CN106359451A - 一种延缓小麦叶片衰老和/或提高产量的复合调节剂、药剂及其应用 - Google Patents
一种延缓小麦叶片衰老和/或提高产量的复合调节剂、药剂及其应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种延缓小麦叶片衰老和/或提高产量的复合调节剂及其应用和药剂。其中，每千克复合调节剂的组成如下：硝普钠20～40mg；水杨酸200～400mg；磷酸二氢钾22000～50000mg和余量的水。通过本发明的复合调节剂能够延缓小麦叶片的衰老和/或提高小麦产量，具有优异的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种延缓小麦叶片衰老和/或提高小麦产量的复合调节剂，属于植物调节剂领域。
背景技术
黄淮海地区是我国小麦的最重要产区，该区小麦生长发育具有分蘖期长、幼穗分化期长和灌浆期短(“两长一短”)的特点，因而该区小麦分蘖基本能够满足成穗数需求，且多花多粒的优势明显，有利于形成大穗多粒，但由于黄淮海地区小麦灌浆后期常出现不利天气，尤其是高温、干旱，叶片叶绿素酶、膜脂过氧化反应和保护性酶***超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶及抗坏血酸氧化酶等活性发生变化，致使叶片光合能力下降和叶片衰老。由于灌浆期籽粒淀粉的合成主要以叶片中合成的光合产物为原料，因此灌浆期若遇逆境条件，许多小麦品种籽粒内淀粉的合成积累受到制约，造成这些品种高粒重潜力难以得到充分发挥，因而制约了产量的进一步提高。
现今黄淮海地区大面积推广小麦品种的千粒重潜力大多在48g以上，但实际生产中，这些品种的千粒重常年在42g以下，饱满度较差，因此，仅粒重这一个指标，这些品种增产潜力可达60kg/667m2以上(依据河南省冬小麦品种区域2008-2015年试验汇总资料，以千粒重每增加1g，每667m2增加10kg计算)。因此，提高小麦粒重是提高产量的重要途径。
一氧化氮(Nitric Oxide，NO)是植物体内最新发现的一种生物活性分子和植物生长调节物质(Cevahir等，2003)。当受到逆境胁迫时植物释放出NO参与对光合作用的调控，从而提高抗逆性已成为国内外植物逆境生理学研究的热点问题之一。植物激素对生长代谢的调节是复杂的，与其它调节物质间的相互效应也普遍存在(Pospisilova et al.2005)。研究表明NO和其它植物激素如水杨酸(SA)、脱落酸(ABA)、茉莉酸(JA)、H2O2存在相互协同作用，提高抗氧化酶活性减少活性氧的产生从而保护光合机构免受胁迫的伤害(张义凯等，2010)。
关于NO和SA这两类物质及其功能类似物均能显著提高一些植物对生物胁迫和非生物胁迫的抗性，增加作物产量，且生产成本低、无毒、无残留，在生产实践中显示出巨大的应用潜力。但有关这两类调节物质延缓小麦叶片衰老、提高小麦产量的研究尚未见报道。为此，本试验研究了二者提高小麦产量的效应，以开发出延缓小麦叶片衰老和提高小麦千粒重及产量的复合调节剂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种延缓小麦叶片衰老和/或提高小麦产量的复合调节剂。
本发明的一方面，提供一种复合调节剂，每千克所述复合调节剂的组成如下：硝普钠(SNP)20～40mg；水杨酸200～400mg；磷酸二氢钾22000～50000mg；和余量的水。
在优选的实施方式中，本发明的复合调节剂，基于每千克所述复合调节剂，其组成优选为下述1)～8)中的任何一种：
1)硝普钠20～30mg；水杨酸200～300mg；磷酸二氢钾22000～35000mg；和余量的水；
2)硝普钠30～40mg；水杨酸200～400mg；磷酸二氢钾35000～50000mg；和余量的水；
3)硝普钠20mg；水杨酸400mg；磷酸二氢钾50000mg；和余量的水；
4)硝普钠30mg；水杨酸400mg；磷酸二氢钾50000mg；和余量的水；
5)硝普钠40mg；水杨酸200～300mg；磷酸二氢钾35000～50000mg；和余量的水；
6)硝普钠30～40mg；水杨酸200～300mg；磷酸二氢钾35000～50000mg；和余量的水；
7)硝普钠20～30mg；水杨酸300～400mg；磷酸二氢钾35000～50000mg；和余量的水；
8)硝普钠30～40mg；水杨酸300～400mg；磷酸二氢钾35000～50000mg；和余量的水。
本发明的另一方面，还提供所述复合调节剂在调节小麦生长中的应用。在优选的实施方式中，可用于延缓小麦叶片衰老和/或提高小麦产量。例如，可选自下述任何一方面中的应用：
