CN110771615A - 改进的植物生长调节剂组合物及其使用方法 - Google Patents

改进的植物生长调节剂组合物及其使用方法 Download PDF

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Abstract

改善植物生长的方法，包括在第一生长阶段期间将第一生长组合物施用于植物或其部分。所述第一种生长组合物，包括由生长素、赤霉素和细胞分裂素组成的第一种活性成分组合。所述细胞分裂素的量小于生长素和赤霉素的量。该方法还涉及在第一生长阶段后调节生长素的量、赤霉素的量和/或细胞分裂素的量，以及在第二生长阶段期间将第二生长组合物施用于植物或其部分。第二生长组合物可包含不同于第一种的第二活性组分组合，其包含分量第二量的生长素、第二量分量的赤霉素和第二量分量的细胞分裂素。在一些实例中，该方法还可涉及使植物生长至成熟，从而改善植物的生长。

Description

改进的植物生长调节剂组合物及其使用方法
技术领域
实施方案涉及植物生长调节剂组合物和将此类组合物施用于植物的方法。 具体地，涉及在植物发育期间的特定时间点应用特定配制的组合物。
背景技术
改善植物生长和发育是农业的主要焦点。一种实现强劲增长的方法是将生 长刺激剂应用于种子和幼苗。这些物质可包括植物生长调节剂(PGR)，其通 常包含促进细胞生长过程如有丝分裂的植物激素和其他物质的组合，其他物质 包括如生物刺激剂、生物制剂和植物提取物。然而，PGR的利用不是最理想的， 因为预先存在的生长操作通常涉及在植物发育的多个不同阶段应用相同的 PGR产物，无论其组成如何。因此，PGR配方通常在不合适的时间施用，导致 产品浪费，可能产生不希望的结果，以及未开发的生长潜力。
发明内容
实施方案提供配制的PGR组合物，以改善植物生长。具体实施方案包括PGR 组合物，包含活性组分的组合，所述活性组分包括生长素、赤霉酸和/或细胞 分裂素。在一些实例中，活性组分的组合包括中等至高量的生长素和/或赤霉 酸，以及少量的细胞分裂素。实施方案还提供了包含中等至高量细胞分裂素的 活性组分的组合。本文公开的PGR组合物可以在植物发育的各个阶段期间，应 用于生长植物、植物种子和/或不同的植物部分。具体实施方案涉及在第一生 长阶段(例如VE生长阶段)，播种施用或犁沟施用包含很少或不包含细胞分 裂素的PGR组合物，以改善玉米植物生长。实施方案还涉及在第二生长阶段(例 如V4生长阶段)，叶面施用包含中度至高细胞分裂素水平的PGR组合物，以 改善玉米植物生长。在一些示例中，PGR组分比例的调节可以在第一和第二生 长阶段之间实施一次或多次，并且还可以在第二生长阶段之后执行至少一次。 还公开了通过实验评估由不同比例的植物生长调节剂引起的生长效应，来配制PGR组合物的方法。
根据本公开的原理，改善植物生长的方法可以包括在第一生长阶段期间将 第一生长组合物施用于植物或其部分，第一生长组合物包含第一活性组分组 合，其包含：一定量的生长素、一定量的赤霉酸和一定量的细胞分裂素，其中 细胞分裂素的量小于生长素和赤霉酸的量。该方法可以进一步包括在第一生长 阶段后调节生长素的量、赤霉酸的量和/或细胞分裂素的量，以及在第二生长阶 段期间将第二生长组合物施用于植物或其部分。第二生长组合物可包含不同于 第一活性组分组合的第二活性组分组合，其包含：第二量的生长素、第二量的 赤霉酸和第二量的细胞分裂素。在一些实例中，该方法还可涉及使植物生长至 成熟，从而改善植物的生长。
在一些实施方案中，第一生长组合物中细胞分裂素的量为第一活性组分组 合重量的约0-20wt％。在一些实例中，第一生长组合物中生长素的量为第一活 性组分组合重量的约20-67wt％。在一些实施方案中，第一生长组合物中赤布酸 的量为第一活性组分组合重量的约20-67wt％。在一些实例中，植物或其部分包 括种子、茎、叶、根和/或其组合。在一些实施方案中，施用第一生长组合物涉 及其播种施用或犁沟施用。
在一些实施方案中，施用第二生长组合物包括其叶面施用。在一些实例中， 第二生长组合物中第二量的细胞分裂素是第二活性成分组合物重量的约 4-65wt％。在一些实施方案中，第二生长组合物中第二种分量的生长素为第二 活性组分组合物重量的约15-45wt％。在一些实施方案中，第二生长组合物中第 二量的赤霉酸为第二活性组分组合物重量的约10-30wt％。在一些示例中，第一 生长阶段包括VE生长阶段，第二生长阶段包括V4生长阶段。在一些实施方 案中，第二生长阶段跨越V1和V4生长阶段。
