Η έκθεση των φυτών σε υψηλές θερμοκρασίες για παρατεταμένη χρονική περίοδο μπορεί να προκαλέσει συμπτώματα θερμικού στρες. Ο παραγωγός θα πρέπει να λαμβάνει όλα τα απαραίτητα μέτρα προστασίας της καλλιέργειας του από τις υψηλές θερμοκρασίες, ειδάλλως το θερμικό στρες θα έχει αρνητικές επιπτώσεις στην καλλιέργεια και την παραγωγή. Παρ’ όλα αυτά, η αναγνώριση του θερμικού στρες σε μια καλλιέργεια δεν είναι πάντα εύκολη καθώς τα συμπτώματα που παρατηρούνται μπορούν εύκολα να συγχιστούν με αυτά διαφόρων άλλων εχθρών και ασθενειών.
Τι είναι το θερμικό στρες στα φυτά και ποιοι παράγοντες το προκαλούν;
Το θερμικό στρες, με απλά λόγια, αφορά τις μεταβολές που παθαίνουν τα φυτά όταν εκτίθενται σε συνθήκες υψηλών θερμοκρασιών και υψηλής έντασης ηλιακής ακτινοβολίας για παρατεταμένες χρονικές περιόδους. Ως θερμικό στρες συχνά χαρακτηρίζεται και η περίοδος που χρειάζεται να εκτεθούν τα φυτά σε υψηλές θερμοκρασίες ώστε να χάσουν την ικανότητά τους να αναπτύσσονται φυσιολογικά.
Για τις περισσότερες καλλιέργειες το εύρος των θερμοκρασιών που θεωρείται ιδανικό για την εύρωστη ανάπτυξή τους κυμαίνεται μεταξύ 20 - 30°C. Θερμοκρασίες εκτός αυτών των ορίων, τόσο στην ατμόσφαιρα όσο και στο έδαφος κατά τη διάρκεια της ημέρας ή της νύχτας, προκαλούν προβλήματα στα φυτά. Το θερμικό στρες είναι μια συνάρτηση:
- Της σφοδρότητας του καύσωνα.
- Της χρονικής περιόδου και του σταδίου ανάπτυξης που βρίσκεται η καλλιέργεια όταν εκτίθεται σε αυτή την κατάσταση.
- Του ρυθμού αύξησης της θερμοκρασίας.
Κάποια φυτά όπως οι κάκτοι και τα παχύφυτα έχουν αναπτύξει ειδικούς μηχανισμούς για να μπορούν να ανταπεξέρχονται σε συνθήκες ακραίων θερμοκρασιακών τιμών όπως είναι για παράδειγμα τα παχιά φύλλα τους στα οποία μπορεί να αποθηκεύεται νερό. Παρ’ όλα αυτά, τα περισσότερα φυτά αντιμετωπίζουν καταστρεπτικές συνέπειες όταν εκτίθενται σε θερμικό ή υδατικό στρες.
Συμπτώματα θερμικού στρες στους φυτικούς οργανισμούς
Το θερμικό στρες μπορεί να εκδηλωθεί στην καλλιέργεια με διάφορους τρόπους. Το γεγονός πως τα συμπτώματα του θερμικού στρες μοιάζουν σημαντικά με τα συμπτώματα που εκδηλώνονται σε περίπτωση προσβολής της καλλιέργειας από κάποιους εχθρούς (π.χ. νηματώδεις) ή ασθένειες (π.χ. βερτιτσίλιο) δυσχεραίνει την ακριβή αναγνώρισή του. Επιπλέον, το θερμικό και το υδατικό στρες μπορεί να οδηγήσει σε προσβολές της καλλιέργειας από εχθρούς και ασθένειες. Τα πιο χαρακτηριστικά συμπτώματα θερμικού στρες σε μια καλλιέργεια είναι:
-
Συστροφή των φύλλων
Πρόκειται για έναν μηχανισμό που έχουν τα φυτά για να μπορούν να ρυθμίζουν τις υδατικές απώλειες που έχουν. Κατά την ενεργοποίηση αυτού του μηχανισμού, η επιφάνεια των φύλλων συρρικνώνεται και τα στομάτια (μικροσκοπικοί πόροι που βρίσκονται κυρίως στην κάτω επιφάνεια των φύλλων), τα οποία είναι υπεύθυνα για την ανταλλαγή αερίων και υγρασίας, κλείνουν.
