Regulatori rasta biljaka (PGR) su prirodni ili sintetski spojevi koji, kada se primjenjuju u malim količinama, mijenjaju rast, razvoj i fiziološke procese biljaka. Za razliku od gnojiva, koja osiguravaju hranjive tvari, PGR djeluju kao kemijski glasnici koji signaliziraju biljci da promijeni vlastite obrasce rasta - ubrzavajući je, usporavajući, preusmjeravajući energiju s lišća na plod ili pokrećući procese poput cvjetanja i sazrijevanja u vrijeme koje odgovara uzgajivaču. Ključna karakteristika PGR-ova je da djeluju pri vrlo niskim koncentracijama, često u rasponu dijelova-na-milijun, a njihov učinak uvelike ovisi o vremenu, dozi, vrsti usjeva, pa čak i specifičnoj fazi rasta u kojoj se primjenjuju. Ako se pravilno koriste, oni su među-najisplativijim alatima u modernoj poljoprivredi; neispravno korišteni - u pogrešnoj dozi, u krivo vrijeme ili na krivom usjevu - mogu uzrokovati ozbiljne štete, od deformiranih plodova do potpunog gubitka usjeva. Taj zahtjev za preciznošću razlog je zašto je razumijevanje glavnih klasa i njihovih specifičnih uloga bitno prije nego što ih se stavi u terenski program.
Glavne klase i njihove uloge
Postoji pet klasičnih skupina biljnih hormona, a većina komercijalnih PGR-a spada u jednu od ovih kategorija ili u srodnu skupinu usporivača rasta. Auksini, poput indol-3-octene kiseline (IAA), naftalen octene kiseline (NAA) i indol-3-maslačne kiseline (IBA), potiču produljenje stanica, pokretanje korijena i zametanje plodova. Naširoko se koriste za poticanje ukorjenjivanja reznica, sprječavanje preranog opadanja plodova kod jabuka i citrusa, prorjeđivanje viška plodova kada se koriste u većim količinama i stvaranje plodova bez sjemenki kroz partenokarpiju kod grožđa i jagoda. Sintetski auksini poput 2,4-D također funkcioniraju kao herbicidi pri višim koncentracijama, što ilustrira prirodu ovih spojeva ovisnu o dozi - ista kemikalija koja potiče rast pri 10 ppm može ubiti biljku pri 1000 ppm.
Giberelini, s giberelinskom kiselinom (GA3) koja se najviše koristi, potiču izduživanje stabljike, prekidaju dormanciju sjemena i pupoljaka, potiču cvjetanje i povećavaju veličinu ploda. U stolnom grožđu, GA3 je standardni tretman za proizvodnju većih, rahlijih grozdova i bobica bez sjemenki; u ječmu i drugim žitaricama, koristi se u proizvodnji slada za poticanje proizvodnje enzima; a kod krumpira i mrkve, može prekinuti mirovanje i pospješiti ravnomjerno nicanje. Citokinini, kao što su 6-benzilaminopurin (6-BA) i kinetin, stimuliraju diobu stanica, odgađaju starenje (starenje listova i plodova) i potiču stvaranje izdanaka. Koriste se za povećanje veličine ploda kod jabuka i koštičavog voća, produljenje roka trajanja lisnatog povrća i rezanog cvijeća te za poticanje bočnog pucanja pupova u rasadniku. Etilen, koji se najčešće primjenjuje kao etefon (koji oslobađa etilen unutar biljke), ubrzava sazrijevanje plodova i razvoj boje, pospješuje indukciju cvjetanja u ananasa, povećava proizvodnju ženskih cvjetova u krastavaca i dinja te djeluje kao pomoć pri žetvi pospješujući defolijaciju u pamuku i labavljenje plodova u trešnjama i maslinama. Usporivači rasta - uključujući paklobutrazol, klormekvat klorid (CCC), mepikvat klorid i unikonazol - djeluju tako da inhibiraju sintezu giberelina, smanjuju produljenje internodija i kontroliraju prekomjerni vegetativni rast. Koriste se za sprječavanje polijeganja u žitaricama, kontrolu visine biljaka kod pamuka i ukrasnog bilja te za poticanje cvjetanja i zametanja plodova u voćkama preusmjeravanjem energije od rasta mladica do reproduktivnog razvoja. Novija klasa, brasinosteroidi (kao što je brasinolid), poboljšavaju rast biljaka i otpornost na stres te se sve više koriste za ublažavanje učinaka suše, hladnoće i slanosti.
