REGULÁTORY RŮSTU ROSTLIN | Tento. Co jsou REGULÁTORY RŮSTU ROSTLIN?

regulátory růstu – název chemických organických látek, které stimulují (zlepšují) nebo naopak brzdí (oslabují) vývoj rostlinných plodin. Růstové regulátory se dělí na přírodní (fytohormony produkované rostlinnými buňkami) a syntetické (kompozice získané v laboratoři pro použití v zemědělství).

Funkce fytohormonů

Nejdůležitějšími látkami, které regulují růst a vývoj rostlinných plodin, jsou fytohormony. Jedná se o speciální skupinu sloučenin, které se tvoří uvnitř rostlinné tkáně, ale jsou schopny se přesunout do různých částí rostlinného organismu a aktivovat tvorbu a normální vývoj nových orgánů a tkání. Fytohormonální látky jsou schopny ovlivňovat následující procesy:

• vývoj buněk rostlinné tkáně;
• tvorba kořenového systému na mladých výhoncích;
• tvorba květních vaječníků a kvetení;
• diferenciace tkání;
• přechod do a z klidové fáze;
• vývoj pupenu na vrcholu výhonku současně se zpomalením vývoje postranních pupenů;
• geotropní a fototropní odezvy rostlin.

Skupiny fytohormonů

• auxiny;
• gibereliny;
• cytokininy.

Samostatnou skupinu tvoří inhibitorové sloučeniny, další odrůdou je ethylen.

Fytohormony-auxiny

Auxin je přírodní fytohormon na bázi kyseliny indoloctové a látek z této kyseliny vzniklých. Fytohormon auxin se tvoří v buňkách apikálního meristému a také v rostlinných pletivech, které jsou ve stavu aktivního růstu.

Pod vlivem auxinu se buňky protahují, v důsledku čehož se aktivuje růst prvků kořenového systému, tvorba kořenů v kořenových řízcích, růst koleoptilů, listů a stonků.

Gibberellin je přírodní fytohormon sestávající ze sloučenin kyseliny giberelové (GK3). Pod jeho vlivem aktivně probíhají následující procesy:

• buňky se aktivněji dělí a natahují;
• růst stonku se zrychluje;
• semena klíčí rychleji;
• tvorba plodů nastává v důsledku partenokarpických procesů (oplodnění bez opylení);
• jsou vytvořeny podmínky pro vyvolání kvetení rostlin s dlouhým dnem;
• dochází k aktivnímu odchodu z období klidu atd.

Gibberellin se tvoří v mladých buňkách kořenů, plodů, semen a listů.

Fytohormon cytokinin je sloučenina na bázi purinu, která stimuluje dělení, zkracuje dobu klíčení semen a stimuluje tvorbu pupenů.

Cytokinin je syntetizován v rostlinných buňkách zrajícího a zralého ovoce a endospermu.

„Růstové látky“ nehormonálního původu

Všechny sloučeniny, které mají vlastnost urychlovat tvorbu a vývoj rostliny, mají společný název – „růstové látky“. Růstové látky nejsou v přírodě všechny stejné. Cytokinin, giberellin a auxin jsou hormonálního původu. Kromě výše uvedeného mohou růst a vývoj rostlinné kultury aktivovat i další skupiny přírodních látek, které neobsahují hormony:

• vitaminové sloučeniny;
• látky z fenolové skupiny;
• sloučeniny získané v důsledku interakce močoviny s jinými látkami atd.

Nehormonální sloučeniny jsou syntetizovány v rostlinných buňkách ve velmi malých dávkách a od fytohormonů se liší nižší intenzitou účinku. Například vitamínové komplexy nemají schopnost být transportovány z jednoho rostlinného orgánu do druhého a aktivují růst pouze v kombinaci s fytohormonálními sloučeninami. Takový stimulační účinek se nazývá doprovodný a princip působení takové stimulační látky se nazývá synergický. Vitamínové komplexy nejsou schopny samostatně regulovat růst a vývoj rostlin, ale mohou zvýšit účinek fytohormonálních sloučenin.

Syntetické růstové látky

Kromě pojmu „růstové látky“ (přírodní látky) existuje ještě širší pojem – stimulátory růstu, který zahrnuje nejen přírodní sloučeniny, ale i uměle získané léky.

Pro aktivaci určitých fází růstu a tvorby rostlinných orgánů se v zemědělství kromě přírodních sloučenin používají i umělé, známé jako „růstové stimulanty“.

