Ο καύσωνας δεν ταλαιπωρεί μονάχα τους ανθρώπους, τα φυτά υποφέρουν και αυτά!
Μεταξύ των αβιοτικών καταπονήσεων, η θερμική καταπόνηση αποτελεί έναν από τα σοβαρότερα προβλήματα ως αναφορά την αύξηση των φυτών, σε παγκόσμιο επίπεδο. Με την εξέλιξη της κλιματικής αλλαγής, προβλέψεις σχετικά με την αύξηση της θερμοκρασίας εμφανίζουν το φαινόμενο αυτό να παρατείνεται, με όλο και μεγαλύτερες εντάσεις.
Οι επιπτώσεις των θερμοκρασιών στα φυτά προκαλούν μια πληθώρα αρνητικών επιδράσεων σε φυσιολογικό, μοριακό και βιοχημικό επίπεδο, έχοντας ως αποτέλεσμα:
✔ Μείωση της βιομάζας
✔ Επηρρεάζεται η αναπαραγωγική διαδικασία
✔ Μείωση της ανθοφορίας και της βιωσιμότητας της γύρης
✔ Μείωση της καρπόδεσης
✔ Και μειωμένες αποδόσεις της παραγωγής. (Ahmad et al., 2022)
Τα φυτά έχουν αναπτύξει διάφορους μηχανισμούς με τους οποίους μπορούν να αμύνονται ως προς διάφορες αβιοτικές καταπονήσεις, μεταξύ αυτών και ως προς την αύξηση της θερμοκρασίας.
Ο μηχανισμός αυτός διαφέρει ανάλογα με το είδος του φυτού, την διάρκεια και τον βαθμό της θερμικής καταπόνησης. Αρχικά τα φυτά προσπαθούν να προσαρμοστούν σε αυτήν την αύξηση της θερμοκρασίας και στην συνέχεια δημιουργούν "αμυντικές στατηγικές" ώστε να επιβιώσουν σε αυτήν την αλλαγή.
Μάλιστα, η επιπτώσεις της θερμοκρασίας είναι ιδιαίτερα επιβλαβής κατά:
✔ Την βλάστηση των σπόρων, η οποία επιβραδύνεται ή αναστέλλεται και επηρρεάζει αρνητικά την περαιτέρω ανάπτυξη του φυτού
✔ Κατά τα αναπαραγωγικά στάδια, τα οποία όπως έχει αποδειχθεί, είναι πιο ευαίσθητα στο στρεςς που δημιουργείται λόγω αυξημένης θερμοκρασίας.
Η κατάλληλη διαχείριση των καλλιεργειών, συμπεριλαμβάνοντας το πότισμα, μεθόδους εφαρμογής και ποσότητες λιπασμάτων, η μέθοδος και η χρονική περίοδος της σποράς, καθώς και η εφαρμογή επιπλέον προστατευτικών, υπό συνθήκες αυξημένων θερμοκρασιών είναι απαραίτητη ώστε τα φυτά να μπορέσουν να αυξηθούν και να αναπτυχθούν φυσιολογικά.
Επιπλέον, κάποιες τεχνικές διαχείρισης αναλύονται παρακάτω:
✔ Η εδαφοκάλυψη
χρησιμοποιείται ώστε να διατηρείται η εδαφική υγρασία, βελτιώνει την απόδοτικότητα του διαθέσιμου νερού και αζώτου, και παρεμποδίζει την μείωση της απόδοσης της καλλιέργειας.
✔ Ο κατάλληλος χρόνος σποράς,
εάν η σπορά είναι πρώιμη ή ώψιμη, επηρρεάζει την περίοδο ωρίμανσης, αλλά και την πιθανότητα προσβολής από εχθρούς και ασθένειες.
✔ Η αύξηση της θρέψης,
μπορεί να τροποποιήσει την λειτουργία των στομάτων, να ενεργοποιήσει φυσιολογικές και μοριακές διαδικασίες, να αυξήσει την συγκέντρωση αντιοξειδωτικών που ενεργοποιούν την αντοχή στο στρεςς που δημιουργείται λόγω θερμοκρασίας, κ.α. Τα απαιραίτητα θρεπτικά στοιχεία σε αυτές τις περιπτώσεις είναι τα : Ν, Κ, Β, Se, Ca, Mg και Mn.
