a CANNA Research
Környezeti stressz
A környezeti stressz vagy pontosabban az abiotikus stressz a környezet mindazon fizikai tényezőire utal, amelyek negatívan befolyásolhatják a növények növekedését és termelékenységét. Számos vizsgálatot végeztek az aszály, áradások, sótartalom és extrém hőmérsékletek (magas és alacsony) által okozott stresszről, azonban a termelőket más tényezők is befolyásolják, például a fény intenzitása és a szervetlen műtrágyák hiánya., foszfor vagy kálium), amelyek szintén fontos szerepet játszanak a mezőgazdasági és ipari növények veszteségében.
Ez a bokor nitrogénhiányban szenved; példa a környezeti stresszre (a környezet fizikai tényezői, amelyek negatívan befolyásolhatják a növények növekedését és termelékenységét). Ez magában foglalja a szervetlen tápanyagok hiányát is.
Kép a Lovestruck jóvoltából a CC License 3.0 alatt.
Mechanikai igénybevétel
Egyszerűen az üvegházhoz vagy a termesztéshez való hozzáféréssel mechanikai stresszt okozunk a növényeknek, mivel a növények nagy érzékenységet mutatnak a környezetükben bekövetkező változásokra. Tapasztalt termelők tudják, hogy ha csak a mezőkön járunk vagy túl gyakran megérintjük a növényeiket, kisebb növényeket és akár szövetkárosodást is eredményezhetünk, ami a különböző betegségek kiindulópontjává válhat. A légmozgás, a rezgés vagy a növények gyakori kezelése változhat, ami megterhelheti őket. A növény rázása vagy vetemedése naponta néhány percig rövidebb szárakat és könnyebb növényeket eredményezhet, akár frissen, akár szárazon.
Ebben a tekintetben laboratóriumi vizsgálatokat is végeztek fiatal Arabidopsis thaliana (keresztesvirágú) növényekkel, amelyeket naponta kétszer manipuláltak a szárral. Ennek eredményeként a manipulált növények rövidebbek voltak, mint a nem manipulált növények.
A mechanikai igénybevételt nem lehet teljesen megakadályozni, de mindenkor szem előtt kell tartani. Ennek elkerülése érdekében a lehető legnagyobb mértékben érintkezni kell a növényekkel.
A Kalanchoe blossfeldiana zamatos növény levelének ez a színes pásztázó elektronmikroszkópos felvétele (SEM) zárt sztómát (középen) mutat. A sztómák olyan pórusok, amelyeken keresztül a növényekben gázcsere zajlik. A sztómák nyitását és záródását félkör alakú őrző sejtek irányítják. Amikor ezek a sejtek megfordultak, a sztómák nyitva vannak, és ha petyhüdten záródnak. A K. blossfeldiana alkalmazkodik a magas hőmérsékleti és szárazsági viszonyokhoz, és éjszaka kinyitja sztómáit (az ellenkezője a legtöbb növénynél előfordul), hogy megakadályozza a víz párolgását; Éjszaka a sztómán keresztül felszívja a szén-dioxidot, és szerves savvá alakítja, amely tárolódik. Amikor a növény fotoszintetizálni kezd a nap folyamán, akkor ezt tárolt szén-dioxid felhasználásával teszi. A felület fröccsenése viasz.
Aszály okozta stressz
Napsütéses, száraz napokon, vagy amikor az üvegházban nagyon intenzív a fény, a növények hervadhatnak, mivel a transzpiráció során bekövetkező vízveszteség nagyobb, mint az átlagos vízmennyiség, amelyet a gyökerek felszívnak a talajból; vagyis a talaj nem elég nedves, és ez korlátozhatja a növény növekedését. A növények azonban rendelkeznek egy ellenőrzési rendszerrel a kevésbé szélsőséges vízhiány leküzdésére.
Sokszor a növények vízhiányra adott válasza kevesebb izzadásból áll, ezáltal csökkentve a vízveszteséget. A levelek vízhiánya miatt az őrsejtek kevésbé torzulnak, ez egy egyszerű mechanizmus, amely lelassítja az izzadást a sztóma bezáródása miatt. A vízhiány serkenti a levélben az abszcinsav szintézisét és felszabadulását is; Ez a hormon az őrsejt membránjaival kölcsönhatásban segít a sztóma zárva tartásában. A levelek különböző módon reagálnak a vízhiányra: Egyes fajok, például a fű, a levelüket cső alakúra gördítik, csökkentve ezzel a száraz levegőnek és a szélnek kitett felület mennyiségét, és ennek következtében az izzadást.; bár a levél továbbra is kíméli a vizet, a fotoszintézis is csökken, ez az egyik oka annak, hogy az aszály alacsonyabb növénytermesztéshez vezethet.
