فهرست مطالب
مقدمه: 1
تنش مکانیکی: 1
تنش بیولوژیکی: 3
انواع تنش: 5
تنش حرارتی 9
صدمه مستقیم: 10
تنش در گیاهان 11
مکانیسم تحمل 12
تنش های ناشی از گازهای سمی 12
اثرات فیزیولوژیکی گاز So2: 14
علائم مسومیت 15
اکسیدهای ازت: 16
اثرات فیزیولوژیکی PAN 17
ذرات معلق در هوا 18
دود مه (Smog): 18
استرس های محیط فرعی 18
تنش های الکتریکی، مغناطیسی و صوت 21
تنش های میدان های مغناطیسی 21
مقدمه:
در زمانهای قدیم واکنش های شدید گیاهان به عوامل محیطی ذهن انسان را به خود مشغول کرده بود. تا قبل از آن که علم بیولوژی به وجود آید، کشاورزان فکر می کردند گیاهانی که در محیط های خشن و خشک زندگی می کنند، گیاهانی خشن، غیرلطیف و غیرحساس هستند و گیاهانی که در مناطق مرطوب و خوش آب و هوا زندگی می کنند، گیاهان لطیف و حساس هستند.
به هر حال با گسترش علم و افزایش معلومات علمی دانشمندان به دنبال یک اصطلاح جامع و کامل برای این نوع عوامل محیطی هستند. در سال های اخیر دانشمندان عبارت تنش را برای این عوامل محیطی نامطلوب برگزیدند و مقاومت تنش را برای توانایی گیاه برای زنده ماندن در برابر این فاکتورهای محیطی نامطلوب در نظر گرفتند.
البته عبارت تنش، فقط در علم مکانیک تعریف شده بود. بنابراین باید قبل از به کار بردن این اصطلاح، محل کاربرد آن را مشخص نمود. برای بهتر مشخص شدن تنش بیولوژی، ابتدا تفاوت های این دو را توضیح می دهیم.
تنش مکانیکی:
بر طبق قانون اندازه حرکت نیوتن، هرگاه به جسمس نیرو وارد شود، آن جسم نیز، نیرویی مساوی و برابر و مخالف با نیروی اول به جسم دوم وارد می کند. این دو نیرو کنش و واکنش نامیده می شوند.
وقتی به جسمی نیروی خارجی وارد می شود، این نیروی خارجی، نیروهای خارجی در جسم به وجود می آورد، که این نیرو بر سطوح خارجی جسم که در تماس با همدیگر هستند، وارد می شود. این نیروهای داخلی موجب تغییراتی در شکل و فرم جسم می شوند که به آن کرنش گوییم.
ابعاد تنش نیروی داخلی در واحد سطح می باشد و کرنش بدون بعد است.
=
: تنش بر حسب
P : نیروی داخلی که از نظر مقدار برابر نیروی خارجی است.
A : سطوح داخلی جسم که نیرو بر آنها وارد می شود.
کرنش: در اثر نیروهای داخلی، یک سری تغییرات طولی و فرمی در جسم به وجود می آید. ابعاد کرنش عبارت است از تغییرات در واحد طول یا حجم هر جسمی و مقدار کرنش بدون بعد است.
: کرنش، که مقداری بدون بعد می باشد.
: میزان تغییرات طولی یا حجمی.
L : طول یا حجم اولیه.
قانون هوک:
=
E : مقدار الاستیسیته یا مدول الاستیکی: این مدول در اجسام مختلف متفاوت است و هر چه جسم بیشتر الاستیک باشد مقدار این مدول بیشتر خواهد بود.
کرنش بر دو نوع است: 1. کرنش الاستیک
2. کرنش پلاستیک
کرنش الاستیک: کرنشی می باشد که تا آن حد نیرو، به جسم وارد شود و سپس نیرو از روی جسم حذف شود. جسم به حالت اولیه خود از لحاظ شکل و فرم اولیه برمی گردد (شکل 1).
کرنش پلاستیک: در این نوع کرنش، اگر نیروی وارده بر جسم حذف شود، جسم به حالت اولیه خود برنخواهد گشت و تغییر فرم در آن بوجود خواهد آمد که به این کرنش، کرنش پلاستیک می گویند (شکل 1).
میزان کرنش پلاستیک می تواند بستگی داشته باشد به زمان، یعنی هرچه زمانی که جسم تحت تاثیر نیرو قرار می گیرد، بیشتر باشد، میزان کرنش نیز می تواند بیشتر شود. حد نهایی کنش وارد شده گسیختگی جسم می باشد که در این حالت دیگر مدولی نخواهیم داشت.
