专利名称：一种暖季型草坪草抗旱节水剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种植物抗旱节水剂，尤其是涉及一种暖季型草坪草抗旱节水剂及其 制备方法。
背景技术：
近年来，我国各地区草坪建植面积迅速扩大，仅以北京市为例，草坪面积已经超过 5X107m2，而且还在不断增加([1]王在升，黄顶，严学兵，等.现代城市草坪节水技术初探 [J].草原与草坪，2005 (6) :8-12.)。城市草坪为城市环境发展做出了巨大贡献，但在草坪 的使用管理中也存在诸多问题。与其它类型植被相比，草坪草的抗旱性差，耗水量大。据报道，草坪耗水可 达 3 8mm · cf1,有的甚至达 12mm · ([2] Beard J B. Turfgrass water stress drought resistancecomponents physioLogicaL mechanisms and species-genotype diversity[J]. Proceeding of the 6thinternationaL turfgrass research, Japanese Society of Turfgrass Science, 1989(6) :23-28.)。单一的草本植物绿地年均耗水量 在1. 5t · πΓ2 · a—1左右，加之对绿地的冲淋、施肥、喷药等，绿地草坪的年均耗水量可达 2. Ot · m_2 · a1.如此巨大的用水量，必然与目前一些大中城市水资源供应短缺形成供需矛 盾。缺水而造成的干旱胁迫是限制草坪草生长的最重要环境因子([3]Carr0W R N. Drought avoidance characteristics of diverse taLL fescue cuLtivars[J]. Crop science, 1996，36 :371-377.)，是限制城市草坪发展的重要原因，因此，减少草坪草耗水是城市草坪 管理的关键技术，如何实现城市草坪节水成为当前亟待解决的问题。草坪科研工作者从保证草坪草干旱条件下的正常生长以及草坪节水灌溉两方面 提出了许多解决方法。其中，外源物质是利用高分子或膜物质调节控制水分的机能，以作物 为中心，以水分为关键，达到节水抗旱的目的。从20世纪30年代发现植物生长促进物质 以来，就已有研究开始利用微量化学物质干预植物生长发育，增强植物的抗旱能力。其中， 对于农作物的外源抗旱调节物质研究较多，包括代谢抑制剂、抗蒸腾剂和植物生长调节剂 等([4]夏阳.叶面喷施抗蒸剂对苹果树水分状况的影响[J].果树科学，1996，13(1) 1-4 ；陈玉珍，张高英.多效唑对花生幼苗抗旱能力的影响[J].花生科技，1994(4)11-12；陈玉玲，周燮.干旱条件下黄腐酸对冬小麦幼苗中内源ABA和IAA水平及SOD和POD 活性的影响[J].植物生理学通讯，2000，36 ) :311-314.),而对于草坪草外源抗旱调剂物 质的研究多集中于植物生长调节剂。研究表明，施用植物生长调节物质如脱落酸(ABA)、 赤霉素(GA)、多效唑(PP33!3)等可提高草坪草抗旱性。干旱条件下，ABA处理的高羊茅能 维持更高的相对含水量(RWC)和较低的相对电导率([7] Jiang Y W，Huang B R. Protein aLterations in taLL fescue in responseto drought stress and abscisic acid[J]. Crop Science, 2002,42(1) :202-207)。卢少云等([8]卢少云，郭振飞.草坪草逆境生理研 究进展[J]·草业学报，2003，12 ) 7-13)的研究表明脱落酸(ABA)、多效唑(PP333)、烯效 唑(S-3307)可提高干旱条件下矮生狗牙根的相对含水量，提高其抗旱性，其中以ABA效果最为显著。