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講稿課程名稱:化學(xué)調(diào)控授課學(xué)時:30學(xué)時(24+6)適用專業(yè):植物科技學(xué)院本科(2003年度)任課教師:鄭殿峰黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)序言多年來,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在不斷發(fā)展,作物產(chǎn)量有了一定的提高,品質(zhì)也有所改善。但是,隨著我國人口的增長和人們生活水平的提高,尤其是我國加入WTO組織以后,對作物的產(chǎn)量和品質(zhì)的要求越來越高,因此,如何使作物優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)已成為急待解決的問題。實(shí)踐證明,單靠傳統(tǒng)的作物栽培手段已不能滿足當(dāng)前形勢的需要,只有與化控技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來,才能實(shí)現(xiàn)作物的高產(chǎn)、超高產(chǎn)。所以說,化控技術(shù)應(yīng)用前景十分廣闊。第一章作物化學(xué)控制概述§1作物化學(xué)控制的概念、性質(zhì)及任務(wù)一、有關(guān)化學(xué)控制的概念1、化學(xué)控制——應(yīng)用植物生長調(diào)節(jié)劑,通過影響植物內(nèi)源激素系統(tǒng),調(diào)節(jié)作物的生長發(fā)育,使其朝著人們預(yù)期的方向和程度發(fā)生變化的技術(shù)。上述概念中闡述了化學(xué)控制的手段、機(jī)理、結(jié)果三個方面。2、植物激素——是指植物體內(nèi)天然存在的一類化合物,它的微量存在便可影響和有效調(diào)控植物的生長和發(fā)育,包括從生根、發(fā)芽到開花、結(jié)實(shí)和成熟等一切生命過程。(簡言之,植物激素是指植物體內(nèi)產(chǎn)生的,可以在植物體內(nèi)運(yùn)輸?shù)模煤艿蜐舛饶芷鸷艽笞饔玫幕瘜W(xué)物質(zhì)。)3、植物生長調(diào)節(jié)劑——是人工合成的一些與天然植物激素有類似生理和生物學(xué)效應(yīng)的有機(jī)物質(zhì)。4、植物生長物質(zhì)——植物生長調(diào)節(jié)劑和植物激素的總稱。(二者在化學(xué)結(jié)構(gòu)上可以相同,也可能有很大不同,不過其生理和生物學(xué)效應(yīng)基本相同。)二、作物化學(xué)控制的性質(zhì)1、作物化學(xué)控制是應(yīng)用學(xué)科,它廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。2、作物化學(xué)控制是交叉學(xué)科,它是植物生理學(xué)、作物栽培學(xué)和農(nóng)藥合成的交叉學(xué)科。三、作物化學(xué)控制的任務(wù)認(rèn)識植物激素的作用機(jī)理,研究植物激素的作用與功能,同時,主要針對大田作物體內(nèi)植物激素和植物生長調(diào)節(jié)劑進(jìn)行合成、篩選和評價。四、作物化學(xué)控制基本原理它不同于植物生理,是從植物生理基礎(chǔ)出發(fā),最終形成一個完善成熟的技術(shù),其發(fā)展方向是借助于作物化控栽培工程(是90年代初李丕明和何鐘佩兩位先生提出的),把農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程變成可控的,并可以以人的意志為轉(zhuǎn)移的,趨向于工業(yè)生產(chǎn)的可控過程。五、作物化學(xué)控制實(shí)例§2作物化學(xué)控制技術(shù)的發(fā)展歷史及應(yīng)用的重大進(jìn)展在講述作物化學(xué)控制技術(shù)的發(fā)展歷史及應(yīng)用進(jìn)展之前,首先看一下植物激素在植物體中的發(fā)現(xiàn)及其作用特點(diǎn)一、植物激素的發(fā)現(xiàn)及其作用特點(diǎn)1植物激素按發(fā)現(xiàn)的先后順序依次是:生長素(1928年)、赤霉素、細(xì)胞分裂素、乙烯、脫落酸。2作用特點(diǎn):根據(jù)作物的生長發(fā)育過程,證明了沒有植物激素就沒有植物的生長發(fā)育,植物激素貫穿于植物生長的一生??捎孟聢D表示:促進(jìn)萌發(fā)(GA)種子植株(根、莖、葉、花、果實(shí))打破休眠(GA、CTK、CH2=CH2三者協(xié)同作用) 均受不同激素控制=1\*alphabetica根:=2\*alphabeticb莖:=3\*alphabeticc葉片:物應(yīng)用后可以使葉角減小、改善株型、增加透光。=4\*alphabeticd花:=5\*alphabetice果實(shí):二、化控技術(shù)的發(fā)展歷史及應(yīng)用進(jìn)展第一例生長調(diào)節(jié)劑(PGRs)是用乙烯、乙炔促進(jìn)菠蘿開花;較大的進(jìn)展是在1945年以后,當(dāng)時最有代表性的應(yīng)用是促進(jìn)果樹插枝生根,這是20世紀(jì)40年代最有代表性的技術(shù);在此以后,世界范圍內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r如下:50年代用MH(青鮮素)防止馬鈴薯洋蔥的塊莖鱗莖等發(fā)芽;60年代用矮壯素最早防止的是小麥倒伏,接著是在棉花上防止徒長(需嚴(yán)格用量);70年代用乙烯利促進(jìn)棉花催熟及防止玉米倒伏;80年代用縮節(jié)安控制棉花的生長發(fā)育(這是對于雙子葉植物),但是在小麥玉米等禾本科作物上其效果沒有前者好;90年代研制的調(diào)節(jié)劑較多,用多效唑、壯豐安、烯效唑(效果好于多效唑,廠家不同效果不同)。多效唑主要用于水果、油菜、水道育秧上,而后兩者主要用于禾本科植物的倒伏上。實(shí)踐證明,廣譜性的調(diào)節(jié)劑不存在,要根據(jù)不同作物不同生理需要來生產(chǎn)使用。有些調(diào)節(jié)劑如杭州水稻所推出來的多效唑藥物殘留量大,只是在水田中表現(xiàn)還不明顯,后來又研制出烯效唑由于其應(yīng)用劑量小,所以說殘留量不大,現(xiàn)在正逐步取代多效唑。§3作物化控技術(shù)在開發(fā)農(nóng)作物遺傳和生理潛力上的功能一、化控技術(shù)中控制的內(nèi)涵:二化控技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)的關(guān)系=1\*GB4㈠、區(qū)別1、傳統(tǒng)的栽培措施是針對作物生長的外部環(huán)境來調(diào)控(如水肥管理、中耕松土、清楚有害生物等);而化控技術(shù)則是通過控制內(nèi)部生理變化來調(diào)控(如通過施用植物生長調(diào)節(jié)劑來控制發(fā)育,其目的是通過改變作物的生長使其適應(yīng)環(huán)境)。2、傳統(tǒng)的栽培措施是采用強(qiáng)迫手段,對植株個體作人工或機(jī)械修整(如煙草種子的厚種皮在栽前去掉、棉花的整枝、小麥的鎮(zhèn)壓、果樹的修整等);而化控技術(shù)則是通過施用外源激素來改變作物內(nèi)源激素系統(tǒng)從而來調(diào)控作物的生長發(fā)育(其主要是開發(fā)作物自身的如對干旱高溫低溫等逆境的免疫能力減輕不良條件對其的傷害)。3、在應(yīng)對乏策方面,傳統(tǒng)技術(shù)都留有余地(如水肥等),作物的生產(chǎn)潛力不一定完全發(fā)揮出來;而化控技術(shù)則能夠最大限度發(fā)揮作物的生產(chǎn)潛力,從而發(fā)揮最大的經(jīng)濟(jì)效益。=2\*GB4㈡、聯(lián)系二者的目的是相同的,不是相互對立的,而是取長補(bǔ)短互相融合的,這樣就形成了新的體系即化控栽培工程。=3\*GB4㈢、化控技術(shù)與常規(guī)技術(shù)的關(guān)系1化學(xué)控制與改變基因型的育種工作起互補(bǔ)作用;2化控技術(shù)使改善環(huán)境的措施,趨于完善或發(fā)揮更大效益,促進(jìn)常規(guī)技術(shù)革新;3化控技術(shù)可減少或免除機(jī)械修整植株,并提高勞動生產(chǎn)率。三、作物化控技術(shù)在開發(fā)農(nóng)作物遺傳和生理潛力上的功能.(一)化控技術(shù)與改變基因型的育種工作起互補(bǔ)作用育種工作改變作物的基因;化控技術(shù)與其工作互補(bǔ)。1、化控技術(shù)可以誘導(dǎo)出與基因作用產(chǎn)生相同的效應(yīng)。如:2、化控技術(shù)可以使品種適應(yīng)多變的氣候,擴(kuò)大種植范圍,提高穩(wěn)產(chǎn)的保險系數(shù)。(在抗逆育種中,應(yīng)用化控技術(shù)意義重大。)3、化控技術(shù)可以修飾品種,促進(jìn)品種優(yōu)良性狀的表達(dá)。4、化控技術(shù)可提高作物的抗生物逆境(包括病、蟲等)能力。5、解決育種或制種程序上的某些疑難問題(包括殺雄,花期,水稻的不育系、恢復(fù)系、保持系的三系制種。)。如:a化學(xué)殺雄:b雜交水稻制種:c無籽果實(shí)的產(chǎn)生:6、控制性別分化(二)化控技術(shù)使改善環(huán)境的措施趨于完善或發(fā)揮更大效益,并促使某些傳統(tǒng)措施革新(三)化控技術(shù)可以解決耕作制度改革中的一些難題,有利于多熟種植的施行由于我國土地資源有限,人口眾多,要想滿足人們的需要,必須充分利用現(xiàn)有資源,使耕地滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),從而使產(chǎn)量提高,但高產(chǎn)也有高風(fēng)險相伴。如一年兩熟種植區(qū),由于后期低溫,使二次耕作物產(chǎn)量明顯下降。但是,應(yīng)用化控技術(shù)可以使產(chǎn)量提高,使高產(chǎn)高風(fēng)險轉(zhuǎn)化為高產(chǎn)低風(fēng)險。(四)化控技術(shù)可以增加產(chǎn)量,提高產(chǎn)品的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益1增加產(chǎn)量:2提高產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益:3提高商品價值:(五)化控技術(shù)能夠誘導(dǎo)開花和調(diào)整花期(六)化控技術(shù)可以提高勞動生產(chǎn)率,免除或減少機(jī)械修整植株我國在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,手工操作多,如整枝、打杈、除草、收獲等。