Влияние регуляторов роста на урожайность озимой пшеницы

    Признаки фосфорного  голодания растений служат появление  красно-фиолетового оттенка в  окраске листьев и быстрое  их отмирание. Озимая пшеница  обладает низкой способностью  извлекать фосфор, находящийся в  труднодоступных формах.

    Калий способствует  синтезу белков. Он участвует  в образовании углеводов, хлорофилла, каротина и других веществ,  повышает зимостойкость растений  и устойчивость к полеганию,  уменьшает поражение растений  корневой гнилью и ржавчиной.  При его недостатке рост растений  идет хуже, снижается кустистость,  листья приобретают синевато-зеленую  окраску с бронзовым оттенком, края их буреют и закручиваются.  Большую роль в питании растений играют кальций, особенно в углеводном обмене, и микроэлементы (марганец, бор, медь, молибден и др.).

    Поступление калия  в растение начинается с фазы  всходов и продолжается до  цветения. Максимальное содержание  его в растениях озимой пшеницы  (2,5-3,8%) приходится на начальные  фазы, к фазе полной спелости  количество калия снижается до 0,8-1%. Наибольшее потребление калия  приходится на фазы выхода  в трубку, колошения и цветения.

 

1.3.4 Влага.

 

     В течение  вегетационного периода озимая  пшеница расходует большое количество  влаги. Транспирационный коэффициент (расход воды на создание 1ед. сухого вещества) равен 450-500ед. Оптимальная влажность почвы должна быть не ниже 70-75 НВ (наименьшая влагоемкость). Семена для прорастания потребляют 50-60% воды от сухой массы семени.

     Озимая пшеница  лучше использует осенние и  зимние осадки, потребляет значительно  больше влаги, чем яровая. Это  связано с тем, что у нее  более продолжительный вегетационный  период, и она формирует более  высокий урожай сухой массы.  Потребление влаги в течение  вегетации идет неравномерно  и зависит от возраста, интенсивности  роста и развития, густоты растений, температуры, развития корневой  системы и наличия влаги в  почве.

     В фазе прорастания  зерна чтобы получить дружные  и полноценные всходы, необходимо  иметь в верхнем слое почвы  (0-10см) не менее 10мм продуктивной  влаги. Для нормального осеннего  кущения озимой пшеницы необходимо  иметь в слое почвы (0-20см) не  менее 30мм продуктивной влаги.

    До 70% всей влаги,  потребляемой за вегетацию, озимая  пшеница расходует в период  от весеннего отрастания до  колошения, 20% – в период от  цветения до восковой спелости  зерна. Критический период по  отношению к влаге – выход  в трубку-колошение. При продолжительном  увлажнении снижаются темпы роста.

Для получения высоких  урожаев озимой пшеницы с хорошим  качеством зерна наиболее благоприятная  влажность почвы (в слое 0-60см) –  ниже влажности разрыва капилляров.

 

 

 

 

 

1.3.5 Почвы.

 

    Для озимой  пшеницы почва должна быть  высокоплодородной, структурной,  с высоким содержанием N,P,K и  др. питательных веществ. Реакция  почвенного раствора должна быть  в пределах pH=6-7.5.

    Содержание гумуса, чем выше, тем лучше. Лучшие  почвы – черноземы (гумус 8-12%). Высокие урожаи озимой пшеницы  дает на каштановых, подзолистых  и дерново-глеевых почвах. Плохими  для озимой пшеницы являются  песчаные, супесчаные, тяжелосуглинистые  и глинистые почвы.

 

4.  Влияние регуляторов роста на урожайность озимой пшеницы.

 

Регуляторы роста растений, природные и синтетические органические вещества, способные стимулировать  или подавлять рост и развитие растений, не приводя их к гибели.

   Природные регуляторы  роста – фитогормоны, образуются  в самих растениях в небольших  количествах и необходимы для  их жизнедеятельности. К ним  относятся ауксины, гиббереллины, цитокинты, абсцизовая кислота и эндогенный этилен - ингибиторы этих процессов, способствующие созреванию, увяданию и переходу в состояние покоя.

Кроме фитогормонов в растениях  образуются также так называемые вторичные ростовые вещества: флавоноиды. аминокислоты.липиды. карбоновые кислоты, алкалоиды. ненасыщенные лактоны, терпеноиды и другие.

   Многие фитогормоны  и другие вещества со свойствами  регуляторов роста образуются  также в процессе жизнедеятельности  грибов и бактерий, что может  быть использовано для получения  их в промышленном масштабе. Так,  методом биотехнологии получают  гибберелловую кислоту; культивированием соответствующих микроорганизмов получен ряд высокоэффективных регуляторов роста: фузикокцины, котиленины, гельминтоспорины и другие; некоторые из них, возможно, найдут практическое применение.

