CN101803613A

CN101803613A - 甜菜抗逆增产增糖苗期复合生长调节剂及用法

Info

Publication number: CN101803613A
Application number: CN200910218121A
Authority: CN
Inventors: 李文; 王鑫; 刘迎春; 庞凤仙; 杨波
Original assignee: Jilin Academy of Agricultural Sciences
Current assignee: Jilin Academy of Agricultural Sciences
Priority date: 2009-12-28
Filing date: 2009-12-28
Publication date: 2010-08-18
Anticipated expiration: 2029-12-28
Also published as: CN101803613B

Abstract

本发明涉及甜菜抗逆增产增糖苗期复合生长调节剂及用法。该复合调节剂由植物激素和Ca²等多种信号物质组成，特别适合盐碱和干旱环境条件下使用，能够诱导甜菜抗逆基因的表达，促进甜菜与环境、个体与群体、根体与地上部、植株外部形态与内部生理功能的协调统一。在甜菜移栽后能更有效地增强抗盐碱、抗旱和抗病能力，解决受到盐碱、干旱和病害蔓延的影响而造成的甜菜产量和含糖率逐年降低的问题。该调节剂兼有普通壮苗剂的特性，亦能解决甜菜育苗过程中幼苗存在徒长、易感病和苗弱问题，在盐碱和干旱环境条件下甜菜根产量达47267.47kg/hm²，增产16-18％；含糖率16.1％，增加0.9-1.2％；增产增糖效果明显。

Description

甜菜抗逆增产增糖苗期复合生长调节剂及用法

技术领域

本发明属于农作物种植技术领域，具体涉及甜菜抗逆增产增糖苗期复合生长调节剂及用法。

背景技术

甜菜不仅是一种制糖原料，而且也是一种重要的生产乙醇的原料。栽培甜菜是在人工选择的作用下，由野生普通甜菜(B.Vulgaris)逐步培育而形成的。野生普通甜菜起源于西亚、地中海沿岸及西欧一带，具备各种抗逆基因。甜菜经二百余年人工栽培，适应在舒适的条件下生长发育，使其某些抗逆机能逐渐衰退，某些基因由于长期未能充分表达而逐渐处于休眠状态，成为所谓的隐性基因。现代科学研究表明，只要探明激活基因的条件和方法，创造适当的环境与条件就可以将生物体内固有而处于休眠状态的隐性基因加以激活，使生物自身的潜能得以充分发挥，而生物在这方面的潜能是很大的。随着人们对植物基因诱导活化作用研究的逐步深入，发现农作物的某些抗逆功能往往是由多种基因控制的复杂生命过程，常常要多种信号物质(如植物激素和Ca²⁺等)协同作用方能奏效。抗逆基因的表达需要有多种基因诱导剂从各种信号传递途径去激发有关的基因，使其充分表达而完成不同的抗逆需求。已表明脱落酸、水杨酸、甜菜碱与Ca²⁺等信号物质在植物的生长发育过程中，其主要功能是诱导植物产生对不良生长环境(逆境)的抗性，如诱导植物产生抗旱性、抗病性、耐盐性等。它们作为逆境信号，活化了有关抗性基因。

植物细胞中钙/钙调素信号系统被证明是广泛存在的胞内信号传导途径之一。钙在植物生理活动中起着重要的作用，各种外界和内在的信号因子所导致的植物反应大多通过钙信号来转导。钙作为简单的金属离子调控如此众多的细胞活动，主要是通过作用于其下游的信号分子来实现的。蛋白质的磷酸化与去磷酸化是生物体内的一种重要的调节方式，几乎参与了所有的生理及病理过程，如糖代谢、光合作用、细胞的生长发育、基因表达和神经递质的合成与释放等等，在细胞的信号转导过程中起极其重要的作用。