而國外多是機(jī)械化,如在美國均是化學(xué)整枝、化學(xué)除草。據(jù)統(tǒng)計(jì),每畝棉田在中國、前蘇聯(lián)、美國所需勞動力分別是40個、5個、0.5個。在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)以下幾個問題:1在我國用DPC代替整枝打杈等沒有推廣開,與我國農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度落后有關(guān)。2除草劑是在調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用過程中才發(fā)現(xiàn)的,如2,4—D在小劑量時是調(diào)節(jié)劑,但大劑量時是除草劑(用于多闊葉林的除草)。3從脫葉到收獲,在美國使用脫葉劑較多,因?yàn)樗胁煌氖斋@機(jī)械。從以上可以看出,在我國,如果調(diào)節(jié)劑推廣后,可大大提高勞動生產(chǎn)率?!?未來展望:作物化控技術(shù)——最具開發(fā)潛力的研究領(lǐng)域植物生長調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用已對我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)做出巨大貢獻(xiàn)。但就其研究深度、應(yīng)用范圍和規(guī)模與其具備的潛力相比較,這些成就只能說是初步的。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,對農(nóng)業(yè)技術(shù)的要求越來越高。實(shí)現(xiàn)“三高”農(nóng)業(yè)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。必須調(diào)動一切可行因素,來解決這些問題。由于植物生長調(diào)節(jié)劑具備以上介紹的那些特點(diǎn),能夠?qū)ψ魑锸┬谢蛘T導(dǎo)表達(dá)調(diào)控、生理調(diào)控和農(nóng)業(yè)性狀調(diào)控。所以說,從長遠(yuǎn)來看,植物生長調(diào)節(jié)劑是最具潛力、最具開發(fā)前景的研究領(lǐng)域。今后在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上必將發(fā)揮越來越重要的作用。本領(lǐng)域近期研究的主要目標(biāo)是:1加速推廣現(xiàn)已研制成功并確實(shí)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有實(shí)際效益的生長調(diào)節(jié)劑,使科研成果迅速轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)力。2開發(fā)研制新型高效生長調(diào)節(jié)劑。在科學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行合理混配,找出具有相同或相加效果的劑型。同時開展多方位試驗(yàn),以確定它的作用、效果、使用時期和方法,實(shí)用作物及其毒性和殘留等。3在有條件的單位深入開展激素作用機(jī)理研究,如基因表達(dá)和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制等,為新型植物生長調(diào)節(jié)劑的研制和開發(fā)奠定基礎(chǔ)。第二章植物激素系統(tǒng)與植物生長發(fā)育的化學(xué)控制§1植物激素的概念、種類及主要生理作用一、植物激素的概念植物激素——是指植物體內(nèi)產(chǎn)生的,可以在植物體內(nèi)運(yùn)輸?shù)?,用很低濃度能起很大作用的化學(xué)物質(zhì)。二、植物激素的種類及其生理作用1、生長素(IAA)最初在1880年,C.Darwin首先提出了植物中存在某種物質(zhì),從頂端向下運(yùn)轉(zhuǎn)到伸長區(qū),刺激并引起生長的現(xiàn)象。在1928年Went通過瓊脂上胚芽鞘的變化實(shí)驗(yàn)證明了這種物質(zhì)能夠從胚芽鞘尖端向莖部運(yùn)輸,促進(jìn)生長,從此確定了生長素的存在。生理作用如下:=1\*GB3①促進(jìn)細(xì)胞伸長=2\*GB3②促進(jìn)細(xì)胞的分裂與分化=3\*GB3③促進(jìn)發(fā)根和不定根的形成=4\*GB3④促進(jìn)開花=5\*GB3⑤促進(jìn)果實(shí)形成,誘導(dǎo)形成(無籽果實(shí))單性結(jié)實(shí)。=6\*GB3⑥促進(jìn)頂端優(yōu)勢(抑制側(cè)芽生長)=7\*GB3⑦促進(jìn)脫落=8\*GB3⑧促進(jìn)著果和肥大生長此外,IAA還有以下作用:促進(jìn)酶活性提高(纖維素酶、葡聚糖酶、果膠甲酯酶、ATP酶);促進(jìn)核酸、蛋白質(zhì)合成;形成生長素結(jié)合蛋白,參與信號轉(zhuǎn)導(dǎo);促進(jìn)基因表達(dá)。2、赤霉素(GA)生理作用如下:=1\*GB3①促進(jìn)莖和葉鞘的伸長生長=2\*GB3②促進(jìn)叢形植物抽薹如:花仙子等,但未必能開花。=3\*GB3③促進(jìn)細(xì)胞伸長與分裂=4\*GB3④誘導(dǎo)花芽形成=5\*GB3⑤打破種子、塊莖、休眠芽的休眠,促進(jìn)發(fā)芽。=6\*GB3⑥誘導(dǎo)單性結(jié)實(shí),形成無籽果實(shí)。如:葡萄、黃瓜、番茄等已在生產(chǎn)上應(yīng)用。=7\*GB3⑦延緩衰老,與生長素有類似效果。=8\*GB3⑧促進(jìn)頂端優(yōu)勢3、細(xì)胞分裂素(CTK)它的種類很多,至少30多種。生理作用如下:=1\*GB3①促進(jìn)細(xì)胞的分裂和擴(kuò)大,促進(jìn)細(xì)胞質(zhì)的分裂,單核細(xì)胞可以使組織擴(kuò)大。=2\*GB3②可誘導(dǎo)芽的分化IAA高濃度利于生根,CT高濃度利于生芽。=3\*GB3③解除頂端優(yōu)勢,在側(cè)芽處用它可抑制側(cè)芽的生長。=4\*GB3④可以打破休眠,促進(jìn)芽的萌發(fā)。=5\*GB3⑤延緩葉片衰老這是它特有的作用,衰老時葉片黃化,是由于根系在生育后期上面開花結(jié)果形成細(xì)胞分裂素較少,致使葉黃化脫落。=6\*GB3⑥誘導(dǎo)同化物定向運(yùn)輸(促進(jìn)物質(zhì)從老組織向幼組織運(yùn)輸)在已黃化葉片部位用CT誘導(dǎo)可使其過幾天后變綠。=7\*GB3⑦可促進(jìn)結(jié)實(shí)(促進(jìn)果實(shí)肥大、增加雌花,增加坐莢)可誘導(dǎo)產(chǎn)生無籽果實(shí)(以上IAA、GA、CT均可產(chǎn)生無籽果實(shí))。=8\*GB3⑧促進(jìn)氣孔開放以上可以看出,抑制植物生長的物質(zhì)和促進(jìn)植物生長的物質(zhì)是同時存在的。應(yīng)該注意,酚類物質(zhì)雖然可以抑制植物生長,但由于其在植物體內(nèi)含量較高,故不能稱為植物激素。4、脫落酸(ABA)從1940年以后便知道,在馬鈴薯塊莖等一些植物的休眠芽中存在引起休眠和阻止生長的物質(zhì),稱為阻礙物質(zhì)β。1963年,E.F.Addicott、大熊和彥單離出與棉花脫落有關(guān)的物質(zhì),命名為脫落素Ⅰ和Ⅱ。同年確定了該物質(zhì)的結(jié)構(gòu),并成功地進(jìn)行了合成。另一方面,英國人P.E.Wareing發(fā)現(xiàn)在雞爪槭葉片中存在能引起休眠的物質(zhì),命名為休眠素?,F(xiàn)已查明,其精致過的物質(zhì)與脫落素Ⅱ?qū)儆谕环N物質(zhì)。1967年,一直將此而種相同的物質(zhì)稱為脫落酸。=1\*GB3①促進(jìn)休眠(阻止發(fā)芽、促進(jìn)休眠芽的形成)ABA可誘導(dǎo)多年生的樹木種子休眠,其在多年生的種子中含量高。=2\*GB3②促進(jìn)脫落(幼果、幼葉)=3\*GB3③促進(jìn)氣孔關(guān)閉=4\*GB3④脫落酸可以抑制細(xì)胞生長,促進(jìn)乙烯形成,與GA、IAA具有詰抗的作用。=5\*GB3⑤促進(jìn)單性結(jié)實(shí),果實(shí)肥大,生長(薔薇)。=6\*GB3⑥促進(jìn)短日照植物花芽形成(矮牽牛)=7\*GB3⑦防止未成熟種子過早穗發(fā)芽=8\*GB3⑧誘導(dǎo)耐脅迫基因表達(dá);參與植物信號轉(zhuǎn)導(dǎo);調(diào)節(jié)膜和細(xì)胞壁結(jié)構(gòu);促進(jìn)親水性保護(hù)分子形成,維持mRNA穩(wěn)定;抑制α—淀粉酶的形成。此外,禿太雄認(rèn)為(1994),GA還有促進(jìn)發(fā)芽與發(fā)根、促進(jìn)營養(yǎng)生長、防止生理脫落、抑制離層形成的作用。5、乙烯19世紀(jì)末,德國由于照明用煤氣管破損發(fā)生煤氣泄漏,附近路旁的樹木由于受害而發(fā)生異常形態(tài)變化。俄羅斯化學(xué)家Neljubow(1901)因鑒定出煤氣中活發(fā)調(diào)節(jié)生長的成分是乙烯而受獎。此后將煤氣中的不純物質(zhì)施與豌豆苗上,引起向上彎曲生長。而且發(fā)現(xiàn),乙烯可促進(jìn)果實(shí)成熟并引起呼吸增強(qiáng)。后來確定了乙烯對番茄、香蕉等果實(shí)成熟的實(shí)際效果,并在生產(chǎn)上應(yīng)用。從1934年到1935年,有人又從化學(xué)上證明了乙烯的發(fā)生。1960年以后,由于氣相色譜法的開發(fā)與改良,使微量乙烯測定成為可能。至1969年,乙烯便作為植物激素之一得到共識。生理功能如下:=1\*GB3①三重反應(yīng):抑制伸長生長;促進(jìn)橫向生長(莖加粗);葉柄偏上生長(葉柄彎曲、葉片下垂)=2\*GB3②促進(jìn)果實(shí)成熟與器官衰老=3\*GB3③解除休眠(促進(jìn)芽的萌發(fā))=4\*GB3④促進(jìn)根的生長分化。如玉米根的分化,乙烯起很大作用。=5\*GB3⑤促進(jìn)開花。如菠蘿、芒果等。=6\*GB3⑥調(diào)節(jié)性別(可促進(jìn)雌花發(fā)育)=7\*GB3⑦影響次生物質(zhì)代謝。如促進(jìn)橡膠樹紫檀樹膠體的溢出。此外,乙烯還有以下作用:調(diào)節(jié)基因表達(dá);增加酶活性(呼吸酶、細(xì)胞壁分解酶等);直接影響細(xì)胞膜透性;促進(jìn)蛋白質(zhì)和核酸合成;參與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。