تنش گرما یکی از مشکلات کشاورزی در دنیا محسوب می شود که در سال های اخیر، وقوع تنش گرما در اثر تغییر اقلیم به عنوان یک چالش برای رشد و نمو گیاهان مطرح شده است. افزایش دما می تواند صدمات جبران ناپذیری بر رشد و نمو گیاهان وارد نماید که پیامدهای عمده ای بر عملکرد و کیفیت محصولات دارد. دمای بالا اغلب با تابش زیاد، خشکی و باد شدید اتفاق می افتد که تمام این ها می تواند صدمات وارده به گیاه را تشدید کنند.
تنش گرما چیست؟
تنش گرما اغلب به عنوان افزایش دما به بالاتر از یک حد آستانه و برای یک دوره زمانی مشخص که خسارت غیرقابل برگشت به رشد و نمو گیاه وارد کند، تعریف می گردد. بنابراین در گیاهان افزایش 10 تا 15 درجه سانتیگراد بالاتر از دمای مطلوب، تنش و یا شوک گرمایی را موجب می گردد.
تنش گرما یک تابع پیچیده ای از شدت (درجه حرارت)، طول دوره و میزان افزایش دما می باشد. وسعت وقوع این تنش در نواحی آب و هوایی مختلف بستگی به احتمال و دوره وقوع افزایش دمای شبانه یا روزانه دارد.
مکانیسم اثر تنش گرما
افزایش دما به صورت موقت و پایدار سبب تغییرات مورفولوژیکی، آناتومیکی، فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی در گیاهان می شود که این عوامل بر رشد و نمو گیاه موثر بوده و ممکن است کاهش رشد و نمو و عملکرد اقتصادی گیاه را در پی داشته باشد. برای مقابله با این مشکل، انتخاب رقم مناسب و تطبیق فنولوژی آن با تاریخ کاشت مطلوب به عنوان یکی از راهکارهای اصلی پیشنهاد می شود.
سازگاری گیاهان با اثرات تنش گرما
از آنجایی که گیاهان توانایی جابجایی به مناطق مساعدتر در شرایط تنش را ندارند، به همین دلیل فرآیندهای رشد و نمو آنها تحت تاثیر محیط قرار گرفته و ناگزیر باید با تغییرات محیطی، سازگار شوند.
گیاهان در پاسخ به تنش دمای بالا، مواد فتوسنتزی را برای تولید ترکیب های دفاعی از قبیل متابولیت های اولیه، ثانویه، آنتی اکسیدان ها، اسمولیت ها و هورمون های گیاهی اختصاص می دهند، که جهت ترمیم و بهبود وضعیت فیزیولوژیکی آنها ضروری است. همچنین القای بیان پروتئین های شوک حرارتی یکی دیگر از مکانیزم های دفاعی گیاهان برای مقابله با تنش گرما می باشد. پروتئین های شوک حرارتی می توانند فتوسنتز، تقسیم مواد جذب شده، کارایی مصرف مواد مغذی و آب و پایداری حرارتی غشاهای سلولی را بهبود یا تثبیت کنند.
گیاه متحمل به تنش دمایی
به طور کلی، به گیاهی که تحت تنش دمای بالا توانایی رشد و تولید اقتصادی خوبی داشته باشد، گیاه متحمل به تنش دمایی گفته می شود. میزان تحمل در بین ارقام یک گیاه متفاوت بوده و راهکارهای مختلف آنزیمی و تجمع ترکیب های اسمزی، در این فرآیند دخیل می باشد.
اثرات تنش گرما در گیاهان
الف-علائم مرفولوژی
- پیری برگ و ریزش آن
- عدم تعادل در فتوسنتز و تنفس
- آفتاب سوختگی اندام های گیاهی
- بسته شدن روزنه ها و افزایش دمای برگ
- کاهش سبزینگی و بافت مردگی برگ ها و شاخه ها
- کاهش و تاخیر در تندش بذر و از دست دادن قوه نامیه
- کاهش وزن خشک ساقه، سرعت رشد نسبی و نرخ جذب و ساخت خالص
ب-علائم فیزیولوژی و بیوشیمیایی
- تسریع در پیری، تخریب پروتئین ها و کاهش میزان کلروفیل
- خسارت به غشای سلولی و غشای تیلاکوئیدی و کاهش ظرفیت انتقال الکترون
- پراکسیداسیون چربی ها و از دست رفتن یکپارچگی غشا و نشت مواد به خارج از سلول
- کاهش فعالیت های فتوسنتزی (وارد کردن آسیب به فتوسیستم 2 و ایجاد بی ثباتی در آنزیم روبیسکو)
- تنش اکسیداتیو و تولید گونه های فعال اکسیژن از جمله سوپر اکسید (–O2)، هیدروژن پراکسید (H2O2) و رادیکال هیدروکسیل
آسیب ناشی از دمای بالا می تواند در مراحل مختلف رشد گیاه از مرحله جوانه زنی تا گیاهچه ای، گلدهی و رسیدگی دانه و میوه متفاوت باشد.
