CN102379287A - 一种植物抗旱诱导剂及其制备和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于生物化学技术领域，具体涉及一种植物抗旱诱导剂以及该诱导剂的制备和使用方法。本发明植物抗旱诱导剂，由内核层、保护层和快速释放层组成，内核层和快速释放层中含有S-诱抗素，保护层由石蜡成分组成。本发明具有使用效果好，成本低，易于产业化等特点。

Description

一种植物抗旱诱导剂及其制备和使用方法

所属领域

本发明属于生物化学技术领域，具体涉及一种植物抗旱诱导剂以及该诱导剂的制备和使用方法。

背景技术

随着全球气候变暖的的影响，从20世纪70年代至今，地球上严重干旱地区的面积几乎扩大了一倍，干旱严重影响了农作物的生长和产量，这一现象已经开始严重影响到人类的粮食需求，2010年的西南大旱，对于粮食和蔬菜的生产造成了巨大的影响。而且随着国际粮价的大幅度攀升，人们越来越重视这一问题。解决干旱的问题只有三个途径，一是进行农田基本建设和节水灌溉；二是研究、开发更多的耐旱作物新品种；第三是通过外施植物抗逆诱导剂类物质，激活作物本身的抗旱基因，提高作物自身的抗旱能力。

天然脱落酸，S-Abscisic acid(S-ABA)，农药通用名：S-诱抗素。分子式：C15H20O4，化学名称为：5-(1′-羟基-2′，6′，6′-三甲基-4′-氧代-2′-环己烯-1′-基)-3-甲基-2-顺-4-反-戊二烯酸，化学结构式如下

天然脱落酸是植物的“抗逆诱导因子”及“平衡生长因子”，利用外源脱落酸，可启动植物抗逆基因表达，激活植物内源免疫系统，诱导植物对生物和非生物逆境(干旱、低温、盐碱、病虫害)产生抗性，提高植物的抗旱、抗寒、抗病和抗盐碱能力，可广泛应用于农林牧业、园林绿化、生态植被恢复等领域。

外源脱落酸作用于植物主要是起到信号作用，激活植物自身抗旱基因启动，通过植物自身一系列的生理反应达到抗旱的目的。但通常使用外源脱落酸抗旱剂都仅能起到一次使用启动一次抗旱基因，达不到完全启动抗旱基因的效果，一般需要在第一次使用后，间隔一周左右再次施用，通过第二次启动抗逆基因而达到使植物取得较好的抗旱效果的目的。而两次施用在劳动力成本不断增加的农业生产中越来越不可行。用什么方法可以达到既不增加劳动成本，又可以达到抗旱目的的抗旱剂。

外源脱落酸对植物的施用途径有三种，植物叶面喷施，优点是操作简单，缺点是脱落酸有效利用率低，能被植物吸收的不到2％，原因是喷洒过程中的损失和自然界中光分解的损失；植物根部吸收，优点是脱落酸利用率高，可与肥料一起施用，缺点是多次施用工作量太大；利用树干进行输液施用脱落酸，优点是利用率高，缺点是工作量太大，只适合大树使用。利用缓释技术可以有效解决活性制剂释放速度快、有效作用时间短的问题，现广泛应用于药物、肥料、农药、缓蚀剂、水处理剂、芳香剂等方面。在生产和应用过程中，按缓释剂与活性物质是否发生化学反应，缓释放技术可分为物理缓释和化学缓释放两大类。物理缓释指活性物质和缓释剂不发生化学反应，活性物质只是溶解、分散或包埋在缓释剂，从而对活性物质的释放起阻碍作用；化学缓释指活性物质与缓释剂之间以化学键相连而形成的释放体系。在该系统缓释剂一般为聚合物，而且要求活性物质和缓释剂都要有可反应的基团，缓释体系中化学键的断裂多为水解过程和生物的降解过程，释放速度取决于反应动力学过程、活性物质的扩散过程以及界面效应。