6、油菜素內(nèi)酯(BR)BR是美國J.W.Mitchell等1970年在油菜花粉中發(fā)現(xiàn)的能刺激植物生長的物質(zhì)。當(dāng)時命名為油菜素,1979年確定了它的結(jié)構(gòu),命名為油菜素內(nèi)酯,并從40kg油菜花粉中獲得4mg結(jié)晶體。它對植物組織生長的作用顯著高與其它激素,其活性是生長素的100乃至10000倍,而且能夠大量人工合成,因而受到重視。迄今已發(fā)現(xiàn)35種油菜素內(nèi)酯類化合物,統(tǒng)稱為蕓苔甾,廣泛分布于裸子植物、被子植物和藻類中。BR的主要生理作用如下:=1\*GB3①促進(jìn)莖葉和根的生長,特別是發(fā)育部位的生長,引起上偏生長,促進(jìn)根肥大(胡蘿卜)和莖肥大,但過高濃度下造成開裂。=2\*GB3②促進(jìn)細(xì)胞分裂與伸長。=3\*GB3③促進(jìn)種子發(fā)芽,提高種子活力,打破休眠。=4\*GB3④抑制花青素形成、延遲衰老,保幼延老。=5\*GB3⑤促進(jìn)早開花,誘導(dǎo)兩性花和雌花(西瓜),促進(jìn)果實(shí)成熟(番茄)。=6\*GB3⑥提高葉綠素含量、增加光合強(qiáng)度,調(diào)節(jié)光合產(chǎn)物分配,增加干重和鮮重。=7\*GB3⑦脅迫下保護(hù)葉綠體和超微結(jié)構(gòu)。=8\*GB3⑧促進(jìn)愈傷組織增生。此外,BR還有以下功能:增強(qiáng)超氧化物酶和過氧化物酶活性,影響細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能,刺激ATP酶活性;刺激膜質(zhì)子泵將H泵出,致使細(xì)胞壁呈酸性狀態(tài),使細(xì)胞膜電位呈過極化狀態(tài);調(diào)控其它激素水平。7、水楊酸(SA)水楊酸是分布很廣的一類芳香化合物。1928年從柳樹中成功分離出水楊苷。已發(fā)現(xiàn)水稻、大豆、大麥等34中植物葉片和生殖器官含有水楊酸。表明它在植物中普遍存在。SA生理作用如下:=1\*GB3①保證開花期的適宜溫度。水楊酸是一種發(fā)熱物質(zhì),植物開花前一天水楊酸水平增加100倍,溫度升高12—15攝氏度,可維持該植物授粉受精溫度。開花過程需要水楊酸的植物,其受精過程可能對低溫十分敏感。=2\*GB3②可抑制蒸騰作用,抑制乙烯生成??捎糜诓寤ê退ur。=3\*GB3③可調(diào)節(jié)某些作物的性分化和光周期,促進(jìn)開花,促進(jìn)不定根形成,增加作物產(chǎn)量。=4\*GB3④有利于花序引誘昆蟲。這些植物的花器中含有胺和吲哚兩類物質(zhì),有糞尿味,溫度上升有助于這些惡臭物質(zhì)的揮發(fā),誘導(dǎo)香氣產(chǎn)生,除臭變香,引誘昆蟲傳粉。=5\*GB3⑤SA作為植物內(nèi)源信號分子組成部分,在植物細(xì)胞信息傳遞和代謝中,特別是在提高植物抗病力方面起重要作用。8、茉莉酸(JA)JA是茉莉花的芳香成分之一,最初以茉莉酸甲酯形式單離并確定其結(jié)構(gòu)的??烧T導(dǎo)植物塊根塊莖形成以及耐脅迫等許多生理現(xiàn)。它的生理功能與ABA相似。與IAA、CT、GA互作,顯示抑制細(xì)胞分裂與伸長,抑制葉綠素形成或促進(jìn)其分解等多種生理功能。具體講,其生理作用如下:=1\*GB3①促進(jìn)離層形成和衰老。=2\*GB3②影響細(xì)胞壁多糖代謝,降低維生素含量,顯著提高維生素酶活性。=3\*GB3③可增強(qiáng)植物對傷害和病害的抵抗力。=4\*GB3④影響根的形成和卷須轉(zhuǎn)向、乙烯形成,以及胡蘿卜素、花青素形成和貯藏蛋白的積累。9、多胺(PA)PA是一類生物活性物質(zhì),1678年人們即發(fā)現(xiàn)它的存在,本世紀(jì)20年代確定了它的結(jié)構(gòu),多胺在植物中廣泛分布。被列入9大類植物激素之一。其生理作用如下:=1\*GB3①促進(jìn)細(xì)胞分裂、增殖和分化。=2\*GB3②延遲植物衰老。=3\*GB3③抑制乙烯形成,阻止果實(shí)變軟。=4\*GB3④提高蘋果、櫻桃等坐果率,促進(jìn)蘋果、梨、番茄等果實(shí)生長。=5\*GB3⑤直接間接參與植物形態(tài)建成。=6\*GB3⑥花粉萌發(fā)過程中促進(jìn)核酸的轉(zhuǎn)錄與翻譯。=7\*GB3⑦降低Rnase活性?!?植物激素的合成、運(yùn)輸及代謝的化學(xué)控制一、五大植物激素的結(jié)構(gòu)、合成和作用部位、運(yùn)輸特點(diǎn)1、結(jié)構(gòu)與活性:每種激素結(jié)構(gòu)不同,其活性也不同。⑴生長素的結(jié)構(gòu)與活性生長素的生物合成前體是色氨酸。天然存在的生長素有吲哚乙酸(IAA)、吲哚乙腈、4—氯吲哚乙酸、吲哚乙醛、吲哚乙醇等至少24種生理活性物質(zhì)。它們都是吲哚類化合物,合成生長素有2,4—二氯苯氧乙酸(2,4—D),α—萘乙酸(NAA)等。因?yàn)檫@些都是較穩(wěn)定化合物,作為生長調(diào)節(jié)劑和除草劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用??股貙ιL素有拮抗和阻害作用,包括2,4,6—三氯本氧乙酸(2,4,6—D),對氯苯氧基異丁酸(PCIB)和2,3,5—三碘安息香酸(TIBA)等。`此外,已在植物中發(fā)現(xiàn)一些本身不具有生長活性,當(dāng)與生長素共存時可提高生長素活性的物質(zhì),稱為生長素激活物質(zhì)。這種物質(zhì)在豌豆等作物中天然存在,稱為半生長素,是碳原子數(shù)為14—18的飽和或不飽和脂肪酸酯或類酯。還有一種昆蟲保幼素法呢酸,當(dāng)存在生長素和赤霉素時,可促進(jìn)莖的生長。橄欖油對生長素有激活作用,而且是乙烯的前體,有待進(jìn)一步研究這類物質(zhì)的作用。⑵GA的結(jié)構(gòu)與活性GA的生物合成前體是甲瓦龍酸(它也是ABA、CT、BR的合成前體)。赤霉素的結(jié)構(gòu)都具有A—D四個環(huán)結(jié)構(gòu),成為內(nèi)根—赤霉素。這些赤霉素分兩類,一類為C赤霉素,另一類在A環(huán)中沒有γ—內(nèi)酯,稱為C赤霉素。C赤霉素的活性比C赤霉素強(qiáng)。大凡有活性的赤霉素,都在第7個碳原子結(jié)合有羧基。若同時在第三(A環(huán))、第13(C環(huán))碳原子存在OH基,如GA和GA將具有強(qiáng)活性。促進(jìn)赤霉素作用的物質(zhì):神阪在萵苣子葉中發(fā)現(xiàn)了能促進(jìn)赤霉素作用的化合物,命名為子葉因子。它具有與松柏醇一樣的結(jié)構(gòu),在與赤霉素共存的情況下能顯著增加赤霉素的活性,單獨(dú)存在時幾乎不顯示活性。這項(xiàng)輔助因子(又稱共力物質(zhì))的研究從整體生長來看是很重要的(倉石晉,1988)。⑶細(xì)胞分裂素的結(jié)構(gòu)與活性CTK的生物合成前體是甲瓦龍酸。天然的細(xì)胞分裂素把6—氨基比林即腺嘌呤作為其具有的基本結(jié)構(gòu),在6位置上具有5個碳素的側(cè)鏈。同時細(xì)胞分裂素核苷在9位置帶有核糖,而且也存在帶有磷酸的細(xì)胞分裂素核苷。玉米素是天然細(xì)胞分裂素,反型玉米素具有較高的生理活性。天然細(xì)胞分裂素在側(cè)鏈上幾乎沒有環(huán)結(jié)構(gòu),所以這種結(jié)構(gòu)對于細(xì)胞分裂素的活性并不重要。在嘌呤環(huán)中,特別是右側(cè)的咪唑核如果被其它核置換,就失去活性。但是,如用苯核置換嘧啶核,其活性不會喪失。咪唑核是細(xì)胞分裂素活性所必需,而6位的氨基則不必需。2位和8位上如有側(cè)鏈,則活性喪失。聯(lián)苯尿素是不具嘌呤核的細(xì)胞分裂素。迄今已報道18種細(xì)胞分裂素。其中細(xì)胞分裂素核苷是在腺嘌呤的9位氮素附加了核糖,細(xì)胞分裂素核苷酸則是在核酸上添加了磷酸。這種核苷酸就是活性的細(xì)胞分裂素。最近,多數(shù)研究者認(rèn)為,只有玉米素和玉米素核苷是活性型細(xì)胞分裂素。⑷脫落酸的結(jié)構(gòu)與活性ABA的生物合成前體是甲瓦龍酸。因?yàn)槊撀渌岬姆肿泳哂蟹菍ΨQ的碳原子,故存在光學(xué)異性。天然存在的只有右旋性(+)ABA,合成的ABA是外消旋體ABA,兩者活性沒有差異。人工合成的活性減半。⑸乙烯的結(jié)構(gòu)與活性乙烯的生物合成前體是蛋氨酸。乙烯(CH=CH)具有一個雙鍵,是由2個碳構(gòu)成的極為簡單不飽和碳水化合物。作為乙烯的類似物,具有1個三鍵的乙炔和3個以上碳素的碳水化合物。其中乙烯的活性最強(qiáng)。市場上出售的,是在植物中不存在的,但在PH4以上容易發(fā)生乙烯的乙烯利(2—氯乙基膦酸)。這是一種強(qiáng)酸性化合物。以100—500mg/L水溶液處理植物,分別產(chǎn)生磷酸和乙烯,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用。2、合成和作用部位⑴生長激素:在幼嫩組織中合成;在生長旺盛的部位如胚、芽鞘、芽、根尖、分生層等含量豐富。⑵赤霉素:在幼嫩組織中合成(芽頂端)。在發(fā)育種子的根尖、莖尖不僅是合成部位,也是作用部位,其運(yùn)輸無極性。阻礙其形成的叫延緩劑(植物生長延緩劑主要是指延緩莖頂端下部區(qū)域的分生組織細(xì)胞的分裂、伸長和生長速度的化合物。其主要作用是抑制赤霉素的生物合成)。⑶細(xì)胞分裂素:在根系中合成。⑸乙烯:植物任何部分均可形成。3、運(yùn)輸各種激素在植物體的部位激素的種類和含量不同,具體表現(xiàn)如下:根部:在根尖主要起作用的激素是ABA、GA、CK。在土壤表面:幼根幼莖中——GA、IAA、CK;老葉中——ABA;老葉葉柄中——IAA、ABA。成熟莖:CK、ABA、IAA、GA。幼葉:IAA、GA。幼葉葉柄:IAA、GA。幼莖:GA、IAA。芽頂:GA。莖尖、葉原基:IAA、GA?;ǎ鹤臃俊狦A;雌花——GAA、IAA;雄花——IAA。果實(shí):IAA、GA、CK、ABA。ACC是乙烯前體,在植物體內(nèi)擴(kuò)散移動到作用部位再轉(zhuǎn)變?yōu)橐蚁┒鹱饔?。二、植物激素合成、運(yùn)輸及代謝的化學(xué)控制植物激素可能一合成就代謝,運(yùn)輸過程中也可能代謝。植物激素從合成到運(yùn)輸、再到代謝,最后與受體結(jié)合才能發(fā)揮一系列的生理作用,從而引起植物生長發(fā)育的改變。但用調(diào)節(jié)劑可以調(diào)節(jié)植物內(nèi)源激素的形成,在不同水平上均可影響其形成,可以阻斷合成、運(yùn)輸、代謝以及阻斷其與受體結(jié)合。最終改變植物的生長發(fā)育。