CN104824029B - 一种改善水稻籽粒灌浆充实的化学调节剂及其制备方法和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改善水稻籽粒灌浆充实的化学调节剂及其制备方法和使用方法，属于植物生长调节剂技术领域。该化学调节剂主要由水杨酸、维生素C、硫酸锌、磷酸二氢钾、硼酸和乳化剂复配组成，提高水稻籽粒的千粒重，增加籽粒灌浆的起始势、最大灌浆速率和平均灌浆速率，缩短达到最大灌浆速率所需的时间，进而提高籽粒的精米率和整精米粒，降低籽粒的不完善粒率和垩白粒率，尤其对水稻弱势籽粒调节作用显著。另外，本发明调节剂，各组分原料易得，成本低，且无毒副作用，使用方法简单，易于实现。本发明改善水稻籽粒灌浆充实的化学调节剂的制备方法工艺简单，操作简便，易于工业化推广应用。

Description

一种改善水稻籽粒灌浆充实的化学调节剂及其制备方法和使 用方法

技术领域

本发明属于植物生长调节剂技术领域，具体涉及一种改善水稻籽粒灌浆充实的化学调节剂及其制备方法。

背景技术

粮食短缺是本世纪最严重的全球性问题之一，近年来随着社会经济的快速发展和农业技术的不断提高，粮食短缺的问题得到缓解，但2009年全球仍有10.2亿人口营养不良，且未来几十年内世界人口还将持续增长，预计到本世纪中叶将达到90亿。为了满足由于人口迅速增长而不断扩大的粮食需求，世界粮食总产量到2050年需要增加70％，中国粮食总产量到2033年需要提高35％。水稻作为重要的粮食作物之一，世界人口所需能量的21％，东南亚人口所需能量的76％均来自水稻。近年来，大量的研究结果和生产实践均表明：水稻稻穗下部的籽粒灌浆充实度差已成为限制现代水稻品种产量和品质提高的关键因素。因此，改善稻穗下部籽粒的灌浆充实，对于提高水稻的产量和改善稻米的品质具有重要的战略意义。

水稻籽粒灌浆是一个复杂有序的动态变化过程，既包含蔗糖-淀粉代谢相关酶类及其基因的调控，也受植物激素及其合成代谢相关基因调节，研究表明灌浆初期籽粒库容活性低及灌浆中、后期籽粒中蔗糖转化为淀粉的效率低是造成弱势粒灌浆差的主要原因。化学调控技术是目前常用的一种植物生长调控技术，是指以应用植物生长调节物质，改变植物内源激素系统，调节作物生长发育，使其朝着人们预期的方向和程度发生变化的技术。植物生长调节剂通常是人工合成的，具有与内源激素类似生理活性或能影响内源激素合成、运输、代谢等的化合物，可以影响植物生长发育的每个阶段，与植物的每个生理代谢几乎都有密切关系，而且植物生长调节剂也因为其用量小、速度快、效益高等特点越来越多的被用在作物生产上。研究表明，水稻灌浆初期，脱落酸可提高籽粒中蔗糖合酶、焦磷酸化酶及淀粉合成酶等关键酶活性来促进淀粉合成，提高三磷酸腺苷酶活性来提高籽粒中蔗糖的卸载能力，适当提高籽粒中脱落酸含量，可提高籽粒的灌浆速率，进而缩短灌浆时间；灌浆初期外源喷施低浓度脱落酸可增加千粒重、整精米率、降低垩白度(董明辉等，外源ABA和GA对水稻不同粒位籽粒主要米质性状的影响，作物学报，2009，35(5))；在孕穗后期喷施复配植物调节剂PR1可增加弱势粒千粒重、精米率，并显著降低其垩白粒率(杜彦修等，外源激素对水稻籽粒充实度和品质的影响，河南农业科学，2010，12)；在孕穗前期叶面喷施以硼砂为主的植物生长调节剂可有效提高柱头双外露率、提高异交结实率从而提高产量(姜心禄等，抓好小春作物灾后田间管理努力减少灾害损失，四川农业科技，2008，8)；在始穗期及齐穗期叶面植物生长调节剂促进籽粒中蔗糖向淀粉的转化，加速籽粒的灌浆充实(张文学等，外源激素复配剂对早稻籽粒灌浆特性的影响，江西农业，2012，24)等等。

因此研制出一种植物生长调节剂促进水稻籽粒，尤其是对弱势籽粒的灌浆充实，对提高水稻的产量和改善稻米的品质具有重大的意义。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的之一是提供一种成本低廉、无毒副作用的改善水稻籽粒灌浆充实的化学调节剂，尤其对水稻弱势籽粒的灌浆充实具有显著的调节作用。

