專利名稱：：提高作物產(chǎn)量的途徑的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及用于提高作物產(chǎn)量的甜菜堿的用途。本發(fā)明具體涉及用以提高豆類作物(grainlegumes)產(chǎn)量的甜菜堿的用途。根據(jù)本發(fā)明，既可在正常條件下也可在惡劣條件下提高產(chǎn)量，惡劣條件包括諸如干旱，高鹽度，低溫，潮濕或存在干擾生長的環(huán)境污染物。本發(fā)明也涉及經(jīng)甜菜堿處理的豆類作物及所述豆類作物的組成部分(尤其是種籽)，以及由前述所制備的產(chǎn)物。背景生長的環(huán)境和條件顯著影響作物的產(chǎn)量。優(yōu)化的生長環(huán)境和條件通常伴隨優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。在不良生長條件下，質(zhì)量和產(chǎn)量隨之惡化。作物的生理性質(zhì)優(yōu)選地由培育方法控制，既可為傳統(tǒng)的培育方法，也可為諸如基因重組的方法。迄今，已開發(fā)有幾種不同的有關培育技術的解決方法，用以改善生長條件并提高作物產(chǎn)量。對本領域的技術人員，在適宜的生長地點選育相應的作物是不言而喻的。在生長期，可通過機械方法保護作物，如各種薄紗或塑料，或是在溫室中培育作物。為提高產(chǎn)量，通常使用灌溉，噴灌，作物營養(yǎng)劑和肥料。表面活性劑也常與農(nóng)藥，保護劑和礦物質(zhì)同時施用。表面活性劑提高了這些物質(zhì)向作物細胞的滲透，因此提高并增加了上述試劑的效果，同時也降低了其對環(huán)境的有害作用?？墒?，培育技術中各種不同的方法常常是費力和不切實際的，其效果也有限(溫室大小有限的，薄紗提供的保護有限，等等)，更由于這些方法在實施時的規(guī)模龐大，相應的成本也昂貴得多。目前，尚未見有經(jīng)濟可行的化學解決方法，用以保護作物免受惡劣環(huán)境條件的影響。不同作物對干燥的敏感性不同，但對于作物的產(chǎn)率而言，水的供應比其它任何環(huán)境因素更重要。通常使用灌溉足以保證水的供應。可是，灌溉與健康和環(huán)境問題密切相關，例如水資源的極度下降，水質(zhì)的惡化和農(nóng)用土地的惡化。據(jù)實地計算，世界上約一半的人為灌溉土地受澇害和鹽化的侵害。這一的問題的嚴重性及其涉及的范圍具體體現(xiàn)在，世界上有255,000,000公頃灌溉土地，它們占全世界水消耗的70％。僅在美國，主要在18個西部州地區(qū)和該國的東南部就有超過20,000,000公頃的灌溉地。這些地區(qū)僅用于灌溉的水耗量就占全部水消耗的83％。另應注意的是，灌溉水的用量逐年增加，尤其在工業(yè)國家。除此而外，灌溉的另一缺點是成本高。另一個嚴重的惡劣因素是土壤的鹽度。能用不同的方法定義土壤的鹽度；根據(jù)通常的定義，如土壤中可溶鹽分的含量達到足以干擾所培育作物中幾種作物種類的生長和產(chǎn)量時，則日土壤已鹽化。最常見的鹽是氯化鈉，但與鹽水的來源和鹽的溶解性有關，其它鹽也以不同的組合方式存在。對于生長在鹽化土壤中的作物，從有負滲透壓的土壤獲得足夠的水是困難的。高濃度的鈉和氯離子對作物是有害的。另一問題是礦物的缺乏，這出現(xiàn)在鈉離子與所需鉀離子競爭的場合，然而，對于細胞生長，需要滲透調(diào)節(jié)和pH穩(wěn)定。此問題尤其當鈣離子濃度低時會出現(xiàn)。作物的產(chǎn)出能力及其對土壤鹽度的敏感性也與作物種類有關。鹽生作物需相對高的氯化鈉含量以保證最優(yōu)生長，而甜土作物對鹽的耐受性低，甚或在鹽濃度已較低時其生長也受顯著抑制。對同一培育作物種類，不同的培育品種之間甚至也有大的差異。