專利名稱：一種水稻抗低溫抗倒伏擴穗增粒增產調節(jié)劑及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種植物生長調節(jié)劑，特別涉及一種水稻抗低溫抗倒伏擴穗增粒增產 調節(jié)劑。
背景技術：
水稻是我國主要的糧食作物，稻米是我國65%以上人口的主食。建國以來的60年 間，我國水稻生產得到很大發(fā)展，種植面積由2540萬hm2上升到3140萬hm2，單產由1. 9t/ hm2上升到6. 3t/hm2,總產由4864萬t上升到2億t，稻谷種植面積占糧食種植面積的平均 比例為觀.3%，總產占了糧食作物總產的40%左右，總產占世界第一。
目前，我國水稻常年種植面積3000萬hm2，其中粳稻常年種植面積為730萬hm2， 約占水稻種植總面積的25. 5% ；總產量約5190. 3萬噸。粳米特別是“東北大米”則是我國 人民喜食的主要“ 口糧”品種。在北方和沿海大中型城市，粳米受歡迎程度和市場前景遠大 于秈米，而且隨著經濟發(fā)展和人民生活水平的提高，對粳米的需求更是日益增長，內銷外貿 前景十分廣闊。因此，發(fā)展水稻生產，提高水稻總產量和粳米品質，對于確保我國人民“口 糧”安全和社會穩(wěn)定，具有重要的戰(zhàn)略意義。
東北地區(qū)(包括黑龍江省、吉林省、遼寧省)是我國最大的水稻產區(qū)，是我國最大 的水稻優(yōu)勢種植區(qū)，對國內水稻市場影響巨大。東北地區(qū)常年水稻播種面積在300萬公頃 以上，產量和面積均占全國水稻總面積和總產量的40%以上。其中，2005年種植面積314 萬公頃，占全國水稻面積的43. 0%;總產量2118. 9萬噸，占全國水稻總產量的40. 1%；2006 年種植面積超過335萬hm2 ；2008年種植面積增加到385. 33萬公頃，比2007年增加120萬 畝，增幅為2. 1% ；總產量觀30萬噸，比2007年增加177萬噸，增幅為6.7%。
然而，東北地區(qū)位于北緯38°到53°之間，緯度高且跨越幅度大，常年平均氣溫 為0. 5 6°C，氣溫低且積溫也低。雖然可以滿足一年一熟作物生長的需要，但低溫冷害是 導致水稻產量不高不穩(wěn)的主要影響因子。遇到嚴重的低溫冷害年可減產百億斤以上。建國 以來較嚴重的低溫冷害年有5次，即1954，1957，1969，1972，1976年。在低溫冷害年，農作 物平均減產約13-35%。嚴重冷害的頻率以大、小興安嶺。長白山地和三江平原最高，平均 4 5年一次。其余地區(qū)，頻率在10 20%之間。東北的冷害可分延遲型和障礙型兩個類 型，有的年份兩個類型兼有可稱混合型。延遲型冷害，主要是生育期氣溫較低，使作物抽穗 期推遲和灌漿緩慢，以至秋霜前不能成熟，粒重降低，空秕率大，成熟度低；障礙型冷害，是 在作物孕穗、開花期遇到短期連續(xù)幾天的低溫危害花器官，造成空粒大增引起減產(張矢， 徐一戎.寒地稻作[M].哈爾濱黑龍江科學技術出版社，1990. 400-446.)。例如，2002年 吉林東部和黑龍江稻區(qū)發(fā)生低溫冷害，造成的減產高達30%以上。2005年黑龍江稻區(qū)障礙 性冷害導致的大面積空殼使產量大幅度下降。
因此，在研究東北地區(qū)冷害延遲水稻正常成熟的生物化學機理基礎上，進一步研 究化學調控技術，對保證東北地區(qū)水稻高產穩(wěn)產具有極其重要的意義。
