Регуляторы роста растений классификация

Регуляторы роста растений, органические соединения, стимулирующие или тормозящие процессы роста и развития растений (природные вещества и синтетичские препараты, применяемые при обработке с.-х. культур).

Регуляторы роста. Классификация

Природные регуляторы роста растений представлены в растениях фитогормонами и ингибиторами роста, а также веществами типа витаминов. К фитогормонам относятся ауксины, гиббереллины, цитокинины.

Ауксины активируют рост стеблей, листьев и корней, обеспечивая реакции типа тропизмов, а также стимулируют образование корней у черенков растений. Благодаря обнаружению в растениях ауксинов удалось установить внутренние причины ряда ростовых процессов. Однако механизмы регуляции многих форм роста, в частности роста стебля, цветения розеточных растений, нарушения покоя и зеленения листьев выявлены только после открытия гиббереллинов и цитокининов.

Гиббереллины индуцируют или активируют рост стеблей растений, вызывают прорастание некоторых семян и образование партенокарпических плодов, а также нарушают период покоя у ряда растений.

Цитокинины стимулируют клеточное деление (цитокинез), заложение и рост стеблевых почек как у целых растений, так и у недифференцированных каллюсов, а также продлевают жизнь и поддерживают нормальный обмен веществ у изолированных листьев, вызывают их вторичное позеленение. Из природных ингибиторов роста известны кумарин и его производные, абсцизовая кислота и др. Они тормозят рост растений при переходе их в состояние покоя.

Синтетические регуляторы роста стали появляться после синтеза голландским физиологом растений Ф. Кеглем (1931—35) ауксина (индолилуксусной комитеты, ИУК). Затем был проведён синтез сходных соединений с высокой биологической активностью. Наиболее перспективными оказались Р. р. типа индолилмасляной, нафтилуксусной и 2,4-дихлорфенилуксусной комитеты (2,4-Д). В 1955 был синтезирован кинетин (цитокинин).

К группам синтетических регуляторов относятся также ингибиторы: ретарданты — препараты, уменьшающие длину и увеличивающие толщину стеблей, и морфактины — соединения, вызывающие аномалии в точке роста и появление уродливых органов у растений. К ним примыкают вещества, специфически задерживающие передвижение ИУК и её производных по растению.

К веществам, обладающим резко ингибирующим действием, относятся гербициды, уничтожающие сорную растительность. Синтетические ингибиторы, в отличие от природных, способны более резко подавлять ростовые процессы; они длительный период не поддаются инактивации растительными тканями; характер их действия часто связан не только с ростом, но и с нарушением морфогенетических процессов.

Ознакомится с применением регуляторов роста на практике можно :

Материал подготовил: специалист по садоводству Буйновский О.И.

Желание получить хороший урожай подталкивает дачников к покупке стимуляторов для огородных культур. Но незнание нюансов использования препаратов зачастую приводит к непредвиденным последствиям.

В природе процессы развития растений продуманы и сбалансированы. Но человеку присуще желание все контролировать и улучшать. Поэтому неудивительно, что в магазинах дачникам предлагают множество препаратов, способных ускорить рост культур, заставить их обильно цвести, развивать мощную корневую систему или давать крупные плоды.

Но недостаточно пойти в магазин и купить пакетик с чудо-средством. Чтобы волшебство на вашем огороде все-таки случилось, важно понимать, как именно работают регуляторы, какие бывают их виды и как правильно их использовать. Приобрести неподходящий препарат – в большинстве случаев означает загубить культуру. Поэтому давайте разберемся в этой важной теме.

Общая информация и классификация регуляторов роста и развития

Регуляторы роста и развития – это группа препаратов, с помощью которых человеку удается изменить естественный процесс развития культур, улучшить их адаптацию к новым условиям произрастания, помочь противостоять стрессу, повысить урожайность. Они используются для обработки посадочного материала, листовой и корневой подкормки, опрыскивания завязей и плодов и т.д. Могут иметь форму водных растворов, аэрозолей, паст, эмульсий.

В основе химической формулы регуляторов роста лежат фитогормоны, а также вторичные ростовые вещества (например, аминокислоты, алкалоиды, карбоновые кислоты, лактоны, липиды, терпеноиды, флавоноиды). Препараты активно применяются в сельском хозяйстве. Благодаря им можно:

  • повысить урожайность культур, улучшить качество плодов и их товарный вид, продлить сроки хранения;
  • замедлить прорастание клубней и корнеплодов при продолжительном хранении;
  • добиться устойчивости культур к неблагоприятным факторам, болезням и вредителям;
  • устранить периодичность плодоношения;
  • улучшить внешний вид декоративных растений;
  • ускорить или замедлить цветение, созревание плодов и т.д.

Действие регуляторов носит кратковременный характер. К тому же, использование фитогормонов дает лишь толчок к развитию. Но если растению не хватает питания, стимуляция не принесет видимых результатов.

