CN1168619A - 植物生长促进剂 - Google Patents

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Abstract

一种植物生长促进剂，该植物生长促进剂包括右式(1)表示的活性成分(i)茉莉酮酸或茉莉酮酸酯，式中R1是戊基或戊烯基，R2是氢或烷基，以及右式(2)表示的(ii)芸苔素甾类化合物：

Description

植物生长促进剂
本发明涉及植物生长促进剂。具体而言，本发明涉及植物生长促进剂组合物，该组合物对根用作物、马铃薯和芋艿、谷类植物、水果蔬菜、豆类植物、叶状植物、果树、木本植物、花卉植物以及经济作物能显示出促进生长的效果。
迄今，在农业技术中的一大问题是促进作物的正常生长和提高农业生产的产量。可以预料全世界的许多国家在将来会发生食物供应不足，而且上述问题会越来越严重。为了解决这一问题，已经提出了许多用于农业设施中控制温度和光照的技术，但是这需要特殊的设备和装置，而且促进生长和增加产量的效果与付出的努力不成正比。
近年来，对从植物组织中分离出的生理活性物质的作用进行了研究，这些物质可对植物的发芽、生长、开花、结果以及衰老等生存环境产生影响，以便促进其生长并使产量增加。然而，迄今仅有有限数量的能显示出促进植物生长的生理活性物质付诸实际应用，而且在现有情况下仅有极少数活性物质对促进田间耕种的植物生长是可行的。
本发明的主要目的是提供一种能显示出增强植物生长活性的植物生长促进剂。
在充分研究之后，本发明人已发现茉莉酮酸或茉莉酮酸酯与特定的芸苔素甾类化合物(brassinosteroid compound)的组合显示出增强了促进植物生长的活性，因此，完成了本发明。
本发明提供了一种植物生长促进剂，该植物生长促进剂包括下式(1)表示的活性成分(i)茉莉酮酸或茉莉酮酸酯：
Figure A9519536100041
式中R1是戊基或戊烯基，R2是氢或烷基，以及下式(2)表示的(ii)芸苔素甾类化合物：
Figure A9519536100051
式(1)中的R1表示戊基或戊烯基。当采用戊烯基时，优选2-戊烯基。R2是氢原子或烷基，且优选烷基。烷基中的碳原子数通常为1-10，优选2-6，更优选3或4。作为烷基的具体实例，可以提及的有甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基、2-甲基丁基、1-甲基丁基、己基、异己基、3-甲基戊基、2-甲基戊基、1-甲基戊基、庚基、异庚基、辛基、异辛基、2-乙基己基、壬基以及癸基。
茉莉酮酸和茉莉酮酸酯可以采用常规的方法制备。例如，具有如式(1)中R1的戊基和具有如式(1)中R2的1-10个碳原子的烷基的二氢茉莉酮酸酯可以通过迈克尔加成反应将2-戊基环戊烯-1-酮与丙二酸烷基酯反应制备，然后，将这样制得的反应产物脱羧基。
式(2)的芸苔素甾类化合物是一种已知的化合物，且可采用常规的方法制备。例如，可以采用的一种方法是，其中(22E，24S)-24S-乙基-5α-胆甾基-2，22-二烯-6-酮与N-甲基-吗啉-N-氧化物和丙酮混合；将催化量的四氧化锇添加到该混合物中，从而使先前的化合物氧化，生成2α，3α-二羟基-24S-乙基-5α-胆甾基-22-烯-6-酮；将这样制得的化合物与丙酸酐或丙酰氯反应，生成2α，3α-二丙酰氧基-24S-乙基-5α-胆甾基-22-烯-6-酮；然后，将这样制得的化合物与有机过酸例如间氯过苯甲酸反应，生成(22R，23R，24S)-2α，3α-二丙酰氧基-22，23-环氧-B-均-7-氧杂-5α-豆甾烷-6-酮。
在本发明的植物生长促进剂中，式(1)的茉莉酮酸或茉莉酮酸酯与式(2)的芸苔素甾类化合物之比没有特别的限制，可以根据特定的作物、预定的目的和它们的发育阶段而改变。然而，芸苔素甾类化合物与茉莉酮酸或茉莉酮酸酯之比通常为1/0.1至1/1,000,000，优选1/1至1/100,000，更优选1/10至1/10,000。
本发明的植物生长促进剂可以按原样或以具有载体的混合物使用或，如果需要，还可以与其他辅助剂一起使用。其制剂的形式没有特别的限制，而可以是常规的形式。例如，该活性成分可以乳液、悬浮体、粉末、水合物、水溶液、颗粒、浆料以及气溶胶的形式使用。
