CN103435412B

CN103435412B - 一种提高芝麻耐湿能力的复合诱抗剂

Info

Publication number: CN103435412B
Application number: CN201310360848.0A
Authority: CN
Inventors: 张秀荣; 黎冬华; 张艳欣; 王林海; 高媛
Original assignee: Oil Crops Research Institute of Chinese Academy of Agriculture Sciences
Current assignee: Oil Crops Research Institute of Chinese Academy of Agriculture Sciences
Priority date: 2013-08-16
Filing date: 2013-08-16
Publication date: 2014-11-05
Anticipated expiration: 2033-08-16
Also published as: CN103435412A

Abstract

本发明涉及一种提高芝麻耐湿能力的复合诱抗剂。其特征在于：它包括有效组分为芸薹素内酯的制剂、6-BA（6-苄氨基腺嘌呤）、尿素、含锌微肥和多菌灵，各组分单独存放，其中各组分含量按重量比计为有效组分为芸薹素内酯的制剂：6-BA：尿素：含锌微肥：多菌灵=0.75×10^-4～1×10^-4∶0.25×10^-4～0.5×10^-4∶8～9∶0.35～0.5∶1.75～2.63，所述有效组分为芸薹素内酯的制剂以有效芸薹素内酯含量计；所述的尿素以有效氮含量计，所述的含锌微肥以有效锌含量计，所述的多菌灵以有效固含量组分计。其可诱导芝麻耐湿抗性及促进芝麻生长发育的活性，显著提高芝麻对湿害的抵御能力，提高产量。

Description

一种提高芝麻耐湿能力的复合诱抗剂

技术领域

本发明涉及诱抗剂，具体涉及一种提高芝麻耐湿能力的复合诱抗剂。

背景技术

湿害是作物减产的重要因素，据估算，全世界大约10％的耕地由于水分过多而对作物形成湿害胁迫，导致农作物年减产达到20％。我国湿害主要发生在黄淮平原和长江中下游，严重影响我国主要作物的产量。近年来由于生态环境破坏严重，全球气候变暖，更加剧了洪涝灾害的发生，且危害范围不断扩大，导致了农业气象灾害的快速上升，作物产量受到极大的影响。芝麻(Sesamumindicum L.)是我国重要的油料作物之一，也是世界范围内广泛栽培及利用的优质油料和特色经济作物。芝麻对湿害极为敏感，湿害易引起芝麻植株萎蔫甚至死亡，同时可诱导或加重茎点枯、枯萎病等病害的发生，导致芝麻产量大幅度减少和品质下降，是阻碍我国芝麻生产的重要不利因素。研究表明，芝麻对湿害胁迫敏感的时期为苗期和花期。江淮流域的河南、湖北、安徽和江西等芝麻主产区在6～8月份降水量较为集中，容易发生湿害，一般会造成芝麻减产15％～30％，严重时减产达50％～90％，甚至绝收。近年来，由于气候变化异常，江淮芝麻主产区的芝麻在生育期内湿害发生频繁，并表现出多个生育阶段皆有湿害发生且危害较重的特点，严重挫伤了农民种植的积极性，导致芝麻种植面积进一步萎缩，总产量大幅度下降。因而，研究和解决芝麻湿害问题是芝麻科研的重点课题和芝麻生产上迫切亟待解决的问题。

发掘耐湿种质、提高品种耐湿能力及挖掘耐湿基因是降低或解决芝麻湿害的重要途径。20世纪60年代初期，陈翠云首次提出芝麻抗性育种必须从耐湿性鉴定入手，一些学者从形态学、解剖学、生理学等角度对芝麻湿害开展了一些研究，并提出了多种耐湿性鉴定指标，如死株率、正常株率、萎蔫株率、根系伤流量、湿害产量、超氧物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性等。通过近年来对芝麻湿害的研究，湿害鉴定方法越来越完善，从形态指标到生理指标的研究都有很大的进展，并初步开展了耐湿基因相关的研究。但是，芝麻耐湿研究还比较薄弱，总体水平较低，耐湿育种尚未取得突破性进展，生产上种植的芝麻品种抵御渍涝害能力还非常弱。为了减轻湿害对芝麻生产的影响，农民主要采用一定的栽培措施(如深沟窄厢、坡地种植等)减少损失。王文泉等首次在芝麻淹水前后研究了叶面喷施细胞分裂素等组份的生长调节剂方法来缓解湿害对植株的影响，但缺乏系统研究结果，尚未形成有效的可用于大田施用的配方。

