Введение к работе
' Актуальность темы. По данным ФЛО, МОП и ЮНЕСКО, засоленные почвы занимают на нашей планете около 10 млн. кв. км, а всего культивируемых земель во всем мире примерно 15,6 млн. кв. км /Черненко, 1983; Massond, 1974/. Однако, кроме почв первичного засоления, увеличиваются масштабы вторичного засоления, развивающегося чаще всего при нерациональном орошении, в том числе и в НРБ. По данным Эпштейна и сотр. /Epstein et al., 1980/, на 1980 г. в мире из 230.106 га орошаемых земель 30% — засоленные.
Проблема засоления имеет большое значение для Советского Союза в связи с принятием Продовольственной программы СССР на период до 1990 г. («Правда», 1982, 27 мая) и решением октябрьского Пленума ЦК КПСС (1984 г.) о более эффективном использовании орошаемых земель. Поэтому борьба с засоленностью почв приобретает большое народнохозяйственное значение. Вот почему в последнее время огромное внимание во всем мире уделяется проблеме солеустойчивости растений.
Приспособление гликофитов к условиям хлоридного засоления осуществляется многими путями. Наиболее важные среди них — осморегуляция и специализация, или модификация транспортных процессов. Однако работы, исследующие связь между солеустойчивостью растений, накоплением и транспортом ионов и ионным составом среды, сравнительно немногочисленны. Вместе с тем значимость таких исследований для понимания проблемы солеустойчивости обоснована рядом физиологов. Как, например, одного из существенных практических достижений в обсуждаемой области выделяется работа Эпштейна /Epstein, 1972/, на основании результатов которой был выведен солеустойчивый сорт ячменя. В связи с этими результатами одним из основных путей для выведения солеустойчивых форм растений является необходимость тщательного изучения накопления ионов в зависимости от состава среды и генотипа опытных растений.
Повышение солеустойчивости растений является сущест-
венным фактором получения стабильных урожаев сельскохозяйственных культур на засоленных почвах. Вместе, с тем физиологически обоснованных приемов повышения солеустой-чивости культурных растений предложено немного. Несомненно, перспективны исследования но увеличению солеустойчиво-сти растений путем модификации состава питательной среды. Однако следует подчеркнуть, что до сих пор не имеется достаточно полно обоснованной гипотезы для работы в этом направлении. Поэтому исследование зависимости солеустойчи- ' вости растений от концентрации'ионного состава среды имеет большую теоретическую и практическую значимость.
Учитывая, что формирование транспортных систем у растений находится иод генетическим контролем, целью наших исследований было выявить особенности накопления и распределения ионов в связи с солеустойчнвостью растений пшеницы, кукурузы и томата, а также установить причинные свя-,зи между солеустойчнвостью растений, концентрацией и ионным составом среды.
Задачи исследований: 1) установить особенности роста растений в условиях постоянного хлоридного засоления (NaCl), накопление в разных органах засоляющих ионов н влияние последних на поглощение и распределение других элементов питания; 2) исследовать кинетику поглощения и транспорта натрия (22Na), как основного засоляющего иона, во времени у растении при постоянной концентрации NaCl, а также при дополнительном внесении ионов калия; 3) изучить влияние повышенных концентраций нитрата кальция на ростовые реакции, ионный обмен и скорость потоков ионов у растений в условиях хлоридного засоления и дать количественные оценки влиянию фактора засоления, действию нитрата кальция и реакции культуры.
Научная новизна. В диссертационном исследовании впервые изучено, каким образом растения, в зависимости от состава элементов минерального питания, главным образом катионов, и других биологических отличий реализуют свои возможности противостоять постоянному хлоридному засолению.
Обосновано, что степень солеустойчнвостн растений обусловлена Преимущественно способностью корневых систем регулировать накопление и распределение натрия между ними и надземной частью, а также длительным поддержанием осмотического потенциала и ограничением выхода калия в системе надземная часть-»-корни—>-среда. Установлено, что для этой цели является эффективным "изучение кинетики поглощения 22Ма и его распределение между органами.
Впервые обращено внимание на большую эффективность показателя относительной скорости роста, чем изменений аб-2
солютных значений сырой или сухой масс органов растений при оценке степени солеустойчивости растений.
Проведена количественная оценка влияния засоления, нитрата кальция и вида культуры на устойчивость растений к засолению; рассчитаны ско'рости потоков ионов, позволяющие количественно оценить их поглощение органами растений в условиях засоления.
Практическая ценность. Найденные в работе разнообраз
ные тесты для определения солеустойчивости растений и, в
частности, данные по изменению структуры корневой систе
мы, являющиеся особенно надежными для злаковых растении,
могут быть рекомендованы для генетико-селекциоииой рабо
ты с целью отбора и выведения солеустойчивых форм расте
ний. ,
Установленные в работе факты в большей мере расширяют наши представления о реакции растений на засоление и позволяют глубже понять механизм адаптации растений к солевому стрессу.
Результаты по исследованию влияния нитрата кальция на солестойкость растений могут быть использованы при разработке теории продукционного процесса в неблагоприятных условиях роста и стать необходимой основой для выбора п>'~ тей повышения солеустойчивости сельскохозяйственных культур.
Полученные данные могут быть использованы биологическими и сельскохозяйственными НИН, имеющими отделы или лаборатории солеустойчивости растений, а также быть включены в соответствующий раздел учебных пособий и учебников по физиологии растений.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались на научных конференциях ТСХА (Москва, 1984, 1985, 1986 гг.), на ГУ Республиканской конференции «Физиолого-биохимические основы повышения продуктивности и устойчивости растений» (Кишинев, 198G), на расширенном заседании кафедр физиологии растений, ботаники и генетики, селекции и семеноводства полевых культур ТСХА (Москва, 1987).
Публикация результатов исследований. Основные положения диссертации опубликованы в 4 печатных работах.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав обзора литературы, четырех глав экспериментальной части, заключения, выводов, списка литературы (включает 324 наименования, в том числе 236 иностранных) и приложения. Работа изложена на 210 страницах машинописного текста, содержит 24 таблицы и 30 рисунков.
