Стрес для культур. Як захистити
Технології вирощування сільськогосподарських культур мають певні загальні вимоги, але інколи рослина «хворіє» і навіть гине, хоча ми й надали їй найкомфортніші умови.
Причина може бути в тому, що загальних рекомендацій виявляється недостатньо, оскільки вони не враховують особливості конкретних природно-кліматичних умов.
Джерело: Інститут живлення рослин
В останні роки погода часто приносить нам сюрпризи у вигляді аномально низьких або аномально високих температур, надлишку або браку вологи, а про перехід від сезону до сезону взагалі нагадувати не доводиться. Тому якщо не докладати певних зусиль, пригнічення і навіть масова загибель рослин забезпечена.
Провідне місце у системі нівелювання перерахованих вище факторів однозначно посідає живлення рослин, завдяки чому активізовуються біохімічні процеси, які регулюють зміни у рослинному організмі при стресах. Багатьма сучасними дослідженнями підтверджено тісний зв’язок між стійкістю рослин до стресів та елементами живлення. Кожен з них займає свою нішу у складній системі реакцій рослини на зовнішні сигнали і виконує чітко свою роль.
Негативні зміни умов вирощування значно знижують надходження елементів живлення з ґрунту. До прикладу, високі температури та досить низькі значення pH блокують надходження бору, міді та магнію, тоді як низькі температури та зниження кислотності погіршує засвоєння заліза, марганцю та цинку. Для запобігання втрати рослиною стійкості необхідно розкрити в повній мірі протекторні властивості кожного з елементів контролюючи їх вміст не лише в ґрунті, але і в самій рослині.
Оскільки боротьба рослин зі стресами має відбувається шляхом зміни активності ферментів, що проходять як на клітинному, так і на гормональному рівнях, то мікроелементи відіграють в цих процесах надзвичайно важливу роль, як регулятори реакцій на подразнюючий фактор. Основна частина змін є досить неспецифічними та не залежать від самої природи чинника, але визначається адаптаційними змінами та однозначно призводить до дефіциту того чи іншого елемента живлення.
Наприклад, значно знижується здатність поглинання клітинами кореня води та поживних речовин на фоні дефіциту азоту та фосфору. Зниження фотосинтетичної активності та фіксації СО2 на фоні порушення продуктів фотосинтезу провокується дефіцитом калію, що в подальшому призводить до руйнування мембран хлоропластів та порушенні продукування хлорофілу. Використання калієвмісних добрив протектує стрес підтримуючи осмотичний тиск клітин, регулює роботу продихів та активує порушені стресовим чинником ферментні системи.
Досить цікаву протекторну дію на рослину, за несприятливих умов, має кремній. Особливо яскраво його дія проявляється в умовах браку вологи, оскільки формування біокремнієвих сполук перешкоджає втраті води епідермісом листя та захищає від згубної дії ультрафіолетового випромінювання у спеку. Кремнієві утворення «знаходять» місця ураження та інфікування токсичними патогенами фенольних сполук біотичних стресорів, усуваючи їх згубну дію. Варто зазначити, що позакореневе внесення Si сприяє збільшенню кореневої маси та відповідно підвищує ефективність поглинання продуктивної вологи. Кремній підвищує захисну здатність рослин до окисного стресу та токсичності важких металів.
Окрім мікроелементів стреспротекторні властивості мають також амінокислоти, про які ми поговоримо у другій частині матеріалу.
Ще однією формою неспецифічної стійкості є зміна співвідношення між фітогормонами, а саме зниження рівня гормонів-стимуляторів і накопичення інгібіторів, що зростають при стресі. Вона призводить до зниження інтенсивності обмінних процесів, зупинки поділу і росту клітин, переходу організму в стан спокою, який на певному етапі органогенезу може бути зовсім не доречним.
Найважливішою захисною речовиною, яка і має назву «гормон стресу», є абсцизова кислота (АБК). Зазвичай її утворення відбувається у відповідь на стресову ситуацію чи негативні умови, що склались у певний момент, одночасно змінюючи рослину та пристосовуючи її до нових умов. Типовим прикладом такої реакції може бути пришвидшення синтезу АБК як відповідь на нестачу вологи. Якщо рослині не вистачає води, то вміст АБК в листках стрімко зростає. Загальновідомо, що за допомогою відкриття та закриття продихів рослини підтримують водний режим, рух закриваючих клітин обумовлюється переміщенням в них іонів К+. АБК при цьому провокує їх відтік із закриваючих клітин, власне тому і продихи закриваються. Листки у яких продихи закриті менше втрачають води, тому і рослина краще переносить посуху. Роль протектора виконує К, тому процес відбувається значно швидше.
Коли рослина уже зазнала впливу і є чіткі ознаки пригнічення важливо своєчасно провести підживлення Мо, Zn і Cu, які стимулюватимуть біосинтез фітогормонів та включатимуться в експресію реагуючих на стрес генів. Молібден є визначальним у синтезі абсцизової кислоти, тоді як Zn сприяє підвищенню активності протеїногенних амінокислот, що входять до складу білків, чим впливає на утворення амінокислоти триптофану – попередника ауксину під дією якого в зонах росту відбувається розтягнення клітин.
Важливу роль на клітинному рівні відіграє мідь. Участь цього елемента необхідна у метаболізмі клітинної стінки, окисному фосфорилюванні, мобілізації заліза та біогенезі молібденового кофактору. Саме під впливом Cu відбувається накопичення вільних амінокислот і проліну. Як результат – економія витрати енергетичних запасів, а рослина має більше можливостей направляти їх на підтримання структури клітин.
Отже, щодо значення абсцизової кислоти – тут навіть не доведеться нікого переконувати, адже її дія поширюється практично на всі процеси клітинного метаболізму. Саме завдяки АБК рослина відповідає на брак вологи, засолення, перепади температур та дію низьких температур, нестачу та надлишок кисню.
Дещо меншим інгібітором стресу, аніж абсцизова кислота, є етилен. Особливістю його протекторних властивостей є пришвидшення його синтезу, як реакція на нестачу кисню в ґрунті. Це актуально для дихання кореня, при посухах, надмірних коливаннях температур, а також токсичній дії важких металів, що досить важливо при бактеріальних і вірусних захворюваннях. Близько однієї хвилини необхідно для випаровування цього гормону з поверхні рослини, але за цей час він встигає ввести в дію всі сигнальні системи та адаптаційні процеси.
Адаптаційні реакції на стресові впливи відносяться до найдинамічніших змін, що відбуваються в рослині, та лише завдяки плануванню технологій та оптимізації живлення процеси скоординовуються в правильне русло. Тому якщо вчасно не провести необхідні заходи втрати врожаю можуть становити від 60 до 82% в залежності від чутливості вирощуваної культури.
Думка редакції SuperAgronom.com може не збігатися з точкою зору автора. Редакція не несе відповідальності за достовірність і тлумачення наведеної інформації і виконує роль виключно носія.