在一些实例中，调节涉及相对于生长素和赤霉酸的量增加V1生长阶段的 细胞分裂素的量。在一些实施方案中，调节涉及在植物达到V4生长阶段之前 将细胞分裂素的量增加两次或更多次。在一些实施方案中，第一和第二生长组 合物还包含一种或多种佐剂和赋形剂。在一些实例中，植物是玉米植物。在一 些实施方案中，改善植物的生长包括相对于未用第一或第二生长组合物处理的 对照植物，增加植物大小。
根据本公开的原理，改善植物生长的方法包括将生长组合物施用于植物或 其部分。生长组合物可包括活性成分组合，其包括一定量的生长素、赤霉素和 细胞分裂素。细胞分裂素的量可以小于生长素和赤霉素的量。该方法可以包括 使植物生长至成熟，从而改善植物的生长。
应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施 例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技 术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
附图简述
图1是根据本公开的原理执行的方法的流程图。
图2是基于每种组合物中包含的细胞分裂素、生长素和赤霉酸的相对量绘 制各种PGR组合物的三角形图。
图3包括三株植物照片，显示通过向其施用不同的PGR组合物引起的每株 植物的生长情况。
具体实施方式
本文提供的PGR组合物可以促进植物生长和发育，并且可以配置用于播种 施用或犁沟和/或叶面施用。特定的PGR组合物可以包括不同量的活性组分， 包括植物生长素、赤霉素(例如，赤霉酸)和/或细胞分裂素，并且可以特别配 制以在第一生长阶段刺激玉米植物的生长，例如响应于播种施用或犁沟施用组 合物的VE生长阶段。为了响应叶面施用组合物，可以特别配制另外的组合物 以在第二生长阶段(例如V4生长阶段)刺激玉米植物生长。通过在整个植物 发育的不同时间点实验评估不同比例的PGR活性组分，优化组合物以促进特定 发育阶段的生长。配置用于播种施用或犁沟施用的PGR组合物的实施通过包含 很少或不包含细胞分裂素和更大量的生长素和赤霉酸偏离预先存在的PGR组 合物。
术语说明
PGR组合物
根据本公开提供的组合物包括各种量的PGR，其可以包括但不限于生长素 (如吲哚丁酸(IBA))，赤霉素(如赤霉酸)，和/或细胞分裂素(如激动素)。PGR能 以各种组合混合，每种PGR可以被认为是一个PGR组分，其可以进一步与其 他组分(如一种或多种赋形剂和佐剂)组合。PGR组合物配置以刺激特定的植物 生长过程。因此，在特定时间点应用特定的PGR组合物，可以比在自然生长条 件下或在应用预先存在的PGR组合物时，更大程度地刺激特定的生长过程。 实施例组合物包括中等至高量的植物生长素和/或赤霉素，以及很少或没有细胞 分裂素。另外的实例包括中等至高量的细胞分裂素。
生长素主要在植物枝条上的生长区域内及其周围生产。生长素通常在韧皮 部的芽端和根端移动，并且通过细胞间转移更缓慢。生长素引发的实例效果包 括顶端优势、趋向性、芽伸长和生根。锌和/或磷的天然缺乏可能抑制植物中的 生长素产生。细胞分裂素主要在根尖产生。种子、幼茎和叶也可含有高水平的 细胞分裂素，其通过木质部从植物的根运输到芽。细胞分裂素促进芽组织中的 细胞分裂，延缓叶子衰老，促进结节发育。洪涝、干旱和高温可以抑制细胞分 裂素的产生和运输。赤霉素，如赤霉酸，也在根尖中产生，并且可以在种子、 幼茎和叶中发现。赤霉素从木质部的根移动到芽，经细胞到细胞的运输从叶到芽，从而促进植物发芽和细胞伸长。植物根中的赤霉素产生和赤霉素向植物枝 芽移动，可以通过洪涝来抑制。因此，本文公开的每种PGR组分，即细胞分裂 素、生长素和赤霉素，驱动特定的生理过程并受特定环境现象的抑制。
本文公开的每种PGR组合物可包括活性成分组合，其包括生长素、赤霉素 和/或细胞分裂素。如上所述，在一些配置用于犁沟施用的实施例中，细胞分裂 素可以构成活性成分组合的少数组分。该组合物可以与预先存在的推荐用于播 种施用或犁沟施用的组合物最明显的不同在于包含最小比例的细胞分裂素，所 述预先存在的组合物通常包括中等至高量的细胞分裂素，例如大于或约等于总 活性组分负荷重量的50wt％。本文提供的组合物的具体实施例可包括细胞分裂 素，其基于活性组分组合的重量的量为约0-50wt％，约0-40wt％，约0-30wt％， 约0-20wt％，约0-10wt％，约10-20wt％，或约20-30wt％。生长素的量基于活 性组分组合的重量也可以变化，范围为约10-90wt％，20-80wt％，约20-70wt％， 约20-60wt％，约20-50wt％，约20-40wt％，约20-30wt％，约50-90wt％，约 60-70wt％，或约67wt％。