(1)提高小麦叶片叶绿素含量
(2)提高小麦叶片光合速率
(3)提高小麦叶片光合性能指数
(4)增加小麦叶片超氧化物歧化酶活性
(5)增加小麦叶片过氧化氢酶活性
(6)提高小麦籽粒千粒重
(7)增加小麦产量。
在优选的实施方式中，在本发明的上述应用中可优选按照下述方式使用所述复合调节剂：
通过拌种的方式或者于小麦花后15-20天喷洒的方式使用所述复合调节剂，更优选二者结合使用的方式。
本发明的再一方面，提供一种延缓小麦叶片衰老和/或提高小麦产量的药剂，其包含本发明所述复合调节剂。
本发明的又一方面，提供一种延缓小麦叶片衰老和/或提高小麦产量的方法，其中使用本发明所述的复合调节剂。
经药效试验表明，本发明提供的复合调节剂具有优异的技术效果，其效果包括以下：
1.使用成本低，用量少。例如，在1-2g SNP、10-20g SA和磷酸二氢钾1.1000-2.5kg(价格便宜)溶于水的情况下，每亩仅施用50L。
2.见效快，无残留，无环境污染。由于SNP和SA具有易溶性，其溶液能较快地被根系或者叶片吸收，效果明显。SNP和SA对人、畜安全无害，对环境无污染，都被誉为环境友好型的植物生长调节物质。
3.施用技术简单，便于大面积推广。在小麦播种期和灌浆期通过拌种和叶面喷施药剂溶液，可明显提高小麦的千粒重和总产。
4.由于SNP和SA对植物的调节功能和相互作用，二者在玉米其它作物上也得到了推广应用。
附图说明
图1为实施例10中不同复合调节剂对小麦种子α-淀粉酶活性(A)和可溶性糖含量(B)的影响。
图2为实施例10中不同复合调节剂对小麦旗叶超氧化物歧化酶(A)和过氧化氢酶活性(B)的影响。
图3为实施例10中不同复合调节剂对小麦旗叶叶绿素含量SPAD值的影响。
图4为实施例10中不同复合调节剂对小麦旗叶净光合速率的影响。
图5为实施例10中不同复合调节剂对小麦旗叶光合性能指数的影响。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的应用和组成(例如，调节剂组成)，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何应用和组成。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的应用和/或组成。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
本发明中，名词术语既包括单数形式，也包括复数形式，除非上下文另行明确指出。本发明中所述的“至少之一”或“至少一种”不仅仅指包含“一个”或“一种”的情况，更重要的还包含“多个”或“多种”的情况。
本发明中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。所用的材料、试剂等如无特殊说明，均可从商业途径得到。
本发明中，所述的术语“复合调节剂”是由硝普钠、水杨酸和磷酸二氢钾三种成分组成的水溶液。需要说明的是，本发明的复合调节剂中不可避免地包含以杂质形式存在的少量其他成分。作为其他成分可举例颗粒物质、其他离子物质(除硝普钠、水杨酸和磷酸二氢钾三者产生的离子之外的离子)、胶体等。
作为颗粒物质，其包括水中不溶性的10μm至50μm的无机和有机杂质，其通常情况下是肉眼不可见的，但根据不同情况有时也会包含大于50μm颗粒，此时颗粒是肉眼可分辨的。颗粒物质的具体实例包括，但不限于泥沙、金属氧化物或氢氧化物等。通常情况下，颗粒物质以溶解或悬浮状态存在。
作为其他离子物质，包括溶于水后解离为阴、阳离子的物质。本发明中所述的“其他离子物质”是指除硝普钠、水杨酸和磷酸二氢钾三者产生的离子之外的离子，其包括例如铁离子、锰离子。优选地，这些离子的含量尽可能的低，优选为0。如果其他离子物质的含量超过0.3mg/L，则会影响本发明调节剂效果的实现，不利于延缓衰老和/或提高产量。因此，其他离子物质的含量必须小于0.3mg/L。
另外，作为杂质的物质还包括溶于水的气体，例如O2、CO2、NH3、N2等。这些气体在水中反应后生成某些酸根离子，影响复合调节剂的品质。因此，需要这些气体的含量尽可能的低，优选为0。
本发明中使用的“水”可为任何形式的淡水，包括河水、湖水、井水、地下水、地表水等天然存在的水；还包括人工处理的水，包括纯化水、矿泉水、自来水等。需要说明的是，在使用自来水的情况下，水中可能会留有次氯酸钠等消毒剂成分。因此，优选使用纯化水。
本发明的复合调节剂可以任何形式提供，包括，但不限于瓶装、袋装或其他任何密封或开放状态提供。优选地，本发明的复合调节剂以避光的密封状态提供。
