植物激素的科学使用

植物激素是植物生长发育过程中的代谢产物,它对植物的细胞生长、分裂、分化和器官的发生和脱落,开花、结果、衰老和成熟等生理过程起着调控作用。它具有三大特征:

①内生性,它们是植物细胞接受特定环境信息后诱导产生的;

②低浓度效应,它们在植物体内含量极微,起作用所需的浓度也很低, 稍高就会起反作用;

③可移动性,它们在植物体内是可移动的,即可从产生的部位移动到作用的部位。

已知的植物激素有生长素类、赤霉素类、细胞分裂素类、脱落酸和乙烯五大类。

随着科学技术的发展和植物激素研究的深入,已发现越来越多的人工合成的化合物,也具有类似于植物激素的生理活性,有的甚至超过植物激素的作用,这些人工合成的具有类似于植物激素生理活性的化合物,称为植物生长调节剂。它们的发现与研制,降低了生产成本,为植物激素在农业生产中的应用展示了美好的前景。

生长素类:常见的药品有吲哚乙酸(IAA)、萘乙酸(IBA)、(NAA)、2,4—D 等,它们的主要生理作用是促进植物细胞的纵向伸长。它们在农业生产中的应用主要有:

①促进插枝生根。生长素处理可使一些不易生根的植物插枝顺利生根, 不同的植物对生长素的敏感性不同,所使用的浓度差异也很大。可以把插枝基部浸泡在生长素溶液中或蘸些粉剂(水溶液浓度一般在 10~100 ppm,粉剂在 300~500ppm),然后插在沙床中。生长素促进生根,在菌木的繁殖中应用很广,现在广泛使用的“生根粉”的主要有效成 WV 就是生长素。

②促进疏花疏果。用 500ppm 茶乙酸处理柑桔,可达到疏花疏果的目的, 对于提高果实的产量和品质有明显的作用。

③防止器官脱落。器官的脱离是由于叶柄或果柄基部产生离层,生长素能防止离层的产生。用 10 ppm 萘乙酸或 1ppm2,4—D 喷施棉株,就有保蕾保铃的效果。从②、③两点也可看到,生长素(包括其他植物激素)的浓度不同可产生完全相反的效果。

④促进菠萝开花。菠萝一般在定植二年植株中仅有约 25%开花,其余的都处于营养生长状态。为使其尽早到达丰产期,可在 14 个月营养生长期的植株上,用 5~10ppm 的萘乙酸处理, 2 个月后就能 100%开花。

⑤控制性别。雌雄异花的瓜果类,可用生长素处理黄瓜等花,提高雌花形成的频率。生长素还有延长种子休眠、控制腋芽生长、诱导子房膨大产生无籽果实等多种应用。

赤霉素类:最早是从水稻恶苗病的病原菌赤霉菌中提取的,已知的有 51 种,最常见的是赤霉酸(GA3),农业生产中应用最广的是“九二○”和 GA3 纯品,它们能促使植物细胞快速伸长。在农业生产中的应用有:

①促进植物茎的伸长。克服遗传上的矮生性状,在园艺的盆景制作和切花生产上有较多的应用。

②促进果实膨大和无籽果实的产生。用 10ppm 的 GA3 在葡萄坐果后 7~10 天处理幼果,可使幼果快速增大;处理草莓,也可使果实明显增大,产量大幅度提高,商品价值也相应提高。

③破除休眠。用 0.5~1ppm 的赤霉素处理马铃薯块茎,能打破其休眠, 使块茎在 2~3 天内萌发。此法对其他种子(梨、苹果、蕃茄、茄子、柑桔、甜瓜等)也有同样的效应。

④诱导 2—淀粉酶的产生。在啤酒生产中和制糖工业中都已被广泛应用。

细胞分裂素类:其主要作用是促进细胞分裂。主要药品有激动素, 6

—苄基腺嘌呤( 6— BA),玉米素(ZT)等,其主要应用有:

①促进细胞分裂和细胞扩大。在葡萄等果树的开花期至坐果期,用细胞分裂素处理可提高坐果率,使幼果增大,它主要是增加了幼果中的细胞数目, 因此它的作用还表现在果实膨大期,有了前期准备下的细胞数目,到膨大期通过吸收水分和养分果实才会有明显增大。

②诱导芽的分化。细胞分裂素有利于芽的分化,形成众多的分枝。

③抑制衰老。用细胞分裂素处理叶片,可防止叶片的早衰,保持较长的光合作用功能。

④防止落果。用 400ppm 的 6—BA 水溶液处理柑桔幼果,可明显地防止其落果。未处理的坐果率为 21%,处理的可达 91%,处理的果实果梗加粗, 果色浓绿,果实明显增大。

脱落酸(ABA):它是一种天然的植物生长发育的抑制剂,主要抑制细胞的蛋白质合成。其主要应用有:

①促进叶片脱落。在加拿大等国的棉花采收期,用脱落酸喷施后使棉花叶子脱落,然后再用机器收采棉桃,省工省时。②促进休眠。用脱落酸处理贮藏种子,可促进种子休眠,防止在贮藏中萌发,影响种子质量。③促进气孔关闭。用脱落酸水溶液喷施植株叶片,可使叶片的气孔关闭,蒸腾速率降低,植株的抗旱能力提高。在冬季来临前,用 20ppm 的脱落酸喷施苹果,使果树进入休眠状态,提高其抗寒能力。

