CN106857509B - 一种甘薯抗逆控旺膨大增产调节剂、制备方法及其应用 - Google Patents

一种甘薯抗逆控旺膨大增产调节剂、制备方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种甘薯抗逆控旺膨大增产调节剂、其制备方法及其应用。该调节剂含有如下的组分：增产胺25～50g/L，氯代氯化胆碱100～150g/L，活性剂和展着剂5～10g/L，水余量。所述活性剂和展着剂选自吐温20、吐温60中的一种或多种。本发明调节剂能够显著增强甘薯抵御低温冷害、高温、干旱和轻度盐碱胁迫的能力，增加甘薯秧苗成活率，提高单位面积株数、单株薯块数和单薯重，使甘薯产量提高20％以上。同时该产品具有成本低、使用方便、田间残留少等特点，易于推广应用，对我国甘薯生产具有积极的推动作用。

Description

一种甘薯抗逆控旺膨大增产调节剂、制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及植物生长调节剂，特别是涉及一种甘薯抗逆控旺膨大增产调节剂、制备方法及其应用。
背景技术
甘薯在我国粮食作物中栽培面积和产量仅次于水稻、小麦、玉米，位居第四。红薯适应性强，不择土质，耐瘠薄，耐干旱，产量高。由于红薯高产，用途广泛，既可食用，又可作饲料和轻工业原料，同时又是良好的间作套种作物。因此，因地制宜发展红薯生产，对于增加粮食产量，促进畜牧业和轻工业发展具有重要意义。
目前我国甘薯的种植面积和总产量均居世界首位，据FAO统计资料，2014年我国甘薯收获面积356万公顷，甘薯总产量7677.26万吨，分别约占世界总量的43％和75％。甘薯在我国种植的范围很广泛，南起海南、北到黑龙江，东起沿海、西至四川西部山区和云贵高原均有分布。我国甘薯种植主要集中在四川、山东、重庆、广东、安徽、河南、湖南、福建、湖北等地，其中四川、山东、重庆、广东四省(市)所占比重在45％以上。
甘薯喜暖怕冷，喜光喜温，低温或阴冷对其生长有害，当气温降到15℃，就停止生长，每天日照时数少于8-10h养分积累受到影响。甘薯茎叶繁茂、根系发达、生长迅速、蒸腾作用强，因此，需水量很大，生长期需要400.0-500.0mm的水分，土壤干旱或涝渍都会引起薯块膨大停滞或病害。甘薯对土壤的适应性较强，土质疏松的红、黄壤或砂性水旱轮作最佳。但是，在甘薯生长发育过程中，南方甘薯种植区的阴雨寡照和涝渍、北方甘薯区的低温冷凉、华北甘薯区的干旱高温将导致薯块发育停滞甚至病害流行，华北夏季的高温多雨极容易导致甘薯秧蔓疯长，导致甘薯膨大延迟或停滞，早衰，造成减产。
在甘薯生产中，采用适宜的农艺措施可以有效提高甘薯对水分、温度、养分和病虫害的抵御能力，促进甘薯正常生长。如：高垄种植既可以提高甘薯的抗涝能力，又有利于甘薯块根膨大；薯蔓并长期提蔓、打蔓尖，可以有效防止毛根和柴根生长过多，防止茎叶徒长，促进块根膨大，改善通风条件，降低田间湿度。喷施杀菌剂可以有效提高甘薯的抗病能力。但是，常规农艺措施难以熟练掌握，出现差错，效果会适得其反。如提蔓、打蔓尖时，极易操作成翻蔓，而翻蔓易损伤基叶，降低光合产物制造能力，打乱叶片分布层次，减弱叶片光合效能，影响养分运转和积累，常常造成减产。又如：甘薯收获营养器官-块根，叶面喷施杀菌剂，易残留于块根中，降低甘薯的经济和食用价值。因此，在甘薯生产中，提高甘薯抗逆性，防止甘薯茎叶疯长、保证块根正常发育，实现高产稳产是甘薯栽培管理的重要课题。