Συστροφή φύλλων ντομάτας λόγω θερμικού στρες
-
Σημάδια μάρανσης
Τα φυτά μαραίνονται όταν υπάρχει λιγότερη υγρασία στο περιβάλλον από αυτή που μπορούν να απορροφήσουν, οδηγώντας σε ελλειμματικές τιμές υδατικού δυναμικού στους φυτικούς ιστούς. Οποιαδήποτε καθυστέρηση στην εφαρμογή διορθωτικών κινήσεων αυξάνει και τον κίνδυνο πρόκλησης μη αναστρέψιμης ζημιάς στα φυτά. Επιπλέον, τα φυτά μιας καλλιέργειας μπορεί να αντιμετωπίζουν πρόβλημα λόγω θερμικού στρες στην περίπτωση που εμφανίζουν σημάδια μάρανσης κατά τις θερμότερες ώρες της ημέρας, ενώ κατά τις πρωινές και τις απογευματινές ώρες παρουσιάζουν σημάδια ανάκαμψης.
-
Αποξήρανση των περιθωρίων των φύλλων
Κάποια είδη καλλιεργούμενων φυτών, όταν αναπτύσσονται υπό συνθήκες θερμικού στρες, αποξηραίνουν το άκρο του ελάσματος των φύλλων τους ώστε να μπορέσουν να εξασφαλίσουν την επιβίωσή τους. Για παράδειγμα, σε περιπτώσεις καλλιεργειών με φύλλα μεγάλου μεγέθους, όπως το κολοκύθι, δεν περιορίζονται οι φυσιολογικές λειτουργίες του φυτού ακόμα και όταν το περιθώριο του ελάσματος των φύλλων τους έχει ξεραθεί λόγω του θερμικού στρες.
-
Ζημιές λόγω όζοντος
Όταν οι υψηλές θερμοκρασίες συνδυάζονται με χαμηλή ποιότητα αέρα, το όζον μπορεί να προκαλέσει ζημιές στα καλλιεργούμενα φυτά. Καθώς το αέριο εισέρχεται στα φύλλα των φυτών δια μέσω των στομάτων, προκαλεί εγκαύματα στους φυτικούς ιστούς. Χαρακτηριστικό σύμπτωμα ζημιάς λόγω όζοντος στην καλλιέργεια της ντομάτας είναι η εμφάνιση αποξηραμένων, καστανού χρώματος, νεκρωτικών κηλίδων στις μεσονεύριες περιοχές του ελάσματος των φύλλων. Τα φύλλα των κολοκυνθοειδών φυτών (π.χ. αγγούρι, πεπόνι κλπ) σε περίπτωση εκδήλωσης ζημιάς λόγω όζοντος γίνονται χλωρωτικά και φαίνονται μαραμένα.
Συμπτώματα ζημιάς από όζον σε φύλλο ντομάτας
-
Καρπόπτωση / Ανθόρροια
Λόγω του θερμικού στρες, πολλά είδη καλλωπιστικών και καλλιεργούμενων φυτών αδυνατούν να ανθίσουν ή “ρίχνουν” τα άνθη τους. Κατά τη διάρκεια ενός καύσωνα, τα φυτά μπορούν να βάλουν σε προτεραιότητα τη διατήρηση των ζωτικών τους οργάνων, έναντι άλλων λιγότερο σημαντικών.
-
Ξεβλάστωμα
Εξαιτίας της επίδρασης που έχει το θερμικό στρες σε κάποιες καλλιέργειες, αυτές μπορεί να οδηγηθούν σε ανθοφορία πολύ πριν το στάδιο συγκομιδής τους, καθιστώντας την παραγωγή μη εμπορεύσιμη.Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται “ξεβλάστωμα” και απαντάται συχνότερα στις καλλιέργειες ψυχρής εποχής όπως είναι για παράδειγμα το μπρόκολο, το σπανάκι, το κουνουπίδι, το μαρούλι και το κόλιανδρο.
Ξεβλάστωμα μαρουλιού τύπου 'Lollo bionda'
-
Ηλιοεγκαύματα
Κάποια είδη καρπών όπως τα μήλα, οι ντομάτες και τα καρπούζια μπορούν να “καούν” όταν εκτίθενται σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες. Το φαινόμενο παρατηρείται συνήθως στην πλευρά του ιστού που είναι άμεσα εκτεθειμένη στην ηλιακή ακτινοβολία. Τα ηλιοεγκαύματα μπορούν να εκδηλωθούν με διάφορους τρόπους, ανάλογα με το είδος του καρπού. Έτσι, μπορούν να προκαλέσουν, αποχρωματισμό του ιστού, σήψεις, παραμορφώσεις όπως εξογκώματα ή λεία, ελαφρώς βυθισμένα μπαλώματα στην επιφάνεια των καρπών, καθώς και αποξήρανση των καρπών.
