Вопросы солеустойчивости растений разрабатываются сравнительно давно, но лишь в последние годы намечаются пути применения теоретических изысканий в практике растениеводства.
Наряду с мелиорацией и другими мероприятиями, направленными на повышение плодородия засоленных и рассоленных почв, начинают применяться и разнообразные способы повышения солеустойчивости растений.
Выведение солеустойчивых сортов, разработка агротехнических мероприятий для засоленных почв и методов повышения солеустойчивости растений могут успешно осуществляться лишь при глубоком понимании биологии самого растения и его ответных реакций на засоление почвы. Поэтому изучение жизни растений засоленных почв имеет не только познавательно-теоретическое, но и практическое значение.
По современным представлениям все растения по их отношению к избытку солей в почве разделяются на две основные группы — галофиты и гликофиты.
Галофиты могут развиваться на пресном фоне, но лучшими условиями для их роста и развития являются почвы, засоленные до известного предела.
Основная масса представителей этой группы растений заселяет почву с концентрацией солей от 2 до 6%. Приспособление галофитов к засоленным почвам весьма разнообразно и достигается различными путями. Среди галофитов имеются соленакапливающие, солевыделяющие, соленепроницаемые растения и растения, локализирующие соли в специальных структурных образованиях. Вследствие большого накопления солей галофиты имеют высокое осмотическое давление клеточного сока. Благодаря большой сосущей силе корневой системы, превышающей осмотическое давление почвенного раствора, галофиты способны поглощать воду из засоленной почвы.
Своеобразные условия засоленных почв накладывают отпечаток на обмен веществ галофитов. Обычно интенсивность обмена веществ (фотосинтез, дыхание, водообмен, ферментативные реакции и т. д ) у галофитов понижается, и обмен становится более сбалансированным по отношению к высокому содержанию солей в почве. Таким образом, в процессе эволюции у галофитов выработались своеобразные анатомо-морфологические и физиологические свойства, позволяющие им осуществлять жизненные функции при наличии в почве значительного количества вредных солей.
Гликофиты, к которым относятся все культурные растения, в отличие от галофитов, характеризуются отрицательным отношением к избытку солей в почве. Поэтому распространение их на засоленных почвах ограничено высоким содержанием солей в почве. Обычно принято считать, если количество солей превышает 0,5% (от веса почвы), на такой почве вести культуру нецелесообразно. Культурные растения по-разному реагируют на концентрацию солей в почвенном растворе. При этом в явлении солеустойчивости растений имеют значение и многообразные факторы внешней среды (климат, механический состав почвы, ее влажность, запас питательных солей и др.).
В естественных условиях произрастания на засоленных почвах большинство растений испытывает затруднения в получении воды (физиологическая сухость), питательных солей (солевое голодание) и страдает от токсического действия солей, проникающих в клетки. Изучение действия солей на растение в естественных условиях значительно осложняется. Здесь трудно отделить осмотическое действие солей от токсического, так как действие солей меняется в зависимости от их концентрации в среде, накопления в растении, температуры и от других факторов. Под влиянием солей многие факторы, положительно действующие на растения в нормальных условиях (повышенная температура для теплолюбивых растений, свет, питательные соли и пр.), могут действовать даже отрицательно.
Соли по своему токсическому действию вполне соответствуют специфическим ядам. Действие ядов как на растительный, так и на животный организм обусловлено главным образом их концентрацией. Как известно, яды в небольших концентрациях обычно повышают жизнедеятельность организма, тогда как более высокие концентрации или угнетают или вызывают его смерть.
Небольшая степень засоления почвы, и особенно менее вредными солями, может вызвать стимуляцию растений и увеличение урожая, а повышение концентрации солей в почве (особенно сильно токсических) резко подавляет жизненные функции растения или вызывает его отравление.
Специальные исследования показывают, что солеустойчивые растения, по сравнению с несолеустойчивыми, наиболее быстро перестраивают свои жизненные функции в сторону приспособления к неблагоприятным условиям засоленной почвы. Несолеустойчивые растения в условиях засоления более консервативны и неспособны к быстрому изменению своих жизненных функций, в результате они нередко погибают даже при сравнительно небольшом засолении. Растения после многолетнего пребывания в условиях засоления приобретают ряд анатомо-физиологиче — ских свойств, которые помогают им переносить повышенное количество солей в почве. Причем приобретенное материнским растением свойство солеустойчивости закрепляется в потомстве.
Признание возможности приспособления растений к засолению почвы и закрепление свойств солеустойчивости в потомстве послужили основой для разработки самых разнообразных методов повышения солеустойчивости культурных растений. В настоящее время уже имеются методы повышения солеустойчивости растений, позволяющие значительно повысить урожай на засоленных почвах.
Особое значение в проблеме солеустойчивости растений приобретает явление разнокачественности засоления почвы. Как показывают исследования, своеобразные условия произрастания, создаваемые различными типами засоления (карбонатное, хлоридное, сульфатное, сульфатно-хлоридное, хлоридно-сульфатное, смешанное), оказывают глубокое воздействие на жизнедеятельность растений, определяя тем самым и характер его приспособления к засолению почвы. При скоплении в почве менее вредных солей растение подвергается в большей мере осмотическому воздействию, тогда как при накоплении более вредных солей в первую очередь проявляется их токсическое действие. В частности, было установлено, что растения, произрастающие в условиях скопления сульфатов, приобретают черты ксероморфизма, тогда как растения, выращенные в условиях преобладания хлоридов, приобретают признаки галофитизма. Подобные изменения свидетельствуют о том, что в процессе роста и развития растения приспосабливаются не вообще к избытку солей, а к определенному типу засоления. Учитывая это, селекционная работа и семеноводство, разработка агротехнических мероприятий и методов повышения солеустойчивости растений должны быть районированы с учетом типа засоления почвы.
Проблема солеустойчивости культурных растений в настоящее время подвергается разностороннему исследованию. Ведущая роль в разработке этой проблемы принадлежит ученым нашей страны. Об этом свидетельствуют данные специальной литературы и итоги VIII Международного ботанического конгресса, состоявшегося в 1954 году во Франции. Участник этого конгресса, акад. А. Л. Курсанов (1956) пришел к выводу, что вопросы солеустойчивости растений в Советском Союзе разрабатываются значительно глубже и шире, чем в зарубежных странах.
Интенсивная разработка этой проблемы за последние десятилетия дала возможность некоторым исследователям
как в нашей стране, так и за рубежом разработать гипотезы и теории солеустойчивости растений, которые открывают, несомненно, новые страницы в проблеме солеустойчйвости, однако лишь с точки зрения познания отдельных звеньев приспособительных реакций и частных закономерностей во взаимоотношениях между растениями и внешней средой.
В настоящее время проблема солеустойчивости растений находится еще в стадии сбора и накопления фактического материала. Далеко не достаточны и наши знания в области механизма действия солей на растительный организм, без чего не может быть создана общебиологическая теория солеустойчивости растений.
Мы полагаем, что задачей завтрашнего дня является не столько выдвижение новых гипотез и теорий, сколько кропотливый сбор новых фактов, установление новых закономерностей и глубокое изучение механизма действия солей на растение.