CN106922667A - 一种植物生长调节剂γ‑氨基丁酸GABA及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型植物生长调节剂γ‑氨基丁酸(GABA)的使用方法。所述的GABA生长调节剂优选施用浓度：10～75mmol/L，进一步优选施用浓度：25～50mmol/L，最佳优选浓度为50mmol/L，施用前现溶于水，于清晨或傍晚喷施于植株叶面。本发明所述的GABA生长调节剂能够显著降低逆境造成的植物细胞膜损伤，维持细胞结构的稳定性，显著增强作物的抗逆性，从而促进植株健壮生长。

Description

一种植物生长调节剂γ-氨基丁酸GABA及其使用方法
技术领域
本发明属于农业科学技术领域，涉及一种植物生长调节剂，具体涉及一种植物生长调节剂γ-氨基丁酸GABA及其使用方法。
背景技术
蔬菜作物生产中，时常遭遇多种生物胁迫和非生物胁迫，非生物胁迫主要包括盐胁迫、温度胁迫、干旱胁迫及重金属胁迫等，严重制约其正常生长发育。因此，在品种、技术、模式改良的基础上，通过喷施有益的外源生长调节剂对提高其抗逆性亦为重要。
GABA又称氨酪酸，是生物有机体内天然存在的一种非蛋白质氨基酸，还是一种重要的胞内信号分子。高纯度的GABA为白色结晶或结晶性粉末，吸湿性强，极易溶于水，微溶于热乙醇，不溶于冷乙醇、乙醚和苯。分子式C4H9NO2，分子量103.1。GABA是一个两性离子，在生理pH(4.03-10.56)下，其既带正电又带负电荷。它首先在土豆块茎中被发现，且组织中GABA含量明显高于其他非蛋白质氨基酸，随后在哺乳动物脑组织内中枢神经系统被发现。GABA可以参与花粉管的发育、离子转运、乙烯产生、果实的形成、昆虫的摄食行为和植物防御反应等过程。研究发现，正常情况下，植物组织中的GABA含量较低，约0.03-2.00μmol/gFW，在一系列环境胁迫下，植物体内GABA可以通过迅速积累，以响应胁迫对植物生长发育造成的抑制和伤害，包括低氧、低温、干旱及盐胁迫等。可见，逆境胁迫下，GABA的积累能够正调控植物对逆境的耐性，但是，由于逆境下GABA的合成受到抑制，其积累量有限，多数时候只能作为一种信号刺激植物的抗逆性。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题和缺陷，本发明的目的在于提供一种新型植株生长调节剂γ-氨基丁酸(GABA)的最佳施用方法，以最大限度提高作物的抗逆性，以下简称GABA。
实现上述发明所采用的技术方案是：一种以GABA作为有效成分的物质作为植物生长调节剂的应用。
本发明以GABA作为植物生长调节剂的有效浓度为10～75mmol/L，优选浓度为25～50mmol/L，最佳施用浓度为50mmol/L。
本发明的植物生长调节剂通过对对象作物或对象作物的周边土壤进行处理调节，促进植物生长，大大提高了作物的产量。
进一步的讲，所述处理是向对象作物的散布处理或者向对象作物的周边土壤的散布处理或灌溉处理。
本发明的植物生长调节优先选择作为叶面肥于清晨或傍晚进行叶面喷施。
本发明的植物生长调节作为叶面肥推荐于在逆境前预喷施或在逆境中喷施。
与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：通过外源施用GABA以增加其内源GABA的含量，同时诱导其他保护物质如GSH、AsA等的积累，能够显著降低逆境造成的植物细胞膜损伤，维持细胞结构的稳定性，显著增强作物的抗逆性，从而促进了作物的生根，使生根时期提前，增加叶数、茎数、穗数，促进分蘖，增加作物生长高度，使茎肥大化，促进生长，增强耐干旱性，耐盐性、耐低温性、耐高温性，减少下叶枯萎，促进果实、谷类、根茎类、豆类等收获的着色，促进籽粒充实，提高糖度，提高品质，增加产量。
附图说明