Poboljšanje kvalitete usjeva
Najvidljiviji utjecaj PGR-a na kvalitetu usjeva je u proizvodnji voća, gdje se koriste za upravljanje gotovo svim fazama od cvatnje do žetve. Prorjeđivanje plodova jedna je od najvažnijih primjena kvalitete: kada stablo zametne previše plodova, rezultat su mali, loše obojeni plodovi niske tržišne vrijednosti, plus dvogodišnja rodnost (jak urod jedne godine, slab urod sljedeće). Auksini poput NAA i kemijskih sredstava za razrjeđivanje primijenjenih u fazi cvatnje ili ranog stadija ploda selektivno uklanjaju najslabiji plod, omogućujući preostalom plodu da naraste veće, razvije bolju boju i postigne veći sadržaj šećera. Kod jabuka, na primjer, pravilno prorjeđivanje može povećati prosječnu veličinu ploda za 20-30% i dramatično poboljšati postotak ploda koji zadovoljava standarde vrhunske kvalitete. Veličina i oblik ploda dodatno su poboljšani citokininima i giberelinima, koji potiču diobu i širenje stanica tijekom kritičnih tjedana nakon oprašivanja - u grožđu, primjena GA3 može gotovo udvostručiti veličinu bobica u sortama bez sjemenki, a u jabukama, 6-BA primijenjen u pravoj fazi povećava veličinu ploda i poboljšava ujednačenost oblika.
Razvoj boje i sazrijevanje drugi su glavni cilj kvalitete. Etefon i drugi spojevi koji otpuštaju-etilen naširoko se koriste za poticanje ravnomjernog razvoja crvene boje u jabukama, rajčicama i paprikama te za ubrzavanje sazrijevanja u bananama, mangu i avokadu nakon žetve, omogućujući uzgajivačima žetvu u fiziološki zrelom stadiju, a zatim ravnomjerno sazrijevanje voća u pakirnicama za postojanu kvalitetu i dulji rok trajanja. Kod agruma, stupanj etilena je standardni tretman nakon berbe koji voće sa zelenom-korom pretvara u očekivanu narančastu boju bez utjecaja na unutarnju kvalitetu. PGR također poboljšavaju kvalitetu smanjenjem fizioloških poremećaja: prskanje kalcijem i tretiranje auksinom smanjuje gorku košticu u jabukama i trulež-cvjetova u rajčicama; primjena giberelina smanjuje pucanje plodova trešnje i šipka; i tretmani-temeljeni na citokininu odgađaju starenje lisnatog povrća, održavajući zelenu boju i nutritivnu kvalitetu tijekom skladištenja i transporta. Za preradu usjeva, PGR mogu poboljšati specifične karakteristike kvalitete - na primjer, usporivači rasta u pšenici povećavaju sadržaj proteina preusmjeravanjem energije na punjenje zrna, a etefon u šećernoj trski povećava sadržaj saharoze prije žetve.
Povećanje poljoprivredne učinkovitosti
Osim kvalitete, PGR-ovi poboljšavaju poljoprivrednu učinkovitost smanjenjem rada, povećanjem prinosa i čineći operacije predvidljivijima i upravljivijima. Razmnožavanje je jedno područje u kojem su PGR-i promijenili učinkovitost: praškovi i otopine za ukorjenjivanje na bazi auksina (IBA, NAA) standardni su u rasadnicima i staklenicima, povećavajući postotak ukorijenjenosti reznica s 30–40% bez tretmana na 80–95% s tretmanom i skraćujući vrijeme ukorjenjivanja za nekoliko tjedana. To čini klonsko razmnožavanje visoko-vrijednih sorti voća, ukrasnog bilja i šumskih vrsta komercijalno održivim u velikom obimu. Kod poljskih usjeva, usporivači rasta glavni su alat za učinkovitost: klormekvat klorid i mepikvat klorid primijenjeni na pšenicu, rižu i pamuk skraćuju i jačaju internodije, sprječavajući polijeganje (padanje) u usjevima s visokim-prinosom i visokim-dušikom. Polijegali usjevi se teško i sporo žanju, trpe gubitak zrna i klijanje, i često daju zrno niže-kvalitete - sprječavanje polijeganja primjenom PGR-a košta djelić vrijednosti koju štiti. U pamuku se mepikvat klorid koristi tijekom cijele sezone za kontrolu visine biljke i strukture krošnje, poboljšavajući cirkulaciju zraka i prodor svjetlosti, čineći primjenu pesticida učinkovitijom i olakšavajući mehaničku žetvu.