下面以植物生長素為例來說明植物激素的生物合成、運(yùn)輸與代謝:1生物合成:2生長素運(yùn)輸?shù)幕瘜W(xué)控制3生長素代謝的調(diào)節(jié)§3植物激素間的相互作用一、植物激素的相互作用:是指一種激素可直接作用于另外一種激素的合成、代謝、和運(yùn)輸。這種激素間的直接作用叫植物激素的相互作用。每種激素的作用、合成、運(yùn)輸至少受一種激素的影響。例如:生長素誘導(dǎo)乙烯的合成;黃化的豌豆上胚軸切斷的伸長受低濃度IAA(〈1ppm〉作用,而)1ppm時抑制生長,表現(xiàn)出負(fù)反饋;生長素促進(jìn)菠蘿開花是由于生長素誘導(dǎo)乙烯的作用,而生長素誘導(dǎo)的乙烯又對生長素具有抑制作用;乙烯可以促進(jìn)脫落酸的合成;細(xì)胞分裂素可加強(qiáng)IAA的活性和作用效果。二、植物激素的整合作用:(廣義)植物生長發(fā)育作用不是受一種激素作用,大多數(shù)生長發(fā)育作用是諸多激素綜合作用的結(jié)果。它們間既有相互抵消的作用,又有相互促進(jìn)的增效作用。.1、增效作用:一種激素可加強(qiáng)另一種激素的效應(yīng)。一種效應(yīng)是相互獨(dú)立的,合用時其效果有可加性;而另一種具有非可加性。.2、拮抗作用:一種激素可削弱或抵消另一種激素的效應(yīng)。原則上講,當(dāng)一種化合物被認(rèn)為是另一種化合物的拮抗劑時,兩者共同作用,必能產(chǎn)生競爭作用。.3、植物激素間的比例控制植物的發(fā)育.4、幾種激素的順序調(diào)節(jié)類型5、整合作用:多種激素多種生理功能互相協(xié)調(diào),經(jīng)過相互作用最終達(dá)到某種作用,或生長、或衰老、或脫落,這種復(fù)雜的協(xié)調(diào)整合過程就是植物的整合作用?!?植物激素在整株水平上的調(diào)節(jié)本節(jié)主要從以下五方面講述植物激素是怎樣在整株水平上調(diào)節(jié)的。一、頂端優(yōu)勢頂端優(yōu)勢是指頂芽的生長抑制側(cè)芽的發(fā)育。這是狹義的概念。二、根冠關(guān)系即根系與地上部分的關(guān)系,二者關(guān)系密切,這是生理上近年來研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)問題。如:插條生根:這是無性繁殖的一種方式。用生長素類化控劑促進(jìn)。如把形態(tài)學(xué)的枝條正插可以生根,但形態(tài)學(xué)的下端倒插則不會生根。這是因?yàn)轫敹说腎AA只能從形態(tài)學(xué)的上端向下運(yùn)輸,運(yùn)輸?shù)礁岛蟛拍艽龠M(jìn)側(cè)根原基的發(fā)生,從而產(chǎn)生側(cè)枝。 三、馬鈴薯塊莖形成時激素的相互作用實(shí)驗(yàn)正常生長的植株,IAA、GA向下運(yùn)輸,根部CTK向上運(yùn)輸。而處理以后,則有以下現(xiàn)象發(fā)生:頂端去掉,IAA、GA阻斷運(yùn)輸,不能形成塊莖;去掉莖尖,但外加IAA、GA,又可以形成塊莖,這是受外加激素的調(diào)節(jié)所致;去頂去莖,IAA、GA、CTK受到阻斷,形成不能正常發(fā)育的很小的塊莖。四、不同的器官及植物激素對菠菜性別的影響菠菜和大麻是雌雄異株植物,GA、CTK對雌雄有調(diào)節(jié)作用。如做以下處理:去掉菠菜的根,CTK含量大量下降,由80—90%下降到10—20%,雌株量減少。而加入人工合成的CTK,雌株在20小時可以恢復(fù)至80%。這說明CTK對誘導(dǎo)雌株的比例有指導(dǎo)作用。去葉,雌株比例上升。因去葉后,GA的大部分合成器官被去掉,使CTK含量增多,故雌株比例增加,可見,CTK/GA高有利于雌株形成。五、大豆植株衰老時,果實(shí)、葉片及根系間的信息交流正常的植株,果實(shí)、葉片及根系間的信息可相互交流。植物在開花以后,形成了果實(shí)。果實(shí)中產(chǎn)生信號物質(zhì)(現(xiàn)在還不清楚這種物質(zhì)是什么),這種信號物質(zhì)運(yùn)輸?shù)礁?,使根系的生長受到削弱,使根系又產(chǎn)生信息物質(zhì)(CTK)運(yùn)輸?shù)饺~片,使葉片衰老黃化。而果實(shí)也向葉片傳遞信號,使葉片在果實(shí)發(fā)育到一定時期出現(xiàn)不可逆的衰老。如果實(shí)形成一個則去掉一個,則葉的衰老可減輕,這是果實(shí)中產(chǎn)生的某種物質(zhì),目前認(rèn)為,它不是脫落酸,也不是乙烯,但具體是什么還不清楚。從以上五個方面可以說明植物激素在整株水平上的調(diào)節(jié)?!?植物激素與植物器官的關(guān)系一、種子種子的發(fā)育休眠和萌發(fā)與植物激素關(guān)系密切。1種子發(fā)育:是指種子形成,生長。如小麥粒發(fā)育期間,CTK先出現(xiàn),隨后GA、IAA含量較高,這與同化產(chǎn)物向種子分配有關(guān),從而促進(jìn)種子充實(shí)。后期是ABA含量高,可促進(jìn)種子脫水成熟。2種子休眠:最初是認(rèn)為植物激素控制種子休眠,但后來發(fā)現(xiàn)植物激素可影響到種子休眠,但不是唯一因素。例如:脫落酸可促進(jìn)種子休眠,赤霉素打破種子休眠。(不是所有的種子)。二、根系植物激素可促進(jìn)根系發(fā)生、伸長和加粗。1、根系發(fā)生:籠統(tǒng)地說,生長素促進(jìn)根系發(fā)生;赤霉素抑制生根;延緩劑縮節(jié)安促進(jìn)棉花生根和多效唑促進(jìn)小麥生根,其原理是阻斷GA形成。 ABA、CTK、乙烯認(rèn)為,低濃度可誘導(dǎo)生根,高濃度則抑制生根,并且各種植物的表現(xiàn)不盡相同,故沒法總結(jié)。2、根系伸長生長:對根系的研究較混亂,因研究費(fèi)用太高。IAA只在低濃度時促進(jìn)伸長,高濃度時可顯著抑制生長;GA可促進(jìn)根系伸長生長。3、根系加粗:形成層的不斷分化生長,維管束分化,從而導(dǎo)致根系加粗。CTK可促進(jìn)維管束的分化;GA含量高,利用它可分化成韌皮部,IAA含量高,利用它可分化成木質(zhì)部。三、莖:研究較多,各種植物都有。IAA外施整株其反應(yīng)不大;GA在促進(jìn)整株植物的生理作用方面沒有物質(zhì)能與其相比。一般來說,ABA抑制伸長生長,乙烯促進(jìn)莖橫向生長,但沒有GA、IAA研究的多。四、葉片雙子葉植物與單子葉植物的生長可能受激素的調(diào)節(jié)不同。1雙子葉植物的葉脈生長受IAA極大促進(jìn)。2單子葉植物受GA控制多,而與IAA關(guān)系不大。ABA可終止生長,但閾值要注意,在閾值范圍以上ABA越高,受其影響越大。乙烯:是抑制型的,但多數(shù)是在生長越快的組織中產(chǎn)生較多,還沒有定型結(jié)論。在葉片的衰老中,三種促進(jìn)型的激素阻止衰老;兩種抑制型的促進(jìn)衰老,它們協(xié)同作用控制葉片的衰老。五、花芽CTK促進(jìn)花芽分化,乙烯可促進(jìn)菠蘿、荔枝開花。在花的衰老上,生產(chǎn)應(yīng)用價值大,某些方面與葉片衰老相似,乙烯在促進(jìn)衰老方面研究較多。六、果實(shí)果實(shí)的生長與種子的發(fā)育類似。但果實(shí)早期發(fā)育所需IAA與種子數(shù)目、果實(shí)大小有相關(guān)關(guān)系。因種子可形成IAA促進(jìn)果實(shí)生長。幼嫩種子提供的細(xì)胞激素調(diào)節(jié)果實(shí)生長,CTK促進(jìn)種子分裂,GA、IAA促進(jìn)細(xì)胞幼果擴(kuò)大,乙烯在果實(shí)生長中釋放量高,但在這不起決定作用。在果實(shí)的成熟方面,一種是躍變型的,果實(shí)發(fā)育到一定程度,發(fā)育速度、呼吸強(qiáng)度、乙烯的釋放量突然增加;而非躍變型的相反,是脫落酸起主要作用。第三章植物生長調(diào)節(jié)劑及其作用特征§1植物生長調(diào)節(jié)劑的類型與命名[是生長調(diào)節(jié)劑應(yīng)用的基礎(chǔ)知識,解決植物生長調(diào)節(jié)劑怎么用和為什么用的問題]一.植物生長調(diào)節(jié)劑的概述1.概念植物生長調(diào)節(jié)劑:指從外部施加給植物的,引起生長發(fā)育發(fā)生變化的化學(xué)物質(zhì)。PlantGrouthRegulator共同特點(diǎn):可以引起植物生長發(fā)育的變化2.來源及合成(包括三種物質(zhì))1)人工合成或提取天然植物激素,如引哚乙酸、赤霉素2)人工合成的天然激素的類似物,如萘乙酸NAA(生長素類)、6-BA(細(xì)胞分裂素類)、2.4-D(生長素類)。3)人工合成的與天然植物激素結(jié)構(gòu)極其不同,但具有其活性的物質(zhì),這類物質(zhì)應(yīng)用最多。如:鎓化合物;三唑類化合物:多效唑烯效唑乙烯利具CTK活性的物質(zhì):6-BA,CPPU3.植物生調(diào)節(jié)劑與化學(xué)肥料有什么不同?①劑量不同②從進(jìn)入植物本身說,肥料提供物質(zhì)作為結(jié)構(gòu)物質(zhì),生長調(diào)節(jié)劑作為酶的輔基,影響的是內(nèi)源激素的合成,=3\*GB3③化學(xué)調(diào)節(jié)劑不能取代肥料二、植物生長調(diào)節(jié)劑的分類:1.根據(jù)5大激素的作用特征分類I生長素類Ⅱ.赤霉素類:生產(chǎn)中都是用提取的物質(zhì)Ⅲ.CTK類Ⅳ.脫落酸類Ⅴ.乙烯類:①.促進(jìn)乙烯發(fā)生的調(diào)節(jié)劑,如乙烯利、環(huán)基亞氨。②抑制乙烯劑,如:氨基氧乙酸、AgNO3、Ag+在切花保鮮中應(yīng)用多。2.根據(jù)調(diào)節(jié)劑對莖尖的作用分類:莖尖可分三部分:分生區(qū)特點(diǎn)是進(jìn)行細(xì)胞分裂伸長區(qū)特點(diǎn)是以細(xì)胞延長為主,但也部分細(xì)胞分裂。成熟區(qū)定形調(diào)節(jié)劑可分三種:Ⅰ.植物生長促進(jìn)劑:凡是促進(jìn)細(xì)胞分裂,分化、伸長的調(diào)節(jié)劑能促進(jìn)細(xì)胞生長分化、分裂。如:IAA、GAⅡ.植物生長抑制劑:凡是阻礙頂端分生組織蛋白質(zhì)和核酸的生物合成,抑制頂端分生組織細(xì)胞蛋白質(zhì)核酸,合成和分化作用,結(jié)果是頂端優(yōu)勢喪失,影響當(dāng)時生長的葉片、生殖器官、側(cè)枝增加,能使植株形態(tài)發(fā)生變化,植物生長抑制劑的作用可以用IAA逆轉(zhuǎn)。III.延緩劑:抑制莖頂端組織即伸長區(qū),對分生區(qū)不起作用,葉片數(shù)、節(jié)間數(shù)保持不變但形態(tài)正常,植株矮小,株型緊湊,影響GA3形成,一般可被GA3逆轉(zhuǎn)。