诱导小麦抗赤霉病的诱抗剂的制作方法

文档序号:11668921阅读:308来源:国知局

本发明涉及诱抗剂,具体涉及一种诱导小麦抗赤霉病的诱抗剂,诱导小麦抗赤霉病侵染,预防和减少赤霉病的发生。



背景技术:

在小麦抽穗之后经常会遇到连阴雨、潮湿多露、闷热的气候条件,就会大面积流行赤霉病,短期内造成灾害。

赤霉病是威胁小麦生产的主要病害之一,在世界范围内均有发生。我国是世界上小麦赤霉病危害最大的国家,每年受害面积约750万hm2,占全国小麦面积的1/4,造成产量损失200万-300万t(simpsondr,westonge,turnerja,etal.differentialcontrolofheadblightpathogensofwheatbyfungicidesandconsequencesformycotoxincontaminationofgrain.europeanjournalofplantpathology,2001,107(4):421-431)。随着气候的变化,最近几年赤霉病成为常发病害,不仅影响小麦产量,也影响了小麦的品质,而且小麦赤霉病会致使小麦病粒产生多种毒素物质如脱氧雪腐镰菌醇(deoxynival,don)和玉米赤霉烯酮(zearlenone,zea)等,人畜食用这些病粒后,会发生不同程度的中毒反应,如皮肤过敏以及肠胃功能紊乱,引起食欲下降、腹泻、呕吐、腹痛等症状,并延缓生长、降低机体的免疫机能,还有致癌、致畸和诱变的作用,可导致孕妇流产甚至死亡(rochao,ansarik,doohanfm.effectsoftrichothecenemycotoxinsoneukaryoticcells:areview.foodadditcontam,2005,22(4):369-378)。

生产上对小麦赤霉病的防治以化学农药及抗病品种为主,化学农药的大量应用引起小麦赤霉病菌抗药性的产生,刺激病菌变异,产生新的小种或变异系,使小麦赤霉病的防治工作愈来愈困难,药物的防治效果愈来愈差,有机农药使用剂量不断提高,已经给人类环境造成了巨大的污染,对环境及食物的污染加剧,直接影响了人类健康。抗病品种由于植物遗传抗病性状与其他农艺性状难以有机结合,选育既抗病又高产、优质的品种的难度越来越大。采用传统的农艺栽培措施进行病害防治的用工量大,防治效果也十分有限。因此,解决这些弊病的方法,一直是世界范围内农业科技工作者的重要努力方向之一。

近几年植物诱导抗病性的研究为植物病害有效防治带来希望。植物诱导抗病性又称系统获得抗病性,是植物在一定的生物或非生物因子的刺激或作用下,对病原物具有更强的抵抗性的特征。植物诱导抗病性是国际上近期兴起重要研究领域,利用植物诱导抗病性被认为是植物保护的新技术和新途径。据kuc等(kucj,srichmond.aspectsoftheprotectionofcucumberagainstcolletotrichumlagernariumbycolletotrichumlagernarium.phytopathology,1977,67:533-536)的研究表明,黄瓜局部接种烟草坏死病毒(tobacconecrosisvirus,tnv)、细菌性角斑病菌(pseudomonaslanchrymans)或瓜类炭疽病菌(celletotrichumlagenarium)均可诱导植株在几天内产生广谱系统抗性。biles等(bilescl,martynrd.localandsystemicresistanceinducedinwatermelonsbyformaespecialsoffusariumoxysporum.phytopathology,1989(79):856-860)用黄瓜尖镰孢(fusariumoxysporumf.sp.cucumerinum)无毒小种对镰孢萎蔫病具有不同抗性的西瓜接种,诱导产生了其对炭疽菌的局部和系统抗性,用0.1g/kg的乙酰水杨酸处理烟草,发现其产生对霜霉病和烟草花叶病毒病的抗性。anfoka等(anfokag,buchenauerh.systemicacquiredresistanceintomatoagainstphytophtorainfestansbypre-inoculationwithtobacconecrosisvirus.physmolplantpath,1997,50:85-101)用烟草坏死病毒预接种番茄诱导了对黄瓜花叶病毒(cucumbermosaicvirus,cmv)株系y的抗性,从而延缓了病情发展,降低了病情指数。smith等(smithja,metrauxjp.pseudomonassyringaepathovar.syringaeinducessystemicresistancetopyriculariaoryzaeinrice.physiolmolplantpath,1991,39:451-461)在水稻第一叶用pseudomonassyrzngaepv.syrzngae诱导接种,产生了对稻瘟菌的抗性。王国平等(王国平,潘川芝,任国新,等.植物源作物诱抗剂对小麦赤霉病的抑制效果.湖南农业大学学报(自然科学版),2001,27(1):50-52)利用植物源材料bz和cf诱导小麦产生抗赤霉病,抑制效果分别达到55.41%和48.5%,有效降低赤霉病的危害。王洪涛等人申请授权专利“一种用于防治小麦赤霉病的缓释剂及其制备方法”(专利号zl201410584561.0)是以壳寡糖和井冈霉素a为主要成分的复配杀菌缓释剂,其有效成分按质量百分比的含量为1%~3%壳寡糖和10%~20%井冈霉素a。赵来成等人申请专利“一种防治小麦赤霉病的杀菌剂组合物及其应用”(申请号为201410485523.x)是以叶菌唑和氨基寡糖素为主要成分的杀菌剂,叶菌唑和氨基寡聚糖的总含量为5%~60%,叶菌唑和氨基寡聚糖的重量比为(1:10)~(10:1)。张善学等人申请的专利“一种用于抗小麦赤霉病的壳寡糖组合物的用途和方法”(申请号为201110332967.6)是在农药组合物中添加壳寡糖,其在农药组合物中的重量百分比0.003%~0.028%。这些含有壳寡糖、氨基寡糖素等物质的专利却都没有提到该物质具有诱抗赤霉病的作用和效果。



