CN103518763B - 一种防止玉米早衰和/或提高玉米产量的复合调节剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防止玉米早衰和/或提高玉米产量的复合调节剂。每千克所述复合调节剂的组成如下:丁二酸200~400mg;氯化胆碱600~1200mg;1-(2-氯-4-吡啶基)-3-苯基脲0.00002~0.00004mg;N-叔丁基-α-苯基硝酮15~25mg;和余量的水。本发明复合调节剂能促进玉米种子萌发和幼苗生长;能显著调控玉米根系生长发育;能促进玉米叶片生长发育;以及能提高玉米产量,改善玉米穗部性状,穗长较对照平均增加0.56厘米/穗,行粒数平均增加1.76粒/行,百粒重平均提高1.83克;玉米平均增产率达7.30%。
Description
技术领域
本发明涉及一种防止玉米早衰和/或提高玉米产量的复合调节剂,属于植物调节剂领域。
背景技术
玉米是我国重要的粮食和饲料作物,在国民经济中占有极其重要的地位,玉米产量的丰与歉己逐渐成为左右我国粮食供求平衡和决定畜牧业发展的重要因素。但在有限的耕地面积上,玉米种植面积受到一定限制,如何提高单产成为今后玉米生产的关键。叶片是植物进行光合作用、制造有机物质的重要器官,玉米干物质的95%左右来自光合积累,已有研究结果表明,在作物成熟时期如能使功能叶片的寿命延长1天,则可增产1%,而由于基因型的差异,或在玉米生长发育期间受到干旱、高温和低温等逆境胁迫的危害,导致玉米生长发育不良,生产上玉米早衰普遍发生,严重的地块早衰率达50%~70%。
玉米早衰是指玉米在灌浆乳熟阶段植株叶片枯萎黄化、果穗苞叶松散下垂、茎秆基部***易折、百粒重降低造成的减产现象。农民称之为“返秆”,一般多发生在壤土、砂壤土和种植密度较大的田块。
发病症状玉米发生早衰后,果穗下部叶片先由叶尖、叶缘开始黄化,逐渐向叶脉扩展。果穗下部叶片枯萎,上部叶片呈黄绿色,有时呈水渍状,全株叶片自下而上逐渐枯死。茎秆***易折,根系枯萎,根毛量少,有时可看到全蚀病黑色子囊壳或休眠菌丝。
发病原因及条件:玉米发生早衰的原因较复杂。首先是土壤条件,翻地质量差,土壤通透性不良,施用农家肥数量少使土壤有机质缺乏、碳氮比失调、降低生物的固氮能力,从而造成玉米生育后期营养不足。其次是栽培条件,玉米种植密度或种植形式不合理使单株营养面积相对减小;多年连作会使土壤中积累大量的镰刀菌、腐霉菌和全蚀病菌,影响玉米生长。第三是气象和病害因素,不良的气象条件会引起病害加重早衰。7月中下旬至8月上旬持续高温干旱,光合产物不足,造成茎叶可溶性物质向生长中心籽粒输送,使茎叶养分缺乏而早衰。8月中旬以后的大量降水会促进病原菌的萌发浸染,加重早衰。
现有的防止途径:实行轮作,避免连作。秋翻地以减少初次浸染菌源。采用合理的种植形式,保证单株足够的营养面积。选择抗逆性强的品种。增施有机肥和磷肥、钾肥。加强田间管理,改善玉米群体的通风透光条件。
发明内容
本发明的目的是提供一种防止玉米早衰和/或提高玉米产量的复合调节剂,本发明的复合调节剂能够防止玉米早衰以及提高玉米产量,以解决现有技术的不足。
本发明所提供的一种复合调节剂,每千克所述复合调节剂的组成如下:
丁二酸200~400mg;氯化胆碱600~1200mg;
1-(2-氯-4-吡啶基)-3-苯基脲(调吡脲)0.00002~0.00004mg;
N-叔丁基-α-苯基硝酮15~25mg;和余量的水。
本发明所提供的一种复合调节剂,每千克所述复合调节剂的组成为下述1)-9)中任一种:
1)丁二酸200~300mg;氯化胆碱600~800mg;1-(2-氯-4-吡啶基)-3-苯基脲(调吡脲)0.00002~0.00003mg;N-叔丁基-α-苯基硝酮15~20mg;和余量的水;
2)丁二酸300~400mg;氯化胆碱600~1000mg;1-(2-氯-4-吡啶基)-3-苯基脲(调吡脲)0.00003~0.00004mg;N-叔丁基-α-苯基硝酮20~25mg;和余量的水;
