發現方法測量植物壓力水平 料有助改善糧食失收

圖片來源: https://krishijagran.com/agriculture-world/researchers-discover-protein-that-protects-plants-from-heat-stress/

氣候變化帶來了更極端的天氣,植被和農田承受源於高溫、乾旱、洪水和病蟲害等愈來愈多的壓力。植物承受多重壓力時,存活率會比面對單一種壓力時大減。科學家最近發現了一種新的方法,可以測量植物的壓力水平,讓農場及早制訂對策,為農作物減壓,減低失收的可能。

人類、動物和植物都會在有氧代謝過程中產生活性氧化物質(Reactive oxygen species, ROS)。活性氧化物質包括氧離子、過氧化物和含氧自由基等微細分子,由於存在未配對的自由電子,所以反應十分活躍。過高的活性氧水平會損壞細胞和基因結構。

美國密蘇里大學的農業糧食及天然資源學院研究人員米道勒(Ron Mittler)在最近在《Nature Reviews Molecular Cell Biology》發表研究報告, 指出活性氧化物質在植物承受壓力期間會發揮作用,傳達有關植物壓力水平的訊息,有助種植者適時介入,減低植物的死亡率。

米道勒說:「當炎熱天氣和乾旱交迫時,植物無法從地下吸收水分,便會關掉葉子的氣孔,令葉子變熱。乾燥加上炎熱對植物溫度的影響,比單純熱力的大得多,前者的溫度增幅可達二至四度,足以令植物致命。」

減少農作物失收 監測植株壓力成為關鍵

植物壓力與農作物失收有直接關係。但這方面的科研一直以來都只是聚焦於作物對單一壓力因素的反應。米道勒強調,在研究中觀察到,當植物面對的壓力因素增至三至六種時,其存活率會顯著降低,因此監察ROS水平是植物保命的關鍵。

科學家指出過少或過大的壓力對植物都有傷害,適度壓力對植物是有益的。曾經有研究發現植物曝露於殺蟲劑和傳染病等壓力因素時會將透過基因表達形式將免疫力傳授予下一代,令下一代變得更強壯。

美國德薩斯州農業研究所A&M AgriLife Research and Extension Center的植物學專家達比爾博士專注研究稻米的壓力。在充滿壓力因素的環境下生長的稻米,質和量都明顯較差。他和研究團隊研究稻米對高溫、低溫、水淹、鹽度、風和乾旱等壓力因素的反應,結果顯示夜間的高溫對作物的衝擊相當大。稻米晚上受熱會釋出壓力荷爾蒙,以及產生氧化反應,令植株結構受損害,造成失收和質素變差。

「研究結果提示我們要制訂對策,例如使用化學物質來抑止植物的壓力荷爾蒙活動,或者為植物注射疫苖,用極微劑量的氧化壓力物質觸發植物建立抵禦壓力的能力。」

圖片來源: futurity.com

如何幫助植物紓減壓力?

將植物維持於健康狀態,就是幫助它紓減壓力最佳方法。植物一般都會自然復元,當然從根源入手,移除壓力來源是最有效讓植物恢復過來的方法。

科學家指出,要令受壓而凋謝的植物回復健康,首要是評估一下土壤的水分,挖掘植株周邊六吋的泥土檢查。枯萎是植物不夠水或水分過多的表現,第二步是製造充足的遮蔭,讓植物避開猛烈的陽光照射。還有就是修剪,除去枯掉或受損的枝葉,使植株結構變得更精練,而且可令陽光照射到深處的葉子和花,促進植物生長。

施肥亦是幫助植物減壓的方法,泥土褪色顯示養分不足。葉子變得蒼白通常代表植物缺磷,呈紅或紫色則反映植物缺氮。莖幹綠色而葉子變黃則可能是鐵不足。專家指最準確的檢查方法是泥土化驗,而補足養分必須對症下藥,過度施肥亦會損害植物健康。

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