Как растения защищаются от болезней

ИНТЕГРИРОВАННАЯ СИСТЕМА ЗАЩИТЫ РАСТЕНИИ

Главным в современной тенденции защиты растений является стремление к объединению всех доступных методов борьбы с вредителями и болезнями. Вот это-то и носит впечатляющее название — интегрированная система защиты растений. Другое дело, что удельный вес каждого из используемых методов совершенно различен. В целом современная стратегия защиты растений основывается на двух главных методах — это выделение устойчивых сортов и применение пестицидов. Этим методам посвящены две специальные главы настоящей книги. Здесь же поговорим о других мероприятиях.

Одним из них является карантинная служба. Так, законодательным порядком запрещается ввоз зараженного растительного материала на территорию тех стран, где вредители и болезни ранее отсутствовали. В большинстве стран Имеются законы, контролирующие импорт растительного материала или его перевозку из одной части страны в другую. Например, благодаря этим законам в Англии до сих пор отсутствует столь страшный враг картофеля, как колорадский жук. Правда, карантин следует считать только первой линией обороны, которая рано или поздно будет нарушена.

Уменьшить ущерб, причиняемый вредителями или болезнями, может также фитосаинтария — одни из наиболее простых и наиболее древних способов защиты растений. Фитосанитария сводится к уменьшению количества ипокулума при уничтожении любого зараженного растительного материала, будь то больные растения или их остатки в поле после уборки урожая. Фитосанитарные мероприятия, если их проводить достаточно тщательно, могут принести ощутимый эффект, особенно в садах и огородах, где сравнительно легко уничтожить весь зараженный растительный материал.

Очень существенным для целей защиты растений является высокая культура земледелия. Задача земледелия состоит не только в том, чтобы создать условия, обеспечивающие наилучший рост растений и высокий урожай, но и в том, чтобы защитить растения от патогенов и вредителей. Прежде всего чрезвычайно важен качественный посадочный материал. Для посева следует использовать только здоровые, зрелые, неповрежденные семена, обладающие высокой всхожестью. Посев должен обеспечить оптимальную для данной культуры густоту стояния растений. Очень вагина глубина посева. Длительный период между прорастанием и появлением всходов над поверхностью почвы благоприятствует развитию патогенов. Поэтому факторы, тормозящие прорастание и начальный рост растений, способствуют поражению растений и увеличивают их потери еще на ранних стадиях развития.

Растения, восприимчивые на одной стадии развития, в другое время проявляют большую устойчивость. В связи с этим возможно так изменять сроки посева, чтобы стадия развития, на которой растения являются наиболее восприимчивыми, приходилась на то время, когда патоген отсутствует или не может заразить растения.

На поражаемость растений болезнями влияют удобрения. Считается, что высокое содержание в почве азота, особенно если он находится в легкоусвояемой форме, например в виде нитратов, обычно повышает восприимчивость растений к болезням. Возрастание содержания в почве калия и фосфора неблагоприятно сказывается на развитии некоторых патогенов.

Очень полезным способом защиты растений от патогенов является севооборот, который дает особенно хороший результат в борьбе с почвенными патогенами. В случае болезни корней он является одним из главных способов защиты. Длительность сохранения патогенов в почве зависит от долговечности их зимующих форм, от микробиологических и химических условий в почве и других факторов. Это очень важно для эффективности севооборотов, потому что защита от болезней может быть успешной лишь в том случае, если интервал между посевами восприимчивых культур больше, чем срок жизни патогена.

Таким образом, для решения проблемы защиты растений следует познать естественные связи в биосфере, понять, какие из них нарушаются, и попытаться их компенсировать.

А теперь вернемся к двум основным мерам, на которых основывается современная интегрированная система защиты растений.

СОРТ РЕШАЕТ УСПЕХ ДЕЛА

Ничто другое так не способствует защите растений, как развитие селекции сортов, устойчивых к болезням и вредителям. Именно благодаря широкому распространению устойчивых сортов некоторые вредители и болезни к настоящему времени уже не представляют опасности.