تنش بیولوژیکی:
تنش های بیولوژیکی در دو جهت اصلی با تنش های مکانیکی متفاوت است:
1. اولاً گیاه قادر است یک سری موانع بین جسم خود و تنش های محیطی ایجاد نماید و ثانیاً تنش وارده بر حسب نیرو نمی باشد، بلکه بر حسب انرژی می باشد.
2. تنش بیولوژیکی همیشه دلالت بر امکان صدمه دیدن و آسیب دارد و بیشتر کرنش های پلاستیک مدنظر می باشد تا کرنش های الاستیک و بیشتر اندازه گیری های کرنش در گیاهان، کرنش پلاستیکی می باشد.
بنابراین تنش های بیولوژیکی الزاماً نیرو نیستند و کرنش های بیولوژیکی نیز الزاماً یک تغییر در ابعاد و حجم جسم نیستند.
موجود زنده به هرحال شاید نشان دهد یک کرنش فیزیکی مانند توقف حرکت (جریان) سیتوپلاسم یا یک کرنش شیمیایی مانند تحولی در متابولیسم.
بعضی اوقات یک کرنش، احتمال دارد آنقدر شدید باشد که یک قسمت از گیاه را از بین برد.
A:
B:
Fig. 1.1. Elastic (A) and plastic (B) strains in a simple physical system.
شکل 1
مقاومت الاستیکی در گیاهان را می توان به مقاومت گیاه در مقابل بیماری ها و عوامل نامطلوب اطلاق نمود. در گیاهان، مقاومت پلاستیکی به اندازه وسیعی اندازه گیری می شود، نسبت به مقاومت الاستیکی.
کرنش های پلاستیکی به احتمال زیاد، وابستگی شدیدی به زمان دارد. بنابراین مقاومت تنشی عبارت است از:
1. مقاومت الاستیک یا توانایی موجود زنده در جلوگیری از قابلیت برگشت یا کرنش الاستیکی.
2. مقاومت پلاستیک عبارت است از اندازه گیری توانایی اش در جلوگیری از تغییرات غیرقابل برگشت با کرنش پلاستیک.
عبارت مقاومت به تنش های محیطی تا حالا مربوط بوده است به مقاومت های پلاستیک و مفهوم مقاومت الاستیک هنوز به خوبی شناخته نشده است. در تمام مزارع آزمایشی تحقیق بر روی استرم های الاستیک در حال بررسی و تحقیق می باشد.
مثلاً وقتی یک گیاه ذرت سرد می شود، از 30 درجه به 5 درجه، رشد آن کاملاً متوقف می شود، ولی گندم در این تغییر درجه حرارت به رشد – خود ادامه می دهد. وقتی مجدداً درجه حرارت را برمی گردانیم، هر دو گیاه به رشد خود ادامه می دهد. بنابراینت مشاهده می شود که ذرت کرنش الاستیکی بیشتری را متحمل شده است، نسبت به گندم.
Table 1 Stress Terminology
Term
Physical sense
Biological sense
Stress
A force acting on body (F/A=dyncs/cm2 or bars)
An external acting on an organism (e.g., bars of water stress)
Strain
A change in dimension produced by a stress
Any physical or chemical change produced by a stress
Elastic strain
A reversible change in dimension
A reversible physical or chemical change
Plastic strain
An irreversible change in dimension
An irreversible physical chemical change
Modulus of elasticity (or elastic resistance)
Stress/elastic strain
Intensity of external factor/amount of reversible physical or chemical change
Modulus of plasticity (or plastic resistance)
Not measured
Intensity of external factor producing standard irreversible physical chemical change
The organism must be exposed to stress for a standard time.
انواع تنش:
1. تنش ناشی از گرمای زیاد؛
2. تنش ناشی از سرما؛
3. تنش ناشی از یخبندان؛
4. تنش ناشی از کبود آب و زیادی آب؛
5. تنش ناشی از تشعشع و نور؛
6. تنش ناشی از گازهای سمی؛
7. تنش ناشی از نمک ها و املاح معدنی؛
8. تنش ناشی از باد ـ صوت؛
در این مقاله سعی شده به تنش ناشی از حرارت بالا، کمبود آب، گازهای سمی، صوت و … اشاره شود.
تنش ناشی از کمبود آب:
آب به عنوان حلال، انتقال دهنده مواد و تشکیل دهنده بافت ها، نقش مهمی در فتوسنتز ایجاد فشار آماس، تعرق و خنک کردن گیاه و تاثیر در فرآیند رشد و … مطرح است.
