Растения и чистота природной среды

Глава 5. Растения вместо ядохимикатов

Один из источников загрязнения окружающей среды — широкое применение ядохимикатов для борьбы с вредителями сельского хозяйства. Поэтому сокращение их использования является средством охраны природы. И тут нам на помощь опять приходят растения.

Появились сообщения о том, что на парижских рынках стали продавать фрукты и овощи, выращенные без ядохимикатов (гербицидов, уничтожающих сорную растительность; инсектицидов, вызывающих гибель вредных насекомых; нематоцидов, поражающих паразитических червей и т. д.). Земля для их выращивания в течение двух лет находилась под паром, а затем слегка припорашивалась веществами, полученными из водорослей. Основанием для такого выращивания овощей и фруктов послужило то, что ядовитые вещества не всегда полностью разрушаются в растениях и в почве. Они могут поступать в организм человека, вызывая нежелательные сдвиги в обмене веществ.

Хорошо известно, что применение различных веществ в растениеводстве преследует цель повысить производительность труда. В самом деле, ручная прополка куда более трудоемка, чем опрыскивание поля раствором гербицида с помощью самолета. Вполне естественно, биологические продукты, т. е. овощи и фрукты, выращенные без ядохимикатов, значительно дороже обычных.

В связи с опасностью со стороны ядохимикатов для здоровья людей возникла проблема, нельзя ли вместо них использовать против вредных животных и микроорганизмов какие-то другие средства? К тому же неумеренное использование ядохимикатов, плохая упаковка, транспортировка и небрежное хранение является одной из существенных причин загрязнения окружающей среды. Поэтому сокращение их производства и использования является средством охраны природы.

Ученые пришли к выводу, что заменить ядохимикаты могут некоторые растения, водные отвары или настои которых, а также они сами, хорошо высушенные и размолотые в тонкий порошок, убивают вредных насекомых и клещей, бактерии и грибы, отпугивают грызунов и т. д. Эти свойства растений обусловлены наличием в них естественных химических соединений, которые, как предпо

лагается, безвредны для человека. В некоторых случаях такие растения рекомендуется высаживать в поле, в приствольных кругах плодовых деревьев, в цветниках и т. д.

Растения, которых боятся животные

Растение чернокорень лекарственный (Cynoglossum officinale) встречается на пустырях, около жилья, вдоль дорог, на лугах. Это растение до 100 см высотой имеет листья, сходные с собачьим языком, благодаря чему получило название «песий язык». Достаточно положить несколько пучков листьев в местах обитания грызунов, чтобы они исчезли. Грызуны не переносят запаха этого растения. Чернокорень может весьма эффективно использоваться на складах, в подвалах. Будучи посажен в саду, он надежно защищает от грызунов плодовые деревья. Отвар из корней и стеблей чернокорня содержит сильнейший яд, являющийся верным средством борьбы против грызунов. Корабельные грызуны предпочитают броситься в воду, чем перебежать через положенное на их пути растение чернокорня. Крысы немедленно покидают те места, где положен корень этого растения. Чернокорень рекомендуют засовывать в норы, устилать подстожья, края парников.

Избавиться от грызунов помогает и красная бузина (Sambucus racemosa). Обычно крысы и мыши избегают помещений, где близко растет бузина. Не случайно в старину бузину часто сажали около сараев, складов, зерновых амбаров. Бузина защищает крыжовник от бабочки-огневки, а сливовые и яблоневые деревья — от плодожорки.

В листьях бузины черной (Sambucus nigra) образуется синильная кислота, которая, возможно, и отпугивает вредных животных. В частности, для защиты зернохранилищ от долгоносика иногда используют зеленые ветки этого растения.

Зеленчук (Galeobdolon luteum) также является хорошим крысо- и мышегоном. Это растение имеет очень неприятный запах. Оно эффективно против грызунов в свежем виде, высушенная трава не обладает таким действием. Еще знаменитый шведский ботаник Карл Линней отмечал, что листья зеленчука изгоняют из зернохранилищ крыс и мышей. На Северном Кавказе и в других местах этой травой издавна было принято переслаивать скирды хлеба. Кроме того, она высаживалась около гумен

и амбаров. Имеются указания на использование зеленчука для защиты зернохранилищ от насекомых (долгоносиков).

