增产的“秘密武器”

世界上果真有“神药”、“神水”吗？稍有点科学常识的人恐怕不会相信。然而科学技术发展到今天，仍有些现象令人不解——在作物上喷上一点儿××剂，作物便会在几天内长得又绿又壮；将树苗的根蘸上点××粉，树苗在缺雨少墒的条件下也能成活……老百姓把这些具有神奇作用的药剂称之为“神药”、“神水”，科学家则称之为植物生长调节剂。

20世纪初叶，科学家根据植物生长的规律和需要，发明了“秘密武器”植物生长调节剂。这个“秘密武器”，为什么能促使作物增产呢？施用调节剂就是通过这种化学合成物质的处理，改变植物体内调节、控制其生长的激素系统，从而达到控制作物生长的目的，促使作物生长得更加茂盛，果实更加丰硕。换句话说，其实质是人们通过化学手段可以控制、调节着作物的生长，掌握着收获的丰歉。

一个特异的现象

1880年英国生物学家达尔文发现了一个奇怪的现象：他在研究萌草胚芽的向光运动时注意到，如果用锡纸把胚芽顶部罩住，胚芽就像人被黑面罩蒙住了眼睛一样，无法辨别光源方向，也就是说失去了向光运动的能力。由此，达尔文提出了这样的假设：在幼苗的尖端有某种物质，在光的作用下，这种物质可以到达幼苗的下部，引起其向一边的生长和弯曲。

1928年，荷兰的一位年轻的植物生理学家温特，在蒸发的胚芽梢里发现了一种影响植物向光运动的物质，也就是最先被发现的植物激素——吲哚乙酸，因为它能促进植物生长，所以它也被人们称作生长素，由此开辟了植物激素研究的新局面。

可以说，从20世纪30年代植物激素的研究自生长素开始，进入20世纪40年代以后，在世界上形成了一个研究生长素的高潮，逐步确立了植物体内的五大激素：生长素（Aux-in）、赤霉素（Gibberelin）、细胞激动素（Cytokinin）、脱落酸（Abscisicacid）、乙烯（Ethylene）。前三类是具有显著促进生长发育的物质，脱落酸是一种同肘具有促进和抑制生长发育的物质，而乙烯则主要是一种促进器官成熟的物质。自从研究确定植物的生长和发育是由植物自身产生的激素控制以来，渐渐形成了使用能改变植物内部激素系统的化合物——植物生长调节剂，以影。向作物生育的概念，从而产生了化学调控技术。

20世纪30年代初发现植物生长素后，有人将生长素类化合物在柑橘插枝上应用以促进生根。20世纪40年代，合成了多种生长素类调节剂，扩大了化学调控技术在农作物上的应用。20世纪70年代以来，化学调控技术已在多种经济作物、粮食作物、园艺作物、观赏植物上得到大量应用。目前，人工合成的植物生长调节剂名目繁多，至少不下100种。

揭密植物生长调节剂

我们仍以这五大类植物激素为例，其共性是首先这些植物激素都是在植物不同生长发育阶段，由植物自身合成的内源激素；其次这些植物激素只需很低的浓度，就可对植物生长发育产生很大影响；再次植物激素由产生的部位，被输送到特定的部位细胞中发生作用。但这五大激素的具体生理作用却各有特点。

生长素的生理作用：①促进细胞伸长生长；②促进插枝生根；③引起植物向光生长；④促进器官形成；⑤维持顶端优势；⑥诱导产生无籽果实。

赤霉素的生理作用：①促进细胞的伸长和分裂；②促进植物茎叶强烈生长；③打破休眠，促进种子萌发；④诱导开花结实；⑤促进坐果和果实生产；⑥控制性别，诱导雌花产生。

细胞分裂素：①促进细胞分裂和组织分化；②抑制茎切断和根薄壁细胞的伸长；③加速蛋白质合成延缓衰老；④促进同化物质运输。

脱落酸：①明显促进叶片脱落；②诱导芽和种子休眠；③抑制花芽形成和开花；④调节气孔关闭。

乙烯：①叶柄偏上性反应；②催熟果实；③促进脱落和衰老；④打破休眠和促进发芽生根；⑤控制性别；⑥刺激伤流液分泌。然而，五大类不同的植物激素表现出不同的生理作用，但亦表现出类似相同作用。每一类植物激素都有多方面的作用，都会在植物的一生或某一生长发育阶段发挥作用。有趣的是，虽然在植物组织内各种激素是同时存在的，但它们相互配合、彼此制约地调节与平衡植物生长发育的速度。例如，当生长素和细胞分裂素共同作用时，就能促进细胞的分裂和伸长；当细胞分裂素的浓度大于生长素时，能诱导芽的形成；当两者浓度相当时，愈伤组织只生长不分化；相反，生长素的浓度大于细胞分裂素时，则开始有长根的趋势。

