náhled|Nedostatek mikroprvků, vinná réva. Fyziologické poškození rostlin je označení pro neinfekční, neparazitické poškození rostlin, vzniklé působením abiotických podmínek. Je sem řazen nedostatek nebo nadbytek vody a působení na rostlinu, nedostatek a nadbytek světla, vysokých nebo nízkých teplot, poškození větrem, hnojivy anebo přípravky na ochranu rostlin a podobně. Fyziologická poškození rostlin studuje rostlinolékařství (ochrana rostlin) v oboru abionozologie.
Abionozologie řadí genetické abnormality a poruchy výživy mezi „poruchy rostlin“, nikoliv mezi fyziologická poškození. Abionozologie rovněž řadí mechanická poškození pletiv rostlin způsobená při pěstitelských zásazích do skupiny „poranění rostlin“.
Vznik fyziologického poškození rostlin Rostlina preferuje určité rozpětí faktorů prostředí, tzv. ekologickou amplitudu, má ekologickou valenci. Tyto podmínky umožňují její existenci a schopnost rozmnožovat se. Tyto podmínky mohou být pro různé druhy rostlin značně odlišné.
Každý jednotlivý faktor prostředí se může stát limitujícím, jestliže dojde k přílišnému poklesu či nárůstu jeho kvantity či intenzity. při takovém poklesu nebo nárůstu může docházet k fyziologickému poškození. I pokud k poškození nedochází, při vychýlení z optimálního stavu často dochází k oslabení schopnosti přežít nebo a rozmnožovat se, nebo k omezení odolnosti proti napadení nebo infekci.
Abiotický stres
Stresem je u rostlin označována situace, kdy je ohrožena biotickým (infekce) nebo abiotickým (sucho) faktorem prostředí.
Stres pro rostlinu je obecně nepříznivý stav, vyvolaný působením činitele zvaného stresor. Stres vyvolá stresovou reakci, což je aktivace obranných mechanismů. U rostlin může být stresorem např. zaplavení, nedostatek živin, příliš vysoká ozářenost, nízké teploty a podobně. Často je stres způsoben nedostatkem nebo naopak nadbytkem nějakého potřebného a běžného faktoru (sucho, déšť, světlo…). Stres je běžnou součástí života všech rostlin, mají proto mechanismy, jak se s ním vypořádat. Ukotvenost rostlin na stanovišti navíc neumožňuje před stresem uniknout, proto musí být vybaveny zvláště účinnými obrannými mechanismy a schopností regenerace, která vyplývá z totipotence rostlinných buněk.
Adaptací (postupným přivykáním) lze zvýšit odolnost rostliny vůči stresoru (např. nízké teploty, sluneční záření). Obecně platí, že čím pozvolnější adaptace, tím lépe. Jednotlivé druhy stresu se spolu často kombinují a případně své působení umocňují, např. stres ze zasolení je v případě sucha ještě umocněn stresem z nedostatku vody. Také protistresová opatření se často kombinují a působí proti více druhům stresu, např. vadnutí je způsobeno nedostatkem vody, ale je reakcí jak na nedostatek vody (snížení transpirace), tak na nadměrné ozáření (snížení vystavení se záření).
Reakci na stres lze rozdělit do těchto fází: poplachová – rostlina za pomoci svých receptorů (např. fotosenzory) zjistila přítomnost stresoru restituční – aktivace obranných mechanismů rezistenční – rostlina přežívá za pomoci obranných mechanismů přežití nebo smrt z vyčerpání Abiotické stresory lze dělit například podle povahy stresorů: fyzikálně-chemické (teplo, záření, voda, plyny, soli, ionty, pesticidy) mechanické (síla, tlak)
Podle původu stresorů: kosmické (sluneční záření) atmosférické (kyslík, oxid uhličitý, polutanty) hydrosférické (voda) pedosférické (soli, ionty, pH)
Podle doby poškození rostlin stresorem během vegetace v průběhu sklizně po sklizni a během skladování
Reakce na stres je ovšem specifická a jsou zde také odlišnosti v citlivostí ke stresorům, dané adaptacemi rostlin. Jsou druhy nebo i odrůdy náchylné či odolné k určitým chorobám nebo fyziologickým poškozením.
náhled|Plod jabloně poškozený slunečním zářením.
Poškození slunečním zářením
Nadbytkem slunečního záření nebo působením slunečního záření na neotužilou rostlinu fyziologické poškození tkání. K poškození rostlin může dojít i nedostatkem slunečního záření. Náchylnější k poškození rostlin slunečním zářením jsou stínomilné nebo pokojové rostliny. Poškození rostlin slunečním zářením je také nazýváno běžně sluneční úpal nebo úžeh.
Světelné spektrum obsahuje paprsky rozdílné vlnové délky, které působí na rostlinu různě. Ultrafialové sluneční záření má vlnovou délku menší než 390 (400) nm. U rostlin stimuluje větvení stonku, ale zřetelně omezuje dlouživý růst, dochází ke zvětšování listů, při větším působení je omezena fotosyntéza, urychleno stárnutí rostlinných pletiv.
Různost nároků na světlo Rostliny se ve svých nárocích na světlo značně liší. Lze je dělit do tří základních skupin podle schopnosti fotosyntézy při určité hustotě světelného toku: heliofytní (heliofilní) – druhy preferující výsluní heliosciofytní (fotofilní) – druhy vyžadující mírné zastínění nebo polostín sciafytní (také scifilní, sciofytní atp.) – stínomilné druhy. Při pěstování rostlin v nevhodných světelných podmínkách dochází k obvykle k fyziologickému poškození.
Mechanismus poškození Při vystavení rostlin slunečnímu záření nad kritickou hranici a dochází poškozování tkání které je nazýváno fotooxidační stres. Nadbytek světla může vést k poškození buněčných struktur zajišťujících primární fázi fotosyntézy nadbytkem energie. Dojde k tvorbě volných kyslíkových radikálů, které poškozují membrány. Příznakem jsou žlutohnědé až stříbřité papírově nekrotické skvrny na listech.Při nadbytku světla často dochází k přehřátí rostlin a následnému poškození vysokou teplotou.
Stav kdy dochází vlivem nízkého slunečního záření k změnám v tkáních rostlin se nazývá etiolizace. Nadbytek a nedostatek světla může způsobit úhyn rostliny.
Poškození nadbytkem a nedostatkem vody
Voda je nezbytná pro metabolismus rostliny. Voda je v prostředí rostlin obsažena obvykle především v půdě. Rostliny získávají vodu obvykle z půdy kořeny, někdy ale přijímají vodu i ze vzduchu, vzdušnými kořeny. Nižší rostliny přijímají vodu celým povrchem těla.
Rostliny podle nároků na vodu lze rozdělit na: hydrofyty (hydatofyta) – vodní rostliny hygrofyty – rostliny zamokřených půd aerofyty – suchozemské rostliny mezofyty – rostliny s průměrnými nároky na příjem vody xerofyty – rostliny s nízkými nároky na příjem vody
Dostupnost vody pro rostlinu je dána jejím obsahem v půdních kapilárách a schopností jimi vzlínat. Rozmezí mezi těžce a lehce pohyblivou kapilární vodou udává tzv. lentokapilární bod; při poklesu pod jeho hodnotu je voda pro rostlinu nepřístupná.
Termínem označujícím zásobení půdy vodou je tzv. bod vadnutí, jenž je stanoven na hodnotu sacího tlaku pF 4,19 a udává vlhkost půdy, kdy jsou rostliny vystaveny trvalému nedostatku vody, tedy vadnou. Rostlina během obvyklých procesů vydává vodu, při nedostatku vody v půdě může být rostlina vystavena tzv. vodnímu stresu, pokud vydává více vody, než přijímá.
Fyziologické sucho označuje stav, kdy je voda v půdě pro rostlinu nepřístupná (vázaná nebo třeba i zmrzlá) a rostliny ji nemohou přijímat, trpí nedostatkem vody.
Nadbytek vody je většinou dán dlouhodobým nadbytkem vody v půdě, tedy špatným poměrem půdního vzduchu a vody v půdě (zamokření ale i vysoká hladina spodní vody). Obvykle způsobuje především poruchy zásobení kořenů kyslíkem, což způsobuje změny metabolismu a hromadění se toxinů, tzv. udušení kořenů neboli asfyxii. Poškození je často doprovázeno hnilobami a napadením patogeny. Někdy dochází ke kombinaci stresorů, například ke kombinovanému poškození vysokou vlhkostí půdy a vysokou teplotou půdy, což se projevuje náhlým odumřením rostliny.
Kolísání zásobování vodou vede někdy k poškození plodů, kořenů a dalších částí rostlin, jenž je nazýváno růstové rozprasky.