Мыши покидают насиженные места (амбары, кладовые) и в том случае, если в углах помещений и около нор положить ветки багульника, стебли кориандра.

Некоторые бобовые растения (фасоль, горох, бобы) отпугивают проволочников — личинок жуков-щелкунов. Кроме того, на участках, занятых бобами, не появляются кроты. Со времен средневековья рекомендуется сеять нут среди культурных растений из-за многих его полезных свойств.

Черемуха (Padus racemosa) использовалась крестьянами Новгородской области для борьбы с озимой совкой. В этих целях поля обкладывались ветками черемухи, а высеваемые семена замачивались в крепком отваре веток этого растения. Благодаря наличию инсектицидных свойств черемуха использовалась для уничтожения паразитов сельскохозяйственных животных. Ошейники из распаренных ветвей этого растения, а также протирание ими тела приводит к полному освобождению от вшей. Еще П. С. Паллас в 1786 г. писал, что ветки черемухи, положенные под скирду необмолоченного хлеба, отгоняют мышей.

Красоднев, или лилейник (Hemerocallis), защищает многие луковичные растения, особенно лилии, от многоножек (кивсяков).

Горчица предохраняет горох от гороховой плодожорки, а конопля — от гороховой тли. Кроме того, спасает свеклу от свекловичной блошки. Запах этого растения отпугивает личинок майских жуков. Обследование конопляников показало, что на них личинки майских жуков отсутствуют. В связи с этим коноплю рекомендуют сажать в междурядьях полезащитных полос, которые иногда очень сильно страдают от майского жука. Еще в 1833 г. «Журнал общеполезных сведений или библиотека по части промышленности, сельского хозяйства и наук, к ним относящихся» (№ 8) сообщал: «Чтобы бабочки не клали своих яиц на капусту или другие огородные овощи, надобно рассадить на занимаемых сими последними грядах несколько стеблей обыкновенной конопли, к которой насекомые сии никогда не приближаются. Таким же образом и гусеницы не будут портить огородных растений».

Хорошо отпугивает вредителей от плодовых деревьев кориандр (кишнец посевной). Его рекомендуют высевать в приствольных кругах и еженедельно подстригать верхушки для усиления выделения отпугивающих веществ.

Будучи посаженным в розарии, он защищает розы от тлей.

Комнатная герань служит защитой для других декоративных растений от тлей и паутинного клещика.

Порошком чистотела опыливают растения против огородных блошек. Дымом этого растения окуривают сады от медянки, а огороды — от бабочки-белянки.

Календула (ноготки) помогает бороться с вредными нематодами. Пораженные нематодами растения очень резко снижают урожай и часто гибнут. Если вокруг участка, на котором посажены розы, сделать бордюр из ноготков, то поражение роз нематодами станет невозможным.

Лук и чеснок отпугивают долгоносиков, клещей, проволочников и других вредителей. В Китае для того, чтобы в рисе или муке не заводились долгоносики и другие вредители, на куль риса кладут 2–3 головки чеснока, разделенные на дольки и тщательно очищенные без повреждения их пленчатых покровов. Смородина не повреждается почковым клещом, если между кустами посадить лук и оставить его на зиму в земле. Чеснок очень полезен в борьбе с медведкой и другими вредителями культурных растений.

Муравьи в страхе покидают места, где имеется петрушка. На виноградниках она оказывает оздоровляющее действие в случае поражения их филлоксерой.