因而在应用时，就需要根据各类植物激素的不同特性和浓度，分别应用，这样才能有效调节和控制植物的生长发育。

植物生长物质的农业应用

疏花疏叶：走进果园，当你看到满树盛开着稠密的花朵，技术人员会告诉你需要采取一项农业技术措施——疏花。即用剪刀去掉一部分花朵，这是为什么？这是因为花太多了，虽然结果多，但是每个果却长不大。通过疏花措施，减少果实，使有限的养料集中在保留的果实上，自然它就长大了，品质也更好了，有利于增产增收。但人工疏花是一项细致的农活，现在已普遍被植物生长调节剂代替。目前，普遍采用的是在果树上喷洒2-萘乙酸等物质，一些长势弱的小花，便会自行脱落。

此外，植物生长调节剂还可以帮助疏叶，在棉花收获前十几天，喷洒氯酸镁等制剂，棉叶则大部分脱落，便于机械采收。

防止脱落：“瓜熟蒂落”，然而如果还没等采收便落果满地则也是问题。特别是遇到大风天气，果实纷纷脱落、坠地、损伤、腐烂，难免会造成减产减收。这是因为当果实成熟时，果柄细胞开始衰老，新陈代谢减慢，在果柄的基部形成了一层“离层”，这“离层”好像把果柄齐根切断，一旦遇风袭击，近“离层”处的细胞很容易断裂，造成坠果。

如果利用与植物和平共处的调节剂如a-萘乙酸或2，4～D在果园叶面喷施，便可使落果至少减少一半，在荔枝、柑橘、梨等果树上的应用效果最为显著。

防止发芽：对于一些适于贮藏的作物如马铃薯、洋葱等，在冬眠过程中往往会悄悄地发芽。马铃薯一旦发芽就会产生剧毒物质——龙葵碱，人食用后会中毒。利用植物生长调节剂使这个问题迎刃而解。因为像a-萘乙酸和β-吲哚乙酸等物质，对于果实的发芽有强烈的抑制作用，每吨马铃薯只需要用40～100克的a-萘乙酸甲酯处理，效果就非常明显，无毒而安全，同样，用0.25%的顺丁烯酸酰肼在洋葱收获前20天喷洒，葱头在贮藏期间都会老老实实地冬眠，不再发芽。

催熟果实：并不是所有的西红柿均能按期成熟，恰恰是成熟期很不一致，而且在采摘以前，成熟度很慢，人们不得不将一些还发青的西红柿一并摘下，这就大大降低了商品价值。应用植物生长调节剂，这个问题的解决轻而易举。人们发现，当果实开始成熟时，果肉中会产生一种气体——乙烯，如果把果实放在充满乙烯的环境中，果实便能很快地成熟。由于乙烯是气体，使用起来不便，而采用人工合成的植物生长调节剂乙烯利就非常简单，按配比浓度将乙烯利用水稀释后喷施在水果上即可，它被果实吸收后，能促使果实释放出乙烯，达到催熟作用。

关闭气孔：在干旱状态下植物出现萎蔫，这时脱落酸含量升高，最高可以增加40～50倍，实际上脱落酸的含量只要加倍，就会引起气孔关闭，保存能量和水分，从而减少蒸腾作用并降低光合效率。而20世纪70年代末期发现的防腐酸效果更好，它对气孔有明显的反应，减小气孔开张度可达50%左右，而且有效期可达20天左右，从而确保了进行光合作用的CO2的含量，使光合作用加强，从而使抗旱节水增产效果更佳。

选择除草：“野火烧不尽，春风吹又生”，杂草的顽强使人们不得不但负繁重的体力劳动，不过这都是过去的事情了，今天人们只要运用植物生长调节剂就可以进行选择性的除草。如在禾本科类作物的农田中喷施2，4-D，宽叶杂草吸收后，其生长很快受到抑制而死亡，而稻、麦作物却安然无恙。那么如果用甲酰苯胺异丙脂，它的作用和2，4-D恰恰相反，可选择性地杀灭宽叶作物里的禾本科杂草。