本发明的另一个目的之二在于提供一种改善水稻籽粒灌浆充实的化学调节剂的制备方法。

同时，本发明还在于提供一种改善水稻籽粒灌浆充实的化学调节剂的使用方法。

一种改善水稻籽粒灌浆充实的化学调节剂，主要由以下质量浓度的组分组成：水杨酸0.58～1.08g/L、维生素C 29.6～55g/L、硫酸锌42～78g/L、磷酸二氢钾52.5～97.5g/L、硼酸31.5～58.5g/L、乳化剂2.1～3.9g/L。

优选的，一种改善水稻籽粒灌浆充实的化学调节剂，主要由以下质量浓度的组分组成：水杨酸0.83g/L、维生素C 42.27g/L、硫酸锌60g/L、磷酸二氢钾75g/L、硼酸45g/L、乳化剂3g/L。

所述乳化剂为吐温-80。

所述改善水稻籽粒灌浆充实的化学调节剂的溶剂为水。

上述改善水稻籽粒灌浆充实的化学调节剂的制备方法，包括以下操作步骤：

1)将水杨酸、维生素C、硫酸锌、磷酸氢二钾、硼酸溶解于水中，制得混合溶液A；

2)再将混合溶液A中加入乳化剂，加水定容，即得改善水稻籽粒灌浆充实的化学调节剂。

所述混合溶液A的具体制备方法为：

1)水杨酸加水溶解制成溶液a；维生素C加水溶解成溶液b；硫酸锌和磷酸二氢钾加水溶解制成溶液c；

2)将溶液a、溶液b、溶液c混合后，加入硼酸，搅拌溶解，即得混合溶液A。

所述水杨酸、维生素C、硫酸锌、磷酸氢二钾、硼酸均为分析纯。

上述改善水稻籽粒灌浆充实的化学调节剂的使用方法，将调节剂加水混合，在水稻齐穗期喷施于稻穗和水稻上部叶片，如喷后4小时内遇雨，则重喷。

所述调节剂与水的体积比为1：50～70。

所述调剂剂的用量为每亩稻田对应使用500ml调节剂。

本发明改善水稻籽粒灌浆充实的化学调节剂，主要由水杨酸、维生素C、硫酸锌、磷酸二氢钾、硼酸和乳化剂复配组成，各组分在限定的浓度范围内相互协同作用，提高水稻籽粒的千粒重，增加籽粒灌浆的起始势、最大灌浆速率和平均灌浆速率，缩短达到最大灌浆速率所需的时间，进而提高籽粒的精米率和整精米粒，降低籽粒的不完全粒率和垩白粒率，尤其对水稻弱势籽粒千粒重、灌浆的起始势、最大灌浆速率和平均灌浆速率的增加，最大灌浆速率所需的时间的缩短效果显著，能显著的提高水稻弱势籽粒的精米率和整精米粒，降低弱势籽粒的不完善粒率和垩白粒率。另外，本发明调节剂，各组分原料易得，成本低，且无毒副作用。

本发明改善水稻籽粒灌浆充实的化学调节剂的制备方法，将水杨酸、维生素C、硫酸锌、磷酸二氢钾、硼酸加水溶解后，加入乳化剂混匀即得，工艺简单，操作简便，易于工业化推广应用。

本发明改善水稻籽粒灌浆充实的化学调节剂的使用方法，将调节剂与水混匀后，在齐穗期喷施于稻穗和水稻上部叶片即可，喷施后4～6小时调节剂即可被有效吸收。该使用方法简单，易于实现。

本发明改善水稻籽粒灌浆充实的化学调节剂允许有少量沉淀物，使用时摇匀即可，不影响其功效。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，但不构成对本发明的任何限制。

实施例1

本实施例改善水稻籽粒灌浆充实的化学调节剂，1L调节剂中各组分的质量为：水杨酸0.83g、维生素C 42.27g、硫酸锌60.00g、磷酸二氢钾75.00g、硼酸45.00g、乳化剂3.00g、余量为水。

本实施例改善水稻籽粒灌浆充实的化学调节剂的制备方法，具体操作步骤为：

1)称取分析纯水杨酸0.83g，加入420ml水充分溶解，配成水杨酸溶液；

2)称取分析纯维生素C42.27g，加入130ml水充分溶解，配成维生素C溶液；

3)称取分析纯硫酸锌60.00g、磷酸二氢钾75.00g，加入340ml水充分溶解，配成硫酸锌、磷酸二氢钾溶液；

4)将步骤1)、2)、3)配制的溶液混合后，加入分析纯硼酸45.00g，搅拌均匀，充分溶解，得到混合溶液A；

5)称取吐温-803g，加入步骤4)制备的混合溶液A中，充分混匀，定容至1L，即得改善水稻籽粒灌浆充实的化学调节剂。

本实施例改善水稻籽粒灌浆充实的化学调节剂的使用方法，使用对象为1亩粳稻，取本实施例制备的调节剂500ml，加水至30L，混匀，粳稻齐穗期均匀喷施于稻穗和水稻上部叶片，喷施后4～6小时调节剂有效吸收。

