Вадим Артамонов - Растения и чистота природной среды

• Название: Растения и чистота природной среды
• Автор: Вадим Артамонов
• Издательство: Наука
• Жанр: Экология
• Год: 1986

В книге рассматриваются основные источники загрязнения окружающей среды, влияние загрязнителей на растения, роль растений в индикации загрязненности окружающей среды, значение растительного мира в очистке атмосферы и гидросферы от токсических примесей, устойчивость растений к фитотоксикантам, некоторые проблемы озеленения территорий.

Для широкого круга читателей.

---

Под влиянием загрязнителей происходит замедление роста побегов, более быстрое их старение. В этих условиях путем обрезки растений можно стимулировать процессы омоложения вегетативных и генеративных органов. Положительное значение в защите неустойчивых к фитотоксикантам растений имеет посадка перед ними устойчивых деревьев и кустарников.

Физиологически активные вещества

К физиологически активным веществам относятся фитогормоны (ауксины, цитокинины, гиббереллины), ингибиторы роста, витамины, ферменты и др. Мы уже говорили, что один из видов устойчивости — биологическая — связан со способностью растений регенерировать поврежденные ткани и органы. В связи с этим для повышения устойчивости следует шире использовать физиологически активные вещества, способные ускорять протекание регенерационных процессов. Особенно это необходимо при пересадке крупных деревьев в городе, когда происходит повреждение корневых систем растений. Обработка комля ауксинами может способствовать быстрому отрастанию корней. Использование ауксинов в некоторых случаях позволяет снять действие фитотоксикантов, тормозящих рост растений.

Другой фитогормон — гиббереллин — в концентрации 0,01 и 0,001 % способствовал увеличению надземной массы трав, произрастающих в условиях воздействия токсических веществ. Однако декоративность их снизилась за счет появления светло-зеленой окраски и изменения формы листьев. Последние становились более узкими. Изменение окраски и формы листьев является характерным признаком действия гиббереллина и не зависит от присутствия токсикантов. Для снятия нежелательных явлений можно рекомендовать использование гиббереллина вместе с рибофлавином.

Обычно когда говорят о холестерине, то имеют в виду животные организмы. Однако за последние годы было установлено, что растительные ткани также содержат это стероидное соединение. Наряду со снижением количества свободного стерола озон вызывает также уменьшение количества в растениях холестерина. Интересно отметить, что обработка растений фасоли холестерином хорошо защищала их от повреждающего действия озона. Наоборот, предварительная обработка растений ингибитором стероидных соединений увеличивала восприимчивость фасоли к озону. Исследователи пришли к заключению, что холестерин может быть одним из факторов, обусловливающих устойчивость растений фасоли к озону.

Ослабление скорости протекания обмена веществ, подавление ростовых процессов должны повышать резистентность растений к загрязнителям атмосферы. Действительно, ингибитор роста — абсцизовая кислота значительно уменьшает повреждающее действие озона.

В опытах с 65 сортами петунии было установлено, что обработка растений веществами, замедляющими удлинение междоузлий и способствующими развитию темнозеленой окраски листьев, уменьшает количество видимых повреждений растений от озона. Таким действием обладает, например, 2,2-диметилгидразид янтарной кислоты. Он задерживает рост и изменяет чувствительность листьев к озону. Добавление аскорбиновой кислоты и воска к раствору для опрыскивания усиливало защитные свойства 2,2-диметилгидразида янтарной кислоты. Препараты, не тормозящие рост, не защищали растения петунии от действия озона.

Многочисленны исследования, результаты которых свидетельствуют о положительном влиянии аскорбиновой кислоты на устойчивость растений к фитотоксикантам. Опрыскивание растений раствором этого витамина в районе Лос-Анджелеса позволило ослабить повреждающее действие оксидантов на фасоль, сельдерей, латук, петунию и цитрусовые. В других опытах обработка растений салата, шпината, мятлика, петунии, томатов, роз, орхидей и гвоздик аскорбиновой кислотой способствовала повышению сопротивляемости их озону.

Слабые (0,001 %) растворы аскорбиновой кислоты, тиомочевины, янтарной кислоты рекомендованы для опрыскивания деревьев, газонов и цветников. Весьма ценно, что некоторые витамины обладают не только антитоксическим действием, но и проявляют антимутагенный эффект. На луке-батуне и конских бобах такой результат достигнут с помощью α-токоферола, аскорбиновой кислоты и β-каротина. Аскорбиновая кислота и α-токоферол эффективно снижали частоту мутаций, индуцированных ионизирующими излучениями. Таким образом, эти витамины обладают универсальной антимутагенной активностью, которая проявляется на разных объектах как при спонтанном, так и индуцированном мутагенезе. Приведенные примеры свидетельствуют о возможности использования физиологически активных веществ для предохранения растений от вредного действия фитотоксикантов.