目前已经申请和公开的抗旱节水方面的中国专利有植物蒸腾抑制剂(申请号 CN99126559. 9)；成膜反光抗旱剂及其制造方法(申请号200410022800. X)；抗旱灵的配方 及制备方法(申请号92103观5· 4)；高肥力抗逆调剂肥料(专利号ZL98112891. 2)；花卉 节水剂(申请号=03146895. 0)；一种草坪矮化节水剂(申请号=200610164814. 4)；多功能 抗蒸腾剂及其制备方法(申请号200710176四7)。以上文献中，草坪矮化节水剂主要成分是多效矬和稀效矬，通过抑制植物生长达 到节水抗旱目的。其他成果和专利均是以黄腐酸为主要成分的抗旱、抗蒸腾制剂，通过对作 物体内水分蒸腾产生抑制作用，达到抗旱保苗增产的目的。但是也存在不足首先，大多数 功能单一，只是从代谢方面抑制蒸腾达到抗旱目的，忽视营养平衡。其次，使用的矮化剂，如 多效唑和稀效矬在土壤中残留时间较长，半衰期较长(0. 5 1年)，施用过度，会对作物造 成抑制；最后，使用的螯合剂如EDTA等，螯合金属后生物降解性极差，不推荐使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种可使生物量增加，抗旱、防病害能力增强，有效抗旱时间 延长的暖季型草坪草抗旱节水剂及其制备方法。本发明所述暖季型草坪草抗旱节水剂的原料组成包括壳聚糖、水杨酸、氯吡苯脲、 磷酸、助溶剂和有机溶剂，按质量百分比，各原料的含量为壳聚糖0. 2%。 0. 5%。，水杨酸 0. 04%。 0. 1%。，氯吡苯脲(CPPU) 0. 0067%。 0. 04%。，磷酸< 0. 3%。，助溶剂< 0. 02%。，有机 溶剂< 0. 5%。，余为水。所述壳聚糖的分子量可为5 30万。所述磷酸的浓度最好> 85%。所述助溶剂 可选自三聚磷酸钠和十二烷基苯磺酸钠。所述有机溶剂可采用乙醇等，在所述暖季型草坪 草抗旱节水剂中含有有机溶剂可延缓壳聚糖降解。所述暖季型草坪草抗旱节水剂可采用液 型等。本发明所述暖季型草坪草抗旱节水剂的制备方法为将壳聚糖加入磷酸中拌勻，加入乙醇，溶解后再加入水杨酸和氯吡苯脲，搅拌，再 加入助溶剂和水，搅拌溶解，最后加水配成无色透明混合液，即暖季型草坪草抗旱节水剂。所述混合液的pH可为2. 8 3. 2。本发明的作用机理如下壳聚糖(Chitosan，CS)是甲壳素的脱乙酰化产物，是一种非常经济的化学物质。 壳聚糖等含氮高分子聚合物在土壤中经微生物分解后的最终产物又可为植物吸收，能促进 植物生长，能激发植物的防卫反应和防御系统，具有调节植物生长和诱导植物抗病等功能， 研究表明，壳聚糖能对植物抗氧化酶、气孔的开关及光合产生影响。另外，壳聚糖可诱导植 物组织产生甲壳素酶，从而阻碍植物病原菌的增殖。经壳聚糖处理后的小麦和萝卜可明显 减少病虫的侵害，产量可提高7% 13%。甲壳素及其衍生物壳聚糖能调节植物的生长发 育，提高植物的免疫能力，增强植物的抗病、抗倒、抗低温等抗逆能力。此外，壳聚糖还可以与Cu、Fe、Mn、Zn、Co等微量元素螯合，生成稳定的可溶于水的 螯合物，以利于动植物的吸收和利用，从而对农作物生长起到促进作用。研究发现，壳聚糖 能促进茶树芽叶的萌发和生长，提高茶叶产量。甲壳素还可用作化肥缓释剂，提高化肥利用率。这些都表明壳聚糖在提高植物抗旱能力、强化营养、防治病害方面有很大的潜力。目前，关于壳聚糖提高植物抗旱性的研究较少，同时壳聚糖具有良好的生物相容 性、无毒性，可被溶酶降解。作为一种资源丰富、年产量仅次于纤维素、用途广泛的环境友好 型天然高分子化合物，壳聚糖应用前景相当诱人，可作为一种草坪草外源抗旱药剂，推广、 应用于生产实践当中。水杨酸(SaLicyLic acid, SA)即邻羟基苯甲酸，是植物体内普遍存在的一种小分 子酚类化合物，能参与调节植物的许多生理过程。