CN102669182A

CN102669182A - 一种水稻生长调节剂及其制备方法和使用方法

Info

Publication number: CN102669182A
Application number: CN2012101817735A
Authority: CN
Inventors: 杨代凤; 董明辉; 顾俊荣; 陈培峰; 乔中英; 邓金花; 刘腾飞
Original assignee: TAIHU LAKE AREA INSTITUTE OF AGRICULTURAL SCIENCES
Current assignee: TAIHU LAKE AREA INSTITUTE OF AGRICULTURAL SCIENCES
Priority date: 2012-06-05
Filing date: 2012-06-05
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2032-06-05
Also published as: CN102669182B

Abstract

一种水稻生长调节剂及其制备方法和使用方法，以0.002%~0.0025%脱落酸；0.5%~2%尿素；0.1%～0.5%硼酸；0.2%～0.5%磷酸二氢钾为主要原料，将脱落酸用乙醇溶解后，与其它原料水溶液混合均匀。在水稻生长中后期进行叶面喷雾，可促进水稻茎鞘同化物运转和籽粒灌浆，提高结实率，改善水稻品质，提高产量。另外，还可提高水稻的抗旱、抗逆能力。本发明安全环保，制备简单，成本低，效果显著，容易推广。

Description

一种水稻生长调节剂及其制备方法和使用方法

技术领域

本发明涉及水稻生长调节剂及其制备方法和使用方法。该生长调节剂在水稻生长的中后期使用能够促进水稻茎鞘同化物运转和籽粒充实，增加粒重，改善米质。

背景技术

水稻是我国南方种植面积最大的粮食作物，如何科学合理地调控水稻生长对提高单位面积产量和米质都具有十分重要的意义。从水稻籽粒结实来讲，同一个稻穗上水稻籽粒充实的优劣和粒重的高低与颖花在穗上着生的部位有密切关系。一般来说，着生在稻穗中上部早开花的强势粒，籽粒灌浆快，充实好，粒重高；着生在稻穗下部迟开花的弱势粒，灌浆慢，充实差，粒重低，这种强、弱势粒间灌浆特性的差异在大穗型超级稻品种上表现更为突出，限制了水稻产量潜力的发挥。已有研究表明，水稻弱势籽粒灌浆差的一个重要原因是灌浆初期的籽粒生理活性较低，籽粒灌浆差，充实不良，导致粒重轻，品质劣，影响了整体性状。因此针对水稻的生长发育与结实特性研究开发提高其产量和米质的生长调节剂是本领域技术人员关注的课题。

中国专利CN1127589A公开了一种名称为《水稻生长调节剂及其制造方法》的发明专利申请案。该专利申请公开的水稻生长调节剂主要成分由赤霉素、2,4-D纳盐、尿素、磷酸二氢钾、硫酸铜、硫酸锌、硼酸等组成。本方案主要由植物激素和营养元素配制而成，尽管从理论上看对提高水稻吸收性能，防止早衰，壮籽增产有所帮助，但实际应用效果无法考证。

发明内容

本发明提供一种水稻生长调节剂及其制备方法和使用方法，其目的之一是要提高水稻产量和米质，目的之二是要提高水稻抗旱、抗寒等抗逆能力。

为达到上述目的，本发明水稻生长调节剂采用的技术方案是：

一种水稻生长调节剂，其特征在于：主要由活性成分和溶剂组成，其中，活性成分占水稻生长调节剂的质量百分比如下：

脱落酸 0.002%~0.0025%；

尿素 0.5%~2%；

硼酸 0.1%～0.5%；

磷酸二氢钾 0.2%～0.5%；

溶剂为乙醇和水，乙醇的用量以能够使脱落酸完全溶解为准，余量为水。

所述水稻生长调节剂还包括扩散剂，所述扩散剂为土温20或土温80，用量为0.01%~0.1%。

这里需要说明的是：上述水稻生长调节剂中，各活性成分的质量百分比数值表示的水稻生长调节剂在使用状态下的浓度，而非制造时的浓度，制造时为了节省体积一般生产浓缩液，使用时通过加水稀释得到使用状态下的浓度。