图1是外源GABA对Ca(NO3)2胁迫下甜瓜幼苗MDA含量的影响。
具体实施方式
以下通过发明人给出的具体实施方式和试验例来进一步说明本发明的有益效果。
本发明的植物生长调节剂可以生产加工成现有的任何一种剂形，如乳剂、粉剂、颗粒剂、悬浮剂、可湿性粉剂等。
实施例1
第一步：取GABA 77.3255g。
第二步：喷施前将上述量GABA用15L水进行稀释制备成GABA浓度为50mmol/L的溶液。
试验例1
生产上一般在清晨或傍晚进行叶面喷施。
以甜瓜为试材，在温室中采用营养液栽培的方式，于2013年6月至10月进行试验。具体试验处理设计如下：
供试品种为盐敏感的厚皮甜瓜品种‘一品天下208’，采用穴盘育苗，幼苗长至三叶一心时，选取长势一致的健壮幼苗定植于装有1/2剂量的山崎甜瓜专用营养液的水槽中，用气泵正常通气。幼苗长至四叶一心时进行Ca(NO3)2处理。为防止盐激，先将营养液含有的Ca(NO3)2浓度增加到40mmol/L，一天后浓度增到80mmol/L，此时定为盐胁迫处理开始时间。试验设8个处理：正常营养液栽培(CK)；80mmol/L Ca(NO3)2胁迫开始后，每天08:00和18:00叶面分别喷施0、10、25、50和75mmol/L GABA(处理代码分别为G0、G10、G25、G50和G75)；80mmol/L Ca(NO3)2胁迫开始前2天叶面预喷25和50mmol/L GABA，胁迫后不再喷施(处理代码分别为PreG25、PreG50)。每处理12株，3次重复。处理第4天时进行生长指标测定。
由表1可知，Ca(NO3)2胁迫下(G0)甜瓜幼苗的株高、茎粗、叶面积、地上部鲜质量、地下部鲜质量、地上部干质量、地下部干质量分别比CK降低了22.68％、22.79％、38.49％、25.57％、34.68％、20.79％和28.13％，表明Ca(NO3)2胁迫显著抑制了甜瓜幼苗的生长。Ca(NO3)2胁迫下，叶面喷施10mmol/LGABA后，甜瓜幼苗的株高、茎粗、叶面积、地上部鲜质量、地下部鲜质量、地上部干质量、地下部干质量仍会显著降低；对于喷施25～75mmol/L GABA的处理来讲，随着GABA浓度的增加，甜瓜幼苗的上述7项指标均表现出先增加后降低的变化趋势，GABA浓度为50mmol/L的作用效果最佳。G50处理只有株高和叶面积与PreG50处理相比差异显著，其他指标二者均差异不显著；另外，相同GABA浓度相比，Ca(NO3)2胁迫后喷施较胁迫前预喷施效果好。
表1：外源GABA对Ca(NO3)2胁迫下甜瓜幼苗生长的影响
处理 株高(mm) 茎粗(mm) 地上部鲜重(g) 地下部鲜重(g) 地上部干重(g) 地下部干重(g) 叶面积/cm2
CK 36.90±1.96a 4.52±0.16a 12.75±0.46a 3.72±0.06ab 1.01±0.047a 0.128±0.003ab 58.97±0.69a
G0 28.53±1.57b 3.49±0.10c 9.49±0.24c 2.43±0.07d 0.80±0.041bc 0.092±0.003cd 36.27±1.02d
G10 18.67±0.74c 3.74±0.07bc 5.78±0.23e 2.54±0.14cd 0.58±0.034e 0.078±0.002d 44.57±1.20c
G25 28.63±2.34b 3.47±0.27bc 7.48±0.23d 2.89±0.12bcd 0.71±0.005bcd 0.123±0.009ab 46.34±1.10c
G50 36.57±0.58a 4.49±0.22a 12.28±0.18ab 3.87±0.23a 1.06±0.095a 0.141±0.009a 58.68±1.58a
