Стимуляция роста растений биологически активными веществами
В 1880 г. была опубликована книга Ч. Дарвина «Способность к движению у растений», в которой он впервые описал вещество, образующееся в верхушках проростков овса и канареечной травы и регулирующее рост указанных растений.
После работы Дарвина потребовалось еще полвека исследований, прежде чем сформпровались теоретические и экспериментальные основы науки о биологически активных веществах растений.
Вещества, влияющие на рост растений, вырабатывают многие как сапротрофные, так и паразитические микроорганизмы. По химической природе эти соединения весьма разнообразны, но в основном представлены безазотными и сравнительно низкомолекулярными веществами. Вырабатываемые микроорганизмами регуляторы роста можно разделить на следующие четыре группы. Первая группа — гиббереллины. Они были выделены в 1926 г. Е. Куросавой из гриба Gibberella fujikuroi, поражающего рис и вызывающего его гигантский рост («баканое»). Gibberella fujikuroi представляет собой кон ид пальну ю сталию гриба Fusarium moniliforme. Гиббсреллоподоб- ные вещества найдены и у растений. Они стимулируют рост и цветение, выход из состояния покоя и т. д.
Вторая группа — ауксины. Открыты Ф. Кеглем. Они имеются у растений и микроорганизмов и влияют на рост клеток в фазе растяжения, на дифференцировку ксилемы и закладку корней, цветение и т. д.
Третья группа — кинины. Это вещества, стимулирующие клеточное деление и влияющие на другие ростовые процессы.
Четвертая группа — биогенные ингибиторы. Это сложные вещества, обладающие способностью подавлять активность ауксинов и тормозить рост растений. Они входят в систему, управляющую покоем семян и почек. В группу относят вещества, задерживающие прорастание картофеля и корнеплодов сахарной свеклы при хранении, а также этилен и абснизовую кислоту.
Биологически активные вещества широко применяют в сельскохозяйственной практике. Большинство из них получают химическими методами, за исключением гиббереллина, который вырабатывается лишь микробиологическим путем.
Гиббереллины составляют большую группу родственных соединений. Насчитывается до 60 веществ этого типа. Наиболее характерное соединение группы имеет следующую структуру:
Гибберсллины обладают поразительно высокой физиологической активностью. Раствор, в котором на миллион частей воды приходится лишь одна часть данного вещества, оказывает сильное стимулирующее действие на рост растений. Гибберсллины наиболее сильно стимулируют рост стеблей, побегов, листьев, плодов, в меньшей степени — рост корней. Рост стеблей и побегов происходит вследствие удлинения междоузлий или увеличения их числа. Под влиянием гиббереллинов увеличивается урожай вегетативной массы растений, ускоряется цветение и плодоношение.
Применение гиббереллинов дает хороший результат на виноградниках. Опрыскивание соцветий бессемянных сортов приводит к значительному увеличению размеров ягод и гроздей. Влияние гиббереллина на эти сорта винограда столь велико, что основное количество выпускаемого препарата используют в виноградарстве.
Из фитогормонов, вырабатываемых почвенными микроорганизмами, в том числе находящимися в ризосфере, следует упомянуть ауксины, представителем которых может служить гстсроаук- син, или р-индол ил уксусная кислота:
Гетероауксин применяют для улучшения образования корней у черенков плодовых и ягодных культур и более быстрого укоренения. Получают это соединение химическим путем.
Контрольные вопросы и задания
1. Расскажите о перспективах использования микробов-антагонистов против возбудителей болезней растений и растений-паразитов. 2. Каковы особенности применения антибиотиков в сельском хозяйстве? 3. Каковы преимущества использования энтомопаразитов в борьбе с вредителями растений?
