რამაზ გახოკიძე

ბიოორგანული ტექნოლოგიების ინსტიტუტის დირექტორი

ნებისმიერი ცვლილება დედამიწაზე გამოძახილს ჰპოვებს შორეულ მხარეშიც. ვინმეს თუ ჰგონია, რომ თავის ბაღში სუფთა ბოსტნეული მოჰყავს, რადგან "ქიმიას" არ იყენებს, თავს მწარედ იტყუებს. მჟავური წვიმებითა და შხამქიმიკატებიანი მიწისქვეშა წყლებით იჟღინთება ნიადაგი. ღრმა ჭაბურღილებიდან ამოღებულ სამკურნალო დანიშნულების მინერალურ წყლებშიც კი აღმოჩნდა ქიმიკატები. მიწაში უარყოფითი ფაქტორების აკუმულაცია შხამების შეტანის შეწყვეტის შემდეგაც გრძელდება. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ნიადაგში ქიმიური ნივთიერებების ერთჯერადი შეტანაც კი იწვევს მასში ხანგრძლივ უარყოფით პროცესს.

კაცობრიობამ ირწმუნა, რომ მინერალური სასუქები და პესტიციდები მოსავლიანობის გაზრდისა და მავნებლებთან ბრძოლის ეფექტიანი საშუალებაა. იგივე კაცობრიობა კი დღეს თავისივე აღმოჩენის მძევალი გახდა...

მცენარეთა პროდუქტიულობის მართვის ყველაზე ეფექტიან მეთოდს დღეს მსოფლიოში რეგულატორებით ზემოქმედება წარმოადგენს. ყოველი ორგანიზმის, მათ შორის, მცენარეთა მთლიანობას უზრუნველყოფს რეგულაციისა და მართვის სისტემები. რეგულაციაში იგულისხმება სისტემის პარამეტრების შენარჩუნება მოცემულ ზღვრებში. მართვა არის სისტემის ერთი მდგომარეობიდან მეორე მდგომარეობაში გადაყვანის პროცესი მის ცვლად პარამეტრებზე ზემოქმედებით. ტერმინი "რეგულაცია", ფართო გაგებით, მოიცავს მართვის პროცესებსაც.

რეგულატორებს შერჩევითი მოქმედება ახასიათებს. სხვადასხვა ნიადაგურ-კლიმატურ პირობებში მათი მოქმედება მცენარეთა ზრდასა და განვითარებაზე ერთნაირი არ არის. ყველაზე დიდი ეფექტი მაღალი აგროტექნიკის პირობებში შეინიშნება და დამოკიდებულია ამინდისა და ნიადაგის პირობებზე, მცენარეთა ბიოქიმიურ თვისებებსა და ფიზიოლოგიურ მდგომარეობაზე.

მცენარეთა ზრდა-განვითარების რეგულირება ამა თუ იმ მიმართულებით, რა თქმა უნდა, შეზღუდულია და იგი უპირველესად თვით მცენარეთა პოტენციურ შესაძლებლობებზეა დამოკიდებული.

მრავალ ქვეყანაში ჩატარებული სამეცნიერო გამოკვლევებით ნაჩვენებია, რომ რეალური მოსავლიანობა ჯერ კიდევ ბევრად დაბალია შესაძლო მოსავლიანობასთან შედარებით. მცენარეებს აქვთ პროდუქტიულობის გაუმჯობესების გენეტიკური შესაძლებლობანი. ამერიკელი მეცნიერის პ. მანგელსდორფის მონაცემებით, ჩვ. ერამდე 5000 წლის წინათ სიმინდის ტაროს სიგრძე შეადგენდა მხოლოდ ორ სანტიმეტრს.

მცენარეთა ზრდის რეგულატორებს მიეკუთვნება სტიმულატორები, ინჰიბიტორები და რეტარდანტები. ბუნებრივი რეგულატორებია მცენარეთა ჰორმონები (ფიტოჰორმონები). მათ მცენარეები წარმოქმნიან შინაგან თუ გარეგან გამღიზიანებელთა საპასუხოდ, რითაც მცენარეს გარემოსა და შინაგანი ცვლილებებისადმი ადაპტაციის საშუალება ეძლევა. მცენარე, ცხოველისგან განსხვავებით, ჰორმონებს გამოიმუშავებს არა სპეციალურ ჯირკვლებში, არამედ ჩვეულებრივ უჯრედულ ქსოვილებში.

ბუნებრივ სტიმულატორებს, რომლებიც მცენარეთა ზრდასა და განვითარებას უზრუნველყოფს, მიეკუთვნება აუქსინები, გიბერელინები და ციტოკინინები.

