية
 بداية نمو اوراق نبات الازرق
 جمع بذور  زنبقة الساحل- بذور من السنة الماضية 2014

 ثمار غير ناضجة لزنبقة الساحل يوم 20.9.2015
 ثمار غير ناضجة لزنبقة الساحل يوم 20.9.2015

 قياس درجة حرارة الرمل

 مداد الرمال









 ثمار غير ناضجة لزنبقة الساحل يوم 20.9.2015
 جمع بذور زبقة الساحل


 تنفيذ التجارب







في تجربة معينة  حصلوا على النتائج التالية:
אחוז נביטה ממוצע
עומק הזריעה(בס"מ)
0
0
82.5
2.5
82.5
5
·     هل توجد علاقة للضوء وشدته على نسبة الانبات؟ الافتراض بأن البذور التي تحصل على ضوء أقل تنبت بنسبة أكبر لأنه على عمق 10سم في التربه الضوء قليل جداً. يمكن تجربة ذلك بشدة ضوء مختلفة ، في تجربة معينة حصلوا على النتائج التالية : في الظلام 80%، في ضوء 40 واط 3% أما في ضوء فوق ذلك كانت صفر .    

·هل توجد علاقة لغلاف البذرة ونسبة الانبات؟ (زرع بذور مع غلاف وبذور بدون غلاف) الافتراض بأن البذور التي بدون الغلاف سوف تنبت  في الضوء والظلام لانه من الممكن أن تكون في الغلاف مواد معيقة للإنبات. العامل المتعلق غلاف البذرة والعامل غير المتعلق هو نسبة الانبات في تجربة معينة لبذور زبيقة الساحل مع غلاف وبدونه في الضوء وفي الظلام كانت النتائج التالية:



בחושך
באור

זרעים בלי קליפה
זרעים עם קליפה
זרעים בלי קליפה
זרעים עם קליפה

70%
70%
50%
0%
אחוז נביטה ממוצע





سؤال من امتحان البجروت:
بيت التنمية لزنبقة الساحل هو رمال شاطئ البحر. في تجربة أجريت لتحديد النسبة المئوية لإنبات بذور زنبقة الساحل، نُقعت البذور في مياه البحر وشطف قسم منها بعد ذلك بماء مقطر. فيما يلي النتائج:
معالجة
%إنبات
شطف بماء مقطر
25%
بدون شطف
80%
اعتمادا على النتائج، من المرجح أن نفترض:
ا - زنبقة الساحل غير ملاءَمة للتنمية بجوار شاطئ البحر.
ب- إنبات بذور الزنبقة يتم بعد أمطار الشتاء.
ج- الضوء ضروري لإنبات بذور الزنبقة.
 د- مياه البحر تلزم للحصول على إنبات بنسبة مئوية عالية.