如果需要，本发明的植物生长促进剂可与常规的辅助剂掺合，这些辅助剂是载体、乳化剂、分散剂、展布剂、润湿剂、固着剂以及分解剂。
至于载体，可以采用固体载体和液体载体。优选采用固体载体，可以提及的是有无机材料例如滑石、膨润土、粘土、高岭土、硅藻土、白碳黑、硅酐、合成碳酸钙、蛭石、硅砂、云母、浮石、石膏、碳酸钙、白云石、镁、氢氧化钙、磷石灰、沸石以及硫酸铵；以植物为基础的有机材料例如大豆粉、烟草粉、核桃粉、小麦粉、木粉、淀粉以及结晶纤维素；合成高聚物和天然高聚物例如香豆酮树脂、石油树脂、醇酸树脂、聚氯乙烯、聚亚烷基二醇、酮树脂、酯树胶、透明树胶以及达玛树胶；蜡类例如巴西棕榈蜡和蜂蜡；以及尿素塑料。优选采用的液体载体可以提及的有链烷烃和环烷烃例如煤油、矿物油、锭子油和轻油；芳族烃例如苯、甲苯、二甲苯、乙苯、异丙苯以及甲基萘；含氯烃例如四氯化碳、氯仿、三氯乙烯、一氯乙烯以及邻氯甲苯；醚类例如二烷和四氢呋喃；酮类例如丙酮、甲基乙基酮、二异丁基甲酮、环己酮、苯乙酮以及异佛尔酮；酯类例如乙酸乙酯、乙酸戊酯、乙酸乙二醇酯、二甘醇乙酸酯、马来酸二丁酯以及琥珀酸二乙酯；醇类例如甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、己醇、乙二醇、丙二醇以及二甘醇；醚醇类例如乙二醇苯基醚和二甘醇丁基醚，以及极性溶剂例如二甲基甲酰胺和二甲亚砜；以及水。
就乳化剂和分散剂而言，一般采用包括非离子、阳离子、阴离子和两性表面活性剂在内的表面活性剂。通常，优选采用非离子表面活性剂和/或阴离子表面活性剂。作为非离子表面活性剂的具体实例，可以提及的是：通过将环氧乙烷聚合和加成到高级醇例如月桂醇、硬脂醇和油醇上制得的产品；通过将环氧乙烷聚合和加成到烷基酚例如异辛基酚和壬基酚上制得的产品；通过将环氧乙烷聚合和加成到烷基萘酚例如丁基萘酚和辛基萘酚上制得的产品；通过将环氧乙烷聚合和加成到高级脂肪酸例如棕榈酸、硬脂酸和油酸上制得的产品；通过将环氧乙烷聚合和加成到单烷基或二烷基磷酸酯例如磷酸硬脂基酯和磷酸二月桂基酯上制得的产品；通过将环氧乙烷聚合和加成到胺类例如十二烷胺和硬脂酰胺上制得的产品；多元醇的高级脂肪酸酯类例如脱水山梨糖醇以及通过将环氧乙烷聚合和加成到高级脂肪酸酯上制得的产品；通过将环氧乙烷与环氧丙烷加成聚合而制得的产品；多元脂肪酸与醇的酯类例如琥珀酸二辛酯.阴离子表面活性剂的具体实例可以提及的是：烷基硫酸盐例如月桂基硫酸钠和油酰基硫酸胺；烷基磺酸盐例如琥珀酸二辛基磺酸钠和2-乙基己基磺酸钠；芳基磺酸盐例如异丙基萘磺酸钠、亚甲基双萘磺酸钠、木质素磺酸钠以及十二烷基苯磺酸钠；以及磷酸盐类例如三聚磷酸钠。
本发明的植物生长促进剂中的茉莉酮酸或茉莉酮酸酯以及芸苔素甾类化合物的含量可以根据特定的植物种类、该促进剂的制备形式、使用方法以及植物的发育阶段而改变。当植物生长促进剂与液体载体例如溶液、乳液或悬浮体或其他液体制剂配合使用时，液体制剂中的茉莉酮酸或茉莉酮酸酯的含量通常为0.01-500ppm、优选0.05-300ppm、更优选0.1-200ppm(重量/体积)，而液体制剂中的芸苔素甾类化合物的含量通常为0.000001-1ppm，优选0.0001-0.1ppm，更优选0.001-0.01ppm(重量/体积)。有关成分的含量在规定范围内的场合，表现出高效的促进植物生长的效果。
当植物生长促进剂与固体载体配合使用时，固体制剂中的茉莉酮酸或茉莉酮酸酯的含量通常为固体载体总重的0.001-90％，优选0.01-50％，且固体制剂中的芸苔素甾类化合物的含量通常为固体载体总重的0.001-90％，优选0.01-50％。
施加植物生长促进剂的优选方法根据特定的植物种类和使用目的而有所不同。例如，可将种子或马铃薯或芋艿浸入液体制剂中，将液体制剂喷洒在叶子和茎、叶子的表面、花房或果实上，将液体制剂注入植物中，或将液体制剂喷洒在土壤中。这些施加方法可以单独或配合使用。可以按一次进行施加或分几次施加。
本发明将通过以下实施例具体地说明，但是，不应理解为是对本发明的限制。
实施例1
通过处理小麦种子促进生长的效果