اثرات تنش گرما در برخی از محصولات کشاورزی
اثرات منفی تنش گرما در پسته
- عارضه آفتاب سوختگی روی میوه
- از بین رفتن سلول های بافت پوست استخوانی میوه
- حالت نکروزه و سیاه رنگ شدن پوست سبز و قسمتی از میوه
- مانع از تمایز جوانه های زایشی و کاهش کمی عملکرد در سال آینده
- گسترش برخی آفات و بیماری ها (از جمله طغیان پسیل معمولی پسته)
- افزایش تعرق، اختلال در فرآیند فتوسنتز، جذب و متابولیسم عناصر غذایی
- اختلال در روند پر شدن مغز، سقط جنین و افزایش میوه های نیم مغز و پوک
- برهم خوردن تعادل هورمون های اکسین و اتیلن در برگ و شاخه و زردی و ریزش زودهنگام برگ ها
- ضعف و ریزش جوانه های گل در انتهای زمستان (به دلیل افزایش میزان تنفس جوانه های گل و به دنبال آن کاهش ذخیره کربوهیدراتی آنها)
اثرات منفی تنش گرما در خرما
- سوختگی برگ ها
- اختلال در رشد و نمو
- خشکیدگی خوشه خرما
- افزایش آفات و بیماری ها
- ترشیدگی و پوسیدگی خرما
- تُنک شدن خوشه های خرما
- جدا شدن پوست از گوشت حبه خرما
- تشدید ریزش گل و حبه خرما و در نتیجه کاهش عملکرد محصول
اثرات منفی تنش گرما در توت فرنگی
- کاهش عملکرد محصول
- کاهش رشد و نمو و فتوسنتز گیاه
- تحریک رشد رویشی و تولید ساقه رونده
- پیچش، کم سبزینگی و بافت مردگی برگ ها
- لوله شدن، پیری، کلروزه و نکروزه شدن برگ ها
- افزایش تعرق، کاهش رطوبت نسبی و آماس برگ ها
- مانع از گل انگیزی در گیاهان توت فرنگی روز کوتاه و روز خنثی
- اثرهای منفی بر ویژگی های فیزیکی میوه مانند وزن، اندازه و شکل میوه
- آسیب به ماکرومولکول های زیستی (پروتئین ها، لیپیدها و اسیدهای نوکلئیک) و غشا
اثرات منفی تنش گرما در سیب زمینی
- تاخیر فرایند غده زایی
- تولید غده های بدشکل و ریز
- کاهش طول مدت پرشدن غده
- پیری زودرس برگ ها و کاهش مواد فتوسنتزی
- کاهش وزن و تعداد غده های تولیدی و عملکرد
- کاهش انتقال مواد فتوسنتزی تولید شده در برگ ها به غده ها
اثرات منفی تنش گرما در گندم
- کاهش عملکرد و ارتفاع بوته
- کاهش پنجه های بارور در بوته
- تسریع فرآیند پیری برگ و کاهش سطح سبز برگ
- کاهش فرآیند پر شدن دانه و رسیدگی آن قبل از پر شدن کامل
- کاهش دوره نمو و طول سنبله، تعداد دانه در سنبله و وزن هزار دانه
- اختلال در فرآیند گرده افشانی و کاهش دوام و قدرت جوانه زنی دانه گرده
- افزایش تنفس، کاهش فتوسنتز و بازداری سنتز نشاسته در دانه های در حال رشد
اثرات منفی تنش گرما در جو
- کاهش اندازه برگ و ارتفاع گیاه
- کاهش دوره رشد رویشی سنبله
- کاهش شمار سنبلچه در سنبله و عملکرد دانه
- کاهش تعداد پنجه، بیوماس و سطح برگ پرچم
- تسریع پیری، کاهش وزن دانه و کاهش طول دوره پر شدن دانه
اثرات منفی تنش گرما در برنج
- کاهش عملکرد و کیفیت دانه
- کاهش سرعت فتوسنتز و هدایت روزنه ای
- کاهش متابولیسم و در نتیجه کاهش رشد
- کاهش وزن دانه و تولید دانه های گچی و یا پوک
