Гальмування росту і розвитку рослин

В практике давно известны случаи, когда одни растения губительно действуют на другие. Недаром в народной пословице сказано: «Лен с ярью не ладит», т. е. на льнище не сеют яровые хлеба. Но сам лен тоже плохо растет в присутствии молочая, а овес сильно стра­дает от чертополоха.

Белая акация же в смешанных насаждениях с други­ми породами деревьев сильно задерживает их рост, а травянистые растения там почти не растут. Известно также, что в еловых насаждениях других растений почти не бывает. Не растут растения и в посадках эвкалипто­вых деревьев. Погибает молодая яблоня, если опора для нее сделана из тиссового дерева.

Изучение этих явлений позволило прийти к заклю­чению, что некоторые растения выделяют в почву веще­ства, которые угнетают, а иногда и уничтожают другие растения. Так, угнетающее действие белой акации обу­словливается выделением больших количеств дубильных веществ. В опавшей еловой хвое находятся иные веще­ства, тормозящие рост растений. Абсинотин, выделяемый листьями полыни, подавляет рост шалфея и белладонны, а юглон, находящийся в листьях ореха, задерживает рост картофеля, бобов и люцерны.

Иногда так много выделяется вредных веществ в почву, что они начинают мешать и тем растениям, в которых они образуются.

В качестве примера остановимся на гваюле. Гваюла, представляющая собой вечнозеленый кустарник, при­влекла к себе внимание в связи с тем, что в тканях коры, стеблей и корней этого растения содержится кау­чук. При выращивании в полевых условиях было заме­чено, что растения, произрастающие в середине участков, часто бывают значительно меньше, чем краевые.

При раскопке корней оказалось, что они растут в том направлении, где отсутствуют корни других растений гваюлы. Было высказано предположение, что это явле­ние связано с наличием большого количества питатель­ных веществ. Но и при полном обеспечении растений питательными веществами корни избегали встречи с кор­нями других растений гваюлы, особенно с корневой системой старых растений.

Если же семена гваюлы высевались около старых кустов, то рост проростков сильно задерживался. Анало­гичная картина была установлена и в природных условиях.

Эти факты побудили высказать новое предположе­ние — из корней гваюлы в почву переходят вещества, оказывающие тормозящее действие на образование и рост корневой системы. Причем особенно много таких веществ выделяют корни старых растений. Проведенные опыты полностью подтвердили это предположение. Дей­ствительно, экстракт из старых корней при добавлении в почву сильно тормозил рост сеянцев гваюлы.

Перед исследователями встала новая задача — изо­лировать это вещество и выяснить его строение. Было взято 20 000 крупных корней, из которых путем экстра­гирования и упаривания было получено 460 г остатка. В нем после детального анализа было изолировано ряд соединений, но особенно много — органической кислоты, которая оказалась транскоричной кислотой.

Проведенные опыты показали, что транскоричная кислота обладает токсичными свойствами: при концен­трации 50 мг/л питательного раствора она задерживает рост сеянцев.

Эти исследования не только позволили объяснить тормозящее влияние старых кустов гваюлы на рост молодых сеянцев, но и возбудили интерес к более глу­бокому изучению действия транскоричной кислоты на жизнедеятельность других растений. Оказалось, что в больших концентрациях она тормозит прорастание клубней и вызывает опадение листьев.

Много разнообразных веществ растения выделяют и в воздух. Кому не известен запах в можжевеловом лесу! Это запах выделяемых эфирных масел. Подсчи­тано, что лишь за один день с гектара такого леса в окружающую атмосферу выделяется около 30 кг эфир­ных масел.

Когда мы входим в лес или сад, то не можем не ощу­тить не только красоту окружающей природы, но и ка­кой-то необычайно легкий и чистый воздух. Этот воздух действительно свободен от всевозможных газов, выделяе­мых фабриками и заводами, он также свободен и от многих бактерий, обитающих в воздухе.

