专利名称：缩氨基脲植物生长调节剂用于作物早期终止的用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及缩氨基脲植物生长调节剂用于作物早期终止的用途。更具体地说，本发明涉及缩氨基脲植物生长调节剂用于改善晚季果实产量和/或晚季害虫控制的用途。
植物生长调节剂(PGR’s)影响植物生长的生理学，并影响植物的自然节律。更具体地说，植物生长调节剂可以降低植物高度，促进种子发芽，诱导开花，加深叶子颜色，使谷物的倒伏最小化，减慢草坪上草的生长，减少铃腐病和改进棉花上棉铃的保持。
作物一般表现出确定的或不确定的生长模式。确定的植物具有一段确定的营养生长期，随后具有一段确定的生殖生长期，在此生长期，每颗植物开出最大量的花。另一方面，不确定的植物生长模式的特征在于最初一段营养生长期，和随后的营养生长和生殖生长同时发生的时期。第二时期的长度和产花数量主要由生长条件决定。
不确定的作物在生长季节的某一点过去很长时间后，继续生长生殖器官，其间有充足的时间由这些器官获得成熟的、可收获的果实。因此，在生长季节的某一时间点后，进一步的生殖生长将对可上市的产量没有影响。由于花和幼果是糖类和氮的大储库，所以这些大储库的需要有可能导致用于果实不断成熟的可用糖类和氮的减少，而这些糖类和氮在发育过程中远远足以对可上市产量产生积极的作用。
幼小、扩张的叶子也是大营养库。当叶子接近生理成熟时，由于叶子内光合作用能力增强和生长的减少及最终的停止，共同导致它从糖库转变成糖源。对于不确定的作物而言，在生长季节的某一时间点后开始生长的叶子将缺乏充足的时间用于将糖库转化成糖源。因此，幼小扩张的叶子消耗了植物有限的营养物和糖源，而这些物质本来可以更好地分配给可上市果实的生长和成熟。
表现为不确定生长模式的重要的作物的一个实例是棉花(陆地棉(Gossypium hirsutum))。棉花是一种产自热带地区的多年生植物，它在世界上适宜的地区和亚热带地区的农业生产中作为一年生植物载培。在最初的营养生长期之后，棉花作物开始生殖生长，同时继续营养生长。出现花芽(棉蕾)，长成花，并在授粉后产生称为棉铃的果实。
由于这些棉蕾的不确定的性质，其在生长季节中的充足的时间内发育为成熟的、可上市的棉铃之后的很长时间内，棉蕾继续出现。这些棉蕾和幼棉铃的生长和发育耗尽了植物有限的资源，而这些资源有可能被棉铃更好地利用以使其有充足的时间成熟到可上市的阶段。同样的，棉花作物的嫩枝在大部分的生长季节继续生长并长出新叶子。许多在生长季节晚期长出的叶子由于在生长季节中的剩余时间不足而永远不能成为糖源。因此，这些嫩叶需要一部分可以被能够收获的棉铃更好地利用的糖类和其它营养物。
花生作物(落花生(Arachis hypogaea))，作为豆科的一个成员，是另外一种表现出类似于棉花的不确定开花模式的重要作物。与棉花类似的是，花生作物开花的季节晚，因而这些晚季花在第一次霜冻之前将不会有时间发育成可上市的果实。
烟草(Nicotiana tabacum L.)的生产需要通过一种称为“切顶”的方法早期除去顶芽。顶芽的除去促进了腋芽的生长和发育。腋芽没有经济价值，如果任它发育，则会降低叶子的产量。在美国，一般采用马来酰肼对腋芽进行化学控制。
如果可以研制一种早期终止、控制植物策略，减少晚季棉蕾、花和幼果的数量，并消除嫩枝的末端部分的生长，则可以将糖类和其它营养物重新分配到最大贮藏库-即幼果和/或叶子。对于棉花作物而言，作为一个实例，重新分配资源可能包括以下的一部分或全部好处增加产量(由于棉铃更大)，提高纤维质量，加速棉铃开放，更完全地落叶和能够提前收获。所有这些优点给棉花生产者带来了显著的经济利益。
