Скачать (7,12 Кб)

Растения - неженки и стоики

В. Шешенев
Химия и Жизнь №5, 1983 г., с. 52-54

Есть запах чистоты.
Он зелен точно сад.
Как плоть ребенка свеж,
как зов свирели нежен.
Ш. Бодлер

Стихотворному образу Бодлера можно найти аналитический эквивалент. В чистом воздухе 73,09 процента азота, 20,9 - кислорода, 0,93 - аргона, 0,03 процента углекислого газа и ничтожные количества неона, гелия, криптона, ксенона, водорода и озона. Однако в наш век место с атмосферой такого состава найти непросто.

А жители крупных городов зачастую вдыхают коктейль, приготовленный не столько природой, сколько трубами заводов, выхлопами автомобилей и прочими атрибутами цивилизации.

От этого страдают не только люди. Приглядитесь к деревьям, например на территории того или иного коксохимического завода. Картина всюду одна: чем ближе к тушильным башням стоят стволики, тем мертвее венчающая их крона. Не выдержали дыхания заводов и автомобилей сосны, растущие в штате Огайо (США). В 1969-1979 годах у них начали преждевременно (не раз в четыре года, а на второй-третий) опадать хвоинки, замедлился рост верхушечных побегов. Виноваты в этом были избыток в воздухе озона и сернистого ангидрида. Кстати, из-за них на иглах елей образуется слой воска, толщина которого пропорциональна содержанию в воздухе двуокиси серы, что в конечном итоге наполовину снижает прирост елей.

Загрязненный воздух опасен и для сельскохозяйственных культур. Из-за него от 50 до 90 процентов урожая недобирают овощеводы некоторых графств Англии. В ФРГ, в земле Северный Рейн - Вестфалия, в 1979 г. пришлось уничтожить урожай с 12 квадратных километров: растения впитали столько пыли окрестных цементных заводов, что стали опасны для людей. А на севере Италии цементная пыль, осевшая на виноградных листьях, способствовала тому, что виноград заболел черной гнилью и антракнозом.

Внушительную лепту в порчу культурных растений вносит и транспорт: из выхлопных труб выбрасывается свинец, который оседает на окрестных полях. В Рурской области, где сеть дорог очень густа, в ботве картофеля и сахарной свеклы обнаружили 70 миллиграммов этого тяжелого металла на килограмм сухого растительного вещества.

ЗЕЛЕНЫЕ РЕДУТЫ

Чрезмерная концентрация озона вызывает распад краев листьев, угнетает образование почек, препятствует цветению и росту побегов, приводит к опаду еще зеленой листвы. Сернистый ангидрид как бы высушивает и обесцвечивает края листьев и тканей между жилками, мешает фотосинтезу, тормозит рост. Фториды нарушают дыхание растений и обмен веществ в них, свинец резко снижает транспирацию и деятельность хлорофилловых зерен... И так далее и тому подобное. Но одинаково ли реагируют на загрязнение воздуха, скажем, ель, сирень и редиска? Нет ли растений, которым витающая в воздухе грязь не портит жизнь?

Представьте, некоторые растения могут заглатывать вредоносные газы без видимого вреда. Среди ив, тополей, шелковиц и ясеней группой украинских ученых под руководством доктора биологических наук Г. М. Илькуна были выделены особи, поглощающие за вегетационный период около 200 граммов хлора (кустарники - до 150 граммов). А лох узколистный, шелковица, акация белая без особого ущерба могут накапливать в себе до 1 процента хлора. В лесопарковой зоне Минского тракторного завода растут клены серебристые и липы войлочные, поглощающие из воздуха за час до 570 миллиграммов сернистого ангидрида на каждый килограмм веса сухих листьев. В Киеве найдена акация белая, впитывающая около 70 граммов того же газа на каждый килограмм высушенной листвы.

А вот веймутова сосна, осина, гречиха, ячмень очень и очень болезненно реагируют на сернистый ангидрид, даже если в воздухе он витает в сверхмикроскопической дозе: от 0,005 до 0,01 частей на миллион частей воздуха. Чуть терпеливее люцерна, вика, яровая пшеница, овес, шпинат - они начинают откликаться на этот газ, когда на миллион частей воздуха приходится от 0,15 до 0,2 частей примеси. Почти столь же чувствительны растения и к хлористому водороду; самые устойчивые к нему - люцерна и редис - начинают гибнуть при концентрации загрязнителя в одну десятимиллионную.

А теперь давайте снова вернемся к растениям-стоикам. В лаборатории биохимии растений Академии наук Грузинской ССР составили список деревьев и кустарников, усваивающих из атмосферы алканы, эфиры и другие выбросы промышленности. Даже красавица сирень годится не только для букетов. Высаженная живой изгородью вдоль автострад, она защищает близлежащие поля от свинца, который щедро выбрасывают проносящиеся мимо автомобили. А в более суровых климатических условиях Урала ту же роль могут сыграть тополь бальзамический и дерен белый. Студенты Казахского университета вместе с сотрудниками ботанического, сада Академии наук республики обследовали состояние городских растений более трехсот видов. И выяснили, что в Алма-Ате хорошо себя чувствуют можжевельник, сирень, боярышник, из трав - горькая полынь.

