Какие физиологически активные вещества применяются для стимулирования прорастания семян

Обновлено: 21.09.2024

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Федотов Г. Н., Рудометкина Т. Ф., Шалаев В. С.

В работе было изучено влияние дозы биологически активных веществ (БАВ) и их концентрации в растворе на прорастание семян и начальную стадию роста растений при предпосевной обработке семян . Показано, что ключевым параметром воздействия БАВ является не их доза, а концентрация в растворе. Сделан вывод о многостадийности процесса взаимодействия семян с раствором БАВ.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Федотов Г. Н., Рудометкина Т. Ф., Шалаев В. С.

Активность ферментов в прорастающих семенах мягкой озимой пшеницы после обработки электроактивированными растворами

Влияние стимуляторов роста на посевные качества семян и рост однолетних сеянцев пузыреплодника амурского (Physocarpus (Cambess. ) Maxim. Amurensis)

The effect of doses of biologically active substances (BAS) and their concentration in the solution on the germination of seeds and the initial stage of plant growth at pre-seed treatment has been studied in this paper. It is shown that the key parameter effect of BAS is not the dose, but the concentration in the solution. It is concluded that there is multi-step process of interaction of seeds with a solution of BAS.

ИНСТИТУТ СИСТЕМНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ ЛЕСА

А.А. Лихачев, В.М. Феодоритов // Самарская лука: проблемы региональной и глобальной экологии - 2009 - Т 18. - № 2. - Самара, 2009. - С. 26-30.

8. Соболева, Е.Д. Состояние и проблемы лесов городского округа Королева / Е.Д. Соболева, О.А. Саватеева // Сб. статей «Научный потенциал Московской области - устойчивому развитию террито-

9. Беднова, О.В. Структурное разнообразие лесных биогеоценозов как параметр лесоэкологического мониторинга городских охраняемых природных территорий / О.В. Беднова // Вестник МГУЛ-Лес-ной вестник. - 2009.- № 5(68). - С. 182-191.

10. Беднова, О.В. Использование функции желательности Харрингтона для оптимизации многокритериальной оценки состояния лесных экосистем в условиях урбанизированной территории / О.В. Беднова // Вестник МГУЛ-Лесной вестник. - 2011.- № 7(83). - С. 35-41.

11. Jongman, R. Ecological Networks and Greenways: Concept, design, implementation / R. Jongman, G. Pungetti. - Cambridge: CUP, 2004 - 344 pp.

ВЛИЯНИЕ ДОЗЫ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ И ИХ КОНЦЕНТРАЦИИ В РАСТВОРАХ НА СТИМУЛЯЦИЮ РОСТА

растений при предпосевной обработке семян

ГН. ФЕДОТОВ, ст. научн. сотр. института экологического почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова, д-р биол. наук,

Т.Ф. РУДОМЕТКИНА, ст. научн. сотр., канд. хим. наук,

В.С. ШАЛАЕВ, проф., директор ИСИЛ, д-р техн. наук

Повышение урожайности за счет предпосевной обработки семян биологически активными веществами (БАВ) зависит от многих факторов [1, 2]:

- условий выращивания семян, подвергаемых обработке БАВ (место выращивания растений, климатические условия их произрастания, состояние почв, наличие сорняков, болезней и вредителей, применение пестицидов при выращивании и др.);

- условий уборки и хранения посевного материала;

- способов предпосевной подготовки и обработки семян, включая сортировку;

- методов посева обработанных семян (предшественники, глубина заделки семян, густота посева и т.д.);

- условий выращивания (место выращивания растений, климатические условия их произрастания, состояние почв, наличие сорняков, болезней и вредителей, применение пестицидов и др.).

Невозможность контроля и управления всеми перечисленными выше факторами

Кроме того, при перенесении результатов лабораторных по предпосевной обработке семян БАВ в полевые условия возникают достаточно большие сложности. Как правило, в лабораторных условиях проводят обработку семян, смачивая их растворами с определенной концентрацией. В результате на семенах остается раствор, содержащий БАВ, причем количество БАВ на семенах пропорционально количеству остающегося на них раствора. При лабораторной обработке объем раствора значительно превышает объем раствора, остающегося на семени при обработке в протравочной машине при расходе 10 л раствора на тонну семян.

Хорошо известно, что в медицине и токсикологии эффект воздействия БАВ пропорционален дозе БАВ - массе БАВ, приходящейся на единицу массы биологического

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 9/2012

ИНСТИТУТ СИСТЕМНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ ЛЕСА

№ Концентрация рецептуры и способ обработки Средняя длина корня, мм

1 С (в проволочных каркасах) 168

2 С х 19 (в проволочных каркасах) 125

3 С (в аналоге протр. машины) 170

4 С х 19 (в аналоге протр. машины) 124

Рисунок. Проволочные каркасы пустые и с семенами пшеницы

материала. Взаимосвязь же параметров дозы и концентрации БАВ при предпосевной обработке семян нам в литературе обнаружить не удалось.

Целью работы было исследование вопроса - какие параметры раствора надо использовать при предпосевной обработке семян на протравочной машине, имея результаты лабораторных испытаний?

