CN112970754B - 一种提高水稻叶绿素a含量的复合制剂 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种提高水稻叶绿素a含量的复合制剂，该制剂通过被直接灌根施用即能显著提高水稻叶绿素a的含量。本发明简便实用，可显著降低生产成本，促进植物生长发育，具有显著的经济效益和社会效益。

Description

一种提高水稻叶绿素a含量的复合制剂

技术领域

本发明涉及一种提高水稻叶绿素a含量的复合制剂，属于植物生理及调控领域。本发明是CN202010485481.5的分案申请。

背景技术

植物的光合作用几乎是全部生物生存和发展的物质基础，而叶绿素是高等植物和其它所有能进行光合作用的生物体含有的一类绿色色素，包含叶绿素a、叶绿素b等多种色素。因此，植物的叶绿素总量增加，不意味着其叶绿素a的量必然增加，反之亦然。叶绿素a的分子结构由4个吡咯环通过4个甲烯基(＝CH—)连接形成环状结构，称为卟啉(环上有侧链)，具体结构如下：

此前的研究表明，叶绿素a对于光合作用非常重要，其一方面吸收和传递光能，另一方面还进行光能的转换。叶绿素a还具有多种其他用途，例如通过捕获光能来增加作物产量、作为评价水质的重要指标、以及对人体具有保健功能等。

植物生长调节物质能够有效地调控植物的生长发育，而且使用含有植物生长调节物质的复配剂与使用单一植物生长调节剂相比，具有诸多优势，例如将植物生长调节剂与农药复配成制剂，一次施用可同时起到调控植物生长和抗病虫的功效，能极大地节省时间和劳动力。近些年，科技工作者在使用植物生长调节物质的复配剂来调控植物生长方面做了很多研究工作，但目前还没有获得一致性的规律、也没有取得确定性的结论。这可以归结为两方面的原因。一方面，将不同植物生长调节剂、植物生长调节剂与养料、或植物生长调节剂与农药等进行复配使用的过程中，由于普遍缺乏相应的理论支撑，因而实验的随意性较强，导致多种物质联用后产生的效果具有极大的不确定性。

另一方面，尽管人们理想地希望不同植物生长调节剂或养料彼此联用能起到功能互补、加强甚至协同的作用，但是，由于植物在整个生命过程中的生理生化反应极其复杂，多种植物生长调节剂之间、植物生长调节剂与养料之间、植物生长调节剂与农药之间存在彼此相互作用，导致应用复配制剂调控植物时，无法预判复配后的结果，有时可能获得比单独使用某个植物生长调节剂或养料的效果更低、甚至有害的效应。例如，黄花菜叶面喷施复硝酚钠可使花朵均匀肥大，喷施噻苯隆可使植株健壮，而将复硝酚钠与噻苯隆混用后，竟使黄花菜的花蕾脱落(参见郑先福等，植物生长调节剂使用过程中存在的主要问题和解决方法，现代农药，第13卷，第5期，2014年10月)。因此，复配制剂的效果不一定是单独制剂效果的叠加，反而可能改变单独制剂的原有功效，甚至起到相反的作用或产生无法预期的结果。

事实上，研究人员已经形成了普遍的共识：一、由单独制剂的功效并不能当然地推知包含该单独制剂的复配制剂亦具有该功效；二、将不同的单独制剂进行组配后带来的效果是无法预料的，如是否具有各种制剂简单叠加的功效等。

对含有植物生长调节物质的复合制剂而言，其常用的施用方式有叶面喷洒、灌根、种子浸泡处理等。由于植物的不同组织、不同器官对于植物生长调节剂的反应不同，故即使对同一种植物而言，施用同一种生长调节剂后，如果施用方式或施用部位不同，也可能获得不同的结论。例如，有文献报道了叶面喷施植物生长调节剂DA-6可促进菠菜的光合作用，提高叶绿素含量，然而，灌根施用DA-6却不能提高菠菜的叶绿素含量，这可能与不同使用方法(施用部位)有关(参见罗树生等，植物生长调节剂灌根对菠菜的作用效果研究，广东农业科学，第13卷，第19期，2014年)。

由于叶面喷施可以通过叶片的皮孔和气孔直接吸收而影响植物生理变化，因此，属于一种急救措施，通常效果快而短暂，但容易造成空气污染和施药人员受害，并受天气影响较大。相比而言，灌根施用则是通过植物的根系吸收，然后输送到植物叶片等各个部位，期间经历的植物生理生化过程更为复杂，难于进行预期和调控，但灌根施用在农业生产中更为简便、安全且效果更加长久，因而采用灌根来施用含有植物生长调节物质的复配制剂一直是农业种植人员所希望的方式。

