Uzroci stresa kod biljke i dejstvo biostimulatora na smanjenje njegovog štetnog dejstva

Ljudi su uglavnom navikli da se o stresu priča kao bolesti savremenog čoveka, ali on je poznat od davnina samo je moderan način života doveo do toga da se sve intezivnije manifestuje. Brzina i način života, kao i međusobne komunikacije, koje zahtevaju momentalne odgovore, doveli su do preopterećenja organizma čoveka, kao celine, koji reaguje na takve intenzivne spoljašne nadražaje promenom unutrašnjeg stanja organizma tj. stresom. Potrebno je povremeno restartovati, kompjutreski rečeno, osnovni program i obnoviti pređašnje stanje. Takvo stanje se javlja, ne samo kod čoveka, već je karakteristično i za ostala živa bića.

Biljke takođe boluju od stresa i to je više nego očigledno, dovoljno je samo posmatrati oko sebe. U savremenoj poljoprivredi kod biljaka se javlja stres, koji je višestruko uvećan kao posledica moderne poljoprivrede i pogrešne upotrebe sredstava, koja se danas koriste. Za razliku od čoveka koji se može kretati i menjati sredinu od koje trpi pritiske, biljka to ne može i višestruko je teže da nađe adekvatni odgovor, pogotovu ako te pritiske trpi od čoveka, koji u svom neznanju i gordosti ne prepoznaje odgovore, koje mu biljka šalje. Vreme je već da se nauči biljni govor i da počnemo da razumemo biljke. Modernizovanjem poljoprivredne proizvodnje, upotrebom mehanizacije i hemijskih sredstava pored svojih pozitivnih strana dobili smo i negativne, koje su naročito vidljive kada se nepravilno koristi sva blagodet savremene poljoprivrede. Nove tehnologije su prihvaćene, ali način razmišljanja i upotreba su stara i zaostala. Tako da i pored nepostojanja velikih razlika u tehnološkoj opremljenosti inostranih proizvođača i naših, kod nas i dalje nema velikog napretka.

Normalan rast i razvoj biljaka odvija se kada se one nalaze u optimalnim uslovima za rast i razvoj, međutim optimum nije svakodnevna situacija kod biljaka. Veći deo svog života se nalaze pod dejstvom spoljašnjih faktora koji su nepovoljni za razvoj, koji su u poslednje vreme višestruko uvećani nepravilnim radom čoveka. To sve prouzrokuje više vrsta stresa kod biljka.

Pod stresom se podrazumeva promena bilo kog faktora sredine, koji ima uticaj na biljku u njenom biohemijskom i fiziolškom procesu rasta I razvoja, takođe i njenom odgovoru na takve promene, koje mogu prouzrokovati promene i oštećenja kod biljaka. U principu stresna situacija prouzrokuje seriju fizioloških promena u biljci, koja pokušava da neutrališe i sačuva osnovne vitalne funkcije u njima. Biljke su se vekovima prilagođavale datim prirodnim okolnostima i postigle jedan odnos sa sredinom u kojoj se nalaze. U biljnom organizmu postoje brojne odbrambene reakcije i mehanizmi koji omogućavaju preživljavanje u nepovoljnim uslovima.

Stresni faktori mogu biti abiotički (fizičko-hemijske prirode), biotički i antropogeni (nastali dejstvom čoveka). Biljke pokazuju određenu otpornost na stres. Tolerancija biljke prema stresu označava sposobnost biljaka da se prilagodi iznenadnim nepovoljnim uslovima, ukoliko se oni dogode i da pritom ne budu suviše oštećene.

Abiotički stres može biti izazvan: nedostatkom, ali i viškom vode, nepovoljnom (niskom i visokom) temperaturom, anaerobnim uslovima i visokom koncentracijom kiseonika, nedostatkom i povećanom koncentracijom mineralnih soli. Dejstvo stresnih faktora, u zavisnosti od inteziteta, dužine trajanja i faze ontogeneze biljaka može biti latentno (dovodi do uginuća biljaka usled brze senescencije) ili sublatentno (biljke se mogu adaptirati u zavisnosti od jačine stresa).

Mehanizmi koji omogućavaju biljci da preživi stres nazivaju se najčešće rezistencija ili otpornost. Fiziološki odgovor biljaka na neki stresni faktor može biti: izbegavanje stresa (biljka može biti u fazi dormancije) ili tolerancija na stres (biljke imaju mehanizme kojima održavaju visoku metaboličku aktivnost). Tolerancija na stres može se ispoljiti u formi adaptacije ili aklimatizacije.

Adaptacija predstavlja konstitutivne, preformirane, genotipski determinisane, morfološke i/ili fiziološke karakteristike vrste (uvučene stome, duboko korenje, transformisani listovi). Aklimatizacija je prilagođavanje individue izmenjenim uslovima sredine, a zasniva se na pomeranju homeostaze.

Tolerancija prema isušivanju se definiše kao sposobnost ćelija da izgube vodu do ekvilibrijuma (ravnoteže) sa okolnom atmosferom, pri srednje ili veoma suvim uslovima i da nakon toga „oživi“ nadoknađujući protoplazmatičnu vodu u trenutku kada voda u spoljašnjoj sredini postane ponovo dostupna. Toleranciju prema isušivanju trebalo bi razlikovati od tolerancije na sušu. Naime, termin suša se odnosi na nedostatak vode u spoljašnjoj sredini, dok se termin isušivanje odnosi na gubitak vode u ćeliji.

