诱导水稻抗稻瘟病的诱抗剂的制作方法

文档序号:12667946阅读:210来源:国知局

本发明涉及一种诱抗剂,具体涉及一种诱导水稻抗稻瘟病的诱抗剂,诱导水稻抗稻瘟病菌侵染,预防和减少稻瘟病的发生。



背景技术:

水稻是中国最主要的粮食作物,稻米是中国65%以上人口的主食。同时中国还是世界上水稻生产量和稻米消费量最大的国家,因此水稻生产对保障中国粮食安全和稳定世界稻米市场都具有重大作用。稻瘟病(Rice Blast)是由稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)引起的最严重的水稻病害之一,广泛分布于世界各稻区,中国南北稻区每年都有不同程度发生,危害面积和危害程度较大,严重阻碍水稻高产稳产。在水稻生育期经常会遇到连阴雨、潮湿多露、闷热的气候条件,就会大面积流行稻瘟病,短期内造成灾害。根据为害的时期与部位不同,可分为苗瘟、叶瘟、节瘟、穗颈瘟和谷粒瘟。一般又以叶瘟、节瘟和穗颈瘟较大。目前,该病害主要通过化学防治和种植抗性品种来控制,但由于该病病原菌小种遗传的复杂性和致病性的多样性,抗病新品种常于推广数年后丧失抗性;化学药剂防治由于长期使用农药易产生抗药性,防治效果变差,使农药用量逐年增大,对坏境产生污染,且农药残留量加大对人类身体健康造成不利影响。在适合于稻瘟病菌生长的环境条件下,该病会造成水稻大面积减产,据有关报道,每年全球因稻瘟病造成的水稻产量损失约占水稻总产量的10%~15%,经济损失达几十亿美元。在病害流行年份,一般减产10%-20%,较严重可达40%-50%,大发生时甚至颗粒无收。

植物病害诱导抗病性是指利用植物本身的防卫体系,在最初感染病害时就能被外界因素激发的植物本身的整体抗性水平,能激发作物产生诱导抗病性反应的物质则称为植物病害诱抗剂。它是化学农药繁荣发展造成不良后果之后的必然产物,它以其用量小、环境相容性好的优点,将成为防治植物病害的化学农药的有效替代品。

李莉等(李莉,刘振蛟,郭晓莉等.β -氨基丁酸诱导水稻抗稻瘟病与植株防御酶活性的变化.江苏农业科学,2011,39(2):185-186)利用β -氨基丁酸为研究对象,试验结果发现,β -氨基丁酸可以增强稻瘟病菌入侵的抵御能力。梁亮等(梁亮,胡雪芳,刘卫萍,等.20%寡聚酸碘对水稻倒文兵的田间防治效果研究.中国农学通报,2013,29(36):351-354)以20%寡聚酸碘为研究对象,试验结果发现,20%寡聚酸碘对水稻倒文兵具有良好的防治效果。盛姣等(盛姣、易艳梅,冯贤,等.1831SP诱导水稻抗稻瘟病作用机理研究.湖南农业科学,2012(22):33-34)以十八烷基三甲基氯化铵和十二烷基苯磺酸钠复配而成的 1831SP为研究对象,试验发现,1831SP可显著提高植株体内的PAL、POX、PPO ,同时显著降低植株体内的CAT活性,从而增强植株自身防御能力,抵抗稻瘟病的入侵。张文清等(张文清,冯华锋,左萍萍,等.壳寡糖季铵盐的制备和诱导抗稻瘟病的初步研究.湖北农业科学,2011,50(5)942-945)以壳寡糖季铵盐为研究对象,结果发现,壳寡糖季铵盐在水稻苗期喷施到秧苗上能显著提高水稻秧苗对稻瘟病的抗性。邬腊梅等(邬腊梅,柏连阳,金晨钟,等.诱导水稻抗稻瘟病的前胡诱抗剂应用技术研究初探.生物灾害科学,2012,35(3):320-322)以前胡水剂、前胡煮液、前胡原粉为研究对象,结果发现,前胡水剂、前胡煮液、前胡原粉都有诱抗水稻抗稻瘟病的效果,其中,前胡水剂对稻瘟病的诱抗效果明显高于前胡煮液和前胡原粉。孙万春等(孙万春,薛高峰,张杰,等.硅对水稻防御性关键酶活性的影响及其与抗稻瘟病的关系.植物营养与肥料学报,2009,15(5)1023-1028)以硅酸盐为研究对象,结果发现,施硅能显著降低水稻稻瘟病的发病率和病情指数,防治效果达60.59%。刘明达等(刘明达,张万民.化学诱抗剂好米得诱导水稻抗稻瘟病的田间效果.沈阳农业大学学报,2002,33(3):188-190)以8%好米得颗粒剂为研究对象,结果发现,田间水稻经化学诱抗剂——好米得处理后,对稻瘟病具有一定抗性。