另外，不同植物对同一种植物生长调节剂的响应也不同，甚至相反。例如，喷施同样的“无机营养+生长调节剂”后，莴苣的氨基酸和VC含量得到升高，而瓢儿白的氨基酸和VC含量却均被降低(参见赖锦山，叶面无机营养+不同植物生长调节剂的效应研究，西南农业大学硕士论文，第4讨论部分的表60，2003年)。

综上可见，植物对植物生长调节物质最根本的反应原理或一般性规律还远未被科研人员揭示，因此，人们无法预期各种因素的影响作用，任何复配制剂的效果只能在具体的生产实践中通过大量的筛选实验进行验证。

然而，与分子生物学等基础理论研究不同，筛选类的实用技术虽然是从已知的相关物质中进行筛查和遴选，但结果可能更加无法预期。例如，研究人员根据文献报道的多种相关基因或表型性状等，经过大量筛选工作后，惊喜地获得个别具有耐旱/耐寒/耐盐等优良形状的植物品种。可见，这些创造性的成果虽然都是基于公开文献中明确的指引或提示，并依循这些指引或提示进行试验，然后筛选好的结果而获得的，却有“万里挑一”的幸运，因为很多结果都是“求而不得”。因此，筛选类实用技术取得的创造性研究成果不仅具有经大量实验检验得出的可靠性，而且是在无法预期前景的情况下仍然坚持试验获得的幸运结果。

水稻是人类重要的粮食作物，如何从成百上千种植物生长调节物质中筛选出能显著促进生长的复合制剂并能以灌根方式施用，从而“一劳永逸”地提高水稻叶绿素a的含量、稳定地促进水稻生长发育，是水稻生产实践中亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供筛选出的、能显著提高水稻叶绿素a含量的制剂，其能以灌根方式施用。

所述制剂由天然植物生长调节物质与养料复合而成。

本发明尤其是涉及采用灌根方式施用的、由S-诱抗素、富里酸与养料联合组成的复配制剂。

其中，S-诱抗素是植物体的抗逆诱导因子，能够启动植物的抗逆基因，诱导激活植物体内的抗逆免疫系统，提高植物自身对寒冷、干旱、病虫害、盐碱的抗性，通过施用S-诱抗素，可减少化学农药的使用量，在提高农产品的品质等许多方面有着重要的生理活性作用和应用价值。

富里酸是从天然腐殖质中提取的，是一种能溶于碱、酸和水的一组分子量较小，稀溶液呈黄色或棕黄色的物质；也是一种植物生长调节剂，能促进植物生长，能提高植物抗逆、增产和改善品质。

优选的，本发明的复合制剂为：S-诱抗素(0.15％-1.5％)+N:P2O5:K2O(10-25：5-15：5-15)+富里酸(0.3％-3％)。

在一个实施例中(例如实施例1)，本发明的复合制剂为：S-诱抗素(1％)+N:P2O5:K2O(20：10：10)+富里酸(2％)。

本发明的复合制剂的施用时期为水稻自长出3-5片真叶至乳熟期的营养生长阶段。

本发明的优势在于：

第一、本发明的复配制剂中，活性成分仅由S-诱抗素和富里酸两种组成，而不含其他活性调节物质，效果显著且稳定，避免了更多种的活性成分之间形成彼此干扰导致总体效果不稳定。

第二、复配制剂中仅需提供最基础的N、P、K养料，经济实用。

第三、本发明的复配剂专用于对水稻进行灌根施用，极大地方便了农业生产。

附图说明

图1水稻的整体长势情况；左边为采用本发明复合制剂的水稻长势图，右边为采用普通养料的水稻长势图。

图2水稻的现穗情况；左边为采用本发明复合制剂的水稻现穗图，右边为采用普通养料的水稻现穗图。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

本发明以水稻(Oryza sativa L.)为例，阐述本发明的核心思想和主要内容，包括但不限于一些关键步骤以及最佳的实验方案。

实施例1、试验设计

筛选用于根施的、有效提高植物叶绿素a含量的植物生长调节物质是发明人多年的研究方向。期间，发明人在包括水稻在内的六种植物上进行了根施实验，对超过20种植物生长调节物质及其组合进行了筛选。结果发现，S-诱抗素和富里酸的组合在多次实验中呈现出稳定的良好效果，尤其是，S-诱抗素与富里酸联用的复配制剂在提高水稻叶绿素a含量的实验中展示出十分显著的优势。因此，为了凸显本发明复合制剂的优越性，本实施例将具体展示：施用普通养料的效果、施用单独S-诱抗素或单独富里酸的效果、施用本发明复合制剂的效果以及施用本发明复合制剂+其他植物生长调节剂(如赤霉素)的效果。具体分组如下：

对照组A——普通养料：N:P2O5:K2O(20：10：10)。

处理组B——S-诱抗素(1％)+N:P2O5:K2O(20：10：10)

处理组C——富里酸(2％)+N:P2O5:K2O(20：10：10)

