Как известно, XX век — один из наиболее значительных в истории человечества. На его протяжении возникла и начала осуществляться научно-техническая революция, оказавшая влияние на природу, на все сферы жизни и мировое хозяйство.
Многие достижения человеческой мысли, имеющие в целом принципиальное значение для цивилизации, вместе с тем нередко вызывают возникновение непреднамеренных и нежелательных изменений в природе. Причина этого — неполнота необходимых экологических сведений. Необходимость обязательного экологического обоснования любых проектов, связанных с возможным воздействием на природу, стала очевидной после выявления многочисленных и разнонаправленных нарушений химических и физических характеристик атмосферного воздуха, природных вод и почв и обнаружения разнообразных патологических явлений у представителей всех царств организмов, вызываемых воздействием антропогенных агентов. При недостаточности экологического обоснования человеческая деятельность, сопровождающаяся воздействием на природу, во многих случаях может приводить к обеднению генетического фонда организмов (генофонда), а также разнообразия сообществ организмов и экологических систем Земли (генофонда и фонда экосистем) в целом. Такое обеднение наносит значительный урон всей биосфере Земли, в том числе и сельскому хозяйству.
К числу наиболее нежелательных антропогенных экологических изменений, ухудшающих условия индивидуального развития сельскохозяйственных растений и качество их продукции (в том числе и в результате нарушения иммуногенетических барьеров), принадлежат изменения химических и физических характеристик среды обитания.
Антропогенные изменения химических характеристик среды обитания — атмосферного воздуха, природных вод и почв — вызываются многими причинами, важнейшие из которых:
1) химическое загрязнение выбросами производственных предприятий, транспортных двигателей и отопительных систем;
2) химическое загрязнение в результате утечки жидких, испарения газообразных и распыления твердых естественных и синтетических продуктов из хранилищ, а также вследствие возникновения различного рода аварий;
3) химическое загрязнение в процессе добычи и переработки природного сырья;
4) химическое загрязнение в результате несоблюдения регламента применения химических средств в различных отраслях хозяйства, в том числе сельского, лесного и рыбного;
5) уменьшение содержания кислорода в атмосфере, в водах и почвах в результате его участия в окислительных процессах, в том числе связанных с окислением химических загрязнителей;
6) уменьшение или же увеличение содержания воды в результате специальных мероприятий (а также при стихийных бедствиях).
Наиболее опасно для сельскохозяйственных растений загрязнение среды их обитания так называемыми трансформирующими химическими соединениями, к которым принадлежат, например, многие полициклические ароматические углеводороды, N-нитрозосоединения, окислы элементов с переменной валентностью и т. д. Эти соединения в зависимости от концентрации, условий воздействия и состояния поражаемого организма способны вызывать различные сочетания наследственных изменений пороков строения и развития, случаи отравления, ослабления иммунитета и ускорения старения, а также многие иные нарушения, уменьшающий эффективность сельскохозяйственного производства.
Результатом их воздействия могут быть сокращение срока сохранения сельскохозяйственными растениями их сортовых свойств, уменьшение биологической продуктивности сельскохозяйственных растений, ухудшение качества урожая, повышение вредоносности вредителей и возбудителей болезней растений и расширение границ их распространения.
Антропогенные изменения физических характеристик среды обитания также достаточно многообразны и зависят от многих причин. Наиболее существенны из них:
1) изменения водного режима, связанные с воздействием на водоемы, водотоки, осадки и подземные воды;
2) изменения температурного режима — локальное повышение (понижение) суточной, месячной или сезонной температуры, связанное с горнотехническим и гидроэнергетическим строительством, искусственным выравниванием рельефа местности, воздействием антропогенных источников тепла н холода и т. д.;
3) изменения режима полей ионизирующей и неионизирующей радиации, связанные с работой электрических, электромагнитных, звуковых, световых и иных машин, механизмов и систем.
Антропогенные изменения физических характеристик среды обитания, как упомянутые выше химические, оказывают непосредственное повреждающее воздействие на развитие сельскохозяйственных растений и их защитные силы, ослабляя их жизнеспособность и биологическую продуктивность.
Антропогенные изменения механических характеристик среды обитания могут быть связаны с ее механическим загрязнением (при увеличении количества пылевых частиц, аэрозоля, крупнообъемных отходов, отбросов и неиспользованных продуктов и т. д.), а также с изменением рельефа земной поверхности и профиля почвы при различного рода строительных и землеустроительных работах и в результате стихийных процессов — возникновения селевых потоков, оползней, провалов, карстовых воронок и т. д.
Значительные последствия для растений имеет возможность объединения фитопатогенных организмов, ж также химических и физических повреждающих агентов в различных сочетаниях. Результат возникновения последних — общее ослабление иммунитета сельскохозяйственных растений.
Важно в связи с этим, что эффективность системы иммуногенетических барьеров и их стабильность неодинаковы на протяжении индивидуального развития растений. Существуют своего рода критические сроки в развитии иммунитета (иммунокритические периоды), во время которых иммуногенетические механизмы в той или иной степени уязвимы и могут быть обратимо или же необратимо повреждены. Установление закономерностей возникновения упомянутых периодов и выявление их отличий с целью направленного управления ими — актуальная проблема фитоиммунологии.
Исследование сущности влияния антропогенных повреждающих агентов на иммунитет и своеобразие иммунитета, направленного на ограничение действия этих агентов, становится все более и более необходимым. Полнота сведений о неинфекционном иммунитете растений чрезвычайно важна для повышения продуктивности сельскохозяйственного производства. Причина этого — тот факт, что культурные растения, сорта которых создаются при селекционной работе в короткие сроки, в значительно меньшей мере, чем дикорастущие растения, оказываются подверженными воздействию повреждающих агентов, связанных с человеческой деятельностью. Исторически возникшие эффективные приспособления, способствующие предотвращению и ограничению поражения антропогенными агентами н нейтрализации и дезактивации последних, у культурных растений большей частью отсутствуют.
Таким образом, разработка способов искусственного повышения иммунитета сельскохозяйственных растений к воздействию антропогенных повреждающих агентов — самостоятельная и важная проблема.