新型植物生长调节剂（PGRs）的研制及其应用技术研究

发布时间：2017-05-06 07:44

  本文关键词：新型植物生长调节剂（PGRs）的研制及其应用技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着地球上可耕地面积日趋减少,而人口却日益增长,加上自然灾害的频发,植物生长调节剂(简称植生剂)在保障粮食安全和提高产量方面越来越受到关注。我国许多种类的植生剂有这样或那样的缺点如施用效果不好、使用安全性较差或者其使用的成本太高等,这些不足很难与我国的农、林业发展速度保持一致。因此,为了提高我国农作物单产,满足日益增长的人口的需求,研制新型多功能的植物生长调节剂是一条可取之路。本文首先采用活性拼接原理、生物电子等排原理,将不同的活性基团进行拼接,设计合成了6个新型的酰胺类化合物,6个新型的季铵盐类化合物,一个系列肉桂酸酯化合物和一个系列磷酸酯盐型化合物,采用GC-MS和1H NMR等技术对所合成的新型化合物进行了结构表征,证明其结构与预期相符。其中新型酰胺类和季铵盐类植物生长调节剂成本低廉,合成步骤简单,是一类新型植生剂。所有的植生剂未见报道,其中有6个化合物已经被中国国家专利局授权为发明专利。文中同时对合成的所有化合物进行绿色实用剂型的研制。合成的新型化合物均为首次应用于植物种子萌发上,将其用于单子叶和双子叶植物种子的室内发芽和室内生根实验,系统研究了各个植生剂的浸种时间、浸种温度、浸种浓度等因素对小麦和苔菜两类种子发芽的影响,同时针对不同的生根方式(基施和浸种)研究了各调节剂不同浓度对植物生根的影响。实验数据表明,无论是单子叶的小麦种子或是双子叶的苔菜种子,新型植物生长调节剂在浸种时间为8-10小时之间,温度为25℃,浓度为125 mg/L时种子的发芽率最高。单子叶植物在各调节剂浓度为30 mg/L时浸种方式生根具有最高值,其在10 mg/L时基施方式生根有最高值。双子叶植物在各调节剂浓度为50 mg/L时浸种方式和基施方式生根有最高值。2,4-二氯肉桂酸酯在100 mg/L时采用黄瓜子叶生根时具有最大的生根活性。50%磷酸酯钾盐可湿性粉剂采用黄瓜子叶生根时较CK促进率达77%。对于所研究的几种植物根系,在浓度为62.5 mg/L的植物生长调节剂水剂作用下,植物的根系活力最强。同时对调节剂生根机理进行了初步探讨,研究发现化合物RGXA具有较优的生根活性可能是由于其对植物根尖的细胞及其细胞壁有所改善所致。合成的所有化合物均为首次应用于植物幼苗生长上,将其作为种子的浸种液对5种不同的种子进行浸种后培育,在生长期进行喷洒,定期采取叶片进行植物生理生化性质测定,实验数据表明,62.5 mg/L浓度的各调节剂处理的苔菜和小麦,其叶片中的一些生理生化指标含量(如：叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白质和游离氨基酸)的数值高于CK,而可滴定酸含量呈现低于CK的现象。在烤烟试验中,对供试的生长调节剂各2个稀释倍数下,烤烟幼苗叶片中含糖量均高于CK,5% RGXA水剂和5% RGJA的500倍稀释液处理叶片中可溶性糖含量较CK分别提高3.9、4.0个百分点,5% NAXA水剂的500倍液处理的叶片中氨基酸含量高于CK 48.31%,综合烤烟品质的多个指标来看新植生剂在烤烟幼苗叶片的糖含量、Vc含量、氨基酸含量、蛋白质含量各方面具有较高的改善作用。NAXA处理的生菜叶片中叶绿素含量在浓度为62.5 mg/L时达到最高值,较CK提高42.03%,低于或高于这个浓度叶绿素含量均下降。NAXA及其季铵盐的不同浓度处理的生菜随着处理浓度的增加叶片中蛋白含量先增加后减少,在浓度为125 mg/L时达到最高。62.5 mg/L浓度NAXA处理的生菜健壮生长,叶绿且茂密。62.5 mg/L和125 mg/L的SLXA处理的黄瓜幼苗叶子长势较好,叶片面积大,处于一种旺长的状态。本文首次对33种天然中草药进行生根活性筛选,得到7种效果较好的具有促生根作用的中草药。优选制备出ZCY的混合制剂,并将其用于盆栽苔菜和小麦,研究其对植物生长和叶片品质的影响。发现62.5 mg/L的ZCY处理的苔菜叶片叶绿素含量较CK促进率达5.47%,125 mg/L的ZCY处理的叶片叶绿素含量促进率较CK达3.02%。62.5 mg/L的ZCY处理的小麦出苗促进率为4.50%、苗高较CK增加0.49%,苗鲜重较CK增加6.19%,62.5 mg/L的ZCY处理的小麦叶片叶绿素含量促进率较CK达6.33%,125 mg/L,的ZCY处理的小麦叶片叶绿素含量较CK促进率达4.52%,其对于小麦叶片中的可溶性糖含量和游离氨基酸含量均有不等的正促进作用。可见ZCY制剂具有天然、绿色、无公害、促生根促生长的作用。ZCY与合成的新植生剂均为首次应用于大田作物上,并将它们与现有调节剂“喷施宝”进行对比。发现对原阳小麦喷施调节剂后,RGXA对小麦千粒重影响最大,比清水增加3.9克,增幅为9.4%,以RGXA处理的产量增产效果最显著,平均产量为546.63 kg,比清水每亩增产84.6 kg,增幅为18.1%,其次为NAXA,增幅为14.7%,喷施ZCY的小麦产量增产62.8kg,增幅为13.3%,与喷施宝相比,仅RGXA和NAXA两种药剂的产量超过喷施宝,分别比喷施宝增加3.9%和0.9%。对周口小麦喷施调节剂后,与清水相比较,喷施调节剂后千粒重全部增加,其中NAXA增幅最大,平均增加3.4克,增幅为10.4%,与喷施宝相比,除了SLJA的千粒重低外,其余的几个药剂的千粒重均高于喷施宝。与清水相比,喷施调节剂的小麦产量全部增加,其中以NAXA的增产效果最好,亩产平均为464.8 kg,较CK亩产增加64.8 kg,增产幅度为16.2%,其中NAXA、RGXA、ZCY、SLXA分别较喷施宝增产7.52%、5.87%、5.72%、2.9%。几种调节剂对实验水稻的亩产产生程度不等的增产效果,其中以NAXA的增产效果最为显著,增产率达8.97%,其次为RGXA,再其次为中草药组合制剂ZCY,这三者均较现有的喷施宝的增产效果高。在对田间红富士苹果进行叶面喷洒后,处理的果实在产量提高的同时其内在品质也相应的有所改善,其中以RGXA的平均单果重增产率最高,达到14.35%,与此同时果实的着色度也有不同程度的提高。对田间生姜叶施后发现RGXA和NAXA增产幅度达12.5%,形成“胖孩儿”姜的形状,可为姜农增加经济收益。
【关键词】：植物生长调节剂 发芽 生根 苔菜 小麦 产量
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ452
【目录】：

• 摘要3-6
• ABSTRACT6-13
• 第一章 文献综述13-31
• 1.1 引言13
• 1.2 植物生长调节剂概述13-19
• 1.2.1 概况及类型14-17
• 1.2.2 植物生长调节剂的作用机理17-18
• 1.2.3 国内外植物生长调节剂研究进展18-19
• 1.3 植物生长调节剂的应用研究进展19-27
• 1.3.1 在种子的上应用19-22
• 1.3.2 在植物生长发育上的应用22-24
• 1.3.3 在对作物产量和品质上的应用24-27
• 1.3.4 在植物抗逆上的应用27
• 1.4 天然中草药具有植物调节活性的研究27-28
• 1.5 论文选题研究意义及研究内容28-31
• 1.5.1 研究意义28-29
• 1.5.2 主要研究内容29-30
• 1.5.3 主要研究思路30-31
• 第二章 新型植物生长调节剂的合成及其制剂的配制31-53
• 2.1 前言31
• 2.2 实验部分31-34
• 2.2.1 实验试剂31-33
• 2.2.2 实验仪器33-34
• 2.3 植物生长调节剂的合成及表征34-47
• 2.3.1 萘酐酰胺及其季铵盐类植物生长调节剂的合成及表征34-36
• 2.3.2 肉桂酰胺及其季铵盐类植物生长调节剂的合成及表征36-39
• 2.3.3 山梨酰胺及其季铵盐类植物生长调节剂的合成及表征39-41
• 2.3.4 萘乙酰胺及其季铵盐类植物生长调节剂的合成及表征41-42
• 2.3.5 己酰胺及其季铵盐类植物生长调节剂的合成及表征42-43
• 2.3.6 邻氨基苯甲酰胺及其季铵盐类植物生长调节剂的合成及表征43-45
• 2.3.7 肉桂酸酯类植物生长调节剂的合成及表征45-46
• 2.3.8 磷酸酯类植物生长调节剂的合成及表征46-47
• 2.4 植物生长调节剂制剂的制备47-52
• 2.4.1 萘酐酰胺植物生长调节剂制剂的制备48
• 2.4.2 肉桂酰胺a植物生长调节剂制剂的制备48-49
• 2.4.3 山梨酰胺植物生长调节剂制剂的制备49
• 2.4.4 萘乙酰胺、己酰胺、邻氨基苯甲酰胺植物生长调节剂制剂的制备49
• 2.4.5 萘酐酰胺季铵盐植物生长调节剂制剂的制备49-50
• 2.4.6 肉桂酰胺a季铵盐植物生长调节剂制剂的制备50
• 2.4.7 山梨酰胺季铵盐植物生长调节剂制剂的制备50
• 2.4.8 萘乙酰胺季铵盐、己酰胺季铵盐、邻氨基苯甲酰胺季铵盐植物生长调节剂制剂的制备50
• 2.4.9 肉桂酸酯系列调节剂制剂的制备50-51
• 2.4.10 磷酸酯系列调节剂制剂的制备51-52
• 2.5 本章小结52-53
• 第三章 新型植物生长调节剂对种子萌发、生根的作用及机理探讨53-89
• 3.1 前言53
• 3.2 实验部分53-58
• 3.2.1 实验试剂53-54
• 3.2.2 实验仪器54
• 3.2.3 实验材料与方法54-57
• 3.2.4 实验测定项目57-58
• 3.3 实验结果与讨论58-88
• 3.3.1 浸种时间对小麦(单子叶)种子发芽的影响58-62
• 3.3.2 浸种时间对苔菜(双子叶)种子发芽的影响62-64
• 3.3.3 浸种温度和PGRs的浓度对小麦(单子叶)种子发芽的影响64-66
• 3.3.4 浸种温度和不同浓度对苔菜(双子叶)种子发芽的影响66-67
• 3.3.5 硝基酚系列调节剂和肉桂酸酯调节剂对小麦种子发芽的影响67-69
• 3.3.6 浸种方式对小麦种子生根的影响69-74
• 3.3.7 基施方式对小麦种子生根的影响74-79
• 3.3.8 两种生根方式对苔菜种子生根的影响79-80
• 3.3.9 肉桂酸酯系列调节剂的生根活性80-82
• 3.3.10 硝基酚系列调节剂对小麦种子生根的影响82-83
• 3.3.11 不同植物生长调节剂浸种对根系的作用研究83-85
• 3.3.12 生根机理的探讨85-88
• 3.4 本章小结88-89
• 第四章 新型植物生长调节剂对几种幼苗生长及品质的作用89-125
• 4.1 前言89
• 4.2 实验部分89-94
• 4.2.1 实验仪器89
• 4.2.2 实验试剂89-90
• 4.2.3 实验材料90-91
• 4.2.4 实验方法91-92
• 4.2.5 实验测定项目92-94
• 4.2.6 实验数据处理94
• 4.3 实验结果与讨论94-124
• 4.3.1 几种植物生长调节剂对育苗烤烟生长和品质的影响94-97
• 4.3.2 几种植物生长调节剂对盆栽苔菜生长和品质的影响97-109
• 4.3.3 几种植物生长调节剂对盆栽小麦生长和品质的影响109-120
• 4.3.4 植物生长调节剂NAXA和NAJA对盆栽生菜生长和品质的影响120-122
• 4.3.5 植物生长调节剂SLXA和SLJA对盆栽黄瓜生长和品质的影响122-124
• 4.4 本章小结124-125
• 第五章 天然中草药促植物生长物质的筛选125-135
• 5.1 前言125
• 5.2 实验部分125-126
• 5.2.1 实验试剂125
• 5.2.2 实验仪器125
• 5.2.3 实验材料与方法125
• 5.2.4 实验测定项目125-126
• 5.3 结果与分析126-133
• 5.3.1 几种中草药对小麦种子生根的影响126-131
• 5.3.2 几种中草药对苔菜幼苗生长的影响131
• 5.3.3 几种中草药对小麦幼苗生长的影响131-133
• 5.4 本章小结133-135
• 第六章 新型植物生长调节剂大田作物效果研究135-148
• 6.1 引言135
• 6.2 实验部分135-137
• 6.2.1 实验仪器135
• 6.2.2 实验试剂135-136
• 6.2.3 实验材料136-137
• 6.2.4 实验测定项目137
• 6.2.5 实验测定项目137
• 6.3 结果与分析137-147
• 6.3.1 植物生长调节剂对田间小麦生长和品质的影响137-144
• 6.3.2 植物生长调节剂对田间水稻生长和品质的影响144-145
• 6.3.3 植物生长调节剂对田间苹果生长和品质的影响145
• 6.3.4 植物生长调节剂对田间生姜生长和品质的影响145-147
• 6.4 本章小结147-148
• 结论及展望148-152
• 参考文献152-164
• 附录164-167
• 符号说明167-169
• 致谢169-170
• 攻读学位期间发表的论文及成果目录170-171

【共引文献】

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本文编号：347980