如果延緩劑用多了可用GA3逆轉(zhuǎn)。例如:果樹、棉花間作,果樹大量噴多效唑,而棉花對MET敏感、果枝、棉枝展不開,葉片象花、噴GA3就伸長一節(jié),必須是大劑量(飽和)才能逆轉(zhuǎn)幾百ppm不行必須上千個ppm。(注:延緩劑如DPC矮壯素、嘧啶類、三唑類都是阻止了GA的氧化過程)3.根據(jù)實(shí)際應(yīng)用效果分類催熟劑、脫落劑、著色劑、保鮮劑、疏果疏花劑、殺雄劑(同種物質(zhì)按不同方式可作為不同類型的調(diào)節(jié)劑,如乙烯,按三種不同分類方式及作用效果不同,名稱不同)三、植物生長調(diào)節(jié)劑的命名從篩選過程說,首先有個密碼(編碼)―→化學(xué)名稱(獲專利后公布)-→簡稱-→商品名稱(安全性檢驗(yàn)后)-→通用名稱(廣泛使用后產(chǎn)生)。如:以乙烯利為例:中文簡稱(乙烯利)、中文商品名(江蘇就叫做乙烯利,上海就叫做一試靈)、化學(xué)名稱(2-氯乙基膦酸)、英文通用名稱(CEPA簡寫)、英文商品名(Ethephon)§2植物生長調(diào)節(jié)劑的理化性質(zhì)與應(yīng)用首先要了解理化性質(zhì):化合物狀態(tài)(固、液)、顏色、溶點(diǎn)、溶解性、酸堿性、可燃性、光熱穩(wěn)定性等。了解理化性質(zhì)后才能更好配制、保存、應(yīng)用一、配制首先按應(yīng)用濃度配制,部分是易溶于水的,很多是難溶或不溶的,可選用不同方法配制。1、水溶:DPC、DPA-62.有機(jī)溶劑溶解:GA、IAA、IBA、2,4-D,青鮮素等不溶水,一般用95%或100%乙醇溶解后用水定容)農(nóng)用可以用白酒溶解。3.堿溶:適用于本身酸性調(diào)節(jié)劑,又不溶于水的活性不能改變,如:萘乙酸、NaHCO3、NaOH4.酸溶:適于本身堿性的調(diào)節(jié)劑如6-BA用0.1NHCL溶解。調(diào)節(jié)劑溶解性能好壞與應(yīng)用直接相關(guān)(如:MET被壯豐安取代,應(yīng)用MET殘留嚴(yán)重,不溶于水,不同地塊濃度易不同,故植物高矮不齊,而壯豐安溶于乳劑,可以均勻施用。)二、貯存條件1調(diào)節(jié)劑保存主要看兩點(diǎn):(1).對光熱穩(wěn)定性;(2)對酸堿穩(wěn)定性貯光不穩(wěn)定性:IAA(吲哚乙酸)、NAA存熱不穩(wěn)定性:GA3在超過500條酸不穩(wěn)定性:吲哚乙酸IAAPH<2時,在室溫下失活件堿不穩(wěn)定性:乙烯利是強(qiáng)酸,配制時不要碰到皮膚上,對堿不穩(wěn)定,遇堿會釋放可燃易爆氣體。GA3也不穩(wěn)。2.對貯存器皿要注意:如:乙烯利對金屬器皿有腐蝕作用;B9要避免用銅器盛裝或保存。三.調(diào)節(jié)劑使用a.不能與酸性農(nóng)藥或肥料混用的調(diào)節(jié)劑:如B9b.不能與堿性農(nóng)藥或肥料混用的調(diào)節(jié)劑:吲熟醏(用藥前后1-2天避免使用)乙烯利(遇堿會釋放乙烯),配制時GA3要用清水(因臟水PH值可能大)。矮壯素(不能用堿性)。C.不能用波爾多液、石硫合劑混用,B9要在用5天后才能施用§3植物生長調(diào)節(jié)的吸收、運(yùn)輸和代謝調(diào)節(jié)劑一但接觸植物從形態(tài)-→生理上經(jīng)過過程:存留-→進(jìn)入-→轉(zhuǎn)運(yùn)(到作用部位)-→授體結(jié)合引發(fā)生理生化反應(yīng)-→引發(fā)形態(tài)變化。從存留-→變化整個過程中植物生長調(diào)劑處于不斷代謝中,先看看吸收、運(yùn)輸、代謝。一、吸收1.存留:只有能存留的藥液才能發(fā)生作用,是第一關(guān),與植物本身表面性質(zhì)有關(guān):葉片大小、葉片與地面垂直角度,角度大小與藥液本身理化性質(zhì)有關(guān):表面張力與存留關(guān)系,張力小易存留(不形成球狀液滴,不易滑動)2.吸收途徑1)從葉面進(jìn)入是主要途徑。吸收也與植物表面性質(zhì),藥液性質(zhì)、環(huán)境條件有關(guān),它們?nèi)矫婊プ鳑Q定吸收。a.植物角質(zhì)層影響到藥液分布:角質(zhì)層分為外角質(zhì)臘層、角質(zhì)臘層、果膠層三部分,前兩者影響大,是吸收的障礙因素、用酸分解此兩部分會使藥液透過量提高。b.藥液:影響藥液吸收的因素有三:理化性質(zhì)、葉面的性狀和環(huán)境因素(1)理化性質(zhì): PH值、分子結(jié)構(gòu)、藥劑的配方:一般在調(diào)節(jié)劑配制時可以加入載體,作用是促進(jìn)藥液的吸收。(2)葉面性狀――a.角質(zhì)層的發(fā)育狀況影響調(diào)節(jié)劑進(jìn)入,一般說充分成熟的葉片(幼嫩)較幼嫩葉片吸收少,雙子葉植物藥液幼嫩>成熟;下表面>上表面,下表面比上表面易進(jìn)入(下表面?。?,單子葉植物通過葉片基部進(jìn)入的多于從葉頂部吸收的。b.葉片年齡影響對NAA的進(jìn)入梨葉,葉齡大,進(jìn)入量少。(3)環(huán)境因素:幾方面:a.溫度,起促進(jìn)作用(主要),b濕度,大氣濕度低,葉片上的藥液霧滴干燥快,影響植物吸收藥液的效率,濕度高則利于吸收,延長進(jìn)入時間,利于氣孔開放,可增進(jìn)角質(zhì)層的滲透性,從而利于藥劑進(jìn)入。c.光照:對特殊的IAA、NAA,在光照降解,光強(qiáng)時易分解,但一般對促進(jìn)吸收,因光可提高光合作用為藥液吸收提供能量。所以,一般宜于傍晚或早晨露水剛干時噴藥,效果較好。2)從莖葉進(jìn)入:草本植物可從莖葉吸收藥液,木本植物莖高度木栓化,不易進(jìn)入(如果樹要在樹干上打洞灌注進(jìn)入)。3)從根系進(jìn)入:施入到土壤中的調(diào)節(jié)劑去向很多,有多少能進(jìn)入到植物中?(大部分通過不同途徑流失只吸收一部分)因此,生長調(diào)節(jié)劑起作用的時間也比較慢。二、植物生長調(diào)節(jié)劑的運(yùn)輸植物生長調(diào)節(jié)劑進(jìn)入植物體后,必須運(yùn)輸?shù)剿淖饔貌课弧鞍衅鞴佟?,才能發(fā)揮其生理效應(yīng)。一般來說,植物生長調(diào)節(jié)劑在植物體內(nèi)的運(yùn)輸與同化產(chǎn)物的運(yùn)輸相同,即通過韌皮部(如果是從根系吸收,則可通過木質(zhì)部和韌皮部)向著當(dāng)時的生長中心運(yùn)輸。例如:小麥拔節(jié)時的生長中心是節(jié)間細(xì)胞伸長,這時施用矮壯素就使節(jié)間伸長受抑制,植株矮??;葡萄開花前的一周的生長中心是生殖生長,這時噴施矮壯素,延緩離層的形成,顯著提高坐果率。雖然人工合成的生長調(diào)節(jié)劑能遠(yuǎn)距離運(yùn)輸?shù)缴L中心,但對個體較大的果樹或作物,從處理部位運(yùn)到其它分枝還是較少,因此噴施藥液要全株均勻。6-芐基腺嘌呤在植物體內(nèi)移動性極差,用時要注意。三.代謝1.藥物進(jìn)入植物體→吸收→運(yùn)輸,都存在代謝。下面我們要了解PGRs代謝:①調(diào)節(jié)劑在植物體中鈍化、降解是決定的因素,有些調(diào)節(jié)劑不起作用是因?yàn)楸烩g化和降解。②從鈍化、降解的過程在哪部位基團(tuán)上最先降解,在合成時可從此部位改進(jìn),其活性可能更大。③調(diào)節(jié)劑降解的產(chǎn)物與環(huán)境安全性密切相關(guān),有些調(diào)節(jié)劑本身毒性不大,殘留不大,但是降解后產(chǎn)物可能毒性更大,因此要了解降解物生理性質(zhì)。④降解的產(chǎn)物也可能有生理活性,也要了解它。2.代謝方式(1)鈍化:使調(diào)節(jié)劑的分子未受到破壞,但失去了活性。方式:酶性鈍化:在酶作用下通過結(jié)合反應(yīng),形成無活性的衍生物,如形成糖苷糖脂。非酶性鈍化:化合物被吸附到某部位或組織上不能移動發(fā)生作用。(2)降解:指調(diào)節(jié)劑分子受到分解成破壞,形成了小分子物質(zhì)。(3)轉(zhuǎn)化:同類調(diào)節(jié)劑分子間發(fā)生改變(結(jié)構(gòu)),造成生物活性大小的改變(如不同GA3可從活性高、低的種類相互轉(zhuǎn)化)(4)分泌和揮發(fā):植物體吸收后可通過葉、根系分泌出去,也可通過葉面揮發(fā)出去。3.調(diào)節(jié)劑代謝與活性關(guān)系的例子a.IAA和NAA的降解:b.NAA鈍化,c.2,4-D代謝§4調(diào)節(jié)劑的劑型與使用方法現(xiàn)在市場上出售的調(diào)節(jié)劑的種類較多,同一種生長調(diào)節(jié)劑因工廠生產(chǎn)工藝不同,劑型也不一樣,有效成分也不同,使用方法跟著也不同,實(shí)際應(yīng)用時,務(wù)求簡便、經(jīng)濟(jì)、藥效高。一、劑型1.水劑(最常用):如乙烯利(40%水劑是商品型)首先要了解溶解性,是否是溶于水,如不易溶應(yīng)根據(jù)理化性質(zhì)選合適溶劑溶解,然后再溶于水。2.粉劑:在插條生根時常用,在插條基部沾用,再扦插,有時插條生根也用水劑(但濃度低,吸收量少,時間長),粉劑濃度高,處理時間短,效果好。3.油劑:載體為羊毛脂或棕櫚油4.氣態(tài):揮發(fā)性調(diào)節(jié)劑的酯類化合物如NAA甲酯,NAA丁酯,易揮發(fā)成氣態(tài),主要在密閉條件下使用,用于抑制貯藏薯類的萌發(fā),延長貯存時間。如:防止馬鈴薯發(fā)芽,在窖內(nèi)噴施。二、使用方法:使用方法很多,但隨著調(diào)節(jié)劑種類、應(yīng)用對象和使用目的而異,方法得當(dāng),事半功倍,方法不當(dāng),適得其反。在實(shí)際應(yīng)用中要根據(jù)實(shí)際情況靈活選擇。1溶液噴灑:a處理對象:生產(chǎn)上最常用的方法,根據(jù)應(yīng)用目的,可以對葉、果實(shí)、或全株進(jìn)行噴灑。b、增效措施:c處理時間:注意天氣,夏天上午8點(diǎn)前,下午4點(diǎn)以后,無風(fēng)時,效果好。2、溶液注射、灌注:處理對象:木本植物,在樹干基部灌注藥液,如在7月中旬,在漆樹樹干基部打洞灌注8%~10%的乙烯利溶液,可提高產(chǎn)漆量。在菠蘿葉筒上灌注乙烯利溶液,可誘導(dǎo)花的形成。3、溶液涂抹:用毛筆或其它工具把藥液涂抹在植物的某一部分,如乙烯利促橡膠樹排膠,在橡膠樹的割膠帶上2cm處涂抹可增產(chǎn)30-40%,這在世界范圍內(nèi)使用。如用2,4-D涂于番茄花上,可防止落花,同時防止液體對嫩葉和芽的危害。4、土壤施用:方法是將調(diào)節(jié)劑粉劑或溶液施入土壤或與肥料混合施用,通過根系吸收進(jìn)入植物體。