将二氢茉莉酮酸丙酯(以下缩写为”PDJ”)和(22R，23R，24S)-2α，3α-二丙酰氧基-22，23-环氧-B-均-7-氧杂-5α-豆甾烷-6-酮(以下缩写为”BL”)掺入由乙醇和水(体积比＝50/50)组成的混合液中，以制备含有表1中所示浓度的活性成分的试验溶液。将小麦种(品种：Norin#61)迅速浸入试验溶液中。采用常规方法培育这些种子。从每个试验区采摘100种植物。测定平均单个生物量，计算该生物量与未用活性成分处理的对照植物所测得的生物量的百分比。结果示于表1。从表1可以看出，通过配合使用PDJ和BL显示出促进生长的协同效果。
                    表1
                    平均单个生物量之比(％)PDJ(ppm)       BL：0.01ppm        BL：0ppm
5               137              116
0               111              100实施例2
通过喷洒在萝卜上促进生长的效果
将PDJ分散在由二甲苯、异佛尔酮和聚氧乙烯烷基苯基醚(体积比＝60∶20∶20)组成的混合液中，以制备浓度为20％(重量/体积)的PDJ乳液。将BL溶于乙醇中以制备浓度为100ppm的BL溶液。采用PDJ乳液和BL溶液制备含有表2所示浓度的活性成分的试验水溶液。
萝卜(品种：Akamaru-comet)按常规方法在室外田间培育，在根部开始肥大的阶段，将试验水溶液按每公亩10升的用量喷洒在土壤中。喷洒后16天，收获15窝成熟的单个萝卜。测定叶子和根重量，计算该重量与未施加活性成分培育的对照植物所测得重量的百分比。结果示于表2。从表2可以看出，通过配合使用PDJ和BL显示出促进生长的协同效果。
                     表2
         叶子重量之比(％)         根重量之比(％)PDJ(ppm) BL：0.01ppm  BL：0ppmL BL：0.01ppm    BL：0ppm
5         126          108        130          113
0.5       129          112        135          116
0         108          100        110          100
实施例3
通过处理种用马铃薯促进生长的效果
采用由乙醇和水(体积比＝70/30)组成的混合液制备含有表3所示浓度的PDJ和BL的试验溶液，然后将种用马铃薯(May queen)迅速浸入该试验溶液中。
在浸渍处理后的当天将15个这样浸渍后的种用马铃薯种植在田间的各自区域中，并按常规的方法培育。种植后80天，从各区域采摘10窝成熟的植物，并称重。根据这些马铃薯的平均重量，计算该重量与未用活性成分处理而培育的对照马铃薯所测得的重量的百分比。结果示于表3。从表3可以看出，通过配合使用PDJ和BL显示出促进生长的协同效果。
                    表3
         马铃薯平均重量之比(％)PDJ(ppm)     BL：0.01ppm     BL：0ppm
50            138            113
0             109            100
实施例4
对西红柿果实的促进肥大生长的效果
采用与实施例2中所用的相同方法制备含有表4所示浓度的PDJ或BL或它们两者的试验溶液。按常规方法在冬天于乙烯塑料棚内培育西红柿(品种：Momotarou)。对每株植物施加试验溶液3次，每次用量为100毫升。首次施加在第三果穗(tertiary fruit cluster)开始和第四果穗(quaternary fruit cluster)的开花终止的果实肥大发育阶段进行，第二次施加在首次施加后20天进行，第三次施加在第三果穗的收获期开始之前一周，即第二次施加后20天进行。
所有的第三果穗和第四果穗的果实均采用常规方法收获，将各个区域(每一区域10株植物)的果实称重，并计算该平均重量与未施加试验溶液而培育的对照西红柿所测得的重量的百分比。结果示于表4。从表4可以看出，通过配合使用PDJ和BL显示出促进生长的协同效果。
                       表4
           果实平均重量之比(％)PDJ(ppm)  BL：0.01ppm      BL：0ppm
