Verminder stremming in gewasgroei vir beter opbrengs

Landbougewasse word dikwels blootgestel aan verskillende omge­wings­faktore wat stres veroorsaak. Dit kan abioties (droogte en uiterste temperature) of bioties (siektes of plaagskade) wees.

Abiotiese stressors

Abiotiese stressors sluit die nie-lewende faktore in wat die metabolisme, groei en ontwikkeling van plante beïnvloed. Dié faktore sluit uiterste hoë en lae temperature, versoute grond, droogte, swak mineraalbeskikbaarheid of toksisiteit en nog vele ander in (Dey & Raichaudhuri, 2022). Hierdie ongunstige toestande benadeel die ekonomiese opbrengs en gehalte van gewasse deur die fisiologiese, biochemiese en molekulêre prosesse in die plant te modifiseer.

VERSAGTING VAN ABIOTIESE STRESSORS

Plante kan nie abiotiese stresfaktore uitwendig teenwerk of versag nie. Plante kan egter bepaalde meganismes suksesvol aanwend om die nadelige uitwerking van die abiotiese stressors teen te werk. Daar is ’n opeenvolging van stappe wat in die plant se metabolisme plaasvind.

Wanneer ’n plant abiotiese stres ervaar, sluit die huidmondjies, selle dehidreer en fotosintese word ontwrig. Die plant is ook geneig om ’n oormaat reaktiewe suurstofkomponente (RSK) te produseer. RSK in die plant lei tot sellulêre skade en afsterwing van die selle (Hasanuzzaman, et al., 2020).

Wanneer die plant RSK produseer, is daar metaboliese prosesse in plek om die uitwerking van RSK teen te werk, naamlik die aktive­ring van antioksidante in suurstof, ’n toename in osmoliete en die aktive­ring van stresreaktiewe gene, wat weer tot gevolg het dat die plant ongunstige toestande beter kan hanteer (Dey & Raichaudhuri, 2022).

Produsente kan verskeie stappe volg om te verseker dat hierdie metaboliese prosesse teen abiotiese stresfaktore suksesvol in die plant kan plaasvind:

1. Voedingstofbestuur: Makronutriënte soos kalsium, magnesium, fosfaat en stikstof kan plante help om voldoende antioksidante te produseer, wat die produksie van RSK verminder. Mikronutriënte soos yster, sink en boor kan plante ook help om by abiotiese stresfaktore aan te pas deur ensieme met antioksidante te aktiveer (Ashokan, Mini, Rani & Anand, 2024).
2. Planttyd: Langdurige blootstelling aan droogtestres tydens die reproduktiewe fase verminder blomproduksie en graanvulling. Plante wat dus tydens die reproduktiewe fase aan droogte blootgestel word, is kwesbaarder vir opbrengsverliese. Beter tydsberekening van plantontwikkeling kan opbrengsverliese weens abiotiese stres, soos droogte, verminder (Kopecká, Kameniarová, Černý, Brzobohatý & Novák, 2023).
3. Plantgroeireguleerders (PGR’s): Plantgroeireguleer­ders speel ’n belangrike rol wanneer dit kom by plante­groei, ontwikkeling en die verspreiding van voedingstowwe in die plant. Wisselende weerstoestande noodsaak dit soms om die hormone in die plant te manipuleer sodat dit makliker by die stremmende toestande kan aanpas (Meshram, Singh, Raghavendra & Waghmare, 2022).
   PGR’s sluit in absisiensuur, salisielsuur, etileen en jasmonate, wat as blaarbespuitings toegedien kan word. Dit stimuleer of inhibeer die fisiologiese prosesse in die plant wanneer dit in klein dosisse toegedien word. Dit beïnvloed die wortel-tot-stamverhouding, blomvor­ming, fotosintese asook voedingstof- en wateropname.
4. Biostimulante: Biostimulante is organiese of anorganiese komponente wat gebruik word om natuurlike pro­sesse in die plant te stimuleer en wat bydra tot verbeterde groei en weerstand om stresfaktore in die omgewing te oorkom. Dit kom voor in ’n korrel- en vloeibare vorm en kan as ’n blaarbespuiting en/of in die grond naby die wortelsone toegedien word (Ma, Freitas & Dias, 2022).
5. Osmobeskermingsmiddels: Osmobeskermingsmiddels is organiese molekules wat in die plantselle versamel en sodoende die selle teen uiterste osmotiese stres (uitdroging en soutstres) beskerm. Dit balanseer die osmotiese druk in die sel en versterk die selmembraan, sonder om die selmetabolisme te versteur (Singh, Kumar, Singh, Prasad & Singh, 2015).
   Dit help ook om die balans van voedingstowwe in plante te balanseer en ondersteun sodoende voeding­stof-homeostase.