Устойчивость — только одна из многих целей селекции, хотя и одна из наиболее важных. Ведь даже высокоустойчивые сорта вряд ли будут выращиваться, если они малопродуктивны и худшего качества, чем остальные. Часто эти два фактора противоречат друг другу. Поэтому обычно селекционер вынужден искать компромисс между стремлением добиться у создаваемого им сорта приемлемых уровней урожайности, качества и других агрономических признаков, с одной стороны, и повышением уровня устойчивости — с другой.

Одна из задач современной селекции — создание сортов, обладающих комплексной устойчивостью, т. е. одновременной устойчивостью к нескольким болезням и вредителям, поскольку в сельском хозяйстве невыгодно выращивать сорта, устойчивые только против одного паразита, и в то же время регулярно применять пестициды против другого.

Большинство видов культурных растений было создано в период примитивного ведения сельского хозяйства, вначале благодаря естественному, а затем сознательному отбору земледельцами растений с желательными признаками. Это был период отбора сортов — популяций, в ходе которого земледелец оставлял на потомство наиболее выносливые и урожайные экземпляры.

Таким образом, до сравнительно недавнего времени культурные растения были представлены популяциями, приспособленными к местным условиям и дающими удовлетворительные урожаи качественной продукции. Однако у них было очень важное преимущество: они были гетерогенными по наличию в них генов вообще и генов устойчивости в частности.

Затем наступило время выведения чистолинейных сортов культурных растений, имеющих одинаковые гены, и, следовательно, популяции таких растений оказались гомогенными. А отсюда пошли все беды. Принцип монокультуры начал повсеместно применяться в сельском хозяйстве. На огромных площадях высевались одни и те же сорта, у которых все признаки, в том числе и признак устойчивости, были выравнены. Культуры стали однородными, они давали наивысшие возможные урожаи, одновременно созревали, росли на стеблях одной высоты и плотности, по, к сожалению, одинаково хорошо были восприимчивы к болезням. А история эпифитотий учит, что узкая генетическая основа посевов резко ограничивает их способность сопротивляться болезням. Жизнь устойчивых сортов становилась все короче и короче. В этих условиях селекционерам приходилось работать по непрерывной программе, т. е. быстро выводить один сорт на смену другому с тем, чтобы опередить расообразовательные процессы у паразита. Необходимы были новые методы борьбы с болезнями, которые сейчас усиленно разрабатываются.

О некоторых из них попробуем рассказать. Как ужо известно из предыдущего изложения, чаще всего, хотя и не всегда, паразит преодолевает вертикальную устойчивость растений, основанную на свойстве СВЧ. Такой тип устойчивости связан с присутствием в растении единичных генов, которые относительно просто вводить во вновь создаваемые сорта. Значительно сложнее обстоит дело с горизонтальной устойчивостью, которая контролируется многими генами, а потому с ними значительно сложнее работать селекционеру. До самого недавнего времени большинство селекционеров при наличии выбора предпочитали работать с явно выраженной вертикальной устойчивостью. При этом часто случалось, что в процессе селекции на вертикальную устойчивость у сорта терялись гены горизонтальной устойчивости. Судьба многих сортов культурных растений с вертикальной устойчивостью оказалась плачевной. Их первоначальный успех во многих случаях со временем сменялся полным поражением. Поэтому сейчас внимание селекционеров все более и более привлекает горизонтальная устойчивость. Создается парадоксальная ситуация: относительно слабый уровень горизонтальной устойчивости оказывается выгоднее, чем полная вертикальная устойчивость. Но все дело в том, что вертикальная устойчивость рано или поздно в большинстве случаев преодолевается расообразовательными процессами паразитов, тогда как горизонтальная устойчивость оказывается, как правило, долгосрочной. Эффект ее хотя и недостаточен, но зато действие стабильно. Особенно перспективным представляется сочетание в одном и том же сорте и вертикальной, и горизонтальной устойчивости.