中国甜菜的种植区域主要分布在“三北”地区，由于受到盐碱、干旱和病害蔓延的影响，甜菜产量和含糖率在逐年降低。解决这一问题的最有效、最可行的技术措施是采用化学调控技术调控有效基因的表达，增强抗逆性，配合现有技术如纸筒育苗技术，提高产量和含糖。早在1928年，Went就曾指出“如果没有生长素(植物激素)，植物就不可能生长”。植物生长是受许多内、外界因素调节的，但植物激素在植物生长中起着非常重要的作用。在甜菜生育代谢过程中，任何一种促进根分生组织的活跃性、加强物质代谢活动、控制生长中心适期转移、提高光合性能、增加物质积累以及合理分配等措施，都对提高甜菜的产量及含糖率具有重要作用，而植物生长调节剂恰具有上述作用。

20世纪后期，田文勋、赵景阳等发明了甜菜壮苗剂(中国专利号：CN1042890C)，解决了甜菜育苗过程中幼苗存在徒长、易感病和苗弱问题，有效地控制了甜菜的徒长，使幼苗根系发达，植株健壮，提高了抗病性。该发明提供了一种壮苗剂，为甜菜纸筒育苗培育壮苗提供了一种有效措施。目前，尽管市场上出现了诸如丰产素、喷施宝等植物生长调节剂，但是，由于其激素成分单一或对甜菜针对性不强，不能有效地诱导抗逆基因的表达，而使移栽后的甜菜对盐碱、干旱和病原菌侵染的抵御能力十分有限。

目前，我国“三北”地区盐碱地、山坡地、沙荒地等边际性土地长期未得到有效开发，制糖业与生物质转化对资源的潜在需求巨大而现实供给严重匮乏。在这种情况下，就迫切需要发明一种由多种激素和Ca²等信号物质组成的复合型生长调节剂，通过系统诱导作用激活甜菜多重活性，增强抗逆性，提高产量和含糖。

发明内容

为了解决已有技术的不足，本发明提供了甜菜抗逆增产增糖苗期复合生长调节剂(以下简称化控I)及用法。

本发明的第一个目的是提供一种甜菜苗期使用的抗逆增产增糖复合生长调节剂。

本发明的第二个目的是提甜菜抗逆增产增糖苗期复合生长调节剂的用法。

本发明提供的甜菜抗逆增产增糖复合生长调节剂，为如下的成分和配比组成的均匀混合溶液：

脱落酸(ABA)∶多效唑(MET)∶赤霉素(GA₃)∶吲哚乙酸(IAA)∶6-苄基氨基腺嘌呤(6-BA)∶水杨酸(SA)∶无水乙醇∶十二烷基磺酸钙∶吐温80∶氯化钙(CaCl₂)∶硫酸锰(MnSO₄)∶硫酸锌(ZnSO₄)∶黄腐酸∶二甲基亚砜∶水为1.3-1.7∶1.5-2.5∶1.3-1.7∶1.8-2.2∶1.3-1.7∶25-35∶150-200∶20-50∶10-30∶220-280∶50-80∶50-80∶30-70∶10-20∶600-800；所述的无水乙醇的配比涉及的量纲为体积ml，其余的材料的配比涉及的量纲为质量g。

化控I的优选例的成分和配比如下：

脱落酸(ABA)∶多效唑(MET)∶赤霉素(GA₃)∶吲哚乙酸(IAA)∶6-苄基氨基腺嘌呤(6-BA)∶水杨酸(SA)∶无水乙醇mL∶十二烷基磺酸钙∶吐温80∶氯化钙(CaCl₂)∶硫酸锰(MnSO₄)∶硫酸锌(ZnSO₄)∶黄腐酸∶二甲基亚砜∶水为1.5∶2.0∶1.5∶2.0∶1.5∶30∶200∶30∶30∶250∶50∶50∶50∶10∶650；所述的无水乙醇的配比涉及的量纲为体积ml，其余的材料的配比涉及的量纲为质量g。

化控I的制备方法如下：

甲组溶液：按化控I成分配比，称取脱落酸(ABA)、多效唑(MET)、赤霉素(GA₃)吲哚乙酸(IAA)、6-苄基氨基腺嘌呤(6-BA)和水杨酸(SA)，依次溶于无水乙醇中，所述的脱落酸(ABA)质量g∶无水乙醇的体积m L为1.3-1.7∶于150-200，然后按配比依次加入十二烷基磺酸钙、吐温80，搅拌均匀；

