Стимуляторы роста, а точнее было бы их назвать регуляторами роста, в последнее время приобретают все большую популярность. И дело не только в том, что они способствуют росту урожайности — они обеспечивают повышенное качество овощей и фруктов. Стимуляторы роста успешно используются в садоводстве, виноградарстве и овощеводстве для ускорения укоренения при размножении, уменьшения предуборочного опадения плодов, с целью задержки цветения, прореживания цветков и завязей, для замедления прорастания клубней, корнеплодов и луковиц при хранении, для борьбы с сорняками и т.д. Но, как любые биологически активные вещества, регуляторы роста требуют очень осторожного обращения с ними. Передозировка этих соединений очень опасна: можно не только не получить ожидаемого эффекта, но столкнуться с прямо противоположным результатом. Большинство из биологически активных веществ в низких и очень низких концентрациях играют роль стимуляторов роста, способствуют повышению иммунитета, активизируют плодоношение. В высоких концентрациях эти же препараты оказывают действия, угнетающие физиологические процессы в растении.
1. КЛАССИФИКАЦИЯ РЕГУЛЯТОРОВ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА РАСТЕНИЯ
регулятор рост растение стимулятор
Решающая роль в регулировании роста и развития в настоящее время отводится фитогормонам — веществам, образующимся внутри растений, обладающим большой физиологической активностью, способностью к передвижению из места образования в другие органы и ткани и вызывающим специфический ростовой или формообразовательный эффект.
Регуляторы роста и развития — это органические соединения иного типа, чем питательные вещества, вызывающие стимуляцию (усиление) или ингибирование (ослабление) процессов роста и развития. Они могут быть как природными веществами (фито-гормоны, образующиеся внутри растений), так и синтезированными человеком препаратами, используемыми в растениеводстве. Фитогормоны влияют на деление и растяжение клеток, образование корней на побегах (черенках), дифференциацию тканей, апикальное доминирование, геотропическую и фототропическую реакции растений, переход к цветению, покою и выход из состояния покоя.
У растений выделено пять групп (классов) фитогормонов — ауксины, гиббереллины, цитокинины, ингибиторы роста и этилен.
* Ауксины — фитогормоны преимущественно индольной природы:
индолилуксусная кислота и ее производные, вызывающие растяжение клеток, активирующие рост отрезков колеоптилей, стеблей, листьев и корней, вызывающие тропические изгибы, стимулирующие образование корней у черенков растений. Ауксины синтезируются в апикальной меристеме и в растущих тканях.
Микроэлементы (цинк, железо, марганец) в системе «почва-растение» ...
... в работе Л. В. Переломова и Д. Л. Пинского (2005) показал, что способность почв прочно связывать цинк играет важную роль в доступности металла растениям. Несмотря на увеличение потенциальной доступности цинка с ростом ... к тому, что в почвах будут широкие диапазоны содержания микроэлементов. Пространства в почве, в которых сконцентрирован цинк, доступный для корней растений или миграционноспособный, ...
* Гиббереллины — преимущественно гибберелловая кислота ГК3 и другие гиббереллины (их известно более 50), стимулирующие деление или растяжение клеток, индуцирующие или активирующие рост стебля, прорастание семян, образование партенокарпических плодов, нарушающие период покоя и индуцирующие цветение длиннодневных видов. Синтезируются в молодых листьях, молодых семенах, плодах, в верхушках корней.
* Цитокинины — фитогормоны, главным образом производные пурино, стимулирующие деление клеток, прорастание семян, способствующие заложению почек у целых растений и изолированных тканей. Источниками цитокининов служат плоды и ткани эндосперма.
Кроме веществ гормональной природы свойством стимулировать рост и развитие растений обладают и некоторые природные соединения негормональной природы — витамины, некоторые фенолы, производные мочевины и другие вещества. Как и фитогормоны, они образуются в растениях, в очень малых количествах, но обладают лишь частью регуляторных свойств фитогормонов. Так, не все витамины могут транспортироваться по растению, а ростовой и формативный эффект они оказывают лишь в сочетании с фитогормонами. Таким образом, они могут быть отнесены к группе сопутствующих регуляторов с синергистическим принципом действия, усиливающим действие фитогормонов.
Все природные фитогормоны, стимулирующие рост растений, — ауксины, гиббереллины, цитокинины и негормональные соединения со стимулирующим действием — объединяются понятием ростовые вещества.
В практике растениеводства широко используют синтетические регуляторы роста, также стимулирующие рост и развитие растений. Все регуляторы роста, активирующие отдельные фазы роста и органогенеза растений, т. е. природные ростовые вещества и синтезированные, объединяются в группу стимуляторов роста.
Синтетическими аналогами фитогормонов-ауксинов и цитокининов являются оснафтилуксусная кислота (а-НУК), (3-индолилмасляная кислота (3-ИМК), калийная соль (3-индолилуксусной кислоты (К-) 3-ИУК, гетероауксин), 2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота (2,4-Д), кинетин, 6-бензиламинопурин (6-БАП).
