一种玉米抗旱种衣剂及其应用的制作方法
本发明涉及一种种衣剂；具体涉及一种玉米抗旱种衣剂及其应用。
背景技术：
我国是一个水资源短缺，旱灾频繁的国家，每年有60％的耕地无水灌溉；玉米是我国第一大粮食作物，是粮食增产的主力军，但玉米生长过程中需水量较大，对水分胁迫比较敏感，干旱胁迫的条件下，难以满足种子物质代谢需求，进而抑制萌发或降低萌发速率，最终影响产量；目前，提高玉米抗旱性的方式可以分为两种，一种是提高种子本身的抗旱性，另一种是通过采取栽培和耕作的手段增加土壤蓄水保墒能力来提高玉米的抗旱性，但提高种子本身的抗旱性是最便捷的方式；提高玉米种子本身的抗旱性除了遗传改良的方法，通过种子包衣的方式对种子进行抗旱锻炼也是一种提高种子抗旱性的一种有效方法。
我国地域辽阔，但是担负我国主要粮食生产任务的华北、东北、西北正好是我国最缺水的地区，干旱已成为该区粮食产量提高的重要制约因素，特别是内蒙古地区，在过去57年间（1960-2016年），全区大部由春季降水减少造成的整体春旱共发生20次；针对这些地区干旱的特点，开发抗旱玉米种衣剂成为生产中的迫切需要。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种玉米抗旱种衣剂及其应用，该玉米抗旱种衣剂兼具杀虫杀菌、提高种子的抗旱性的作用，可有效预防刺吸式害虫如蚜虫、飞虱等；具有防治玉米茎腐病和丝黑穗病的作用。
本发明采用的技术方案如下：一种玉米抗旱种衣剂,由包括下述质量百分比的原料制成：7-10%的噻虫嗪，0.25-2.5%的咯菌腈，0.09-0.15%的精甲霜灵，0.01-0.015%的烯效唑和0.01-0.02%的乙烯利，0.5-5%的海藻酸钠，1-5%的烷芳基聚氧乙烯聚氧丙烯醚，0.2-0.5%的明胶，0.5-2%的警戒色。
进一步优选为：玉米抗旱种衣剂由包括下述质量百分比的原料制成：9%的噻虫嗪，0.25%的咯菌腈，0.10%的精甲霜灵，0.01%的烯效唑和0.015%的乙烯利，2%的海藻酸钠，3%的烷芳基聚氧乙烯聚氧丙烯醚，0.3%的明胶，0.5%的警戒色。
本发明玉米抗旱种衣剂各主要成分的部分作用如下：
噻虫嗪为第二代烟碱类高效低毒杀虫剂，对害虫具有胃毒、触杀及内吸活性，而且具有更高的活性、更好的安全性、更广的杀虫谱及作用速度快、持效期长等特点，是取代那些对哺乳动物毒性高、有残留和环境问题的有机磷、氨基甲酸酯、有机氯类杀虫剂的较好品种；对刺吸式害虫如蚜虫、飞虱、叶蝉、粉虱等有良好的防效；玉米播种期使用含有噻虫嗪的种衣剂，对玉米种子进行处理，以达到驱避玉米蚜虫、灰飞虱等虫害的目的，防治效果好，持效期长；
咯菌腈和精甲霜灵为杀菌剂，混合使用具有防治玉米茎基腐病和丝黑穗病的作用；
烯效唑，属于三唑类调节剂，具有延缓生长、壮苗的作用，同时也具有保绿效应及保护细胞膜和细胞器的作用，能显著缓解膜质过氧化过程，因此在提高作物抗逆性方面有显著作用；经烯效唑浸种可使玉米苗根系生长受到促进、根冠比提高、主茎增粗、根发生速度加快，明显起到壮苗作用；
乙烯利作为乙烯的释放剂，能够通过影响作物体内乙烯代谢、其它内源激素以及抗氧化过程等途径提高玉米的抗旱性；乙烯利可以消除细胞内毒素以减少对细胞的伤害，维持细胞内环境稳定，维持细胞的正常生理活动，降低种子在逆境中的伤害；
本发明中烯效唑和乙烯利共同作用作为抗旱有效成分，在逆境条件下，能延缓生长，起到壮苗的作用，同时也具有保绿效应及保护细胞膜和细胞器的作用，能显著缓解膜质过氧化过程；
海藻酸钠为成膜剂，烷芳基聚氧乙烯聚氧丙烯醚为湿润分散剂，明胶为增稠剂。