3)丁二酸200mg;氯化胆碱1200mg;1-(2-氯-4-吡啶基)-3-苯基脲(调吡脲)0.00004mg;N-叔丁基-α-苯基硝酮20mg;和余量的水;
4)丁二酸300mg;氯化胆碱600mg;1-(2-氯-4-吡啶基)-3-苯基脲(调吡脲)0.00003mg;N-叔丁基-α-苯基硝酮20mg;和余量的水;
5)丁二酸300mg;氯化胆碱1000mg;1-(2-氯-4-吡啶基)-3-苯基脲(调吡脲)0.00002mg;N-叔丁基-α-苯基硝酮20mg;和余量的水;
6)丁二酸300mg;氯化胆碱800mg;1-(2-氯-4-吡啶基)-3-苯基脲(调吡脲)0.00003mg;N-叔丁基-α-苯基硝酮15mg;和余量的水;
7)丁二酸400mg;氯化胆碱600mg;1-(2-氯-4-吡啶基)-3-苯基脲(调吡脲)0.00002mg;N-叔丁基-α-苯基硝酮15mg;和余量的水;
8)丁二酸400mg;氯化胆碱1000mg;1-(2-氯-4-吡啶基)-3-苯基脲(调吡脲)0.00004mg;N-叔丁基-α-苯基硝酮25mg;和余量的水;和
9)丁二酸400mg;氯化胆碱1000mg;1-(2-氯-4-吡啶基)-3-苯基脲(调吡脲)0.00003mg;N-叔丁基-α-苯基硝酮25mg;和余量的水。
本发明还提供了所述复合调节剂在调节玉米生长中的应用,具体可用于防止玉米早衰和/或提高玉米产量;具体为在下述任一种方面中的应用:
1)、促进玉米根系生长;
2)、提高玉米根系活力;
3)、提高玉米根系超氧化物歧化酶的活性;
4)、降低玉米根系中丙二醛的含量;
5)、提高玉米根系过氧化氢酶的活性;
6)、提高玉米叶片中叶绿素的含量;
7)、提高玉米叶片超氧化物歧化酶的活性;
8)、降低玉米叶片中丙二醛的含量;
9)、提高玉米叶片过氧化氢酶的活性;和,
10)、提高玉米的叶面积。
本发明的上述应用中,可按照下述的方法使用所述复合调节剂:
通过拌种的方式使用所述复合调节剂。
本发明的上述应用中,所述复合调节剂的用量为:每千克玉米种子使用100mL所述复合调节剂进行拌种;
将所述复合调节剂与玉米种子均匀搅拌10~20分钟,晾干后即可播种。
本发明还进一步提供了一种防止玉米早衰和/或提高玉米产量的混配药剂,其活性成分为所述复合调剂。
经药效试验表明,本发明提供的复合调节剂具有如下优点:
1、本发明复合调节剂能促进玉米种子萌发和幼苗生长
拌种后种子中α-淀粉酶活性较对照提高46.19%,可溶性糖含量较对照提高46.20%;加快了种子的萌发进程,种子发芽势较对照增加17.8%,发芽率较对照增加4.2%。
2、本发明复合调节剂能显著调控玉米根系生长发育
拌种处理后玉米根系生长发育健壮,表现为根系发达,在拔节期根条数较对照增加3.33条/株,根体积较对照增加5.30ml/株,根干重较对照增加0.276g/株;在三叶期次生根根系活力较对照提高38.11%,在大喇叭口期气生根根系活力较对照提高42.45%;增强后期根系中抗氧化酶的活性,延缓根系的衰老,在吐丝后20天,超氧化物歧化酶(SOD)活性较对照提高22.80%,在吐丝后30天,丙二醛(MDA)含量较对照降低18.73%,在吐丝后10天,过氧化氢酶(CAT)活性较对照提高26.22%。
3、本发明复合调节剂能促进玉米叶片生长发育
增加玉米叶面积,尤其在籽粒灌浆中后期,在吐丝期,单株叶面积较对照提高6.21%;提高玉米叶片叶绿素含量,在三叶期,叶片叶绿素a(Chla)和叶绿素b(Chlb)含量分别较对照提高17.06%和28.40%,在吐丝期,叶片类胡萝卜素含量(Car)较对照提高16.97%;显著增强玉米叶片SOD和CAT等抗氧化酶的活性,降低叶体内活性氧的积累,抑制膜脂过氧化作用,防止叶片早衰,在吐丝期,超氧化物歧化酶(SOD)活性较对照提高16.57%,过氧化氢酶(CAT)活性较对照增加29.53%,在吐丝后30天,丙二醛(MDA)含量较对照降低12.84%。
