رایج‌ترین تنش‌های گیاهی – قسمت ۲

مقدمه

تنش محیطی یا به‌طور خاص استرس محیطی شامل تمامی عوامل محیطی غیرزنده است که می‌توانند بر رشد و بهره‌وری گیاهان تأثیر منفی یا حتی مضر بگذارد. تحقیقات علمی زیادی در مورد تنش خشکی، اثرات سیل یا غرقابی، تنش شوری، تنش گرمایی، تنش سرما و یخ‌زدگی و تنش شیمیایی 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 در سراسر جهان است.

تنش آبیاری بیش‌ازحد

آبیاری بیش‌ازحد می‌تواند گیاه را سریع‌تر از کمبود آب از بین ببرد. در خاک غرقابی اکسیژن کافی برای ریشه‌ها وجود ندارد. این به این دلیل است که انتشار اکسیژن از طریق آب حدود ۱۰۰۰۰ برابر کندتر از هوا است. بدون اکسیژن، تنفس بی‌هوازی در ریشه اتفاق می‌افتد و ترکیبات سمی در گیاه تولید می‌شود. علائم آبیاری بیش‌ازحد نیز شامل پژمردگی، زرد شدن برگ‌ها، پوسیدگی ریشه و توقف رشد است. مسئله اصلی در آبیاری بیش‌ازحد، کمبود اکسیژن است. این باعث می‌شود بسیاری از گونه‌های گیاهی اتیلن تولید کنند که باعث می‌شود برخی از سلول‌های ریشه تحت آپوپتوزیس (فرآیند مرگ سلولی کنترل شده) قرار گیرند. تخریب این سلول‌ها باعث ایجاد لوله‌های هوا می‌شود که می‌توانند با هوای قسمت‌هایی از گیاه که در بالای زمین قرار دارند پر شود. به‌این‌ترتیب، ریشه‌ها می‌توانند اکسیژن لازم را دریافت کنند، حتی زمانی که خاک هنوز خیلی مرطوب است و هوای کافی در آن وجود ندارد.

مکانیسمی که در بالا توضیح داده شد ممکن است به محصولاتی مانند ذرت یا برنج کمک کند، اما اکثر محصولات گلخانه‌ای تجاری قادر به حفظ سطح اکسیژن داخلی نیستند. ریشه‌ها به سرعت شروع به پوسیدگی می‌کنند و حتی اگر پرورش‌دهنده به سرعت به بستر غرق شده در آب واکنش نشان دهد، از دست دادن عملکرد می‌تواند ویرانگر باشد.

تنش شوری

وجود بیش‌ازحد کلرید سدیم یا سایر نمک‌ها در خاک به دو دلیل گیاهان را تهدید می‌کند. اولاً، با کاهش پتانسیل آب زیرلایه، نمک می‌تواند باعث کمبود آب در گیاهان شود، حتی اگر آب زیادی در خاک وجود داشته باشد. با منفی شدن پتانسیل آب زیرلایه، شیب پتانسیل آب از بستر به ریشه کاهش می‌یابد و در نتیجه جذب آب کاهش می‌یابد.

مشکل دیگر سوبستراهای نمکی این است که غلظت سدیم و برخی یون‌های دیگر مانند کلرید در آن‌ها، به‌ قدری بالاست که نفوذپذیری انتخابی غشای سلول‌های ریشه را تحت تأثیر قرار می‌دهد و برای گیاهان سمی می‌شود؛ به‌عبارت‌دیگر، گیاه قادر به جذب انتخابی مواد مغذی مناسب نیست و تنها سدیم توسط گیاه جذب می‌شود.

بسیاری از گونه‌های گیاهی می‌توانند با تولید املاحی که در غلظت‌های بالا به خوبی تحمل می‌شوند، به شوری متوسط بستر پاسخ دهند. نشان داده شده است که توت‌فرنگی قادر به تولید “ترکیبات فنلی” است. اعتقاد بر این است که این ترکیبات پتانسیل آبی سلول‌های گیاهی را در مقایسه با بستر، بدون پذیرش مقادیر سمی نمک، احیا یا حفظ می‌کنند. بااین‌حال، این فقط یک کمک موقت است، زیرا ضرر تولید و کاهش عملکرد رخ خواهد داد. اگر تنش شوری بیش‌ازحد طول بکشد، گیاه در نهایت می‌میرد.