技术实现要素:

本发明的目的是:提供一种诱导小麦抗赤霉病的诱抗剂,在小麦始穗期均匀喷施于小麦叶面,激活小麦体内活性物质和酶的活性,抵御赤霉病菌的侵染,抑制病斑扩展,预防和减少赤霉病的发生,避免和减轻赤霉病对小麦的危害。

本发明的技术解决方案是:该诱导小麦抗赤霉病的诱抗剂的组分中包括硝普钠、水杨酸、壳寡糖、碘化钾,每100ml诱抗剂中各组分的重量份数为:质量浓度99.5%硝普钠0.75g~1.5g,质量浓度99.5%水杨酸3g~7.5g,质量浓度95%壳寡糖1.5~3g,质量浓度99.9%碘化钾1.0g~1.5g,其中水杨酸用乙醇溶解,其它均用水溶解。

上述诱导小麦抗赤霉病的诱抗剂的制备方法包括以下步骤:

(1)依重量份数分别取以下组分:质量浓度99.5%硝普钠0.75g~1.5g,质量浓度99.5%水杨酸3g~7.5g,质量浓度95%壳寡糖1.5g~3g,质量浓度99.9%碘化钾1.0g~1.5g;

(2)将水杨酸用乙醇溶解,溶解比例为1g质量浓度99.5%水杨酸用3ml乙醇溶解;

(3)将硝普钠用水溶解,溶解比例为1g质量浓度99.5%硝普钠用10ml溶解;

(4)向硝普钠溶液中加入壳寡糖,并进行充分搅拌溶解;

(5)向步骤(4)的混合液体中加入碘化钾,并进行充分搅拌溶解;

(6)将步骤(2)所得的水杨酸乙醇溶液加入步骤(5)的混合液体中,搅匀混合;

(7)向步骤(6)的混合液中加入少量自来水,搅匀,并定溶至100ml,得诱导小麦抗赤霉病的诱抗剂。

上述诱导小麦抗赤霉病的诱抗剂的使用方法是:在小麦始穗期,每667m2用100ml诱抗剂对水30kg,搅匀后均匀喷施于小麦叶片表面,隔7天后再喷施一次,用量相同。

与现有技术相比,本发明具有以下明显优点:

一、本发明的诱导小麦抗赤霉病的诱抗剂在小麦始穗期喷施于小麦叶片,被叶片吸收,激活小麦体内活性物质及一些酶的活性,有效抵抗赤霉病菌的侵入和抑制病斑的扩展,从而预防和减少赤霉病的发生,减轻赤霉病对小麦的危害,降低化学农药的使用量,保护农业生态环境和人类身体健康。