A gyökér növekedését a vízhiány is befolyásolja. A talaj vagy bármely szubsztrátum, amelyben egy növény növekszik, a felszíntől lefelé hajlamos megszáradni, ami részben megakadályozza a kis gyökerek növekedését, részben azért, mert a sejtek nem maradhatnak olyan nyersek, mint amennyit meg kell hosszabbítaniuk; a nedvesebb szubsztráttal körülvett mélyebb gyökerek képesek lesznek tovább növekedni. A gyökérzet úgy szaporodik, hogy maximalizálja a talaj nedvességének való kitettségét, de ez több energiát igényel, ami a termelési potenciál elvesztését eredményezi.
Ezek a cukkini növények az aszály miatt hervadnak. Amint az aszály okozta stressz megszűnik, a levelek gyorsan helyreállnak, különben az öregedés jeleit mutatják.
A kép Gerard Holmes jóvoltából.
Az aszályos stressz (vagy vízhiány) elkerülésének kulcsa, hogy megakadályozzuk a növény kiszáradását a fotoszintézis során. A sztómák bezárása a növény számára rendelkezésre álló szén-dioxid csökkenését eredményezi, és a fotoszintézis kémiai reakcióit soha nem lehet kikapcsolni, hacsak nem távolítják el a fényforrást. A szén-dioxid-hiány a szabad gyökök növekedését eredményezi a kloroplasztokban a kémiai reakciók komplex egymás utáni következményei miatt, mivel a növény a szabad gyökökre reagálva antioxidánsokat állít elő semlegesítésük céljából. Néhány növényi hormon és szabad aminosav gyakran részt vesz a folyamatban, segítve a növényt abban, hogy fokozza a vízhiányra, a stressz kezdeti okára való toleranciáját.
A termelő értékelni fogja, hogy amint a stressz alábbhagy, az érintett levelek gyorsan helyreállnak, azonban egy hétig vagy annál kevesebb időbe telik, mire a növény öregedés jeleit mutatja a leveleken, amelyek a törés miatt sárgulnak. klorofill molekulák, amelyek részben a fent említett szabad gyökök által okozott helyrehozhatatlan károk következményei lesznek.
A bal oldali sárga százszorszép a
egészséges növény, a bal oldali beteg. Keleti
tipikus példa az a
túlöntözés, bár szabad szemmel
mechanikus igénybevételnek tűnik, mivel
naponta érintse meg a növényeket is
kisebb növényekhez vezet.
Vízfelesleg
A felesleges víz hamarabb megölhet egy növényt, mint annak hiánya. A vizes talajokban nincs elegendő oxigén a növények számára, mivel az oxigén diffúziója a vízben körülbelül 10 000-szer lassabb, mint a levegőben. Oxigén nélkül a gyökerek anaerob légzése kezdődik, ami mérgező vegyületek termelődéséhez vezet a növényben. A túlöntözés tünetei közé tartozik a levelek hervadása és sárgulása, a korhadt gyökerek és az egyenetlen növekedés is.
A fő probléma ebben az esetben az oxigénhiány. Számos olyan növényfaj létezik, amelyekben ez az oxigénhiány kiváltja az etilén termelését, ami egyes gyökérsejtekben apoptózishoz vezet, amely folyamat során egy sejt saját halálát programozza. Ezeknek a sejteknek a megsemmisítése olyan légcsöveket hoz létre, amelyek megtölthetők a növény föld feletti részeiből származó levegővel, ezáltal elegendő oxigént juttatva a gyökerekhez, még akkor is, ha a talaj túl nedves a szükséges levegő befogadásához.
Ez a mechanizmus bizonyos típusú növényekben, például kukoricában vagy rizsben segíthet. A legtöbb kereskedelmi üvegházi növény azonban nem tudja fenntartani az ehhez szükséges oxigénszintet; ezekben az esetekben a gyökerek gyorsan rothadni kezdenek, és még akkor is, ha a termelő gyorsan reagál a hordozó áradására, a betakarításkor bekövetkező veszteségek pusztítóak lehetnek.