赤霉素的量基于活性组分组合的重量也可以变化，范 围为约10-90wt％，20-80wt％，约20-70wt％，约20-60wt％，约20-50wt％，约 20-40wt％，约20-30wt％，约50-90wt％，约60-70wt％，或约67wt％。具体实施 方案可包括：基于活性组分组合的重量，约33wt％的生长素和约67wt％的赤霉 酸；或基于活性组分组合的重量，约33wt％的赤霉酸和约67wt％的生长素。一 个实施方案可包括约20wt％的细胞分裂素，约60wt％的生长素和约20wt％的赤 霉酸。实施方案还可包括约20wt％的细胞分裂素，约60wt％的赤霉酸和约20wt％ 的生长素。实例还可包括少量细胞分裂素，如约7wt％，和相似水平的生长素 和赤霉酸，如，约46-47wt％，基于活性组分组合的重量。在各种实施例中，组 合的活性组分相对于总PGR组合物的比例也可以变化，范围为约0.1-0.2wt％， 约0.14-0.19wt％，约0.16-0.18wt％，约0.17-0.175wt％，约为0.171wt％。虽然 本文提及生长素、赤霉素和细胞分裂素，但应理解这些组分包含PGR化合物的 类别，并且每种PGR组分的特定亚型可用于特定实施方案中。例如，生长素可 以包含吲哚丁酸(IBA)，赤霉素可以包含赤霉酸(GA3)，和细胞分裂素可以 包含激动素。本文引用的每种化合物的更一般类别仅用于说明目的，不应视为限制。
如下文进一步描述的，细胞分裂素占优势的PGR组合物可以在第二生长阶 段(例如V4)期间专门配置用于叶面施用。此类组合物的实例可包括细胞分裂 素，基于活性组分组合的重量，其量为约35-75wt％，约45-65wt％，约54-60wt％， 约50-60wt％，约58-62wt％，约52-58wt％，或约53-55wt％。生长素的量基于 活性组分组合的重量也可以变化，范围为约15-45wt％，约15-25wt％，约 20-27wt％，约18-22wt％，约20-40wt％，约23-33wt％，约25-30wt％，或约 26-28wt％。赤霉酸的量基于活性组分组合的重量也可以变化，范围为约 10-30wt％，约15-25wt％，约18-22wt％，约16-20wt％，或约18-19wt％。
PGR组合物可进一步包括一种或多种佐剂或表面活性剂，其可包含农业上 可接受的佐剂，其配制用于改善由活性组分的组合引起的对植物生长和/或发育 的影响。包含在PGR组合物中的佐剂的量可以变化，在一些实施方案中为约 85-99.9wt％，约90-99.8wt％，约95-99.8wt％，约98-99.8wt％，约99-99.7wt ％，约99.5-99.8wt％，或约99.6-99.7wt％的PGR组合物的重量。
PGR组合物可进一步包括一种或多种赋形剂，其可包含配制成化学惰性稀 释剂的农业上可接受的赋形剂，和/或用于活性组分组合的载体物质。
配制方法
配制本文所述的PGR组合物的方法可包括进行一个或多个混合物实验。在 一些实例中，可以设计混合物实验以系统地评估由各种比例的活性组分引起的 生长效应，同时保持给定PGR组合物中包含的活性组分的总量相同。保持相同 的活性成分负荷有利地隔离了由活性物质的特定组合引起的生长效应，使得用 活性物质处理的植物表现出的生长响应可以归因于各个PGR组分的比例而不 是包含在PGR组合物中的活性成分组合总和。
本文描述的制剂和施用方法不严格限于一种特定植物类型，并且可以应用 于各种植物物种，包括但不限于玉米(玉蜀黍)、豆类、大豆、小麦、大麦、 苜蓿和其他作物种类。玉米植物可包括玉米的杂种、近交系、单倍体、亚种和 变种。在一些实例中，一种或多种前述植物类型可以从本文公开的方法中排除。
实施方案可涉及在各种PGR组合物存在下接种、发芽和培育试验植物，每 种组合物的不同之处在于活性组分组合的组成构成。植物种子，例如玉米种子 或大豆种子，可以种植在生长培养基中，培养基可以沉积在多细胞育苗盘中。 种植的种子可以在受控环境中发芽，该受控环境可以在温室或生长室中建立。 受控环境的条件可以根据种子类型或特定的一组目标条件而变化，例如干旱、 长日照、短日照或大雨。在一些实例中，受控环境可包括约25-35℃，约27-33 ℃，约29-31℃或约30℃的温度。湿度也可以变化，范围为约45-61wt％，约 47-59wt％，约49-57wt％，约51-55wt％，或约53wt％。可以对种植的种子施加初始恒定光周期，例如24小时，所述种子可以以一致的间隔(例如每天)浇 水，以促进发芽。