1. رابطه رشد و فشار آماس: این رابطه بسیار تنگاتنگ است و وقتی فشار آماس به 83-85 درصد می رسد، رشد تقریباً به نصف تقلیل می یابد؛
2. کاهش نسبت رشد ساقه به ریشه: کاهش نسبت ریشه های جانبی بطور کل ریشه، کاهش نسبت برگ به ساقه؛
3. کوتاه ماندن ساقه گیاه، کوچک شدن برگ ها؛
4. کاهش فتوسنتز:
* بسته شدن روزنه ها و عدم ورود دی اکسید کربن؛
* مقاومت سلول های میان برگ علاوه بر مقاومت سطح برگ که ورود Co2 را جلوگیری می کند.
* کاهش از آنزیم های لازم برای فتوسنتز (جدول 2)؛
* کوچک شدن اندازه سطح برگ.
5. بسته شدن روزنه ها و کاهش تعرق؛
* افزایش اسید –؛
* کمبود فشار آماس سلول های محافظ روزنه ها.
6. تنفس: بعضی ها معتقدند که مرتباً تنفس افزایش می یابد و بعضی دیگر معتقدند که ابتدا افزایش و در تنش های شدید کاهش می یابد.
7. تجزیه پروتئین ها به اسیدهای آمینه و بخصوص پرولین. پرولین نقش یک ترکیب رابطه ای را بازی می کند. برای ذخیره کربن ها و ازت بکار می رود (جدول 3.4).
8. کمبود آب موجب تجزیه اسدی ریبونوکلئوئیک و در نتیجه عدم ساخته شدن پروتئین ها می گردد.
9. تجزیه نشاسته به قند: افزایش قند موجب بالا رفتن فشار شده و در نتیجه تراوایی سلول گیاهی را در مقابل عبور آب افزایش می دهد و بدین وسیله تلفات آب را افزایش می دهد (جدول 5).
10. گزسنگی فیزیولوژیکی: در اثر افزایش تنفس موجب افزایش مصرف مواد هیدورکربوری شده و در نتیجه عدم تولید آنها، گیاه دچار گرسنگی خواهد شد.
11. عدم رشد ریشه ها و کاهش رشد آنها در اثر کمبود اکسین.
12. کمبود سیتوکینین این کمبود را موجب عدم سازگاری و ساختن پروتئین ها دانسته اند. زیرا پاشیدن آن بر روی برگ های در حال تنش، موجب حفظ کلروفیل و ساخته شدن پروتئین ها می گردد.
13. ایجاد مواد سمی: در اثر تجزیه پروتئین ها به اسیدهای آمینه و تولید ترکیبات سمی مانند آمونیاک می گردد
جدول 2: اثر تنش خشکی بر شدت فتوسنتز در گوجه فرنگی و تاج استخری
تنش آب (اتمسفر *DPD)
درصد میزان فتوسنتز
گوجه فرنگی
کاج استخری
2
100
100
6
60
100
8
25
74
10
6
36
12
0
12
14
0
0
18
0
0
22
0
0
*Diffusion Dressure Deficit
جدول 3: درصد ازت و پروتئین دانه جو که در مراحل مختلف رشد در معرض تنش قرار گرفته است.
مرحله رشد
درصد ازت
درصد پروتئین
شاهد
36/1
5/8
پنجه زدن
4/9
5/1
شروع ظهور سنبله
5/13
16/2
سبله دادن
5/10
68/1
رسیدن دانه
8/9
56/1
جدول 4: تغییرات در مقدار بعضی از اسیدهای آمینه آزاد در گیاه.
اسید آمینه
میکرومول در هر گرم ماده خشک
شاهد
تنش متوسط
تنش شدید
گیاه پنجه مرغی معمولی
اسیداسپارتیک
8/11
5/4
4/8
پرولین
7/2
5/30
2/69
گلیسین
8/1
7/1
2/1
آلانین
9/31
2/15
6/11
مقدار کل
5/211
9/192
6/246
گیاه پنجه مرغی ساحلی
اسیداسپارتیک
7
9
7/9
پرولین
1/1
138
126
گلیسین
8/0
7/2
8/1
آلانین
4/21
3/17
1/13
مقدار کل
128
4/377
5/302
جدول 5: اثر خشکی بر هگزوز، ساکاروز و نشاسته در دو رقم پنبه
تنش
هگزوز(%)
ساکاروز(%)
نشاسته(%)
رقم آگالا
شاهد
88/0
53/0
95/3
خشکی
4/1
18/0
43/0
رقم استون ویل
شاهد
61/0
72/0
05/3
خشکی
6/1
36/0
94/0
تنش حرارتی
بردباری نبات به حرارت های زیاد در گونه های مختلف متفاوت است و بعضی از آنها می توانند با محیط سازش بپذیرند. حیواناتی که در بیابان ها زندگی می کنند، روزها را در غارها به سر می برند و شب هنگام خارج می شوند. همچنین حیوانات مناطق قطبی فصل سرما را در زیر یخ ها و برف که گرمترتر از سطح یخهاست، به سر می برند. در آلاسکا درجه حرارت سطح زمین حدود 55- درجه، در صورتی که در اعماق چندین متری زیر برف (2 متری) درجه حرارت به 5- تا 6- درجه می رسد.
