suncokret

Povrtarstvo

TEHNOLOGIJA PROIZVODNJE POVRĆA U SVETLU EVENTUALNIH KLIMATSKIH PROMENA GLOBALNOG I REGIONALNOG KARAKTERA (2)

Prof. dr Žarko Ilin, Poljoprivredni fakultet Novi Sad

Ožegotine se na povrtarskim kulturama javljaju naročito kada plodovi nisu adekvatno zaštićeni lisnom masom. Velike površine plodova izložene direktnom suncu mogu da dobiju sive ili braon prevlake, koje imaju opip sličan hartiji. Oštećenja su nekad tolika da plodovi ne mogu da se prodaju. Jedan od načina da se opasnost od ožegotina smanji jeste stvaranje sorata koje razvijaju dovoljno lisne mase, sprečavanje napada bolesti i insekata koji uništavaju lisnu masu i dobra ishrana biljaka, posebno nakon zametanja plodova.



Prof. dr
Žarko Ilin

Uticaj ekstremno visokih temperatura na fiziološko-biohemijske procese,
kvalitet i prinos povrća

Svaku fazu rastenja i razvića biljaka karakterišu tzv. aktivne temperature, tj. one koje omogućavaju biljkama prelaz u narednu fazu razvića. Aktivnom temperaturom smatra se svaka temperatura iznad biološkog minimuma, tj. temperature iznad koje se odvija neki fiziološki proces, i specifičan je za svaku biljnu vrstu, a često i sortu. Prekomeran porast temperatura usporava rast, a iznad određene granice izaziva oštećenja biljaka. Temperature više od optimalnih nazivaju se supraoptimalnim. Najpoznatije oštećenje koje nastaje usled izlaganja biljaka previsokim temperaturama jeste toplotni udar. Do njega dolazi kada se visoke temperature javljaju istovremeno sa suvim vazduhom i toplim i suvim vetrom. Obično se vrućim danima smatraju oni koji imaju maksimalnu temperaturu 30°C ili veću, a dani sa toplim noćima oni u kojima je minimalna temperatura 20°C.

Oštećenja biljaka usled visokih temperatura mogu da se ispolje na veoma različitim delovima biljke, i to na različite načine: cvetni pupoljci mogu da uvenu, listovi da klonu ili postanu značajno manje otporni prema insektima, hlorofil može da se razgradi tako da listovi poprime belu ili braon boju, ili koren može prestati da raste. Uginuće biljke usled visokih temperatura je obično polagano. Biljke izvesno vreme mogu da prežive takve nepovoljne uslove, uz prestanak rasta. Ako se dogodi da je istovremeno snabdevanje vodom dostiglo kritičan nivo, enzimi koji kontrolišu rastenje gube svoju funkciju i biljka ugine. Visoke temperature prekidaju vegetaciju zato što biljka ne može da zadovolji znatno povećane potrebe za vodom, tj. transpiracijom.

Vodni režim biljaka i temperaturni stres tesno su povezani. Nadzemni delovi većine biljnih vrsta, ako biljke imaju na raspolaganju dovoljne količine vode, mogu evapotranspiracijom da održe temperaturu tkiva ispod 45°C. Međutim, ako su količine pristupačne vode nedovoljne, hlađenje tkiva isparavanjem vode sa površine tkiva je ograničeno, a temperatura mu raste. Posebno je to izraženo u fazi nicanja, na suvom zemljištu. Ovakvi ponici mogu biti izloženi intenzivnijem temperaturnom stresu od ponika na vlažnom zemljištu, zato što suva, gola zemljišta apsorbuju više sunčevih zraka od vlažnih zemljišta, pa se i više zagrevaju. Na vlažnim zemljištima posebno ispod providne, zelene, plave i bele,  folije može doći do zaustavljanja u usvajanju vode zbog temperatura iznad 25°C, nadzemni vegetativni deo vene, pa čak može doći i do propadanja korenovog sistema.


