Kuivuusstressi

Kasvit tarvitsevat vettä kasvaakseen. Veden puute voi vähentää kasvien satoa huomattavasti.

Kuivuusstressi sokerijuurikkalla: mikä on tilanne?

Sokerijuurikas on kestävä viljelykasvi, joka sietää kuivuutta paremmin kuin monet muut viljelykasvit. Varmistamalla parhaat olosuhteet hyvälle kasvun alulle (esim. käyttämällä laadukkaita, esikäsiteltyjä siemeniä) viljelijät hyötyvät kasvin luonnollisesta puolustusjärjestelmästä. 

Ilmastonmuutos on syynä sokerijuurikkaan tärkeän kasvuvaiheen lämpötilan nousuun, mutta se aiheuttaa myös vuorottelevia kuivuus- ja rankkasadejaksoja. Vaikka juurikas voi hyötyä lämpimästä säästä jossain vaiheessa, se voi myöhemmin kärsiä korkeista lämpötiloista, jotka hidastavat kasvua. Yli 35 °C:n lämpötiloissa juurikas lakkaa kasvamasta. Erityisesti aurinkoisina ja lämpiminä päivinä voimakas auringonpaiste kuumentaa juurikkaan lehdet. Vedentarve on yleensä suurimmillaan kesällä, kun kasvit kasvavat eniten. 

Pitkällä aikavälillä ilmastonmuutoksen vaikutukset kesien olosuhteisiin ovat siis todellinen uhka sokerijuurikkaalle, vaikka juurikas kestääkin luonnostaan kohtuullisen hyvin kuivuutta. Siksi on tärkeää panostaa kestäviin lajikkeisiin, jotta kasvin sietokyky stressiolosuhteissa, kuten kuivuudessa, paranee. Sopeutuaksemme tilanteeseen ja auttaaksemme sadonlisäyksessä olemme viime vuosina kehittäneet strategioita, jotka tuottavat konkreettisia ja mitattavia tuloksia. 

Miten kasvit ja erityisesti sokerijuurikas reagoivat kuivuusstressiin?

Kasvit käyttävät yleensä neljää strategiaa kuivuudessa selviämiseen:

1. Kuivuusstressin sivuuttaminen: Nämä lajikkeet jatkavat normaalia kehitystään ikään kuin kuivuutta ei olisi ja olosuhteet olisivat normaalit. Tämä strategia on mielenkiintoinen, kun kuivuus on lyhytaikaista ja lievää, mutta erittäin haitallinen pitkän kuivuuden aikana.
2. Kuivuuden aiheuttamien vahinkojen välttäminen: Fysiologisilla ja solutasolla tapahtuvien sopeutumisten avulla lajikkeet voivat välttää vedenpuutteen ja kuivuuden aiheuttamat vahingot.
3. Parempi vedenkäytön tehokkuus: Nämä lajikkeet tarvitsevat vähemmän vettä kasvuun. Ne käyttävät mekanismia, joka vähentää veden haihtumista hiilidioksidin vaihdon ja lämpötilan säätelyn aikana (lehtien käpristyminen tai kuihtuminen lehtien pinta-alan pienentämiseksi, ilmarakojen sulkeminen kuivina aikoina haihtumisen vähentämiseksi jne.).
4. Veden imeytymisen lisääminen: Nämä lajikkeet kehittävät syvän ja hyvin haarautuneen juuriston veden imemisen parantamiseksi.

Kunkin strategian onnistuminen riippuu kuivuuden luonteesta (vakavuus, kesto, äkillisyys tai asteittainen eteneminen, varhaisuus jne.). Esimerkiksi haihdunnan vähentämiseen tähtäävät käyttäytymismekanismit ovat kiinnostavia, kun kuivuus on lyhytaikaista tai esiintyy vain päivän kuumimpina tunteina. Siten satotappiot ovat rajallisia.

Kuinka parantaa kuivuusstressin sietokykyä?

Kuivuuden sietämisen strategia riippuu kasvin kohtaaman kuivuuden tyypistä. Kuivuuden sietokyky on monimutkainen asia, koska se vaatii kasvilta erilaisia toimintoja ja voi siten liittyä monien geenien toimintaan: juuriston muutokset, lehtien pinta-alan muutokset, stomata-aukkojen muutokset jne. Kohtalaisessa kuivuusstressissä lehtien kasvun ylläpitäminen edistää fotosynteesiä ja siten satoa. Suuremmissa ja pidempiaikaisissa kuivuusolosuhteissa tämä ominaisuus, joka myös johtaa kasvien suureen haihduntaan ja transpiraatioon, voi johtaa vesivarantojen nopeampaan ehtymiseen ja siten kasvien selviytymisen vaikeutumiseen. 

Yhteenvetona voidaan todeta, että kuivuusolosuhteissa kasvit joutuvat tekemään suuren kompromissin veden menetyksen rajoittamisen ja fotosynteesiin tarvittavan hiilidioksidin oton välillä. 

Jalostuksessa on otettava huomioon kasvien yleinen reaktio vedenpuutteeseen kussakin ilmastollisessa tilanteessa (kuivuuden ajankohta, voimakkuus ja esiintymistiheys, maaperän syvyys jne.). Emme koskaan pysty saamaan hybridejä, jotka säilyttävät tuottavuutensa ilman suurta haihduntaa, koska se on välttämätöntä fotosynteesille ja kasvulle. Siksi keskitymme muihin ominaisuuksiin, jotka parantavat kuivuuden kestävyyttä ilman, että ne vaikuttavat negatiivisesti satoon, kuten tehokkaampaan vedenottoon. Viime vuosina SESVanderHave on onnistuneesti tunnistanut lajikkeita, jotka voivat vähentää merkittävästi satotappioita pitkittyneen kuivuuden aikana.

Mitä työkaluja käytämme kuivuuden sietokyvyn parantamiseen?

1. SESVanderHaveilla on laaja koeverkosto alueilla, joilla esiintyy säännöllisesti kuivuusstressiä. Useimmat koekentät on varustettu sääasemilla, jotka mahdollistavat ympäristöolosuhteiden yksityiskohtaisen analysoinnin. Seuraamme kuivuuden laajuutta eri koepelloillamme arvioidaksemme sen vaikutusta eri lajikkeidemme suorituskykyyn.
2. Teemme myös vertailutestejä kasteltujen ja kastelemattomien koealojen välillä arvioidaksemme eroja.
3. Drooneja on käytetty kuivuusstressiongelmaan jo useiden vuosien ajan. SESVanderHave tekee yhteistyötä tämän alan asiantuntijan, VITO-yrityksen kanssa. Droonien kuivuuskaudella tekemien mittausten avulla voimme tunnistaa tiettyjä kriteerejä koskevia geneettisiä eroja, jotka vaikuttavat kuivuusstressiin. Teemme tämän SESVanderHaven kehittämällä menetelmällä. Näin valinta tämän kriteerin perusteella nopeutuu ja paranee.