უნდა აღინიშნოს, რომ მცენარე მგრძნობიარეა აუქსინების სიჭარბის მიმართ, რაც გამოიხატება როგორც აღმოცენების შემცირებაში, ისე ზრდის პროცესების დამუხრუჭებაში. გარდა ამისა, ისინი არამდგრადნი არიან წყალხსნარში და ახასიათებთ ტერატოგენური აქტივობა (იწვევენ "მგლის ხახის" წარმოქმნას). ჰეტეროაუქსინის და სხვა აუქსინების შემცველობის მატება შეინიშნება ცოცხალ ორგანიზმთა ავთვისებიან წარმონაქმნებში. გიბერელინის მოქმედების ხასიათიც განსხვავებულია. სხვადასხვა ფაქტორი (მცენარეთა სახეობა და ჯიში, დამუშავების პირობები, ნიადაგურ-კლიმატური ფონი და ა.შ.) განსხვავებულ ზეგავლენას ახდენს გიბერელინის აქტივობაზე.

იგი წარმოადგენს ზოგიერთი მცენარისათვის სტიმულატორს, ხოლო ვაშლის ხისათვის და გაზაფხულზე მოყვავილე ბევრი სხვა ხის და ბუჩქნარისთვის - ძლიერ ინჰიბიტორს. მისი დოზის მომატება ხშირად იწვევს ზრდის პროცესების შემცირებას. თუ გიბერელინით დამუშავებული მცენარეები საკმარისად არ არის უზრუნველყოფილი საკვები ნივთიერებებით და წყლით, მაშინ ცილების შემცველობა მცირდება და ნიტრატების რაოდენობა მატულობს, გვალვის შემთხვევაში საგრძნობლად იზრდება წყლის დეფიციტი. უფრო მეტიც, გიბერელინი ხელს უწყობს ფუზარიოზით ტომატების დაავადების გავრცელებას.

ორ ძირითად მცენარეულ ჰორმონს - გიბერელინსა და ჰეტეროაუქსინს შორის განსხვავება ისაა, რომ პირველი გავლენას ახდენს მიწისზედა ვეგეტაციური ორგანოების - ღეროების, ყლორტების, ფოთლების - წარმოქმნაზე, ზრდასა და გენერაციულ განვითარებაზე, მაშინ როცა, მეორე მოქმედებს ფესვებისა და ნაყოფის წარმოქმნასა და ზრდაზე.

ციტოკინინების აღმოჩენამ ბიძგი მიცა მცენარეთა უჯრედების, ქსოვილების და ორგანოების "ინ ვიტრო" კულტივირების მეთოდების დამუშავებას, რომელთა საშუალებით შესაძლებელია მცენარეული უჯრედების სწრაფი გამრავლება.

ბუნებრივი ინჰიბიტორებია აბციზმჟავა და ეთილენი, რომლებიც იწვევს ნაყოფის დამწიფებას, ჭკნობასა და მცენარის მოსვენების მდგომარეობაში გადასვლას.

ფიტოჰორმონების გარდა, მცენარეებში წარმოიქმნება აგრეთვე ე.წ. მეორეული ზრდის ნივთიერებები: ფლავონოიდები, ამინმჟავები, ლიპიდები, კარბონმჟავები (მაგალითად, გალისა და ყავის მჟავები - ზრდის ინჰიბიტორები), ალკალოიდები, არანაჯერი ლაქტონები, ტერპენოიდები და სხვ.

რეტარდანტები სინთეზური რეგულატორებია, რომლებიც ანელებს მცენარეთა ზრდას სიმაღლეში და ამაგრებს ღეროებს, რასაც განსაკუთრებით დიდი მნიშვნელობა აქვს მარცვლეულ კულტურათა ჩაწოლის თავიდან ასაცილებლად.

შეიძლება გამოვყოთ მცენარეებზე ზრდის რეგულატორების ზემოქმედების სამი ტიპი:

1. რეგულატორი ახდენს რომელიმე ჰორმონის იმიტირებას. ამგვარად ორგანიზმში რეგულატორის შეყვანა აძლიერებს მოცემული ჰორმონის მოქმედებას. ეს ყველაზე გავრცელებული შემთხვევაა. რეგულატორი შეიძლება ქიმიურად ჰორმონის იდენტური იყოს ან უკიდურეს შემთხვევაში ახასიათებდეს მსგავსი აქტიურობა.

2. სინთეზური რეგულატორი ერთვება ჰორმონის ბიოსინთეზის პროცესში.

3. აქტიურია არა თვით რეგულატორი, არამედ მისი დაშლის პროდუქტი. ყველაზე ცნობილი მაგალითია - მცენარეებში ეთილენის წარმოქმნა.