Crno i šuplje srce kod krompira (Foto Ilin Ž., 1990.)

Povrtarske biljke, koje se gaje u suvom ratarenju, snižavaju temperaturu listova isključivo putem transpiracije. Kod takvih biljaka, temperatura lista sredinom dana, kada su biljke osunčane, lako poraste za 4-50C iznad temperature vazduha, kada deficit vode u zemljištu prouzrokuje delimično zatvaranje stoma ili kada visoka relativna vlažnost vazduha smanji mogućnost za hlađenje putem transpiracije.

Većina tkiva viših biljaka ne može da preživi dugotrajno izlaganje temperaturama višim od 45°C, posebno kada se nalaze u fazi ubrzanog rasta. Tako na primer, tikva ugine 10 minuta nakon izlaganja temperaturama od 49-51°C, listovi krompira uginu ako su izloženi temperaturama od 42,5°C tokom 1 h, a plod paradajza na 45°C. Ćelije koje nisu u fazi rasta ili dehidrirana tkiva (npr. seme i polen) mogu da prežive mnogo više temperature, nego dobro ovodnjene vegetativne ćelije u fazi rasta. Polenova zrna nekih vrsta preživljavaju na temperaturi od 70, dok suva semena mogu da izdrže čak 120°C. Uopšte, samo jednoćelijske eukariote mogu da završe svoj životni ciklus na temperaturama višim od 50°C, a samo prokariote mogu da se razmnožavaju i rastu na temperaturama višim od 60°C.

Toplotni stres može da se javi i u zaštićenom prostoru, ako je strujanje vazduha suviše slabo, a vlažnost vazduha visoka. Tada je, takođe, usled smanjenja transpiracije smanjeno hlađenja biljaka.

Umeren stepen toplotnog stresa usporava rast cele biljke. Međutim, kod nekih useva u uslovima navodnjavanja povećanje intenziteta transpiracije, zbog povećane potrebe za hlađenjem, može da bude povezano sa značajnim povećanjem prinosa.

Visoke temperature utiču na strukturu i funkciju ćelijskih membrana, vodni režim biljaka, fotosintezu, disanje, rastenje i razviće. Stabilnost (postojanost) membrana, koje se nalaze na površini ćelija i organela, u ćelijama je veoma važna za opstanak u toku delovanja temperaturnog stresa, isto kao i u slučaju niskih temperatura i izmrzavanja. Prilagođavanje visokim temperaturama povezano je sa većim stepenom zasićenosti masnih kiselina koje izgrađuju ćelijske membrane, što zapravo čini membrane manje tečnim. Poremećaj u funkcionisanju membrana dovodi do nekontrolisanog izlaženja nekih elemenata (jona) iz ćelije. Dolazi i do ometanja procesa kao što su fotosinteza i disanje, zato što u njima učestvuju enzimi i prenosioci elektrona, koji su vezani za ćelijske membrane. Fotosinteza je posebno osetljiva prema visokim temperaturama. Negativno delovanje visokih temperatura direktnije je vezano za promene u sastavu membrana i prekid transporta energije u hloroplastima, nego za denaturaciju (gubitak strukture) proteina.


Sunčane fleke i nedostatak Ca (Foto Ilin Ž., 30.08.2011.)

Visoke temperature smanjuju intenzitet fotosinteze više nego intenzitet disanja. Temperatura na kojoj je količina CO2 ugrađenog u organska jedinjenja u procesu fotosinteze jednaka količini CO2 oslobođenog u procesu disanja, naziva se temperaturnom kompenzacionom tačkom. Na temperaturama iznad temperaturne kompenzacione tačke, fotosinteza ne može da zameni ugljenik, koji se troši kao supstrat za disanje. Kao posledica toga, smanjuju se rezerve ugljenih hidrata, pa plodovi gube slast. Smatra se da su promene intenziteta fotosinteze koje nastaju pod uticajem supraoptimalnih temperatura rezultat ireverzibilnih promena fotosintetskog aparata, pri čemu su, unutar hloroplasta, tilakoidi najosetljiviji na visoke temperature. Pod uticajem visokih temperatura smanjuje se i akumulacija ugljenih hidrata, posebno u korenu. Smatra se da je uzrok tome poremećena ravnoteža između fotosinteze i disanja do koje često dolazi već kada temperatura poraste iznad 30°C (tada intenzitet disanja nadmašuje intenzitet fotosinteze). Ova neusklađenost između fotosinteze i disanja jedan je od osnovnih uzroka štetnog delovanja previše visokih temperatura. Biljke, inače, najintenzivnije rastu kada je dnevna temperatura za 5,5 do 8°C viša od noćne, zato što je tada moguće da se fotosinteza i disanje odvijaju na optimalnim temperaturama u toku dana, a u toku hladnije noći smanjen je intenzitet disanja.

Na visokim temperaturama, biljke sintetišu specifične proteine, izazvane toplotnim šokom, koji se skraćeno označavaju HSP (na engleskom „heat-shock proteins“, HSP). Većina ovih proteina ima ulogu da pomogne ćelijama da prežive toplotni stres, tako što sprečavaju poremećaje strukture i funkcije enzima u ćeliji. Interesantno je da HSP proteini nisu svojstveni samo biljkama nego postoje i kod životinja, ljudi, gljiva, mikroorganizama. Sinteza ovih proteina počinje već 3-5 minuta nakon izlaganja visokim (subletalnim) temperaturama, tj, nakon izlaganja temperaturnom šoku. Ćelije u kojima je nekim činiocem izazvana sinteza ovih proteina imaju povećanu sposobnost podnošenja temperatura, koje su inače letalne (smrtonosne). Neki od ovih proteina nisu specifični odgovor samo na visoke temperature, nego i na druge vrste stresnih činilaca, kao npr. nedostatak vode, mehaničke povrede, zaslanjenost, niske temperature. Zato ćelije prethodno izložene jednoj vrsti stresa mogu da steknu veću otpornost prema nekoj drugoj vrsti stresa.

Biljke su razvile neke anatomske prilagođenosti kojima se štite od prekomernog zagrevanja. Smanjenje apsorpcije sunčevih zraka postiže se prisustvom dlačica i voštane prevlake na listovima, uvrtanjem listova i njihovim postavljanjem u vertikalan položaj, čime se smanjuje odavanje vode. Periodično kratkotrajno izlaganje subletalnom temperaturnom stresu često dovodi do tolerantnosti prema, inače, letalnim temperaturama. Taj fenomen se naziva indukovanom termotolerancijom. Biljke koje su dobro adaptirane na niske temperature imaju malu sposobnost prilagođavanja na visoke temperature.

Za adaptaciju na visoke temperature veoma važan je uticaj kalcijuma (Ca), koji se nalazi u ćeliji. Visoke temperature izazivaju zakiseljavanje ćelijskog sadržaja, menjajući donekle svojstva (propustljivost) membrana za pojedine jone. Takođe, deluju i na protok Ca tako što povećavaju njegovu koncentraciju u ćeliji. Time se izaziva čitav niz biohemijskih reakcija koje uključuju specifične proteine i enzime što za rezultat ima povećanje tolerantnosti prema temperaturnom stresu.

Uticaj temperature na biljnu vrstu umnogome zavisi od osobina i zahteva konkretne vrste. Ako su temperature visoke a dani dugi, onda će biljke koje su adaptirane na niže temperature, kao npr. brokoli i spanać, prerano dati seme umesto da daju lisnu masu, odnosno cvast. Temperature koje su previsoke i za vrste koje, inače, zahtevaju topliju klimu, kao što su paradajz i paprika, mogu da izazovu propadanje polena i time onemoguće oprašivanje cvetova. Visoke temperature mogu da zaustave porast i da pokvare kvalitet proizvoda. Na primer, gorak ukus listova salate može da bude prouzrokovan visokim temperaturama.

