Применение регуляторов роста на садовых участках

Семь раз отмерь...

В настоящее время регуляторы роста растений широко применяются в растениеводческой практике. Они применяются для ускорения роста растений или его торможения, укоренения черенков, при пересадке деревьев, для повышения урожайности культур, выведения семян из состояния покоя, получения бессемянных плодов…

Я хотел бы остановиться не на рекламировании того или другого препарата этой серии, а на механизме действия этого класса биологический соединений. Чтобы огородник-любитель представлял механизм воздействия того или иного препарата, имеющего некое коммерческое названия, ведь входящее в него действующее вещество будет относиться к одному из рассматриваемых в статье.

Химические процессы в клетке протекают с большой скоростью благодаря действию биологических катализаторов – ферментов или энзимов. Скорость и направленность ферментативных реакций в клетке зависит от количества фермента, температуры и рН. У каждого фермента имеется свой оптимум рН, при котором лучше всего проявляется его активность.

Природные регуляторы роста – фитогормоны образуются в самих растениях в небольших количествах и необходимы для их жизнедеятельности. К ним относятся ауксины, гиббереллины, брассиностероиды и ряд других веществ, стимулирующие рост и развитие растений. Сбалансированное развитие растений включает как стимуляцию роста растений, так и торможение роста.

Итак, регуляторы роста образуются в процессе обмена веществ растений и оказывают в очень малых количествах регуляторное и координирующее влияние на физиологические процессы в разных органах растения. Различают стимуляторы и ингибиторы (замедлители) роста.

Стимуляторы роста, применяемые в сверхоптимальных дозах, способны подавлять ростовые процессы, действовать как ингибиторы. На это я особо хочу обратить внимание читателей. Из физиологии растений известно, что главным представителем ауксинов в растениях является индолил-3-уксусная кислота (ИУК). Она синтезируется из триптофана в верхушке побега.

Ауксин стимулирует деление и растяжение клеток, он необходим для образования проводящих пучков и корней. Замечено, что поврежденные корни или ветки гораздо хуже утолщаются. Причина этого – в низкой способности этих органов к синтезу гормонов.

Цитокинины образуются путем конденсации аденозин-5-монофосфата и изопентенилпирофосфата в апикальной (верхушечной) меристеме корня. Много цитокининов в развивающихся семенах и плодах. Цитокинины индуцируют в присутствии ауксина деление клеток, активируют дифференциацию, способствуют выходу почек, семян и клубней из состояния покоя, предотвращают распад хлорофилла и деградацию клеточных органелл, активирует синтез белка.

В настоящее время известно более 100 гиббереллинов кислой и нейтральной природы. Наиболее известным и распространенным гиббереллином является гибберелловая кислота. Открытие ее физиологических свойств как регулятора роста произошло в Японии. Там распространено заболевание риса, которое местные жители называют «баканоэ – бешеный рис», «дурные проростки». Рассада пораженных болезнью растений опережает в росте здоровый рис, но колосья вырастают уродливыми, и зерна не бывает.

В 1926 году японский ботаник Куросава выделил и описал возбудителя болезни – гриб Gibberella fujikuroi (сейчас этот гриб перенесли в род Fusarium). Вскоре выяснилось, что многие симптомы «бешеного риса» можно вызвать культуральной жидкостью, в которой рос гриб. Это значит, что гриб выделяет некоторое растворимое в воде вещество, усиливающее рост риса. По родовому названию гриба вещество было названо гиббереллином.

Гиббереллины синтезируются из ацетилкоэнзима А в листьях и корнях. Гиббереллины способствуют удлинению стебля, выходу семян из состояния покоя, образованию цветоноса и цветению, активируют деление клеток, повышают активность ферментов синтеза фосфолипидов.

Абсцизовая кислота синтезируется в листьях и корневом чехлике. Абсцизовая кислота (АБК) тормозит рост растений и является антагонистом стимуляторов роста. АБК накапливается в клетках при неблагоприятных условиях внешней среды, в стареющих листьях, покоящихся семенах, в отделительном слое черешков листьев и плодоножек.

Газ этилен синтезируется из метионина или путем восстановления ацетилена. Много его накапливается в стареющих листьях и созревающих плодах. Он ингибирует рост стеблей и листьев. Обработка этиленом индуцирует корнеобразование, ускоряет созревание плодов, прорастание пыльцы, семян, клубней и луковиц.

Брассиностероиды содержатся в разных органах растений, но особенно много их в пыльце. Они стимулируют рост в длину и толщину проростков, усиливая как деление, так и растяжение клеток.

Хочу отметить, что действие ферментов носит характер каталитического процесса и входит в интегральный механизм воздействия. Скажем, для активного корнеобразования необходим комплекс факторов, который может одновременно обеспечить максимальное сокращение транспирации, интенсивную ассимиляционную и гормональную деятельность листьев. К ним, прежде всего, относятся температура и влажность почвы и воздуха, а также режим освещенности. Поэтому без создания необходимых условий для комплексного питания растений дополнительное применение стимуляторов роста будет приводить лишь к их истощению и гибели.

Немного истории. В 1880 году Чарльз Дарвин и его сын Френсис Дарвин поставили перед собой задачу: определить, каким органом растения воспринимают свет. Растения, стоящие на подоконнике, поворачиваются к солнцу, побеги и листья изгибаются в сторону наибольшего освещения. Результаты Дарвинов неоспоримо говорили о том, что направление света воспринимает верхушка проростка (апекс) и передает информацию о направлении света в нижележащую зону. Гипотетическое вещество Дарвины назвали ауксином (от греч. ауксо – расту).