例如植物對多效唑的吸收主要通過根部,是通過木質(zhì)部運(yùn)輸?shù)恼{(diào)節(jié)劑,可將多效唑施于果樹根系附近的土壤。5、氣體薰蒸:本法適用于有揮發(fā)性的藥液。用NAA甲酯抑制馬鈴薯發(fā)芽,先噴到碎紙片上或與細(xì)土等混勻,然后與馬鈴薯塊莖混在一起,在密封貯藏庫內(nèi),NAA甲酯的揮發(fā)成分揮發(fā),可抑制萌芽。6、浸沾:粉劑在一定部位?;?。溶液浸泡:主要用于扦插生根。插條基部2cm處浸泡。也可用于浸沾果實(shí)、種子、種薯等,如用乙烯利溶液浸沾香蕉,促進(jìn)成熟;用赤霉素溶液浸沾馬鈴薯塊莖,可打破休眠。7、溶液點(diǎn)滴:處理植物莖頂端生長點(diǎn)、莖尖、花果、休眠芽。藥量精確,多適用于科研?!?、PGRS的配合使用為什么要將PGRS配合使用,首先,用一種調(diào)節(jié)劑其在作物體內(nèi)效果是一系列的,由于每一種調(diào)節(jié)劑有它的獨(dú)特作用,但不全面,有局限性。所以說配合使用是有效方法,配合后有利作用可取長補(bǔ)短,有利作用增強(qiáng),負(fù)作用相互克服或減輕。配合使用是發(fā)展方向,要篩選一個有用的調(diào)節(jié)劑,財(cái)力投入大,在現(xiàn)有條件下發(fā)揮PGRS作用,目前生產(chǎn)上較好的卻是兩種或兩種以上的調(diào)節(jié)劑(但不超過3種)。配合使用分混合使用和先后使用兩種,下面分別介紹。一、混合使用:兩種或兩種以上的植物生長調(diào)節(jié)劑混合使用,通過相加或相乘的復(fù)合效應(yīng),產(chǎn)生比單獨(dú)使用更佳的效果?;旌鲜褂玫膬?yōu)點(diǎn):不同調(diào)節(jié)劑間可互相取長補(bǔ)短,更完善地發(fā)揮它們的調(diào)節(jié)作用?;旌鲜褂檬悄壳吧L調(diào)節(jié)劑應(yīng)用的新方向之一。二、先后使用先后使用原因;一個器官在不同發(fā)育階段,分別受一種或幾種植物激素控制,因此激素作用時間就有先有后。符合其順序要求時,作用效果就明顯,反之效果就差,所以調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用就有先后問題。例1:表:比久10-2moe/L、多效唑10-7moe/L、IBA10-2moe/L混合或先后使用對綠豆下胚軸切段生根的影響(潘瑞熾,1994)編號第一天第二天生根數(shù)/插條1水水7.2±2.22IBA+比久水61.6±11.13IBA+多效唑水66.1±10.44IBA多效唑80.6±7.15多效唑IBA54.2±6.0從表中可見,IBA先處理,生長延緩劑后處理,生根效果好。§6植物生長調(diào)節(jié)劑的殘留與殘效植物生長調(diào)節(jié)劑施用后,在作物體內(nèi)殘留時間多長?在土壤中移動速度和降解速度又如何?對人畜的毒性如何?下面討論。先說一下生長調(diào)節(jié)劑的毒性:生長調(diào)節(jié)劑屬于農(nóng)藥一類,根據(jù)農(nóng)藥口服半致死量LD50大小可分六類:特劇毒(<1mg/kg體重)劇毒(1~5mg/kg體重)高毒(50~100mg/kg體重)毒(100~500mg/kg體重)低毒(500~5000mg/kg體重)微毒(5000~15000mg/kg體重)植物生長調(diào)節(jié)劑一般屬于低毒甚至微毒,雖然如此,但是在噴施時應(yīng)帶口罩,工作時不要吃東西,吸煙、遵守安全操作規(guī)程。一、殘留PGRS殘留分兩種:在作物體內(nèi)殘留:(與人畜安全有關(guān))包括在種子中殘留,與下一代生長有關(guān)(有有利的和有害的兩種)都應(yīng)搞清。在作物體內(nèi)殘留量與作物體內(nèi)降解速度快慢和吸收多少有關(guān)。一般在體內(nèi)殘留時間為幾天和10-20天,乙烯利殘留時間較短,B9殘留時間較長,據(jù)報道,B9在果樹上應(yīng)用,殘留時間長,4個月才消失20%,殘效期1年;B9在花生中連續(xù)3代使植株矮化(目前限制應(yīng)用)多效唑MET、PP3331.在植物體中殘留(如小麥、油菜、果樹)有植物體中易降解(食用)收獲物基本上是安全的。2.在土壤中殘留:與環(huán)境因素和下茬作物生長有關(guān)3.對后茬作物影響好壞與不同作物有關(guān)三、如何降低PGRS殘留?1.選擇調(diào)節(jié)劑種類,在具有同樣效果前提下,選擇一些降解快、殘效期低的調(diào)節(jié)劑。2.掌握正確的應(yīng)用方法:包括施用濃度、次數(shù)、時期和方法,在不影響生物效應(yīng)時盡量減小用量,在生物前期使用降低作物、土壤殘留量,嚴(yán)禁在收獲臨近期施用殘留期長的糧食、果蔬作物等(國家規(guī)定)3.提高藥效,降低用量想辦法§7調(diào)節(jié)劑的作用特征同一種調(diào)節(jié)劑有的↗產(chǎn)、→產(chǎn)、↘產(chǎn),凡是↗產(chǎn)的符合PGRS作用特征,如↓產(chǎn)的是不可解其作用特征,許多宣傳是廣譜性的,均不可信,不可能對所有作用均起好效果。7.1不同調(diào)節(jié)劑的作用方式,作用效果不同在生產(chǎn)中,遇到調(diào)節(jié)劑選擇時,選什么樣的調(diào)節(jié)劑?生產(chǎn)中,選效果好的不經(jīng)濟(jì)(量大),但選非常敏感的,安全使用很難,所以說不一定選效果最好的,如棉花最早是用多唑效而現(xiàn)用壯豐安。(怕農(nóng)民用量不準(zhǔn))(0.1%)水稻根系生長中,不同PGR調(diào)節(jié)劑作用。7.2同一種調(diào)節(jié)劑對不同作用產(chǎn)生效果不同。如:DPC棉花對調(diào)節(jié)劑較敏感,控棉花促長ng-10g對玉米、小麥不敏感,正常年份用10g(用量大)多效唑用在水稻、小麥上,不適合,棉花→敏感在生產(chǎn)上每種作用都有其最合適的調(diào)節(jié)劑。7.3同一種調(diào)節(jié)劑對不同品種(同一作物)產(chǎn)生的效果不同。7.4植物生長調(diào)節(jié)劑的作用期及“反跳現(xiàn)象”7.5不同調(diào)節(jié)劑應(yīng)用濃度不同:不同調(diào)節(jié)器有不同適宜濃度,適宜的濃度不是一成不變的,要結(jié)合具體情況,(不同地區(qū)環(huán)境)不同生育期作物品種等,如濃度過低不能預(yù)期目的,但濃度過高出現(xiàn)要寒,所以濃度要掌握好。DPC在棉花的應(yīng)用。一般在蕾期幾十個ppm(50或80ppm也可能低于50ppm)而在打頂期正常年份,200ppm,而雨降要可能用300ppm。故應(yīng)根據(jù)氣候變化決定應(yīng)用濃度。7.6不同情況下,PGRs應(yīng)用部位不同。7.7不同情況下,PGRs應(yīng)用時期不同。7.8不同情況下,PGRs應(yīng)用方式不同。7.9環(huán)境因素與PGRs的作用效果。7.10栽培措施。生產(chǎn)條件與植物生長調(diào)節(jié)劑的作用效果,相互配合才能起到好的效果(要與水肥等結(jié)合,栽培措施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)8字方針。)“有錢買種,沒錢買苗”出苗率重要。用PGRs處理后的播深要淺一點(diǎn),保證種子質(zhì)量。土壤質(zhì)地(#沙性易出,粘性不易)平整狀態(tài),注意播期:處理的盡量提前播種降↓風(fēng)險。調(diào)節(jié)劑與生產(chǎn)條件要與栽培緊密結(jié)合。第四章作物化學(xué)控制技術(shù)原理§1作物控制的兩類效應(yīng)“兩類效應(yīng)”是80年代何先生、李先生最先提出,從大量應(yīng)用的實(shí)際中總結(jié)出一些原理,在實(shí)際中遇到調(diào)節(jié)劑看看它的化控原理是否符合實(shí)際。一、基本效應(yīng):概念:調(diào)節(jié)劑施用后引起植物形態(tài)上和生理功能上發(fā)生的直接變化。特點(diǎn):作物在原種實(shí)驗(yàn)條件下一種調(diào)節(jié)劑,只有量的差異沒有質(zhì)的不同。只有使用合適的適量的調(diào)制劑其形態(tài)上和功能上的效應(yīng)場應(yīng)發(fā)生(土壤、氣候條件變化不影響效應(yīng)的發(fā)揮)(只量變無質(zhì)變)。一種調(diào)節(jié)劑往往有多種基本效應(yīng),實(shí)際中的使用是配合使用,使眾多調(diào)節(jié)劑的基本效應(yīng)中有利作用相互促進(jìn),克服不利效應(yīng),減輕或避免負(fù)作用。如棉花應(yīng)用DPC后會產(chǎn)生哪些基本效應(yīng)?葉色加深、葉片加厚(形態(tài))沒有成形的葉片變小。植株顯矮化(因?yàn)槊赣猩扉L的節(jié)間變短)棉花正有伸長的節(jié)間應(yīng)有10個左右節(jié)。主莖:頂芽的生長勢減弱(DP—是生長延緩劑,是針對芽頂端分生組織(頂端優(yōu)勢保持、節(jié)間數(shù)、葉片數(shù))如(1)冀棉2號,施50PPMDPC,葉片下降0.6片;節(jié)數(shù)下降0.6片、果枝數(shù)下降0.6個;總果節(jié)數(shù)下降0.8個。加強(qiáng)根發(fā)育:表現(xiàn)在根量增加?;盍訌?qiáng)(主要是取份流實(shí)驗(yàn)DPC處理的分流量要多,用量過大對植株生長發(fā)育抑制過施時,地上P地下P都會受影響,尤其是較干旱的前提下易看出來)光合產(chǎn)物和礦質(zhì)元素向根系、葉片、蕾鈴的分配增加,向莖、果、枝分配↘(N、P)有實(shí)驗(yàn)證據(jù)。光合產(chǎn)物是用同位素標(biāo)記,用有棉花根系延成期(初花期前C14密閉條件下標(biāo)記N、P是由根系吸收,再向上運(yùn)轉(zhuǎn),可建植器官。二、復(fù)合效應(yīng): 1、概念:調(diào)節(jié)劑的基本效應(yīng)與水肥管理,株行配置,外界環(huán)境的共同作用形成的植物形態(tài)功能及最終產(chǎn)量的變化。2、特點(diǎn):不僅有量的差異,重要的是產(chǎn)生質(zhì)變。3、舉例:如棉鈴的脫落率,應(yīng)用DPC后看具體條件配合如何與栽培氣候條件結(jié)合,可以產(chǎn)生好的結(jié)果,也可能產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)?;拘?yīng)很難與直接產(chǎn)量(經(jīng)濟(jì))即收獲器官直接聯(lián)系起來,只是對已形成的產(chǎn)量器官有影響,對未形成產(chǎn)器器官不能起作用。因產(chǎn)量結(jié)果是多因素作用結(jié)果,才能決定最終產(chǎn)量。