Biotiese stressors

Biotiese stresfaktore sluit alle lewende organismes in wat die plant se groei en produktiwiteit negatief beïnvloed. Dit kan onder andere virusse, bakterieë, fungi, nematodes, insekte en onkruid wees. Biotiese stresfaktore kan ’n geweldige negatiewe impak op die plant se gesondheid en derhalwe produksievermoë hê.

VERMINDERING VAN BIOTIESE STRESSORS

Biotiese stresfaktore kan op ’n organiese of anorganiese manier versag word. Daar is verskeie metodes om die impak van biotiese stressors op gewasse te verminder. Dit is belang­rik om gewasse gereeld vir peste en plae te inspekteer.

Van die algemene metodes om biotiese stres op plante te verminder, sluit in:

1. Gewasrotasie: Biotiese stresfaktore is gewoonlik spesifiek tot ’n sekere gewas. ’n Studie het getoon dat gewasrotasie biotiese stres tot 30% kan verminder in vergelyking met monokultuur. Gewasrotasie beïnvloed die mikroklimaat wat dikwels nodig is vir sekere peste en plae om te ontwikkel. Deur die mikroklimaat te verander, skep dit ongunstige toestande vir peste en plae wat met ’n sekere gewas geassosieer word (Biswas & Das, 2024).

2. Dekgewasse: Die gebruik van ’n sekondêre dekgewas is grootliks om die primêre gewas te ondersteun. Dekgewasse vergroot die kans vir simbiotiese verhou­dings tussen goeie swamme en gewasse en verminder terselfdertyd onkruiddruk.

3. Grondsolarisasie: Grondsolarisasie is ’n doeltreffende manier om onkruide, insekte en nematodes op ’n kleiner skaal te beheer. Dit behels die bedekking van die grond met ’n politeenseil. Temperature onder die seil kan tot 50°C styg tot op ’n diepte van 5 tot 6 cm in die grond. Hierdie hoë temperature verminder die opkoms van onkruide vanaf 67% tot 96% (Biswas & Das, 2024).

4. Saadbehandeling: Doeltreffende saadbehandeling speel ’n belangrike rol in die inperking van grond- en saadoordraagbare patogene en insekte. Die behandeling van saad met Trichoderma is ’n goeie voorbeeld. Thrichoderma word gebruik om grondoordraagbare siektes te beheer en verhoog die plantweerstand en voedingstofdoeltreffendheid.

5. Biologiese beheer: In plaas daarvan om chemikalieë te gebruik om peste en plae te beheer, kan biologiese metodes ingespan word (Koppert, 2024). Sommige van hierdie biologiese metodes sluit in:

