CN112136816B - 一种防治当归早期抽薹的复合制剂及其使用方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及生物技术领域，具体涉及一种防治当归早期抽薹的复合制剂及其使用方法和应用。所述的复合制剂的有效成分为褪黑素和水杨酸，所述的复合制剂中褪黑素含量为200～600mg/L，水杨酸含量为20～60mg/L，所述的复合制剂中还含有羟丙基甲基纤维素，所述的羟丙基甲基纤维素的含量为0.01～0.1g/L。或者所述的复合制剂的有效成分为褪黑素和羟丙基甲基纤维素，亦或者所述的复合制剂的有效成分为水杨酸和羟丙基甲基纤维素，所述的复合制剂能够抑制高海拔山地、中海拔川地和低海拔温室中培育的当归抽薹，提高当归的有效成分含量，提升当归种植的有效性，减少时间、人力、物力资源的浪费，具有通用性强，应用范围广等特点。

Description

一种防治当归早期抽薹的复合制剂及其使用方法和应用
技术领域
本发明涉及生物技术领域，具体涉及一种防治当归早期抽薹的复合制剂及其使用方法和应用。
背景技术
当归(Angelica sinensis(Oliv.)Diels)伞形科草本植物，通常分布于海拔1800～3000m的高寒多雨二阴山区，其根入药，具有补血活血、调经止痛、润肠通便等作用。甘肃省当归产量约占全国产量的80％以上，位列甘肃省“四大道地药材”之首。目前商品当归均来自栽培，一年生当归根部细小，商品性较差，为提高产量，甘肃道地产地多采用育苗移栽的方式，即第一年育苗，第二年成药，第三年留种，人为延长了当归生长周期，这就导致部分植株在第二年成药期抽薹开花，而不能形成有效的商品药材，这种现象叫当归的“早期抽薹”。早期抽薹发生后，当归根中次生韧皮部与次生木质部的比例减小，次生木质部的薄壁细胞木质化，生活的薄壁细胞和分泌道减少，影响次生产物的形成，导致肉质根木质化并空心，使得根部缺乏油气，根部木质化，失去药用价值。此外由于扩大引种栽培到海拔较低地区，气温相对升高，气候相对干旱，加剧了当归早期抽薹。近年来化肥的大量施用，抽薹率有明显上升趋势。
长期以来，当归早期抽薹是制约其优质高效生产的主要障碍之一。当归是低温长日照植物，低温春化和光周期都影响其抽薹进程。当归早期抽薹的原因包括：①遗传因素，不同种子的抽薹时期不同；②生态因素，研究证明，当归抽薹率随海拔升高而降低；③贮藏期的温湿度影响，不同温度、不同湿度，当归的抽薹率不同；④施肥影响，施用不同种类化肥，抽薹率也不同；⑤移栽密度影响，当归移栽密度会影响早抽薹，如栽植密度过小，提前抽薹率高(参见文献“当归抽薹原因分析及控制措施”，尚金兰；陈永刚)。
近年来，关于当归早期抽薹的防控已有一定的研究，主要是从育苗环节着手，通过种子的选择，当归育苗环境(温度、湿度、光照、土壤、水分等生态因子)及育苗时间、种苗大小和种苗贮藏温度的控制、避免当归在苗期通过低温春化作用；移栽后通过喷施赤霉素抑制剂(多效唑、烯效唑、矮壮素等)防止早春低温造成抽薹，通过遮阳网遮阳防止高温、强光造成的抽薹；通过施肥管理降低磷素增加有机质和氮素，从而达到降低抽薹的目的。例如专利(ZL201310238475.X)公开了防治当归早期抽薹的方法，其主要是通过选择适宜当归栽培的气候环境条件、土壤农化性状、品种选择、土壤施肥、种植密度控制、直播时间、播种方法、田间管理、适期采挖等农艺措施达到抑制当归早期抽薹的目的。此发明采用直播方法，较育苗移栽方法，能避免当归早期抽薹，直播当归早期抽薹率为零，还缩短了当归栽培周期，但当归产量很低，实际生产中很难推广。