Poškození teplem nebo chladem
Poškození teplem je fyziologické poškození rostlin způsobené nadbytkem tepla, nebo působením tepla na neotužilou rostlinu. Poškozením rostlin nízkou teplotou, nedostatkem tepelné energie, je nazýváno poškození chladem. Vysokou nebo nízkou teplotou mohou být poškozeny všechny druhy rostlin. Poškození rostlin maximální nebo minimální teplotou je specifické pro daný druh nebo i rostlinu (v daném stavu), jde tedy o relativní pojmy. Teplota, která u určitého druhu způsobu přehřátí, u jiného způsobí poškození chladem.
Rostliny jsou různě náročné na teplo. Náročnost nebo nenáročnost lze uvažovat pouze jako relativní, a to z hlediska rozsahu teploty prostředí, ve které je daný druh rostliny schopen existovat a rozvíjet se.
Rostliny lze rozdělit podle požadavků na teplotu na: termofyty – preferující trvale teplá stanoviště (teplomilné druhy) psychrofyty – preferující trvale chladná stanoviště (chladnomilné druhy) kryofyty – rostliny snášející trvale nízké teploty (někdy rostoucí i na sněhu) Poškození mnohdy způsobuje překročení minimální nebo maximální teploty které v daném stavu (fenofázi) rostlina snese. Rostliny lze rozdělit podle tolerance k rozpětí teplot (bez ohledu na jejich výšku) na: eurytermní – snášející širší rozpětí teplot stenotermní – vázané na úzký rozsah teplot
Poškození teplem Překročení maxima daného pro určitou fenofázi může způsobit u neotužené rostliny přehřátí organismu rostliny. Vysoké teploty mohou způsobovat celou řadu různých příznaků poškození, jako jsou změny zbarvení poškozené části rostliny, změny tvaru orgánů rostliny, opad listů, změny fertility pylu a jeho životnosti, nebo změny pohlavnosti květů. Může docházet k nekrotickým poškozením listů a stonků, kmenů při náhlých změnách teploty. Nebezpečné je kolísání vysokých a nízkých teplot během zimy. Nejcitlivější k vyšším teplotám jsou nové tkáně a mladé rostliny. Odolnost rostliny vůči vyšší teplotě se mění během dne, dopoledne je nižší než odpoledne.
Během přehřátí se rostlina dostává do tzv. stavu strnulosti, kdy je narušen její normální růst. Vysoká teplota působí poškození rostlin většinou spolu s jinými faktory prostředí, zejména nadměrným světlem, suchem, nedostatkem kyslíku, silným větrem a podobně.
Teplota rostlin bývá o 2–8 °C vyšší než teplota vzduchu, při oslunění, bezvětří a nízké transpiraci o 10–20 °C, neboť transpirace rostlinu významně ochlazuje.
Velmi důležitým faktorem pro míru poškození je doba trvání vysokých teplot a spolupůsobení s dalšími faktory, jako je například silný vítr, znečištění vzduchu polutanty a sluneční záření. Obvykle je těžké odlišit poškození teplem od poškození slunečním zářením. Velmi snadno dochází k poškození pěstovaných rostlin ve sklenících.
Vyšší než optimální teplota půdy může brzdit klíčení semen nebo poškozovat kořenový systém klíčních rostlin, dochází také k nekrózám kořenového krčku.
Poškození chladem Stav kdy dojde k vystavení rostlin nízké teplotě pod kritickou hranici a dochází poškozování tkání nízkými teplotami (9 °C) je nazýván chladové poruchy. Stav kdy dochází vlivem nízkých teplot k tvorbě ledu v tkáních a poškozování rostlin mrazem se nazývá mrazové poškození a poškození mrznutím. Citlivost rostlin k mrazu a chladu se může výrazně lišit. Poškození chladem vyvolává fyzikální a fyziologické změny obvykle při působení teplot mezi 15 °C a 0 °C, nebo působením teplot nad bodem mrazu 0 °C (do 9 °C).
Při chladových poruchách jsou poškozeny vlastnosti buněk, dochází k narušení procesu vyzrávání tkání, rovnováhy příjmu vody a energetické bilance. Poškozené tkáně později hnědnou a rostliny jsou náchylné k napadání patogeny.
Při poškození mrazem dochází již k tvorbě ledu v buňkách za teploty pod bodem mrznutí vody a dochází k odumírání nadzemních orgánů vlivem fyzikálního poškození ledem a nedostatku vodu. Když množství zmrzlé vody překračuje 70–90% nasycení buňky, dochází k nevratnému poškození.
Poškození rostlin povětrnostními vlivy