專利名稱:抗逆性植物生長調節劑及其制法和用途的制作方法
技術領域:
本發明涉及一類抗逆性植物生長調節劑,特別是涉及一類化學結構為1,3-二氧代環戊烷類化合物經過劑型復配而得到的具有抗干旱、抗鹽堿的抗逆性植物生長調節劑及制法和用途。
背景技術:
化學調控技術是本世紀中葉農業上興起的新事物,起源于人類對植物生長激素的發現,是植物生理繼化學施肥之后,對農業的又一重大貢獻。這一技術利用少量的化學制劑(如甜菜堿、吲哚丁酸)施用在植株上或土壤中,對作物個體發育的進程進行調控。化控制劑在農用藥劑中異軍突起,其用途廣泛,在品種與數量上,一、二十年間,一躍而居首位!而抗逆性化學調控技術是生物化學調控技術的一個新的增長點。
在七、八十年代人們主要研究無機離子(如K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Cl-、NO-3、SO42-等)和植物激素類化合物(如脫落酸、B6)在抗逆性方面的應用,到九十年代開始研究自由基清除類劑(如SOD、POD、CAT)、植物代謝和次生代謝產物(脯氨酸、甜菜堿、游離氨基酸等)、有機合成的新化合物在抗逆性方面的應用,并發現冠醚類化合物具有很好的抗逆性效果,但由于這類化合物成本極高并且對動物毒性大,因此沒有開發為產品的前途。
近年來,我國在抗逆性研究方面也取得了很大的進步,現在國內銷售的抗干旱農藥有黃腐酸類如“FA旱地龍”,天然生物堿類如駱駝蓬堿(79401),人工合成制劑如丁二酸,而抗鹽堿制劑尚未見報道。
以上制劑中“FA旱地龍”的生物活性較低,駱駝蓬堿(79401)的生產成本高,資源有限。冠醚類化合物具有很好的抗逆性效果,但成本非常高,對動物的毒性也高,不可能開發為農用化學品。
發明內容
本發明的目的在于克服已有的冠醚類化合物抗逆性化學調控劑成本高、對動物毒性大、不能開發為實用產品的缺點;從而提供一種以1,3-二氧代環戊烷類化合物為主,經過劑型復配而得到的高效低毒的、具有抗鹽堿、抗干旱的與能促進植物生長的抗逆性植物生長調節劑;本發明的另一目的是提供一種成本低、適于大規模生產的1,3-二氧代環戊烷類化合物和抗逆性植物生長調節劑的制備方法;本發明的又一目的是提供1,3-二氧代環戊烷類化合物經過劑型復配得到的抗逆性植物生長調節劑對甜菜、西瓜、西紅柿、辣椒、黃瓜、苜蓿、棉花、萵筍、小麥、玉米、大豆和花卉等作物在抗鹽堿、抗干旱以及植物生長調節活性方面的應用。
本發明的目的是這樣實現的本發明提供的抗逆性植物生長調節劑包括具有如下化學結構的1,3-二氧代環戊烷式中R為烷基、苯基、取代苯基、呋喃基或吡啶基; (上述結構式可用RAD通式來表達),還包括(1)用該化學結構的1,3-二氧代環戊烷,采用如下的方法進行劑型加工取通式RAD化合物5-25毫升,溶于90-100毫升溶劑中,加溶劑重量1~10wt%的表面活性劑,在室溫下,攪拌混勻配制成含化學結構的1,3-二氧代環戊烷有效成份為5-25wt%的抗逆性植物生長調節劑乳油;所述的溶劑包括甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇、丙酮、豆油或機油等;所述的表面活性劑如聚氧乙烯醚(GFC)、曲拉通(OP)-10、農乳(0204)或吐溫-60;還包括(2)用該化學結構的1,3-二氧代環戊烷采用如下的方法進行劑型加工取通式RAD化合物5-25克,加入輕質碳酸鈣70-100克,白碳黑5-10克混合,再按重量比為1~10wt%加入表面活性劑,在室溫下,攪拌混勻,制成含化學結構的1,3-二氧代環戊烷有效成份為10-20wt%的抗逆性植物生長調節劑可濕性粉劑;所述的表面活性劑如NP-10、Sopa、拉開粉或快速滲透劑T;還包括(3)用該化學結構的1,3-二氧代環戊烷采用如下的方法進行劑型加工取通式RAD化合物1-200毫克,加入羧甲基纖維素1-5克、淀粉10-30克、聚丙烯酸鹽20-60克、加水800-1000克,在室溫下,攪拌混勻,制成具有抗逆性植物生長調節劑的種衣劑或樹根涂抹劑;其化學結構的1,3-二氧代環戊烷的有效成份為1~200ppm。
本發明制備抗逆性植物生長調節劑的方法包括以下步驟一.首先合成通式RAD化合物,按以下步驟進行取1-10g的催化劑加到1mole的醛中,再加入1-1.2mole的乙二醇和300-500ml的溶劑,混合倒入反應器中,再安裝上分水器,用通常的方法回流分水4-8小時,脫去溶劑,減壓蒸餾得RAD類化合物;所述的醛包括甲醛、苯甲醛、呋喃甲醛、吡啶甲醛或丁烯醛等;所述的催化劑包括酒石酸、草酸、三氧化二鋁或對甲基苯磺酸;所述的溶劑包括苯、甲苯或者是二氯甲烷;二.制備不同的劑型1.包括用該化學結構的1,3-二氧代環戊烷采用如下的方法進行劑型加工,制成抗逆性植物生長調節劑乳油取通式RAD化合物5-25毫升,溶于90-100毫升溶劑(溶劑包括甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇、丙酮、豆油或機油等)中,加入溶劑重量比為1~10wt%的表面活性劑,表面活性劑如聚氧乙烯醚(GFC)、曲拉通(OP)-10、農乳(0204)或吐溫-60,在室溫下,攪拌混勻配制成有效成份為5-25wt%的化學結構的1,3-二氧代環戊烷乳油。