חבצלת החוף زنبقة الشاطيء / الساحل

תקציר  :חבצלת החוף צומחת בחגורת הרסס של חופי הים התיכון. הזרעים  של החבצלת יכולים לצוף במי ים עומדים ומתערבלים במשך 50 ו- 19 ימים בהתאמה, ולשמור על כושר הנביטה שלהם לאחר שנשטפו במי ברז.  טמפרטורת הנביטה היא 0C  10-30, מה שמתאים לתקופת הגשמים בישראל. אור מעכב את נביטת הזרעים הזרעים. עיכוב הנביטה הנגרם ע''י אור תלוי בעצמת ההארה. תקופה ארוכה של הארה אינה משפיעה על קצב הנביטה, אם הזרעים מועברים לחשכה. מדידות של חדירת אור דרך שכבות חול בעוביים  שונים הראו שהזרעים יכולים לנבוט רק כאשר הם מכוסים בשכבת חול מספקת.  בחינת הנביטה בתנאי מלח שונים הראו שפוטנציאל אוסמוטי של atm 19 (של Nacl או של מי ים מהולים) היא הגבול העליון לנביטה. קצב הנביטה נמצא ביחס הפוך לפוטנציאל האוסמוטי של התמיסה. זרעים מצמחים שצמחו בבית גידול שאינו מלוח נובטים בטווח מליחות צר יותר.
הקדמה:  חבצלת החוף נפוצה בחופי אגן הים התיכון, באזורים הפיטוגיאוגרפיים של האזור האירנו- טורני. היא מופיעה גם בחופי האוקינוס האטלנטי , באזור האירו-סיבירי.
 בישראל, חבצלת החוף היא צמח חוף ים טיפוסי. היא גדלה הן בחוף הגבוה והן בחוף הנמוך. אוכלוסיות גדולות מופיעות בשפכי ואדיות ונחלים, ובמקומות מסוימים כמו דיונות קיסריה ופלמחים  הצמחים חודרים עד לעומק של מספר ק''מ אל תוך היבשה.
   وصف مميزات بيت التنمية תכונות אופיניות של בית הגידול של הצמח: רסס מלוח מהים, מי תהום מלוחים, קרקעות קלות בעלות כושר נשיאת מים קטנה ותכולה נמוכה של חרסיות ומינרלים. בישראל  האקלים של בית הגידול של חבצלת החוף הוא מזג אויר ים תיכוני אופייני  עם לחות יחסית גבוהה.
   מטרת המאמר: לבחון  את האספקטים האקולוגיים של נביטת זרעי חבצלת החוף. תשומת לב ניתנה בעיקר לשאלת משך הציפה של הזרעים במי-ים , כיצד הציפה משפיעה על חיוניות הזרעים, וכיצד הנביטה שלהם מושפעת ממליחות , אור וטמפרטורה.
 المواد وطرق الفحص חומרים ושיטות
זרעים נאספו בחוף . הם אוכסנו בשקיות נייר בטמפרטורת החדר.
   נביטה  נבדקה בצלחות פטרי שהכילו שתי שכבות של נייר סינון שהוספגו ב- 4 מ''ל מים מזוקקים או בתמיסה נבדקת. התנדפות נמנעה ע''י כיסוי הצלחות בפוליאתילן. בכל טיפול  נבדקו – 20 זרעים בכל צלחת. כל ניסוי נעשה מספר פעמים.  נביטה הוגדרה כזמן שבו פרץ השורשון את קליפת הזרע.