✔ Η εφαρμογή ρυθμιστών αύξησης
όπως φυτοορμόνων, οσμορρυθμιστικών και πολυαμινών, αυξάνουν την αποδοτικότητα των αντιξειδωτικών που παράγονται από τα φυτά και προσφέρουν προστασία σε αυτά κάτω από συνθήκες θερμικού στρεςς
✔ Η εξωγενής εφαρμογή ασβεστίου,
η οποία προκαλεί ύστερα από μια σειρά αντιδράσεων αντοχή στην θερμότητα, ενώ παράλληλα προστατεύει την χλωροφύλλη από την ηλιακή ακτινοβολία αλλά και την λειτουργία των στομάτων
✔ Η χρήση βιοδιεγερτών,
όπως μικροοργανισμοί, αμινοξέων, ανόργανα υλικά αλλά και φυτικές ορμόνες, φαινόλες, άλατα, χημικές ουσίες και άλλα στοιχεία με φυτοαυξητικές ιδιότητες.
Όσο η θερμοκρασίες αυξάνονται οι αμυντικοί μηχανισμοί των φυτών τείνουν να υπολειτουργούν. Η ενίσχυση αυτών των μηχανισμών μπορεί να πραγματοποιηθεί με την βοήθεια καποιων μικροοργανισμών, οι οποίοι αλληλεπιδρούν ή συμβιώνουν με τα φυτά. Σε αυτούς συμπεριλαμβάνονται μύκητες όπως οι μυκόρριζες, αλλά και ωφέλιμα βακτήρια, όπως τα φυτοαυξητικά βακτήρια (plant growth promoting bacteria) κ.α.. Οι εδαφικοί αυτοί μικροοργανισμοί επιδρούν στα φυτά άμεσα ή έμμεσα, έχοντας στην κατοχή τους πολυάριθμες χρήσεις, ανάλογα με τον είδος του μικροοργανισμού και της καλλιέργειας που εφαρμόζονται.
Οι πιο γνωστές λειτουργίες τους είναι η χρήση τους ως βιολίπανση, η ενίσχυση της άμυνας και της απόδοσης των φυτών,η προστασία από εχθρούς και ασθένειες αλλά και από βιοτικές και αβιοτικές καταπονήσεις.
Στους μικροοργανισμούς αυτούς συμπεριλαμβάνονται μερικοί οι οποίοι έχουν την ικανότητα να συμβάλλουν ως προς την προστασία των φυτών από την θερμότητα. Μάλιστα, οι μικροοργανισμοί αυτοί παράγουν, αλλά και να ρυθμίζουν, διάφορες ορμόνες, ένζυμα και μεταβολίτες ώστε να διατηρηθεί η ανάπτυξη των φυτών υπό συνθήκες αυξημένων θερμοκρασιών και στρες.
Πιο συγκεκριμένα :
► Σχηματίζουν βιοφίλμ
► Μειώνουν την παραγωγή αμπσισικού οξέος
► Ενισχύουν την ανάπτυξη του ριζικού συστήματος
► Αυξάνουν την παραγωγή πρωτεΐνών θερμικού σοκ
► Αυξάνουν την διαθεσιμότητα θρεπτικών στο έδαφος και ιδιαίτερα το άζωτο(Ν) και φώσφορο(Ρ)
Η χρήση μικροοργανισμών αποτελεί μια βιώσιμη λύση, φιλική προς το περιβάλλον καθώς επίσης μπορεί να φανεί χρήσιμη ως προς την εξοικονόμιση χρόνου σε σχέση με άλλες χρονοβόρες πρακτικές.
Πηγές:
Ahmad, M., Imtiaz, M., Shoib Nawaz, M., Mubeen, F., & Imran, A. (2022). What Did We Learn From Current Progress in Heat Stress Tolerance in Plants? Can Microbes Be a Solution? Frontiers in Plant Science, 13. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2022.794782
Mukhtar, T., Rehman, S. ur, Smith, D., Sultan, T., Seleiman, M. F., Alsadon, A. A., Amna, Ali, S., Chaudhary, H. J., Solieman, T. H. I., Ibrahim, A. A., & Saad, M. A. O. (2020). Mitigation of Heat Stress in Solanum lycopersicum L. by ACC-deaminase and Exopolysaccharide Producing Bacillus cereus: Effects on Biochemical Profiling. Sustainability, 12(6), 2159. https://doi.org/10.3390/su12062159
Singh, D. P., Singh, H. B., & Prabha, R. (Eds.). (2016). Microbial Inoculants in Sustainable Agricultural Productivity. Springer India. https://doi.org/10.1007/978-81-322-2644-4