Как известно, основной принцип защиты растений состоит в предотвращении эпифитотий. В случае сочетания горизонтальной и вертикальной устойчивости последняя задерживает начало эпифитотий, поскольку необходимо, чтобы раса с определенным геном вирулентности накопилась в популяции паразита до определенного уровня. Когда она, хоть и с запозданием, накапливается, тогда вступает в действие горизонтальная устойчивость, которая замедляет развитие болезни уже после ее начала. Благодаря присутствию у сорта горизонтальной устойчивости на нем образуется меньшее число спор, дающих начало новым поражениям, сами поражения развиваются медленнее, больше времени требуется для формирования нового поколения спор и т. д. В результате развития эпифито-тий не происходит.

Предполагается каждый сорт, обладающий тем или иным геном устойчивости, высевать раз в несколько лет, с тем чтобы в промежутке стабилизирующий отбор уничтожал расы, обладающие излишними генами вирулентности. Целесообразно также на пути миграции спор паразита высевать сорта, различающиеся генами устойчивости. При этом должны учитываться места зимовки инфекции, направление ветра, с помощью которых распространяются споры паразита. Подобная «чересполосица» предотвратит накопление инфекционного начала, необходимого для начала эпифитотий, поскольку при попадании спор с одной полосы на другую их популяция должна будет перестраиваться, в результате чего инфекция не сможет накопиться до нужного для эпифитотий уровня.

Таким образом, на смену ранее существующего принципа максимальной однородности, выравненности сортов по всем признакам, в том числе и по устойчивости, сейчас приходит новый принцип наибольшей гетерогенности при максимально возможном сохранении качества сорта. Происходит своеобразный возврат к прежним крестьянским сортам-популяциям, с той, однако, разницей, что они выводятся не эмпирически, а на основании современной теории. Примером тому являются современные многолинейные или мультилинейные сорта-популяции.

Многолинейные сорта выращивают, смешивая семена нескольких составляющих их линий. По сути дела, эти липни почти изогенные, которые выравнены по всем (или по большинству) признаков, кроме одного — генов устойчивости. Предположим, колосья их равны по высоте, в одной и то же время созревают, выравнены по мукомольным качествам и так далее. Поэтому поле, засеянное многолинейным сортом, внешне кажется совершенно однородным и ничем не отличающимся от поля засеянного чистолинейным сортом. Но для паразита растущие на поле растения резко различаются, поскольку являются для него смесью различных генотипов хозяина, затрудняющих их массовое поражение.

Предположим, что создается четырехлинейный сорт, включающий в себя композицию генов вертикальной устойчивости R₁, R₂, R₃, и R₄. в равных соотношениях. Раса 1 способна поражать сорт с геном R₁, но не сорта с геном R₂, R₃ и R₄. Раса 2 поражает сорт с геном R₂, но не остальные, раса 3 — с геном R₃ и так далее. Раса 1.2.3.4 может в равной мере поражать все составляющие сорт линии, но на каждой из линий она имеет по три ненужных (лишних) гена вирулентности, и поэтому стабилизирующий отбор будет работать против нее, в результате чего она не сможет выдержать конкуренции с простыми расами, не имеющими лишних генов. То же самое будет происходить и с расами, несущими по три гена вирулентности, — 1.2.3, 1.2.4, 1.3.4 и 2.3.4, с той разницей, что у них будут лишними не три, как у расы 1.2.3.4, а по два гена, а также с расами 1.2, 1.3, 1.4, 2.3, 2.4 и 3.4, у которых будет по одному липшему гену.

