Як регулятори росту впливають на стійкість культур та врожайність

Регулятори росту рослин (РРР) — це органічні сполуки, які у низьких концентраціях сильно впливають на життєво важливі процеси рослин, стимулюючи або інгібуючи ріст та розвиток. Вони можуть бути як синтетичними, так і природними аналогами фітогормонів.

Сучасні РРР є незамінними для підвищення схожості та енергії проростання насіння. Вони можуть підвищувати імунність рослин, стійкість до несприятливих умов вегетації та стресових ситуацій. Також регулятори росту сприяють прискоренню цвітіння, плодоношення, підвищенню врожайності та забезпечують екологічну чистоту врожаю.

Усі перелічені функції роблять РРР незамінними під час вирощування культур — як у великих, так і у невеликих господарствах.

Класифікація регуляторів росту рослин

До регуляторів росту рослин належать:

1.  Стимулятори росту: ауксини, гібереліни, цитокініни, брасиностероїди.
2. Інгібітори росту: етилен, абсцизова кислота, ретарданти.
3. Багатофункціональні регулятори: жасмонова кислота, саліцилова кислота.
4. Модифікатори стресостійкості: антистресанти.
5. Сигнальні молекули та еліситори: індуктори імунітету.

Найбільш відомі РРР

Ауксини

Ауксини — одні з перших відкритих та вивчених фітогормонів. Головний природний ауксин, гетероауксин: індоліл-3-оцтова кислота (ІВК).

Синтетичні аналоги: 2,4-дихлорфеноксиоцтова кислота (2,4-Д), нафтилоцтова кислота (НУК), індолілмасляна кислота (ІМК). Ці сполуки найбільш стабільні та нефітотоксичні.

Основні ефекти:

• стимуляція розтягування клітин;
• вплив на диференціацію тканин;
• стимуляція утворення придаткових коренів;
• регуляція плодоутворення.

Ще ауксини відповідають за апікальне домінування – переважний розвиток верхівкової бруньки, яка росте швидше та уповільнює зростання бічних бруньок.

Одна з дій ауксинів — тропізм. Це реакція орієнтування клітини, тобто напрямок росту або руху клітин щодо подразника (хімічного, світлового та ін.). Якщо рослина під впливом подразника згинається до джерела подразника, це позитивний тропізм, і якщо в протилежну, то негативний.

Високими дозами препарату на основі 2,4-Д можна боротися з бур'янами. Ауксини діють як гербіцид вибіркової дії. Вони пригнічують або знищують широколисті бур'яни, при цьому не чинять шкідливого впливу на злаки.

Гібереліни

Гібереліни — велика група сполук, їх понад 100 — біологічно активні. Найбільше вивчена гіберелова кислота (ГК).

Основні ефекти:

• стимуляція розтягування та поділу клітин;
• підтримка проростання насіння;
• порушення періоду спокою;
• стимуляція цвітіння у рослин довгого дня;
• сприяння утворенню партенокарпічних, тобто безнасінних плодів;
• збільшення розмірів плодів.

Цитокініни

Цитокініни — похідні пуринових азотистих основ, а саме аденіну, найважливішої амінокислоти, що входить у тому числі до складу ДНК. Ключові представники групи: зеатин, кінетин, ізопентеніладенін, 6-бензиламинопурин.

Цитокініни утворюються головним чином коренях і пасивно пересуваються в надземні органи.

Основні ефекти:

• стимуляція поділу клітин;
• уповільнення старіння листя;
• зняття апікального домінування, відповідно, активація зростання бічних бруньок;
• стимуляція проростання насіння.

Брасиностероїди

Брасиностероїди - стероїдні гормони рослин, виявлені нещодавно. Найбільш активними є епібрасинолід, брасинолід, кастастерон, холестан, ергостан, стигмастан. Вони стимулюють подовження клітин, прискорюють дозрівання плодів, підвищують стійкість рослин до стресу та грибних захворювань. Між брасиностероїдами та ауксинами відмічено сильний ефект синергізму (посилення спільного ефекту).

Етилен

Етилен (етен, C₂H₄) — газоподібний гормон, який бере участь у дозріванні плодів, старінні тканин, опаданні листя і плодів, а також впливає на стать квіток та індукує цвітіння у деяких рослин.