4、本发明复合调节剂能提高玉米产量
改善玉米穗部性状,穗长较对照平均增加0.56厘米/穗,行粒数平均增加1.76粒/行,百粒重平均提高1.83克;玉米平均增产率达7.30%。
附图说明
图1为实施例8中不同复合调节剂对种子α-淀粉酶活性的影响。
图2为实施例8中不同复合调节剂对种子可溶性糖含量的影响。
图3为实施例8中不同复合调节剂对种子发芽势和发芽率的影响。
图4为实施例8中不同复合调节剂对次生根根系活力的影响,其中,图4(1)为A组、B组、C组和CK组对次生根根系活力的影响,图4(2)为D组、E组、F组、G组和CK组对次生根根系活力的影响。
图5为实施例8中不同复合调节剂对气生根根系活力的影响,其中,图5(1)为A组、B组、C组和CK组对气生根根系活力的影响,图5(2)为D组、E组、F组、G组和CK组对气生根根系活力的影响。
图6为实施例8中不同复合调节剂对根系SOD活性的影响,其中,图6(1)为A组、B组、C组和CK组对根系SOD活性的影响,图6(2)为D组、E组、F组、G组和CK组对根系SOD活性的影响。
图7为实施例8中不同复合调节剂对根系MDA含量的影响,其中,图7(1)为A组、B组、C组和CK组对根系MDA含量的影响,图7(2)为D组、E组、F组、G组和CK组对根系MDA含量的影响。
图8为实施例8中不同复合调节剂对根系CAT活性的影响,其中,图8(1)为A组、B组、C组和CK组对根系CAT活性的影响,图8(2)为D组、E组、F组、G组和CK组对根系CAT活性的影响。
图9为实施例8中不同复合调节剂对Chla含量的影响。
图10为实施例8中不同复合调节剂对Chlb含量的影响。
图11为实施例8中不同复合调节剂对Car含量的影响。
图12为实施例8中不同复合调节剂对Chl(a+b)含量的影响。
图13为实施例8中不同复合调节剂对叶片SOD活性的影响,其中,图13(1)为A组、B组、C组和CK组对叶片SOD活性的影响,图13(2)为D组、E组、F组、G组和CK组对叶片SOD活性的影响。
图14为实施例8中不同复合调节剂对叶片MDA含量的影响,其中,图14(1)为A组、B组、C组和CK组对叶片MDA含量的影响,图14(2)为D组、E组、F组、G组和CK组对叶片MDA含量的影响。
图15为实施例8中不同复合调节剂对叶片CAT活性的影响,其中,图15(1)为A组、B组、C组和CK组对叶片CAT活性的影响,图15(2)为D组、E组、F组、G组和CK组对叶片CAT活性的影响。
图16为实施例8中不同复合调节剂对玉米叶面积的影响,其中,图16(1)为A组、B组、C组和CK组对玉米叶面积的影响,图16(2)为D组、E组、F组、G组和CK组对玉米叶面积的影响。
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。
下述实施例中各指标的测定方法如下:
1、子粒α-淀粉酶活性
采用3,5-二硝基水杨酸法进行测定(参考文献:何钟佩.农作物化学控制实验指导[M].北京农业大学出版社,1993.)。
2、子粒可溶性糖含量
采用蒽酮比色法进行测定(参考文献:黄学林,陈润正.种子生理学实验手册[M].农业出版社,1990.40—43.)。
3、根系活力的测定
采用改良TTC法进行测定(参考文献:白宝璋,金锦子,白菘等.玉米根系活力TTC测定法的改良[J].玉米科学.1994,2(4):44-47.)。
4、叶绿素含量的测定
参照文献(白宝璋,朱广发,陈颖等.玉米光合色素含量快速测定[J].玉米科学.1994,2(2):77-79.)中记载的方法进行。
5、SOD活性的测定
采用NBT还原法进行测定(参考文献:赵世杰,刘华山,董新纯.植物生理学实验指导[M].中国农业科技出版社.1998;152-154.)。