Ель, пихта, черемуха, тополь и ряд других растений выделяют в атмосферу вещества, называемые фитонци­дами (от слов: «фитон» — растение и «циды» — убивать). Эти вещества также задерживают рост и размножение микроорганизмов, а иногда и убивают их. Некоторые из выделяемых веществ мы ощущаем по запаху, а другие можно даже увидеть. Если поднести к ясенцу белому зажженную лучину, то находящиеся в воздухе летучие выделения вспыхивают.

Часто выделяемые растением фитонциды защищают его от насекомых и болезнетворных микробов. Если, например, заразить здоровое растение бактериями или грибами, то оно образует значительное количество фитон­цидов, которые убивают микроорганизмы и предохра­няют растение от заболевания. Но не всегда и не все растения в состоянии это сделать. Здесь им на помощь приходит человек. Познав чувствительность того или иного микроорганизма к продуктам выделения высших растений, человек получил эти выделения и использовал их для борьбы с болезнетворными бактериями и грибами растений. Так, фитонциды лука, листьев черемухи и дру­гих растений, убивая гриб фитофтору, предохраняют картофель от заболевания, приносящего огромный ущерб.

Иногда фитонциды одних растений защищают сосед­ние растения от насекомых. Например, выделения коно­пли, губительно действуя на гусениц капустной белянки, предохраняют капусту от поражения, а выделения кочан­ного салата и кольраби защищают редис от земляной блохи. Лук защищает морковь от поражения морковной мухой, а морковь предохраняет лук от уничтожения луковой мухой.

Древние лекари рекомендовали в период эпидемий — «прилипчивых болезней или скотного падежа» — для очистки воздуха в помещениях развешивать длинные вязки луковых и чесноковых головок.

Лук и чеснок в течение тысячелетий используется как лечебное средство от многих болезней. Еще фараон Куфур (Хеопс), живший около 4500 лет до нашей эры, рекомендовал давать рабочим, строившим пирамиду, большое количество чеснока как подкрепляющего сред­ства. Для этих целей чеснок и лук возделывались на больших плантациях. Давно известен лук как средство, способствующее заживлению ран. Оказалось, что актив­ным лечебным началом у лука являются фитонциды, убивающие болезнетворные бактерии.

Выделяемые листьями фитонциды могут задерживать рост соседних растений. Так, фитонциды полыни горькой тормозят рост крестовника и звездчатки; фитонциды энцелии — рост томатов, перца и кукурузы. Если, напри­мер, положить 20 г листьев энцелии на поверхность пес­ка, в котором растут томаты, то нетрудно заметить, как сильно подавляются ростовые процессы, а иногда рас­тения даже погибают. Листья и плоды выделяют в ат­мосферу газ этилен, который в повышенных дозах также тормозит рост растений (рис. 19).

Задержка роста у эхеверии в результате действия этилена…

Найдены тормозители ростовых процессов и в клуб­нях. Полагают, что в кожуре све­жих клубней содержатся органи­ческие кислоты, которые задер­живают рост глазков. По мере хранения эти кислоты расходуют­ся и клубни начинают прорастать. Наличие периода покоя у клуб­ней позволяет им в таком состоя­нии переносить неблагоприят­ные условия зимы. В самом деле, если бы клубни, созревшие осенью, сразу прорастали, то при наступлении низких темпе­ратур они погибли бы.

ЗАДЕРЖКА ПРОРАСТАНИЯ КЛУБНЕЙ И КОРНЕПЛОДОВ

Период покоя у клубней и корнеплодов имеет боль­шое значение для человека. Он позволяет сохранять и использовать клубни в пищу в течение длительного времени. Однако во многих случаях этот период с прак­тической точки зрения оказывается слишком коротким. Например, прорастание клубней картофеля в марте — апреле приводит к большим потерям и к ухудшению качества продовольственного картофеля. В таких клуб­нях снижается содержание крахмала и витаминов и уве­личивается накопление ядовитого для человека и живот­ных вещества — соланина.

