4 роки тому
Немає коментарів

Sorry, this entry is only available in
Російська
На жаль, цей запис доступний тільки на
Російська.
К сожалению, эта запись доступна только на
Російська.

Мы познакомились с природными и синтетическими регуляторами роста, от которых во многом зависит уро­жайность растений. В каком направлении будет разви­ваться эта отрасль физиологии растений в будущем? На­метились два пути: селекционное усовершенствование сортов и создание регуляторов нового типа: с высокой активностью, малотоксичных, точно действующих, рас­ход которых исчисляется граммами на гектар. Специали­сты настойчиво ищут аналоги природных регуляторов.

Уже созданы аналоги ауксинов (индолилмасляная и нафтилуксусная кислоты), этилена (этефон, кампозан, гидрел и дигидрел, декстрел и др.), цитокининов (кар­толин, дроп и др.). Эти регуляторы — оружие фитотех­ники, которая активно вмешивается в ход жизненного процесса растения. Ведь нередко селекционер путем многолетних усилий создает высокопродуктивный, но, к сожалению, малоустойчивый к неблагоприятным усло­виям сорт. Конечно, такой сорт мало перспективен в ус­ловиях «критического» земледелия. Уже в ближайшее время с помощью фитотехнических приемов мы сможем преодолевать недостатки сортов, вводя оперативными методами регуляторы-антитранспиранты или протекто­ры, повышающие их морозоустойчивость. В будущем фи­зиолог растений будет располагать набором смесей ре­гуляторов, своеобразных коктейлей, при помощи кото­рых, сможет улучшать свойства сорта и восстанавливать потерянные прекрасные свойства некогда удачных сор­тов.

Надо, сказать, что селекционеры пока не работают над улучшением гормонального аппарата растений. Они в основном делают ставку на комплексный процесс — модифицируют рост. Однако не следует забывать, что рост — процесс, управляемый балансом гормонально-ингибиторных соединений. Меняя интенсивность роста, селекционер невольно вмешивается в соотношение меж­ду уровнем фитогормонов и ингибиторов. Может быть, и можно направленно менять уровень некоторых гормо­нов, не затрагивая такой комплексный процесс, как рост. Видимо, такие изменения могут повысить устойчивость растения, не затрагивая других процессов. Но пока это лишь фантазия, хотя и основанная на реальной идее.

Итак, оперативно вмешиваясь в баланс регуляторов роста, удается создать сорта с повышенной устойчи­востью. Однако пока физиологи растений не могут пред­ложить оперативных, экспрессных методов определения фитогормонов, что тормозит плодотворное содружество селекционера и физиолога-фитотехника.

В настоящее время растение нагружают большим количеством химических препаратов. Хорошо ли это? Вряд ли. Число вносимых препаратов можно было бы уменьшить, если бы удалось создать регуляторы комп­лексного типа. Скажем, одно и то же вещество выпол­няло бы одновременно роль гербицида и стимулятора для культурного растения, в посевах которого применя­ли этот препарат. Другой вариант — одно и то же ве­щество может быть дефолиантом и ингибитором прора­стания семян. Все это дело будущего, но основы его за­кладываются сегодня. В лабораториях мира создаются экспресс-методы анализа гормонов, комплексные регу­ляторы, аналоги природных гормонов, исследуются ме­ханизмы действия эндогенных гормонов.

Общая цель таких поисков — повышение продуктив­ности растений. Ведь численность населения планеты увеличивается, а размеры посевных площадей уменьша­ются. Кооперация селекционеров с физиологами позво­лит сделать новый скачок в повышении продуктивности растений. Физиологи, располагающие арсеналом фитотехники, смогут принять участие в разных этапах се­лекционного процесса, начиная от первичного отбора на устойчивость и интенсивность роста и кончая приме­нением регуляторов аналогового и комплексного типа действия.

В ряде случаев селекционер оперирует морфологическими признаками или продукционным процессом, обеспечивающим выход итогового продукта (урожай­ность) при отборе нового сорта. Однако в систему пер­вичного отбора (скрининга) можно включать такие по­казатели, как уровень АБК и ИУК в тканях проростка, скорость смены стимуляторной активности на ингибитор­кую, соотношение стимуляторов и ингибиторов в корнях и побегах. Важно выявить систему гормональных при­знаков для оценки создаваемого сорта на продуктив­ность, устойчивость, степень скороспелости. Конечно, не только гормоны определяют характер и шкалу физиоло­гических признаков, по которым следует вести отбор, но они могут быть решающими на уровне начального от­бора, т. е. на ранних этапах онтогенеза.

Кроме определения уровня гормонов и ингибиторов, видимо, следовало бы включить в систему гормонально-селекционного скрининга и реакцию проростков селек­тируемых линий на систему стимуляторов и ингибито­ров синтетического и природного типа, например, таких, как АБК, ИУК, гиббереллин, ССС, этефон. По степени чувствительности прорастающих семян, проростков или молодых растений к этим регуляторам можно оценивать скорость роста проростка, способность его разгоняться и тормозиться в присутствии стимуляторов и ингибито­ров. Наконец, важный показатель — реакция создавае­мого сорта на аналоговые регуляторы, т. е. регуляторы, которые по своим химическим и физиологическим свой­ствам имеют аналоги среди природных регуляторов роста.

Конечно, этим не ограничивается кооперация между селекционерами и фитотехниками. Специалисты по ре­гуляторам роста могут участвовать в выведении сортов, обладающих повышенной устойчивостью к гербицидам, фунгицидам и акарицидам. Наконец, фитотехники про­должают работу по поиску новых фитогормонов и ин­гибиторов роста, которые управляют эндогенными про­цессами роста и развития. Возможно, будут получены в кристаллическом виде гормоны цветения, луковице- и клубнеобразования, гормоны роста листа и плода. Не исключено, однако, что фитотехников на этом пути по­стигнет частичная неудача, ибо некоторые процессы мо­гут регулироваться балансом известных гормонов и ин­гибиторов. Выявив некоторые из таких новых регуляторов, фитотехники могут пойти по пути создания их синтетических аналогов.

