Фитогормоны как регуляторы роста и развития растений

РЕГУЛЯТОРЫ РОСТА: ОБЩИЙ ОБЗОР

В статье даются основполагающие сведения о регуляторах роста: их место в общей структуре агропрепаратов, принцип и спектр действия, классификация по происхождению и назначению, а также перечень и характеристика наиболее важных качественных и количественных параметров. Тема рассматривается с привязкой к базе данных Агропрепараты. Даются ссылки на связанные с тематикой информационные ресурсы.

НАЗНАЧЕНИЕ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

Регуляторы роста в соответствии с принятой классификацией агропрепаратов относятся к пестицидам (см. Агропрепараты: общий обзор). Они предназначены для воздействия на параметры роста и развития как растений в целом на различных фазах, так и их органов, а также на параметры реакции растений на факторы окружающей среды. Такое воздействие осуществляется через механизмы гормональной системы растений, поэтому регуляторы роста часто называют фитогормонами. Следует отметить, что воздействие регуляторов роста на растения может быть не только стимулирующим, но также, для ряда применений, тормозящим и угнетающим. Именно поэтому данная категория пестицидов называется регуляторами, а не стимуляторами, хотя большинство из этих препаратов по спектру действия относится к последним. Принцип действия регуляторов роста

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ПРОИСХОЖДЕНИЮ

Происхождение (природа) регуляторов роста может быть различной. Одни препараты могут представлять собой натуральные природные фитогормоны, извлекаемые из тканей растений, другие могут являться их синетическими аналогами, третьи могут представлять собой органические вещества как природного, так и искуственного происхождения, не являющиеся гормонами, но воздействующими на гормональную систему растений. Кроме того, в последние годы появился ряд эффективных кремнийорганических препаратов. С позиций систем земледелия, делающих ставку на использование натуральных природных компонентов, применение «химии» (т. е. препаратов, не извлекамых из природного биоматериала, а получаемых методами химического синтеза) нежелательно, хотя современные «химические» препараты и обладают высокой степенью безопасности для растений, их продукции и окружающей среды. Поэтому знание происхождения агропрепаратов для сторонников таких систем является крайне важным фактором. Замечание. Учитывая указанное обстоятельство в базе данных Агропрепараты для каждого регулятора роста указано его происхождение, что позволяет подбирать препараты в соответствии с принятой концепцией земледелия. Происхождение регуляторов роста (упрощенная схема)

СПЕКТР ДЕЙСТВИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ ПО НАЗНАЧЕНИЮ

