Зеленые растения содержат хлорофилл, зеленый пигмент, который поглощает свет для фотосинтеза. Существует несколько причин, по которым зеленые растения могут стать коричневыми:
Наиболее распространенной причиной является то, что растение теряет хлорофилл по мере старения или стресса. Хлорофилл со временем разрушается, особенно когда растение подвергается воздействию слишком большого количества солнца, недостаточного количества воды, болезней или низких температур. По мере того, как хлорофилл исчезает, становятся видимыми другие пигменты, которые были замаскированы зеленым цветом. К ним относятся каротиноиды, которые бывают желтыми, оранжевыми и коричневыми.
По мере старения листьев выработка хлорофилла замедляется. Осенью лиственные деревья прекращают вырабатывать хлорофилл, готовясь к зимнему покою. Зеленый цвет исчезает, обнажая желтые и оранжевые оттенки каротиноидов. Вечнозеленые деревья сохраняют свои листья в течение нескольких лет, поэтому старые листья желтеют или коричневеют, а новые остаются зелеными.
Такие стрессоры, как засуха, наводнение, вредители и болезни, нарушают метаболизм растения, не давая ему производить достаточное количество хлорофилла. Физическое повреждение листьев также может уничтожить хлорофилл. По мере уменьшения количества хлорофилла проступают скрытые пигменты.
Хотя потеря хлорофилла является наиболее распространенной причиной побурения зелени, некоторые растения активно производят дополнительные пигменты, которые меняют ее цвет.
Листья некоторых растений становятся красными или фиолетовыми из-за выработки антоцианов. Эти красные/синие пигменты действуют как антиоксиданты, которые защищают листья от повреждения солнцем. Определенные экологические стрессы, такие как засуха, холод или дефицит питательных веществ, стимулируют синтез антоцианов.
В отличие от антоцианов, танины и полифенолы являются коричневыми пигментами растений. Они часто вырабатываются в качестве защитной реакции на нападение насекомых. Неприятные на вкус танины отпугивают травоядных от употребления листьев. Полифенолы также действуют как антиоксиданты.
Ферментативные или неферментативные реакции окисления также могут сделать листья растений коричневыми:
– Полифенолоксидаза – это фермент, который окисляет полифенолы в коричневые пигменты меланина. Этот защитный механизм запускается при повреждении листьев.
– Окисление железа происходит, когда железосодержащие белки подвергаются воздействию кислорода. Это происходит во время старения, болезни или физического повреждения. Железо становится коричневым при окислении.
– Неферментативное окисление полиненасыщенных жирных кислот и пигментов активными формами кислорода приводит к полимеризации и побурению. Этот тип окисления усугубляется стрессами, такими как засуха и загрязнение воздуха.
Определенные условия окружающей среды и стрессы ускоряют процесс побурения у растений:
– Возраст: старые листья имеют более низкое содержание хлорофилла и более склонны к окислительному побурению.
– Свет: избыток света вызывает фотоокисление хлорофилла и стимулирует выработку антоцианов и других пигментов.
– Температура: экстремальная жара денатурирует белки и пигменты листьев. Низкие температуры разрушают хлорофилл.
– Вода: стресс, вызванный засухой, ускоряет потерю хлорофилла и выработку антиоксидантов. Избыточный полив способствует грибковым или бактериальным заболеваниям.
– Загрязнение воздуха: Окислительные загрязнители атакуют пигменты листьев и метаболиты.
– Дефицит питательных веществ: Недостаток азота, железа, магния или других необходимых элементов ухудшает синтез хлорофилла.
– Физические повреждения: Ушибы, травоядные или механические ранения разрушают хлорофилл и подвергают полифенолы окислению.
– Патогены: Бактериальные, грибковые или вирусные заболевания нарушают метаболизм листьев, целостность клеток и выработку пигмента.
| Фактор | Механизм побурения |
|---|---|
| Возраст | Потеря хлорофилла с течением времени |
| Свет | Фотоокисление пигменты |
| Температура | Тепловая денатурация, холодовая деградация хлорофилла |
| Вода | Стресс от засухи, болезни от избыточного полива |
| Загрязнение воздуха | Окислительное повреждение метаболитов листьев |
| Дефицит питательных веществ | Нарушение синтеза хлорофилла |
| Физическое повреждение | Разрушение хлорофилла, окисление полифенолов |
| Патогены | Нарушение метаболизма листьев и пигментов |
Побурение зеленых листьев и иголок — естественный процесс, но садоводы могут замедлить его с помощью правильного ухода:
– Регулярно поливайте растения во время засухи, чтобы уменьшить стресс от недостатка влаги. Улучшите дренаж в плохо дренируемых почвах.
– Избегайте чрезмерного внесения удобрений, особенно с избытком азота, который вызывает быстрый рост листьев и преждевременное старение.
– Обрезайте ветви, чтобы улучшить циркуляцию воздуха и проникновение света, предотвращая грибковые заболевания.
– Защищайте растения от яркого солнца, используя затеняющие экраны или позиционирование. Постепенная акклиматизация к свету минимизирует фотоокисление.
– Следите за вредителями и болезнями. Удаляйте зараженный материал и при необходимости используйте рекомендуемые фунгициды/инсектициды.
– Применяйте маскирующие агенты, такие как антитранспиранты и светоотражающие частицы глины, для защиты от фотоокисления и теплового стресса.
– Удаляйте скопившийся мусор, такой как мертвые листья или иголки, чтобы ограничить распространение болезней. Однако избегайте чрезмерной обрезки, которая вызывает стресс у растений.
– Выращивайте устойчивые сорта, которые могут лучше переносить экологические и физиологические стрессы, приводящие к побурению.
Побурение зеленых листьев — неизбежный процесс у растений, вызванный естественным старением, экологическими стрессами или болезнями. Основные механизмы включают потерю хлорофилла, выработку других пигментов и различные типы окислительных реакций побурения. Хотя побурение невозможно полностью предотвратить, хорошие методы садоводства, такие как правильный полив, удобрение и борьба с вредителями, могут замедлить этот процесс и продлить срок службы зеленых листьев. Нацеливание на конкретный фактор стресса, будь то засуха, дефицит питательных веществ или патогены, является ключом к уменьшению побурения. При надлежащем уходе великолепная зелень растительного мира может лучше сохраняться, прежде чем уступить место осенним цветам.