Многие виды пижмы, особенно из той группы видов, которая часто выделяется в род пиретрум (Pyrethrum), способны накапливать особые вещества, называемые пиретринами. Пиретрины ядовиты для насекомых и других беспозвоночных, но безвредны для теплокровных животных и человека. С давних времен растения, содержащие пиретрины, использовались человеком для борьбы с вредными насекомыми. Среди них прежде всего следует назвать пижму цинерариелистную, или далматскую ромашку (Tanacetum cinerariefolium). Родина ее — Балканский полуостров. Далматская ромашка спасает капусту от тлей, гусениц капустной совки и белянки, а яблоню — от тлей, яблонной плодожорки и других вредных насекомых. При наличии этого растения исчезают тли и нематоды в цветниках. Порошком из этого растения пользовались для борьбы с клопами, блохами, тараканами, мухами и даже мышами. Препараты из далматской ромашки могут быть весьма эффективными. Так, например, в 30-х годах XX в. урожайность сельскохозяйственных культур в США поднялась еще до широкого распространения химических органических препаратов. Этому способствовало повсеместное применение некоторых препаратов типа пиретринов.

Химики попытались синтезировать инсектицидные вещества далматской ромашки и в конце 40-х годов добились успеха. Синтезированные вещества получили название пиретроидов. Как и природные аналоги, пиретроиды обладали рядом недостатков. Они были нестойки к действию света, влаги и воздуха. Не так давно английская компания «Shell» создала пиретроид под названием «рипкорд», который оказался устойчивым к воздействию окружающей среды. Он разлагается лишь почвенными микроорганизмами. Вместе с тем новый препарат обладает широким спектром действия, в том числе на вредителей, успевших приобрести устойчивость к большинству используемых ныне инсектицидов.

Исследования по пиретроидам ведутся и в нашей стране. Ученые Башкирии в содружестве с коллективом Московского института органической химии имени Н. Д. Зелинского создали пиретроид, являющийся эффективным средством против вредителей сельскохозяйственных животных: слепней, оводов и мух. Двух-трех килограммов инсектицида достаточно, чтобы на все лето избавить от кровососущих насекомых обитателей крупного животноводческого комплекса. На фермах крупнейшего в Башкирской АССР совхоза имени 60-летия СССР продуктивность животных, избавленных от вредных насекомых, возросла на 10–15 %. В масштабах хозяйства это сотни центнеров молока и мяса. Отлично зарекомендовали себя синтезированные пиретроиды и в борьбе с вредителями сельскохозяйственных культур. Достаточно 50 г препарата, чтобы полностью уничтожить на 1 га картофельного поля колорадского жука и его личинок.

Наряду с далматской ромашкой для получения пиретрина используются также пижма розовая (Tanacetuin roseum) и близкая к ней пижма красная (Tanacelum coccinoum) с Кавказа. Эти два вида более известны под другими названиями: ромашка персидская и ромашка кавказская.

Многие домашние хозяйки для борьбы с молью применяют истертые в порошок сухие листья пижмы обыкновенной (Tanacctum vulgare). С этой же целью в комнатах выращивают «мольное дерево» или плектрантус (Plectranthus fruticosus) из семейства губоцветных. За этим растением с давних времен установилась репутация гонителя моли. Считают, что моль не выносит запаха листьев плектрантуса. Из-за того что мухи также обходят его любовью, растение называют еще мухогоном.

Бархатцы являются эффективным средством защиты растений от нематод.

Томаты отпугивают проволочников. Крыжовник, в междурядьях которого были высажены томаты, мало поражался огневкой. Отходы пасынкования томатов, а также растения после уборки урожая используются для приготовления отвара, применяемого для борьбы с листогрызущими вредителями и гусеницами яблонной плодожорки. Ученые университета штата Каролина (США) обнаружили, что волоски, имеющиеся на диких томатах, выделяют природный инсектицид, названный 2-тридекалоном. Это вещество присутствует и в культурных томатах, однако концентрация его в них в 100 раз меньше, чем в диких. Путем скрещивания культурных и диких томатов исследователи надеются вывести сорт томатов, отличающийся высокой урожайностью и значительным содержанием 2-тридекалона. Такие растения могли бы успешно постоять за себя в случае нападения насекомых-вредителей.