专利(CN201710086493.9)公开了一种控制当归苗抽薹的方法，具体包括适时采种、合理贮藏种子、修顶、注射植物调节剂5个步骤，有效解决了人工种植当归提前抽薹开花而造成减产的缺陷，其有益效果是：能有效控制当归顶端优势，注射诱抗素能引起芽休眠，抑制当归细胞生长，从而抑制当归抽薹开花，但是诱抗素引起芽休眠，抑制细胞生长，必然会抑制地上部分叶片的生长，光合作用叶面积降低，必然影响产量。虽然上述措施对抑制当归早期抽薹起到了一定的作用，但主要是通过控制当归种苗营养生长，控制其大小；种子、种苗合理贮藏防止贮藏期通过低温春化从而达到抑制早期抽薹的作用。然而，第二年当归种苗移栽出苗后，早春低温，尤其是中高海拔种植时(2300～2600米左右)早春低温更加严重，移栽出苗后环境低温造成的抽薹尚无有效解决办法；当归也是长日照植物，第二年当归种苗移栽出苗后，早春高温、干旱、川地条件下长日照也会造成早期抽薹，尤其在低海拔种植时(1700米左右)，日照长、温度高，早期抽薹更加严重，此种原因造成的早期抽薹也尚无有效的解决办法。近年来，早春极端天气频发，在种子、种苗选择适当的情况下，早期抽薹率平均在60％左右，严重者高达80％～90％，解决当归早期抽薹问题已迫在眉睫。
褪黑素(Melatonin，MT)是一种吲哚类色胺，化学名称为N-乙酰-5-甲氧基色胺，是一种广为人知的动物激素，参与脊椎动物的生理调节，包括昼夜节律和光周期反应。其在动物体内的合成及分泌部位已经被研究的很清楚，在植物中的合成途径却知之甚少。据报道褪黑素具有调节生长作用：可以促进植物细胞膨大、侧根和不定根的再生；提高植物的抗胁迫能力：清除自由基、保护细胞膜的完整性；调节光周期等作用。但是本领域技术人员并没有将其应用于当归早期抽薹。
水杨酸(SalicylicAcid，SA)即邻羟基苯甲酸，是一种植物体内产生的简单酚类化合物，广泛存在于高等植物中。水杨酸是植物抗病反应和对非生物胁迫反应的信号分子。水杨酸参与植物对病原菌的防御反应，将病害信号传递到植物的非侵染部分引起系统获得性抗性；增强植物对非生物胁迫的抗性，如：抗冷、抗热、抗盐等；延缓果实成熟和老化；促进种子发芽；诱导植物开花，影响性别分化等。但是，本领域技术人员并没有将其应用于当归早期抽薹。
针对上述技术问题，本发明公开了一种抑制当归早期抽薹的复合制剂，所述的复合制剂不仅能够抑制高海拔山地(2600米左右)种植条件下当归早期抽薹，而且可以抑制中海拔川地种植条件下(2300米左右)和低海拔温室条件下(1700米左右)当归早期抽薹，对所述高中低海拔内当归早期抽薹均有抑制作用。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的第一目的是提供一种防治当归早期抽薹的复合制剂，所述的复合制剂的有效成分为褪黑素和水杨酸。
优选地，所述的复合制剂中褪黑素含量为200～600mg/L，水杨酸含量为20～60mg/L。
优选地，所述的复合制剂中还含有羟丙基甲基纤维素，所述的羟丙基甲基纤维素的含量为0.01～0.1g/L。
本发明的第二目的是提供一种防治当归早期抽薹的复合制剂，所述的复合制剂的有效成分为褪黑素和羟丙基甲基纤维素，所述的褪黑素含量为200～600mg/L，所述的羟丙基甲基纤维素的含量为0.01～0.1g/L。
本发明的第三目的是提供一种防治当归早期抽薹的复合制剂，所述的复合制剂的有效成分为水杨酸和羟丙基甲基纤维素，所述的水杨酸含量为20～60mg/L，所述的羟丙基甲基纤维素的含量为0.01～0.1g/L。