სამივე შემთხვევაში რეგულატორები ცვლიან ბუნებრივ ჰორმონულ ბალანსს და ამ ცვლილებებით უნდა აიხსნას მათი მოქმედება.

სასოფლო-სამეურნეო წარმოების მნიშვნელოვანი გადიდება შეუძლებელია მიღწეულ იქნეს რეგულატორების გამოყენების გარეშე. მცენარეთა რეგულატორებად (როგორც სტიმულატორებად, ისე ინჰიბიტორებად) გამოცდილია ათასობით სინთეზური ქიმიური ნივთიერება, რომელთაგან მემცენარეობაში პრაქტიკული გამოყენება მხოლოდ 30-მდე ნივთიერებამ ჰპოვა. მცენარეთა ზრდის რეგულატორების გამოყენების მასშტაბზე შეიძლება იმითაც ვიმსჯელოთ, რომ მსოფლიოში ყოველწლიურად იყიდება 270-300 მილიონი დოლარის პრეპარატები.

პესტიციდებთან შედარებით მცენარეთა ზრდის რეგულატორების შექმნა ბევრად რთულია - ამას ხანგრძლივი მოსამზადებელი პერიოდი სჭირდება, რაც დიდ ხარჯთან არის დაკავშირებული. სკრინინგით შესაძლებელია შეირჩეს პოტენციური პესტიციდი და დადგინდეს მისი აქტიურობა ამა თუ იმ მავნებლის წინააღმდეგ. მცენარეთა ზრდის რეგულატორების შემთხვევაში ასეთი შესაძლებლობა არ არსებობს. მცენარეთა ზრდის მიზანმიმართული რეგულირებისათვის აუცილებელია დასამუშავებელ კულტურათა მოლეკულურ დონეზე მიმდინარე ფუნდამენტური ბიოლოგიური პროცესების ცოდნა. სამრეწველო გამოყენებისათვის პერსპექტიული ახალი პრეპარატების შექმნა და დანერგვა შესაძლებელია მხოლოდ კომპლექსურად - ქიმიკოს-სინთეტიკოსთა, ანალიტიკოსთა, ტექნოლოგთა, ფარმაკოლოგთა და ბიოლოგთა ერთობლივი მუშაობით.

თითოეული ახალი რეგულატორის შესაქმნელად უცხოეთის ფირმები ათეულ მილიარდობით დოლარს ხარჯავენ. მაგალითად, ინგლისურ ფირმა "შელს" ერთი ახალი პესტიციდის შესაქმნელად 7 წელი სჭირდება და იგი 30 მილიონი დოლარი ჯდება, ხოლო ერთი ახალი რეგულატორის შექმნა 10-ჯერ, 100-ჯერ ან 1000-ჯერ ძვირია. 1 მილიგრამ სტიმულატორ ზეატინის საბაზრო ფასი შეადგენს 6,1 დოლარს. მიუხედავად ამისა, ეს პრეპარატები ჯერ კიდევ შორსაა სრულყოფისაგან. მათი უმრავლესობა წყალში არ იხსნება და ტოქსიკურ თვისებებს ავლენს, არამდგრადია, მათ ცუდად ითვისებს მცენარე და ნაკლებად აქტიურია. მაგალითად, ერთ-ერთი თანამედროვე სტიმულატორი "ჯასოლი" სიმინდის მოსავლიანობას მხოლოდ 11%-ით ზრდის.

მცენარეთა ზრდის რეგულატორების ასორტიმენტი და წარმოების მოცულობა ვერ აკმაყოფილებს სოფლის მეურნეობის თანამედროვე მოთხოვნილებას. მნიშვნელოვან პრობლემას წარმოადგენს უახლოეს პერიოდში ახალი მაღალეფექტიანი და ადამიანისა და გარემოსათვის უვნებელი რეგულატორების შექმნა და მათი ფართო მასშტაბით გამოყენება. ამ პრობლემას განსაკუთრებით დიდი მნიშვნელობა ენიჭება სასოფლო-სამეურნეო წარმოების სტრატეგიულ ამოცანათა გადასაწყვეტად. მის მნიშვნელობაზე მეტყველებს ის ფაქტიც, რომ ამერიკის შეერთებული შტატების პრეზიდენტი სპეციალურად გამოვიდა ამ საკითხთან დაკავშირებით კონგრესში და ამ მიმართულებისათვის გამოიყო დიდძალი ფედერალური სახსრები.

რეგულატორებს მომავალში დიდი მნიშვნელობა ექნებათ კოსმოსურ მიწათმოქმედებაში მცენარეების ან მათი იზოლირებული უჯრედების გასამრავლებლად. მათი საშუალებით უწონობის პირობებში შესაძლებელი გახდება მცენარეთა ადაპტაციისა და ზრდა-განვითარების პროცესის გააქტიურება.