استرس گیاهی: علل بروز و راهکارهای کاهش آن

در سال‌های اخیر، کشاورزی با چالش‌های مهمی از سوی طبیعت مواجه شده‌است. آتش‌سوزی‌ها، خشکسالی‌های شدید، بارش‌های سنگین، سیلاب‌های عظیم، طوفان‌ها، سرمازدگی و سایر بلایا در تمام ایران، خرابی‌های فراوانی به‌بار آورده‌اند. این تهدیدات محیطی منجر به خسارت به کشت‌ها و محصولات کشاورزی می‌شود. از سوی دیگر معیشت مردم، به‌خصوص افرادی که در مناطق مهم کشاورزی مشغول بودند، در سراسر کشور تحت‌تأثیر قرار گرفت.

اخیراً، این بلایای طبیعی به‌علت شدت و دفعات آن‌ها، در رسانه‌ها بیشتر خبرساز شده‌اند و نشان از تأثیرات تغییر آب‌وهوا دارند. کشاورزان بیشترین خسارت را از این بلایا می‌بینند. آن‌ها اثر تغییر آب‌وهوا را تا نزدیکی منازل خود و در حساب‌های بانکی‌شان احساس می‌کنند.

اثرات محیطی خارجی، مانند آن‌هایی که در تیتر اخبار به‌چشم می‌خورند، خطرات بسیاری برای سلامتی گیاهان و محصولات کشاورزی دارند و معمولاً فراتر از حد تحمل آن‌هاست. این اثرات موجب کاهش محصولات بازاری نیز می‌شوند. بلایای طبیعی از دلایل واضح استرس های گیاهی هستند که به‌چشم افراد عادی هم قابل تشخیص است. اما آیا تا به‌حال به این فکر کرده‌اید که استرس های گیاهی به شکل‌های دیگری هم اتفاق می‌افتند که به‌راحتی قابل تشخیص نیست؟

استرس گیاهی چیست؟

استرس گیاهی شرایطی است که در آن گیاه در شرایط محیطی غیرمطلوب رشد می‌کند و نیازهای آن افزایش می‌یابد. استرس گیاهی به هر شرایط نامطلوبی مرتبط است. هر ماده‌ای که روی متابولیسم گیاه، تولیدمثل آن، رشد ریشه یا رشد گیاه، اثر منفی بگذارد، گیاه را دچار استرس کرده‌است. استرس‌ گیاه به شکل‌های مختلف و با مدت‌های متفاوت اثر می‌گذارد. برخی از استرس‌ها منشأ طبیعی دارند مانند خشکسالی، سرمازدگی و تغییرات زیاد دما و باد. برخی دیگر به‌علت فعالیت‌های انسانی بروز می‌کنند مانند آبیاری بیش از حد یا تخریب ریشه‌ها.

علل استرس‌های گیاهی چیست؟

علل بروز استرس در گیاهان بسیار متفاوت است، برخی از این عوامل واضح هستند (مانند بلایای طبیعی) و برخی دیگر در ابعاد میکرو در خاک بروز می‌کنند. بلایای طبیعی که اخیراً اتفاق افتاده‌اند، نوعی از عوامل استرس‌های گیاهی را معرفی می‌کنند که به‌نام عوامل غیرزیستی شناخته می‌شوند و معمولاً برروی سطح زمین اتفاق می‌افتند. نوع دوم عوامل استرس‌های گیاهی به‌نام عوامل زیستی هستند، اغلب زیرزمین بروز می‌کنند و شامل عوامل بیماری‌زا و آفت‌ها می‌شوند.

استرس‌های غیرزیستی از محیط پیرامون گیاه نشأت می‌گیرند. یکی از مهم‌ترین عوامل این نوع استرس‌ها، استرس آبی است. گیاه برای رسیدن به رشد بهینه، به مقدار مشخصی از آب نیاز دارد. آبیاری زیاد منجر به ورم سلول‌های گیاهی و ترکیدن آن‌ها می‌شود، از سوی دیگر آب کم در گیاه خشکی ایجاد می‌کند. استرس‌های دمایی نیز تأثیر منفی بر رشد و حیات گیاه دارند. هوای سرد روی میزان جذب آب و مواد مغذی گیاه اثر منفی دارد، از سوی دیگر در هوای گرم نفوذپذیری غشای سلول‌های گیاهی تحت تأثیر قرار می‌گیرند. این عوامل به‌شکل‌های دیگری نیز بروز می‌کنند که شامل باد، سموم و نور است.

استرس‌های زیستی به بافت‌های زنده گیاه آسیب می‌زنند و گیاه را بیمار می‌سازند. در کشاورزی، استرس‌های زیستی مسئول خسارت‌های قبل و بعد از برداشت هستند. خاک پر از انواع قارچ‌ها و باکتری‌هاست، یک قاشق چای‌خوری از خاک حاوی میلیاردها میکروارگانیسم است. مانند میکروارگانیسم‌هایی که در بدن انسان وجود دارد، برخی از آن‌ها مفید و برخی دیگر مضر هستند. چنانچه سیستم‌های زیستی خاک سالم باشند، بین میکروارگانیسم‌های مفید و مضر آن، تعادلی هماهنگ و متناسب ایجاد می‌شود. میکروارگانیسم‌های مفید با استرس‌های زیستی مقابله می‌کنند. اگر میکروارگانیسم‌های مضر نیز در خاک کنترل نشوند به گیاه استرس زیستی وارد می‌شود. مثالی از استرس‌های زیستی رایج شامل عوامل بیماری‌زا، حشرات و علف‌های هرز هستند. تعیین نوع عوامل وابسته به محیط است و از یک منطقه به منطقه دیگر تغییر می‌کند.

چگونه عوامل استرس‌زا را کاهش دهیم؟

چنانچه ساختار و بنیان خاک پایدار باشد و ویژگی‌های اصلی عملکرد خاک بهینه شوند، از بروز استرس‌های گیاهی جلوگیری می‌شود یا میزان آن محدود می‌گردد. در کشاورزی، باغبانی، مرتع‌داری و مدیریت گلخانه، خاک به‌عنوان ساختاری شناخته می‌شود که کیفیت، زیبایی و تولید محصول گیاهی وابسته به آن است. بنابراین با بهینه‌سازی سلامت خاک یه به اصطلاح احیاء خاک، گیاهان بهتر می‌توانند که در مقابل عوامل زیستی و غیرزیستی دوام بیاورند.

چگونه سلامت خاک را بهینه کنیم؟

حفظ سلامتی و ارتقای کیفیت خاک با اقدامات مدیریتی عملی می‌شود، این اقدامات منجر به حفظ زیستگاهی مناسب برای میکروارگانیسم‌ها و ایجاد ساختاری بادوام برای خاک است. این سیاست‌های مدیریتی شامل حفظ یکپارچگی در ساختار خاک تا حد ممکن (بی‌نظمی اندک یا بدون هیچ بی‌نظمی)، کشت گونه‌های مختلف گیاهان، نگهداشت باقیمانده برخی از گیاهان در خاک و استفاده از کشت‌های پوششی است. به‌علاوه، بر روی خاک نیز می‌توان عملیات اصلاحی انجام داد تا ویژگی‌های خاص خاک تقویت شوند.

محصول کود بیوپاور، ویژگی‌های اصلی در عملکرد خاک را بهبود می‌بخشد. با استفاده از این محصول توانایی گیاهان در مقابله با استرس‌های گیاهی بهبود می‌یابد. برای فهم نحوه عملکرد بیوپاور یک صخره مرجانی در دریا را در نظر بگیرید. این صخره مرجانی برای موجودات دریایی یک ساختار فراهم می‌آورد که هم نقش زیستگاه را دارد و هم منبع تغذیه آن‌هاست. بیوپاور نیز در خاک هم ساختار ایجاد می‌کند و هم زیستگاه مفیدی برای میکروارگانیسم‌های خاک است.

