от CANNA Research

Стрес от околната среда

Стресът от околната среда или по-точно абиотичният стрес се отнася до всички онези физически фактори в околната среда, които могат да повлияят отрицателно на растежа и производителността на растенията. Проведени са множество изследвания върху стреса, причинен от суша, наводнения, соленост и екстремни температури (високи и ниски), но производителите са засегнати и от други фактори като интензивността на светлината и дефицита на неорганични торове. азот, фосфор или калий), които също играят важна роля в загубите на селскостопански и технически култури.

форми

Този храст страда от недостиг на азот; пример за екологичен стрес (физически фактори в околната среда, които могат да повлияят отрицателно на растежа и производителността на растенията). Това предполага и дефицит на неорганични хранителни вещества.
Снимката е предоставена от Lovestruck под лиценз CC 3.0.

Механично напрежение

Просто чрез достъп до оранжерия или отглеждане ние причиняваме механичен стрес върху растенията, поради голямата чувствителност на растенията към всяка промяна в тяхната среда. Опитните производители знаят, че самото ходене през техните полета или докосването на техните растения твърде често може да доведе до по-малки растения и дори увреждане на тъканите, което може да се превърне в отправна точка за различни заболявания. Вариациите в движението на въздуха, вибрациите или честото боравене с растенията могат да причинят стрес. Разклащането или изкривяването на растение за няколко минути на ден може да доведе до по-къси стъбла и по-леко растение, било то прясно или сухо.

В тази връзка са проведени и лабораторни изследвания с млади растения Arabidopsis thaliana (кръстоцветни), които са били подлагани на манипулация на стъблото два пъти дневно. Резултатът е, че манипулираните растения са по-къси от неманипулираните.

Механичният стрес не може да бъде предотвратен напълно, но трябва да се има предвид през цялото време. За да се избегне това, доколкото е възможно контактът с растенията трябва да бъде минимален.


Тази цветна сканираща електронна микрофотография (SEM) на лист от сочното растение Kalanchoe blossfeldiana показва затворена стома (в центъра). Устиците са пори, през които се извършва обменът на газ в растенията. Отварянето и затварянето на устицата се контролира от полукръгли клетки-пазители. Когато тези клетки са тургидни, устиците са отворени, а когато са отпуснати. K. blossfeldiana е адаптиран към условия на високи температури и безводност и отваря устиците си през нощта (обратното се случва при повечето растения), за да предотврати изпаряването на водата; Той абсорбира въглеродния диоксид през стомата през нощта и го превръща в органична киселина, която се съхранява. Когато растението започне да фотосинтезира през деня, то прави това, използвайки съхранен въглероден диоксид. Пръските по повърхността са восък.

Стрес, причинен от суша

В слънчеви, сухи дни или когато светлината в оранжерията е много интензивна, растенията могат да изсъхнат, тъй като загубата на вода чрез транспирация е по-голяма от средното количество вода, което корените поглъщат от почвата; тоест почвата не е достатъчно влажна и това може да ограничи растежа на растението. Растенията обаче имат система за контрол за борба с по-малко екстремни дефицити на вода.

В много случаи реакцията на растенията на липса на вода се състои в по-малко изпотяване, като по този начин намалява загубата на вода. Липсата на вода в листата кара защитните клетки да бъдат по-малко твърди, прост механизъм, който забавя изпотяването поради затварянето на стомата. Липсата на вода също стимулира синтеза и отделянето на абсцизова киселина в листата; Този хормон помага да се запази стомата затворена, като взаимодейства с мембраните на защитните клетки. Има различни начини, по които листата реагират на воден дефицит. Някои видове, като тези на трева, навиват листата си във форма на тръба, като по този начин намаляват количеството повърхност, изложено на сух въздух и вятър и, като следствие, изпотяване; въпреки че листът продължава да пести вода, фотосинтезата също е намалена, което е една от причините сушата да доведе до по-ниско производство на култури.

Растежът на корените също се влияе от недостига на вода. Почвата или който и да е субстрат, в който расте растение, има тенденция да изсъхва от повърхността надолу, което предотвратява растежа на малки корени, отчасти защото клетките не могат да останат толкова втвърдени, колкото би трябвало, за да могат да се удължат; по-дълбоките корени, заобиколени от по-влажен субстрат, ще могат да продължат да растат. Кореновата система се размножава по начин, който максимизира излагането й на почвената влага, но това изисква повече енергия, което води до загуба на производствен потенциал.


Тези растения от тиквички увяхват поради сушата. Веднага щом стресът, причинен от сушата, изчезне, листата ще започнат да се възстановяват бързо, в противен случай те ще започнат да показват признаци на стареене.

Снимката е предоставена от Джерард Холмс.

Ключът към избягването на стресовия стрес (или липсата на вода) е да се предотврати изсъхването на растението по време на фотосинтеза. Затварянето на устицата води до намаляване на въглеродния диоксид, достъпен за растението, и химичните реакции на фотосинтезата не могат да бъдат изключени по всяко време, освен ако източникът на светлина не бъде отстранен. Дефицитът на въглероден диоксид води до увеличаване на свободните радикали в хлоропластите поради сложна последователност от химични реакции, тъй като растението реагира на свободните радикали, като произвежда антиоксиданти, които ги неутрализират. Някои растителни хормони и свободни аминокиселини често участват в процеса, помагайки на растението да повиши толерантността си към липса на вода, първоначалната причина за стрес.