为了成功地进行早期终止策略，对营养生长和生殖生长的抑制应该基本上对器官如叶、茎、根和果实没有伤害。可以使用除草剂处理来终止生长，但对作物的伤害将是严重的，并可能导致产量的显著降低。
早期生长终止还可能在晚季害虫控制方面有好处。目前，已被基因修饰为表达苏云金芽孢杆菌(Bacillus thurigensis)昆虫毒素(BT毒素)的转基因的抗虫棉栽培品种的引入，已降低了对某些杀虫应用的需要和/或应用频率。但是，所谓抗虫“BT-棉花”并不是棉花生产中的昆虫的万能药。在这方面，BT-棉花的抗虫性仅限于棉花的主要有害昆虫的一部分。此外，作物中BT毒素的存在所提供的抵抗力并不是永久的。不幸的是，有证据表明某些对BT毒素不敏感的害虫类不再受BT毒素的影响。
因此，杀虫剂仍然是棉花生产系统和BT棉花的重要组成部分。因为对目前已知的杀虫剂有抵抗力和/或耐受BT毒素的昆虫将随着时间而增多，因此需要开发新的昆虫控制策略以确保棉花生产水平满足未来的需求。
作为一种同时降低生产成本和减少产生抗杀虫剂的昆虫的方法，目前一些棉花生产专家建议消除晚季杀虫剂的应用。这种建议的基础是，在生长季节的某一时间点后，昆虫对花芽(棉蕾)、花和幼果(棉铃)的损害并不影响销售量。由于棉花的不确定性质，棉蕾、花和棉铃在大部分的生长季节后期继续产生。但是，在生长季节的某一时间点后，在施用或不施用进一步的杀虫剂的情况下，存在充足的时间使棉蕾，花和幼棉铃成熟并有助于销售产量。因为成熟和接近成熟的棉铃对棉花的主要昆虫害虫的损害并不特别敏感，在生长季节的后期停止使用农药可能不会显著地降低产量。虽然减少晚季杀虫剂的施用可能在短期内具有经济意义，但是一个生长季节缺乏晚季控制将很有可能导致下一个生长季节早期的大量虫群。
棉花的一些重要的昆虫害虫包括棉铃虫(Helicoverpa zea)，烟草卷叶蛾(Heliothis virescens)和棉铃象鼻虫(Anthonomus grandus)。在棉铃虫和卷叶蛾的情况下，蛾通常在棉花作物的末端区域(苗顶)下蛋。孵出后，幼虫以末端和更幼小的棉蕾为食，更大的幼虫以末端和幼小棉铃为食。对于棉铃象鼻虫而言，成年雌性棉铃象鼻虫将棉蕾吃出一个洞并下一个蛋。在孵出时，幼虫以棉蕾内部为食，并经过两或三次蜕皮。含有棉铃象鼻虫幼虫的棉蕾通常从植物中脱落并在第二阶段的幼虫发育以后落至地上。棉铃象鼻虫在脱落的棉蕾中继续发育。
一种减少或消除昆虫害虫的饲料和/或产卵部位的作物控制策略可以不需要施用晚季杀虫剂，并降低过冬昆虫的总数。在棉铃象鼻虫的情况下，减少晚季棉蕾的作物控制策略应该减少过冬棉铃象鼻虫总数，因为已知进入生长季节的滞育后期的棉铃象鼻虫更可能比较早进入滞育的棉铃象鼻虫更成功地过冬。
本发明的目的是提供一种成功的早期终止策略，以满足或超出本发明的上述目标。广义上说，本发明的目的是晚季终止具有不确定生长模式的作物的生殖性植物生长。更具体地说，本发明给在开花高峰期之后某一时间的生长作物提供足以终止作物继续生殖生长的缩氨基脲植物生长调节剂，同时基本上不影响在施用时植物已有的成熟性生殖生长。最优选，缩氨基脲为氟吡草腙。通过使用这种早期生长终止策略，可以实现对作物晚季果实产量和晚季害虫控制的改善。
仔细考虑以下关于本发明优选的例举性实施方案的详细说明，将更为清楚地看出本发明的这些和其它方面与优点。
