Физиологија на овошни растенија
Физиологијата на овошните растенија е гранка на науката што проучува како органите и ткивата на овошните растенија функционираат за да ги извршуваат своите витални функции - од апсорпција на вода и хранливи материи, фотосинтеза, раст, цветање, формирање на плодови и зреење. Разбирањето на физиологијата на овошните растенија е од суштинско значење за зголемување на продуктивноста, квалитетот на приносот и отпорноста на растенијата на стрес од околината. Преку физиолошки пристап, земјоделците и хортикултурните практичари можат да донесуваат поинформирани одлуки за одгледување, како што се ѓубрење, наводнување, кастрење, управување со цветовите и плодовите и стратегии за берба.
1. Карактеристики на овошните растенија и нивниот животен циклус
Овошните растенија генерално вклучуваат повеќегодишни растенија како што се манго, портокали, дуриан, јаболка и грозје, иако некои се едногодишни како што се дињите и лубениците. Кај повеќегодишните растенија, јувенилната фаза (која сè уште не е способна за цветање) може да трае од неколку месеци до неколку години, во зависност од видот и техниката на размножување. Растенијата што се размножуваат генеративно (со семе) обично имаат подолг јувенилен период отколку вегетативно (калемење, пупкање, калемење, резници). Ова е поврзано со физиолошката зрелост на ткивото - растението треба да постигне доволна хормонална рамнотежа и резерви на јаглехидрати за да влезе во генеративната фаза.
Животниот циклус на овошното растение вклучува вегетативен раст (формирање на корени, стебла и лисја), премин кон генеративен раст, цветање, врзување плодови, развој на плодовите, зреење, а понекогаш и мирување кај суптропските растенија. Секоја фаза има различни барања за управување со животната средина и одгледувањето.
2. Апсорпција на вода и хранливи материи: улогата на корените и ризосферата
Корените се примарни органи за апсорпција на вода и хранливи материи. Апсорпцијата се јавува првенствено во зоната на влакната на коренот, која има голема површина. Водата влегува во корените преку осмоза, додека хранливите материи се апсорбираат преку дифузија, масен проток и активен транспорт со помош на транспортни протеини во клеточната мембрана.
Состојбата на ризосферата (областа околу корените) во голема мера влијае на способноста на корените да апсорбираат хранливи материи. pH вредноста на почвата ја одредува достапноста на хранливи материи: на пример, фосфорот често се врзува на pH нивоа кои се премногу ниски или премногу високи, додека микронутриенти како Fe и Mn се полесно достапни на малку кисели pH нивоа. Аерацијата на почвата е исто така клучна; натопените почви доведуваат до лишување од кислород, го инхибираат дишењето на коренот и го намалуваат апсорбирањето на хранливи материи. Кај овошните растенија, здравите корени се основа за долгорочно производство, обезбедувајќи извор на вода, хранливи материи и хормони како цитокинини кои го поттикнуваат растот на изданоците.
3. Фотосинтеза и респирација: извори на енергија за формирање на плодови
Листовите се „фабрики“ кои ја претвораат светлосната енергија во шеќери преку фотосинтеза. Производите на фотосинтезата, јаглехидратите (првенствено сахароза и скроб), се користат како суровини за раст, цветање и полнење на плодовите. Стапката на фотосинтеза е под влијание на интензитетот на светлината, температурата, достапноста на вода, CO₂, состојбата на хранливи материи (особено азот, магнезиум и железо) и здравјето на листовите.
Од друга страна, дишењето е процес на разградување на јаглехидратите за производство на енергија (ATP) за клеточна активност. Под високи температури или стрес, стапката на дишење се зголемува, брзо исцрпувајќи ги резервите на шеќер. Импликацијата е јасна: овошните растенија со висока фотосинтеза и контролирано дишење имаат тенденција да произведуваат послатки и поголеми плодови бидејќи повеќе асимилирани материи можат да се доделат на плодот.
4. Асимилирајте ја транслокацијата: односот извор-поток
Клучен концепт во физиологијата на овошните растенија е односот извор-поток. Зрелите лисја дејствуваат како извори бидејќи произведуваат фотосинтати, додека органите што бараат енергија, како што се младите изданоци, корењата, цветовите и плодовите, дејствуваат како потонови. Плодот, особено за време на фазата на раст, е особено моќен потопен.
Фотосинтатите се транслоцираат низ флоемот. Премногу плодови ја зголемуваат конкуренцијата меѓу нив, намалувајќи ја нивната големина и квалитет. Затоа, проретчувањето на јаболката, цитрусните овошја и грозјето е примена на физиологијата извор-поток: намалување на потокот така што преостанатото овошје добива подобра залиха на асимилирани материи. Кастрењето, исто така, ја менува рамнотежата извор-поток со намалување на оптоварувањето на одредени органи и стимулирање на растот на продуктивни изданоци.
5. Хормони за раст: регулатори на раст, цветови и плодови
Растителните хормони (фитохормони) дејствуваат во ниски концентрации, но имаат значително влијание. Некои од клучните хормони во физиологијата на овошните растенија вклучуваат:
1. Ауксин: го стимулира издолжувањето на клетките, апикалната доминација и игра улога во формирањето на плодовите. Ауксинот е поврзан и со спречување на паѓање на младите плодови кај некои култури.
2. Гиберелин (GA): го стимулира издолжувањето на стеблото, зголемувањето на плодот кај некои сорти и може да го одложи стареењето. Кај грозјето, GA често се користи за зголемување на големината на плодот без семки.