Простые расы 1, 2, 3 и 4 не будут нести лишних гемов, по каждая из них сможет поразить только 25 % популяции, тогда как 75 % окажутся к ней устойчивы. В результате получится, что все расы паразита, которые могут существовать на посевах многолинейного сорта-популяции, будут плохо развиваться. Сложные расы будут ослабляться стабилизирующим отбором, лишающим их конкурентоспособности с простыми расами, а простые расы страдать от затрудненного распространения (считается, что популяция растений оказывается защищенной, если не менее 40 % растений в ней обладают устойчивостью). И то и другое приведет к снижению скорости инфекции, что характерно для горизонтальной устойчивости. Поэтому внешне многолинейный сорт будет вести себя почти так же, как и сорт горизонтально устойчивый.

Чем больше число линий, составляющих многолинейный сорт, тем больше будет эффект. К тому же и композицию отдельных сортов можно каждый год менять в соответствии с составом генов популяции паразита. Из-за этого популяция паразита будет все время вынуждена перестраиваться, и угроза эпифитотий тем самым ликвидируется.

Таким образом, мультилинейные сорта будут совмещать в себе преимущества чистолииейиых сортов (выравненность по всем хозяйственно цепным признакам, кроме генов устойчивости) и сортов-популяций прошлого, поскольку они будут гетерогенными по генам устойчивости. Сейчас создаются специальные селекционные программы по получению мультилинейных линий-популяций для пшеницы, овса, ячменя и других цепных культур.

Согласно мнению IO. Т. Дьякова, существующий сейчас в защите растений принцип «слабая поражаемость лучше полной устойчивости» представляет собой один из парадоксов фитоиммунитета, поскольку создание абсолютно непоражаемого сорта не только не осуществимо, по и порочно в своей основе. Маловероятно уничтожить какой-либо вид патогенного микроорганизма, поскольку он имеет преимущества перед растением-хозяином из-за способности быстро размножаться и мигрировать на большие расстояния. Но даже если и допустить, что это удастся, то на освободившуюся экологическую нишу всегда найдется какой-либо претендент, потенциальную опасность которого заранее трудно предсказать. Так что лучше не рисковать.

Исходя из вышесказанного, решение проблемы защиты культурных сортов от эпифитотий предполагает установление того равновесия между растениями и их паразитами, которое было нарушено чистолинейной селекцией, и лежит на пути расширения генетического разнообразия культурных сортов. Создавая и внедряя монокультуры, человек переусердствовал и слишком решительно и недальновидно вмешался в законы природы, чем не замедлили воспользоваться патогены.

Селекция на устойчивость — длительный процесс, и часто требует не менее 10–15 лет упорного труда. Правда, развитие теории, так же как и оснащение селекционного процесса современной техникой и оборудованием, позволяет сейчас сократить эти сроки. В поисках доноров устойчивости чрезвычайно перспективным представляется искусственный мутагенез, с помощью рентгеновских и ультрафиолетовых лучей, гамма-излучения или нейтронов, а также химических мутагенов. Под влиянием этих воздействий возникают индуцированные' мутации, которые могут дополнить природное разнообразие таким образом, что шансы на редкие гены будут увеличены. В результате разработки новых более топких методов индуцированные мутации будут становиться все более важными в селекции на устойчивость, особенно по мере истощения естественных источников генетического разнообразия. Обнадеживают также новые методы клеточной селекции и слияние протопластов для получения гибридов между нескрещивающимися сортами.

Устойчивые сорта в будущем, по-видимому, будут играть все более и более важную роль в борьбе с вредителями и болезнями растений. И в этом отношении селекция на устойчивость начинает успешно конкурировать с разработкой и применением пестицидов.

ПЕСТИЦИДЫ: ВЧЕРА, СЕГОДНЯ, ЗАВТРА

История биологии знает немало событий, взволновавших широкую общественность. Однако есть события совершенно особые, и к ним можно отнести применение пестицидов.