Кожура плодов лимона, апельсина и грейпфрута может быть использована в качестве сырья для получения инсектицида, уничтожающего домашних мух, муравьев Рихтера, серых кузнечиков, осенних жигалок и других вредных насекомых как при прямом контакте, так и при воздействии на них паров. В связи с тем что ароматный инсектицид из плодов цитрусовых безвреден для теплокровных животных и человека, его можно безбоязненно применять в жилых помещениях и на складах пищевых продуктов.

Настой мелконарезанных листьев белены черной (Hyoscyamus niger) эффективен против тлей, медяниц, растительноядных клопов, а отвар этого растения — против различных гусениц.

С давних пор для борьбы против тлей, медяниц, трипсов, молодых гусениц, личинок рапсового и вишневого пилильщика применяются настои и отвары табака, отходов его переработки. В некоторых случаях, например, против окрыленной яблонной медяницы используется табачная пыль.

Цветущие растения тысячелистника (Alchimilla vulgaris) служат для приготовления настоев и отваров, которые убивают листогрызущих и сосущих вредных насекомых (тлей, медяниц).

Двукратная обработка отваром полыни горькой (Artemisia absinthium) уничтожает почти всех листогрызущих насекомых. Если посадить полынь возле яблонь, то она защитит сад от плодожорки. Аналогичной способностью обладает пижма. Настои полыни и пижмы убивают личинок медяниц, а также тлей.

Против личинок крыжовникового пилильщика, гусениц яблонной плодожорки, колорадского жука используют двух-трехкратное опрыскивание отваром чистотела (Helidonium majus). Настой из свежих листьев этого растения применяют для опрыскивания комнатных растений, пораженных тлями, трипсами и щитовками.

Все части многолетнего полукустарника ежовника безлистного (Anabasis aphylla), произрастающего в полупустынных местностях, содержат алкалоиды. Среди них известностью пользуется анабазин. Он применяется для борьбы с рядом вредителей: тлями, медяницами, трипсами и другими. Обычно используют отвары и настои этого растения.

В растениеводстве находят применение также настои и отвары ботвы картофеля, хрена, конского щавеля, одуванчика, гриба спорыньи, переступня белого, безвременника осеннего, горчака ползучего, паслена черного, живокости высокой, живокости полевой и других растений.

Растения, которых боятся животные, представляют большой интерес для науки. Химики могут выделить из них вещества, которые найдут применение в народном хозяйстве. Эти препараты, возможно, будут действовать несколько слабее применяемых в настоящее время химических органических препаратов. Тем не менее препараты для борьбы с вредными животными, приготовленные из растений, должны найти более широкое применение в практике. Их преимущество перед химическими органическими ядохимикатами заключается в том, что они значительно безвреднее для человека. Кроме того, они легко подвергаются детоксикации в природной среде. Таким образом, недостаток этих препаратов (быстрое прекращение действия) оборачивается явным преимуществом по сравнению с химическими препаратами типа ДДТ, которые накапливаются в организмах и с трудом подвергаются разрушению. В связи с этим препараты из

растений значительно менее нарушают взаимосвязи, существующие в природе. Наконец, эти препараты слабо загрязняют природную среду.

Растения вместо гербицидов

Выделения некоторых растений губительно влияют на другие растения. Их действие можно сравнить с действием хорошо известных и широко применяемых в практике гербицидов, т. е. веществ, уничтожающих сорную растительность.

Хорошо известно, что если оставить семена свеклы в куче под открытым небом, то на этом месте очень длительное время (в течение нескольких лет) ничего не растет. Семена куколя и некоторых других растений из семейства гвоздичных не прорастают на полях, занятых свеклой, поскольку она выделяет вещества, задерживающие их прорастание. Очень сильными гербицидными свойствами обладает юглон, который образуется в листьях грецкого и черного ореха при окислении содержащегося в их листьях гидроюглона. Юглон вымывается из листьев осадками и отравляет появляющуюся под кроной растительность.