诱抗剂是指可诱导激活植物抗逆境潜能的外界因子，有时也称为抗逆诱导子或抗逆激发子。对于非生物逆境因子(如冷害、热害、干旱、淹水、养分缺乏、养分过剩、低pH、高pH、盐害、药害等)，目前还缺乏有效的防御方法，利用诱抗剂不是立足于消灭逆境，而是有效提高植物自身对逆境的抗性，所以植物一旦获得这种抗性，就获得一种综合抗性，这是植物抵抗逆境的根本手段，也是进行植物抗逆诱导利用的理论基础。近年来，有关诱抗剂的研究较多，并已在农业生产上有一定应用，但主要是在抗病性方面，非生物逆境方面诱抗剂研究较少。植物抗性可以人工诱导的事实为解决目前农药残留问题提供了另一条有效途径，抗性诱导不改变植物体以外的自然环境，可少用甚至不用农药，极大地改善了农业环境，并有效地提高农作物的稳产性和适应性。目前已知的诱抗剂可分为非生物来源和生物来源2大类。非生物来源的诱抗剂又包括物理诱抗剂(如机械或干冰损伤、电磁处理、紫外线照射、高温、湿度和pH等)和化学诱抗剂(分为有机类诱导物、无机类诱导物、抗生素类、激素类、维生素类和植物提取物等6大类，如乙烯、水杨酸、6-BA、IAA、芸薹素内酯等)；生物来源诱抗剂主要包括寡糖类诱抗剂(寡聚葡萄糖、寡聚几丁质等)、蛋白类诱抗剂(主要是一些真菌蛋白)和糖蛋白类诱抗剂。

复合诱抗剂可以大大提高作物的抗逆能力，作物在受到湿害胁迫前后叶面喷施复合诱抗剂，可以促进细胞分裂和伸长、恢复光合作用、延缓衰老，提高保护性酶活性、还能阻止叶片细胞的膜脂过氧化，从而增强对湿害的抗性；复合诱抗剂的使用还能通过提高根系活力、根系总吸收面积、根系活跃吸收面积以及叶绿素含量等，从而提高作物的最终产量，这在玉米、黄瓜、油菜、大豆等作物中都有很好的体现，目前提高芝麻耐湿能力的复合诱抗剂尚未有相关报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是在于提供一种提高芝麻耐湿能力的复合诱抗剂，其可诱导芝麻耐湿抗性及促进芝麻生长发育的活性，显著提高芝麻对湿害的抵御能力，提高产量。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种提高芝麻耐湿能力的复合诱抗剂，其特征在于：它包括有效组分为芸薹素内酯的制剂、6-BA(6-苄氨基腺嘌呤)、尿素、含锌微肥和多菌灵，各组分单独存放，其中各组分含量按重量比计为有效组分为芸薹素内酯的制剂：6-BA：尿素：含锌微肥：多菌灵＝0.75×10^-4～1×10^-4:0.25×10^-4～0.5×10^-4:8～9:0.35～0.5:1.75～2.63，所述有效组分为芸薹素内酯的制剂以有效芸薹素内酯含量计；所述的尿素以有效氮含量计，所述的含锌微肥以有效锌含量计，所述的多菌灵以有效固含量组分计。