在诱抗作物抗病的诱抗剂申请专利方面,一些专家也申请了相关专利进行保护。杜昱光等申请了“一种植物诱抗剂”(专利号ZL99122582.1),该专利公开了:提供了一种通过微生物发酵结合一定条件下的酶法降解获得具有寡糖等生物活性成分的植物诱抗剂,并应用于大豆、棉花、烟草、茄子植物病害。李宝聚等申请了“一种诱抗剂在控制园艺作物土传病害上的应用”(专利号ZL201010117498.1),该专利公开了:以苯并-1,2,3-噻二唑-7-甲酸三氟乙酯作为诱抗剂,诱抗黄瓜抗枯萎病、猝倒病,辣椒抗根腐型疫病,仙客来抗根腐病,马铃薯抗疮痂病,平菇抗细菌性褐斑病。张善学等申请了“一种用于抗水稻稻瘟病的壳寡糖组合物及其用途和方法”(专利号ZL201110333070.5),该专利公开了:一种用于抗水稻稻瘟病的农药组合物,该农药组合物中包含壳寡糖,壳寡糖占该农药组合物的重量百分比为0.005%-0.02%。阮松林等申请了“一种植物免疫诱抗剂及其应用”(申请号为201510263261.7),该专利公开了:该免疫诱抗剂按重量百分数计,有效成分包括:0.001%-0.02%的氨基寡糖素和0.01%-0.2%的亚磷酸盐,应用于诱导玉米抗小斑病。阮松林等申请了“一种植物免疫诱抗剂在防治葡萄霜霉病和炭疽病中的应用”(申请号为201510264420.5),该专利公开了:该免疫诱抗剂按重量百分数计,有效成分包括:0.001%-0.02%的氨基寡糖素和0.01%-0.2%的亚磷酸盐,应用于诱导葡萄抗霜霉病和炭疽病。阮松林等申请了“植物免疫诱抗剂在防治黄瓜猝倒病和立枯病中的应用”(申请号为201610111820.7),该专利公开了:该免疫诱抗剂按重量百分数计,有效成分包括:0.001%-0.025%的氨基寡糖素、0.01%-0.25%的磷酸盐、0.01%-0.25%的亚磷酸盐,应用于诱导黄瓜抗猝倒病和立枯病。施海涛等申请了“一种精胺诱导处理提高水稻抗白叶枯病和抗稻瘟病的方法”(申请号为201510706290.6),该专利公开了:一种精胺诱导处理提高水稻抗白叶枯病和抗稻瘟病的方法,该方法包括种植地准备、苗期管理和精胺诱导处理步骤。彭述明等申请了“一种诱抗剂在农药悬浮剂中应用技术”(申请号为201610319376.8),该专利公开了:在普通农药杀菌剂悬浮剂中加入1%-30%的诱抗剂,该诱抗剂由水杨酸和β-氨基丁酸组成,水杨酸和β-氨基丁酸的重量份数比为1:100-100:1,诱导植物对多种病原菌产生抗性,减少农药用量。



技术实现要素:

本发明的目的是:提供一种诱导水稻抗稻瘟病的诱抗剂,在水稻始穗期均匀喷施于水稻叶面,激活水稻体内活性物质和酶的活性,抵御稻瘟病菌的侵染,预防和减少稻瘟病的发生,避免和减轻稻瘟病对水稻的危害。