乙烯:它是唯一一种气体形式的植物激素。其商品是乙烯利(水溶液), 用水稀释后就可放出乙烯。其主要应用有:

①果实的催熟。在柑桔、柿子、香蕉、棉花等果实中,应用乙稀利水溶液处理,可引起果实的果肉内有机物强烈转化,果实加速成熟,水果达到可食用程度。为防止水果在运输过程中成熟后腐烂(特别在夏天),可在产地采摘八成熟的果实,运到目的地后用乙稀利催熟后投放市场。②促进脱落和衰老。乙烯在低浓度时可促进植物叶片和果实的脱落。有人用 100 ppm 乙烯利处理葡萄植株,使其叶片脱落而果实不脱落,有利于采摘。③促进次生物质的排出。在橡胶树上用乙烯利水剂或油剂处理,第二天乳胶的产量可提高20%~40%。在漆树、松树、吐鲁香、印度紫檀等木本植物上处理,都可使它们的产漆、产脂量提高,用它处理安息香后,产脂量提高 7~9 倍。

生长抑制剂:它们共同的作用是抑制植物茎的伸长、抑制种子萌发。主要有三碘苯甲酸、马来酰肼、矮壮素、福斯方—D、B9 和多效唑等。整形素主要抑制顶芽生长和茎的伸长,促进腋芽滋生,使植物形成小灌木形,在园

艺上应用很广。马来酰肼,商品名为青鲜素,主要用于马铃薯、洋葱、大蒜等贮藏时防止发芽。在烟草盛花期去顶后立即喷施 30%的马来酰肼,可抑制腋芽生长,提高烟草质量。矮壮素使植株节间缩短、植株变矮、茎变粗、叶色加深,它在小麦和棉花生产中已取得积极的效果。在拔节期用 3000 ppm 溶液喷施小麦苗,使植株显著变矮,叶片长度变短而直立、加厚加宽、叶色浓绿,有利于改善透光条件,抗倒伏。在棉花蕾期使用,防止徒长,通风透光好,蕾铃脱落减少,增产效果显著。B9 的作用与矮壮素类似。多效唑是一种新型的生长抑制剂,在果树、花卉生产中应用广泛。在我国应用于杂交水稻育秧中,能使秧苗矮壮,根系发达而浅,有利于移栽后返青,可增产 12% 左右。

除草剂:根据其作用可分为选择性除草剂和非选择性除草剂。选择性除草剂能有选择地杀死某一种或某一类杂草,而对作物的伤害甚微,如 2,4— D、敌稗等。2,4—D 能杀死麦田中的双子叶植物杂草,如荠菜、灰菜等而不伤害小麦;敌稗可杀死水稻秧田中的稗草而不伤害水稻。非选择性除草剂是把所有植物一齐杀死,包括农作物和杂草,因此只能用于种植前除杂草,或水沟、田间除杂草,如五氯酚钠、氯酸钠等。

植物激素使用时应注意的几个问题:

掌握所使用的浓度:由于植物激素的低浓度效应的特性所决定,植物对激素处理非常敏感,浓度的不同会产生完全不同的质量,这一点在生长素的疏花疏果和保花保果的应用上已充分说明。其他激素也是一样,切不可为图提高效果而随意增加使用的药量,这一点与农药、化肥相比,其要求更加严格。

掌握正常的使用部位:植物激素有明确的作用部位,不能像农药一样整个植株都同时喷到。如用赤霉素促进葡萄果实膨大,其处理的部位是幼果, 如果在坐果期用赤霉素全株喷施,由于嫩枝和芽对赤霉素更加敏感,使用后枝叶徒长,消耗大量营养物质,反而使幼果营养输入减少,造成大量落果, 果实变小而减产。生长素促进插枝生根的处理部位是插枝基部的最下部一个节。每种植物激素使用前一定要先明确其作用及处理部位,不可随意处理, 造成不应有的损失。

掌握正确的处理时间:植物激素的作用是对植物某一部位的一种刺激, 是有一定的处理时间的,不可随意延长和缩短处理时间。如用生长素处理促进生根,当用水溶液处理时,浸泡时间往往是 l~2 小时,用乙醇溶液处理时, 仅为十几秒钟。另外生长素使用的时间也很重要,在雨天、雾天一般不在野外使用,早晨露水未干时不使用,炎热的夏天中午时不使用,一般在下午 4 时后使用。

注意正确的处理方法:不同植物激素,不同的处理目的,所采用的处理方法往往也不同。有浸泡、喷施、蘸粉等方法。如赤霉素促进葡萄幼果膨大, 就是将赤霉素溶液盛于烧杯、玻璃杯等容器中,逐穗对葡萄幼果进行处理, 处理后每株及时挂牌作记号,防止遗漏和重复处理。

注意配制的特殊方法:有许多植物激素不能直接溶于水,应先进行特殊溶解。如生长素类应先溶于 95%乙醇(几毫升)或 1 当量的 NaOH(几毫升), 然后用水稀释到所需的体积,赤霉素也是先溶于 95%乙醇中,而细胞分裂素则先溶于 1 当量的 HCI 中。