Cele mai multe forme de stres din plante

Stresul asupra mediului

Stresul ambiental sau, mai specific, stresul de mediu abiotic include toți factorii de mediu neveniți care pot afecta negativ sau chiar negativ creșterea și productivitatea plantelor. O multitudine de cercetări științifice au fost făcute în ceea ce privește stresul din secetă, efectele inundațiilor sau submerselor, stresul de salinitate și temperaturile extreme (atât înalte cât și joase). Însă pentru cultivatori sunt incluse aspecte bine cunoscute precum intensitatea intensității luminii și deficiențele nutrienților anorganici (de exemplu azot, fosfor, potasiu). Principalul motiv pentru aceasta ar fi rolul lor cheie în producerea pierderilor de randament ale culturilor agricole sau industriale din întreaga lume.

Acest bramble suferă de deficiență de azot - un exemplu de "stres ecologic" (factori de mediu non-vii care pot afecta negativ creșterea și productivitatea plantelor). Aceasta include, de asemenea, deficitele de nutrienți anorganici.

Stresul mecanic

Unul dintre tipurile de stres care apare imediat ce intrați în sera sau câmpul dvs. este stresul mecanic. Plantele, în general, sunt foarte sensibile la stresul mecanic. Cultivatorii experimentați știu că, dacă se plimbă prin câmpuri sau își ating prea des plantele, acest lucru poate duce la plante mai scurte. Aceasta poate duce, de asemenea, la leziuni tisulare, care reprezintă un potențial punct de intrare pentru boli. Diferențele în mișcarea aerului, vibrațiile sau manipularea prea frecventă a plantelor pot provoca stres mecanic. Agitarea sau încovoierea unei plante pentru câteva minute în fiecare zi poate reduce elongația și greutatea plantei, atât în ​​stare proaspătă, cât și în stare uscată.

Acest lucru a fost, de asemenea, studiat în condiții de laborator, în cazul în care tineri Arabidopsis thaliana (Plante de cocos) au fost supuse la frecarea semințelor de câteva ori pe zi. Acest lucru a dus la plante mai scurte comparativ cu grupul de control, care nu au fost atinse (vezi imaginea 1).

Stresul mecanic nu poate fi prevenit complet, dar țineți minte când vizitați plantele dvs., fie în interior, fie pe câmp, că acestea vor fi afectate de vizita dvs. Așadar, mențineți un contact direct cu plantele dvs. la un nivel minim.

Imaginea 1: Aceasta este o micrografie electronică de scanare colorată (SEM) a unei frunze din planta suculentă Kalanchoe blossfeldiana, care prezintă o stomă închisă (centru). Stomatele sunt porii prin care are loc schimbul de gaze în plante. Deschiderea și închiderea stomatelor este controlată de celulele de protecție semicirculare. Atunci când celulele de gardă sunt turgide, stomatele sunt deschise, iar când sunt stâncoase, stomatele sunt închise. K. blossfeldiana este adaptată la condiții fierbinți, aride și își deschide stomatele noaptea, ceea ce este opusul majorității plantelor, pentru a preveni evaporarea apei. Acesta absoarbe dioxidul de carbon prin stomaturi noaptea și îl transformă într-un acid organic pentru depozitare. Atunci când planta începe fotosinteza în timpul zilei, utilizează dioxidul de carbon stocat. Petele de pe suprafață sunt ceară.

Secretarea în timpul secetei

În zilele însorite, uscate, sau atunci când lumina într-o seră este foarte intensă, plantele pot ofili deoarece rata de pierdere a apei prin transpirației depășește rata la care sistemul de rădăcină absoarbe apa din sol. Cu alte cuvinte, nu există suficientă umiditate în sol, care poate inhiba în mare măsură creșterea plantelor. Totuși, plantele au sisteme de control care le permit să facă față deficitelor de apă mai puțin extreme.

Multe dintre răspunsurile unei plante la o lipsă de apă o ajută să conserve apa prin reducerea vitezei de transpirație. Lipsa de apă în frunze face ca celulele de pază să devină mai puțin turgide, un mecanism simplu de control care încetinește transpirația prin închiderea stomatelor. O lipsă de apă stimulează de asemenea sinteza și eliberarea acidului abscisic în frunză - acest hormon ajută la menținerea stomatelor închise prin acțiunea membranelor celulare de protecție. Frunzele răspund la o lipsă de apă în mai multe moduri. Frunzele de multe specii de plante, cum ar fi speciile de iarbă, se rostogolesc într-o formă similară tubului, care reduce transpirația prin reducerea suprafeței frunzei expuse aerului uscat și vântului. Deși acest răspuns la frunze conservă apă, reduce și fotosinteza, acesta fiind unul dintre motivele pentru care seceta diminuează randamentul culturilor.

