本发明涉及提高小麦低氮耐受力技术领域，特别是一种提高小麦低氮耐受力的化控制剂及化控方法。
背景技术：
氮是小麦生长发育所必需的大量元素，是蛋白质和核酸的重要组成元素之一，对植物光合作用等生理过程有重要的影响。低氮胁迫下，作物的生长和光合作用均会受到抑制，从而影响产量、品质、导致吸收的光能过剩，使植物体内ros代谢失调，活性氧(ros)和mda等膜脂过氧化物过量，破坏生物膜结构，导致植物最终失去光合能力。在作物生产上，氮元素具有极其重要的作用，农业生产中片面追求产量，使氮肥的施用量逐年增加。上个世纪80年代以来，我国的化肥施用量大约以每年150万t的速度增加。其中化学氮肥的用量为2200多万t，全国约有十几个省份的单位面积平均施氮量超过了国际上公认的上限225kg/hm2。然而，尽管氮肥大量投入，但氮素利用率却较低。世界氮肥的平均利用率约为30-50％(raun等，2002)，而我国仅为30-35％，有些蔬菜种植区和高产区则更低，仅为10％～20％。究其原因主要是施氮时间与植物生长需求同步性差，在植物生长早期施用过量的氮，低氮利用效率的小麦植株吸收能力有限，造成营养浪费，氮肥损失率在45％以上，同时由于no3-淋洗、温室气体排放等因素引起地下水污染、湖/河富营养化(eutrophication)及全球变暖等环境问题。
另一方面，我国农田土壤普遍缺氮，营养施用方式是人们最为关注的作物绿色生产与粮食安全问题。解决上述问题的技术途径不外乎两条：一是通过生物学途径挖掘作物营养的遗传潜力，育成和利用耐贫瘠氮高效的品种，利用氮营养高效品种，挖掘作物高效吸收利用养分潜力是提高氮肥利用率的有效途径之一；二是通过改进肥料品质、施肥技术等农艺措施提高作物耐受低氮能力，提高作物氮素利用效率(nue)。土壤肥力水平、栽培措施等，都对小麦氮素吸收、累积及转运有重要影响。小麦氮素养分的供给与吸收依赖于作物根系的吸收能力和土壤矿质养分的供应状况。因而，在目前优良品种的基础上，辅以切实有效的农艺措施可以提高瘠薄土壤小麦的产量和品质，并减少氮素化肥的用量，提高小麦氮素利用效率(nue)。
同时随化肥施用年限的增加，土壤有机质含量逐渐减少，理化性质、特别是生物性状逐年劣化，肥效逐年降低。目前，为解决这些问题，研制优质高效无公害肥料，改变传统施肥习惯，通过新型肥料提升nue引起了人们的广泛关注。
技术实现要素：
本发明克服了上述现有技术的不足，提供了一种提高小麦低氮耐受力的化控制剂及化控方法。该制剂可有效地提高小麦对低氮胁迫的耐受能力，使小麦苗期可以在低氮环境中生长发育，且不影响小麦的最终产量。
本发明提供了一种提高小麦低氮耐受力的化控制剂，其特征是，它包括：a)小麦种子浸泡制剂(简称浸泡制剂)；b)小麦水培用苗期生长营养液(简称苗期生长营养液)或小麦大田土壤施用制剂；
所述小麦种子浸泡制剂，其组分及终浓度为：mnso40.3-0.4g/l，znso4·7h2o0.4-0.6g/l，γ-氨基丁酸0.30-0.60g/l，iaa(吲哚-3-乙酸)20-40mg/l，水余量；
所述小麦水培用苗期生长营养液(低氮条件下)，其组分及终浓度为：腐植酸0.1-0.3g/l，纯n<1mm，其余营养元素含量同hoagland营养液；
所述小麦大田土壤施用制剂为(低氮条件下)：腐植酸30-40kg/667m2，腐植酸效果可持续3-4年，第一次施用后，以后年度可将用量减至10-20kg/667m2。其中低氮条件为：基肥纯n用量为3-4kg/667m2(常规用量的1/2)，起身-拔节期追肥纯n用量为3.5-6.0kg/667m2(常规基肥施用量的1/2-3/4)。
上述浸泡制剂可以先以100倍浓缩液贮存(配制产品时直接配成100倍浓缩液)，用时再稀释成最终浓度。也可直接以固体形式配制和贮存，用时再稀释成最终浓度。
