3. Особливості азотного обміну рослин в умовах засолення

Азотний обмін рослин відбиває фізіологію всієї рослини і його взаємини з навколишнім середовищем. Однак зміна азотного обміну рослин, які ростуть в умовах засолення, дотепер залишається мало вивченим питанням, про що свідчать багато оглядових статей і монографії останнього років з солевитривалості рослин.

Як показали дослідження, порушення азотного обміну рослин в умовах засолення супроводжується значним нагромадженням аміаку. Утворення його в тканинах рослин можна пояснити, з одного боку, глибоким розпадом білкових речовин, а з іншого боку – він може бути побічним продуктом перетворення таких азотистих речовин, як аміни і діаміни. Природно, що нагромадження такої токсичної речовини, як аміак, буде негативно впливати на плин фізіологічних процесів рослини.

Зміна інтенсивності і спрямованості перетворення білкових речовин у рослин при засоленні помітно відбивається на обміні вільних амінокислот. Порушення обміну амінокислот у присутності солей йде за рахунок змін активності ферментів і тих умов середовища, у яких вони здійснюють свою дію. З одного боку, у рослин в умовах засолення амінокислоти можуть накопичуватися в результаті порушення синтезу і розпаду білків. З іншого боку, вільні амінокислоти можуть перетерплювати відповідні перетворення, що приводять як до переважного нагромадження одних амінокислот і зникненню інших, так і появі таких специфічних продуктів обміну, як аміни і діаміни.

Дія солей на рослини обумовлює різке збільшення вмісту багатьох вільних амінокислот. При цьому в листі рослин інтенсивність нагромадження вільних амінокислот вище, ніж у коренях. Звичайно, у всіх видів рослин йде нагромадження глютамінової і аспарагінової кислот і їхніх амідів (глютаміну й аспарагіну). Нагромадження деяких інших амінокислот залежить від виду рослин і від якості засолення субстрату. Зокрема, у коренях кукурудзи, яка росте в умовах засолення хлористим натрієм у порівнянні із сірчанокислим, помітно зростає кількість аспарагіну і знижується вміст глютаміну. Зміна в складі амінокислот у рослин у присутності солей може бути причиною нагромадження різноманітних токсичних речовин (оксипроліну, l-лейцину, ізолейцину, d-аланіну, фенілаланіну, тирозину, токсичних діамінів – путресцин і кадаверин). Нагромадження подібних отруйних продуктів і обумовлює пригнічення життєдіяльності, а нерідко і загибель рослин в умовах засолення.

4. Методи підвищення солевитривалості рослин

Установлені закономірності у пристосуванні рослин до засолення ґрунту і закріплення властивостей солевитривалості у потомстві послужили основою для розробки різноманітних методів підвищення солевитривалості рослин.

Перш за все, численні дослідження свідчать про доцільність у районах із засоленими ґрунтами широко використовувати насіння і посадковий матеріал місцевого походження. Рекомендується використовувати потомство лише тих рослин, які ростуть на засоленому ґрунті і мають найбільш яскраво виражені властивості пристосування і високу продуктивність. Такі рослини нерідко можна зустріти на солончакових плямах, на поверхні яких чітко вимальовуються вицвіти солей. При розмноженні потомства таких рослин на засолених ґрунтах і при повторному доборі насінь найбільш пристосованих і врожайних рослин можна значно підвищити солевитривалість і врожайність даного сорту. Це обумовлюється тим, що за щорічно повторюваних умов зовнішнього середовища (засолення) пристосувальні властивості і продуктивність рослин підвищуються і закріплюються в потомстві. Становить інтерес те, що, відповідно до досліджень Г.Р.Матухіна і Л.А.Бойко, стійкість рослин до засолення ґрунту, яка набувається протягом вегетації, передається потомству, а рослини наступних поколінь відрізняються підвищеною солевитривалістю і врожайністю.