- تولید دانه های گرده معیوب و درجات مختلف عقیمی گرده
اثرات منفی تنش گرما در مرکبات
- لوله ای شدن برگ
- سوختن سرشاخه ها
- بسته شدن روزنه و نقص در عملکرد فتوسنتز
- ابتلا به بیماری سرخشکیدگی و نهایتاً مرگ درخت
- سوختگی و زرد شدن میوه چه (مرحله حساس به تنش گرما)
- زرد شدن و ظهور نقاط قهوه ای سوخته روی پوست میوه نارس (در مراحل حجیم شدن) و برگ مرکبات
- تشدید ریزش گل ها و میوه چه ها و در نتیجه کاهش عملکرد محصول (در مرحله گلدهی (اواسط فصل بهار))
راهکارهای مدیریت تنش گرما در گیاهان
الف- راهکارهای کوتاه مدت (قبل و در زمان وقوع تنش گرما)
- محلولپاشی کائولین
- رنگ کردن تنه درختان
- افزایش میزان دفعات آبیاری بسته به بافت خاک
- پوشش میوه در بعض گیاهان با پوشش های پارچه ای یا حصیری
- عدم کنترل علف های هرز در بین پشته ها و کاهش گیاهان پوششی
- تغذیه با کودهای پتاسه از قبیل سولفات پتاسیم
- تغذیه با کودهای حاوی سیلیسیم از سیلیکات پتاسیم
- استفاده از مالچ گیاهی (کاه و کلش) در سایه انداز درخت و محل آبیاری
- مدیریت مصرف سموم در زمان وقوع تنش گرما (عدم سمپاشی و در صورت نیاز به سمپاشی در ساعات پایانی روز)
ب- راهکارهای بلندمدت
- افزایش مواد آلی خاک
- انجام هرس فرم مناسب
- مدیریت آفات و بیماری ها
- کشت درختان بادشکن جهت کنترل بادهای گرم
- افزایش رطوبت هوا با آبیاری بارانی زیر تاج درخت
- استفاده از ارقام مناسب و سازگار با منطقه تحت کشت
- پرهیز از احداث باغ در مناطق دارای بادهای داغ تابستانه
- کشت متراکم (کم کردن فاصله کشت و افزایش سطح سایه اندازی)
- انتخاب صحیح تاریخ کاشت به ویژه در مناطق با محدودیت فصل رشد
- ایجاد سایبان (ممانعت از گرم شدن بیش از حد برگ ها و حفظ توان فتوسنتزی آنها)
- تامین سیستم های آبیاری مناسب در زمان احداث باغ (سیستم آبیاری بارانی، مه پاش یا قطره ای)
- تغذیه متعادل و استفاده از کودهای شیمیایی مناسب مانند کلسیم و پتاسیم جهت افزایش مقاومت گیاه به خشکی و کم آبی
به طور کلی مطالعه ی اثرات تغییر اقلیم بر محصولات کشاورزی می تواند موجب بهبود و توسعه ی راهبردهای مدیریتی در ارتباط با نیازهای مهم کشاورزی در دهه های آینده باشد و زمینه ساز اتخاذ روش های سازگاری و کاهش اثرات سوء تغییر اقلیم بر بخش کشاورزی گردد.
ژنوتیپ های گیاهی با توجه به ساختار ژنتیکی و سازگاری، در شرایط مشابه عکس العمل متفاوتی به عوامل محیطی زیستی و غیرزیستی نشان می دهند. اما با وجودی که گیاهان عالی استراتژی های دفاعی توسعه یافته ای برای مقابله با تنش دمای بالا دارند، اغلب این موارد کافی نیستند و در نتیجه دماهای بالا خسارت های قابل توجهی به گیاه وارد می کنند. بنابراین پایش اطلاعات هواشناسی به منظور اتخاذ اقدامات پیشگیرانه (عملیات کوتاه مدت) در زمان وقوع دماهای بالا لازم و ضروری است.
جهت انجام خدمات مشاوره ای در این زمینه می توانید با کارشناسان شرکت بازرگانی نوید طبیعت بوتیا تماس حاصل فرمایید.