本发明中，所述硝普钠的含量基于每kg复合调节剂的重量为20-30mg，优选22-28mg，更优选24-26mg，最优选25mg。本发明的水杨酸的含量为200-300mg，优选220-280mg，更优选240-260mg，进一步优选245-255mg，最优选250mg。本发明的磷酸二氢钾的含量为22000-35000mg，优选23000-34000mg，更优选24000-32000mg，进一步优选26000-30000mg，例如，28000mg、29000mg等。
本发明所述的“小麦”是指小麦亚族triticinae植物。在小麦亚族中，除小麦属外还包括山羊草属aegilops、鹅观草属roeogneria、偃麦草属elytrigia、冰草属agropyron、簇毛麦属haynaldia、黑麦属secale和旱麦草属eremopyrum。具体地，本发明所述的小麦包括但不限于冬小麦、春小麦等。
本发明所述的调节剂的用量，在拌种的情况下，通常为每千克麦种使用50-1000ml复合调节剂，优选60-800ml，更优选70-500ml，还优选80-300ml，最优选100ml。在小麦花后15-20天使用的情况下，每亩地使用10-100L所述复合调节剂，优选20-80L，更优选30-70L，进一步优选10-60L，最优选50L。
本发明的复合调节剂可施用到植物的任何部分。作为施用方式包括喷淋、喷洒、浇灌、喷雾、涂抹等。作为施用部位，包括植物叶片、茎部、根部等。优选地，通过喷洒施用到植物的至少部分顶部叶片表面。
本发明中的“药剂”是任何形式或成分的药剂，只要药剂本身的成分不影响本发明所述复合调节剂的效果即可。作为药剂本身可为本领域已知的任何药剂或本领域技术人员基于目前现有技术可以获得的其他药剂。本领域已知的任何药剂包含市场上销售的药剂，还包括国家农药管理部门批准的药剂，以及目前文献中记载的已知药剂。
本发明中，各指标的测定方法具体如下：
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：李合生.植物生理生化实验原理和技术.北京:高等教育出版社,2000,169-172.)。
2、子粒可溶性糖含量
采用蒽酮比色法进行测定(参考文献：Yang D L,Jing R L,Chang X P,WLi.Identification of quantitative trait loci and environmental Interactionsfor accumula tion and remobilization of water-soluble carbohydrates in wheat(Triticum aestivum L.)stems.Genetics,2007,176(1):571-584.)。
3、叶绿素含量的测定
采用日本产SPAD 2502型叶绿素计测定叶片的SPAD值。
4、光合速率和光合性能参数的测定
利用CIRAS-2便携式光合***(PPSystems，英国)和连续激发式荧光仪(HandyPEA，Hansatech，英国)分别对净光合速率(Pn)、光合性能指数进行测定(参考文献：郑秋玲，谭伟，马宁等。钙对高温下巨峰葡萄叶片光合作用和叶绿素荧光的影响[J].中国农业科学，2010,43(9):1963-1968)。
5、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性的测定
SOD活性的测定按Giannopolitis和Ries(Giannopolitis G N,Reis SK.Superoxide dismutase I.Occurrence in higher plants.Plant Physiology,1977,59:309-315)的方法进行，CAT活性的测定按Aebi(Aebi H.Catalase in vitro.Methods inEnzymology,1984,105:121-126.)的方法测定。
6、千粒重及产量的测定
收获后每小区取样10株，在室内考察测定小麦籽粒千粒重。籽粒产量根据小区实收产量计算亩产。
实施例
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：
硝普钠(分子式Na2[Fe(CN)5NO]·2H2O)：20mg/kg；
水杨酸(分子式C7H6O3)：200mg/kg；
磷酸二氢钾(分子式KH2PO4)22000mg/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：
硝普钠(分子式Na2[Fe(CN)5NO]·2H2O)：20mg/kg；
水杨酸(分子式C7H6O3)：300mg/kg；