2.還包括用該化學結構的1,3-二氧代環戊烷采用如下的方法進行劑型加工,制成抗逆性植物生長調節劑可濕性粉劑取通式RAD化合物加5-25克,加入輕質碳酸鈣70-100克,白碳黑5-10克混合,再按重量比為1~10wt%加入表面活性劑,表面活性劑如NP-10,Sopa,拉開粉,快速滲透劑T在室溫下,攪拌混勻,制成有效成份為10-20wt%的化學結構的1,3-二氧代環戊烷可濕性粉劑;3.還包括用該化學結構的1,3-二氧代環戊烷采用如下的方法進行劑型加工,制成具有抗逆性植物生長調節劑的種衣劑或樹根涂抹劑取通式RAD化合物1-200毫克,加入羧甲基纖維素1-5克、淀粉10-30克、聚丙烯酸鹽20-60克、加水800-1000克,在室溫下,攪拌混勻,制成種衣劑或樹根涂抹劑;其化學結構的1,3-二氧代環戊烷的有效成份為1~200ppm;還包括在含有通式RAD的有效成份為5-25wt%的乳油中加入三十烷醇,α-萘乙酸,赤酶素,鋅離子,鈣離子或鉀離子等,其加入量為0.1~5wt%具有增效作用。
本發明制備的抗逆性植物生長調節劑的用途包括適與施用在作物為甜菜、西瓜、西紅柿、辣椒、黃瓜、苜蓿、棉花、萵筍、小麥、玉米、大豆和花卉。所施用方式為浸種和葉面噴施;通式RAD化合物的使用濃度為10-100ppm。
抗逆性植物生長調節劑生物活性浸種能夠明顯促進植物根系的生長,提高植物在干旱與鹽堿等脅迫條件下的成活率,葉面噴施促進作物的生長,提高作物的抗旱與抗病能力,延長瓜類的成活期。其作用方式是通過浸種促進植物根系的生長,葉面噴施可改善植物生理功能,提高缺水條件下植物的成活能力從而提高作物產量。
本發明的優點在于1.本發明制備的抗逆性植物生長調節劑以冠醚結構為模板,結合植物細胞激動素6-呋喃氨基嘌呤分子片段,設計并合成了1,3-二氧代環戊烷類系列化合物,這類化合物保留了冠醚類化合物良好的抗逆性效果,克服了冠醚類化合物的毒性;并經過劑型復配,同時具有抗鹽堿和抗干旱兩種抗逆生物活性。通過大量實驗證實,該類化合物具有抗鹽堿與抗干旱以及植物生長調節活性的效果,如表1-28中所說明的結果。
2.本發明的制備方法所使用的原料易得,合成路線短,技術含量高,適于大規模生產,我國許多工廠已經具有本產品中間體的生產技術,且成本低(0.05元/克),農民容易接受,技術容易推廣。
3.本發明的抗逆性植物生長調節劑具有高效低毒,適于植物范圍廣;而且浸種需20%制劑2克/畝,噴施需20%制劑每畝8克/畝;對大鼠的致死中量為2150毫克/千克。
4.本發明的制備方法簡單、用途廣。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明作進一步的說明,但本發明并不僅僅局限于這些實施例。
實施例1制備R=苯基的通式RAD化合物,即2-苯基-1,3-二氧代環戊烷;其具體步驟如下將1mole的苯甲醛中加入10g的草酸,1.2mole的乙二醇,加苯300ml,用分水器回流分水4-8小時,脫去溶劑,減壓蒸餾得1,3-二氧五環類化合物。R=苯基,收率93%,bp 107-108℃(13毫米汞柱)1H-NMR(CDCl3),δ=4.0(m,4H);5.77(s,1H);7.1-7.6ppm(m,5H);IR;υ=2900,1455,1390,1314,1221cm-1。
實施例2制備R=2-吡啶基的通式RAD化合物,即2-吡啶基-1,3-二氧代環戊烷將1mole的吡啶甲醛中加入14g的草酸、1.2mole的乙二醇和加苯300ml,用分水器回流分水4-8小時,脫去溶劑,減壓蒸餾得2-吡啶基-1,3-二氧代環戊烷,收率為82%,bp(沸點)146-148℃/5mm Hg,1H-NMR(CDCl3);δ=8.61(m,1H,H-6),7.70(m,1H,H-4),7.53(m,1H,H-3),7.27(m,1H,H-5),5.84(s,1H,O-CH-O),4.12(m,4H,O-(CH2)-O);IR1090,1030和980(C-O-C-O-C)。
實施例3制備2-呋喃基-1,3-二氧代環戊烷將1mole的呋喃甲醛中加入16g的草酸、1.2mole的乙二醇和加苯300ml,用分水器回流分水4-8小時,脫去溶劑,減壓蒸餾得2-呋喃基-1,3-二氧代環戊烷,該R=2-呋喃基的2-呋喃基-1,3-二氧代環戊烷的收率88%,bp68-71℃/1mmHg NMR7.43(dd,J=1.5,0.9Hz,1H,),6.45(d,J=3.0Hz,1H)6.36(dd,J=3.3,1.5Hz,1H), 5.93(s,1H,O-CH-O),4.17-3.99(m,4H,O-(CH2)-O),IR3125(m,=CH),2960(s),2894(s),1604(m,C=C),1505(m),1357(s),1227(s),1157(s,CO),937(s),890(s),750(s)cm-1。
實施例4制備R=烷基的1,3-二氧代環戊烷將1mole的巴豆醛(丁烯醛)中加入10g的陽離子交換樹脂、1.2mole的乙二醇和加苯300ml,用分水器回流分水4-8小時,脫去溶劑,減壓蒸餾得2-丙烯基-1,3-二氧代環戊烷,(R=丙烯基),其收率78%,bp70-71℃/50mmHg1H NMRδ=5.96(dq,J=15.6,6.4Hz,1H,),5.51(ddq,J=15.6,6.6,1.6Hz,1H),5.18(d,J=6.6Hz,1H),4.07-3.82(m,1H),1.75(dd,J=6.6,1.6Hz,3H).