Анализ литературных данных позволяет заключить, что для многих БАВ существует некая оптимальная концентрация растворов, которая оказывает максимальное стимулирующее влияние на развитие семян. Причем эффективность обработки снижается при использовании растворов как с более высокими, так и с более низкими концентрациями. Наличие подобного эффекта позволяет при помощи экспериментов получить ответ на вопрос о соотношении понятий концентрации и дозы при обработке семян БАВ.

При оценке различия в дозах БАВ при лабораторной обработке и на стандартной протравочной машине семена пшеницы и ячменя помещали в проволочные каркасы (ри-

сунок), опускали в раствор, избыток раствора стряхивали, и сушили семена в каркасах в подвешенном состоянии.

Было установлено, что доза БАВ, рассчитанная по количеству остающегося на семенах раствора, превышает для пшеницы дозу при полевых обработках на стандартном оборудовании в 19 раз, а для ячменя - в 25 раз.

В первом и третьем опытах для разных способов обработки совпадают концентрации, а в первом и четвертом опытах - дозы.

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 9/2012

ИНСТИТУТ СИСТЕМНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ ЛЕСА

Из полученных данных хорошо видно, что при разных способах обработки эффект действия БАВ определяется концентрацией раствора, а не дозой БАВ, попадающей на семена.

Данный результат оказался довольно неожиданным, так как количество БАВ на семени (доза) никак не влияло на эффективность действия препаратов. Для объяснения полученных результатов рассмотрим данные по изучению механизма взаимодействия воды с семенами.

Существуют разные объяснения стимулирующего механизма действия БАВ при обработке семян. Наиболее проработанными можно считать представления о действии гиб-береллинов 3. Выдвигается предположение о том, что гиббереллины осуществляют деблокирование ферментов (амилаз) и и-РНК, обеспечивающих синтез амилаз. В результате возрастает концентрация амилаз и, как следствие, концентрация сахаров, образующихся при гидролизе амилазами крахмала эндосперма. Это и приводит к ускорению развития семян и более полному использованию запасов питательных веществ эндосперма. С точки зрения эволюции (сохранения растений) в семенах запасается питательных веществ значительно больше, чем нужно для развития из них растений. Природа ориентирует растения на запасание питательных веществ в семенах на самые неблагоприятные погодные условия. Как следствие, при прорастании семян до 50 % запасных питательных веществ не используется при развитии [6]. Стимуляция семян БАВ позволяет увеличить скорость переработки этих запасов и приводит к росту вырабатываемой в единицу времени энергии в семени. Эта энергия расходуется на ускорение развитие семян, но ее вырабатываемого избытка хватает и для синтеза ферментов, если необходимо противостоять неблагоприятным факторам среды.

Однако подобный подход с биохимических позиций никак не коррелирует с полученными данными. Из этого механизма следует, что чем больше молекул БАВ будет участвовать в деблокировании, тем активнее должно функционировать семя, чего в реаль-

ности не наблюдается. Это позволяет сделать вывод, что механизм является более сложным и, по-видимому, многостадийным. Разработанные представления о механизме действия гиббереллинов являются чисто биохимическими и позволяют нам понять, как действуют гиббереллины, попав в нужное место семени. Однако вполне очевидно, что для реализации этих механизмов БАВ должны попасть при обработке внутрь семян. При этом не возникает никаких сомнений, что от эффективности их попадания в нужную точку семени процесс активации прорастания будет зависеть никак не в меньшей степени, чем от взаимодействия БАВ с объектами-мишенями, о природе которых достоверная информация в настоящее время отсутствует. Для того чтобы лучше разобраться в этом вопросе, рассмотрим процесс проникновения в семена воды.

Такая возможность открывается при использовании метода ЭПР-томографии, который основан на регистрации спектра электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) электронно-спиновых центров в неоднородном магнитном поле и позволяет восстановить пространственную картину распределения этих центров 12.

Было показано, что через 12 ч водный раствор, содержащий спиновый зонд, находится практически лишь в центральной части среза, где имеются сосудистый пучок и крупная воздушная полость, образованная в результате неплотного срастания перикарпия с семенной оболочкой. Распространение зонда в эндосперме зерна происходит в основном в продольном

Вложение	Размер
stimulyatory_semyan.zip	2.39 МБ

Предварительный просмотр:

Министерство образования и науки Челябинской области

Областная конференция научного общества учащихся

Изучение и сравнение влияния стимуляторов на всхожесть семян и формирование зелёной биомассы растений

Автор: Шевкопляс Юлия

ученица 9 класса,

МОУ СОШ №1 г. Южноуральска

Научный руководитель: Щеголихина Е.В.

учитель биологии МОУ СОШ №1

Научный консультант: Гренец Л.В.,

кандидат биологических наук,

ст. преподаватель кафедры

Введение…………………………………….1
Семенное размножение растений…………2
Методика исследований……………………3
Результат исследований и их анализ………4
Выводы………………………………………8
Рекомендации……………………………….9
Литература………………………………….10
Приложение………………………………. 11

Русский крестьянин всегда любил землю, гордился своей работой и достигнутыми результатами. Сейчас возможность приобщаться к земле и работать на ней получили миллионы людей. Для одних свой участок земли – зона отдыха, но для многих – основной источник обеспечения семьи овощами и фруктами, для других – основной вид работы – фермерство. Выращивание зерновых культур для продажи государству и для корма скоту.