这里和所附的权利要求中所述的术语“晚季”指作物的高峰开花期过后的任何时间。
本发明的优选的植物生长调节剂包括取代的缩氨基脲和相关的化合物，如缩氨基硫脲和异缩氨基硫脲及其盐，如在美国专利5,098,462和5,098,466中更为详尽地描述(将每一美国专利的全部内容引入本文作为参考)。实施本发明所用的最优选的缩氨基脲为氟吡草腙(diflufenzopyr)。
将缩氨基脲以足以终止作物继续生殖生长的量施用于作物的部位。最优选，将缩氨基脲以至少约0.0001，一般为至少约0.003磅活性成分/英亩(lb.ai/A)的量施用于作物的部位。此外，缩氨基脲的用量小于约0.09，一般小于约0.03lb ai/A。
可以使用粉剂、颗粒、溶液、乳剂、可湿性粉剂、流动剂和悬浮液形式的缩氨基脲。根据常规的方法将作为活性成分的化合物以下述的适宜量/英亩的化合物，施用于需要这种化合物的作物的部位。根据本发明，将这种化合物应用于植物的“部位”包括施用于作物，或作物的部分，或作物生长的土壤上。
可以将缩氨基脲化合物施用于上述作物的地面以上的部分。可以采用常规方法将液体和微粒状固体植物生长调节剂组合物施用于植物的地面以上的部分，如喷杆和手工施用，包括喷雾器或撒粉器。如果需要，可以在空气中喷洒使用该组合物。用于实施本发明的缩氨基脲化合物最优选以水溶液的形式使用。可以常规的方式施用溶液，如通过喷洒，雾化或给作物部位浇水。
缩氨基脲化合物还可以与本领域中常用的其它成分或助剂一起施用。这些成分包括漂移控制剂，消泡剂，防腐剂，表面活性剂，肥料，植物毒素，除草剂，灭害剂，杀虫剂，杀真菌剂，润湿剂，粘着剂，杀线虫剂，杀菌剂，痕量元素，增效剂，解毒剂，它们的混合物，和其它在植物生长调节技术中已知的助剂。
不论其应用方式如何，将缩氨基脲以足以终止作物继续生殖生长的有效量施用于需要终止的作物的部位。可以将缩氨基脲单次或多次施用于作物以获得本发明的期望的早期作物终止效果。
通过以下非限制性的实施例进一步说明本发明。
实施例1在描述为“白花节段上方的三个节点”的晚季生长阶段的棉花作物上对氟吡草腙(DFP)的晚季应用进行大田试验。惊人地观察到氟吡草腙导致末端(苗端)生长停止，并促进花、棉蕾和幼棉铃的脱落，同时对成熟的营养器官、中等年龄的棉铃和成熟棉铃没有显著的伤害。这些大田试验的结果如下表1所示。
从中可以看出，在大田试验号1(密西西比)中，结果是显著的。以0.01或0.02lb.ai/A单一施用DFP使最高的八个节点处的棉蕾和花的数量减小了80％以上(相对于未处理而言)。类似的趋势还可以在大田试验号2(路易斯安那)中观察到，虽然棉蕾和花的数量的减小程度没有大田试验号1那么大。表1所示的这些试验共同表明低比率的缩氨基脲如DFP，可以极大地减小棉花作物上的棉蕾和花的数量。
表1
实施例2在密西西比进行另一大田试验，其中将DFP施用于棉花作物的白花节段上方的三个节点。下表2给出结果。
表2
表2中的数据证明，在20g ai/ha比率下DFP-处理的棉花作物在处理后22天(DAT)具有比未处理作物多60％的开放的棉铃。开放棉铃的巨大增长表明将DEP施用于棉花加速了棉铃的成熟，它可以解释为提前收获棉花生长物。