3. Цитокинини: ја стимулираат клеточната делба и растот на изданоците; се произведуваат во големи количини во корените и се движат кон круната.
4. Абсцисинска киселина (ABA): поврзана со реакции на стрес (суша) и регулирање на затворањето на стоматите. ABA, исто така, игра улога во фазите на зреење на некои овошја, особено поврзана со акумулацијата на шеќер и обојувањето.
5. Етилен: хормон на зреење кај климактеричните плодови и предизвикува стареење и паѓање на листовите/плодовите. Управувањето со етиленот е важно во складирањето по бербата.
Хормоналната рамнотежа е под влијание на околината и практиките на одгледување. На пример, благиот воден стрес во одредени периоди може да предизвика цветање кај некои тропски овошни растенија со менување на хормонските соодноси и асимилирање на дистрибуцијата.
6. Цветање: иницијација, индукција и фактори на животната средина
Цветењето е фаза што го одредува приносот. Процесот вклучува индукција (растението прима сигнал за цветање), иницијација (меристемот се трансформира во цветен меристем) и развој на цветот. Факторите што го активираат цветањето вклучуваат:
– Фотопериод: должината на денот има силно влијание врз некои растенија.
– Температура: суптропските растенија како што се јаболката и крушите бараат „потребно ладење“ (акумулација на ниски температури) за да се прекине мирувањето и да се активира цветањето.
– Статус на јаглехидрати: високите резерви на асимилација го поддржуваат формирањето на цветови.
– Контролиран стрес: кај некои тропски производи, сушните периоди можат да поттикнат синхроно цветање.
Управувањето со одгледувањето, како што е азотното ѓубрење, исто така мора да биде соодветно. Вишокот на азот има тенденција да го поттикне вегетативниот раст и да го одложи цветањето, додека рамнотежата на N, P и K го олеснува генеративниот премин.
7. Ѓубрење, формирање плодови и паѓање плодови
По опрашувањето и оплодувањето, плодовите почнуваат да се формираат. Сепак, не сите цветови ќе станат набрани плодови. Паѓањето на цветовите и паѓањето на младите плодови често се јавуваат поради асимилаторни ограничувања, нарушувања на опрашувањето, екстремни температури, наезда од штетници/болести или хормонален дисбаланс. Кај многу овошни растенија, постои период на „физиолошки пад“, што всушност е механизам за селекција на растенијата за да се усогласи оптоварувањето со плодовите со капацитетот на ресурсите.
Контролирањето на количината на овошје преку проретчување може да ја подобри големината, униформноста и квалитетот. Понатаму, соодветното снабдување со вода е клучно во раните фази од развојот на овошјето, бидејќи клеточната делба е интензивна. Недостатокот на вода во оваа фаза може да резултира со трајно мали плодови, дури и ако снабдувањето со вода се подобри подоцна.
8. Развој и зреење на плодовите: климактерично и неклимактерично
Овошјето претрпува физиолошки промени за време на зреењето: омекнување на клеточните ѕидови, промени во бојата поради деградација на хлорофилот и формирање на пигменти (каротеноиди/антоцијанини), зголемен шеќер, намалени органски киселини и формирање на арома.
Физиолошки, овошјето е поделено на:
– Климактерични овошја: доживуваат наплив на дишење и производство на етилен за време на зреењето, како што се бананите, мангото, папајата, јаболката и доматите. Овие овошја може да се собираат во физиолошка зрелост и да созреат по бербата.
– Неклимактерични плодови: не покажуваат значителен пораст на дишењето; зреењето зависи повеќе од процесите во дрвото, како што се портокалите, грозјето, ананасот и јагодите. Овие плодови генерално треба да се берат кога се приближуваат кон зрелост за оптимален квалитет.
Ова знаење е важно за одредување на времето на берба, техниките на складирање и употребата на регулатори на зреење како што се етилен или инхибитори на етилен.
9. Стрес од околината и физиолошка адаптација
Овошните растенија често се соочуваат со стресови како што се суша, соленост, високи температури, ниски температури и недостаток на светлина. Физиолошките реакции вклучуваат затворање на стомите (намалување на загубата на вода, но намалување на фотосинтезата), зголемени осмопротективни соединенија, хормонални промени (зголемена ABA) и прилагодувања на кореновиот систем.
Стратегиите за одгледување за намалување на стресот вклучуваат мулчирање за зачувување на влагата, наводнување капка по капка за ефикасност на водата, делумна сенка за садници, избор на толерантни сорти и балансирано ѓубрење за посилни растенија. Кај повеќегодишните овошни култури, акумулираниот стрес од година во година може да ја намали продуктивноста, па затоа управувањето со животната средина е клучно за одржливоста на овоштарниците.
10. Заклучок
Физиологијата на овошните растенија обезбедува научна рамка за разбирање зошто растението цвета, раѓа плодови или не произведува плодови. Со разбирање на улогите на корените, листовите, транспортните системи, хормоните и односите извор-поток, можеме да дизајнираме практики на одгледување што се усогласуваат со биолошките потреби на растението. Ова влијае не само на зголемувањето на приносот, туку и на квалитетот на овошјето - вкус, големина, боја, арома - и ефикасноста на употребата на влезни елементи како што се вода и ѓубриво. На крајот на краиштата, правилната примена на физиологијата помага да се постигне стабилно, висококвалитетно и одржливо производство на овошје во широк спектар на агроклиматски услови.