مهاجرت پرندگان از نقاط سردسیر به نقاط گرمسیر، نوعی اجتناب از گرما محسوب می شود، ولی گیاه به علت عدم تحرک مجبور به مقاومت و تحمل می باشد. مثلاً درخت – تا 30- درجه را نیز تحمل می کند و بعضی قارچ ها تا 79 درجه را نیز تحمل می نمایند.
حرارت ماکزیمم و مینیمم و اپتیمم برای گیاهان مختلف متفاوت است. همچنین درجه حرارت لازم برای هر یک از مراحل رشد گیاه نیز مختلف است. مثلاً درجه حرارت لازم برای رشد ریشه از درجه حرارت لازم برای رشد ساقه کمتر است.
درجه حرارت بالا موجب دو نوع صدمه به گیاه می شود:
1. صدمه مسقیم؛
2. صدمه غیرمستقیم.
صدمه مستقیم:
حرارت حدود 40 درجه سانتیگراد و بالاتر از آن روی گیاه اثرات مخرب برجای می گذارد که صدمات آن عبارتند از:
1. کلروز برگ یا سبزرنگ پریده که بعد از زرد و درنهایت سفید می شود. این بیماری یک نوع کلروز بوده که از نوک و حاشیه برگ شروع شده، چون انتهای آوند در حاشیه برگ ها بیشتر می شود. بنابراین آب بیشتری از این ناحیه از گیاه خارج می شود که توام با کلرور سدیم است که این نمک موجب استرس می شود.
2. بیماری Leafcoopch، یعنی قهوه ای شدن قسمت رنگ پریده و زرد شده (مرحله پیشرفته نکروز) که در اثر مرگ سلول ها و تجزیه پروتئین ها صورت می گیرد.
3. بیماری Tip burn: خشکیدن انتهای برگ های سوزنی در کاج است که انتهای برگ زرد و سپس قهوه ای متمایل به قرمز می شود.
4. بیماری Bluck heart در سیب زمینی: اطراف آوندهای چوب آبکش در سیب زمینی قهوه ای و در شرایط پیشرفته سیاه می شود.
5. بیماری
تنش در گیاهان
2. آسیب های ثانویه در اثر گرما:
* کمبود آب؛
* گرسنگی فیزیولوژیکی در اثر افزایش تنفس و مصرف زیاد مواد قندی؛
* ایجاد سمیت در اثر تجزیه پروتئین ها به اسیدهای آمینه، مانند NH3؛
* تخزیر پروتئین ها:
الف) خطی شدن ساختمان فضایی پروتئین ها؛
ب) چسبیدن یا انعقاد پروتئین ها به همدیگر در اثر از دست دادن آب.
* تخریب DNA, RNA؛
* نرم شدن چربی های دیواره سلولی.
گیاه به دو طریق در مقابل گرمای زیاد مقاومت می کند:
1. اجتناب 2. تحمل
اجتناب شامل موارد زیر است:
1. عایق سازی: مانند پوست ضخیم و قرار دادن بافت های حساس در داخل بافت های محافظ؛
2. کاهش دادن شدت تنفس: گرمای آزاد شده در تنفس 5-10 کیلوکالری رگ های جذب شده از خورشید 7/0 کیلوکالری بر سانتیمتر مربع در دقیقه است.
3. کاهش دادن جذب انرژی خورشدی: الف) انعکاس ب) تعرق
مکانیسم تحمل
1. بالا بودن قدرت پایداری مولکول های بزرگ (چربی ها و پروتئین ها)؛
2. مقاومت پیوندهای S-S در مقابل تبدیل آنها به S-H؛
3. دارا بودن نقطه موازنه حرارت بالا.
مورفولوژی و فیزیولوژی گیاه در ارتباط با مقاومت به گرما:
1. افزایش تعرق؛
2. کوتیکول ضخیم؛
3. رنگ روشن گیاه که سبب انعکاس بیشتر می شود؛
4. جهت آرایش برگ ها در مقابل نور خورشید؛
5. کرک ها به علت سایه اندازی بر روی پوست گیاه؛
6. کم بودن آب پروتوپلاسم درجه آب کمتری داشته باشد، گیاه مقاوم تر است؛
7. میوه های رسیده مقاومت بیشتری در مقابل گرما دارند.