(類似球比賽10個人配合才能有效果)復(fù)合效應(yīng)是使控量把這兩個概念提升出來的,一般資料看不到。不同品種、條件等效應(yīng)不同狀是指復(fù)合效應(yīng)?!?建立完善的化學(xué)控制技術(shù)一、定量、定位地控制基本效應(yīng)。(定向誘導(dǎo))因基本效應(yīng)在應(yīng)用調(diào)節(jié)劑后產(chǎn)生效應(yīng)有有利的、有害的兩種,要精確地定量、定位控制。要提供復(fù)合效應(yīng)的各種技術(shù)參數(shù),如水肥等都能起到好的效果,如用量大小對敏適性不同的作物也不同。定量、定位控制的基本效應(yīng)定量是指變化的強(qiáng)度和數(shù)量是確定的,定位是指變化的P位確定。它代表意義:栽培者可按人的意志去控制植物的生長發(fā)育,達(dá)到人為操縱的水平。同,所以調(diào)節(jié)劑應(yīng)用要看看不同品種的不同劑量是多少。如小麥種子用壯豐安拌種在氣候、土壤、質(zhì)地,播深、播期都應(yīng)用不同,推廣調(diào)節(jié)劑,應(yīng)了解當(dāng)?shù)厍闆r,分出適應(yīng)的應(yīng)用劑量、方法。如到基層、農(nóng)業(yè)推廣公司有些調(diào)節(jié)劑很不嚴(yán)格,有些甚至是廣譜的,可以把應(yīng)用條件完善與否是技術(shù)完善健全的標(biāo)志。中16,把BT基因轉(zhuǎn)入形成中30,生長勢不同,中30生長勢弱、葉片小,生長速度慢,所以不能用中16量,在中16,用200PPM、DPC浸種,效果好。中30如用200PPM、DPC浸種,不敏感,效果不好。二、調(diào)節(jié)劑應(yīng)用的策略即建立完善化控技術(shù)的步驟。1、要結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂?、土壤、品種物性,預(yù)期的產(chǎn)量目標(biāo),氣候條件對產(chǎn)量形成影響相當(dāng)大,土壤質(zhì)地,沙性、粘性土壤中不同,沙性土壤旱發(fā),粘性發(fā)老不發(fā)小。品種不同反應(yīng)不同,預(yù)期產(chǎn)量目標(biāo),即要把產(chǎn)量確定預(yù)期目標(biāo),根據(jù)這些因素確定什么,即下一條:2、要合理地設(shè)計(jì)株型、四面群體結(jié)構(gòu)。3定量定位控制基本效應(yīng)田間群體有大致輪廓,要控制基本效應(yīng)來得到設(shè)計(jì)的株型。4、定向誘導(dǎo)出復(fù)合效應(yīng)在與其它栽培措施相配合時,定向誘導(dǎo)出復(fù)合效應(yīng)?!?作物化學(xué)控制技術(shù)的三種應(yīng)用模式首先是對當(dāng)前國內(nèi)外在控應(yīng)用處的階段,哪些應(yīng)用方式即對化控歷史了解的過程。對癥應(yīng)用先是對癥應(yīng)用→發(fā)展為系統(tǒng)化控→化控栽培工程。大田作物棉花較為完善,其它作物不完善,如棉花提出有子質(zhì)化控中施肥時間可靈活調(diào)節(jié);系統(tǒng)化控可提高密度提高產(chǎn)量兩種措施都較完善。1;概念1)對應(yīng)應(yīng)用:針對作物遺傳上不是和環(huán)境條件限制應(yīng)用調(diào)節(jié)劑應(yīng)急或者短期解決生產(chǎn)上的疑難問題。2)出發(fā)點(diǎn):調(diào)節(jié)個別器官(著眼點(diǎn)),(個別器官是與整科對應(yīng)的)的直接效應(yīng)。對應(yīng)應(yīng)用類似于治病,治標(biāo)不治本,頭痛醫(yī)頭,腳痛醫(yī)腳,針對哪個器官不靈就治哪個器官。二、系統(tǒng)化控:(又叫全程化控或全理反調(diào))1、系統(tǒng)化控:根據(jù)作物生長需要,通過數(shù)次應(yīng)調(diào)調(diào)節(jié)劑,持續(xù)地影響植物內(nèi)源激素系統(tǒng),在基因表達(dá)的基礎(chǔ)上從種子萌發(fā)開始,對植物的生長發(fā)育進(jìn)行定向誘導(dǎo),實(shí)現(xiàn)對整株植物的全態(tài)化控。區(qū)別:1對癥應(yīng)用:解決應(yīng)急的,短期解決的問題,一次或系統(tǒng)化控,數(shù)次應(yīng)用。2系統(tǒng)化控特征:“定向誘導(dǎo)”“把農(nóng)業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)變成可調(diào)控的可控制的工業(yè)生產(chǎn)過程”,系統(tǒng)化控已向前邁進(jìn),系統(tǒng)化控更大的發(fā)揮了提高產(chǎn)量的潛力,技術(shù)內(nèi)容比對癥應(yīng)用復(fù)雜多。3、目的(系統(tǒng)化控)①修飾外形,改善內(nèi)部的生理功能,使其達(dá)到同步。如低()DPC處理棉花,外形看不出但內(nèi)部(根子)生理功能發(fā)生改變。②協(xié)調(diào)地上部與地下部(根系)器官的發(fā)育。③塑造理想株型,伏化產(chǎn)量器官的延成。三、化控栽培工程系統(tǒng)技術(shù)要與化控栽培技術(shù)的變革相結(jié)合。1、概念:對作物實(shí)行系統(tǒng)化控以后,引起了作物外部形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能的變化。對作物環(huán)境要求發(fā)生不同的變化。針對這一點(diǎn),將常規(guī)栽培措施進(jìn)行革新。如施肥、密度等,使其更符合植株生長發(fā)育的生理需要。充分發(fā)揮作用增產(chǎn)潛力。這種將系統(tǒng)化控技術(shù)與傳統(tǒng)栽培技術(shù)相融合的過程稱為化控栽培工程學(xué)??梢娀卦耘喙こ膛c工業(yè)接近。2、特征:雙重調(diào)控,接的是應(yīng)用化控技術(shù)調(diào)控作物本身生長發(fā)育,另一種是調(diào)控作物的生長環(huán)境(通過栽培技術(shù)的變革)化控室的堯先生提出來的最新的概念。較成熟的是棉花的系統(tǒng)化控工程(比其它作物是的確完善些)§4作物化控的完整目標(biāo)(調(diào)節(jié)劑篩選的原則)一般從10000個才能篩選出1種有活性的物質(zhì),可以說能合成的是從數(shù)以萬計(jì)的很小的一部分。即鳳毛羚角。一、良好的生理效應(yīng):一項(xiàng)合成的化合物或化控劑必須有良好的生理效應(yīng),要求調(diào)節(jié)劑使用后對作物產(chǎn)生的各種基本效因應(yīng)主要是或完全有利于植物應(yīng)用后發(fā)育階段多功能的提高和器官的生長。并對以后發(fā)育產(chǎn)生積極的影響,沒有或很少產(chǎn)生不利的負(fù)作用。以整株水平衡量是否很好,(生理上以離體材料如外質(zhì)全等)因在連體和離體條件下會產(chǎn)生不同結(jié)果會干擾選擇,所以要在套株水平上衡量選擇。二、穩(wěn)定的、理想的生產(chǎn)效果―復(fù)合效應(yīng)一個調(diào)控劑的篩選初步篩選后要有穩(wěn)定、理想的生產(chǎn)效果是作物栽培的一個范疇,是決定一個調(diào)控劑或一個化控技術(shù)能否應(yīng)用的決定因素,調(diào)節(jié)劑需要將基本效應(yīng)在各種栽培措施中改善生產(chǎn)效果。具體年度間或地區(qū)間的重演性,即達(dá)到穩(wěn)定的、理想的生產(chǎn)效果(在各種條件下)PGRS要達(dá)到這一目標(biāo),也就是完善化控技術(shù)的過程。三、顯著的經(jīng)濟(jì)效益人類的活動也是以經(jīng)濟(jì)效益為支點(diǎn)的,沒有經(jīng)濟(jì)效益就不會有人應(yīng)用。投入、產(chǎn)出比達(dá)到1:20以上就能被人們接受,易推廣開,在研究植物生長物質(zhì)(PGRS)研究部門較多,但如成本高的不值得研究,如BR,4萬人民幣/g(油菜素內(nèi)脂),成本太高,后在日本等地人工合成,80年代至今人工合成BR一類的國內(nèi)較成功兩家“云大120”和廣東江門農(nóng)藥廠“天豐素”,生理效應(yīng)(有效期)長短合成原料成本較低。所以能得以推廣應(yīng)用,但大田作物上應(yīng)用有些不劃算的在經(jīng)濟(jì)作物(果樹、蔬菜)上可能劃算。云大120在大田作物上投入產(chǎn)出比1:10;在水果、蔬菜上投入產(chǎn)出比1:20下一步怎樣:↘成本、↗活性、↗高有效作用期是目標(biāo)如果應(yīng)用果形劑后→成為蛇形果,價格可提高幾倍,所以得到好的應(yīng)用。另外:南方水稻0.4元/斤賣不出去,所以↗產(chǎn)也沒太多意義。目前看優(yōu)質(zhì)育種、優(yōu)質(zhì)栽培、提高品質(zhì)是發(fā)展方向。四、安全的環(huán)境和生態(tài)效應(yīng)(安全的農(nóng)產(chǎn)品和環(huán)境效應(yīng))農(nóng)藥殘留在農(nóng)產(chǎn)品中與人畜有關(guān)、環(huán)境殘留與下茬作物有關(guān)、與生態(tài)環(huán)境有關(guān),被壞環(huán)境的技術(shù)前途不會好。雖調(diào)節(jié)劑用量很少,但有環(huán)境問題,也有殘留問題,針對農(nóng)業(yè)技術(shù)殘留,在發(fā)達(dá)國家中提出了生態(tài)農(nóng)業(yè),靠自然環(huán)境維持生產(chǎn),不用農(nóng)藥,但生產(chǎn)中排除不了農(nóng)藥等的應(yīng)用,只有引入農(nóng)藥技術(shù)才能產(chǎn)量↗。所以要減少引用農(nóng)藥的負(fù)面效應(yīng)。目前各效果是否符合國家安全的規(guī)定。0.1mg/天在果樹農(nóng)產(chǎn)品中殘留量極低,是在允許范圍內(nèi),在大田中尤其是旱田中殘留較嚴(yán)重。所以MH(青鮮素)50年代風(fēng)糜全世界。與尿嘧啶相似。所以應(yīng)用后抑制頂端發(fā)生組織生長(防鱗莖塊莖貯藏發(fā)芽、防煙草腋芽發(fā)生)會破壞核酸合成。會對動物、人有影響,對鼠畸形、致畸、致癌。但對MH應(yīng)用有嚴(yán)格規(guī)定,對馬鈴薯、在收前安全范圍內(nèi)應(yīng)用才能達(dá)到允許范圍??梢栽诜侵苯邮秤玫娜鐭煵萆峡蓱?yīng)用(目前提法)。美國環(huán)保局在馬鈴薯中允許殘留范圍50PPm羊蔥10PPm煙草50-100PPm前蘇聯(lián)要求收獲前半個月才能使用,如時間短可少用或不能應(yīng)用。