发芽后，可以在土壤水平除去幼苗，并将新切割的根浸没在含有不同PGR 组合物的水溶液中。每种PGR组合物可以仅通过其中包含的活性组分的组合而 不同。例如，每种PGR组合物可包含不同量的生长素、赤霉素和/或细胞分裂 素，但含有等比例的佐剂和赋形剂。可以使浸没的根在每种PGR组合物中生长 一段确定的时间，时间可以变化。在一些实例中，可以在根和新生植物生长至 和/或通过V1、V2、V3、V4、V5或V6生长阶段时，测量植物的生长和发育 成熟。通过测量相对于未处理植物的生长和/或产量的任何或所有差异，可以确 定改善的植物生长和/或成熟度。在生长的早期阶段如V1-V4，获得的特定测量 值可以包括植物高度，叶片大小，叶片数量和/或植物健康的一个或多个另外的 指示物，如叶片的颜色和/或膨胀。在生长后期获得的玉米植物生长和成熟的指 标可包括例如种子输出和/或穗繁殖。因此，所获得的测量值因此可取决于要改 善的目标生长阶段。对于玉米植物，生长阶段可以定义为VE-V18。VE阶段 从胚芽鞘通过土壤表面，持续到刚好在第一次叶片羽化之前的那一刻。VE阶 段可以经过第一叶褶前的胚芽鞘出苗，第一叶褶的V1阶段，第一和第二叶褶 的V2阶段，第三叶褶的V3阶段，第四叶褶的V4阶段，第五叶褶的V5阶段 等。V4阶段跨越玉米幼苗从异养生长到自养生长的转变。异养生长是由每个种 子胚胎中储存的能量储备支持的生长，而当幼苗能够通过发育的根系从土壤中 提取的营养物和空气组织的光合活性驱动自我可持续生长时，即发生自养生 长。V4阶段也是玉米发育期之前的阶段，可以确定潜在的行数(穗长)。本文 的实施方案可以涉及将特定的PGR组合物施用至植物种子和/或新生植物部分， 从VE至V4发育阶段，仅在VE阶段，仅在V4阶段，从V4阶段至V6阶段，或任何一个阶段或阶段的组合。
实施方案还可以涉及对处理过的植物进行根扫描，例如使用WinRHIZOTM根扫描仪，以确定对由特定的PGR成分引起的根密度、结构、表面积、长度、 直径、面积、体积、拓扑和/或颜色影响。根扫描可以涉及从每个植物茎的底部 去除根。根据一些根扫描方案，可以同时扫描每个植物的根。
可以鉴定在特定环境条件下在特定生长阶段驱动相对生长最大改善的 PGR组合物。在一些实施方案中，可以选择一种或多种特定性状进行分析，而 不管植物的总体生长情况，努力进一步发育这一种或多种植物特征。例如，可 以选择驱动玉米穗多产性和/或籽粒数最显著改善的PGR组合物，进一步分析 和/或使用，而不管植物高度，根密度等。
使用方法
改善植物生长的方法可以包括将以足以增加植物生长、发育和/或产量的量 的上述PGR组合物，施用于植物种子、植物部分、整株植物和/或土壤或其他 生长培养基，例如蛭石和/或一种或多种种子可种植于其中的商业生长产品。用 于特定用途的PGR组合物，可以通过将所需比例的活性组分与一种或多种佐 剂、赋形剂和/或本文公开的其他组分，以上述量组合而形成。
每夸脱PGR组合物中添加的活性组分的总量可以变化，范围为每夸脱总 PGR组合物约0.05-0.2干重盎司，约0.05-0.1干重盎司，约0.05-0.08干重盎司， 约0.05-0.06干重盎司，约0.055-0.059干重盎司，约0.055干重盎司或约0.059 干重盎司。每个单独的活性组分的量也可以根据施用模式而变化。对于播种或 犁沟施用，细胞分裂素的量可以为每夸脱总PGR组合物约0-0.04干重盎司， 约0.004-0.02干重盎司，约0.008-0.015干重盎司，或约0.010-0.012干重盎司。 生长素的量可以为每夸脱PGR组合物约0.01-0.134干重盎司，约0.01-0.05干 重盎司，约0.011-0.04干重盎司，约0.011-0.037干重盎司，约0.0112干重盎司，约0.02干重盎司，约0.04干盎司，或约0.035干盎司。赤霉酸的量可以为 每夸脱PGR组合物中约0.01-0.134干重盎司，约0.01-0.05干重盎司，约 0.011-0.04干重盎司，约0.011-0.037干重盎司，约0.0112干重盎司，约0.02 干重盎司，约0.04干盎司，或约0.035干盎司。对于叶面施用，细胞分裂素的 量可以为每夸脱总PGR组合物约0.02-0.04干重盎司，约0.025-0.035干重盎司， 约0.028-0.033干重盎司，或约0.03-0.032干重盎司。生长素的量可以为每夸脱 总PGR组合物约0-0.02干重盎司，约0.004-0.016干重盎司，约0.008-0.014干 重盎司，或约0.010-0.012干重盎司。赤霉酸的量可以为每夸脱总PGR组合物 约0.006-0.026干重盎司，约0.01-0.02干重盎司，约0.01-0.012干重盎司，约 0.014-0.018干重盎司，或约0.015-0.017干重盎司。