Головні останні новини про жнива 2023 в Україні

Скільки, чого та де зібрано

Абсцизова кислота

Абсцизова кислота (АБК) — гормон, який індукує та підтримує спокій насіння та бруньок, бере участь у регуляції водного обміну, закритті продихів при водному стресі, прискорює старіння листя та гальмує зростання рослин. АБК - антагоніст ауксину, гібереліну або цитокініну. Наявність або нестача АБК «командує» органам рослин перейти  у стан спокою або вийти з нього. У природних умовах цей регулятор росту синтезується в рослині як відповідь на стресові ситуації, що дає змогу зекономити ресурси і перечекати негоду.  Під впливом абсцизової кислоти рослина генерує речовини, що дають їй змогу протистояти заморозкам і посусі.

Ретарданти

Ретарданти — синтетичні сполуки, які гальмують ріст рослин у висоту шляхом інгібування біосинтезу гіберелінів або блокування їх дії. У сільському господарстві вони найпоширеніші.

Препарати ретардантної дії за механізмом впливу можна поділити на такі групи:

Ті, що гальмують синтез гіберелінів:

• хлормекват-хлорид — належить до похідних хлоретилфосфонової кислоти; застосовують як ретардант для обробки зернових колосових, ріпаку, розсади пасльонових культур з метою запобігання вилягання за підвищеної вологості (зменшується ріст рослини за рахунок потовщення стебла), переростання і для підвищення морозо- і посухостійкості);
• тринексапак-етил, прогексадіон кальцію, мепікват-хлорид — належать до хімічної групи циклогександіони; використовують на різних видах сільськогосподарських культур, включаючи зернові (колосові, кукурудза), овочі (помідори, огірки), фруктові (яблука, груші), виноград, картопля та інші для контролю росту некорисних чи небажаних органів рослин, таких як надмірні пагони, лози, стебла та інші частини рослин, які можуть займати поживні речовини та енергію, але не приносять значного внеску в урожайність (проти вилягання, також підсилюють дію інсектицидів і фунгіцидів)
• похідні триазолів (паклобутразол, уніконазол, тріапентанол, флурпірамідол, тебуконазол, тріадимефон, метконазол) — є інгібіторами синтезу стеринів (ергостерину),  справляють рістрегулюючу дію, яка може перейти у ретардантну за несприятливих умов: нестача вологи, перезволоження ґрунту, надто глибоке закладення насіння, його низька енергія проростання і польова схожість, високе гербіцидне навантаження — й уповільнити появу сходів (такі ж властивості притаманні дініконазолу, тритиконазолу та, меншою мірою, іншим азолам); системні фунгіциди з лікувальною та терапевтичною дією; придатні для застосування на зернових, ріпаку, соняшнику, сої, винограді, плодових та овочевих культурах.

Ті, що знижують активність гіберелінів за рахунок продукування гормону етилену: 

Етефон належить до похідних хлоретилфосфонової кислоти і пришвидшує біо­синтез етилену в рослинних тканинах. Етилен, своєю чергою, стимулює синтез твердих субстанцій (лігнін, целюлоза); його використовують як регулятор росту рослин, дефоліант і ретардант на багатьох культурах — зернові, соняшник, плодові та овочеві культури, квіти (в. т.ч. розсада). 

Ті, що поєднують гальмування синтезу гіберелінів і продукування етилену:

Препарати на основі мепікват-хлориду та етефону — завдяки поєднанню д.р. різного механізму дії досягається швидке уповільнення ростових процесів, скорочення міжвузлів, збільшення кількості судинно-волокнистих пучків, підвищення вмісту лігніну в оболонках клітин.

На ефективну роботу й застосування регуляторів росту ретардантного типу чималий вплив мають ґрунтово-кліматичні умови, зокрема забезпечення вологою й елементами живлення.

Оскільки інтенсивність сонячної інсоляції також впливатиме на ефективність регуляторів росту, то потрібно стежити, аби препарати цього сегменту, що є на ринку, були фотостабільними.

Також слід звертати увагу на погодні умови, які складаються під час вегетації озимих культур. У стресових для рослин умовах, особливо на зернових культурах, рістрегуляція не завжди доцільна.

Застосування РРР на польових культурах

Ретарданти найчастіше застосовують до пшениці, ячменю, жита, тритикале, щоб запобігти виляганню. Наприклад, використання хлормекват-хлориду на посівах озимої пшениці у фазі кущення - початку виходу в трубку в дозі 1,5 л/га призвело до:

• зменшенню висоти рослин на 15-20 см;
• збільшення діаметра стебла на 15%;
• значного скорочення вилягання;
• збільшенню врожайності на 0,7 т/га.

Триазоловмісні ретарданти, такі як паклобутразол і тебуконазол, крім росторегулюючої дії, мають фунгіцидну активність, що дозволяє одночасно вирішувати проблему захворювань. Синтетичні препарати, створені з урахуванням похідних триазолу, відносять до групи системних фунгіцидів.

За допомогою цитокінінів та їх синтетичних аналогів стимулюють кущення зернових. Обробка насіння пшениці подібним препаратом дозою всього 10 мл/т збільшує кількість продуктивних стебел на 12-15%, що прямо корелює з підвищенням урожайності.

Гібереліни та ауксини до зернових застосовують рідше. При цьому є перспективні дослідження із застосування гіберелової кислоти для прискорення проростання насіння в умовах холодної весни;  а також використання ауксинів для стимуляції розвитку кореневої системи.

У кукурудзи за допомогою регуляторів росту можна стимулювати розвиток кореневої системи. Рослина стає більш стійкою до посухи і швидше дозріває.

Приклад: у 2023 році на Півдні застосування суміші ортонітрофенолятів натрію на кукурудзі у фазі 3-5 листків у дозі 0,2 л/га за рахунок більш розвиненої кореневої системи додало врожаю по 0,8 т/га за рахунок більших качанів.

Соняшнику також потрібні ретарданти. Їх застосування знижує висоту рослин та ризик вилягання, а також полегшує збирання. Різниця дуже наочна: наприклад, застосування 0,8 л/га тринексапак-етилу у фазі утворення 3-4 пар справжніх листків призвело до зменшення висоти рослин на 20-30 см. Без зниження врожайності.

На полях ріпаку за допомогою РРР вирішується кілька завдань:

• восени на озимому ріпаку застосовують ретарданти для запобігання переростанню та підвищенню зимостійкості;
• навесні — для запобігання виляганню та стимуляції гілкування.

Досліди показали ефективність застосування метконазолу, де контроль перезимівлі — 57%, із застосуванням РРР — 71% рослин, що добре збереглися. Підсумок: збільшення кількості рослин, які сприятливо перезимували.

За ранніх строків отримання сходів обробка регуляторами росту вельми важлива для формування оптимального габітусу рослин ріпаку. За таких умов ріпак буде інтенсивно рости восени, і його маса буде дуже великою. Для того, щоб він зберігся потягом зими, як мінімум, потрібен дуже високий сніговий покрив. Такі умови не завжди бувають, тому регулятори росту на рано отриманих сходах мають неабияке значення. По-перше, рослина не витягується вгору і навіть невеликий сніговий покрив набагато краще зберігає вегетативну масу навесні, по-друге, що більш важливо, — не допустити витягнення точки росту. Коли точка росту витягується, вона високо підноситься над землею, а протягом зими просто не витримує низьких температур — і ріпак гине.

Оптимальна точка росту ріпаку має бути завбільшки як ніготь великого пальця руки. Така точка росту забезпечить надійну перезимівлю. Уже достеменно відомо, що ранні сходи ріпаку постійно надто переростають. І тому його перезимівля не завжди успішна. Регулятори росту рослин забезпечують краще накопичення цукрів у рослині, що й забезпечує підвищення зимостійкості, морозостійкості. Також вони запобігають переростанню рослин  у висоту. Це дуже важливо, бо за таких умов навіть невеликий сніговий покрив підвищує зимо- і морозостійкість ріпаку на порядок.