所述的复合制剂在防治当归早期抽薹中的应用。
优选地，所述的当归可种植于高海拔地区、中海拔地区和低海拔地区中。
优选地，所述的当归可种植于山地、川地和温室中。
优选地，所述的当归种植于中海拔川地。
所述复合制剂的使用方法，所述的方法包括如下步骤：当归出苗后地上部分全株喷施，每2周喷施1次，共喷施4次，喷施时间为中午。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种防治当归早期抽薹的复合制剂，所述的复合制剂的有效成分为褪黑素、水杨酸和羟丙基甲基纤维素，或者所述的复合制剂的有效成分为褪黑素和羟丙基甲基纤维素，亦或者所述的复合制剂的有效成分为水杨酸和羟丙基甲基纤维素。所述的复合制剂能够抑制高海拔山地、中海拔川地和低海拔温室中培育的当归抽薹率，提高当归的有效成分含量，提升当归种植的有效性，减少时间、人力、物力资源的浪费，具有通用性强，应用范围广等特点。
具体实施方式
下面的实施例可以进一步说明本发明，但不应理解为对本发明的限制，在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本发明的范围。
本发明以下实施例所述的水杨酸购自天津市北辰方正试剂厂；褪黑素、表油菜素内酯和反式-2-己烯醛均购自于梯希爱化成工业发展公司。
温室栽培试验位于榆中县和平镇生物苑基地，海拔1700米；中海拔川地试验基地位于岷县十里镇，海拔2250米；高海拔山地试验基地位于榆中县马坡乡，海拔2600米。2019年采用直径0.6～0.8厘米的大苗分别在榆中县和平镇生物苑基地温室和岷县十里镇川地开展当归抽薹实验；2020年采用直径0.8～1厘米的超大苗在榆中县马坡乡山地和榆中县和平镇生物苑基地温室开展当归抽薹实验。
表油菜素内酯普遍存在于植物界，是一类生理活性极高的新型植物激素。与其他植物激素的生理效应不同，含量极低就能发挥很强的生理活性，具有促进植物细胞生长和分裂，抑制不定根、侧根的生长和发育，促进乙烯合成和偏向性生长，提高植物抗逆性，促进种子萌发和延迟器官衰老，减少叶片和果实脱落等作用，对作物的增产作用能够达到20％，在农业上有广泛的应用。(参见文献：鲍锐.表油菜素内酯对辣椒抗寒性及生长发育的影响[D].吉林农业大学,2008.)在本发明中，选取表油菜素内酯作为对照组，研究本领域公知的植物生长调节剂和本发明所述的复合制剂分别对当归早期抽薹的影响，从而得到具有更好抑制当归早期抽薹的制剂。
反式-2-己烯醛属于绿叶挥发物的一种，是大多数绿色植物受损伤后都能快速合成并释放的挥发性物质。现有研究表明，其具有抑菌杀虫的作用，能够抑制线虫、黑斑菌、黄曲霉菌等。(参见文献：[1]董玉鹏,孙萍,李永才,毕阳,张苗,黄怡,张婷婷.反式-2-己烯醛对梨果黑斑病菌Alternariaalternata的抑菌作用及其机理[J].食品科学,2020,41(07):191-197.)此外，反式-2-己烯醛还能够抗病毒，增强细胞膜稳定性，提高光能利用率，诱导保护酶活性增加，避免活性氧对细胞造成伤害，改善了植物生理生化活动，提高了植物的抗逆性，增强植物对不良环境的抵抗能力。(参见文献：丰贵花，(E)-2-己烯醛对烟草抗TMV的影响及化感作用(D)，山东大学，2010.)不良环境可造成当归早期抽薹的发生，反式-2-己烯醛具有增强植物对不良环境的抵抗能力，本发明选用反式-2-己烯醛作为对照组，以观察不良环境造成的当归早期抽薹的发生率以及反式-2-己烯醛对当归早期抽薹的抑制率。
实施例一、2019年榆中县和平镇生物苑基地温室当归抽薹实验
1.整地移栽
2019年3月初，在榆中县和平镇生物苑基地温室，移栽1年生熟地实生大苗，芦头部位直径0.6～0.8厘米。每亩施用有机肥400公斤，单苗穴栽，日常管理。每处理100株当归，重复3次，采用完全随机实验。
2019年3月底出苗，出苗率达到90％以上。
2.不同处理喷施
3月底出苗后，地上部分全株喷施不同的处理试剂，每2周喷施1次，喷施时间为中午，共喷施4次。7月底统计当归抽薹率，spss22软件统计分析，按照如下公式计算当归抽薹抑制率，当归抽薹抑制率＝(对照抽薹率-处理抽薹率)/对照抽薹率。
实验组和对照组在相同的环境条件下，相同的管理措施，相同的喷施方法进行处理，实验组和对照组的处理试剂配方如下(表1)
表1 2019年和平镇温室不同实验组和对照组的成分、含量及当归抽薹率
Figure BDA0002702931300000051
Figure BDA0002702931300000061
注：当归抽薹率以平均值±标准差表示，大写字母代表极显著(P<0.01)水平下多重比较。
如表1所示，在1700米温室栽培实验条件下，与对照组1相比，低浓度的褪黑素50mg/L能够促进当归抽薹，当归抽薹率高达70％；当褪黑素的浓度达到200mg/L时，当归抽薹率为35％，与对照组1相比，抽薹抑制率为33.9％，且随着褪黑素浓度的增加，抽薹率逐渐降低，抽薹抑制率逐渐升高，说明高浓度的褪黑素能够抑制当归抽薹。
与对照组1相比较，水杨酸的浓度为100mg/L时，当归抽薹率高达58％，说明高浓度的水杨酸能够促进当归抽薹；当水杨酸的浓度为60mg/L时，当归的抽薹率为46％，与对照组1相比，抽薹抑制率为13.2％，且随着水杨酸浓度的降低，抽薹率逐渐降低，抽薹抑制率逐渐升高，说明低浓度的水杨酸能够抑制当归抽薹。由此可知，在低海拔高温条件下，高浓度的褪黑素和低浓度的水杨酸可以抑制当归抽薹，并且褪黑素的作用优于水杨酸。
当植物营养积累到一定程度时，逆境胁迫会促进营养生长向生殖生长的转变，虽然对照组2和3所用试剂也具有提高植物抗逆性的作用，但却起到了促进抽薹的作用，与对照组1相比，反式-2-己烯醛和表油菜素内酯对当归抽薹抑制率分别为-50.9％和-41.5％，说明本领域公知的生长调节剂表油菜素内酯不能抑制当归早期抽薹；对不良环境具有抵抗能力的反式-2-己烯醛也不能抑制当归早期抽薹，反而对当归早期抽薹具有促进作用，不宜在当归种植中使用。
实施例二、2020年榆中县和平镇生物苑基地温室当归抽薹实验
1.整地移栽
2020年3月初，在榆中县和平镇生物苑基地温室，移栽1年生熟地实生超大苗，芦头部位直径0.8～1厘米。每亩施用有机肥400公斤，单苗穴栽，日常管理。每处理100株当归，重复3次，采用完全随机实验。
2020年3月底出苗，出苗率达到90％以上。
2.不同处理喷施
3月底出苗后，地上部分全株喷施不同的处理试剂，每2周喷施1次，喷施时间为中午，共喷施4次。7月底统计当归抽薹率，spss22软件统计分析，按照如下公式计算当归抽薹抑制率，当归抽薹抑制率＝(对照抽薹率-处理抽薹率)/对照抽薹率。
表2 2020年和平镇温室不同实验组和对照组的成分、含量及当归抽薹率
Figure BDA0002702931300000071
注：当归抽薹率以平均值±标准差表示，大写字母代表极显著(P<0.01)水平下多重比较。