PGR组合物可用于播种施用、犁沟施用和/或叶面施用。对于犁沟施用，可 以将PGR组合物施用于种子和/或其中种植种子的生长培养基，例如土壤。在 一些实例中，包含活性组分组合的PGR组合物可以等量地施用于各植物种子和 /或播种每种植物种子(例如玉米种子)的土壤和/或生长培养基的各个沟槽中， 所述活性组分组合包含约20-67wt％的赤霉酸、约20-67wt％的生长素和约 0-20wt％的细胞分裂素。可以在发芽之前的一个或多个生长阶段，例如在VE 生长阶段，进行播种或犁沟施用PGR组合物。对于叶面施用，可以将PGR组合物直接施用于每种生长植物的叶、茎和/或花。在一些实例中，包含活性组分 组合的PGR组合物可以等量地施用于每种植物，所述活性组分组合包含约 50-60wt％的细胞分裂素、约20-30wt％的生长素和约15-22wt％的赤霉酸。在一 些实例中，PGR组合物的叶面施用可以仅用于V4生长阶段，而其他的实施方 案可以在V4生长阶段后继续叶面施用PGR组合物，例如贯穿V5和V6生长 阶段。叶面和犁沟施用都可以涉及用PGR组合物定期喷洒处理植物。例如，叶 面施用可能涉及向每株植物施用约10mL的PGR溶液。PGR组合物可以固定的 间隔施用，例如每天，或每2天，每7天，每14天，每21天，或其间的任何 间隔。在一些实施方案中，植物或植物部分(例如根)可以浸没在PGR组合物 的水溶液中一段时间。
增强或优化的PGR组合物的组成可能因生长阶段而不同。因此，实例可 涉及在一个或多个发育阶段调节施用于种子、新生幼苗、根、植物和/或植物部 分的PGR组合物的配方。例如，在VE、V1、V2和/或V3生长阶段期间施用 的PGR组合物可包含比细胞分裂素更大量的生长素和赤霉素。一些实施方式可 完全排除细胞分裂素。在一个或多个上述生长阶段之后，例如在V3生长阶段 之后，调整后的PGR组合物，例如，含有相等比例的细胞分裂素、生长素和/ 或赤霉素，或相对于生长素和/或赤霉素含量更大比例的细胞分裂素，可以施用 于植物一个或多个阶段，例如在V4生长阶段。类似地，调整后水平的细胞分 裂素、生长素和/或赤霉素可以应用于V4、V5和/或V6生长阶段后的一个或多 个阶段。具体实施方式可以包括在第一生长阶段(例如VE)期间施加第一PGR 组合物，以及在第二生长阶段(例如V4)期间施加不同于第一生长阶段的第二 PGR组合物。在第一和第二生长阶段之间，可以将PGR组合物调节一次或多 次。例如，可以在VE生长阶段之后立即调整PGR组合物，例如在V1，或在 V4生长阶段之前立即，例如在V3，或当植物的发芽和/或生长需要从犁沟施用 转变为叶面施用PGR组合物时。另外或可替代地，PGR组合物可以从VE生长 阶段逐渐调整至V4生长阶段，例如在每个中间生长阶段或在跨中间生长阶段 的规则的间隔。具体实施方案可涉及在VE生长阶段期间犁沟施用生长素和/或 赤霉素为主的PGR组合物，以及在V4生长阶段叶面施用细胞分裂素为主的 PGR组合物。本文公开的方法不同于预先存在的方法，预先存在的方法可以在 多个生长阶段(包括VE)应用含有更高水平的细胞分裂素的PGR组合物，而本 文公开的方法在特定的生长阶段(例如VE)使用比细胞分裂素更多的生长素 和赤霉素组成的PGR组合物。在VE和V4生长阶段之间，PGR组合物中包含 的细胞分裂素相对于生长素和赤霉素的比例可以增加一次或多次，使得当发育 植物到达V4生长阶段时，施用于其上的PGR组合物包含细胞分裂素相对于生 长素和赤霉素的比例较高。在具体实施方案中，细胞分裂素的比例可在VE和 V4阶段之间增加约30wt％-60wt％。
图1是根据本公开原理进行的改善植物生长的方法的流程图。示例性方法 100显示了能以任何顺序实施的步骤，以通过应用特异性靶向一个或多个生长 阶段的增强生长的PGR组合物来改善植物生长和/或发育。在其他的示例中， 可以补充或省略方法100中示出的一个或多个步骤。例如，在一些实例中，可 以在植物到达成熟之前实现在步骤108中体现的改善的植物生长。
在所示的实施方案中，方法100开始于方框102，“在第一生长阶段期间 将第一生长组合物施用于植物或其部分，第一生长组合物包含第一活性组分组 合，其包含：一定量的生长素、赤霉素的量和细胞分裂素的量，其中细胞分裂 素的量小于生长素和赤霉酸的量。”方法100继续至方框104“在第一生长阶 段后调节生长素的量、赤霉酸的量和/或细胞分裂素的量”。在一些实例中，该 方法还涉及方框106所示的步骤，其涉及“在第二生长阶段期间将第二生长组 合物施用于植物或其部分，第二生长组合物包含不同于第一生长组合物的第二 活性组分组合，所述第二活性成分组合，包括：第二量的生长素、第二量的赤 霉酸和第二量的细胞分裂素。在该特定实施方案中，方法100还包括在步骤108 “使植物生长至成熟，从而改善植物的生长”。
