CN101361483B - 一种玉米抗低温增产调节剂及其制备方法 - Google Patents

一种玉米抗低温增产调节剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种玉米抗低温增产调节剂及其制备方法，所述玉米抗低温增产调节剂含有如下浓度的组分：聚天冬氨酸盐100g/L，植物生长调节剂20.05～30.05g/L，活性剂和展着剂65～67g/L，溶剂为水。本发明玉米抗低温增产调节剂能够使玉米增产20％以上，同时能够提高玉米抗冷性和抗倒伏能力。

Description

一种玉米抗低温增产调节剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种植物生长调节剂，特别涉及一种玉米抗低温增产调节剂。
背景技术
玉米是我国三大主粮作物之一，东北地区(包括黑龙江省、吉林省、辽宁省)是我国最大的玉米优势种植区，对国内粮食市场影响巨大。然而，东北地区位于北纬38°到53°之间，纬度高且跨越幅度大，常年平均气温为0.5～6℃，气温低且积温也低，虽然可以满足一年一熟作物生长的需要，但低温冷害是导致玉米产量不高不稳的主要影响因子，遇到严重的低温冷害年可减产百亿公斤以上。
建国以来较严重的低温冷害年有5次，即1954、1957、1969、1972、1976年。严重冷害的频率以大、小兴安岭、长白山地区和三江平原最高，平均4～5年一次。其余地区的冷害频率在10～20％之间。在低温冷害年，农作物平均减产约13—35％。
因此，增强玉米抗低温冷害的能力对保证东北地区春玉米高产稳产具有极其重要的意义。
已有研究表明，在冷害胁迫下，采取合理的栽培生理措施可以在一定范围内缓解冷害对玉米的影响。其中被动避冷措施包括深松伤根促早熟，站秆晾晒增粒重，打老叶通风提温促早熟，去雄穗保养分促早熟，扒苞叶提温促早熟等措施，但是，这些措施在一定程度上促早熟，并不能使玉米正常成熟，同样导致减产；地膜覆盖、育苗移栽增温措施可以有效地保护玉米免遭低温冷害的影响，但是费工费时费资金，且只能在苗期有效，玉米生育后期没有可操作性，因此，不能大面积推广。主动抗冷措施包括叶面喷磷肥、喷施增温剂和植物生长延缓剂如乙烯利、多效唑、嘧啶醇、矮壮素等，虽然这些措施在一定程度上增加了玉米的抗冷性，但是，叶面喷施延缓剂处理给玉米造成的减产效果甚至大于冷害的影响，所以，实际应用效果不佳，无法大面积应用于生产。
因此，协调抗冷性与高产性之间的关系，同时提高玉米的抗冷性和高产性，将对稳定提高我国东北地区春玉米产量具有极其重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种双重提高玉米抗冷性和高产性的植物生长调节剂。
本发明提供一种玉米抗低温增产调节剂，该调节剂含有如下组分：聚天冬氨酸盐100g/L，植物生长调节剂20.05～30.05g/L，活性剂和展着剂65～67g/L，溶剂优选为水。
所述聚天冬氨酸盐优选为聚天冬氨酸钾(Polyaspartic acidpotassium，PASPK)，主要功能为改善玉米内部生理代谢过程，提高玉米抗冷性。优选地，本发明使用浓度为500g/L的聚天冬氨酸盐溶液，该溶液可由如下方法制备得到：首先称取43.51g氢氧化钾或氢氧化钠溶于80ml水中，然后，加入56.49g聚天冬氨酸，反应完全后，用水定容至200ml即可得到500g/L的聚天冬氨酸盐溶液。其中聚天冬氨酸(Polyaspartic acid，PASP)的分子式为C4H6NO3(C4H5NO3)C4H6NO4，分子量为1000-5000，纯品为浅褐色结晶，难溶于水、丙酮、乙酸乙酯。在玉米生长发育过程中，聚天冬氨酸通过激活磷酸二酯酶和调节钙代谢改善细胞的生理功能，通过诱导调控第二信使系统(钙调素)(董晓伟等，海洋科学，2004，28(4)：62～65)，改善玉米生长发育过程中内源激素的平衡状态，提高玉米体细胞的免疫力。聚天冬氨酸盐具有抗氧化、抗衰老的特性，可以清除组织中产生的活性氧，具有保护酶的活性，可以提高玉米抵御低温胁迫的能力，在低温胁迫下，保证玉米正常的生长发育。
所述植物生长调节剂优选为α-萘乙酸和6-糠氨基嘌呤，其中α-萘乙酸能够促进玉米根系和茎秆发育，6-糠氨基嘌呤能够促进玉米穗部发育。
α-萘乙酸的分子式为C12H10O2，分子量为186.21，沸点285℃，熔点126-135℃，为白色至米黄色结晶性粉末，无臭无味，微溶于冷水、乙醇，溶于苯、乙酸，易溶于碱液等。α-萘乙酸能够促进作物的新陈代谢和光合作用，如促进细胞分裂与扩大，诱导形成不定根等，也可促使各种植物插条生根、开花，提高发芽率，使农作物早熟、多产。其主要功能为促进玉米建立庞大根系和强壮植株体，增强茎秆抗倒力学强度，延长叶片寿命和功能期。
6-糠氨基嘌呤(6-(Furfurylamino)purine，6-KT)的化学名称为6-呋喃甲基氨基嘌呤，分子式为C10H9N5O，分子量为215.21。其为白色结晶粉末，熔点266-269℃，系两性化合物，易溶于稀盐酸或稀碱溶液；难溶于水、乙醇、乙醚和丙酮。6-糠氨基嘌呤能够促进细胞分裂、分化、和生长并延缓衰老，同时能够调节营养物质的运输，促进结实。其主要功能为改善玉米穗部发育状况，减少秃尖，提高受精率，增加单穗籽粒数，提高千粒重等。
所述活性剂和展着剂可以选用曲拉通(Triton)和吐温(Tween)系列，优选为吐温系列。活性剂和展着剂可促进药液在植株叶片表面浸润，促进药液吸收，有效提高药液的作用效果。
在上述玉米抗低温增产调节剂中，所述α-萘乙酸、6-糠氨基嘌呤与聚天冬氨酸盐的重量百分比为400～600:1～2.5:2000。
本发明还提供了一种制备上述玉米抗低温增产调节剂的制备方法，该方法包括以下步骤：首先将配方比例的氢氧化钾或氢氧化钾溶于水中，然后加入配方比例的聚天冬氨酸，合成配方比例的聚天冬氨酸盐溶液；然后依次加入配方比例的α-萘乙酸、6-糠氨基嘌呤及活性剂与展着剂，最后用水定容。
本发明玉米抗低温增产调节剂可以在玉米三叶期、拔节期、灌浆期施用，施用时兑水稀释成500～700倍液，然后喷施于叶面。