同一作物種類或同種培育品種對鹽的耐受性也隨諸如生長階段有變化。在低的或中等鹽度時，甜土作物的較慢生長并不以特殊征侯的形式(如萎黃病)顯現(xiàn)，但表現(xiàn)出作物生長遲緩，葉的顏色較正常為黑。而且，葉的總面積下降，二氧化碳同化作用降低，且蛋白質(zhì)合成受到抑制。一定的程度上，作物能適應惡劣的條件。這種能力與作物種類密切相關。由于前述惡劣條件，某些作物開始產(chǎn)生一種稱脫落酸(ABA)的生長激素，借以封閉作物的氣孔，因而減小惡劣條件的傷害。可是，ABA對作物的產(chǎn)出能力也有不利副作用。ABA引起例如葉，花和不成熟果實墜落并抑制新葉子的形成，這自然導致產(chǎn)量的下降。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，惡劣的條件尤其是水的缺乏還會導致某些酶活性的嚴重下降，如硝酸鹽還原酶和苯丙氨酸解氨酶。另一方面，α-淀粉酶和核糖核酸酶活性增加。至今未見有基于這些發(fā)現(xiàn)保護作物的化學解決方法。另外也發(fā)現(xiàn)，在惡劣的條件下，某些含氮化合物和氨基酸(如脯氨酸和甜菜堿)在某些作物的生長區(qū)域積存。先有技術的文獻討論了這些累積物的功能和意義。一方面認為，這些產(chǎn)物是惡劣條件的副產(chǎn)物，因此對細胞有害；另一方面推測，它們可保護細胞(WynJonesR.G.和StoreyR著.作物抗旱生理學及生物化學[ThePhysiologyandBiochemistryofDroughtResistanceinPlants]，PalegL.G.和AspinallD編輯，學術出版社[AcademicPress]，Sydney，Australia，1981)。Zhao等(作物生理學雜志[J.PlantPhysiol]，1992年，卷140，頁541～543)描述了甜菜堿對苜蓿細胞膜的影響。用0.2M的甘氨酸甜菜堿噴灑苜蓿種苗，之后從基底中連根拔除種苗，洗去土壤并暴露于溫度-10℃～-2℃下1小時。然后解凍種苗并在潮濕沙地上種植一星期，其間，存活作物的再生長明顯。甘氨酸甜菜堿明顯地改善苜蓿的寒冷穩(wěn)定性。在-6℃的冷處理效果尤其明顯。所有在-6℃冷處理一小時的對照樣均死亡，而用甘氨酸甜菜堿處理的種苗卻有67％存活。Itai和Paleg(作物科學通訊[PlantScienceLetters]，1982年，卷25，頁329～335)描述了脯氨酸和甜菜堿對水缺乏的大麥和黃瓜恢復的效果。作物生長在經(jīng)沖洗的沙地中，為了造成水缺乏，連續(xù)四天在營養(yǎng)液中加聚乙二醇(PEG，4000mol重量)，之后讓作物在收割之前恢復四天。在水缺乏的第一天或第三天，或是緊接收割之前，向作物的葉子噴灑脯氨酸和/或甜菜堿(25mM，pH6.2)。據(jù)對大麥的觀察，在缺乏之前或之后提供甜菜堿未見效果，而在缺乏結束時所加的甜菜堿卻有效；脯氨酸無效。對黃瓜，未見明顯的促進效果；相反，發(fā)現(xiàn)甜菜堿和脯氨酸均有不利作用。可見，旨在區(qū)分甜菜堿和脯氨酸對作物效果的實驗產(chǎn)生了相反的結果，故此，相應的結果沒有商用價值。發(fā)明簡述本發(fā)明的目的是尋求一種部分代替灌溉的方法，與此同時，保證產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。本發(fā)明的另一目的是，尋求在其它惡劣條件(如常與干燥相關的高鹽，低溫等)下也可保護作物的方法。而且，進一步的目標是，找到在正常條件下不使用會消耗環(huán)境資源或危害環(huán)境的方法但可增加產(chǎn)量的方法。依照本發(fā)明，業(yè)已證實，通過外施甜菜堿可大幅提高豆類作物的產(chǎn)量。已發(fā)現(xiàn)，甜菜堿在正常和惡劣的條件下對提高產(chǎn)量均有效，并且，沒有如ABA副作用那樣的有害效果。