植物生長物質包括兩大類:一是植物體自身代謝過程中產生的,稱為植物內源激素。二是人工合成的,具有植物激素活性的有機物,稱為植物生長調節劑。
一、植物內源激素
植物內源激素有四個重要特性:內源性,它是植物生命活動中細胞內部的產物,并廣泛存在于植物界。調控性,可通過自身生命活動調節和控制植物生長發育。移動性,可從植物的合成位點運輸到作用位點。顯效性,在植物體內含量甚微,多以微克計算,但可起到明顯增效的作用。國際公認的植物內源激素有五大類:生長素、赤霉素、細胞分裂素、脫落酸和乙烯。
在植物生長發育過程中,任何一種生理反應都不是單一激素作用的結果,而是各種激素相互作用的結果,各種激素間的相互作用是很復雜的,有時表現為增效作用,有時表現為拮抗作用。了解各種激素對植物的生理作用、激素間的相互作用,以及和環境間的關系,在農業生產上具有非常重要的意義。
(1)生長素與細胞分裂素:植物的生長表現在細胞體積的增大和細胞數目的增多,生長素能促進細胞伸長,體積增大,使植株生長;而細胞分裂素則是促進細胞分裂,使植株的細胞數目增多,從而促進植物生長。
(2)生長素與乙烯:生長素的濃度接近或等于生長最適濃度時,就開始誘導乙烯的形成,超過這一點時,乙烯的產量就明顯增加,而當乙烯對細胞生長的抑制作用超過了生長素促進細胞生長的作用時,就會出現抑制生長的現象。
(3)脫落酸與細胞分裂素:脫落酸強烈地抑制生長,并使衰老的過程加速,但是這些作用又會被細胞分裂素解除。
(4)脫落酸與赤霉素:脫落酸是在短日照下形成的,而赤霉素是在長日照下形成的。因此,夏季日照長,嚴生赤霉素使植物繼續生長,而冬季來臨前日照變短,產生脫落酸,使芽進入休眠狀態。
二、植物生長調節劑
隨著植物激素的研究和發展,人工合成了許多具有激素活性的物質,以便更有效地控制植物的生長發育,這就是目前普遍應用的植物生長調節劑。
1.生長促進劑
萘乙酸(NAA):扦插生根,控制枝條生長,疏花疏果,防止采前落果,促進菠蘿開花,組培中廣泛用于生根。
吲哚丁酸(IBA):果樹上主要用于促進扦插生根,引起的不定根多而細長,組培中用于生根,吲哚乙酸適應范圍廣泛而且安全,是目前最主要的調節劑。
2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D):高濃度時可作為除草劑,低濃度時可防止番茄落花落果并誘導無籽果實的形成,組培中濃度適當時可誘導外植體脫分化。
6-芐基腺膘呤(6-BA,BAP):學名綠丹。可顯著增加葡萄果粒和果柄的固著力,減少果粒脫落,可促進蘋果側芽萌發,增大分枝角度,在組培中應用較為廣泛。
2.生長延續劑和生長抑制劑
乙烯利(CEPA):乙烯利是目前生產上應用最廣泛的調節劑,發揮作用的最適溫度是20℃-30℃。促進果實成熟,抑制營養生長,促進花芽形成,誘導雌花形成和雄花不育,促進橡膠乳汁分泌,延遲花期,提早休眠,提高抗寒性。
矮壯素(CCC):抑制營養生長,使植物莖稈加粗,葉色加深,葉片加厚加寬,能夠更好地進行光合作用,并抗倒伏,促進花芽形成,增加座果。
比久(B9):抑制頂端優勢,刺激果樹新梢生長,利于花芽形成,減少采前落果,促進果實著色。比久在農業生產上應用比較廣泛,但有試驗表明,其對人和牲畜均有毒副作用,致癌性強烈,所以在農業生產中要禁止使用。
多效唑(PP333):延緩植株營養生長,促進生殖生長。
烯效唑(S3307 ):生理作用同多效唑,但比多效唑強2-4倍,是目前應用較多的一種植物生長調節劑。
3.實例
(1)剩用乙烯利催熟,如鳳梨的有計劃上市,香蕉、柿子、番茄等上市前的催熟。
(2)利用赤霉素溶液處理蘆葦,增加纖維長度,如在蘆葦生長期用一定濃度的赤霉素溶液處理,就可以使蘆葦的纖維長度增加50%左右。
(3)用赤霉素處理大麥,可使大麥種子無須發芽就可產生α一淀粉酶。
(4)青鮮素可以抑制發芽,延長馬鈴薯、大蒜、洋蔥的貯藏期。
4.植物生長調節劑應用的兩面性
(1)農產品在生產過程中使用植物生長調節劑的例子很多,如馬鈴薯、萵苣使用赤霉素處理可打破休眠,促進萌發;芹菜、莧菜、菠菜等在采收前用一定濃度的赤霉素噴施可促進營養生長,增加產量;黃瓜、南瓜用一定濃度的乙烯利噴施可促進雌花分化。
(2)生產過程中使用植物生長調節劑可能會影響農產品的品質,如青鮮素可用于洋蔥、大蒜、馬鈴薯塊莖,延長休眠,抑制發芽,延長貯藏期,但青鮮素是致癌物質,對人體健康不利;另外如果水果遠未達到成熟期,營養物質沒有足夠的積累,此時就盲目地用乙烯利催熟,必然改變水果的營養價值及風味。