Выше уже отмечалось, что образование корней у черенков и саженцев приводит к усиленному росту побегов и листьев. А можно ли стимулировать рост надземных частей, обрабатывая их физиологически активными веществами? Предполагали, что это возможно сделать с помощью гетероауксина или других соединений, стимулирующих образование корней. Но проведенные опыты не дали положительных результатов.
Иной эффект получается при обработке растений гиббереллином. Если на верхушку проростков сои или табака ежедневно капать по одной капле водного раствора гиббереллина, то высота сои увеличивается на 73 см. Под влиянием гиббереллина табак сорта Мамонт достигал 6 м высоты, а у капусты образовывались стебли высотой до 5 м.
Особенно чувствительны к гиббереллину так называемые карликовые формы. При опрыскивании гиббереллином у них начинается настолько энергичный рост стеблей, что они догоняют нормальные растения. В естественных условиях эти формы имеют укороченные стебли, так как в них не образуются в достаточном количестве гиббереллины.
При обработке растений гиббереллином наряду с удлинением стебля изменяются размеры и число листьев, а иногда и их форма. Например, у томатов и конопли сложные листья превращаются в простые.
Значительный интерес представляют опыты по влиянию гиббереллина на рост конопли. Опрыскивание конопли Южной чуйской водным раствором этого стимулятора сильно увеличило рост стебля.
Опрыскивание производилось пять раз: 19/VI (высота конопли равнялась 80 см), 26/VI, 3/VII, 10/VII и 7/VIII. Концентрация раствора при первом опрыскивании была 0,001%, при втором — 0,002%, при последующих опрыскиваниях — 0,01 %.
О действии такой обработки на рост конопли говорят следующие данные. Если высота контрольных растений составляла 6/VII — 111 см, 3/VIII — 165 см и 3/IX — 195 см, то обработанных гиббереллином соответственно: 182 см, 365 см и 485 см.
Опыты, проведенные в полевых условиях, показали, что и при двукратном опрыскивании конопли 0,01-процентным раствором гиббереллина в фазу образования четырех пар листочков и в фазу бутонизации урожай увеличивается более чем в два раза, а расход препарата на 1 га конопли составляет всего 120—160 г. Причем, под влиянием гиббереллина на женских растениях конопли образовывались мужские цветки.
Стимулирование образования стеблей наблюдается и у двулетников. Опрыскивание сахарной свеклы гиббереллином в июле — августе приводит к образованию стеблей у растений первого года жизни.
Перспективны в научном и практическом отношении результаты опытов по влиянию гиббереллина на образование и рост листьев чайных кустов. Опрыскивание их раствором гиббереллина в концентрации 0,02% (опрыскивание проводилось в следующие сроки: 25/IX, 28/IX, 29/IX, 2/X и 5/Х) привело к интенсивному росту молодых побегов и к образованию на них листьев. В результате урожай зеленого листа во много раз повысился.
Проведенные опыты показали, что гиббереллин стимулирует ростовые процессы и у кормовых трав. Например, трехкратное опрыскивание люцерны и клевера раствором гиббереллина (100 мг/л), начиная с фазы двух и более листьев с недельными интервалами, увеличивает рост стебля и образование на нем листьев, заметно повышает урожай.
Положительно реагируют на обработку этим стимулятором роста салат, петрушка, укроп. Трехкратное опрыскивание этих растений, начиная с фазы 5—6 листьев, приводит к более энергичному росту и увеличению урожая. Если на указанных культурах применяют раствор гиббереллина в концентрации 50—100 мг/л, то для обработки салата используют более слабый раствор (30—50 мг/л).
Кукуруза также весьма чувствительна к гиббереллину. Установлено, что лучшим сроком обработки у позднеспелых сортов кукурузы является период, когда на растениях образуется 15—16 листьев. Опрыскивание в это время нижней части верхних молодых листьев приводит к большему накоплению зеленой массы и увеличению веса початков.
Отзывчивы к действию гиббереллина и декоративные культуры. У примулы, цикламена, золотой розы, фиалки и других растений под влиянием этого стимулятора роста образуется большее число цветоносов и цветение наступает значительно раньше. При этом изменяется форма листьев и цветков, что иногда придает необычно красивый вид растению. Обработку декоративных растений производят слабым раствором гиббереллина (10—50 мг/л).
Эффективность гиббереллина увеличивается при обработке периллы красной этим стимулятором совместно с витаминами B1 или С.