施用甜菜堿有可能大幅降低對諸如人工灌溉的需求，從而保護環(huán)境并顯著降低成本。本發(fā)明優(yōu)點還在于，施用甜菜堿后使得作物抗營養(yǎng)濃度降低。這方面的一個明顯事例是，羽扇豆經(jīng)甜菜堿處理后，生物堿含量降低至正常水平的約1/2。故此，本發(fā)明涉及可提高豆類作物產(chǎn)量的甜菜堿用途。本發(fā)明具體涉及提高豆類作物種籽產(chǎn)量的甜菜堿外施用途。根據(jù)本發(fā)明，在正常和惡劣的條件下，外施甜菜堿以提高豆類作物的產(chǎn)量。本發(fā)明也涉及用以降低豆類作物抗營養(yǎng)劑含量的甜菜堿的外施用途，尤其是在降低羽扇豆中生物堿含量的場合。本發(fā)明進而涉及經(jīng)甜菜堿外施處理的豆類作物及所述豆類作物的組成部分(尤其是種籽)，以及所述物質(zhì)在諸如食品及動物飼料工業(yè)中的用途。本發(fā)明還涉及提高豆類作物產(chǎn)量的方法，在該法中，甜菜堿外施于生長中的豆類作物。本發(fā)明也涉及降低豆類作物抗營養(yǎng)劑含量的方法，在該法中，甜菜堿外施于生長中的豆類作物。本發(fā)明具體涉及降低羽扇豆中生物堿含量的方法，在該法中，甜菜堿外施于生長中的羽扇豆。甜菜堿分單劑或數(shù)劑施用于作物上。施用能通過例如噴灑完成，并且在必要時，與其它噴灑(如農(nóng)藥)一同進行。根據(jù)本發(fā)明施用的甜菜堿輸運至作物細胞，并于細胞處積極地調(diào)節(jié)細胞的滲透平衡，也參與其它的細胞代謝過程。用甜菜堿處理的細胞即或當遭受外部的惡劣因素時也更具活力。根據(jù)本發(fā)明，經(jīng)甜菜堿處理在經(jīng)濟上是有利的，并且增加的產(chǎn)量也具有經(jīng)濟效益。由于處理可與其它噴施一起完成，它不會明顯增加工作量，并且不需要在機械，設備或空間方面進行新的投資。另外值得注意的是，甜菜堿為無毒的天然產(chǎn)品，對產(chǎn)品的質(zhì)量無不利影響。甜菜堿也是存留在作物細胞中的穩(wěn)定物質(zhì)，因此有長期的效果。發(fā)明詳述甜菜堿指完全N-甲基化的氨基酸。甜菜堿是在作物和動物的代謝中有重要功能的天然產(chǎn)物。最普通的甜菜堿之一是甘氨酸衍生物，其中的三個甲基與甘氨酸分子的氮原子連接。這種甜菜堿化合物通常叫甜菜堿、甘氨酸甜菜堿或三甲基甘氨酸，其結構式如下所示舉例而言，其它甜菜堿包括丙氨酸甜菜堿和脯氨酸甜菜堿，有報道，該兩堿可預防諸如雞的脫鍵病。在WynJonesR.G.和StoreyR所著《作物抗旱生理學及生物化學[ThePhysiologyandBiochemistryofDroughtResistanceinPlants]》(PalegL.G.和AspinallD編輯，學術出版社[AcademicPress]，Sydney，Australia，1981)一書中有甜菜堿的詳細介紹，該出版物此處也一并引入作為參照。甜菜堿有一個兩極結構且含幾個可在酶催化反應中供出的具化學活性的甲基。大多數(shù)有機體能合成少量甜菜堿，用于例如甲基功能，但這并不能顯著增加甜菜堿的生成量和貯存量，以抗御惡劣的外界條件。甜菜堿積存的最為習知的有機體包括Chenopodiaceae族作物(例如糖甜菜)，某些微生物以及海洋無脊椎動物。在這些有機體中，甜菜堿積存的主要原因可能是甜菜堿起滲透質(zhì)的作用，因而保護細胞免受滲透壓力的影響。當條件需要時，例如在高鹽或干燥時，這些作物和微生物中的甜菜堿主要功能之一是增加細胞的滲透能力，防止水分損失。與許多鹽不同，甜菜堿與酶高度相容，因此細胞和細胞的細胞器中的甜菜堿的含量可以高，但不對代謝有任何有害作用。另外也發(fā)現(xiàn)，甜菜堿對大分子的運動有穩(wěn)定作用；它改善酶和細胞膜的熱阻以及對離子的耐受性。