实施例3使用黄秋葵(咖啡黄葵(Abelmoschus esculentus))是与棉花同科(锦葵科(Malvaceae))的一个成员，对其进行温室实验。0.001和0.001lbi/A的DFP施用比率并不影响黄秋葵的生长(表3A)。0.003-0.3lb.ai/A的DFP施用比率大大减少了营养生长(表3B和3C)，并导致花芽和非常小的果实发育不全(表3D和3E)。经处理的作物上的果实伸长速率在施用后的第一周略小于未处理作物上的果实伸长速率(表3F和3G)。但是，在第二周，经处理的作物上的果实以比未处理作物上的果实更快的速率伸长，从而在两周的末期，没有观察到果实长度的显著差别。在两周的末期，用DFP处理的作物具有较少、但较重的果实(表3H和3I)。
在下表所描述的研究中，每一处理有5-10个黄秋葵作物，并对这些经处理的黄秋葵作物的数据计算平均值。
表3A-DFP用于黄秋葵高度降低的最初筛选试验
表3B-黄秋葵作物高度
表C-黄秋葵作物高度
表3D-施用DFP时黄秋葵的花芽或小果实生殖器官的结果
表3E-施用DFP时黄秋葵的花芽或小果实生殖器官的结果
表3F-黄秋葵果实长度的增加
表3G-黄秋葵果实长度的增加
表3H-以克为单位的黄秋葵果实的重量产量
表3I-以克为单位的黄秋葵果实的重量产量*
*在13DAT收获荚果。在施用时，位置1是果实上最低和最大的果实，位置2是其次的最老的果实，等等。
以上的数据证明以大约0.003-0.03lb.ai/A的比率范围将缩氨基脲如氟吡草腙施用于作物，可以导致花芽、花和幼果脱落，并大大减小营养生长。令人惊奇的是，通过DFP处理增加了黄秋葵果实的重量。
实施例4在花生作物(落花生(Arachis hypogaea))上进行大田试验以确定是否晚季施用DFP可以使晚季花的发育和营养生长停止。采用校准至带10加仑/英亩(gpa)的CO2反压喷洒器施用DFP。含有花生作物的土地为12英尺×50英尺。进行靶向施用以使花生作物在收获前有效地生长约6周和3周。将DFP和1％v/v DASHHC喷雾助剂广泛地施用于花生。收集花生并称重计算产量数据，如下表4所示。除了GA-015试验在干旱条件下进行以外，所有的试验都进行灌溉。以0.007和0.015lb.ai/A的比率施用DFP。
表4以未处理对照的百分率表述的花生产量
注(1)GRS-287-施用和收获之间的期间为68和45天。
(2)FTS-施用和收获之间的期间为55和35天。
(3)NC-101-施用和收获之间的期间为42和32天。
(4)GA-015-施用和收获之间的期间为45和32天。
观察到某些花生的伤害，且取决于DFP的施用比率。因此，当DFP比率增大时，花生受到的伤害也增大。但是到了31DAT，花生伤害不明显。伤害症状包括花生树冠内最上面的叶子轻微的卷曲。以0.030lbai/A施用的DFP产生最大的伤害，大约20％，但花生伤害并不包括明显的萎黄病。
从表4的数据明显看出，在NC-101试验上观察到显著的产量增加。显著的产量增加发生于在收获的6周前以0.030lb ai/A施用DFP和在收获的三周前以0.007，0.015和0.030lb ai/A施用DFP。在表4的注释(3)中看出，NC-101试验几乎评价了所有研究的从施用到收获的时间。但是在GRS和FTS试验中，在第二日期施用的较低的施用比率(0.007和0.015lbai/A)以统计学上不显著的数量2％-10％增加产量。但是，GA-015试验没有导致增加产量的趋势，但这并不意外，因为作物在大部分的试验季节处于干旱压力之下。
实施例5还在棉花作物(品种DPL50)上进行大田试验来确定是否那些由于施用DFP而脱落的棉铃的大小受压力、过量的施用比率和施用时机的影响。具体来说，将DFP与1％v/v DASHHC喷雾助剂的混合物以0.01、0.02 and0.08lb ai/A的比率施用于白花上的5个节点(5NAWF)处，对应于脱叶前40天，5NAWF+300DD，对应于落叶前25天，和5NAWF+600DD，对应于脱叶前15天。结果列在下表5中。
