Газоустойчивость растений.

Газоустойчивость — это способность растений сохранять жизнедеятельность при действии вредных газов.

На степень газоустойчивости растений влияют физико-географические и метеорологические условия. Растения не обладают сформировавшейся в ходе эволюции системой адаптации к вредным газам, и поэтому способность противостоять повреждающему дей­ствию газов основывается на механизмах устойчивости их к другим неблагоприятным факторам.

Загрязнение атмосферы, связанное с расширением производственной деятельности человека, возрастает в таких катастрофических масштабах, что системы авторегуляции биосферы уже не справляются с его очисткой. В результате различных видов деятельности человека (промышленность, автотранспорт и др.) в воздух выделяются более 200 различных компонентов. К ним относятся газообразные соединения:

· сернистый газ (SO₂),

· оксиды азота (NO, NO₂),

· угарный газ (СО),

· соединения фтора,

· углеводороды,

· пары кислот (серной, сернистой, азотной, соляной),

· фенола и др.,

· твердые частицы сажи, золы, пыли, содержащие токсические оксиды свинца, се­лена, цинка и т. д.

В промышленно развитых странах на 52,6% воздух загрязнен деятельностью транспорта, на 18,1% отопительными системами, на 17,9% — промышленными процессами и на 1,9 и 9,5% — за счет сжигания мусора и других про­цессов соответственно.

Загрязняющие атмосферный воздух компоненты по величине частиц, скорости оседания под действием силы тяжести и электромагнитному спектру подразделяют на пыль, пары, туманы и дым.

Газы и пары, легко проникая в ткани растений через устьица, могут непосредственно влиять на обмен веществ клеток, вступая в химические взаимодействия уже на уровне клеточных стенок и мембран. Пыль, оседая на поверхности растения, закупоривает устьица, что ухудшает газообмен листьев, затруд­няет поглощение света, нарушает водный режим. По убыванию токсичности действия на растения газы мож­но расположить в следующие ряды:

F₂>Cl₂> SO₂>NO>CO>CO₂

или Cl₂> SO₂>NH₃> HCN>H₂S

Кислые газы и пары более токсичны для растений, чем для животных/

Наиболее сильно газы воздействуют на процессы в листьях. Косвенный эффект загрязнения атмосферы проявляется через почву, где газы влияют на микрофлору, почвенный поглощаю­щий комплекс и корни растений.

Кислые газы и кислые дожди нарушают водный режим тканей, приводят к постоянному закислению цитоплазмы клеток, изменению работы транс­портных систем мембран (плазмалеммы, хлоропластов), нако­плению Ca, Zn, Pb, Cu. В этих условиях интенсивность фотосинтеза снижается из-за нарушения мембран хлоропла­стов.

Кроме того, на свету быстро разрушаются хлорофилл а и каротин, меньше — хлорофилл b и ксантофиллы. Особенно неблагоприятно на пигментную систему хлоропластов действуют SO₂ и Cl₂ аммиак же уменьшает содержание каротина и ксантофилла, мало влияя на хлорофиллы.

Дыхание в условиях загрязнения, как правило, вначале воз­растает, а затем снижается по мере развития повреждений. Все эти изменения нарушают рост растений, ускоряют процессы старения в них. Очень сильно страдают от кислых газов хвойные породы (суховершинность, ослабление роста стволов в толщину, уменьшение длины и увеличение числа хвоинок на побеге, быстрая потеря хвои). При длительном действии кислых газов наблюдаются значительные изменения в фитоценозе утрата лесных пород, развитие сорной травянистой растительности.

У лиственных пород кислые газы вызывают уменьшение размеров и количества листьев, индуцируют по­явление у них черт ксероморфности.

По характеру реакции у растений различают газочувствительность (т. е. скорость и степень проявления патологических процессов под влиянием газов) и газоустойчивость.

Для газоустойчивости существенна способность растений

· регулиро­вать поступление токсичных газов,

· поддерживать буферность цитоплазмы и ее ионный баланс,

· осуществлять детоксикацию образующихся ядов.

В итоге в условиях задымления это способствует поддержанию фотосинтеза и синтети­ческих процессов на достаточно высоком уровне. Регуляция поглощения газов определяется прежде всего чувствительностью устьиц к газам; под их (особенно газоустойчивые виды быстро закрывают устьица.

Устойчивость к токсическим газам может быть связана и с уровнем в клетках катионов способных нейтрализо­вать ангидриды кислот.

Обычно растения, устойчивые к засухе, засолению и другим стрессам, имеют и более высокую газоустойчивость, возможно, из-за способности регулировать вод­ный режим и ионный состав. На это указывают усиление сер­нистым газом признаков ксероморфности листьев, а хлором — признаков суккулентности.

Проверка газоустойчивости (по большого числа видов растений позволила разделить их на три группы:

· устойчивые,

· среднеустойчивые

· неустойчивые.

Наиболее устойчивые к дре­весные породы (вяз, жимолость, клен, лох) оказались устой­чивыми также к хлору, фтору, диоксиду азота.

Газоустойчивость растений повышается при оптимизации минерального питания и закалке семенного материала. Замачи­вание семян в слабых растворах соляной и серной кислот по­вышает устойчивость растений к кислым газам. Хотя загрязне­ние атмосферного воздуха наносит большой ущерб раститель­ности, именно растения наряду с регуляцией водного, ветрово­го и других режимов среды представляют собой мощный фактор, очищающий атмосферу