在甘薯生产中，应用植物生长调节剂可以有效地防止甘薯茎叶疯长、提高甘薯的抗逆性、提高产量。目前，生产中应用的植物生长调节剂种类繁多，其中以多效唑、缩节胺等主成份的调节剂主要用来防止秧蔓疯长，但同时带来的副作用是残留严重，限制了下茬作物的生长，并降低了薯块的食用品质。水杨酸、芸苔素内脂等可以改善光合性能、防止病害侵染，但不能有效地防止茎叶疯长，调节薯块膨大和茎叶生长的关系。因此，针对甘薯生产中实现高产稳产的限制因子，即高密度与薯块小、茎叶生长与薯块膨大以及常用调节剂抑制疯长与高残留之间的矛盾，从调控茎叶生长、提高光合效率、促进薯块膨大、壮株防衰的角度出发，研制了甘薯抗逆控旺膨大增产调节剂，以增强甘薯高密群体抵御逆境胁迫的能力，提高甘薯的光合效率，对保障甘薯优质、高产、稳产具有极其重要的意义。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种甘薯抗逆控旺膨大增产调节剂，该调节剂含有如下组分：增产胺25～50g/L，氯代氯化胆碱100～150g/L，展着剂5～10g/L，水余量。
其中，所述增产胺化学名称为2-(3,4-二氯苯氧基)三乙胺(英文化学名称：2-(3,4-dichlorophenoxy)triethylamine，简写：DCPTA)，分子式：C12H17CL2NO，分子量：278.08。纯品为黄色到棕色粘稠状液体，带有草香味，其盐酸盐、柠檬酸盐为白色固体，柠檬酸盐可溶于水及有机溶剂，对酸稳定，对光稳定，在常规条件下储存稳定。增产胺通过植物的茎和叶吸收，转运到代谢活动中心，直接作用于细胞核，通过增强酶的活性，改善植物体内代谢过程，如：促进细胞分裂和生长；叶片明显变绿、变厚，叶面积增大；增强叶片光合作用，提高叶片对二氧化碳的吸收、利用效率；促进叶绿素与蛋白质的合成，抑制叶绿素和蛋白质的降解，促进籽粒器官中蛋白质、酯类的积累贮存；增加叶片、茎秆和籽粒等器官组织细胞中浆液、类脂肪的积累量；延缓叶片衰老，增加产量，提高品质。
其中，所述氯化氯代胆碱(chlormequat chloride，简称：CCC，俗称：矮壮素)为2-氯乙基三甲基氯化铵((2-chloroethyl)trimethyl-ammoniu chloride)，分子式：C5H13Cl2N，分子量：158.07g/mol，熔点239-243℃，沸点260℃。物理性质：白色结晶，易溶于水，在常温下饱和水溶液浓度可达80％左右。不溶于苯、二甲苯、无水乙醇，溶于丙醇。有鱼腥臭，易潮解。在中性或微酸性介质中稳定，在碱性介质中加热能分解。属低毒植物生长调节剂。原粉雄性大鼠急性经口LD50为883mg/Kg，大鼠急性经皮LD50为4000mg/kg，大鼠1000mg/kg饲喂2年无不良影响。功能特点：氯化氯代胆碱是赤霉素的拮抗剂，可经由叶片、幼枝、芽、根系和种子进入到植物体内。使用氯化氯代胆碱后，能有效控制植株徒长，缩短植株节间，使植株长的矮、壮、粗，促使根系发达，增强抗倒伏能力。同时可使作物的光合作用增强，叶绿素含量增多，叶色加深、叶片增厚。使作物的营养生长转化为生殖生长，从而提高某些作物的座果率，改善品质，提高产量。氯化氯代胆碱能提高植物根系的吸水能力，影响植物体内脯氨酸的积累，有利于提高植物的抗逆性，如抗旱、抗寒、抗盐碱及抗病害等能力。
优选地，本发明所述的调节剂中，增产胺和氯代氯化胆碱的重量比为1：(2～6)。