本发明还提供了一种提高小麦低氮耐受力的化控方法，其特征是，
1)播种前(或水培前)浸种
播种前(或水培前)将小麦种子于浸泡制剂中浸泡8-10小时，用量为：每1000ml浸泡制剂投放2-3kg小麦种子；
浸泡后清洗，然后直接在蒸馏水中发芽，用于苗期培养；或在室温下晾干至适合大田播种湿度后播种，如需较长时间保存，种子应晾干至水分在13.5％以下，并在13℃以下保存；
2)苗期培养或者大田施用
水培苗期培养：种子在蒸馏水中发芽5d后，将小麦幼苗转入装有预先充氧的蒸馏水中再培养3d，以耗净种子中的贮存营养；然后将小麦幼苗置入装有预先充氧的苗期生长营养液的枪头盒中，光照培养箱中培养5-7天(光照/黑暗：14h/10h，24/18℃)，隔日换一次预先充氧的苗期生长营养液；其余同现有的水培技术。
大田施用：播种耕地前，根据土壤肥力地表撒施(折合)纯腐植酸30-40kg/667m2(第一次施用后，以后年度可将用量减至10-20kg/667m2)，随即耕翻、整地、播种步骤1)处理后的种子；纯n施用量为常规基肥施用量的1/2，即3-4kg/667m2，起身-拔节期，追施纯n为常规基肥施用量的1/2-3/4，即3.5-6kg/667m2，其余营养元素施用量同常规施肥，其余同现有的小麦大田种植方式。
优选的，上述小麦水培苗期培养具体为：
①幼苗培养装置制作
将适宜1ml枪头(移液枪)的枪头盒去掉盖，除朝上一面外，枪头盒其余5面用避光锡箔纸包严实；剪掉1ml枪头的尖端，使尖端直径稍大于小麦种子直径；
②幼苗培养
培养皿底部铺上滤纸，将上述用浸泡制剂浸泡的种子均匀铺于培养皿中，种胚朝下，培养皿中加入适量蒸馏水，用灭菌、蒸馏水浸湿的纱布蒙盖；
③种子营养耗竭
取蒸馏水适量，充氧3-4h，倒入①中制作好的枪头盒中，每盒240ml。将发芽5d的幼苗移植于制作好的枪头中，根从细端露出，置入含有充氧蒸馏水的枪头盒中，室温下培养3-4d，隔天换一次预先充氧的蒸馏水，以耗净种子中的贮存营养；
④幼苗培养
将③中培养的小麦幼苗转入装有营养液的枪头盒中，每盒营养液240ml；光照培养箱中培养5-7天(光照/黑暗：14h/10h，24/18℃)，隔日换一次预先充氧的营养液。
本发明制剂选用的组分不是单纯作为营养元素，更主要的是：γ-氨基丁酸与生长素(iaa)溶解于水后，可以为小麦种子萌发提供一个微酸性环境，易于种子萌发(小麦最适萌发酸碱性为ph6.4±0.2)；另外，γ-氨基丁酸与iaa预处理，可刺激小麦根系侧根发育，增大根系表面积与n素营养吸收量；mn2+和zn2+是活性氧清除酶的激活剂，能够提高植株细胞中sod、pod、cat等细胞膜保护性酶活性，可以清除种子萌发过程中由于细胞膜扰动(perturbations)、呼吸作用等生理活动而产生的活性氧种类(ros)，保护细胞结构，保持细胞生理活性。小麦苗期生长介质(营养液、土壤等)中添加腐植酸，有利于小麦根系发育，促进侧根发生，增加根系表面积，提高氮素营养吸收量。上述组分共同作用，可以使n施用量减少一半左右时(水培时n减少几十倍)，小麦苗期可以正常生长发育。
本发明有益效果是：
1、mn2+和zn2+是小麦特别需要的微量元素，而土壤中一般这两种微量元素含量低，因而小麦籽粒中mn2+和zn2+积累少，小麦发芽与幼苗生长受到影响。本发明制剂中添加这两种微量元素，可促进小麦种子萌发、根系发育，种子提早出苗，接受光照，进行光合作用并高效率吸收营养，有利于小麦群体建成。
2、γ-氨基丁酸、iaa、腐植酸的共同作用是促进根系发育，有利于在低氮条件下植株根系吸收氮素营养，形成壮苗。
3、腐植酸土壤有机质的最重要的成分，施用腐植酸有利于改善土壤理化与生物性状，有利于植株对土壤中氮素以及其他营养元素的吸收，促进植株生长发育以及产量的形成。
