стрес

Част III: Ролята на минералните хранителни вещества

Въведение

Храненето за растенията е жизненоважно, като храната или дишането при хората. Посрещането на хранителните нужди, които растенията изискват, не е лесна задача, тъй като има няколко фактора и елементи, които влизат в игра. Плодородието на почвата е един от най-важните фактори; от адекватно ниво на плодовитост могат да се очакват добри запаси от хранителни вещества или обратното при ниски нива

Последствията от лошото управление на храненето могат да бъдат отразени в редица видими фактори, като „стрес от растенията“. За тези случаи обикновено говорим за воден стрес и температурен стрес. Тази статия разглежда функциите на някои хранителни вещества за противодействие на растителния стрес.

Азот

Този макронутриент е един от най-търсените от растенията, той играе много важна роля в толерантността към температурния стрес, при много високи температури интензивността на светлината обикновено също е висока, това влияе върху усвояването на минералните хранителни вещества и има отрицателен ефект върху растежа.

Азотът също така участва в използването на енергия от погълнатата светлина и в метаболизма на фотосинтетичния въглерод. Може да се очаква излишък на неизползвана светлинна енергия в листа с дефицит на азот, където има висок риск от фотооксидативни увреждания.

Фигура 1. M.C. Маурисио Наваро Гарсия е специалист с дългогодишен опит в управлението на растителния стрес в голямо разнообразие от култури и среда. „Управление на стреса на растенията“ ще бъде презентацията, която ще се проведе на 4-тия международен конгрес по хранене и приложна физиология на растенията.

Huang, 2004 и Kato, 2003 съобщават, че растенията, отглеждани при висока интензивност на светлината с високо съдържание на азот, имат по-висока толерантност към фотоокислителни щети и по-висок капацитет на фотосинтеза от тези, отглеждани при подобни условия на светлина, но с ниско количество азот абсорбираната светлинна енергия при електронен транспорт също е много по-висока при адекватни нива на N. Тези резултати показват, че растенията с оптимални нива на N развиват защитни механизми, за да се избегнат фотоувреждания. В отговор на излишната енергия от светлина, тилакоидните мембрани имат защитен механизъм, чрез който излишната енергия се разсейва като топлина, този механизъм е свързан с повишено образуване на пигмента зеаксантин.

Фигура 2. Преди и след при реколта от домати на открито. Вляво се наблюдават много тежки повреди от ниски температури. Вдясно е резултатът от управлението на стреса в същата култура.

Снимки: M.C. Маурисио Наваро.

Съвпада

Основната функция на фосфора е да трансформира енергията, която растенията получават от слънцето, в химическа енергия. Този процес е част от фотосинтезата и енергията, която растенията получават от този процес, се съхранява като фосфатни съединения, които растението в крайна сметка ще използва, за да се развие, липсата на този елемент би била значителна, тъй като щетите, причинени от големи количества слънчева енергия, причиняват намаляване на растениевъдството и дори общи загуби.

Калий

Калият играе фундаментална роля за оцеляването на растенията в условията на стрес от околната среда, той е от съществено значение за много физиологични процеси като фотосинтеза, транслокация на фотосинфат, поддържане на тургора и активиране на ензимите при стресови условия. Недостигът на K причинява силно намаляване на фиксирането на фотосинтетичния CO2 и влошаването на отделянето и използването на фотосинфати, такива промени водят до излишък на електрони, произведени фотосинтетично и следователно стимулиране на производството на "ROS" (реактивни кислородни видове ). Тези ROS причиняват значително увреждане на клетъчната структура и водят до оксидативен стрес.

Калций

Участва във физиологични процеси на растенията на клетъчни и молекулярни нива, но които влияят върху растежа и реакцията на стреса от околната среда, като цяло генотипите на растенията, които толерират екологичния стрес поради ниските температури, са в състояние да поддържат водния потенциал на листата, затварящи устиците, за да се избегне загуба на вода чрез изпотяване. Счита се, че затварянето на устицата от ABA (абсцизова киселина) се медиира и от Ca ++. Установено е, че калцият е необходим за възстановяване от стрес при ниска температура чрез активиране на ензима АТФаза на плазмената мембрана, който е необходим за изпомпване на хранителните вещества, загубени в резултат на увреждане на клетките.

Фигура 3. Недостигът на фосфор е само един пример за сериозните проблеми, които стресът от растенията поражда в посевите. Добре подхранената реколта винаги ще бъде по-конкурентна.

Магнезий

Той участва в множество физиологични и биохимични процеси, които засягат растежа и развитието на растенията, играе съществена роля във фотосинтезата и много други метаболитни процеси. Няколко ключови ензими хлоропласт са силно засегнати от малки вариации в нивата на магнезий, скоростта на фотосинтеза намалява значително в листата на растенията с дефицит на този елемент.

Бор

Борът участва в няколко процеса; като удължаване на клетките, клетъчно делене, биосинтез на клетъчната стена, функция на мембраната, функции на метаболизма, фотосинтеза и др. Липсата на този микроелемент предизвиква производството на ROS, причинявайки сериозни щети поради оксидативен стрес и смърт на растителни клетки.

Манган

Манганът е необходим за фотосинтеза, азотния метаболизъм и за образуването на други съединения, необходими за метаболизма на растенията. Той е важен в борбата срещу стреса с висока и ниска температура, липсата му намалява усвояването на хранителните вещества и предизвиква множество морфологични и физиологични нарушения при растенията, хлороза, кафяви некротични петна и забавена зрялост. Културите, добре подхранени с манган, могат да намалят неблагоприятните ефекти от температурния стрес, като подобрят скоростта на фотосинтеза и метаболизма на азота в растителното тяло.

Фигура 4. Схематично представяне на ефектите от стреса на растенията върху добива и качеството на културите.