已有研究表明，在冷害脅迫下，采取合理的栽培生理措施可以在一定范圍內緩解冷害對水稻的影響。其中被動避冷措施包括培育壯秧、稀播稀植抗御冷害，科學施肥、管水 抗御低溫冷害，如少施氮肥、增施磷肥、淺水灌溉提水溫等措施，但是，這些措施雖然在一定 程度上可以抵御冷害，并不能保證水稻正常成熟，同樣導致減產。主動抗冷措施包括葉面噴 磷肥、噴施增溫劑和植物生長延緩劑如稀效唑、多效唑等，雖然這些措施在一定程度上增加 了水稻的抗冷性，但是，葉面噴施延緩劑處理給水稻造成的減產效果甚至大于冷害的影響， 所以，實際應用效果不佳，無法大面積應用于生產。因此，以雙重提高水稻的抗冷性和高產 性為目標，從協調水稻的抗冷生理和高產生理角度出發(fā)，合成、組配新型植物生長調節(jié)劑， 探索適宜的化學調控措施，挖掘水稻自身抵御冷害脅迫的潛力，協調抗冷性與高產性之間 的關系，促進水稻正常成熟，提高水稻稻米的產量和品質。將對穩(wěn)定提高我國東北地區(qū)水稻 產量具有極其重要的意義。發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種雙重提高水稻抗冷性和高產性的植物生長調節(jié)劑。
本發(fā)明提供一種水稻抗低溫抗倒伏擴穗增粒增產調節(jié)劑，該調節(jié)劑含有如下組 分聚天冬氨酸鹽50 150g/L，偏硅酸鹽10 30g/L，植物生長調節(jié)劑20 30g/L，活性 劑和展著劑65 67g/L。優(yōu)選地，聚天冬氨酸鹽100g/L，偏硅酸鹽20g/L，植物生長調節(jié)劑 20 30g/L，活性劑和展著劑65 67g/L，溶劑優(yōu)選為水。
所述聚天冬氨酸鹽優(yōu)選為聚天冬氨酸鉀(Polyaspartic acid potassium, PASPK)，主要功能為改善水稻內部生理代謝過程，提高水稻抗冷性。優(yōu)選地，本發(fā)明使用濃 度為500g/L的聚天冬氨酸鹽溶液，該溶液可由如下方法制備得到首先稱取43. 51g氫氧 化鉀或氫氧化鈉溶于80ml水中，然后，加入56. 49g聚天冬氨酸，反應完全后，用水定容至 200ml即可得到500g/L的聚天冬氨酸鹽溶液。其中聚天冬氨酸(Polyaspartic acid,PASP) 的分子式為C4H6NO3(C4H5NO3)C4H6NO4,分子量為1000-5000，純品為淺褐色結晶，難溶于水、 丙酮、乙酸乙酯。在水稻生長發(fā)育過程中，聚天冬氨酸通過激活磷酸二酯酶和調節(jié)鈣代謝 改善細胞的生理功能，通過誘導調控第二信使系統(鈣調素)(董曉偉等，海洋科學，2004， 28(4) :62 65)，改善水稻生長發(fā)育過程中內源激素的平衡狀態(tài)，提高水稻體細胞的免疫 力。聚天冬氨酸鹽具有抗氧化、抗衰老的特性，可以清除組織中產生的活性氧，具有保護酶 的活性，可以提高水稻抵御低溫脅迫的能力，在低溫脅迫下，保證水稻正常的生長發(fā)育。
所述的偏硅酸鹽優(yōu)選偏硅酸鈉，優(yōu)選Na2SiO3 · 9H20。偏硅酸鈉(sodium metesilicate)，無色晶體，分子式為Na2SiO3 · 9H20，分子量為284. 20 ；有3種類型，無水 物、五水物和九水物。無水物為玻璃狀，55°C左右緩緩加熱時失去玻璃狀析出針狀結晶；密 度2. 4g/cm3,熔點1088°C，易溶于水，不溶于醇。九水物，斜方晶體，熔點40 48°C，沸點 100°C，并脫去6個結晶水，溶于水及稀堿液。研究表明，硅可明顯提高水稻植株體內S^2 含量，改善水稻的生長狀況，提高水稻的抗病抗倒伏能力，進而顯著提高水稻的產量(于淼 等，安徽農業(yè)科學，2007，35 (16) 4891 4892 ；劉鳴達等，土壤，2006，38 (1) 11 16 ；李 軍等，沈陽農業(yè)大學學報，2005-02，36 (1) 45 48 ；鄭杰炳等，植物營養(yǎng)與肥料學報，2007， 13(5) :941 947 ；張玉龍等，土壤通報，2004，；35(5) :604 607)。