本发明玉米抗低温增产调节剂主要含有聚谷氨酸盐、α-萘乙酸和6-糠氨基嘌呤，这三种物质共同作用，使该产品具有增强抗冷性和抗倒伏能力、提高产量三重功能，并且这三种物质具有显著的协同增效作用。因此，本发明调节剂能够显著增强玉米抵御低温冷害的能力，增加玉米的穗粒数和千粒重，使玉米产量提高20％以上。同时该产品具有成本低、使用方便等特点，易于推广应用，对我国玉米生产具有积极的推动作用。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
将43.51g氢氧化钾溶于80ml水中，然后加入56.49g聚天冬氨酸，反应完全后用水定容至200ml，然后依次加入20gα-萘乙酸、50mg6-糠氨基嘌呤和65g土温20，最后用水定容至1000ml，即得本发明的玉米抗低温增产调节剂。
实施例2
将43.51g氢氧化钾溶于80ml水中，然后加入56.49g聚天冬氨酸，反应完全后用水定容至200ml，然后依次加入20gα-萘乙酸、75mg6-糠氨基嘌呤和65g土温40，最后用水定容至1000ml，即得本发明的玉米抗低温增产调节剂。
实施例3
将43.51g氢氧化钾溶于80ml水中，然后加入56.49g聚天冬氨酸，反应完全后用水定容至200ml，然后依次加入20gα-萘乙酸、100mg6-糠氨基嘌呤和67g土温20，最后用水定容至1000ml，即得本发明的玉米抗低温增产调节剂。
实施例4
将43.51g氢氧化钾溶于80ml水中，然后加入56.49g聚天冬氨酸，反应完全后用水定容至200ml，然后依次加入20gα-萘乙酸、125mg6-糠氨基嘌呤和67g土温20，最后用水定容至1000ml，即得本发明的玉米抗低温增产调节剂。
实施例5
将43.51g氢氧化钠溶于80ml水中，然后加入56.49g聚天冬氨酸，反应完全后用水定容至200ml，然后依次加入22.5gα-萘乙酸和50mg6-糠氨基嘌呤和67g土温40，最后用水定容至1000ml，即得本发明的玉米抗低温增产调节剂。
实施例6
将43.51g氢氧化钠溶于80ml水中，然后加入56.49g聚天冬氨酸，反应完全后用水定容至200ml，然后依次加入25gα-萘乙酸、50mg6-糠氨基嘌呤和65g土温20，最后用水定容至1000ml，即得本发明的玉米抗低温增产调节剂。
实施例7
将43.51g氢氧化钾溶于80ml水中，然后加入56.49g聚天冬氨酸，反应完全后用水定容至200ml，然后依次加入27.5gα-萘乙酸、50mg6-糠氨基嘌呤和67g曲拉通X-100，最后用水定容至1000ml，即得本发明的玉米抗低温增产调节剂。
实施例8
将43.51g氢氧化钾溶于80ml水中，然后加入56.49g聚天冬氨酸，反应完全后用水定容至200ml，然后依次加入30gα-萘乙酸、50mg6-糠氨基嘌呤和65g曲拉通X-114，最后用水定容至1000ml，即得本发明的玉米抗低温增产调节剂。
实施例9
叶面喷施调节剂
将实施例1、2、3、4的调节剂兑水稀释成700倍液，实施例5、6、7、8兑水稀释成500倍液，在玉米三叶期、拔节期、灌浆期喷施于叶面。
表1聚天冬氨酸钾(PASPK)、α-萘乙酸(NAA)和6-糠氨基嘌呤
(6-KT)的浓度梯度(浓度单位：g/L)
表2聚天冬氨酸钾(PASPK)、α-萘乙酸(NAA)和6-糠氨基嘌呤
(6-KT)对玉米抗冷性的影响
Figure G2008102244217D00062
实施例10协同作用实验
实验一、本发明玉米抗低温增产调节剂对玉米抗冷性的影响
选择聚天冬氨酸钾、α-萘乙酸和6-糠氨基嘌呤为主要组分，分别设置0、1、2、3四个浓度梯度(浓度梯度见表1)，进行排列组合，共计63个处理1个对照，以郑单958为测试品种，于玉米幼苗三叶一心期叶面喷施6小时后，放入4℃低温培养室处理4天，取样测定超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量，每处理3次重复。
实验结果(如表2所示)表明共同施用这三种组分能够显著提高玉米幼苗的抗冷性，使玉米幼苗中超氧化物歧化酶和过氧化物酶的活性分别提高了123.4％和155.0％，丙二醛含量降低了51.6％，其效果显著优于单独施用其中任一组分的效果，其中SOD活性的增加幅度(123.4％)高于这三种组分单独施用时SOD活性的增加幅度之和(111％)。
表3聚天冬氨酸钾(PASPK)、α-萘乙酸(NAA)和6-糠氨基嘌呤
(6-KT)对玉米产量的影响
Figure G2008102244217D00071
实验二、本发明玉米抗低温增产调节剂对玉米产量的影响
选择聚天冬氨酸钾、α-萘乙酸和6-糠氨基嘌呤为主要组分，分别设置0、1、2、3四个浓度梯度(浓度梯度见表1)，进行排列组合，共计63个处理1个对照，以郑单958为测试品种，进行大田实验，于大喇叭口期叶面喷施，每处理三次重复。成熟期收获，测产。
如表3所示，实验结果表明共同施用这三种组分能够显著提高玉米产量，使玉米植株的干物质重量增加2.5％，穗粒数增加14％，千粒重增加14％，亩产量平均提高20.3％，而三种组分单独施用时植株干物重增加幅度之和仅为2.1％、亩产量增加幅度之和仅为16.2％，低于三种组分共同施用时的增加幅度，可见这三种组分共同施用具有显著的协同增效作用。
表4聚糠萘合剂对玉米抗冷性、抗倒伏性和增产效果的影响
Figure G2008102244217D00081
实施例11抗冷性、抗倒伏性和增产实验
于2006年和2007年辽宁省、吉林省和黑龙江省进行多点示范试验，取实施例1抗低温增产调节剂稀释500倍，于玉米3叶期、拔节期和灌浆期进行叶面喷施，对照不喷施。实验结果如表4所示，施用该玉米抗低温增产调节剂的所有参试玉米均未发生冷害，而对照田均发生不同程度的冷害影响，冷害包括弱小苗和红紫苗，受害率介于42％～80％；施用该玉米抗低温增产调节剂的所有参试玉米均未发生倒伏，而对照田均倒伏发生率介于18.2％～51.1％；施用抗低温增产调节剂的玉米产量平均比对照提高27％以上。

