CN101142925B - 一种植物抗逆增产制剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种植物抗逆剂，特别是涉及一种水稻抗病增产的叶面制剂，属于植物营养生理领域。该制剂由脯氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸等基本成分并配以微量元素、助剂和水所组成。通过叶面直接补充本制剂，能够对水稻稻瘟病等病害产生抗逆作用，其核心在于蛋氨酸转化形成的乙烯，激活了体内氧化酶和解氨酶系统，促进了苯丙氨酸、脯氨酸合成木质素，强化了寄主细胞壁；形成细胞过敏性坏死反应；产生了类黄酮、酚酸等植物保护素等。在水稻破口期和齐穗期喷施本发明制剂，经试验，水稻穗瘟病防效在75％以上，与三环唑相当，病指低于三环唑。比三环唑水稻亩增产12公斤。

Description

一种植物抗逆增产制剂

所属技术领域：

本发明涉及一种植物抗逆、特别是涉及一种水稻抗病增产的叶面制剂，属于植物营养生理领域。

背景技术

植物在自然环境下生长发育，难免经常遇到致病微生物侵害、旱涝、低温等不利因素，这些不利因素统称为逆境。在上万年进化过程中，植物也会适应环境而通过变异产生相应的自我保护机制，抵御各种逆境的影响。例如，植物受到病源物因子刺激后，通过主动调节体内各类相关酶活性，引起植物在形态和生理生化等方面产生一系列变化，形成与抗病有关的各种反应：包括细胞过敏性坏死、植保素及其它次生产物的合成、病程相关蛋白(黄酮类)合成、寄主细胞壁的加强和修饰等，以消除病菌的危害。

在实际农业生产中，抗病性强的品种，遇到逆境因子时，与抗病有关的酶活性快速增强，相应的抗病物质快速合成，而抗病性弱的品种则相反。

植物的抗逆反应的形成涉及到一系列的信号传递，从植物的一个部位传递的其它部位乃至整个植株。如一株植物在受到病源物侵染之后，可以产生一种叫水杨酸甲酯的挥发性信号物质，传递到其他植株而引起其他植株的抗病反应。现有研究结果表明：植物自身合成的水杨酸、脱落酸、乙烯等物质具有传递抗逆信号并引导植株产生抗逆反应的作用。已有研究还表明，植物抗逆反应具有多重性，既一种诱导剂可以诱导植物对多种不利因素如病害、虫害、冷害、产生抗性。例如：如果对植物进行低温锻炼，一段时间之后植物不但可以获得对抗低温的特性，而且对病害、盐害甚至对干旱的抗性也有所增强。

按照上述已有理论和实践，人为提供能够合成水杨酸或脱落酸或乙烯的某种物质，便使植物可以获得或恢复对包括病源物在内的抗逆性。

目前，直接利用水杨酸或乙酰水杨酸来增强水稻抗御多种病害、抗低温、抗盐碱以及用脱落酸作为主要成分提高植物抗寒性已有应用，但利用植物自身能够合成的氨基酸一蛋氨酸为主要成分来提高植物多种抗逆能力的应用尚属空白

稻瘟病是全世界水稻普遍发生的一种严重病害。稻瘟病菌侵染水稻后，释放稻瘟菌素、吡啶羧酸等毒素。这些物质对水稻的危害主要是抑制过氧化酶和多酚氧化酶等与呼吸有关的酶而影响呼吸作用。

发明内容：

本发明的目的在于：充分挖掘和利用植物自身对环境的适应能力和潜力，提供一种以抗御水稻稻瘟病为主、具有多种抗逆功能的叶面施用制剂。以抗水稻稻瘟病为例加以说明。

实现上述发明目标的具体技术解决方案是

该制剂由脯氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸等基本成分并配以微量元素及助剂所组成。其构成特征是：脯氨酸0.1-9.9％，蛋氨酸0.1-19.9％、苯丙氨酸0.1-9.9％、硼酸0.1-8％、磷酸二氢钾1-9.9％。十二烷基苯磺酸钠1-2％、二甲基亚砜0.5-5％，乙二醇1-2％及防腐剂0.5-5％，其余为水。

本发明实现水稻抗稻瘟病机理：

蛋氨酸是植物体内乙烯的合成前体。在植物体内由蛋氨酸(MET)→S-腺苷蛋氨酸(SAM)→1-氨基环丙烷羧酸(ACC)→乙烯。乙烯是植物生长调节剂，是植物自身产生抗御不利环境因素的信号源，它对过氧化物酶、多酚氧化酶、

等具有抗逆作用的多种酶具有激活作用。本发明制剂能够对水稻稻瘟病等病害产生抗逆作用，其核心在于通过蛋氨酸转化而来的乙烯，激活了体内氧化酶和解氨酶系统，促进了木质素合成，强化了寄主细胞壁；形成细胞过敏性坏死反应；产生了类黄酮、酚酸等植物保护素等。

