يؤدي ارتفاع درجات الحرارة الناجم عن تغير المناخ إلى تعريض المزيد من محاصيل البطاطس إلى أقصى درجات الضرر الناتج عن الإجهاد الحراري بشكل متكرر.
أظهرت دراسة الاتجاهات أن المناخات المعتدلة ، بما في ذلك المملكة المتحدة ، هي التي تتحمل وطأة بعض التغيرات المناخية المتطرفة. على الصعيد الوطني ، كان هناك تحول كبير إلى درجات حرارة أعلى ، حيث حدثت أكثر 10 سنوات حرارة مسجلة منذ عام 2000 ، على سبيل المثال. ومع ذلك ، فإن تحليل بيانات الطقس على المستوى المحلي يمكن أن يشير إلى المحاصيل الأكثر تعرضًا لخطر الإجهاد الحراري ، وكيفية تكييف الهندسة الزراعية للتكيف ، كما يدعو رئيس قسم التقنية في Syngenta ، Dave King. وذكر أن "بيانات الطقس لا تسلط الضوء فقط على المناطق المعرضة لدرجات حرارة عالية ، ولكن توضح التفاصيل وقت حدوث الإجهاد الحراري ، ومدة تعرض النباتات لآثارها الضارة".
ما نشهده هو أن بعض المناطق ، ولا سيما في المقاطعات الشرقية والجنوبية ، تتعرض للضرب عامًا بعد عام. ومع ذلك ، يمكن أن يختلف توقيت وشدة التأثيرات بشكل كبير في كل موسم ". تعاني جميع مناطق المملكة المتحدة تقريبًا من أحداث الإجهاد الحراري في مرحلة ما من الموسم. يحتاج المزارعون والمهندسون الزراعيون إلى النظر في تواترها وشدة الحدث الحراري لتقييم المخاطر على المحاصيل ، كما نصح السيد كينغ. واقترح أنه كلما طالت مدة الحدث الحراري زاد التأثير على إنتاج المحاصيل ، مقارنةً بارتفاع درجة الحرارة القصيرة.
أثبتت نتائج أكبر دراسة ميدانية للمحفزات الحيوية في المملكة المتحدة مع كوانتيس الموسم الماضي ، أن التخفيف من الإجهاد الذي قدمته تحت تأثيرات الحرارة أدى إلى إنتاج محاصيل أعلى بكثير من محاصيل البطاطس. في 30 تجربة ميدانية تم تقييمها بشكل مستقل والتي خضعت لدرجات حرارة أوراق 25 درجة مئوية لأكثر من أربع ساعات في 14 يومًا خلال الفترة من بداية تكاثر الدرنات حتى نهاية أغسطس ، كان متوسط استجابة المحصول من برنامج Quantis ثلاثي الرش هو 2.2 ر / هكتار.
كشفت مراجعة بيانات الطقس لمنطقة مثل Cambridgeshire Fens ، على سبيل المثال ، أن درجات الحرارة التي من شأنها أن تؤثر على أداء محصول البطاطس خلال تلك الفترة حدثت في كل موسم على مدار السنوات الست الماضية (أعلاه ، يسار). وقد اختلفت وتيرة حدوثه من أقل ثمانية أيام في عام 2015 إلى 32 يومًا في عام 2018 (أعلاه ، يمين). في المتوسط على مدى ست سنوات ، كان من الممكن أن تتعرض المحاصيل لظروف الإجهاد الحراري المدمرة لأكثر من 15 يومًا في كل موسم.
ودعا إلى أن "استخدام هذه المعلومات يعطي المزارعين والمهندسين الزراعيين مؤشرًا واضحًا على المكان الذي يجب أن يركزوا فيه الهندسة الزراعية على تخفيف الإجهاد الحراري". "إنه يوضح أيضًا أنه مع التباين الموسمي في وقت حدوث الإجهاد الحراري ، فإن أهمية إعداد مرونة المحاصيل لتأثيرات الحرارة من خلال دمج Quantis في البرنامج طوال مرحلة تضخم الدرنات."
وأشار كينج إلى أن درجات الحرارة عند ارتفاع المحصول ستكون عادة أعلى من النموذج المخصص لسجلات الطقس ، وداخل المظلة مع تدفق هواء ضئيل يمكن أن ترتفع أكثر. وحذر من أن ذلك قد يكون له تأثير أكبر على صحة النبات وقدرته على التعامل مع الإجهاد. أظهرت أبحاث المحاصيل المستقلة أن النمو الأمثل للجذور في البطاطس يحدث في درجات حرارة التربة من 15 درجة مئوية إلى 20 درجة مئوية ، مع انخفاض عندما تتجاوز درجات الحرارة 20 درجة مئوية.
الدراسات الفسيولوجية للنباتات التي تشير إلى مكان وجود البطاطس تحت تأثير الضغوط التأكسدية ، مثل الحرارة ، فإنها غير قادرة على استيعاب التركيبات الضوئية ، بما في ذلك السكريات والكربوهيدرات ، من الأوراق إلى الدرنات. في الواقع ، ربما يعتمدون حتى على احتياطيات النبات لمواجهة عوامل الإجهاد. حذر مدير التنميط الظاهري للنباتات والنباتات العالمية في شركة Syngenta ، Nathinee Ruta ، من أنه يمكن أن يتسبب في انخفاض الغلة في كل من عدد وحجم الدرنات ، إلى جانب تناسق الجودة. "هذا هو المكان الذي يتم فيه استهداف تخفيف الإجهاد الحراري لـ Quantis لتقليل الضرر.
المكونات الرئيسية للكميات هي الأحماض العضوية ، والتي تشمل السكريات والأحماض العضوية والأحماض الأمينية وبعض العناصر الغذائية. وبهذه المكونات ، يكون المنتج مزودًا بخصائص مضادة للأكسدة ". "هذه التأثيرات المضادة للأكسدة ضرورية لتقليل السمية التي تسببها أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS - المعروفة باسم الجذور الحرة) في الخلايا في النباتات تحت الضغط اللاأحيائي."
أشارت الدكتورة روتا ، المتخصصة في المحفزات الحيوية ، إلى أن قوة الكميات تكمن في نسبتها العالية نسبيًا من جزيئات الكربون قصيرة السلسلة ، والتي تعتبر فعالة بشكل خاص في مساعدة النبات على منع تكوين أنواع الأكسجين التفاعلية أثناء فترات الإجهاد. علاوة على ذلك ، فهو يساعد في التخلص من أنواع الأكسجين التفاعلية المتراكمة لتقليل آثارها الضارة.
"من خلال سد فجوة الكربون العضوي عندما يتعرض النبات لضغط حراري ، يمكنه تنشيط وتعزيز القدرة الطبيعية للنبات على التكيف مع الإجهاد الحراري ، لمنع الضرر وتقليل آثاره لحماية محصول الدرنات. ونصحت قائلة: "إن النهج متعدد الوظائف لتخفيف الضغط في نباتات البطاطس يعطي القدرة على إنتاج محصول أعلى وحجم درنة أفضل في ظل ظروف الحرارة".