Вплив регуляторів на динаміку росту озимої пшениці

Фітогормони поліфункціональні, регулюють багато фізіологічних процесів, фізіологічна дія їх на рослину залежить від наступних факторів:

специфіки фітогормонів – спектру фізіологічних дій на рослинний організм даного фітогормону;

специфіки об'єкта – видових, органних, тканинних, вікових та інших особливостей рослинного об'єкта, що визначають його сприйнятливість до фітогормону;

концентрації фітогормону – певних меж концентрацій, в яких фітогормони активує або пригнічує цей фізіологічний процес;

забезпеченості рослинного об'єкта необхідними чинниками мінерального і вуглецевого живлення;

ендогенного вмісту фітогормону – відповідної реакції рослинного об'єкта на екзогенний гормон, що залежить від його концентрації всередині рослини;

напруженості факторів зовнішнього середовища (світло, температура, вода та ін.), що створюють необхідні умови для дії фітогормону [21, 24, 37].

1.3. Синтетичні регулятори росту, їх вплив на сільськогосподарські культури

На даний час синтезовано багато речовин, які також здатні регулювати процеси росту рослин через те, що вони за своєю структурою подібні до фітогормонів.

Синтетичні (екзогенні – внесені ззовні) стимулятори росту – це продукт наукової діяльності. Багато синтетичних речовин мають таку ж дію, як природні фітогормони.

Прагнення створити штучні аналоги природних гормонів пов'язано з тим, що природні стимулятори росту під дією ферментів рослини безперервно руйнуються, тоді як синтетичні сполуки не схильні до цього. Існує досить багато різновидів стимуляторів росту рослин, отриманих штучним шляхом. Також до регуляторів росту відносяться синтетичні інгібітори росту, які викликають гальмування росту та розвитку рослин або перехід їх в стан спокою. До них відносяться наступні речовини: ретарданти, гербіциди, дефоліанти, десиканти. Їх використовують для затримання проростання бульб при зберіганні, для знищення бур'янів, підсушування окремих частин і цілих рослин, стимуляції стану спокою насіння і плодів. З фізіологічної точки зору вони є аналогами ендогенних фітогормонів, або можуть впливати на біосинтез і функціонування гормонів рослин. Їх застосовують з метою впливу на процеси росту, розвитку і життєдіяльності рослин, забезпечення врожайності, поліпшення якості. До цієї групи сполук можна віднести також гербіциди, які викликають затримку росту і загибель рослин. Відомо, що гербіциди в залежності від концентрації можуть виявляти як інгібуючу, так і стимулюючу дію. Регулятори росту підвищують стійкість рослин до несприятливих факторів природного або антропогенного походження: критичних перепадів температур, дефіциту вологи, токсичної дії пестицидів, ураженню хворобами і пошкодженню шкідниками [11, 18, 20, 23, 30].

До  сучасних синтетичних регуляторів росту належать:

Агростимулін – біостимулятор росту рослин широкого спектру дії. Це збалансована композиція комплексу ростових речовин природного походження та синтетичного аналога фітогормонів – 2,6-диметилпіридин-1-оксида (26 г/л), прозорий безбарвний водно-спиртовий розчин. Використовується для вирощування колосових зернових, зернобобових і технічних культур. Препарат вільно проходить через мембрани клітин, активізує процеси обміну і прискорює поділ клітин. Внаслідок його дії швидко наростає потужна коренева система та надземна частина, інтенсифікується синтез хлорофілу. Агростимулін зменшує токсичну дію пестицидів на культурні рослини, має антимутагенний ефект. На 10-20% збільшує врожай та поліпшує якість вирощеної продукції [9, 19].

Байкал ЕМ-1 – препарат, що містить декілька культур корисних мікроорганізмів. Їх основу складають молочнокислі бактерії, що пригнічують гнильну мікрофлору. Він сприяє відновленню родючості ґрунту, поліпшенню його структури, тим самим підвищує рівень схожості і врожайності.

Біосил або Біоагростим-екстра – це комплекс регуляторів росту природного походження і синтетичних аналогів фітогормонів. Цей препарат широкого спектру дії, рекомендується для обробки насіння і обприскування рослин озимої пшениці, ярого ячменю, сої, гречки, гороху, ріпаку, льону. Застосовується також в лісництві.

Вимпел – це синтетичний препарат, який ефективно діє в незначних кількостях. Він добре змішується з усіма інсектицидами, фунгіцидами, гербіцидами та мікродобривами, підвищуючи ефективність їх використання. Діючі речовини, що входять до складу цього регулятора росту рослин підсилюють один одного і надають препарату багатофункціональності, тому він має властивості стимулятора росту, адаптогену, антистресора, кріопротектора та інгібітора хвороб. Обробка цим препаратом збільшує врожайність та покращує якісні показники продукції [25].

