一种作物生理诱抗剂及制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属生物工程领域，更具体涉及一种作物生理诱抗剂，同时还涉及一种作物 生理诱抗剂的制备方法。该合剂适用水稻、玉米、棉花、油菜、瓜果以及花丼等多种作物的各 生育期，能够有效诱导这些作物在低温、干旱、强光等逆境条件下获得生理抗性，在较短时 间内显著提高作物的抗逆性，保障这些作物的稳产高产，同时避免土壤性质恶化和环境污 染。
【背景技术】
[0002] 中国是世界上自然灾害最为严重的国家之一，灾害种类多，分布地域广，发生频率 高，造成损失重。而近些年是中国历史上自然灾害最为严重的时期之一，灾害多发并发，大 灾突发连发。中国灾害之重、灾史之长、灾域之广、灾种之多是世界少有的。现在，自然灾害 已经愈来愈成为制约中国经济发展的限制性因素。然而，目前中国应对自然灾害的能力还 较差，灾害对产量和品质影响也很大，如何提高作物对如干旱、低温、强光等逆境的抗性已 经成为中国当前科学家研宄的最重要的课题之一。
[0003] 诱导系统抗性（Induced Systemic Resistance简称ISR)是"由生物或非生物因 子激活的、依赖于目标植物的物理或化学屏障的活化抗性过程"。大量研宄结果表明，物理、 化学、生物以及环境等因子都可能诱导作物对干旱、低温、强光以及病虫害等生物的或非生 物逆境因子的抗性。作物诱导抗性的出现主要是由于作物经诱导物处理后其过氧化物酶、 多酚氧化酶、苯丙氨酸解氨酶、几丁酶活性都大大增加，当然也包括一些渗透调剂物质如可 溶性蛋白质、氨基酸(如脯氨酸）以及糖类等的变化进而有利于其对逆境因子的防御。在所 有作物抗性诱导方法中，外施化学物质诱导作物抗性由于其具有无毒(或低毒)、对环境无 污染、效果持久等优点而受到人们广泛关注。然而由于传统的化学物质反应存在：1)稳定 性差；2)不容易被植物吸收；3)施用量不容易控制；4)容易导致其它一些副作用等缺点而 未能得到广泛应用。目前在实践中，这种作物的诱导抗性系统主要集中在生物因子和化学 因子的综合作用对作物的抗性诱导上，这种方法虽然克服了单一的化学因子诱导的部分缺 点，但具有成本高、见效慢等缺点。并且这种诱导抗性也主要集中理论研宄上，仅在作物抗 病性诱导上有少许应用，对作物干旱、低温、强光等环境逆境的研宄和应用还很少。
[0004] 近年来，纳米材料在促进作物生长、提高作物抗性等方面的研宄日益广泛。由于纳 米材料具有小尺寸效应、表面界面效应、量子尺寸效应、量子隧道效应以及极高的反应活性 等基本特性，因此具有许多传统材料不具备的奇异特性。而且，纳米材料在吸收、催化、敏感 特性和磁效应方面也都表现出明显不同于传统材料的特性，在高技术应用上显示出巨大的 潜力。正因为如此，纳米科技越来越受到世界各国政府和科学家的高度重视。美国、日本和 欧盟都分别将纳米技术列为21世纪最先研宄的科技。纳米材料的生物学效应研宄结果表 明，纳米颗粒表面在光激发状态下能生成超氧阴离子和氢氧自由基等活性类物质，它们具 有很强的光催化活性，从而诱导植物抗性。本研宄团队近年来对纳米材料的研宄也发现，由 于纳米颗粒微小，在一定条件下能够获得定向革El标特性，有效通过气孔进入植物细胞中，定 向参与作物的抗性物质调节、促进抗性物质的转运吸收。本研宄开发的抗性诱导剂是一类 新型的生物制剂，它能激发植物内部免疫机制进而抵御环境胁迫，具有良好的应用前景。
[0005] 本发明即是利用纳米材料的小尺寸效应、表面界面效应以及本实验室通过一定条 件使其获得的定向靶标特性，采用传统的化学诱导因子与现代纳米技术相结合研制出的一 种能够有效诱导作物对干旱、低温以及强光等逆境的生理诱抗剂，能够有效诱导植物免疫 系统活性，启动植物体内相应生理生化反应，促进植物体内叶黄素循环系统、抗氧化酶系统 以及渗透调节系统对逆境的应激响应，进而使作物在较短时间内获得对外界逆境的抗性， 增强其抗逆性，保障作物高产稳产。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是在于提供了一种作物生理诱抗剂，配方合理，使用方便，能有效 诱导作物对干旱、低温以及强光等逆境的抗性，最大限度的诱导激活作物的生理抗性系统， 提高作物的应激反应能力，保证作物的高产稳产。
[0007] 本发明的另一个目的是在于提供了一种作物生理诱抗剂的制备方法，方法易行， 操作简便，成分分散稳定，生态环保，无环境污染，便于推广应用。
[0008] 为了实现上述的目的，本发明采用以下技术措施： 一种作物生理诱抗剂，它由以下原料的质量分数制成： 原料 质量分数％ 纳米二氧化娃(纳米SiO2) 2. 0-4. 0% 纳米碳酸钙(纳米CaCO3) 1. 2-3. 5% 吲哚乙酸（IAA) 0. 5-1. 5% 脱落酸（ΑΒΑ) 1. 0-2. 5% 腐植酸 8. 5-15. 0% 磷酸二氢钾（KH2PO4) 3. 0-8. 5% 蒸馏水 65. 0-83. 8%。
