Augalų stresas dažniausiai siejamas su mažesniu derliumi, tačiau ne visada jo poveikis yra vienareikšmis. Kartais patirtą stresą išduoda ne lapai ar augimo sulėtėjimas, o pats derlius, vadinamosios „negražios daržovės“, kurių paviršiuje atsiranda įtrūkimų, randų, deformacijų ar ryškesnių spalvų. Dalis šių požymių yra natūrali augalo reakcija į aplinkos sąlygas ir suaktyvėjusius apsauginius procesus. Todėl kai kurios deformuotos daržovės gali sukaupti daugiau antioksidantų ir kitų biologiškai aktyvių junginių nei vizualiai nepakitusios.
Šiame straipsnyje aptarsime, kokie „negražių daržovių“ požymiai gali būti susiję su augalų stresu, ką jie reiškia augalo fiziologijai ir kokią įtaką gali turėti daržovių maistinei vertei.
Kodėl augalų stresas pakeičia daržovių sudėtį?
Augalai negali išvengti nepalankių aplinkos sąlygų, todėl į jas reaguoja keisdami savo medžiagų apykaitą. Trumpalaikė sausra, intensyvi saulės spinduliuotė, staigūs temperatūros svyravimai, netolygus laistymas ar mechaniniai pažeidimai augalo ląstelėse sukelia oksidacinį stresą. Jo metu padidėja reaktyviųjų deguonies formų (ROS) kiekis. Nors didelė jų koncentracija pažeidžia ląsteles, nedidelis ROS padidėjimas veikia kaip signalas, aktyvinantis augalo apsaugines sistemas.
Atsakydamas į šį signalą, augalas pradeda intensyviau sintetinti junginius, padedančius apsaugoti ląsteles nuo oksidacinės pažaidos. Moksliniuose tyrimuose dažniausiai minimi vitaminas C, fenoliniai junginiai, flavonoidai, antocianinai ir karotenoidai. Šios medžiagos neutralizuoja reaktyviąsias deguonies formas, stabilizuoja ląstelių membranas ir padeda išlaikyti fotosintezės procesų stabilumą nepalankiomis sąlygomis.
Svarbu tai, kad tokia reakcija pasireiškia tik tada, kai augalų stresas nėra per stiprus ar ilgalaikis. Mokslinėje literatūroje toks reiškinys apibūdinamas hormezės (angl. hormesis) principu – nedidelis stresas suaktyvina apsauginius mechanizmus, o per intensyvus sukelia priešingą efektą: lėtina augimą, mažina derlių ir didina audinių pažeidimus. Dėl šios priežasties ne kiekviena deformuota daržovė yra vertingesnė, tačiau dalis vadinamųjų „negražių daržovių“ gali būti susiformavusios būtent dėl tokio fiziologiškai naudingo, trumpalaikio augalų atsako į aplinkos veiksnius.
Ką apie augalų stresą išduoda „negražios daržovės“?
Ne kiekviena deformuota daržovė susiformuoja dėl ligų ar maisto medžiagų trūkumo. Dalis išorinių pokyčių atsiranda kaip augalo prisitaikymo prie aplinkos sąlygų pasekmė. Vieni požymiai dažniausiai susiję su drėgmės režimo svyravimais, kiti – su temperatūra, ultravioletine spinduliuote ar mechaniniais pažeidimais.
Kartais augalų streso požymiai išryškėja pačiame derliuje, vadinamosiose „negražiose daržovėse“, ant kurių matyti įtrūkimų, randų, vabzdžių paliktų pažeidimų, deformacijų, ryškesnių spalvų ar kitų augalo prisitaikymą prie aplinkos sąlygų atspindinčių pokyčių.
Rekomenduojamas video
- Įtrūkimai. Dažniausiai susidaro pomidoruose, ridikėliuose ar burokėliuose po ilgesnės sausros staiga padidėjus dirvos drėgmei. Vaisiui ar šakniavaisiui sparčiai augant, epidermis nespėja prisitaikyti prie audinių plėtimosi ir sutrūkinėja. Nors tokie pažeidimai trumpina laikymo trukmę, pats augalas tuo metu būna aktyvinęs antioksidacinės apsaugos sistemas, todėl audiniuose gali padidėti vitamino C ir fenolinių junginių kiekis.
- Netaisyklinga forma. Kreivi agurkai, šakotos morkos ar deformuotos paprikos dažniausiai susijusios su netolygiomis augimo sąlygomis. Jas gali lemti nevienodas drėgmės pasiskirstymas, dirvos suslėgimas, mechaninės kliūtys, temperatūros svyravimai ar laikinas augimo sulėtėjimas. Tokiais atvejais pakinta augimo hormonų veikla, tačiau cheminė daržovės sudėtis iš esmės išlieka nepakitusi arba dėl trumpalaikio streso gali padidėti apsauginių junginių koncentracija.
- Randai, paviršiniai įbrėžimai ir kamštiniai audiniai. Tokie požymiai dažnai atsiranda po krušos, stipraus vėjo, vabzdžių pažeidimų ar kitų mechaninių sužeidimų. Tyrimai rodo, kad augalai į tokius pažeidimus reaguoja panašiai kaip į infekcijos grėsmę – aktyvinama fenolinių junginių sintezė, stiprinamos ląstelių sienelės ir spartėja apsauginių medžiagų kaupimasis pažeistoje vietoje.
- Skylutės ir vabzdžių palikti pažeidimai. Nedideli vabzdžių pažeidimai taip pat gali suaktyvinti natūralias augalo gynybines reakcijas. Tyrimuose nustatyta, kad po tokių pažeidimų kai kuriuose vaisiuose ir daržovėse padidėja polifenolių bei kitų antioksidacinių junginių kiekis. Vis dėlto svarbu atskirti paviršinius pažeidimus nuo intensyvaus kenkėjų antplūdžio, kuris silpnina augalą ir mažina derliaus kokybę.
- Ryškesnė spalva. Intensyvesnė raudona, violetinė ar oranžinė spalva ne visada priklauso tik nuo veislės. Didesnė ultravioletinė spinduliuotė, vėsesnės naktys ar kiti aplinkos veiksniai gali paskatinti didesnę antocianinų, karotenoidų ar likopeno sintezę. Šie pigmentai augalui padeda apsisaugoti nuo oksidacinės pažaidos, o žmogaus mityboje vertinami dėl antioksidacinių savybių.
Kada „negražios daržovės“ gali būti maistingesnės?
Nors ne kiekviena deformuota daržovė sukaupia daugiau biologiškai aktyvių medžiagų, eksperimentiniai tyrimai patvirtina, kad trumpalaikis ir kontroliuojamas augalų stresas gali pakeisti vaisių bei daržovių cheminę sudėtį. Dažniausiai tai siejama su intensyvesne fenolinių junginių, flavonoidų, karotenoidų, antocianinų ar vitamino C sinteze. Kokie pokyčiai įvyksta, priklauso nuo augalo rūšies, streso pobūdžio ir jo intensyvumo.
Vieną įdomiausių eksperimentų atliko Texas A&M universiteto mokslininkai, pasirinkę braškes kaip modelinį augalą. Tyrimo metu ant lapų buvo dirbtinai imituoti vabzdžių paliekami pažeidimai. Nors vaisiai nebuvo pažeisti tiesiogiai, augalas į šį signalą sureagavo sistemiškai – braškėse suaktyvėjo genai, atsakingi už fenolinių junginių biosintezę ir angliavandenių pernašą, padidėjo bendras fenolinių junginių kiekis, o kai kurių fenilpropanoidų koncentracija išaugo net iki 137 %. Tyrėjai padarė išvadą, kad net ir lokalūs mechaniniai pažeidimai gali paskatinti viso augalo apsaugines reakcijas ir padidinti vaisių antioksidacinį potencialą.
Panašios tendencijos nustatytos ir naujausiose sodininkystės kultūrų apžvalgose. Jose apibendrinama, kad vidutinio intensyvumo vandens trūkumas pomidoruose gali skatinti didesnį likopeno ir kitų karotenoidų kaupimąsi, o kontroliuojamas druskingumas – fenolinių junginių sintezę. Paprikose trumpalaikis šiluminis ar šviesos sukeltas stresas siejamas su intensyvesne karotenoidų gamyba, o salotose ir braškėse dažniausiai fiksuojamas didesnis fenolinių junginių bei flavonoidų kiekis. Vis dėlto visi šie pokyčiai nustatomi tik tada, kai stresas išlieka augalui pakeliamose ribose.
Mokslininkai pabrėžia, kad svarbiausias veiksnys yra ne pats stresas, o jo intensyvumas. Kai augalas patiria trumpalaikį aplinkos poveikį, reaktyviosios deguonies formos (ROS) veikia kaip signalinės molekulės ir aktyvina apsauginių junginių sintezę. Tačiau stresui užsitęsus arba tapus per stipriam, šis mechanizmas nebesugeba kompensuoti pažeidimų, todėl pradeda mažėti fotosintezės intensyvumas, lėtėja augimas, prastėja derliaus kokybė ir silpnėja biologiškai aktyvių junginių kaupimasis.
Kaip atskirti augalų streso požymius nuo ligų ir kitų pažeidimų?
Ne kiekviena deformuota daržovė yra augalų streso pasekmė. Panašius požymius gali sukelti grybinės ar bakterinės ligos, virusai, fiziologiniai sutrikimai arba intensyvūs kenkėjų pažeidimai. Todėl vien iš išvaizdos spręsti apie daržovės maistinę vertę nereikėtų.
Fiziologiniai augalų streso požymiai dažniausiai būna susiję su augimo sąlygomis. Įtrūkimai po gausesnio lietaus, netaisyklinga forma dėl netolygaus laistymo ar dirvos suslėgimo, pavieniai paviršiniai randai po krušos ar vabzdžių pažeidimų paprastai neplinta į kitus augalus ir neturi infekcijoms būdingų požymių. Tokiais atvejais pakinta daržovės išvaizda, tačiau jos audiniai dažniausiai išlieka sveiki.
Kitokia situacija, kai atsiranda minkštas puvinys, vandeningos dėmės, pelėsis, nemalonus kvapas, sparčiai plintančios nekrozės ar kiti infekcijoms būdingi simptomai. Tokie požymiai rodo, kad augalo audiniai jau pažeisti patogenų, todėl daržovės maistinė vertė ar sauga vartoti nebegali būti siejama su natūralia augalo reakcija į stresą.
Vertinant vadinamąsias „negražias daržoves“, svarbu atkreipti dėmesį ir į pažeidimo mastą. Pavieniai įtrūkimai, randai ar deformacijos dažniausiai yra lokalūs ir susiformuoja dar augalui augant. Tuo tarpu greitai didėjantys pažeidimai, spalvos pokyčiai, audinių minkštėjimas ar puvimas rodo vykstančius irimo procesus, todėl tokių daržovių vartoti nerekomenduojama.
Ar verta specialiai sukelti augalų stresą?
Sužinojus, kad trumpalaikis augalų stresas gali paskatinti didesnį antioksidantų ar kitų biologiškai aktyvių junginių kaupimąsi, gali kilti klausimas, ar tokius augalus verta specialiai auginti sudėtingesnėmis sąlygomis. Moksliniai tyrimai rodo, kad atsakymas nėra vienareikšmis.
Kontroliuojamas augalų stresas šiandien tiriamas ne tik mokslinėse laboratorijose, bet ir profesionalioje daržininkystėje bei šiltnamių ūkiuose. Tam tikrais augimo tarpsniais reguliuojamas drėkinimas, apšvietimas, temperatūra ar mineralinė mityba gali paskatinti didesnę biologiškai aktyvių junginių sintezę. Tačiau tokie sprendimai taikomi tik tiksliai valdant augimo sąlygas ir nuolat stebint augalų būklę.
Mėgėjų darže dirbtinai didinti augalų stresą nereikėtų. Kur kas svarbiau palaikyti stabilias augimo sąlygas ir suprasti, kad pavieniai įtrūkimai, randai, netaisyklinga forma ar ryškesnė spalva ne visada reiškia prastesnę derliaus kokybę. Jei tokie pokyčiai nėra susiję su ligomis ar puviniu, jie dažnai atspindi natūralią augalo reakciją į aplinkos sąlygas, o ne prastesnę jo maistinę vertę.
Šaltiniai:
https://stories.tamu.edu/news/2020/01/15/study-shows-organic-wounds-improve-produce
https://www.frontiersin.org/journals/plant-science/articles/10.3389/fpls.2017.01762/full
https://www.mdpi.com/2223-7747/12/4/933
https://www.researchgate.net/publication/358958293_Hormesis_in_plants_Its_common_occurrence
https://www.nature.com/nature-index/topics/l4/abiotic-stress-effects
https://academic.oup.com/jxb/article/71/21/6758/5862700
Nuotraukos asociatyvinės © Canva.