Емістим С – біостимулятор росту рослин широкого спектру дії – продукт біотехнологічного вирощування грибів-епіфітів з кореневої системи лікарських рослин. Це водно-спиртовий розчин продуктів метаболізму вирощених у поживному середовищі грибів-епіфітів. Він є збалансованим комплексом природних ростових речовин – фітогормонів ауксинової, гіберелінової та цитокінінової природи, амінокислот, вуглеводів, жирних кислот, мікроелементів. Має вигляд прозорої безбарвної рідини з запахом етилового спирту. Емістим С застосовується при вирощуванні зернових, зернобобових, технічних, кормових, овочевих, плодово-ягідних культур, в лісовому господарстві, ландшафтному дизайні, на квітах та газонах. Він збільшує енергію проростання і польову схожість насіння, стійкість рослин до хвороб (бурої іржі, кореневої гнилі та ін.) і стресових чинників (високих і низьких температур, засухи, фітотоксичної дії пестицидів). Підвищує міцність кореневої системи, що сприяє покращенню живлення, завдяки чому рослина досягає значних розмірів. Знімає фітотоксичний ефект, має антимутагенну дію, підвищує врожай та якість вирощеної продукції [9, 25].

Зеастимулін – збалансована композиція регуляторів росту природного походження і синтетичних аналогів фітогормонів. Прозорий водно-спиртовий розчин. Препарат сприяє підвищенню врожаю зерна кукурудзи на 7-10 ц/га, зеленої маси на 50-70 ц/га, збільшує вміст жирів і протеїнів у зерні.

Івін – прозорий безбарвний водний розчин, який є аналогом природних фітогормонів. Застосовується як ефективний регулятор росту овочевих культур: огірків, томатів, перцю солодкого, капусти, моркви, баклажанів і технічних культур – тютюну, ефіроолійних сортів троянд. Сприяє сексуалізації квіток, зниженню захворюваності рослин, плодів.

Крезацин – регулятор росту фуксинового типу. Препарат малотоксичний, не має канцерогенних, мутагенних властивостей. Характеризується широким спектром біологічної активності: підвищує проростання насіння, підвищує стійкість рослин до хвороб.

Люцис – білий кристалічний порошок, який представлений композицією синтетичних аналогів фітогормонів і парамолібдату амонію. Застосовується для підвищення насіннєвої продуктивності і врожайності зеленої маси люцерни і конюшини.

Мівал відзначається як малотоксичний та той, що не має мутагенної й алергенної дії. Він утилізується основними групами ґрунтових мікроорганізмів як джерело азоту. Мівал впливає на стійкість мембранних структур і функцій хлоропластів рослинних клітин, підвищує стійкість рослин до несприятливих впливів зовнішнього середовища, що може бути обумовлено стабілізацією мембран.

Потейтін – найбільш ефективний регулятор росту картоплі. Прозорий водний розчин, який стимулює ріст  і розвиток рослин, підвищує стійкість до захворювань, зменшує ураженість колорадським жуком, фітофторозом, підвищує врожайність та поліпшує якість картоплі, знижує надходження радіонуклідів у продукцію.

Радостим – є збалансованою композицією біологічно-активних сполук – аналогів фітогормонів, амінокислот, жирних кислот, олігосахаридів, хітозанів та мікроелементів, а також біозахисних сполук. Він прискорює поділ клітин, ризогенез, розвиток симбіотичної мікрофлори в кореневій системі, підсилює фотосинтетичну активність та розвиток листкової поверхні, знижує фітотоксичну дію пестицидів, має антимутагенний ефект, поліпшує якість вирощеної продукції, підвищує врожайність. Використовують для допосівної обробки насіння зернових, зернобобових, технічних культур.

Трептолем – новітня композиція регуляторів росту рослин природного походження і синтетичних аналогів фітогормонів, яка застосовується для обробки соняшника і ріпаку. Препарат представлений прозорим водно-спиртовим розчином. При застосуванні цього препарату збільшується врожайність насіння, вміст у ньому олії, знижується захворюваність рослин, підвищується стійкість до стресових факторів.

Цитодеф – синтетичний похідний природного цитокініну дифеніл сечовини. За активністю він не поступається кінетину. Використовується для підвищення врожайності й поліпшення зберігання плодів. На овочевих культурах застосовується для збільшення виходу ранньої продукції, на цукровому буряку – для підвищення цукристості коренеплоду, на декоративних культурах – для збільшення яскравості кольорів та розмірів квітів.

Янтарна кислота – екологічно чистий біологічний стимулятор росту рослин, що прискорює дозрівання плодів, підвищує врожайність, збільшує вміст вітамінів і цукру в плодах. Підвищує холодостійкість, посухостійкість і опірність до захворювань. У рослинах і плодах підвищується вміст біологічно цінних речовин, знижується вміст нітратів.