Весьма интенсивным гербицидным, бактерицидным и фунгицидным действием обладает агропирен, выделяемый в среду пыреем ползучим. Если из корневищ пырея отогнать эфирное масло, то оно будет содержать около 95 % агропирена. Установлено, что агропирен проникает в корни и листья растений (ржи, пшеницы и др.) и вызывает сначала повреждение кончиков корней, а затем отмирание корневой системы. Проникая в сосуды, он перемещается по растению и отравляет наиболее молодые части растений. Известно, что овес ингибирует рост мака-самосейки. Рожь и пшеница угнетают своими выделениями сорняк ромашку приморскую. Вокруг горчицы редко появляются сорняки. Неудивительно, что при посеве гороха с горчицей урожай гороха повышался в два раза.

Вблизи участка полыни наблюдается угнетение целого ряда растений (фенхеля, шалфея, котовника и др.). Тормозящее действие полыни на соседние растения обусловлено веществами, которые вымываются осадками из листьев. Средн них решающее значение имеет горькое вещество полыни — абсинтин. К выделениям полыни весьма чувствительным оказался сорняк крестовник. Другой сорняк — звездчатка — был менее чувствительным к ним.

Водные вытяжки из сырых и высушенных листьев айланта (китайского ясеня), полученные кипячением, оказывают очень сильное влияние на повилику, паразитирующую на люцерне. На восьмой день после опрыскивания повилика начала отмирать. Люцерна при этом не повреждалась.

Семена катрана выделяют ингибитор роста, который в высоких концентрациях уничтожает растения, а в слабых, наоборот, стимулирует их рост. В опытах А. М. Гродзинского рост листьев и стеблей редиса, ячменя, салата и других растений стимулировался очень слабыми растворами неочищенного ингибитора.

В университете штата Северная Каролина (США) была поставлена задача выяснить возможность биологического подавления овсюга. Согласно опубликованным в 1975 г. данным, водные вытяжки из трех видов ластовника на пять дней задержали прорастание семян сорняка. На 13-й день у опытных растений появились придаточные корни, но нормальный рост корней так и не восстановился. Приведенные факты вселяют надежду на то, что с сорняками можно будет бороться с помощью самих растений.

Губители микробов — антибиотики и фитонциды

Для борьбы с вредными микроорганизмами растения выработали ряд веществ, способных подавлять их деятельность. К таким веществам относятся антибиотики и фитонциды. Что касается антибиотиков, то они хорошо известны читателям. Наиболее популярные антибиотики — пенициллин, стрептомицин, тетрациклин и другие помогают человеку успешно бороться против возбудителей опасных болезней. Антибиотики — это органические вещества, вырабатываемые микроорганизмами. В настоящее время они довольно широко используются в сельском хозяйстве для борьбы с вредной микрофлорой животных.

Антибиотики нашли применение и для борьбы с болезнями растений. В отличие от животных растения чаще поражаются не бактериями, а грибами. В Японии антибиотические препараты бластицидин и касугамицин нашли широкое использование для борьбы с грибковыми заболеваниями риса.

Попадая в почву или водоемы, антибиотики довольно быстро разрушаются. Этим они существенно отличаются от синтетических препаратов, применяемых в сельском хозяйстве. Ученые объясняют быструю деградацию антибиотиков в окружающей среде тем, что их синтез осуществляется при участии ферментных систем. С помощью же ферментов происходит и разрушение антибиотиков. Соединения, синтезированные химиками, часто медленно разрушаются из-за отсутствия у микроорганизмов соответствующих ферментов.

Высшие растения также выделяют вещества, губительно влияющие на микроорганизмы. Это так называемые фитонциды. Выделяя фитонциды, растение создает вокруг себя зону, недоступную для некоторых бактерий и грибов. Неудивительно, что в одном и том же объеме городского и лесного воздуха содержится отнюдь не одинаковое количество микроорганизмов. Большой вклад в изучение фитонцидов внесли работы советского ученого В. П. Токина.

