Засухоустойчивость

Засухоустойчивость растений, способность растений выносить значительное обезвоживание клеток тканей и органов, а также перегрев. Наиболее засухоустойчивы ксерофиты, к которым по своей способности выносить обезвоживание приближаются обитающие в сухих солнечных местах мезофиты. З. определяется главным образом их наследственными свойствами, сложившимися в процессе эволюции, однако растения могут приспосабливаться к засухе в процессе развития (см. Закаливание растений). В формировании З. большое значение имеют транспирация, минеральное питание, фотосинтез и др. физиологические процессы. При засухе резко падает относительная влажность воздуха и возрастает температура; к середине дня растение испытывает перегрев, а затем возникает дневной водный дефицит, вызывающий завядание растений. При этом происходят глубокий гидролиз белков, распад цитоплазмы, нарушается фосфорилирование сахаров, а следовательно, и энергетический обмен у растения. Энергетически неполноценное дыхание при засухе несколько облегчает оводнение биополимеров в клетке (за счёт т. н. метаболической воды), однако этим путём растение за 1 ч может восполнить лишь около 15% содержащейся в нём воды (если принять общее содержание её за 100%). Обезвоживание вызывает ряд нарушений и в коллоидно-химических свойствах цитоплазмы; изменяются степень её дисперсности и способность удерживать адсорбированные соединения. Водный дефицит и связанные с ним нарушения метаболизма замедляют или останавливают рост растений, снижают их продуктивность (урожайность), а иногда приводят к гибели. Засухоустойчивым растениям присущи повышенная эластичность цитоплазмы и способность выносить сжатие клеток при обезвоживании.

З. изучают на фоне естественной или искусственно созданной засухи: в полевом опыте в аридных (засушливых) областях; при искусственно созданной почвенной засухе в засушнике, а также в вегетационных сосудах и фитотронах.

З. обычно повышается по мере развития растений, но с началом образования у них генеративных органов резко снижается, что было открыто русскими исследователями И. П. Пульманом (1898) и П. И. Броуновым (1912) и детально изучено Ф. Д. Сказкиным (1961) с сотрудниками. Они видят в этом проявление биогенетического закона у растений: предки цветковых растений вышли из воды и в критический период (с появления материнских клеток пыльцы до завершения оплодотворения) не выносят её недостатка. Для повышения З. применяют предпосевное закаливание растения. При адаптации к засухе у растений повышается стабильность ферментных систем дыхания и синтеза белка. Как при перегреве, так и при обезвоживании синтез белка резко падает, т.к. активируется аденозинтрифосфатаза, разрывающая нити информационной рибонуклеиновой кислоты (РНК), на которых находятся синтезирующие белок полисомы; в результате они распадаются на рибосомы и субъединицы. В закалённых растениях содержится больше РНК, менее активна аденозинтрифосфатаза, распад полисом начинается позднее. У закалённых растений значительно устойчивее к засухе генеративные органы, активнее метаболизм, выше вязкость и эластичность коллоидов цитоплазмы. Всё это и обусловливает повышение З. Предпосевное закаливание может быть использовано в практике для мелкосеменных растений. Для других оно может быть с успехом применено в семеноводстве и селекции. З. повышается также при рациональном применении удобрений, в частности обогащенных микроэлементами (или при обработке ими семян). Помимо селекции на высокую З., большое практическое значение имеют подбор засухоустойчивых культур, закрытие влаги, снегозадержание, удобрения, выбор правильных севооборотов и др. агротехнические мероприятия.

Лит.: Тимирязев К. А., Борьба растения с засухой, М,, 1922; Максимов Н. А., Избранные работы по засухоустойчивости и зимостойкости растений, т. 1, М., 1952; Физиология устойчивости растений. Морозоустойчивость, засухоустойчивость и солеустойчивость, М., 1960; Сказкин Ф. Д., Критический период у растений к недостаточному водоснабжению, М., 1961 (Тимирязевские чтения, 21); Библь Р., Цитологические основы экологии растений, пер. с нем., М., 1965; Генкель П. А., Физиология устойчивости растительных организмов, в кн.: Физиология сельскохозяйственных растений, т. 3, М., 1967; Альтергот В. Ф., Приспособление растений к повышенной температуре среды, в сборнике: Физиология приспособления и устойчивости растений при интродукции, Новосиб., 1969.
? П. А. Генкель.