приводит к прекращению митозов и сильному повреждению ядер. Радиочувствительность растительного организма изменяется в широком интервале доз облучения и зависит от его биологических особенностей, возраста, физиологического состояния, интенсивности обмена веществ. Основными параметрами, определяющими чувствительность клеток к действию радиоактивного облучения являются температура, парциальное давление кислорода, цикл деления, метаболическое состояние, её оводненность и интенсивность митозов. В пределах одного вида растений радиочувствительность может зависеть от изменения объема ядер в течение цикла развития растительного организма.
Реакция растений на определённую дозу облучения зависит от времени, за которое эта доза получена. Повреждения растений при остром облучении обычно наступают при меньших дозах, чем при хроническом облучении. При хроническом облучении важное значение имеет общая доза, накопленная за митотический цикл, на продолжительность которого, в свою очередь, влияет температура окружающей среды. При более высокой температуре клетки делятся быстрее, а при пониженной – медленнее. В зависимости от температуры изменяются длительность митотического цикла и общая доза хронического облучения.
Последствия действия излучения на растения зависит также от фазы развития растения. У зерновых культур в результате облучения в фазу кущения сильно поражаются генеративные органы. Образовавшиеся колосья в значительной степени оказываются стерильными, а зерно - щуплым. При повреждении репродуктивных органов и высокой стерильности колосьев отмечается сильное кущение и у большинства таких растении стебли не образуются, угнетается также рост корневой системы. При облучении растений в течение всего вегетационного периода генеративные органы вообще не образуются. Такие же изменения обнаружены и у двудольных растений (горох, фасоль, бобы и др.).
Устойчивость растений к радиационному повреждению повышается с их возрастом. При облучении растений пшеницы в период всходов урожай снижается на 53 %, кущения – на 25 %, а облучение во время созревания не даёт эффекта. При облучении картофеля перед бутонизацией клубни не образуются, а при облучении в период цветения урожай снижается на 52 %.
Семена более устойчивы, чем целые растения. Наблюдается довольно тесная связь между радиочувствительностью сухих семян при остром облучении, объемом ядер клеток и числом хромосом при условии одинакового содержания в них воды. При облучении семян различных культур оказалось, что наиболее чувствительны к облучению семена крестоцветных, а более устойчивы семена овса, люпина, клевера.
58
Ионизирующее излучение радиоактивных изотопов может не оказать повреждающего действия на урожай материнского растения. Однако отрицательное влияние накопленных радионуклидов в семенах может проявиться на последующих поколениях.
Обобщая изложенное, можно сказать, что ионизирующая радиация прежде всего действует на генетический аппарат клеток растений. При этом у растений наблюдаются сильнейшие мутации, отмечаются интенсивный рост биомассы, несоразмерное увеличение плодов и другие явления. Но особенно опасно, когда радионуклиды накапливаются в плодах и семенах растений. Помимо этого облучение приводит к сильнейшему загрязнению почвы, которую нельзя использовать под сельскохозяйственные культуры довольно длительное время.
59
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Одной из главных причин снижения урожайности высокопродуктивных сельскохозяйственных растений является их недостаточная устойчивость к неблагоприятным факторам среды. Поэтому чрезвычайно важно знать основные показатели, которые могут характеризовать устойчивость растений к тем или иным неблагоприятным факторам среды. Важность такой постановки вопроса очевидна, так как ведение современного сельского хозяйства требует от специалистов знания не только теоретических основ проблемы, но и умения применять различные физиологические характеристики состояния растений в экстремальных условиях.
Для определения устойчивости растений к неблагоприятным факторам среды используют разнообразные методы. Это в первую очередь визуальная диагностика состояния растений: высота растения, кустистость, темпы роста, формирование листового аппарата, окраска листьев. Как правило, такие показатели используют при прямых полевых или вегетационных методах выращивания. Однако трудоемкость и продолжительность прямых методов вызвали необходимость разработки лабораторных методов диагностики устойчивости растений. В основе этих методов лежат изменения физиологических
ибиохимических процессов, происходящих в растениях.
Взависимости от вида действующего фактора можно выделить такие показатели, как водоудерживающая способность растений, содержание свободной и связанной воды, эластичность и вязкость протоплазмы. Для определения засухоустойчивости растений применяют метод крахмальной пробы, определение выхода электролитов из тканей растений и содержания статолитного крахмала, устойчивость пигментного комплекса, скорость движения цитоплазмы.
При диагностике холодостойкости и морозоустойчивости используют содержание углеводов, активность фруктонозидазы, степень склерификации узла кущения, изменение электропроводности тканей, биопотенциалов и увеличение сродства к красителям.
Устойчивость к засолению можно определять по скорости прорастания семян в солевом растворе, а также использовать для этих целей такие показатели, как степень и скорость плазмолиза, «выцветания» хлорофилла, раскрытия устьиц, количество альбуминов, биохемилюминесценция, и другие показатели.
Применяя различные методы определения устойчивости растений, можно уже на ранних этапах роста и развития растений выявить возможность выращивания их в той или иной экологической среде.
60
В настоящее время теория и методология селекционного процесса, систем земледелия претерпевают глубокие качественные изменения, которые направлены на создание адаптивно-устойчивых сортов, адаптивноландшафтных систем земледелия, разработку агротехнических мероприятий, обеспечивающих реализацию и сохранение присущих сортам устойчивость и адаптивность к вредным организмам.
Ограничение и подавление болезней достигается при возделывании минимум двух иммунно-генетически различных сортов. Нецелесообразно производить резкую смену одного сорта на другой, имеющих иммунные отличия из-за опасности появления резистентных форм возбудителей. При этом устойчивость сорта следует сочетать с агротехническими приемами, подавляющими развитие болезней. Например, для поддержания сортов, устойчивых к вилту, их включают в фитосанитарные севообороты с люцерной по схеме: фитосанитарный предшественник два года (люцерна) – устойчивый сорт – выносливый сорт – фитосанитарные культуры (зерновые) – выносливый сорт – устойчивый сорт. Фитосанитарные культуры, входящие в севооборот, обеспечивают снижение общего инфекционного потенциал возбудителей в почве, а посев устойчивых, выносливых сортов стимулирует отбор менее агрессивных и вирулентных рас болезней и вредителей, предупреждая эпифитотии болезней.
Одним из важнейших мероприятий по сохранению сортами устойчивости к вредным организмам является также научно-обоснованная система внесения удобрений, сроков посева, семеноводства. Семенные участки должны размещаться на здоровых почвах по возможности в зонах слабого развития вредных организмов при соблюдении оптимальных технологических параметров. Тем самым создается фундаментальная предпосылка для комплексной устойчивости и выносливости растений к вредным организмам – фонд здоровых семян, а также присущая сорту устойчивость и выносливость ко всему комплексу биотических и абиотических стрессоров.
61
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.Кошкин Е. И. Физиология устойчивости сельскохозяйственных культур
:учебник для вузов / Е. И. Кошкин. — М. : ДРОФА, 2010. — 638 с.
2.Кузнецов В. В. Физиология растений / В. В. Кузнецов, Г. А. Дмитриева.
— М. : Абрис, 2011. — 784 с.
3.Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений: учебник для вузов / Н. Н. Третьяков [и др.]; под ред. Н. Н. Третьякова. — М. : Колос,
2005. — 640 с.
62