磷酸二氢钾(分子式KH2PO4)35000mg/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：
硝普钠(分子式Na2[Fe(CN)5NO]·2H2O)：20mg/kg；
水杨酸(分子式C7H6O3)：400mg/kg；
磷酸二氢钾(分子式KH2PO4)50000mg/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、配制复合调节剂
按照下述投料比配制1kg复合调节剂：
硝普钠(分子式Na2[Fe(CN)5NO]·2H2O)：30mg/kg；
水杨酸(分子式C7H6O3)：200mg/kg；
磷酸二氢钾(分子式KH2PO4)35000mg/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、配制复合调节剂
按照下述投料比配制1kg复合调节剂：
硝普钠(分子式Na2[Fe(CN)5NO]·2H2O)：30mg/kg；
水杨酸(分子式C7H6O3)：300mg/kg；
磷酸二氢钾(分子式KH2PO4)22000mg/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、配制复合调节剂
按照下述投料比配制1kg复合调节剂：
硝普钠(分子式Na2[Fe(CN)5NO]·2H2O)：30mg/kg；
水杨酸(分子式C7H6O3)：400mg/kg；
磷酸二氢钾(分子式KH2PO4)50000mg/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、配制复合调节剂
按照下述投料比配制1kg复合调节剂：
硝普钠(分子式Na2[Fe(CN)5NO]·2H2O)：40mg/kg；
水杨酸(分子式C7H6O3)：200mg/kg；
磷酸二氢钾(分子式KH2PO4)22000mg/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、配制复合调节剂
按照下述投料比配制1kg复合调节剂：
硝普钠(分子式Na2[Fe(CN)5NO]·2H2O)：40mg/kg；
水杨酸(分子式C7H6O3)：300mg/kg；
磷酸二氢钾(分子式KH2PO4)35000mg/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9、配制复合调节剂
按照下述投料比配制1kg复合调节剂：
硝普钠(分子式Na2[Fe(CN)5NO]·2H2O)：40mg/kg；
水杨酸(分子式C7H6O3)：400mg/kg；
磷酸二氢钾(分子式KH2PO4)50000mg/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10、配制复合调节剂
按照下述投料比配制1kg复合调节剂：
硝普钠(分子式Na2[Fe(CN)5NO]·2H2O)：50mg/kg；
水杨酸(分子式C7H6O3)：500mg/kg；
磷酸二氢钾(分子式KH2PO4)60000mg/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11、实施例1-10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2013-2016年，在河南农业大学科技示范园区进行。
(2)供试药剂
实施例1-10制备的复合调节剂；CK是喷洒等量清水。
(3)小麦品种
供试小麦品种周麦27(半冬性类型)，由河南省周口市农科所提供。
(4)试验方法
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)、H(实施例8)、I(实施例9)，J(实施例10)以等量清水为对照；采用拌种、喷洒、拌种+喷洒的处理方式，拌种时每kg种子用复合调节剂100ml，小麦花后15-20天喷洒时每亩使用复合调节剂50L。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10株。大田试验采用随机区组设计，3次重复，小区面积24m2(6m×4m)，每小区播种量0.6kg，人工点播，田间管理同一般高产田。
(5)应用效果
5.1)促进小麦种子萌发
各试验组合对照组对小麦种子发芽率和发芽势的影响如表1所示。
表1不同复合调节剂对小麦种子发芽率和发芽势的影响
由上述结果可得知，使用本发明的复合调节剂拌种加快了小麦种子的萌发进程。A、B、C、D、E、F、G、H、I拌种后种子发芽率分别提高了1.9％、1.0％、2.6％、4.6％、3.4％、2.4％、1.9％、2.1％、1.3％；种子发芽势分别提高了3.8％、5.6％、6.3％、9.1％、5.7％、4.2％、3.8％、0.8％。