下列實施例中采用實施例1中制備的通式化合物簡稱為RAD1、實施例2為RAD2與實施例3為RAD3,并分別表示1,3-二氧代環戊烷類化合物的2-苯基-1,3-二氧五環、2-吡啶基-1,3-二氧五環與2-呋喃基-1,3-二氧五環,在田間試驗時使用的含有實施例3制備的RAD3成分為20%的乳油稱為“潤禾寶”。
實施例5取20毫升實施例3制備的化合物RAD3,溶于100毫升甲苯,加入表面活性劑GFC 0.5克(重量比為0.5wt%)、OP-10表面活性劑1.5克(重量比為1.5wt%)和0204表面活性劑0.3克(重量比為0.3wt%),在室溫下,攪拌混勻配制成含RAD有效成份為20%的乳油。
實施例6化合物RAD2,20毫升,溶于100毫升甲苯,加入表面活性劑OP-10(重量比為1wt%)和農乳0204(重量比為2wt%),在室溫下,攪拌混勻配制成有效成份為20%的RAD2乳油實施例7化合物RAD1,20毫升,溶于100毫升甲苯,加入表面活性劑吐溫-60(重量比為2wt%),在室溫下,攪拌混勻配制成有效成份為20wt%的RAD1乳油實施例8化合物RAD3,20毫升,溶于100毫升甲苯,加入0.05%的三十烷醇,加入表面活性劑GFC 0.5克(重量比為0.5wt%),曲拉通,1.5克(重量比為1.5wt%),1克的0204(重量比為1wt%),在室溫下,攪拌混勻配制成有效成份為20wt%的增效RAD3乳油。
實施例9在水介質中,RAD系列化合物促進冬小麥根系生長的室內生物測定供試作物品種為冬小麥(北農2號),供實施的樣品為實施例5-8用RAD1、RAD2、RAD3所做的乳油。
采用浸種方法將冬小麥種子分別在上述的的乳油中進行浸泡處理達10小時,RAD1、RAD2、RAD3的濃度分別取25ppm和50ppm,以水浸泡的為對照。冬小麥種子浸泡10小時后,將冬小麥種子放入20℃的人工氣候箱內萌發,5天后調查與種子活力關系密切相關的指標如胚根鮮重、干重及有關內容,測試結果分別列在表1。
表1 RAD三種制劑促進小麥種子在水介質中的發芽實驗結果
由表1結果可以看出,在水介質中RAD三種劑型均能明顯促進小麥的生根和發芽,說明RAD具有植物生長調節活性,在水介質中RAD三種劑型的活性次序為RAD2>RAD3>RAD1,并且在25ppm的使用濃度最好。
實施例10干旱脅迫條件下,RAD1-3促進冬小麥抗旱性根系生長的室內生物測定干旱脅迫條件-17巴的甘露醇溶液(1000ml水中加入132克甘露醇)。
逆境模擬條件垂直萌發將冬小麥種子分別在RAD1、RAD2和RAD3的水溶液中進行浸泡處理達10小時,RAD1、RAD2、RAD3的濃度分別取25ppm和50ppm,以水浸的為對照。種子浸泡10小時后,按順序擺在玻璃板上,再利用毛細吸水原理進行垂直萌發,玻板垂直放入裝有-17巴的甘露醇溶液的容器中,再加蓋放入20℃的人工氣候箱內進行萌發。。
調查方法萌發10天后進行調查,測定胚根條數、胚根長度、胚根與胚芽的鮮重和干重并照相,調查結果見表2。
表2 RAD1-3三種劑型提高冬小麥抗旱性試驗結果
注表2中數據均為10株的平均值;對照(CK)樣本在第5天調查時根長與芽長均為0,RAD處理過的樣本均已發芽。
由表2結果可以看出,RAD3劑型無論是25ppm,還是50ppm,在-17巴的水分脅迫條件下,小麥根量(條數和長度)都明顯地優于RAD2和RAD1劑型。再以組織含水量數值的大小來分析,也是RAD3劑型的50ppm的最高,25ppm的次之。人所共知,在水分脅迫條件下,無論是種苗還是植株的根量的多少及組織含水量的大小都是反應其抗旱性的重要指標。為此,我們確認RAD3為冬小麥提高抗旱性的最佳劑型,在室內模型實驗中50ppm為最佳濃度。
實施例11鹽脅迫條件下,RAD1-3促進冬小麥抗鹽性根系生長的室內生物測定鹽脅迫條件2%的NaCl溶液;逆境模擬條件垂直萌發將RAD1、RAD2與RAD3三中化合物,采用50ppm與100ppm的濃度分別對冬小麥浸種10小時后,按順序將浸種之后的冬小麥擺在玻璃板上,再利用毛細吸水原理進行垂直萌發,玻板垂直放入裝有2%NaCl的溶液容器中,再加蓋放入20℃的人工氣候箱內進行萌發。
調查方法萌發10天后進行調查,測定胚根條數、胚根長度、胚根與胚芽的鮮重和干重并照相,調查結果見表3。
表3 RAD三種劑型提高冬小麥抗鹽性試驗結果
