Успешное ведение сельского хозяйства предполагает снижение потерь от болезней растений или предупреждение этих болезней. Как и в мире животных, здесь существуют два подхода: профилактический и лечебный. Профилактические мероприятия там, где они возможны, обходятся дешевле и дают обычно лучший эффект. Различные агротехнические приемы также могут помочь предупредить болезнь; очевиден эффект, например, от уничтожения любого зараженного материала или от чередования различных культур в пространстве и во времени, с тем чтобы ограничить выживание и распространение патогена в посевах. Возбудители некоторых болезней распространяются при помощи других организмов (их называют переносчиками или векторами)', в этих случаях желательно также вести борьбу с переносчиками.

Фунгициды. Эти препараты при их использовании либо создают защитное покрытие на поверхности растений, либо проникают внутрь растения и оказывают на него системное действие. Грибы, развивающиеся на растениях снаружи, подобно возбудителям ложной мучнистой росы, чувствительны к фунгицидам первой группы, и потому воздействовать на них несколько легче, чем на грибы, растущие внутри растительной ткани. Биологически грибы более удалены от человека, чем насекомые, так что фунгицидные вещества обычно не столь ядовиты для него, как инсектициды, но осторожность в их применении все же следует соблюдать. Все фунгициды можно подразделить на три главных класса. В первый класс входят давно известные неорганические соединения, в значительной мере вытесненные в настоящее время другими препаратами, но все еще употребляемые. К ним относится, например, молотая сера — очень эффективное средство против некоторых грибов, развивающихся на поверхности растений. Широко применяется до сих пор также и бордоская жидкость — смесь гидроокиси кальция и медного купороса. При смешивании два этих соединения вступают в реакцию, в результате которой медь — активный ингредиент смеси — оказывается в более «доступном» состоянии; в этом состоянии она подавляет рост гриба, но не действует на само растение. Бордоская жидкость была впервые применена для того, чтобы предотвратить хищение винограда; однако при этом выяснилось, что она хорошо защищает виноград от милЪдью, и с тех пор ее используют в качестве фунгицида. Второй класс фунгицидов — это органические соединения, действующие на поверхности растений, но более эффективные, нежели неорганические фунгициды. Важнейшую, наиболее разностороннюю и широко используемую группу составляют среди них органические соединения, содержащие серу ( 15.10). Очень эффективен, в частности, каптан, широко применяемый для протравливания семян с целью предохранить всходы от болезней, передающихся через семена.

Самым существенным достижением в области защиты растений следует считать появление третьего типа защитных веществ — фунгицидов или инсектицидов системного действия. Эти вещества проникают в растение и затем транспортируются по ксилеме или флоэме, поэтому они быстро ликвидируют грибную инфекцию или инвазию насекомых-вредителей в самых разных растительных тканях. Защитные вещества системного действия должны обладать такой химической структурой, которая позволяла бы им проникать в растение и двигаться по проводящим тканям вместе с транспирационным током или с током питательных веществ; эти два требования предполагают жиро- растворимость и водорастворимость. Кроме того, вещества системного действия должны сохранять в растении относительную стабильность, в противном случае они не смогут обеспечить надежную защиту.

К наилучшим новым системным фунгицидам принадлежит беномил, обладающий широким спектром фунгитоксического действия. Наносить его удобнее всего на листья; введение в почву обеспечивает, правда, длительное поступление фунгицида через корни, но зато расход препарата при этом сильно увеличивается; инъекции в ствол дерева дают некоторый эффект при голландской болезни вяза, но полного излечения таким способом достичь не удается. Беномил транспортируется по ксилеме, поэтому из опрысканных старых листьев в молодые поступают лишь небольшие его количества. Это, конечно, некоторый недостаток данного фунгицида, поскольку новый прирост требуется опрыскивать заново. Однако это означает также, что фунгицид не попадает в плоды, так что с деревьев, обработанных до завязывания плодов, можно собирать плоды без всякого опасения. Механизм действия беномила связан с нарушением образования митотического веретена, т. е. этот фунгицид подавляет клеточное деление гриба. В целом беномил мог бы считаться почти идеальным фунгицидом, если бы не проблема возникновения устойчивости у патогенных грибов. На той стадии клеточного цикла, на которой действует этот фунгицид, одной генной мутации достаточно, чтобы сообщить организму устойчивость. Такие случаи известны, и число их постепенно растет. Приходится думать поэтому, что беномилу недолго суждено играть заметную роль в практической защите растений и что потребуется дальнейшая непрерывная работа над созданием новых соединений такого типа.

Бактерии и вирусы. Некоторые болезни растений вызываются бактериями и вирусами. Защита растений от бактериальных болезней полностью сходна с их защитой от патогенных грибов; устойчивость же растений к вирусам (не являющимся клеточными организмами) зависит от способности растительной клетки помешать вирусу воспользоваться клеточным аппаратом синтеза нуклеиновых кислот. В сельском хозяйстве защита от вирусных болезней достигается частично посредством изоляции растений от источника инфекции и частично с помощью борьбы с насекомыми-переносчиками вирусов (путем опрыскивания инсектицидами).

В садоводстве для избавления от вирусных инфекций есть два пути. Первый из них —i это тепловая обработка растительных тканей. Растения, находящиеся в состоянии активного роста, выдерживают в течение длительного времени при 35 °С, а ткани в состоянии покоя прогревают в течение 30 мин при 55°>С; таким путем удается достичь разрушения вируса без заметного повреждения самой растительной ткани (хотя предел безопасности при этом довольно легко переступить). Более безопасный путь заключается в использовании меристематических культур (см. гл. 14), но этот способ пригоден лишь для отдельных видов растений. У некоторых растений, например у хризантем, отделенные концы побегов быстро растут в культуре. Размножение вируса отстает при этом от роста растительной ткани, вследствие чего верхушка побега оказывается через какое-то время свободной от вируса; эту верхушку отделяют и выращивают из нее целое растение, не зараженное вирусом.