Стимуляторы роста типа ауксинов (а-НУК, (3-ИМК, 2,4-Д) применяют для активации корнеобразования, опадения листьев, плодов; типа гиббереллинов — для стимуляции роста стеблей и увеличения размеров цветков и плодов; типа цитокининов (кинетин, 6-БАП) — для активации роста культуры тканей.
* Ингибиторы роста — соединения, подавляющие или тормозящие физиологические или биохимические процессы в растениях, ростовые процессы, прорастание семян и распускание почек. К ним относятся вещества фенольной и терпеноидной группы гормональной и негормональной природы. К числу ингибиторов гормональной природы относится абсцизовая кислота (АБК), открытая в 60-х годах XX столетия, и ее аналоги. От природных ингибиторов фенольной группы (кумарина, салициловой кислоты) АБК отличается тем, что способна подавлять рост в очень малых концентрациях, в 100 —500 раз более низких, чем те, в которых действуют фенольные ингибиторы.
Микроорганизмы в круговороте веществ в природе
... Микрофлора воздуха Микрофлора воздуха взаимосвязана с микрофлорой почвы и воды. В воздух ... растений являются нитраты — азотнокислые соли. Эти соли появляются при распаде органических веществ в процессе окисления аммиака до азотистой, а затем азотной кислоты. ... воздуха; применяют обработку помещений лампами ультрафиолетового излучения. Роль микроорганизмов в круговороте веществ в природе ...
* Этилен — относится к природным ингибитора, он выделяется в отдельную группу как газообразное вещество. Он тоже является веществом гормональной природы, оказывает ингибиторное действие на ростовые процессы — опадение листьев, изгибы черешков, торможение роста проростков. Кроме того, он тормозит действие ауксинов, цитокининов, гиббереллинов.
В последние годы были химически получены некоторые синтетические ингибиторы роста. Они составляют несколько групп, обладающих специфической функцией: ретарданты, подавляющие рост стебля; антиауксины, тормозящие передвижение (3-индолилуксусной кислоты и ее аналогов по растению; морфактины, нарушающие нормальное протекание формообразовательных процессов в апексе растений; парализаторы, резко приостанавливающие рост всех органов.
Сбалансированный рост растений включает двустороннюю регуляцию с помощью веществ, стимулирующих и ингибирующих данный процесс (В. И. Кефели, Р. X. Турецкая, 1964; В. И. Кефели, 1970).
Для каждого класса фитогормонов и их синтетических аналогов предложено несколько механизмов действия, однако первичное место действия гормонов на молекулярном уровне остается неизвестным, и причинами этого являются в значительной мере широкий спектр физиологических реакций на одно и то же вещество и то, что некоторые реакции на разные фитогормоны часто схожи.
Открытию гормональных факторов у растений предшествовал длительный этап накопления фактов о росте растений, во-время которого большую роль сыграли наблюдения Ч.Дарвина, Й. Сакса, И.Визнера и многих других. Открытию ауксинов способствовали опыты по изучению фототропизма.
В 1897 г. Ч.Дарвин нашел, что фототропическая реакция колеоптиля злака зависит от верхушки колеоптиля; в 1919 г. А. Пааль пришел к выводу, что верхушка колеоптиля поставляет некое вещество, которое определяет фототропический изгиб колеоптиля.
Авторами гормональной теории роста и тропизмов, сформулировавших основные представления о внутренних факторах этих процессов, были Ф.Вент (1928) и Н.Г.Холодный (1924).
Ф. Вент обнаружил в верхушке колеоптиля вещество — ауксин, определявшее регуляцию роста колеоптиля, а в 1934 г. Ф. Кеглем и др. было показано, что индолилуксусная кислота, синтезированная независимо от биологических исследований еще в 1904 г., обладает ауксиноподобным действием. Вскоре эта кислота была выделена из растений в чистом виде.
В последующие годы учение о веществах, обладающих высокой физиологической активностью, претерпело бурное развитие.
В 1926г. Е. Куросава впервые обнаружил гиббереллины. В 1938г. они были выделены в кристаллическом виде из гриба Gibberella fujikuroa Т.Ябута и И.Сумики.
Ингибиторы роста впервые были обнаружены в 30-х годах XX столетия в семенах (А. Кёккеман, 1934), затем в выделениях листьев и корней грецкого ореха и гваюлы, в почках деревьев, прекращающих рост (Й.Нитш, 1957).
Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений
... количествах регуляторное влияние, координирующее физиологические процессы. Гиббереллины - группа гормонов растений, регулирующих рост и разнообразные процессы развития такие как: удлинение стебля, прорастание семян, ... влияние верхушечных почек, вызывая их рост. В этом случае цитокинины являются как бы антагонистами ауксинов, которые задерживают рост боковых побегов (апикальное доминирование). ...
