6.4 Последствия техногенеза

Устойчивость агроценоза – способность сохранять структуру, функциональные особенности, продуктивность и качество продукции в условиях техногенного воздействия.

Устойчивость агроценозов к техногенному воздействию является комплексным явлением, зависящим от устойчивости основных его компонентов (почва, почвенный микробоценоз, фитоценоз).

Продукты техногенеза в виде разнообразных загрязняющих ве­ществ проходят многостадийные превращения, что необходимо учитывать при формировании продуктивных агроэкосистем.

Центральное место в агроэкосистемах занимают продуценты (автотрофное звено), представляемые широким набором культивируемых растений. Именно в этом звене в значительной мере непосредственно и опосредованно депонируются продукты техногенеза, прежде всего газопылевые выбросы.

Воздействия загрязнений на растительность делят на 2 группы:

- невидимые повреждения

- видимые повреждения

К основным невидимым воздействиям относятся: загрязнение растительного материала газообразными или твердыми компонентами вредных веществ, которые поглощаются частями растений, скапливаясь внутри или прилипая (некоторые компоненты, будучи неопасными для растений или отдельных их органов, при дальнейшем использо­вании растительного материала могут оказаться токсичными);

реакции в растительном обмене веществ, проходящие в течение короткого времени (например, при высокой концентрации ингредиентов-загрязнителей), они представляют собой скрытое предварительное воздействие, которое в сочетании с другими факторами среды усиливает негативный эффект;

структурные изменения внутри клеток.

К внешним, в той или иной степени выраженным изменениям относятся следующие:

загрязнения (например, от сажи, летучей золы, цементной пыли, оксида железа и др.), особенно на шероховатых, покрытых волосками, клейких или влажных частях растений;

прилипающая пассивная пыль (до образования корки при определенных условиях);

прилипающая токсичная пыль, содержащая Pb, As или F;

некроз, проявляющийся в изменении цвета или ожогах на листьях или других частях растений в результате воздействия SО₂, HF, SiF₄, SO₃, HCl.

В сильно загрязненных районах у растений вырабатывется устойчивость к загрязнению О₃, SO₂, NO₂. Характерно, что на таких территориях у коренных популяций луговых трав при воздействии О₃, SO₂, NO₂ не наблюдалось замедления роста и снижения урожая по сравнению с популяциями из «чистых» районов. Обработка проростков сои SO₂ в низких концентрациях заметно повышала их устойчивость к этому загрязнителю. Сорта пшеницы, выведенные в начале XX века, оказались менее устойчивы к SO₂ и NO₂ чем современные.

Характер физиологических и биохимических изменений в растениях в ответ на загрязнение воздуха сходен с характером изменений в ответ на другие стрессы (высокие дозы пестицидов, засоление, засуха). Стресс вызывает у растений изменение активности ферментов; метаболиты начинают аккумулиро­ваться в молодых листьях и побегах. Техногенное воздействие на растения оксидов азота и серы стимулирует рост содержания в них абсцизовой кислоты – гормона покоя. В полевых условиях под влиянием абсцизовой кислоты повышаются засухоустойчивость, иммунитет к болезням, происходит перераспределение ассимилятов (усиливается отток из стеблей в клубни, корнеплоды и т. д.).

Загрязняющие вещества, с одной стороны, концентрируются непосредственно в тканях растений, а с другой – меняют условия среды их обитания. У многих растений наряду с морфоструктурными механизмами защиты от чужеродных веществ существуют биохимические механизмы детоксикации и окислительной деградации поглощенных токсикантов.

Установлена, например, способность высших растений поглощать и утилизировать наиболее токсичные органические ингредиенты. Изучение и понимание этих механизмов весьма существенно для грамотной борьбы с химическим загрязнением воздуха, водоемов и почвы.

Техногенное загрязнение агроландшафтов обуславливает необходимость разработки приемов и технологий, снижающих негативное действие поллютантов и повышающих устойчивость агроценозов к их воздействию. Для ведения растениеводства должна быть разработана система земледелия, включающая технологические приемы, которые, с одной стороны, обеспечивают сохранение плодородия почв и повышение продуктивности агроценозов как интегрального показателя их устойчивости, а, с другой, – получение продукции, отвечающей санитарно-гигиеническим нормативам и требованиям к биологическому и технологическому качеству урожая.