所述展着剂选用曲拉通(triton)或吐温(tween)类，优选为吐温类，更优选为吐温20或吐温60中的一种或多种。展着剂可促进药液在植株叶片表面浸润，促进药液吸收，有效提高药液的作用效果。
本发明的第二个目的是提供制备上述任意一种甘薯抗逆控旺膨大增产调节剂的方法，具体为：分别将增产胺和氯代氯化胆碱溶于水中，然后将两种溶液混合后加入活性剂和展着剂，用水定容，即得。
本发明的第三个目的是提供上述任意一种甘薯抗逆控旺膨大增产调节剂在甘薯种植中的应用。
优选地，所述甘薯抗逆控旺膨大增产调节剂施用时兑水稀释成500～700倍液进行栽秧前秧苗蘸根和/或在生长期进行叶面喷施。
优选地，所述蘸根的时间为5-7h，进一步优选为6h。
优选地，所述叶面喷施的时间为茎叶盛长初期和/或薯块快速膨大初期。
优选地，所述茎叶盛长时期指栽秧后38-42天，最优40天。
优选地，所述薯块快速膨大初期指栽秧后68-72天，最优70天。
本发明具有以下有益效果：
本发明甘薯抗逆控旺膨大增产调节剂主要含有增产胺和氯代氯化胆碱，这两种物质共同作用，使该产品具有增强甘薯抗逆性、控制茎叶旺长、促进结薯和薯块膨大、提高光合效率和增加产量的多重功能，并且这两种物质具有显著的协同增效作用。因此，本发明调节剂能够显著增强甘薯叶片的光合强度，提高甘薯抵御低温冷害和弱光胁迫的能力，提高薯秧成活率，促进结薯和薯块膨大，增加薯块干物质积累量，减少小薯率，增加大薯率，增加甘薯的亩株数、单株薯块数和单薯重，使甘薯产量提高20％以上。同时该产品具有成本低、使用方便、田间残留少等特点，易于推广应用，对促进我国甘薯高产稳产具有积极的推动作用。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明所述增产胺、氯代氯化胆碱活性剂和展着剂均市购获得。
预实验1增产胺和氯代氯化胆碱对甘薯产量和产量构成因素的影响
选择增产胺和氯代氯化胆碱，设置0、1、2、3四个浓度梯度(浓度梯度见表1)，进行排列组合，共计16个处理，以徐薯18为测试品种，进行大田实验，于甘薯栽秧期浸秧6小时，茎叶盛长期(栽秧后40天)和薯块膨大期(栽秧后70天)喷施于叶面，每处理三次重复。甘薯种植密度4000株/亩。成熟期收获，测定产量，调查产量构成因素。
表1：增产胺和氯代氯化胆碱的浓度梯度
代码 DCPTA(D)(g/L) CCC(C)(g/L)
0 0 0
1 12.5 50
2 25 100
3 50 150
表2：增产胺(D)和氯代氯化胆碱(C)对甘薯产量和产量构成因素的影响
注：亩株数为小区实际调查值，亩产量为小区实际收获产量，单株块根数和单薯重为每小区20株总量的平均值。
如表2所示，实验结果表明，与对照比较，单独施用增产胺的3个处理减产0.99％～1.78％；单独施用氯代氯化胆碱的3个处理增产9.10％～10.05％；按照不同浓度配比施用两种组分，9个组合中，2个组合增产4.74％～8.38％，7个组合增产10.62％～23.89％，可见这两种组分共同施用具有显著的协同增效作用。
进一步分析发现，12个增产组合中，平均亩株数比对照增减不显著；平均薯块数和平均单薯重变化表现为：亩增产20％以上的4个处理D2C2、D2C3、D3C2、D3C3，平均单株薯块数增加36.84％～44.74％，平均单薯重降低9.55％～16.72％；其它8个处理增产幅度4.74％～12.06％，平均薯块数和平均单薯重均分别增加2.63％～7.89％和2.45％～8.18％。
