Регуляторы роста растений классификация

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.
к 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.

Источник: studfile.net

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. 

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.

Источник: www.ogorod.ru

Ретарданты — синтетические вещества, тормозящие синтез гиббереллинов, подавляющие рост стебля и вегетативных побегов, придающие растению устойчивость к полеганию.

Ретарданты избирательно тормозят рост стебля, не оказывают при этом отрицательного действия на физиолого-биохимические процессы. Действие основано на торможении деления клеток срединной и подверхушечной зон меристемы конуса нарастания, образующих стебель. На верхушечную зону меристемы, из которой развиваются листья и генеративные органы, ретарданты не оказывают влияния. Эти регуляторы тормозят рост клеток стебля в длину и усиливают их деление в поперечном направлении, за счет чего стебель становится более коротким и толстым. Одновременно усиливается развитие механических тканей: утолщаются клеточные стенки, увеличивается число сосудистоволокнистых пучков. Одновременно ретарданты способствуют росту корней, увеличивают площадь ассимиляционной поверхности листьев и содержания пластидных пигментов, повышают устойчивость растений к неблагоприятным факторам внешней среды.

В настоящее время изучено более тысячи химических соединений с ретардантными свойствами. Большинство относятся к четырем группам веществ:

1. четвертичным ониевые соединения;
2. производным гидразина;
3. производные триазола;
4. этиленпродуцирующие.

Среди ретардантов на основе четвертичных ониевых солей распространены хлорхолинхлорид (ССС), морфол и пике. Характерный ретардантный эффект этих препаратов обусловлен их способностью прерывать биосинтез гиббереллинов. Их введение блокирует образование геранилгеранилпирофосфата и последующую его циклизацию в энткаурен, который является промежуточным звеном в синтезе гиббереллинов.

Производные триазола блокируют биосинтез гиббереллинов, препятствуя окислению энткаурена в кауреновую кислоту.

Этиленпродуцирующие препараты не прерывают биосинтез гиббереллина, их действие связано с антигиббереллиновым эффектом, который проявляется при образовании гормон-рецепторного комплекса или на последующих этапах реализации гормональной активности гиббереллинов.

Механизм действия производных гидразина также не связан с ингибированием синтеза гиббереллинов, а обусловлен подавлением их гормональной активности.

Из всех известных ретардантов наибольшее практическое значение имеет хлорхолинхлорид (ССС), более известный под названием Тур. Этот ретардант дает хорошие результаты в посевах зерновых культур. Для повышения устойчивости к полеганию хлорхолинхлорид вносят в период кущения — начала трубкования в расчете 3-12 кг/га. Не снижает качество зерна, увеличивает урожай, уменьшает экономические затраты на уборку.

Источник: universityagro.ru