实施例2

本实施例改善水稻籽粒灌浆充实的化学调节剂，1L调节剂中各组分的质量为：水杨酸0.58g、维生素C 29.6g、硫酸锌42g、磷酸二氢钾52.5g、硼酸31.5g、乳化剂2.1g、余量为水。

本实施例改善水稻籽粒灌浆充实的化学调节剂的制备方法，具体操作步骤为：

1)称取分析纯水杨酸0.58g，加入420ml水充分溶解，配成水杨酸溶液；

2)称取分析纯维生素C29.6g，加入130ml水充分溶解，配成维生素C溶液；

3)称取分析纯硫酸锌42g、磷酸二氢钾52.5g，加入340ml水充分溶解，配成硫酸锌、磷酸二氢钾溶液；

4)将步骤1)、2)、3)配制的溶液混合后，加入分析纯硼酸31.5g，搅拌均匀，充分溶解，得到混合溶液A；

5)称取吐温-802.1g，加入步骤4)制备的混合溶液A中，充分混匀，定容至1L，即得改善水稻籽粒灌浆充实的化学调节剂。

本实施例改善水稻籽粒灌浆充实的化学调节剂的使用方法，使用对象为1亩粳稻，取本实施例制备的调节剂500ml，加水至35.5L，混匀，粳稻齐穗期均匀喷施于稻穗和水稻上部叶片，喷施后4～6小时调节剂有效吸收。

实施例3

本实施例改善水稻籽粒灌浆充实的化学调节剂，1L调节剂中各组分的质量为：水杨酸1.08g、维生素C 55g、硫酸锌78g、磷酸二氢钾97.5g、硼酸58.5g、乳化剂3.9g、余量为水。

本实施例改善水稻籽粒灌浆充实的化学调节剂的制备方法，具体操作步骤为：

1)称取分析纯水杨酸1.08g，加入420ml水充分溶解，配成水杨酸溶液；

2)称取分析纯维生素C 55g，加入130ml水充分溶解，配成维生素C溶液；

3)称取分析纯硫酸锌78g、磷酸二氢钾97.5g，加入340ml水充分溶解，配成硫酸锌、磷酸二氢钾溶液；

4)将步骤1)、2)、3)配制的溶液混合后，加入分析纯硼酸58.5g，搅拌均匀，充分溶解，得到混合溶液A；

5)称取吐温-803.9g，加入步骤4)制备的混合溶液A中，充分混匀，定容至1L，即得改善水稻籽粒灌浆充实的化学调节剂。

本实施例改善水稻籽粒灌浆充实的化学调节剂的使用方法，使用对象为1亩粳稻，取本实施例制备的调节剂500ml，加水至25.5L，混匀，粳稻齐穗期均匀喷施于稻穗和水稻上部叶片，喷施后4～6小时调节剂有效吸收。

试验例1本发明调节剂对粳稻籽粒灌浆充实的调控效果试验

本试验例于2011年在河南农业大学科教园区水稻试验田进行，采用大田试验的方法，以黄淮地区常规粳稻品种新丰2号为试验材料。

试验方法：试验例：在齐穗期喷施本发明实施例1～3制备的化学调节剂；对照例：在齐穗期喷施清水加乳化剂吐温-80。

试验结果：如下表1和表2所示：

表1喷施本发明化学调节剂对水稻产量构成因素的影响

注：同列数据后标不同小写字母表示5％水平上的显著性。

表2喷施本发明化学调节剂对强、弱势籽粒灌浆过程中Richards方程特征参数的影响

注：A、B、K、N为Richards方程参数；R₀为灌浆起始势；V_max为最大灌浆速率；T_max为达到最大灌浆速率所需时间；V为平均灌浆速率。

由上述表1显示的试验结果表明，本发明化学调节剂可提高籽粒的千粒重，进而提高水稻的产量，尤其对水稻弱势籽粒千粒重的提高有显著作用，相比对照例，采用本发明实施例1、2、3制备的调节剂的水稻弱势籽粒千粒重分别提高了17.48％、3.52％和4.25％。