表5
从上表5看出，DFP施用的时机对产量的影响比施用比率的影响大。与0.80lb ai/A的比率相比，0.01和0.02lb.ai/A的比率趋于对各种时机的产量的不利影响较小。5NAWF的施用与处于5％水平的未处理样品相比，显著地降低了产量。令人惊奇的是，在667DD时机的所有处理趋于增加产量。0.01和0.02lb.ai/A比率勉强提供5％水平的显著的产量增加。在10％水平下，0.20lb.ai/A比率的DFP施用提供了显著的产量增加。仅0.080lb.ai/A施用比率导致在300DD施用时显著的产量降低。
当以5NAWF施用于未受压棉花时，成熟棉铃的保持随着DFP比率的增加而趋于增加。DFP在后期施用时，对成熟棉铃的保持没有影响。评价了所有比率和时机下的DFP施用导致棉花变成脱落的棉蕾和花。在600DD时机，基本上所有未成熟的棉蕾脱落，且开花停止。因此，此时产量的增加可能取决于作物对糖类利用率的改善。在300DD或600DD时机没有观察到对种子发芽或质量的不利影响。但是，在5NAWF的DFP处理下观察到导致对种子发芽和质量不利影响的趋势。因此，棉花的最实际的施用时机看来是在5NAWF阶段之后。
实施例6在另一试验部位重复实施例5。结果列在下表6中。
表6
实施例7在两个不同的生长阶段将DFP以0.01和0.02lb ai/A施用于棉花5NAWF和5NAWF+350HU(热单位)用于品种Stoneville 474。结果列在下表7A和7B中。
表7A-在5 NAWF阶段施用的DFP对昆虫控制的效力
1 以200 1/ha运送的产物2 YFDRO1＝计算脱落的棉铃＜1/4英寸直径/25英尺行YFDRO2＝计算脱落的棉铃＜1/4＜1/2英寸直径/25英尺行YFDRO3＝计算脱落的棉铃＜1/2＜3/4英寸直径/25英尺行YFDRO4＝计算脱落的棉铃＜3/4＜1英寸直径/25英尺行YFDRO5＝计算脱落的棉铃＜1英寸直径/25英尺行。3 平均计算失泽作物蝽蛹(LYGULI)、棉铃/卷叶蛾幼虫(HELISP)和棉铃象鼻虫刺穿的棉蕾(YOBOLL)/50棉蕾4 后面标有同一字母的方法根据邓肯氏复极差检验没有显著差别(P＝0.05)。表7B-在5NAWF+350HU阶段施用的DFP对昆虫控制的效力
1以200 1/ha.运送的产物2 平均计算失泽作物蝽蛹(LYGULI)，棉铃象鼻虫刺穿的棉蕾(YO棉铃)，和棉铃/卷叶蛾(HELISP)每#/50棉蕾/地块。3 后面标有同一字母的方法根据邓肯氏复极差检验没有显著差别(P＝0.05)).4 与对照相比的降低％
以上的数据表明5NAWF阶段的施用不会获得充足以减少昆虫总数的脱落棉蕾，并造成棉花落下大量直径大于1英寸的棉铃。但是，在5NAWF+350HU的第二时机，用0.02lb ai/A的DFP处理的土地与未处理的对照相比，表现为减少了由棉铃象鼻虫刺穿的棉蕾(58％)和失泽作物蝽蛹(32％)。在该较晚的时机，没有观察到棉铃脱落。因此这些结果表明0.02lb ai/A的DFP具有作为棉花作物终止助剂的巨大潜力。