处理组D——本发明复合制剂：S-诱抗素(1％)+N:P2O5:K2O(20：10：

10)+富里酸(2％)。

处理组E——其他复合制剂：S-诱抗素(1％)+N:P2O5:K2O(20：10：

10)+富里酸(2％)+赤霉素(1％)。

水稻样品：选取长出3-5真叶的水稻(Oryza sativa L.)作为试验材料。将水稻按施用对照组A、处理组B、处理组C、处理组D、处理组E的设计分为五组，其他条件相同处理。

施用方法：将对照组A、处理组B、处理组C、处理组D、处理组E的制剂均经300倍稀释后，对五组水稻进行灌根处理。每周浇水一次、并分别施用对照组A、处理组B、处理组C、处理组D、处理组E一次。每次施用后拍照并记录长势。施用10次后，调查水稻生长情况，并分别取五组水稻的叶片样本送检叶绿素a。

实施例2、叶绿素a测量方法及协同效应

将实验水稻自上而下取三片乳熟期的叶片,并用剪刀剪碎(长1cm以下)，将各叶片碎片称量，每份鲜重2g，放入带塞子的三角瓶中，并用95％乙醇作为浸提液,浸提时间为8h，并将三角瓶至于黑暗当中，将浸提液小心倾入100ml容量瓶中，定容至100ml。摇匀后,吸取5ml该液50ml容量瓶中,用95％乙醇定容至50ml,然后分别在649nm和665nm处的吸光度用分光光度计比色测定并计算叶绿素a浓度，然后换算成鲜重的叶绿素a含量(mg/gFW)。

计算公式为：Ca＝13.95D₆₆₅-6.88D₆₄₉；其中，Ca：叶绿素a的含量。

试验结果参见表1。

表1水稻样品中叶绿素a的含量(单位:mg/g FW)

项目	A	B	C	D	E
						叶绿素a	1.431	1.709	1.564	2.354	2.173

可见，本发明的复合制剂(D)经过灌根处理即可大幅提高水稻中各种叶绿素含量，尤其是显著地提高了叶绿素a的含量。这种结果是令人兴奋的：与直接进行叶面喷施不同，本发明采用灌根处理，经过了无法预测的植物体内复杂的生理生化过程，竟然极为有效地增加了叶片中叶绿素a的含量，超出了发明人的预期。同时可以看出，在本发明的复合制剂中再加入赤霉素后的效果反而不如原来的效果，再一次证明植物生长调节剂混用的效果不是简单叠加而是无法预期的。

实施例3、植株其他指标的测量

由于叶绿素a的含量有利于植物进行光合作用，能产生更多的营养物质，并促进植物发育。因此，为了佐证上述结果，本发明还进一步测量了采用普通养料和本发明复合制剂后的植物的株高、叶高、叶宽、结穗率与形态等指标。

株高的测量方法为：根茎部到顶端生长点用直尺测量。

叶高的测量方法为：从叶片根部到叶片顶端用直尺测量。

叶宽的测量方法为：取叶片中间位置，各两端位置用直尺测量。

结穗率的测量方法为：计数结穗的植株占总植株数的多少。

形态的测量方法为：用肉眼观察并描述。

以上测量以单株为一次重复，做三次重复。

测量结果如图1-2、表2-表5所示。可以看出，施用复合制剂的植物的株高、叶高、叶宽、结穗率总体上都明显高于施用普通养料的样品。

表2水稻两组样品的株高(单位:cm)

表3水稻两组样品的叶高(单位:cm)

表4水稻两组样品的叶宽(单位:cm)

表5水稻两组样品的结穗率与形态

以上对本申请具体实施方式的描述详细地公开了本发明的技术细节，并举例说明了本发明的技术思路，旨在满足专利法的授权规定，但不应反而被认为是对本申请保护范围的限制。

Claims (7)

1.一种提高水稻叶绿素a含量的方法，其特征在于，包括给水稻施用复合制剂，所述复合制剂仅由两种植物生长调节剂和普通养料组配而成，所述两种植物生长调节剂为S-诱抗素和富里酸，所述S-诱抗素的浓度为0.15％-1.5％；富里酸的浓度为0.3％-3％。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述施用的方式为灌根处理。

3.如权利要求1-2所述的方法，其特征在于，所述施用的时期为自水稻长出3-5真叶至乳熟期的营养生长阶段。

4.如权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，所述普通养料为含N、P、K的养料。

5.一种提高水稻叶绿素a含量的复合制剂，其特征在于，所述复合制剂仅由S-诱抗素、富里酸和普通养料组成，所述S-诱抗素的浓度为0.15％-1.5％；富里酸的浓度为0.3％-3％。

6.如权利要求5所述的制剂，其特征在于，所述普通养料为含N、P、K的养料。

7.如权利要求5所述的制剂，其特征在于，该复合制剂被用于灌根处理来提高水稻叶绿素a的含量。

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