为达到上述目的，本发明制备方法采用的技术方案是：一种水稻生长调节剂的制备方法，由下列步骤组成：

第一步，按比例关系分别计算脱落酸、尿素、硼酸和磷酸二氢钾的用量，然后分别称量脱落酸、尿素、硼酸和磷酸二氢钾；

第二步，将称量后的脱落酸加乙醇溶解制成脱落酸溶液，乙醇用量能够使脱落酸完全溶解；

第三步，将称量后的尿素、硼酸和磷酸二氢钾置于容器中，混合均匀后加水溶解制成混合营养元素溶液；

第四步，在不断搅拌条件下，向混合营养元素溶液中加入脱落酸溶液，并且搅拌均匀；

第五步，最后加入土温20或土温80，并搅拌均匀即制得无色透明的水稻生长调节剂浓缩液。

为达到上述目的，本发明使用方法采用的技术方案是：一种水稻生长调节剂的使用方法，该方法内容是：将水稻生长调节剂浓缩液用水稀释后，在水稻生长的中后期以喷雾方式对水稻叶面进行喷施，所述水稻生长的中后期是指大胎期、始穗期、孕穗期、灌浆期和齐穗期。

如果在始穗期和孕穗期喷施，则应当在早上水稻未开花前或下午四时后喷施为佳。如果在灌浆期喷施，则应当在晴天上午十一时前或下午四时后喷施为佳。若喷施六小时后遇大雨再补喷一次。

本发明的设计原理和作用机理如下：

1.本发明水稻生长调节剂中各活性成分功能和作用

（1）脱落酸（Abscisic acid ABA）分子式为C₁₅H₂₀O₄，化学名称为2-顺式,4-反式-5-(1-羟基-4-氧代-2,6,6-三甲基-2-环己烯-1-基)-3-甲基-2,4-戌二烯酸，由于灌浆初期弱势籽粒中ABA浓度低，籽粒的生理活性低，灌浆慢，充实差。在水稻开花初期喷施低深度（75umL^-1-100umL^-1）的脱落酸，灌浆初期籽粒中ADPG焦磷酸酶和淀粉合成酶活性及淀粉含量增加，可溶性糖含量减少，弱势粒灌浆速率增大，到达最大灌浆速率的时间提前，干物质运转率、结实率和粒重提高。

（2）尿素的分子式为CO(NH₂)₂，化学名称为碳酰二胺。在作物生长后期进行叶面喷施氮肥（如尿素），能提高其生活力，增强光合作用，有利于碳水化合物的形成。

（3）硼酸分子式为H₃BO₃。硼是一种重要的微量元素，能促进碳水化合物的运转，植物体内含硼量适宜，能改善作物各器官的有机物供应，硼能促进根系生长，使作物生长正常，提高结实率和坐果率。硼能够促进光合作用，对碳水化合物的合成与转运有重要作用。另外，硼还能增强作物的抗旱、抗病能力。

（4）磷酸二氢钾（KH₂(PO₄)）为高浓度速效磷钾复合肥，在水稻生长中后期喷施，不仅可延长叶片维持有较高叶绿素含量，增强其光合能力，提高成穗率；还可促进成熟期籽粒灌浆，提高结实率和千粒重，提高水稻抗逆性、抗寒性，为水稻稳产高产创造条件。

2.本发明水稻生长调节剂中各活性成分相互协调的作用机理

籽粒充实过程是一个复杂的生理生化过程，籽粒的灌浆充实好坏受制于籽粒自身的生理活性，还与茎鞘中光合同化物的积累量及其运转效率有关。籽粒活性高低主要受制于调节籽粒发育与充实的内源激素水平和籽粒生长发育代谢酶活性的高低，目前研究表明籽粒中脱落酸（ABA）是对水稻籽粒充实有重要调控作用的激素，它对籽粒充实具有促进作用。籽粒灌浆充实的过程实际上是胚乳细胞中淀粉生物合成与累积的过程，源器官光合同化物(含茎鞘储存的非结构性碳水化合物)以蔗糖的形式经韧皮部运输到籽粒，之后在一系列酶作用下形成淀粉，籽粒中蔗糖合酶（SuS）、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（AGP）、淀粉合酶（StS）、淀粉分支酶（SBE）和淀粉脱支酶（DBE）是与籽粒灌浆充实关系最为密切5中酶，其活性高低决定了籽粒活性的高低。在水稻活跃灌浆期，强势粒中AGP、StS和SBE的活性显著高于弱势粒。表明籽粒中这些关键酶对籽粒灌浆起调控作用。而ABA含量与这些酶活性密切相关，调控这些酶活性表达，代表籽粒活性高低的激素水平和酶活性与灌浆速率及粒重呈极显著的正相关。