甜菜堿能從例如糖甜菜中用色譜法提取。甜菜堿可為CultorOy，F(xiàn)innsugarBioproducts的市售產(chǎn)品，后者系無水晶態(tài)甜菜堿。其它甜菜堿產(chǎn)物包括諸如甜菜堿一水化物，甜菜堿鹽酸鹽和粗甜菜堿液，均可得自市售并用于本發(fā)明的目的。根據(jù)本發(fā)明，外施甜菜堿以提高豆類作物(如大豆，fababean，綠豆及其它豆，豌豆，羽扇豆等)的產(chǎn)量。根據(jù)本發(fā)明，在正常和惡劣的條件下，外施甜菜堿以提高豆類作物的產(chǎn)量，即或培育的作物遭受周期性或連續(xù)的外部惡劣條件時，甜菜堿也是有效用的。例如，這樣的外部惡劣因素包括干燥，高溫，高土壤鹽度，空氣污染(如臭氧，氮氧化物，二氧化硫及硫酸或日酸雨)，環(huán)境毒物，除草劑，殺蟲劑等。例如，外施甜菜堿處理遭受惡劣條件的作物，可提高作物對條件的適應性并使其生長潛勢持續(xù)更長，因而提高作物的產(chǎn)出能力。甜菜堿是存留在作物細胞中的穩(wěn)定物質(zhì)。故此，甜菜堿的有益作用是長效的且只因作物生長所致稀釋而逐漸減少。雖然本說明和權利要求使用術語“甜菜堿”，但顯而易見，必要時可根據(jù)本發(fā)明采用幾個不同的甜菜堿。還應注意的是，此處所言甜菜堿為通用名詞，包括各種公知的甜菜堿。甜菜堿分單劑或數(shù)劑施用于作物，單劑施用為優(yōu)選。施用量根據(jù)豆類作物種類及培育品種，以及生長階段和條件確定。舉例而言，有效用量為每公頃約0.2～20kg甜菜堿，相應地，優(yōu)選用量約每公頃2～6kg甜菜堿。此處給出的量僅是建議性的；因此，本發(fā)明的范圍包括此處所述工作方式下有效的所有用量。甜菜堿的施用可采用任何適合本發(fā)明目的的方法。甜菜堿可與其它作物保護劑—殺蟲劑或養(yǎng)分，如殺菌劑和尿素或微量養(yǎng)分—分別或一道施用。舉例而言，甜菜堿易于通過噴霧施用。優(yōu)選方法是向葉噴施甜菜堿及其它可能的試劑，這較根部施用方法的響應更為迅速。然而，有關該法也存在若干問題，如外皮較厚的葉的滲透濃度低，憎水表面的干涸，雨水的沖刷，溶液的快速干燥，以及葉的損害。如必要，也可采用其它方法施用甜菜堿。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選使用甜菜堿的水溶液。根據(jù)本發(fā)明，處理的時間可改變。如果以單劑施用甜菜堿，處理通常在生長早期完成，例如對于約5至20cm的作物或當枝葉初發(fā)之時。如以數(shù)劑施用，新一次噴霧優(yōu)選在開花早期或在氣象預報有惡劣氣侯時進行。根據(jù)本發(fā)明施用甜菜堿處理后，大大地提高了作物的產(chǎn)出，例如作物的數(shù)量和質(zhì)量。根據(jù)本發(fā)明進行處理也可減少對人工灌溉的需求。根據(jù)本發(fā)明的處理經(jīng)濟合理，并且產(chǎn)出的增加具有經(jīng)濟效益。舉例而言，本發(fā)明表明，用適宜的甜菜堿劑量例如，約6kg/ha處理后羽扇豆的產(chǎn)量增加28％以上。還值得注意是，產(chǎn)量大幅提高后，質(zhì)量并無劣化。相反，本發(fā)明表明，作物中抗營養(yǎng)劑的含量，如羽扇豆中生物堿含量，卻因依照本發(fā)明施用甜菜堿而顯著降低。高濃生物堿對動物細胞有毒害作用，故對羽扇豆應用而言，低生物堿含量為判別其質(zhì)量的一個重要的指標。用于飼料填加劑時，質(zhì)量要求之一是羽扇豆中生物堿含量低于0.02％。近來一個普遍的趨勢是，通過選擇生物堿含量低的品種以盡可能降低生物堿含量水平。然而，因生物堿含量高的羽扇豆品種其產(chǎn)量也高，故人們并未看重這種方法。在羽扇豆處理過程中去除或降低生物堿含量也已被采用，但這無疑會增加處理步驟和成本。