2018-03-09
670
Под антропогенными стрессами следует понимать неблагоприятное воздействие на культивируемые растения химического загрязнения окружающей среды, вызванного развитием отраслей промышленности, наносящих экологический вред.
Наиболее токсичными для растений являются газообразные загрязнители и содержащиеся в дыме газы, в отличие от твердых химикатов и жидких компонентов аэрозолей. Особенно пагубно действие йодистого и фтористого водорода, хлора, диоксида серы, этилена, тогда как аммоний, окиси азота поражают растения только при очень высоких концентрациях. Многие виды растений проявляют наибольшую чувствительность днем, когда устьица обычно открыты.
К настоящему времени в атмосфере обнаружено свыше трех тысяч химических загрязнителей воздуха, из которых наиболее ощутимый экономический ущерб сельскохозяйственному производству причиняют озон, диоксид серы, окиси азота, углеводороды и фтористый водород. Действие этих загрязнителей модифицируется в значительной степени под влиянием факторов внешней среды (рельефа, осадков, солнечной радиации, ветра и др.) и зависит не только от их концентрации и продолжительности действия, но и от биологических особенностей культивируемых видов, а также стадии роста и развития растения.
Под действием загрязнителей значительно ускоряется старение растений, причем снижение урожая может происходить и при отсутствии легко идентифицируемых симптомов повреждений. Установлено, например, что окислители ослабляют защитные способности растений и обусловливают большую восприимчивость их к поражению вредителями. При этом поражение растений загрязнителями имеет комплексную природу: оно усиливается по мере повышения влажности воздуха и освещенности; зависит от ряда экологических факторов.
Фитотоксичность различных газов зависит не только от токсичности самого элемента, но и от растворимости его в воде, характера взаимодействия с тканями растения, влияния на активность ферментов и т. д. Так, сравнительно низкая токсичность оксида углерода (угарного газа), цианистого и сернистого водорода обусловлена их нерастворимостью в воде и слабым взаимодействием с тканями растений. Существенно, что многие из загрязнителей сравнительно легко нейтрализуются буферными системами в листьях, поэтому возможно значительное накопление их, прежде чем они станут токсичными. В смеси из двух загрязнителей каждый из них может усиливать повреждающий эффект другого.
Степень поражения растений загрязнителями, в частности сернистым ангидридом, зависит от стадии онтогенеза – молодые листья поражаются сильнее, чем старые. Повреждающее действие загрязняющих веществ зависит от соответствующей устойчивости поверхности листа, его устьиц, кутикулы и мезофилла. Так, устойчивость к озону обеспечивается путем быстрого закрытия устьиц, что препятствует проникновению газа в мезофилл листа.
Вредным антропогенным фактором для растений также является повышенная интенсивность электромагнитного излучения. Электромагнитные поля ингибируют рост растений, повышают интенсивность дыхания. Биологические эффекты магнитных полей на растения проявляются в ускорении роста сеянцев, увеличении числа женских цветков, различных аномалиях роста.
Особо следует отметить отрицательное влияние гербицидов на величину и качество урожая, всхожесть семян, процессы метаболизма и морфогенеза растений. В зависимости от толерантности культивируемых растений к гербицидам изменяется интенсивность дыхания и фотосинтеза. Еще более вредным действием на продуктивность сельскохозяйственных культур обладают фунгициды и инсектициды. Поэтому целесообразность их применения следует рассматривать не только с точки зрения уничтожения болезней и вредителей, но и в аспекте минимального вреда для растений.
В связи с вышеизложенным, важнейшим направлением в селекции и адаптивном растениеводстве является создание и использование сортов сельскохозяйственных культур, слабо чувствительных к высоким концентрациям загрязнителей. Так, в США были отобраны сорта люцерны, картофеля, фасоли, хлопчатника, устойчивые к поражению озоном.