И начинающие, и опытные огородники стараются разнообразить ассортимент выращиваемых овощей, культур. Советы по выращиванию и другие рекомендации составлены в расчете на природно-климатические условия. В южных районах фазы роста и развития растений проходят на одну, две недели раньше, а в северных уральских – позже. Основные культуры садоводы выращивают через рассаду(томаты, перец, огурцы, свеклу, капусту, кабачки). Для получения раннего урожая и большого урожая необходима дополнительная предпосевная подготовка семян. Семена в магазинах продаются в пакетиках и в разных видах продаются дражированные семена. В последнее время стали появляться инкрустированные семена, покрытые гидрофобной пленкой с комплексом росторегулирующих веществ. Они дорогие для садоводов и фермеров. На пакетах с семенами рекомендуют применять стимуляторы роста и развития растений для получения больших урожаев. А какой лучше применить не указывают. В магазинах большой выбор стимуляторов: Форте, Планта-эффект, Планта чудо-рост, Гетероауксин, Этин, Рэкстра. В сельском хозяйстве для получения высоких урожаев бобовых(фасоль, соя, горох) и злаковых культур применяли стимулятор роста – Гетероауксин. Его временно запрещено было применять в производстве, но сейчас опять предлагают в магазинах.

Мы перед собой поставили проблему : какой стимулятор роста и развития растений эффективнее стимулирует всхожесть и развитие растений.

Исследуемый материал – это наиболее знакомые, быстропрорастающие растения – пшеница, овес, фасоль, лук. У них можно подсчитать прирост биомассы по длине листьев.

Цель нашей работы: изучить и сравнить влияние стимуляторов, предлагаемых в магазинах, на рост и развитие сельскохозяйственных культур.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

Изучить по литературным источникам семенное размножение растений и виды регуляторов роста и развития;
Изучить инструкции регуляторов роста и развития растений, предлагаемых в магазинах, которые будут использованы в опытах;
Выработать методику проведения опытов;
Проанализировать полученные результаты и определить практическое значение регуляторов роста.

Растения размножаются вегетативным способом (томат,фасоль,сморо-

дина) и семенным способом (овощные, сельскохозяйственные культуры). Величина и качество урожая зависит от предпосевной подготовки семян.

Предпосевной подготовке семян проводится в несколько этапов : колибровка семян, прогревание, обеззараживание, закаливание, намачивание, проращивание. Обратим внимание на нама-чивание. Семена овощных культур, которые имеют плотную оболочку или со-

держат эфирные масла, замедляющие прорастание , замачивают пред-

варительно в тёплой воде. Замечено , что у петрушки и моркови на-

моченные семена прорастают на 5-7-й день, не намоченные на 14-20-й

день. Намоченные семена овса, пшеницы прорастают на 3-4-й день. Плотную оболочку имеют семена свеклы, шпината, фасоли, лука. Их

тоже рекомендуется замачивать перед посевом.

Колоссальный успех дает намачивание семян в растворах различных

веществ. Для этого можно использовать 0,5 – 1%-ный раствор марганцево-кислого калия, питьевой соды, гумат натрия и калия, ивин, оксигумат. Значительно повышает энергию прорастания семян намачивание их в растворах ростовых веществах(стимуляторах роста и развития растений),макро- и микроэлементов .В качестве стимуляторов роста можно успешно использовать природные биологически активные соединения: лигнины, стероидные гликозиты , иммунноцитофит, креза-

цин, фузикокцин. Стероидные гликозиты чаще всего выделяют из перца стручкового. Кроме всего прочего, они обладают антивирусной активностью.Наиболее эффективны молдстим, павстим , экостим Помимо естественных регуляторов роста и развития(гормонов) образуемых самими растениями, для управления их ростом можно использовать целый ряд веществ синтезируемых искусственным путём.К ним относятся стимуляторы (для повышения укореняемости черенков, повышения всхожести семян,для выведения растения из периода покоя), ингибиторы ( тормозящие рост) , дефолианты (для удаления листьев перед уборкой), десиканты (для быстрого высушивания растения на корню), ретарданты (для борьбы с полеганием растений ).

В цветочных магазинах предлагают большой выбор регуляторов роста и развития растений: форте,корневин,укоренить, планта-эффект,эпин,гете-

роауксин,планта-чудо.Мы выбрали те стимуляторы ,которые применя –

ются для повышения всхожести семян.Это планта-эффект,эпинРэкстра,

Изучив литературу , мы не нашли рекомендаций по эффективному применению стимуляторов ,продаваемых в магазине: эпинР экстра, ге-

тероауксин, планта-эффект. Какой стимулятор лучше? Мы решили изучить и сравнить их влияние на растениях.

Вводное пояснение: Изучаем и сравниваем действие тех стимуляторов, которые применяются для обработки семян. Это стимуляторы: эпин, планта – эффект, гетероауксин.