Нейтрализаторы фитотоксикантов

Еще один путь повышения устойчивости растений против фитотоксикантов — нанесение на листья растений веществ, частично нейтрализующих и удаляющих поступающие в растения фитотоксиканты. Рассмотрим несколько характерных примеров.

Для того чтобы предохранить растения от свинца, предлагается опрыскивать их защитными препаратами. В качестве таких препаратов исследователи использовали хелаты: этилендиаминоуксусный кальций и полифосфат натрия. После обработки растворами этих веществ попадающий на поверхность растений свинец образовывал с ними комплексные соединения и при помощи осадков смывался в почву. Попадая с осадками в почву, комплексные соединения превращаются в нетоксичные для растений соли: сульфат свинца и фосфат свинца.

Исследователи пробовали вводить комплексные вещества непосредственно в почву. Там они связывали в комплексные соединения 94–99 % подвижного свинца.

Ученые исследовали возможность очищения почвы от кадмия. С этой целью почвы, загрязненные кадмием, насыщались раствором соляной кислоты (концентрация 0,05 и 0,1 н), а затем в них вносился углекислый кальций или фосфорнокислый магний. При этом содержание кадмия в почве резко сократилось, а растения, выращиваемые на этой почве, содержали его в пять с лишним раз меньше.

Для восстановления почв, загрязненных тяжелыми металлами, западногерманская фирма «Байер» предлагает обработать ее ионообменными смолами. Внесенные в виде порошка или гранул смолы адсорбируют ионы тяжелых металлов. В настоящее время исследовано влияние ионообменных смол при выращивании декоративных растений.

Исследования в области очистки почв от вредных примесей, несомненно, заслуживают большого внимания. Вполне возможно, что в недалеком будущем человечество будет поставлено перед необходимостью проведения таких мероприятий на больших площадях.

В качестве препарата, защищающего растения от вредного действия озона, может быть использован антиозонатор 4,4-диоктилдифениламин, который обладает способностью инактивировать озон. Выращивание табака и петунии, чувствительных к озону, под пленкой, обработанной этим веществом, привело к тому, что растения были выше и имели большую массу по сравнению с растениями, находившимися под пленкой без антиозонатора.

Дифениламин, раствором или порошком которого обрабатывали трехмесячные яблони, 14-дневные растения фасоли, 39-дневные растения петунии и 60-дневные растения табака, также вызывал снижение повреждающего действия озона. Наиболее эффективным препаратом, снижающим токсическое действие озона на листья табака, оказался пиперонилбутоксид, применяемый в виде раствора концентрации 0,1 %.

Особый интерес представляет использование для защиты растений антитранспирантов, которые уменьшают поступление фитотоксикантов внутрь растений. Так, аптитранспирант фоликот (эмульсия углеводородного парафинового воска), внесенный в почву в дозе 160 мг/кг, защищал растения на 99 % от повреждающего действия озона. Аналогичным образом действовало опрыскивание растений фасоли сорта Пинто III раствором фоликота в концентрации 10 мл на 1 л воды.

В ряде случаев против озона оказались эффективными системный фунгицид беномил, карбатиин, этилендимочевина, этилтрифонат, триаримол и другие вещества.

Наконец, имеются сведения относительно повышения устойчивости древесно-кустарниковой растительности, в том числе хвойных, с помощью обработки растений моющими средствами типа ОП-7, ОП-10, которые использовались в виде 0,2 %-ного раствора. Исследователи рекомендуют эти препараты для удаления грязи и адсорбированных токсических веществ.

* * *

Все изложенное свидетельствует о том, что растения в ряде случаев успешно противостоят вредному влиянию загрязнителей атмосферы. Такие растения обладают целым рядом характерных биологических и анатомо-морфологических признаков. Обмен веществ также имеет характерные черты. Низкая интенсивность реакций метаболизма замедляет обмен веществ растений с окружающей средой и тем самым делает растения менее зависимыми от внешних воздействий. В ряде растений токсические вещества претерпевают глубокие изменения. Некоторые из них вовлекаются в обмен веществ. Это относится, например, к сернистому газу. Чем быстрее в растениях осуществляется процесс восстановления серы и включения ее в серосодержащие белки, тем лучше растение противостоит действию этого фитотоксиканта.