研究表明，灌浆初期籽粒生理活性与抽穗期糖花比（抽穗期茎鞘中非结构性碳水化物与颖花数之比）存在极显著的正相关，说明提高抽穗期糖花比可以有效地增加灌浆初期籽粒生理活性，加快弱势粒启动灌浆。因此，提高抽穗前后光合效能，增加茎鞘中非结构性碳水化合物的积累，可作为促进水稻弱势粒灌浆的重要的基础条件。研究亦表明，钾是一种促进物质运转的矿质元素，拔节初期增施钾肥可以有效促进茎鞘物质运转，提高结实率和粒重。

因此，从水稻籽粒灌浆充实特性来看，常规栽培条件下水稻粒重与品质的整齐性主要限制于弱势粒的充实好坏。水稻生长结实期，因弱势籽粒脱落酸含量较低，导致灌浆不足而影响籽粒充实，进而影响产量和品质。因此在水稻生长后期适当补充外源激素脱落酸，可以提高弱势籽粒中内源激素含量的增加，从而促进水稻籽粒的灌浆与充实，提高产量。研究表明，低浓度的脱落酸对籽粒生长发育具有促进作用，高浓度则抑制生长。因此在本调节剂中，脱落酸的使用浓度最高不能超过100umol L^-1；在水稻的开花初期喷施低浓度的脱落酸可以促进灌浆初期籽粒中ADPG焦磷酸酶和淀粉合成酶活性及淀粉含量增加，可溶性糖含量降低，弱势粒灌浆速率增大，到达最大灌浆速率的时间提前，干物质运转率、结实率和粒重提高。

水稻生长中后期，根系活力逐渐衰退，吸肥能力逐渐减弱，利用叶面喷肥技术，直接将肥料喷施于水稻叶面，被水稻叶片吸收利用，可直接补充水稻生长中后期养分的不足，可延长叶片功能期，提高光合效能，增加粒数和粒重。研究亦表明，穗肥增氮不仅有利于库容量增加，而且提高籽粒淀粉酶活性的增加，能提高籽粒活性，促进籽粒灌浆充实。硼（硼酸）是一种重要的微量元素，能促进碳水化合物的运转，植物体内含硼量适宜，能改善作物各器官的有机物供应，硼能促进根系生长，使作物生长正常，提高结实率和坐果率。此外，硼还具有增强作物的抗旱、抗病能力。钾（磷酸二氢钾）是一种植物生长和物质运转不可或缺的矿质元素，它不仅延长叶片维持有较高叶绿素含量，增强其光合能力，提高成穗率；还可促进茎鞘中的干物质向籽粒转移，促进籽粒灌浆，提高结实率和千粒重，其亦具有抗逆性和抗寒性，为水稻稳产高产创造条件。

因此，将这几种物质配合保用，可以更好的发挥调节剂对水稻生长后期的促进作用，提高水稻产量，改善品质。

3.本发明水稻生长调节剂中各活性成分之间的比例关系和浓度

在本发明水稻生长调节剂中，各活性成分之间的比例关系和浓度也是本发明的创新点之一。本发明各活性成分之间的比例关系和浓度确定是根据研究者以往所做的研究实验基础上所得出的结论。如脱落酸（ABA），研究发现在一定浓度下具有促进作用，而高浓度在具有抑制作用，一般试验的使用浓度在75umolL^-1~100umolL^-1（质量百分比0.002%~0.0025%）的范围内，对水稻生长具有促进作用，低于这个浓度达不到应有的效果，高于这个浓度，对水稻生长具有抑制作用。另外三种物质，亦是根据水稻对氮肥、钾肥的需求特性所做出的调配比例。如氮肥，是根据水稻生长需求，合理地进行比例运筹，研究表明氮肥过量使用不仅不利于高产，造成倒伏，而且还会加大强、弱势籽粒间的差异，不利于穗部籽粒结实性状的整齐度；结实期比例过高亦会造成贪青迟熟。各种配比亦考虑到投入品的实际使用效能，根据作物实际需求特性作出合理的配比，加大使用浓度，不仅增加成本，多余的部分留在环境中反而会对环境造成污染。

因此，根据上述原理发明的水稻生长调节剂，用水稀释一定比例后在水稻生长的中后期进行叶面喷雾，可促进水稻茎鞘同化物运转和籽粒灌浆，提高结实率，改善水稻品质。具体优点和效果如下：