各试验组和对照组对小麦种子α-淀粉酶活性和可溶性糖含量的影响如图1所示。
由上述结果可得知，使用所发明的复合调节剂拌种后均可不同程度地提高小麦种子中胚乳的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价值。各处理较清水对照分别提高了3.0％、24.8％、62.3％、81.0％、58.9％、76.8％％、41.2％、26.2％、19.5％，可溶性糖含量分别增加了14.6％、13.8％、36.4％、53.1％、51.8％、35.0％、1.2％、14.0％、11.2％。
5.2)提高小麦旗叶抗氧化酶的活性
各试验组和对照组对小麦旗叶抗氧化酶活性的影响如图2所示。
由上述结果可得知，花后喷洒不同复合调节剂后显著增加了灌浆期小麦旗叶抗氧化酶活性，抑制了膜脂过氧化作用，防止叶片早衰。复合调节剂D组处理的SOD、CAT酶活性较清水对照提高33.3％、42.7％。
5.3)提高小麦旗叶的光合能力
各试验组和对照组对小麦旗叶光合能力的影响如图3-5所示。
由上述结果可得知，花后喷洒不同复合调节剂后增加小麦旗叶叶绿素含量，延长旗叶功能期，提高其光合速率和光合能力。复合调节剂D组处理的叶绿素含量、净光合速率和光合性能指数分别较对照组增加了17.5％、23.0％、36.6％。
5.4)提高小麦籽粒千粒重和总产
各试验组和对照组对小麦旗叶光合能力的影响如表2所示。
表2复合调节剂及处理方式对小麦籽粒千粒重和产量的影响
由表2可以看出，本发明复合调节剂均可不同程度地提高小麦籽粒千粒重和产量，复合调节剂使用方式以拌种+花后喷洒为最佳，D组处理的千粒重平均增加4.05g，增产达6.5％。
参考本申请的优选技术方案详细描述了本申请，然而，需要说明的是，在不脱离本申请的精神的情况下，本领域技术人员可在上述公开内容的基础上做出任何改造、修饰以及变动。本申请包括上述具体实施方案及其任何等同形式。
Claims (9)
1.一种复合调节剂，每千克复合调节剂的组成如下：
硝普钠20～40mg；
水杨酸200～400mg；
磷酸二氢钾22000～50000mg；和
余量的水。
2.根据权利要求1所述的复合调节剂，每千克复合调节剂的组成选自1)至8)所示组成中的任意一种：
1)硝普钠20～30mg、水杨酸200～300mg、磷酸二氢钾22000～35000mg和余量的水；
2)硝普钠30～40mg、水杨酸200～400mg、磷酸二氢钾35000～50000mg和余量的水；
3)硝普钠20mg、水杨酸400mg、磷酸二氢钾50000mg和余量的水；
4)硝普钠30mg、水杨酸400mg、磷酸二氢钾50000mg和余量的水；
5)硝普钠40mg、水杨酸200～300mg、磷酸二氢钾35000～50000mg和余量的水；
6)硝普钠30～40mg、水杨酸200～300mg、磷酸二氢钾35000～50000mg和余量的水；
7)硝普钠20～30mg、水杨酸300～400mg、磷酸二氢钾35000～50000mg和余量的水；
8)硝普钠30～40mg、水杨酸300～400mg、磷酸二氢钾35000～50000mg和余量的水。
3.根据权利要求1或2所述的复合调节剂在调节小麦生长中的应用。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于：所述复合调节剂用于延缓小麦叶片衰老和/或提高小麦产量。
5.根据权利要求3所述的应用，其特征在于：所述应用选自至少下述中的一种：
(1)提高小麦叶片叶绿素含量
(2)提高小麦叶片光合速率
(3)提高小麦叶片光合性能指数
(4)增加小麦叶片超氧化物歧化酶活性
(5)增加小麦叶片过氧化氢酶活性
(6)提高小麦籽粒千粒重
(7)增加小麦产量。
6.根据权利要求3-5任一项所述的应用，其特征在于：按照选自下述方式的任一种来使用所述复合调节剂：
(1)拌种的方式；
(2)喷洒小麦的方式；
(3)(1)和(2)结合的方式。
7.根据权利要求3-5任一项所述的应用，其特征在于：所述复合调节剂的用量为：
每千克小麦种子使用100ml所述复合调节剂进行拌种，和/或在小麦花后15-20天，每亩地使用10-100L所述复合调节剂均匀喷洒至上部叶片。
8.一种延缓小麦叶片衰老和/或提高小麦产量的药剂，其包含根据权利要求1或2所述复合调节剂。
9.一种延缓小麦叶片衰老和/或提高小麦产量的方法，其中使用根据权利要求1或2所述的复合调节剂。
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