Вредителите са нежелани организми (растения или насекоми), които могат да причинят щети на други организми или имущество. Пестициди имат за цел да премахнат тези вредители и да защитят целевите зони от по -нататъшни повреди. За растенията вредителите включват микроорганизми, гъбички, насекоми и по -големи тревопасни животни. В отговор на вредители растенията имат множество естествени защитни механизми срещу вредители. Според Калифорнийски университет по земеделие и природни ресурси, трябва да използвате пестицид само след като сте сигурни, че имате нужда от него. Въпреки че пестицидите имат предимства и недостатъци в сравнение с естествените защитни механизми на растенията, има много предупреждения в дебата за това кога фермерите трябва да ги използват.
Естествени растителни защитни механизми
Растенията неизбежно са жертва на тревиста и патогенна принуда и безспорно се нуждаят от предпазни мерки срещу тези сили. Липсва набор от защитни механизми, които съдържат сложните хетеротрофи. Следователно, сортовете растителност са развили различни структури с определена функция в защита срещу тревопасни и патогени. В следващите раздели тази публикация ще изброи и опише някои защитни механизми на растенията. След това този блог включва информация относно пестицидите и оценява тяхната употреба.
Анатомия на растенията
Цъфтящите растения или покритосеменните растения имат разнообразни структури, които действат като защитни механизми. Покритосеменните растения, наред с другите класификации на растенията, имат кутикула.
Растителни кутикули
Това кутикула придава восъчна текстура на листата. Следователно кутикулата прави растението непропускливо и създава уплътнение между епидермиса на растението и околната среда. Кутикулата обаче не прави растението напълно непропускливо. Кутикулата работи заедно с устицата, което позволява проникването на необходимите молекули в клетката, включително кислород и вода. Стоматите са малки пори по листата, които позволяват обмен на газ.
Кутикулата може да се различава при различните видове. Например водните растения имат тънка кутикула, докато кактусите имат дебела кутикула. Тази разлика има много общо със задържането на вода. Кутикулата също предотвратява събирането на вода по повърхността на листата. Хидрофобният характер на кутикулата предотвратява натрупването на стояща вода. В резултат на това гъбичните патогени, които процъфтяват около водата, не могат да се размножават и покълват вредни за растението спори.
Засадете епидермиса
Под вълнообразната кутикула растенията имат епидермисен слой. Като един от периферните слоеве, епидермисът на растението играе съществена роля в защитата срещу патогени. Освен това, епидермисът съдържа специализирани и неспециализирани клетки, които помагат в защитата на растенията.
Външни конструкции на растенията
При изследване на растение без микроскоп могат да се видят вариациите в текстурата, освен кутикулата. Специализираните епидермални клетки създават растителни текстури, които осигуряват известна защита на растението от външни сили. Трихомите създават кадифената текстура, която се среща на някои растения и служат за предотвратяване на директен контакт между яйцата на насекомите и епидермиса. Те могат да бъдат разклонени, без марка, спираловидни, закачени или заострени. Някои растения имат жлезисти трихоми, които отделят летливи органични съединения (ЛОС).
Ефикасност на трихомите
Симбиотичната връзка между насекомите и плътността на трихомите показва пряка връзка. Проучване относно защитата на растенията срещу тревопасни животни установи, че възрастните листни бръмбари, Phratora vulgatissima, може да предизвика плътност на трихома in Salix cinerea, която представлява голяма сива върба. Върбата има трихоми, които инхибират движението на насекоми по растителната повърхност, предотвратявайки взаимодействието с бръмбара. В листа, които вече са блокирани P. vulgatissima от взаимодействия с епидермални клетки, броят на трихомите е в застой. Въпреки това, P. vulgatissima предизвиква увеличаване на плътността на трихомите в нови листа от върба след взаимодействие. С течение на времето плътността на трихома се увеличава от 25% на 100%.
Други растителни външни текстури
Други растителни видове изпитват подобна връзка, като S. cinerea намлява P. vulgatissima. Phellem, или кора от дърво, е друга структура, която образува бариера между външната среда и външната среда. Phellem не съдържа същата кутикула, която се среща в типичния покритосемен, но има суберин, хидрофобно съединение. Освен фелем и трихоми, растенията могат също да имат тръни, бодли или бодли. Тръните предпазват растенията от паша на животни. Бодлите са заострени придатъци на кактуси и служат на подобна цел като тръните, а бодлите са малки израстъци върху епидермалните клетки. По -специално, розите имат бодли, въпреки че са известни като тръни.
Склеренхим
Склерофили, друга класификационна група растения, имат склеренхим в листата си. Склеренхимът придава на растенията втвърдена структура и намалява смилаемостта на листата на растенията. Следователно, склерофилите имат защита от тревопасни животни.
