Как растения защищаются от болезней - Лев Владимирович Метлицкий

Правда, чрезвычайно низкий выход пестицидов из огромного числа синтезируемых соединений связан еще с несовершенством самого принципа их синтеза и первичного отбора, основанного на методе проб и ошибок. Вполне попятно, что при этих условиях с каждым годом стоимость нового пестицида сильно возрастает. По мнению специалистов, при более рациональном использовании ужо существующих пестицидов они могут давать вдвое больший эффект по сравнению с ныне получаемым. Особо важное значение имеет улучшение службы прогнозирования времени появления вредителей и возбудителей болезней, а также усовершенствование техники нанесения пестицидов.

Пестициды могут быть эффективны только в том случае, если они применяются в нужное время, в нужном количестве и нужном месте. В противном случае пестициды приносят больше вреда, чем пользы. Несоблюдение этого требования служит причиной порою возникающих и поныне бесплодных дискуссий о пользе или вреде химизации сельского хозяйства.

Поскольку наша книга посвящена устойчивости растений к болезням, остановимся лишь на фунгицидах.

Фунгицидами называются вещества, убивающие или подавляющие споры грибов или их мицелий. Еще с древних времен было известно, что подобным действием обладает сера. О ней вновь вспомнили во Франции, когда в середине прошлого века туда проник из Америки одни из паразитарных грибов — оидиум, нанесший большой ущерб виноградникам. Опыливание виноградников серой помогло приостановить распространение этой опасной болезни.

Однако сера оказалась малоэффективной против другого, также проникшего с Американского континента паразита виноградников, называемого мильдью. И тогда против пего во Франции была предложена смесь, состоящая из медного купороса и негашеной извести, в которой действующим началом является медь. Подобная смесь, названная бордосской жидкостью, оказалась весьма эффективной не только против мильдью, но и других возбудителей болезней, благодаря чему была признана царицей фунгицидов. Так было положено начало промышленного производства фунгицидов с использованием для этих целей как неорганических веществ, так и сложных органических соединений.

С увеличением числа фунгицидов их стали классифицировать по биологическому действию, химическому составу, способу применения и ряду других важных признаков. В самом общем виде существующие сейчас фунгициды можно разделить на контактные и системные.

Первое поколение фунгицидов относится к контактным, для действия которых необходим контакт фунгицида с патогеном. Все они обладают широким спектром биологической активности. Они действуют не избирательно, а сразу на многие структуры клетки и разные звенья обмена веществ, являющиеся более или менее общими для всех живых организмов. Благодаря этому паразитарным грибам и бактериям довольно трудно приспособиться к контактным фунгицидам и многие из них используются в течение длительного времени. Примером является та же бордосская жидкость.

Однако все эти фунгициды вступают в контакт с паразитом только на поверхности растения. Ни один из них не может проникать в ткани растений в сколько-нибудь эффективных дозах. Кутикула, покрывающая поверхность листьев, стеблей, плодов, является для них непреодолимым барьером. Это и хорошо, и плохо. Хорошо потому, что, не проникнув в растение, они не оказывают на них токсическое действие. Но по этой же причине они являются эффективными лишь против паразитов, развивающихся на поверхности растения. И это плохо. Они могут оказаться эффективными и против паразитов, проникающих в растение, по лишь в том случае, если вступают с ними в контакт еще до их проникновения в растительную ткань, когда они находятся на поверхности растения. Следовательно, против таких паразитов контактные фунгициды приходится применять еще до появления симптомов болезни. Но до встречи с паразитом фунгицид может разложиться, его может смыть дождь или сдуть ветер. Кроме того, и это весьма существенно, контактными фунгицидами надо покрывать всю поверхность растения, как верхнюю, так и нижнюю сторону листьев. В небольшом хозяйстве такая обработка растений хотя и является трудоемкой, по осуществима. На больших же площадях достичь такого равномерного нанесения фунгицида с помощью существующих технических средств практически невозможно.

Ученые начали создавать второе поколение пестицидов системного действия, т. е. соединения, которые способны проникать внутрь растения и перемещаться в нем. О возможности вводить в растения чужеродные вещества давно известно. Еще в XII в. пытались получать плоды с новым ароматом, вкусом и цветом путем введения в просверленные в стволах отверстия пряностей и красителей.

13 конце 30-х годов нашего столетия на основе учения о передвижении веществ в растениях был создай первый системный инсектицид, а четверть века спустя — первый системный фунгицид.

Отличительная особенность системных фунгицидов состоит в том, что они способны проникать в растение, продвигаться по нему, убивать или подавлять в нем рост проникшего паразита, не повреждая при этом растительную клетку. Иными словами, мирно существовать с пей. Все они действуют избирательно, т. е. на определенное звено в системе обмена организма. Если контактные пестициды бьют бесприцельно, то системные поражают лишь определенную мишень. Так, одни из первых системных фунгицидов — бенлат, или беномил, связывается только с одним белком тубулином, а такие контактные фунгициды, как карбаматы, инактивируют более 20 белков-ферментов.

Следует, правда, признать, что действие системных фунгицидов все же еще мало изучено. Многими работами показано, что системные фунгициды в отличие от контактных оказывают влияние преимущественно на биосинтетические процессы, т. е. ведущие к получению нового вещества, необходимого для роста и сохранения организма. Контактные фунгициды в первую очередь вызывают нарушение структуры клетки.

Конечно, прицельный удар системного фунгицида является более точным и поэтому более сильным. Действительно, все системные фунгициды оказались более сильными по сравнению с контактными. Но в то же время и паразитам легче приспосабливаться к фунгицидам, которые бьют только по определенной мишени. Так оно и произошло. В результате вместо уничтоженных рас паразита стали появляться новые, еще более агрессивные, а взамен одних видов микроорганизмов начали усиленно развиваться другие. Знакомая ситуация. Возникли новые проблемы, и начался поиск путей их решения. Проблемы в общем уже знакомые, близкие к тем. которые возникали при использовании сортов растений с вертикальной и горизонтальной устойчивостью. Подобно сорту с вертикальной устойчивостью, системный фунгицид хотя и действует сильно, однако быстро теряет свою активность в силу адаптации к нему фитопатогенов. А подобно сорту с горизонтальной устойчивостью, действие контактного фунгицида хотя и менее сильно, но зато более продолжительно, поскольку к нему трудно адаптироваться. Поэтому как при выведении сортов необходимо заботиться о многообразии генов их устойчивости, так и при подборе фунгицидов нужно стремиться к многообразию их химического строения. Это может быть достигнуто разными путями. Во-первых, созданием фунгицидов в виде смесей из различных химических соединений, обладающих синергическим действием. Во-вторых, чередованием применения разных фунгицидов. Задача не простая, так как пока еще далеко не