تنش گرمایی

گرمای شدید می‌تواند مستقیماً به گیاهان آسیب برساند، اما معمولاً آسیب گرمایی از طریق افزایش از دست دادن آب و تنش خشکی گیاه رخ می‌دهد. هنگامی‌که شاخ و برگ‌ها در طول دوره‌های گرم و خشک در معرض نور خورشید قرار می‌گیرند، ممکن است دچار آفتاب‌سوختگی شوند. هنگامی‌که دما بسیار بالا است، گیاهان باید آب را از ریشه به برگ‌ها و ساقه‌ها برسانند. این آب سپس از طریق روزنه به‌عنوان بخارآب از گیاه خارج می‌شود – فرآیندی که به‌عنوان تعریق شناخته می‌شود. تعریق برگ‌ها و سایر قسمت‌های گیاه را خنک می‌کند و از آسیب ناشی از استرس گرمایی جلوگیری می‌کند. بااین‌حال، اگر آب کافی برای این فرآیند وجود نداشته باشد، گیاه مقداری از سطح برگ خود را قربانی می‌کند و اجازه می‌دهد تا بسوزد.

تنش سرما و یخ‌زدگی

سرما و یخبندان از عوامل اصلی آسیب به محصول در گیاهان حساس هستند، اگرچه گیاهان مقاوم نیز می‌توانند در صورت قرار گرفتن قسمت‌های تازه رشد کرده در معرض یخبندان سخت پس از یک دوره هوای گرم‌تر، آسیب ببینند.

علائم اغلب یک شبه ظاهر می‌شوند و می‌توانند بر بسیاری از انواع گیاهان تأثیر بگذارند. برگ‌ها و ساقه‌ها ممکن است سیاه شوند و جوانه‌ها و گل‌ها تغییر رنگ دهند. برخی از گل‌هایی که تحت تأثیر سرما قرار گرفته‌اند ممکن است میوه ندهند.

آسیب شیمیایی

هر نوع ماده شیمیایی که در دوز نامناسب یا در زمان نامناسب استفاده شود، می‌تواند ازنظر فیزیکی به گیاه آسیب برساند. بیشتر آسیب‌های شیمیایی ناشی از استفاده بیش‌ازحد از آفت‌کش‌ها، در زمان نامناسب یا در طول گرمای روز است. استفاده بی‌دقت از علف‌کش‌ها نیز ممکن است به‌طور ناخواسته به گیاهان غیر هدف آسیب برساند یا آن‌ها را از بین ببرد. رانش اسپری اغلب علت آسیب ناخواسته به گیاهان است. آسیب شیمیایی ممکن است به‌صورت لکه‌های قرمز، زرد یا قهوه‌ای روی برگ‌ها، قهوه‌ای شدن نوک برگ‌ها، رشد ضعیف یا بدشکل گیاهان یا قهوه‌ای شدن گسترده و مرگ گیاه ظاهر شود.

نتیجه‌گیری

در این مقاله و مقاله قبلی سعی شده است تا مهم‌ترین قسمت‌های گیاه و نقش آن‌ها در برخی از بارزترین تنش‌های محیطی که گیاهان ممکن است متحمل شوند را شرح دهیم. بااین‌حال، جهان بسیار پیچیده‌تر از این است. همان‌طور که در این مقاله دیدیم ریشه‌ها، برگ‌ها (به‌ویژه روزنه‌ها) و فتوسنتز مورد استفاده در گیاه نقش مهمی در واکنش خاص گیاه به شرایط تنش ایفا می‌کنند. این پاسخ‌ها اغلب به‌طور قابل ملاحظه‌ای مشابه هستند، مانند پاسخ گیاه به تنش خشکی یا تنش شوری. هر دو وضعیت منجر به کاهش ظرفیت جذب آب توسط گیاه می‌شود.

در حال حاضر تحقیقات زیادی در حال انجام است که دقیقاً کدام فرآیندها زیربنای درک گیاه از عوامل استرس‌زا هستند و کدام مواد شیمیایی موجود در گیاه در تحمل بیشتر گیاه به اشکال مختلف تنش‌های محیطی بسیار مهم هستند.