如表2所示，20mg/L水杨酸对当归抽薹抑制率为18.8％，600mg/L褪黑素对当归抽薹抑制率为29.4％；而水杨酸和褪黑素的复合制剂对当归抽薹的抑制率最低为31.8％，最高为45.9％，相较于仅喷施褪黑素或者仅喷施水杨酸，褪黑素和水杨酸的复合制剂喷施对当归早期抽薹有更好的抑制效果。水杨酸和褪黑素组成的复合制剂中，在水杨酸浓度保持不变的条件下，随着褪黑素浓度的增加，抽薹率降低；在褪黑素浓度保持不变的条件下，随着水杨酸浓度的增加，抽薹率无显著差异。
实施例三、2019年岷县十里镇中海拔川地当归抽薹实验
1.整地移栽
2019年4月初，在岷县十里镇川地，移栽1年生熟地实生大苗，芦头部位直径0.6～0.8厘米。每亩施用有机肥400公斤，起畦覆黑地膜，单苗穴栽，日常管理。每处理100株当归，重复3次，采用完全随机实验。
2019年4月底出苗，出苗率达到90％以上。
2.不同处理喷施
4月底出苗后，地上部分全株喷施不同的处理试剂，每2周喷施1次，喷施时间为中午，共喷施4次。7月底统计当归抽薹率，spss22软件统计分析，按照如下公式计算当归抽薹抑制率，当归抽薹抑制率＝(对照抽薹率-处理抽薹率)/对照抽薹率。
实验组和对照组在相同的环境条件下，相同的管理措施，相同的喷施方法进行处理，实验组和对照组的处理试剂配方如下(表3)
表3岷县十里镇川地不同实验组和对照组的成分、含量及当归抽薹率
Figure BDA0002702931300000081
Figure BDA0002702931300000091
注：当归抽薹率以平均值±标准差表示，大写字母代表极显著(P<0.01)水平下多重比较。
由表3可以看出，单独喷施褪黑素或单独喷施水杨酸均可降低中海拔川地当归抽薹率，20～60mg/L水杨酸处理的抽薹抑制率为15％～30％，200～600mg/L褪黑素处理抽薹抑制率为17.5％～25％；相较于单独喷施水杨酸和褪黑素，水杨酸和褪黑素的复合制剂对当归的抽薹抑制率更高，最高达到55％。实验组4的复合制剂，褪黑素600mg/L，水杨酸60mg/L，羟丙基甲基纤维素0.05g/L抽薹抑制率最高，效果最好，抽薹率最低。相较于对照组1，对照组2和对照组3的反式-2-己烯醛和表油菜素内酯的当归抽薹率显著升高，说明本领域公知的生长调节剂表油菜素内酯不能抑制当归早期抽薹；对不良环境具有抵抗能力的反式-2-己烯醛也不能抑制当归早期抽薹，反而对当归早期抽薹具有促进作用，不宜在当归种植中使用。
实施例四、2020年榆中县马坡乡高海拔山地当归抽薹实验
1.整地移栽
2020年4月底，在榆中县马坡乡哈班岔村，移栽1年生熟地实生超大苗，芦头部位直径0.8～1厘米。每亩施用有机肥400公斤，起畦覆黑地膜，单苗穴栽，日常管理。每处理100株当归，重复3次，采用完全随机实验。
2020年5月初出苗，出苗率达到90％以上。
2.不同处理喷施
5月上旬出苗后，地上部分全株喷施不同的处理试剂，每2周喷施1次，喷施时间为中午，共喷施4次。7月底统计当归抽薹率，spass22软件统计分析，按照如下公式计算当归抽薹抑制率，当归抽薹抑制率＝(对照抽薹率-处理抽薹率)/对照抽薹率。
实验组和对照组在相同的环境条件下，相同的管理措施，相同的喷施方法进行处理，实验组和对照组的处理试剂配方如下(表4)
表4榆中县马坡乡山地不同实验组和对照组的成分、含量及当归抽薹率
Figure BDA0002702931300000092
Figure BDA0002702931300000101
注：当归抽薹率以平均值±标准差表示，大写字母代表极显著(P<0.01)水平下多重比较。