近年来，水杨酸应用于植物抗逆性的研究 愈来愈得到重视，在植物抗病虫害上研究较多。干旱下，SA可能诱导某些抗性基因的表达。 水分亏缺条件下，外源水杨酸预处理可明显降低同样的水分胁迫对于小麦造成的损伤，表 明干旱前外施水杨酸可增强植物的抗旱性。氯吡苯脲(CPPU)是苯基脲类细胞分裂素物质，具有很高的生理活性。作为一种新 型的植物生长调节剂，CPPU可促进细胞分裂，打破顶端优势，促进侧芽萌发。延缓叶片衰老， 保绿时间长，加强叶绿素合成，提高光合作用，促使叶色加深变绿。研究也表明，CPPU不仅 能有效促进果实发育、提高坐果率、诱导单性结实，也可延缓植物细胞衰老，提高作物抗旱 能力。十二烷基苯磺酸钠是一种阴离子表面活性剂，具有优良的乳化性能，但是耐硬水 较差，加入三聚磷酸钠，具有良好的络合金属离子能力，能与钙、镁、铁等金属离子络合，生 成可溶性络合物，软化硬水，并有解胶的效果，促进乳化，增强表面活性剂的表面活性。使用本发明可显著延缓干旱胁迫下暖季型草坪草叶片叶绿素含量的降低，减少游 离脯氨酸和可溶性糖的含量，增强草坪草抗氧化酶活性，降低膜脂过氧化程度，有效降低叶 面水分蒸腾和增强叶面光合作用，可使假俭草干旱胁迫的临界期由IOd延长至13 15d，延 长草坪浇水间隔时间30% _50%，能显著发挥抗旱节水效果，提高水肥利用率，又能增强植 物抗病等能力，达到既能抗旱又能防治病虫害，促进草坪草生长的多功能、无毒又环保的植 物生长调节剂的效果。与现有的植物抗旱节水药剂相比较，本发明具有以下突出的优点和显著的效果 配方简约科学，原料易购易得；配制后可为液体状，成本低，且使用方便，可一次性喷施，无 毒、无害、无污染；不仅具有良好的抗硬水能力，而且有效成分易于植物吸收，有效成分可溶 性和分散性好；可提高植物的抗病害能力。使用本发明可显著延缓干旱胁迫下暖季型草坪 草叶片叶绿素含量的降低，减少游离脯氨酸和可溶性糖的含量，增强草坪草抗氧化酶活性， 降低膜脂过氧化程度，有效降低叶面水分蒸腾和增强叶面光合作用，延长草坪浇水间隔时 间30% 50%，能显著发挥抗旱节水效果，可缓解我国水资源严重短缺的局面，提高水肥 利用率，减少干旱带来的危害，达到节水省肥，抗旱减灾，保护生态的目的。
具体实施例方式以下结合实施例对本发明作进一步说明。1、配方配方1:称取壳聚糖(分子量10万)1.5g，加入磷酸约l.OmL，加入无水乙醇约 2. OmL溶解，再加入水杨酸0. 4g，氯吡苯脲0. 06g,搅拌均勻，再加入助溶剂三聚磷酸钠和 十二烷基苯磺酸钠各0. 025g及适量水，搅拌溶解，最后加水至10L。
配方2:称取壳聚糖(分子量10万)2. 5g，加入磷酸约1.4mL，加入无水乙醇约 4. OmL溶解，再加入水杨酸0. 6g，氯吡苯脲0. 15g，搅拌均勻，再加入助溶剂三聚磷酸钠和 十二烷基苯磺酸钠各0. 05g及适量水，搅拌溶解，最后加水至10L。配方3:称取壳聚糖(分子量25万)5.(^，加入磷酸约1.811^，加入无水乙醇约 6. OmL溶解，再加入水杨酸1. Og,氯吡苯脲0. 30g,搅拌均勻，再加入助溶剂三聚磷酸钠和 十二烷基苯磺酸钠各0. IOg及适量水，搅拌溶解，最后加水至10L。2、实验材料及实施方法选取生长一致的假俭草盆栽样品，统一修剪至km。修剪4d后，以400mL · πΓ2，对 盆栽假俭草分别喷施不同浓度梯度的药剂，设置清水对照组。为放大外源药剂的抗旱效应， 本试验的干旱胁迫处理分两次，第一次处理14d后，对所有处理组重新浇透水一次，并于第 15d时对所有处理组重新进行药剂喷施，随即进行第二次干旱处理14d。处理结束对所有处 理组统一采样，测定相关指标。本试验另增加1个正常浇水的盆栽处理作为整个干旱处理的对照，按草坪养护及 试验现场的条件，每2-3d浇水一次，保证水分充分供应。3、实施效果(1)叶绿素含量干旱胁迫下，对照组叶片叶绿素含量最低，配方1、2、3处理组，其叶绿素含量分别 较对照组增加了 16.4%、32. 