رایج‌ترین تنش‌های گیاهی – قسمت ۱

مقدمه

گیاهان در واکنش به ناهنجاری‌های محیطی دچار تنش می‌شوند. ازجمله تنش‌های گیاهی می‌توان به تنش‌های محیطی، تنش‌های مکانیکی و تنش‌های زیستی (تنش‌های ایجاد شده توسط قارچ‌ها و باکتری‌ها، آفات، علف‌های هرز و نماتدها) اشاره کرد.

تنش‌های محیطی غیرزیستی

تنش محیطی یا به‌طور خاص استرس محیطی غیرزیستی شامل تمامی عوامل محیطی غیرزنده است که می‌توانند بر رشد و بهره‌وری گیاهان تأثیر منفی یا حتی مضر بگذارند. تحقیقات علمی زیادی در مورد تنش خشکی، اثرات سیل یا غرقابی، تنش شوری و دماهای شدید (اعم از بالا و پایین) انجام شده است؛ اما برای پرورش‌دهندگان مسائل شناخته شده مانند شدت نور بالا و کمبود مواد مغذی معدنی (به‌عنوان‌مثال نیتروژن، فسفر، پتاسیم) نیز شامل استرس محیطی غیر زیستی است. دلیل اصلی این امر نقش کلیدی آن‌ها در کاهش عملکرد محصولات کشاورزی یا صنعتی در سراسر جهان است.

تنش مکانیکی گیاه

یکی از انواع تنش‌هایی که به‌محض ورود به گلخانه یا مزرعه ایجاد می‌شود، استرس مکانیکی است. گیاهان به‌طورکلی به تنش‌های مکانیکی بسیار حساس هستند. پرورش‌دهندگان باتجربه ممکن است بدانند که اگر در مزارع خود قدم بزنند یا گیاهان خود را بیش‌ازحد لمس کنند، این امر می‌تواند منجر به کوتاه شدن گیاهان شود. همچنین می‌تواند منجر به آسیب بافتی شود که یک نقطه بالقوه برای ورود بیماری‌ها است. تفاوت در حرکت هوا، ارتعاشات یا جابجایی بیش‌ازحد مکرر گیاهان می‌تواند باعث ایجاد استرس مکانیکی شود. تکان دادن یا خم کردن گیاه فقط برای چند دقیقه در هر روز می‌تواند باعث کاهش طول ساقه و وزن گیاه (وزن تر و وزن خشک) شود.

این همچنین در شرایط آزمایشگاهی مورد مطالعه قرار گرفته است، گیاهان جوان Arabidopsis thaliana (گیاه مین‌یاب) در آزمایشگاه چند بار در روز تحت مالش ساقه قرار می‌گرفت. این منجر به تولید گیاهان کوتاه‌تر در مقایسه با گروه شاهد (که به آن‌ها دست‌نخورده بود) شد.

نمی‌توان به‌طور کامل از استرس مکانیکی جلوگیری کرد، اما در هنگام بازدید از گیاهان خود چه در داخل خانه و چه در مزرعه به خاطر داشته باشید که آن‌ها تحت تأثیر بازدید شما قرار خواهند گرفت؛ بنابراین تماس مستقیم با گیاهان خود را به حداقل برسانید.

تنش خشکی گیاه

در روزهای آفتابی و خشک یا زمانی که نور گلخانه بسیار شدید است، گیاهان ممکن است پژمرده شوند، زیرا سرعت از دست دادن آب از طریق تعرق بیشتر از سرعت جذب آب از خاک توسط سیستم ریشه است. به‌عبارت‌دیگر رطوبت کافی در خاک وجود ندارد که می‌تواند تا حد زیادی از رشد گیاه جلوگیری کند. بااین‌حال، گیاهان دارای سیستم‌های کنترلی هستند که آن‌ها را قادر می‌سازد تا با کمبود شدید آب مقابله کنند.