上述玉米抗旱种衣剂的制备方法为：在一开口的大型容器内，预先加入定量的水分，按配方组成的质量百分比取噻虫嗪、咯菌腈、精甲霜灵、烯效唑、乙烯利、烷芳基聚氧乙烯聚氧丙烯醚、明胶、警戒色加入容器内，利用高剪切乳化机进行初步剪切分散；之后体系中加入海藻酸钠进一步进行剪切乳化；之后通过砂磨机进一步研磨分散，获得玉米抗旱种衣剂。
本发明还提供了玉米抗旱种衣剂的应用方法：播种前，将抗旱种衣剂包裹于种子表面，抗旱种衣剂与种子的质量比为1：80-100；将包衣的种子在自然状态下晾干，晾干后播种；所述的种子为抗旱性玉米品种；尤其是对抗旱性强的玉米品种效果更好。
本发明的有益效果在于：
（1）本发明的抗旱种衣剂对干旱胁迫下种子的萌发有显著作用，可以显著提高玉米种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数和萌发抗旱指数；并且对抗逆性强的品种作用更大；
（2）本发明的抗旱种衣剂能够显著提高萌发玉米种子胚中pod酶、sod酶活性；并且降低种子胚中丙二醛含量；
（3）本发明种衣剂具有缓解干旱胁迫对玉米幼苗株高和叶面积的影响，具有壮根效果，促进玉米苗期根系的发育，增加根系的干物质重；
（4）本发明种衣剂能够提高苗期玉米叶片的叶绿素相对含量，为光合产物的积累以及提高玉米的抗旱性提供有利条件；
（5）本发明种衣剂有效提高玉米苗期sod酶、pod酶活性，降低丙二醛含量、对提高玉米苗期的抗旱能力有显著作用。
附图说明
图1为本发明实施例1中不同包衣处理对萌发玉米种子胚中pod酶活性的影响。
图2为本发明实施例1中不同包衣处理对萌发玉米种子胚中sod酶活性的影响。
图3为本发明实施例1中不同包衣处理对萌发玉米种子胚中丙二醛含量的影响。
图4为本发明实施例2中不同包衣处理下玉米幼苗叶绿素相对含量。
图5为本发明实施例2中不同包衣处理下玉米幼苗叶片sod酶活性的变化。
图6为本发明实施例2中不同包衣处理下玉米幼苗叶片pod酶活性的变化。
图7为本发明实施例2中不同包衣处理下玉米幼苗叶片丙二醛含量的变化。
具体实施方式
以下结合实施例进一步对本发明进行说明，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
以下实施例中，抗性强的玉米品种先玉335种子购自真金种业有限公司，抗性弱的品种科河8号来自科河种业有限公司。
实施例1
1、供试材料：抗性强的玉米品种先玉335，抗性弱的玉米品种科河8号；
2、供试玉米抗旱种衣剂原料：包括下述质量百分比的原料，9%的噻虫嗪，0.25%的咯菌腈，0.10%的精甲霜灵，0.01%的烯效唑和0.015%的乙烯利，2%的海藻酸钠，3%的烷芳基聚氧乙烯聚氧丙烯醚，0.3%的明胶，0.5%的警戒色；
3、种衣剂的制备方法：在一开口的大型容器内，预先加入定量的水分，按上述配方组成的质量百分比取噻虫嗪、咯菌腈、精甲霜灵、烯效唑、乙烯利、烷芳基聚氧乙烯聚氧丙烯醚、明胶、警戒色加入容器内，利用高剪切乳化机进行初步剪切分散；之后体系中加入海藻酸钠进一步进行剪切乳化；之后通过砂磨机进一步研磨分散，获得玉米抗旱种衣剂；
4、将上述抗旱种衣剂进行玉米种子的手工包衣，抗旱种衣剂与种子的质量比为1：100，将包衣的种子在自然状态下晾干；
5、检测指标与测定方法
干旱胁迫条件下种子发芽指标：发芽条件设置为培养箱25
其中，种子萌发抗旱指数（gdri）=水分胁迫下种子萌发指数/对照种子萌发指数，式中种子萌发指数=(1.00)nd2+(0.75)nd4+(0.50)nd6+(0.25)nd8，nd2、nd4、nd6、nd8分别为第2，4，6，8天的种子萌发率；
发芽率（%）=7d（发芽数量／总数）×100
发芽势（%）=（3d后发芽数量／种子总数）×100
发芽指数=
活力指数=发芽指数×胚芽鞘长度