Регуляторы роста применяются на всех стадиях возделывания культур — от замачивания семян и черенков до обработки на стадии плодоношения, при этом решается следующий круг задач: повышение всхожести и энергии прорастания семян, луковиц и клубней; стимуляция корнеобразования, роста корней и укоренения посадочного материала — рассады, луковиц, черенков, саженцев и сеянцев, стимуляция сращивания привоя и подвоя; стимуляция ускоренного роста и развития растений в целом во всех фазах; торможение роста растения вверх, ограничение формирования побегов, умощнение стебля и корневой системы; сокращение сроков наступления цветения и увеличение его продолжительности и интенсивности; стимуляция завязывания плодов и снижение опадения завязей; сокращение сроков созревания плодов и повышение урожайности; торможение роста и развития растений в фазе плодоношения с сокращение сроков дозревания плодов и завершения оборота культур; улучшение товарного вида и размера плодов и их размера; повышение содержания в плодах полезных веществ, сокращение содержания нитратов и тяжелых металлов; улучшение декоративных качеств растений; укрепление иммунитета растений к инфекционным заболеваниям; повышение устойчивости растений к негативным факторам среды — повышенным и пониженным температурам, засухе, заморозкам, перезимовке, и др.; улучшение усвоения растениями питательных веществ, повышение их конкурентоспособности по отношению к сорным растениям; повышение эффективности применения и снижения потребной дозы агропрепаратов различных категорий, уменьшение пестицидной нагрузки и снятие пестицидного стресса; Значительная часть регуляторов роста обладает широким спектром действия и может применяться в любой фазе роста и развития растения. Однако у многих препаратов существует некая преобладающая функция, часто связанная с определенной фазой применения. По этому признаку у регуляторов роста можно выделить субкатегории — стимуляторы корнеобразования и плодообразования, ретарданты, адаптогены и этиленпродуценты. Субкатегории, в свою очередь, могут иметь свою внутреннюю классификацию. Если преобладающая функция отстутствует, то такой препарат можно отнести к стимуляторам общего действия, которые также могут иметь свое внутреннее деление. Классификация регуляторов роста по спектру действия Данная классификация в некоторой степени расплывчата, т. к. доминирующая функция у одних препаратов может быть явно выражена, а у других в определенной степени стерта и, соответственно, отнесение их к какой-то конкретной субкатегории может быть неоднозначным. Тем не менее такая классификация весьма полезна, т. к. позволяет производить подбор препаратов для наиболее распространенных задач за один заход, без детального сопоставления широкого спектра возможных вариантов. Для использования этой возможности в базе данных Агропрепараты субкатегория спектра действия определена для каждого препарата. Рассмотрим кратко каждую из субкатегорий (более подробное их описание см. в отдельных, посвященных им статьях). Стимуляторы корнеобразования. Препараты данной субкатегории стимулируют образование и рост корней, способствуют укоренению и приживаемости посадочного материала, сращиванию привоя и подвоя и приживаемости взрослых растений при пересадке. Применяются путем обработки посадочного и прививаемого материала и полива растений под корень после высадки посадочного материала в грунт. По своей природе эти стимуляторы, в основном, являются синтетическими аналогами природных гормонов роста — ауксинов, в частности, производными индолил-3-уксусной и индолил-3-масляной кислот. Стимуляторы плодообразования. Препараты данной группы стимулируют образование, рост и укрепление завязей. Применяются путем опрыскивания, преимущественно, в фазах цветения, а также в ряде случаев путем окунания в рабочую жидкость соцветий. По своей природе большинство данных симуляторов представляются собой природные вещества — различные соли гиббереллиновых кислот, именуемые общим термином «гиббереллины». Однако в этой группе присутствует также и несколько препаратов на основе 4-хлорфеноксиуксусной кислоты, получаемой методами органического синтеза и являющейся аналогом природных ауксинов. Ретарданты (англ. retardant — замедлитель) предназначены для торможения роста тканей растений в длину, за счет чего замедляется рост растений в высоту и формирование у них новых побегов. Используются, преимущественно, при выращивании рассады для предупреждения ее перерастания с одновременным умощнением стебля и корней. Могут использоваться также для улучшения эстетики габитуса (внешнего облика) декоративных растений, делая их более приземистыми и мощными. Применяются путем полива и опрыскивания рассады, а также саженцев и взрослых декоративных растений. Действующим веществом всех ретардантов в настоящее время является хлормекватхлорид — органическое вещество, получаемое методом химического синтеза и не имеющее природных аналогов. Общее назначение препаратов этой группы — способствовать адаптации (отсюда адаптоген) растений к неблагоприятным условиям окружающей среды — предельным температурам, недостатку влаги, патогенным микроорганизмам и вредителям, недостатку питания, экологическому загрязнению, пересадкам и т. д. Действующие вещества и механизмы воздействия на защитные функции растений препаратов данной субкатегории весьма разнообразны, при этом в спектре защитных функций могут быть выделены доминирующие, в т. ч. функция иммуномодулятора, антистрессанта, термопротектора, криопротектора, элиситора, антидота и пр. Применяются адаптогены на всех стадиях, начиная с обработки посадочного материала. По происхождению адаптогены занимают полный спектр — от природных органических веществ до веществ химического синтеза и кремнийорганики. Этилен-продуценты. Назначение этилен-продуцентов — снабжать ткани растения этиленом, который вырабатывается самими растениями на стадии созревания плодов и через цепочку гормональных связей тормозит дальнейший рост растения и активизирует процессы дозревания плодов. Применение этилен-продуцентов позволяет обеспечить дозревание плодов до товарной кондиции до наступления неблагоприятных погодных условий в конце сезона, а также сократить сроки оборота культур в услових теплиц. Растения обрабатывают этилен-продуцентами, главным образом, на завершающей стадии плодоношения путем опрыскивания листьев, однако есть примеры применения и на более ранних стадиях, например, с целью ускорения формирования завязей огурцов. В настоящее время в качестве действующего вещества этих препаратов используется хлорэтилфосфоновая кислота, получаемая химическим синтезом и не имеющая природных аналогов. Стимуляторы общего действия. Это самая большая группа регуляторов роста. Основным ее назначением является активация и ускорение ростовых процессов на всех стадиях жизненного цикла растения, начиная от прорастания семян и кончая плодоношением. Вместе с общестимулирующими свойствами они могут обладать также и рассмотренными выше свойствами стимуляторов корне — и плодообразования и адаптогенов, хотя, в большинстве случаев, с меньшей эффективностью, чем отнесенные к этим группам.