• Roofmyte is natuurlike roofdiere wat skadelike plae soos spinmyte, witvlieg en blaaspootjies doeltreffend bestuur.
• Voordelige nematodes is natuurlike vyande van verskeie insekte en speel ’n deurslaggewende rol in biologiese plaagbeheer, wat hulle voordelig maak vir landbou. Hierdie aalwurms is nie skadelik vir mense, diere of plante nie, maar is hoogs doeltreffend in die beheer van skadelike insekte.
• Parasitiese wespe is klein insekte wat ’n deur­slaggewende rol speel in natuurlike plaagbeheer. Hulle word “parasities” genoem omdat hulle hul eiers binne of op skadelike plaaginsekte lê. Hierdie parasitiese perdebylarwes ontwikkel dan binne-in die gasheerinsek, wat dit uiteindelik doodmaak.
• Roofbesies, wat met deurdringende monddele toegerus is, jag en voed aktief op verskeie skadelike plae, wat help om ’n gebalanseerde ekostelsel te handhaaf. Roofbesies speel ’n belangrike rol in die beheer van witvlieg, blaaspootjies, ruspes en blaarmynerlarwes.
• Voordelige mikroörganismes – ook bekend as voordelige mikrobes – is mikroörganismes wat ’n positiewe uitwerking op hul omgewing het, insluitend verskeie biologiese stelsels en organismes. Hierdie mikroörganismes speel ’n deurslaggewende rol in biologiese plaagbeheer deur skadelike plae doeltreffend te besmet en te beheer. Voordelige mikroörga­nismes vir plaagbeheer sluit in swamme, bakterieë en virusse wat natuurlik voorkom in omgewings soos grond, water en lug. Hierdie mikroörganismes word ingespan vir plaagbeheer deur toepassings soos bioplaagdoders waar hulle aan teikenplae bekendgestel word, wat ’n ekovriendelike alternatief vir chemiese plaagdoders bied.

6. Chemiese beheer: ’n Wye reeks produkte is beskikbaar vir die chemiese beheer van peste en plae. Dit is belangrik om vooraf presies vas te stel wat die biotiese faktor is wat die gewasse beïnvloed, waarna die geskikte chemiese produk aangekoop kan word om die pes of plaag te bestry.

Samevatting

Die doeltreffende vermindering van biotiese en abiotiese stressors in gewasse is noodsaaklik vir die versekering van volhoubare landboupraktyke en die verbetering van voedsel­sekuriteit in die lig van ’n veranderende omgewing.

’n Omvattende benadering, wat tradisionele tegnieke met moderne tegnieke kombineer, hou groot belofte in vir die ontwikkeling van veerkragtige gewasvariëteite. Boonop kan die integrasie van presisielandbou, grondgesondheidsbestuur en landbou-ekologiese praktyke die vermoë van gewasse om verskeie stressors te weerstaan, verbeter.

Samewerking tussen navorsers, produsente, beleidmakers en belanghebbendes in die bedryf sal ’n deurslaggewende rol speel in die implementering van hierdie strategieë en die bevordering van aanpasbare landboustelsels. Deur navorsing in stresverlig­tingspogings te prioritiseer, kan die voedselvoorraad beveilig word, sensitiewe ekosisteme beskerm word en die langtermyn-lewensvatbaarheid van landbouproduktiwiteit in die lig van voortdurende omgewingsuitdagings verseker wees.

Bronnelys

Ashokan A, Mini V, Rani B & Anand S, 2024. Mitigation of abiotic stresses in plants through nutrient management. International Journal of Environment and Climate Change, 254-267
Biswas S & Das R, 2024. Organic farming to mitigate biotic stresses under climate change scenario. Bulletin of the National Research Centre, 71
Dey S & Raichaudhuri A, 2022. Abiotic stress in plants. In J. N. Kimatu, Advances in Plant Defense Mechanisms. IntechOpen
Hasanuzzaman M, Borhannuddin Bhuyan M, Parvin K, Bhuiyan TF, Taufika IA, Kamrun, N, Fujita M, 2020. Regulation of ROS metabolism in plants under environmental stress: A review of recent experimental evidence. PubMed Central
Kopecká R, Kameniarová M, Černý M, Brzobohatý B & Novák J, 2023. Abiotic stress in crop production. National Library of Medicine
Koppert, 2024. Koppert. Retrieved from Biological Pest Control: https://www.koppert.com/crop-protection/biological-pest-control/
Ma Y, Freitas H & Dias MC, 2022. Strategies and prospects for biostimulants to alleviate abiotic stress in plants. Frontiers in Plant Science
Meshram JH, Singh SB, Raghavendra KP & Waghmare VN, 2022. Chapter 6 – Drought stress tolerance in cotton: Progress and perspectives. In AK Shanker, C Shanker, A Anand & M Maheswari, Climate change and crop stress molecules to ecosystems (pp. 135-169). Academic Press
Singh M, Kumar J, Singh S, Prasad S M & Singh V P, 2015. Roles of osmoprotectants in improving salinity and drought tolerance in plants: A review. Reviews in Environmental Science and Bio/Technology, 407-426