Часто при хранении прорастают и корни свеклы, что приводит к потере сахара. Если бы удалось разработать надежные способы хранения сахарной свеклы до нового урожая, то понадобилось бы меньше перерабатывающих заводов, так как они могли бы работать в течение всего года. Вот почему разработке способов продления перио­да покоя у клубней и корнеплодов уделяется большое внимание.

Хранение клубней в промороженных траншеях и под снегом в значительной степени решало эту проблему. Но к сожалению, не все время можно сохранить такие условия. Когда снег начинает таять и наступают теплые весенние дни, клубни и корнеплоды быстро прорастают. В южных районах, где снега совсем не бывает, этот способ хранения совершенно неприемлем. А каких уси­лий требует хранение в таких хранилищах!

Куда бы проще сохранять полученный урожай клуб­ней и корнеплодов в обычных хранилищах, обработав их каким-нибудь веществом. Об этом мечтали многие и ждали, когда же будет найдено такое вещество. Уче­ные в лабораториях всего мира старательно искали эти волшебные средства, Были испытаны тысячи соединений.

40 лет назад было показано, что при хранении кар­тофеля в атмосфере с высоким содержанием кислорода или углекислого газа (около 20%) задерживается про­растание клубней. Однако этот способ, требовавший специализированных помещений и значительного рас­хода кислорода и углекислоты, не нашел практического применения. Не отвечал этим целям и винный спирт. Хотя пары винного спирта в концентрации 2—5 куб. см на 10 л воздуха хорошо за­держивают прорастание клубней, их трудно удер­жать в обычных негермети­чески закрытых хранилищах.

Как указывалось выше, при созревании плодов в них накапливается газ этилен, который ускоряет созрева­ние. Одновременно он явля­ется сильным тормозителем прорастания клубней карто­феля. Если поместить 100 кг картофеля вместе с несколькими килограммами спелых яблок, то заметно задержится прорастание клубней. Лучший результат получается, если выдерживать клубни картофеля в атмосфере этилена от 0,002 до 0,1%, но этот метод тоже требует устройства таких хранилищ, которые не пропускали бы газ.

Неподходящими оказались и такие вещества, которые хотя и не испарялись, но придавали неприятный запах обработанным клубням или, сохраняясь в них, при ис­пользовании клубней, вызывали заболевания у чело­века и животных. Многие препараты были забра­кованы и потому, что они усиливали развитие микро­организмов и тем самым способствовали загниванию клубней.

В нашей стране и за границей широкое применение нашла обработка клубней и корнеплодов при помо­щи метилового эфира альфа-нафтилуксусной кислоты (рис. 20).

Влияние обработки метиловым эфиром альфа-нафтилуксусной кислоты на прорастание репы…

Расход препарата невелик. При осенней обработке клубней расходуется 50—100 г препарата на 1 т карто­феля, а при опыливании в конце периода покоя клуб­ней — всего 10—30 г. Конечно, трудно обработать тонну картофеля таким небольшим количеством препарата. Поэтому промышленность изготовила дуст, состоящий из активного вещества — метилового эфира альфа-наф­тилуксусной кислоты (100 г) и нейтрального наполни­теля — молотого каолина (3 кг). Полученный таким образом дуст, известный в нашей стране под названием препарата М-1, применяется из расчета 3 кг на 1 т кар­тофеля.

Опыливание картофеля этим препаратом произво­дится при помощи ранцевых и ручных опыливателей, сит с мелкими отверстиями или небольшого двуслойного марлевого мешочка. Опыливают клубни так, чтобы пре­парат был равномерно распределен по всей массе кар­тофеля. Это достигается также и тем, что картофель опыливают послойно при толщине каждого слоя 10—12 см.