Пестициды в дословном переводе с латинского — заразоубивающие средства (пестис — зараза, цедерс — убивать). Сам термин «пестициды» собирательный: это и инсектициды, используемые для борьбы с насекомыми (инсектум — насекомые); и фунгициды, направленные против паразитарных грибов и бактерий (фунгус — гриб); и гербициды против сорняков (герба — трава); и зооциды против грызунов; и нематоциды против нематод. Имеются и другие пестициды, обладающие комплексным действием. Например, нитрофан является инсектицидом против тлей, клещей, щитовок и фунгицидом для борьбы с возбудителями таких болезней, как рак, антракноз, мильдью.

Наибольший накал страстей ученых и общественности, несомненно, вызвал инсектицид под сокращенным названием ДДТ — дихлордифенилтрихлорэтан. В его оценке одно быстро сменяло другое. Радужные надежды и горькие разочарования, восторженные отзывы и тяжкие обвинения. Пестициды называли чудом современной химии и непростительной ошибкой ученых.

ДДТ был синтезирован еще в 1874 г. Но только в 1937 г. было открыто его инсектицидное действие. Автору открытия швейцарскому ученому П. Рихтеру была присуждена Нобелевская премия. Двадцать лет спустя Швейцария запретила применение этого препарата.

Чем же так провинился ДДТ, и почему он впал в такую немилость? По данному вопросу написаны тысячи статей и высказаны взаимоисключающие точки зрения.

Еще продолжалась вторая мировая война, когда ДДТ одержал свою первую крупную победу. С его помощью удалось предотвратить вспышку сыпного тифа. Прошло немного лет, и с помощью ДДТ удалось подавить размножение комаров — переносчиков возбудителей малярии, и тем самым спасти жизнь миллионов людей. Затем последовали победы над многими сельскохозяйственными вредителями. Америка вдвое увеличила сбор хлопка благодаря защите хлопчатника от долгоносика. В Советском Союзе были сохранены миллионы тонн пшеницы от вред-пой черепашки. Началось триумфальное шествие препарата по странам и континентам. За 20 лет во всем мире его было использовано около 4,5 миллионов тонн.

Но постепенно над ДДТ сгущались тучи. Появились серьезные опасения, что пестицид оказывает вредное влияние на окружающую среду. Однако вера в пего была настолько сильна, что вначале опасения вообще не воспринимали всерьез, а капиталистические монополии не желали считаться ни с чем, кроме прибыли. Отчеты ученых просто скрывали. Целых семь лет власти США не разрешали опубликовать отчет об ответственности ДДТ за гибель тихоокеанской рыбы.

Отчет был составлен специалистом по исследованию качественного состава воды Уолтером Томсоном. Сравнение содержания пестицида на полях Америки с показателем уловов сардинки привело к «ошеломляющим» результатам: поголовье сардинок убывало в такой же пропорции в какой возрастало применение ДДТ. Попадание пестицида в районы лова рыбы объяснялось размыванием почвы при разливах рек, которые несли его с собой в океан. Он оказался ядовитым не только для рыб, по и для организмов, которыми они питаются.

Последовали и новые отчеты о вреде ДДТ для других организмов, в частности птиц. Скрывать их от общественности становилось все труднее. Гром разразился в 1962 г. с выходом в США книги Речел Карсон под названием «Безмолвная весна». В ней изображены страшные последствия применения ДДТ. Не слышно пения птиц, не плавают в водоемах рыбы, многие виды животных на грани полного исчезновения. В США книга вызвала бурю протестов (подогреваемых радио, телевидением, газетами) против ДДТ и других пестицидов, которые могли принести вред окружающей среде.

В ноябре 1972 г. на заседании Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФЛО) выступил с лекцией Норман У. Борлоуг — лауреат Нобелевской премии мира 1970 г. за личный вклад в так называемую зеленую революцию. Лекция была названа «Человечество и цивилизация снова на распутье». В ней была отдана дань уважения Р. Карсон, сделавшей очень много для понимания красоты природы. Но книга была подвергнута резкой критике, прежде всего за то, что она внушала читателям, что без пестицидов будто бы можно обойтись. По мнению Берлоуг, такой день если он вообще наступит, пока еще очень далек.

