Регуляторы роста растений в питомнике и декоративном саду

Д.Калашников, Н.Карсункина "Регуляторы роста растений"

Калашников Д.В. доцент кафедры ландшафтной архитектуры МСХА им. К.А.Тимирязева
Карсункина Н.П., доцент кафедры сельскохозяйственной биотехнологии МСХА им. К.А.Тимирязева

Регуляторы роста растений в питомнике и декоративном саду

Регуляторы роста (фиторегуляторы) – это очень сильное средство для управления растением, и как всякое сильное средство, для осознанного, правильного и безопасного применения требует определенных профессиональных знаний. Что большинство из нас знают о фиторегуляторах – при посадке обработка корневином, если растению плохо – опрыскивание эпином, ну и когда-нибудь еще – подкормка гуматами. На самом деле, выбор препаратов оказывающих влияние на разное процессы в растении, очень широк. Фиторегуляторы открывают перед нами по истине неисчерпаемые возможности для управления растениями. Они могут и должны использоваться а тех случаях, когда мы хотим радикально перестроить ростовые процессы, повысить устойчивость растений к неблагоприятным условиям, повысить сопротивляемость растений вредоносным микроорганизмам и насекомым, преодолеть токсическое действие химикатов, да и просто повышать привлекательность растений и подправлять некоторые практически неизбежные недостатки отдельных культур и сортов. Спектр проблем, с которым сталкиваются питомниководы и создатели декоративных садов, а также садовники, осуществляющие уход за ними, весьма разнообразен. Именно это часто не позволяет выдать готовые рекомендации для каждого конкретного случая. Для правильной реакции на то или иное событие в жизни растений, особенно учитывая их разнообразие в декоративном саду, надо представлять, как устроено растение и как осуществляют свое действие фиторегуляторы. Именно этому мы и посвятим первый раздел данной статьи. Как работают фиторегуляторы? Чтобы понять или вспомнить это, давайте разберем несколько тезисов…
1.Признак – это вещество. Строение и свойства организмов обще и растений в частности – совокупность признаков. Признаки изменяются в ходе развития организма. Например – осенью желтеет лист. Это связано с тем, что происходит активное разрушение хлорофиллов и другие пигменты – антоцианы и каротиноиды становятся заметнее и доминируют в окраске. То есть признак изменения окраски – это изменение содержания веществ-пигментов. Так, и все другие признаки можно при детальном изучении можно разложить на изменение содержания тех или иных веществ. Чем сложнее признак, тем большее количество веществ принимает участие в его образовании.
2. Вещества образуются в растении под действием ферментов и передвигаются при помощи транспортных белков. Все процессы образования, превращения и разрушения веществ в организме находятся под управлением биологических катализаторов- ферментов. То есть, количество того или иного вещества в клетке зависит от активности ферментов, участвующих в образовании этого вещества или его разрушении. Другой путь изменения содержания вещества – это активный транспорт белками-переносчиками, то есть тем, с какой интенсивностью вещество закачивается в клетку или выкачивается из нее.
3. Ферменты – это белки, а значит – продукты генов. Ферменты и переносчики – это по химическому строению белки. А следовательно, для их построения необходимы соответствующие гены, определяющие последовательность аминокислотных остатков в молекуле, а значит её форму и свойства. Большая часть генов ферментов и переносчиков относится к генам индуцибельным, то есть требующим для своей активации неких сигналов, включающих и выключающих их работу.
4. Фитогормоны – один из инструментов управления генами и активностью транспортных белков. Сигналами, управляющими активностью генов или транспортных белков в значительной степени являются молекулы веществ, которые вырабатываются как побочный или параллельный продукт при важнейших физиологических процессах, и служащих показателями их интенсивности. Эти вещества прошли длительный отбор в ходе эволюции и получили название фитогормонов.
5. Фитогормоны образуются в растении и управляют потоками питательных веществ, ответом растения на изменение внешних условий и координируют развитие различных органов растения. Основные фитогормоны, стимулирующие ростовые процессы образуются в меристемах. В апикальной меристеме побега образуется ауксин, в апексе корня – цитокинины, в генеративной меристеме, которая даст начало цветку – брассиностериоиды. В листьях и корнях образуются гиббереллины. Именно эти гормоны определяют приток питательных веществ к месту своего образования, а следовательно, и максимальной концентрации. Именно эти гормоны определяют иерархию меристем – какая из них сколько получит питательных веществ, а значит рост органов, которым эта меристема дает начало. Повышенная продукция ауксина определяет преимущественный рост апикальной почки, перехватывая питание у боковых, и связанную с этим голенастую пирамидальную структуру кроны. Появление генеративных меристем