二、本发明中的水杨酸和壳寡糖都具有激活小麦体内酶和活性物质的活性、抵抗赤霉病菌的侵入和抑制病斑扩展的效果,通过两者复配叠加增效,减少各自用量,降低成本。

三、本发明中的硝普钠是no的外源供体,其被小麦吸收后产生大量的no,no通过与其可溶性受体鸟苷酸环化酶(guanylatecyclase,gc)的铁离子结合,改变gc的立体结构从而提高其活性,并进一步导致细胞内第二信使环胞嘧啶单核苷磷酸(cgmp)生成的增加,形成的cgmp又作用于苯丙氨酸氨解酶(pal)而调节水杨酸(sa)的积累,从而诱导小麦pal和病程相关蛋白(pr-1)等抗病相关基因的表达,进而参与小麦的抗病(赤霉病)反应。

四、本发明中的碘化钾通过叶面喷施后被小麦叶片吸收,一方面通过渗透调节作用,降低病原菌孢子萌发;另一方面提高小麦体内的钙离子的含量和促进水杨酸等信号分子的合成积累,加快局部细胞死亡及细胞膜透性的增加,使信号进一步放大,这些信号又促进了活性氧、酚类物质等代谢过程中相关酶的活性,从而增加小麦抗病(赤霉病)性。

五、本发明的诱导小麦抗赤霉病的诱抗剂在小麦始穗期喷施于小麦叶片,小麦赤霉病抑制率达37.81%以上,本发明的诱导小麦抗赤霉病的诱抗剂具有较好的经济效益。

六、本发明的小麦赤霉病诱导剂是一类新型的预防和减少赤霉病发生的产品,通过激发植物免疫系统,达到防病的目的;它本身并无杀菌活性,但它能激发植物产生系统获得性抗性,激发植物内部的免疫机制,使小麦的高产优质潜力得到充分发挥,保障小麦的生产和食用安全,保护人类身体健康。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术解决方案,这些实施例不能理解为是对技术方案的限制。

实施例1:依以下步骤制备诱导小麦抗赤霉病的诱抗剂

(1)依重量份数分别取以下组分:质量浓度99.5%硝普钠0.75g,质量浓度99.5%水杨酸3.00g,质量浓度95%壳寡糖1.50g,质量浓度99.9%碘化钾1.00g;

(2)将水杨酸用乙醇溶解,溶解比例为1.00g质量浓度99.5%水杨酸用3ml乙醇溶解;

(3)将硝普钠用水溶解,溶解比例为1.00g质量浓度99.5%硝普钠用10ml溶解;

(4)向硝普钠溶液中加入壳寡糖,并进行充分搅拌溶解;

(5)向步骤(4)的混合液体中加入碘化钾,并进行充分搅拌溶解;

(6)将步骤(2)所得的水杨酸乙醇溶液加入步骤(5)的混合液体中,搅匀混合;

(7)向步骤(6)的混合液中加入少量自来水,搅匀,并定溶至100ml,得诱导小麦抗赤霉病的诱抗剂。

上述诱导小麦抗赤霉病的诱抗剂的使用方法是:在小麦始穗期,每667m2用100ml诱抗剂对水30kg,搅匀后均匀喷施于小麦叶片表面,隔7天后再喷施一次,用量相同。

2015年在淮安市农业科技园区进行试验,土壤肥力中等偏上,前茬为水稻,试验设处理为:本实施例1的诱导小麦抗赤霉病的诱抗剂喷施处理及对照(未喷施诱导小麦抗赤霉病诱抗剂),三重复,小区面积为20m2,小麦品种为淮麦33,2015年10月25日播种,行距25cm,田间肥水管理、病虫害防治措施相同;2016年4月20日,叶面喷施一次,隔7天再喷一次;收获前调查各处理小区赤霉病的发生情况,每小区对角线5点取样,每点取60穗,样品总数300穗;进行病情分级调查,统计病情指数;根据处理小区与不施药对照小区的病情指数计算各处理对赤霉病的相对抑制效果;病情分级标准及病情指数计算方法参照gb/t15796-2011麦类赤霉病测报调查规范;病情分级:0级,无病;ⅰ级,病小穗数占全部小穗的1/4以下;ⅱ级,病小穗数占全部小穗的1/4~1/2;ⅲ级,病小穗数占全部小穗的1/2~3/4;ⅳ级,病小穗数占全部小穗的3/4以上。