Creșterea rădăcinilor răspunde, de asemenea, la o lipsă de apă. Pământul sau orice substrat pe care o plantă crește în mod tipic începe să se usuce de la suprafață în jos. Aceasta inhibă creșterea rădăcinilor superficiale, parțial deoarece celulele nu pot menține turgiditatea necesară pentru alungire. Rădăcinile mai adânci, care sunt înconjurate de substraturi moiste, sunt în continuare capabile să crească. Sistemul de rădăcină se proliferează într-un mod care maximizează expunerea la umiditatea solului, însă aceasta necesită mai multă energie din plante, care în cele din urmă este pierdută pentru randament potențial.

Aceste plante de squash suferă din cauza secetei. De îndată ce stresul secetei se termină, frunzele răsucite se pot recupera rapid. Cu toate acestea, plantele afectate vor prezenta semne de senescență a frunzelor.

Cheia stresului la secetă (sau lipsa apei) este de a proteja planta de uscare în timp ce menține fotosinteza. Închiderea stomatelor duce la scăderea disponibilității dioxidului de carbon pentru plante. Și reacțiile chimice ale sistemului fotosintezei nu pot fi oprite la cerere, cu excepția cazului în care sursa de lumină este oprită, desigur. Lipsa dioxidului de carbon datorată închiderii stomatelor duce la acumularea de radicali liberi în cloroplaste. O cascadă complexă de reacții chimice, numită transducție de semnal, este responsabilă pentru acest lucru. Planta răspunde acestor radicali liberi prin producerea de antioxidanți pentru a le neutraliza. Fără a intra în prea multe detalii, unii hormoni de plante și aminoacizii liberi sunt adesea implicați și ajută la plantarea pentru a construi o anumită toleranță față de secetă, care a fost cauza inițială a stresului la plantă.

Un cultivator poate experimenta faptul că, de îndată ce stresul secetei se termină, frunzele răsucite par să se refacă rapid. Cu toate acestea, în câteva zile până la o săptămână, plantele afectate vor prezenta senescență la frunze. Acesta este de fapt un proces în care frunzele îmbătrânesc rapid și devin gălbui, deoarece clorofila sa descompus. Acest lucru este parțial rezultatul unei pagube ireversibile a radicalilor liberi menționați mai devreme.

Marginea de aur din stânga este sănătoasă
unul, cel din dreapta nu este. Acesta este un
exemplu tipic al unei plante care este
suferind de supra-udare. Daca ai facut
nu știți mai bine, ați putea bine
presupune că acesta a fost un caz tipic de
stres mecanic. Atingerea plantelor în fiecare
zi va conduce, de asemenea, la plante mai scurte.

Supra-udare

Supra-udarea unei plante o poate omorî mai repede decât lipsa apei. În solul udat nu există suficient oxigen pentru rădăcini. Acest lucru se datorează faptului că difuzia de oxigen prin apă este de aproximativ 10.000 de ori mai lent decât prin aer. Fără oxigen, respirația anaerobă are loc în rădăcini, producând compuși toxici în plantă. Simptomele supraaglomerării includ, de asemenea, vărsarea, îngălbenirea frunzelor, putregaiul de rădăcină și creșterea îngroșată.

Problema centrală în suprasolicitarea este privarea de oxigen. Aceasta declanșează multe specii de plante pentru a produce etilenă, ceea ce face ca unele celule din rădăcină să sufere apoptoză - procesul de deces al celulelor controlate. Distrugerea acestor celule creează tuburi de aer care se pot umple cu aer din secțiunile plantei care sunt deasupra solului. În acest fel, rădăcinile pot primi oxigenul necesar chiar și atunci când solul este încă prea umed pentru a conține suficient aer.

Mecanismul descris mai sus poate ajuta în culturi cum ar fi porumbul sau orezul, dar majoritatea culturilor de seră comerciale nu sunt în măsură să mențină nivelurile interne de oxigen. Rădăcinile încep să putrezească rapid și chiar dacă cultivatorul răspunde repede la substratul cu jet de apă, pierderea randamentului poate fi devastatoare.