预实验2增产胺和氯代氯化胆碱对甘薯大小薯块比例的影响
选择增产胺和氯代氯化胆碱，分别设置0、1、2、3三个浓度梯度(浓度梯度见表1)，进行排列组合，共计16个处理，以徐薯18为测试品种，进行大田实验，于甘薯栽秧期浸秧6小时，茎叶盛长期(栽秧后40天)和薯块膨大期(栽秧后70天)喷施于叶面，每处理三次重复。甘薯种植密度4000株/亩。收获期测定大、中、小薯组成比例。
表3：增产胺(D)和氯代氯化胆碱(C)对甘薯大小薯块比例的影响
注：大中小薯重量划分标准：0-75克为小薯，76-150克为中薯，大于150克为大薯。
如表3所示，实验结果表明，与对照比较，单独施用增产胺的3个处理大薯比例增减幅度为-5.56％～5.56％；氯代氯化胆碱与增产胺不同浓度配比组合共12个处理中，11个处理大薯比例增加11.11％～55.56％(D1C1处理增幅为0)；15个处理中薯比例均提高，增幅为10.34％～34.48％；小薯比例均降低，降幅为7.55％～35.85％。可见，低浓度增产胺、氯代氯化胆碱以及两组份不同浓度配比组合据可提高大薯比例；15个处理均可以提高中薯比例，降低小薯比例。进一步分析发现，氯代氯化胆碱与增产胺不同浓度配比组合中，高浓度配比组合大中薯比例增幅最高，即D2C2、D2C3、D3C2、D3C3大中薯增幅分别为50％～55.56％和31.03％～34.48％，小薯比例降幅最大，均为35.85％。可见这两种组分以适宜配比共同施用具有显著的协同增效作用。
预实验3增产胺和氯代氯化胆碱对甘薯切干率的影响
选择增产胺和氯代氯化胆碱，分别设置0、1、2、3三个浓度梯度(浓度梯度见表1)，进行排列组合，共计16个处理，以徐薯18为测试品种，进行大田实验，于甘薯栽秧期浸秧6小时，茎叶盛长期(栽秧后40天)和薯块膨大期(栽秧后70天)喷施于叶面，每处理三次重复。甘薯种植密度4000株/亩。收获期，测定切干率和干物重。
表4：增产胺(D)和氯代氯化胆碱(C)对甘薯切干率的影响
注：鲜重、干重为平均亩产量。
如表4所示，实验结果表明，与对照比较，增产胺、氯代氯化胆碱、氯代氯化胆碱与增产胺不同配比组合共15个处理均提高了甘薯的切干率，增幅为2.04％～8.16％；15个处理均提高了平均每亩干物重生产量，增幅为0.22％～34％；平均亩鲜薯产量表现为：单独施用增产胺的3个处理鲜薯产量降低0.99％～1.78％；氯代氯化胆碱、氯代氯化胆碱与增产胺不同浓度配比组合共12个处理鲜薯产量增加4.74％～23.89％。进一步分析发现，氯代氯化胆碱与增产胺不同浓度配比组合中，高浓度配比组合切干率、亩鲜重和亩干重增幅最高，即D2C2、D2C3、D3C2、D3C3切干率、亩鲜重和亩干重增幅分别为8.16％、20.33％～23.89％和30.15％～34％，可见这两种组分以适宜配比共同施用具有显著的协同增效作用。
实施例1
将2.5g增产胺溶于5ml水中，完全溶解后得溶液I；然后取10g氯代氯化胆碱加入到10ml水中，完全溶解后得溶液II；将溶液I和溶液II混合，加入1ml吐温20，摇匀，最后用水定容至100ml，即得本发明的甘薯抗逆控旺膨大抗倒伏增产调节剂。
实施例2
将2.5g增产胺溶于5ml水中，完全溶解后得溶液I；然后取12.5g氯代氯化胆碱加入到15ml水中，完全溶解后得溶液II；将溶液I和溶液II混合，加入1ml吐温20，摇匀，最后用水定容至100ml，即得本发明的甘薯抗逆控旺膨大抗倒伏增产调节剂。
