Страница 43 из 48
Значительно выше оказались урожайность и технологические качества опытной свеклы. Так, основной показатель — расчетный выход сахара — составлял у обработанной индуктором свеклы 105–107 %.
Фитопатологический анализ корней сахарной свеклы, проведенный спустя 75 суток после закладки на хранение, показал, что такая свекла значительно более устойчива, чем выращенная из необработанных семян. Опытная свекла имела на 52 % меньше загнивших корнеплодов, а гнилая масса составляла только 11 % по сравнению с контрольной. Такая свекла и после хранения имела значительно лучшие технологические свойства: выход сахара из нее был на 4,8 % выше, чем из необработанной.
Неоднократно предпринимались попытки использовать сами фитоалексины или их аналоги в качестве естественных пестицидов для борьбы с болезнями растений. Канадские фитопатологи обнаружили, что фитофтороустойчивость томатов и картофеля заметно возрастала после их обработки фитоалексинами перца (капсидиолом) и картофеля (ришитином). Однако эта работа не имеет перспективы, так как для защиты необходимы высокие концентрации препаратов.
Попытки химически синтезировать фитоалексины успехом не увенчались. Их синтез достаточно сложен, так как многие из них имеют асимметрический углеродный атом и лабильные функциональные группировки. Английские исследователи показали, что фитоалексины бобовых — птерокарпаны вообще не эффективны как фунгициды. С нашей точки зрения, такой путь защиты вообще малоперспективен, так как вновь созданные пестициды вряд ли окажутся менее опасными для окружающей среды, чем уже существующие. К тому же токсичность фитоалексинов для грибов меньше, чем токсичность фунгицидов, тогда как для людей они ничуть не менее токсичны. Синтезировать фунгициды по прообразу индуцирования антибиотиков означает «рассекретить» оружие растений и облегчить тем самым адаптацию к ним паразитов.
Особенно важным представляется тот факт, что с помощью иммунизации достигается стимулирование в растениях свойства неспецифической или общей устойчивости. В какой-то мере она напоминает полевую, полигонную или относительную устойчивость, с той, однако, разницей, что последняя является генетически определенным признаком того или иного сорта, тогда как мы регулируем свойство устойчивости в пределах онтогенеза данного генотипа. В результате обработки индуктором изменяется не геном, а только его функционирование или, вернее, меняется уровень дерепрессии генов. Иными словами, часть генов контрольного необработанного растения функционирует не полностью, а часть генов вообще зарепрессирована. Обработка индуктором снимает часть репрессоров и тем самым как бы раскрепощает гены растения. Эффективная защита хозяина требует правильно выбранного индуктора в строго определенной концентрации, для того чтобы достигнуть нужного уровня дерепрессии клеточного генома. Индуктор при этом как бы является ключом к замку, открывающим устойчивость растения-хозяина и освобождающим его защитные силы (рис. 14 см. вклейку). Не исключено, что индуктор у паразита также зарепрессирован и освобождается только при взаимодействии с растением. Поэтому происходит взаимное индуцирование, в ходе которого растение высвобождает индуктор паразита, а последний дерепрессирует образование фитоалексинов у растения. Этот факт служит лишним доказательством того, что всякому виду и сорту растения, даже по несущему гены устойчивости, свойственна потенциальная способность к защите. Найти тот способ, с помощью которого можно индуцировать эту потенцию к жизни, и является задачей индукции.
Хотя иммунизация обеспечивает не абсолютный, ио только относительный уровень устойчивости, зато он проявляется по отношению ко всем расам паразитов, а также ко многим другим видам фитопатогеиов. Вспомните, обработка картофеля липогликопротеидным комплексом защищает его от фитофтороза, ризбктониоза, ранней сухой пятнистости, парши и других болезней. Иммунизированная свекла оказывается защищенной от комплекса болезней, вызывающих корневые и кагатные гнили. В то же время именно индуцирование неспецифической устойчивости позволяет иммунизировать все сорта растений, независимо от присутствия у них генов вертикальной болезнеустойчивости.
Подобный уровень устойчивости вряд ли сможет преодолеваться паразитами именно в силу своего неспецифического действия, т. е. отсутствия определенной мишени, к которой мог бы легко адаптироваться паразит. Ведь известно, что полигонная устойчивость не преодолевается патогенами, хотя ее уровень относительно невелик. Именно поэтому полевая, или полигенная, устойчивость и представляет наибольшую перспективу для селекционеров, занимающихся выведением болезнеустойчивых сортов.
Иными словами, иммунизация, о которой шла речь, сочетает в себе достоинства контактных и системных пестицидов и лишена недостатков, присущих каждому из них. Подобно контактным пестицидам, она неспецифичиа в действии и поэтому позволяет избежать привыкания фитопатогенов, подобно системным — обладает действием, распространяющимся по всему растению и настигающим паразита, сколь глубоко бы он ни проник в ткани.
Нам представляется, что иммунизация растений на настоящем этапе может дополнить арсенал современных средств защиты растений. Обойтись сейчас без пестицидов сельское хозяйство не в состоянии. Поэтому иммунизация ни в коей мере не отменяет химических средств защиты растений, так же как иммунизация животных не отменяет использования антибиотиков — этих, по образному выражению Куча, «пестицидов животного царства». Уже сейчас иммунизация позволяет существенно сократить затраты пестицидов на обработку посевов: в сочетании с иммунизацией можно использовать одну обработку посевов фунгицидами вместо четырех и даже пяти. Вряд ли имеет смысл доказывать, насколько важно уменьшить число обработок растений фунгицидами при одновременном повышении эффективности их действия.
Значение выполненных исследований состоит в том, что ими показана принципиальная возможность иммунизации растений с помощью биогенных индукторов защитных реакций и намечены пути их использования. Так как применение биогенных индукторов основано на тех же принципах, что и самозащита растений, то можно ожидать, что она не создаст угрозы нарушения экологического равновесия в биосфере. Обработка индуктором не вызывает у растений образования токсических фитоалексинов, а лишь подготавливает их к возможной встрече с патогеном. И все же, как и при любом другом вмешательстве в природу, следует учитывать не только видимый эффект, но и его возможные отрицательные последствия в будущем. Явление иммунизации нуждается в детальном изучении, чего можно достигнуть только при объединении усилий специалистов разных профилей.
* * *
Интегрированная система защиты растений в какой-то степени напоминает множественность защитных реакций, с помощью которых растение само себя защищает от фитопатогенов в природных условиях. И так же, как и при естественной защите растений, отдельные мероприятия интегрированной защиты часто действуют синергически, усиливая и взанмодополняя друг друга.
Вот те преимущества, которые имеет интегрированная система защиты растений.
1. Все слагаемые этой системы взаимодополняют и усиливают друг друга, в результате каждое из них приходится использовать в меньших дозах и с меньшей частотой.
2. Использование устойчивых или иммунизированных сортов растений позволяет заметно снизить число обработок пестицидами. К примеру, использовать вместо 3–4 обработок в сезон только одну или две.
3. Сокращение числа обработок пестицидами не может не иметь значения, для того чтобы избежать нарушения того экологического равновесия в биосфере, которое неизбежно возникает под воздействием обработок химикатами.
4. Интегрированная система защиты позволит выводить сорта, устойчивые к более широкому кругу возбудителей болезней и вредителей.
5. Использование устойчивых или иммунизированных сортов в интегрированных системах защиты растений удешевит борьбу с болезнями, так как применение устойчивых сортов значительно менее дорогостоящее мероприятие, чем ежегодное производство и использование пестицидов.