В зависимости от химического состава и способа получения, регуляторы могут быть:

  • Эндогенные: синтезируются в самом растении. Например, абсцизовая кислота, ауксин, брассинолид, гиббереллин, цитокинин, этилен);
  • Экзогенные: аналоги эндогенных гормонов, их получают в результате органического синтеза.

В зависимости от общего принципа воздействия, различают:

  • Стимуляторы: провоцируют рост и развитие. Растение получает сигнал, что пришло время расти и развиваться, его ростовые и формообразовательные процессы временно усиливаются. Это происходит либо за счет активного деления клеток, либо за счет их растяжения в длину.
  • Ингибиторы: замедляют рост и развитие. Гормоны-ингибиторы подавляют прорастание семян, распускание почек, рост стебля, формирование завязи и вызревание плодов.

Узнать о влиянии стимуляторов роста на прорастание семян можно из нашего материала.

В природе стимуляторы и ингибиторы действуют сообща. В зависимости от фазы развития растения, а также условий окружающей среды в действие вступает один из гормонов. Однако когда его функция выполнена либо когда состояние окружающей среды меняется, на смену ему приходит другой фитогормон.

Природные фитогормоны никогда не действуют сами по себе: они постоянно взаимодействуют, дополняя или, наоборот, ослабляя влияние друг друга. Именно сложный механизм взаимосвязи между стимулирующими и тормозящими развитие веществами объясняет многочисленные неудачи в использовании препаратов неопытными растениеводами. Ведь один и тот же гормон при разных условиях дает совершенно разный результат.

Природные гормоны и принцип их воздействия на растения

Ученым известно шесть основных фитогормонов, информацию о которых вы найдете в таблице ниже. Описание биологически активных веществ носит ознакомительный характер и не объясняет в полной мере их принципы и механизмы влияния на растения. Практически каждый гормон имеет синтетические аналоги, которые можно приобрести в магазинах.

Фитогормон Описание Препараты
Ауксин
  • отвечает за развитие корневой системы,
  • регулирует поступление и распределение питательных веществ и воды,
  • дает увеличение зеленой массы
Гетероауксин, Корневин, Укоренитъ
Гиббереллин
  • ускоряет прорастание семян, процесс цветения и формирование плодов,
  • уменьшает опадание завязи,
  • оптимизирует урожайность,
  • выводит из состояния покоя клубни и луковицы,
  • помогает накапливать питательные вещества
Бутон, Гиббериллин, Гибберсиб, Гибберросс, Гиббор-М, Завязь, Томатон
Абсцизин
  • подавляет действие гормонов-стимуляторов при резком ухудшении состояния окружающей среды, чтобы спасти большую часть урожая,
  • способствует опаданию листьев,
  • подавляет испарение влаги с листвы в период засухи,
  • продлевает сроки хранения урожая,
  • стимулирует образование защитных чешуек, которые покрывают спящие почки в холодный период,
  • останавливает первичный и вторичный рост
Структурные аналоги абсцизинов не применяются в сельском хозяйстве из-за высокой стоимости. Уровень этого гормона можно повысить с помощью этилена
Этилен
  • ускоряет старение клеток,
  • тормозит деление клеток,
  • формирует окраску, характерную для зрелых плодов,
  • помогает растению бороться со стрессом,
  • индуцирует цветение некоторых растений,
  • изменяет соотношение мужских и женских цветков у некоторых сортов культур, способствуя увеличению числа завязей
Газообразная форма фитогормона этилена затрудняет использовать его в сельском хозяйстве в чистом виде. Однако нашли широкое применение препараты и вещества, которые образуют этот газ при разложении, например, Этефон
Цитокинин
  • регулирует зарождение и рост почек,
  • способствует процессу старения листьев,
  • увеличивает количество семян в плодах, а также их всхожесть,
  • положительно влияет на массу, сахаристость и крахмалистость корнеплодов и клубней
Цитокининовая паста, Цитодеф
Брассин
  • способствует нормальной работе иммунной системы растения,
  • вырабатывает иммунитет к болезням
Эпин, Эпин Экстра

В продаже имеются общеукрепляющие препараты для растений, которые не являются фитогормонами. Например: янтарная кислота, полипептиды, олигосахариды и т.д.

Рекомендации по применению: что сначала, а что потом?

Возможности регуляторов роста заключаются в том, чтобы сдвинуть в нужную сторону заложенный природой баланс фитогормонов. Но как это сделать правильно, не навредив растению? В какой последовательности использовать препараты? Общее представление о применении фитогормонов вы можете получить из следующих рекомендаций.

  1. Семена перед посевом, а также рассаду перед высадкой в открытый грунт обработайте цитокининами.
  2. Если условия для роста и развития неблагоприятные, используйте брассиностероиды сразу после высева в грунт или высадки рассады.
  3. Обработайте проростки на стадии 3-4 настоящих листьев ауксинами.
  4. Повторите обработку ауксинами для зеленных и салатных культур перед цветением.
  5. Корнеплодам и клубнеплодам перед цветением можно дать толчок к развитию с помощью цитокининов.
  6. Проведите обработку плодовых культур гиббереллинами, чтобы уменьшить опадание завязей, а также увеличить количество и улучшить качество плодов.