Sótartalmú stressz
A nátrium-klorid vagy más sók feleslege a szubsztrátumban két okból is veszélyt jelent a növényre. Az egyik az, hogy a szubsztrátum vízpotenciáljának (a víz potenciális energiájának) csökkenéséhez vezet, mivel a só vízhiányt okozhat a növényekben még akkor is, ha elegendő víz van a szubsztrátumban. Amint a hordozó vízpotenciálja negatívvá válik, a hordozó és a gyökerek közötti vízpotenciál gradiense csökken, így csökken az általuk felszívódó víz mennyisége. A második ok az, hogy a nátrium és más ionok, például a klorid mérgező a növényekre, ha olyan magas koncentrációban találhatók meg, hogy akadályozzák a gyökérsejt-membránok szelektív permeabilitását; vagyis a növény nem lesz képes szelektíven felszívni a megfelelő tápanyagokat, csak a nátrium fog felszívódni.
Számos növényfaj képes reagálni a szubsztrát mérsékelt sótartalmára oldott anyagok előállításával, amelyeket nagy koncentrációban tolerálnak. Bebizonyosodott, hogy az eper fenolos vegyületeket képes előállítani, amelyek a növényi sejtek vízpotenciáljának visszanyerésének vagy fenntartásának képességét tulajdonítják a szubsztrátéhoz képest, anélkül, hogy mérgező mennyiségű sót engednének be. Ez azonban átmeneti segítség, mert a termelésben is veszteségek jelentkeznek, és ha a sótartalmú stressz túl sokáig tart, a növény elpusztul.
A túlzott hő okozta stressz
A magas hőmérséklet közvetlen károkat okozhat a növényekben, de ez általában csak a folyamatos vízveszteség és az ebből következő aszályos stressz miatt következik be. A növények nagyon forró és száraz időszakokban is leéghetnek. Ha rendkívül magas a hőmérséklet, a növényeknek vizet kell szállítaniuk a gyökerektől a szárakig és a levelekig, és a víz vízgőz formájában elhagyja a növényt a sztómákon keresztül - ezt a folyamatot transzpirációnak nevezik. Az izzadás lehűti a leveleket és a növény egyéb részeit, és megakadályozza a hőterhelés okozta károkat. Ha azonban nincs elegendő víz a folyamat végrehajtására, a növény feláldozza leveleinek felületének egy részét, lehetővé téve számukra az égést.
Hideg és fagy okozta károk
A hideg és a fagy a fiatal növények károsodásának fő oka, bár a keményebb növények is megsérülhetnek, ha balekjaik meleg hőmérsékleti periódus után kemény fagynak vannak kitéve. A tünetek általában éjszaka jelentkeznek, és sokféle növényt érinthetnek. A levelek és szárak megfeketednek, a rügyek és virágok elszíneződhetnek. A fagy által érintett virágok némelyike nem teremhet gyümölcsöt.
A hideg és a fagy okozza a fiatal növények terményeinek fő károsodását.
A vegyszerek használatából eredő károk
A rossz dózisban vagy időben alkalmazott bármilyen típusú vegyszer fizikai károsodást okozhat a növényben. Ezeknek a sérüléseknek a nagy részét a túlzottan rossz időben vagy meleg órákban szállított peszticidek okozzák. A gyomirtó szerek gondatlan használata károsíthatja vagy elpusztíthatja a nem célzott növényeket is; A vegyi permetezés gyakran a növények akaratlan károsodását okozza. A vegyi termékek által okozott elváltozások a levél vörös, sárga vagy barna foltjaiként, a levelek barna tónusú csúcsaiként, elcsúszott, deformált növényekként vagy általános barnás tónusként, valamint a növény pusztulásaként jelentkeznek.
A gyökerek, a levelek (különösen a sztómák) és a fotoszintézis döntő szerepet játszanak a növény stresszre adott reakcióiban. Bizonyos esetekben ezek a válaszok általában nagyon hasonlóak, mint aszály vagy sótartalmú stressz esetén, mivel mindkét tényező csökkenti a növény vízfelvevő képességét. Napjainkban számos vizsgálat folyik azoknak a folyamatoknak a tisztázására, amelyek beavatkoznak a növény stresszérzékelésébe, valamint azokra az elemekre, amelyek többé-kevésbé toleránssá teszik a környezeti stressz különböző formáival szemben.
Az epernövény olyan vegyületek előállítására képes, amelyek helyreállíthatják vagy fenntarthatják a növényi sejtek vízpotenciálját anélkül, hogy mérgező mennyiségű sót engednének be.