实施例3
将2.5g增产胺溶于5ml水中，完全溶解后得溶液I；然后取15g氯代氯化胆碱加入到15ml水中，完全溶解后得溶液II；将溶液I和溶液II混合，加入1ml吐温20，摇匀，最后用水定容至100ml，即得本发明的甘薯抗逆控旺膨大抗倒伏增产调节剂。
实施例4
将3.75g增产胺溶于5ml水中，完全溶解后得溶液I；然后取10g氯代氯化胆碱加入到10ml水中，完全溶解后得溶液II；将溶液I和溶液II混合，加入1ml吐温20，摇匀，最后用水定容至100ml，即得本发明的甘薯抗逆控旺膨大抗倒伏增产调节剂。
实施例5
将3.75g增产胺溶于5ml水中，完全溶解后得溶液I；然后取12.5g氯代氯化胆碱加入到15ml水中，完全溶解后得溶液II；将溶液I和溶液II混合，加入1ml吐温20，摇匀，最后用水定容至100ml，即得本发明的甘薯抗逆控旺膨大抗倒伏增产调节剂。
实施例6
将3.75g增产胺溶于5ml水中，完全溶解后得溶液I；然后取15g氯代氯化胆碱加入到15ml水中，完全溶解后得溶液II；将溶液I和溶液II混合，加入1ml吐温20，摇匀，最后用水定容至100ml，即得本发明的甘薯抗逆控旺膨大抗倒伏增产调节剂。
实施例7
将5g增产胺溶于5ml水中，完全溶解后得溶液I；然后取10g氯代氯化胆碱加入到10ml水中，完全溶解后得溶液II；将溶液I和溶液II混合，加入1ml吐温20，摇匀，最后用水定容至100ml，即得本发明的甘薯抗逆控旺膨大抗倒伏增产调节剂。
实施例8
将5g增产胺溶于5ml水中，完全溶解后得溶液I；然后取12.5g氯代氯化胆碱加入到15ml水中，完全溶解后得溶液II；将溶液I和溶液II混合，加入1ml吐温20，摇匀，最后用水定容至100ml，即得本发明的甘薯抗逆控旺膨大抗倒伏增产调节剂。
实施例9
将5g增产胺溶于5ml水中，完全溶解后得溶液I；然后取15g氯代氯化胆碱加入到15ml水中，完全溶解后得溶液II；将溶液I和溶液II混合，加入1ml吐温20，摇匀，最后用水定容至100ml，即得本发明的甘薯抗逆控旺膨大抗倒伏增产调节剂。
本发明甘薯抗逆控旺膨大增产调节剂对甘薯净光合速率的影响
以徐薯18为测试品种，取实施例1、4、7的调节剂兑水稀释成500倍液，实施例2、5、8兑水稀释成600倍液，实施例3、6、9兑水稀释成700倍液，于甘薯栽秧期浸秧6小时，茎叶盛长期(栽秧后40天)和薯块膨大期(栽秧后70天)喷施于叶面，每处理三次重复。甘薯种植密度4000株/亩。薯块膨大期(叶面喷施处理后3d)测定功能叶POD活性、叶绿素含量和净光合速率。
表5：甘薯抗逆控旺膨大增产调节剂对甘薯叶叶绿素含量和净光合速率(Pn)的影响CO2Umol/(m2.s)
注：表中数据为6个测定值的平均值。
实验结果(如表5所示)表明，实施例1至实施例9，9种处理均能显著提高甘薯叶绿素含量、叶片净光合速率和过氧化物酶活性(POD)。其中，叶绿素含量提高6.34％～34.57％，叶片净光合速率提高13.19％～24.38％，过氧化物酶活性提高10.83％～139.61％。表明：甘薯抗逆控旺膨大增产调节剂有效提高了甘薯的光合干物质合成速率和抗逆性，提高了甘薯的抗逆能力，防止了甘薯块根膨大期的叶片的衰老。
本发明甘薯抗逆控旺膨大增产调节剂对甘薯茎叶性状的调控效果