数据采用spss22进行方差分析，多重比较采用lsd法（α=0.05）
6、试验结果，试验结果如表1、表2、图1所示。
表1为干旱胁迫下抗旱种衣剂包衣对玉米种子发芽的影响
注：ck1：无干旱无包膜；ck2：干旱无包膜；t1：干旱种衣剂包衣（含烯效唑和乙烯利）；同一列中小写字母表示不同处理在α＝0.05的差异显著水平(lsd)(下同)。
如表1所示，由同一品种的ck1与ck2对比可以看出，干旱胁迫显著降低玉米种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、萌发抗旱指数；由同一品种的t1与ck2对比可以看出，干旱胁迫条件下，种衣剂包衣与不包衣相比，包衣（含烯效唑和乙烯利）显著提高了发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数和萌发抗旱指数；由先玉335的t1与科河8号的t1对比可以看出，对于不同抗性品种，先玉335包衣后的效果要显著优于科河8号；表明本发明的抗旱种衣剂包衣对干旱胁迫下种子的萌发有显著作用，可以显著提高玉米种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数和萌发抗旱指数；并且对抗逆性强的品种作用更大。
表2为玉米抗旱种衣剂抗旱有效成分作用效果对比
注：t1：干旱种衣剂包衣（含烯效唑和乙烯利）；t2：干旱种衣剂包衣（无烯效唑和乙烯利）。
如表2所示，对比同一品种的t1和t2可以看出，干旱胁迫条件下，t1的各项指标明显高于t2，说明种衣剂中加入抗旱有效成分烯效唑和乙烯利，显著提高干旱条件下种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、萌发抗旱指数；对比先玉335的t1与科河8号的t1可以看出，对于不同抗性品种，先玉335包衣后的效果要显著优于科河8号；说明本发明抗旱种衣剂对抗逆性好的品种先玉335的作用更强。
超氧化物歧化酶（sod）、过氧化物酶（pod）是植物活性氧清除系统中重要的酶，在干旱胁迫条件下，活性氧自由基增加，加重了细胞膜系统的损伤，sod、pod酶活性的增加，利于有效清除活性氧自由基，减轻干旱胁迫对细胞膜造成的损伤；丙二醛（mda）是脂质过氧化作用的主要产物之一，干旱胁迫下，丙二醛的含量大大增加，其含量的高低在一定程度上反映脂膜过氧化作用水平和膜结构的受害程度，丙二醛含量越大，说明细胞膜脂质过氧化程度越大，膜结构的受害程度越大，同时，丙二醛会引起蛋白质、核酸等生命大分子的交联聚合，且具有细胞毒性。
图1所示为不同包衣处理对萌发玉米种子胚中pod酶活性的影响，由同一品种的t1、t2、ck2、ck1对比可以看出，t1、t2、ck2中萌发玉米种子胚中pod酶活性比ck1都高，且t1的pod酶活性最高，说明干旱胁迫条件下，种子中的pod酶活性会增加，种子抗旱性提高，其中含有抗旱有效成分的种衣剂包衣处理的t1的pod酶活性增加最为显著；说明种衣剂中加入抗旱有效成分烯效唑和乙烯利，能够显著提高萌发玉米种子胚中pod酶活性。
图2所示为不同包衣处理对萌发玉米种子胚中sod酶活性的影响，由同一品种的t1、t2、ck2、ck1对比可以看出，t1、t2、ck2中萌发玉米种子胚中sod酶活性比ck1都高，且t1的sod酶活性最高，说明干旱胁迫条件下，种子中的sod酶活性会增加，种子抗旱性提高，其中含有抗旱有效成分的种衣剂包衣处理的t1的sod酶活性增加最为显著；说明种衣剂中加入抗旱有效成分烯效唑和乙烯利，能够显著提高萌发玉米种子胚中sod酶活性。