النتائج תוצאות
 مدة طفو البذور على الماءמשך הציפה:כושר הציפה של זרעי החבצלת פחת עם הזמן ; הזרעים קלטו מים ושקעו. היו הבדלים בין השפעת מים שקטים ומים מעורבלים. בכל הריכוזים הזרעים במים מעורבלים שקעו מוקדם יותר. בתחילת הניסויים קצב השקיעה היה פונקציה של מהירות הערבול של התמיסה. הערבול הגביר את חדירת המים לזרעים , שנגרם ע''י מגע הדוק בין המים והמיקרופילה, דרכה חדרו רוב המים אל הזרע המכוסה קוטיקולה.
 הערבול יכול לגרום גם לשבירת כיסוי הזרע, מה שיגרום לחשיפה של שטח גדול יותר דרכו יכולה להתבצע חדירת מים.
قدرة انبات البذور بعد نقعها في مياه البحر נביטה אחרי השרייה במי-ים
כבר לאחר 4 ימי השרייה יש ירידה באחוז הנביטה. לאחר 10 ימים האפקט מאד בולט. על כל פנים , זרעים מושרים שנשטפו במים טריים נבטו היטב אפילו לאחר 27 ימים ימי השרייה במי ים. השרייה למשך 60 יום גרמה נזק בלתי הפיך לכל הזרעים.
عامل جيل/ عمر البذور  אפקט הגיל
72%  נביטה הושגו כאשר הזרעים נזרעו יום אחד לאחר איסופם  .  94% ו 92%- הושגו בזרעים בני חודש ושנה לאחר האיסוף  ,בהתאמה,  כלומר כושר הנביטה נשאר גבוה למשך שנה לפחות.
אפקט הטמפרטורה
נביטה התרחשה בטווח טמפרטוררות 0C 10-30. מקסימום נביטה הובחנה בין0C 30- 15. בטווח זה הטמפרטורות הגבוהות הגדילו את מהירות הנביטה. טמפרטורות תת- אופטימליות (0C5-10) ועל – אופטימליות (0C30-35 ) לא גרמו נזק לזרעים במשך 31 ימים. היה נזק בלתי הפיך מסוים בזרעים שהוחזקו ב-0C 40 , שבגללו חלק מהזרעים לא נבט.
عامل الضوء אפקט האור
אור מתמשך מעכב נביטה בצורה דרסטית בטווח הטמפרטורות שנבדק.  פרקי הארה  קצרים (10-15 דקות כל 48 שעות) אינם בעלי השפעה כלשהי.
 העיכוב גדל עם הגדלת עוצמת ההארה.
 הקרנה במשך 28 ימים אינו גורם לתרדמה משנית , והנביטה לאחר העברת הזרעים לחושך היא כמו בזרעים שלא נחשפו לאור.
 הארות שניתנו לפרקי זמן שונים אינן משפיעות על כושר הנביטה וקצב הנביטה, כאשר הזרעים מועברים לחושך אחרי טיפולי ההארה. ההבדל היחיד שנראה היה תקופת השהיה קצרה יותר בהתאם לתפיחה שהתחילה כבר בזמן ההארה
חשכה במשך ארבעת הימים הראשונים אינה משפרת את הנביטה באור. חשכה במשך 6-9 ימים, שבהם חלק מהזרעים נבטו כבר, אינה מאפשרת נביטה לזרעים שלא השלימו את נביטתם בחושך. מכאן נראה שהאור הוא בעל אפקט מעכב של השלב האחרון בתהליך הנביטה.
 בתנאי הניסוי (עוצמת אור של 1800 לוקס), שכבה של 1.3 ס''מ של חול מאפשרת מעבר של 8-10 לוקס בלבד, ואז הנביטה זהה לזו שבחושך.
אחוז הזרעים הנובטים שהמיקרופילה שלהם כוסתה בחול דומה לזה שהיה כמו בקרת החושך. כאשר המיקרופילה נחשפה לאור (שאר חלקי הזרע כוסו בחול), הנביטה עוכבה רק בחלקה זה מעיד שכיסוי הזרע אינו אטום לחלוטין, למרות צבעו השחור, ושהמיקרופילה היא המקום העיקרי, אך לא היחיד, שדרכו חודר האור.
קליטת האור ע''י החול אינה תואמת בדיוק לחוקי Beer. קיימת סטייה ניכרת בהתאם לגודל וצורת גרגרי החול. עוצמת האור באמצע היום יכולה להגיע ל- 80,000 לוקס בחוף הים. בתנאים אלו שכבת חול של 5 ס''מ בולעת את רוב האור, אך חשכה מוחלטת מושגת רק בשכבות בעובי של 10 ס''מ.
عامل الملوحة אפקט מליחות
התוצאות מעידות שנביטה אפשרית רק עד ריכוז של NaCl 450mM   . שאחוז נביטה גבוה (יותר מ- 85%) מתקבל בריכוז של עד mM 200    . בריכוזים גבוהים יותר יש ירידה הדרגתית  באחוז הנביטה.
העברת הזרעים מתמיסת NaCl למים מזוקקים (אחרי 41 ימים) הגבירה את אחוז הנביטה, אך היתה רק החלמה חלקית כאשר ריכוז המלח NaCl היה mM450-500 .
במי ים שנמהלו ל- ¾ מריכוז מי הים הרגיל  התרחשה נביטה. אחוז הנביטה שהתקבל במקרה זה היה דומה לאחוז הנביטה  שהתקבל בתמיסת NaCl בעלת אותו פוטנציאל אוסמוטי.
השוואה של נביטת זרעים שנאספו מצמחים מבתי גידול מלוחים ובלתי מלוחים מראה שזרעים מבית גידול שאינו מלוח נובטים בטווח ריכוזי מלח צרים יותר. אחוז הנביטה של זרעים מבתי גידול שאינם מלוחים והונבטו בריכוזי מלח נמוכים הוא נמוך יותר מאשר של זרעים מחוף הים .
بحث النتائج דיון
 פיזור זרעים: כבר בעבר הובחן שהים – באמצעות הגלים והזרמים משמש  אמצעי לפיזור זרעים של מספר מיני צמחים. זרעי חבצלת החוףיכולים לעבור ע''י גלי הים וזרמיו מספר קילומטרים .  העברת הזרעים ע''י הגלים , יחד עם כושר הנביטה הגבוה שלהם, לאחר שהם נשטפים במי גשם טריים, מסבירים את התפוצה הגבוהה של מין זה בחופי הים התיכון. יש לציין שגם רוחות והצפות מעורבות בהפצת זרעי ח. החוף.

