Plantehormoner og kjemiske vekstreguleringsmidler

Transkript

1 Plantehormoner og kjemiske vekstreguleringsmidler Trygve S. Aamlid Bioforsk / STERF Definisjoner Et plantehormon er en naturlig organisk forbindelse som dannes i en del av planten og transporteres til en annen del der den forårsaker respons, selv i meget lav konsentrasjon Kjemisk vekstreguleringsmiddel (PGR Plant Growth Regulator): Syntetisk framstilt, ellers ingen prinsipiell forskjell fra hormoner: Eks: Primo Maxx, Proxy, hormonhermende ugrasmidler 1

2 5 grupper plantehormoner Auxiner Gibberelliner Cytokininer Ethylen Absisinsyre (ABA) Auxiner IAA Indoleddiksyre Løsner celleveggen slik at at cellene kan strekke seg. Mikrofibriller av cellulose i cellevegg Forårsaker at tropismer: Phototropisme = graset strekker seg etter lyset, gravitropisme = påvirkning av tyngdekraften Forårsaker apikal dominans, som hindrer sideknopper å utvikle seg til skudd (samspill med cytokinin og ABA) Produseres hovedsaklig i skuddspisser og unge blad, transporteres seint (utenom både silvev og vedvev) til røttene, som er svært følsomme for auxin. Danning av nye røtter og forgreining av røtter fremmes, men forlengelse av eldre røtter hemmes. I USA markedsføres vekstreguleringsmidlet Kickstand som inneholder IBA og påstår å fremme rotdanning. 2

3 Gibberelliner (GAs) GA 1 det aktive gibberellin i cellestrekning Forlengelseshormon : Stimulerer både celledeling og cellestrekning slik at plantene blir lengre. Virker på interkallærmeristemene (samspill med auxin). Viktig rolle i daglengdereaksjoner og ved blomsterinduksjon. Bryter frøkvile og setter i gang nedbrytninga av stärkelse ved frøgroning Kortdistans-transport ved diffusjon. Langdistan-etransport til interkallærmeridstemene først og fremst i floem, sammen med sukrose, men også i xylem. Kommersielle produkter i USA. RyzUp, ProGibb, GibGro. Brukes mest som angrepiller etter for kraftig bruk av gibberellinsyntese-hemmere. Brukt alene vil produktene ofte føre til etiolert vekst og gulning. Cytokininer Zeatin et av flere aktive cytokininer. Stimulerer celledeling. Aktiviserer meristemene og forårsaker større sug etter assimilater. Kan dermed gi tettere gras. Fremmer klorofyllproduksjonen (grønnfargen i bladene) og dermed fotosyntesen. Forsinker åldringen. Stimulerer växtens produksjon av antioksydanter. Produseres i røttene, transporteres til skotten i xylem. Plantenes topp/rot gradient for auxin og cytokinin er motsatt. Auxin:cytokinin-forholdet avgjørende for apikal dominans, vekst av sideknopper og forgreining av rotsystemet. Ingen komersielle produkter er i dag tilgjengelige, men mange mener at dette er den hormongrupen som har størst protensiale for utvikling av kommersielle produkter i framtida. 3

4 Etylen H 2 C=CH 2 Vekstinhibitor, aldringshormon, modningshormon Stress-hormon: Tørke, dårlig drenering, insekt- og soppangrep og slitasje induserer etylen-produksjon. Produseres i alle deler av planta, mest i meristemene. Spres raskt tilhele växten ved diffusjon i intercellulær-rommene. Høy auxin-konsentrasjon fører vanligvis til større etylenproduksjon og forårsaker de samme symptomene, for eksempel epinasti bladene bøyer seg nedover. Sprøyting med vekstreguleringsmidlet etefon (turf-produktet Proxy, godkjent i USA i 1998, eller jordbruksproduktet Cerone) forårsaker etylen-produksjon. Observerte effekter i turfgrass: Mindre avklipp Flere blad pr skudd i engrapp Mindre rotsystem i flere arter Færre frøstengler hos tunrapp Stor fare for gulning / fytotoksiske effekter Absisinsyre (ABA) Stress-hormon, åldringshormon og dormans-hormon Særlig involvert i tørkestress. Høye ABA-konsentrasjoner stimulerer rotdanning og får spalteåpningene til å lukke seg. Dormans-hormon: Hindrer frø i å spire og sideknopper i å utvikle seg. Samspill med auxin og cytokinin i sideknoppene og med gibberellin ved frøgroning.. Produseres i kloroplaster og amyloplaster. Transporteres først og fremst i floem, dernest i xylem. (Samme transportvei, men ofte motsatt retning i forhold til gibberellin). 4

5 Sekundære, stress-relaterte hormoner Salisylsyre: Stimulerer produksjonen av de antioksyderende hormonene supoeroksyddismutase, catalase og askorbinsyre-perioksydase. ASM (acibensol-s-metyl): Etterlikner salisylsyre. Jasmon-syre Alle disse er antatt viktig ved varme/tørkestress, men bare for salisylsyre er effektene godt dokumentert. Vekstreguleringsmidler (PGRs) Mål: Reduserte klippekostnader. Kjemisk klipping. De første PGR introdusert i Mest brukt i ekstensive grøntområder, særlig for hindre frøstengeldannelse. Men også på golfbaner, særlig fairway og rough. Mange uheldige bivirkninger: Misfaring, redusert evne til å fylle hull i bestandet, dårlig rotutvikling, grovere, mer åpne bestand. De første vekstreguleringsmidlene kan vi i dag anse som blind vold mot växten! 5

6 Vekstreguleringsmidler (forts.) Det ideelle vekstreguleringsmiddel: 1. Hemmer dannelse / forlengelse av frøstengler 2. Hemmer bladstrekning (vertikal vekst) 3. Fremmer, eller har i det minste ingen negativ virkning på horisontal vekst, dvs. dannelse av lysskudd, rhizomer og stoloner 4. Fremmer, eller har i det minste ingen negativ virkning på vekst av røtter 5. Har tilnærma samme virkning på alle grasartene som dyrkes 6. Forutsigbar og fleksibel bruk med hensyn til dose og sprøytetid. (Watschke et al. 1992) Slike produkter finnes ikke! Gruppering av vekstreguleringsmidler Klasse Virkemåte Eksempler Kommentar A B C D E Spesifikke. Blokkerer seine steg i GA-syntesen Rel. uspesifikke. Blokkerer tidlige steg i GA-syntesen Hemmer celledeling Trinexapaketyl (Moddus / Primo) Flurprimidol, Paclobutrasol Malic-hydrasid amidoklor, mefluidid Virker bare gjennom blad. Også virkn. på tofrøblada planter. Jordvirkning Persistente. Tas opp av blad. Virker bare på enfrøblada. Hindrer frøsetting i tunr. Herbicider med hormon-virkning: Eks. Kvekemidler, minimidler Naturlige plantehormoner, Antidotes 6

7 Oppsummering De fysiologiske prosessene i plante styres i stor grad gjennom de fem gruppene av plantehormoner. Kjemiske vekstregulatorer prøver å motvirke eller forsterke disse hormon-effektene. Nyere vekstregulatorer er mer spesifikke og miljøvennlige, og mindre persistente enn tidligere produkter. 7