專(zhuān)利名稱(chēng)：一種植物抗旱誘導(dǎo)劑及其制備和使用方法
一種植物抗旱誘導(dǎo)劑及其制備和使用方法所屬領(lǐng)域本發(fā)明屬于生物化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種植物抗旱誘導(dǎo)劑以及該誘導(dǎo)劑的制備和使用方法。
背景技術(shù)：
隨著全球氣候變暖的的影響，從20世紀(jì)70年代至今，地球上嚴(yán)重干旱地區(qū)的面積幾乎擴(kuò)大了一倍，干旱嚴(yán)重影響了農(nóng)作物的生長(zhǎng)和產(chǎn)量，這一現(xiàn)象已經(jīng)開(kāi)始嚴(yán)重影響到人類(lèi)的糧食需求，2010年的西南大旱，對(duì)于糧食和蔬菜的生產(chǎn)造成了巨大的影響。而且隨著國(guó)際糧價(jià)的大幅度攀升，人們?cè)絹?lái)越重視這一問(wèn)題。解決干旱的問(wèn)題只有三個(gè)途徑，一是進(jìn)行農(nóng)田基本建設(shè)和節(jié)水灌溉；二是研究、開(kāi)發(fā)更多的耐旱作物新品種；第三是通過(guò)外施植物抗逆誘導(dǎo)劑類(lèi)物質(zhì)，激活作物本身的抗旱基因，提高作物自身的抗旱能力。天然脫落酸，S-Abscisic acid (S-ABA)，農(nóng)藥通用名S-誘抗素。分子式C15H2004，化學(xué)名稱(chēng)為5-(Γ -羥基,6' ,6'-三甲基-4'-氧代-環(huán)己烯-1 ‘-基)-3-甲基-2-順-4-反-戊二烯酸，化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下
^^^COOH
O^ ^^ XH3天然脫落酸是植物的“抗逆誘導(dǎo)因子”及“平衡生長(zhǎng)因子”，利用外源脫落酸，可啟動(dòng)植物抗逆基因表達(dá)，激活植物內(nèi)源免疫系統(tǒng)，誘導(dǎo)植物對(duì)生物和非生物逆境(干旱、低溫、鹽堿、病蟲(chóng)害)產(chǎn)生抗性，提高植物的抗旱、抗寒、抗病和抗鹽堿能力，可廣泛應(yīng)用于農(nóng)林牧業(yè)、園林綠化、生態(tài)植被恢復(fù)等領(lǐng)域。外源脫落酸作用于植物主要是起到信號(hào)作用，激活植物自身抗旱基因啟動(dòng)，通過(guò)植物自身一系列的生理反應(yīng)達(dá)到抗旱的目的。但通常使用外源脫落酸抗旱劑都僅能起到一次使用啟動(dòng)一次抗旱基因，達(dá)不到完全啟動(dòng)抗旱基因的效果，一般需要在第一次使用后，間隔一周左右再次施用，通過(guò)第二次啟動(dòng)抗逆基因而達(dá)到使植物取得較好的抗旱效果的目的。而兩次施用在勞動(dòng)力成本不斷增加的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中越來(lái)越不可行。用什么方法可以達(dá)到既不增加勞動(dòng)成本，又可以達(dá)到抗旱目的的抗旱劑。外源脫落酸對(duì)植物的施用途徑有三種，植物葉面噴施，優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是脫落酸有效利用率低，能被植物吸收的不到2%，原因是噴灑過(guò)程中的損失和自然界中光分解的損失；植物根部吸收，優(yōu)點(diǎn)是脫落酸利用率高，可與肥料一起施用，缺點(diǎn)是多次施用工作量太大；利用樹(shù)干進(jìn)行輸液施用脫落酸，優(yōu)點(diǎn)是利用率高，缺點(diǎn)是工作量太大，只適合大樹(shù)使用。利用緩釋技術(shù)可以有效解決活性制劑釋放速度快、有效作用時(shí)間短的問(wèn)題，現(xiàn)廣泛應(yīng)用于藥物、肥料、農(nóng)藥、緩蝕劑、水處理劑、芳香劑等方面。在生產(chǎn)和應(yīng)用過(guò)程中，按緩釋劑與