عامل درجات الحرارة טמפרטורה: הזרעים מבשילים במהלך אוקטובר ונובמבר כיוון שלצורך הנביטה אין צורך בתקופה שלאחר ההבשלה ואין חומרים מעכבי, נביטה,  רובם ינבטו במשך העונה הגשומה כשיש פיזור נביטה בין אוקטובר ומרץ. טמפרטורה ממוצעת בחוף בתקופה זו היא 13-21 0C והמקסימום אינו מעל 0C25 והמינימום אינו פחות מ- 0C8. נראה, לכן שהזרעים מאד מותאמים לתנאים הטרמיים של בית גידולם. נראה שבטבע הטמפרטורה אינה גורם המגביל את נביטתם. למרות שהנביטה מדוכאת ע''י טמפרטורת המינימום של החוף, הזרעים אינם נפגמים, והם ינבטו בהצלחה אחרי שהטמפרטורה תעלה.

رد الفعل للضوء  פוטוריאקציה ( פוטו  ضوء   ריאקציה  تفاعل): זרעי ח. החוף הם בעלי תגובה שלילית לאור. לכן הם לא ינבטו על פני הקרקע, אלא אם הם כוסו בחול. חשיפה של זרעים תפוחים לאור מונעת את נביטתם מבלי להשפיע על כושר הנביטה שלהם. כאשר, לאחר החשיפה לאור, מכסים את הזרעים, הם ינבטו היטב. היתרון האקולוגי של תגובה שלילית לאור היא כנראה, שנביטה על או קרוב לפני הקרקע בחוף החולי, יחשוף את הזרעים והנבטים לסכנה של סחיפת חול וחוסר מים (מה שיגרום להתייבשותם על השכבה העליונה). לכן, אם הנביטה לא הייתה מעוכבת ע''י  אור, הסיכויים להתבססות הנבטים היו קטנים. הרבה זרעים אחרים מבתי גידול חוליים דווחו אף הם כבעלי תגובות נביטה שלילית לאור.

عمق الزرع - تاثير المواد الخزونة في البذرة זרעים הנובטים  כאשר הם נזרעים בעומק מסוים דורשים כמויות גדולות של חומרי תשמורת, ולכן צריכים להיות גדולים יחסית. בקר (1972) מצא שזרעי צמחי חוף בקליפורניה גדולים מאלה של בתי גידול אחרים. זרעי חוף הים הם בעלי תכונות כאלה. יש לציין, שסף הרגישות לאור הוא נמוך יחסית בזרעי חבצלת החוף והפחתה של הקרינה מעלה את אחוז הנביטה. באמצע היום בתנאי שדה, חשכה מושגת רק בעומק של מעל 10 ס''מ. באמצעות הרגישות לאור הזרע יכול לבחור עומק שבו הוא מוגן מהתייבשות והמרחק עד להצצה של הנבט אינו גדול מידי.

الاملاح מליחות:  הניסויים מוכיחים שזרעי חבצלת החוף אינם נובטים במי ים או בתמיסת מלח בעלת ערכים אוסמוטיים דומים.
בחבצלת החוף, אשר מותאמת לתפוצה ע''י הים, נביטה אחרי הצפה תתבטא בסיכוי נמוך של הישרדות והתבססות. לכן, זרעים מסוגלים לנבוט רק כאשר המליחות אינה עולה מעל ¾ מזו של ריכוז מי הים .
 הכושר של זרעים לנבוט היטב בתמיסות בעלות ריכוז מלח נמוך הינו בעל ערך אדפטיבי בבתי גידול בעלי מים מלוחים. זה נכון גם בהתייחס לנביטה הטובה שלהם כשהם מועברים למים בלתי מלוחים, אחרי ששהו זמן מה בתמיסה במלח ריכוז מלח גבוה, כיון שזה יקרה בטבע כאשר הזרעים נשטפים במי הגשם.
 נראה שהיכולת לנבוט בבתי גידול מלוחים מושפעת מתנאי הסביבה שבהם גדל צמח האם. זרעם שנאספו מסביבה מלוחה היו יותר עמידים למליחות גבוהה מאלה של צמחים שגדלו בסביבה של מים מתוקים..

לסיכום تلخيص , תכונות הנביטה של זרעי חבצלת החוף המתיחסים לכושר הציפה שלהם במי ים ולתגובתם לטמפרטורה, אור ומליחות ומליחות הנם בעלי ערך אדפטיבי גבוה בתנאים בהם הים הוא המפיץ העיקרי וחגורת הרסס היא אזור הנביטה.
סרטן החולות