Uticaj toplotnog stresa na kukuruz

Uticaj toplotnog stresa na kukuruz

Toplotni stres se definiše kao porast temperature iznad graničnog nivoa za vremenski period koji je dovoljan da nanese nepovratnu štetu rastu i razvoju biljaka. Kako prosečne temperature rastu preko određene tačke, tako se smanjuju prinosi kukuruza. Glavni pokretač ove negativne asocijacije osetljivosti kukuruza je na temperature iznad 30⁰C. Prinosi kukuruza imaju tendenciju povećanja sa temperaturom do te granice, da bi onda naglo opali čim temperature pređu datu granicu. Zabrinutost u vezi sa direktnim uticajem ekstremne toplote na kukuruz često je usmeravana na reproduktivni uspeh, posebno na potencijal visoke toplote da isuši svilu i smanji održivost polena, što ima negativan uticaj na oprašivanje.

Toplotni stres nije samo funkcija temperature, on zavisi i od trajanja i vremena kada nastupa visoka temperatura, kao i od brzine promene temperature. Toplotni stres je takođe često praćen sušom, zbog čega može biti teško razdvajanje pojedinačnih uticaja temperature i vodenog stresa na rast i prinos kukuruza.  Najkritičniji period za određivanje prinosa kukuruza je približno 4 do 5 nedelja oko svilanja kada se određuje broj zrna. Toplotni stres tokom ovog vremenskog okvira može smanjiti prinos na nekoliko načina: inhibiranje uspešnog oprašivanja i usporavanjem neto fotosinteze, što može dovesti do povećanja broja odbačenih zrna. Oba mehanizma mogu smanjiti broj zrna na klipu. Toplotni stres može nastaviti da utiče na prinos kroz punjenje zrna smanjenjem težine zrna, slično kao i svaki drugi oblik stresa koji inhibira fotosintetičku asimilaciju ugljenika. Uticaj može biti i na kvalitet stabljike ako stres primora biljku da se oslanja na remobilisane ugljene hidrate kako bi se kompletiralo popunjavanje zrna.

Tokom produžene izloženosti temperaturi preko 32⁰C dramatično se smanjuje klijavost polena. Temperatura preko 35⁰C smanjuje proizvodnju polena i mogu da isuše izloženu svilu, posebno kada ih prati nizak stepen vlažnosti. Visoke temperature i niska vlažnost na sličan način mogu da isuše zrna polena kada se ona oslobode iz prašnice. Temperature preko 38⁰C mogu da ubiju polen.

Toploni stres takođe može uticati na prinos kukuruza smanjenjem neto fotosinteze. Tim smanjenjem se može prouzrokovati veliko smanjenje prinosa ako se dogodi tokom kritičnog perioda u određivanju broja zrna. Tada biljka kukuruza obično počne da odbacuje zrna počevši od vrha klipa ka njegovom dnu. Što je povećanje temperature brže, to je veće usporavanje fotosinteze.

Više temperature stvaraju veći deficit pritiska vodene pare između zasićene unutrašnjosti lista i vazduha okruženja. To dovodi do povećanja stope transpiracije biljaka, čime se povećava potražnja za snabdevanje vodom zemljišta i potencijalno ubrzava pojava stresa od suše. Stome se usled povećanja pritiska vodene pare zatvaraju, ali ta manja provodljivost stoma smanjuje brzinu kojom su biljke u stanju da uzimaju CO2, čime se smanjuje stepen fotosintetskog vezivanja ugljenika tokom delova dana sa visokim pritiskom vodene pare.