Следует заметить, что еще И. В. Мичурин обратил внимание на роль веществ, выделяемых высшими растениями, в деле защиты их от патогенных микроорганизмов. Он писал, что ржавчина роз — опасное заразное заболевание, вызываемое паразитическим грибком, может быть ликвидировано соком сорной травы молокана из семейства сложноцветных. Одни растения (например, можжевельник) выделяют в атмосферу большое количество летучих, токсичных для многих микроорганизмов веществ. Другие растения (герань, полынь) выделяют в атмосферу ничтожное количество противомикробных веществ, однако тканевые соки этих растений обладают сильным антимикробным действием. Большинство растений выделяет как летучие, так и нелетучие вещества, замедляющие рост микробов или убивающие их (сосна, ель, пихта, черемуха, тополь, дуб).

Водный отвар или настой из корней кровохлебки лекарственной в течение пяти минут убивают микробов, являющихся возбудителями таких заболеваний, как дизентерия, брюшной тиф. Убивают патогенные микроорганизмы человека бактерицидные вещества чеснока, лука, хрена, горчицы, редьки, помидоров, моркови, картофеля, кукурузы, таволги, дикого пиона, ломоноса, красного перца, эвкалипта, тополя серебристого, кизила и многих других растений.

Особенно сильными бактерицидными свойствами обладают лук, чеснок. Эти растения с давних времен применялись в качестве лечебных средств. С их помощью

лечили многие болезни. Лук спасает розы от одного из наиболее опасных грибковых заболеваний — мучнистой росы. Он может быть использован также для борьбы с серой гнилью земляники. Рекомендуется высаживать одно растение лука-батуна на четыре куста земляники. При этом резко снижается заболеваемость ягод не только серой гнилью, но и другими болезнями.

Чеснок защищает розы, гвоздики, гладиолусы и астры от мучнистой росы, черной ножки, черной пятнистости и фузариоза, снижает заболеваемость земляники серой гнилью. В опытах с картофелем было установлено, что фитонциды лука и чеснока быстро убивают патогенный картофельный гриб — фитофтору.

Ученые показали, что одно растение можжевельника выделяет за сутки 30 г летучих веществ. Один гектар можжевельниковых зарослей продуцирует за тот же срок такое количество фитонцидов, которого достаточно для очистки от микробов всех улиц большого города. В три раза уменьшается количество микроорганизмов в помещении, где находится туя. Благодаря фитонцидам, выделяемым зелеными парковыми насаждениями, воздух в парках содержит в 200 раз меньше бактерий, чем на прилегающих улицах.

Учитывая тот факт, что в больших городах, особенно в их старых районах, воздух загрязняется не только химическими веществами, но и микроорганизмами, следует шире использовать для озеленения породы, обладающие ярко выраженными фитонцидными свойствами. Летучие выделения листьев и плодов цитрусовых также способны вызывать гибель бактерий. Если в молоко добавить некоторое количество вытяжки из листьев, апельсиновых корок, то оно будет храниться значительно дольше по сравнению с контрольным образцом молока. Растения настурции выделяют в окружающую среду вещества, отрицательно влияющие на возбудителей фузариоза астр.

В чем значение фитонцидов для растений, выделяющих их? Фитонциды помогают растениям бороться против бактерий и грибов, среди которых могут быть патогенные формы. Таким образом, фитонциды являются одним из факторов невосприимчивости растений к инфекции.

Химическая природа фитонцидов неодинакова. У одних растений это органические кислоты, у других — эфирные масла или алкалоиды. Выяснение их детальной структуры, а также приготовление на их основе препаратов для

борьбы с вредными микроорганизмами, более широкое применение в практике будут способствовать уменьшению загрязнения окружающей среды токсическими веществами, широко применяемыми в настоящее время с этой целью.

Широкое использование растений и препаратов, приготовленных на их основе, для борьбы с вредными животными, сорными растениями и патогенными микроорганизмами может способствовать сокращению использования синтетических ядохимикатов, которые медленно разрушаются и в результате этого накапливаются в биосфере. Это приведет к уменьшению загрязненности атмосферы и гидросферы вредными примесями.