4活性物質(zhì)是否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，緩釋放技術(shù)可分為物理緩釋和化學(xué)緩釋放兩大類(lèi)。物理緩釋指活性物質(zhì)和緩釋劑不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，活性物質(zhì)只是溶解、分散或包埋在緩釋劑，從而對(duì)活性物質(zhì)的釋放起阻礙作用；化學(xué)緩釋指活性物質(zhì)與緩釋劑之間以化學(xué)鍵相連而形成的釋放體系。在該系統(tǒng)緩釋劑一般為聚合物，而且要求活性物質(zhì)和緩釋劑都要有可反應(yīng)的基團(tuán)，緩釋體系中化學(xué)鍵的斷裂多為水解過(guò)程和生物的降解過(guò)程，釋放速度取決于反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過(guò)程、活性物質(zhì)的擴(kuò)散過(guò)程以及界面效應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種植物抗旱誘導(dǎo)劑及其配方，使脫落酸在植物根部施用，一次使用，兩次釋放，從而達(dá)到多次啟動(dòng)植物本身抗旱基因的目的，更好的達(dá)到植物抗旱的效果；本發(fā)明的另一目的在于提供該植物抗旱誘導(dǎo)劑的制備方法和使用方法。本發(fā)明可通過(guò)以下方式得以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明植物抗旱誘導(dǎo)劑由內(nèi)核層、保護(hù)層和快速釋放層組成，采用二次釋放的原理，施用后快速釋放層中的S-誘抗素能快速釋放并被植物體吸收，而由于保護(hù)層的作用，內(nèi)核層中的S-誘抗素要在使用后5-10天后才能被釋放并被植物體吸收，達(dá)到一次施用，S-誘抗素兩次釋放，兩次給植物信號(hào)，兩次啟動(dòng)植物的抗旱基因，使植物的抗旱能力得以提
尚O本發(fā)明不同于一般的醫(yī)藥、農(nóng)藥緩釋技術(shù)，通常的緩釋技術(shù)是把有效成分在一定的時(shí)間周期內(nèi)盡可能均勻的釋放，從而提高有效成分的作用時(shí)間。而本發(fā)明的目的是把有效成分間隔一段時(shí)間的脈沖式釋放，從而達(dá)到一次施藥兩次作用的目的。由于植物種類(lèi)眾多，植物大小區(qū)別也比較大，所以不同植物，在不同的生長(zhǎng)時(shí)期，對(duì)外源脫落酸啟動(dòng)抗旱基因的要求也不同，所以該抗旱誘導(dǎo)劑一般都是針對(duì)某一種植物的某一特定時(shí)期而定制的，主要是調(diào)節(jié)外源脫落酸的含量，也可根據(jù)需求加入其他種類(lèi)的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)和其他有利于植物生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等。本發(fā)明的主要由聚乙烯醇(PVA)和羧甲基纖維素鈉(CMC-Na)、聚丙烯酰胺、石蠟等物質(zhì)形成，并可包含可溶性淀粉、多孔淀粉、Y-聚谷氨酸(Y-PGA)、硅藻土、凹凸棒土、膨潤(rùn)土、高嶺土和甘油等輔助材料。