Кроме опыливания, используют и другие способы обработки. Хорошие результаты получены при добавле­нии к картофелю мелко нарезанной бумаги, пропитанной М-1 из расчета 2,7 кг бумаги на 2720 кг клубней, а также при обработке картофеля препаратом М-1 в форме аэро­золя, содержащего 1 часть М-1 на 9 частей метилхло­рида.

Под влиянием препарата М-1 в клубнях снижается интенсивность обмена веществ, что приводит к замедле­нию в почках клубней всех стадий роста клеток, а вслед­ствие этого задерживается образование ростков (рис. 21). Такие клубни не могут быть использованы для по­садки.

Влияние препарата М-1 на задержку прорастания клубней картофеля…

Задерживая обмен веществ, а вместе с тем и обра­зование ростков, на рост которых тратятся значительные количества питательных веществ, препарат М-1 умень­шает расход крахмала и витаминов, задерживает обра­зование и накопление соланина. Широко используется для об­работки клубней и препарат 2,3,5,6-тетрахлорнитробензол. На тонну клубней расходуется 60— 350 г препарата. Этот тормозитель интересен и тем, что он может использоваться для обработки не только продовольственного и технического картофеля, но и се­менного. Для обработки семен­ного картофеля применяют и изо­пропилфенилкарбамат, который непригоден для обработки про­довольственного картофеля в свя­зи с его токсичностью.

Хотя метод опыливания клубней и корнеплодов пре­паратами удобный и дешевый, однако и он требует дополнительных затрат. Было бы лучше, если собранные клубни уже обладали свойством не прорастать при хра­нении. Эта мысль тревожила многих ученых. Каждому из них хотелось найти такой препарат, который при обработке растений перед уборкой проникал бы в клуб­ни и задерживал их прорастание. Решить этот вопрос оказалось очень трудно. Испытывались сотни препара­тов, но не один из них не обеспечивал надежное сохра­нение клубней. Некоторые из этих веществ сушили ботву, но не проникали в клубни или попадали в клубни, но не задерживали, а, наоборот, стимулировали их про­растание. И лишь в последние годы удалось найти вещество, при помощи которого можно решить эту задачу.

В науке часто бывает так, что ученые в опреде­ленной области устанавливают новые факты, которые не находят практического применения. И лишь через много лет специалисты совершенно другого профиля находят им широкое применение.

Так, например, было с витамином PP. Человечество столетиями страдало от болезни пеллагры. При этом заболевании наступают нервные и психические расстрой­ства, воспаление слизистой оболочки рта и языка, кожа делается сухой и окрашивается в грязный буро-корич­невый цвет, поверхность ее шелушится.

Тысячи ученых выясняли причину этого страшного заболевания. Считалось, что пеллагра вызывается осо­быми микроорганизмами, но некоторые исследователи держались иной точки зрения. И вот, чтобы проверить справедливость этих точек зрения, профессор Гольдбергер и его 15 сотрудников в 1916 году провели на себе опыт. Они брали от больных пеллагрой кровь, кожные чешуйки, выделения из носа и зева, и все это добавляли к себе пищу. Ни один из них не заболел. Результаты этого опыта убедительно показали, что пеллагра вызы­вается не микроорганизмами, а является следствием недостатка в пище каких-то веществ. Лишь в 1937 году было установлено, что таким веществом является вита­мин PP. И каково же было удивление, когда оказалось, что этот витамин был синтезирован химиками еще 80 лет назад и не находил применения в практике.

Подобная участь постигла и тормозитель прораста­ния клубней и корнеплодов — гидразид малеиновой кис­лоты. Это вещество было синтезировано еще в 1895 году, но никакого практического использования не находило. И лишь несколько лет назад, когда было установлено, что гидразид малеиновой кислоты задерживает прора­стание картофеля, батата, лука, сахарной и столовой свеклы, моркови, брюквы, турнепса, кочанной капусты, топинамбура и других культур, химики предприняли изыскание новых, более простых, дешевых способов его получения. В настоящее время гидразид малеиновой кислоты выпускается химической промышленностью в значительных количествах.