Химиотерапия вирусных болезней растений делает пока еще только первые шаги, хотя и в этой области отмечен уже один явный успех. Речь идет о вирусе западной желтухи салата- латука. Листья растений, зараженных этим вирусом, желтеют и опадают; болезнь может уничтожить практически весь урожай. Однако если внести в почву препарат системного действия карбендазим, то он будет поглощаться корнями, что предотвратит вызываемое вирусом разрушение хлорофилла. Таким образом, хотя в клетках вирус и сохранится, листья салата- латука будут иметь вид совершенно здоровых, т. е. сохранят свои товарные качества. В будущем мы, возможно, научимся таким же способом вести борьбу и с другими вирусами.

Паразитические высшие растения. Паразитам из числа высших растений большого значения обычно не придают, однако при сильном поражении они могут извлекать из сосудистой системы растения-хозяина такое количество воды и питательных веществ, что недостаток их становится уже весьма ощутимым. Омела (Phoradendron flavescens), используемая для традиционного украшения дома на рождество, является опасным паразитом дуба и хвойных пород, способным существенно замедлять

 рост этих деревьев. Повилика (Cuscuta gronovii), вьющееся растение-паразит, тоже может причинять значительный вред, особенно в районах с более теплым климатом ( 15.11). Два паразита из этой группы поражают корни растений: стрига (Striga) встречается на субтропических злаках, таких, как кукуруза и сорго, а заразиха (Orobanche) паразитирует на многих видах растений, в том числе на бобовых культурах, томатах и табаке. В некоторых районах земного шара стрига составляет серьезную проблему в сельском хозяйстве. Низкие урожаи кукурузы в Северной Африке, приписываемые обычно бедности здешних почв, на самом деле часто объясняются тем, что посевы кукурузы заражены стригой. В США, особенно в средней части Атлантического побережья, грузы, предназначенные для морских перевозок, часто задерживаются карантинной инспекцией из-за того, что зерно содержит примесь семян этого корневого паразита. Стрига — неполный паразит; у нее имеются мелкие зеленые листья (обычно они видны у основания зараженного растения кукурузы). Поэтому стрига может в какой- то мере осуществлять фотосинтез, но все же она очень сильно истощает растение-хозяина. Борьба со стригой при помощи гербицидов не дала пока результатов. Главным звеном жизненного цикла стриги, на которое следует направить удар, можно считать прорастание семян. Семена стриги долгое время остаются в почве в состоянии покоя и прорастают лишь под стимулирующим воздействием некоторых соединений, вырабатываемых корнями растений-хозяев. Недавно удалось выяснить химическую структуру этих стимуляторов прорастания. Активное вещество, стригол, оказалось в некоторой степени сходным с гибберелли- нами. Можно, очевидно, синтезировать это вещество и попробовать бороться со стригой, внося его в почву, чтобы вызвать прорастание семян стриги в то время, когда растений кукурузы на поле нет; молодые проростки паразита не смогут выжить без дополнительного питаний, которое они получают от растения- хозяина, и будут, вероятно, обречены на гибель. Обрабатывать почву такими стимуляторами прорастания, для того чтобы уничтожить в ней семена стриги, придется, по-видимому, в течение нескольких лет подряд, потому что маловероятно, чтобы все семена этого паразита прорастали одновременно.

КОНКУРИРУЮЩИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С ДРУГИМИ ЧЛЕНАМИ РАСТИТЕЛЬНОГО СООБЩЕСТВА

Большинство растений произрастает в пределах растительных сообществ, состоящих из многих особей одного и того же вида или разных видов. Если важнейшие жизненные ресурсы, которыми располагает такое сообщество, т. е. пространство, питательные вещества, вода и свет, ограничены, то каждое растение конкурирует со своими соседями за эти ресурсы. Доминируют обычно те растения, которые с самого начала развиваются быстро, захватывают большую часть питательных веществ, воды и т. п. и обгоняют в росте своих соседей. В сельском хозяйстве мы почти всегда имеем дело с монокультурой — нам требуется только один какой-нибудь вид, а все остальное мы относим к «сорнякам». (Под словом «сорняк» понимают обычно такое растение, которое в данном месте и в данный момент нам не нужно.) К несчастью, хорошо приспособленные к условиям обитания сорняки нередко растут быстрее, чем возделываемые культурные растения, выведенные в расчете на высокую хозяйственную продуктивность, а вовсе не по признаку конкурентоспособности. Поэтому культурные растения часто нуждаются в помощи человека, для того чтобы их не одолели конкурирующие с ними сорняки. В прежние времена сорняки удалялись вручную или при помощи мотыги; на небольших участках этот способ применяется и теперь. Однако в сельскохозяйственной практике западных стран, т- е. там, где обширные площади заняты какой-нибудь одной культурой и где дело часто упирается в нехватку и дороговизну рабочих рук, вместо ручной прополки прибегают обычно к гербицидам. После удаления сорняков остается еще конкуренция между самими культурными растениями, принадлежащими к одному и тому же виду, но эта конкуренция не имеет для нас особого значения, поскольку нас интересует урожай не с одного растения, а с единицы площади. Если растения, для того чтобы дать урожай, должны достичь каких-то минимальных размеров (примером этого может служить ананас или сахарная свекла), то такие растения приходится рассаживать или прореживать, что, впрочем, тоже часто удается делать механизированным способом.