|
Publisert:
25.09.2020 | Oppdatert: 15.12.2024
Вчення про стрес рослин
Dr. Oleksii Orlov
PhD in Agriculture
В умовах степового клімату найбільш поширеними стресами у рослин є
нестача вологи та пошкодження морозом. У цій статті ми розглянемо, що таке
стреси рослин і як вони впливають на врожай?
Photo
©
Dr. Oleksii Orlov
На фото - загибель поля із соняшником від нестачі вологи
через пізднюю сівбу. Сусідні фермери, хто посіяв соняшник тоді, коли
була волога, отримав добру врожайність
Рослини схильні до численних стресів, які часом
серйозно позначаються на їх продуктивності. Наприклад, зниження
врожайності викликається саме стресами.
Загибель рослин теж
спричиняють стреси. До таких несприятливих впливів можна віднести як низькі,
так і високі температури, як недолік вологи, так і посуху, а також вплив
фітопатогенів, ультрафіолетової радіації та ін. Навіть застосування
пестицидів та інших препаратів не обходиться без стресу для культурних
рослин.
Наука інтенсивно працює над питанням зменшення впливу на
рослини різних негативних факторів, над тим, щоб допомогти рослинам
підготуватися до екстремальних ситуацій ще до зіткнення з ними.
Стреси рослин поділяються на три види:
- абіотичні
- біотичні
- агротехнічні
Photo
©
Dr. Oleksii Orlov
Загибель рослин теж
спричиняють сильні стреси. На фото - абіотичний стрес, загибель через
нестачу води
Абіотичні чи
природні стреси рослин
Що стосується
сільського господарства, абіотичний стрес - це стрес, спричинений факторами
природного середовища, такими як екстремальні температури, вітер, посуха та
засолення ґрунтів.
Приклад абіотичного чи
природного стресу - пшениця під впливом сильної посухи. Це
найпоширеніший абіотичний стрес в Україні. На цьому полі врожайність
не буде більшою, ніж 2-2,5 т/га. Якщо щорічно врожайність
обмежується недоліком вологи, слід розховати всі ресурси (добрива,
пестициди) під плановану врожайність, в такий спосіб, щоб був
прибуток. Щоб прибуток від урожаю 2,5 т/га, перекривав усі витрати
на вирощування!
В умовах відкритого
ґрунту дуже складно контролювати абіотичні стреси. В умовах теплиць /
індор фармінгу, абіотичні стресові фактори контролювати просто.
Для людей дуже важливо розуміти, як фактори стресу впливають на рослини та
інші живі істоти, щоб ми могли вжити деяких профілактичних заходів.
Профілактичні заходи - єдиний спосіб захистити себе та свої поля від
абіотичного стресу.
Є кілька методів, які люди можуть
використовуватиме зменшення негативного впливу стресу на живі істоти.
Існує безліч різних типів абіотичних стрессорів, найпоширеніші з них:
- Холод
- Спека
- Вітер
- Посуха
- Град
- Засолення ґрунтів
- Кислотність ґрунтів
- Лужність ґрунтів, і т.д.
Біотичні стреси рослин
Біотичний стрес – це стрес, який виникає
внаслідок пошкодження організму іншими живими організмами, такими як
бактерії, віруси, гриби, паразити, корисні та шкідливі комахи, бур'яни, а
також культурні чи місцеві рослини.
Наведемо кілька прикладів поширених
біотичних стресів...
Шкода, що завдається
бур'янами (нетреба звичайна), як на цьому полі з нутом, - це біотичний
стрес!
Photo
©
Dr. Oleksii Orlov
Шкода, що завдається
шкідниками (вогнівка), як на цій рослині ріпаку, - це біотичний стрес!
Photo
©
Dr. Oleksii Orlov
Шкода, що завдається
хворобами (ботритіс або сіра гниль полуниці) - це біотичний стрес!
Типи біотичних стресів, що впливають на організм,
залежить від клімату, у якому він живе, і навіть від можливості виду
протистояти певним стресам.
Біотичний стрес залишається широко визначеним
терміном, і ті, хто його вивчає, стикаються з багатьма проблемами, такими як
велика складність контролю біотичних стресів в експериментальному контексті,
порівняно з абіотичним стресом.
Збитки та шкода, заподіяні різними
живими (біотичними) і неживими (абіотичними) факторами, можуть здаватися
дуже схожими. Навіть при ретельному спостереженні точний діагноз може бути
ускладненим.