也可根據(jù)不同植物的需求添加其他植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑多效唑、6-芐氨基嘌呤、烯效唑、矮壯素、吲哚乙酸、吲哚丁酸等?？筛鶕?jù)植物的具體需求和成本，選擇不同的材料，造粒直徑在2_6mm之間，兩次釋放時(shí)間在5-10之間就能滿(mǎn)足S-誘抗素對(duì)植物抗旱信號(hào)作用的要求。本發(fā)明的植物抗旱誘導(dǎo)劑包含S-誘抗素等有效作用成分，還含有聚乙烯醇(PVA)和羧甲基纖維素鈉(CMC-Na)、可溶性淀粉等輔助物質(zhì)組成的內(nèi)核層；和含有S-誘抗素等有效作用成分和可溶性淀粉等輔助物質(zhì)組成的快速釋放層，保護(hù)層由石蠟等成分組成。本植物抗旱誘導(dǎo)劑的組成和制備方法A 組成材質(zhì)量百分比為S-誘抗素0. 5—10.0聚乙烯醇5.0-20.0羧甲基纖維素鈉 4.0-20.0甘油20. 0-40. 0
可溶性淀粉50. 0-70. 0
優(yōu)選質(zhì)量百分比為
S-誘抗素1. 0-7. 0
聚乙烯醇5. 0-20. 0
羧甲基纖維素鈉4. 0-15. 0
甘油25. 0-40. 0
可溶性淀粉50. 0-60. 0
最優(yōu)質(zhì)量百分比為
S-誘抗素2. 5
聚乙烯醇15. 0
羧甲基纖維素鈉7. 5
甘油30. 0
可溶性淀粉50. 0
所述材料按照以上質(zhì)量比例混合，用水?dāng)嚢璩珊隣钗?，擠壓造粒后在度下干 1。造粒后在外邊包--層石蠟保護(hù)層。
B 將S-誘抗素與輔料按照以下質(zhì)量百分比混合攪拌
S-誘抗素0. 5-10. 0
甘油20. 0-45. 0
可溶性淀粉50. 0-70. 0
優(yōu)選質(zhì)量百分比例
S-誘抗素1. 0-7. 0
甘油25. 0-45. 0
可溶性淀粉50. 0-70. 0
最佳質(zhì)量百分比例
S-誘抗素2. 5
甘油30. 0
可溶性淀粉67. 5將所述材料按上述比例混合攪拌均勻，用水?dāng)嚢璩蔀楹隣?。將前述A步驟制備的顆粒物放入B步驟的糊狀物中，攪拌，使B步驟所得的糊狀物均勻附著在A(yíng)步驟制備的顆粒物上，然后將顆粒物取出，50-60攝氏度下干燥，即獲得本發(fā)明所述植物抗旱誘導(dǎo)劑。本發(fā)明植物抗旱誘導(dǎo)劑使用方法本發(fā)明抗旱誘導(dǎo)劑施用于植物根系周?chē)？膳c肥料一起混合施用。本發(fā)明抗旱誘導(dǎo)劑施用后須結(jié)合一次灌溉。本發(fā)明的抗旱誘導(dǎo)劑產(chǎn)品具有廣闊的市場(chǎng)前景，它不但可以使用在糧食作物上，還可以使用在多種經(jīng)濟(jì)作物上和植樹(shù)造林上，使得植物在生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)水資源的耗用小，既節(jié)約了寶貴的水資源又保持周?chē)h(huán)境的生態(tài)平衡。當(dāng)植物使用了本抗旱誘導(dǎo)劑以后植物可以在惡劣的條件下生存，有利于生態(tài)植被的恢復(fù)重建和生態(tài)平衡的保持，尤其是對(duì)我國(guó)中西部地區(qū)、黃河流域、長(zhǎng)江中上游的生態(tài)恢復(fù)重建意義更大。
具體實(shí)施例方式本抗旱誘導(dǎo)劑可根據(jù)不同植物類(lèi)型(木本植物、草本植物等)，植物大小，調(diào)節(jié) S-誘抗素濃度和緩釋時(shí)間，一般木本植物誘抗素含量在3-7%之間，草本植物誘抗素含量 在1-3%之間，植物幼苗誘抗素含量在0. 5-1%之間，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)發(fā)明作進(jìn)ー步描