Mehanizmi otpornosti na sušu su:
1. odlaganje isušivanja – sposobnost tkiva da zadrži vlagu; npr. sukulente;
2. tolerancija isušivanja – tkiva imaju sposobnost da funkcionišu i u dehidriranom stanju;
3. izbegavanje suše – završavaju svoj životni ciklus tokom vlažne sezone;

Vodni deficit izaziva brže rastenje korenovog sistema. Koren raste znatno dublje kako bi došao do izvora vlage, a smanjuje se površina listova kako bi se proces transpiracije znatno smanjio.

Vodni deficit može biti indukovan:
1. sušom - nedostatak vode u zemljištu dovodi do toga da vodni potencijal tla postaje negativniji. Odbrambeni mehanizam se dešava u biljnoj ćeliji akumulacijom jona u vakuolama, čime se smanjuje vodni potencijal, a da pri tom ne dolazi do smanjenja turgora.
2. salinitetom - nedostatak vode u zemljištu dovodi do povećane koncentracije soli, što je dodatna teškoća u primanju vode. Biljke se prilagođavaju putem osmoregulacije. Akumuliraju se soli, šećeri, organske kiseline i joni u vakuoli (najveća količina K+ jona).
3. niskim temperaturama – niske temperature dovode najčešće do stanja fiziološke suše, tj. iako je prisutna dovoljna količina vode u samoj podlozi, biljka je ne može usvojiti.

Povećanje otpornosti na vodni deficit podrazumeva povećanu ekspresiju gena koji kodiraju enzime i proteine koji kod tolerantnih biljaka obezbeđuju otpornost na vodni deficit.

Svaka biljna vrsta poseduje temperaturni opseg koji je optimalan – temperaturni optimum koji povojno utice na rast i razvoj biljke. Van optimalnog temperaturnog opsega, u zavisnosti od biljne vrste, dolazi do poremećaja fizioloških procesa koji negativno utiču na rast i razvoj biljke. Temperaturni opseg moze biti:
1. temperaturni minimum je granična niska temperatura na kojoj se određeni proces u biljci još uvek odvija i ispod koje se prekida, najčešće zbog toga što se obrazuje led u intercelularima i blokira protok gasova.
2. temperaturni optimum pri kome je proces, npr. fotosinteza najefikasnija i postiže se najbolji prinos biomase.
3. temperaturni maksimum je granična, visoka temperatura, iznad koje se proces fotosinteze (ili neki drugi proces) prekida jer dolazi do destrukcije membrana i denaturacije proteina.

Razlikuju se dve vrste zaslanjenosti zemljišta: na zemljištima gde postoji visoka koncentracija NaCl – sodicitet i na zemljištima gde se javlja visoka koncentacija više različitih soli – salinitet. Visoka koncentracija NaCl ne samo da šteti biljkama već i narušava povoljnu stukturu zemljišta (podloge) čineći ga slabo propustljivim za vodu. Visoke količine Na i Cl smanjuju dostupnost esecijalnih nutritijenata kao što su: K, Mg, Ca, NO3 biljkama.

U grupu biotičkih faktora koji izazivaju stres kod biljaka spadaju mikroorganizmi. Uglavnom su to patogeni, koji se javljaju svake godine. Bez svake sumnje jedna od najštetnijh grupa, koja može prouzrokovati velika oštećenja na biljci jesu insekti. Insekti se razlikuju i klasifikuju po oštećenjima, koja mogu prouzrokovati na biljkama, insekti koji bodu i sišu, insekti koji grickaju, insekti koji probijaju tunele kroz tkiva biljaka, prenosioci drugih patogena (virusa) i slično. Nagli porast brojnosti populacije nematoda, usled potiskivanja upotrebe hemijske dezinfekcije zemljišta, danas predstavljaju značajan problem. Uglavnom napadaju koren čime je onemogućena njegova funkcija usvajanja hranjivih materija iz zemljišta. Kod gljiva, virusa i bakterija najviše dolazi do izražaja prisustvo ili odsustvo stresa kao i stanja same biljaka. Prisustvo stresa može prouzrokovati nagli razvoj bolesti i dovesti do potpunog propadanja gajenih biljka. Kod grupe pseudogljiva (plamenjača) to je najviše izraženo u nastanku i širenju bolesti na ostale biljke.

Biostimulatori sadrže supstancu (e) i / ili mikroorganizme čija je funkcija da kada se primenjuju na biljke ili rizosferu stimulišu prirodne procese, poboljšaju/iskoriste unos hranljivih materija, efikasnost hranjivih materija, toleranciju od abiotskih stresova i kvalitet useva.

Primenom biostimulatora na bazi alge povećava se otpornost biljaka na abiotske i biotske stresne faktore. Uticaj organskih biostimulatora na biljke uočava se u sledećim parametrima: visok sadržaj auksina, citokinina, vitamina; visok sadržaj polisaharida; sadrži makroelemente (N, P, K, Mg, Ca, S) i mikroelemente (Mn, Cu, Fe, Zn). Pored ovoga biostimulatori utiču i na bolji razvoj lisne mase, poboljšan proces fotosinteze, bržu i bolju otvorenost stoma, bolje usvajanje hranjivih materija, povećanu produkciju cvetnih hormona, bolji razvoj korenovog sistema. Sve ovde nabrojano direktno ili indirektno utiče na povećanje otpornosti biljaka na abiotske i biotske stresne faktore.

Biositimulatori na bazi morske alge nemaju karencu i u potpunosti su organski biostimulatori, zbog čega ne zagađuju životnu sredinu, a pozitivno utiču na rast i razvoj biljaka.

Biostimulatori na bazi algi