本发明的技术解决方案是:该诱导水稻麦抗稻瘟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。

上述诱导水稻抗稻瘟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,得诱导水稻抗稻瘟病的诱抗剂。

上述诱导水稻抗稻瘟病的诱抗剂的使用方法是:在水稻始穗期,每667m2用100ml诱抗剂对水30kg,搅匀后均匀喷施于水稻叶片表面,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、本发明的诱导水稻抗稻瘟病的诱抗剂在水稻始穗期喷施于水稻叶片,被叶片吸收,激活水稻体内活性物质及一些酶的活性,有效抵抗稻瘟病菌的侵入和病斑的扩展,从而预防和减少稻瘟病的发生,减轻稻瘟病对水稻的危害,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水稻体内酶和活性物质的活性、抵抗稻瘟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,其被水稻吸收后产生大量的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,从而诱导水稻 PAL和病程相关蛋白 (PR-1) 等抗病相关基因的表达,进而参与水稻的抗病(稻瘟病)反应。

四、本发明中的碘化钾通过叶面喷施后被水稻叶片吸收,一方面通过渗透调节作用,降低病原菌孢子萌发;另一方面提高水稻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,从而增加水稻抗病(稻瘟病)性。

五、用本发明的诱导水稻抗稻瘟病的诱抗剂以水稻始穗期喷施于水稻叶片,其中的水杨酸、壳寡糖、硝普钠、碘化钾相互协同作用,对水稻赤霉病抑制率达48.01%以上,具有较好的经济效益。

六、本发明的水稻抗稻瘟病的诱抗剂是一类新型的预防和减少稻瘟病发生的产品,可激发植物免疫系统,起到抗病、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,使水稻的高产优质潜力得到充分发挥,保障水稻的生产和食用安全,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水稻抗稻瘟病的诱抗剂

(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,得诱导水稻抗稻瘟病的诱抗剂。

上述诱导水稻抗稻瘟病的诱抗剂的使用方法是:在水稻始穗期,每667m2用100ml诱抗剂对水30kg,搅匀后均匀喷施于水稻叶片表面,隔7天后再喷施一次,用量相同。

2016年在淮安市农业科技园区进行试验,土壤肥力中等偏上,前茬为小麦,试验设处理为:本实施例1的诱导水稻抗稻瘟病的诱抗剂喷施处理及对照(未喷施诱导水稻抗稻瘟病诱抗剂),三重复,小区面积为20m2,水稻品种为淮稻5号,2016年5月15日育秧,6月5日机插秧,行距30cm,株距13cm,田间肥水管理、病虫害防治措施相同;2016年8月20日,叶面喷施一次,隔7天再喷一次。于水稻蜡熟期(2016年9月27日)调查各处理小区稻瘟病的发生情况,每小区调查20穴,记录各小区调查的总穗数、发病穗数和病级。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稻瘟病的相对抑制效果。稻瘟病分级标准为:0级,无病;1级,每穗损失5%以下(个别枝梗发病);3级,每穗损失6%-20%(1/3左右枝梗发病);5级,每穗损失21%-50%(穂茎主轴发病,谷粒半瘪);7级,每穗损失51%-70%(穂茎发病,大部瘪谷);9级,每穗损失71%-100%(穂茎发病,造成白穗)。

病情指数=∑(各级病穗数×该级别数)×100/(调查总穗数×9)

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的诱导水稻抗稻瘟病的诱抗剂的水稻稻瘟病抑制率达48.01%(见下表)。

实施例2:依以下步骤制备诱导水稻抗稻瘟病的诱抗剂

(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,得诱导水稻抗稻瘟病的诱抗剂。

上述诱导水稻抗稻瘟病的诱抗剂的使用方法是:在水稻始穗期,每667m2用100ml诱抗剂对水30kg,搅匀后均匀喷施于水稻叶片表面,隔7天后再喷施一次,用量相同。

2016年在淮安市农业科技园区进行试验,土壤肥力中等偏上,前茬为小麦,试验设处理为:本实施例2的诱导水稻抗稻瘟病的诱抗剂喷施处理及对照(未喷施诱导水稻抗稻瘟病诱抗剂),三重复,小区面积为20m2,水稻品种为淮稻5号,2016年5月15日育秧,6月5日机插秧,行距30cm,株距13cm,田间肥水管理、病虫害防治措施相同;2016年8月20日,叶面喷施一次,隔7天再喷一次。于水稻蜡熟期(2016年9月27日)调查各处理小区稻瘟病的发生情况,每小区调查20穴,记录各小区调查的总穗数、发病穗数和病级。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稻瘟病的相对抑制效果。稻瘟病分级标准为:0级,无病;1级,每穗损失5%以下(个别枝梗发病);3级,每穗损失6%-20%(1/3左右枝梗发病);5级,每穗损失21%-50%(穂茎主轴发病,谷粒半瘪);7级,每穗损失51%-70%(穂茎发病,大部瘪谷);9级,每穗损失71%-100%(穂茎发病,造成白穗)。