病情指数=∑(各级病穗数×该级别数)×100/(调查总穗数×4)

病情抑制率=(对照区病情指数-处理区病情指数)/对照区病情指数

试验结果表明:喷施本实施例1的诱导小麦抗赤霉病的诱抗剂的小麦赤霉病抑制率达37.81%(见下表)。

实施例2:依以下步骤制备诱导小麦抗赤霉病的诱抗剂

(1)依重量份数分别取以下组分:质量浓度99.5%硝普钠1.00g,质量浓度99.5%水杨酸4.50g,质量浓度95%壳寡糖2.00g,质量浓度99.9%碘化钾1.25g;

(2)将水杨酸用乙醇溶解,溶解比例为1.00g质量浓度99.5%水杨酸用3ml乙醇溶解;

(3)将硝普钠用水溶解,溶解比例为1.00g质量浓度99.5%硝普钠用10ml溶解;

(4)向硝普钠溶液中加入壳寡糖,并进行充分搅拌溶解;

(5)向步骤(4)的混合液体中加入碘化钾,并进行充分搅拌溶解;

(6)将步骤(2)所得的水杨酸乙醇溶液加入步骤(5)的混合液体中,搅匀混合;

(7)向步骤(6)的混合液中加入少量自来水,搅匀,并定溶至100ml,得诱导小麦抗赤霉病的诱抗剂。

上述诱导小麦抗赤霉病的诱抗剂的使用方法是:在小麦始穗期,每667m2用100ml诱抗剂对水30kg,搅匀后均匀喷施于小麦叶片表面,隔7天后再喷施一次,用量相同。

2015年在淮安市农业科技园区进行试验,土壤肥力中等偏上,前茬为水稻,试验设处理为:本实施例2的诱导小麦抗赤霉病的诱抗剂喷施处理及对照(未喷施诱导小麦抗赤霉病诱抗剂),三重复,小区面积为20m2,小麦品种为淮麦33,2015年10月25日播种,行距25cm,田间肥水管理、病虫害防治措施相同;2016年4月20日,叶面喷施一次,隔7天再喷一次;收获前调查各处理小区赤霉病的发生情况,每小区对角线5点取样,每点取60穗,样品总数300穗;进行病情分级调查,统计病情指数;根据各处理小区与不施药对照小区的病情指数计算各处理对赤霉病的相对抑制效果;病情分级标准及病情指数计算方法参照gb/t15796-2011麦类赤霉病测报调查规范;病情分级:0级,无病;ⅰ级,病小穗数占全部小穗的1/4以下;ⅱ级,病小穗数占全部小穗的1/4~1/2;ⅲ级,病小穗数占全部小穗的1/2~3/4;ⅳ级,病小穗数占全部小穗的3/4以上。

病情指数=∑(各级病穗数×该级别数)×100/(调查总穗数×4)

病情抑制率=(对照区病情指数-处理区病情指数)/对照区病情指数

试验结果表明:喷施本实施例2的诱导小麦抗赤霉病的诱抗剂的小麦赤霉病抑制率达46.24%(见下表)。

实施例3:依以下步骤制备诱导小麦抗赤霉病的诱抗剂

(1)依重量份数分别取以下组分:质量浓度99.5%硝普钠1.25g,质量浓度99.5%水杨酸6.00g,质量浓度95%壳寡糖3.00g,质量浓度99.9%碘化钾1.00g;

(2)将水杨酸用乙醇溶解,溶解比例为1.00g质量浓度99.5%水杨酸用3ml乙醇溶解;

(3)将硝普钠用水溶解,溶解比例为1.00g质量浓度99.5%硝普钠用10ml溶解;

(4)向硝普钠溶液中加入壳寡糖,并进行充分搅拌溶解;

(5)向步骤(4)的混合液体中加入碘化钾,并进行充分搅拌溶解;

(6)将步骤(2)所得的水杨酸乙醇溶液加入步骤(5)的混合液体中,搅匀混合;