（1）具有调节茎鞘中同化物运转的效果，提高茎鞘同化物运转率，促进籽粒尤其是弱势粒灌浆充实；

（2）具有调节水稻产量的功效，提高水稻结实率及增加千粒重；

（3）具有调节水稻外观品质的功效，降低稻米的垩白率（度），改善外观品质；

（4）具有调节水稻蒸煮食味品质的功效，提高稻米的峰值粘度、热浆粘度、崩解度及最终粘度，降低消减值；

（5）可以提高水稻抗旱、抗盐碱能力；

（6）可以提高水稻抗逆、抗寒能力。

（7）本发明水稻生长调节剂对人畜及其它有益生物安全，无环境污染，是一种制备简单，无特殊设备要求，而且安全高效的水稻生长调节剂。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例：一种水稻生长调节剂及其制备方法和使用方法

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

供试植物：

水稻，品种为扬两优6号，籼型两系杂交稻，编号为国审稻2005024。

水稻，品种为南粳45，粳型常规稻，编号为苏审稻200910。

本实施例水稻生长调节剂配方如下（质量百分比）：

上述配方中，脱落酸、尿素、硼酸、磷酸二氢钾和扩散剂的具体含量选取只要在上述含量范围选取后进行搭配均可实现本发明。本实施例选取中间值。其中，供试药剂：脱落酸（含量≧95%，江苏南京都莱生物技术有限公司）；尿素（含量≧46%，江苏灵谷化工有限公司）；硼酸（分析纯，天津大茂化学试剂厂）；磷酸二氢钾（分析纯，天津大茂化学试剂厂）。

本实施例水稻生长调节剂的制备方法，由下列步骤组成：

第一步，按上述配方中的比例关系分别计算脱落酸、尿素、硼酸和磷酸二氢钾的用量，然后分别称量脱落酸、尿素、硼酸和磷酸二氢钾；

本实施例水稻生长调节剂的使用方法：将制备的水稻生长调节剂浓缩液用水稀释后，在水稻生长的中后期以喷雾方式对水稻叶面进行喷施，所述水稻生长的中后期是指大胎期、始穗期、孕穗期、灌浆期和齐穗期。如果在始穗期和孕穗期喷施，则在早上水稻未开花前或下午四时后喷施；如果在灌浆期喷施，则在晴天上午十一时前或下午四时后喷施。若喷施六小时后遇大雨再补喷一次。

本实验安排在江苏太湖地区农科所的试验田内，试验地土壤为粘土，前茬小麦，水稻5月17日播种，6月17号移栽，全生育期施用氮肥18Kg，试验时水稻长势良好。

试验田设8个小区，小区面积12m²，株行距为20cm×20cm，随机排列，3次重复。

于水稻始穗期（水稻抽穗10%左右），将实例用的水稻生长调节剂浓缩液用水稀释后，于傍晚（下午4：00以后）喷施于水稻的叶面，24小时后再喷1次，共喷2次。在水稻成熟期后按强势粒（穗中上部一次枝梗的籽粒）和弱势粒（穗下部2次枝梗的籽粒）分成两组取样，分别调查水稻的结实率、千粒重、干物质转化率、垩白度（率）及籽粒的粗蛋白含量、直链淀粉含量、峰值粘度、热浆粘度、最终粘度及崩解值等。

实验结果

如表1所示，所制备的水稻生长调节剂能显著提高稻茎中同化物质的运转率，扬两优6号和南粳45干物质的运转率分别比对照提高了13.26%和103.09%。

表1水稻生长调节剂处理对超级稻干物质运转率的影响

如表2所示，使用所制备的水稻生长调节剂后可以显著提高超级稻的结实率，扬两优6号和南粳45的结实率分别比对照提高了13.91%和5.65%.