6、MDA含量的测定
采用双组分光光度法进行测定(参考文献:赵世杰,刘华山,董新纯.植物生理学实验指导[M].中国农业科技出版社.1998;152-154.)。
7、CAT活性的测定
采用Chance方法进行测定(参考文献:CHANCE B.MAEHLY A C.Assay ofcatalase and pemxides[J].Methods Enzymol,1955,2:764-775.)。
8、产量构成因素及产量的测定
收获后每小区取样10株,在室内考查测定果穗长度、穗粗、行数、行粒数、百粒重;玉米子粒产量根据小区实收产量计算。
实施例1、配制复合调节剂
按照下述投料比配制1kg复合调节剂:
丁二酸(分子式:C4H6O4):400.0mg/kg;
氯化胆碱(分子式:C5H14ClNO):600.0mg/kg;
调吡脲(分子式:C12H10ClN30):0.00002mg/kg;
N-叔丁基-α-苯基硝酮(分子式C11H15NO):15.0mg/kg;
将上述各组分混合,然后添加余量的水至1kg,经搅拌均匀即得到复合调节剂。
实施例2、配制复合调节剂
按照下述投料比配制1kg复合调节剂:
丁二酸(分子式:C4H6O4):300.0mg/kg;
氯化胆碱(分子式:C5H14ClNO):600.0mg/kg;
调吡脲(分子式:C12H10ClN30):0.00003mg/kg;
N-叔丁基-α-苯基硝酮(分子式C11H15NO):20.0mg/kg;
将上述各组分混合,然后添加余量的水至1kg,经搅拌均匀即得到复合调节剂。
实施例3、配制复合调节剂
按照下述投料比配制1kg复合调节剂:
丁二酸(分子式:C4H6O4):200.0mg/kg;
氯化胆碱(分子式:C5H14ClNO):1200.0mg/kg;
调吡脲(分子式:C12H10ClN30):0.00004mg/kg;
N-叔丁基-α-苯基硝酮(分子式C11H15NO):20.0mg/kg;
将上述各组分混合,然后添加余量的水至1kg,经搅拌均匀即得到复合调节剂。
实施例4、按照下述投料比配制1kg复合调节剂:
丁二酸(分子式:C4H6O4):300.0mg/kg;
氯化胆碱(分子式:C5H14ClNO):1000.0mg/kg;
调吡脲(分子式:C12H10ClN30):0.00002mg/kg;
N-叔丁基-α-苯基硝酮(分子式C11H15NO):20.0mg/kg;
将上述各组分混合,然后添加余量的水至1kg,经搅拌均匀即得到复合调节剂。
实施例5、按照下述投料比配制1kg复合调节剂:
丁二酸(分子式:C4H6O4):400.0mg/kg;
氯化胆碱(分子式:C5H14ClNO):1000.0mg/kg;
调吡脲(分子式:C12H10ClN30):0.00004mg/kg;
N-叔丁基-α-苯基硝酮(分子式C11H15NO):25.0mg/kg;
将上述各组分混合,然后添加余量的水至1kg,经搅拌均匀即得到复合调节剂。
实施例6、按照下述投料比配制1kg复合调节剂:
丁二酸(分子式:C4H6O4):300.0mg/kg;
氯化胆碱(分子式:C5H14ClNO):800.0mg/kg;
调吡脲(分子式:C12H10ClN30):0.00003mg/kg;
N-叔丁基-α-苯基硝酮(分子式C11H15NO):15.0mg/kg;
将上述各组分混合,然后添加余量的水至1kg,经搅拌均匀即得到复合调节剂。
实施例7、按照下述投料比配制1kg复合调节剂:
丁二酸(分子式:C4H6O4):400.0mg/kg;
氯化胆碱(分子式:C5H14ClNO):1000.0mg/kg;
调吡脲(分子式:C12H10ClN30):0.00003mg/kg;
N-叔丁基-α-苯基硝酮(分子式C11H15NO):25.0mg/kg;
将上述各组分混合,然后添加余量的水至1kg,经搅拌均匀即得到复合调节剂。
