A téli időszak okozta stressz

Kategória: Kamara | Szerző: Dr. Szalai József, ny. egyetemi docens, Szent István Egyetem, 2017/02/08

A vad növények az egész világon a legkülönbözőbb életfeltételek között élnek (pl. sós- vagy homoktalajon), és vitalitásban, egészségben gyakran gazdagabbak, mint a kedvező életfeltételek között élő kultúrnövények.

A mezőgazdasági növényeknél, búzánál, repcénél nélkülözhetetlen a téli alacsony hőmérsékleti hideghatás (vernalizáció) a virágzásához.

Az 1. kép ősziárpa-vetés száraz, rögös talajban. Ebben az esetben a hideg okozta stresszhatás pozitív. A stresszhatás a külvilági ingerekre következik be, amelyre a növény nem specifikus módon válaszol, a jelenség a stressz-szindróma, amelyet normálistól eltérő „növényszervezetet terhelő körülmények váltanak ki”.

A strsszhatások minél jobban megközelítik az életminimum és életmaximum területét, annál nagyobb a növényre a megterhelés. A növény genetikai tulajdonságai lehetővé teszik, hogy specifikus módon reagáljon a stresszfaktorokkal szemben.

A stresszhatás a növények egy részénél közömbös is lehet, amikor a növények kiváló kondícióban vannak, és nem tudnak megélni olyan feltételek közepette, ahol minden optimális. Ezek a növények azért nincsenek jelen kedvező környezeti feltételek között, mert az ott élő növények növekedése és fejlődése olyan erős, hogy kiszorítja az életműködésükhöz a stresszhatást igénylő növényzetet.

A növényt érő stresszhatásokat nem célszerű egymástól elkülöníteni, mert azok között sok a kölcsönös kapcsolat, átrendeződés, és kombinációs hatások alakulhatnak ki. Ezek érinthetik a mezőgazdasági hibridnövények sejtanyagcseréjét, amelyek nem rendelkeznek olyan ellenállóképességgel (rezisztenciával), mint az eredeti fajok, fajták. A stresszre adott válasz az alkalmazkodás, mely attól függ, hogy a növényszervezet teljesen el akarja-e hárítani, vagy csak csökkenteni kívánja a hatást. A védekezés mechanizmusában két fázist különböztetünk meg:

Első fázisban a stresszhatásra kialakul a vészhelyzet, melyben az anatómiai, morfológiai védekezésben a növényi sejt biokémiai rendszere, a sejtanyagcsere is részt vesz.

A második fázisban a vészhelyzet után az ellenállás következik, a növényi szervezet fokozza ellenálló erejét, próbál a stresszhatáshoz alkalmazkodni. Az ellenállásban, a növényi sejtben a biokémiai folyamatok átalakulása révén kialakul a stressz-anyagcsere.

A legtöbb növényi szervezet képes bizonyos határon belül a megváltozott külső körülményekhez faj- és fajtaspecifikus módon alkalmazkodni. Az alkalmazkodás a növényi sejtanyagcsere módosíthatóságán alapul. Ezzel lehetőség nyílik a változó környezethez történő alkalmazkodásra és a túlélésre. Az alkalmazkodás lehet:

Hosszú időtartamú környezeti hatás az evolúció során. Öröklött anyag kicserélődése új genetikai információval.

Alkalmazkodás az évszakos változás egy vagy több faktorához.
Közvetlen alkalmazkodás sejtszinten, rövidtávra. Biokémiai fiziológiai reakciók. Környezet által kiváltott zavarok korrigálására alkalmas mechanizmus. A 2. képen jól látható, hogy a biológiai élettérben az ökológiai tényezők és a növényi életjelenségek szoros kapcsolatban vannak egymással.

Az évszakos változáshoz való alkalmazkodást több faktor is befolyásolja, ilyen a hőmérséklet és a fény.
A természetes körülmények közötti alkalmazkodást akklimatizációnak nevezzük. Laboratóriumi feltételek mellett adaptációnak hívjuk. A lelőhely specifikus feltételeihez való alkalmazkodást modifikatív alkalmazkodásnak mondjuk, mely biológiai és biokémiai folyamatokon alapul és maradandó morfogenetikai változásokat eredményez. Az erdei fák gyökerei alkalmazkodtak a talajban lévő vízhez és tápanyaghoz, az ágak és hajtások fejlődése a fényhez és árnyékhoz.