تنش های ناشی از گازهای سمی
مواد آلوده کننده اتمسفر از منابع مختلف صنعتی و خانگی بطور روزافزونی در سال های اخیر مخصوصاً در کشورهای پیشرفته صنعتی زیاد شده اند. بعضی از این مواد به صورت ذرات ریز به ابعاد کلوئیدی می باشد. مواد عمده آلوده کننده هوا عبارتند از: دی اکسید گوگرد، فلوریدها، اتیلن، کلر، آمونیاک و ترکیبات پیچیده ای با ترکیب متغیر به نام دود مه (Smog). هرگاه غلظت هر یک از این مواد یا ترکیبی از آنها از حد معینی، ولو ناچیز بگذرد، اثرات متعاقب آن روی بسیاری از انواع گیاهان اغلب کشنده است. آسیب به محصولات زراعی، گیاهان زیستی یا حتی پوششی از طبیعی در بعضی نواحی به اندازه ای شدید بوده که منجر به خسارات اقتصادی و از دست رفتن زیبایی شده است.
علائم آسیب چنین عواملی از گونه ای به گونه ی دیگر متغیر است و با مواد متشکله آتمسفری که سبب آسیب می شود، تفاوت می کند. شناسایی این چنین علائم یک رشته بسیار تخصصی را تشکیل می دهد. اینک به پاره ای از این مواد به شرح زیر اشاره می شود:
So2: دی اکسید کربن یکی از مواد آلوده کننده هواست که شناخته دشده است. این گاز بیشتر از کوره های ذوب مس، آهن، روی و سرب به آتمسفر رها می شود. سوختن منابع سوخت فسیلی از قبیل نفت و ذغال سنگ هم به مقدار این گاز در هوا کمک می کند. به طوری که نشان داده شده است، از سوختن ذغال سنگ، حدود 5 تن سالیانه So2 در هوا وارد می شود (آمار چند سال قبل). از طریق پالایش نفت حدود 3 تن مواد سوختی نفتی (1 تن و از طریق کارخانجات تصفیه فلزات 8 تن So2 سالیانه وارد آتمسفر می شود.
So2 در صفردرجه سانتیگراد، 228 گرم در لیتر در آب حل می شود و بدین ترتیب قابلیت حل بالایی دارد:
So2 + H2O ( So4H2
این گاز به صورت ذرات کوچک در هوا پراکنده است و در اثر باران تحت عنوان باران اسیدی (اسیدی در اثر وجود مه وSo2) به زمین می بارد. اختلالات ناشی از آن روی گیاهان کلروز بین رگبرگی است که به تدریج سفید شده و گاهی قهوه ای می شود. بی اکسید گوگرد به هر غلظت نسبتاً زیادی به قدری برای گیاهان سمی است که اراضی مجاور کوه های ذوب فلزات عملاً عاری از گیاه می شود. بسیاری از گیاهان اگر به مدت یک ساعت در آتمسفر حاوی این گیاه به غلظت یک ppm قرار گیرندف آسیب می بینند.
حساسیت گیاهان در مقابل بی اکسید گوگرد متفاوت است و بستگی به دوام و غلظت این سم در آتمسفر دارد. برای مثال گیاهان مقاوم مثل ذرت و کرفس و مرکبات تا حد 2ppm را تحمل می کند. اسفناج و خیار از گیاهان حساس به این گاز می باشند و تا حد %5ppm تحمل می کند.
اثرات فیزیولوژیکی گاز So2:
1. باز شدن روزنه ها. در غلظت های پایین سبب باز شدن روزنه ها می گردد و سمیت ناشی از سایر آلوده کننده ها را سبب می گردد و به نظر می رسد که گاز مزبور وارد سلول های روزنه ای شده و با پایین آوردن pH سبب باز شدن آنها می گردد.
2. جلوگیری از سنتز پروتئین ها. در این رابطه آنزیم های تحت تاثیر قرار گرفته و فعالیت آنها مختلف می شود، عبارتند از: Glutamate Dehydrogenase, Glutamate-Oxalaacetate Transaminase
3. به هم خوردن سیستم فتوسنتز و تخریب کلروفیل. پایین آمدن Mg سبب آزاد شدن یون Mg از کمپلکس کلروفیل می شود. آنزیم های Pu.Dp.carboxylase, P. E. Carboxylase نیز تحت تاثیر قرار گرفته و در نتیجه فتوسنتز دچار اختلال می شود.
4. ایجاد اختلالات متابولیکی. در داخل سلول از طریق اکسیده کردن ترکیبات که مشخص نیست چطور So2 تبدیل به So4 می شود.
5. اثرات میکروسکوپی در داخل سلول. در این مورد می توان از دانه ای شدن استروما در داخل کلروپلاست ها، تورم غشاء کلروپلاست ها و دانه ای شدن مواد در داخل پروتوپلاسم نام برد.