2. РЕГУЛЯТОРЫ РОСТА РАСТЕНИЙ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ
Применение регуляторов роста растений в практике позволяет получить сдвиги в обмене веществ, идентичные тем, которые возникают под влиянием определённых внешних условий (длины дня, температуры и др.), например ускорить образование генеративных органов, усилить или затормозить рост и т. п. Для усиления роста и органогенеза культурных растений применяются стимуляторы типа ауксинов и гиббереллинов, а для торможения — синтетические ингибиторы роста, в том числе дефолианты, вызывающие опадение листьев, и десиканты — подсушивание органов или целых растений.
Синтетические стимуляторы типа ауксинов b-индолилуксусная кислота, или гетероауксин, b-индолилмасляная комитета, a-нафтил-уксусная комитета, или АНУ) используются для усиления корнеобразования у черенков древесных и травянистых растений, улучшения срастания тканей при их пересадке и прививках, для предотвращения опадения завязей у плодовых деревьев и ягодников и др. Эти вещества применяют в различных концентрациях (от 20 до 1000 мг/л) в зависимости от способа их нанесения на растение. Гиббереллины используют для усиления роста ягод бессемянных сортов винограда, выведения из состояния покоя клубней картофеля, усиления роста стеблей конопли, льна и ускорения плодоношения томата.
Синтетические ингибиторы роста используют для задержания прорастания клубней картофеля при хранении, торможения роста стеблей злаков для повышения устойчивости к полеганию (ретарданты), уничтожения сорняков (гербициды) и др. Механизм тормозящего действия синтетических ингибиторов на растения недостаточно изучен. Установлено, что большинство из них задерживает рост путём разобщения процессов фосфорирования и дыхания, подавления синтеза нуклеиновых кислот.
Наиболее распространённый способ обработки растений регуляторами роста — опрыскивание. Так, для предотвращения опадения завязей плодовые деревья и ягодники опрыскивают стимуляторами типа АНУ и её производными. Для увеличения выхода волокна у лубяных культур вегетирующие растения опрыскивают раствором гиббереллина.
3. ПРИМЕНЕНИЕ РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА РАСТЕНИЙ В ДЕКОРАТИВНОМ РАСТЕНИЕВОДСТВЕ
В практике декоративного древоводства наиболее широко используются регуляторы роста класса ауксинов и ингибиторы роста из групп ретардантов и парализаторов (гербициды и дефолианты).
Их применение включено в технологические производственные схемы. В меньшей степени изучено влияние гиббереллинов на декоративные древесные растения, во всяком случае степень изученности не позволяет еще включить их в технологический процесс выращивания декоративных древесных растений в питомниках и ухода за ними на объектах озеленения.
Включение регуляторов роста в технологию выращивания древесных растений позволяет сократить ручной труд при их формировании, уходе за кустарниками в живых изгородях, регулировании цветения, предупреждении периода старения, в борьбе с сорняками в школах питомников и на газонах объектов озеленения; улучшить условия пересадки растений за счет расширения сроков пересадочных работ (использование дефолиантов).
Многие из перечисленных вопросов отработаны, но еще по очень многим элементам агротехники даже не проводились опытные работы. Например, последовательное применение гиббереллина и ретардантов на определенных этапах роста может ускорить рост деревьев в питомнике в высоту и облегчить, сократить труд по формированию кроны и побегов утолщения на штамбе.
Повышение плодородия глинистой почвы, применение удобрений в полевом севообороте
... основанное на знаниях свойств и взаимоотношений растений, почвы и удобрений, агрономически и экономически наиболее эффективное и экологически безопасное применение удобрений при любой обеспеченности ими хозяйства ... всходов отмечается критический период в отношении азота и фосфора. По мере роста ботвы потребность в элементах питания увеличивается (Труды,Т3,1965). Период максимального потребления с ...
Применение ретардантов — гидразида малеиновой кислоты (ГМК), хлор-холинхлорида (ССС), натриевой соли дикегулака (атринала) — на объектах озеленения может заменить стрижку кустарников, а использование гиббереллина — усилить и регулировать цветение.
Эффективно задерживать старение можно с помощью цитокининов в сочетании с нафтилуксусной кислотой (6-БАП с сс-НУК), гиббереллинов и ауксинов. Но на декоративных древесных растениях эти эффекты пока не выявлены.
Роль регуляторов роста в перспективе будет постоянно возрастать. Гарантией этого, по утверждению Л.Никелла (1984), служит увеличение стоимости энергии, сокращение сельскохозяйственных площадей в результате урбанизации и отчуждения земель для промышленных целей, а также необходимость удвоить к концу XX столетия мировое производство продукции. И декоративное растениеводство, в частности древоводство, должно усилить внимание к использованию регуляторов роста.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/regulyatoryi-rosta/
1. Холодный Н. Г., Фитогормоны, К., 1939;
2. Химические средства стимуляции и торможения физиологических процессов растений, М., 1958;
3. Тукей Г., Регуляторы роста растений в сельском хозяйстве, пер. с англ., М., 1958;
4. Мельников Н. Н., Баскаков Ю. А., Химия гербицидов и регуляторов роста растений, М., 1962;