Ηλιοέγκαυμα σε καρπό ντομάτας
-
Ξηρή σήψη ή τάπα
Όταν ασκείται επίδραση από τη θερμότητα και την υψηλή ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας στα φύλλα των φυτών (ιδιαίτερα της ντομάτας), φυσιολογικές λειτουργίες όπως η φωτοσύνθεση και η διαπνοή επιταχύνονται. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την εκτροπή νερού και ασβεστίου από τους καρπούς προς τα φύλλα, προκαλώντας ξηρή σήψη της κορυφής (τάπα) των καρπών. Το σύμπτωμα που παρατηρούνται είναι κηλίδες μαύρου χρώματος και μαυρίσματα στο κάτω μέρος των καρπών.
Ξηρή σήψη σε καρπό ντομάτας
Ποια είναι η επίδραση του θερμικού στρες στα φυτά;
Το θερμικό στρες προκαλεί αφυδάτωση στα φυτά με αποτέλεσμα την παρεμπόδιση της ομαλής ανάπτυξής τους. Η μείωση της φωτοσυνθετικής ικανότητας των φυτών αποτελεί μια από τις άμεσες συνέπειες του θερμικού στρες στη σχετική περιεκτικότητα των φύλλων σε υγρασία και στο υδατικό δυναμικό των φυτών. Έτσι, το θερμικό στρες οδηγεί σε απώλειες νερού από τα φυτά, προκαλώντας τη μάρανσή τους. Παρ’ όλα αυτά, όταν τα φυτά εκτίθενται για περιορισμένο χρονικό διάστημα ή σε ήπιες συνθήκες θερμικού στρες, είναι ικανά να ρυθμίζουν κατάλληλα τον ρυθμό της αναπνοής και της διαπνοής τους, με αποτέλεσμα την επίτευξη θερμικής ισορροπίας.
Εξαιτίας του θερμικού στρες η περιεκτικότητα σε διαλυτές πρωτεΐνες και σάκχαρα ρυθμίζεται από τα φυτά με στόχο τον έλεγχο της οσμωτικής ισορροπίας στο εσωτερικό των φυτικών κυττάρων. Τέλος, σε όλα τα είδη των καλλιεργειών μπορεί να προκληθεί μείωση στην παραγωγή όταν εκτίθεται σε θερμικό στρες. Μερικές από τις πιο κρίσιμες αλλαγές στη βιοχημεία και τη φυσιολογία που υφίστανται τα φυτά λόγω θερμικής καταπόνησης είναι:
- Το κλείσιμο των στομάτων όταν επικρατούν υψηλές θερμοκρασίες αποτρέπει την απορρόφηση επαρκούς ποσότητας διοξειδίου του άνθρακα από την ατμόσφαιρα ώστε να μπορεί να συνεχιστεί απρόσκοπτα η διαδικασία της φωτοσύνθεσης. Αυτό μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα την παρεμπόδιση της φυσιολογικής τους ανάπτυξης και τη μείωση της παραγωγής.
- Η πρόκληση βλαβών στις πρωτεΐνες, άρα και σε ορισμένα ένζυμα, λόγω των υψηλών θερμοκρασιών μειώνει τη λειτουργικότητά τους, η οποία με τη σειρά της επηρεάζει πολλές μεταβολικές διεργασίες των φυτών.
- Η υπερβολική ζέστη μπορεί να προκαλέσει οξειδωτικό στρες στα φυτά, βλάπτοντας τα κύτταρα τους και περιορίζοντας την ανάπτυξή τους λόγω παραγωγής δραστικών μορφών οξυγόνου.
- Οι αυξημένοι ρυθμοί διαπνοής λόγω των υψηλών θερμοκρασιών έχουν ως αποτέλεσμα τη μείωση της διαθέσιμης ποσότητας νερού για την καλλιέργεια και συνάμα την έκθεσή της σε υδατικό στρες.
Για την ακριβή αναγνώριση της χρονικής περιόδου κατά την οποία μια καλλιέργεια αντιμετωπίζει προβλήματα λόγω θερμικού στρες, θα πρέπει να αξιοποιούνται ακριβή μετεωρολογικά δεδομένα, όπως αυτά που συλλέγονται από τους μετεωρολογικούς σταθμούς, ώστε να λαμβάνονται τα κατάλληλα μέτρα προστασίας από τον παραγωγό.