مقاومت گیاهان به So2: چون گوگرد یکی از شانزده عناصر اصلی تغذیه گیاهان می باشد، گیاهان مقادیر کم So2 را تحمل کنند و در مورد گیاهانی که در معرض کمبود گوگرد قرار دارند، موثر است. گوگرد در ترکیبات اسیدهای آمینه سیستین و سیستئین، متونین، کوآنزیم A و سولفولیپیدها شرکت دارد.
O3 اوزن:
به مقدار بسیار کم در آتمسفر وجود و در حالت عادی غلظت آن به 0.1-0.2ppm و در شرایط آلودگی متوسط 0.1-0.2ppm و در هوای خیلی آلوده به 0.5-0.8ppm می رسد.
علائم مسومیت
سفید شدن سطح فوقانی برگ به صورت لکه های سفید و شفاف شدن این لکه ها در سطح تحتانی می باشد که در شرایط پیشرفته به صورت نکروزه در هر دو سطح برگ ظاهر می شود. ابعاد این لکه ها معمولاً بین 1/0 تا 1 میلی متر می باشد و ب علت بیش از حد به راحتی قابل تمایز هستند.
گیاهانی مانند اسفناج، تربچه، خربزه، لوبیا، گوجه فرنگی و سیب زمینی تا 0.1ppm را تحمل می کنند و گیاهانی چون پیاز بگونیا نیز تا0.2ppm تحمل می نمایند و بالاخره گیاهانی چون چغندر، توت فرنگی و هویج نیز تا 0.25ppm را تحمل می کنند
گاز اوزن چنانچه روزنه ها بسته باشند، قادر به نفوذ نیست و بدین ترتیب سمیتی بوجود نمی آورد. در غیر اینصورت به علنت اینکه اکسید کننده قوی می باشد، تغییرات پلاستیک در گیاه ایجاد می کند. تراوایی دیواره سلولی را افزایش می دهد و آنزیم UPD giucesepoly sacchanide symrhetase را که در ساختن پلی ساکاریدها و در نتیجه برای ساختن دیواره سلولی لازم است، تخریب می کند. از تاثیرات دیگر آن می توان به عدم ساخته شدن پروتئین ها، تخریب اسیدهای چرب غیراشباع و اختلال در فتوسنتز را نام برد.
اکسیدهای ازت:
از فعالیت باکتری ها وارد اتسمفر می شود و منبع اصلی آلودگی آن، کارخانه های تولید کننده اسیدنیتریک، سوختن موادی چون ذغال سنگ، نفت، بنزین و گاز طبیعی می باشد.
درجه سمیت NO خیلی بیشتر از NO2 می باشد و هرچه NO به NO2 تبدیل شود، از درجه سمیت آن کاسته خواهد شد.
NO2 در ساختن PAN و اوزن مورد استفاده قرار می گیرد و بدین ترتیب باعث ایجاد آلوده کننده های دیگری می شود. علائم اکسید ازت به صورت لکه هیای در دو طرف سطح برگ دیده می شود و معمولاً علائم مسمومیت در مدت 1 تا 2 ساعت در گیاه تحت آلودگی قرار گرفته ظاهر می شود. این علائم ابتدا به صورت لکه هایی دیده می شود، سپس سفید و بعد نکروزه می شود. علائم سمیت این گازها بطور تک تک به ندرت روی گیاه دیده می شود. بنابراین علائم هر یک از این گازها کاملاً مشخص نیست، مگر اینکه صرفاً جنبه آزمایشی داشته باشد.
از تاثیرات این گازها در داخل گیاه می توان اکسیداسیون گروه های SH و تبدیل آنها به S-S و تغییر در کلروپلاست ها و در نهایت به هم خوردن فتوسنتز را نام برد.
PAN = Peroxy accty nitrate
گاز PAN در یک آلوده کننده ثانویه است، بعضی از آلوده کننده های دیگر در معرض نور بوجود می آیند.
No2 → No + O
O + O2 → O3
O3 + No → No2 + O2
No2 + O2 ( No + O3
چنانچه در هوا یکی از ترکیبات کربن دار مثلاً بیوتین باشد، خواهیم داشت:
CH3-CH = CHCH3 + O2 + No2 → CH3CaO2No2+CH3CHO+HCHO+CH3ON2+CO2+CO
اثرات فیزیولوژیکی PAN
مهمترین اثرات PAN، جلوگیری از ساخته شدن مواد سلولزی دیواره سلول است. اثر دیگر PAN، تداخل با فعالیت اکسین است و لازم به یادآوری است که اکسین برای رشد سلولی لازم می باشد. همچنین گاز PAN بر روی آنزیم هایی که دارای SH هستند، اثر گذاشته و آنها را تخریب می کند. مثلاً هرچه آنزیم هایی که دارای این نوع پیوندها می باشند، در ساختمان سلول کمتر باشند، در نتیجه گیاه صدمه کمتری خواهد دید، زیرا در تبدیل SH به SS آنزیم – اثر گذاشته و خاصیت آنزیم را خنثی می کند.