乙组溶液：按配比，称取CaCl₂、MnSO₄、50-80g ZnSO₄，依次溶于80-90℃配比量的水中，然后按配比加黄腐酸、二甲基亚砜，搅拌均匀，静置1小时；

在室温下，将上述两组溶液混合，搅拌均匀，得到化控I。

甜菜抗逆增产增糖苗期复合生长调节剂用法如下：

利用纸筒育苗方式育苗，在幼苗第一对真叶展开时喷施化控I。按化控I均匀混合溶液兑水50-100倍液用喷雾器喷施于甜菜叶面上，每公斤喷1册纸筒苗床中；移栽起苗的前一天进行第二次喷施，第二次喷施量同前一次喷施。

甜菜抗逆增产增糖苗期复合生长调节剂，除了与现有甜菜壮苗剂在培育壮苗上具有相同的效果外，其显著特点在于增加了信号物质，能够有效的诱导甜菜抗逆基因的表达，为移栽后抵御盐碱和干旱胁迫奠定基础。化控I中的脱落酸(ABA)、Ca²⁺、水杨酸(SA)可提高甜菜病害防御酶系，即过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性，使病情指数下降，同时水杨酸(SA)可以引起甜菜叶片中吲哚乙酸(IAA)和赤霉素(GA₃)含量的提高，能够避免脱落酸(ABA)对幼苗的过度抑制。

下面的给出本发明提供的甜菜苗期使用的抗逆增产增糖复合生长调节剂试验及应用效果。

1.试验方法

田间试验安排在吉林省洮南市黑水镇，供试土壤含盐量为0.58％，PH值为8.5，肥力中等。供试品种：HYB74。试验设3个处理：

(1)利用纸筒育苗方式育苗，在幼苗第一对真叶展开时喷施甜菜抗逆增产增糖苗期复合生长调节剂。按甜菜抗逆增产增糖苗期复合生长调节剂均匀混合溶液兑水100倍液用喷雾器喷施于甜菜叶面上，每公斤喷1册纸筒苗床中；移栽起苗的前一天进行第二次喷施，第二次喷施量同前一次喷施。

(2)甜菜壮苗剂(ZL94100317.5)：每袋药品6.5g用温水0.5kg溶解后，再加水至溶液重4kg，搅均后在真叶展开时浇于4册纸筒苗床中。

(3)对照(CK)：在真叶展开时，4kg清水浇于4册纸筒苗床中。试验在当地常规施肥基础上进行，采用随机区组设计，四次重复，4行区，行长8m，行距0.6m，株距0.2m。

2.试验结果

2.1甜菜抗逆增产增糖苗期复合生长调节剂对甜菜生长发育的影响

移栽前对各处理随机抽取20株幼苗测定苗高、胚轴长等性状，结果列于表1。移栽后15天测量苗高、叶鲜重等农艺性状，结果列于表2，并将叶片与全植株生长效应图示于图1a。从表1结果可以看出，移栽前化控I与生产上常用的甜菜壮苗剂缩短了苗高和胚轴长，使胚轴加粗，增加了叶片厚、叶片数、植株鲜重和根长，二者在苗床期间对幼苗的影响差别不大，但其效果均明显高于对照。移栽后15天，化控I对幼苗生长效应明显高于甜菜壮苗剂(表2)。

表1移栽前幼苗生长效应

注：表中数据是4次重复的平均值。

表2移栽后幼苗生长效应

注：表中数据是4次重复的平均值，同列数据后有相同字母表示在P＝0.05水平差异不显著。

2.2甜菜抗逆增产增糖苗期复合生长调节剂对甜菜抗逆性的影响

移栽后15天测定了POD活性、脯氨酸含量和叶绿素含量，结果列于表3，并图示于图2a-2e。由表3可以看出，经过甜菜抗逆增产增糖苗期复合生长调节剂处理后，与清水对照相比，显著提高了甜菜幼苗叶片在盐碱胁迫下的过氧化物酶(POD)活性、脯氨酸含量，降低了相对电导率，说明甜菜抗逆增产增糖苗期复合生长调节剂能增强盐碱胁迫下幼苗叶片膜的稳定性。甜菜抗逆增产增糖苗期复合生长调节剂处理提高了根中TTC还原强度，增强了幼苗根系活力。甜菜抗逆增产增糖苗期复合生长调节剂与甜菜壮苗剂(ZL94100317.5)相比，除叶绿素含量差异不显著外，其余4项生理指标均达到了显著水准，说明甜菜抗逆增产增糖苗期复合生长调节剂在增强甜菜抗逆性方面显著优于甜菜壮苗剂(ZL94100317.5)。