В опыте №1 исследуется материал обработанный стимулятором – эпином.

В опыте №2 исследуется материал обработанный по инструкции стимулятором планта – эффектом.

В опыте №3 исследуется материал обработанный по инструкции гетероауксином.

Опыт №4 – это контрольный опыт. Исследуемый материал замоченный в воде.

Материал и оборудование:

Зерна овса – 20 шт (80 шт), пшеницы – 20 шт (80 шт), семян фасоли – 20 шт (80 шт), луковицы лука – 5 шт (20 шт) в каждом опыте. Четыре ящика с одинаковой почвой и количеством, препараты стимуляторов, линейка.

Отсчитываем по 20 шт семена пшеницы, овса, фасоли, 5луковиц лука. Обрабатываем их по инструкции (см.приложение) стимулятором эпином. Берем ящик с почвой и высаживаем семена на одинаковом расстоянии. Нумеруем и подписываем ящик №1 – опыт №1.

В ящик №2 – опыт №2 садим исследуемый материал, обработанный стимулятором – планта – эффект, (см.приложение1) В ящик №3 – опыт №3 садим на одинаковое расстояние исследуемый материал, обработанный по инструкции(см.прил.) гетероауксином.

В ящик №4 – опыт №4 – контрольный опыт. Высаживаем исследуемый материал, замоченный в воде.

Все четыре ящика (опыт №1, 2, 3, 4) ставим в одинаковые условия. Одинаковое освещение, t=20 0 , через 8, 10 и 30 дней подсчитываем количество появившихся всходов, измеряем высоту растения, находим среднюю высоту растения, заносим в таблицу и подсчитываем % всхожести. Делаем анализ, выводы, рекомендации о применении стимуляторов.

Результаты исследований и их анализ

Результаты собственных исследований . Опыт №1.

Кол-во всходов шт.

Суммарная высота раст. мм

Средняя длина растения мм.

Кол-во всходов шт.

Суммарная высота растений мм.

Средняя высота растения мм.

Анализируя таблицу 1,отмечаем эффективное влияние стимулятора- эпина на всхожесть семян овса- 100% ,луковиц лука – 100 % .Всхожесть пшеницы -85% .Всхожесть фасоли – 20% .Лук взошел-100% .Стимулятор – эпин зффективно влияет на формирование зеленой биомассы : у овса - 201,6 % ,у пшеницы-160,8 % ,у лука- 134,04%.(см. прил. №1).

Результаты собственных исследований. Опыт №2.

Кол-во всходов шт.

Суммарная высота растений мм.

Средняя длина растения мм.

Кол-во всходов шт.

Суммар-ная высота растений мм.

Средняя высота растения мм.

та расте-ния , % конт-роля

Анализируя таблицу № 2,отмечаем эффективное влияние планта- эффект на всхожесть луковиц лука- 100%(контроль- 60%).Всхожесть фасоли -60%( контроль- 15%).Это наилучший результат. Всхожесть овса -90%

(100%) пшеницы -65% (75%) - это не эффективное влияние стимулятора.

Планта-эффект влияет на формирование зелёной биомассы у овса-197,7%, а у пшеницы- 158,38%,на лук -154,86%.(см. прил. № 1).

Определить биомассу фасоли не возможно.

Результаты собственного исследования. Опыт №3.

Кол-во всходов шт.

Суммарная высота растений мм.

Средняя длина растения мм.

Кол-во всходов шт.

Суммар-ная высота растений мм.

Средняя высота растения мм.

Анализируя таблицу № 3, отмечаем высокую всхожесть овса -100% (конт-

роль-100%), лука-100% (контроль-60%).Всхожесть пшеницы-75%( 75%),

фасоли-20% (15%) без особых изменений.

Эффективно гетероауксин влияет на формирование зелёной биомассы растений:овёс-248,9%-это самый высокий результат,пшеница-145,62%, лук-170,3%.(см.приложение 1).

Результаты собственных исследований. Опыт №4.

Кол-во всходов шт.

Суммарная высота растений мм.

Средняя длина растения мм.

Кол-во всходов шт.

Суммарная высо-та расте-ний мм.

Средняя высота растения мм.

Анализируя все четыре таблицы, т.е. результаты четырёх опытов, можно сделать следующие выводы.

На всхожесть сельскохозяйственных культур стимуляторы влияют индивидуально.
Всхожесть овса эффективнее стимулирует ЭПИН – (100%) и ГЕТЕРОАУКСИН – (100%).(см. прил.№1,рис.1).
Семена пшеницы, обработанные ЭПИНОМ-ЭКСТРА,дают наибольшую всхожесть – 85%, (контроль 75%),(см. прил.№1,рис2).
На развитие зеленой биомассы у овса эффективно влияет ГЕТЕРОАУКСИН – (248,9%,127,68 мм.), (контроль – 51,3 мм). Биомасса увеличивается в сравнении с контролем в 2,5 раза,(см.прил.№1,рис 5).
На развитие зеленой биомассы у пшеницы эффективнее влияет ЭПИН –160,8%, 158,06 мм., (контроль 98,3 мм). Зеленая биомасса увеличивается в 1,6 раза.(см прил.1,рис 6).
На всхожесть бобовых эффективно влияет ПЛАНТА-ЭФФЕКТ – 60%, (контроль 15%). Всхожесть в 4 раза больше в сравнении с контролем.(см прил. 1,рис.3).
На произрастание лука все стимуляторы повлияли хорошо – 100% (контроль-60%),(см. прилож.1,рис.4).
На развитие биомассы луковых эффективно влияет ГЕТЕРОАУКСИН – 170,3%, 220,8мм (контроль -129,7 мм.). Величина биомассы увеличивается в 1,7 раза,(см. прил.1,рис.7).

9. Стимулятор- ЭПИН эффективно влияет на всхожесть злаковых: овёс-100%, пшеница-85%.Влияет на развитие зелёной биомассы с наилучшим результатом у пшеницы- 160,8%,вторым результатом у овса 201,6%,(см. прил. 1,рис.1,2,5,6).

10. Стимулятор- ПЛАНТА-ЭФФЕКТ эффективно влияет на всхожесть фасоли – 60%, она наивысшая из всех опытов, в 4 раза,(см прил.1,рис.3).

11.Стимулятор- ГЕТЕРОАУКСИН эффективно влияет на всхожесть овса-100%,(см. прил.1,рис.1). Колоссально влияет на развитие зелёной биомассы овса- 248.9% , т.е. в 2,5 раза больше,(см.прил.1,рис5)

у лука -170,3% ,т.е. в 1,7 раза больше (см. прил. 1,рис.7).

Для предпосевной обработки семян овса рекомендуем применять ГЕТЕРОАУКСИН, т.к. он стимулирует всхожесть семян и развитие зеленой биомассы . Можно порекомендовать стимулятор – ЭПИН.
Для предпосевной обработки семян пшеницы рекомендуем эффективный стимулятор – ЭПИН ,стимулирующий всхожесть семян и развитие зеленой биомассы .
Для предпосевной подготовки семян бобовых (горох,фасоль,соя)

рекомендуем эффективный стимулятор - ПЛАНТА-

ЭФФЕКТ ,повышающий всхожесть семян в 4 раза. Нет потери

семян. С целью материальной экономии и получается моральное

Для развития зеленой биомассы луковых рекомендуем приме-

нять стимулятор- гетероауксин. Зеленая биомасса

увеличивается в 1,7 раза.

Методика приготовления растворов стимуляторов

и обработка ими исследуемого материала

(семена пшеницы, овса, фасоли и луковицы лука)

1-2 капли на 100мл воды

Замачивание семян в

растворе в течение 4-6 часов при t20 0 С, луковицы замачиваем на 24часа

10гр препарата растворяем

в 2л теплой воды, настаиваем

0,5 таблетки растворяем в 5л

Замачиваем семена луковиц на 24часа в растворе

1.Для приготовления раствора не пользоваться пищевой посудой, а пользоваться химической посудой.

2.Препараты не трогать руками, а специальными шпателями или непищевой ложечкой.

3.Во время работы нельзя пить и принимать пищу.

4.При работе с препаратами соблюдайте элементарные гигиенические нормы.

5.По окончании работы вымыть руки и лицо с мылом.

6.При попадании на кожу – смыть водой с мылом, при попадании в глаза – промыть большим количеством воды.

7.При оральном попадании в организм человека выпить несколько стаканов воды со взвесью активированного угля, вызвать рвоту и обратиться к врачу.

Сравнение влияния стимуляторов на всхожесть семян исследуемых растений

Рис.1 Сравнение стимуляторов на всхожесть семян овса

Рис.2 Сравнение влияния стимуляторов на всхожесть семян пшеницы

Рис.3 Сравнение влияния стимуляторов на всхожесть семян фасоли

Рис.4 Сравнение влияния стимуляторов на всхожесть луковиц лука

Сравнение влияния стимуляторов на развитие зеленой биомассы у исследованных растений

Рис.5 Сравнение влияния стимуляторов на развитие зеленой биомассы у овса

Рис.6 Сравнение влияния стимуляторов на развитие зеленой биомассы пшеницы

Рис.7 Сравнение влияния стимуляторов на развитие зеленой массы у лука

Рис. 1. Подготовка семенного материала к опыту № 1, №2. (семена пшеницы и овса)

Рис.2. Подготовка семенного материала - луковиц лука. Опыт №3

Рис. 3. Измерение высоты растений на 10-й день.

В организме растений присутствуют физиологически активные вещества — фитогормоны, различающиеся принципом и механизмом влияния на их рост и развитие. Они синтезируются из органических кислот в отдельных частях и распространяются по всему растению, регулируя обмен веществ, вызывая ростовые (ускорение или замедление) или формативные эффекты (дефолиация). Именно за счёт передвижения гормонов достигается взаимовлияние органов и целостность растения. Изменения в интенсивности синтеза одного из фитогормонов, вызванные внутренними или внешними причинами, приводят к ответной реакции растения — переходу к другому характеру ростовых или формативных процессов. Потребность растения в гормонах составляет 10-13×10 -5 моль/л.