Chemický průmysl vyvinul řadu analogů přírodních sloučenin hormonálního původu (auxin, giberelin atd.):

• a-NUC (kyselina a-naftyloctová), 2,4-D (kyselina 2,4-dichlorfenoxyoctová), P-IMK (kyselina p-indolylmáselná) – používá se ke stimulaci vývoje kořenového systému rostliny, jakož i k urychlení zrání listové části rostliny a tvorbě plodů;
• 6-BAP (6-benzylaminopurin), kinetin – používá se k urychlení tvorby rostlinných pletiv v různých orgánech;
• Draselná sůl kyseliny P-indolyloctové (K-P-IAA, heteroauxin) a dalších analogů giberelinu – používá se k urychlení růstu stonků rostlin, dozrávání velkých a těžkých plodů a tvorbě velkých květů.

Regulátory růstu se dělí do dvou skupin – stimulanty a inhibitory.

Inhibiční vlastnosti se projevují v takovém účinku na rostlinnou kulturu, který potlačuje a zpomaluje fyziologické, chemické, biologické procesy v buňkách a tkáních, včetně ovlivnění rychlosti výskytu prvních výhonků, pupenů atd.

Skupina inhibitorů zahrnuje různé látky:

• přírodní chemické sloučeniny na bázi fenolu (kumarin, kyselina salicylová);
• terpenoidní sloučeniny (například ABA – látka obsahující hormony, kyselina abscisová a podobné sloučeniny, které při použití ve velmi malých dávkách potlačují růst);
• ethylen, používaný v plynné formě, má hormonální povahu, inhibuje účinek fytohormonů a v důsledku toho procesy opadu listů, klíčení a vzhled ohybů v řapíkové části rostliny.

V zemědělství se aktivně používá několik typů uměle syntetizovaných inhibičních látek:

• retardační sloučeniny, které mohou inhibovat růst stonku;
• paralyzéry, které zastaví vývoj celé rostliny jako celku;
• antiauxiny, které inhibují pohyb kyseliny β-indoloctové a podobných sloučenin rostlinnými pletivy;
• morfaktiny, které narušují vývoj vrcholu a tvorbu nových rostlinných orgánů v něm.

Příroda Růstové regulátory (G) jsou fytohormony, které se v malém množství produkují v samotných rostlinách a jsou nezbytné pro jejich životní funkce. Mezi ně patří auxiny, gibereliny, itokinty, brassinosteroidy (např. brassinolid vzorce I), stimulující růst a vývoj rostlin (např. biosyntézu RNA, DNA, proteinů atd., buněčný růst a dělení); kyselina absiová a endogenní etylen – inhibitory těchto procesů, podporující zrání, vadnutí a přechod do klidového stavu.

Rostliny produkují kromě fytohormonů také tzv sekundární růstové látky: flavonoidy, aminokyseliny, lipidy, uhličité kyseliny (např. kyselina gallová a skořicová – inhibitory růstu), alkaloidy, nenasycené. laktony, terpenoidy atd.

Mn. fytohormony a další látky s vlastnostmi R. vznikají i za života hub a bakterií, které mohou používané k jejich získávání v průmyslu. měřítko. Kyselina giberelová se tedy získává pomocí biotechnologie; Kultivací odpovídajících mikroorganismů byla získána řada vysoce účinných R.: fusikociny, ophioboliny, kotyleniny, helmintosporiny aj.; některé z nich mohou najít praktické využití. aplikace.

Naíb. praktický syntetické R. jsou důležité; mezi nimi jsou arylové a aryloxyalifatické. kyseliny, oniové soli, heterocykl. sloučeniny, zejména ty obsahující dusík. Syntetické -R jsou klasifikovány. podle jejich vztahu s fytohormony: analogy auxinů a cytokininů, antiauxiny a antagonisté cytokininů, inhibitory transportu auxinů a biosyntézy giberelinu a látky uvolňující ethylen nebo podporující jeho tvorbu v rostlinách.

