Электробиофизика и техника электрического повреждения, страница 35

Выводы

Результаты многочисленных экспериментальных исследований [11-13, 19, 22-24, 33-35, 49, 50, 60, 63, 69, 82, 86, 93, 94, 96, 103] показывают различную восприимчивость сорных растений и культуры к обработке электрическим током. Из основ защиты растений [38, 126, 128, 132] известно, что для поддержания всех видов жизнедеятельности, в т.ч. роста и размножения, сорняки нуждаются в веществах и энергии. Конкуренция за пищевые ресурсы привела к выработке преимуществ сорняков-автотрофов перед культурными растениями при прочих равных условиях. Для повреждения электрическим током структуры биологического объекта, выполняющей функции выживания (передачи), внешним воздействием необходимо преодолеть защитные реакции растений, которые различаются у культуры, сорняков и тем более микроорганизмов.

При приложении внешнего ЭМП к ткани растение и его отдельные органы начинают взаимодействовать с ним путем распознавания. Распознавание - это функция преимущественно клеточной поверхности, в обязанности которой входит встреча внешнего повреждающего агента, его оценка и обеспечение активной адекватной реакции [39-40]. Для распознавания внешнего агента клетки имеют специальные поверхностные рецепторы углеводной или белковой природы. На одни уровни ЭМП рецепторы реагируют положительно, т.е. ионные каналы увеличивают обмен веществ (иначе величину ионного тока) и проницаемость клеточных стенок возрастает, на повышенные - закрывают путь тока, а на высокие уровни - вступают в действие барьерные функции мембраны, создающие противоЭДС - поляризацию, деполяризацию и гиперполяризацию. К настоящему времени описано несколько типов подобного взаимодействия между растительной тканью и внешним ЭМП. Общая реакция, как клетки, так и растительной ткани будет различным в зависимости от того, проникает ли электрический ток внутрь клетки, или распределяется через межклеточные пространства. Таким образом, растения распознают ЭМП на уровне клеток, а сами рецепторы (индикаторы) входят в структурные элементы их клеточных оболочек.

Электрический ток, преимущественно проходит в растительные клетки и ткани сквозь естественные отверстия на поверхности растений: чечевички, устьица, либо через раны. Таким образом, чтобы электрическому току пройти через структуры, выполняющие функции выживания, необходимо проникнуть через "линию обороны" растения - сопротивление наружных тканей электрическому току, которое зависит, с одной стороны от характеристик ЭМП, а с другой - от степени восприимчивости растений. Иначе, адаптации, выработанные сорняками в процессе эволюции различны у разных видов. Кроме того, в жизненном цикле сорняков есть периоды развития самые уязвимые с точки зрения поражения электрическим током: у видов с признаками r-стратегов в начальные фазы развития, а у К-стратегов - на протяжении всей жизни. Это вызывает необходимость применения электрокультивации с точки зрения энергосбережения во времени и пространстве, т.е. в периоды низкой устойчивости сорняков к внешнему воздействию ЭМП, а в пространстве - воздействие на структуры, выполняющие функции выживания. Пространственные структуры, выполняющие функции выживания, у разных видов сорняков различны. Малолетниковый тип имеет преимущественно признаки r-стратегов, а многолетние сорные растения - К-стратегов. Последние, обладая преимущественно вегетативным размножением, формируют мощную подземную массу корней (корневищ) и побегов. Небольшие отрезки корней этих сорняков, способные давать самостоятельные растения, хорошо приживаются в почве. Поэтому к структуре, выполняющей функции выживания многолетних сорняков, относится корневая система в верхнем слое почвы, а у сорняков с признаками r-стратегов - клеточное пространство тканей корней, прилегающих к основанию корневой системы.