اثرات تنش گرمایی در گیاهان و درختان میوه

تنش گرمایی در سال‌های اخیر، به دلیل روند افزایشی دمای کره زمین اثرات نامطلوبی بر گیاهان برجای گذاشته است. برخلاف جانوران که توانایی تنظیم دمای بدن خود را از طریق حرکت یا فرایندهای متابولیکی دارند، گیاهان فاقد این توانایی‌اند و در نتیجه، بیش از سایر موجودات زنده از گرمایش جهانی آسیب می‌بینند. برآوردها نشان می‌دهد که به‌ازای هر یک درجه سلسیوس افزایش دما نسبت به دمای بهینه رشد گیاه، عملکرد محصول تا ۱۷ درصد کاهش می‌یابد.

انتقال گرما در گیاه

جریان گرما میان گیاه و محیط اطراف، وابسته به اختلاف دمای بین آن‌ها است. اگر دمای گیاه از هوای اطراف بیشتر باشد، گرما از گیاه به محیط منتقل می‌شود و برعکس، اگر دمای هوا بالاتر باشد، گیاه گرما را جذب می‌کند. سرعت باد نقش مهمی در این فرآیند دارد، زیرا با کاهش ضخامت لایه مرزی بین برگ و هوا، نرخ انتقال گرما افزایش می‌یابد. در ساختارهای کوچک مانند برگ‌ها و ساقه‌های باریک، مقاومت لایه مرزی کمتر است، اما برگ‌های بزرگ‌تر دارای مقاومت بیشتری در برابر انتقال حرارت هستند.

فرآیندهای حساس به دمای بالا

برخی فرآیندهای حیاتی گیاه نسبت به گرمای زیاد بسیار آسیب‌پذیرند. فتوسنتز و رشد دانه گرده از جمله این فرآیندها هستند، در حالی که تنفس نسبت به دمای بالا حساسیت کمتری دارد. بروز تنش گرمایی در دوره گلدهی می‌تواند منجر به کاهش شدید تشکیل میوه و در نهایت افت عملکرد شود.

پاسخ‌های گیاه به تنش دمایی

گیاهان با فعال‌سازی مکانیسم‌های دفاعی در سطح فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی و مولکولی، به تنش گرما واکنش نشان می‌دهند. در این شرایط، مواد فتوسنتزی برای تولید ترکیبات دفاعی مانند متابولیت‌های اولیه و ثانویه، آنتی‌اکسیدان‌ها، اسمولیت‌ها و هورمون‌های تنظیم‌کننده رشد به‌کار گرفته می‌شوند. پرولین، گلایسین‌ بتائین و کربوهیدرات‌های محلول از شاخص‌های مهمی هستند که برای ارزیابی مقاومت گیاه به تنش گرمایی اندازه‌گیری می‌شوند. همچنین، گیاهان پروتئین‌هایی موسوم به «پروتئین‌های شوک گرمایی (HSP)» تولید می‌کنند که با جلوگیری از تغییر ساختار پروتئین‌ها یا بازیابی عملکرد آن‌ها پس از آسیب، به حفظ پایداری سلولی کمک می‌کنند.

علائم تنش گرمایی در درختان

تنش گرمایی می‌تواند در اندام‌های مختلف درختان میوه دیده شود. لازم به ذکر است که این علائم گاهی با نشانه‌های تنش خشکی مشابه‌اند.

در برگ‌ها:

•           سوختگی در لبه‌ها و نوک برگ

•           پژمردگی در ساعات گرم روز

 •           لوله‌شدن یا جمع شدن برگ‌ها

•           ریزش برگ در گرمای شدید

در میوه‌ها:

  •           آفتاب‌سوختگی

•           رشد ناقص یا کوچک‌ماندن میوه

•           ریزش میوه‌های نارس

در گل‌ها:

  •           ریزش گل پیش از تشکیل میوه

  •           کاهش باروری و گرده‌افشانی ناکارآمد

در شاخه و تنه:

 •           ترک‌خوردگی پوست

 •           ترشح صمغ از محل ترک‌ها

اثرات تنش گرمایی بر عملکرد درخت

زمانی‌که دمای محیط از آستانه تحمل گیاه فراتر رود، به‌ویژه در شرایط تابش شدید و کم‌آبی، اختلالات جدی در عملکرد فیزیولوژیکی درختان ایجاد می‌شود. پیامدهای اصلی عبارت‌اند از:

  •           کاهش تعداد، اندازه و کیفیت میوه‌ها

•           ضخیم شدن پوست میوه، سفتی بافت یا کاهش طعم

 •           کاهش مواد قندی در میوه‌هایی مانند انگور، هلو و خرما

 •           توقف یا کند شدن رشد شاخه‌ها و ریشه‌ها

•           بسته‌شدن روزنه‌ها و کاهش فتوسنتز

•           افزایش شدت تنفس و مصرف انرژی ذخیره‌شده

•           افزایش نیاز آبی و کاهش کارایی آبیاری

•           افزایش آسیب‌پذیری درخت نسبت به آفات و بیماری‌ها

•           اختلال در جذب عناصر غذایی

 •           کاهش طول عمر درخت و عملکرد در سال‌های بعد

راهکارهای مقابله با تنش گرمایی در باغ‌ها

مدیریت آبیاری

•           افزایش دفعات آبیاری در روزهای گرم با حجم مناسب

•           استفاده از سیستم‌های آبیاری قطره‌ای یا زیرسطحی برای کاهش تبخیر

  •           آبیاری در ساعات خنک روز (صبح یا عصر)

  •           استفاده از مالچ آلی مانند کاه، برگ خشک و کلش برای حفظ رطوبت خاک

تغذیه اصولی در زمان گرما

  •           پرهیز از مصرف بیش‌ از حد کودهای ازته در فصل گرما

  •           تأمین کلسیم برای تقویت دیواره سلولی و کاهش سوختگی میوه

  •           تأمین پتاسیم برای تنظیم تعرق و افزایش مقاومت گیاه

کاهش تابش و دمای مستقیم

•           استفاده از توری‌های سایه‌انداز در باغ‌های حساس (در مقیاس زیاد هزینه‌بر است)

•           کشت گیاهان پوششی در بین ردیف‌ها برای خنک‌کردن خاک و کاهش تبخیر

کنترل آفات و بیماری‌ها

•           پایش منظم درختان برای شناسایی آفات حساس به گرما مانند کنه‌ها و سفیدبالک

•           تقویت سیستم دفاعی درختان با تغذیه مناسب

•           اجرای برنامه‌های کنترل تلفیقی در زمان‌های بحرانی

انتخاب ارقام مقاوم

استفاده از ارقام مقاوم به گرما راهکار مهم برای کاهش خسارات ناشی از تنش گرمایی است. این ارقام تحمل بیشتری به دمای بالا دارند و در شرایط گرم عملکرد پایدارتری نشان می‌دهند. انتخاب این ارقام باید بر اساس داده‌های اقلیمی منطقه و آزمون‌های میدانی انجام شود تا از سازگاری آن‌ها با شرایط واقعی اطمینان حاصل گردد.

گرمای زیاد می‌تواند تعرق را تحت‌تأثیر قرار دهد. جزئیات را در مقاله «تعرق در گیاهان» بخوانید.