Существуют данные о том, что растения привыкают к применяемым препаратам. Поэтому будет продолже­на работа по созданию аналоговых препаратов уже из­вестных гормонов. Использование мягко действующих регуляторов позволит удлинить жизнь сорта на полях, расширить ареал его распространения, продвинуть его в зону с критическими погодными условиями. Кое-что в этом направлении уже делается. Однако пока селекцио­неры и фитотехники говорят как бы на разных языках и не понимают друг друга. Требуется время для адап­тации специалистов разного профиля друг к другу, но она необходима, так как им решать в конечном счете общие задачи, связанные с получением высоких и га­рантированных урожаев.

Физиологи растений, осведомление об интенсивности роста, скорости перехода к цветению и плодоношению, могли бы быть полезны селекционерам при подборе ис­ходных пар для селекционного процесса. Физиолог мо­жет дать селекционеру сведения о минимальном числе развитых листьев, определяющих высокую продуктив­ность хозяйственно полезных органов. Тогда избыток листьев на растении и корней в почве не будет форми­роваться за счет и в ущерб хозяйственной продуктив­ности. Вопросы морфогенеза листьев и генеративных ор­ганов тесно связаны с уровнем гормонов и ингибиторов в растении.

Пока физиолог-фитотехник ищет соединения внутри растения, однако существует большой источник регуля­торов и вне зеленого растения, среди продуктов выде­ления корней и листьев, т. е. продуктов так называемого аллелопатического воздействия. Аллелопатия — наука о взаимодействии растений в природных и искусственно созданных ценозах. А. М. Гродзинский с сотрудниками (Киев) показал, что некоторые растения выделяют ин­гибиторные, токсические и стимуляторные соединения. Может быть, эти вещества смогут стать активными ре­гуляторами роста и развития растений? А если не они сами, то их синтетические аналоги. Некоторые из при­родных ингибиторов следует рассмотреть и с точки зре­ния их мутагенного воздействия на растение.

Другой подход — поиск среди природных ингибито­ров своеобразных консервантов, пролонгатороз покоя, т. е. веществ, достаточно долго продлевающих период покоя семян, что несомненно будет полезным на этапе хранения семян.

Не следует, однако, полет фантазии ограничивать жизнью сельскохозяйственного растения в поле. Все дальше шагает земледелие закрытого грунта. Норильск и Таймыр, Чукотка и Кольский полуостров стали цент­рами тепличного строительства. Снабженные фитолам­пами с оптимальным спектром, плодородной почвой или гидропоникой (гравием с питательным раствором), эти стеклянные огороды производят в условиях Заполярья зеленую продукцию. Химические регуляторы здесь бу­дут функционировать в сочетании с формативным дейст­вием света. Для этих огородов потребуется специальная селекция и специальные режимы фитотехники.

Другой тип нетрадиционного земледелия — накопле­ние биомассы растений при культивировании изолиро­ванных клеток и тканей. Селекционный процесс такого «огорода» может быть направлен на создание таких кло­нов, которые не требуют добавления в среду гормонов, а сами синтезируют регуляторы, потребные для разви­тия и роста клеток и тканей в условиях стерильного культивирования. С другой стороны, на уровне изолиро­ванных клеток можно вести селекцию на их обогащение витаминами и ценными в пищевом отношении вещества­ми. Так может функционировать еще один метод созда­ния пищи для человека.

Другой тип земледелия — космический огород, где земные растения или их изолированные клетки будут размножаться и снабжать космонавтов, а может быть, не только космонавтов, но в далеком будущем и зем­лян продуктами питания. Весь свой жизненный цикл эти растения должны проводить в космосе. Химические ре­гуляторы в условиях космоса должны будут повышать адаптацию растений к невесомости и продукционные процессы в таких необычных условиях культивирования.

Итак, в будущем регуляторы роста могут стать су­щественными факторами обеспечения рационального земледелия в условиях традиционного культивирования растений в поле, в закрытом грунте, в стерильных кон­тейнерах-ферментерах и в космосе, на специализирован­ных агрономических космических станциях.

Каковы же ближайшие задачи, которые предстоит решить совместными усилиями химикам, биологам, теоретикам и практикам в направлении использования ре­гуляторов роста в сельском хозяйстве? Это:

предупреждение полегания зерновых культур (пше­ница, рожь, овес, рис, ячмень);

повышение устойчивости растений к неблагоприят­ным условиям произрастания — засуха, мороз, засоле­ние, анаэробиоз, а также к вредителям и. болезням;

ускорение развития культурных растений (получе­ние ранних урожаев картофеля, овощей);

прерывание покоя;

регулирование плодоношения путем химического про­реживания цветков и завязей и ограничения периодич­ности плодоношения;

ускорение созревания плодов, технических культур я зерновых;

борьба с опадением завязей;

стимуляция плодообразования?

улучшение качества урожая (повышение содержания белка, сахара, алкалоидов, латекса и др.);

повышение посевных качеств семян (сахарная свек­ла, овощи, посевной картофель);

подготовка растений для механизированного ухода и уборки урожая (плодовые, косточковые, технические и другие культуры);

улучшение условий хранения и сокращение потерь при хранении и транспортировке плодов, овощей за счет продления периода покоя, повышения лежкости;

усиление оттока ассимилятов в хозяйственно цен­ные органы.