調(diào)節(jié)膦,如不考慮(安全的農(nóng)產(chǎn)品和環(huán)境效應(yīng))在花生應(yīng)用控株型,防倒,提高產(chǎn)量。但由于在花生種子中殘留嚴(yán)重,連續(xù)影響2、3代種子的殘留,故其曇花一現(xiàn),很快消失了??梢娨陨?.1-4.4任何一點(diǎn)都不可缺少,離開哪點(diǎn)化控劑都不可能應(yīng)用成功。第五章主要作物的化控原理和技術(shù)從1928年發(fā)現(xiàn)IAA后,PGRS在生產(chǎn)上開始應(yīng)用,30年代是生IAA應(yīng)用,但范圍規(guī)模有限,40年代應(yīng)用有一個的發(fā)展,主要是芽砏類化合物(生IAA類的)的合成大大提高了應(yīng)用范圍。如促播條生根、防落花落果、無籽果實(shí)培育;30年代→50年代末主要是在蔬、果樹應(yīng)用,但大田作物上應(yīng)用羊?。ê苌伲?,在果蔬上研究深度、廣度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于大田作物。但在60年代以后,在大田作物上,化控技術(shù)應(yīng)用才有長遠(yuǎn)進(jìn)展,在應(yīng)用CCC防小麥倒伏最先應(yīng)用。歐→傳到小麥主產(chǎn)國(為什么受限,因大田作物更復(fù)雜,經(jīng)濟(jì)效益低等)70年代代表性技術(shù):乙烯利在棉花上的催熟。80年代是PGRS發(fā)展重要的時代。MET在小麥防倒、DPC在棉花應(yīng)用、玉米健壯素應(yīng)用。之所以發(fā)展水稻,是與植物生理學(xué)和作物栽培學(xué)和農(nóng)藥生產(chǎn)的結(jié)合。生產(chǎn)上主要是植生和作栽的結(jié)合。在大田作物上我國是應(yīng)用的最為先進(jìn)的(前例)與國情有關(guān)(人口多),在早期應(yīng)用是叫“PGRS的農(nóng)業(yè)應(yīng)用”現(xiàn)“作物生長發(fā)育的化學(xué)控制”其內(nèi)容實(shí)質(zhì)差別不大,但認(rèn)識上從技術(shù)概念→學(xué)科概念的過程(從被動→主動過程)化學(xué)控制概念提出標(biāo)志出自學(xué)科的誕生。20年代我國幾個主要調(diào)節(jié)劑4個有代表性的;乙烯利②多效唑③縮節(jié)唑④赤霉素他們是延緩劑原因:傳統(tǒng)栽培措施可促進(jìn)作物生長,但控制方法傳統(tǒng)措施只能用“缺乏”不好的辦法↘而延緩劑在栽培技術(shù)的革新中有舉足輕重的作用(壓麥、斷根、烤田費(fèi)時、工。不利作用多)。雜交稻制種不可替代的技術(shù)植物生長促進(jìn)劑以上四種在我國大田貢獻(xiàn)很大(為要進(jìn)行化控技術(shù)研究,化控技術(shù)有哪些作用?)1、克服環(huán)境限制(冬麥北移,在發(fā)展過程中,乙烯利催熟、促長、倒伏等)2、緩和遺傳限制(赤GA幫水稻制種中抽穗)3、改善品質(zhì)(果樹、蛇型果。MET水稻中AA含量提高,DPC對棉纖維增長有利4、提高產(chǎn)量(以上幾點(diǎn)都是體現(xiàn)在產(chǎn)量↑上)5、改善收獲與貯藏的條件(MH,棉花收獲前#葉,易于收獲)從以上可認(rèn)識到化控技術(shù)在大田作物應(yīng)用的重要性?!?水稻占谷類栽培面積的21%,僅次于小麥。印度、日本、韓國等國倒伏減產(chǎn)20-40%。我國有矮桿水稻,但也有問題。培育水稻壯秧生產(chǎn)上存在的問題及傳統(tǒng)解決方法幾種。PGRS有解決上述問題時的局限性。MET控制連晚秧苗穗長的效果得到肯定和技術(shù)的發(fā)展。生產(chǎn)上存在的問題及解決方法:水稻秧苗穗長在南方雙季稻(晚熟)秧苗在基因生長期內(nèi)過長,高溫時間長,超過最佳秧苗生育期。稗苗多、反青慢、長的快常見方法是割去葉,另外播種時,稀播、水肥控制穗長雙季稻(晚)問題:秧苗在苗田生長期長,苗生長期內(nèi)溫度比較高,苗田稗苗多、反青慢。傳統(tǒng)解決方法:割葉控制穗長、水肥控制穗長、稀苗控制穗長、兩段育秧法控制穗長,效果不是十分理想,費(fèi)時、費(fèi)力。稀播使秧田草多,水肥控制,秧苗質(zhì)量不好,在日常中兩段育秧法費(fèi)時費(fèi)力,在秧苗長到一定時期拔秧,移栽到另塊地育秧。以后再移到田中,所以費(fèi)時費(fèi)力,越來越不易應(yīng)用。(二)在稀調(diào)節(jié)劑解決壯苗中的應(yīng)用及其局限性在實(shí)際生產(chǎn)中,人們對化控技術(shù)應(yīng)用做過許多努力,對L-NAA、MH、乙烯利都曾用過解決促長問題,都有一定效果,但都有一定局限限制應(yīng)用。L-NAA,深度應(yīng)用高500-600PPm有效期短,僅5-6天(育秧過程需30-40天)。NAA,有效期短,需多次應(yīng)用(5-6到30-40)要噴施好幾a-NAA。應(yīng)用繁瑣、經(jīng)濟(jì)效益不顯著,不符合化控技術(shù)的目標(biāo);青鮮素應(yīng)用控秧苗長率明顯,控長率30-50%,使用后秧苗會發(fā)生灼傷。抑制新葉的出發(fā)而抑制抽穗故效果不好;上述研究所用1000PPm乙烯利控秧苗穗長,控長率25%。乙烯利是歷史上的成熟激素,規(guī)定拔苗(秧)前15天應(yīng)用。由于旱稻成熟期難定,故水稻拔苗期也難定,這受到了限制。到80年代MET對控制(對粳、糯稻有作用,而對鮮稻無效果)乙烯利1、2、3主要于:1-10葉片期、2―200斤/畝、3―300PPm。處進(jìn)分蘗,抑制秧田雜草發(fā)生,控制穗長,具有穩(wěn)定的理想和生產(chǎn)效果。MET―最初控制連作晚稻秧苗穗長,人們從此認(rèn)識到對早稻和其它品種是否有作用。1988年,全國1000多個點(diǎn)布置實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)有些品種植物有作用層對癥應(yīng)用階段,所以發(fā)現(xiàn)不只是應(yīng)急措施才具有培育價值。NAA:500-600PPm作用期短,僅5-6天,只用一次不反跳,需多次應(yīng)用,藥I時消耗較多,經(jīng)濟(jì)效益不顯著。MH:3葉1心,1000PPm,控長率30-50%,但秧苗發(fā)生灼燒抑制新葉生長,同時抑制出穗,效果不好。乙烯利:1000PPm,移栽前15天,提高E+H和ABA含量,抑制細(xì)胞,能達(dá)控長率25%,但早稻晚期難定,應(yīng)用受限。(三)、MET在水稻培育壯秧上應(yīng)用效果1):多MET控制伸長生長MET技術(shù)最先的目的是控制伸長生長,發(fā)現(xiàn)有的顯效應(yīng)。無論是常規(guī)品種還是不同雜交組合,但對其控制強(qiáng)度有一定區(qū)別,對本身生長勢強(qiáng)的品種,MET對其控制程度低些,相反,控制程度高些。如:H129、青粳3號(水稻所)30g/mg,MET處理,對H129控長率18-20%;對3號控長率30%。MET是降低了秧苗生長速率,所以能控長。用糠伏6號處理CK:1.4-1.6cm/日,處理1.0-1.2cm/日。MET有效期達(dá)35天??删S持到秧田結(jié)束(拔秧移苗)。有反跳現(xiàn)象,經(jīng)處理移到田中,看不出與秧苗的區(qū)別。MET對主莖秧苗控長率高于分蘗。(緩延劑)地下部分和根系常有促進(jìn)作用。MET處理根系根量可↗20%,如有深層↗拔根難度,MET根系↗量主要是表層根系。故效果好。2):MET增加分蘗:水稻有秧田培育壯秧標(biāo)準(zhǔn),矮壯節(jié)芭,緩苗反青期要短、要早發(fā)。如:秈稻咄交組合。秈伏6號,45天秧完全。3-3.5個單株帶芭。MET處理分蘗數(shù)可↗到5-8個。MET10Kg/mv授量。效果達(dá)50-100%增加少達(dá)到一倍GK7.5%18.5%00MET7.5%4.5%37.5%10%7.5%第1-3個芭4-1個節(jié)7-9100.增加分蘗的原因。a:秧苗分蘗較早,比對照提前4-6天,對禾本秧作物促分蘗出現(xiàn)早。b:秧苗分蘗、分生速度不僅早,而且快,如秈伏6號,100個苗,每天分蘗10個,處理后達(dá)到12-16個/百草、天。C:秧苗分蘗死亡率較低,對照死亡率30%,用秈伏6號處理死亡率達(dá)18-20%。影響因素:①播種量越↘,分蘗率越高,可見播種量低則MET作用更明顯。②品種因素,本身的分蘗率多的品種,用后分蘗↗更多。3):MET對秧田雜草的抑制雜草受控更明顯,可直接殺死許多雜草,另外,一些雜苗嚴(yán)重受到抑制,對雜草抑制只對秧田有作用,對本田無效果。如從秧田中帶到本田的雜草會有反跳作用,要注意用多效唑處理秧田,雜草死亡率達(dá)94.5%;CK-30.4%。點(diǎn)4):減輕移栽敗苗,反青快。MET可減輕栽后的敗苗,用(秈伏6號)單株枯葉率50%(CK)而MET處理―5%,老葉不枯,新葉生長快,原因由于在秧苗期根子、根量受延緩劑控制,發(fā)根強(qiáng),葉片蒸騰低,可以維持生理水分的平衡,這是原因(枯苗率低)。5):增產(chǎn)效果(MET)MET幅度,8―15%,增產(chǎn)。技術(shù)不錯而達(dá)到10%以上,從客觀上講技術(shù)就不錯了,原理只重要的是增加了分蘗,從產(chǎn)量因素上看,扁狀數(shù)↗(秧田分蘗多,本田分蘗早),秧棵數(shù)↗分蘗發(fā)生早,大蘗較多,即一級分蘗多)2、MET應(yīng)用技術(shù)要點(diǎn):一、二、三水要干一、使用時期葉片;二、藥液量200斤/mm;三、300ppm濃度。1葉1期(最佳),粉劑要靠根子吸收,故秧田水面要干,防藥液流失。使用時:一般從利芽到2葉期均可使用。苗高*分蘗數(shù)處理↘*↗用的濃度是300PPMCK相等說明沒秧苗生長濃度偏高,秧苗生長量低于對照不利于秧苗生長處理方法:灑施(與系統(tǒng)肥料混合灑施)處理不均勻噴施:均勻效好于灑施浸種:有作用效果,但有效作用期短,反15天左右,而噴施效果好,作用期↗30-40天。技術(shù)要點(diǎn):秧板面要平,面要干,如果有水,藥易流失。3、配套措施播量、播期、秧田、灌水、施肥期、施肥量。秧田播量要求:對雜交晚稻播量(8-10kg/mn)要低于糯稻,糯稻的8-10kg/mn:不處理時40-50kg/mn。MET一般不超過30kg。抑期:播提前,適當(dāng)提早抑種,MET可延遲雜交稻,始就,齊就期。因MET↗主莖葉片數(shù)0.5-1片,可能與有本田中反跳有關(guān)。灌水:看習(xí)慣,水秧、旱秧(根據(jù)需要適當(dāng)控水看習(xí)慣把握。旱秧受控好于水秧。施肥期量:量要↗日期要提前。(反之會使前期分蘗多,主莖葉多的死亡率多)。4、M
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