病情指数=∑(各级病穗数×该级别数)×100/(调查总穗数×9)

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的诱导水稻抗稻瘟病的诱抗剂的水稻稻瘟病抑制率达55.25%(见下表)。

实施例3:依以下步骤制备诱导水稻抗稻瘟病的诱抗剂

(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,得诱导水稻抗稻瘟病的诱抗剂。

上述诱导水稻抗稻瘟病的诱抗剂的使用方法是:在水稻始穗期,每667m2用100ml诱抗剂对水30kg,搅匀后均匀喷施于水稻叶片表面,隔7天后再喷施一次,用量相同。

2016年在淮安市农业科技园区进行试验,土壤肥力中等偏上,前茬为小麦,试验设处理为:本实施例3的诱导水稻抗稻瘟病的诱抗剂喷施处理及对照(未喷施诱导水稻抗稻瘟病诱抗剂),三重复,小区面积为20m2,水稻品种为淮稻5号,2016年5月15日育秧,6月5日机插秧,行距30cm,株距13cm,田间肥水管理、病虫害防治措施相同;2016年8月20日,叶面喷施一次,隔7天再喷一次。于水稻蜡熟期(2016年9月27日)调查各处理小区稻瘟病的发生情况,每小区调查20穴,记录各小区调查的总穗数、发病穗数和病级。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稻瘟病的相对抑制效果。稻瘟病分级标准为:0级,无病;1级,每穗损失5%以下(个别枝梗发病);3级,每穗损失6%-20%(1/3左右枝梗发病);5级,每穗损失21%-50%(穂茎主轴发病,谷粒半瘪);7级,每穗损失51%-70%(穂茎发病,大部瘪谷);9级,每穗损失71%-100%(穂茎发病,造成白穗)。

病情指数=∑(各级病穗数×该级别数)×100/(调查总穗数×9)

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的诱导水稻抗稻瘟病的诱抗剂的水稻稻瘟病抑制率达60.07%(见下表)。

实施例4:依以下步骤制备诱导水稻抗稻瘟病的诱抗剂

(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,得诱导水稻抗稻瘟病的诱抗剂。

上述诱导水稻抗稻瘟病的诱抗剂的使用方法是:在水稻始穗期,每667m2用100ml诱抗剂对水30kg,搅匀后均匀喷施于水稻叶片表面,隔7天后再喷施一次,用量相同。

2016年在淮安市农业科技园区进行试验,土壤肥力中等偏上,前茬为小麦,试验设处理为:本实施例4的诱导水稻抗稻瘟病的诱抗剂喷施处理及对照(未喷施诱导水稻抗稻瘟病诱抗剂),三重复,小区面积为20m2,水稻品种为淮稻5号,2016年5月15日育秧,6月5日机插秧,行距30cm,株距13cm,田间肥水管理、病虫害防治措施相同;2016年8月20日,叶面喷施一次,隔7天再喷一次。于水稻蜡熟期(2016年9月27日)调查各处理小区稻瘟病的发生情况,每小区调查20穴,记录各小区调查的总穗数、发病穗数和病级。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稻瘟病的相对抑制效果。稻瘟病分级标准为:0级,无病;1级,每穗损失5%以下(个别枝梗发病);3级,每穗损失6%-20%(1/3左右枝梗发病);5级,每穗损失21%-50%(穂茎主轴发病,谷粒半瘪);7级,每穗损失51%-70%(穂茎发病,大部瘪谷);9级,每穗损失71%-100%(穂茎发病,造成白穗)。

病情指数=∑(各级病穗数×该级别数)×100/(调查总穗数×9)

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的诱导水稻抗稻瘟病的诱抗剂的水稻稻瘟病抑制率达73.70%(见下表)。相比其他实例,本实例配方诱抗水稻稻瘟病的效果最好。

表 不同诱抗剂对水稻稻瘟病抑制效果

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