   Синтетические регуляторы  роста антигиббереллинового действия широко применяют как ретарданты - вещества, замедляющие рост растений в высоту и при этом укрепляющие стебли, что особенно важно для предотвращения полегания зерновых культур в условиях переувлажнения. Важнейший из них-хлормекват-хлорид (хлорхолинхлорид) [С1СН2СН2N(СН3)3]+Сl- используют для обработки посевов пшеницы.

   Применение регуляторов  роста растений в практике  позволяет получить сдвиги в  обмене веществ, идентичные тем,  которые возникают под влиянием  определённых внешних условий  (длины дня, температуры и др.), например ускорить образование генеративных органов, усилить или затормозить рост и т. п. Для усиления роста и органогенеза культурных растений применяются стимуляторы типа ауксинов и гиббереллинов, а для торможения — синтетические ингибиторы роста, в том числе дефолианты, вызывающие опадение листьев, и десиканты — подсушивание органов или целых растений.

   Синтетические стимуляторы типа ауксинов b-индолилуксусная кислота, или гетероауксин, b-индолилмасляная комитета, a-нафтил-уксусная комитета, или АНУ) используются для усиления корнеобразования у черенков древесных и травянистых растений, улучшения срастания тканей при их пересадке и прививках, для предотвращения опадения завязей у плодовых деревьев и ягодников и др. Эти вещества применяют в различных концентрациях (от 20 до 1000 мг/л) в зависимости от способа их нанесения на растение. Гиббереллины используют для усиления роста ягод бессемянных сортов винограда, выведения из состояния покоя клубней картофеля, усиления роста стеблей конопли, льна и ускорения плодоношения томата.

  Синтетические ингибиторы  роста используют для задержания  прорастания клубней картофеля  при хранении, торможения роста  стеблей злаков для повышения  устойчивости к полеганию (ретарданты), уничтожения сорняков (гербициды) и др. Механизм тормозящего действия синтетических ингибиторов на растения недостаточно изучен. Установлено, что большинство из них задерживает рост путём разобщения процессов фосфорилирования и дыхания, подавления синтеза нуклеиновых кислот.

  Наиболее распространённый  способ обработки растений регуляторами  роста — опрыскивание. Так, для  предотвращения опадения завязей  плодовые деревья и ягодники  опрыскивают стимуляторами типа  АНУ и её производными. Для  увеличения выхода волокна у  лубяных культур вегетирующие  растения опрыскивают раствором  гиббереллина.

 

1.4.1 Природные фитогормоны.

 

Фитогормоны — низкомолекулярные  органические вещества, вырабатываемые растениями и имеющие регуляторные функции. Действующими являются низкие концентрации фитогормонов (до 10−11 М), при этом фитогормоны вызывают различные физиологические и морфологические изменения в чувствительных к их действию частях растений.

   В отличие от  животных растения не имеют  специальных органов, синтезирующих  гормоны; вместе с тем отмечается  большая насыщенность гормонами  некоторых органов по сравнению  с др. Так, ауксинами богаче  всего верхушечные меристемы  стебля, гиббереллинами и флоригеном — листья, цитокининами — корни и созревающие семена. Фитогормоны обладают широким спектром действия. Фитогормоны регулируют многие процессы жизнедеятельности растений: прорастание семян, рост, дифференциацию тканей и органов, цветение, созревание плодов и т. п. Образуясь в одном органе (или его части) растения, фитогормоны обычно транспортируются в другой (или его часть).

   Химические соединения, которые вырабатываются в одних частях растений и оказывают своё действие в других, проявляют свой эффект в исключительно малых концентрациях, обладают (в отличие от ферментов) обычно меньшей специфичностью действия на процессы роста и развития, что объясняется разным состоянием работы генов воспринимающих клеток, от которого зависит результат действия гормона, а также разным соотношением между собой различных фитогормонов (гормональным балансом). Эффект фитогормонов в значительной мере определяется действием других внутренних и внешних факторов.

   Общепринята классификация,  в которой среди растительных  гормонов выделяют 5 основных групп  классических гормонов. Гормоны  разных растений могут отличаться  по химической структуре, поэтому  они сгруппированы на основании  их эффекта на физиологию растений  и общему химическому строению. Кроме того, некоторые физиологически  активные вещества не принадлежат  ни к одному из классов. Каждый  класс включает в себя как стимуляторы, так и ингибиторы различных функций, и они часто работают в паре. В этом случае разница концентраций одного или нескольких веществ определяет конечный эффект на рост растения.

   Основные группы  классических гормонов:

   абсцизины, ауксины, цитокинины, этилен, гиббереллины

   Часто к этому  списку добавляют и другие  соединения: брассиностероиды, жасмонаты, полипептидные гормоны, крезацин, олигосахариды.

   Абсцизовая кислота, абсцизин, дормин — это гормон растений (изопреноид). Показана роль абсцизовой кислоты во многих процессах развития растений, в частности, в спячке почек.

   Первоначально для  абсцизовой кислоты предполагалась роль в опадании листьев, но в настоящий момент такая роль показана лишь для небольшого числа растений. У растений описаны сигнальные пути связанные с абсцизовой кислотой при ответе на стресс и патогены. Обнаружены и секвенированы гены, продукты которых принимают участие в биосинтезе абсцизовой кислоты.Абсцизовая кислота синтезируется некоторыми патогенными грибами по другому пути, чем у растений.

   Показана роль  абсцизовой кислоты в опадании листьев. При подготовке к зиме абсцизовая кислота синтезируется в концевых почках растений. Это приводит к замедлению роста, а из прилистников образуются защитные чешуйки, покрывающие спящие почки в холодный период. Абсцизовая кислота останавливает деление клеток камбия и останавливает первичный и вторичный рост.

   Абсцизовая кислота также образуется в корнях растений в ответ на снижение водного потенциала, а также при стрессе. Затем абсцизовая кислота поступает в листья, где изменяет осмотический потенциал устьичных клеток, и вызывает закрывание устьиц. Закрывание устьиц снижает транспирацию и предотвращает дальнейшую потерю воды через листья.

   Описаны мутанты  Arabidopsisthaliana, дефицитные по синтезу абсцизовой кислоты. Такие растения имеют нарушения покоя семян, при прорастании, в структуре устьиц, некоторые мутанты имеют задержки роста и коричнево-желтые листья.

   Абсцизовая кислота образуется в период предуборочного подсушивания растений при уплотнении почвы, в зеленых фруктах и семенах перед началом зимнего периода, может быстро транспортироваться из корней в листья по сосудам ксилемы. Синтезируется в ответ на стрессовое воздействие факторов окружающей среды, во всех органах растений — в корнях, цветках, листьях, стебле

   Абсцизовая кислота вызывает закрывание устьиц, снижает транспирацию и предотвращает потерю влаги, останавливает созревание плодов, прорастание семян. Так же она ингибирует синтез ферментов, необходимых для фотосинтеза.

   Ауксины (от др.-греч. αὔξω — увеличиваюсь, расту) — стимуляторы роста плодов (побегов) растений, обладают высокой физиологической активностью. Ауксины влияют на рост клетки в фазах растяжения, стимулируют рост клеток камбия, обуславливают взаимодействие отдельных органов, регулируют коррелятивный рост.

   Ауксины, вырабатываемые  в клетках растений, стимулируют  ростовые процессы (рост корней  у черенков, растяжение клеток  у отрезков стеблей, деление  клеток в культуре растительной  ткани). В малых концентрациях  ауксины ускоряют рост растений, в больших — действуют угнетающе. По строению ауксины предположительно являются одноосновными оксикислотами. Ауксины образуются в молодых, активно растущих частях высших растений: точках роста стеблей, в верхушках корней, в молодых листьях и почках, а также в грибах и др. Высокое содержание ауксинов в растущих органах активирует приток к ним питательных веществ из других частей растения. Ауксины способны передвигаться вниз по стеблю или вверх по корню. Неравномерным распределением ауксинов в осевых органах объясняются ростовые движения у растений, а также различные тропизмы. В растительных тканях ауксины находятся в свободном или связанном состоянии; биологической активностью обладают только свободные ауксины. В растении ауксины взаимодействуют как с другими фитогормонами (гиббереллинами и кининами), так и с продуктами обмена веществ. Механизм действия ауксинов разнообразен и до конца не изучен. Предполагают, что ауксины активируют биосинтез некоторых белков-ферментов, участвующих в образовании структурных компонентов клеточных стенок, или вступают в нестойкие комплексы с рибонуклеиновой кислотой, регулируя т. о. процесс клеточного деления. Таким же действием, как ауксины, обладают и многие синтетические органические вещества (например, Р-индолилмасляная кислота и др.). Ауксины применяют в растениеводстве для ускорения окоренения черенков и т. д.

   Цитокинины (CK) — это класс гормонов растений, которые стимулируют деление клеток.

   Цитокинины вовлечены в рост растительных клеток и другие физиологические процессы. Эффект цитокининов впервые был открыт на кокосовом молоке в 1940 году ФолькомСкугом.

   Классифицируют два  типа цитокининов: аденинового типа, представленные кинетином, зеатином и 6-бензиламинопурином и фенил-мочевинового типа, представленные дифенилмочевиной или тидиазуроном. Цитокинины аденинового типа синтезируется в основном в корнях, а также в стеблях и листьях. Камбий и другие активно делящиеся ткани растений также являются местом синтеза цитокининов. Не показано, что цитокинины типа фенилмочевины естественно встречаются в тканях растений. Цитокинины участвуют в местной передаче сигнала, а также в передаче сигнала на расстоянии, причем последний механизм также используется для транспорта пуринов и нуклеозидов.