一種作物生理誘抗劑及制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬生物工程領域，更具體涉及一種作物生理誘抗劑，同時還涉及一種作物 生理誘抗劑的制備方法。該合劑適用水稻、玉米、棉花、油菜、瓜果以及花丼等多種作物的各 生育期，能夠有效誘導這些作物在低溫、干旱、強光等逆境條件下獲得生理抗性，在較短時 間內顯著提高作物的抗逆性，保障這些作物的穩產高產，同時避免土壤性質惡化和環境污 染。
【背景技術】
[0002] 中國是世界上自然災害最為嚴重的國家之一，災害種類多，分布地域廣，發生頻率 高，造成損失重。而近些年是中國歷史上自然災害最為嚴重的時期之一，災害多發并發，大 災突發連發。中國災害之重、災史之長、災域之廣、災種之多是世界少有的。現在，自然災害 已經愈來愈成為制約中國經濟發展的限制性因素。然而，目前中國應對自然災害的能力還 較差，災害對產量和品質影響也很大，如何提高作物對如干旱、低溫、強光等逆境的抗性已 經成為中國當前科學家研宄的最重要的課題之一。
[0003] 誘導系統抗性（Induced Systemic Resistance簡稱ISR)是"由生物或非生物因 子激活的、依賴于目標植物的物理或化學屏障的活化抗性過程"。大量研宄結果表明，物理、 化學、生物以及環境等因子都可能誘導作物對干旱、低溫、強光以及病蟲害等生物的或非生 物逆境因子的抗性。作物誘導抗性的出現主要是由于作物經誘導物處理后其過氧化物酶、 多酚氧化酶、苯丙氨酸解氨酶、幾丁酶活性都大大增加，當然也包括一些滲透調劑物質如可 溶性蛋白質、氨基酸(如脯氨酸）以及糖類等的變化進而有利于其對逆境因子的防御。在所 有作物抗性誘導方法中，外施化學物質誘導作物抗性由于其具有無毒(或低毒)、對環境無 污染、效果持久等優點而受到人們廣泛關注。然而由于傳統的化學物質反應存在：1)穩定 性差；2)不容易被植物吸收；3)施用量不容易控制；4)容易導致其它一些副作用等缺點而 未能得到廣泛應用。目前在實踐中，這種作物的誘導抗性系統主要集中在生物因子和化學 因子的綜合作用對作物的抗性誘導上，這種方法雖然克服了單一的化學因子誘導的部分缺 點，但具有成本高、見效慢等缺點。并且這種誘導抗性也主要集中理論研宄上，僅在作物抗 病性誘導上有少許應用，對作物干旱、低溫、強光等環境逆境的研宄和應用還很少。
[0004] 近年來，納米材料在促進作物生長、提高作物抗性等方面的研宄日益廣泛。由于納 米材料具有小尺寸效應、表面界面效應、量子尺寸效應、量子隧道效應以及極高的反應活性 等基本特性，因此具有許多傳統材料不具備的奇異特性。而且，納米材料在吸收、催化、敏感 特性和磁效應方面也都表現出明顯不同于傳統材料的特性，在高技術應用上顯示出巨大的 潛力。正因為如此，納米科技越來越受到世界各國政府和科學家的高度重視。美國、日本和 歐盟都分別將納米技術列為21世紀最先研宄的科技。納米材料的生物學效應研宄結果表 明，納米顆粒表面在光激發狀態下能生成超氧陰離子和氫氧自由基等活性類物質，它們具 有很強的光催化活性，從而誘導植物抗性。本研宄團隊近年來對納米材料的研宄也發現，由 于納米顆粒微小，在一定條件下能夠獲得定向革El標特性，有效通過氣孔進入植物細胞中，定 向參與作物的抗性物質調節、促進抗性物質的轉運吸收。本研宄開發的抗性誘導劑是一類 新型的生物制劑，它能激發植物內部免疫機制進而抵御環境脅迫，具有良好的應用前景。
[0005] 本發明即是利用納米材料的小尺寸效應、表面界面效應以及本實驗室通過一定條 件使其獲得的定向靶標特性，采用傳統的化學誘導因子與現代納米技術相結合研制出的一 種能夠有效誘導作物對干旱、低溫以及強光等逆境的生理誘抗劑，能夠有效誘導植物免疫 系統活性，啟動植物體內相應生理生化反應，促進植物體內葉黃素循環系統、抗氧化酶系統 以及滲透調節系統對逆境的應激響應，進而使作物在較短時間內獲得對外界逆境的抗性， 增強其抗逆性，保障作物高產穩產。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的是在于提供了一種作物生理誘抗劑，配方合理，使用方便，能有效 誘導作物對干旱、低溫以及強光等逆境的抗性，最大限度的誘導激活作物的生理抗性系統， 提高作物的應激反應能力，保證作物的高產穩產。
[0007] 本發明的另一個目的是在于提供了一種作物生理誘抗劑的制備方法，方法易行， 操作簡便，成分分散穩定，生態環保，無環境污染，便于推廣應用。
[0008] 為了實現上述的目的，本發明采用以下技術措施： 一種作物生理誘抗劑，它由以下原料的質量分數制成： 原料 質量分數％ 納米二氧化娃(納米SiO2) 2. 0-4. 0% 納米碳酸鈣(納米CaCO3) 1. 2-3. 5% 吲哚乙酸（IAA) 0. 5-1. 5% 脫落酸（ΑΒΑ) 1. 0-2. 5% 腐植酸 8. 5-15. 0% 磷酸二氫鉀（KH2PO4) 3. 0-8. 5% 蒸餾水 65. 0-83. 8%。
[0009] -種作物生理誘抗劑，它由以下原料的質量分數制成(較好范圍）： 原料 質量分數％ 納米 SiO2 2. 0-3. 8% 納米 CaCO3 1. 5-3. 4% 吲哚乙酸（IAA) 0. 6-1. 3% 脫落酸(ΑΒΑ) 1. 1-2. 4% 腐植酸 9. 0-14. 5% 磷酸二氫鉀（KH2PO4) 3. 5-8. 2% 蒸餾水 65. 3-82. 5%。
[0010] 一種作物生理誘抗劑，它由以下原料的質量分數制成(好范圍）： 原料 質量分數％ 納米 SiO2 2. 5-3. 5% 納米 CaCO3 2. 0-3. 3% 吲哚乙酸（IAA) 0. 8-1. 2% 脫落酸(ABA) I. 5-2. 2% 腐植酸 10.0-14% 磷酸二氫鉀（KH2PO4) 3. 8-7. 0% 蒸餾水 66. 8-79. 7%。
[0011] 一種作物生理誘抗劑，它由以下原料的質量分數制成(最佳范圍）： 原料 質量分數％ 納米 SiO2 2. 8-3. 2% 納米 CaCO3 2. 1-3. 0% 吲哚乙酸（IAA) 1. 0-1. 1% 脫落酸（ΑΒΑ) 1. 6-2. 1% 腐植酸 12. 0-13. 5% 磷酸二氫鉀（KH2PO4) 5. 0-6. 5% 蒸餾水 67. 8-75. 0%。
[0012] 一種作物生理誘抗劑，它由以下原料的質量分數制成(最佳值）： 原料 質量分數％ 納米 SiO2 3. 8% 納米 CaCO3 2. 6% 吲哚乙酸（IAA) 1. 2% 脫落酸(ΑΒΑ) 1. 6% 腐植酸 13. 5% 磷酸二氫鉀（KH2PO4) 6. 5% 蒸餾水 70.8%。
[0013] 一種作物生理誘抗劑的制備方法，其步驟是： (1) 分別取納米SiO2、納米CaCO3、吲哚乙酸（IAA)、脫落酸（ABA)、腐植酸、磷酸二氫鉀 (KH 2PO4)'蒸餾水備用； (2) 將步驟（1)中的原料分別按制備量的質量百分比稱取，將其中的納米SiO2和納米 CaCO3分別用2-3ml酒精溶解后混合，3-5min后加入吲哚乙酸（IAA)和脫落酸（ABA)，加入 35. 0 - 40. 0% (質量比）的蒸餾水，攪拌均勻后放入超聲波下處理20-30min，隨后加入腐植 酸和磷酸二氫鉀（KH2PO 4),并用鹽酸調PH值，PH值在5. 6 - 6,加25%-48. 8%(質量比)定容； 即制成作物生理誘抗劑。
[0014] 本發明與現有技術相比，具有以下優點和效果： 配方合理，使用方便，能有效誘導作物對干旱、低溫以及強光等逆境的抗性，最大限 度的誘導激活作物的生理抗性系統，提高作物的應激反應能力，保證作物的高產穩產。方法 易行，操作簡便，成分分散穩定，生態環保，無環境污染，便于推廣應用。其效果主要表現在 以下幾個方面： (1)顯著提高作物對干旱、低溫、強光等逆境的抗性。在作物遇到干旱、低溫、強光等逆 境前或遇到逆境后施用本發明作物生理誘抗劑的大豆、小麥、水稻、玉米、土豆等作物的抗 逆性均顯著提高，與遭受逆境的對照相比，植株葉片癥狀明顯減輕，葉片顏色加深，葉片蠟 質層產生或增厚，這說明本發明作物生理誘抗劑能夠顯著提高作物對逆境的抗性。
[0015] (2)促進作物穩產高產。申請人在大豆、土豆、油菜、水稻以及小麥上進行的兩年的 試驗結果均表明，施用本發明作物生理誘抗劑能夠顯著提高逆境下的作物產量，施用本發 明作物生理誘抗劑的大豆、土豆、油菜、水稻以及小麥等作物分別比未施用本發明制劑的田 塊增產27%、21%、45%、25%、22%，增產幅度均達到20%以上。
[0016] (3)顯著提高作物產品品質。在油菜、水稻、小麥、土豆等作物上的研宄結果表明， 施用本發明作物生理誘抗劑能夠顯著提高逆境下的作物品質，促進作物果實飽滿，增加作 物果重，我們在土豆上的施用結果表明，本發明作物生理誘抗劑在逆境條件下能比對照的 果重提高19. 0-46. 0%，且品質也顯著提高；同時果實色澤度好，耐儲存。
[0017] (4)作物體內氧化酶活性顯著提高，抗逆反應系統顯著加強。干旱脅迫后作物產量 構成因子以及內在生理因子均受到顯著影響，但施用本發明制劑作物生理誘抗劑后，作物 體內過氧化物酶、過氧化氫酶以及超氧化物歧化酶等抗氧化酶活性均呈現了一定程度的升 高，超氧陰離子產生速率、過氧化氫含量等顯著降低，從而對植株在逆境條件下的傷害起到 了有效的減緩作用。申請人在油菜上的研宄結果表明，在低溫來臨前施用本發明制劑作物 生理誘抗劑后，油菜植株體內過氧化物酶、過氧化氫酶以及超氧化物歧化酶活性分別比對 照增加17. 9%、21. 3%和19. 8% ;而超氧陰離子產生速率和過氧化氫含量分別比對照分別降 低 27. 5% 和 18. 1%。
【具體實施方式】
[0018] 實施例1 : 一種