Лекция была страстной, но одновременно и пристрастной. Теории противников были объявлены шаткими, а приводимые факты сокращения численности животных объяснялись не столько применением пестицида, сколько другими причинами нарушения экологического равновесия, например сбросом в водоемы отходов промышленных предприятий.

Факты, однако, со всей неоспоримостью говорили об отрицательном влиянии ДДТ. Приведем лишь некоторые[19].

Если в воде концентрация ДДТ составляет 0,000005 единицы, то в планктоне она достигает 0,04 единицы, т. е. увеличивается почти в 10 тысяч раз; в мелкой рыбе, питающейся планктоном, увеличивается до 0,5 единицы; в крупной рыбе, пожирающей мелкую, до 2. Тогда как у птиц, кормящихся крупной рыбой, до 2,5, т. е. в 500 тысяч раз выше по сравнению с исходной концетрацией. Превышение содержания ДДТ в фитопланктоне лишь на несколько частей на миллиард уже отражается на процессе фотосинтеза. А ведь фитопланктон производит почти 70 % кислорода, содержащегося в воздухе.

На острове Калимантан в Индонезии ящерицы «устроили пир» из мух, убитых ДДТ. Но это поистине был пир во время чумы, так как вскоре погибли и ящерицы. Вслед за ними стали гибнуть и кошки, питавшиеся ящерицами. В результате крысы, которых уничтожали кошки, наводнили деревни и создали угрозу возникновения эпидемий.

Но это лишь одна сторона проблемы. Другая, не менее острая, состоит в том, что вредители, против которых применялся ДДТ и считавшиеся к нему весьма чувствительными, в итоге меньше всего от него пострадали. Объясняется это тем, что они приобрели к нему настолько высокую устойчивость, что даже при увеличении концентрации препарата в несколько раз против разрешенных нормами, они оставались живыми. Более того, насекомые, ставшие устойчивыми к ДДТ, приобрели устойчивость и к некоторым другим хлорорганическим пестицидам. Неудивительно, что в большинстве стран мира, в том числе и в нашей стране, применение ДДТ было запрещено в законодательном порядке или крайне ограничено. Заметим, что в нашей стране, когда ДДТ применялся, допустимые его остатки в полевых, плодовых и овощных растениях были самыми низкими: в 7 раз ниже, чем в США и Канаде, в 2 раза ниже, чем в Швейцарии. И сейчас у нас действуют самые строгие критерии оценки всех пестицидов.

Итак, ДДТ во многом помог, во многом навредил, но и многому научил, хотя и дорогой ценой. Этот урок следует всегда помнить, когда речь заходит о применении пестицидов, без которых, по признанию ведущих ученых мира, пока обойтись нельзя.

Подсчитано, что в настоящее время чуть ли не каждые 10 минут в мире создается соединение, обладающее пестицидными свойствами. Но подавляющая их часть отбрасывается уже после первичного отбора (скрининга). После полевой оценки и определения безвредности остаются считанные единицы. И в этом тоже один из уроков, извлеченных из применения ДДТ.

В прошлом при испытании пестицидов ограничивались определением степени их токсичности путем скармливания препаратов животным. В дальнейшем уже стали определять, как быстро препарат выводится из организма и не накапливается ли он в каком-либо органе, например в печени. Далее начали выяснять, а не оказывает ли препарат или продукты его распада, возникающие в организме, мутагенное и канцерогенное действие.

Правда, чрезвычайно низкий выход пестицидов из огромного числа синтезируемых соединений связан еще с несовершенством самого принципа их синтеза и первичного отбора, основанного на методе проб и ошибок. Вполне попятно, что при этих условиях с каждым годом стоимость нового пестицида сильно возрастает. По мнению специалистов, при более рациональном использовании ужо существующих пестицидов они могут давать вдвое больший эффект по сравнению с ныне получаемым. Особо важное значение имеет улучшение службы прогнозирования времени появления вредителей и возбудителей болезней, а также усовершенствование техники нанесения пестицидов.

