Abiotički stresovi kod biljaka su nepovoljni uvjeti okoliša koji negativno utječu na rast, razvoj i produktivnost biljaka. Za razliku od biotičkih stresova, koje uzrokuju živi organizmi, abiotički stresovi su rezultat fizičkih ili kemijskih čimbenika. Ovi stresovi mogu smanjiti prinos usjeva, uzrokovati oštećenja biljnih tkiva i, u ekstremnim slučajevima, dovesti do propadanja biljaka.
Evo glavnih vrsta i utjecaja abiotičkih stresova na biljke:
- Vrste abiotičkih stresova:
- Temperaturni stres:
- Visoke temperature (toplinski stres): Mogu uzrokovati oštećenje staničnih membrana, denaturaciju proteina i ubrzanje transpiracije, što dovodi do dehidracije.
- Niske temperature (hladni stres i mraz): Mogu izazvati stvaranje leda unutar i izvan stanica, što uzrokuje oštećenje staničnih struktura i smanjuje sposobnost biljke za apsorpciju vode.
- Vodni stres:
- Suša: Ograničava unos vode, uzrokuje zatvaranje puči kako bi se smanjio gubitak vode i dovodi do smanjenja fotosintetske aktivnosti.
- Prekomjerna vlažnost (poplava): Smanjuje dostupnost kisika korijenju, što može izazvati anaerobne uvjete i propadanje tkiva.
- Stres izazvan salinitetom: Visoka koncentracija soli u tlu remeti osmozu, smanjuje dostupnost vode korijenju i može uzrokovati toksične učinke zbog nakupljanja natrija i klorida u biljnim tkivima.
- Svjetlosni stres:
- Intenzivna svjetlost: Može uzrokovati fotooksidativna oštećenja kloroplasta i smanjenje učinkovitosti fotosinteze.
- Nedostatak svjetlosti: Ograničava fotosintezu, što usporava rast biljaka.
- Stres zbog pH vrijednosti tla: Ekstremno kisela ili alkalna tla mogu ograničiti dostupnost esencijalnih hranjivih tvari i utjecati na apsorpciju minerala.
- Nedostatak hranjivih tvari: Ograničena dostupnost važnih elemenata poput dušika, fosfora, kalija, magnezija i drugih utječe na metaboličke procese biljke.
- Zagađenje: Prisutnost teških metala (npr. olovo, kadmij) ili toksičnih kemikalija u tlu i vodi može uzrokovati oksidativni stres i oštetiti biljna tkiva.
- Temperaturni stres:
- Odgovori biljaka na abiotičke stresove:
- Morfološke prilagodbe: Promjene u korijenskom sustavu kako bi se poboljšala apsorpcija vode, povećana debljina listova kako bi se smanjio gubitak vode i razvoj dlačica na površini listova za zaštitu od jakog svjetla.
- Fiziološke prilagodbe: Aktivacija specifičnih biokemijskih putova koji proizvode osmoprotektante kao što su prolini, glikini i betain koji pomažu u održavanju osmotske ravnoteže.
- Biokemijske promjene: Sinteza antioksidativnih enzima poput superoksid-dismutaze, katalaze i peroksidaze koji neutraliziraju reaktivne kisikove vrste nastale pod stresom.
- Genska ekspresija: Aktivacija gena koji kodiraju proteine otporne na stres (npr. proteini toplinskog šoka) kako bi se smanjila oštećenja stanica.
- Posljedice abiotičkih stresova:
- Smanjen prinos i kvaliteta: Abiotički stresovi često rezultiraju smanjenom proizvodnjom biomase i lošijom kvalitetom plodova.
- Oštećenje tkiva: Produženi stres može uzrokovati trajna oštećenja lišća, korijenja i drugih organa biljke.
- Smanjena fotosintetska aktivnost: Stresovi poput suše i visoke temperature često uzrokuju zatvaranje puči, što smanjuje unos ugljikovog dioksida i ograničava fotosintezu.
Abiotički stresovi predstavljaju značajan izazov za biljke i utječu na njihovu sposobnost preživljavanja, rasta i reprodukcije. Razumijevanje načina na koji biljke reagiraju na ove stresove ključno je za razvoj otpornijih sorti i usvajanje agrotehničkih mjera koje mogu ublažiti njihove negativne učinke na prinos i zdravlje biljaka.