羽扇豆的優(yōu)點在于其蛋白、氨基酸及能含量高，故羽扇豆產(chǎn)品多用作飼料或以其它形式作為動物的食物。在這些應用場合，生物堿含量的上限是0.04％。然而，即使生物堿含量低也會敗壞味覺，故動物不愿進食含生物堿的飼料或食物。因此，在羽扇豆用作動物的飼料或食物的場合，其用途有限。另外也公知，在惡劣條件下羽扇豆中生物堿含量也增高。因而，依照本發(fā)明施用甜菜堿處理后使羽扇豆生物堿含量降低也是非常有意義的，特別當注意到甜菜堿對提高作物抗惡劣條件能力的有益作用時，意義更為顯明。根據(jù)本發(fā)明，既可在正常條件下也可在惡劣條件下提高豆類作物的產(chǎn)量，惡劣條件除包括干旱外，還包括諸如與干旱有關的高鹽度，高溫，等等。而且，本發(fā)明也可使豆類作物生長在先前認為是不適于栽培的土壤上。本發(fā)明將在下面的實施例中進一步詳加描述。實施例僅供例示本發(fā)明，它們在任何情況下不應視作是限制本發(fā)明的范圍。實施例1施用甜菜堿對羽扇豆產(chǎn)量的影響在Murdoch大學(Perth，Australia)考察了施用甜菜堿對羽扇豆產(chǎn)量的影響。試驗在實地條件下進行，時間是1994年冬季，其時較正常更為寒冷且多雨，但的確存在水缺乏的情形。試驗以分塊設計方式進行，每塊為8m2。各塊又分為四個子塊，分別以不同濃度的甜菜堿處理。所用甜菜堿的濃度為0(供對照)，2，4和6kg/ha。土壤為沙質(zhì)(98％沙，1％淤沙，1％粘土)，內(nèi)中氮、磷及鉀的含量低，且水和養(yǎng)分的保有性能差。灌溉量正常。培育品種為Gungurru。結果示于表1。表1施用甜菜堿對羽扇豆產(chǎn)量的影響以上結果表明，所進行的所有試驗的產(chǎn)量均超過對照樣的產(chǎn)量。甜菜堿施用量為4或6kg/ha時，效果最佳。實施例2干燥條件下施用甜菜堿對羽扇豆產(chǎn)量的影響重復實施例1所述試驗，考察了水缺乏條件下施用甜菜堿對羽扇豆生長的影響，但灌溉量較優(yōu)化用量減少50％。結果如表2所示。表2水缺乏條件下施用甜菜堿對羽扇豆產(chǎn)量的影響顯而易見，本試驗中的產(chǎn)量也超過對照樣的產(chǎn)量。還可見，施用較高甘氨酸甜菜堿濃度但灌溉量低(50％)，效果卻與實施例1中優(yōu)化灌溉下較低甜菜堿濃度(2至4kg/ha)、優(yōu)化灌溉下相當。這也表明，降低灌溉但在同時施用較大量甜菜堿可獲同等產(chǎn)量。實施例3施用甜菜堿羽扇豆生物堿含量的影響羽扇豆培育及處理同實施例1和2，生物堿含量確定方法如Priddis(色譜雜志[JournalofChromatographe]，1983年，卷161，頁95～101)所述。結果示于表3。表3施用甜菜堿對羽扇豆生物堿含量的影響以上結果表明，羽扇豆中生物堿總含量明顯降低，這也表明，依照本發(fā)明施用甜菜堿后可獲異乎尋常的有益效果。實施例4施用甜菜堿對綠豆種籽早期生長的影響以水作為對照，考察了甜菜堿對綠豆種籽發(fā)芽頻率及速率的影響。綠豆類別為SpartanArrowBushBeanLot#1987-3，產(chǎn)自NorthrupKingCo.。試驗中，制備三種不同的試驗溶液試驗溶液pHA除離子水7.01B甜菜堿(0.02g/L)6.34C甜菜堿(2g/L)6.80取20粒綠豆種籽，于330mL前述試驗溶液之一中浸泡24小時。隨后，種籽在不銹鋼篩網(wǎng)上干燥，再播種于土中，每一容器內(nèi)種兩粒。容器遂置于窗臺上，面南受太陽光曬照，每日均澆水。種籽的早期生長以發(fā)芽頻率及速率兩者衡量。第一次測定于試驗開始后的第10日進行，第二次測定于試驗開始19日后進行。結果見表4。表4施用甜菜堿對綠豆種籽早期生長的影響結果表明，甜菜堿促進綠豆作物快速發(fā)芽。甜菜堿也使作物的外觀發(fā)生了變化，例如，葉的顏色變?yōu)樯罹G。