表2水稻生长调节剂处理对超级稻结实率的影响

如表3所示，使用所制备的水稻生长调节剂后可以显著提高籽粒的千粒重，两个品种的趋势一致，扬两优6号千粒重比对照增加了11.84%，南粳45千粒重比对照增加了6.78%。同一穗上强势粒的粒重显著高于弱势粒，不同品种间，水稻生长调节剂对强弱势粒的影响程度不一样，对超级籼稻扬两优6号，水稻生长调节剂对弱势粒千粒重的影响大于强势粒，强弱势粒的千粒重分别比对照增加了1.32%和2.92；而在超级粳稻品种南粳45中，水稻生长调节剂对强势粒的影响大于弱势粒，强弱势粒的千粒重分别比对照增加了2.59%和1.00%。

表3水稻生长调节剂处理对超级稻强弱势粒千粒重的影响

如表4所示，使用所制备的水稻生长调节剂后可以显著降低籽粒的垩白粒率，扬两优6号和南粳45的垩白率粒分别降低了19.43%和3.63%。在超级籼稻扬两优6号中，弱势粒垩白粒率的降低幅度高于强势粒，强弱势粒垩白粒率分别比对照降低了31.6%和35.62%；在超级粳稻南粳45中，强势粒的垩白粒率降低幅度高于弱势粒，强弱势粒的垩白粒率分别比对照降低了26.6%和1.99%。

表4水稻生长调节剂处理对超级稻强弱势粒垩白粒率的影响

如表5所示，使用所制备的水稻生长调节剂后可以显著降低超级稻籽粒的垩白度，扬两优6号和南粳45整穗的垩白度分别比对照降低了33.02%和28.48%，同一穗中，强弱势粒垩白度降低程度因品种不同而不同，在超级籼稻扬两优6号中，强势粒垩白度的降低幅度大于弱势粒，强弱势粒的垩白度分别比对照降低了61.8%和48.72%；而在超级粳稻南粳45中，弱势粒的垩白度的降低幅度略高于强势粒，强弱势粒的垩白度的降低幅度分别比对照降低了27.88%和28.10%。

表5水稻生长调节剂处理对超级稻强弱势粒垩白度的影响

如表6所示，使用所制备的水稻生长调节剂后显著降低超级稻籽粒中直链淀粉的含量，扬两优6号和南粳45整穗直链淀粉含量分别比对照降低了6.04%和6.64%。同一穗上强势粒直链淀粉的含量高于弱势粒，弱势粒直链淀粉含量降低的幅度高于强势粒，两种不同类型的水稻品种表现的趋势一致。扬两优6号强弱势粒直链淀粉的含量分别比对照降低了1.18%和8.09%；南粳45强弱势粒直链淀粉的含量分别比对照降低了8.82%和9.36%。

表6水稻生长调节剂处理对超级稻强弱势粒直链淀粉含量的影响

如表7所示，使用所制备的水稻生长调节剂后能显著增加籽粒中粗蛋白的含量，扬两优6号和南粳45粗蛋白的含量分别比对照增加了15.42%和13.35%。同一穗上，弱势粒粗蛋白含量高于强势粒，粗蛋白含量的增幅因品种不同而有差异，在扬两优6号中，强弱势粒粗蛋白含量分别比对照增加了12.09%和11.48%；南粳45中，强弱势粒粗蛋白含量分别比对照增加了7.73%和6.24%。

表7水稻生长调节剂处理对超级稻强弱势粒粗蛋白含量的影响

如表8所示，使用所制备的水稻生长调节剂后可以促进茎鞘中非结构性碳水化合物的运转，且调节剂对超级粳稻南粳45的影响优于对超级籼稻扬两优6号的影响，扬两优6号和南粳45的非结构性碳水化合物运转率分别比对照提高7.43%和20.25%。

表8水稻生长调节剂处理对茎鞘同化物运转率的影响

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种水稻生长调节剂，其特征在于：主要由活性成分和溶剂组成，其中，活性成分占水稻生长调节剂的质量百分比如下：

脱落酸 0.002%~0.0025%；

尿素 0.5%~2% ；

硼酸 0.1%～0.5% ；

磷酸二氢钾 0.2%～0.5% ；

2.根据权利要求1所述的水稻生长调节剂，其特征在于：所述水稻生长调节剂还包括扩散剂，所述扩散剂为土温20或土温80，用量为0.01%~0.1%。

3.一种根据权利要求2所述水稻生长调节剂的制备方法，其特征在于：由下列步骤组成：

4.一种水稻生长调节剂的使用方法，其特征在于：将权利要求3制备的水稻生长调节剂浓缩液用水稀释后，在水稻生长的中后期以喷雾方式对水稻叶面进行喷施，所述水稻生长的中后期是指大胎期、始穗期、孕穗期、灌浆期和齐穗期。

5.根据权利要求4所述的使用方法，其特征在于：如果在始穗期和孕穗期喷施，则在早上水稻未开花前或下午四时后喷施；如果在灌浆期喷施，则在晴天上午十一时前或下午四时后喷施。