Temperatura je osnovni činilac koji reguliše klijanje semena. Kada su semena izložena visokim temperaturama, klijanje je često onemogućeno (inhibirano), što se naziva termoinhibicijom, a stanje u kojem se semena tada nalaze naziva se termodormancijom. Ova pojava često izaziva kasnije ili loše klijanje i nicanje povrtarskih kultura koje imaju relativno niske optimalne temperature klijanja. Seme salate ispoljava termoinhibiciju na temperaturama iznad 28–30°C. Abscisinska kiselina (ABA) značajan je činilac u regulisanju termoinhibicije semena salate, a giberelinska kiselina utiče na odgovor semena na visoke temperature preko metabolizma ABA. Takođe, jedan od uticaja visokih (supraoptimalnih) temperatura (30-35°C) je i inhibicija sinteze etilena prilikom klijanja. Tretiranje etilenom može u nekim slučajevima (npr. salate) da poništi delovanje visokih temperatura, koje se negativno odražavaju na klijanje i imaju negativan uticaj na sintezu etilena. Tretman blagim rastvorima određenih soli može da neutrališe negativan uticaj supraoptimalnih temperatura na klijanje. Tako na primer, potapanje semena paradajza, pre direktne setve, u rastvor 1.5% K3PO4 + 1.0% KNO3 u toku 6 dana na 25°C znatno je smanjilo broj dana od setve do nicanja pri supraoptimalnim temperaturama, bez uticaja na broj izniklih biljaka.

Kontinuirano izlaganje paradajza visokim temperaturama (dnevne/noćne temperature 32/260C) značajno smanjuje broj polenovih zrna po cvetu i životnu sposobnost polena. Ovakav uticaj toplotnog stresa na životnu sposobnost polena povezan je s izmenjenim metabolizmom ugljenih hidrata u različitim delovima prašnika u toku njihovog razvića. Međutim, ovakav uticaj visokih temperatura može da se izbegne ako se biljke gaje u atmosferi sa povećanom koncentracijom CO2, što je ustanovljeno kod paprike. Smatra se da enzim kisela invertaza ima značajnu ulogu u ovom procesu.


Sunčane pege i nedostatak Ca (Foto Ilin Ž., 27.6.2006.)

Supraoptimalne temperature dovode i do drugih fizioloških poremećaja kod povrtarskih biljaka. Tako na primer, trulež vrha ploda je fiziološki poremećaj koji se sreće kod paradajza, lubenice, tikve i paprike. Ispoljava se kao ožegotina koja vremenom prelazi iz svetlo sive ili svetlobraon u tamnobraon do crni nekrotični deo na delu ploda bližem cvetu. Ovaj poremećaj povezan je sa nedostatkom Ca. Gubici u plodovima mogu da variraju od zanemarljivo malih do ekonomski katastrofalnih, u zavisnosti od sorte, vremenskih prilika, načina gajenja i tipa zemljišta. Izraženi simptomi nedostatka Ca obično se javljaju na plodu kada dostigne ⅓ do ⅔ zrelosti. Prvi simptom koji se primećuje jeste mala vlažna tačka (mrlja) na ili blizu vrha cveta (na strani suprotnoj od stabla). S vremenom ova mrlja postaje veća, suvlja, zaravnjena, braon ili crne boje i papirnatog ili kožnog opipa. Sekundarna infekcija gljivicama ili bakterijama može da prouzrokuje truljenje ploda. Iako je nekrotično tkivo deficitarno u Ca, ovaj poremećaj je u osnovi vezan za poremećaj u vodnom režimu. Ca se kroz biljku kreće pasivno, prvenstveno transpiracionim tokom kroz ksilem. Kada se jednom ugradi u neko tkivo, više odatle praktično ne može da se pomera. Pošto se Ca usvaja preko korenskih dlačica, svako oštećenje ovih ćelija može da poremeti snabdevanje Ca. Ovaj problem je posebno bitan u toku formiranja i razvoja ploda. Oštećenja korenskih dlačica mogu da budu prouzrokovana insektima, bolestima i nematodama, neodgovarajućom negom useva, zemljišnom sušom, prevlaženim zemljištem. Osim toga, kada je transpiracija intenzivna, kao što se dešava kada je veoma toplo, Ca može brzo da se kreće i nakuplja u vršnom delu stabla, ali da se istovremeno ne transportuje u plod koji se razvija. Time se objašnjava pojava ovog fiziološkog oboljenja pri visokim temperaturama.