علائم گاز PAN سوزش چشم در انسان و ایجاد لکه های برنزه در سطح زیرین و گاهی لکه های شفاف می باشد. گاز PAN از روزنه ها وارد شده و سلول های اطراف اطاق ریز روزنه ای را تخریب می کند و ایجاد فضا یا حباب های هوا می کند که منجر به لکه های شفاف می شود. علائم گاز PAN همراه با علائم O3 خواهد بود.
گیاهانی چون لوبیا و کاهو به آن حساس بوده و تا 20ppb آن را تحمل می نماید و گیاهان مقاوم از قبیل خیار، پنبه و ذرت تا غلظت 100ppb را تحمل می کند و از گیاهان نیمه مقاوم می توان به گندم و توتون اشاره نمود.
ذرات معلق در هوا
از فعالیت کارخانجات سنگ سابی، سیمان، تولید فولاد و فعالیت های کشاورزی این مواد تولید می شوند. این مواد با ایجاد لایه نسبتاً سختی بهنام CROST روی برگ را می پوشاند (با رطوبت اطراف برگ). وجود این لایه ارتباطات گازی و نفوذ نور به داخل برگ جلوگیری می کند و همچنین دارای اثرات شیمیایی است که منجر به سمیت می شود، زیرا معمولاً در آن اکسید منیزیم، اکسید آهن، سرب و غیره وجود دارد.
دود مه (Smog):
این کلمه معنی دقیق ندارد و در اشاره به انواع شرایط دود و مه که در اتمسفر نواحی صنعتی همراه با مواد آلوده کننده وجود دارد، بکار می رود. همه مواد آلوده کننده که یاد شد، ممکن است همراه با مواد دیگر در هر نوعی از دود مه یافت شوند.
پاره ای از مفصل ترین بررسی ها مربوط به دود مه در ناحیه لوس آنجلس به عمل آمده است که در آنجا علاوه بر ناراحتی هایی که برای انسان تولید می کند، سبب خسارت زیادی به گیاهان شده است.
خسارات شدیدی به محصولات کشاورزی و آسیب های جبران ناپذیری به بسیاری از نباتات زینتی وارد آمده است.
از اجزاء مهم نوع دود مه لوس آنجلس که سمی بوده می توان به انواع معینی از اکسیدان ها بخصوص اوزن و گروهی از ترکیبات به نام PAN (پراکسی استیل نیترات) اشاره نمود.
استرس های محیط فرعی
یخ و برف:
ایجاد نوعی پوشش روی برگ ها و ساقه می کند که سبب جلوگیری از تبادلات گازی می شود. چنانچه این تبادلات به هم خورد، کمبود اکسیژن بوجود می آید. شکستن شاخه ها در اثر سنگینی یخ و برف نیز از سایر صدمات یخ و برف می باشد.
تگرگ:
صدمه مکانیکی ایجاد می کند و کاهش سطح سبزینه ای را در اثر پاره شدن برگ ها و کاهش بازارپسندی میوه را سبب می شود. تگرگ علائمی را بوجود می آورد که بعدها ظاهر می شود. سلول های پارانشیمی واقع در زیر اپیدرم میوه پاره می شود. با وجودی که اپیدرم سالم است، معهذا در زیر آن هوا وارد می شود و لکه های سفیدی و کمی فرورفته بوجود می آید.
برق زدگی
تنشی است که سراغ درختان بلوط، نارون، صنوبر، زبان گنجشک، لاله و کاج ها می رود. عواملی از قبیل ارتفاع درخت، عادت ریشه، محل استقرار (باز بودن اطراف درخت) و ترکیب شیمیایی و میزان آب موجود در بافت های درخت می تواند در این پدیده موثر واقع شود. به عنوان مثال هر چقدر آب بافت های درخت بیشتر باشد، حساسیت به برق زدگی بیشتر خواهد شد.
ترکیبات اسیدهای چرب چون هادی بار الکتریکی خوبی نیستند و هدایت کمتری دارند، مقاومتر هستند. مانند توس و گردو، ولی هرچقدر میزان مواد قندی بیشتر باشد، حساسیت به برق زدگی بیشتر می شود.
هرچه پوست تنه صاف تر باشد، خطر برق زدگی بیشتر خواهد بود. چون بار الکتریکی بطور یکنواخت تری پخش می شود.