发明内容

本发明的目的在于提供一种植物抗旱诱导剂及其配方，使脱落酸在植物根部施用，一次使用，两次释放，从而达到多次启动植物本身抗旱基因的目的，更好的达到植物抗旱的效果；本发明的另一目的在于提供该植物抗旱诱导剂的制备方法和使用方法。

本发明可通过以下方式得以实现：

本发明植物抗旱诱导剂由内核层、保护层和快速释放层组成，采用二次释放的原理，施用后快速释放层中的S-诱抗素能快速释放并被植物体吸收，而由于保护层的作用，内核层中的S-诱抗素要在使用后5-10天后才能被释放并被植物体吸收，达到一次施用，S-诱抗素两次释放，两次给植物信号，两次启动植物的抗旱基因，使植物的抗旱能力得以提高。

本发明不同于一般的医药、农药缓释技术，通常的缓释技术是把有效成分在一定的时间周期内尽可能均匀的释放，从而提高有效成分的作用时间。而本发明的目的是把有效成分间隔一段时间的脉冲式释放，从而达到一次施药两次作用的目的。

由于植物种类众多，植物大小区别也比较大，所以不同植物，在不同的生长时期，对外源脱落酸启动抗旱基因的要求也不同，所以该抗旱诱导剂一般都是针对某一种植物的某一特定时期而定制的，主要是调节外源脱落酸的含量，也可根据需求加入其他种类的植物生长调节物质和其他有利于植物生长的营养物质等。

本发明的主要由聚乙烯醇(PVA)和羧甲基纤维素钠(CMC-Na)、聚丙烯酰胺、石蜡等物质形成，并可包含可溶性淀粉、多孔淀粉、γ-聚谷氨酸(γ-PGA)、硅藻土、凹凸棒土、膨润土、高岭土和甘油等辅助材料。也可根据不同植物的需求添加其他植物生长调节剂：多效唑、6-苄氨基嘌呤、烯效唑、矮壮素、吲哚乙酸、吲哚丁酸等。

可根据植物的具体需求和成本，选择不同的材料，造粒直径在2-6mm之间，两次释放时间在5-10之间就能满足S-诱抗素对植物抗旱信号作用的要求。

本发明的植物抗旱诱导剂包含S-诱抗素等有效作用成分，还含有聚乙烯醇(PVA)和羧甲基纤维素钠(CMC-Na)、可溶性淀粉等辅助物质组成的内核层；和含有S-诱抗素等有效作用成分和可溶性淀粉等辅助物质组成的快速释放层，保护层由石蜡等成分组成。

本植物抗旱诱导剂的组成和制备方法：

A：组成材质量百分比为：

S-诱抗素            0.5--10.0

聚乙烯醇            5.0-20.0

羧甲基纤维素钠      4.0-20.0

甘油                20.0-40.0

可溶性淀粉          50.0-70.0

优选质量百分比为：

S-诱抗素            1.0-7.0

聚乙烯醇            5.0-20.0

羧甲基纤维素钠      4.0-15.0

甘油                25.0-40.0

可溶性淀粉          50.0-60.0

最优质量百分比为：

S-诱抗素            2.5

聚乙烯醇            15.0

羧甲基纤维素钠      7.5

甘油                30.0

可溶性淀粉          50.0

所述材料按照以上质量比例混合，用水搅拌成糊状物，挤压造粒后在60-70摄氏度下干燥。造粒后在外边包一层石蜡保护层。

B：将S-诱抗素与辅料按照以下质量百分比混合搅拌：

S-诱抗素            0.5-10.0

甘油                20.0-45.0

可溶性淀粉          50.0-70.0

优选质量百分比例：

S-诱抗素            1.0-7.0

甘油                25.0-45.0

可溶性淀粉          50.0-70.0

最佳质量百分比例：

S-诱抗素            2.5

甘油                30.0

可溶性淀粉          67.5

将所述材料按上述比例混合搅拌均匀，用水搅拌成为糊状。

将前述A步骤制备的颗粒物放入B步骤的糊状物中，搅拌，使B步骤所得的糊状物均匀附着在A步骤制备的颗粒物上，然后将颗粒物取出，50-60摄氏度下干燥，即获得本发明所述植物抗旱诱导剂。