3di 實(shí)施例1 新疆沙漠棗樹(shù)栽培抗旱誘導(dǎo)劑的制備(一 )內(nèi)核層質(zhì)量百分含量S-誘抗素3. 5聚乙烯醇14.0羧甲基纖維素鈉 7.5甘油25. 0可溶性淀粉50. 0所述材料按照以上質(zhì)量比例混合，用水?dāng)嚢璩珊隣钗?，通過(guò)擠壓造粒后在65攝氏 度下干燥。造粒后在外邊包ー層石蠟保護(hù)層?？焖籴尫艑淤|(zhì)量百分含量S-誘抗素3. 5甘油30. 0可溶性淀粉66. 5將所述材料按上述質(zhì)量比例混合攪拌均勻，用水?dāng)嚢璩蔀楹隣?。將前述制備的顆 粒物放入糊狀物中，攪拌，使糊狀物均勻附著在顆粒物上，然后將顆粒物取出，55攝氏度下 干燥，獲得植物抗旱誘導(dǎo)劑(一)。將抗旱誘導(dǎo)劑(一)用于新疆沙漠地區(qū)棗樹(shù)苗的移栽，每株棗樹(shù)用5克左右，與肥 料混合施于棗樹(shù)苗的底部，移栽后澆一次水。增加這一措施，棗樹(shù)苗移栽成活率提高20%。實(shí)施例2 新疆棉花栽培( ニ )內(nèi)核層質(zhì)量百分含量S-誘抗素2. 5聚乙烯醇15.0羧甲基纖維素鈉 7.5甘油25. 0可溶性淀粉50. 0所述材料按照以上質(zhì)量比例混合，用水?dāng)嚢璩珊隣钗铮ㄟ^(guò)擠壓造粒后在55攝氏 度下干燥。造粒后在外邊包ー層石蠟保護(hù)層?？焖籴尫艑淤|(zhì)量百分含量S-誘抗素2.5甘油30. 0可溶性淀粉67. 5
將所述材料按上述質(zhì)量比例混合攪拌均勻，用水?dāng)嚢璩蔀楹隣?。將前述制備的顆粒物放入糊狀物中，攪拌，使糊狀物均勻附著在顆粒物上，然后將顆粒物取出，65攝氏度下干燥，獲得植物抗旱誘導(dǎo)劑(二)。將抗旱誘導(dǎo)劑(二 )用于新疆棉花栽培上，在棉苗3葉期后一周左右，將50克抗旱誘導(dǎo)劑(二)(每畝)與追肥一起施用于棉苗兩旁的溝中，覆蓋土后少量澆水。試驗(yàn)表明，S-誘抗素抗旱誘導(dǎo)劑(二)能有效調(diào)節(jié)棉花生長(zhǎng)，提高座果率，在株高、果枝苔樹(shù)，單枝結(jié)鈴數(shù)等方面也好于空白對(duì)照，在棉花品質(zhì)和產(chǎn)量方面，S-誘抗素抗旱誘導(dǎo)劑(二)對(duì)棉花品質(zhì)沒(méi)有影響，而且增產(chǎn)效果明顯，平均增產(chǎn)20%以上。實(shí)施例3 冬小麥栽培(三)內(nèi)核層質(zhì)量百分含量S-誘抗素1.0聚乙烯醇15.0羧甲基纖維素鈉9.0甘油25. 0可溶性淀粉50. 0所述材料按照以上質(zhì)量比例混合，用水?dāng)嚢璩珊隣钗?，通過(guò)擠壓造粒后在65攝氏度下干燥。造粒后在外邊包一層石蠟保護(hù)層。快速釋放層質(zhì)量百分含量S-誘抗素1.0甘油30. 0可溶性淀粉69. 0將所述材料按上述質(zhì)量比例混合攪拌均勻，用水?dāng)嚢璩蔀楹隣?。將前述制備的顆粒物放入糊狀物中，攪拌，使糊狀物均勻附著在顆粒物上，然后將顆粒物取出，55攝氏度下干燥，獲得植物抗旱誘導(dǎo)劑(三)。將抗旱誘導(dǎo)劑(三)用于冬小麥的栽培，在開(kāi)春施追肥時(shí)，每畝追肥中添加抗旱誘導(dǎo)劑(三)50克，與追肥混勻，均勻的撒在麥苗的根部，澆水?？墒剐←溍缟L(zhǎng)強(qiáng)壯，根系發(fā)達(dá)，耐旱，葉綠素含量增加，結(jié)粒時(shí)穗粒飽滿(mǎn)，增產(chǎn)效果在10%以上。
權(quán)利要求
1.一種植物抗旱誘導(dǎo)劑，由內(nèi)核層、保護(hù)層和快速釋放層組成，內(nèi)核層和快速釋放層中含有S-誘抗素，保護(hù)層由石蠟成分組成。