Производителят ще оцени, че веднага щом стресът отшуми, засегнатите листа ще започнат да се възстановяват бързо, но ще отнеме седмица или по-малко, докато растението покаже признаци на стареене на листата, които ще пожълтеят поради счупване. хлорофилни молекули, което отчасти ще бъде резултат от непоправими щети, причинени от гореспоменатите свободни радикали.


Жълтата маргаритка вляво е a
здраво растение, това отляво е болно. изток
типичен пример за ефектите, произведени от a
преливане, въпреки че с просто око може
изглеждат като случай на механично напрежение, тъй като
докосвайте и растенията всеки ден
води до по-малки растения.

Излишък от вода

Излишната вода може да убие растение по-рано от липсата му. В преовлажнени почви няма достатъчно кислород за растенията, тъй като дифузията на кислород във вода е приблизително 10 000 пъти по-бавна, отколкото във въздуха. Без кислород започва анаеробно дишане на корените, което води до производството на токсични съединения в растението. Симптомите на преливане също включват увяхване и пожълтяване на листата, изгнили корени и неравномерен растеж.

Основният проблем в този случай е липсата на кислород. Има много видове растения, при които този дефицит на кислород предизвиква производството на етилен, което поражда апоптоза в някои коренови клетки, процес, при който клетката програмира собствената си смърт. Разрушаването на тези клетки създава въздушни тръби, които могат да се напълнят с въздух от надземните части на растението, като по този начин осигуряват достатъчно кислород за корените, дори когато почвата е твърде влажна, за да съдържа необходимия въздух.

Този механизъм може да помогне при някои видове култури като царевица или ориз. Повечето търговски оранжерийни култури обаче не могат да поддържат нивата на кислород, необходими за това; В тези случаи корените ще започнат да гният бързо и дори ако производителят реагира бързо на наводняване на субстрата, загубите при прибиране на реколтата могат да бъдат опустошителни.

Соленост стрес

Излишъкът от натриев хлорид или други соли в субстрата представлява заплаха за растението по две причини. Едно от тях е, че това води до намаляване на водния потенциал (потенциалната енергия на водата) на субстрата, тъй като солта може да причини недостиг на вода в растенията, дори когато в субстрата има достатъчно вода. Тъй като водният потенциал на субстрата става отрицателен, градиентът на водния потенциал между субстрата и корените намалява, като по този начин намалява количеството вода, което се абсорбира от тях. Втората причина е, че натриевите и други йони като хлорид са токсични за растенията, когато се намират в толкова високи концентрации, че възпрепятстват селективната пропускливост на мембраните на кореновите клетки; тоест растението няма да може да абсорбира селективно правилните хранителни вещества, а само натрият ще се абсорбира.

Много растителни видове могат да реагират на умерена соленост на субстрата, като произвеждат разтворени вещества, които се понасят във високи концентрации. Доказано е, че ягодите могат да произвеждат фенолни съединения, на които се приписва способността да възстановяват или поддържат водния потенциал на растителните клетки, в сравнение с този на субстрата, без да допускат токсични количества сол. Това обаче е временна помощ, тъй като в производството също ще има загуби и ако стресът от соленост продължи твърде дълго, растението ще умре.

Стрес, причинен от излишната топлина

Високите температури могат да причинят директни щети на растенията, но това обикновено се случва само поради продължителна загуба на вода и последващ стрес от суша. Растенията също могат да страдат от слънчево изгаряне в много горещи и сухи периоди. Когато температурите са изключително високи, растенията трябва да пренасят вода от корените до стъблата и листата и водата ще напусне растението през устицата под формата на водна пара - процес, известен като транспирация. Изпотяването охлажда листата и другите части на растението и предотвратява увреждане от топлинен стрес. Ако обаче няма достатъчно вода, за да се осъществи този процес, растението ще жертва част от повърхността на листата си, което им позволява да изгорят.

Щети, причинени от студ и студ

Студът и студът са основните причини за увреждане на младите растения, въпреки че по-строгите растения също могат да бъдат наранени, ако издънките им са изложени на силна слана след период на топли температури. Симптомите обикновено се появяват през нощта и могат да засегнат много видове растения. Листата и стъблата ще почернеят, а пъпките и цветята могат да се обезцветят. Някои от цветята, засегнати от измръзване, може да не дадат плодове.


Студът и студът са основните причини за увреждане на посевите на младите растения.

Щети, произтичащи от използването на химикали

Всеки вид химикал, приложен в грешна доза или време, може да причини физическо увреждане на растението. Повечето от тези наранявания са причинени от пестициди, доставени в излишък в грешното време или през горещите часове. Небрежната употреба на хербициди може също да повреди или убие нецелеви растения; Химичното пръскане често е причина за неволно увреждане на растенията. Пораженията, произведени от химически продукти, се проявяват както като червени, жълти или кафяви петна по листата, върховете на листата в кафяви тонове, закърнели, деформирани растения или с общ кафеникав оттенък, така и като смърт на растението.

Корените, листата (особено устицата) и фотосинтезата играят решаваща роля в реакциите на растенията на стрес. В някои случаи тези реакции обикновено са много сходни, както се случва при стрес от суша или соленост, тъй като и двата фактора намаляват способността на растението да абсорбира вода. В днешно време се провеждат многобройни изследвания за изясняване на процесите, които се намесват в възприемането на стреса от растението, както и на елементите, които го правят повече или по-малко толерантен към различни форми на стрес в околната среда.


Ягодовото растение е способно да произвежда съединения, които могат да възстановят или поддържат водния потенциал на растителните клетки, без да допускат токсични количества сол.