Poškození rostlin ozónem

Poškození rostlin ozónem je významná fyziologická porucha. Ozón poškozuje rostlinné tkáně, může vyvolávat akutní účinky při krátkých expozicích vysokých koncentrací. Závažnější jsou však obvykle chronické a skryté účinky dlouhodobých či opakovaných expozic. Potenciální účinky na dlouho žijící stromy a na relativně pomalu rostoucí zemědělské plodiny jsou značné. Mimořádně negativní účinky emisí ozónu jsou známy u jasanu, buku, pajasanu a liliovníku. Náchylnost jednotlivých orgánů a tkání na poškození ozonem je daná především jejich dostupností k znečištěnému ovzduší a velikostí kontaktní plochy. Ozonem ovlivněné rostliny mohou mít rovněž sníženou obranyschopnost vůči houbám, virům, hmyzu či klimatickým stresům (mrazu a suchu). .^[1] Nejvážnější je poškození na jaře a v létě. Ozon významně působí na metabolismus škrobu a sacharidů. Ozon jednak snižuje tvorbu škrobu, ale také zabraňuje transportu asimilátů z listů do kořenů.

Fyziologie vzniku poškození

Z řady fyziologických testů vyplynuly představy o působení ozonu na fyziologický status pokusného organismu, které je možno zjednodušeně shrnout do závěrů, že ozon rozrušuje chloroplastové struktury i normální sled pochodů toku energie ve fosforylačních procesech, které jsou spjaty s biosyntézou makromolekulárních sloučenin.

Ozon zejména poškozuje listy a jehličí citlivých rostlin či stromů nejvíce tím, že poruší celistvost buněčných membrán, avšak zasaženy jsou rovněž metabolické pochody, jako např. proces fotosyntézy. Protože buněčné membrány živých organizmů jsou složeny z proteinů a lipidů, ozon poškozuje prakticky veškeré organické tkáně, s kterými přijde do styku. Dochází také k viditelným příznakům, jako je žloutnutí listů, nekróza, předčasné stárnutí a defoliace. Mezi nejcitlivější rostliny patří jeteloviny. Ozonem ovlivněné rostliny mohou mít rovněž sníženou obranyschopnost vůči houbám, virům, hmyzu či klimatickým stresům (mrazu a suchu).^[1]

Abiotické faktory, jako je vlhkost vzduchu, zásobení rostlin vodou a koncentrace ostatních škodlivin v ovzduší (SO2, NOx, NH4), které působí na rostliny současně s ozonem a snižují konduktivitu stomat organických tkání posilují nebo zeslabují účinnost ozonu.

Působení ozónu během střídání dne

Ozon je znám jako škodlivina s výrazným denním chodem. Minimální koncentrace se vyskytují v ranních hodinách, maximum je v odpoledních a večerních hodinách, v noci koncentrace klesají. Práce Matysska et al. (1995) i Günhardt-Goerg et al. (1997) ovšem prokazují, že v případě březových porostů dochází k podstatnému příjmu ozonu i během noci - vodivost průduchů dosahuje ještě 50 % denní hodnoty.^[2]

Výskyt

Expozicí ozonu nad prahovou hodnotou 3 ppmh bylo v letech 1998–2006 zasaženo 100 % plochy České republiky. V roce 2000 se tyto hodnoty zvýšily tak, že cca 29 % celkové plochy ČR 4-5násobně překročily limitní hodnotu (pásmo 12-15 ppmh, 58 % teritoria ČR 3-4násobně překročilo limitní hodnotu 3 ppmh (pásmo 9-12 ppmh) a 11,3 % teritoria ČR překročilo limit 2-3násobně (pásmo 6-9 ppmh). Výsledkem jsou 10-25% ztráty na výnosech zemědělských plodin na celé rozloze zemědělské půdy v ČR.^[1]

Význam

V Řecku došlo i k 100 % poškození listů u ploch s cibulí a 85% poškození na listech u vodního melounu ozonem v r. 1995 a 2004 (Hayes et al., 2007). Výnos řepky olejky, jedné z nejvýznamnějších pěstovaných zemědělských plodin ve Velké Británii, se snížil až o 14 %, když byla testovaná políčka vystavena úrovním ozonu, které jsou typické pro více než 90% území obdělávané orné plochy. Přestože nebylo na plodinách žádné viditelné poškození, zjistilo se, že u řepky došlo až k 38% snížení počtu kvetoucích výhonků na rostlinu. U nejcitlivější varianty, 'Eurol', se produkce semen snížila o 14 %. U ozimé pšenice ztráty dosahovaly 13% (Warwicker, 2000).^[1]