所述植物生長調節(jié)劑優(yōu)選為α -萘乙酸。α -萘乙酸的分子式為C12HltlO2,分子量為 186. 21，沸點^5°C，熔點U6_135°C，為白色至米黃色結晶性粉末，無臭無味，微溶于冷水、乙醇，溶于苯、乙酸，易溶于堿液等。α-萘乙酸能夠促進作物的新陳代謝和光合作用，如促 進細胞分裂與擴大，誘導形成不定根等，也可促使各種植物插條生根、開花，提高發(fā)芽率，使 農作物早熟、多產。其主要功能為促進水稻建立龐大根系和強壯植株體，增強莖稈抗倒力學 強度，延長葉片壽命和功能期，同時能夠調節(jié)營養(yǎng)物質的運輸，促進結實。改善水稻穗部發(fā) 育狀況，減少空秕籽率，提高受精率，增加單穗籽粒數，提高千粒重等。所述活性劑和展著劑可以選用曲拉通(Triton)和吐溫(Tween)系列，優(yōu)選為吐溫 系列?；钚詣┖驼怪鴦┛纱龠M藥液在植株葉片表面浸潤，促進藥液吸收，有效提高藥液的作 用效果。在上述水稻抗低溫抗倒伏擴穗增粒增產調節(jié)劑中，所述α _萘乙酸、偏硅酸鈉與 聚天冬氨酸鹽的重量百分比為2 3 2 10本發(fā)明還提供了一種制備上述水稻抗低溫抗倒伏擴穗增粒增產調節(jié)劑的制備方 法，該方法包括以下步驟首先將配方比例的氫氧化鈉或氫氧化鉀溶于水中，然后加入配方 比例的聚天冬氨酸，合成配方比例的聚天冬氨酸鹽溶液；然后依次加入配方比例的偏硅酸 鈉、α-萘乙酸及活性劑與展著劑，最后用水定容。本發(fā)明水稻抗低溫抗倒伏擴穗增粒增產調節(jié)劑可以在水稻苗期(秧田期)、拔節(jié) 期(移入本田30天后)施用，施用時兌水稀釋成500 700倍液，然后噴施于葉面。本發(fā)明水稻抗低溫抗倒伏擴穗增粒增產調節(jié)劑主要含有聚天冬氨酸鹽、偏硅酸鈉 和α -萘乙酸，這三種物質共同作用，使該產品具有增強抗冷性和抗倒伏能力、提高產量三 重功能，并且這三種物質具有顯著的協同增效作用。因此，本發(fā)明調節(jié)劑能夠顯著增強水稻 抵御低溫冷害的能力，增加水稻的穗粒數和千粒重，提早成熟，使水稻產量提高20%以上。 同時該產品具有成本低、使用方便等特點，易于推廣應用，對我國水稻生產具有積極的推動 作用。
具體實施例方式以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明所述植物生長調節(jié)劑選用聚天冬氨酸(山東淄博市力幫精細化工有限公 司，登記證號Q/ZLB-002-2005)，α -萘乙酸(常州市佳業(yè)化工有限公司，CAS登記證號 86-87-3)和偏硅酸鈉(青島大潤化工有限公司，CAS登記號6834-792_0)，吐溫20作為活 性劑和展著劑，氫氧化鉀(天津市同鑫化工廠，CAS登記號.1310-58-3)。實施例中其它組分，如無特殊說明，均為市購獲得。實施例1將43. 51g氫氧化鉀溶于80ml水中，然后加入56. 49g聚天冬氨酸，反應完全后用 水定容至200ml，然后依次加入20g偏硅酸鈉.9H20、20ga-萘乙酸和65g 土溫20，最后用 水定容至1000ml，即得本發(fā)明的水稻抗低溫抗倒伏擴穗增粒增產調節(jié)劑。實施例2將43. 51g氫氧化鉀溶于80ml水中，然后加入56. 49g聚天冬氨酸，反應完全后用 水定容至200ml，然后依次加入28g偏硅酸鈉.9H20、20ga-萘乙酸和65g 土溫20，最后用 水定容至1000ml，即得本發(fā)明的水稻抗低溫抗倒伏擴穗增粒增產調節(jié)劑。實施例3
將43. 51g氫氧化鉀溶于80ml水中，然后加入56. 49g聚天冬氨酸，反應完全后用 水定容至200ml，然后依次加入20g偏硅酸鈉.9H20、20ga -萘乙酸和65g 土溫40，最后用 水定容至1000ml，即得本發(fā)明的水稻抗低溫抗倒伏擴穗增粒增產調節(jié)劑。
實施例4