[0009] -种作物生理诱抗剂，它由以下原料的质量分数制成(较好范围）： 原料 质量分数％ 纳米 SiO2 2. 0-3. 8% 纳米 CaCO3 1. 5-3. 4% 吲哚乙酸（IAA) 0. 6-1. 3% 脱落酸(ΑΒΑ) 1. 1-2. 4% 腐植酸 9. 0-14. 5% 磷酸二氢钾（KH2PO4) 3. 5-8. 2% 蒸馏水 65. 3-82. 5%。
[0010] 一种作物生理诱抗剂，它由以下原料的质量分数制成(好范围）： 原料 质量分数％ 纳米 SiO2 2. 5-3. 5% 纳米 CaCO3 2. 0-3. 3% 吲哚乙酸（IAA) 0. 8-1. 2% 脱落酸(ABA) I. 5-2. 2% 腐植酸 10.0-14% 磷酸二氢钾（KH2PO4) 3. 8-7. 0% 蒸馏水 66. 8-79. 7%。
[0011] 一种作物生理诱抗剂，它由以下原料的质量分数制成(最佳范围）： 原料 质量分数％ 纳米 SiO2 2. 8-3. 2% 纳米 CaCO3 2. 1-3. 0% 吲哚乙酸（IAA) 1. 0-1. 1% 脱落酸（ΑΒΑ) 1. 6-2. 1% 腐植酸 12. 0-13. 5% 磷酸二氢钾（KH2PO4) 5. 0-6. 5% 蒸馏水 67. 8-75. 0%。
[0012] 一种作物生理诱抗剂，它由以下原料的质量分数制成(最佳值）： 原料 质量分数％ 纳米 SiO2 3. 8% 纳米 CaCO3 2. 6% 吲哚乙酸（IAA) 1. 2% 脱落酸(ΑΒΑ) 1. 6% 腐植酸 13. 5% 磷酸二氢钾（KH2PO4) 6. 5% 蒸馏水 70.8%。
[0013] 一种作物生理诱抗剂的制备方法，其步骤是： (1) 分别取纳米SiO2、纳米CaCO3、吲哚乙酸（IAA)、脱落酸（ABA)、腐植酸、磷酸二氢钾 (KH 2PO4)'蒸馏水备用； (2) 将步骤（1)中的原料分别按制备量的质量百分比称取，将其中的纳米SiO2和纳米 CaCO3分别用2-3ml酒精溶解后混合，3-5min后加入吲哚乙酸（IAA)和脱落酸（ABA)，加入 35. 0 - 40. 0% (质量比）的蒸馏水，搅拌均匀后放入超声波下处理20-30min，随后加入腐植 酸和磷酸二氢钾（KH2PO 4),并用盐酸调PH值，PH值在5. 6 - 6,加25%-48. 8%(质量比)定容； 即制成作物生理诱抗剂。
[0014] 本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果： 配方合理，使用方便，能有效诱导作物对干旱、低温以及强光等逆境的抗性，最大限 度的诱导激活作物的生理抗性系统，提高作物的应激反应能力，保证作物的高产稳产。方法 易行，操作简便，成分分散稳定，生态环保，无环境污染，便于推广应用。其效果主要表现在 以下几个方面： (1)显著提高作物对干旱、低温、强光等逆境的抗性。在作物遇到干旱、低温、强光等逆 境前或遇到逆境后施用本发明作物生理诱抗剂的大豆、小麦、水稻、玉米、土豆等作物的抗 逆性均显著提高，与遭受逆境的对照相比，植株叶片症状明显减轻，叶片颜色加深，叶片蜡 质层产生或增厚，这说明本发明作物生理诱抗剂能够显著提高作物对逆境的抗性。
[0015] (2)促进作物稳产高产。申请人在大豆、土豆、油菜、水稻以及小麦上进行的两年的 试验结果均表明，施用本发明作物生理诱抗剂能够显著提高逆境下的作物产量，施用本发 明作物生理诱抗剂的大豆、土豆、油菜、水稻以及小麦等作物分别比未施用本发明制剂的田 块增产27%、21%、45%、25%、22%，增产幅度均达到20%以上。
[0016] (3)显著提高作物产品品质。在油菜、水稻、小麦、土豆等作物上的研宄结果表明， 施用本发明作物生理诱抗剂能够显著提高逆境下的作物品质，促进作物果实饱满，增加作 物果重，我们在土豆上的施用结果表明，本发明作物生理诱抗剂在逆境条件下能比对照的 果重提高19. 0-46. 0%，且品质也显著提高；同时果实色泽度好，耐储存。
[0017] (4)作物体内氧化酶活性显著提高，抗逆反应系统显著加强。干旱胁迫后作物产量 构成因子以及内在生理因子均受到显著影响，但施用本发明制剂作物生理诱抗剂后，作物 体内过氧化物酶、过氧化氢酶以及超氧化物歧化酶等抗氧化酶活性均呈现了一定程度的升 高，超氧阴离子产生速率、过氧化氢含量等显著降低，从而对植株在逆境条件下的伤害起到 了有效的减缓作用。申请人在油菜上的研宄结果表明，在低温来临前施用本发明制剂作物 生理诱抗剂后，油菜植株体内过氧化物酶、过氧化氢酶以及超氧化物歧化酶活性分别比对 照增加17. 9%、21. 3%和19. 8% ;而超氧阴离子产生速率和过氧化氢含量分别比对照分别降 低 27. 5% 和 18. 1%。
【具体实施方式】
[0018] 实施例1 : 一种