Виходячи з уявлення про те, що рослини у початковій фазі свого розвитку найбільш легко пристосовуються до умов зовнішнього середовища, П.А.Генкель зі співробітниками розробили ряд методів підвищення солевитривалості рослин. В основу цих методів покладений принцип сольового впливу на насіння, причому час обробки насінь і застосовувані концентрації солей змінюються залежно від біологічних властивостей рослин і умов вирощування (ступінь і якість засолення). Випробування запропонованих методів передпосівного підвищення солевитривалості рослин показало, що за допомогою їх можна значно підвищити врожай різноманітних сільськогосподарських культур на засолених ґрунтах. Важливо відзначити, що за даними цих авторів, властивості солевитривалості, набуті рослинами після однократної обробки насіння, закріплюються в потомстві. Запропонований П.А.Генкелем принцип передпосівного підвищення солевитривалості рослин шляхом сольових впливів ліг в основу різноманітних способів, що були розроблені і іншими авторами. Передпосівна обробка насіння сольовим розчином за методом П.А.Генкеля значно змінює фізіологію зародка убік підвищення опірності шкідливій дії солей. Унаслідок цього схожість оброблених насінь у порівнянні з неопрацьованими в умовах засолення значно підвищується. У дорослих рослин, підданих передпосівному підвищенню солевитривалості, спостерігаються глибокі фізіологічні, анатомічні і морфологічні зміни. Завдяки цим змінам рослини найбільш швидко і відносно легко пристосовуються до умов засолених ґрунтів. Тому рослини менше страждають від надлишку солей і значно менше накопичують їх у своїх органах. Ці зміни у рослин визначають відносно нормальний ріст, розвиток і формування врожаю. Природно, що збільшення числа рослин на одиницю площі і підвищення їхньої продуктивності дає помітне збільшення врожаю на засолених ґрунтах.

В.А.Ковда запропонував використовувати для передпосівної обробки насіння не хлористий натрій, а солону ґрунтову або дренажну воду. Лабораторні і польові досліди показали, що обробка насіння ґрунтовою водою дає можливість одержати гарні сходи і підвищити врожайність на засолених ґрунтах.

Д.А.Агакішієв розробив метод підвищення солевитривалості бавовнику шляхом передпосівної східчасто-сольової обробки насіння з метою підвищення врожаю бавовнику-сирцю на засолених ґрунтах. Для передпосівної обробки насіння він рекомендує використовувати розчин суміші солей, що по співвідношенню солей є типовим для середньо засолених ґрунтів Туркменії. Така обробка насіння дає значне збільшення врожаю бавовнику-сирцю на засолених ґрунтах. Відповідно до повідомлення А.К.Носова, подібна східчасто-сольова обробка насіння може проводитися і розчинами хлористого натрію з поступово підвищуваною концентрацією (0,3%, 0,6%, 1,2%). Обробка насіння проводиться в три прийоми через кожні 12 годин. Досліди Л.Н.Горєва (1954) довели, що спосіб сольових обробок можна застосовувати і для підвищення солевитривалості виноградної лози.

Д.А.Агакішієв рекомендує обробляти солями окремі пагони або цілі кущі бавовнику в той період, коли в них формуються насіння. У цей період, відповідно до точки зору Д.А.Агакішієва, солі чинять найбільш сильну дію на насіння убік підвищення їх солевитривалості.

Для створення солевитривалих сортів культурних рослин Строгонов рекомендує використовувати внутришньосортове схрещування. Воно дає кращий ефект у тому випадку, коли в ньому бере участь потомство рослин, неоднорідних за умовами вирощування.

Важливим методом є також розробка агротехнічних заходів і методів підвищення солевитривалості рослин. Селекційна робота і насінництво повинні бути районовані з урахуванням типу сольового складу ґрунту. Не виключена можливість, що який-небудь захід, що дає ефект в умовах одного типу сольового складу ґрунту, може не дати позитивних результатів в умовах іншого.