Факультет

Студентам

Посетителям

Изучение физиолого-биохимических основ устойчивости растений к неблагоприятным условиям среды

Территория России из-за значительных размеров очень неоднородна по климатическим условиям. На севере к ее территории примыкают моря Северного Ледовитого океана; южные территории внедряются в субтропики (сухие и влажные), на которые оказывают влияние пустыни и теплые моря.

Особенностями климата и рельефа определяется природная зональность страны. Для тундры и лесотундры характерны неплодородные почвы — подзолистые, мерзлотнотаежные, тундровые. Центр европейской части России и юг Дальнего Востока занимают смешанные и широколиственные леса, под которыми сформированы более плодородные дерново-подзолистые, серые лесные и бурые лесные почвы. Большие пространства на юге европейской части и на юге Сибири занимают степи и лесостепи с наиболее плодородными черноземными почвами. На юго-востоке европейской части страны расположен район сухих степей и полупустынь с песками и неплодородными почвами.

Природные условия отдельных регионов оказывают сильное влияние на растениеводство, так как его специализация и эффективность зависят от плодородия почвы, климата, водного режима территории.

Агроклиматические ресурсы — это свойства климата, которые обеспечивают сельскохозяйственное производство. Они оцениваются с помощью агроклиматических показателей, оказывающих существенное влияние на рост, развитие и продуктивность сельскохозяйственных культур, из которых важнейшими являются тепло, влага и их соотношение. В этой связи при агроклиматической оценке территорий и районировании культур главными показателями является продолжительность периода активной вегетации (со среднесуточной температурой свыше +10°С), сумма температур за этот период, гидротермический коэффициент (соотношение тепла и влаги), запасы влаги, создаваемые в зимний период снежным покровом.

Разные части страны обладают разными агроклиматическими ресурсами. На Крайнем Севере, где увлажнение избыточное, а тепла мало, возможно лишь очаговое земледелие и парниково-тепличное хозяйство. В пределах таежного севера Русской равнины и большей части сибирской и дальневосточной тайги теплее (сумма активных температур 1000-1600°), здесь можно выращивать рожь, ячмень, лен, овощи. В зоне степей и лесостепей Центральной России, на юге Западной Сибири и Дальнего Востока увлажнение достаточное, а сумма температур от 1600 до 2200°, здесь можно выращивать рожь, пшеницу, овес, гречиху, овощи, сахарную свеклу, кормовые культуры для нужд животноводства. Наиболее благоприятны агроклиматические ресурсы степных районов юго-востока Русской равнины, юга Западной Сибири и Предкавказья. Сумма активных температур здесь составляет 2200-3400°, и можно выращивать озимую пшеницу, кукурузу, рис, сахарную свеклу, подсолнечник, теплолюбивые овощи и фрукты.

Значительная часть пахотных угодий страны находится в зонах рискованного земледелия. Но даже в относительно благоприятных районах растения в течение своей жизни часто испытывают влияние различных неблагоприятных факторов внешней среды: недостатка или избытка влаги, низких или высоких температур, заморозков, засоления, болезней и т.д. Поэтому при выращивании сельскохозяйственных культур, сортов и гибридов необходимо учитывать возможность таких неблагоприятных явлений как засухи и суховеи, весенние и раннелетние заморозки, туманы, град, гололед и другие. Из-за многочисленных неблагоприятных факторов разной напряженности и продолжительности и слабой устойчивости к ним, сельскохозяйственные культуры обычно реализуют свой генетический потенциал урожайности только в среднем на 20-30 %.

По данным мониторинга современного климата в России, в последние годы существенно усилилась тенденция к потеплению климата. При их сохранении существенно изменяются агроклиматические условия возделывания сельскохозяйственных культур. С одной стороны, улучшение теплообеспеченности (увеличение суммы положительных температур) и увеличение продолжительности вегетационного периода позволяют расширять площади посевов позднеспелых урожайных культур. Примером может служить интродукция сои в северную часть Центрально-Черноземного региона.

С другой стороны, потепление климата сопровождается ростом засушливости и повышением вероятности экстремальных гидрометеорологических ситуаций. Примером является острая засуха 2010 года, во время которой наиболее значительно пострадали Приволжский, Уральский, части Южного и Центрального федеральных округов. В результате гибель сельскохозяйственных культур произошла на площади 13,3 млн. га (17 % общей посевной площади РФ), и зерна было собрано в стране на 37,7 % меньше, по сравнению с предшествующим 2009 годом.

Растение как целостный организм находится в постоянном взаимодействии с окружающей средой и может обитать и успешно выживать только в тех условиях, где осуществляются все его жизненные функции. Устойчивость растений к неблагоприятным факторам среды определяет характер распределения различных видов по климатическим зонам и их продуктивность.

В естественных условиях произрастания растения могут страдать от комбинаций неблагоприятных факторов в разные периоды онтогенеза. Эти условия приводят к серии морфологических, физиологических, биохимических и молекулярных изменений в растениях, которые оказывают негативное влияние на рост и продуктивность. Частый результат — дисфункция белка. Понимание механизмов стабильности белка и устойчивости к денатурации, является

одной из самых сложных проблем теории устойчивости растений. Большое значение также имеет биосинтез, содержание, транспорт и функции основных и вторичных метаболитов.

Устойчивость растений регулируется сложными генетическими механизмами. Многие продукты дифференциальной экспрессии генов, такие как шоковые белки, ферменты синтеза осмолитов, ферменты нейтрализации активных форм кислорода и другие защищают растительные клетки от повреждения.

В этой связи, знание физиолого-биохимических основ устойчивости растений к неблагоприятным условиям среды и практических способов повышения устойчивости к стрессам формирует у студентов профессиональные компетенции в части владения методами оценки состояния агрофитоценозов и приемами коррекции технологий возделывания сельскохозяйственных культур в различных погодных условиях.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: