Регуляторы роста растений и их использование

Характеристика  работы

Актуальность. На рост и развитие растений оказывают влияние некоторые органические вещества, получившие название физиологически активных веществ, или регуляторов роста. Открытие и изучение регуляторов роста – одно из крупнейших достижений в физиологии растений. В настоящее время накоплен огромный  фактический материал, освещающий действие регуляторов роста на растения (Гамбург, 1970 г., Кефели, 1974 г., Дерфлинг, 1985 г., Якушкина, 1993 г., Алехина, 2005 г. и др.). С каждым годом все шире используются синтетические регуляторы роста растений, ассортимент которых все больше  и больше пополняется. Изготовление новых препаратов, в состав которых входят регуляторы роста, происходит постоянно. С их помощью совершенствуются агротехнические приемы выращивания отдельных культур. В результате  сокращаются затраты, повышается производительность труда, увеличивается продуктивность различных отраслей сельскохозяйственного производства, что приводит к повышению урожайности растений. Также применение регуляторов растений позволяет отказаться от тяжелого ручного труда в борьбе с сорной травянистой растительностью, что повышает продуктивность сельского и лесного хозяйства. 

Цель и задачи исследования. Объект и предмет

Объект исследования: рост растений

Предмет исследования: регуляторы роста растений

Цель исследования – изучить регуляторы роста растений и определить эффективность использования некоторых современных регуляторов роста.

Задачи:

1. Проанализировать научную и учебно-методическую литературу по теме магистерской диссертации;
2. Определить эффективность действия регуляторов роста на рост растений;
3. Разработать учебно-методический комплекс по теме «Рост растений» в курсе дисциплины «Физиология растений»;

Научная новизна. Получены данные об ассортименте стимуляторов роста в различных торговых точках города Чита. Выявлены препараты, синтезируемые в настоящее время,  которые можно эффективно использовать для стимуляции роста тех или иных комнатных растений. Впервые определена эффективность использования современных препаратов регуляторного действия на корнеобразование  комнатных растений.

Теоретическая и  практическая значимость. Полученные в работе результаты существенно расширяют и дополняют современные представления о регуляторах роста растений и их использовании. Результаты исследований позволяют рекомендовать некоторые препараты стимуляторов для комнатных растений, в целях образования большого количества посадочного материала, который используется для озеленения учебных помещений. Материалы магистерской диссертации положены в основу разработки учебно-методического комплекса по теме «Рост растений» в курсе дисциплины «Физиология растений» естественнонаучного направления профиль «Биология» Забайкальского государственного гуманитарно-педагогического университета им. Н.Г. Чернышевского.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Фитогормоны – вещества, вырабатываемые в процессе естественного  обмена веществ и оказывающие  в ничтожных количествах регуляторное  влияние на процессы роста.  К ним относятся стимуляторы  и ингибиторы роста, природные  и синтетические регуляторы роста.

2. Проведенные эксперименты  по изучению действия регуляторов  роста на корнеобразование у  комнатных растений показали, что  единого универсального стимулятора  нет. 

3. Результаты исследования положены  в основу создания учебно-методического  комплекса по теме «Рост растений»  в курсе «Физиология растений»  расширяющий знания о регуляторах  роста и их практического использования. 

Апробация работы. Результаты работы доложены на научной конференции естественно – географического факультета секции «биология» в 2010 г., 2011 г.

Объем работы. Работа изложена на 120 страницах машинописного текста и состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы и приложения. Библиографический список состоит из 60 источников. Текст иллюстрирован 11 рисунками и 8 таблицами.

Основное содержание работы

Глава 1. Регуляторы роста  растений и их физиологическая роль

В главе раскрывается понятие «фитогормоны»  и их классификация (стимуляторы  и ингибиторы роста растений). Рассматривается  подробно химический состав, история  открытия, свойства и физиологические  эффекты каждого из гормонов растений. Краткое содержание отображено в  таблице 1. Описываются природные вещества, которые оказывают стимулирующее действие на рост растений. Такие вещества как мед, аскорбиновая, никотиновая и янтарная кислоты, дрожжи, перманганат калия. Также рассматриваются гормоны растений, открытые за последнее время (фузикокцин, брассиностероиды, системин, фитосульфокины, фактор быстрого подщелачивания (ФБП)).

Таблица 1.

Фитогормоны и их физиологическая  роль

Название фитогормонов	Химический состав	Физиологическое действие
Стимуляторы роста растений
Ауксины	β-индолилуксусная кислота (ИУК), являющаяся производным индола (C8H7N);	вызывают аттрагирующий  эффект; стимулируют клеточное деление, растяжение клеток; обеспечивают апикальное доминирование; стимулируют корнеобразование растений; обеспечивают взаимодействие между разными органами – корреляции;
Гиббереллины	тетрациклические дитерпеноиды, состоящие из четырех остатков изопрена;	стимулируют рост побега в длину; прерывают покой у почек, семян и других органов, вызывая их прорастание; участвуют в цветении и плодоношении; контролируют проявления пола у растений;
Цитокинины	производные аденина, у которого аминогруппа в шестом положении  замещена различными радикалами;	стимуляция  клеточного деления; задерживают старение листьев; прерывают покой спящих почек; стимулируют дифференцировки хлоропластов;
Ингибиторы роста растений
Абсцизовая кислота (АБК)	соединение терпеноидной природы;	тормозит процессы роста; вызывает закрывание устьиц, тем самым АБК уменьшает транспирацию воды; увеличивается количество АБК при переходе растения в состояние покоя; является «гормон-стрессом», т.е. количество АБК при экстремальных условиях возрастает;
Этилен	газ	регуляция процессов созревания плодов; регулирует опадение листьев и плодов; тормозит рост клеток и органов;

 

 

Глава 2. Синтетические  регуляторы роста растений и их использование

 В главе приводится обзор литературных источников по синтетическим регуляторам роста растений (Верзилов В.Ф. 1971 г., Никелл Л. Дж. 1984 г., Якушкина Н.И., Денисова Г.М. 2005 г. и др.). В главе привели данные о наиболее используемых в растениеводстве, цветоводстве и сельскохозяйственном производстве регуляторов роста.

Глава 3. Материалы  и  методы и исследования

3.1. Характеристика  объектов исследования

Объектами исследования выбраны  комнатные растения, которые широко представлены в озеленении помещений: пеларгония зональная (Pelargonium zonale), сингониум ножколистный (Syngonium podophyllum), филлодендрон лазящий (Philodendron scandens) сциндапсус золотистый  (Epipremnum aureum), бегония королевская (Begonia rex), колеус гибридный (Coleus hybridus), самшит вечнозеленый (Buxus sempervirens), гипестес листоколосый (Hypoestes phyllostachya), циссус ромболистный (Cissus rhombifolia), пеперомия клузиелистная (Peperomia clusiifolia), сансевиерия трехполосная (Sansevieria trifasciata). В этом параграфе приводится их описание.

3.2. Методика проведения  эксперимента

Для исследования действия регуляторов  роста на растения был осуществлен  опрос, цель которого выявить какие  виды регуляторов роста имеются  в продаже торговой сети г.Чита. Для  этого были выбраны торговые точки: магазин «Скороход», «Семена», «Читинские семена», цветочный отдел в  магазине «Маркет», салон цветов «Глориоза», «Цветы» и отдел цветов в поселке  ГРЭС, которые находятся в разных районах города. Для опроса была разработана анкета.

 Проведя опрос во всех торговых точках, которые выше были указаны пришли к следующим результатам .В магазине «Читинские семена»  имеется наибольшее разнообразие препаратов для регуляции роста растений. Во всех остальных магазинах препараты находятся в единичном наименовании. Более широкое применение среди покупателей нашли препараты «Корневин», «Циркон», «Бутон», «Эпин экстра» и другие.

Объектами исследования работы стали  черенки комнатных растений. В качестве стимуляторов роста использовали препараты «гетероауксин», «энерген», «циркон», «корневин», «неоселен», «эпин экстра», которые находятся в торговой сети г.Чита. В качестве природных ростовых веществ использовали аскорбиновую кислоту, мед и  дрожжи, а также использовали перманганат калия, никотиновую и янтарную кислоты. Из данных препаратов на основе инструкции  готовили растворы, а затем ставили опыт. Для опыта брали черенки размером 10-11см. представленных выше комнатных растений. Контрольные черенки помещали для укоренения в обычную воду, а опытные – в растворы ростовых веществ и стимуляторов роста.

В растворах  природных  ростовых веществ и стимуляторов роста черенки оставляли на 20 – 24 часа при комнатной температуре 22-23⁰С, затем помещали в сосуд с водой. В течении 10 дней наблюдали за растениями.     Учитывали сроки появления корней, их число и длину, появившихся под действием регуляторов роста по сравнению с контролем.

3.3. Результаты  научного исследования современных  регуляторов роста

3.3.2. Результаты проведенного  эксперимента

Для получения достоверных результатов  эксперимент проводили в течение  трех лет (2010, 2011, 2012 гг.) Обобщенные за несколько лет результаты исследования влияния различных регуляторов роста на корнеобразование у черенков комнатных растений сведены в таблицы (табл.2, 3).

Таблица 2.

Результаты действия стимуляторов на образование и рост придаточных  корней

Объекты

вода

гетероауксин

энерген

циркон

корневин

эпин

неоселен

кол-во корней

длина,см

кол-во корней

длина,см

кол-во корней

длина,см

кол-во корней

длина,см

кол-во корней

длина,см

кол-во корней

длина, см

кол-во корней

длина, см

Пеларгония зональная

7,0±0,23

0,7± 0,02

нет

нет

нет

нет

2± 0,51

0,5± 0,017

нет

нет

*

*

*

*

Сингониум ножколистный

нет

нет

нет

нет

5,0± 0,24

5,0± 0,21

1,0± 0,025

0,5± 0,015

2± 0,49

3,0± 0,22

*

*

*

*

Филодендрон лазящий

5,0± 0,23

0,5± 0,2

5,0±0,25

1,6± 0,27

7,0± 0,28

0,4± 0,21

*

*

*

*

*

*

6,0± 0,30

1,5± 0,29

Сциндапсус золотистый

3,0± 0,70

3,0± 0,15

1,0± 0,20

2,6± 0,70

4,0± 0,61

1,3± 0,23

*

*

4,0± 0,15

8,0± 0,50

1,0± 0,21

2,5± 0,29

4,0± 0,70

1,5± 0,66

Бегония королевская

4,0± 0,27

3,5± 0,30

4,0±0,27

2,2± 0,60

7,0± 0,42

2,2 ± 0,52

*

*

*

*

*

*

11,0±0,91

4,5± 0,60

Циссус ромболистный

1,0± 0,25

0,75±0,01

*

*

*

*

*

*

12,0±0,93

0,7± 0,03

4,0± 0,30

0,2± 0,01

*

*

Пеперомия клузиелистная

5,0± 0,53

1,5± 0,34

*

*

*

*

*

*

4,0± 0,23

0,5± 0,26

1,0± 0,03

0,4± 0,01

*

*

*- исследования с данными препаратами  не проводились 

Таблица 3.

Результаты действия природных  ростовых веществ на образование  корней у черешков комнатных растений

Объекты	Вода	KMnO4	аскорбиновая  кислота		мед		дрожжи	никотиновая кислота	янтарная кислота
	Количество корней
Колеус гибридный	12,0±1,93	15,0±1,99	22,0±3,40	11,0±1,44		9,0±1,30		*	*
Самшит вечнозеленый	2,0±0,81	нет	2,0±0,33	нет		нет		*	*
Гипестес листоколосый	1,0±0,23	3,0±0,43	6,0±0,43	3,0±0,85		2,0±0,91		*	*
Сансевиерия трехполосная	12,0±3,44	5,0±1,83	*	*		15,0±3,40		*	*
Циссус ромболистный	1,0±0,23	1,0±0,28	*	*		*		14,0±3,80	7,0±1,83
Сциндапсус золотистый	3,0±0,63	*	*	*		*		*	5,0±1,73
Пеперомия клузиелистная	5,0±1,80	6,0±1,86	*	5,0±1,70		4,0±1,63		2,0±0,94	4,0±1,30

Анализ результатов показывает, что использование регуляторов  роста влияет на процесс корнеобразования у черенков комнатных растений. Однако это влияние на разных растениях  проявляется по-разному. Так, из используемых стимуляторов роста для пеларгонии зональной не один не оказал положительного результата. Для сингониума ножколистного  и филодендрона лазящего наиболее эффективным  стимулятором является «энерген», так  как он в своем составе содержит гумат натрия, который стимулирует  рост корней. На корнеобразование сциндапсуса  золотистого одинаковое влияние оказывают «корневин», «энерген» и «неоселен». Также «неоселен» и гетероауксин является эффективным стимулятором для бегонии королевской и филодендрона лазящего. Для циссуса ромболистного наиболее подходят «корневин» и никотиновая кислота. Пеперомия клузелистная дает почти одинаковое количество корней от всех используемых стимуляторов роста.

Для колеуса гибридного природные  ростовые вещества оказывают эффективное  влияние на образование и рост корней. Это связано с тем, что  перманганат калия содержит такие  химические элементы как калий и  марганец, которые являются незаменимыми и важными элементами в образовании  тканей растений. Мед как ценное питательное вещество содержит все  необходимые для растительного  организма микроэлементы и витамины. Гипестес листоколосый дает большое  количество корней в аскорбиновой кислоте, так как она содержит витамин  С.