Наприклад, в'янення листя на полуниці, спричинене
стресом від посухи, може бути схоже на в'янення листя, спричинене серйозним
судинним захворюванням, спричиненим грибком, або в'яненням, спричиненим дією
шкідників.
Агротехнічні стреси рослин
Багато прийомів агротехніки спричиняють стреси у
рослин. Наприклад, внесення гербіциду чи завищення його норми, чи посходове
боронування.
Деякі агроприйоми сприяють посиленню дії біотичних
та абіотичних стресів рослин.
Приклад
агротехнічного стресу – через помилку під час внесення добрив (пропустили
один прохід розкидача добрив),
пшениця пожовкла.
Спільна дія стресових факторів рослин
Фактори діють спільно.
Бажано визначи найбільш впливовіші.
Бочка Лібіха, або
основний закон землеробства:
1 - Максимально можливий урожай
2
– Фактичний урожай. який обмежений дією стресового фактора,
недоліком фосфору!
Тут ми бачимо, що той фактор, який завдає
найбільшої шкоди, - це нестача фосфору.
Наведемо декілька простих прикладів спільної дії стресових факторів...
Приклад
спільної дії абіотичних та біотичних стресових факторів – кукурудзу
побило градом (абіотичний фактор).
І зразу у
ранки потрапила грибна інфекція та рослини захворіли (біотичний
фактор). В цьому випадку, якщо
зразу пвсля граду обприскати фунгіцидом, то можна попередити
розповсюдження захворювання!
Приклад
спільної дії двох біотичних стресових факторів - поле соняшнику
уражене відразу двома хворобами: фомопсисом - на фото праворуч (1-й
стресовий фактор) та альтернароізом
(другий
стресовий фактор).
Завжди на рослини діє безліч факторів одночасно!
Три фази реакції
рослини на стреси
Термін стрес (від англ. stress - напруга)
введений в науковий лексикон в 1936 р. для опису реакції організму на
будь-який сильний несприятливий вплив.
Згідно з вченням про стреси,
відповідні реакції на стресовий вплив у тварин і людини мають вигляд кривої,
що включає три фази («тріада Сельє») – тривоги, адаптації
(резистентності) та виснаження.
У цей період формується неспецифічна
резистентність (адаптація), але зі збільшенням стресового впливу та
виснаження захисних сил організму настає його загибель. Основи стресової
теорії було перенесено на фізіологію рослин, у результаті у науці з'явився
новий напрямок – стрес-фізіологія рослин. Для них фази тріади Сельє були
названі первинною індуктивною стресовою реакцією, адаптацією та виснаженням
ресурсів надійності.
Здатність захищатися від несприятливих умов
довкілля – невід'ємна властивість будь-якого живого організму. Зважаючи на
відносну нерухомість і неможливість уникнути несприятливих факторів, просто
перемістившись в інший ареал, рослина змушена включати активні механізми
саморегуляції, внаслідок чого відбуваються глибокі зміни в обміні речовин
без порушення узгодженості між окремими функціями, що дозволяє зберігати
єдність організму та середовища (гомеостаз).
До найбільш поширених
факторів, здатних викликати у рослин стрес, відносяться: екстремальні
температури (як низькі, так і високі), недолік вологи (посуха), надлишок
води в ґрунті, надмірна засоленість ґрунту, низька або надмірна
освітленість, вплив фітопатогенів (мікроорганізмів і грибів),
ультрафіолетова радіація, дія іонів важких металів, післядія гербіцидів.
Під час першої фази (тривога) реакції
на стрес – первинної індуктивної стресової реакції – у рослини збільшується
проникність мембран у результаті зміни молекулярного складу їх компонентів,
що призводить до закислення цитоплазми та, як наслідок, до активації
гідролаз та процесів розпаду полімерів. Синтез білка гальмується, тоді як
синтез стресових білків активізується. Дихання та фотосинтез спочатку
посилюються, а потім пригнічуються. Накопичуються продукти розпаду.
Під час другої фази (резистентність)
реакцію стрес – адаптації – у рослині посилюються процеси синтезу.
Відбувається стабілізація проникності мембран. Рослина формує мінімальну
кількість генеративних органів.
У третій фазі реакції на
стрес (виснаження) – захисні можливості рослини
вичерпуються, клітинні структури (хлоропласти та мітохондрії) руйнуються та
викликають енергетичне виснаження клітини, що призводить до фізикохімічних
змін цитоплазми. Як правило, це незворотний процес, що веде до загибелі
рослини.