Словом, вокруг предприятий можно возводить зеленые редуты из деревьев и кустарников. Примерно вот так должно выглядеть лесное воинство против сернистого ангидрида и фтористых соединений, выбрасываемых коксохимическими и металлургическими комбината - в первых рядах самые надежные - дуб черешчатый, клен полевой, кипарисовик горохоплодный. За ними разместятся бойцы средней чувствительности: каштан съедобный, ольха серая, граб, ель колючая. А уж за их широкими спинами-кронами могут встать более восприимчивые липы мелколистные, сосны, лиственницы. Замкнут ряды те, кто и на дух не переносит сернистый ангидрид, - грецкий орех, барбарис, ель обыкновенная.

Среди земледельческих культур есть подлинные чемпионы устойчивости. Нежнейшие листочки салата выдерживают высокие дозы озона, этилена, фтора; хрупкие стрелки лука не поддаются одновременной атаке сернистого ангидрида и фтора; цитрусы неплохо противостоят сернистому ангидриду. Некоторые виды овощей, картофель, подсолнечник мало реагируют на присутствие в воздухе сразу трех основных видов загрязнений - окиси углерода, фторидов и хлористого водорода.

Недавно на Таджикском алюминиевом заводе выделили средства на установку всевозможных технических ловушек для загрязнений и на договор с Ботаническим садом Академии наук республики. Сотрудники Ботанического сада весной 1977 г. высадили первые десятки видов испытуемых растений. Надежды оправдали агава, аспидистра, клейстокактус, молочай, финиковая пальма, пеперомия, лимон, который даже плодоносил. Постепенно стали копить фонд семян растений, прижившихся в неблагоприятной среде. Созданы специальные станции и для выращивания зеленого кольца вокруг угольных разрезов и тепловых электростанций Экибастуза, а также вблизи Нижнеднепровского трубопрокатного завода им. К. Либкнехта. Так что наука и практика сомкнулись.

ЧТО ПОМОГАЕТ СТОИКАМ?

Почему воздух одного и того же состава для каких-то растений смертелен, а другим расти не мешает? Каким механизмом природа наделила стоиков? Вопросы эти далеки от чисто научной любознательности: от ответов на них зависит, сумеем ли мы широко привлечь зеленый мир для очистки воздуха. И хотя еще рано говорить о завершении исследований, тем не менее усилиями биологов разных стран намечены основные контуры картины. Весомый вклад в это направление исследований внес профессор Н. Н. Красинский, разработавший физиологический аспект газо- и дымоустойчивости растений. Ныне ясно, что выносливость растений зависит от многого, например от интенсивности фотосинтеза и дыхания, от формы и числа устьиц на единице поверхности листа... Вот лишь один пример: в поле зрения обычного оптического микроскопа у листа табака сорта Каттертон видны десять устьиц. По терпимости к озону он серьезно уступает сорту Вилсон, имеющему на той же площади всего шесть устьиц. Весьма важна и физиологическая активность клеток, окружающих устьица. Если в них мало так называемых сульфгидрильных соединений и аденозинтрифосфорной кислоты, то при сигнале газовой тревоги устьица быстро смыкаются, запирают вход в глубь тканей. Конечно, на борьбу с воздушным загрязнением мобилизуется весь организм растения, вся его физиология, а не только устьица.

Что же могут дать все эти знания?

В США испытали бензимидазол и другие препараты и заметили: некоторые из них так суживают устьица листьев, что воздушным загрязнениям трудно проникнуть внутрь, скажем, шпината. Кроме того, нашлись вещества (регуляторы роста), которые утолщают стенки клеток наружных тканей огурцов и табака, и озону трудно прорываться через эту броню. Канадцы же с помощью фунгицида карбоксина предотвратили разрушение хлорофилла у белой фасоли и тем помешали озону погубить ее. Советские исследователи защитили мятлик луговой от напасти, опрыскав его биостимулятором; газонные травы - раствором гидрохинона; персики, сливы, томаты - смесью извести с сахаром. Доктор биологических наук П. Т. Обыденный из Московского лесотехнического института после многочисленных экспериментов предложил около 70 препаратов, которые помогают выжить травам, кустарникам и деревьям в загазованной атмосфере. И, следовательно, их листва будет способствовать чистоте воздуха в промышленных центрах.

Не надо сбрасывать со счетов и агротехнические мероприятия. Скажем, при вероятности отравления фтором следует заранее обеспечить посевы фосфорным питанием (и, разумеется, азотом, калием). Кроме того, устойчивость сельскохозяйственных культур к газам усиливают слабые растворы микроэлементов (стронция, марганца, кобальта).

Но самыми активными борцами с задымленностью городского воздуха, наверное, будут, так сказать, не искусственно поддержанные растения, а специально выведенные селекционерами. Например, в штате Калифорния "сконструированы" сорта кукурузы и сои, в течение 1,5 часов переносящие атаки смога с очень высокой концентрацией озона. Созданы устойчивые к озону сорта картофеля, лука, томатов...

Вот и приходится еще раз повторять: к одной цели могут вести разные тропинки. Правда, будет еще лучше, если вообще всякие атаки смога канут в вечность.