1%、13.4%。配方2处理下的假俭草叶绿素含量则显著高于对 照。(2)草层高度干旱胁迫下对照组草层高度最低，配方1、2、3处理组与对照组相比，草层高度分 别增加了 8. 6 %、11. 1 %、4. 2 %。其中，配方2处理组草层高度显著高于对照，而其他两种浓 度则与对照差异不显著。(3)生物量干旱胁迫对假俭草总生物量的影响配方1、2、3处理组与对照组相比，总生物量 均显著增加，增加幅度分别为27. 2%,29. 7%U9. 2%，各浓度处理之间差异不显著。说明各 配方均能显著促进干旱胁迫下假俭草的生长，对其生物量积累有利。(4)游离脯氨酸含量对照组游离脯氨酸含量最高，喷施配方1、2、3后，游离脯氨酸含量与对照相比分 别降低97. 4%,98. 0%,97. 5%。这表明，各配方处理均能有效缓解干旱胁迫下假俭草受干 旱程度，减少游离脯氨酸的累积，各浓度处理的效果均较好。(5)丙二醛(MDA)含量配方1、2、3处理对于干旱胁迫下的假俭草MDA含量产生极显著的影响，对照组MDA 含量最高，配方1、2、3处理组的MDA含量较对照分别降低11. 4%、33. 8%、4. 7%，配方2处 理组MDA含量显著低于对照组和其他两种浓度处理。小结二次干旱处理IOd后，对照即未喷施药剂的假俭草开始呈现叶片窄小、生长 缓慢、枯黄等干旱胁迫临界期变化症状。喷施药剂的假俭草干旱胁迫的临界期由IOd延长 至13-15d，即浇水时间间隔延长30% -50%左右。假俭草叶绿素含量及生长生物量优于未 喷施对照组，叶片游离脯氨酸和丙二醛(MDA)含量也处于较低水平，接近正常浇水组水平。其中，以配方2抗旱、节水效果最佳。
权利要求
1.一种暖季型草坪草抗旱节水剂，其特征在于其原料组成包括壳聚糖、水杨酸、氯吡苯 脲、磷酸、助溶剂和有机溶剂，按质量百分比，各原料的含量为壳聚糖0. 2%。 0. 5%。，水杨 酸0. 04%。 0. 1%。，氯吡苯脲0. 0067%。 0. 04%。，磷酸< 0. 3%。，助溶剂< 0. 02%。，有机溶 剂< 0. 5%。，余为水。
2.如权利要求1所述的一种暖季型草坪草抗旱节水剂，其特征在于所述壳聚糖的分子 量为5 30万。
3.如权利要求1所述的一种暖季型草坪草抗旱节水剂，其特征在于所述磷酸的浓度 彡 85%。
4.如权利要求1所述的一种暖季型草坪草抗旱节水剂，其特征在于所述助溶剂选自三 聚磷酸钠和十二烷基苯磺酸钠。
5.如权利要求1所述的一种暖季型草坪草抗旱节水剂，其特征在于所述有机溶剂为乙
6.如权利要求1所述的一种暖季型草坪草抗旱节水剂的制备方法，其特征在于其步骤为将壳聚糖加入磷酸中拌勻，加入乙醇，溶解后再加入水杨酸和氯吡苯脲，搅拌，再加入 助溶剂和水，搅拌溶解，最后加水配成无色透明混合液，即暖季型草坪草抗旱节水剂。
7.如权利要求6所述的一种暖季型草坪草抗旱节水剂的制备方法，其特征在于所述混 合液的PH为2. 8 3. 2。
全文摘要
一种暖季型草坪草抗旱节水剂及其制备方法，涉及一种植物抗旱节水剂。提供一种可使生物量增加，抗旱、防病害能力增强，有效抗旱时间延长的暖季型草坪草抗旱节水剂及其制备方法。暖季型草坪草抗旱节水剂的原料组成包括壳聚糖、水杨酸、氯吡苯脲、磷酸、助溶剂和有机溶剂，按质量百分比，各原料的含量为壳聚糖0.2‰～0.5‰，水杨酸0.04‰～0.1‰，氯吡苯脲0.0067‰～0.04‰，磷酸＜0.3‰，助溶剂＜0.02‰，有机溶剂＜0.5‰，余为水。将壳聚糖加入磷酸中，拌匀，加入乙醇，搅拌溶解，再加入水杨酸和氯吡苯脲，搅拌，再加入助溶剂和水，搅拌溶解，最后加水配成无色透明混合液，即暖季型草坪草抗旱节水剂。
文档编号A01N47/30GK102113520SQ201010568978
公开日2011年7月6日 申请日期2010年12月1日 优先权日2010年12月1日
发明者叶勇, 李学梅, 胡宏友 申请人:厦门大学