根据本文描述的方法施用PGR组合物可以引起植物生长的改善。例如，在 VE阶段用含有相对于细胞分裂素的大量生长素和/或赤霉酸的PGR组合物处理 的植物，可以驱动植物高度和/或叶片膨胀的增加。这种改进可以在植物发育的 早期实现，例如大约在V4生长阶段，并且可以在整个发育过程中延续，是改 善早期健康的积极结果。在VE阶段用含有大量生长素和/或赤霉酸并且没有细 胞分裂素的PGR组合物处理的植物相对于用缺乏所有三种活性组分的阴性对 照处理的植物可以表现出总干燥植物生物量的增加。在发育期间(例如V4生 长阶段)用细胞分裂素为主的PGR组合物处理的植物后期可以表现出植物干生物量的增加。
实施例
田间试验1
进行该田间试验以评估模拟犁沟施用的单一、双向和三向PGR组分混合物 对玉米植物生长的影响。每种混合物包含涉及植物生长和应激生理反应的PGR 组分。在试验中评估的三种活性成分包括生长素(IBA)、细胞分裂素(激动 素)和赤霉素。
将生物杀菌剂-菌根生长培养基(Pro-Mix BX，由Premier Tech Horticulture 公司出售)与中等至粗等的蛭石半对半混合，使得混合物中包含约5L的每种 培养基。向混合物中混入约1.6L蒸馏水。然后将约3.5L的混合物加入到200 个小室的种子盘中，均匀地分布在所有小室上。在每个小室内种植一粒玉米种 子(杂交种，
Figure BDA0002151307450000101
4099)，并将约1.5L的其他的土壤混合物铺在种子 盘上。将种子托盘用透明塑料盖覆盖并放入温室中，该温室被编程以维持恒定 的30℃温度和约53wt％的湿度水平的受控环境。实施24小时恒定光照的光周 期。两天后，取下盖子，将600-800ml蒸馏水均匀地涂在托盘上。每隔一天重 复浇水或根据需要间歇地重复浇水，以使种子发芽。
生长6天后，在大约土壤水平切断新生幼苗。使用尺子或有标记的切板， 使用解剖刀片精确地于子叶下方4cm处切割下胚轴，使得上胚轴长约2.5和3.5cm。将新切的根(在VE生长阶段)置于盛有12ml 0.167wt％v/v处理溶液 或对照溶液的20ml玻璃闪烁计数瓶中，并置于生长室中。表1显示了处理1-13 各处理中包含的细胞分裂素、生长素和赤霉素的比例，每种活性成分的比例为 0.0-1.0。处理14包括Ascend SL(由United销售)的阳性对照处理， 其中包括的活性成分组合包含占整个PGR组成的重量约0.092wt％的细胞分裂 素(激动素)，约0.033wt％的赤霉素和约0.046wt％的生长素(吲哚丁酸)。 处理15包含阴性对照组合物，其包括除活性组分外的处理14的所有组分，即 没有细胞分裂素、赤霉素或生长素。
图2三角形200表示根据每种组合物中包含的细胞分裂素、生长素和赤霉 素的相对量，分配给表1中列出的每个处理组的各种PGR活性成分比率。在每 个顶点处表示单组分混合物，并且在每个顶点之间的中间点处表示包含每种组 分的相等部分的双组分混合物。例如，最上面的点202表示包含含有100wt％ 赤霉素的活性成分组合的PGR组合物，左下点204表示含有含有100wt％细胞 分裂素的活性成分组合的PGR组合物，右下点206代表含有由100wt％生长素 组成的活性成分组合的PGR组合物。三角形图的内部中的点表示三组分混合 物，并且质心点208包含所有三种活性组分的相等比例。分别用图2中所示的 不同PGR组合物分别处理不同的植物。阐明了活性PGR组分的单一和各种组 合的作用。
盛有PGR浸没的根的生长室保持约27℃温度和约40wt％湿度。使用 75wt％LED灯对生长室施加14小时光照和10小时黑暗的交替周期，其中不包 括红光。在V1生长阶段，分析植物的生长改善。图3A-3C的照片各自显示多 个玉米幼苗，其显示出试验评估的三种PGR组分之一为主的组合物的代表性生 长。具体地，用细胞分裂素为主的活性成分混合物处理的植物302示于图3A， 用生长素为主的混合物处理的植物304示于图3B，和用赤霉素为主的混合物处 理的植物示于图3C。从图中可以明显看出，用生长素为主的混合物处理的植物304和用赤霉素为主的混合物处理的植物306，比用细胞分裂素为主的混合物 处理的植物302，表现出强得多的生长反应。具体而言，图3B和3C中所示的 植物304和306比图3A中所示的植物302生长得更高，一些植物生长至少为 图3A所示的植物两倍高。植物304和306还产生了比用细胞分裂素占优势的 PGR组合物处理的植物302更大的膨胀性的叶子。
