Зимостойкость растений, устойчивость растений к комплексу неблаго-
приятных условий в период перезимовки, включающий морозостой-
кость растений, их закалку в осенний период (накопление сахаров в уз-
лах кущения, обезвоживание и др.), устойчивость к вымерзанию, вымо-
канию, выпреванию и др. Закаливание растений – процесс повышения зимостойкости озимых
культур и других зимующих растений осенью под влиянием соответст-
вующей температуры и солнечной радиации, который сопровождается
накоплением сахаров и повышением вязкости цитоплазмы.
Морозоустойчивость, свойство зимующих растений выдерживать дей-ствие отрицательных температур с сохранением способности к вегета- ции и отрастанию. Холодостойкость растений, способность растений противостоять воздействию низких положительных температур (см. зимостойкость растений).
Засухоустойчивость, способность растений переносить обезвоживание и перегрев тканей, вызываемое почвенной или воздушной засухой.
Сложные осенне-зимние условия — главная причина снижения урожайности озимых культур. Даже устойчивые формы могут в суровые зимы сильно изреживаться или погибнуть. У поврежденных растений замедляется рост, опаздывает созревание, снижается устойчивость против болезней и, как результат, снижается урожайность.
Озимые культуры, хотя и не переходят в состояние глубокого покоя, как например многолетние древесные растения, но при низких температурах озимые снижают темпы роста и интенсивность физиологических процессов. В этой связи различают осенний, зимний и весенний периоды роста и развития растений, которые в той или иной степени определяют способность сорта к перезимовке.
В осенний период происходит процесс закаливания, растения накапливают вещества, способные защищать узел кущения. Это один из самых ответственных периодов, так как он определяет степень подготовки растения к зимнему периоду и его возможность противостоять действию низких температур. Поэтому необходимо создавать такие условия, которые максимально содействуют накопления пластических веществ.
Очень важна правильная технология возделывания культур. В частности, для хорошей перезимовки растений необходимо соблюдать оптимальные сроки, способы посева, нормы высева и глубину заделки семян, своевременно применять весеннее боронование, стимулирующее регенерацию узла кущения злаков, а также подбирать сорта, которые хорошо приспособлены к климатическим условиям района выращивания озимых культур.
Эти мероприятия содействуют хорошему развитию корневой системы для успешной перезимовки. Питательные вещества, сохраняющиеся на зиму в корнях и узле кущения, определяют способность растений к выживанию в условиях зимнего периода. Из узла кущения у озимых культур образуются новые корни и надземные побеги.
Посев должен производиться в такие сроки, чтобы растения уходили в зиму в наиболее благоприятной фазе для перенесения низких температур и колебаний температурных условий. Как очень ранние, так и поздние посевы снижают зимостойкость и приводят к недобору урожая.
Зимостойкость в значительной мере зависит от глубины залегания узла кущения, которая, на которую влияют различные факторы: интенсивность освещения, температура, качество обработки почвы, глубина заделки семян, сортовые особенности растений. Глубина заделки семян должна быть оптимальной для конкретных почвенно-климатических условий. При мелкой заделке корешки развиваются в поверхностном слое почвы, где обычно наблюдается дефицит влаги. Поэтому вторичные корни развиваются медленно или совсем не развиваются, уменьшается кустистость. Слишком глубокая заделка семян также снижает кустистость и ухудшает развитие растений.
Положительно влияют на морозо- и зимостойкость занятые пары: бобовыми травами, горохом, кукурузой на зеленый корм.
Большое значение для перезимовки имеет обработка почвы: способы и сроки обработки, которые следует дифференцировать в зависимости от почвенно-климатических условий, предшественника озимой пшеницы, особенностей его влияния на почву, агротехники выращивания предыдущей культуры, сроков ее уборки, количества пожнивных остатков и т.д. Главное требование при выборе технологии обработки — это сохранение достаточного количества влаги в посевном слое для дружного прорастания семян и укоренения всходов.
Большое значение имеет правильное питание растений в осенний период.
Избыточные дозы азотных удобрений, усиливая процессы роста, повышают чувствительность озимых к морозам. Повышенная кислотность почвы отрицательно сказывается на процессе закаливания растений, поэтому известкование является одним из способов повышения их зимостойкости. Полезным бывает использование минеральных макро- и микроудобрений. Так, зимостойкость озимой пшеницы возрастает при внесении под посев калийно-фосфорных удобрений. Это усиливает накопление растениями сахаров, благодаря которым температура замерзания тканей снижается. Установлено, что закаливание озимых культур связано с повышением содержания в них соединений фосфора. Поэтому динамика морозоустойчивости озимой пшеницы коррелирует с содержанием в растениях фосфорилированных соединений.
Положительное влияние на морозоустойчивость и холодостойкость растений оказывают микроэлементы (кобальт, цинк, молибден, медь, ванадий и др.). Цинк повышает содержание связанной воды, усиливает накопление сахаров; молибден способствует увеличению содержания общего и белкового азота.