图3所示为不同包衣处理对萌发玉米种子胚中丙二醛含量的影响，干旱胁迫条件下，不包衣种子（ck2）丙二醛含量显著高于正常水分处理下种子（ck1）丙二醛含量，丙二醛含量越大，说明细胞膜脂质过氧化程度越大，膜结构的受害程度越大，干旱胁迫条件使种子膜结构受损严重；包衣处理种子（t2）显著降低了种子胚中丙二醛含量，比正常水分处理下种子（ck1）还要低；说明种衣剂中加入抗旱有效成分烯效唑和乙烯利，能够显著降低种子胚中丙二醛含量。
实施例2
1、供试材料：抗性强的玉米品种先玉335，抗性弱的玉米品种科河8号；
2、供试玉米抗旱种衣剂原料：包括下述质量百分比的原料，9%的噻虫嗪，0.25%的咯菌腈，0.10%的精甲霜灵，0.01%的烯效唑和0.015%的乙烯利，2%的海藻酸钠，3%的烷芳基聚氧乙烯聚氧丙烯醚，0.3%的明胶，0.5%的警戒色；
3、种衣剂制备：在一开口的大型容器内，预先加入定量的水分，按上述配方组成的质量百分比取噻虫嗪、咯菌腈、精甲霜灵、烯效唑、乙烯利、烷芳基聚氧乙烯聚氧丙烯醚、明胶、警戒色加入容器内，利用高剪切乳化机进行初步剪切分散；之后体系中加入海藻酸钠进一步进行剪切乳化；之后通过砂磨机进一步研磨分散，获得玉米抗旱种衣剂；
4、将上述抗旱种衣剂进行玉米种子的手工包衣，抗旱种衣剂与种子的质量比为1：100，将包衣的种子在自然状态下晾干；
5、检测指标与测定方法
选择花盆（直径15cm，高20cm）消毒晾干，并装入蛭石和珍珠岩（3：1）混合培养基，浇等量的水沉实，并放到适宜播种的时期进行播种，选取籽粒饱满的种子，每个花盆种6粒种子，到两叶一心期定苗3株，种子出苗后无干旱处理充分浇灌，干旱胁迫处理减半浇灌hoagland营养液，置于室内正常光照下培养。处理方式：ck1：无干旱无包衣，ck2：干旱无包衣，t1：干旱种衣剂包衣（含烯效唑和乙烯利），t2：干旱种衣剂包衣（不含烯效唑和乙烯利）。每处理三次重复，四叶一心期测定植株的形态指标和叶绿素相对含量；
数据采用spss22进行方差分析，多重比较采用lsd法（α=0.05）。
表3为玉米四叶一心期植株形态及叶绿素相对含量对干旱的响应
注：ck1：无干旱无包膜；ck2：干旱无包膜；t1：干旱种衣剂包衣（含烯效唑和乙烯利）；t2：干旱种衣剂包衣（不含烯效唑和乙烯利）；同一列中小写字母表示不同处理在α＝0.05的差异显著水平(lsd)(下同)。
由表3可知，株高和叶面积表现为干旱种衣剂包衣处理（t1）与无干旱无包衣（ck1）处理差异不显著，显著高于干旱无包衣（ck2）处理，说明干旱种衣剂包衣能够缓解干旱胁迫对玉米幼苗株高和叶面积的影响；在干旱胁迫下，包衣处理根干重和根长表现出了更大的优势，t1显著高于其他处理；叶绿素相对含量ck1最大（如图4），其次是t1处理，说明在干旱条件下，种衣剂包衣有提高叶片叶绿素相对含量的作用。
图5所示为不同包衣处理下玉米幼苗叶片sod酶活性的变化，叶片sod酶活性表现为干旱胁迫条件下显著高于正常水分条件（ck1），干旱胁迫下，不同种子包衣处理叶片sod酶活性表现为t1>t2>ck2，说明抗旱种衣剂包衣有效提高玉米苗期的抗旱能力。
图6所示为不同包衣处理下玉米幼苗叶片pod酶活性的变化，在干旱胁迫下，叶片pod酶下降，但是抗旱有效成分包衣后，叶片的pod酶活性显著提高，说明含有抗旱有效成分的种衣剂包衣对提高玉米苗期的抗旱能力有显著作用。
图7所示为不同包衣处理下玉米幼苗叶片丙二醛含量的变化，丙二醛含量表现为不包衣处理干旱条件下叶片丙二醛含量显著高于正常水分处理，抗旱种衣剂包衣处理后，干旱条件下丙二醛含量显著降低。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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