由表3結果分析,從根的條數來看,三個樣品均好于對照,即表明這三個樣品均有促根作用。但從根的長度來看,其促根作用還有一定的差異,RAD2劑型的兩個濃度的根長小于RAD1和RAD3。在鹽脅迫條件下,根系是首先受傷害的器官,根量,特別是根的長度是作物抗鹽性的重要指標之一。從組織含水量的大小來看RAD3>RAD1>RAD2。較多的組織含水量,能保持較好的水分供應,也能維持較長時間的正常生理功能,以減輕鹽害的程度。由以上根量和組織含水量兩項指標來看,RAD2均處于劣勢,綜合比較RAD2和RAD3,我們確認RAD3為提高冬小麥抗鹽性的最佳劑型,50ppm為最佳濃度。
實施例12RAD3對不同作物浸種濃度與時間的選擇1、材料和方法供試品種為冬小麥、玉米、棉花、大豆、苜蓿、向日葵和甜菜。
浸種時間4、8、10、12和14小時。
浸種濃度25ppm、50ppm、100ppm、150ppm和200ppm,以水浸的為對照。
逆境模擬條件鹽脅迫條件為2%的NaCl溶液;干旱脅迫條件為小麥使用-17巴的甘露醇溶液(1000水中加入132克甘露醇),玉米使用-15巴的甘露醇溶液。(棉花、大豆、苜蓿、向日葵和甜菜使用-16巴。)逆境模擬條件垂直萌發分別將各劑型不同濃度處理過的種子,按順序擺在玻板上,再利用毛細吸水原理進行垂直萌發,抗旱性試驗玻板垂直放入裝有配置好的甘露醇溶液的容器中,抗鹽試驗玻板垂直放入裝有2%NaCl的溶液容器中,再加蓋放入20℃的人工氣候箱內進行萌發。
調查方法萌發4天和7天后進行調查,測定胚根條數、胚根長度并照相。小麥種子數為10,玉米、棉花種子數為6,表4、5、6和7所列出的數據為胚根長度平均數。
表4 RAD3在不同濃度、時間浸種對冬小麥、玉米抗旱性實驗第4天調查結果(根長,厘米)
表5 RAD3在不同濃度、時間浸種對冬小麥、玉米抗旱性實驗第7天調查結果(根長,厘米)
表6 RAD3在不同濃度、時間浸種對冬小麥、玉米抗鹽性實驗第4天調查結果(根長,厘米)
表7 RAD3在不同濃度、時間浸種對冬小麥、玉米抗鹽實驗第7天調查結果(根長,厘米)
通過表1與表4、5、6、7的數據分析表明,RAD3浸種具有很明顯的抗鹽和抗旱效果,對照組與處理組的試驗結果差異非常明顯,在干旱模擬條件(小麥使用-17巴的甘露醇溶液;玉米使用-15巴的甘露醇溶液)和鹽脅迫條件(2%的NaCl溶液)中,在室溫(20℃)生長4天,未經RAD3處理的種子,小麥、玉米均不能生長,而經RAD3處理的種子根長已經超過1.5厘米。在室溫(20℃)生長7天,未經RAD3處理的小麥、玉米種子根長不足1厘米,而經RAD3處理的種子根長已經超過3.5厘米。
RAD3對小麥和玉米浸種的濃度和時間對抗擬性生物活性效果均有影響,對各種作物安全使用濃度為25~100ppm,大于150ppm的RAD浸種會對作物的發芽產生嚴重的抑制作用。
對小麥的浸種濃度為25~50ppm,時間8~12小時;對玉米的浸種濃度為50ppm,時間為12~14小時。
對棉花、甜菜、西瓜、苜蓿、大豆沒有記錄具體試驗數據,通過目測分析,對棉花浸種濃度為50ppm時間為14小時;對甜菜浸種濃度為50ppm時間為8小時;對大豆浸種濃度為50ppm時間為2小時。苜蓿,浸種濃度為25ppm時間為6小時,西瓜浸種濃度為25ppm時間為6小時。
實施例13RAD3增加小麥三葉期抗旱性與耐鹽性試驗對RAD生長調節劑型新劑型,經過4個月對冬小麥、玉米和棉花等芽期的反復試驗,初步篩選出RAD3 50pm為優選的。本實施例試驗的目的是測定RAD3增加小麥三葉期抗旱性與耐鹽性實驗,并與商品化的植物生長調節劑進行對照。A、材料與方法供試品種為京冬8號,由中國農科院作物所提供。
浸種將參試冬小麥分別浸在50ppm的RAD3溶液和5ppm的卅烷醇溶液中,時間為12小時,以水浸為對照。
試劑配制分別配制1%、2%的NaCl溶液和-11.5巴的甘露醇溶液。
垂直萌發采用與實施例11相同的方法,處理和對照各4次重復,播種后的玻璃板垂直放在裝有1%和2%的NaCl溶液的器皿中,并加蓋于20℃的人工增減箱內進行萌發,10天后進行調查。
盆栽試驗將RAD3、卅烷醇和水浸過的種子,分別播在裝有定量蛭石和水的小塑料杯內,再加定量的干蛭石復蓋在種子上面,然后于室溫下進行苗的培養,長到三葉期之后,將對照組和各處理組的麥苗剪齊,然后在1%的NaCl和-11.5巴的逆境條件下生長,考查處理組的抗逆能力。B、結果與分析● 以垂直板萌發為試驗1,盆栽試驗為試驗2,分別介紹其結果。
● 試驗1RAD3浸種對小麥萌發階段耐鹽性的影響,所測數據列于表7中表8 RAD3芽期的抗鹽性
*表8中的數據均為10種子的平均值由表8中的分析數據和照片上直觀目測表明,RAD3和三十烷醇均能夠促進小麥的抗鹽能力,50ppm的RAD3對小麥浸種后,明顯地增加了小麥出苗階段對鹽脅迫的抵抗能力,對胚根的生長有明顯地促進行作用,在含2%重量的NaCl條件下,RAD3作用效果明顯好于商品化植物生長調節劑三十烷醇,未經處理的小麥種子在此條件下不能生長。