Селекция.
Важен подбор скороспелых сортов, соответствующих местным условиям. При угрозе заморозков приступают к раздельной уборке при более ранних фазах спелости семян. В валках колосья меньше повреждаются заморозком, так как прикрыты стеблями.
Высокую эффективность для улучшения перезимовки растений имеют снегозадержание, дымление в садах при угрозе заморозков (повышает температуру на 2-3 °С), укрытие растений на зиму.
Засуха — это режим погоды, который характеризуется длительным периодом без дождей, падением относительной влажности воздуха, повышением температуры почвы и воздуха. Различают атмосферную и почвенную засуху. Атмосферная засуха характеризуется высокой температурой и низкой относительной влажностью воздуха (10-20 %), а почвенная засуха — отсутствием доступной для растений воды в почве. Чаще всего эти два вида засухи сопровождают друг друга, при этом атмосферная засуха обычно предшествует почвенной. К тяжелым последствиям приводят нередко наблюдаемые суховеи — быстрое перемещение с ветром масс сухого и горячего воздуха, и мгла — когда суховеи сопровождаются появлением в воздухе во взвешенном состоянии почвенных частиц (пыльные бури).
Для уменьшения отрицательного влияния засухи на растения очень важным является соблюдение технологий выращивания культур и проведение мероприятий, которые способствуют сохранению влаги в почве. К ним относятся ранневесеннее боронование, прикатывание почвы, правильные севообороты с включением черных паров, варьирование сроков посева культур, кулисные посевы, мульчирование почвы, противоэрозионные мероприятия. Лесные полосы в степной и лесостепной зоне задерживают снег на полях, уменьшают силу ветра, повышают влажность воздуха на прилегающих территориях — создают более благоприятные условия для выращивания сельскохозяйственных культур.
Повышению засухоустойчивости растений способствует обработка растений синтетическими регуляторами роста и биологически активными веществами, обладающими стресспротекторными свойствами, например, цирконом, альбитом. Однако эффективность регуляторов роста сильно зависит от глубины и продолжительности засухи, в условиях жесткой засухи они часто не реализуют своих возможностей.
Существенное влияние на засухоустойчивость растений оказывают удобрения: калийные и фосфорные — повышают устойчивость к засухе и содействуют более экономному расходованию воды, а азотные, особенно в больших дозах — снижают устойчивость. Роль фосфорных удобрений в уменьшении вредного воздействия засухи отмечал еще К.А. Тимирязев.
Заметное положительное влияние оказывают удобрения, содержащие микроэлементы: медь, цинк, марганец, кобальт, молибден, алюминий, особенно в тех случаях, когда засуха совпадает с критическим в отношении водоснабжения периодом развития — периодом образования тетрад пыльцы. Установлено, что микроэлементы снижают транспирацию у растений в дневные и повышают ее в утренние часы, увеличивают содержание связанной воды и водоудерживающую способность тканей. Некоторые микроэлементы снижают дневную депрессию фотосинтеза, усиливают передвижение углеводов к репродуктивным органам, смягчая вредное влияние засухи и высоких температур на формирование урожая. Кобальт и алюминий стабилизируют содержание РНК в условиях засухи путем снижения активности фермента рибонуклеазы, разрушающей ее молекулы. В результате этого поддерживается более высокий уровень синтеза белков, и растения быстрее восстанавливаются после перенесения стрессового воздействия.
Микроэлементы повышают содержание аскорбиновой кислоты, пролина, амидов, которые играют защитную роль во время засухи и действия высоких температур, сохраняют на достаточно высоком уровне содержание АТФ, поддерживая энергетический баланс растений.
На особенностях действия микроэлементов в условиях стрессового воздействия основан разработанный М.Я. Школьником и соавторами метод повышения засухоустойчивости пшеницы и ячменя путем опрыскивания семян растворами солей алюминия, кобальта и меди.
Для повышения жаростойкости растений можно проводить некорневую подкормку посевов 0,05 %-ным раствором солей цинка.
П.А. Генкелем предложен метод увеличения жароустойчивости растений путем замачивания семян перед посевом в течение суток в 0,2 %-ном растворе хлористого кальция. Воздействие кальция основано на способности этого элемента повышать вязкость цитоплазмы, что способствует увеличению устойчивости растений к перегреву.
Также можно повысить засухоустойчивость растений, если наклюнувшиеся семена подвергнуть перед посевом подсушиванию от одного до трех раз. Положительно действует намачивание семян в растворах солей микроэлементов: бора, меди.
Для многих культур оказывается эффективной селекция, в которой при отборе ценных растений учитываются признаки, положительно связанные с устойчивостью растений к засухе.
В настоящее время делаются попытки получения трансгенных растений, у которых в геном культурных растений вводятся гены, кодирующие ферменты синтеза протекторных соединений, например, пролина.
Наиболее радикальным средством борьбы с дефицитом влаги в почве является орошение.