(7)向步骤(6)的混合液中加入少量自来水,搅匀,并定溶至100ml,得诱导小麦抗赤霉病的诱抗剂。

上述诱导小麦抗赤霉病的诱抗剂的使用方法是:在小麦始穗期,每667m2用100ml诱抗剂对水30kg,搅匀后均匀喷施于小麦叶片表面,隔7天后再喷施一次,用量相同。

2015年在淮安市农业科技园区进行试验,土壤肥力中等偏上,前茬为水稻,试验设处理为:本实施例3的诱导小麦抗赤霉病的诱抗剂喷施处理及对照(未喷施诱导小麦抗赤霉病诱抗剂),三重复,小区面积为20m2,小麦品种为淮麦33,2015年10月25日播种,行距25cm,田间肥水管理、病虫害防治措施相同;2016年4月20日,叶面喷施一次,隔7天再喷一次;收获前调查各处理小区赤霉病的发生情况,每小区对角线5点取样,每点取60穗,样品总数300穗;进行病情分级调查,统计病情指数;根据各处理小区与不施药对照小区的病情指数计算各处理对赤霉病的相对抑制效果;病情分级标准及病情指数计算方法参照gb/t15796-2011麦类赤霉病测报调查规范;病情分级:0级,无病;ⅰ级,病小穗数占全部小穗的1/4以下;ⅱ级,病小穗数占全部小穗的1/4~1/2;ⅲ级,病小穗数占全部小穗的1/2~3/4;ⅳ级,病小穗数占全部小穗的3/4以上。

病情指数=∑(各级病穗数×该级别数)×100/(调查总穗数×4)

病情抑制率=(对照区病情指数-处理区病情指数)/对照区病情指数

试验结果表明:喷施本实施例3的诱导小麦抗赤霉病的诱抗剂的小麦赤霉病抑制率达49.28%(见下表)。

实施例4:依以下步骤制备诱导小麦抗赤霉病的诱抗剂

(1)依重量份数分别取以下组分:质量浓度99.5%硝普钠1.50g,质量浓度99.5%水杨酸7.50g,质量浓度95%壳寡糖3.00g,质量浓度99.9%碘化钾1.50g;

(2)将水杨酸用乙醇溶解,溶解比例为1.00g质量浓度99.5%水杨酸用3ml乙醇溶解;

(3)将硝普钠用水溶解,溶解比例为1.00g质量浓度99.5%硝普钠用10ml溶解;

(4)向硝普钠溶液中加入壳寡糖,并进行充分搅拌溶解;

(5)向步骤(4)的混合液体中加入碘化钾,并进行充分搅拌溶解;

(6)将步骤(2)所得的水杨酸乙醇溶液加入步骤(5)的混合液体中,搅匀混合;

(7)向步骤(6)的混合液中加入少量自来水,搅匀,并定溶至100ml,得诱导小麦抗赤霉病的诱抗剂。

上述诱导小麦抗赤霉病的诱抗剂的使用方法是:在小麦始穗期,每667m2用100ml诱抗剂对水30kg,搅匀后均匀喷施于小麦叶片表面,隔7天后再喷施一次,用量相同。

2015年在淮安市农业科技园区进行试验,土壤肥力中等偏上,前茬为水稻,试验设处理为:本实施例4的诱导小麦抗赤霉病的诱抗剂喷施处理及对照(未喷施诱导小麦抗赤霉病诱抗剂),三重复,小区面积为20m2,小麦品种为淮麦33,2015年10月25日播种,行距25cm,田间肥水管理、病虫害防治措施相同;2016年4月20日,叶面喷施一次,隔7天再喷一次;收获前调查各处理小区赤霉病的发生情况,每小区对角线5点取样,每点取60穗,样品数总300穗;进行病情分级调查,统计病情指数;根据各处理小区与不施药对照小区的病情指数计算各处理对赤霉病的相对抑制效果;病情分级标准及病情指数计算方法参照gb/t15796-2011麦类赤霉病测报调查规范;病情分级:0级,无病;ⅰ级,病小穗数占全部小穗的1/4以下;ⅱ级,病小穗数占全部小穗的1/4~1/2;ⅲ级,病小穗数占全部小穗的1/2~3/4;ⅳ级,病小穗数占全部小穗的3/4以上。

病情指数=∑(各级病穗数×该级别数)×100/(调查总穗数×4)

病情抑制率=(对照区病情指数-处理区病情指数)/对照区病情指数

试验结果表明:喷施本实施例4的诱导小麦抗赤霉病的诱抗剂的小麦赤霉病抑制率达54.66%(见下表)。相比其他实例,本实例配方诱抗小麦赤霉病的效果最好。

表不同诱抗剂对小麦赤霉病抑制效果

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