以徐薯18为测试品种，取实施例1、4、7的调节剂兑水稀释成500倍液，实施例2、5、8兑水稀释成600倍液，实施例3、6、9兑水稀释成700倍液，于甘薯栽秧期浸秧6小时，茎叶盛长期(栽秧后40天)和薯块膨大期(栽秧后70天)喷施于叶面，每处理三次重复。甘薯种植密度4000株/亩。收获期测定主蔓长、分枝数、茎叶鲜重、单株鲜薯重和藤薯比。
表6：甘薯抗逆控旺膨大增产调节剂对甘薯茎叶性状的调控效果
注：表中数据为6株测定值的平均值。
实验结果(如表6所示)表明，实施例1至实施例9，9种处理均能显著缩短甘薯主蔓的长度，增加分枝数，降低藤薯比，降低平均茎叶鲜重，增加平均薯块鲜重。其中，主蔓缩短幅度为41.23％～64.31％，分枝数增加幅度12.90％～51.61％，藤薯比降低幅度9.36％～31.03％，平均单株茎叶鲜重降低1.49％～22.39％，平均单株薯块鲜重增加4.55％～22.73％。表明：甘薯抗逆控旺膨大增产调节剂有效控制了甘薯茎叶蔓的旺长，促进了薯块的发育。
本发明甘薯抗逆控旺膨大增产调节剂对甘薯增产效果的影响
于2013年和2014年河北省南宫市、河南省新乡市和河北省石家庄市进行多点示范试验，取实施例1甘薯抗逆控旺膨大增产调节剂稀释500倍，于甘薯栽秧期浸秧6小时，茎叶盛长期(栽秧后40天)和薯块膨大期(栽秧后70天)喷施于叶面，实验结果如表7所示，2013年-2014年平均单产鲜重增加9.68％～30.20％，2013年-2014年平均单产干重增加18.63％～40.83％。
表7甘薯抗逆控旺膨大增产调节剂对甘薯增产效果的影响
注：平均鲜重亩产量为实收产量，平均干重亩产量为鲜重与切干率的乘积，其中，对照组切干率测定值为24.5％，处理组切干率测定值为26.5％。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (11)

1.一种甘薯抗逆控旺膨大增产调节剂，其特征在于，该调节剂含有如下的组分：增产胺25～50g/L，氯代氯化胆碱100～150g/L，展着剂5～10g/L，水余量。
2.如权利要求1所述的甘薯抗逆控旺膨大增产调节剂，其特征在于，所述展着剂选自吐温类或曲拉通类。
3.如权利要求2所述的甘薯抗逆控旺膨大增产调节剂，其特征在于，所述展着剂为吐温类。
4.如权利要求3所述的甘薯抗逆控旺膨大增产调节剂，其特征在于，所述展着剂为吐温20和/或吐温60。
5.制备权利要求1～4任一项所述的甘薯抗逆控旺膨大增产调节剂的方法，其特征在于：分别将所述增产胺和所述氯代氯化胆碱溶于水中，然后将两种溶液混合后加入展着剂，用水定容，即得。
6.权利要求1～4任一项所述的甘薯抗逆控旺膨大增产调节剂在甘薯种植中的应用。
7.如权利要求6所述的应用，其特征在于：将所述甘薯抗逆控旺膨大增产调节剂稀释成500～700倍液进行栽秧前秧苗浸秧和/或在生长期进行叶面喷施。
8.如权利要求7所述的应用，其特征在于：所述浸秧的时间为5-7h。
9.如权利要求7所述的应用，其特征在于：所述叶面喷施的时间为茎叶盛长初期和/或薯块快速膨大初期。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：所述茎叶盛长初期指栽秧后38-42天。
11.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：所述薯块快速膨大初期指栽秧后68-72天。
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