 Попередня обробка  посадкового матеріалу розчином  янтарної кислоти або одно-дворазовий  полив рослин в період їх  росту підвищує стійкість рослин до впливу несприятливих факторів (заморозки, спека, посуха, зайва вологість і т.д.), знижує захворюваність рослин, підвищує вміст в листках хлорофілу, що дозволяє рослині більш інтенсивно рости і давати більший урожай. Застосування янтарної кислоти оберігає від зайвого накопичення в рослинах азотистих речовин при їх надмірному вмісті в ґрунті. Препарат значно покращує показники росту і стійкості рослини.

 Дія янтарної кислоти  проявляється вже в дуже низьких концентраціях (0,002% розчин). Передозування препарату не небезпечна, оскільки його надлишок використовується рослиною і мікроорганізмами як продукт живлення.

 Препарат стабілізує  життєдіяльність природної мікрофлори  ґрунту, що особливо важливо для  відновлення ділянок, забруднених  токсичними органічними речовинами. Препарат сприяє їх руйнування  мікроорганізмами ґрунту, перешкоджає накопиченню чужорідних токсинів в рослині [25].

Важливу групу регуляторів росту рослин складають гербіциди та ретарданти.

Гербіциди. Це синтетичні препарати, що викликають гальмування росту і загибель рослин у зв'язку з відмиранням точок росту. Основою застосування гербіцидів є їх вибіркова дія на різні рослини. Різна чутливість рослин до гербіцидів пов'язана з особливостями їх морфології та обміну речовин, ферментативної системи. 

У чутливих рослин гербіцид порушує полярність, викликає потовщення пагонів, опадання листя, ароморфози, в результаті чого життєдіяльність рослин дезорганізується і настає їхня загибель [26].

Ретарданти. Це синтетичні регулятори, які гальмують біосинтез гіберелінів, внаслідок чого пригнічується ріст стебла і вегетативних пагонів, що надає рослинам стійкості до вилягання. У той же час вони сприяють росту коренів, листя, підвищують вміст хлорофілу, стійкість рослин до несприятливих умов. До ретардантів відносяться хлорхолінхлорид (ССС або тур), алар, які стимулюють вегетативний ріст крони плодових дерев і стимулюють плодоношення, фосфін – прискорює ріст декоративних культур. 

ССС (хлорхолінхлорид) знижує ріст соломини озимої та ярої пшениці, ярого ячменю, але робить її стінки товщі, підвищує продуктивне кущіння. Застосовується проти вилягання в посівах зернових.

Застосування Алара (продукт перетворення бурштинової кислоти) послаблює періодичність плодоношення, прискорює закладання квіткових бруньок і викликає плодоношення молодих дерев, попереджає передчасне опадання плодів яблуні, груші, сливи, вишні, персика, чорної смородини. Ретарданти широко застосовують у декоративному садівництві.

Дефоліанти та десиканти.  Застосовують для прискорення опадання і засихання листя, що необхідно при механізованому збиранні бавовнику та інших культур. Дефоліанти – речовини, що викликають опадання листя, десиканти – речовини, що сприяють обезводненню рослинних тканин.

Все більш важливого значення набувають синтетичні регулятори, які прискорюють транспорт поживних речовин та активізують їх накопичення в господарсько-корисних органах (плодах, насінні). До таких препаратів належать речовини, що інтенсифікують відтік вуглеводів із листя цукрового очерету або цукрового буряку в стебла або корені [9, 18, 25].

1.4. Механізм дії фітогормонів

Механізм дії фітогормонів в основних рисах схожий з механізмом дії гормонів тваринних, хоча значно менш вивчений.

Чутливі клітини сприймають гормон завдяки специфічним рецепторам, розташованих головним чином на плазматичній мембрані. Після взаємодії з гормоном рецептори змінюють свою конформацію (просторову форму) і певним способом передають сигнал всередину клітини. Як і у тварин, передавачами сигналу (вторинними посередниками) у рослин можуть слугувати фосфатидні і жирні кислоти, кальцій, циклічні нуклеотиди, оксид азоту, пероксид водню. Гормональний сигнал, проходячи по певному шляху аж до ефекторних структур, звичайно підсилюється у багато разів. Кінцевою мішенню фітогормонів в клітині є гени, причому, залежно від типу фітогормона і типу тканини, активується або репресується той або інший набір чутливих (компетентних) генів.

При дії фітогормонів на гени-мішені відбувається утворення або, навпаки, зникнення відповідних ферментів. Хоча компетентні гени складають малу частку від загальної кількості активних генів, зміни їх активності звичайно достатньо для включення або виключення метаболічної програми, контрольованої фітогормоном  [5].

Фітогормони, маючи поліфункціональну дію, регулюють багато біохімічних процесів рослин. Переміщаючись в рослині, гормони проникають в клітини тканин-мішеней, що відрізняються підвищеною чутливістю до гормонів. Потрапивши в клітини, гормон зв'язується з білками-рецепторами, які є провідниками гормональної дії в клітині. Взаємодія гормону і рецептора призводить до біохімічних реакцій, які забезпечують реалізацію фізіологічної дії даного гормону [19].