Claims (6)

1.一种玉米抗低温增产调节剂，其含有如下组分：聚天冬氨酸盐100g/L，植物生长调节剂20.05～30.05g/L，活性剂和展着剂65～67g/L；
其中植物生长调节剂包括α-萘乙酸和6-糠氨基嘌呤；
所述的聚天冬氨酸盐为500g/L的聚天冬氨酸盐溶液；
所述的活性剂和展着剂包括曲拉通系列和吐温系列。
2.如权利要求1所述的玉米抗低温增产调节剂，其特征在于，所述的聚天冬氨酸盐为聚天冬氨酸钾。
3.如权利要求1或2所述的玉米抗低温增产调节剂，其为水剂。
4.如权利要求1或2所述的玉米抗低温增产调节剂，其特征在于，α-萘乙酸、6-糠氨基嘌呤与聚天冬氨酸盐的重量百分比为400～600∶1～2.5∶2000。
5.一种制备如权利要求1-4任一项所述玉米抗低温增产调节剂的方法，其包括如下步骤：
首先称取43.51g氢氧化钾或氢氧化钠溶于80ml水中，加入56.49g聚天冬氨酸，反应完全后，用水定容至200ml即可得到500g/L的聚天冬氨酸盐溶液；然后依次加入配方比例的α-萘乙酸、6-糠氨基嘌呤及活性剂与展着剂，最后用水定容。
6.如权利要求1-4任一项所述的玉米抗低温增产调节剂在提高玉米抗冷性、抗倒伏性和产量中的应用。
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Granted publication date: 20110727

Termination date: 20191014