Učinkovitost žetve još je jedna velika prednost. Defolijanti i sredstva za sušenje (često na bazi etefona, tidiazurona ili dikvata) primjenjuju se na pamuk, krumpir i soju prije žetve kako bi se uklonilo lišće, suhe stabljike i pospješila ujednačena zrelost, omogućujući mehaničkim žetelicama da rade čisto i pri većoj brzini. Kod pamuka, dobar program defolijacije može skratiti vrijeme berbe za 30-50% i značajno smanjiti sadržaj smeća u ubranom pamuku, poboljšavajući stupanj vlakana i cijenu. U voćnjacima PGR-ovi koji rahle plodove (etefon kod trešanja i maslina, sredstva za abscisiju kod citrusa) omogućuju mehaničku berbu otresanja koja je daleko brža i jeftinija od ručne berbe. PGR također poboljšavaju učinkovitost manipulirajući cvjetanjem i spolnim izražavanjem: u krastavcima i dinjama, etefon primijenjen u fazi klijanja povećava broj ženskih cvjetova, izravno povećavajući prinos ploda po biljci; kod ananasa etilen ili etefon izazivaju ravnomjerno cvjetanje, omogućujući žetvu cijelog polja odjednom, a ne tijekom tjedana postupnog sazrijevanja. Čak i kod usjeva žitarica, PGR-ovi mogu poboljšati učinkovitost - na primjer, primjenom giberelina u proizvodnji hibridnog sjemena može se sinkronizirati cvjetanje između muških i ženskih roditeljskih linija, poboljšavajući oprašivanje i prinos sjemena.
Tolerancija na stres i korištenje resursa
Sve veće područje primjene PGR-a poboljšava otpornost usjeva na okolišne stresove, što postaje sve važnije jer klimatske promjene donose sve češće suše, toplinske valove i ekstremne vremenske uvjete. Abscizinska kiselina (ABA) je prirodni hormon stresa biljke - ona pokreće zatvaranje stomata tijekom suše, smanjuje gubitak vode i aktivira gene-odgovora na stres koji štite stanice od oštećenja. Sintetski ABA i spojevi koji oponašaju ABA-sada su komercijalno dostupni za upotrebu u objektima za presađivanje (smanjenje šoka od presađivanja), regijama-sklonim suši i usjevima visoke-vrijednosti gdje je voda ograničena. Pokazalo se da brasinosteroidi, posebno brasinolid i njegovi analozi, povećavaju otpornost na sušu, hladnoću, vrućinu, salinitet i stres od teških metala tako što reguliraju antioksidativne sustave i štite fotosintetske strojeve. U poljskim ispitivanjima, primjena brasinosteroida smanjila je gubitak prinosa zbog suše za 10-20% u različitim usjevima, što ih čini vrijednim osiguravajućim tretmanom u regijama s nepredvidivim oborinama.
PGR također poboljšavaju učinkovitost korištenja resursa - vode, gnojiva i zemlje. Kontrolom vegetativnog rasta retardantima, usjevi se mogu uzgajati pri većoj gustoći sadnje bez polijeganja, povećavajući prinos po jedinici zemlje. Patuljasti geni (koji djeluju kroz puteve giberelina) bili su temelj Zelene revolucije, omogućujući pšenici i riži da odgovore na jaku gnojidbu dušikom s više zrna umjesto više slame, a sintetski PGR-ovi mogu postići slične učinke u usjevima gdje patuljaste sorte nisu dostupne. Promicanjem dubljeg rasta korijena (neki tretmani auksinom i brasinosteroidima), PGR-ovi mogu poboljšati sposobnost usjeva da pristupe vodi i hranjivim tvarima iz dubljih slojeva tla, smanjujući potrebu za čestim navodnjavanjem i visokim stopama gnojiva. U voćkama, usporivači rasta smanjuju potrebu za obrezivanjem u mirovanju kontroliranjem rasta izdanaka, štedeći rad i dopuštajući sadnju stabala u većoj gustoći. Važno je napomenuti da PGR nisu zamjena za dobru agronomiju - oni najbolje funkcioniraju kada se primjenjuju na dobro-upravljane, dobro-gnojene i ispravno navodnjavane usjeve. PGR ne može spasiti usjev koji pati od ozbiljnog nedostatka hranjivih tvari, bolesti ili nedostatka vode, a pokušaj korištenja na taj način samo će uzalud bacati novac.
Razmatranja praktične primjene
Učinkovito korištenje PGR-a zahtijeva pažnju prema detaljima koja nadilazi većinu drugih poljoprivrednih inputa. Doza je najkritičniji čimbenik - razlika između efektivne stope i stope štetnosti može biti samo 20-30%, a isti proizvod može imati suprotne učinke pri različitim koncentracijama (auksini potiču zametanje plodova pri niskim stopama, a stanjivanje plodova pri većim stopama; giberelini potiču rast pri umjerenim stopama, ali mogu uzrokovati prekomjerno izduživanje i slabe stabljike pri visokim stopama). Uvijek točno slijedite dozu na etiketi i kalibrirajte opremu za raspršivanje kako biste osigurali točnu količinu nanošenja. Vrijeme je jednako važno - većina PGR-ova ima uzak prozor učinkovitosti, a primjena čak i nekoliko dana prerano ili prekasno može značiti razliku između odličnog rezultata i nikakvog rezultata, ili čak negativnog rezultata. Na primjer, sredstva za razrjeđivanje plodova moraju se primijeniti tijekom određenog perioda razvoja plodića; njihova primjena nakon što je prošlo prirodno razdoblje opadanja je neučinkovita, dok njihova prerana primjena može pre-prorijediti i smanjiti prinos.
Raznolikost usjeva i uvjeti uzgoja također su važni - različite sorte istog usjeva mogu vrlo različito reagirati na isti PGR, a okolišni uvjeti u vrijeme primjene (temperatura, vlažnost, sunčeva svjetlost) utječu na unos i prijenos. Prvo testirajte nove proizvode ili stope na maloj površini, osobito ako radite s usjevom ili sortom koju prije niste tretirali. Metoda primjene također je važna - neke PGR-ove najbolje je primijeniti kao folijarno prskanje, druge kao potapanje tla (paklobutrazol se u voćkama često -nanosi na tlo za dugotrajniji-učinak), a treće kao potapanje ili fumigaciju nakon berbe. Upotrijebite odgovarajuće pomoćne tvari i količine raspršivača kako biste osigurali dobro prekrivanje i upijanje te izbjegavajte nanošenje po ekstremnoj vrućini ili kada se očekuje kiša u roku od nekoliko sati. Konačno, uvijek se pridržavajte regulatornih zahtjeva - PGR su klasificirani kao pesticidi u većini zemalja, što znači da moraju biti registrirani za određeni usjev i upotrebu, a primjenjuju se i maksimalne granice rezidua (MRL). Korištenje neregistriranog proizvoda ili primjena registriranog proizvoda po stopi ili vremenu koji nisu navedeni na etiketi, može rezultirati nezakonitim razinama ostataka, odbijenim pošiljkama i zakonskom odgovornošću. Vodite točnu evidenciju o svakoj primjeni - nazivu proizvoda, stopi, datumu, usjevu, fazi rasta i vremenskim uvjetima - kako biste mogli procijeniti rezultate i otkloniti probleme ako nešto pođe po zlu.
Zaključak
Regulatori rasta biljaka moćni su alati koji poboljšavaju kvalitetu usjeva i poljoprivrednu učinkovitost dajući uzgajivačima preciznu kontrolu nad procesima razvoja biljaka koji bi inače bili pod kontrolom prirode i genetike. Razumijevanjem glavnih klasa - auksina za ukorjenjivanje i zametanje plodova, giberelina za produljenje i prekidanje mirovanja, citokinina za diobu stanica i odgodu starenja, etilena za sazrijevanje i upravljanje žetvom, usporivača rasta za kontrolu visine i sprječavanje polijeganja te brasinosteroida za otpornost na stres - uzgajivači mogu odabrati pravi spoj za svaki specifičan cilj. Prednosti kvalitete su značajne: veći, ujednačeniji plodovi, bolja boja i sadržaj šećera, smanjeni fiziološki poremećaji, dulji rok trajanja i veći postotak uroda koji zadovoljava standarde vrhunske kvalitete. Prednosti učinkovitosti jednako su važne: brže i uspješnije razmnožavanje, sprječavanje polijeganja, lakša i brža mehanička berba, smanjen rad na rezidbi, veća gustoća sadnje i poboljšana otpornost na stres koja štiti prinose u teškim sezonama. Ključ uspjeha je precizno - točno doziranje, točno vrijeme, pravilan način primjene i striktno pridržavanje uputa na etiketi i regulatornih zahtjeva. PGR nisu čarobni meci i ne mogu zamijeniti zdravu agronomiju, ali kada su integrirani u dobro-upravljani program uzgoja usjeva, oni dosljedno donose povrat koji daleko premašuje njihov trošak, što ih čini bitnom komponentom moderne, učinkovite, visoko-kvalitetne proizvodnje usjeva.