Опрыскивание ботвы картофеля производят за не­сколько недель перед сбором урожая, когда заканчи­вается формирование клубней. Для обработки исполь­зуют раствор ГМК в концентрации 0,25%. При такой обработке урожай картофеля не снижается, а клубни при температуре хранения 14° тепла не прорастают в те­чение 6 месяцев. Опрыскивание лука производят за две недели до уборки, и он хорошо сохраняется в течение 7 месяцев. Гидразид малеиновой кислоты оказался весь­ма эффективным и для задержки прорастания свеклы, брюквы, репы и других культур.

ТОРМОЖЕНИЕ РОСТА И ЦВЕТЕНИЯ

Всем нравятся вкусные сочные ягоды земляники. Многие знают, что эти ягоды достаются нелегко. Сколько труда приходится затратить лишь на удаление усов, причем труда кропотливого и тяжелого. Оставлять же усы нельзя, так как резко снижается урожай. Было предложено ручной труд заменить выжиганием усов огнеметами, но широкого использования этот прием не нашел.

Недавно для уничтожения усов у земляники были рекомендованы химические препараты. Их применение основано на том, что трогающиеся в рост почки, из кото­рых образуются усы, по сравнению с другими частями растения наиболее чувствительны к действию препара­тов. Поэтому при обработке их рост задерживается, а остальные части куста не повреждаются.

Обрабатывают кусты земляники дважды: первый раз, когда усы находятся в состоянии почек, а -второй раз — через три недели после первой обработки. Лучшие результаты получены при опрыскивании земляники растворами двухлористой мочевины из расчета 5,3 кг на 1 га, или феноксиэтилтрихлорацетата 3,4 кг, или раст­вором 2,4-Д — 1,7 кг на 1 га.

Иногда необходимо задерживать ростовые процессы у табака. Массовое появление на растении пасынков ухудшает качество табака, снижает урожай. Ручное же удаление пасынков — весьма трудоемкая работа. Про­веденные опыты показали, что опрыскивание растений метиловым эфиром нафтилуксусной кислоты, 2,4-Д или гидразидом малеиновой кислоты задерживает рост пасынков.

Не всегда нужно образование побегов и листьев на хлопчатнике. Летом листья и побеги нужны для созда­ния урожая, а осенью, когда коробочки уже открываются, энергичный рост растений мешает их созреванию и ма­шинной уборке урожая. Отрастание хлопчатника может быть и после предуборочного удаления листьев. Если с помощью химических препаратов удаляются листья и в это время стоит теплая погода, на растениях пробу­ждаются спящие почки и поле вновь начинает зеленеть. Образующиеся в это время побеги и листья задержи­вают созревание коробочек и мешают работе машин.

Как же задержать такое отрастание хлопчатника? Можно это сделать, прекратив поливы. Но такой прием снижает урожай, так как для растущих коробочек необ­ходимо нормальное обеспечение водой.

Отрастание хлопчатника удалось предотвратить, об­работав растения гидразидом малеиновой кислоты. Опрыскивание проводят за одну-две недели до обработ­ки растений препаратами, удаляющими листья.

Гидразид малеиновой кислоты оказывает тормозящее действие и на верхушки растений — точки роста хлоп­чатника. Опрыскивание проводят в тот период, когда дальнейший рост стебля не нужен, более того, когда он мешает накоплению урожая, так как питательные веще­ства идут на рост стебля и меньше поступают в коро­бочки. В это время обычно проводят удаление верхушек стебля — чеканку хлопчатника. Обработка хлопчатника гидразидом малеиновой кислоты приводит к отмиранию точек роста, не оказывая вредного действия на другие части растений. Рост стебля прекращается, и питатель­ные вещества направляются в растущие коробочки. Можно надеяться, что через несколько лет чеканка хлоп­чатника будет производиться не руками, как сейчас, а при помощи авиации.

