17. Засухоустойчивость и жароустойчивость. Физиологические причины повреждения и гибели растений от почвенной и воздушной засухи. Диагностика и пути повышения засухоустойчивости.

Засухоустойчивость — способность растений переносить длительные засушливые периоды, значительный водный дефицит, обезвоживание клеток, тканей и органов. При этом ущерб урожая зависит от продолжительности засухи и ее напряженности.

Жароустойчивость — способность растений переносить действие высоких температур, перегрев. Это генетически обусловленный признак. Виды и сорта сельскохозяйственных растений различаются по выносливости к высоким температурам.

По жароустойчивости выделяют три группы растений.

Жаростойкие — термофильные синезеленые водоросли и бактерии горячих минеральных источников, способные переносить повышение температуры до 75-100 °С. Жароустойчивость термофильных микроорганизмов определяется высоким уровнем метаболизма, повышенным содержанием РНК в клетках, устойчивостью белка цитоплазмы к тепловой коагуляции.

Жаровыносливые — растения пустынь и сухих мест обитания (суккуленты, некоторые кактусы, представители семейства Толстянковые), выдерживающие нагревание солнечными лучами до 50-65 °С. Жароустойчивость суккулентов во многом определяется повышенными вязкостью цитоплазмы и содержанием связанной воды в клетках, пониженным обменом веществ.

Нежаростойкие — мезофитные и водные растения. Мезофиты открытых мест переносят кратковременное действие температур 40-47 °С, затененных мест — около 40-42 °С, водные растения выдерживают повышение температуры до 38-42 °С. Из сельскохозяйственных наиболее жаровыносливы теплолюбивые растения южных широт (сорго, рис, хлопчатник, клещевина и др.).

ВЛИЯНИЕ ПЕРЕГРЕВА НА ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ  Во время засухи наряду с обезвоживанием происходит перегрев растений. При действии больших температур (35 °С и выше) наблюдаются два типа конфигурации вязкости цитоплазмы: почаще увеличение, реже понижение. Возрастание вязкости цитоплазмы замедляет её движение, но процесс обратим даже при 5-минутном действии температуры 51 °С. Высочайшая температура увеличивает концентрацию клеточного сока и проницаемость клеток для мочевины, глицерина, эозина и остальных соединений. В итоге экзоосмоса веществ, растворенных в клеточном соке, равномерно снижается осмотическое давление. Но при температурах выше 35 °С вновь отмечается рост осмотического давления из-за усиления гидролиза крахмала и роста содержания моносахаров. Как надо из рис. 14.2, у листьев традесканции выход электролитов индуцируется под влиянием температуры наиболее высочайшей по сопоставлению с температурой, меняющей вязкость цитоплазмы и её движение. При всем этом утрата характеристики полупроницаемости тонопласта (оцениваемая по выходу антоциана) вызывается только кратковременным действием совсем больших температур (57-64°С). Процесс фотосинтеза наиболее чувствителен к действию больших температур, чем дыхание. Гидролиз полимеров, а именно белков, ускоряющийся при аква недостатке, существенно активизируется при высокотемпературном стрессе. Распад белков идет с образованием аммиака, который может оказывать отравляющее действие на клеточки у неустойчивых к перегреву растений. У жаростойких растений наблюдается увеличение содержания органических кислот, связывающих лишний аммиак. Еще одним методом защиты от перегрева может служить усиленная транспирация, обеспечиваемая сильной корневой системой. В остальных вариантах (суккуленты) жаростойкость определяется высочайшей вязкостью цитоплазмы и завышенным содержанием крепко связанной воды. При действии больших температур в клеточках растений индуцируется синтез стрессовых белков (белков теплового шока).  В сельскохозяйственной практике для повышения жароустойчивости растений используют внекорневую обработку 0,05%-ным веществом солей цинка. 

Диагностика засухоустойчивости.

Для диагностики за­сухоустойчивости растений используют ряд полевых и лабора­торных методов. Сравниваемые сорта и виды растений выращи­вают в засушливых районах. Сорта, в меньшей степени снижаю­щие урожаи, считаются более засухоустойчивыми. Испытания на засухоустойчивость в засушниках и суховейных установках дают возможность подвергать растения почвенной и атмосферной за­сухе в любой период их вегетации и оценивать сорта. Засушни-ки — это делянки, на которых исследуемые растения закрывают в период дождей пленкой. Для отвода воды с соседних делянок выкапывают стоковые канавы. При использовании суховейных камер растения выращивают в вегетационных сосудах и затем подвергают действию струй нагретого и высушенного воздуха.

Орошение как радикальное средство борьбы с засухой.

Наибо­лее эффективным способом борьбы с засухой в аридных регио­нах является орошение. Оно эффективно и в районах, где осад­ков выпадает достаточно, но распределение их не является опти­мальным. Орошение дождеванием овощных, плодовых, кормовых культур и картофеля используют в Центральном Не­черноземье. Необходимо организовать полив растений таким об­разом, чтобы свести повреждаемость растений от засухи к мини­муму и наиболее эффективно использовать поливную воду. Для определения сроков полива руководствуются наблюдениями за влажностью почвы, не допуская снижения предполивной влаж­ности ниже оптимального уровня (60—70 % НВ).