本发明植物抗旱诱导剂使用方法：

本发明抗旱诱导剂施用于植物根系周围。可与肥料一起混合施用。

本发明抗旱诱导剂施用后须结合一次灌溉。

本发明的抗旱诱导剂产品具有广阔的市场前景，它不但可以使用在粮食作物上，还可以使用在多种经济作物上和植树造林上，使得植物在生长过程中对水资源的耗用小，既节约了宝贵的水资源又保持周围环境的生态平衡。当植物使用了本抗旱诱导剂以后植物可以在恶劣的条件下生存，有利于生态植被的恢复重建和生态平衡的保持，尤其是对我国中西部地区、黄河流域、长江中上游的生态恢复重建意义更大。

具体实施方式

本抗旱诱导剂可根据不同植物类型(木本植物、草本植物等)，植物大小，调节S-诱抗素浓度和缓释时间，一般木本植物诱抗素含量在3-7％之间，草本植物诱抗素含量在1-3％之间，植物幼苗诱抗素含量在0.5-1％之间，下面结合实施例对发明作进一步描述：

实施例1：新疆沙漠枣树栽培

抗旱诱导剂的制备：

(一)内核层质量百分含量：

S-诱抗素            3.5

聚乙烯醇            14.0

羧甲基纤维素钠      7.5

甘油                25.0

可溶性淀粉          50.0

所述材料按照以上质量比例混合，用水搅拌成糊状物，通过挤压造粒后在65摄氏度下干燥。造粒后在外边包一层石蜡保护层。

快速释放层质量百分含量：

S-诱抗素            3.5

甘油                30.0

可溶性淀粉          66.5

将所述材料按上述质量比例混合搅拌均匀，用水搅拌成为糊状。将前述制备的颗粒物放入糊状物中，搅拌，使糊状物均匀附着在颗粒物上，然后将颗粒物取出，55摄氏度下干燥，获得植物抗旱诱导剂(一)。

将抗旱诱导剂(一)用于新疆沙漠地区枣树苗的移栽，每株枣树用5克左右，与肥料混合施于枣树苗的底部，移栽后浇一次水。

增加这一措施，枣树苗移栽成活率提高20％。

实施例2：新疆棉花栽培

(二)内核层质量百分含量：

S-诱抗素            2.5

聚乙烯醇            15.0

羧甲基纤维素钠      7.5

甘油                25.0

可溶性淀粉          50.0

所述材料按照以上质量比例混合，用水搅拌成糊状物，通过挤压造粒后在55摄氏度下干燥。造粒后在外边包一层石蜡保护层。

快速释放层质量百分含量：

S-诱抗素            2.5

甘油                30.0

可溶性淀粉          67.5

将所述材料按上述质量比例混合搅拌均匀，用水搅拌成为糊状。将前述制备的颗粒物放入糊状物中，搅拌，使糊状物均匀附着在颗粒物上，然后将颗粒物取出，65摄氏度下干燥，获得植物抗旱诱导剂(二)。

将抗旱诱导剂(二)用于新疆棉花栽培上，在棉苗3叶期后一周左右，将50克抗旱诱导剂(二)(每亩)与追肥一起施用于棉苗两旁的沟中，覆盖土后少量浇水。

试验表明，S-诱抗素抗旱诱导剂(二)能有效调节棉花生长，提高座果率，在株高、果枝苔树，单枝结铃数等方面也好于空白对照，在棉花品质和产量方面，S-诱抗素抗旱诱导剂(二)对棉花品质没有影响，而且增产效果明显，平均增产20％以上。