В природе стимуляторы и ингибиторы действуют сообща. В зависимости от фазы развития культуры и условий окружающей среды активизируется действие одного из фитогормонов. Когда его функция выполнена либо состояние окружающей среды меняется, то в действие включается другой фитогормон.

Регуляторы роста растений — физиологически активные соединения природного или синтетического происхождения, которые в малых количествах вызывают изменения в процессе роста и развития культур. Они не уничтожают вредителей и не действуют на возбудителей болезней.

Регуляторы роста различаются по принципу действия: стимуляторы — временно провоцируют рост и развитие растений за счёт активного деления клеток; ингибиторы (ретарданты) — замедляют рост и развитие, (подавляют прорастание семян, распускание почек, осевой вегетативный рост, формирование завязи и созревание).

Создание эффективных химических и биологических регуляторов роста растений сегодня относят к актуальному направлению научного поиска — нанотехнологиям, поскольку в маленьких дозах (мг или г на 1 гектар) они влияют на ростовые процессы и могут защитить растения от различных стрессов. Препараты на основе физиологически активных веществ используются для обработки посадочного материала, листовой и корневой подкормки, опрыскивания завязей, плодов и т.д. Они выпускаются в форме водных растворов, аэрозолей, паст и эмульсий. К стимуляторам роста можно отнести и микроудобрения.

Классификация регуляторов роста

По характеру действия на растительные ткани регуляторы роста делятся на стимуляторы (ускоряют рост и развитие) и ингибиторы (тормозят рост и развитие). По происхождению регуляторы роста бывают природными и синтетическими.

К природным регуляторам роста относят фитогормоны, ингибиторы роста и витамины. Известно 6 основных эндогенных фитогормонов: ауксин, гиббереллин, цитокинин, абсцизин, этилен и брассин (табл.). Каждый из них имеет синтетические аналоги. К уже известным и изученным группам фитогормонов в наше время выделено еще несколько эндогенных регуляторных веществ: брассиностероиды, жасминовая и салициловая кислоты, некоторые олигосахариды.

Из мевалоновой кислоты синтезируются 4-е класса фитогормонов: стимуляторы — гиббереллины, цитокинины и брассиностероиды, а также ингибитор — абсцизовая кислота.

Ауксин

Ауксин образуется в зонах растения с высокой меристематической активностью, инициирует деление и растяжение клеток, регулирует формирование проводящих пучков, участвует в изменении проницаемости мембран. Обогащенные ауксином ткани притягивают питательные вещества. Свойствами ауксина также является способность задерживать опадение листьев и завязей, вызывать партенокарпию. Такие регуляторы роста ауксиновой природы, как 1-нафтилуксусная и индометил-3-масляная кислоты, применяют в садоводстве для укоренения черенков, повышения приживаемости саженцев и восстановления корневой системы у пересаженных кустарников и деревьев.

Гиббереллин

Гиббереллины синтезируются в основном в листьях, откуда перемещаются вверх и вниз по стеблю. Они участвуют в переносе информации о нуклеотидной последовательности ДНК на информационную РНК при синтезе белков. Под их действием удлиняются листья, цветки и соцветия, гиббереллины усиливают рост стеблей сильнее, чем ауксины. Они практически не влияют на рост корней, но способствуют образованию партенокарпических плодов (бессемянных) и способны смещать пол растений в мужскую сторону.

Цитокинин

Цитокинины участвуют в синтезе фермента нитратредуктазы и транспорте ионов Н + , K + , Са 2+ , стимулируют прорастание семян, задерживают процессы старения растительных организмов, поддерживают нормальный обмен веществ у пожелтевших листьев, вызывая их вторичное позеленение. Цитокинин нашёл применение в культуре ткани, необходим для поддержания функциональной активности изолированных тканей и органов.

Абсцизин

Абсцизины синтезируются в листьях, транспортируются вверх и вниз по стеблю. Относятся к естественным ингибиторам, так как задерживают рост в фазе деления и растяжения клеток, но в высоких концентрациях не проявляют токсического действия. Участвуют в механизмах стресса, регулируя движение в устьицах. Индуцируют наступление состояния покоя у растений, ускоряют опадание плодов (абсцизия), задерживают прорастание семян. При наступлении неблагоприятных факторов внешней среды, особенно при дефиците влаги у растений, в их тканях происходит накопление абсцизовой кислоты, которая вызывает закрытие устьиц, снижается транспирация и сокращаются энергетические затраты.

Этилен

Этилен синтезируется во всех органах растения из метионина, повышает проницаемость клеточных мембран и скорость синтеза белка, тормозит деление клеток и удлинение проростков, изменяет направление роста клеток с продольного на поперечное, утолщает стебель. Этилен вызывает быстрый рост верхней стороны органа, в результате чего лист или лепесток изгибается, поэтому его используют для ускорения раскрывания цветков. Опускание листьев под действием этилена сокращает транспирацию. В большинстве случаев он увеличивает период покоя семян и клубней, используется в качестве стимулятора созревания плодов и овощей.

