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、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。
二、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。
三、植物生长物质的农业应用
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