Усиливается образование побегов и листьев и при опрыскивании растений витаминами. Так, обработка пшеницы, табака, хлопчатника и других растений витаминами РР, В1, С приводит к более энергичному росту побегов и листьев, к увеличению урожая.
Положительное влияние оказывают витамины и при внесении их в почву. Используя радиоактивные витамины, удалось показать, что они быстро усваиваются корневой системой и передвигаются в другие части растения, где участвуют в образовании жизненно необходимых соединений и в усилении процессов роста.
Растения сами синтезируют необходимые им витамины, но не всегда в достаточном количестве. Установлено, что орхидеи полностью обеспечивают себя витаминами С и B6, поэтому их рост не усиливается при введении этих соединений в питательную среду. Собственный биосинтез витамина B1 и особенно витамина РР не удовлетворяет потребность растений, поэтому добавление этих веществ значительно увеличивает их рост. Так, если высота надземных частей растения, не получивших витамины, равнялась 48 см, то при введении витамина B1 она достигала 83 см, а витамина РР — 101 см. Под влиянием витамина В2 заметно увеличился рост корней, стеблей и ботвы у баклажанов, а под влиянием витамина РР — у редиса, сахарной свеклы, пшеницы.
Почему же витамины нужны растениям?
Академик А. Н. Бах писал: «Трудно найти такой раздел физиологии и биохимии, который не соприкасался бы с учением о витаминах. Обмен веществ организма, деятельность органов чувств, функции нервной системы, ферментативные процессы, явления роста и размножения и т. д., все эти разнообразные и коренные по своей важности области биологических дисциплин теснейшим образом связаны с витаминами».
Как известно, во всех живых организмах есть ферменты, ничтожно малые количества которых в сотни и тысячи раз ускоряют бесчисленные биохимические реакции. В отсутствие ферментов многие жизненно необходимые реакции или вообще не могли бы идти, или проходили бы так медленно, что не в состоянии были бы обеспечить жизнедеятельность организма.
Активной группой многих ферментов являются витамины. Так, например, витамин В2 способен соединяться более чем с 20 белками, образуя соответствующее число ферментов с различными физиологическими функциями. Витамины B1, B6, РР, пантотеновая кислота, биотин и другие входят в состав соответствующих ферментов, принимают непосредственное участие в процессах дыхания, в поступлении и превращении питательных веществ.
При участии витамина B1 происходит отщепление углекислоты от пировиноградной кислоты и реакция присоединения к этой кислоте углекислого газа. Если эта реакция происходит в корнях, то образовавшаяся из пировиноградной щавелевоуксусная кислота здесь же претерпевает дальнейшие превращения: в результате присоединения к ней аммиака образуется аминокислота.
Значительная роль принадлежит витаминам в усвоении и превращении фосфора. Соединения фосфора во всех живых системах служат аккумуляторами энергии. Накопленная в фосфорных соединениях энергия затем используется для других реакций. В состав таких соединений также входят витамины. Некоторые из них (например, инозит) связывают большое количество поступившей в растение фосфорной кислоты, а другие, например витамин РР, будучи внесены в почву или введены в листья, заметно усиливают поглощение растением фосфора.
Огромна роль витаминов и в дыхании. Дыхание у растений, как и у животных, — важнейший источник энергии для всех процессов синтеза роста, движения и т. д. Вместе с тем при дыхании образуются многие важные для организма соединения. Дыхание осуществляется в организме при помощи сложной системы ферментов, в состав которых входят витамины В2, РР, биотин, B1 и другие. По образному выражению академика А. Н. Баха, без дыхательных ферментов «организм задохнулся бы в атмосфере чистого кислорода».
Физиологам и биохимикам удалось шаг за шагом проследить путь поглощенной листом углекислоты до образования углеводов, аминокислот и белков, выяснить роль многих принимающих участие в фотосинтезе ферментов, понять, каким образом энергия света, поглощенная хлорофиллом, включается в химические реакции. И во всех этих процессах участвуют витамины С, В1, В6, РР, биотин, провитамин А и другие.
Следовательно, накопленные за последние годы факты показывают, что витамины так же необходимы растению, как и животному. Это не просто побочные продукты их обмена: это физиологически активные соединения, участвующие в поступлении и превращении веществ, в процессах роста и развития растений.
Таким образом, все глубже и глубже познавая процессы жизнедеятельности растений, человек вскрывает все новые и новые явления. Необъяснимые долгое время факты становятся простыми и понятными. Познав причину неизвестного, человек не только легко может предупредить страдание растений, но и разумно использовать познанное для решения практических задач.