Környezeti hatások

Az évszakos változáshoz való alkalmazkodást a környezeti hatások befolyásolják. A környezet fogalmába beletartozik az atmoszféra (föld felszínét borító légkör), a hidroszféra (óceánok, tengervíz), a litoszféra és a talaj, amely a növényeket látja el tápelemekkel. Mindezek az élet megjelenése előtt is léteztek. Amikor az élő szervezetek megjelentek a földön, „környezetté”, bioszférává csak ekkor vált. A bioszféra a földnek az a része, amely életterében (biotópjában) az életet fenntartja. A biológiai élettérben ok-okozati összefüggésben hatnak az ökológiai tényezők körébe tartozó klimatikus (éghajlati) – edafikus (talajbeli tényezők) növényi életjelenségekre.

A hőmérséklet az egyik legjelentősebb külső tényező a víz mellett, a vad- és termesztett növények növekedésfejlődését befolyásolja.

A növényi életjelenségek szűk hőmérsékleti határok között mozognak. Alacsony hőmérsékleten a biológiai reakciókhoz kevés az energia, így az életfolyamatok lelassulnak. Ma még a mezőgazdasági, kertészeti, erdészeti növények pontos hőmérsékleti igényét nem ismerjük, de néhány törvényszerűséget már sikerült megállapítani:

• egyes rokonsági kapcsolatban álló növények, elsősorban az éjszakai hőmérsékletre reagálnak azonos módon (búza, őszi árpa);
• a változó hőmérséklet a növekedésre és fejlődésre egészen más hatással van, mint az állandó hőmérséklet (tujafélék);
• ha két növény optimális hőmérsékleti igénye erősen eltérő, akkor abban a környezetben a két nővény szimultán növekedésfejlődése lehetetlen (orgona, oleander).

A természetben a növényállomány a szélsőséges időjárás hatására formálódik, érvényesül a természetes kiválogatódás, a nem alkalmazkodó egyedek elpusztulnak. Ez az elv a termesztett növények állományában is érvényesül, de a termesztő bizonyos mértékig ez ellen dolgozik, amikor növényállományának minden egyedét igyekszik megtartani.

Az alacsony hőmérséklet hatása

A hideget kedvelő gabonafélék különböző klimatikus feltételek között növekednek és fejlődnek, amelyek meghatározzák hidegtűrésüket. A 3. képen a zúzmara még nem okoz kárt a szilvafán.

A növényi élet kritikus hőmérséklete alsó határának megállapításakor különbséget teszünk megfázás, megfagyás és elfagyás között.

Megfázás: Az alacsony hőmérséklet a növényi sejtanyagcserét gátolja. A növekedésfejlődés (morfogenezis) lelassul. A sejtekben szerkezetváltozások jönnek létre. A membránkomponensek mozgékonysága csökken. A folyékony kristályos állapotot gélszerű állapot váltja fel. Amelyen ezek a változások bekövetkeznek fázisváltozási hőmérsékletnek nevezzük. Gyakori a paradicsomnál, késő ősszel telepített facsemetéknél és dísznövényeknél. A 4. képnél a megfázás jelensége csak tavasszal jelentkezik.

Megfagyás: A legtöbb növény aktív életállapotában érzékeny a 0 °C alatti hőmérsékletre, mert sejtjeik bőségesen tartalmaznak szabad vizet, és a turgeszcens sejtekben kevés a fagyásgátló anyag. A nyugalmi (latens) állapotban lévő növényi szövetek, szervek szabadvíz tartalma csekély, és a sejtnedvük koncentrált, a fagyásgátló anyagok mennyisége is több. A megfagyás tünetei: a sejt turgornyomása megszűnik, összeesik, levet ereszt, a sejtben lévő fenolok kinonszerű vegyületekké oxidálódnak, a megfagyott növényi sejtek feketék lesznek. Az 5. képen egyes ágak barna és fekete színűek, ezek megfagytak.

Jégképződés a növényi szövetekben. A fagypont alatti károsodás mechanizmusában a növényi szöveten belüli jégképződésnek van szerepe. A sejtnedv koncentrációjától függően –1 fok és –5 fok között fagynak meg a növényi szövetek, a hidegtűrő növények –10 és –25 fok között, mert más vízmegkötő erők (pl. mátrix) is közreműködnek. Ez a fagyáspont-csökkenés megbízható védelmet nyújt a fagyok ellen. E mechanizmus alapján telelnek át nálunk a mediterrán és szubtrópusi növények. Megfagyott növények, ha lassan engednek fel, megmaradnak.