50          115            108
20          113            101
0           109            100
实施例5
防止低温伤害的效果
采用与实施例2中所用的相同方法制备含有表5所示浓度的PDJ或BL或它们两者的试验溶液。将一些具有高30-40cm和有150-200片叶子的安息香树按常规方法种植在温室内的盆中。按每棵树20毫升的用量将试验溶液喷洒在每棵树上。将处理后的这些树放置在室外天然低温条件下，从施加后的当天经过从11月末跨越至12月末的一个月时间。计算由于低温伤害的落叶数。落叶率按以下公式计算。
落叶率(％)＝(落叶数/-放置在室外之前的叶子数)×100
所得结果列于表5。从表5可以看出，通过配合使用PDJ和BL显示出增强防止低温伤害的效果。
               表5
                 落叶率(％)PDJ(ppm)  BL：0.01ppm     BL：0ppm
30          16             31
0           38             94
实施例6
通过处理水稻种子促进生长的效果
将水稻种子(品种：Nippon-Bare)在保持15℃的冷水中浸渍一天。采用与实施例2中所用的相同方法制备含有表6所示浓度的PDJ或BL或它们两者的试验溶液。然后，将这些种子在各自的试验溶液中浸渍24小时，再在水中浸渍3小时。然后，将这样处理后的种子播种在各具有直径为7cm的盆中，并在空调屋中在温度为20℃-21℃和照度为15,000勒的连续照射条件下培育。当1/4(即25％)的在未处理的植物培育区中培育的对照水稻植物达到三叶阶段时，评价所有培育区的水稻植物的成熟状态(植物高度和根的生物量)。计算该成熟水稻植物与在未处理的植物培育区中培育的对照水稻植物的植物高度和根的生物量的百分比。结果示于表6。
               表6
    三叶植物之比(％)   植物高度(％)      根的生物量(％)PDJ     BL：     BL：     BL：     BL：     BL：     BL：(ppm)  0.01ppm   0ppm    0.01ppm   0ppm    0.01ppm   0ppm0.01    80       52       118      109      119      1060       54       25       110      100      110      100
实施例7
通过处理玉米种子和大豆种子促进生长的效果
采用与实施例1中所用的相同方法制备含有表7所示浓度的PDJ或BL或它们两者的试验溶液。将这些种子(大豆：honey bantam，大豆：mug-bean)迅速浸渍在各自的试验溶液中，然后立即风干。将干燥后的种子按田间条件播种在常规的培育层架上。播种后25天，测定植物的生物量以及该生物量与在未处理的播种区中培育的对照植物的生物量的百分比。从表7可以看出，通过配合使用两种活性成分可以获得高的促进生长效果。
              表7
           玉米生物量之比(％)       大豆生物量之比(％)PDJ(ppm)  BL：0.01ppm    BL：0ppmL BL：0.01ppm    BL：0ppm
1          131           123        112           106
0.1        112           106        109           104
0          107           100        105           100
实施例8
通过喷洒在水稻幼苗上提高产量的效果
采用与实施例2中所述的相同方法制备含有表8所示浓度的PDJ或BL或它们两者的试验溶液。将试验溶液按每25cm×50cm面积150毫升的用量喷洒在水稻的幼苗(品种：Chiyonishiki)上。喷洒后2天，将幼苗种植在稻田中并按常规方法培育。从表8可以看出，通过用PDJ或BL单独处理未去壳的稻谷的产量有所提高，但是采用PDJ和BL配合处理所得的产量更高。