由表4可以看出，水杨酸或褪黑素单独使用有效的降低了当归抽薹率，20～60mg/L水杨酸处理的抽薹抑制率为21.9％～28.8％，200～600mg/L褪黑素处理抽薹抑制率为17.8％～20.5％。在高海拔山地条件下单独使用高浓度水杨酸(60mg/L)抑制抽薹效果优于单独使用褪黑素和低浓度水杨酸。水杨酸和褪黑素组合抑制抽薹效果显著优于单独使用，组合处理实验组1～4抽薹抑制率为37％～46.6％。同样浓度的褪黑素条件下，随着水杨酸浓度的增大，抽薹抑制率增大；同样浓度的水杨酸条件下，随着褪黑素浓度的增加，抽薹抑制率无显著差异。对照组2相较于对照组1，当归抽薹率显著上升，说明反式-2-己烯醛对当归早期抽薹不具有抑制作用，反而具有促进作用，对照组3表油菜素内酯较对照组1，当归早期抽薹率也显著上升，说明表油菜素内酯不具有抑制当归早期抽薹的作用，反而对当归早期抽薹具有促进作用，不宜在当归种植中使用。
综上所述，20～60mg/L水杨酸，200～600mg/L褪黑素单独使用可以有效抑制当归抽薹，在低海拔温室实验条件下，褪黑素的效果优于水杨酸，组合处理效果优于单独使用，高浓度褪黑素600mg/L，低浓度水杨酸20mg/L，羟丙基甲基纤维素0.05g/L的组合效果最好。在中海拔川地实验条件下，褪黑素和水杨酸单独使用，除了水杨酸不同浓度差异显著外，其他两两处理间抽薹率差异并不显著，组合处理效果优于单独使用，高浓度褪黑素600mg/L，高浓度水杨酸60mg/L，羟丙基甲基纤维素0.05g/L的组合效果最好。在高海拔山地实验条件下，单独使用高浓度水杨酸(60mg/L)抑制抽薹效果优于单独使用褪黑素和低浓度水杨酸，组合处理效果优于单独使用，低浓度褪黑素200mg/L，高浓度水杨酸60mg/L，羟丙基甲基纤维素0.05g/L的组合效果最好。由此可以推断出，褪黑素对抑制低海拔温室条件高温引起的抽薹效果更好，水杨酸对抑制中高海拔陆地低温引起的抽薹效果更好。而表油菜素内酯以及反式-2-己烯醛虽然也具有提高植物抵抗逆境胁迫的作用，但对当归早期抽薹不具有抑制作用。

Claims (9)

1.一种防治当归早期抽薹的复合制剂，其特征在于，所述的复合制剂的有效成分为褪黑素和水杨酸，所述的复合制剂中褪黑素含量为200～600mg/L，水杨酸含量为20～60mg/L。
2.如权利要求1所述的复合制剂，其特征在于，所述的复合制剂中还含有羟丙基甲基纤维素，所述的羟丙基甲基纤维素的含量为0.01～0.1g/L。
3.一种防治当归早期抽薹的复合制剂，其特征在于，所述的复合制剂的有效成分为褪黑素和羟丙基甲基纤维素，所述的褪黑素含量为200～600mg/L，所述的羟丙基甲基纤维素的含量为0.01～0.1g/L。
4.一种防治当归早期抽薹的复合制剂，其特征在于，所述的复合制剂的有效成分为水杨酸和羟丙基甲基纤维素，所述的水杨酸含量为20～60mg/L，所述的羟丙基甲基纤维素的含量为0.01～0.1g/L。
5.如权利要求3或4所述的复合制剂在防治当归早期抽薹中的应用。
6.如权利要求5所述的应用，其特征在于，所述的当归可种植于高海拔地区、中海拔地区和低海拔地区中。
7.如权利要求6所述的应用，其特征在于，所述的当归可种植于山地、川地和温室中。
8.如权利要求7所述的应用，其特征在于，所述的当归种植于中海拔川地。
9.如权利要求3或4所述复合制剂的使用方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：当归出苗后地上部分全株喷施，每2周喷施1次，共喷施4次，喷施时间为中午。
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