甜菜堿濃度較低，為0.02g/L時，效果最佳。實施例5惡劣條件下施用甜菜堿對豌豆產(chǎn)量的影響采用如下方式，考察惡劣條件下施用甜菜堿對豌豆產(chǎn)量的影響。豌豆播種于5L的塑料盆內(nèi)，后者含泥土和蛭石，體積比為1∶1。作物生長在溫室中，平均晝/夜溫度為28℃/12℃，相對溫度介于42％～45％間。每日以鎢燈(PAR434μmol·m-2s-1)提供17小時基本光照。每盆內(nèi)播種20粒種籽，隨后再間苗為每盆10株。總計采用24盆，其中有12盆遭受干旱，也即水缺乏，另12盆處于高鹽，也即高鹽惡劣條件。實驗完全為隨機設計，進行4次重復試驗。于抽芽后3周開始施加水缺乏(pF3)。隨后將盆分為3組，每一組為4盆；施加水缺乏2周后，每一組又噴施以或25mL蒸餾水，或0.1M甜菜堿溶液，或0.3M甜菜堿溶液。為減輕高鹽惡劣條件，于抽芽后，向半數(shù)的盆內(nèi)噴施200mL濃度100mM的NaCl溶液，每4日一次，持續(xù)5周。盆分3組，每組4盆；第一次施加NaCl溶液后，每一組又噴施25mL蒸餾水，或0.1M甜菜堿溶液，或0.3M甜菜堿溶液。施用甜菜堿后，又重復進行NaCl處理6次以上。收割時，測定結節(jié)總數(shù)，活性結節(jié)總數(shù)，豆莢總數(shù)，以及葉的干基物含量。結果示與表5和表6。表5水缺乏下施用甜菜堿對碗豆生節(jié)及生長的影響表6高鹽下施用甜菜堿對碗豆生節(jié)及生長的影響可見，當碗豆生長在干旱條件下，較小甜菜堿施用量(0.1M)就有利于提高活性結節(jié)總數(shù)，豆莢總數(shù)，以及葉的干基物含量。這種有利效果對于生長在高鹽條件下的碗豆更為明顯。在高鹽條件下，較大甜菜堿施用量(0.3M)有利于提高活性結節(jié)總數(shù)，豆莢總數(shù)，以及葉的干基物含量。實施例6施用甜菜堿對豌豆生長速率的影響采用0(供對照)，0.05M，0.1M以及0.3M的甜菜堿溶液，重復實施例5的實驗。水缺乏誘發(fā)方式同實施例5，本實驗未考察高鹽惡劣條件的影響。為考察作物的恢復情況，在進行到第28天時，將遭受惡劣條件的作物分為兩組，一組仍處于水缺乏下，另一組進行澆灌并隨即恢復。取樣在第21，28，35及42天進行。生長在優(yōu)化條件(充足灌溉)下的豌豆供比較。相應施用甜菜堿0.05M時，效果最佳。有關豌豆相對生長速率及出芽干重的結果示于圖1及圖2中。實施例7惡劣條件下施用甜菜堿對fababean產(chǎn)量的影響采用fababean重復實施例5的實驗。每盆內(nèi)播種fababean種籽，隨后再間苗為每盆3株。實驗的其它相應參數(shù)同實施例5中所述者。可見，施用甜菜堿有利于提高豆莢總數(shù)在水缺乏條件下，甜菜堿施用量0.1M時，豆莢總數(shù)由對比值3.13提高至3.50；甜菜堿施用量0.3M時，相應提高至3.63。對應該結果，較對比(100)增大的百分數(shù)分別為112和116。葉的干基物含量增加為施用0.1M甜菜堿溶液后由對比值2.04g提高至2.21g；但施用0.3M甜菜堿溶液后相應降至1.67g。實施例8施用甜菜堿對大豆產(chǎn)量的影響在正常及干旱條件下，考察了施用甜菜堿對大豆產(chǎn)量的影響，試驗在一農(nóng)場的實地條件下進行，該處為非常疏松的沙質(zhì)土壤，可于數(shù)日內(nèi)保持35mm的雨量，但即使在大雨后，也會出現(xiàn)數(shù)日的水缺乏。農(nóng)場設灌溉設施，可保證對受控區(qū)域進行充足的灌溉。除考察大豆的生長外，試驗中也考察了大豆的固氮能力。試驗以三因子隨機分塊設計方式進行，以澆水量(主因子)，品種(子塊)及甜菜堿濃度為因子。品種為Biloxi和Cook，兩者的干旱耐受性不同；較之品種Biloxi，品種Cook具有更耐干旱的共生系統(tǒng)。