Évszakos és időszakos fagyok. Mindkettő károsodást idéz elő, de nagy az eltérés a kettő között.

Az évszakos fagyok hatása télen érvényesül, amikor a hosszabb-, rövidebb fagyos időszak változik a fagymentes időszakokkal. Ha a növény ezt átvészeli, akkor télálló.
Hazánkban 2017. január 8-án, Tésen (Pest megye) az Országos Meteorológiai Intézet jelentése alapján –28,1 fok volt hajnalban, Budapesten, Ferihegyen –18,9 fok volt a hőmérséklet. Fagykárok keletkeztek! Tavasszal mérhető majd fel. Ez a hideg a szélsőséges időjárás miatt várható volt, mert az elmúlt nyári forró időszakokat extra téli hideg követi, mivel a természetben a sztochasztikus törvények alapján így jön létre a biológiai egyensúly az élők fennmaradásához. 

Időszakos fagyok: Tavasszal és ősszel fordulnak elő. Nagyon veszélyesek, mert a növény nem készül fel. Az időszakos fagyok a csírázást, rügyeket, virágokat, terméseket veszélyeztetik. A napi időszakos fagy az éjszaka második felében, főleg éjfél után alakul ki az erős kisugárzás (radiáció) miatt és hajnalig fokozódik. Ez a kisugárzási fagy. Ellene tudunk védekezni.

Szállított (advektív) fagy. A hideg időszak rendszerint csak néhány napig tart, de elegendő az elfagyáshoz. Ellene nem tudunk védekezni.

Elfagyás: Elsősorban élettani okokra vezethető vissza, a jégképződésnek a növényi szövetekben kicsi a jelentősége.

• a sejtben a féligáteresztő (szemipermeábilis) membránok elhalnak;
• az enzimek működésében zavarok állnak be;
• a légzés megszűnik;
• a fenol vegyületek oxidálódnak.
• A növény teljesen elpusztul, fagyhalál áll be.

Szél: Ha gyenge, akkor a párologtatás, transzspiráció nő a növényeknél. Ha erős, akkor károsodást okoz. Hazánkban gyakori a 28–50 km/h szélsebesség. Ezt a növényzet még jól bírja. Hazánkban 2017. január 6-án a Balatonnál, Siófok térségében 70-80 km/h volt a szélsebesség, ugyanakkor a nappali hőmérséklet –14 fok volt. Az erős szél a fagyos levegővel elsősorban a fák koronáit, a talajban pedig a gabonaféléket károsította, hó nem volt, ami védhette volna a vetéseket. A 6. képen az erős szél elfektette a búzát, így károsodás lép fel.

Talajközeg: A talaj használatával kapcsolatban két fontos követelménynek kell eleget tennünk: 1. a talajban élő szervezetek élettani igényeit tartsuk szem előtt; 2. a termesztett növények számára a legjobb fiziológiai körülményeket biztosítsuk anélkül, hogy a talaj kimerülne. A kétféle élettani körülményt össze kell hangolni, mert szoros összefüggésben vannak egymással. Ha a talajban kialakított körülmények kedvezőek a talaj élővilágának, ugyanazok kedvezőek a termesztett növényeknek is.

Ezeknek az életszükségleteknek a megfelelő teret a talaj morzsás szerkezete teremti meg. A 7. képen jól láthatók az őszi szántás talajrögei, melyek a fagyok hatására elporladnak.

A téli időszakban az összes környezeti hatás térben és időben egyszerre érvényesül. A legellenállóbb növényeknél is jelentkezik a stresszhatás. De a természet törvényei szerint ennek a legtöbb növény ellenáll, így Földünk biológiai egyensúlya nem borul fel.

Ajánlott kiadványokDr. Hajdú József:
A 21. század traktoraiDr. Kukovics Sándor szerk.:
A bárány- és juhhús fenntarthatóságaDr. Bai Attila (szerk.):
A biogázBai Attila - Lakner Zoltán - Marosvölgyi Béla - Nábrádi András:
A biomassza felhasználása

Ez is érdekelhetiA káposztafélék gépi betakarításaParlament előtt a 2025. év adózását meghatározó őszi adócsomagA lovak jólléte: a gondos lótartás eszközei és szabályai