ОСОБЫЕ ПАРАМЕТРЫ

Кроме спектра действия, происхождения и рекомендуемых регламентов обработки для эффективного и грамотного применения регуляторов роста важно знать следующие их особые параметры: Особые параметры регуляторов роста Совместимость. Данный параметр определяет возможность применения регулятора роста совместно с другими препаратами, в том числе в баковых смесях, т. е. в составе одной рабочей жидкости. На совместимость прежде всего влияет возможность возникновения между смешиваемыми препаратами нежелательных химических реакций. Смешение может также привести к изменению кислотности рабочей жидкости и стабильности суспензии или эмульсии, что, в конечном счете, может привести к снижению эффективности препаратов смеси. Кроме того, химические препараты могут угнетать активность микроорганизмов биологических препаратов. Возможны и другие варианты несовместимости. С другой стороны, регуляторы роста могут при совместном применении повышать эффективность других препаратов, снижая их потребное количество, выступать в роли эффективного прилипателя для них, а при совместном применении с пестицидами-ядохимикатами снижать пестицидный стресс для растений. Кроме того, совместное применение позволяет снизить число обработок, а, следовательно, и трудоемкость. Резистентность. Данный параметр определяет «сопротивляемость» растения препарату, падение эффективности препарата при его многократном применении за счет «привыкания» растения. Для большинства регуляторов роста эффект возникновения резистентости в течение одного сезона не обнаруживается. Однако, по некоторым наблюдениям, он может обнаруживаться на многолетних растениях после применения одного и того же препарата в течение нескольких сезонов. В то же время, для некоторых препаратов передозировка может привести к обратному эффекту, т. е. к угнетению стимулируемого параметра и растения в целом вместо стимуляции, а недозировка — к отсутствию ожидаемого эффекта. По этой причине многие регуляторы роста требуют точного соблюдения дозировки и кратности обработки, рекомендуемой официальным регламентом. Эффективность. Параметр эффективности может содержать как качественную характеристику спектра действия препарата, так и количественную. В качестве количественной могут регламентироваться сокращение сроков созревания в днях, процент повышения урожайности, процент увеличения содержания в плодах полезных веществ и др. Кроме того, важными количественными параметрами являются сроки начала действия препарата с момента обработки и его продолжительность. Влияние среды Данный параметр характеризует влияние на эффективность применения препарата таких параметров окружающей среды, как повышенные и пониженные температуры, влажность, осадки, солнечная радиация, условия закрытого грунта, сезон, обеспеченность влагой и элементами питания и др. Наиболее важной является эффективность препарата в условиях осадков, в т. ч. стойкости препарата к смыванию дождем, которая определяется качеством прилипания препарата к поверхности растения, а также скоростью проникновения его в ткани растения. Фитотоксичность Данный параметр характеризует опасность препарата для растения. Большинство препаратов, являясь по своей сути активаторами жизненной энергии растений, токсической опасности для них при соблюдении норм регламента не представляют. Однако возможны особые частные случаи, например, при передозировке (см. резистентность), при обработке этиленпродуцентами больных и ослабленных растений, при обработке в условиях недостатка влаги и элементов питания и др. Влияние на почву Данный параметр характеризует опасность препарата для полезной почвенной микрофлоры, дождевых червей и других полезных почвенных организмов, а также возможность накопления препарата в почве и ее экологического загрязнения. Большинство регуляторов роста не обладает вредным влиянием на почву и почвенные организмы и полностью разлагается в почве в течение сезона. Многие производители и фасовщики указывают в том или ином объеме сведения об описанных параметрах в своих рекомендациях по применению препаратов. Однако у значительной части препаратов эти сведения в документации отсутствуют, что является большим недостатком. В базе данных Агропрепараты данные сведения представлены для каждого препарата в его паспорте в разделе особые свойства.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной статье были даны лишь общие основополагающие сведения о регуляторах роста. Более подробные сведения см. в обзорах перечисленных здесь субкатегорий, а также в статьях, посвященным проблематике, связанной с подбором и применением регуляторов роста для конкретных частных задач. Регуляторы роста: общий обзор
Опубликовано 12.12.17. Последнее изменение — нет