Fioletowe liście kukurydzy

Rośliny mają zielony kolor liści ponieważ zawierają chlorofil, zielony barwnik, który pełni w roślinie funkcję receptora promieniowania słonecznego w widmie  380–710 nm (określany jest jako promieniowanie czynne fotosyntetycznie). W komórkach roślin występują także inne barwniki, jak ksantofile, karoten, czy antocyjanidyny. One też mogą absorbować światło słoneczne, lecz z dużo mniejszą wydajnością niż chlorofil. Antocyjanidyny należą do szerokiej grupy związków organicznych zwanych flawonoidami. Flawonoidy pełnią w roślinach funkcję antyutleniaczy a także chronią rośliny przed grzybami patogenicznymi i niektórymi szkodnikami. Większość flawonoidów zawiera grupy hydroksylowe, z których jedna lub więcej jest zwykle połączona z cząsteczką cukru tworząc glikozydy. Ta informacja jest kluczowa dla wyjaśnienia przyczyn fioletowienia lub czerwienienia liści kukurydzy.

Barwa antocyjanidynów zależy od pH środowiska, w jakim się one znajdują. W przypadku pH poniżej 7 (kwaśne) są one czerwone, a w pH obojętnym lub zasadowym (pH > 7) mają barwę niebieską lub fioletowe.

Rośliny, produkując węglowodany w części nadziemnej w ciągu dnia, nocą przekazują je do organów podziemnych (oczywiście, jest to duże uproszczenie). W warunkach więc, gdy wstrzymany, spowolniony lub w inny sposób zakłócony jest transport węglowodanów z liści do korzeni, powstaje ich nadmiar w tkankach liści. W tej sytuacji, roślina produkuje czerwone, purpurowe lub fioletowe pigmenty, czyli antocyjanidyny.

W naszych warunkach klimatycznych, zjawisko to występuję najczęściej wiosną, najczęściej na kukurydzy.

W przypadku kukurydzy, która jest szczególnie wrażliwa na warunki termiczne, czynnikiem sprzyjającym zmianom koloru liście jest niska temperatura nocą oraz dysproporcja tempa rozwoju korzeni w stosunku do części nadziemnej. Wiosną, gdy gleba jest jeszcze niedostatecznie ogrzana, korzenie rozwijają się znacznie wolniej niż pęd nadziemny, co powoduje, że nie są one w stanie zaabsorbować znacznych ilości węglowodanów wytwarzanych w dzień przez szybko rosnące liście.

Wiele osób uważa, że fioletowienie liści kukurydzy jest symptomem braku fosforu w glebie i jego niedostatecznym pobraniem przez rośliny. Jest to po części prawda, gdyż fosfor bierze udział w metabolizmie węglowodanów, a także jest składnikiem bardzo ważnych związków energetycznych rośliny (ATP, ADP, AMP). Jeśli jednak zmiana koloru liści kukurydzy występuje na całej plantacji, a nie punktowo, lub placowo, to nie jest to niedobór fosforu.

Zjawisko fioletowienia liści występuje także w przypadku innych czynników ograniczających wzrost korzeni, jak np.:

• susza (szczególnie w warstwie powierzchniowej)
• nadmiar wody w glebie,
• zakwaszenie powierzchniowych warstw gleby np. przez nawozy mineralne (przy niskim pH uwalniają się w glebie jony glinu, hamujące wzrost korzeni),
• ubicie wierzchniej warstwy gleby (niedotlenienie korzeni),
• występowanie podeszwy płużnej.

We wszystkich powyżej opisanych sytuacjach może wystąpić okresowe czerwienienie lub fioletowienie liści kukurydzy.

W trakcie bardziej zaawansowanych stadiów rozwoju kukurydzy także można zaobserwować to zjawisko, np. w sytuacji gdy z różnych przyczyn kukurydza nie zawiązuje kolby. Wtedy łodyga i liście przykolbowe nabierają intensywnego koloru purpurowo-fioletowego, wskutek nadmiaru węglowodanów, które nie mogą zostać zmagazynowane w ziarniakach w postaci skrobi.

Ciekawostką jest, że amerykańscy naukowcy (University of Missouri) wiążą to zjawisko z niską populacją grzybów mikoryzowych w glebie, w której kukurydza jest uprawiana. Kukurydza należy do upraw, które dość dobrze współżyją z grzybami, tworzącymi mikoryzę arbuskularną. Strzępki grzybni oplatają korzenie, a także wrastają w ich tkanki, wspomagając roślinę w pobieraniu składników pokarmowych i wody.  Badacze z Missouri zauważyli, że na polu, wcześniej ugorowanym, posiana kukurydza cierpi na niedobory fosforu objawiające się zmianą koloru liści. Szczegółowe badania wykazały bardzo niską obecność w glebie grzybów mikoryzowych, specyficznych dla kukurydzy.

Strzępki grzybni grzyba Glomus sp. obrastające korzeń i włośniki

Badania nad poznaniem zjawiska zmiany koloru liści przez kukurydzę wykazały, że pigment antocyjanowy jest wytwarzany tylko w powierzchniowej warstwie komórek i nie wpływa na zawartość chlorofilu w liściu. Dlatego też fioletowe zabarwienie liści na początku sezonu nie wpływa zasadniczo na plon kukurydzy. 

Należy też pamiętać, że istnieją pewne różnice genetyczne w predyspozycji mieszańców kukurydzy do zabarwienia fioletowego. Niektóre z nich mają więcej genów warunkujących tworzenie antocyjanidynów i w warunkach temu sprzyjających takie odmiany szybciej będą zmieniały kolor liści z zielonych na purpurowo-fioletowe.

Przed podjęciem decyzji o interwencyjnym nawożeniu dolistnym kukurydzy fosforem warto więc przenalizować inne przyczyny tego zjawiska na polu, bo być może dolistne dokarmianie P będzie zbędnym kosztem.

dr inż. Sylwester Lipski