施用甜菜堿的水平包括0(供對照)，3和6kg/ha。甜菜堿以噴施方式施用。試驗季節(jié)中，先為干旱期，隨后降了大雨，再后又是干旱期。大雨后、第二干旱期來臨前，重復施用了甜菜堿，水平與前次相同。有關葉干重的結果示于表7。表7施用甜菜堿對大豆葉干重的影響大豆的固氮能力通過以乙炔還原試驗測定固氮酶的活性確定，其時，乙炔還原為乙烯。實驗于播種后10周進行。為在實地進行測定，將直徑10cm、高20cm的金屬圓筒置于土壤中大豆植株的周邊。植株自圓筒內(nèi)的土壤中拔出后切去抽芽。隨后，將根迅即置于與空氣隔離的1000mL容器內(nèi)。取150mL乙炔加入容器，恒溫5，10及15分鐘后，用注射器各取氣體樣6.5mL，隨后使氣樣通過氣相色譜。業(yè)已證實，自乙炔加入20分鐘后，乙炔還原反應為線性。15分鐘后所得結果示于表8。表8施用甜菜堿對大豆固氮能力的影響可見，甜菜堿施用量為3kg/ha時，明顯提高了作物的固氮能力。實施例9施用甜菜堿對大豆產(chǎn)量的影響在溫室內(nèi)重復實施例8所述乙炔還原試驗，甜菜堿施用濃度0.1M，品種為Biloxi。實驗時，將植株根(每盆兩根)封閉于玻璃容器(1L)內(nèi)，再自容器抽出150mL空氣，隨后，再置換入同等空氣量的乙炔，方式同實施例8所述(參見DenisonRF，SinclairTR，ZobelRW，JohnsonMN&DrakeGM.Anon-destructivefieldassayforsoybeannitrogenfixationbyacetylenereduction.Plant&Soil70，1983，173～182VesseyJK，Measurementofnitrogenaseactivityinlegumerootnodules；Indefenseoftheacetylenereductionassay.Plant&Soil158，1994，151～162)。在溫室實驗中，對生長4周的大豆，于甜菜堿施用2日后，測定固氮能力。結果示于表9。表9施用甜菜堿對大豆固氮能力的影響實施例10施用甜菜堿對大豆產(chǎn)量的影響在溫室內(nèi)、模擬水缺乏條件下，考察了施用甜菜堿對大豆光合作用的影響。取6個經(jīng)培育并開始生節(jié)的大豆種籽或15個經(jīng)培育但并未生節(jié)的大豆種籽播種于5L的塑料盆內(nèi)，盆內(nèi)含泥土、蛭石及沙，比例為1∶2∶1。發(fā)出籽苗后，間苗為每盆3株。實驗采用的盆中，有半數(shù)的盆內(nèi)植開始生節(jié)的種苗，另一半植并未生節(jié)的的種苗。發(fā)出籽苗15天后，施以水缺乏(pF3)。遭受水缺乏的植株分為3組。一組為對比樣，經(jīng)蒸餾水處理；第二組噴施甜菜堿，用量2kg/ha，第三組的甜菜堿噴施量為6kg/ha，噴施均在水缺乏一日后進行。植株的光合活性采用Li-corLi-1600-SteadyStatePorometer測定。該儀器及其用途見述于下列文獻Campell，G.S.1975.Steady-statediffusionporometer.InMeasurementofstomatalapertureanddiffusiveresistance.Coll.Agric.Res.CenterBull.809，p.20.WashingtonstateUniv.Pullman，Wash，andBingham，G.E.&coyne，P.I.1977。另見Aportable，temperature-controlledsteady-stateporometerforfieldmeasurementsoftraspirationandphotosynthesis.Photosynthetica11(1)148-160。結果示于表10。