图3B和3C中所示的植物304,306作为处理组，所述处理组由图2中的点 210-218表示。组合物210含有20wt％的细胞分裂素，20wt％的生长素和60wt％ 的赤霉素，组合物212含有0wt％的细胞分裂素，33wt％的生长素和67wt％的赤 霉素，组合物214含有0wt％的细胞分裂素，67wt％生长素和33wt％重量的赤霉 素。因此，在V1生长阶段促进最显著生长的PGR组合物的活性成分含量包括 由生长素和赤霉素为主的组合物，包含约33-约67wt％组成的生长素和赤霉素， 并且仅约0-约20wt％的细胞分裂素。
测量每个处理组中植物的质量(mg)以评估生长期后的总干生物量的绝对 值和相对于未处理对照的相对值。结果如下表2所示。
Figure BDA0002151307450000121
Figure BDA0002151307450000131
如图所示，用细胞分裂素处理的每种植物，即使相对于其它活性成分仅为20wt％，也表现出相对于未处理的对照植物较小的质量。用细胞分裂素为主的 混合物处理的植物表现出最小的总质量，因为仅受细胞分裂素处理和受67wt ％的细胞分裂素处理的植物各自表现出比未处理对照物质量少20wt％以上。 相反，用生长素和/或赤霉素处理但没有细胞分裂素的植物相对于未处理的对照 都显示出增加的质量。因此，即使存在更高水平的生长素和赤霉素，少量细胞 分裂素也足以抑制试验植物的生长。
进行该田间试验以叶面施用评估试验1中测试的单一、双向和三向PGR组 分混合物对玉米植物生长的影响。
将直径10英寸深9.5英寸的盆，用砂壤土顶部土壤和沙子以2：1的比例 填充，并在每个盆中放三个玉米种子。试验1一样，总共有15种处理方法。 表3显示了处理1-13各处理中包含的细胞分裂素、生长素和赤霉素的比例，每 种活性成分的比例为0.0-1.0。处理14包括Ascend SL的阳性对照，处理15包 括除活性PGR组分外的处理14的所有组分的阴性对照。表3还显示了每种处 理的施用的比例、时机和次数。
将所有盆(每次处理重复4次＝总共60盆)置于大的生长室中。在种植时 以每1000平方英尺0.5磅氮气(28-8-18，含微量营养素)施用，此后每14天 施用氮气，如表4所示。
Figure BDA0002151307450000141
种植后18天，将玉米幼苗间苗成每盆一株植物。将偏好佐剂以0.25wt％ (v/v)加入每种PGR组合物中，并将每种PGR溶液以每罐10mL均匀地施用 于叶子。42天后，测量植物干生物量和植物高度，以评估由每种PGR组合物 引起的生长效果，结果如下表5所示。
Figure BDA0002151307450000142
如表5所示，使植物接受处理11和14后，植物生物量相对于阴性对照显 著改善，其中处理11和14都是细胞分裂素为主的PGR组合物。具体地，处理 11含有60wt％的细胞分裂素，和各20wt％的生长素和赤霉素；处理14含有 54.2wt％的细胞分裂素，27.1wt％的生长素和18.6wt％的赤霉素。处理11造成 生物量增加近98wt％，处理14造成生物量增加约94wt％。因此，在V4生长阶 段，尤其是在约42天后，经受细胞分裂素为主PGR组合物处理的植物可表现 植物生物量的显著增加，所述细胞分裂素为主PGR组合物含有细胞分裂素，生长素和赤霉素。
如本文所用，用于描述本公开的实施方案的术语“约”修饰例如组合物中 组分的量、浓度及其范围，是指可能发生的数量的变化，对于例如，通过用于 制备化合物、组合物、浓缩物或使用制剂的典型测量和处理程序；通过这些过 程中的无意错误；通过用于实施该方法的起始材料或组分的制造、来源或纯度 的差异，以及类似的近似考虑因素。术语“约”还包括由于具有特定初始浓度 或混合物的制剂老化而不同的量，以及由于混合或加工具有特定初始浓度或混 合物的制剂而不同的量。在通过术语“约”修饰的情况下，所附权利要求包括 这些量的等同物。
类似地，应当理解，在示例实施例的前述描述中，为了简化本公开并帮助 理解各个方面中的一个或多个，有时将各种特征组合在单个实施例中。然而， 这些公开方法不应被解释为反映权利要求需要比每个权利要求中明确记载的 更多特征的意图。而是，如以下权利要求所反映的，发明方面在于少于单个前 述公开实施例的所有特征，并且本文描述的每个实施例可包含一个以上的发明 特征。
尽管本公开提供了对优选实施例的参考，但是本领域技术人员将认识到， 在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行改变。

Claims (20)

