Перш ніж розглядати питання посухостійкості, необ-ходимо визначити, що таке посуха. За визначенням П. А. Ген- Келя, з а с у х а - це тривалий ненормально сухою без- дождний період, обумовлений високим атмосферним тиском і супроводжується високою температурою і низькою вологістю повітря.
У рослин, що пристосувалися до несприятливих умов посухи, розвивається посухостійкість - здатність переносити посуху без значного зниження врожаю. У зв'язку з цим можна розрізняти посухостійкі і нестійкі рослини, які мають ряд фізіологічних відмінностей.
9.5.2. Фізіологічний вплив посухи на рослини
Засуха надає різнобічну фізіологічний вплив на рослини, порушуючи нормальний перебіг багатьох процесів. Перш за все вона викликає зневоднення рослин. При нестачі води в повітрі транспирация листя перевищує надходження її в тка-ні, що зумовлює появу водного дефіциту. Зменшення вмісту води в рослині викликає підвищення осмотичного тиску, що призводить до зниження тургору і закриття продихів. Скорочення транспірації може привести до перегріву рослини. Всі ці відхилення змінюють колоїдно-хімічні властивості ци-топлазме клітин (їх в'язкість, еластичність) і проникність клітинних мембран. Часто ці зміни, особливо проникності-сти, носять двофазний характер: зниження в перші періоди за-сухі і підвищення в наступні, т. Е. Відбувається пошкодження, порушення структури клітинних мембран, що призводять до порушен-вам ферментативних обмінних процесів.
Придушення росту при посухи порушує донорно-акцепторні свя-зи між споживають і зростаючими органами і виробляючи-щим - листом. Це призводить до переповнення листа асимілятами і порушення фотосинтезу. Крім того, при сильному зневодненні відбувається руйнування самого фотосинтетичного апарату.
Таким чином, посуха робить сильний і різнобічний негативну дію на багато фізіологічні процеси, від-ходять в рослинах і змінює більшість з них.
Протягом вегетації рослини проявляють неоднакову чувст-вітельность до нестачі води. Найбільш чутливими бувають органи в ембріональному стані, під час їх закладки. Цей період найбільшої чутливості до нестачі води носить на-звання критичного. За Ф. Д. Сказкіна, хлібні злаки мають три критичних періоду: 1) від фази кущіння до початку виходу в трубку, коли відбувається закладка колосових горбків на осі суцвіття, що визначає число цветковв майбутньому колосі; 2) утворення статевих клітин (особливо чоловічих - пилку), що визначає число запліднених зав'язей і число зерен в колосі; 3) налив зерна від його освіти при заплідненні яйцеклітини до молочної стиглості, що визначає масу врожаю. З цих трьох критичних періодів найбільш важливий другий - період утворення пилку. Однак підвищена чутливість рослин до води під час критичних періодів не підтверджує того, що в інші періоди вода не потрібна. Навпаки, для створення високої продуктивності необхідно безперебійне постачання рас-тений водою. *
Шляхи боротьби з посухою
Підвищення посухостійкості рослин може бути досяг-нуто різними шляхами. Перш за все - це виведення посухо- стійких сортів. Цей напрямок селекції в Росії є традиційним. Вона ведеться в Саратовському університеті сільського господарства Південного Сходу, в. Омську і в інших селекційних учреж-дениях. Виведені посухостійкі сорти (наприклад саратов-ські) поширюються по всьому світу.
Агротехнічний шлях - створення оптимальних умов про-ізрастанія для отримання-міцних здорових рослин. Застосо- ються для цього прийоми можна розділити на кілька груп. Одна забезпечує підвищення вмісту води в грунті. У неї входить найважливіший прийом боротьби з посухою - штучне зрошення. Внаслідок надзвичайної важливості воно буде розглянуто окремих-но. Крім того, сюди відносяться прийоми зимового снігозатримання і весняного затримання талих вод. Вони можуть широко застосовуватися в степових безлісих районах, де взимку сильні вітри здувають Онег. Снігозатримання є одночасно прийомом захисту рослин від несприятливих умов зимівлі.
Друга група - прийоми економного витрачання наявної в грунті води, зокрема розпушування грунту. У щільному грунті багато капілярів, по яких вода інтенсивно піднімається у верхні шари і випаровується. Розпушування руйнує капіляри в верхньому шарі ґрунту, і волога в ній зберігається. Інший прийом полягає в боротьбі з бур'янами, які затінюють рослини, поглинають мі-Мінерали і воду з грунту. Бур'яни більш стійкі до несприятливих умов, наприклад до посухи, ніж культурні рослини. Одним із прийомів боротьби з посухою служить більш ранній посів ярих у вологий грунт, що сприяє кращому розвитку кореневої системи і, отже, підвищенню стійкості до посухи. Важливе значення в підвищенні посухостійкості має регулювання кореневого харчування і повна забезпеченість расті-ний макро- і мікроелементами. Так, відомо, що азот, фосфор і калій покращують фізико-хімічні властивості цитоплазми і обводненість клітин. Мікроелементи бор, кобальт, марганець, цинк підсилюють синтез гідрофільних колоїдів цитоплазми, покращують поглинальну здатність коренів і весь водообмін рослин. Отже, раціональне внесення елементів міні-рального харчування перед посівом і в вигляді підгодівлі може справити позитивний вплив на кількість колоїдів, ступінь їх гід-ратаціі, в'язкість цитоплазми і характер обміну речовин, що призведе до підвищення посухостійкості.
Відомі спеціальні способи підвищення посухостійкості. Так, П. Д. Генкелем був запропонований метод передпосівної гарту насіння. Давно помічено, що рослини, які перенесли невелику за-суху, повторну переносять легше, однак при цьому вони виявляються менш врожайними. Тому подібне загартовування рослин неприйнятно. Тоді виникла думка перенести посуху на більш ранній час - на період набухання насіння, що і справдилося згодом. Загартовування проводиться наступним об-разом. Насіння сільськогосподарських культур зволожують перед посівом в певній кількості води. Наприклад, на 1 кг насіння зернових необхідно 0,5 л води. Ретельно перемішують і залишають їх для набухання на 1 - 2 доби, так щоб вони не встигли прорости, а потім підсушують. В результаті цього підвищена шается посухостійкість рослин і збільшується врожайність. Це пояснюється адаптацією точок зростання зародка насінини, а потім і дорослої рослини до часткового зневоднення протопласта під дією посухи. Під впливом загартування в клітинах прорив-стков підвищується гідрофільність колоїдів і осмотичний давши-ня. Це призводить до збільшення водоудерживающей сили цитоплазми, інтенсивності фотосинтезу, активізації всього про-мена речовин. Загартовані рослини набувають анатомо-мор- фологіческую структуру, властиву посухостійким рослинам, і більш розвинену кореневу систему. Підвищуючи засу-хоустойчівость, такі рослини не знижують урожаю і при доста-точному зволоженні.