2.權(quán)利要求1所述的植物抗旱誘導(dǎo)劑，其特征是內(nèi)核層由聚乙烯醇(PVA)或/和羧甲基纖維素鈉(CMC-Na)或/和聚丙烯酰胺或/和可溶性淀粉或/和多孔淀粉或/和Y -聚谷氨酸(Y -PGA)或/和硅藻土或/和凹凸棒土或/和膨潤(rùn)土或/和高嶺土或/和甘油組成。
3.權(quán)利要求1所述的植物抗旱誘導(dǎo)劑，其特征是內(nèi)核層和快速釋放層中含有S-誘抗素或/和多效唑或/和6-芐氨基嘌呤或/和烯效唑或/和矮壯素或/和吲哚乙酸或/和吲哚丁酸。
4.權(quán)利要求1所述植物抗旱誘導(dǎo)劑的制備方法 A 組成材料質(zhì)量百分比為S-誘抗素0. 5-10. 0聚乙烯醇5.0-20.0羧甲基纖維素鈉4.0-20.0 甘油20. 0-40. 0可溶性淀粉 50. 0-70. 0所述材料按照以上質(zhì)量比例混合，并用水?dāng)嚢璩珊隣钗铮瑪D壓造粒后在60-70攝氏度下干燥，造粒后在外邊包一層石蠟保護(hù)層；B 將S-誘抗素與輔料按照以下質(zhì)量百分比混合攪拌S-誘抗素0. 5-10. 0甘油20. 0-45. 0可溶性淀粉 50. 0-70. 0將所述材料按上述比例混合均勻，用水?dāng)嚢璩蔀楹隣睿粚⑶笆鯝步驟制備的顆粒物放入B步驟的糊狀物中，攪拌，使B步驟所得的糊狀物均勻附著在A(yíng)步驟制備的顆粒物上，然后將顆粒物取出，50-60攝氏度下干燥，即獲得本發(fā)明所述植物抗旱誘導(dǎo)劑。
5.權(quán)利要求4所述植物抗旱誘導(dǎo)劑的制備方法，其特征是 A 組成材料質(zhì)量百分比為S-誘抗素1. 0-7. 0聚乙烯醇5.0-20.0羧甲基纖維素鈉4.0-15.0甘油25. 0-40. 0可溶性淀粉 50. 0-60. 0B 將S-誘抗素與輔料按照以下質(zhì)量百分比混合攪拌S-誘抗素0.5-7. 0甘油25.,0--45.可溶性淀粉50.,0--70.
6.權(quán)利要求5所述植物抗旱誘導(dǎo)劑的制備方法，其特征是 A 組成材料質(zhì)量百分比為S-誘抗素2. 5聚乙烯醇15.0羧甲基纖維素鈉7.5 甘油30.0可溶性淀粉 50. 0B 將S-誘抗素與輔料按照以下質(zhì)量百分比混合攪拌 S-誘抗素2. 5甘油30.0可溶性淀粉 67.5。
7.權(quán)利要求1所述植物抗旱誘導(dǎo)劑的使用方法，其特征是單獨(dú)或與肥料一起混合施用于植物根系周?chē)?br> 8.權(quán)利要求7所述植物抗旱誘導(dǎo)劑的使用方法，其特征是施用后進(jìn)行一次灌溉。
全文摘要
本發(fā)明屬于生物化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種植物抗旱誘導(dǎo)劑以及該誘導(dǎo)劑的制備和使用方法。本發(fā)明植物抗旱誘導(dǎo)劑，由內(nèi)核層、保護(hù)層和快速釋放層組成，內(nèi)核層和快速釋放層中含有S-誘抗素，保護(hù)層由石蠟成分組成。本發(fā)明具有使用效果好，成本低，易于產(chǎn)業(yè)化等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C05G3/00GK102379287SQ20101026635
公開(kāi)日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2010年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月30日
發(fā)明者周金燕, 李志東, 楊杰, 肖亮, 譚紅, 鐘娟 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院成都生物研究所