实施例8将DFP处理施用于市售熏制烟草田间的烟草作物。切除作物根芽的顶部并在同一天进行喷洒。大约5-10％的烟草作物在芽期接受施用。用配置中空圆锥体喷口的手持喷洒器进行处理。喷洒体积为33ml每棵作物大约50加仑/英亩。每一种处理施用于三棵烟草作物，且将每一棵作物考虑为一个重复试验。在处理后的几周(WAT)内的不同检测间隔检查作物。一种处理是以3.0lbs.ai/A施用的商业标准Royal MH-30(马来酰肼)直到第二天以前才能施用。由于这种施用的延迟，这种处理与对照试验没有明显的区别，不包括在下表8A-8C的结果中。
表8A-对熏制烟草的伤害百分比
表8B-熏制烟草上的腋芽数量/作物
表8C-处理后的第41天(DAT)最终评价的每棵作物的总腋芽重量、平均腋芽重量和平均腋芽长度和顶部五片烟草叶子的长度。
以上的数据表明DFP在典型的茁长素蓄积的未成熟叶子上产生某些伤害症状(见表8A)，这一症状由叶子卷曲来证明。此外，这些叶子不期望地在生长季节后期保持更绿。但是，这些伤害减小了收获的顶部5片叶子的最终长度(见表8C)，但存在减小长度的微弱趋势。成熟叶子不表现出伤害症状。DFP确实减少每棵作物的腋芽数，其中0.06lbs ai/A的最高比率在施用6周后有效(表8B)。较低比率的DFP在较短的时间内有效。一旦DFP的抑制活性停止，腋芽数量就快速反弹。DFP与1.0磅比率的马来酰肼的组合并没有明显区别于单独的DFP。在6WAT，所有的处理减小了每棵作物的腋芽重量和平均腋芽重量(见表8C)。0.6lbs ai/A的DFP是减小每棵作物的总腋芽重量、平均腋芽重量和平均腋芽长度的最有效的处理。
虽然本发明对目前认为是最实际和最优选的实施方案进行了描述，但应该理解本发明并不局限于这些公开的实施方案，而是包括所附权利要求的精神和保护范围之内的各种改进和等同排列。
权利要求
1.一种用于晚季终止作物的生殖性作物生长的方法，包括在作物的开花高峰期之后的某一时间向作物的某一部位以足以终止作物继续生殖生长的量施用缩氨基脲植物生长调节剂。
2.权利要求1的方法， 其中所述作物为具有不确定生长模式的作物。
3.权利要求1-2的方法，其中缩氨基脲植物生长调节剂足以终止继续生殖生长，且在施用时基本上不影响在作物上存在的成熟性生殖生长。
4.权利要求1-3的方法，其中该作物为锦葵科或豆科。
5.权利要求4的方法，其中该作物为棉花、黄秋葵或花生作物。
6.权利要求1-5的方法，其中该缩氨基脲为氟吡草腙。
7.权利要求6的方法，其中氟吡草腙的施用比率为约0.0001-0.09磅活性成分/英亩。
8.权利要求7的方法，其中该施用比率为约0.003-0.03磅活性成分/英亩。
9.权利要求1-8的方法，其中该缩氨基脲与至少一种助剂一起施用。
10.权利要求1-9的方法，其中该缩氨基脲以液体或固体颗粒的形式施用。
11.权利要求1-10的方法，其中该作物为棉花，和其中将缩氨基脲施用于棉花作物的白花节段上方的三个节点。
12.权利要求11的方法，其中缩氨基脲为氟吡草腙。
13.权利要求1-4或6-10的方法，其中该作物为烟草。
全文摘要
通过在作物开花高峰期之后的某一时间点，将缩氨基脲植物生长调节剂施用于生长作物的某一部位，而实现晚季终止具有不确定生长模式的作物的生殖性作物生长。缩氨基脲用作活性成分，其用量足以终止作物继续生殖生长，且在施用时基本上不影响在作物上存在的成熟性生殖生长。最优选，该缩氨基脲为氟吡草腙。
文档编号A01G7/06GK1409598SQ00817180
公开日2003年4月9日 申请日期2000年12月5日 优先权日1999年12月15日
发明者J·R·埃文斯, W·W·斯图尔特, T·J·霍尔特, D·M·萨拉维特茨, L·S·埃文斯, R·R·埃文斯 申请人:巴斯福公司