1、激活了解氨酶和氧化酶系统活性，提高了水稻自身免疫能力。苯丙氨酸是植物转化合成多种抗逆物质的重要成分。苯丙氨酸解氨酶(PAL)是植物次生代谢产物一植物保卫素(阿魏酸、绿源酸、类黄酮)和木质素合成的限速酶；过氧化物酶(POX)和多酚氧化酶(PPO)同属氧化酶系统，主要参与木质素的聚合与酚类氧化成醌的作用，这两类酶活性的提高其包括抗病性在内的植物抗逆能力就大为增强。其作用一是通过木质素合成，增加了细胞壁强度，加大了病菌侵染的机械难度；二是产生了植物保卫素，这些物质能够将有害毒素转化为无毒或抑制病菌菌丝生长；三是通过呼吸作用的加强，抑制和消除了稻瘟病菌水解酶和毒素对水稻细胞的破坏及呼吸的不利影响。苯丙氨酸解氨酶可以被一定含量的乙烯激活，将苯丙氨酸降解为苯丙酸并进行次生代谢，形成一系列抗逆物质。经试验分析，在喷施本发明制剂后的2-8天内，苯丙氨酸解氨酶(PAL)在第2-3、6-8天形成两个活性高峰；过氧化物酶(POX)和多酚氧化酶(PPO)活性也有类似反应。相应的总酚和黄酮类植保素(阿魏酸、绿源酸、水杨酸、香豆素等)含量显著增加，高峰时达一倍。

2、产生过敏反应，促进组织坏死。被激活的多酚氧化酶将多元酚氧化成醌，再与酪氨酸等氨基酸形成木质素，产生过敏反应，在侵染点处形成坏死斑，抑制病菌侵染范围扩大，同时苯丙氨酸的次生代谢产生氯原酸和阿魏酸，使稻瘟菌素变为无毒物。

3、提供甲基供体，转化有毒吡啶羧酸。蛋氨酸在植物体内与ATP(三磷酸腺苷葡萄糖)结合形成S-腺苷蛋氨酸，在释放乙烯过程中成为甲基供体，使吡啶羧酸转化成无毒的吡啶羧酸甲酯。

4、苯丙氨酸解氨酶(PAL)在催化木质素合成过程中，苯丙氨酸经反式肉桂酸、苯甲酸途径，合成了次生产物---水杨酸。水杨酸是水稻获得系统性抗病的重要诱导剂之一。

5、脯氨酸和硼酸增强了花粉活力，促进花粉管伸长和受精过程，提高了水稻结实率和千粒重，增加了水稻产量。

本发明技术优势：

1、本发明制剂对稻瘟病防治不是以杀死病菌为目标，而是以遏制病菌侵染、转化病菌分泌物毒害来实现增强自身抗病力，符合国际植物保护方针和未来发展方向。

2、本发明制剂以植物自身含有的内源物质为基础，通过一种主要氨基酸(蛋氨酸)转化形成乙烯和水杨酸两个具有诱导抗逆作用的诱导物，依靠和发挥自身机能，来增强抗病能力；

3、本发明制剂由植物生长发育所需的氨基酸和微量元素所组成，肥药合一：有病害发生时，则能防病；无病害发生时，则可通过补充营养而增产。

4、本发明制剂不属农药，无毒性，也克服了其他调节剂对皮肤、眼睛的刺激性。

制剂的生产方法和流程是：

第一步，根据配制总量和成分比例，计算并称取各组分；第二步，先将蛋氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸和氢氧化钠置于容器内，加2-3倍重量水，充分搅拌，至溶液澄清透明；第三步，将硼酸、苯甲酸钠和十二烷基苯磺酸钠加配制体积10-20％的水溶解，再加二甲基亚砜和二乙醇；第三步，将制得的溶液混合，加水至总体积，充分搅拌后制得成品，分装到100-1000毫升瓶中。下面以具体实施例加以说明：

实施例1(1000KG)：

脯氨酸                1.0％，

蛋氨酸                19.9％

苯丙氨酸              1.0％

硼酸                  2.0％

氢氧化钠              7.0％

磷酸二氢钾            1％

十二烷基苯磺酸钠      2.0％

二甲基亚砜            4％

乙二醇                1％

防腐剂                2％

水                    60％

实施例2(1000KG)：

脯氨酸                5.0％，

蛋氨酸                0.5％

苯丙氨酸              4.5％

硼酸                  2.0％

氢氧化钠              2.5％

磷酸二氢钾            5％

十二烷基苯磺酸钠          2.0％

二甲基亚砜                3％

乙二醇                    2％

防腐剂                    0.5％

水                        73％

实施例3(1000KG)：

脯氨酸                    5.1％，

蛋氨酸                    0.1％

苯丙氨酸                  4.8％

硼酸                      2.0％

磷酸二氢钾                5％

氢氧化钠                  3.0％

十二烷基苯磺酸钠          3.0％

二甲基亚砜                3％

二乙醇                    2％

防腐剂                    0.5％

水                        71.5％

该制剂在水稻破口期、齐穗期叶面各喷施一次，用量为：每667平方米50-100毫升，兑水20公斤。经试验调查，综合结果见下表：

                                     单位：克、千克

项目	喷施日期		水稻穗瘟防治效果			平方米收获穗数	穗粒数	结实率％	千粒重	亩产量
											发病率	病指％	防效％
			水稻抗病增产制剂	7月29日	8月7日									17.5	3.61	76.5	551	78	81	26.6	616.7
三环唑(对照)	7月29日	8月7日				16.4	5.03	77.2	548	79	80	26.2	604.3

经试验，本发明制剂对水稻穗瘟防效在75％以上，与三环唑相当。水稻亩产量616.7公斤，比三环唑增产12.4公斤。

Claims (2)

1.一种植物抗逆增产制剂，其特征在于由以下成分和重量比所组成：脯氨酸0.1-9.9％、蛋氨酸0.1-19.9％、苯丙氨酸0.1-9.9％、硼酸0.1-8％、磷酸二氢钾1-9.9％、十二烷基苯磺酸钠1-2％、二甲基亚砜0.5-5％、乙二醇1-2％及防腐剂0.5-5％，其余为水。

2.如权利要求1所述的植物抗逆增产剂，其特征在于将其用于防治水稻稻瘟病。