Несоблюдение инструкции и печальные результаты

Используя стимуляторы или ингибиторы роста, мы осуществляем серьезное вмешательство в задуманный самой природой процесс развития растений. И, как это часто бывает, не всегда наши действия дают желаемый результат. Причем чаще всего причина неудач кроется в игнорировании инструкции производителя препарата. К печальным последствиям может привести даже незначительное отклонение от рекомендаций на упаковке регулятора.

НЕУДАЧИ с применением регуляторов роста могут быть связаны со следующими факторами.

  • Неправильный выбор препарата или периода обработки. Например, обработка стимуляторами готовой к высадке рассады при неблагоприятных условиях для ее переселения на постоянное место может привести к тому, что растения сильно вытянутся.
  • Неправильная концентрация раствора. Раствор слабой концентрации может оказать недостаточное влияние или вовсе не оказать положительного воздействия. Раствор завышенной концентрации, как правило, тормозит процесс роста и развития и может привести к омертвению тканей на участках, подвергшихся обработке.
  • Несоблюдение температурного режима. Раствор для обработки растений стимуляторами должен иметь определенную температуру. В случае превышении рекомендуемого показателя составы могут оказывать токсическое воздействие. При температуре ниже рекомендуемой эффект от использования регулятора может быть минимальным.
  • Некорректный подбор стимуляторов для комплексной обработки. Одновременное применение нескольких стимуляторов должно быть обоснованным. Рекомендуется выдерживать временной интервал, чтобы действие одного вещества не перекрывало действие другого.

Гумус – природный биостимулятор

Какими бы положительными качествами ни обладали фитогормоны, для многих дачников они были и остаются «химией». И если кто-то готов к экспериментам на своем участке, то другие смотрят на стимуляторы и ингибиторы с опаской. Однако есть разновидность биостимуляторов, в пользе и безопасности которых не возникает сомнений практически ни у кого. Речь идет о гумусных препаратах.

Гумус – важный органический компонент почвы, в состав которого входят необходимые для растений питательные вещества. В первую очередь, гумус – это удобрение. Однако, с другой стороны, нельзя не отметить его стимулирующее воздействие на прорастание семян, рост и развитие культур, а также цветение и плодоношение. Поэтому гумусные препараты (Байкал, Гумат, Нива, Сияние, Возрождение, Слокс, Тамир, Эмикс, Эмочка и т.д.) нередко используют для замачивания семян, луковиц и клубней, для укоренения черенков, опрыскивания вегетирующих растений.

Как фитогормоны, так и гумусные препараты – эффективные помощники в сельском хозяйстве. Но не стоит относиться к ним как к волшебной палочке, по взмаху которой все начнет расти и колоситься. Они лишь активизируют силы растения, но ни в коем случае не наделяют культуры сверхспособностями. Если вы хотите получить богатый урожай с помощью гормонов или гумуса, важно хотя бы на начальном уровне разбираться в физиологии растений и агрохимии. Это не так сложно, как кажется. Чтобы не допустить досадных ошибок, порой достаточно внимательно читать инструкцию на упаковке препаратов.

Глава 3 регуляторы роста и развития

3.1. Классификация регуляторов и их влияние на растения

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 (рис. 3.1), 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.

Гиббереллины — преимущественно гибберелловая кислота ГК3 (рис. 3.2) и другие гиббереллины (их известно более 50), стимулирующие деление или растяжение клеток, индуцирую­щие или активирующие рост стебля, прорастание семян, образование партенокарпических плодов, наруша-

ющие период покоя и индуцирующие цветение длиннодневных видов. Синтезируются в молодых листьях, молодых семенах, пло­дах, в верхушках корней.

Цитокинины — фитогормоны, главным образом производные пуринов (рис. 3.3), 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. Синте тическими аналогами фитогормонов-ауксинов и цитокининов являются а-нафтилуксусная кислота (а-НУК), р-индолилмасля-ная кислота (Р-ИМК), калийная соль Р-индолилуксусной кисло­ты (К-Р-ИУК, гетероауксин), 2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота (2,4-Д), кинетин, 6-бензиламинопурин (6-БАП). Стимуляторы ро­ста типа ауксинов (а-НУК, Р-ИМК, 2,4-Д) применяют для акти­вации корнеобразования, опадения листьев, плодов; типа гиббе-реллинов — 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) (терпено-ид, рис. 3.4), 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.

К природным ингибиторам относится и этилен, который вы­деляется в отдельную группу как газообразное вещество. Он тоже является веществом гормональной природы, оказывает ингиби-торное 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 Р-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 фи-тогормонов 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 1926 г. Е. Куросава впервые обнаружил гиббереллины. В 1938 г. они были выделены в кристаллическом виде из гриба 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).

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 гибберел-лина 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. 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 цитокини-нов в сочетании с нафтилуксусной кислотой (6-БАП с а-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.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *