Budzenie ze snu

Ponuro si� snuje i wsz�dzie wciska nieproszony. Może budzić ze snu albo aresztować. Tajny agent? Tak, do zadań specjalnych. Dym – a raczej zawarte w nim związki.

Budzenie ze snu

Ponuro się snuje i wszędzie wciska nieproszony. Może budzić ze snu albo aresztować. Tajny agent? Tak, do zadań specjalnych. Dym – a raczej zawarte w nim związki.

 Nie ma dymu bez ognia, nie ma dymu bez karrikin

Na Nowej Zelandii, w Australii czy RPA pożary lasów są wpisane w naturę i społeczeństwo. W Australii każdy, kto stawia dom, otacza go rowem powstrzymującym gwałtowny atak ognia, gromadzi sprzęt gaśniczy i regularnie śledzi prognozy pogody. Pod koniec marca bieżącego roku australijskie gazety podsumowywały straty wywołane kolejnymi wielkimi pożarami w różnych regionach tego kontynentu. Pożary zmieniają tam też strukturę roślinności, o czym od stuleci wiedzieli rdzenni mieszkańcy tych krajów, i wykorzystywali to w uprawie patatów czy traw pastewnych. Pożar to przede wszystkim piekielnie wysoka temperatura (nawet 700°C) ale także dym – aerozol, czyli gaz z zawieszonymi w nim cząstkami stałymi. I to właśnie gazowe składniki dymu, zwane karrikinami, budzą uśpione w glebie nasiona albo wręcz przeciwnie – nie pozwalają im kiełkować.

Tajemnicze karrikiny

Jak powstają karrikiny, na czym polegają przemiany chemiczne prowadzące do ich utworzenia – ciągle nie wiadomo. Jedna z hipotez zakłada reakcje podobne do tych, które zachodzą na patelni podczas smażenia smakowitych potraw, czyli kondensację cukrów i aminokwasów znaną jako reakcja Maillarda. Według drugiej wystarczy zwykła celuloza, aby wysoka temperatura przekształciła ją w aktywne biologicznie związki.

Karrikiny wyizolowano z dymu dopiero w latach 90. XX wieku, a więc w czasach, gdy dawno już rozpracowano mechanizm fotosyntezy, najważniejszego dla nas procesu życiowego roślin. Wiemy, jak wyglądają – to wielopierścieniowe organiczne substancje, pochodne butenolidu. Można je nawet zsyntetyzować w laboratorium chemicznym z całkiem prostych składników: pięciowęglowego cukru ksylozy (tzw. cukru drzewnego) i pochodnej kwasu glukuronowego. Ale bynajmniej nie jest to łatwe, i dotychczas tylko w jednym laboratorium się udało. Oczywiście gdzie? W kraju masowych pożarów, w Australii. Mechanizm działania karrikin także nie został jeszcze poznany. Prawdopodobnie muszą ulec enzymatycznej hydrolizie – to rozpoczyna kaskadę reakcji związanych z przemianami hormonów roślinnych – kwasu abscysynowego (ABA), giberelin, auksyn i etylenu. Różne proporcje hormonów odpowiadają za przyspieszenie lub zahamowanie kiełkowania.

Jedna z substancji czynnych dymu – karrikina KAR1.

Więcej chwastów, więcej „obcych”, gorsze żyto?

Dym przyspiesza kiełkowanie nasion koniczyny białej (łac. Trifolium repens), wartościowej rośliny pastewnej, ale także nielubianych przez rolników chwastów – owsa głuchego (Avena fatua), rzodkwi świrzepy (Raphanus raphanistrum) i mniszka pospolitego (Taraxacum officinale), a także nawłoci późnej (Solidago gigantea). Nawłoć to ładna, żółto kwitnąca roślina, chętnie uprawiana przez pszczelarzy, ale bardzo zagrażająca naszej bioróżnorodności. Sprowadzona w XVII wieku do Europy z Ameryki Północnej zaczęła podbój kontynentu, i dziś panoszy się od Morza Śródziemnego po Skandynawię.

Zupełnie inaczej działa dym na żyto – korzonki są mniejsze, a zatem siewki będą słabsze. Dym wpływa źle także na uroczą niezapominajkę polną (Myosotis arvensis), czyli popularną niezabudkę. Po odymieniu kiełkuje znacznie mniej nasion niż zwykle, a przecież ta roślina na trwale wpisała się w polski krajobraz. Od 2002 roku 15 maja obchodzimy nawet Dzień Polskiej Niezapominajki – święto przyrody mające na celu promowanie jej walorów, bioróżnorodności, a także utrwalanie pamięci o ważnych aspektach życia Niezapominajka-Wikipedia

Niestety, pożary to także polska specjalność. Co roku z nadejściem wiosny rolnicy, niepomni zagrożeń ani kar nakładanych przez Unię Europejską za takie praktyki, wciąż podkładają ogień na łąkach „bo to użyźnia glebę, i tak mój dziadek i ojciec robili” (Ramka Nie wypalaj). Straż pożarna ma co roku pełne ręce roboty i zdarza się, że strażacy zajęci płonącymi łąkami nie mogą szybko dojechać do innych pożarów. Giną rzadkie rośliny, drobne zwierzęta, zbyt powolne, by uniknąć dramatu, często pożyteczne, jak dżdżownice i pszczoły, albo pisklęta ściśle chronionych ptaków: czajek czy rycyków. Giną ludzie – kierowcy, którzy stracili widoczność na drodze, strażacy gaszący pożar, sami podpalacze... Ale to jeszcze nie koniec – pozostaje dym, który może zmieniać szatę roślinną.

 Zagonić do pracy

A więc niechaj polski rolnik się obudzi ze snu o korzystnym wypalaniu – to szkodliwe i groźne przyzwyczajenie. Za to sam dym w postaci bezpiecznego preparatu można wykorzystać do zwalczania chwastów czy pobudzenia nasion, które chcemy szybko skiełkować, gdy z jakiegoś powodu opóźnił się termin siewu. W Katedrze Fizjologii Roślin, wzorując się na naszych kolegach z RPA, pracujemy nad stworzeniem takiego wodnego aerozolu. Tak samo jak w przypadku leków czy agrochemikaliów, ważne jest odpowiednie stężenie, różne dla różnych gatunków i różnych stadiów spoczynku nasion. Możemy wówczas przyspieszać kiełkowanie nasion wartościowych roślin leczniczych czy takich, które wolno i nierówno kiełkują, pobudzać starzejące się nasiona, poprawiać kondycję siewek, a nawet zwiększać ich odporność na niekorzystne warunki środowiska, np. na niedobór wody. Aktywne składniki dymu mogą zastąpić działanie światła w kiełkowaniu tych nasion, które wymagają światła (tzw. nasion fotoblastycznych; (Patrz Pobudka!).

Właściwie co w tym dziwnego, że żądamy, aby chemiczny wróg przeszedł na naszą stronę? Nie jest to pierwszy taki przypadek. Już w XIX w. odkryto, że gazowe latarnie powodowały przyspieszone starzenie się liści. Winnego odnaleziono – okazał się nim etylen. Zatrudniono go do przyspieszania dojrzewania bananów, i tam zrobił karierę, co można zobaczyć nawet w naszym mieście w kompleksie handlowym na obrzeżach Nowej Huty, gdzie znajduje się komora do etylenowania bananów. Można zatem wykorzystać i dym, na przykład do pobudzenia nasion chwastów, potem mechanicznie usunąć siewki, i dopiero wtedy wysiać to, co chcemy uprawiać. Pasjonatów roślin ozdobnych być może zainteresuje możliwość stymulacji kwitnienia wartościowych okazów. Warto też zauważyć, że dym konserwuje – przecież wiele przetworów mięsnych i ryb przechowujemy w postaci wędzonek. Okazuje się, że antymikrobiologiczne działanie dymu dotyczy także patogenów atakujących rośliny. Tak więc po raz kolejny wykorzystując to, co dała natura, możemy zmniejszyć użycie herbicydów czy innych agrochemikaliów, i uprawiać nasze rośliny zgodnie z zasadami zrównoważonego rolnictwa.

Nie wypalaj

Wypalanie traw jest w Polsce zabronione. Reguluje to Ustawa o ochronie przyrody z dnia 16 kwietnia 2004 roku (Dz. Ustaw Nr 92, poz. 880).

Art. 124. Zabrania się wypalania łąk, pastwisk, nieużytków, rowów, pasów przydrożnych, szlaków kolejowych oraz trzcinowisk i szuwarów.

Art. 131. Kto wypala łąki, pastwiska, nieużytki, rowy, pasy przydrożne, szlaki kolejowe, trzcinowiska lub szuwary – podlega karze aresztu albo grzywny.

Wypalanie podlega karze aresztu lub grzywny do 5 tys. zł, a w przypadku spowodowania pożaru stanowiącego zagrożenie dla życia, zdrowia czy mienia, jest przewidziana kara pozbawienia wolności od roku do 10 lat.W przypadku rolników ubiegających się o płatności bezpośrednie oraz płatności obszarowe Agencja Rozwoju i Modernizacji Rolnictwa może pozbawić ich całej kwoty płatności obszarowych za dany rok.

 Pobudka!

Zapadanie nasion w spoczynek (ang. dormancy) i wybudzanie (zwane fachowo przełamywaniem spoczynku) jest powszechne w przyrodzie. Ma na celu zapewnienie nasionom kiełkowania w optymalnych warunkach. W naszej strefie klimatycznej jest to widoczne np. u maku polnego (łac. Papaver rhoeas). Gdy w jakichś okolicznościach ziemia zostaje zryta, wyniesione na powierzchnię nasiona reagują na światło, i po pewnym czasie masowo pojawiają się tam charakterystyczne czerwone kwiaty. Podobnie reaguje rumianek pospolity (Matricaria chamomilla). Plantatorzy rumianku sprawdzają prognozy pogody, aby nie siać przed deszczem, który mógłby wbić nasiona w glebę i uniemożliwić kiełkowanie. Spoczynek może ustępować także pod wpływem dymu. Jego aktywne składniki rozluźniają okrywę nasienną i zmieniają mechanizm działania hormonów – kwasu abscysynowego, giberelin, auksyn i etylenu, odpowiedzialnych za rozwój młodej rośliny.

dr hab. Renata Bączek-Kwinta

Artykuł został dodany przez: Uniwersytet Rolniczy » Wydział Rolniczo-Ekonomiczny