           表8
        未去壳的稻谷的产量(千克/公亩)PDJ(ppm)   BL：0.01ppm          BL：0ppm
1           64                  57
0           58                  53
实施例9
增加桃的结果率的效果
采用与实施例2中所用的相同方法制备含有表9所示浓度活性成分的试验溶液。按常规方法在田间栽种桃树(Hakuhou)。在开花开始阶段，按每10公亩300升的用量喷洒每种试验溶液，1个月后，评价结果率(即果实数与喷洒时的花朵数之比)。从表9可以看出，通过配合使用PDJ和BL显示出增加了结果率。
                    表9
                    结果率(％)PDJ(ppm)     BL：0.01ppm        BL：0ppm
10            24                16
0             18                13
                        工业应用
本发明的植物生长促进剂对各种植物均有促进生长的效果，这些植物包括根用作物、马铃薯和芋艿、谷类植物、水果蔬菜、叶状植物、果树、木本植物、花卉植物以及经济作物。施加植物生长促进剂的植物的具体实例，可以提及的有根用作物例如萝卜、胡萝卜、洋葱、佐餐甜菜、芜菁和食用牛蒡；马铃薯和芋艿例如马铃薯、白薯、芋艿和木薯；谷类植物例如稻谷、大麦、小麦、燕麦、黍、子(barnyard millet)、小米、荞麦和玉米；水果蔬菜例如黄瓜、茄子、甜椒、西葫芦、西瓜、东方腌瓜、瓜、甜瓜、秋葵、草莓和西红柿；豆类例如芸豆、蚕豆、豌豆、大豆、花生和赤豆(azuki bean)；叶状植物例如白菜、卷心菜、韭葱、花椰菜、荷兰芹、日本角苔、芹菜、冠状雏菊、菠菜、生菜、芸苔和雪里蕻；果树例如葡萄、梨、苹果、桃、柿子和柑橘；木本植物例如日本雪松、柏、松树和白带罗汉柏；花卉植物例如百合花、郁金香、唐菖蒲属植物、康耐馨和玫瑰；以及经济作物例如棉花、大麻、制糖甜菜、草皮和斯替维亚属植物(stevia)。施加植物生长促进剂的植物不限于以上列举的这些植物。例如，本发明的植物生长促进剂可以用于生长或种植在沙漠或荒地的草和树。
本发明的植物生长促进剂对部分植物系统所需的促进生长的效果随植物种类不同而显示出差别。例如，要求促进叶子、茎、根、块茎、根茎、果实和花蕾的生长发育。更具体而言，促进生长的效果表现在叶子、茎、根、块茎、根茎和果实上。促进花蕾的变异表现在导致增加花卉的发芽率和增加花朵的数量。至于果实，可以增加水果的结果率、重量、甜度和颜色深度。

Claims (8)

1.一种植物生长促进剂，该植物生长促进剂包括下式(1)表示的活性成分(i)茉莉酮酸或茉莉酮酸酯：式中R1是戊基或戊烯基，R2是氢或烷基，以及下式(2)表示的(ii)芸苔素甾类化合物：
2.根据权利要求1的植物生长促进剂，其中式(2)的芸苔素甾类化合物与式(1)的茉莉酮酸或茉莉酮酸酯的重量比为1/0.1至1/1,000,000。
3.根据权利要求1的植物生长促进剂，其中式(2)的芸苔素甾类化合物与式(1)的茉莉酮酸或茉莉酮酸酯的重量比为1/1至1/100,000。
4.根据权利要求1-3中任一项的植物生长促进剂，其中式(1)中的R1是戊基或2-戊烯基。
5.根据权利要求1-4中任一项的植物生长促进剂，其中式(1)中的R2是1-10个碳原子的烷基。
6.根据权利要求1-3中任一项的植物生长促进剂，其中式(1)的茉莉酮酸酯是二氢茉莉酮酸丙酯。
7.根据权利要求1-6中任一项的植物生长促进剂，该促进剂还包括液体载体，且式(1)的茉莉酮酸或茉莉酮酸酯和式(2)的芸苔素甾类化合物的含量以该植物生长促进剂的总重为基准分别为0.01-500ppm和0.000001-1ppm。
8.根据权利要求1-6中任一项的植物生长促进剂，该促进剂还包括固体载体，且式(1)的茉莉酮酸或茉莉酮酸酯和式(2)的芸苔素甾类化合物的含量分别为该植物生长促进剂总重的0.001-90％和0.001-90％。
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