1.一种改善植物生长的方法，该方法包括：
在第一生长阶段期间将第一生长组合物施用于植物或其部分，所述第一生长组合物包含第一活性成分组合，其包含：一定量的生长素，一定量的赤霉酸和一定量的细胞分裂素，
其中细胞分裂素的量小于生长素和赤霉酸的量；
在第一生长阶段后调节生长素的量，赤霉酸的量和/或细胞分裂素的量；
在第二生长阶段期间将第二生长组合物施用于植物或其部分，所述第二生长组合物包含不同于第一活性成分组合的第二活性成分组合，并且包含：第二量的生长素，第二量的赤霉酸和第二量的细胞分裂素；和
使植物生长至成熟，从而改善植物的生长。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一生长组合物中细胞分裂素的含量为所述第一活性组分组合重量的约0-20wt％。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一生长组合物中生长素的含量为所述第一活性组分组合重量的约20-67wt％。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一生长组合物中的赤霉酸的含量为所述第一活性组分组合的重量的约20-67wt％。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述植物或其部分包含种子、茎、叶、根和/或其组合。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，施用所述第一生长组合物包括犁沟施用第一种生长组合物。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，施用所述第二生长组合物包括叶面施用所述第二生长组合物。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第二生长组合物中第二量的细胞分裂素占第二活性成分组合物重量的约45-65wt％。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二生长组合物中的第二量的生长素为所述第二活性组分组合物重量的约15-45wt％。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二生长组合物中第二量的赤霉酸占第二活性组分组合物重量的约10-30wt％。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一生长阶段包括VE生长阶段。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二生长阶段包括V4生长阶段。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二生长阶段跨越V1和V4生长阶段。
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调节包括相对于生长素和赤霉酸的量增加V1生长阶段的细胞分裂素的量。
15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调节包括在植物达到V4生长阶段之前将细胞分裂素的量增加两次或更多次。
16.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一和第二生长组合物还包含一种或多种佐剂和赋形剂。
17.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述植物包括玉米植物。
18.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述改善所述植物的生长包括相对于未用所述第一或第二生长组合物处理的对照植物，增加植物大小。
19.一种改善植物生长的方法，该方法包括：
将生长组合物施用于植物或其部分，所述生长组合物包含活性组分组合，所述活性组分组合包含：一定量的生长素，一定量的赤霉素和一定量的细胞分裂素，
其中细胞分裂素的量小于生长素和赤霉素的量；和
使植物生长至成熟，从而改善植物的生长。
20.如权利要求19的方法，其特征在于，细胞分裂素的量为活性组分组合物重量的约0-20wt％，生长素的量为活性组分组合物重量的约20-67wt％，和赤霉素的量为活性组分组合重量的约20-67wt％。
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