Итак, ауксины – гормоны, вырабатываемые в апикальных (верхушечных) меристемах побегов. Для растения в целом ауксиновый сигнал означает, что побег интенсивно растет и необходимо обеспечивать его потребности, и каждая клетка растения в зависимости от своего положения выполняет эту задачу. Ауксин влияет на расположение листьев на растении. Каждый молодой лист, пока растет, служит источником ауксинов. Для окружающих клеток это значит, что место занято, закладывать новый лист рядом уже нельзя. Большое количество ауксинов является сигналом о росте побегов, для обеспечения их роста растение должно образовать дополнительное количество корней.

Обработка ауксинами вызывает закладку придаточных корней на стебле и боковых корней на главном корне. Этим эффектом пользуются, обрабатывая трудно укореняемые черенки растворами ауксинов. Как я уже отмечал, при дополнительной обработке растений стимуляторами роста нужно четко следовать рекомендуемым его концентрациям. При превышении рекомендованной концентрации препарата или времени обработки растения синтезируют этилен, что неблагоприятно отражается на их собственном состоянии.

Цитокинины называют гормонами «омоложения» растительных тканей. Если обработать цитокинином лист, готовящийся к листопаду, он еще долго будет оставаться зеленым. Но на самом деле цитокинин не омолаживает лист, а просто не дает ему погибнуть от истощения, притягивая и удерживая в тканях питательные вещества.

В настоящее время предпринимаются попытки использовать один из синтетических цитокининов, а именно бензиладенин, в качестве ингибитора старения многих зеленых овощей, например, салата, брокколи и сельдерея. Замечу, что ауксины и цитокинины – антагонисты в процессе регуляции развития боковых почек. Многие из грибов, вызывающих заболевания растений, научились вырабатывать цитокинины. В местах поражения возникает опухоль, из которой во все стороны растут многочисленные тонкие побеги. В народе такую структуру прозвали «ведьминой метлой».

Как видим, действие фитогормонов на растения многообразно и весьма существенно. Гормонами цветения считают флориген и верналин. Предположение о существовании особого фактора цветения высказал в 1937 году русский исследователь М.Чайлахян. Химическая основа действия фитогормонов в растительных клетках еще недостаточно изучена.

В настоящее время полагают, что одна из точек приложения их действия близка к гену, и гормоны стимулируют здесь образование специфичной информационной РНК. Эта РНК, в свою очередь, участвует в качестве посредника в синтезе специфичных ферментов – соединений белковой природы, контролирующих биохимические и физиологические процессы. Гораздо лучше нас усвоили физиологию растений грибы и бактерии за миллионы лет совместного существования с растениями. Многие из грибов, вызывающих заболевания растений, научились вырабатывать цитокинины.

В «изучении физиологии» и гормонального баланса превзошла всех агробактерия (Agrobacterium tumefaciens). Клетки этих бактерий умеют передавать свою ДНК в ядра растительных клеток. В передаваемом фрагменте ДНК содержится информация о биосинтезе ауксинов, цитокининов и особых веществ – опинов. Опины не могут утилизироваться клетками растения, но служат источником углерода и азота для роста бактерий. Клетки растений, в которые попала такая ДНК, начинают опухолевый рост. Даже при уничтожении бактерий (обработка антибиотиками), опухоль продолжает расти, т.к. клетки продолжают производить ауксины и цитокинины за счет встроенных бактериальных генов. Вот уж где генная инженерия в чистом виде, без вмешательства человека.

Этот пример я привел для того, чтобы читатели осознали, что растительные гормоны управляют развитием и ростом растений. И беспорядочное применение их не всегда приводит к положительным результатам.

В настоящее время в сельском хозяйстве используется синтетические регуляторы роста.

Ретарданты ингибируют рост стебля благодаря торможению растяжения клеток и подавлению синтеза гиббереллинов. Стебли становятся более короткими и утолщаются, в результате повышается устойчивость растения к полеганию. В плодоводстве и при выращивании цветов в теплицах широко применяются три таких вещества – фосфон, цикоцел и алар.

Морфактины препятствуют прорастанию семян, образованию и росту побегов, ослабляют апикальное доминирование у побегов и усиливают его у корней.

Гербициды служат для уничтожения растительности. Есть гербициды общего действия, когда погибают все растения, и селективные – для избирательного уничтожения определенных классов растений. Они могут подавлять фотосинтетическое или окислительное фосфорилирование.

Дефолианты ускоряют листопад у растений, что активирует созревание семян и плодов и облегчает механизированную уборку урожая.

Десиканты вызывают ускоренное высушивание листьев и стеблей, что позволяет вести сбор семенников бобовых культур и уборку картофеля комбайнами.

Сениканты – смесь физиологически активных веществ, вызывающих ускорение созревания и старения сельскохозяйственных растений.

Сейчас в продаже много различных препаратов для улучшения роста и развития растений. При применении стимуляторов роста общими положениями являются: хорошее питание растений и соблюдение всех правил агротехники. Есть хорошая народная мудрость: «Семь раз отмерь – один раз отрежь». Ее в полной мере можно отнести и к обсуждаемой нами теме.

Очень важно соблюдать правила применения стимуляторов роста, особенно в отношении недопущения завышения концентраций растворов, чтобы не погубить растения. Стимуляторы роста растений – это не панацея от всех бед. Только в опытных руках они приносят пользу.

Попутно хочу отметить, что наши огородники давно уже используют стимуляторы роста собственного приготовления. Это настои из сорняков, при их использовании садоводы получают очень неплохие результаты. Из коммерческих препаратов не буду выделять какой-то один, это дело практического опыта каждого садовода или огородника.

Владимир Степанов,
доктор биологических наук