实施例3：冬小麦栽培

(三)内核层质量百分含量：

S-诱抗素            1.0

聚乙烯醇            15.0

羧甲基纤维素钠      9.0

甘油                25.0

可溶性淀粉          50.0

所述材料按照以上质量比例混合，用水搅拌成糊状物，通过挤压造粒后在65摄氏度下干燥。造粒后在外边包一层石蜡保护层。

快速释放层质量百分含量：

S-诱抗素            1.0

甘油                30.0

可溶性淀粉          69.0

将所述材料按上述质量比例混合搅拌均匀，用水搅拌成为糊状。

将前述制备的颗粒物放入糊状物中，搅拌，使糊状物均匀附着在颗粒物上，然后将颗粒物取出，55摄氏度下干燥，获得植物抗旱诱导剂(三)。

将抗旱诱导剂(三)用于冬小麦的栽培，在开春施追肥时，每亩追肥中添加抗旱诱导剂(三)50克，与追肥混匀，均匀的撒在麦苗的根部，浇水。可使小麦苗生长强壮，根系发达，耐旱，叶绿素含量增加，结粒时穗粒饱满，增产效果在10％以上。

Claims (8)

1.一种植物抗旱诱导剂，由内核层、保护层和快速释放层组成，内核层和快速释放层中含有S-诱抗素，保护层由石蜡成分组成。

2.权利要求1所述的植物抗旱诱导剂，其特征是：内核层由聚乙烯醇(PVA)或/和羧甲基纤维素钠(CMC-Na)或/和聚丙烯酰胺或/和可溶性淀粉或/和多孔淀粉或/和γ-聚谷氨酸(γ-PGA)或/和硅藻土或/和凹凸棒土或/和膨润土或/和高岭土或/和甘油组成。

3.权利要求1所述的植物抗旱诱导剂，其特征是：内核层和快速释放层中含有S-诱抗素或/和多效唑或/和6-苄氨基嘌呤或/和烯效唑或/和矮壮素或/和吲哚乙酸或/和吲哚丁酸。

4.权利要求1所述植物抗旱诱导剂的制备方法：

A：组成材料质量百分比为：

S-诱抗素        0.5-10.0

聚乙烯醇        5.0-20.0

羧甲基纤维素钠  4.0-20.0

甘油            20.0-40.0

可溶性淀粉      50.0-70.0

所述材料按照以上质量比例混合，并用水搅拌成糊状物，挤压造粒后在60-70摄氏度下干燥，造粒后在外边包一层石蜡保护层；

B：将S-诱抗素与辅料按照以下质量百分比混合搅拌：

S-诱抗素        0.5-10.0

甘油            20.0-45.0

可溶性淀粉      50.0-70.0

将所述材料按上述比例混合均匀，用水搅拌成为糊状；

将前述A步骤制备的颗粒物放入B步骤的糊状物中，搅拌，使B步骤所得的糊状物均匀附着在A步骤制备的颗粒物上，然后将颗粒物取出，50-60摄氏度下干燥，即获得本发明所述植物抗旱诱导剂。

5.权利要求4所述植物抗旱诱导剂的制备方法，其特征是：

A：组成材料质量百分比为：

S-诱抗素        1.0-7.0

聚乙烯醇        5.0-20.0

羧甲基纤维素钠  4.0-15.0

甘油            25.0-40.0

可溶性淀粉      50.0-60.0

B：将S-诱抗素与辅料按照以下质量百分比混合搅拌：

S-诱抗素        0.5-7.0

甘油            25.0-45.0

可溶性淀粉      50.0-70.0。

6.权利要求5所述植物抗旱诱导剂的制备方法，其特征是：

A：组成材料质量百分比为：

S-诱抗素        2.5

聚乙烯醇        15.0

羧甲基纤维素钠  7.5

甘油            30.0

可溶性淀粉      50.0

B：将S-诱抗素与辅料按照以下质量百分比混合搅拌：

S-诱抗素        2.5

甘油            30.0

可溶性淀粉      67.5。

7.权利要求1所述植物抗旱诱导剂的使用方法，其特征是：单独或与肥料一起混合施用于植物根系周围。

8.权利要求7所述植物抗旱诱导剂的使用方法，其特征是：施用后进行一次灌溉。