4、本发明成分简单，易于配制，成本低，是一种绿色环保型化控制剂。该制剂可有效地提高小麦对低氮胁迫的耐受能力，使小麦苗期可以在低氮环境(大田环境减少一半左右，水培纯n含量由15mm减少到1mm以下)中生长发育，且不影响小麦的最终产量。
具体实施方式
实施例1
1)配制化控制剂
小麦种子浸泡制剂，其组分及终浓度为：mnso40.3g/l，znso4·7h2o0.6g/l，γ-氨基丁酸0.40g/l，iaa20mg/l，水余量；
所述小麦水培用苗期生长营养液(低氮条件下)，其组分及终浓度为：腐植酸0.2g/l，no3-0.25mm，其余营养元素含量同hoagland营养液(即将hoagland营养液中加入腐植酸，并调节no3-浓度为0.25mm)。
2)水培前浸种
水培前浸种1次，将精选的小麦种子于浸泡制剂中浸泡10小时，每1000ml浸泡制剂投放2.5kg小麦种子；浸泡后用蒸馏水冲洗3-5次，室温下放入盛有适量蒸馏水的培养皿中发芽；
3)小麦苗期生长添加营养液
种子在蒸馏水中发芽5d，将10株长势一致的小麦幼苗转入装有预先充氧的蒸馏水中再培养3d，以耗净种子中的贮存营养，然后将小麦幼苗转入装有预先充氧的苗期生长营养液的枪头盒中；每盒营养液240ml。除朝上一面外，枪头盒其余5面用避光锡箔纸包严实。小麦幼苗在光照培养箱中培养7天(光照/黑暗：14h/10h，24/18℃)，隔日换一次营养液。培养7天后测定水培小麦生物量及根系性状。
对照组：水培前小麦种子不浸种，采用hoagland营养液(0.25mmno3-)代替小麦水培用苗期生长营养液(即去掉营养液中的腐植酸)，其余同上。
本发明实施例1与对照组对水培小麦生物量及根系性状的影响如表1-2所示。从表1可以看出：本发明实施例1采用浸泡制剂浸种、营养液添加后，其地上部、地下部鲜重均有明显增加，增加率分别为9.14％、10.52％；其根系总长度、表面积及侧根数目均有明显增加，增加率分别为25.40％、27.02％和29.85％。
表1化控制剂施用对水培小麦生物量(g/10株鲜重)的影响
表2化控制剂施用对水培小麦根系性状的影响
实施例2
1)配制化控制剂
小麦种子浸泡制剂，其组分及终浓度为：mnso40.4g/l，znso4·7h2o0.5g/l，γ-氨基丁酸0.30g/l，iaa30mg/l，水余量。
2)小麦播前浸种
播种前用浸泡制剂浸泡1次，播种量为10kg/667m2，浸泡比例为：10kg小麦种子用4000ml浸泡制剂。将精选的小麦种子于制剂中浸泡8小时，浸泡后直接在室温下晾干至适合大田播种湿度即可。
3)大田施用
播种耕地前，地表撒施(折合)纯腐植酸40kg/667m2，撒施复合肥，含纯n为3.5kg/667m2；拔节初期，追施纯n5kg/667m2，其余营养元素施用量同常规施肥。其他管理措施同常规技术。小麦收获后统计亩穗数、千粒重、穗粒数和产量。
对照组1(传统施肥)：采用传统的施肥方式(播前不浸种，大田不施腐殖酸)，全量常规施氮，撒施复合肥，含纯n为7kg/667m2；拔节初期，追施纯n为8kg/667m2；
对照组2：不采用本发明的化控方法(即播前不浸种，大田施用不采用腐殖酸)，撒施复合肥，含纯n为3.5kg/667m2，拔节初期，追施纯n5kg/667m2。
本发明实施例2与对照组1-2对大田小麦产量的影响如表3所示。从表3可以看出：采用本发明的浸泡制剂浸种，增施腐植酸后，亩穗数、千粒重、穗粒数、产量均增加，产量增加率为9.92％。与传统的施肥方法相比，本发明的化控制剂及化控方法，虽然产量略有提高，但是可以节约一般左右的氮肥施用量，从而防止了氮肥过度施用带来的水资源污染等问题。
表3化控制剂在大田小麦生产上的施用效果