由上述表2显示的试验结果表明，通过Richards方程对喷施本发明化学调节剂及其对照例的强、弱势粒灌浆速率进行拟合，结果表明本发明化学调节剂可提高水稻籽粒的灌浆起始势、最大灌浆速率和平均灌浆速率，缩短最大灌浆速率所需时间，尤其对弱势籽粒的调控作用显著。

试验例2本发明调节剂对粳稻籽粒灌浆充实的调控效果试验

本试验例于2012年在河南农业大学科教园区水稻试验田进行，采用大田试验的方法，以黄淮地区常规粳稻品种新丰2号为试验材料。

试验方法：试验例：在齐穗期喷施本发明实施例1制备的化学调节剂；对照例：在齐穗期喷施清水加乳化剂吐温-80。

试验结果：如下表3、表4和表5所示：

表3喷施本发明化学调节剂对水稻产量构成因素的影响

注：同列数据后标不同小写字母表示5％水平上的显著性。

表4喷施本发明化学调节剂对强、弱势籽粒灌浆过程中Richards方程特征参数的影响

注：A、B、K、N为Richards方程参数；R₀为灌浆起始势；V_max为最大灌浆速率；T_max为达到最大灌浆速率所需时间；V为平均灌浆速率。

表5喷施本发明化学调节剂对稻米品质的影响

注：同列数据后标不同小写字母表示5％水平上的显著性。

由上述表3显示的试验结果表明，本发明化学调节剂可增加水稻籽粒的千粒重，进而提高水稻的产量，增幅为8.35％，尤其显著提高水稻弱势籽粒千粒重，相比对照例提高了10.01％；

由上述表4显示的试验结果表明，通过Richards方程对喷施本发明化学调节剂及其对照例的强、弱势粒灌浆速率进行拟合，结果表明本发明化学调节剂可提高水稻籽粒的灌浆起始势、最大灌浆速率和平均灌浆速率，缩短最大灌浆速率所需时间，尤其对弱势籽粒的调控作用显著；

由上述表5显示的试验结果表明，本发明化学调节剂显著提高弱势籽粒的精米率和整精米率，显著减低弱势籽粒的不完善粒率和垩白粒率，且对强势籽粒的垩白粒率和垩白度具有显著的调节作用。

Claims (8)

1.一种改善水稻籽粒灌浆充实的化学调节剂，其特征在于：由以下质量浓度的组分组成：水杨酸0.58~1.08g/L、维生素C 29.6~55 g/L、硫酸锌42~78g/L、磷酸二氢钾52.5~97.5g/L、硼酸31.5~58.5 g/L、乳化剂2.1~3.9 g/L，溶剂为水；所述乳化剂为吐温-80。

2.根据权利要求1所述的改善水稻籽粒灌浆充实的化学调节剂，其特征在于：由以下质量浓度的组分组成：水杨酸0.83g/L、维生素C 42.27g/L、硫酸锌60g/L、磷酸二氢钾75g/L、硼酸45g/L、乳化剂3g/L，溶剂为水。

3.一种如权利要求1所述的改善水稻籽粒灌浆充实的化学调节剂的制备方法，其特征在于：包括以下操作步骤：

1）将水杨酸、维生素C、硫酸锌、磷酸氢二钾、硼酸溶解于水中，制得混合溶液A；

2）在混合溶液A中加入乳化剂，加水定容，即得改善水稻籽粒灌浆充实的化学调节剂。

4.根据权利要求3所述的改善水稻籽粒灌浆充实的化学调节剂的制备方法，其特征在于：所述混合溶液A的具体制备方法为：

1）水杨酸加水溶解制成溶液a；维生素C加水溶解成溶液b；硫酸锌和磷酸二氢钾加水溶解制成溶液c；

2）将溶液a、溶液b、溶液c混合后，加入硼酸，搅拌溶解，即得混合溶液A。

5.根据权利要求3所述的改善水稻籽粒灌浆充实的化学调节剂的制备方法，其特征在于：所述水杨酸、维生素C、硫酸锌、磷酸氢二钾、硼酸均为分析纯。

6.一种如权利要求1所述的改善水稻籽粒灌浆充实的化学调节剂的使用方法，其特征在于：将所述调节剂加水混合，水稻齐穗期喷施于稻穗和水稻上部叶片，如喷后4小时内遇雨，则重喷。

7.根据权利要求6所述的改善水稻籽粒灌浆充实的化学调节剂的使用方法，其特征在于：所述调节剂与水的体积比为1:50~70。

8.根据权利要求6所述的改善水稻籽粒灌浆充实的化学调节剂的使用方法，其特征在于：所示调节剂的用量为每亩稻田对应使用500ml调节剂。