Opadanje cvetova, npr. kod paprike, može da se javi pri visokim temperaturama, posebno kada su noćne temperature više od 21°C. Tzv. ,,crno srce,, celera i krompira je takođe posledica delovanja supraoptimalnih temperatura.

Ožegotine se na povrtarskim kulturama javljaju naročito kada plodovi nisu adekvatno zaštićeni lisnom masom. Velike površine plodova izložene direktnom suncu mogu da dobiju sive ili braon prevlake, koje imaju opip sličan hartiji. Oštećenja su nekad tolika da plodovi ne mogu da se prodaju. Jedan od načina da se opasnost od ožegotina smanji jeste stvaranje sorata koje razvijaju dovoljno lisne mase, sprečavanje napada bolesti i insekata koji uništavaju lisnu masu i dobra ishrana biljaka, posebno nakon zametanja plodova.

Iako previsoke temperature vazduha imaju negativan uticaj na metabolizam i prinos povrtarskih kultura, postoji i prilika za njihovu primenu u povrtarskoj proizvodnji. Određeni, za specifične namene razvijeni, tretmani toplim vazduhom se primenjuju nakon žetve, radi produžavanja svežine i boljeg očuvanja povrća. Ovakvim tretmanom moguće je sprečiti sintezu etilena i druge procese u vezi sa dozrevanjem i starenjem, moguće je izazvati sintezu jedinjenja koja sprečavaju napad patogena ili izazivaju otpornost prema drugim vrstama stresa, uključujući niske temperature i radijaciju. Rezultat takvog tretmana vrućim vazduhom jeste da se očuva kvalitet povrća nakon berbe (Maksimović I., 2007).

Stres izazvan visokim temperaturama na otvorenom polju i u zaštićenom prostoru može se značajno ublažiti pa čak i upotpunosti eliminisati primenom sledećih agrotehničkih mera i to:

I. Na otvorenom polju na raspolaganju nam stoje sledeće opšte i specijalne agrotehničke mere:

  1. duboka osnovna obrada zemljišta;
  2. pravovremena i kvalitetna predsetvena priprema;
  3. međuredna obrada ili kultivacija u toku vegetacije;
  4. navodnjavanje;
  5. orošavanje;
  6. senčenje i neposredno pokrivanje biljaka;
  7. izbor genotipova tolerantnih na visoke temperature i sušu.

II. U zaštićenom prostoru:

  1. provetravanje;
  2. adijabatsko hlađenje;
  3. senčenje;
  4. navodnjavanje;
  5. orošavanje;
  6. kalemljenje.

Preuzeto iz: Naučno-stručni časopis "Savremeni povrtar" (broj 40), Zbornik radova XII Savetovanje "Savremena proizvodnja povrća"

:: Povrtarstvo :: TEHNOLOGIJA PROIZVODNJE POVRĆA U SVETLU EVENTUALNIH KLIMATSKIH PROMENA GLOBALNOG I REGIONALNOG KARAKTERA (2) ::
Copyright © EUROMEDIA PLAN - Sremska Mitrovica 2017. - Sva prava zadržana