Механизми за защита на растителните клетки
Защитните механизми на растенията срещу тревопасни и патогени надхвърлят морфологичния състав на цялото растение. Индивидът растителни клетки също играе роля в защитата срещу хищници. С други думи, растителните клетки имат структури, които действат като молекулни бариери и рецепторни молекули, които могат да открият масив от стимули и да генерират отговор.
Клетъчната стена на растенията
- клетъчна стена е първата линия на защита срещу патогени. Състои се както от първична, така и от вторична клетъчна стена. Също така първичната клетъчна стена има съединения, които позволяват междуклетъчно общуване. Тази характеристика е от полза за клетките да имат колективен отговор на защита срещу нахлуващи патогени. Например гликаните и хемицелулозата образуват връзки между една клетка и околните клетки.
Пектин присъства и между растителните клетки, които действат като извънклетъчен матрикс между клетките, който ги поставя на място. Първичната клетъчна стена също е отговорна за тургора и гъвкавостта, очевидна от нейните компоненти, включително целулоза и микрофибрили. Различните клетки, част от епидермиса, имат други молекули, които допринасят за твърдостта, включително Cutin, Suberin и други восъци (като кутикулата). Местоположението на вторичната клетъчна стена е между първичната клетъчна стена и цитоплазмата на клетката. Той присъства едва след като клетката спре да расте и да се разширява.
Вторични метаболити в клетъчната стена
На клетъчната стена също има калозни отлагания които могат да се образуват. Калозата има високо молекулно тегло и се натрупва на мястото, където патогените нахлуват в растителните клетки. Значително, калозата е вторичен метаболит. Но също така образува структурната бариера за инхибиране на инфилтрацията на клетката. Калозата може да се отложи в папилите на клетъчната стена, което също помага да се предотврати проникването на патогени на мястото на инфекцията.
Папилите са издатини от клетъчната стена, служещи за увеличаване на повърхността на клетъчната стена. За да обясните, увеличете максимално контакта с околната среда през клетъчната стена. Отлагането на калоза е защитен механизъм, използван при покритосеменните растения.
Идиобласти
Идиобласти са специализирани растителни клетки, които сигнализират за защита срещу малки тревопасни насекоми. Те могат да съдържат токсични химикали или кристали като защитни механизми. Има различни видове идиобластни клетки.
Пигментирани клетки
Един клас идиобласти са пигментирани клетки. Пигментираните клетки съдържат танини, които правят растителните части неприятни за тревопасните насекоми поради горчивия им вкус. Горчивият вкус може да попречи на организма да се опита да консумира растение.
Склереиди
Друг клас идиобластни клетки са склереидите, които причиняват растението да бъде неприятно за тревопасно насекомо. Склереидите са отделните клетки, открити в склерофилите. Те са клетки с неправилна форма с дебела вторична клетъчна стена.
Кристалноцветни клетки
Третият клас идиобласти са кристално -разпространените клетки, които съдържат химичното съединение калциев оксалат. Калциевият оксалат причинява дразнене и подуване в устата и гърлото на тревопасното животно, което го консумира, и дори притежава потенциала да бъде токсичен, ако се погълне напълно. Този защитен механизъм, подобно на пигментираните клетки, може да попречи на насекомото да консумира растението впоследствие.
Силициеви клетки
Последният клас идиобласти са силициевите клетки. Тези клетки са подобни на склереидите, тъй като и двете осигуряват допълнителна твърдост на частите на растенията. Силициевите клетки обаче заемат нарастващи листни плочи. Подобно на склереидите, силициевите клетки правят листата неприятни и възпират насекомите да консумират нарастващи листни плочи.
Вторични метаболити и летливи органични съединения
На клетъчно и морфологично ниво съществуват различни защитни механизми, които растенията проявяват. Анатомията на растенията притежава способността да бъде физическо възпиращо средство за хищниците. Анатомичните структури също могат да секретират вторични метаболити като защитен механизъм. Жлезистите трихоми могат да отделят масла и метаболити, като флавоноиди, терпеноиди и отровни алкалоиди. Тези метаболити могат да отблъскват, убиват или улавят организми, които застрашават растението; вторичните метаболити са най -ефективни срещу малки насекоми.
Някои растителни тъкани не отделят тези вторични метаболити. Вместо това растителните структури, напоени с вторични метаболити, почти винаги действат срещу тревопасни животни. Вторичните метаболити с отблъскващи насекоми свойства включват лимон, босилек, градински чай и мента. Пиретроидите са репеленти срещу насекоми, произведени от хризантеми и са често срещани в търговските инсектициди.
Танините
Има и вторични метаболити, които директно влизат в контакт с тревопасни животни. Танините например разболяват тревопасните, като се свързват с храносмилателните ензими и нарушават процеса на храносмилане. Вещества като опиум, кокаин, никотин и кофеин се считат за лекарства за хора. Те могат да имат подобен ефект върху насекомите и тревопасните животни, които ги поглъщат от растението; те могат нарушава нормалната функция на нервната система.
Изисквания за ЛОС
Въпреки че тези вторични метаболити могат да защитят растението, те държат недостатъка на rизравняване на значителен входен ATP, както и множество инвестирани материали, които трябва да бъдат създадени. Въпреки че структурата на растителните клетки и придатъци като трихомите позволява производството и секрецията на вторични метаболити, това не е най-ефективният вариант за защита срещу тревопасни и патогени.
Защо пестицидите се използват върху растенията?
Предвид обширните подробности за естествените защитни механизми на растенията, изглежда, че растенията имат много мерки за отблъскване на вредители. И така, защо се използват пестициди? Някои целеви организми се противопоставят на естествените защитни механизми. Устойчивостта се дължи на адаптации или просто на естествена съпротива. Естествената устойчивост често се проявява, когато вредителят и растението са от различни среди.
Ползите от използването на пестициди върху растенията
Използването на пестициди наистина има множество ползи извън спестяването на култури.
Увеличен срок на годност
Пестицидите могат удължават срока на годност на културите, Според Обединените нации, около 690 милиона души не са сигурни в храната. В допълнение, 381 милиона души са недохранени и по -голямата част от това население се намира в Азия и Африка. Използването на пестициди предотвратява заразяване и увреждане на растенията след прибиране на реколтата. Следователно корабните компании могат да транспортират култури по -далеч от мястото на произход и да имат повече време за транспорт. Ситуацията е подобна на навес за мляко.
Млечница се отнася до функционалния регион, обграждащ млечна ферма. Млечницата е ограничена до фермата и околните райони, където човек може да транспортира мляко, без то да се развали. Съответно, създаването на хладилна система за транспортиране разшири навеса за мляко. Подобно на хладилните системи, пестицидите увеличават разстоянието, което компаниите могат да транспортират.
Целогодишно производство
Пестицидите позволяват производство на култури през цялата година и на достъпна цена. Вземете например мандарини. Те са надежден източник на витамин С и се предлагат в хранителните магазини целогодишно. Но сезонът на мандарините е между ноември и май. Пестицидите позволяват събиране на мандарини през цялата година и следователно помагат за подобряване на здравето на потребителите. Пестицидите също увеличават добива и качеството на продукцията.
По -качествено производство
Предвид естествените защитни механизми на растенията, пестицидите също добавят допълнителен слой защита на културите. В резултат на това пестицидите увеличават добива на културите, докато случаите на инфекция на растенията намаляват. Освен това пестицидите намаляват риска от заболяване, свързано с храната, при потребителите. Въпреки че пестицидите предотвратяват загубата на реколта, те имат някои забележими недостатъци.
Недостатъци на използването на пестициди върху растенията
Пестицидите често са синтетични химикали, които могат уврежда екосистемата и замърсяват въздуха, водата и почвата. Замърсяването изисква методи за почистване околната среда, тъй като замърсяването влияе неблагоприятно на организмите. Също така, честата употреба на пестициди насърчава устойчивостта на пестициди сред целевите организми.
Пестицидите причиняват неблагоприятни последици за здравето на тези, които работят, докато са изложени на тях; симптоми на отравянето с пестициди варира от леко до тежко. Лекото излагане на пестициди може да причини главоболие, замъглено зрение, забавен пулс, гадене и свиване на зениците. По -умереното излагане на пестициди може да причини невъзможност за ходене, стягане в гърдите, потрепване на мускулите и неволно изхождане. Тежкото отравяне може да причини безсъзнание или гърчове. Честото излагане на пестициди може да доведе до състояния като рак.
Кога фермерите трябва да използват пестициди върху растенията?
Растенията имат широк спектър от естествени защитни механизми. Въпреки тези защитни механизми, някои микроорганизми и гъбички все още намират методи за заразяване и увреждане на растенията. Използването на пестициди елиминира загубата на реколта. Обратно, пестицидите замърсяват околната среда и застрашават организмите. Като се има предвид настоящата климатична ситуация, естествените защитни механизми на растенията са най -екологичните методи за избягване на щети. Но ние живеем в свят, в който голяма част от населението не е сигурно в храната. Следователно, всяко средство за увеличаване на добива на реколтата е най-полезно за регионите с несигурна храна.
Има толкова много предупреждения за използването на пестициди. От ползите и недостатъците на пестицидите и ефикасността на защитните механизми на растенията, използването на пестициди след прибиране на реколтата изглежда най-жизнеспособният вариант. Но тази опция е само устойчиво ако населението не е несигурно и недохранено. Засега употребата на пестициди изглежда като единствената възможност да се гарантира, че растенията са здрави без генетични модификации.