表3甜菜抗逆增产增糖苗期复合生长调节剂对甜菜生理性状的影响

2.3甜菜抗逆增产增糖苗期复合生长调节剂对甜菜产质量的影响

试验区于10月4日起收，并测产、检糖，结果列于表4。在盐碱胁迫下甜菜抗逆增产增糖苗期复合生长调节剂与清水对照相比增产16.38％，增产幅度高于甜菜壮苗剂(ZL94100317.5)。在含糖方面，甜菜抗逆增产增糖苗期复合生长调节剂显著高于对照，而甜菜壮苗剂(ZL94100317.5)与对照相比差异不显著。

表4各处理产质量结果

注：表中数据是4次重复的平均值，*，**表示与对照相比在P＝0.05和P＝0.01水平下差异显著。

综合上述，甜菜抗逆增产增糖苗期复合生长调节剂克服了甜菜壮苗剂(ZL94100317.5)的不足，能够更加有效地抵抗逆境(盐碱、干旱环境)，提高了边际性土地上的甜菜根产量和含糖率，增产增糖效果显著优于同类产品。

有益效果：

本发明提供了甜菜抗逆增产增糖苗期复合生长调节剂及用法，该复合调节剂由植物激素和Ca²等多种信号物质组成，特别适用于盐碱和干旱环境条件下使用，能够诱导甜菜抗逆基因的表达，促进甜菜与环境、个体与群体、根体与地上部、植株外部形态与内部生理功能的协调统一。在甜菜移栽后能够更加有效地增强抗盐碱、抗旱和抗病能力，解决我国“三北”地区由于受到盐碱、干旱和病害蔓延的影响而造成的甜菜产量和含糖率逐年降低的问题。该调节剂兼有普通壮苗剂的特性，亦能解决甜菜育苗过程中幼苗存在徒长、易感病和苗弱问题，甜菜根产量增加16-18％；含糖率增加0.9-1.2％；增产增糖效果显著优于同类产品。

附图说明

图1是柱形图。显示甜菜抗逆增产增糖苗期复合生长调节剂对叶片和全株鲜重的影响。

图2a-2e是柱形图。显示甜菜抗逆增产增糖苗期复合生长调节剂对移栽后甜菜抗盐碱生理性状的影响，其效果显著优于生产上使用的甜菜壮苗剂。

图3a-3b是柱形图。显示甜菜抗逆增产增糖苗期复合生长调节剂对叶片蒸腾强度和组织水势的影响。

图4a-4b是柱形图。显示甜菜抗逆增产增糖苗期复合生长调节剂对褐斑病病情指数和根腐病罹病率的影响。

图5a-5b是柱形图。显示甜菜抗逆增产增糖苗期复合生长调节剂对根产量和含糖率的影响。

具体实施方式

实施例1

在本实施例中评价了甜菜抗逆增产增糖苗期复合生长调节剂对甜菜抗旱性、产量和含糖量的影响。

1、试验方法

田间试验安排在吉林省白城地区(该区年降水量不足300mm)金祥乡，供试土壤含盐量为0.55％，PH值为8.7，肥力中等。供试品种：HYB13。试验设4个处理：

(1)利用纸筒育苗方式育苗，在幼苗第一对真叶展开时喷施甜菜抗逆增产增糖苗期复合生长调节剂。按甜菜抗逆增产增糖苗期复合生长调节剂均匀混合溶液兑水100倍液用喷雾器喷施于甜菜叶面上，，每公斤喷1册纸筒苗床中；移栽起苗的前一天进行第二次喷施，第二次喷施量同前一次喷施。

(2)甜菜壮苗剂(ZL94100317.5)：每袋药品(6.5g)用少量温水(0.5kg)溶解后，再加水至药液重4kg，搅均后在真叶展开时浇于4册纸筒苗床中。

(3)0.01％丰产素：在真叶展开时喷施，每公斤稀释好的试剂喷于1册纸筒苗床中。

(4)对照(CK)：在真叶展开时，4kg清水浇于4册纸筒苗床中。

试验在当地常规施肥基础上进行，采用随机区组设计，四次重复，4行区，行长8m，行距0.6m，株距0.25m。

2、试验结果：

移栽后15天测定蒸腾强度、组织水势，每小区取16株进行测定，结果列于表5，并图示于图3a-3b。10月3日收获并测产、检糖，结果列于表6。用化控I溶液处理显著导致了蒸腾强度的降低和叶片组织水势的提高，增强了甜菜的抗旱性。由表6可见，用化控I溶液处理最终导致了产量和含糖量的提高，产量增加了18.33％，含糖量提高了0.9％，表明本发明优于同类产品。

表5 甜菜抗逆增产增糖苗期复合生长调节剂对甜菜抗旱性的影响

表6各处理产质量结果

实施例2

在本实施例中评价了甜菜抗逆增产增糖苗期复合生长调节剂对甜菜抗病性、产量和含糖量的影响。

1.试验方法

田间试验安排在吉林省通榆县双岗镇郊，供试土壤含盐量为0.6％，PH值为8.9。供试品种：HYB13。试验设4个处理：

(2)甜菜壮苗剂(ZL94100317.5)：每袋药品6.5g用少量温水0.5kg溶解后，再加水至药液重4kg，搅均后在真叶展开时浇于4册纸筒苗床中。

(4)对照(CK)：在真叶展开时，4kg清水浇于4册纸筒苗床中。

3.试验结果：

于8月25日调查褐斑病和根腐病发病率，结果列于表7，并图示于图4a-4b。10月8日收获并测产、检糖，结果列于表8，并图示于图5a-5b。用化控I溶液处理显著导致了褐斑病病情指数和根腐病罹病率的降低.增强了甜菜的抗病性。由表8可见，用化控I溶液处理最终导致了产量和含糖量的提高，产量增加了16.37％，含糖量提高了1.1％。

表7甜菜抗逆增产增糖苗期复合生长调节剂对甜菜抗病性的影响

表6各处理产质量结果

Claims

1.甜菜抗逆增产增糖苗期复合生长调节剂，其特征在于，其为如下的成分和配比组成的均匀混合溶液：

脱落酸∶多效唑∶赤霉素∶吲哚乙酸∶6-苄基氨基腺嘌呤∶水杨酸∶无水乙醇∶十二烷基磺酸钙∶吐温80∶氯化钙∶硫酸锰∶硫酸锌∶黄腐酸∶二甲基亚砜∶水为1.3-1.7∶1.5-2.5∶1.3-1.7∶1.8-2.2∶1.3-1.7∶25-35∶150-200∶20-50∶10-30∶220-280∶50-80∶50-80∶30-70∶10-20∶600-800；所述的无水乙醇的配比涉及的量纲为体积ml，其余的材料的配比涉及的量纲为质量g。

2.如权利要求1所述的甜菜抗逆增产增糖苗期复合生长调节剂，其特征在于其为如下的成分和配比组成的均匀混合溶液：

脱落酸∶多效唑∶赤霉素∶吲哚乙酸∶6-苄基氨基腺嘌呤∶水杨酸∶无水乙醇∶十二烷基磺酸钙∶吐温80∶氯化钙∶硫酸锰∶硫酸锌∶黄腐酸∶二甲基亚砜∶水为1.5∶2.0∶1.5∶2.0∶1.5∶30∶200∶30∶30∶250∶50∶50∶50∶10∶650；所述的无水乙醇的配比涉及的量纲为体积ml，其余的材料的配比涉及的量纲为质量g。

3.如权利要求1所述的甜菜抗逆增产增糖苗期复合生长调节剂的用法，其特征在于步骤和条件如下：

利用纸筒育苗方式育苗，在幼苗第一对真叶展开时喷施化控I，按化控I均匀混合溶液兑水50-100倍液用喷雾器喷施于甜菜叶面上，每公斤喷1册纸筒苗床中；移栽起苗的前一天进行第二次喷施，第二次喷施量同前一次喷施。