УДК 633.85:631.51:631.811.98

ІСТОРИЧНІ ТА СУЧАСНІ ПОГЛЯДИ НА МЕХАНІЗМ ДІЇ СИНТЕТИЧНИХ БІОЛОГІЧНО АКТИВНИХ РЕЧОВИН

У статті наведено аналітичний огляд з питань відкриття, налагодження виробництва та перспектив застосування біологічно активних речовин, а також результати досліджень з вивчення впливу біостимуляторів росту рослин на продуктивність сільськогосподарських культур.

Дудник А.В., Миколаївський державний аграрний університет, м. Миколаїв, Україна

Дудник Андрій Васильович - 1977 р.н., кандидат сільськогосподарських наук, доцент кафедри ґрунтознавства та агрохімії. Наукові інтереси пов'язані з проблемами формування продуктивності сільськогосподарських культур в агроценозах, а також питаннями з ентомології. Автор більш як 20 публікацій.

In this article the analiticae survey on questions of starting, arrangeing production and perspectives of the usage of biologically active substances, and the results of research work on studding influence of biostimulators of plants growth on the productivity of agricultural plants is shown.

Рослина, як відомо, є складним організмом, цілісність і нормальна життєдіяльність якого підтримується певними системами регуляції. Ці системи забезпечують гомеостаз організму, тобто збереження сталості параметрів внутрішнього середовища, а також створюють умови для його розвитку. Вони регулюють послідовність протікання процесів морфогенезу, координують функціональну активність і реакції рослин на зовнішні впливи. У ході еволюції виникли спочатку внутрішньоклітинні системи регуляції - ферментна, генетична і мембранна, а з появою багатоклітинних організмів розвиваються і вдосконалюються нові міжклітинні системи - трофічна, гормональна, електрофізіологічна. Гормональна система відноситься до числа найбільш складних систем регуляції [1,2].

Рослинні гормони були відкриті на початку XX ст. і названі фітогормонами, або стимуляторами росту рослин. За даними Кретовича В.Л. [3], початок досліджень цих речовин покладено Чарльзом Дарвіним і рядом ботаніків, у тому числі Холодним Н.Г., при вивченні закономірностей росту колеоптилей вівса. Фітогормони являють собою органічні, порівняно низькомолекулярні ендогенні сполуки. За визначенням Полевого В.В. та інших дослідників [4, 5], це сполуки, за допомогою яких здійснюється взаємодія клітин, тканин та органів, і які в малих кількостях необхідні для протікання та регуляції фізіологічних і морфогенетичних програм. Для всіх фітогормонів характерні наступні загальні риси. Насамперед, вони являють собою низькомолекулярні сполуки небілкової природи. Фітогормони присутні в тканинах у вільному фізіологічно активному стані і в дуже низьких концентраціях. Вони вільно дифундують з однієї клітини до іншої, що дозволяє їм взаємодіяти з різними клітинами і тканинами рослини. Фітогормони включають і регулюють цілі фізіологічні або морфологічні програми, такі, наприклад, як поділ клітин, коренеутворення, цвітіння тощо. Загальний принцип їхньої дії полягає в тому, що вони взаємодіють з регуляторними субстанціями в мембрані і безпосередньо з регуляторними білками, які забезпечують функціонування генів [2].

На сьогодні знайдено та вивчено близько 5000 сполук (хімічного, мікробного і рослинного походження), яким властива регуляторна дія, але у світовій практиці використовується лише близько 50; це свідчить про те, що їх широке виробництво і застосування тільки починається.

Найбільшого поширення у вітчизняному рослинництві набули препарати природного походження, які виробляють шляхом вирощування в штучних умовах мікроскопічних грибів, а також біологічно активних речовин з кореневої системи женьшеню та інших цілющих рослин. Основним компонентом більшості регуляторів росту є збалансований комплекс природних ростових речовин - фітогормонів ауксинової, цитокінінової та гіберелінової природи, вуглеводи, амінокислоти, жирні кислоти, мікроелементи.

Роль ауксину у фізіологічній активності рослин дуже велика і багатогранна. Він бере участь в регуляції поділу, розтягненні та диференціації клітин [6]. Деякі автори [2] вважають, що роль ауксину полягає у створенні умов, необхідних для реплікації ДНК, тобто в стимулюванні синтезу РНК та білків. Ауксини також здатні впливати на фотосинтез, синтез вторинних речовин, на рух асимілятів та мінеральних речовин по рослині. За даними Sachar R.C. [7], ауксини можуть регулювати синтез ферментів на транскрипційному і посттранскрипційному рівнях у різних тканинах рослин, посилюючи активність ферментів. Вони стимулюють синтез РНК та РНК-полімерну активність.

Фізіологічна активність цитокінінів, як і ауксинів, поліфункціональна. Стимуляція поділу клітин є основною властивістю цитокінінів. У численних експериментах на великій кількості рослинних об'єктів чітко показана роль цитокініну як стимулятора поділу клітин. Skoog та Miller у 1957 р. виявили вплив цитокінінів на ріст клітин [8]. Як ними показано, активізація росту клітин цитокініном тісно пов'язана з великими змінами структури і біохімічних процесів у них: активізується синтез РНК та білку, посилюється синтез багатьох ферментів, стимулюється ріст і поділ хлоропластів, формування внутрішньоклітинної мембранної системи. Важливу роль відіграють цитокініни у підвищенні стійкості рослин до несприятливих факторів середовища: різких коливань температури, посухи, підвищеної концентрації солей, токсичності хімічних речовин, грибкової та вірусної інфекцій.

Що стосується механізмів дії цитокінінів, то встановлено, що вони активізують синтез білків завдяки посиленню притоку метаболітів, необхідних для синтезу білка та РНК. За даними Муромцева Г.С. та інш. [6], у клітинах є цитокінінзв'язуючі білки, за допомогою яких цитокінін потрапляє в ядро і викликає активацію РНК-полімераз - ферментів, які синтезують ІРНК та тРНК, що призводить до накопичення в клітині найважливіших складових апарату білкового синтезу.

Гібереліни стимулюють активність різних меристем: апікальної, камбію, кінців коренів. Поряд зі стимуляцією росту стебла вони посилюють ріст квітконіжок і пилкових трубок, стимулюють збільшення розмірів квіток і суцвіть, кількості квітконосів, активізують гідролітичні і ряд інших ферментів, подовжують ювенільний період, індукують цвітіння у довгоденних рослин в умовах короткого дня тощо.

В літературі