插枝插条：甘薯、花木、果树大多数依靠插枝的方法进行繁殖，被称之为无性繁殖。如松树、橡树、枞树、桦树、枫树等用扦插的枝条长出新根新芽繁衍。然而在移植苗木时，常常遇到一个令人伤脑筋的问题，那就是成活率低。为了使枝条尽快发根生长，采用植物生长调节剂会又一次大显威力。100万根插枝，仅用B-吲哚乙酸类的植物生长调节剂1千克，配制成十万分之一到百万分之一的β-吲哚乙酸溶液，经该液浸根24小时的松树苗木，移栽成活率为84%，而对照组仅为65%。

果实无籽：对一些绽开的花朵，用植物生长调节剂处理后，不用授粉也会结果，而且结出又大又甜的无籽果实，如无籽西瓜、无籽黄瓜、无籽南瓜、无籽西红柿和无核葡萄等。

无限广阔的应用前景

植物激素从发现到现在已经过70年的历程，除了五大类植物激素外，近年从植物、动物和微生物中又发现一些对植物生长发育有调节作用的物质，如油莱素内脂、三十烷醇、月光花素、半支莲醇、石蒜素等。至于人工合成的植物生长调节剂已有100多种，对植物的生长和发育全过程，直至每一阶段都能找到相应的生长调节剂。从诱导种子萌芽、生根，直到控制株型、促进开花、控制性别、促进坐果、催熟和防止或促进果实脱落、保鲜、化学除草、增强抗性等，几乎应用到所有的生产环节上。如休眠剂、打破休眠剂、促进生长剂、生长抑制剂、生根剂、增糖剂、催熟剂、增蛋白质剂、增脂剂、光呼吸抑制剂、杀雄剂、矮化剂、修剪剂、疏花疏果剂、坐果剂、防落果剂、性诱剂、抗蒸腾剂、防寒剂、抗冻剂、落叶剂、再诱变剂、增色剂、保种剂、抑芽剂、拒食剂、解毒剂等等，在农业生产中发挥越来越重要的作用。

更为重要的是，为了实现农业现代化的宏伟目标，而提出了高产、优质、高效的要求，要达到这个要求并不容易，需要高投入，而以高水肥、高密度和高复种为技术的超高产农业，既带来了高产的新希望，也产生或激化了许多新的问题。突出的是气象逆境易感、营养失调、缺素和光饱饿等，并日益成为困扰农业现代化的主要障碍。

这些问题的解决，仅仅依靠品种和常规管理技术已远远不够，需要第三种因素的加入，这就是植物生长物质。通过农作物化学调控栽培工程，向农作物输入某种物理信号或化学信号，从而调控作物的激素水平、修饰基因的表达、塑造理想的个体造型和群体发育进程，为解决上述问题和障碍提供了新的途径和手段。关键是把植物生长物质的应用作为一项必备的常规措施导人种植业，虽然这种物质的能量微不足道，但作为某种调节作物生长发育的生理信号，却足以使作物的生长发育发生极大的变化，并朝着高产、优质、高效的方向发展。从而形成品种、常规管理措施和植物生长物质三要素的全新栽培技术体系，使农业更接近现代化目标，其显著特点是工程的可调控性和技术的综合性。

我国在农业化学调控栽培工程上取得了重大突破和进展，突破了晚稻育壮秧的技术难题，1990年推广330多万公顷，增收稻谷12.5亿公斤，增值7.5亿元。解决了油菜育秧高脚苗及冬季冻害难题，累计推广50多万公顷，增收油菜籽1.2亿千克，增值1.68亿元。1991年棉花化控面积达330多万公顷，累计增值20亿元以上。化控技术还解决了小麦高产密植倒伏、密植果园适龄不结果等许多过去难以解决的技术关键。

国外有人预言，新型化学调节剂的出现和成功应用，是第二次绿色革命的开始，是超高产农业的三项措施之一。美国早在1984年出版的《二十一世纪农业》一书中，就已将植物生长调节剂的广泛应用，列为21世纪美国农业取得重大增产的新技术之首。而作为农业大国的中国，农业化控栽培工程取得了举世瞩目的成就，极大地推动了我国农业现代化的进程，并已成为20世纪90年代后我国农业技术的新潮流，展现了无限广阔的应用前景。