Нестача вологи — це стресогенеруючий фактор, який сам по собі не передбачає переростання рослин і збільшення їхньої вегетативної маси. І доти, поки рослина буде перебувати під дією цього фактору, внесення регуляторів росту не потрібне. Але ж коли, наприклад, ситуацію виправлять дощі, і буде хоча б 30 мм запасу вологи у 30-сантиметровому шарі ґрунту, застосування регуляторів росту на таких посівах стане необхідним. Строкаті посіви небезпечні тим, що рослини в них — на різних фазах розвитку і мають різний розмір. Більші рослини просто пригнічуватимуть менші. При внесенні на такі посіви регуляторів росту більші рослини отримують більшу кількість діючої речовини за рахунок площі листкової поверхні і припиняють активні ростові процеси на довший термін. Менші ж рослини, через те, що їхня площа менша, отримають меншу кількість діючих речовини. Окрім того, метаболізм менших рослин швидший, і тому, отримавши меншу кількість діючих речовин і маючи швидший метаболізм, такі рослини нейтралізують діючі речовини регуляторів росту швидше і відновлюють свій ріст набагато раніше. Таким чином відбувається вирівнювання посівів і зменшується внутрішньовидова конкуренція посівів.

Для бобових культур (горох, соя, сочевиця, нут) регулятори використовуються з метою стимуляції симбіотичної азотфіксації, запобігання опаданню квіток та зав'язей, а також для синхронізації дозрівання. Це згодом полегшить і збирання врожаю.

Обробка насіння сої комплексом гумінових кислот та мікроелементів у дозі 0,4 л/т допомагає збільшити кількість та масу бульбочок ризобію на 20-25%, відповідно, і підвищити врожайність.

А застосування препаратів на основі брасиностероїдів на посівах гороху зменшує опадання квіток та зав'язей на 20-25%.

Екстрене застосування РРР

Бувають кліматичні аномалії: тривалі посухи, стрибки температур, весняні заморозки, перезволоження ґрунту. Рослини відчувають стрес, який знижує їхню продуктивність. Якщо вчасно застосувати РРР, активізуються захисні механізми та підвищиться стійкість культур до несприятливих факторів.

Коли є загроза вилягання зернових культур через зливи або сильний вітер, ретарданти допоможуть зміцнити стебло і запобігти великим втратам врожаю. Щоб обробка посівів була максимально ефективною, її слід проводити, коли з'являться перші ознаки загрози вилягання. Вибір конкретного препарату та дозування залежать від фази розвитку рослин та ступеня ризику.

Таблиця 1. Регулятори росту для екстреного застосування при різних стресових факторах

При хімічних стресах, викликаних фітотоксичністю пестицидів, антидоти та стимулятори росту слід застосовувати, щоб відновилися нормальні фізіологічні процеси в рослинах.

Таблиця 2. Нівелювання наслідків хімічного стресу

Екстрене застосування РРР вимагає особливо точного дотримання рекомендацій щодо термінів обробки та дозування. Перевищення концентрації препаратів може призвести до додаткового стресу для рослин і зробити лише гірше. Проводити обробки потрібно у вечірній чи ранній ранковий час, уникаючи періодів із високою сонячною активністю та температурою повітря вище 25°C.

FAQ

Що таке регулятори росту рослин?

Це органічні сполуки, з допомогою яких можна втручатися у процеси зростання та розвитку рослин у межах агровиробничих завдань. РРР бувають природними аналогами фітогормонів чи синтетичними речовинами. Їх ділять на стимулятори, інгібітори, багатофункціональні регулятори, антистресанти та сигнальні молекули.

Навіщо на злакових культурах застосовують ретарданти?

Ретарданти використовують для запобігання виляганню посівів. Вони гальмують зростання рослин у висоту та зміцнюють стебло. Наприклад, обробка пшениці озимої хлормекватхлоридом знижує висоту рослин на 15-20 см і збільшує діаметр стебла на 15%.

Як регулятори росту допомагають бобовим підвищувати урожайність?

РРР стимулюють симбіотичну азотфіксацію, знижують опадання квіток та зав'язей, а також синхронізують дозрівання. Обробка гороху 24-епібрасінолідом може збільшити кількість бобів на 15-20% і додати 0,3-0,4 т/га врожаю.

Яких правил важливо дотримуватись при екстреній обробці рослин РРР в умовах стресу?

Потрібно суворо дотримуватись дозування та термінів застосування, оскільки передозування викликає у рослин додатковий сильний стрес. Обробки слід проводити лише ввечері або рано вранці, уникаючи високої сонячної активності та температури повітря вище 25 °C.

 Олена Басанець, SuperAgronom.com