Как растения защищаются от болезней

Метлицкий Лев Владимирович

ЖИЗНЬ РАСТЕНИЙ ПОД УГРОЗОЙ

Неужели наше счастье,

Наша жизнь от них зависит? Г. Лонгфелло^[4]

Прошло около девяти тысяч лет с того времени, как человек научился возделывать землю. В истории планеты это миг. В истории человечества за это время произошли потрясающие изменения. Нет нужды их перечислять — они хорошо известны. Они происходят на наших глазах, даже в жизни одного поколения людей. Но и сейчас, как и тысячи лет тому назад, все свои основные потребности человек удовлетворяет за счет

растений. Между тем над их жизнью, и в первую очередь над жизнью культурных растений, нависла реальная угроза.

В 1970 г. в Лондоне состоялся III Международный конгресс, посвященный науке о пище и технологии ее производства. Программа конгресса была весьма обширной и привлекла ученых многих специальностей. И это неудивительно. Только полноценная пища является залогом здоровья, работоспособности, хорошего настроения, долголетия. Удивительной на первый взгляд была эмблема конгресса — земной шар, SOS-70 (рис. 1).

Рис. 1. Эмблема III Международного конгресса, посвященного науке о пище и технологии се производства

Это начальные буквы трех английских слов: «Save our souls! (Спасите наши души!)». На эмблеме конгресса те же три буквы являлись начальными трех других английских слов, но весьма созвучных первым: «Science of survival (Наука о выживании)». Выжить при недостатке пищи, вследствие чего треть населения нашей планеты недоедает, а треть просто голодает.

Основой современного учения о потребностях человека в тех или иных продуктах является концепция о сбалансированном питании. Согласно этой концепции обеспечение нормальной жизнедеятельности человека возможно только при условии его снабжения определенным количеством энергии и многими самыми различными по химической природе веществами (аминокислотами, витаминами, минеральными соединениями), каждому из которых принадлежит своя специфическая роль в процессе жизнедеятельности. К тому же необходимы запасы продовольствия на случай стихийных катастроф. Человечеству предстоит решить грандиозную и многогранную проблему, включающую социальные, политические, экономические, демографические, медицинские и другие аспекты. Ее успешное решение неразрывно связано с обеспечением надежной защиты сельскохозяйственных растений от болезней, вредителей и сорняков.

Во всех странах мира немало сделано для защиты урожая от потерь. Однако потери урожая от вредителей и болезней продолжают оставаться огромными — на уровне 35–40 и даже 50 %^[5]. Данные мировой статистики интересны и поучительны. Так, средний человек планеты расходует на продукты питания примерно столько ясе, сколько он тратит на защиту растений. «Создается впечатление, что чем интенсивнее ведется борьба с вредителями и болезнями, тем быстрее повышается их вредоносность, усиливается численность вредителей, болезни завоевывают новые территории»^[6].

В чем же дело? Этот вопрос волнует не только специалистов, по и общественность всего мира. Ofi служит предметом острых дискуссий на научных конгрессах, его обсуждение не сходит со страниц специальных журналов И широкой печати.

Потребовалось время, чтобы прийти к неоспоримому выводу — огромные потери уроягая являются делом рук человеческих. Разные точки зрения высказываются по поводу стратегии и тактики защиты урожая от потерь. Но все согласны с тем, что интенсификация и концентрация сельскохозяйственного производства одновременно создают и более благоприятные условия для развития возбудителей болезней и вредителей. Тем более важно выяснить истинные причины, способствующие их развитии). Таких причин много.

Вот некоторые из них.

Первая причина состоит в том, что освоение новых территорий, продвижение земледелия в районы, где оно ранее не развивалось, приводит к разрушению исторически сложившихся

в природе биологических сообществ, называемых биоценозами. В их число входит все живое на Земле, где каждый вид животных и растений в ходе эволюции настолько приспособились друг к другу, что существование одного вида зависит от другого, а всех вместе — от взаимодействия с окружающей средой. Вполне понятно, что в случае исчезновения в биоценозе одного представителя неизбежно возникают благоприятные условия для развития другого, который может оказаться весьма опасным для сообщества в целом. В определенной мере это касается и возбудителей болезней, которых известный зоолог В. Н. Беклемишев на основании анализа большого числа данных рассматривает как необходимых членов биоценозов. Их роль состоит в регулировании численности нормальных членов сложившихся биоценозов и в их защите от вторжения чуждых элементов.

Не всегда можно быстро разобраться в последствиях, связанных с нарушением мирного сосуществования биоценозов. Так, по данным известного энтомолога Г. Я. Бей-Биенко, в целинной степи обитают 312 видов насекомых, среди которых преобладают 38. На возделанном же пшеничном ноле насчитывается 135 видов, а доминантных только 19. Казалось бы, что для защиты пшеницы от вредителей это хорошо. По зато численность отдельных насекомых, личинок и куколок на одни квадратный метр поразительно разная: на целине —106, а на засеянной пашне — 332. И далее, если на целине, например, зерновая совка не причиняет вреда диким злаковым травам, то после посева пшеницы ее численность настолько сильно возрастает, что она становится одним из наиболее опасных вредителей этой ценнейшей сельскохозяйственной культуры.

Другой пример. В природных биоценозах растения мало страдают от корневых гнилей. Однако на пахотных землях корневые гнили, вызываемые чаще всего грибами, стали весьма опасными болезнями многих сельскохозяйственных растений. Фитопатологи их даже так и называют «грибами пахотных земель». Усиление их пара-янтарных свойств происходит за счет ослабления содержащихся в почве сапрофитных микроорганизмов.

Одно сорное растение может поглотить в 2 раза больше азота и фосфора, в 4 раза больше калия и воды, чем культурное. И хотя на долю сорняков приходится относительно малая часть всех растений, они могут создавать серьезную угрозу сельскому хозяйству. Сорняки не только снижают урожай, но являются очагами распространения многих вредителей и возбудителей болезней. Так, пырей и другие дикие злаки служат переносчиками возбудителей желтой и стеблевой ржавчины, мучнистой росы, корневых гнилей.

Вторая причина связана с постепенным сокращением числа растений, используемых сельским хозяйством. Из 300 видов растений, окультуренных человеком в разные времена для продовольственных целей, в настоящее время только 12 видов составляют 75 % всего мирового производства сельскохозяйственной продукции. Нужно сказать, что в древности пища людей была значительно более разнообразней. Теперешнее единообразие не оставляет возможности для эволюции. Чрезмерная стандартизация организмов со временем наказывается вымиранием. Замечено, что с каждым исчезающим видом гибнут десятки видов других организмов, что опять-таки приводит к серьезным нарушениям в биоценозах. Чем больше видов входит в состав биоценоза, тем шире их генетическое разнообразие, тем больше возможностей для приспособления к условиям внешней среды и тем выше устойчивость каждого вида.

Третьей причиной является посев семенами одного сорта на больших площадях для унификации агротехники, для получения однородного по качеству урожая. Для унификации методов его хранения и промышленной переработки это очень важно. Однако генетическое однообразие приводит к тому, что возбудители болезней довольно быстро преодолевают устойчивость растений к ним. В результате новые сорта растений, которые еще сравнительно недавно сохраняли свою устойчивость к возбудителям болезней в течение десятилетий, начинают поражаться ими уже через 5–7 лет. Например, средняя полезная жизнь сорта, устойчивого к стеблевой ржавчине, сейчас составляет не более 5 лет, после чего он начинает поражаться новой расой возбудителя этой болезни.