بیوپاور چگونه عمل می‌کند؟

بیوپاور مانند یک صخره مرجانی عمل می‌کند و سعی دارد که پتانسیل‌های خاک را از طریق سه مکانیسم اصلی به‌کار بگیرد. این مکانیسم‌ها شامل: فیزیکی، شیمیایی و زیستی است.

مکانیسم‌های فیزیکی برای تقویت ساختار خاک طراحی شده‌اند. تخلخل زیاد در خاک منجر به نگهداشت بهتر آب و مواد مغذی می‌شود. بیوپاور سطح گسترده‌ای دارد که در خاک‌های سنگین گردش هوا را فراهم می‌آورد و نفوذ را بهبود می‌بخشد. در بیوپاور ظرفیت نگهداری آب بالاست و در نتیجه میزان آبی که در دسترس گیاه قرارمی‌گیرد بالا می‌رود. همچنین در خاک‌هایی که مستعد تبخیر هستند، میزان تبخیر آب را کاهش می‌دهد.

مکانیسم شیمیایی بیوپاور بر پایه تقویت کارایی مواد مغذی است. در بیوپاور ظرفیت تبادل یونی بالایی وجود دارد که موجب تبادل و دسترسی به مواد مغذی و نگهداشت طولانی‌تر این مواد در محدوده ریشه است. ساختار متخلخل کربنِ فرار در بیوپاور منجر به تأخیر آبشویی می‌شود و در نتیجه به گیاه فرصت استفاده از مواد مغذی در دسترس را می‌دهد.

مکانیسم‌های زیستی به‌منظور حمایت از فعالیت‌هایی است که درمحدوده ریشه اتفاق می‌افتند. این فعالیت‌های میکروبی، محیطی سالم و متعادل برای گیاه فراهم می‌کند. دیواره‌های محکم سلولی، pH خنثی و توزیع اندازه خلل‌وفرج باعث می‌شوند که زیستگاه میکروبی مناسبی فراهم شود. در این زیستگاه، جمعیت میکروبی بهینه است، در نتیجه (۱) گیاه در مقابل عوامل استرس زای زیستی و غیرزیستی مقاوم می‌شود و (۲) از چرخه مؤثر مواد مغذی حمایت می‌کند.

اقداماتی جهت حفظ سلامتی خاک به‌منظور حمایت از گیاهان و زمین

همیشه استرس‌های زیستی و غیرزیستی وجود دارند، حتی ممکن است که تغییرات آب‌وهوایی در آینده استرس‌های بیشتری به گیاهان وارد آورد. هواشناسان هشدار داده‌اند که تا دوازده سال دیگر گرمایش زمین می‌تواند تا حداکثر ۱٫۵ درجه سلسیوس افزایش یابد. چنانچه این گرمایش کمی بیشتر از این مقدار افزایش یابد، خطر بروز خشکی، سیل، گرمای زیاد و آتش‌سوزی تا حد قابل توجهی زیاد می‌شود.

البته، این کشاورزان هستند که بار زیادی از مشکلات ناشی از تغییر آب‌وهوا را تحمل می‌کنند. البته خوشبختانه آن‌ها هم به کمک نوآوری‌ها و اجرای سیاست‌های مدیریتی خاک، در تلاشند تا گیاهان را در مقابل انواع استرس‌های زیستی و غیرزیستی مقاوم‌تر کنند. در صدر این تدابیر مدیریتی، افزایش سلامت خاک (احیاء خاک) به‌عنوان روشی برای تعدیل تأثیرات منفی تغییر آب‌وهوا شناخته می‌شود. به‌کمک نو‌آوری‌های کشاورزی، روش‌های مدیریت پایدار اراضی و فن‌آوری‌های جدید و خلاقانه، آینده روشن است.