● 試驗2用50ppm的RAD3對小麥浸種后對苗期抗旱、耐鹽性的影響。
小麥處理方法在播種前用50ppm RAD3對小麥種子浸種10小時(對照是用水對麥種浸種10小時),然后進行盆栽播種試驗,當盆栽苗長到二葉一心時,從胚芽鞘處剪掉葉片,然后將參試盆栽材料分成A、B兩組,A組的試材(3盆處理,3盆對照)都加入-11.5巴的甘露醇溶液20ml,進行抗旱性試驗;B組的試材(3盆處理,3盆對照)都加入1%的NaCl溶液20ml一周后調查根數與根長并照相,結果如表8所示。
表9 RAD3對小麥苗期抗旱、耐鹽性的影響
從表9中的數據可以看出,經RAD3和卅烷醇浸過的種子長出的苗,根數和根長均優于對照,在3葉期后,從株高分析,卅烷醇的生長狀況和對照組相近,經RAD3處理過的小麥要明顯好于對照組和卅烷醇處理組。說明經RAD3處理的麥種,在苗期仍然具有抗逆性生長能力。
實施例14
RAD3生長調節劑與生根粉、保水劑進行增加抗旱性的比較本實驗的目的是對RAD3生長調節劑與市場上銷售的生根粉(A6)、保水劑(M3)(中國農業科學院品種資源研究所)進行增加抗旱性的比較。1、材料與方法供試冬麥品種為CA9554,由中國農科院作物所提供。
采用垂直板萌發法,分別將A6、M3、RAD3(50ppm)和水浸10小時的種子,播在玻璃板上,以毛細管原理,將玻板插在裝有(-17巴)的甘露醇溶液中,再將整個裝置放于20℃的人工氣候箱內,進行萌發,7天后進行調查,測定結果見表10。2、結果與分析表10 A6、M3和RAD3對提高種子活力的比較
由表10結果可以看出,RAD3對種子活力的提高明顯地好于生根粉A6和保水劑M3。用50ppm RADRAD3浸種的小麥,在干旱條件下可促進根系生長83.2%,比生根粉高53.1%,比保水劑高55.0%;促進胚根鮮重135%,比生根粉高84.0%,比保水劑高78.2%。
實施例15RAD3浸種對西瓜芽期和苗期的室內生物測定結果1、材料與方法作物西瓜(京欣一號)。藥劑RAD3(20%RAD乳油)。處理方法浸種12小時。藥劑的配制稱取20%的RAD3乳油100mg,用蒸溜水分別定容至100ml,配制成相當于有效成份200ppm乳液,然后按所設定的濃度稀釋至100、50、25ppm。試驗方法溫室盆栽法,吸取各濃度藥液30ml,加入50ml燒杯中,把經過精選的60粒西瓜種子放入杯中,置26℃溫箱中浸泡12小時。結束處理后,把西瓜播種在裝有定量土的陶瓷盆中,每處理4盆,每盆12粒,定量覆蓋土后,置自然光照溫箱中培養40天。每周澆1/2倍的Hagland營養液一次。2、結果測定與數據處理西瓜播種后三天調查出苗率,第35天和第40天分別調查開花數,處理后40天收獲全株,測量地上株高、鮮重、干重和地下鮮重及干重,并對數據進行LSD檢驗。測試進行二次,結果中的數據為兩次試驗的平均值。
表11.對西瓜出苗的影響
表12.對西瓜幼苗株高的影響
表13.對西瓜幼苗地上鮮重的影響
表14.對西瓜幼苗地上干重的影響
表15.對西瓜幼苗根鮮重的影響
表16.對西瓜幼苗根干重的影響
表17.對西瓜幼苗開花的影響
結果分析在室溫條件下,RAD3浸種對西瓜的生長具有促進作用,發芽影響在25~100ppm對西瓜出苗沒有不良影響;幼苗生長的影響對西瓜幼苗的株高、鮮重、干重和地下鮮重及干重均有不同程度的增加。經LSD檢驗,25和50ppm處理同對照的差異均達到顯著和極顯著水平;對幼苗開化的影響25~100ppm處理均促進提早開花,并其開花數量也明顯增加。
實施例16RAD3在西瓜實驗田試驗結果處理方法是用50PPm的RAD3藥液浸種,或是在西瓜的不同生育階段用50ppmRAD3抗逆性植物生長調節劑乳油進行噴施。無論浸種還噴施處理均在1周后觀察記錄苗情的變化、結果率的變化。(1)第一期的試驗結果● 苗情變化苗期噴施后,處理組比對照組緩苗快、葉片深綠、苗壯,抗黑腐病。● 果實變化結果期噴施后,處理組比對照組坐果多、果實大,最后苗齡延長了三個月。● 產量變化處理組比對照組增產2000斤/畝。(2)第一期的試驗結果第一個試驗點浸試驗首先進行了播種前的浸種處理,處理后種子的出苗率,苗健壯度和抗病能力均優于對照組。第一個試驗點噴施試驗● 苗情變化處理組比對照組苗挺拔,健壯,葉深綠。抗蚜蟲和半風邊病,死條少。● 產量變化處理組比對照組1增產700斤,比對照組2增產500斤。第二試驗點的噴施試驗● 苗情變化苗期噴施后,葉片增大,色深,瓜苗健壯。● 果實變化開花期噴施后,坐果多,果實大,三畝地所收的西瓜平均每個12斤,比往年的產量明顯地提高,獲現金5500元。