Пестициды могут быть эффективны только в том случае, если они применяются в нужное время, в нужном количестве и нужном месте. В противном случае пестициды приносят больше вреда, чем пользы. Несоблюдение этого требования служит причиной порою возникающих и поныне бесплодных дискуссий о пользе или вреде химизации сельского хозяйства.

Поскольку наша книга посвящена устойчивости растений к болезням, остановимся лишь на фунгицидах.

Фунгицидами называются вещества, убивающие или подавляющие споры грибов или их мицелий. Еще с древних времен было известно, что подобным действием обладает сера. О ней вновь вспомнили во Франции, когда в середине прошлого века туда проник из Америки одни из паразитарных грибов — оидиум, нанесший большой ущерб виноградникам. Опыливание виноградников серой помогло приостановить распространение этой опасной болезни.

Однако сера оказалась малоэффективной против другого, также проникшего с Американского континента паразита виноградников, называемого мильдью. И тогда против пего во Франции была предложена смесь, состоящая из медного купороса и негашеной извести, в которой действующим началом является медь. Подобная смесь, названная бордосской жидкостью, оказалась весьма эффективной не только против мильдью, но и других возбудителей болезней, благодаря чему была признана царицей фунгицидов. Так было положено начало промышленного производства фунгицидов с использованием для этих целей как неорганических веществ, так и сложных органических соединений.

С увеличением числа фунгицидов их стали классифицировать по биологическому действию, химическому составу, способу применения и ряду других важных признаков. В самом общем виде существующие сейчас фунгициды можно разделить на контактные и системные.

Первое поколение фунгицидов относится к контактным, для действия которых необходим контакт фунгицида с патогеном. Все они обладают широким спектром биологической активности. Они действуют не избирательно, а сразу на многие структуры клетки и разные звенья обмена веществ, являющиеся более или менее общими для всех живых организмов. Благодаря этому паразитарным грибам и бактериям довольно трудно приспособиться к контактным фунгицидам и многие из них используются в течение длительного времени. Примером является та же бордосская жидкость.

Однако все эти фунгициды вступают в контакт с паразитом только на поверхности растения. Ни один из них не может проникать в ткани растений в сколько-нибудь эффективных дозах. Кутикула, покрывающая поверхность листьев, стеблей, плодов, является для них непреодолимым барьером. Это и хорошо, и плохо. Хорошо потому, что, не проникнув в растение, они не оказывают на них токсическое действие. Но по этой же причине они являются эффективными лишь против паразитов, развивающихся на поверхности растения. И это плохо. Они могут оказаться эффективными и против паразитов, проникающих в растение, по лишь в том случае, если вступают с ними в контакт еще до их проникновения в растительную ткань, когда они находятся на поверхности растения. Следовательно, против таких паразитов контактные фунгициды приходится применять еще до появления симптомов болезни. Но до встречи с паразитом фунгицид может разложиться, его может смыть дождь или сдуть ветер. Кроме того, и это весьма существенно, контактными фунгицидами надо покрывать всю поверхность растения, как верхнюю, так и нижнюю сторону листьев. В небольшом хозяйстве такая обработка растений хотя и является трудоемкой, по осуществима. На больших же площадях достичь такого равномерного нанесения фунгицида с помощью существующих технических средств практически невозможно.

Ученые начали создавать второе поколение пестицидов системного действия, т. е. соединения, которые способны проникать внутрь растения и перемещаться в нем. О возможности вводить в растения чужеродные вещества давно известно. Еще в XII в. пытались получать плоды с новым ароматом, вкусом и цветом путем введения в просверленные в стволах отверстия пряностей и красителей.