Третя фаза реакції на стрес (виснаження)
– в'янення рослин та загибель урожаю. У такій фазі зміни вже
необоротні, полив чи внесення добрив вже не виправить ситуацію.
Вимірювання стресів
рослин
Вимірювання стресу
рослин – це кількісна оцінка впливу навколишнього середовища / стресових
факторів на здоров'я рослин.
Приклад
виміру стресу рослин - як посуха вплинула на врожай кукурудзи.
У
деяких випадках, можна просто виміряти рівень стресу рослини, а в
деяких це зробити складно або неможливо.
Приклад
сильного стресу рослин – пожовтіння соняшнику через дію
IMI-гербіцидів. В даному випадку врожай значно знизився, а деякі
поля загинули. Соняшник сильно знижує врожай при дії стресу у фазу
3-4 листки, коли закладається майбутній урожай! Це приклад
середнього рівня стресу.
Коли рослини
піддаються неідеальним умовам вирощування, вони вважаються такими, що
відчувають стрес.
Чинники стресу можуть вплинути на ріст, виживання
та врожайність. Тому важливо оцінити - чи можна зробити щось саме зараз для
покращення стану рослин, чи вже нічого зробити не можна і слід приділити
увагу профілактиці стресових факторів вже наступного сезону.
Наведемо приклади:
випадок, коли можна щось зробити і випадок, коли щось зробити вже не можна.
Випадок, коли можна щось зробити. Ми побачили що
соняшику не вистачає азоту. А якщо недостатньо азоту,
то рослини відчувають стрес від нестачі
азотного живлення, то можна зробити листове
підживлення карбамідом. На фото - обприскування соняшнику
карбамідом.
Випадок, коли вже нічого не зробиш – загибель урожаю від сильного
морозу та снігу в Узбекистані. Дерева не загинуть, але врожаю цього
сезону вже не дадуть.
Дослідження стресу рослин вивчають реакцію рослин на обмеження та надлишок
основних абіотичних факторів (світло, температура, вода та поживні
речовини), а також інших стресових факторів, які важливі у певних ситуаціях
(наприклад, шкідників, патогенів чи забруднювачів).
Вимірювання
стресу рослин зазвичай фокусується на вимірі живих рослин. Він може включати
візуальну оцінку життєздатності рослин, проте останнім часом акцент
змістився на використання інструментів та протоколів, які виявляють реакцію
певних процесів усередині рослини (особливо фотосинтезу, передачі сигналів
рослинних клітин та вторинного метаболізму рослин).
Визначення
оптимальних умов росту рослин, наприклад оптимізація використання води у
системі поливу, в зрошенні.
Визначення кліматичного діапазону для
різних видів або підвидів культурних рослин, їх сортів та гібридів.
Визначення того, які сорти та гібриди культурних рослин стійкі до того чи
іншого стресового фактора.
Менеджмент стресів
рослин
Профілактика стресів рослин:
- ГМО рослини,
більш стійкі або толерантні до стресів
- контроль факторів, що викликають
стреси
- зменшення наслідків впливу стресових факторів
- агротехніка,
спрямована на зменшення стресів та їх запобігання
Дуже
важливо правильно оцінювати вплив стресових факторів та будувати
бізнес таким чином, щоб отримувати прибуток. Як на цьому фото –
соняшник вирощується в умовах стресу від сильної посухи. Хоч урожай
і не високий, 1,5-1,8 т/га, але завдяки правильній агротехніці,
плануванню витрат під мінімальний урожай та правильному підбору
гібридів, фермер отримав гарний прибуток!
Найбільша врожайність можлива лише у випадку, якщо
рослини вирощуються протягом вегетаційного періоду без стресів!
Photo
©
Dr.
Oleksii Orlov
Якщо вирощувати
рослини без стресів, вирощувати рослини в оптимальних умовах, можна
отримувати учень великі врожаї та високий прибуток. Як на цьому
полі, де пшениця дала 11 т/га!
Photo
©
Dr. Oleksii Orlov
Звертайтеся
до нас з питань консалтингу,
створення та
підвищення ефективності аграрного бізнесу!
Гарантуємо
якість
послуг найвищого міжнародного рівня!
Контакти
© Agricultural
Consulting Service.
Бізнес консалтинг. Створення сучасного
бізнесу під ключ. Технічний аудит. Як отримати додатковий прибуток?
Консультаційні послуги з сільського господарства, аквакультури,
природних ресурсів, навколишнього середовища, безпечної енергії в
промисловості та будівництві...
|
|