А нельзя ли задержать цветение растений, если оно не нужно человеку?

Часто цветение растений снижает урожай. Например, цветение табака и редиса нужно только для получения семян, необходимых для посева. Но нужно ли, чтобы все растения давали семена? В этом нет никакой необ­ходимости, потому что семян в достаточном количестве можно собрать с небольшого числа растений. Цветение снижает и ухудшает урожай листьев, так как ценные питательные вещества идут на образование семян. То же наблюдается и у редиса. Когда он переходит в стрелку и цветет, корнеплоды быстро грубеют, становятся невкусными. Оказалось, что это неприятное явление можно легко предотвратить обработкой редиса 0,1-про­центным раствором гидразида малеиновой кислоты. Полученные после такой обработки корнеплоды обла­дают хорошим вкусом и долго хранятся.

Не всегда полезно и цветение злаков. Понятно, когда человек сеет пшеницу, рожь и другие культуры, он соз­дает все необходимые условия, чтобы улучшить рост растений, вызвать массовое цветение и получить высо­кий урожай. Но если он сеет траву на газоне, который должен украшать сад или сквер, то быстрое цветение приводит к старению растений, к потере нежного зеле­ного ковра. Подкашивая, садовник не дает цвести зла­кам на газоне. То же достигается и опрыскиванием гидразидом малеиновой кислоты. Этот препарат, задер­живая рост посеянных злаков, долго сохраняет их све­жесть и приятную окраску.

Но не всякая обработка может задержать цветение. Чтобы регулировать этот процесс, нужно знать особен­ности биологии того или иного растения. Так, установ­лено, что сельдерей и капуста образуют цветоносы лишь при действии на них низких температур. Если же в пе­риод действия таких температур обработать их а-о-хлорфеноксипропионовой кислотой (хлор-ФП) в 0,01-про­центной концентрации, цветоносы не образуются. При более поздней обработке, когда под действием низкой температуры уже произошло заложение цветочных за­чатков, обработка растений этим препаратом заметно стимулирует цветение.

С помощью химических веществ удается подавить и образование мужских соцветий. Опрыскивание кукуру­зы препаратом ГМК в концентрации 0,025—0,050% при­водит к образованию стерильной пыльцы, тогда как жен­ские цветки развиваются нормально. Практически это используется при производстве гибридных семян..

Часто нужно задержать и преждевременное цветение растений.

Кого не радуют теплые, солнечные дни зимы. Реаги­руют на них и растения. Солнечные лучи нагревают стволы и ветви и пробуждают в них жизнь. И чем про­должительнее стоят такие дни, тем энергичнее идут про­цессы пробуждения. В это время активность ферментов повышается, усиливается интенсивность дыхания, начи­нается новообразование тканей и рост почек. И вдруг солнечные теплые дни сменяются крепкими морозами. Растение, израсходовав во время пробуждения сахара, жиры и другие вещества, которые его предохраняли от мороза, оказывается не подготовленным к холодам.

А кому неизвестно массовое отмирание цветов и завя­зей от неожиданно наступивших весенних заморозков? Практикой с давних пор принимаются всевозможные меры, чтобы предупредить их гибель. Для этих целей пытаются использовать и химические препараты. Но практического использования эти приемы пока не нашли. Дело в том, что те препараты, которые в сильной степени задерживают распускание цветков, оказывают отрица­тельное действие на деревья. При этом существенное значение имеет и время обработки, и климатические условия перезимовки растений. В одних случаях эффект получается хороший, в других — отрицательный. Но эти неудачи не остановили исследователей. Во многих стра­нах испытываются новые препараты. Нет сомнения, что и этот вопрос будет решен положительно. И тогда садовник будет надежно предохранять цветы и завязи плодовых деревьев от весенних заморозков.

• ← Цвітіння то плодоутворення
• Штучний листопад →