將43. 51g氫氧化鉀溶于80ml水中，然后加入56. 49g聚天冬氨酸，反應完全后用 水定容至200ml，然后依次加入28g偏硅酸鈉.9H20、20g a -萘乙酸和65g 土溫40，最后用 水定容至1000ml，即得本發(fā)明的水稻抗低溫抗倒伏擴穗增粒增產調節(jié)劑。
實施例5
將43. 51g氫氧化鉀溶于80ml水中，然后加入56. 49g聚天冬氨酸，反應完全后用 水定容至200ml，然后依次加入20g偏硅酸鈉.9H20、20ga-萘乙酸和67g 土溫20，最后用 水定容至1000ml，即得本發(fā)明的水稻抗低溫抗倒伏擴穗增粒增產調節(jié)劑。
實施例6
將43. 51g氫氧化鉀溶于80ml水中，然后加入56. 49g聚天冬氨酸，反應完全后用 水定容至200ml，然后依次加入28g偏硅酸鈉.9H20、20ga-萘乙酸和67g 土溫20，最后用 水定容至1000ml，即得本發(fā)明的水稻抗低溫抗倒伏擴穗增粒增產調節(jié)劑。
實施例7
將43. 51g氫氧化鉀溶于80ml水中，然后加入56. 49g聚天冬氨酸，反應完全后用 水定容至200ml，然后依次加入20g偏硅酸鈉.9H20、22. 5g a -萘乙酸和67g 土溫40，最后 用水定容至1000ml，即得本發(fā)明的水稻抗低溫抗倒伏擴穗增粒增產調節(jié)劑。
實施例8
將43. 51g氫氧化鉀溶于80ml水中，然后加入56. 49g聚天冬氨酸，反應完全后用 水定容至200ml，然后依次加入28g偏硅酸鈉.9H20、22. 5g a -萘乙酸和67g 土溫40，最后 用水定容至1000ml，即得本發(fā)明的水稻抗低溫抗倒伏擴穗增粒增產調節(jié)劑。
實施例9
將43. 51g氫氧化鉀溶于80ml水中，然后加入56. 49g聚天冬氨酸，反應完全后用 水定容至200ml，然后依次加入20g偏硅酸鈉.9H20、25ga-萘乙酸和65g 土溫20，最后用 水定容至1000ml，即得本發(fā)明的水稻抗低溫抗倒伏擴穗增粒增產調節(jié)劑。
實施例10
將43. 51g氫氧化鉀溶于80ml水中，然后加入56. 49g聚天冬氨酸，反應完全后用 水定容至200ml，然后依次加入28g偏硅酸鈉.9H20、25ga-萘乙酸和65g 土溫20，最后用 水定容至1000ml，即得本發(fā)明的水稻抗低溫抗倒伏擴穗增粒增產調節(jié)劑。
實施例11
將43. 51g氫氧化鉀溶于80ml水中，然后加入56. 49g聚天冬氨酸，反應完全后用 水定容至200ml，然后依次加入20g偏硅酸鈉.9H20、27. 5g a -萘乙酸和67g曲拉通X-100， 最后用水定容至1000ml，即得本發(fā)明的水稻抗低溫抗倒伏擴穗增粒增產調節(jié)劑。
實施例12
將43. 51g氫氧化鉀溶于80ml水中，然后加入56. 49g聚天冬氨酸，反應完全后用 水定容至200ml，然后依次加入28g偏硅酸鈉.9H20、27. 5g a -萘乙酸和67g曲拉通X-100， 最后用水定容至1000ml，即得本發(fā)明的水稻抗低溫抗倒伏擴穗增粒增產調節(jié)劑。
實施例13
將43. 51g氫氧化鉀溶于80ml水中，然后加入56. 49g聚天冬氨酸，反應完全后用 水定容至200ml，然后依次加入20g偏硅酸鈉.9H20、30ga -萘乙酸和65g曲拉通X-114，最 后用水定容至1000ml，即得本發(fā)明的水稻抗低溫抗倒伏擴穗增粒增產調節(jié)劑。
實施例14
將43. 51g氫氧化鉀溶于80ml水中，然后加入56. 49g聚天冬氨酸，反應完全后用 水定容至200ml，然后依次加入28g偏硅酸鈉.9H20、30ga -萘乙酸和65g曲拉通X-114，最 后用水定容至1000ml，即得本發(fā)明的水稻抗低溫抗倒伏擴穗增粒增產調節(jié)劑。
實施例15葉面噴施調節(jié)劑