实施例8、实施例1-7制备的复合调节剂的田间试验和盆栽试验
(1)试验地点
试验于2008-2012年,在河南农业大学郑州科教园区进行。
(2)供试药剂
实施例1-7制备的复合调节剂;(CK)是喷晒等量清水。
(3)玉米品种
供试玉米品种郑单958,由河南省农业科学院粮食作物所提供。
(4)试验方法
采用拌种处理方式:A(实施例1)、B(实施例2)、C(实施例3)、D(实施例4)、E(实施例5)、F(实施例6)、G(实施例7)、,以等量清水拌种作为CK;每kg种子用复合调节剂100ml。盆栽和大田处理相同。盆栽土壤取于大田耕层,混匀过筛,盆高30cm,直径45cm,每盆装土20Kg,每个处理30盆,每盆留苗1株。大田试验采用随机区组设计,3次重复,小区面积21.6m2(6m×3.6m),60cm等行距种植,密度为67500株/hm2,田间管理同一般高产田。
(5)试验结果
5.1复合调节剂对玉米种子萌发及幼苗生长的影响
5.1.1对玉米种子α-淀粉酶活性及可溶性糖含量的影响
各试验组和对照组对α-淀粉酶活性的影响如图1所示。
由图1可得知,本发明的复合调节剂均可不同程度的提高玉米萌发种子中胚乳的α-淀粉酶活性,促进种子中储藏物质的水解,为种子萌发提供较多可利用的营养物质,有利于胚的发育。
各试验组和对照组对可溶性糖含量的影响如图2所示。
由上述结果可得知,本发明的复合调节剂均可不同程度的提高玉米萌发种子中胚乳的可溶性糖含量的增加,可溶性糖含量的增加,可促使种子迅速积累萌发所需的小分子物质,提高玉米种子的萌发速度。
5.1.2对种子发芽势和发芽率的影响
各试验组和对照组对玉米种子发芽势和发芽率的影响如图3所示。
由上述结果可得知,E组处理的种子发芽势较对照组增加了17.8%,发芽率较对照组增加了4.2%。
5.2复合调节剂对玉米根系生长及抗氧化潜力的影响
5.2.1对玉米根系生长的影响
各试验组和对照组对玉米根系生长的影响如表1所示。
表1不同复合调节剂对玉米根系生长的影响
由表1中可以看出,G组处理的种子在拔节期根条数较对照组增加4.0条/株,根体积较对照组增加4.93ml/株,根干重较对照组增加0.307g/株。
5.2.2对玉米根系活力的影响
5.2.2.1对玉米次生根根系活力的影响
各试验组和对照组对玉米次生根根系活力的影响如图4所示。
由上述结果可得知,在三叶期,E组处理的次生根根系活力较对照提高38.11%。
5.2.2.2对玉米气生根根系活力的影响
各试验组和对照组对玉米次生根根系活力的影响如图5所示。
由上述结果可得知,在大喇叭口期,E组处理的气生根根系活力较对照提高42.45%。
5.3复合调节剂对玉米根系抗氧化潜力的影响
5.3.1对根系SOD(超氧化物歧化酶)活性的影响
各试验组和对照组对根系SOD活性的影响如图6所示。
由上述结果可得知,在吐丝后20天,E组处理的超氧化物歧化酶(SOD)活性较对照提高22.80%。
5.3.2对根系MDA(丙二醛)含量的影响
各试验组和对照组对根系MDA含量的影响如图7所示。
由上述结果可得知,在吐丝后30天,E组处理的丙二醛(MDA)含量较对照降低18.73%。
5.3.3对根系CAT(过氧化氢酶)活性的影响
各试验组和对照组对根系CAT活性的影响如图8所示。
由上述结果可得知,在吐丝后10天,E组处理的过氧化氢酶(CAT)活性较对照提高26.22%。
5.4复合调节剂对玉米叶片生长及抗氧化潜力的影响
5.4.1对玉米叶片叶绿素含量的影响
5.4.1.1对Chla(叶绿素a)和Chlb(叶绿素b)含量的影响
各试验组和对照组对叶片Chla和Chlb含量的影响分别如图9和图10所示。
由上述结果可得知,在三叶期,E组处理的叶片叶绿素a(Chla)和叶绿素b(Chlb)含量分别较对照提高17.06%和28.40%。
5.4.1.2对Car(类胡萝卜素)和Chl(a+b)含量的影响
