3.7. Фитогормоны как факторы, регулирующие рост и развитие целостного растения

Фитогормоны – соединения, осуществляющие взаимодействие клеток, тканей и органов, которые в небольших количествах необходимы для «запуска» и регуляции физиологических и морфогенетических программ растений. Выделяют 5 групп фитогормонов: ауксины, гиббереллины, цитокинины, абсцизовая кислоты (АБК), этилен, фенольные ингибиторы.

Ауксины – соединения индольной природы; образуются из триптофана.

Гиббереллины – известно более 70; образуются из мевалоновой кислоты.

Цитокинины – основной природный цитокинин – зеатин, выделенный из семян кукурузы в молочной спелости.

АБК – синтезируется из мевалоновой кислоты и в результате деградации каротиноидов.

Фенольные ингибиторы – вещества фенольной природы: кофейная, хлорогеновая, коричная кислоты. Эти вещества не являются фитогормонами.

Этилен – гормональный фактор, газ Н₂С = СН₂; синтезируется из метионина.

Все регуляторные соединения синтезируются из аминокислот или органических кислот; их биосинтез происходит из продуктов фотосинтеза и дыхания.

Физиологические функции фитогормонов

Ауксин – стимулирует все три фазы роста клеток; регулирует двигательную реакцию листьев, цветков и усиков растений; определяет апикальное доминирование; стимулирует ризогенез и утолщение боковых корней; регулирует цветение, рост и созревание плодов; регулирует опадание листьев, завязей и плодов.

Гиббереллины – регулируют рост растений, цветение, покой, плодоношение и влияют на метаболизм растений.

Цитокинины – влияют на рост клеток, действуют на органогенез, снимают апикальное доминирование, прерывают покой, повышают аттрагирующую способность и задерживают старение листьев.

АБК – влияет на процессы покоя, регулирует процессы старения и отторжения органов, координирует ростовые процессы, регулирует водный режим.

Этилен – ингибирует рост, регулирует процессы старения, опадения листьев и генеративных органов, регулирует длительность покоя, влияет на генеративную сферу, участвует в корреляционных взаимодействиях.

Фенолы влияют на процессы роста и развития, регулируют количество ауксина в клетке, играют важную роль в покое семян, почек, клубней и луковиц, участвуют в транспорте электронов при дыхании и фотосинтезе, в биосинтезе лигнина; некоторые из них нарушают окислительное фосфорилирование.

Использование фитогормонов и физиологически активных веществ

Регулировать рост и развитие растений – значит хорошо сбалансировать действия веществ, ускоряющих и задерживающих эти процессы. Фитогормоны и синтетические регуляторы роста широко используют в растениеводстве и его отраслях. Некоторые из применяемых веществ служат синтетическими аналогами природных регуляторов. Аналогами ауксинов являются индолилмасляная кислота (ИМК), нафтилуксусная кислота (НУК), 2,4-Д (2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота) и др.; аналоги абсцизовой кислоты и этилена – этрел, этерон и др. Созданы также синтетические регуляторы роста, не имеющие природных аналогов, которые используются для регулирования физиологических процессов в нужном для растениеводства направлении.

Гербициды. Это синтетические препараты, вызывающие торможение роста и гибель растений в связи с отмиранием точек роста. Основой их применения является избирательное действие гербицидов на различные растения. Разная чувствительность растений к гербицидам связана с особенностями их морфологии и обмена веществ ферментативной системы. У чувствительных растений гербицид нарушает полярность, вызывает утолщение побегов, эпинастию, опадение листьев, морфозы, в результате чего жизнедеятельность растений дезорганизуется и наступает их гибель. В посевах злаков 2,4-Д избирательно подавляет двудольные сорняки. Наоборот, ТХА (трихлорацетат натрия) и ДХМ (дихлоральмочевина) на посевах двудольных уничтожают злаки. В посевах кукурузы симазин угнетает все другие растения.

Ретарданты. Синтетические регуляторы, тормозящие биосинтез гиббереллинов, подавляющие рост стебля и вегетативных побегов, придающие растениям устойчивость к полеганию. Способствуют росту корней, листьев, повышают содержание хлорофилла, устойчивость растений к неблагоприятным воздействиям. К ним относятся ССС, алар, - которые сдерживают вегетативный рост кроны плодовых деревьев и стимулируют плодоношение; фосфон – ускоряет выгонку декоративных культур и др. соединения.

Регуляторы созревания – вещества, ускоряющие созревание. Стимуляция партенокарпического образования плодов винограда, томата достигается обработкой плодоэлементов гиббереллином, ауксином и его аналогами.

Регуляторы покоя. Продлить покой, улучшить лежкость клубней, корнеплодов и луковиц, можно обработкой посевов за 12-15 дней до уборки малеиновой кислотой (ГМК). Для прерывания покоя раннего картофеля при посадке клубней летом их обрабатывают раствором гиббереллина и тиомочевины. Это стимулирует пробуждение глазков.

Регуляторы вегетативного размножения растений. Для улучшения корнеобразования у черенков, сеянцев, саженцев и взрослых деревьев и кустарников применяют аналог ауксина (ИУК) – НУК и ИМК. ИУК, попадая в ткани растения, быстро разрушается и поэтому малопригоден для практических целей.

Дефолианты и десиканты – применяют для ускорения опадения и засыхания листьев, что необходимо при механизированной уборке культур. Дефолианты – вещества, вызывающие опадение листьев, десиканты – вещества, способствующие обезвоживанию растительных тканей.

Активаторы (регуляторы) транспорта веществ в растении – это синтетические регуляторы, ускоряющие транспорт питательных веществ, активизирующие их накопление в плодах и семенах, повышающие их аттрагирующую способность; это вещества, ускоряющие отток углеводов из листьев сахароносных культур в стебли или корнеплоды.

Регуляторы роста растений – это экологически безопасные, генетически безвредные вещества.