G75 22.20±0.51c 3.57±0.10bc 7.31±0.21de 2.66±0.20cd 0.83±0.033b 0.103±0.009bcd 43.58±2.73c
PreG25 23.20±1.34c 3.68±0.06bc 6.95±0.33de 2.76±0.11cd 0.66±0.019cd 0.109±0.007bc 42.21±0.91c
PreG50 31.87±1.78b 4.07±0.18ab 11.03±0.21bc 3.47±0.13abc 0.99±0.025a 0.139±0.006a 53.99±1.02b
注：同列数据后标不同字母表示处理间在P＝0.05水平存在显著性差异；
由表2可知，与CK相比，Ca(NO3)2胁迫(G0)显著降低了甜瓜幼苗的根体积、根表面积、总根长和根尖数，分别比CK降低了46.01％、21.66％、27.77％和61.23％。随外源GABA浓度增加，上述指标也呈先升后降的变化趋势，最大值出现在G50处理。G50除根体积与PreG50相比差异显著，其他指标均差异不显著；相同GABA浓度相比，Ca(NO3)2胁迫后喷施较胁迫前预喷施效果好。
表2：外源GABA对Ca(NO3)2胁迫下甜瓜幼苗根系生长的影响
处理 根体积/cm3 根表面积/cm2 总根长/cm 根尖数
CK 2.76±0.13a 214.70±8.54a 1252.53±32.33a 6164±152.94a
G0 1.49±0.09c 168.20±3.86b 904.68±45.05c 2390±101.13e
G10 1.76±0.05c 146.31±7.44b 1116.73±88.88ab 2783±131.95e
G25 1.76±0.11c 171.50±11.67b 1121.98±44.74ab 4274±107.71c
G50 2.85±0.20a 208.78±11.96a 1199.88±90.91a 5615±171.12b
G75 1.85±0.12c 148.09±6.62b 944.95±26.14bc 3268±200.90d
PreG25 1.76±0.09c 157.46±10.87b 1051.91±29.32abc 4273±133.79c
PreG50 2.30±0.15b 208.46±6.37a 1194.58±88.24a 5363±147.23b
注：同列数据后标不同字母表示处理间在P＝0.05水平存在显著性差异；
MDA是膜脂过氧化作用的产物，其含量高低是膜脂过氧化程度的重要标志。图1表明，Ca(NO3)2胁迫(G0)下，幼苗叶片MDA含量较对照(CK)显著提高，随GABA浓度增加，叶片MDA含量呈先降低后增高的趋势，其中50mmol/L GABA处理比Ca(NO3)2处理的MDA含量降低48.6％，达到显著差异水平。相比叶片MDA含量的变化，各处理根系MDA含量与CK相比无明显变化。说明GABA可以有效降低甜瓜幼苗叶片MDA含量，减少膜脂过氧化给植物造成的伤害。综上所述，叶面喷施50mmol/L GABA时，有利于缓解Ca(NO3)2胁迫下甜瓜幼苗生长所受的抑制，降低MDA含量，促使幼苗正常生长。施用方法上，在清晨或傍晚施用均可，逆境前预处理或逆境中喷施均能达到较好的效果。

Claims (4)

1.一种以γ-氨基丁酸GABA作为有效成分的物质作为植物生长调节剂的应用。
2.一种以浓度为10～75mmol/Lγ-氨基丁酸GABA作为有效成分的植物生长调节剂。
3.根据权利要求2所述的植物生长调节剂，其特征在于，所述的Lγ-氨基丁酸GABA的优先浓度为25～60mmol/L。
4.根据权利要求1所述的植物生长调节剂，其特征在于，所述的Lγ-氨基丁酸GABA的最佳浓度为50mmol/L。
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