Stresul de sare

Excesul de clorură de sodiu sau alte săruri din sol amenință plantele din două motive. În primul rând, prin scăderea potențialului de apă al substratului, sarea poate cauza un deficit de apă în plante, chiar dacă în sol există o mulțime de apă. Pe măsură ce potențialul de apă al substratului devine mai negativ, gradientul de potențial al apei de la substrat la rădăcini este redus, reducând astfel absorbția de apă. O altă problemă cu substraturile saline este că sodiul și anumiți alți ioni, cum ar fi clorura, devin toxici pentru plante atunci când concentrațiile lor sunt atât de mari, încât ele depășesc permeabilitatea selectivă a membranelor celulare radiculare. Cu alte cuvinte, planta nu este capabilă să absoarbă selectiv substanțele nutritive potrivite, iar numai planta este preluată de sodiu.

Multe specii de plante pot răspunde la salinitatea moderată a substratului prin producerea de soluturi care sunt bine tolerate la concentrații ridicate. Sa demonstrat că căpșunul este capabil să producă "compuși fenolici". Se presupune că acești compuși recuperează sau mențin potențialul de apă al celulelor de plante, comparativ cu substratul, fără a admite cantități toxice de sare. Acesta este doar un ajutor temporar, totuși, deoarece se vor produce pierderi de producție. Dacă stresul de sare durează prea mult, planta va muri în cele din urmă.

Stresul de căldură

Căldura extremă poate afecta plantele în mod direct, dar, de obicei, daunele provocate de căldură se produc prin creșterea pierderilor de apă și a stresului cauzat de secetă. Plantele pot deveni, de asemenea, arse de soare atunci când frunzele umbrite sunt expuse la lumina soarelui în perioade calde și uscate. Atunci când temperaturile sunt extrem de ridicate, plantele trebuie să aducă apă de la rădăcini la frunze și tulpini. Această apă apoi iese din plante prin stomați ca vapori de apă - un proces cunoscut sub numele de transpirație. Transpirationul răcește frunzele și alte părți ale plantelor și previne daunele provocate de stresul termic. Cu toate acestea, dacă nu este suficientă apă pentru acest proces, planta va sacrifica o parte din suprafața frunzei, permițându-i să ardă.

Răceală la rece și la îngheț

Rece și îngheț sunt cauze majore ale distrugerii culturilor în plantele de licitație, deși plantele rezistente pot suferi, de asemenea, dacă o nouă creștere este expusă unui îngheț dur după o perioadă de vreme mai caldă. Simptomele vor apărea adesea peste noapte și pot afecta multe tipuri de plante. Frunzele și tulpinile pot deveni negre, iar mugurii și florile pot deveni decolorate. Unele flori care au fost afectate de îngheț nu pot produce fructe.

Rece și îngheț sunt cauze majore de deteriorare a culturilor în fabricile de licitație.

Daune chimice

Orice tip de substanță chimică aplicată la dozare greșită sau la momentul nepotrivit este capabilă să dăuneze plantei fizic. Cele mai multe daune chimice provin din pesticide aplicate excesiv, la momentul nepotrivit sau în timpul căldurii zilei. Utilizarea necorespunzătoare a erbicidelor poate, de asemenea, să deterioreze sau să ucidă în mod inadecvat plantele nevizate. Spray drift este adesea o cauză de deteriorare neintenționată a plantelor. Defectele chimice pot apărea ca pete roșii, galbene sau maronii pe frunze, vârfuri de frunze care se transformă în plante maronii, cocoșate sau deformate, sau înrosirea și moartea pe scară largă.

În acest articol am încercat să descriem cele mai importante părți ale plantelor și rolul lor în unele dintre cele mai evidente accidente de mediu pe care plantele le pot suferi. Cu toate acestea, lumea este mult mai complexă decât aceasta. Așa cum am văzut în acest articol rădăcinile, frunzele (în special stomatele) și fotosinteza folosite în aparate joacă roluri esențiale în răspunsul specific al unei plante la o situație de stres. Aceste răspunsuri sunt adesea remarcabil de asemănătoare, cum ar fi răspunsul plantei la stresul de secetă sau la stresul de sare. Ambele situații au ca rezultat o reducere a capacității instalației de absorbție a apei.

O multitudine de cercetări se desfășoară în prezent cu privire la procesele care stau la baza percepției factorilor de stres asupra plantelor și a substanțelor chimice din plante care sunt esențiale pentru a face planta mai tolerantă față de diferitele forme de stres ecologic.

Capsunile de căpșuni sunt capabile să producă compuși care sunt capabili să restabilească sau să mențină potențialul de apă al celulelor de plante fără a admite cantități toxice de sare.