در برق زدگی خفیف، آسیب های سطحی مانند سوختگی (اسکورچ)، شکاف های سطحی روی پوست درختان با پوست صاف دیده می شود. در برق زدگی شدید معمولاً انشعاب اصلی خشک می شود و شکاف های عمیق تر است. عواملی بعد از برق زدگی، یعنی شرایط مناسب برای رشد قارچ ها و باکتر ی ها باعث از بین رفتن گیاه می شود.
گوجه فرنگی، سیب زمینی و کلم از جمله گیاهانی حساس به برق زدگی هستند و بعد از برق زدگی مرگ تدریجی حتمی است.
غرقاب:
استرسی است که در اثر زیادی آب در پای گیاه بوجود می آید و علائم آن اغلب همراه پژمردگی و کلروز است. البته این علائم ثانویه هستند و – اولیه در اثر کمبود اکسیژن در ریشه بوجود می آید و چون تنفس صورت نمی گیرد، ریشه جدیدی ساخته نمی شود.
بعضی گیاهان نسبت به غرقاب شدن تحمل بیشتری دارند، نظیر برنج. به عنوان مثال در برنج بافت پارانشیم هوایی مقدار زیادی اکسیژن را در قسمت های هوایی خود ذخیره می کند و در موقع کمبود به مصرف می رساند.
در اثر غرقاب یا زیادی آب حالت گموز بوجود می آید که عبارت است از: شکافته شدن پوست درخت و خارج شدن صمغ. گیاهانی نظیر سیب، گلابی، آلو، انگور فرنگ و زردآلو به زیادی آب حساس هستند و گیاهان آبزی نخل مرداب در این مورد مقاومت بیشتری نشان می دهند. از علائم دیگر غرقاب می توان به رشد بیش از حد از محل طوقه و ریشه اشاره نمود که شاید جهت جبران کمبود اکسیژن و یا مصرف مواد غذایی باشد.
تنش های الکتریکی، مغناطیسی و صوت
بسیاری از محققین در سال های اخیر سعی کرده اند رابطه ی بین تنش های مغناطیسی و الکتریکی و رشد گیاه را پیدا کنند. گزارش شده است که میدان های الکتریکی بازدارنده رشد بوده اند و رشد را تحت تاثیر قرار داده اند.
مور توضیح داد که سلول های بذر علف های باغ میوه صدمه می بینند. بوسیله: 1) آنزیم بیوشیمیایی محرک و 2) آنزیم اکسید کننده بوسیله.
شکستن ازن مساله مقاومت به استرس های میدان الکترواستاتیک مورد تحقیق و بررسی قرار نگرفته است.
تنش های میدان های مغناطیسی
اثرات مشاهده شده که گزارش گردیده اند:
1. افزایش در رشد جوانه زنی؛
2. رشد نامنظم و بدون قاعده؛
3. افزایش در تعداد گل های ماده در خیار؛
4. کاهش وزن خشک؛
5. اختلال یا جلوگیری از تنفس؛
6. پژمردگی و مرگ.
گزارش شده است که یون های هوا تحریک می کنند متابولیسم ATP کلروپلاست را و شتاب می بخشد به رشد وقتی که O2+ یا O2- داشته باشیم، ولی جلوگیری می کند از رشد وقتی که O2+ یا O2- باشد و تسریع می کند کلرور را بوسیله افزایش استفاده از آهن در فتوسنتز سیتوکروم C.
امواج صوتی:
امواج صدا با مقادیر انرژی پایین تولید می کند. یک کرنش معنی دار و قابل توجه در روی گیاه بوسیله آنها را.
اموا مافوق صوت که دارای سطح انرژی بیشتری هستند، ولی هنوز در طبیعت به عنوان یک فاکتور مطرح نیستند، گزارش متناقضی وجود دارد در رابطه کاهش و افزایش جوانه زنی (سبز شدن).
آزمایشی به نحو زیر صورت گرفته که وقتی اوسیلاتور (تولید کننده ارتعاش) روشن شد، تخمیر و سنتز سلول ها متوقف گشت و وقتی اوسیلاتور خاموش شد، مجدداً تخمیر آغاز گشت. بنابراین امواج مافوق صوت قادر است کرنش الاستیک یا پلاستیک را تحریک نماید.
مراجع:
1. جنبه هیا فیزیولوژیکی زراعت دیم، دکتر سومه نیا، دکتر کوچکی.
2. ارتباط نبات و محیط، دکتر حبیب اله ثابتی.
3. جزوه دکتر بهبودیان، اهواز، دانشکده کشاورزی.
4. Responses of plants to environmental ltresses "Leuitt".