и брассиностероидов переключает основной поток питания на них, вызывая ослабление роста процессов вегетативных органов. Нарушение образования цитокининов в корнях, которое происходит главным образом из-за затопления или переуплотнения почвы, ослабляет приток сахаров к корневым меристемам и нарушает их развитие. Особый интерес представляет тот факт, что гормон ауксин, вырабатывающийся апексом побега, активирует деятельность меристем корня и управляет таким образом ростом корневой системы, и наоборот, цитокинин, гормон образующийся в корнях, необходим для активации меристем побега, а следовательно, управляет развитием надземной части растения. Именно за счет таких гормональных взаимодействий различных органов и выстраивается система растения, как целостного организма. Помимо гормонов – стимуляторов роста, известны и гормоны – ингибиторы. Эти вещества необходимы растению для преодаления неблагоприятных условий. Так, этилен тормозит процессы роста, переключая обмен веществ на производство вторичных метаболитов, в частности на производство фенольных веществ, алкалоидов и терпеноидов – веществ, обуславливающих защитные функции и определяющих окраску лепестков и аромат. Другой гормон ингибитор, абсцизовая кислота, отвечает за состояние покоя, блокируя ростовые процессы перед наступлением похолодания.
6. В некоторых случаях, например в стрессовых ситуациях, а также в начале вегетации и при активном росте, фитогормонов не хватает и растение пользуется для покрытия их дефицита симбиозом с микроорганизмами, живущими в теле растения, получая от них аналоги фитогормонов и предоставляя им взамен питательные вещества. Довольно много гормонов, особенно в начале периода вегетации, растение получает от микроорганизмов, в основном грибов, проживающих в межклеточном пространстве тела расте-ний. Эти микроорганизмы составляют так называемую везикуляро-арбускулярную микоризу (VAM). Очень важно, одновременно с созданием нормальных условий жизни для собственно растения, создать их и для грибов-симбионтов. Часто, необъяснимые на первый взгляд неудачи при выращивании растений, связаны именно с нарушением жизнедеятельности этих грибов-симбионтов.
7. Большая часть фиторегуляторов (в основном синтезированных аналогов или антагонистов) оказывает свое действие через фитогормоны, увеличивая или блокируя активность какого-либо из них, что и приводит к изменению признаков (см. п.п. 1-5). В самом деле, логичнее всего воздействовать на гормональную систему растения, добавляя из вне недостающий гормон. Собственно именно с этого и началось применение фиторегуляторов – аналоги ауксина стали использовать для стимуляции корнеобразования черенков древесных культур. Не менее важно и понизить активность фитогормона – так, наибольшие объемы применения фиторегуляторов в практике связаны с подавлением биосинтеза гиббереллинов для борьбы с избыточным вегетативным ростом, приводящем к полеганию зерновых культур. Это делают вещества, задерживающие вегетативный рост – ретарданты.
8. Некоторая часть фиторегуляторов оказывает свое действие, изменяя свойства биологических мембран, делая их более устойчивыми к неблагоприятным внешним воздействиям. Действие этих препаратов сходно с действием лекарств. Некоторые фиторегуляторы, активно воздействующие на растения, не направлены на гормоны, но оказывают своё действие, изменяя свойства мембран. Такие препараты способны оказывать криопротекторное действие, а также влиять на транспорт веществ в растении. Большая часть таких фиторегуляторов относится к кремнеорганическим соединениям.
9. Другая часть фиторегуляторов (в основном – природного происхождения) влияет на активность микроорганизмов-симбионтов, стимулируя наработку ими рострегулирующих веществ (см. п.6). На рынке существует много препаратов, в основном биологического происхождения – экстрактов различных биологических объектов, о механизме действия которых мало что известно. Данные препараты, как правило, эффективно повышают неспецифическую устойчивость растений к неблагоприятным факторам и вредоносным организмам и, наряду с этим, обладают также рострегулирующим эффектом. Довольно часто, эффективность подобных препаратов можно объяснить их стимулирующим эффектом на VAM – микроорганизмы симбионты, которые собственно выделяют регуляторные вещества. Особенно полезны такие обработки в начале вегетационного периода, когда потребность растения в стимуляторах особенно высока. Регуляторы роста растений, разрешенные к применению Рынок регуляторов роста регламентируется Госхимкомиссией при Минсельхозе России. Все препараты проходят ряд тестов на безопасность и эффективность, после чего принимается решение об их регистрации и предназначении. Отдельно регистрируются препараты для профессионального и любительского использования. При этом следует иметь ввиду, что разработчики рекомендуют применение своего препарата на тех культурах, где он может применяться в максимальных объемах, и поэтому, рекомендации препаратов на декоративных растениях не слишком популярны.