بسیاری از واکنش‌های گیاه به کمبود آب به آن کمک می‌کند تا با کاهش سرعت تعرق، آب را حفظ کند. کمبود آب در برگ‌ها باعث می‌شود سلول‌های محافظ کمتر متورم شوند، یک مکانیسم کنترلی ساده که با بستن روزنه‌ها تعرق را کند می‌کند. کمبود آب باعث تحریک سنتز و آزادسازی اسید آبسیزیک در برگ می‌شود. این هورمون با عمل بر روی غشای سلولی نگهبان به بسته نگه‌داشتن روزنه‌ها کمک می‌کند. برگ‌ها به چند روش دیگر به کمبود آب پاسخ می‌دهند. برگ‌های بسیاری از گونه‌های گیاهی، مانند گونه‌های چمن، به شکل لوله‌ای درمی‌آیند که با کاهش سطح برگ که در معرض هوا و باد خشک است، تعرق را کاهش ‌دهند. اگرچه این واکنش برگ باعث حفظ آب می‌شود، اما فتوسنتز را نیز کاهش می‌دهد که این یکی از دلایلی است که خشکی باعث کاهش عملکرد محصول می‌شود.

رشد ریشه نیز به کمبود آب پاسخ می‌دهد. خاک یا هر بستری که گیاه در آن رشد می‌کند معمولاً از سطح به پایین شروع به خشک شدن می‌کند. این امر تا حدی از رشد ریشه‌های کم‌عمق جلوگیری می‌کند، به این دلیل که سلول‌ها نمی‌توانند استحکام موردنیاز برای ازدیاد طول را حفظ کنند. ریشه‌های عمیق‌تر که توسط بستر مرطوب احاطه شده‌اند، هنوز هم قادر به رشد هستند. سیستم ریشه به گونه‌ای تکثیر می‌شود که قرار گرفتن در معرض رطوبت خاک را به حداکثر می‌رساند، اما این نیاز به صرف انرژی بیشتری از گیاه دارد که در نهایت عملکرد بالقوه از بین می‌رود.

راه‌حلی برای تنش خشکی

کلید تنش خشکی (کمبود آب) محافظت از گیاه در برابر خشک شدن و درعین‌حال حفظ فتوسنتز است. بسته شدن روزنه‌ها منجر به کاهش در دسترس بودن دی‌اکسید کربن برای گیاه می‌شود؛ و واکنش‌های شیمیایی سیستم فتوسنتز را نمی‌توان در صورت نیاز خاموش کرد، مگر اینکه منبع نور خاموش باشد، البته کمبود دی‌اکسید کربن به دلیل بسته شدن روزنه‌ها منجر به تجمع رادیکال‌های آزاد در کلروپلاستها می‌شود. آبشار پیچیده‌ای از واکنش‌های شیمیایی که انتقال سیگنال نامیده می‌شود، مسئول این کار است. گیاه با تولید آنتی‌اکسیدان‌هایی به این رادیکال‌های آزاد پاسخ می‌دهد تا آن‌ها را خنثی کند. بدون پرداختن به جزئیات زیاد، برخی از هورمون‌های گیاهی و اسیدهای آمینه آزاد اغلب درگیر می‌شوند و به گیاه کمک می‌کنند تا مقداری تحمل نسبت به خشکی (که علت اولیه استرس برای گیاه بود) ایجاد شود.

یک پرورش‌دهنده ممکن است تجربه کند که به‌محض پایان تنش خشکی، برگ‌های پژمرده به‌سرعت بهبود می‌یابند. بااین‌حال، طی چند روز تا یک هفته گیاهان آسیب دیده پیری برگ را نشان می‌دهند. این درواقع فرآیندی است که در آن برگ‌ها به‌سرعت پیر و زرد می‌شوند زیرا کلروفیل تجزیه شده است. این تا حدی نتیجه آسیب غیرقابل‌برگشت رادیکال‌های آزاد است که قبلاً ذکر شد.

جمع‌بندی

به‌طورکلی دو نوع تنش وجود دارد: تنش زنده و تنش غیرزنده. تنش زنده از آسیب وارد شده به گیاه توسط یک موجود زنده، به‌عنوان‌مثال یک حشره یا قارچ یا حیوان ، ناشی می‌شود. تنش غیر زیستی یا غیرزنده ناشی از شرایط محیطی است که میتواند شامل دماهای شدید، کمبود آب یا آبیاری بیش از حد، کمبود مواد مغذی، بادهای شدید، شوری بیش از حد یا تیمار با علف‌کش باشد. این تنش‌ها مانع از رشد و نمو صحیح گیاه می‌شود و در نهایت بر عملکرد و کیفیت محصول تأثیر می‌گذارد.