各试验组和对照组对叶片Car和Chl(a+b)含量的影响分别如图11和图12所示。
由上述结果可得知,在吐丝期,E组处理的叶片类胡萝卜素含量(Car)和Chl(a+b)含量较对照分别提高16.97%和14.90%。
5.4.2对玉米叶片抗氧化潜力的影响
5.4.2.1对叶片SOD活性的影响
各试验组和对照组对叶片SOD活性的影响如图13所示。
由上述结果可得知,在吐丝期,E组处理的叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性较对照提高16.57%。
5.4.2.2对叶片MDA含量的影响
各试验组和对照组对叶片MDA含量的影响如图14所示。
由上述结果可得知,在吐丝后30天,E组处理的叶片MDA含量较对照降低12.84%。
5.4.2.3对叶片CAT活性的影响
各试验组和对照组对叶片CAT活性的影响如图15所示。
由上述结果可得知,在吐丝期,E组处理的叶片CAT活性较对照增加29.53%。
5.5复合调节剂对玉米叶面积的影响
各试验组和对照组对玉米叶面积的影响如图16所示。
由上述结果可得知,在吐丝期,E组处理的单株叶面积较对照提高6.21%。
5.6复合调节剂对玉米产量的影响
5.6.1对玉米产量构成的影响
各试验组和对照组对玉米穗部性状的影响如表2所示。
表2不同复合调节剂对玉米穗部性状的影响
由表2中可以看出,本发明复合调节剂均可增加玉米穗长和穗粗,提高行粒数和百粒重,但对轴粗影响不太明显。
5.6.2对玉米产量的影响
各试验组和对照组对玉米产量的影响如表3所示。
表3不同复合调节剂对玉米产量的影响(单位:Kg/hm2)
由表3中可以看出,本发明复合调节剂均可不同程度地提高玉米产量,E组处理增产达9.93%。
Claims (7)
1.一种复合调节剂,每千克所述复合调节剂的组成如下:
丁二酸400mg;氯化胆碱1000mg;1-(2-氯-4-吡啶基)-3-苯基脲0.00004mg;N-叔丁基-α-苯基硝酮25mg;和余量的水。
2.权利要求1所述复合调节剂在调节玉米生长中的应用。
3.根据权利要求2所述的应用,其特征在于:所述复合调节剂用于防止玉米早衰和/或提高玉米产量。
4.根据权利要求3所述的应用,其特征在于:所述复合调节剂在下述任一种方面的应用:
1)、促进玉米根系生长;
2)、提高玉米根系活力;
3)、提高玉米根系超氧化物歧化酶的活性;
4)、降低玉米根系中丙二醛的含量;
5)、提高玉米根系过氧化氢酶的活性;
6)、提高玉米叶片中叶绿素的含量;
7)、提高玉米叶片超氧化物歧化酶的活性;
8)、降低玉米叶片中丙二醛的含量;
9)、提高玉米叶片过氧化氢酶的活性;
10)、提高玉米的叶面积。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的应用,其特征在于:按照下述方法使用所述复合调节剂:
通过拌种的方式使用所述复合调节剂。
6.根据权利要求5所述的应用,其特征在于:所述复合调节剂的用量为:每千克玉米种子使用100mL所述复合调节剂进行拌种。
7.一种防止玉米早衰和/或提高玉米产量的混配药剂,其活性成分为权利要求1所述复合调节剂。
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Nitric oxide counteracts the senescence of detached rice leaves induced by dehydration and polyethylene glycol but not by sorbitol;Fang-yi Cheng et al.;《plant growth regulation》;20021231;第38卷;265-272 * |
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