表10施用甜菜堿對大豆光合作用的影響可見，在兩種施用量下，甜菜堿在正常及干旱條件下均顯著改善大豆的光合活性。實施例11施用甜菜堿對大豆生長的影響在溫室內(nèi)，考察了施用甜菜堿對大豆光合作用及大豆植株葉保水狀況的影響，甜菜堿噴施量分別為0(對照)，0.05M，0.10M及0.15M。大豆品種為Biloxi。噴施時，植株生長至約6周，測定在噴施后5天進行。植株的光合作用及保水狀況(也即氣孔阻力及導通率，葉的溫差)采用Li-corLi6200PortablePhotosynthesisSystem。該系統(tǒng)所依據(jù)的方法見Ball等的敘述(Amodelpredictingstomatalconductanceanditscontributiontothecontrolofphotosynthesisunderdifferentconditions.ProgressinPhotosynthesisResearchIV，1987，pp.221-224，(Ed.)J.Biggins)。保水參數(shù)表明了植株保護細胞的開閉狀態(tài)。高氣孔阻力及低導通率意味攝入二氧化碳的能力弱，遭受惡劣條件。數(shù)據(jù)結果示于表11，圖示見圖3。表11甜菜堿對大豆光合作用及葉保水能力的影響結果清楚表明，加甜菜堿改善了植物的生長條件，其光合作用因而提高，也就增加了產(chǎn)量。權利要求1為提高豆類作物產(chǎn)量所外施甜菜堿的用途。2為降低豆類作物抗營養(yǎng)含量所外施甜菜堿的用途。3根據(jù)權利要求2為降低羽扇豆生物堿含量所外施甜菜堿的用途。4根據(jù)權利要求1至3任一項的用途，其特征在于，甜菜堿施用于惡劣條件下。5根據(jù)權利要求4的用途，其特征在于，惡劣條件包括高或低溫，干旱或高鹽度。6根據(jù)權利要求1至5任一項的用途，其特征在于，甜菜堿施用量為約0.1～20kg/ha。7根據(jù)權利要求6的用途，其特征在于，甜菜堿施用量為約1～6kg/ha。8提高豆類作物產(chǎn)量的方法，其特征在于，甜菜堿外施于生長中的豆類作物。9降低豆類作物抗營養(yǎng)含量的方法，其特征在于，甜菜堿外施于生長中的豆類作物。10根據(jù)權利要求9的方法，其特征在于，羽扇豆生物堿含量系通過將甜菜堿外施于生長中的羽扇豆而降低。11根據(jù)權利要求8至10任一項的方法，其特征在于，甜菜堿施用于生長在惡劣條件下的豆類作物。12根據(jù)權利要求8或11的方法，其特征在于，惡劣條件包括高或低溫，干旱或高鹽度。13根據(jù)權利要求8至12任一項的方法，其特征在于，甜菜堿在生長季節(jié)施用一次或數(shù)次。14根據(jù)權利要求8至13任一項的方法，其特征在于，甜菜堿與某種殺蟲劑或肥料一道施用。15根據(jù)權利要求8至14任一項的方法，其特征在于，甜菜堿在生長初期以單劑方式施用。16根據(jù)權利要求8至15任一項的方法，其特征在于，甜菜堿施用量為約0.1～20kg/ha，優(yōu)選施用量為約1～6kg/ha。17根據(jù)權利要求8至16任一項的方法所制得的豆類作物及其部分，尤其是種籽產(chǎn)物。18經(jīng)甜菜堿外施處理的豆類作物及其產(chǎn)物。19根據(jù)權利要求1至18任一項的發(fā)明，其特征在于，豆類作物為羽扇豆，豌豆，大豆，fababean或綠豆。全文摘要本發(fā)明涉及用于提高豆類作物產(chǎn)量所外施甜菜堿的用途。根據(jù)本發(fā)明,甜菜堿尤施用于惡劣的條件下。本發(fā)明也涉及經(jīng)甜菜堿外施處理的豆類作物,尤其是這類作物的種籽。文檔編號C05F11/00GK1200650SQ95197974公開日1998年12月2日申請日期1995年9月7日優(yōu)先權日1995年9月7日發(fā)明者E·沃坦恩,E·佩胡申請人:庫爾特公司