Брассиностероиды

Брассиностероиды поддерживают работу иммунной системы растения, особенно в стрессовых ситуациях. Они содержатся в каждой растительной клетке, однако их естественный уровень в меняющейся экологической ситуации оказывается недостаточным для поддержания иммунитета и нормального развития в течение вегетации. Поэтому они проявляют эффект при обработке культур.

Действие природных фитогормонов никогда не бывает изолированным друг от друга. Они находятся в растении в постоянном взаимодействии — дополняют или ослабляют взаимное влияние. Стимуляция и торможение развития — сложный механизм их взаимосвязи. Один и тот же фитогормон в разных условиях или в неопытных руках может дать неожиданный результат.

В последнее время ведется активный поиск фиторегуляторов, обладающих антистрессовым и регенеративным действиями. Изучаются негормональные регуляторы роста — полиамины, ряд фенольных соединений и др. Не являются фитогормонами такие общеукрепляющие препараты для растений, как янтарная кислота, полипептиды и олигосахариды. Все эти соединения обладают определенным спектром действия на культурные растения и по-разному влияют на их физиологические процессы.

Появилось множество препаратов, называемых иммуномодуляторами. Стимулирование собственного иммунитета растений (фитоиммунокоррекция) позволяет индуцировать у растений комплексную неспецифическую устойчивость к болезням грибного, бактериального и вирусного происхождений, а также к неблагоприятным факторам среды. Стимуляторы роста выделяют из бактерий, грибов, торфа, хвойного сырья, водорослей и синтетических материалов.

Синтетические регуляторы роста

Их получают в результате органического синтеза. Так, в 1930-х годах голландский физиолог впервые синтезировал гормон ауксин (ИУК), затем появились более перспективные вещества: индолилмасляная и нафтилуксусная кислоты (гетероауксин). В 1940 году произвели дихлорфеноксиуксусную кислоту (2,4-Д) — гербицид из группы синтетических ауксинов. В 1955 году был синтезирован кинетин (цитокинин).

В основе химической формулы регуляторов роста для культур лежат фитогормоны и вторичные ростовые вещества (аминокислоты, алкалоиды, карбоновые кислоты, лактоны, липиды, терпеноиды, флавоноиды).

К синтетическим регуляторам роста также относят следующие ингибиторы — ретарданты и морфактины.

Ретарданты

Ретарданты избирательно тормозят рост стеблей (снижают синтез гиббереллина) с целью получения растений с сильным ветвлением, крепким стеблем и мощной корневой системой, чем повышают устойчивость культур к неблагоприятным факторам внешней среды. При этом они не оказывают отрицательного влияния на физиолого-биохимические процессы, а именно на верхушечную зону меристемы, из которой развиваются листья и генеративные органы.

Ретардантными свойствами обладает около тысячи химических соединений, большинство из которых относят к 4 группам веществ:

Четвертичные ониевые соединения. Среди них наиболее популярен хлормекватхлорид или хлорхолинхлорид (ТУР или ССС) и морфол, ретардантный эффект которых обусловлен способностью прерывать биосинтез гиббереллинов у зерновых культур.
Производные гидразина. Механизм их действия не связан с влиянием на синтез гиббереллинов, а обусловлен подавлением гормональной активности.
Производные триазола. Препараты этой группы блокируют биосинтез гиббереллинов.
Этиленпродуцирующие. Не прерывают биосинтез гиббереллина, но их действие связано с антигиббереллиновым эффектом.

Обязательное включение в технологию возделывания озимых зерновых применения ретардантов необходимо при уровне планируемой урожайности зерна более 40 ц/га, плотности стеблестоя в фазу кущения более 700-800 побегов, высоком уровне азотного питания и влагообеспеченности. Обработка регуляторами роста осенью — неизменный элемент технологии возделывания озимого рапса.

Морфактины

Морфактины вызывают аномалии в точке роста — тормозят развитие молодых частей растений за счет нарушения транспорта гормональных соединений (появление уродливых органов у растений).

В отличие от природных, синтетические ингибиторы резче подавляют ростовые процессы. Если соединение обладает резким подавляющим действием, то его относят к гербицидам, уничтожающим сорную растительность. Такие гербициды нарушают в растении морфогенетические процессы (формообразование), отчего ростовые процессы в тканях длительное время не поддаются восстановлению.

В 1942 году было установлено, что синтетический ауксин 2,4-Д и 2М-4Х в высоких дозах действует как гербицид избирательного действия, угнетая и уничтожая широколиственные сорняки в посевах злаковых культур. Злаки наиболее устойчивы к гербициду 2,4-Д в период кущения. Однако после внесения он сохраняет в почве активность длительное время. Одним из способов предупреждения последействия 2,4-Д на культуры в высоких дозах внесения является предпосевная обработка семян зерновых гуминовыми препаратами (Т.В. Князева, 2013).

Условия эффективного применения регуляторов роста растений.

При применении регулирующих препаратов необходимо учитывать, что каждый из них создан для стимулирования или подавления роста и развития, повышения продуктивности и качества определенных культур только при соответствующих дозах, сроках и способах применения.

Важные факторы эффективного действия регуляторов роста:

правильный выбор препарата;
своевременная обработка с учётом погодных условий;
соблюдение определенной температуры раствора для обработки растений.