按上述方案，所述有效组分为芸薹素内酯的制剂可选用但不限于市售硕丰481产品、芸天力或天丰素。

按上述方案，所述的含锌微肥可选用但不限于市售艾诺锌产品、丰收锌或都乐锌。

按上述方案，所述的多菌灵中有效固含量组分按质量百分比计为60％-80％。

按上述方案，所述各组分按其配比量分别独立分装在一个包装袋中，存放备用。

上述提高芝麻耐湿能力的复合诱抗剂的使用方法，其特征在于：它是将芝麻耐湿复合诱抗剂中的各组分按其配比量分别加等量水溶解，得各组分溶液，备用；在使用前30-60min，将各组分溶液新鲜混合，有需要时加水稀释，使混合后的体系中有效组分为芸薹素内酯的制剂芸薹素内酯的质量百分比浓度即使用浓度为2.0％×10^-6～2.66％×10^-6。

按上述方案，上述提高芝麻耐湿能力的复合诱抗剂在具体使用时，是在芝麻生长期于芝麻作物的叶面进行喷施，喷施量为15-20升溶液/亩。

按上述方案，上述提高芝麻耐湿能力的复合诱抗剂在具体使用时，是在苗期喷施，或在苗期、初花期和终花期三个阶段均喷施。

本发明的有益效果：本发明所提供的提高芝麻耐湿能力的复合诱抗剂可诱导芝麻耐湿抗性及促进芝麻生长发育的活性，显著提高芝麻对湿害逆境的抵御能力，提高产量，达到高产稳产的目的。

附图说明

图1是淹水前24h喷施复合诱抗剂对芝麻MDA含量的影响；

图2是湿害处理同时喷施复合诱抗剂对MDA含量的影响；

图3是淹水前24h喷施复合诱抗剂对芝麻POD活性的影响；

图4是阜阳、驻马店和周口芝麻经4个喷施处理和1个不喷施对照(处理5)的产量比较图；

图5是淹水前24h喷施本发明的复合诱抗剂和其他对照复合剂对芝麻CAT活性的影响；

图6是淹水前24h喷施本发明的复合诱抗剂和其他对照复合剂对芝麻POD活性的影响；

图7是淹水前24h喷施本发明的复合诱抗剂和其他对照复合剂对芝麻SOD活性的影响；

图8是淹水前24h喷施本发明的复合诱抗剂和其他对照复合剂对芝麻MDA含量的影响；

图9是淹水前24h喷施本发明的复合诱抗剂和其他对照复合剂对芝麻Pro(脯氨酸)含量的影响；

图10是湿害处理同时喷施本发明的复合诱抗剂和其他对照复合剂F1、F2、F4、F5对芝麻CAT活性的影响；

图11是湿害处理同时喷施本发明的复合诱抗剂和其他对照复合剂F1、F2、F4、F5对芝麻POD活性的影响；

图12是湿害处理同时喷施本发明的复合诱抗剂和其他对照复合剂F1、F2、F4、F5对芝麻SOD活性的影响；

图13是湿害处理同时喷施本发明的复合诱抗剂和其他对照复合剂F1、F2、F4、F5对芝麻MDA含量的影响；

图14是湿害处理同时喷施本发明的复合诱抗剂和其他对照复合剂F1、F2、F4、F5对芝麻Pro(脯氨酸)含量的影响；

图中，—■—是复合诱抗剂F1，—△—是复合诱抗剂F2，—○—是本发明的复合诱抗剂F3，—□—是复合诱抗剂F4，—◇—是复合诱抗剂F5，——是清水对照。

具体实施方式

实施例1

芝麻耐湿复合诱抗剂的制备：取成都新朝阳生物化学有限公司生产的市售“硕丰481”(有效组分为芸薹素内酯的制剂)、6-BA、尿素(N含量≥45％)、陕西普诺丰生物科技发展有限公司生产的市售“艾诺锌”(含锌量20％)、多菌灵(市售70％可湿性粉剂)组分备用；

将各组分含量按重量比计为有效组分为芸薹素内酯的制剂：6-BA：尿素：含锌微肥：多菌灵＝1×10^-4：0.4×10^-4：9：0.453：2.43，其中：所述有效组分为芸薹素内酯的制剂以有效芸薹素内酯含量计，所述的尿素以有效氮含量计，所述的艾诺锌以有效锌含量计，所述的多菌灵以有效固含量组分计，分别称量取样，单独封装，即得。

实施例2

其与实施例的不同之处在于:各组分含量按重量比计为有效组分为芸薹素内酯的制剂：6-BA：尿素：含锌微肥：多菌灵＝1×10^-4:0.25×10^-4:8.5:0.36:1.8，其中：所述有效组分为芸薹素内酯的制剂以有效芸薹素内酯含量计，所述的尿素以有效氮含量计，所述的艾诺锌以有效锌含量计，所述的多菌灵以有效固含量组分计。

实施例3

其与实施例的不同之处在于:各组分含量按重量比计为有效组分为芸薹素内酯的制剂：6-BA：尿素：含锌微肥：多菌灵＝0.75×10^-4:0.5×10^-4:9:0.5:2.5，其中：所述有效组分为芸薹素内酯的制剂以有效芸薹素内酯含量计，所述的尿素以有效氮含量计，所述的艾诺锌以有效锌含量计，所述的多菌灵以有效固含量组分计。

上述实施例中的有效组分为芸薹素内酯的药剂还可选用上海绿泽生物科技有限责任公司生产的“芸天力”及江门市大光明农化有限公司生产的“天丰素”等，而不仅仅限于成都新朝阳生物化学有限公司生产的市售“硕丰481”，所述的含锌微肥也还可选用武汉英伦伟创农业有限公司生产的“丰收锌”及武汉立美生物科技有限公司生产的“都乐锌”等，而不仅仅限于陕西普诺丰生物科技发展有限公司生产的“艾诺锌”。

将上述实施例1-3制得的提高芝麻耐湿能力的复合诱抗剂加水稀释得各复合诱抗剂溶液，进行以下性能测试实验，具体地，先将芝麻耐湿复合诱抗剂中的各组分按其配比量分别加等量水溶解，得各组分溶液，备用；在使用前30min，将各组分的溶液新鲜混合，有必要时加水稀释，使混合后的溶液体系中有效组分为芸薹素内酯的制剂溶液的质量百分比浓度即使用浓度为2.5×10^-6，备用。

(1)本发明的芝麻耐湿复合诱抗剂调节生理机理实验

以不耐湿品种鄂芝2号为研究材料，于芝麻盛花期湿害处理36h(见明水2cm)。分别于淹水前24h或湿害处理同时这两个不同喷施时期喷施本发明实施例1的复合诱抗剂，喷施量为15升溶液/亩。并以喷施清水为对照，检测在湿害处理的36h内芝麻MDA含量(采用硫代巴比妥酸法)和POD活性(采用愈创木酚法)，其中：淹水前24h喷施复合诱抗剂对芝麻MDA含量的影响见图1，湿害处理同时喷施复合诱抗剂对MDA含量的影响见图2，淹水前24h喷施复合诱抗剂对芝麻POD活性的影响见图3，另利用便携式光合仪Li-6400XT测定器对芝麻光合作用相关指标(净光合速率、气孔导度)的影响，结果见表1和表2。淹水处理前24h和湿害处理同时喷施本发明复合诱抗剂这两个不同的喷施时期对芝麻的产量和产量要素的影响情况分别见表3和表4。

表1施用诱抗剂对芝麻净光合速率的影响(μmol CO₂m^-2s^-1)

表2淹水前24小时施用诱抗剂对芝麻气孔导度的影响(μmol CO₂m^-2s^-1)

表3淹水前24小时施用复合诱抗剂对芝麻的产量和产量要素的影响

表4湿害处理同时施用复合诱抗剂对芝麻的产量和产量要素的影响

由图1-图3可知：淹水胁迫会导致MDA含量上升，淹水前喷施本发明的复合诱抗剂会对MDA含量有明显的抑制作用，湿害处理同时喷施本发明复合诱抗剂的MDA含量也明显低于喷施清水对照；淹水前喷施诱抗剂能提高保护酶POD活性，且高于对照，另，结合表1和表2可以看出：其对光合能力的恢复具有促进作用(表1)，并对芝麻叶片气孔导度有促进作用(表2)。且从表2可以看出：淹水前24h喷施本发明复合诱抗剂的芝麻撤水后6天叶片气孔导度明显较对照高。

由表3和表4可知：淹水前24h喷施本发明的复合诱抗剂和湿害处理时喷施本发明的复合诱抗剂与清水对照相比，均有显著的提高产量作用，其中：淹水前24小时喷施本发明的复合诱抗剂比清水对照增产达23.4％(表3)，湿害处理同时喷施本发明的复合诱抗剂比对照增产48.4％(表4)，可达到极显著水平。综合表3和表4可得：其主要是促进了生长发育，增加了单株蒴果数，而达到了很好的增产效果。

(2)本发明的芝麻耐湿复合诱抗剂和其他对照复合剂对芝麻CAT活性、POD活性、SOD活性、MDA含量以及Pro(脯氨酸)含量的影响

以不耐湿品种鄂芝2号为研究材料，于芝麻盛花期湿害处理36h(见明水2cm)。分别于淹水前24h或湿害处理同时这两个不同喷施时期喷施本发明实施例1的复合诱抗剂即表5中的F3复合诱抗剂和对照的复合剂F1、F2、F4、F5，试验中每个复合诱抗剂每个处理(淹水前喷施和湿害处理同时喷施)各设置3次重复，每个重复3行，每行留10株左右生育期一致植株。本发明实施例1的复合诱抗剂和各复合诱抗剂组分见表5，然后以喷施清水为对照，检测淹水0h、淹水16h、淹水36h(即撤水后0h)、撤水24h时期喷施本发明复合诱抗剂和对照复合剂时对芝麻CAT活性(采用分光光度法)、POD活性、SOD活性(采用NBT光化还原法)、MDA含量和Pro含量(采用酸性茚三酮比色法)的影响，分别见图5-图9，及湿害处理同时喷施本发明实施例1的复合诱抗剂即表5中的F3复合诱抗剂和对照的复合剂F1、F2、F4、F5于淹水36h(即撤水后0h)、撤水后24h以及撤水后48h时期喷施本对芝麻CAT活性、POD活性、SOD活性、MDA含量和Pro含量的影响见图10-图14。

表5本发明实施例1的复合诱抗剂和各复合诱抗剂组分

由图5、图6可知：淹水前及湿害处理同时喷施本发明的复合诱抗剂F3比其它成分复合诱抗剂(F1、F2、F4和F5)及清水对照能明显提高CAT、POD、SOD等保护性酶活性以及对MDA含量及Pro含量有明显的抑制作用。

(3)芝麻耐湿复合诱抗剂试验区生产试验

以芝麻品种驻芝18为材料，每试验区种植芝麻20行，在芝麻苗期、初花期、终花期、苗期+初花期、苗期+终花期、初花期+终花期以及苗期+初花期+终花期喷施本发明实施例1的复合诱抗剂，喷施量为15升溶液/亩，并以不喷施处理为对照，测定不同阶段喷施本发明复合诱抗剂的试验区产量及千粒重，分别见表6和表7，每个试验进行3次重复。

表6喷施实施例1的芝麻复合诱抗剂的试验区产量(kg)

注：M：苗期；C：初花期；Z：终花期

表7喷施实施例1的芝麻复合诱抗剂的试验区千粒重(g)

注：M：苗期；C：初花期；Z：终花期

试验结果显示，经本发明复合诱抗剂喷施处理的试验区产量及千粒重较不喷施对照处理的试验区产量及千粒重明显高，其中经苗期+初花期+终花期喷施处理的试验区平均产量最高，为2.19㎏，比不喷对照试验区平均产量1.87kg增加17.1％，种子千粒重为3.104g，比不喷对照试验区平均千粒重2.854g高8.76％，经测验均达到极显著水平。

另采用本发明实施例2和实施例3的复合诱抗剂，分别在苗期+初花期+终花期，测试喷施本发明实施例2和实施例3的复合诱抗剂的试验区产量及千粒重，喷施量为20升溶液/亩，每个试验进行3次重复。测定本发明实施例2和实施例3的复合诱抗剂的提高芝麻耐湿能力性能。喷施实施例2和实施例3的复合诱抗剂的试验区产量及千粒重分别见表8和表9：

表8喷施实施例2和实施例3的芝麻复合诱抗剂试验区产量(kg/亩)

注：M：苗期；C：初花期；Z：终花期

表9喷施实施例2和实施例3的芝麻复合诱抗剂试验区千粒重(g)

(4)芝麻耐湿复合诱抗剂大田生产示范

在芝麻主产地区安徽阜阳、河南驻马店和周口用本发明芝麻耐湿复合诱抗剂进行了大田示范，选用当地主栽芝麻品种，设置4个喷施处理(采用实施例1的复合诱抗剂，喷施量为15升溶液/亩)和1个不喷施对照(处理5)，具体见表10。每个地点喷施面积5亩，对照0.5-1.0亩，测定经喷施处理的喷施田区和不喷施处理的对照田区的芝麻产量，具体见图4，结果表明；在芝麻苗期、初花后10天、终花期前和三个时期均喷施4个处理的产量，均高不喷施对照，尤以处理4增产效果最明显，其次为处理1。

表10诱抗剂生产示范处理

Claims

1.一种提高芝麻耐湿能力的复合诱抗剂，其特征在于：它包括有效组分为芸薹素内酯的制剂、6-BA（6-苄氨基腺嘌呤）、尿素、含锌微肥和多菌灵，各组分单独存放，其中各组分含量按重量比计为有效组分为芸薹素内酯的制剂：6-BA：尿素：含锌微肥：多菌灵=0.75×10^-4～1×10^-4: 0.25×10^-4～0.5×10^-4: 8～9: 0.35～0.5: 1.75～2.63，所述有效组分为芸薹素内酯的制剂以有效芸薹素内酯含量计；所述的尿素以有效氮含量计，所述的含锌微肥以有效锌含量计，所述的多菌灵以有效固含量组分计，其使用浓度以有效组分为芸薹素内酯的制剂芸薹素内酯的质量百分比浓度计为2.0×10^-6%～2.66×10^-6%。

2.根据权利要求1所述的提高芝麻耐湿能力的复合诱抗剂，其特征在于：所述有效组分为芸薹素内酯的制剂可选用但不限于市售硕丰481产品、芸天力或天丰素。

3.根据权利要求1所述的提高芝麻耐湿能力的复合诱抗剂，其特征在于：所述的含锌微肥可选用但不限于市售艾诺锌产品、丰收锌或都乐锌。

4.根据权利要求1所述的提高芝麻耐湿能力的复合诱抗剂，其特征在于：所述的多菌灵中有效固含量组分按质量百分比计为60%-80%。

5.根据权利要求1所述的提高芝麻耐湿能力的复合诱抗剂，其特征在于：所述各组分按其配比量分别独立分装在一个包装袋中，存放备用。

6.根据权利要求1所述的提高芝麻耐湿能力的复合诱抗剂的使用方法，其特征在于：它是将芝麻耐湿复合诱抗剂中的各组分按其配比量分别加等量水溶解，得各组分溶液，备用；在使用前30-60min，将各组分溶液新鲜混合，有需要时加水稀释，使混合后的体系中有效组分为芸薹素内酯的制剂芸薹素内酯的质量百分比浓度即使用浓度为2.0×10^-6%～2.66×10^-6%。

7.根据权利要求6所述的提高芝麻耐湿能力的复合诱抗剂的使用方法，其特征在于：上述芝麻耐湿复合诱抗剂在具体使用时，是在芝麻生长期于芝麻作物的叶面进行喷施，喷施量为15-20升溶液/亩。

8.根据权利要求6所述的提高芝麻耐湿能力的复合诱抗剂的使用方法，其特征在于：上述芝麻耐湿复合诱抗剂在具体使用时，是在苗期喷施，或在苗期、初花期和终花期三个阶段均喷施。