Význam u lesních porostů

V letech 2005 – 2008 bylo provedeno Výzkumným ústavem lesního hospodářství a myslivosti celkové hodnocení vlivu ozónu na plochách smrku a buku v osmi oblastech s odlišnou zátěží ozonem. Celkově bylo hodnoceno 36 ploch. Na základě výsledků řešeného projektu lze uvést, že současná rizika vlivu ozonu na lesní porosty v České republice v současné době samy o sobě neznamenají zásadní riziko pro jejich vitalitu a stabilitu. Přímý vliv na zhoršení zdravotního stavu (defoliace) se nepodařilo prokázat. Ovlivnění růstu bylo prokázáno u buku, který je citlivější dřevinou, v nižších nadmořských výškách. Toto ovlivnění je ovšem překryto dalšími faktory, které v současné době vedou ke zvyšování růstu dřevin. ^[3]

Symptomy

Typické znaky poškození při poškození listu ozónem:^[4]

• poškození je pouze na horní ploše listu
• nejsou poškozeny žilky listu
• více jsou poškozeny listy v nižších částech rostliny, starší listy

Žloutnutí listů, nekróza, předčasné stárnutí a defoliace. Po vystavení rostlin ozonu v laboratoři většinou po 1-2 dnech následuje chloróza a nekróza. V pokusu s řasami bylo zjištěno, že vlivem ozonu byla snížena intenzita fotosyntézy buněk Chlorella sorokiniana o 50 % a byly pozorovány změny ve fluorescenci chlorofylu. Dochází k narušení fotosyntetických procesů.

Příznakem u většiny listnatých dřevin a bylin jsou žluté chlorotické skvrny, nebo drobné červené skvrnky, bronzovité zbarvení horní vrstvy, zatímco žilky zůstávají zelené. Výsledkem jsou dobře viditelné hnědé a fialové skvrny a tmavé nekrotické skvrny v místech mezi hlavní žilnatinou listů. Později se projevuje fialovohnědé či červenohnědé zbarvení celé osluněné části čepele listu a vyskytují se i stříbřité plochy na čepeli, nebo okraji čepele (odskočená, popálená kutikula od palisádového parenchymu). Listy které byly zastíněny nevykazují změny, starší listy jsou poškozovány více.^{[L 1]} Na listech tabákových rostlin vyvolává ozon vznik skvrn . Skvrny se objevují během 24 ho­din po vystavení rostlin zvýšené koncentraci ozonu. Když se skvrny poprvé objeví, mají v průměru 1,5 mm. Časem se zvětší, spojí se s okolními skvrnami a vytvoří tak větší poško­zené plochy.^[5] Působením ozonu poškozené listy ostružiníku maliníku (Rubus idaeus) se zbarvují hnědočervené. Zbarvení postupuje směrem od okrajů listů.^[6] U jehličnanů se objevují především žlutavé chlorotické skvrnky s neostrým okrajem

Příčiny

Přízemní ozón zejména v průmyslových zónách a v blízkosti komunikací v kombinaci se slunečním zářením na jaře.

Ochrana rostlin

Mladé rostliny lze v jarním období v lokalitách zasažených vznikem ozónu preventivně zastínit. Snížit poškození zemědělských plodin a redukovat ztráty na zemědělské výrobě můžeme v zemědělské praxi především výběrem a širším uplatněním druhového a odrůdového sortimentu plodin odolnějších vůči škodlivému působení ozonu.

Vliv ozonu může pak být zesílen nebo zeslaben průběhem počasí. Známé je snížení citlivosti na ozon u rostlin, které trpí nedostatkem vláhy: aby rostlina za sucha zabránila ztrátám vody, uzavírá listové průduchy. Současně tak brání i vstupu ozonu do listů, čímž se omezuje poškozování.

Vliv SO2

Vztah mezi ozonem a SO2 byl nalezen u podzemnice a sóji a bylo mu připsáno snížení příjmu ozonu s rostoucími úrovněmi SO2 (United States Department of Agriculture, 2002 – 2007). Škodlivé vlivy ozonu byly potlačeny SO2 s jeho rostoucími koncentracemi (Burkey, 2007). Pokusy s rýží ukázaly, že vlivy působení těchto plynů byly ovlivněny hustotou výsevu rostlin a teplotou.^[1]

Odkazy

Reference

Literatura

Externí odkazy

• Ozón přispívá ke světové potravinové krizi
• poškození rostlin v Jizerských horách