В случае превышения или снижения рекомендуемой температуры раствора он может оказать токсическое воздействие на растения или снизить эффект от использования регулятора. В случае комплексной обработки растений несколькими регуляторами роста их применение должно быть обоснованным. В этом случае рекомендуется выдерживать временной интервал между обработками, чтобы действие второго вещества не перекрывало эффект от предыдущего. Действие всех регуляторов роста также зависит от их концентрации (передозировка приводит к подавляющему эффекту).

В применении фитогормонов также нет строгих рекомендаций, имеются лишь общие представления об использовании, чтобы не навредить растению. Как правило, семена перед посевом и рассаду перед высадкой в открытый грунт обрабатывают цитокининами. Если вдруг условия для роста и развития культур становятся неблагоприятными, сразу после высева или высадки рассады в почву используют брассиностероиды. Если, к примеру, в неблагоприятных погодных условиях при пересадке рассады на постоянное место в почву, обработать её стимуляторами роста, то растения от этого сильно вытянутся, что негативно отразится на урожае.

Всходы на стадии 3-4 настоящих листьев обрабатывают ауксинами. Для некоторых зеленных и салатных культур обработку ауксинами проводят повторно перед цветением. Гиббереллины применяют на плодовых культурах с целью снижения опадания завязей и улучшения качества плодов.

В итоге вырисовывается следующая схема применения регуляторов роста:

процедуру обработки можно проводить от одного до нескольких раз;
препараты для роста растений нужно вносить, исходя из присутствующих у растений симптомов недуга;
использовать стимуляторы и регуляторы можно в целях профилактики;
при подготовке раствора и обработке им растений нужно четко следовать инструкции.

Список литературы находится в редакции.

Красивые цветы, вкусные плоды, высокие деревья и пышные кустарники – все они вышли когда-то из крохотного семени. Свойства всех будущих растений определяются его состоянием: запасом питательных веществ, энергией прорастания, наличием или отсутствием возбудителей болезней.

Можем ли мы, заботясь о будущем урожае и качестве растений, как-то повлиять на эти факторы еще на стадии подготовки семян к посеву?

И да, и нет. Увеличить запас питательных веществ семени уже невозможно. Зато усилить энергию прорастания и предотвратить развитие многих болезней мы можем. Некоторые способы стимуляции (предварительный прогрев или длительное охлаждение и промораживание ) были известны людям довольно давно. Без такого воздействия всходы некоторых растений получались недружными, процент проросших семян – небольшим, да и проростки сильно разнились по величине. Со временем изменились не только способы обработки, но и действующие вещества.

Стимуляторы прорастания семян

В настоящее время создано множество химических и биологических препаратов, стимулирующих прорастание семян. Это вещества природного происхождения, выделенные из грибов, бактерий, водорослей, торфа, угля, сапропеля, витамины или их синтетические аналоги. Конечно, результаты несколько разнятся. Но эффект всегда налицо. Причем максимальным он бывает в случае двукратного применения препаратов. Когда первая обработка происходит на стадии семян, вторая – на раннем этапе вегетации (для рассады – при появлении двух настоящих листьев) или в период бутонизации. Время повторного использования всегда приведено в инструкции к препарату.

Стимуляторы роста, корнеобразования и удобрения для рассады

Все стимуляторы, или регуляторы роста, действуют комплексно, но при этом у каждого своя специализация.

"Корневин", "Гетероауксин", различные гумматы способствуют активному образованию и росту корней.
"Новосил", "Иммуноцитофит", "Агат-25", "Эль-1", "Амбиол" – иммуномодуляторы. Они повышают иммунитет растений, их устойчивость к болезням.
"Амбиол" и гумматы натрия и калия – антистрессовые препараты, защищают от засухи, заморозков и недостатка света.
"Экогель", "Эпин-экстра", "Циркон", "Новосил" и "Рибав-экстра" – универсальные регуляторы, обладающие всеми перечисленными качествами.

Внимание! Применять эти препараты нужно очень аккуратно, только в соответствии с инструкциями. В случае превышения концентрации или времени выдержки можно получить противоположный эффект: вместо стимуляции – ингибирование (сдерживание роста) и даже гибель семени или растения в целом.

Обеззараживание семян перед посевом

Кроме укрепления иммунитета будущих растений нужно позаботиться и об уничтожении на семенах уже имеющихся носителей болезней. Определить их присутствие в домашних условиях невозможно. Можно лишь просто обеззаразить семена. Долгое время садоводы использовали для этого раствор марганцовки или медного купороса. Но давайте оставим эти приемы в прошлом в силу неэффективности первого и высокой токсичности второго. Сейчас достаточно много высокоэффективных биологических препаратов, которые значительно менее токсичны, чем привычные химические. Это "Фитоспорин", "Триходермин", "Алирин–Б", "Бактофит", "Альбит" и другие. Все они обладают фунгицидным и бактерицидным действием.

Обеззараживание семян момордики в марганцовке

Чем обработать семена перед посевом на рассаду и в грунт?

Чтобы обеспечить растению здоровое и крепкое будущее, нужна двукратная предпосевная обработка семян:

Читайте также: