说起植物生长调节剂,大多数客户第一个想到的,就是芸苔素(内酯)。其实,芸苔素内酯只是众多植物生长调节剂中促生长类调节剂中的一个。单从字面理解,生长调节除了促进生长以外,还有一个调节范畴就是抑制生长。其实生长调节剂的定义,要更加宽泛。植物生长调节剂,是人工合成的、或从微生物中提取的、天然的具有和天然植物激素相似生长发育调节作用的有机化合物,目前在农业生产和农产品流通过程中,共有24类应用,我们会在文章的后面详细阐述。
在开始详细了解植物生长调节剂之前,我们先要了解什么是植物激素。近几十年来,随着医疗领域内激素的滥用,导致中国内地整个社会是谈激素色变。但是植物激素与医用激素有着本质的不同。植物激素是指植物体内天然存在的对植物生长、发育有显著作用的微量有机物质,也被称为天然激素或植物内源激素。它的存在可影响和有效调控植物的生长和发育,包括从细胞生长、分裂,到生根、发芽、开花、结实、成熟和脱落等一系列植物生长全过程。而植物生长调节剂就是科学家在了解天然植物激素的结构和作用机制后,通过人工合成与植物激素具有类似生理和生物学效应的物质,在农业生产上使用,以有效调节作物的生育过程,达到稳产增产、改善品质、增强作物抗逆性等目的。
生物化学领域现在已经发现的具有调控植物生长和发育功能物质有胺鲜酯、氯吡脲、复硝酚钠,生长素、赤霉素、乙烯、细胞分裂素、脱落酸、芸苔素内酯、水杨酸、茉莉酸、多效唑和多胺等几种,而作为植物生长调节被广泛应用在农业生产过程中主要是前9种。常规情况下,按照药物登记批准标签上标明的使用剂量、时期和方法,使用植物生长调节剂对人体健康是绝对安全的。如果使用上出现不规范,可能会使作物生长过快,或者使生长受到抑制,甚至死亡。对农产品最终的品质会有严重的负面影响,并且对人体健康产生危害。例如90年代普遍使用的可以明显延长马铃薯、大蒜、红薯、洋葱贮藏期的青鲜素(抑制发芽),在超量使用后会有致癌作用。《中华人民共和国农药管理条例》中明确说明:禁止销售和使用未经国家或省级有关部门批准登记的植物生长调节剂。(直接喷洒使用未经稀释的农药原药也是违规行为)。
植物生长调节剂本质是有机合成、微量分析、植物生理和生物化学以及现代农林园艺栽培等多种科学技术综合发展的产物。20世纪20~30年代,生物学家发现植物体内存在微量的天然植物激素,比如乙烯、吲哚乙酸和赤霉素等,它们具有控制生长发育的作用。到了40年代,开始人工合成类似物的研究,陆续开发出2,4-D、胺鲜酯,氯吡脲,复硝酚钠,萘乙酸、抑芽丹等,逐渐推广使用,形成农药的一个类别。近50年来,随着生物化学的大力发展,人工合成的植物生长调节剂越来越多,但由于应用技术比较复杂,所以其发展不如杀虫剂、杀菌剂、除草剂那么迅速,应用规模也相对比较小。但从农业现代化的需要来看,植物生长调节剂有很大的发展潜力,在80年代已有加速发展的趋势。
对目标作物来说,植物生长调节剂是外源的非营养性化合物,通常可在植物体内传导至作用部位,以很低的浓度就能促进或抑制其生命过程的某些环节,使之向符合农业生产的需要。每种植物生长调节剂都有特定的用途,而且应用技术要求相当严格,只有在特定的施用条件(包括外界因素)下才能对目标作物产生特定的功效。往往改变浓度就会得到相反的结果,例如在低浓度下有促进作用,而在高浓度下则变成抑制作用,大多数调节剂用少了没作用,用多了则会引起早衰。
植物生长调节剂有很多用途,因品种和目标植物而不同。例如:控制萌芽和休眠;促进生根;促进细胞伸长及分裂;控制侧芽或分蘖;控制株型(矮壮防倒伏);控制开花或雌雄性别,诱导无子果实;疏花疏果,控制落果;控制果的形或成熟期;增强抗逆性(抗病、抗旱、抗盐分、抗冻);增强吸收肥料能力;增加糖分或改变酸度;改进香味和色泽;促进胶乳或树脂分泌;脱叶或催估(便于机械采收);保鲜等。某些植物生长调节剂以高浓度使用就成为除草落叶剂(噻苯隆),而某些除草剂在低浓度下也有生长调节作用(2,4-D丁酯)。
按照应用范畴,可以把植物生长调节剂划分为以下24大类:
促进作物整体生长:胺鲜酯,噻苯隆、氯吡脲,复硝酚钠,萘乙酸、芸苔素内酯、赤霉素、
延长贮藏器官休眠:胺鲜酯,氯吡脲,复硝酚钠,青鲜素,萘乙酸。
打破种子休眠促进萌发:赤霉素、胺鲜酯、氯吡脲、复硝酚钠、硫脲、氯乙醇、过氧化氢。
促进茎叶生长:赤霉素、胺鲜酯,芸苔素内酯,苄基氨基嘌呤,三十烷醇。
促进生根:吲哚丁酸、萘乙酸、2,4-D、丁酰肼、多效唑、乙烯利、苄基氨基嘌呤。
抑制茎叶芽生长:多效唑,优康唑,矮壮素,烯效唑,甲哌鎓,三碘苯甲酸,青鲜素。
促进花芽形成:乙烯利、丁酰肼、苄基氨基嘌呤、萘乙酸、2,4-D、矮壮素。
抑制花芽形成:赤霉素,调节膦。
疏花疏果:萘乙酸、甲萘威、乙烯利、赤霉素、吲熟酯,苄基氨基嘌呤。
保花保果:2,4-D、胺鲜酯、氯吡脲、复硝酚钠、防落素、赤霉素、苄基氨基嘌呤。
延长花期:多效唑,矮壮素,乙烯利,丁酰肼。
诱导产生雌花:乙烯利,萘乙酸,吲哚乙酸,矮壮素。
诱导产生雄花:赤霉素
花朵保鲜:氨氧乙基乙烯基甘氨酸、氨氧乙酸、硝酸银、硫代硫酸银。
形成无籽果实:赤霉素、2,4-D、防落素、萘乙酸、苄基氨基嘌呤。
促进果实成熟:胺鲜酯、氯吡脲、复硝酚钠、乙烯利、丁酰肼。
延缓果实成熟:2,4-D、赤霉素、丁酰肼、萘乙酸、苄基氨基嘌呤。
延缓衰老:苄基氨基嘌呤、赤霉素、2,4-D。
提高氨基酸含量:多效唑、防落素、吲熟酯。
提高蛋白质含量:防落素、西玛津、莠去津、萘乙酸。
提高含糖量:增甘膦,调节膦,皮克斯。
促进果实着色:胺鲜酯、氯吡脲、复硝酚钠、丁酰肼、吲熟酯、多效唑。
增加脂肪含量:萘乙酸、青鲜素。
提高抗逆性:脱落酸、多效唑、丁酰肼、矮壮素。
回到我们的主题:大田作物该如何选择植物生长调节剂。接下来我们从具体的作物上来开始分析。冬小麦是目前中国内地生育期最长的大田作物,最长生育期超过天。历经春夏秋冬四季,生育期内常规温差25度左右,最大温差超过40度,所以生长调节剂在冬小麦的使用量及使用频率上都要超过其它大田作物。
从目前*淮冬麦区的情况来看,芸苔素内酯的使用量遥遥领先。这与农药企业的宣传和产品本身的优异效果都是分不开的,有些厂商甚至宣传“芸苔素内酯是万能药”。但是我并不同意这些不负责任的言论。生物化学领域有一个通用的方法论:抛开环境谈药效,都是耍流氓。芸苔素内酯由于是植物内源激素,所以制剂活性受环境温度的影响非常明显,在平均温度不足10摄氏度的环境下,即便是活性最高的14-羟基芸苔素甾醇,也基本起不到调节生长的作用。那么基于这样的产品特性,芸苔素内酯并不适合在冬前和早春对冬小麦进行生长促进。
说到这里,我们索性将芸苔素更加彻底的了解一下。
依据《中华人民共和国农药管理条例》,农业部把芸苔素内酯按照活性和合成方法进行了不同的区分定义。目前共分为五种,分别为:22/23/24混表芸苔素内酯、24表芸苔素内酯、28表高芸苔素内酯、28高芸苔素内酯、14-羟基芸苔素甾醇。另外还有一个丙酰芸苔素内酯,它是化学芸苔素内酯丙酰羟基后的产物,被作物吸收后需要在体内经过漫长的转化过程才能发挥作用。所以国内没有把它列入芸苔素内酯的行业标准之内。常规的五种标准中,除14-羟基芸苔素甾醇是纯天然提取之外,其余四种均为化学合成。其活性指标如下图所示:
所以,大家在购买和使用芸苔素内酯时,一定要根据作物和环境选择活性尽可能高的产品。另外目前市场上还有一种芸苔素内配产品在标识上只标明“芸苔素内酯”,并没有对产品类型进行明确标识。其具体成份目前不得而知,具体应该是芸苔素内酯同份异构体或是同系物。
我手上刚好有一篇从生物化学角度分析市场上所有的芸苔素产品的专业文章,大家如果有兴趣,我可以在后续时间发出来。
基于对芸苔素内酯的上述了解,为了使作物(晚种的冬小麦)能够在低温下也能得到有效的调节生长作用,促苗提苗,我们可以在低温下使用其它的调节剂或是使用芸苔素内酯与其它调节剂复配使用。比如芸苔素内酯与胺鲜酯复配使用就是一个性价比很不错的方案,即可以解决低温活性差的问题,又可以弥补芸苔素内酯半衰期(持效期)过短的缺点。如果预算允许,可以考虑使用“碧护(赤.吲乙.芸苔)”,效果会更好。同时,只要温度稳定,常规长势的冬小麦上使用单一的芸苔素内酯产品就能获得不错的效果,同时除了促生长之外,还可以预防冻害、缓解除草剂药害,并且还能够对杀虫剂、杀菌剂显著增效。
从上面几张图上,我们可以看出,目前市面上可以找到的正规的芸苔素内酯产品的有效含量,0.%、0.01%这两个含量基本就可以满足大多数的需求,还有一个0.04%的超高含量产品,满足大农户的需求。但是同时市场上还存在一些超低含量的产品,比如下图中的0.%的产品。该类产品如果按照其登记信息来使用,在小麦上要用到25-37.5毫升(-倍稀释)才会有效果,。所以,购买和使用时,一定要认清产品标识,遵照产品的相关登记信息使用。这种低含量的产品,并不适合大田作物使用。
除了小麦,在玉米上生长调节剂也起到了非常至关重要的作用--控旺、强化根系、提高穗行数、行粒数、抗高温、提高花粉活性、促授粉、防秃尖、育大棒等等。当然这些功能已经不是一个单一的芸苔素内酯能达到的。
目前在玉米上登记的最安全的控旺制剂就是30%的胺鲜.乙烯利,是由3%胺鲜酯复配27%乙烯利。在玉米六叶期使用时混配芸苔素内酯,不仅能够有效、安全的降低株高、同时能至少提升2行的穗行数,使产量稳定提升至少10%。夏播玉米由于要面对酷暑的高温,所以花粉活性将会受到极大的影响,所以在抽雄前,使用三十烷醇或是芸苔素内酯,可以明显提升花粉数量和抗高温活性,提高授粉质量,减少玉米秃尖的比例。在抽花后,使用生长调节剂复配杀菌剂,可以大幅提高玉米对锈病、大小斑病的防治效果,提高玉米叶片中叶绿素的含量,还可以防止玉米早衰,提高灌浆效率,延长灌浆时间,提升千粒重。使得玉米产量再有10%左右的提升。
目前我公司现行的小麦、玉米精细化管理方案中,已经充份考虑到了环境因素,将调节剂使用贯穿整个作物的生育周期。芸苔素方面使用的是活性最高的14-羟基芸苔素甾醇,含量高达0.04%的水剂,而胺鲜酯使用的是5%的水剂,混配性更好,能与各种剂型的杀菌剂、杀虫剂、微肥混配使用,协同增效。
根据市面上的供货情况,我们对大田作物所能使用到的调节剂,作了一下筛选,供大家在购买和使用的时候作为参考:
上图:成都新朝阳出品-硕丰(0.%含量14-羟基芸苔素甾醇水剂)
上图:北京优利普出品,5%胺鲜酯,水剂
上图:德国阿格福莱出品,碧护,0.%赤.吲乙.芸苔,粉剂
上图:成都科利隆出品,30%胺鲜.乙烯利,水剂
除了以上的产品外,其实复硝酚钠、萘乙酸也都能在小麦、玉米上使用,但是在使用计量上,要求非常严格,过量使用很容易引起作物旺长、早衰。安全性要比芸苔素内酯、胺鲜酯这些产品要差很多,这些产品一般作为肥料增效剂或微肥增效剂使用,常规情况下,不会进行单独的叶面喷施。而全新作用机理的调节剂-噻苯隆,虽然效果更加优异,但是价格太高,普及使用尚需很长时间。
就在年,由成都科利隆经过十余年研发,利有自主知识产权从蚕沙中提取具体调节作物生长的新型天然植物生长调节剂-二氢卟吩铁由农业部获批登记。目前我们也已经拿到了相关测试产品,将于今年完成在冬小麦和夏播玉米上的应用测试,敬请大家期待。
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