實施例17RAD3在春小麥地的田間試驗作物品種東農120;劑型,20%RAD3乳油;方法用RAD3配制成25ppm、50ppm、100ppm的濃度的抗逆性植物生長調節劑乳油浸種,浸種12小時后晾干播種,小區面積100平方米,隨機取組設計,4次重復。生育后其管理與大田基本相同。分析數據見表18與表19。表18、第一期不同劑量的RAD3抗逆性植物生長調節劑乳油對春小麥生長發育影響處理4月15日 4月22日 4月29日 5月10日柱高 根鮮重 柱高根鮮重 柱高 根鮮重 柱高 根鮮重(cm) (g)(cm) (g)(cm)(g)(cm)(g)對照 3.2 0.023 10.40.036 14.20 0.057 18.60 0.07325ppm 3.0 0.024 10.20.036 14.00 0.055 17.56 0.06950ppm 3.1 0.035 10.90.045 14.68 0.062 18.94 0.081100ppm 3.2 0.026 10.60.039 14.60 0.059 18.44 0.078表19、第一期RAD3不同劑量對春小麥產量性狀影響處理柱高(cm)穗粒數(個)千粒重(g) 產量(公斤/畝)對照 38.621.1 39.0 245.425ppm37.421.0 39.6 251.250ppm38.924.5 40.1 298.4100ppm 38.023.4 39.3 269.1表18中的試驗數據表明,RAD3對春小麥的柱高和根鮮重均有促進作用,特別是對根鮮重作用明顯,說明RAD3對春小麥起到控上促下與狀苗的作用,表19中的試驗數據表明RAD3對柱高影響不明顯,但明顯增加千粒重,特別是50ppm增產作用最好,增產幅度22%。
實施例18RAD3在第一、二期的冬小麥地田間試驗(表20,21)
試驗地設堿性土壤,灌溉不便的;種植小麥品種為魯麥23,每個處理重復4次;處理方法浸種10小時,在小麥的返青期拔節期噴施。
表20、第一期RAD3在冬小麥地施用對產量的影響
表21、第二期RAD3在冬小麥旱田施用對產量的影響
實施例19RAD3在冬小麥試驗田抗旱性又一試驗,RAD3濃度均設為25、50、100ppm,4次重復,每個處理重復4次,共計32個小區,。處理方法浸種10小時,在小麥的返青期拔節期噴施。
表22、第一期RAD3在冬小麥實驗旱田施用對產量的影響
表23、第二期RAD3在冬小麥旱田施用對產量的影響
實施例20RAD3在玉米試驗田結果見表24與表25抗逆性植物生長調節劑濃度均設為50、100ppm,4次重復,處理方法為浸種10小時,包衣、苗期噴、拔節期噴、乳熟期噴施。玉米品種為中原單21號、中原單32號和張玉1號(見表24)。
第二期試驗抗逆性植物生長調節劑濃度均設為25、50、100ppm,4次重復,處理方法為浸種10小時,包衣。玉米品種為金象2號、中單2號、張玉1號、唐抗9號(見表25)。
表24、RAD3在玉米地的田間試驗結果
表25、RAD3在不同玉米品種旱地的增產結果(%)
實施例21RAD3在棉花地的抗鹽性試驗RAD3的施用濃度為50ppm,噴施時期為3葉期、現蕾期、初花期與結鈴期。處理與對照各為0.5畝。處理土壤含鹽量為0.26%,對照土壤含鹽量為0.19%。調查100株處理棉花,株花與棉鈴為684個,對照地645個,增加棉鈴率為6.1%,測定棉花產量,處理地56.8斤,對照地51.3斤,增產率10.7%,說明RAD3能夠保花促苗,提高產量。
實施例22RAD3在大豆地的抗鹽性試驗RAD3施用濃度為50ppm,噴施時期為3葉期、開花期、結夾期;噴施量以全葉片噴濕為宜。田間設計5米行長、5行區,對照和處理均為3次重復。低鹽區土壤含鹽量為0.10-0.15%;低鹽區土壤含鹽量為0.15-0.21%,試驗結果列如表26中。
表26、50ppmRAD3在大豆地的抗鹽性試驗
①RAD3對大豆農藝性狀的影響從表中可以看出RAD3對大豆諸多農藝性狀的均有影響,其中分枝數,飽莢數及株粒數增加明顯,分枝數分別增加50%及41.2%,飽莢數低鹽增加20.3%。高鹽增加不明顯,但秕莢增加64.7%,說明RAD3對大豆花莢有促進作用。單株粒數低鹽土增加19.5%,高鹽土增加較少,僅有8.3%,這是因為高鹽秕莢多造成的。②對大豆產量的影響RAD3可以提高大豆產量,低鹽土增加4.8%,高鹽土增產7.5%。從考種結果看,低鹽效果大于高鹽,但產量結果相反。這可能是取樣造成的誤差。③田間表現從實驗田表現看出RAD3可增強大豆的抗鹽性。大豆苗期以16ds/m咸水處理,咸水處理前一天噴施RAD3,咸水處理后7天調查100株,噴施RAD3的有16株葉片產生鹽害,未噴施RAD3的有42株葉片出現鹽斑和黃葉,說明RAD3能提高大豆抗鹽性;經RAD3處理的植株著生豆莢均勻且莢數多,調查20株噴RAD3的植株,倒數4-6節平均每節5.2個莢,未噴的只有3.2個莢。由此推測RAD3與提高大豆后期抗旱性有關。從結果看RAD3對大豆無副作用;噴施有增產作用,其中對增加分分枝數、飽莢數及單株粒數有明顯作用;噴施RAD3不會造成植株徒長。推測RAD3有利大豆開花結莢,對提高大豆抗旱也有作用。
增強大豆耐鹽性,提高大豆產量上的作用,試驗場土壤含鹽量1.5‰左右(干旱季節含鹽量達到2.0‰左右)。供試品種為中黃4號,由中國農科院作物所提供。試劑濃度100ppm。噴施時期苗期、花期、花莢期及鼓粒期。噴施方法采用不同生育期分別噴藥方法,即苗期、開花期、結莢期及鼓粒期4個生育期分別噴施。田間設計3.5米行長,14行,取中間10行計產。從計產10行中取中間兩行連續10株考種。一次重復。噴淡水小區為對照。播種前不進行試劑浸種(大豆浸種,種皮易脫不利出苗)。試驗分6種處理,為探明大豆在什么生育期噴藥更合適,用什么方法效果更好,采用在上述4個生育期6種處理的方法,即①苗期②苗期+花期(苗期噴一次,花期再噴一次)③花莢期④花莢期+鼓粒期(花莢期噴一次,鼓粒期再噴一次)⑤鼓粒期⑥對照(噴淡水)。3、噴施量使用背負式噴霧器,不同發育階段噴施量不等,都以上面全部噴施到為準。試驗結果見表27。
表27、RAD3在大豆地的抗鹽性試驗對大豆農藝性狀影響
從上表看出RAD3對大豆諸多農藝性狀均有正效應,其中以對分枝數、株莢數增加明顯,這和第一期試驗結果一致。對分枝數5個處理平均增加9.5%,株莢數增加11.8%,以苗期噴藥對分枝增加最多,平均增加28.6%。這是因為大豆苗期正是側枝分化和發育時期,說明RAD3對大豆有促苗壯苗作用。5個處理株莢數平均增加11.8%,以苗期+花期噴施增加最多,平均增加18.9%,故看出苗期噴后待開花時再噴施對產量影響最大,推測RAD3有利大豆保花保莢。對株高和主莖節數的影響兩年不一致。第一期兩組試驗株高平均增加0.6%;主莖節數增加7.4%;而第一期株高增加9.0%,主莖節數增加10.7%。這可能是兩年氣候差異太大造成的。對大豆產量的影響從表28看出,RAD3對提高大豆產量有明顯作用,推測這是因為RAD3可以提高大豆耐鹽性,減緩鹽對大豆的危害。
表28、RAD3對大豆產量的影響
從表28看出,RAD3可以提高大豆產量。第一期兩組試驗分別增產5.1%和8.1%;第二期5個處理平均增產7.6%。以苗期噴施和苗期噴施后開花時再噴一次增產最明顯,平均增產9.5%。對百粒重的影響不規律,花期噴藥有利于提高百粒重,尤其是苗期和花莢期噴施效果明顯。
小結RAD3可以提高鹽堿地大豆產量,表明RAD3可以提高大豆耐鹽性,進而減輕鹽對大豆的危害;噴施濃度50ppm比100ppm效果好、安全;噴施時期苗期、花莢期;噴施方法苗期、花期、莢期連續噴2-3次效果最佳,隔5-7天噴一次。下午噴藥和無風時噴施。
實施例23RAD3在旱田辣椒、西紅柿、青椒、苜蓿、萵筍地的植物生長促進作用施藥濃度均為50ppm,浸種時間為6-10小時,噴施濃度也是50ppm,對辣椒、青椒與西紅柿,在移苗之后先噴一次藥,然后每隔2周噴藥1次,直到花期之后1周。對苜蓿與萵筍在出苗之后只噴施藥劑2次。各種植物的增產結果列如表29中。
表29、50ppm RAD3在旱田蔬菜地的施用的產量增長率(%)
表29中的數據說明RAD3對蔬菜的施用效果比糧食作物更好,尤其是對辣椒的促進生長作用明顯,其增產作用在2年4地的試驗結果中均得到證實。
實施例24RAD3(RAD3)原藥及其制劑的毒理分析原藥對大鼠經口半數致死劑量為256mg/kg;原藥對大鼠經皮半數致死劑量為2150mg/kg;原藥對大鼠呼吸道半數致死濃度大于2000mg/m3;原藥對家兔皮膚以及眼粘膜均五刺激性;原藥的Ames試驗和小鼠皋丸精原細胞染色體畸變試驗均為陰性。20%RAD3乳油對雌雄大鼠經呼吸道半數致死濃度均大于2150mg/m3。根據我國農藥毒性分級標準,該藥屬低毒。
權利要求
1.一種抗逆性植物生長調節劑,其特征是包括具有如下化學結構的1,3-二氧代環戊烷式中R為烷基、苯基、取代苯基、呋喃基或吡啶基; 還包括(1)用該化學結構的1,3-二氧代環戊烷,采用如下的方法進行劑型加工取通式RAD化合物5-25毫升,溶于90-100毫升溶劑中,加溶劑重量1~10wt%的表面活性劑,在室溫下,攪拌混勻配制成含化學結構的1,3-二氧代環戊烷有效成份為5-25wt%的抗逆性植物生長調節劑乳油;還包括(2)用該化學結構的1,3-二氧代環戊烷采用如下的方法進行劑型加工取通式RAD化合物5-25克,加入輕質碳酸鈣70-100克,白碳黑5-10克混合,再按重量比為1~10wt%加入表面活性劑,在室溫下,攪拌混勻,制成含化學結構的1,3-二氧代環戊烷有效成份為10-20wt%的抗逆性植物生長調節劑可濕性粉劑;還包括(3)用該化學結構的1,3-二氧代環戊烷采用如下的方法進行劑型加工取通式RAD化合物1-200毫克,加入羧甲基纖維素1-5克、淀粉10-30克、聚丙烯酸鹽20-60克、加水800-1000克,在室溫下,攪拌混勻,制成具有抗逆性植物生長調節劑的種衣劑或樹根涂抹劑。
2.按權利要求1所述的抗逆性植物生長調節劑,其特征是所述的溶劑包括甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇、丙酮、豆油或機油。
3.按權利要求1所述的抗逆性植物生長調節劑,其特征是所述的表面活性劑包括聚氧乙烯醚(GFC)、曲拉通(0P)-10、農乳(0204)或吐溫-60。
4.按權利要求1所述的抗逆性植物生長調節劑,其特征是所述的表面活性劑包括NP-10、Sopa、拉開粉或快速滲透劑T。
5.一種制備權利要求1所述的抗逆性植物生長調節劑的方法包括以下步驟一.首先合成通式PAD化合物,按以下步驟進行取1-10g的催化劑加到1mole的醛中,再加入1-1.2mole的乙二醇和300-500ml的溶劑,混合倒入反應器中,再安裝上分水器,用通常的方法回流分水4-8小時,脫去溶劑,減壓蒸餾得PAD類化合物;二.制備不同的劑型(1).包括用該化學結構的1,3-二氧代環戊烷采用如下的方法取通式RAD化合物5-25毫升,溶于90-100毫升溶劑中,加入溶劑重量的1~10wt%的表面活性劑,在室溫下,攪拌混勻制成抗逆性植物生長調節劑乳油;(2).還包括用該化學結構的1,3-二氧代環戊烷采用如下的方法取通式RAD化合物加5-25克,加入輕質碳酸鈣70-100克,白碳黑5-10克混合,再按重量比為1~10wt%加入表面活性劑,表面活性劑如NP-10,Sopa,拉開粉,快速滲透劑T在室溫下,攪拌混勻,制成具有化學結構1,3-二氧代環戊烷的抗逆性植物生長調節劑可濕性粉劑;(3).還包括用該化學結構的1,3-二氧代環戊烷采用如下的方法進行劑型加工,制成具有抗逆性植物生長調節劑的種衣劑或樹根涂抹劑取通式RAD化合物1-200毫克,加入羧甲基纖維素1-5克、淀粉10-30克、聚丙烯酸鹽20-60克、加水800-1000克,在室溫下,攪拌混勻,制成種衣劑或樹根涂抹劑;其化學結構的1,3-二氧代環戊烷的有效成份為1~200ppm;
6.按權利要求5所述的制備抗逆性植物生長調節劑的方法,其特征是所述的醛包括甲醛、苯甲醛、呋喃甲醛、吡啶甲醛或丁烯醛。
7.按權利要求5所述的制備抗逆性植物生長調節劑的方法,其特征是所述的催化劑包括酒石酸、草酸、三氧化二鋁或對甲基苯磺酸。
8.按權利要求5所述的制備抗逆性植物生長調節劑的方法,其特征是所述的溶劑包括苯、甲苯或者是二氯甲烷。
9.按權利要求5所述的制備抗逆性植物生長調節劑的方法,其特征是所述的表面活性劑包括聚氧乙烯醚、曲拉通-10、農乳0204或吐溫-60。
10.按權利要求5-8所述的制備抗逆性植物生長調節劑的方法,其特征是還包括在含有通式RAD的乳油中加入三十烷醇、α-萘乙酸、赤酶素、鋅離子鈣離子或鉀離子等,其加入量為0.1~5wt%。
11.一種權利要求1制備的抗逆性植物生長調節劑的用途,其特征是適于施用在作物為甜菜、西瓜、西紅柿、辣椒、黃瓜、苜蓿、棉花、萵筍、小麥、玉米、大豆和花卉上,所施用方式為浸種和葉面噴施;通式RAD化合物的使用濃度為10-100ppm。
全文摘要
本發明涉及一類化學結構為1,3-二氧代環戊烷類化合物經過劑型復配而得到的具有抗干旱、抗鹽堿的抗逆性植物生長調節劑及制法和用途。該抗逆性植物生長調節劑包括1,3-二氧代環戊烷進行劑型復配制成。這類化合物的化學結構可用RAD通式來表達,通式RAD化合物的使用濃度為10-100ppm,小麥、玉米、大豆、甜菜、棉花、西瓜、辣椒、黃瓜、花卉的浸種和噴施,具有明顯的抗旱,抗鹽,抗病菌和抗寒作用,其作用方式是通過促進植物根系的生長,改善植物生理功能,提高缺水條件下植物的成活能力從而提高作物產量,針對性地提高我國干旱和鹽堿地區的產量和品質,對土地沒有毒性累積作用,對人畜魚鳥無害。
文檔編號A01N43/02GK1433686SQ0114456
公開日2003年8月6日 申請日期2001年12月21日 優先權日2001年12月21日
發明者任天瑞 申請人:中國科學院過程工程研究所