13 конце 30-х годов нашего столетия на основе учения о передвижении веществ в растениях был создай первый системный инсектицид, а четверть века спустя — первый системный фунгицид.

Отличительная особенность системных фунгицидов состоит в том, что они способны проникать в растение, продвигаться по нему, убивать или подавлять в нем рост проникшего паразита, не повреждая при этом растительную клетку. Иными словами, мирно существовать с пей. Все они действуют избирательно, т. е. на определенное звено в системе обмена организма. Если контактные пестициды бьют бесприцельно, то системные поражают лишь определенную мишень. Так, одни из первых системных фунгицидов — бенлат, или беномил, связывается только с одним белком тубулином, а такие контактные фунгициды, как карбаматы, инактивируют более 20 белков-ферментов.

Следует, правда, признать, что действие системных фунгицидов все же еще мало изучено. Многими работами показано, что системные фунгициды в отличие от контактных оказывают влияние преимущественно на биосинтетические процессы, т. е. ведущие к получению нового вещества, необходимого для роста и сохранения организма. Контактные фунгициды в первую очередь вызывают нарушение структуры клетки.

Конечно, прицельный удар системного фунгицида является более точным и поэтому более сильным. Действительно, все системные фунгициды оказались более сильными по сравнению с контактными. Но в то же время и паразитам легче приспосабливаться к фунгицидам, которые бьют только по определенной мишени. Так оно и произошло. В результате вместо уничтоженных рас паразита стали появляться новые, еще более агрессивные, а взамен одних видов микроорганизмов начали усиленно развиваться другие. Знакомая ситуация. Возникли новые проблемы, и начался поиск путей их решения. Проблемы в общем уже знакомые, близкие к тем. которые возникали при использовании сортов растений с вертикальной и горизонтальной устойчивостью. Подобно сорту с вертикальной устойчивостью, системный фунгицид хотя и действует сильно, однако быстро теряет свою активность в силу адаптации к нему фитопатогенов. А подобно сорту с горизонтальной устойчивостью, действие контактного фунгицида хотя и менее сильно, но зато более продолжительно, поскольку к нему трудно адаптироваться. Поэтому как при выведении сортов необходимо заботиться о многообразии генов их устойчивости, так и при подборе фунгицидов нужно стремиться к многообразию их химического строения. Это может быть достигнуто разными путями. Во-первых, созданием фунгицидов в виде смесей из различных химических соединений, обладающих синергическим действием. Во-вторых, чередованием применения разных фунгицидов. Задача не простая, так как пока еще далеко не ясно, что с чем смешивать, в какой последовательности и что с чем чередовать.

Но даже системный фунгицид, каким бы избирательным действием он пи обладал, если он убивает или подавляет паразита, то может оказаться токсичным и для других организмов и, следовательно, потенциальным нарушителем экологического равновесия со всеми вытекающими отсюда отрицательными последствиями. Наряду с дальнейшим совершенствованием системных фунгицидов перед учеными встала новая задача — найти соединения, которые не были бы ни фунгитоксичными, ни фитотоксичными, а усиливали бы естественные механизмы устойчивости растений к болезням.

Сравнительно недавно удалось синтезировать соединения, которые, будучи слабо токсичными или вовсе нетоксичными для паразитов, тем не менее защищали от них растения. Механизм их действия пока не изучен, но поскольку они не токсичны для паразитов, то можно предположить, что они каким-то образом действуют на механизмы, контролирующие фитоиммунитет, хотя это и необязательно.

Некоторые фитопатологи предлагают па. звать соединения, действующие по принципу повышения устойчивости растений к болезням, системными терапевтантами. Но дело не в терминологии. Главное — найти вещества, которые действительно повышали бы устойчивость растений к болезням, не оказывая при этом отрицательного влияния на биосферу. Их поиск начат, и постепенно выявляются трудности, которые придется преодолеть.