Приспособление растений к биотическим факторам - болезням, вредителям

Одним из наиболее существенных внешних биотических факторов, влияющих на растение, является воздействие вредного организма - вредителя или возбудителя болезни. Важно понимать, что по отношению к большинству существующих вредных организмов любой вид растений обладает абсолютным иммунитетом. Эволюция вида растения и вредного организма в природе происходит параллельно, поэтому в силу сопряженной эволюции относительно немногочисленные виды паразитических организмов приспособлены к питанию определенным видом растений.

Повреждение растений вредителями приводит чаще всего к потере листовой поверхности, потерям урожая, нарушении всасывающей или проводящей системы и, как следствие, к гибели или существенному ухудшению состояния растений.

По отношению к вредителям у растений существуют приспособления морфологического или биохимического характера, которые позволяют растению или избежать повреждения, т.е. отпугнуть вредителя, или ограничиться минимальными повреждениями.

Сложнее складываются взаимоотношения растения и возбудителя болезни.

Поражение растений возбудителями болезней (вирусами, бактериями, грибами) приводит к многочисленным изменениям обмена веществ, выражающимся в таких симптомах, как:

увеличение проницаемости цитоплазмы, а значит увеличение количества выделяемых клеткой веществ, нарушение осмотического давления и тургора,

изменение интенсивности транспирации, которая может либо увеличиваться при нарушении механизма регуляции открытия или закрытия устьиц (при поражении ржавчинными грибами, кладоспориозом), либо уменьшаться при закупорке устьиц (при поражении мильдью винограда),

нарушение водного режима при поражении корневой или сосудистой системы (увядание под действием токсинов паразита, закупорка сосудов клетками микроорганизмов),

снижение фотосинтетической активности при поражении листьев (появление пятен, разрушение хлорофилла, покрытие листовой поверхности мицелием гриба),

истощение больного растения при питании паразитом за счет углеводов, синтезируемых растением,

изменение обмена азотистых соединений, которое может выражаться в возрастании свободных аминокислот и повышении содержания аммиака и мочевины (при поражении ржавчинными грибами), изменении качественного состава аминокислот,

уменьшение интенсивности дыхания в результате отмирания тканей.

В природе существует достаточно стабильная система существования комплекса растений, микроорганизмов, насекомых в едином биоценозе, где соблюдается баланс видов и никогда не встречается полного уничтожения одного из них.

Потери урожая в сельском хозяйстве обеспечены, собственно, антропогенным влиянием, так как при масштабном развитии сельского хозяйства происходит распространение одного вида растений на больших площадях, сужается генетическое разнообразие популяции, резко сокращается число культур, используемых человеком в пищу, селекция сортов на вкусовые и урожайные качества, как правило, сопровождается у них потерей устойчивости к вредным организмам.

Впервые термины "иммунитет растений" и "фитоиммунология" были применены И.И. Мечниковым, а затем упрочены Н.И. Вавиловым. По современным представлениям функция иммунитета организма состоит в поддержании структурной и функциональной целостности организма, в охране постоянства его внутренней среды от любой чужеродной генетической информации.

Существует ряд теорий, объясняющих природу иммунитета. Единой теории иммунитета пока не предложено, однако имеющиеся гипотезы со временем безусловно войдут в единую систему, теоретически обосновывающую все аспекты образования иммунитета организма.

В современной науке обоснованы следующие теоретические предпосылки к теории о природе иммунитета растений:

механическая (толщина клеточной стенки, опушенность, восковый налет, быстрота рубцевания повреждений),

хемотропическая (выделение растением веществ, привлекающих или отталкивающих паразитические организмы),

фагоцитарная (внутриклеточное переваривание паразитических форм клетками растений, наличие у растений стационарных фагоцитов),

кислотная (коррелятивная связь между концентрацией органических кислот и устойчивостью растения к паразитам, восприимчивость к болезням сортов с высокой концентрацией сахаров),

генетическая, предложенная Н.И. Вавиловым, объясняющая основные закономерности существования иммунных сортов (специализация паразитических видов, соответствие реакций иммунитета к паразитическим заболеваниям экологическому типу растения, иммунитет вида к ряду однотипных заболеваний),

фитонцидная, предложенная Б.П. Токиным, объясняющая иммунитет растений наличием специфических веществ в клетках растения - фитонцидов, фитоалексинов - обеспечивающих неспецифический иммунитет у растений.

В заключение курса физиологии растений следует отметить, что знание природы метаболизма растений, особенностей роста и развития растений в онтогенезе, основных приемов по управлению развитием растений, осуществлению всех функций растений, является той основой практической деятельности агронома, которая позволяет осмысленно применять те или иные приемы при возделывании растений, получать максимально возможные в конкретных климатических и экономических условиях урожаи, подбирать к возделыванию культуры и сорта, возделывание которых будет максимально эффективным.

В современном мире с помощью информации о физиологических закономерностях в растительном организме существуют следующие перспективы в развитии агрономической науки:

создание сортов растений с помощью методов генетической инженерии с использованием плазмидных технологий, селекция на иммунитет на токсинном уровне, отбор растений по биохимическим признакам и микроклональное размножение растений,

развитие направления создания растений-азотфиксаторов с помощью биотехнологических методов синтеза единого генотипа растительного и бактериального происхождения,

создание сортов растений с максимально возможным коэффициентом полезного действия использования фотосинтетически активной радиации,

введение в число сельскохозяйственных культур новых ныне дикорастущих видов растений (гваюла - содержащая каучук, хохоба - содержащая жидкий воск, спаржевый горох - богатый белком вид).

Дата добавления: 2014-01-07