C 18H26O 2+ 26O2 → 18O 2+ 18H2O
3.Tính chịu nóng
Tính chịu nóng là khả năng của cơ thể thực vật chịu được sự đốt nóng. Trong tự nhiên nhiều trường hợp nhiệt độ cao tác động đồng hành cùng gió khô. Khả năng thích nghi của thực vật đối với nhiệt độ cao là khác nhau giữa các loài, giống cây.
Đa số các loài thực vật bắt đầu bị hư hại ở nhiệt độ 35-40oC. Tuy nhiên, tồn tại những loài cây sống được ở môi trường nhiệt độ cao, đặc biệt, thực vật sa mạc. Chẳng hạn như thực vật thuộc chi xương rồng chịu được nhiệt độ 60oC. Một loạt các loài thực vật bậc thấp như một số loài tảo, nấm và vi khuẩn có thể sống được nhiệt độ cao hơn. Vi sinh vật vùng núi lửa là những cơ thể chịu được nhiệt độ cao nhất, có thể tồn tại ở nhiệt độ 100oC.
3.2. Tác hại của nóng đối với thực vật
Giới hạn nhiệt độ cao bị giới hạn
-Với thực vật sống ở vùng nhiệt đới, đa số thực vật có giới hạn nhiệt độ trên là 45oC. Nói chung, chúng chỉ tồn tại ở 45-55oC trong 1-2giờ. Các thực vật ôn đới có giới hạn trên là 35-40oC. Với nhiệt độ này, chúng sinh trưởng rất kém và năng suất thấp. Vượt quá giới hạn trên nhiệt độ này, thực vật sẽ chết.
- Các mô khác nhau chịu nhiệt độ cao khác nhau. Chẳng hạn, hạt phơi khô đang ngủ nghỉ có thể chịu được nhiệt độ lên đến 100oC trong thời gian ngắn. Các mô quả thường chịu nhiệt độ cao hơn các mô khác.
Triệu chứng bị hại và thương tổn ở nhiệt độ cao
- Với các cây con, triệu chứng bị hại giống như triệu chứng nhiễm nấm bệnh gây thối nhũn cây và thường gặp ở cây lanh, lúa mạch, lúa mì, đậu đỗ…
- Lá bị hại: Biểu hiện bị hại ở lá là thường mất màu hay có thể bị biến dạng, các mép lá bị hỏng và chết hoại như lan ra toàn lá như ở khoai tây, rau diếp, bắp cải…
- Nguyên nhân gây chết ở nhiệt độ cao trước hết và quan trọng nhất là protein bị bíên tính, bị phân huỷ giải phóng NH3 gây độc amon cho cây. Việc giảm hàm lượng N- protein, tích luỹ amoniac và tích luỹ N-phi protein có thể coi là nguyên nhân quan trọng dẫn đến thương tổn làm chết cây.
- Hệ thống màng bị thương tổn: Do sự biến tính của protein mà làm mất hoạt tính của hệ thống màng sinh học và hệ thống enzym. Sự thương tổn màng dẫn đến hiện tượng rò rỉ các chất ra ngoài màng tế bào, phá huỷ chức năng bình thường của hệ thống màng. Hoạt động trao đổi chất bị rối loạn, quá trình phân huỷ chiếm ưu thế…
- Các hoạt động sinh lý của cây khi gặp nhiệt độ cao đều rối loạn như ức chế quang hợp vì lục lạp và diệp lục bị phân huỷ, hô hấp vô hiệu, mất cân bằng trong trao đổi nước…Do đó, quá trình sinh trưởng và phát triển của cây bị ức chế, nhất là quá trình thụ tinh không xảy ra bình thường làm hạt lép và giảm năng suất…
3.3. Các kiểu chịu nóng của thực vật
Tính chịu nóng phụ thuộc vào đặc điểm di truyền, pha sinh trưởng và phát triển của giống, loài thực vật. Thực vật đã có những thích nghi khác nhau để chống lại tác động của nóng.
- Thoát hơi nước để hạ nhiệt độ cơ thể: Thực vật thuộc nhóm này có hệ rễ phát triển mạnh, sâu vào đất, có thể đạt đến mạch nước ngầm, đảm bảo đủ nước cho cây thoát hơi nước với cường độ cao khi bị nóng.
- Chịu nóng cao nhờ sự bền vững hoá lý của hệ keo sinh chất: Đại diện nhóm này là thực vật mọng nước sống ở sa mạc khô và nóng. Tế bào chất của chúng có độ nhớt cao,
vượt xa độ nhớt của những cây chịu hạn khác. Độ nhớt cao cùng hàm lượng nước liên kết cao là đặc trưng của sinh chất của thực vật mọng nước.
3.4. Cơ chế hóa sinh của tính chịu nóng
Cơ sở hoá sinh của tính chịu nóng là khả năng khử độc cao và khả năng phục hồi nhanh chóng những hư hại sau khi nhiệt độ cao ngừng tác động. Đặc biệt là sự xuất hiện các protein sốc đặc hiệu, đồng thời giảm protein vốn được hình thành ở điều kiện bình thường. Trong thời gian nhiệt độ cao tác động, tính thấm của màng sinh chất tăng lên. Sự tồn tại các protein sốc có tác dụng ổn định màng sinh chất, hạn chế sự gia tăng tính thấm của nó. Ngoài các protein gây sốc, trong bộ gen còn có mã hoá chương trình liên quan với sự thử thách stress. Khi bị stress, trong tế bào tăng cường tổng hợp hydrocacbon và các axit amin như prolin có khả năng tăng khả năng giữ nước và gia tăng áp suất thẩm thấu nội bào. Nhờ vậy, tế bào chất được ổn định, và cấu trúc của tế bào không bị hư hại trong thời gian nhiệt độ cao tác động.
3.5. Các biện pháp tăng tính chịu nóng của thực vật
Qua nghiên cứu thực nghiệm, các nhà kha học đã đề xuất một số biện pháp sau: - Chọn tạo giống cây trồng chịu nóng: Chọn, tạo các giống cây trồng chịu nóng theo đặc điểm di truyền và sử dụng công nghệ sinh học có nhiều triển vọng.
- Sử dụng phân bón hợp lý và một số hoá chất: Giống như đối với hạn, người ta sử dụng các biện pháp bón phân hợp lý, không bón đạm, bón kali khi cây bị nóng tác động để cây tăng khả năng giữ nước và giảm thiểu khả năng mất nước của mô. Một số hoá chất có khả năng giảm thiểu tác hại của nhiệt độ cao và tăng tính chịu nóng của cây. Có thể cung cấp cho cây trước mùa khô nóng để bảo vệ cây các chất như đường, prolin, vitamin C, axit glutamic, uraxil, ATP cùng các chất dinh dưỡng khoáng. Đặc biệt các chất tham gia trao đổi chất axit nucleic như adenin có khả năng tăng tính chịu nóng tốt nhất cho cây. Trong các chất điều hoà sinh trưởng, kinetin có tác dụng tốt, gia tăng tính chịu nóng của cơ thể thực vật. Một số nguyên tố vi lượng như kẽm, mangan, đồng cũng có khả năng tăng tính chịu nóng của thực vật.
- Luyện tính chịu nóng của cây mầm