Syntetické R. anti-gibberellinové působení jsou široce používány jako retardéry, které zpomalují růst rostlin do výšky a zároveň posilují stonky, což je důležité zejména pro zamezení poléhání obilnin v podmínkách nadměrné vlhkosti. Nejdůležitější z nich je chlormequatchlorid (chlorcholinchlorid) [C1CH 2 CH 2 N(CH 3 ) 3 ] + Cl – používá se k ošetření porostů pšenice. Mepiquat chlorid (II) se používá v bavlníkových a obilných plodinách a ancymidol (III) a daminozid HOOCCH 2 CH 2 CONHN(CH 3 ) 2 se používají při pěstování květin a v zahradnictví pro získání kompaktnějších rostlin a zlepšení kvality plodů.

V porostech ječmene a žita se jako retardant používají látky ze skupiny výrobců etylenu – ethylenether C1CH 2 CH 2 P(O)(OH) 2 a jeho soli. Důležitou aplikací ethe-phonu je zvýšení obsahu latexu v Hevea. Ethephon se také používá k urychlení a synchronizaci otevírání vatových tobolek a zrání ovoce (např. jablko, třešeň). Některé deriváty 1,2,4-triazolu jsou například slibné jako retardéry. paclobutrazol (IV), unikonazol (V, R = 4-chlorfenyl) k zabránění poléhání rýže (spotřeba 12 g/ha), tria-pentenol (V, R = cyklohexyl) – řepka olejka a rýže (300-750 g/ha).

Pro zlepšení vývoje rostlin se semena a sadební materiál často ošetřují regulátory růstu. Ke zpracování řízků se tedy používají syntetické materiály. auxiny – kyselina 3-indolylmáselná, 3-indoloctová a a-naftyloctová; pro zpracování semen pšenice – chlormequat, bavlna – mepiquat, rajčata – 2,6-dimethylpyridin N-oxid, cukrová řepa – dimethylsulfoxid, mrkev – kyselina 3-indolylmáselná. Ke stimulaci klíčení brambor se někdy používá kyselina giberelová (nebo její směs s thiomočovinou); k oddálení klíčení brambor a cibule-někteří herbicidy, inhibitory buněčného dělení (např. IFC, chlor-IFK), hydrazid kyseliny maleinové (MAH), stejně jako ethefon a methylether kyseliny a-naftyloctové. MG se často používá k prevenci tvorby postranních výhonků u rostlin tabáku a někdy i při pěstování cukrové řepy.

Pro zvýšení cukernatosti cukrové třtiny se používá glyfosin HOOCCH 2 N[CH 2 P(O)(OH) 2 ] 2; k zamezení předsklizňového opadu plodů – daminozid a přípravky ze skupiny auxinů, např. 4-chlorfenoxyoctové a 2-naftyloxyoctové kyseliny. Někteří R., např. glyoxim (HON=CHCH=NOH) se používá k usnadnění odstraňování plodů. R. se často používá k regulaci pohlaví rostlin a získávání partenokarpických. ovoce; kyselina giberelová jako stimulátor růstu pro bezsemenné odrůdy révy vinné.

Perspektivní je použití R. pro zvýšení odolnosti rostlin proti suchu a mrazu v oblastech rizikového hospodaření; naíb. K tomuto účelu jsou vhodné látky s cytokininovým účinkem a retardanty.

R. použít ch. arr. ve formě roztoků a disperzí postřikem rostlin během vegetačního období, ošetřením semen, hlíz, řízků atd. a pouze příležitostně přidáním do půdy.

Při zvýšení. v dávkách R. může působit jako herbicidy, defolianty, desikanty.

Světový trh pro R. v roce 1989 byl odhadován na 800 milionů $ (tj. ~4 % celkového trhu s pesticidy); podle předpovědi na roky 1995-1080 milionů dolarů.

lit.: Polevoy V.V., Fytohormony, L., 1982; Nickell L.J., Regulátory růstu rostlin. Aplikace v zemědělství, přel. z angličtiny, M., 1984; Kalinin F. L., Biologicky aktivní látky v pěstování rostlin, K., 1984; Baskakov Yu A., “Zh. Vše. chem. Společnost D. I. Mendělejeva, 1978, roč. 23, č. 2, s. 149-59; 1984, v. 29, č. 1, s. 22-39; 1988, v. 33, č. 6, s. 631 40; Muromtsev R.S. a kol., Základy chemické regulace růstu a produktivity rostlin, Moskva, 1987; Rostlinné růstové látky, ed. od N. B* Mandava, Washington, 1979.

G. S. Švindlerman.

Chemická encyklopedie. – M.: Sovětská encyklopedie. Ed. I. L. Knunyants. 1988.