將實施例1、2、3、4、5、6、7、8的調節(jié)劑兌水稀釋成700倍液，實施例9、10、11、12、13、14兌水稀釋成500倍液，在水稻苗期(插秧前3天)、拔節(jié)期(插秧后30天)、灌漿期 (揚花后3天)噴施于葉面。
實驗例1協同作用實驗
實驗一、本發(fā)明水稻抗低溫抗倒伏擴穗增粒增產調節(jié)劑對水稻抗冷性的影響
選擇聚天冬氨酸鉀、偏硅酸鈉.QH2O(SMS)和a -萘乙酸為主要組分，分別設置0、 1、2、3四個濃度梯度(濃度梯度見表1)，進行排列組合，共計63個處理1個對照，以墾稻12 為測試品種，于水稻幼苗三葉一心期葉面噴施6小時后，放入4°C低溫培養(yǎng)室處理4天，取葉 片測定葉綠素含量、過氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量；取根系樣品，用TTC法測 定水稻根系活力。每處理3次重復。
表1聚天冬氨酸鈉(PASPK)、a -萘乙酸(NAA)和偏硅酸鈉.9H20(SMS)的濃度梯 度(濃度單位g/L)
權利要求
1.一種水稻抗低溫抗倒伏擴穗增粒增產調節(jié)劑，其含有如下組分聚天冬氨酸鹽50 150g/L，偏硅酸鹽10 30g/L，植物生長調節(jié)劑20 30g/L，活性劑和展著劑65 67g/L。
2.如權利要求1所述的水稻抗低溫抗倒伏擴穗增粒增產調節(jié)劑，其特征在于，其含有 如下組分聚天冬氨酸鹽100g/L，偏硅酸鹽20g/L，植物生長調節(jié)劑20 30g/L，活性劑和 展著劑65 67g/L。
3.如權利要求1所述的水稻抗低溫抗倒伏擴穗增粒增產調節(jié)劑，其特征在于，所述的 植物生長調節(jié)劑為α-萘乙酸。
4.如權利要求1所述的水稻抗低溫抗倒伏擴穗增粒增產調節(jié)劑，其特征在于，所述的 聚天冬氨酸鹽為聚天冬氨酸鉀。
5.如權利要求1所述的水稻抗低溫抗倒伏擴穗增粒增產調節(jié)劑，其特征在于，所述的 偏硅酸鹽為偏硅酸鈉.9Η20。
6.如權利要求1所述的水稻抗低溫抗倒伏擴穗增粒增產調節(jié)劑，其特征在于，所述的 活性劑和展著劑包括曲拉通系列和吐溫系列。
7.如權利要求6所述的水稻抗低溫抗倒伏擴穗增粒增產調節(jié)劑，其特征在于，所述的 活性劑和展著劑為吐溫系列。
8.如權利要求1-7任一項所述的水稻抗低溫抗倒伏擴穗增粒增產調節(jié)劑，其為水劑。
9.一種制備如權利要求1-8任一項所述水稻抗低溫抗倒伏擴穗增粒增產調節(jié)劑的方 法，其包括如下步驟首先將氫氧化鈉或氫氧化鉀溶于水中，然后加入聚天冬氨酸，合成配 方比例的聚天冬氨酸鹽溶液；然后依次加入配方比例的偏硅酸鈉、植物生長調節(jié)劑及活性 劑與展著劑，最后用水定容。
10.如權利要求1-9任一項所述的水稻抗低溫抗倒伏擴穗增粒增產調節(jié)劑在提高水稻 抗冷性、抗倒伏性和產量中的應用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水稻抗低溫抗倒伏擴穗增粒增產調節(jié)劑及其制備方法，所述水稻抗低溫抗倒伏擴穗增粒增產調節(jié)劑含有如下濃度的組分聚天冬氨酸鹽50～150g/L，偏硅酸鹽10～30g/L植物生長調節(jié)劑20～30g/L，活性劑和展著劑65～67g/L，溶劑為水。本發(fā)明水稻抗低溫抗倒伏擴穗增粒增產調節(jié)劑能夠使水稻增產20％以上，同時能夠提高水稻抗冷性和抗倒伏能力，促進水稻穗發(fā)育和增加粒重。
文檔編號A01N37/10GK102027994SQ20101052903
公開日2011年4月27日 申請日期2010年10月28日 優(yōu)先權日2010年10月28日
發(fā)明者董志強 申請人:中國農業(yè)科學院作物科學研究所