丙酰芸苔素内酯的简介及调节辣椒生长增产的应用研究

神兴明,王娜,2*,任士伟,2,张强,2,王晓飞,孟鑫

(1.金正大生态工程集团股份有限公司,山东 临沂 276700; 2.养分资源高效开发与综合利用国家重点实验室,山东 临沂 276700;3.江苏徐淮地区淮阴农业科学研究所,江苏 淮安 223001)

1 丙酰芸苔素内酯简介

丙酰芸苔素内酯又称为丙酰油菜素内酯,丙酰芸苔素内酯分子式为:C35H56O7。 丙酰芸苔素内酯原药外观为白色结晶粉末,溶于甲醇、乙醇、乙醚、氯仿等有机溶剂,难溶于水,其化学性质稳定。丙酰芸苔素内酯原药是新型、高效植物生长调节剂,是芸苔素内酯原药的升级产品。该产品除保留了芸苔素内酯的优点外,其药效期更长,效果更显著,更稳定。

2 丙酰芸苔素内酯应用

芸苔素甾醇类似物是一类活性极高的第六大类植物内源激素,它们普遍存在于植物的各个部位,具有广泛的生理作用,可显著调节植物的生长发育。芸苔素内酯是其中的一类,植物花粉是自然界中的主要来源,但是含量极低,不能大规模工业化生产,因此目前实际应用的都是人工合成的类似物或者同类物。1991年日本科学家研究合成了丙酰芸苔素内酯,与普通芸苔素内酯相比,丙酰芸苔素内酯具有活性高、持效期长、药效相对缓慢、植物抗逆(抗寒抗旱)能力强、增产效果显著等特点[1]。

丙酰芸苔素内酯是在芸苔素内酯的基础上研究合成的,是把芸苔素内酯分子结构的2,3羟基酰化和22,23位的羟基氧化而成的新的化合物,具有活性高、持效期长、药效相对缓慢特性[2],能平衡协调植物体内的生长素、赤霉素、细胞分裂素等激素,同时调配植物体内养分向需求营养最多的组织(如花、果实等)去运输,为其生长发育提供充足的养分;通过保护细胞膜提高作物的耐低温、抗盐碱、抗旱等抗逆能力;为植物促进生长、保花保果、提高坐果率、结实率、增加产量、改进品质、提高营养成分[3];其对植物生长,尤其对果树、木本植物、开花植物和经济作物极其有效。丙酰芸苔素内酯对块根作物、土豆和芋头、谷物、玉米、棉花、果实蔬菜、豆类、叶用蔬菜、果树、木本植物、开花植物和经济作物极其有效。目前多家企业在我国取得了丙酰芸苔素内酯的原药、水剂、可溶液剂登记,相关制剂产品在黄瓜、辣椒、马铃薯、小麦、花生、葡萄、柑橘、烟草等上取得了正式登记。

3 丙酰芸苔素内酯登记情况

表1为丙酰芸苔素内酯农药登记情况。

表1 丙酰芸苔素内酯农药登记情况

4 丙酰芸苔素内酯专利申请情况

表2为丙酰芸苔素内酯专利申请情况。

表2 丙酰芸苔素内酯专利申请情况

5 丙酰芸苔素内酯对辣椒生长增产的应用研究

5.1 试验目的

本实验旨在探寻丙酰芸苔素内酯作为植物生长调节剂促生作用最佳的喷施浓度,以期为丙酰芸苔素内酯增效剂在肥料生产中的应用提供依据。

5.2 试验思路

本试验以盆栽的方式,通过设置丙酰芸苔素内酯不同喷施浓度,研究丙酰芸苔素内酯对辣椒生长发育的影响,以确定丙酰芸苔素内酯最佳的喷施浓度。

5.3 材料与方法

5.3.1 试验材料

辣椒,20-20-20水溶肥(不加TE),丙酰芸苔素内酯(云南云大科技农化有限公司,0.004%),塑料盆,直尺,电子天平,叶绿素仪。

5.3.2 试验设计

试验于2022年4月16日在国家缓控释肥工程技术研究中心温室内进行,共5个处理,每个处理均重复3次,具体试验设计见表1。以盆栽的方式进行,每盆土5 kg,将均匀一致的辣椒苗移栽于盆中,之后浇足等量水。分别在开花前、开花期、幼果期将丙酰芸苔素内酯按不同浓度溶于水充分搅匀后喷施,共喷3次,30 mL(约30下)/(株·次),期间冲施一次20-20-20水溶肥(不加TE)1 g/盆,注意浇水与观察,7月6日进行各指标测量。具体处理情况见表3。

表3 试验设计

5.3.3 数据处理与分析

采用Excel 2003进行数据分析,用SAS 8.0统计分析软件对数据进行差异显著性检验。

5.4 试验结果与分析

5.4.1 丙酰芸苔素内酯不同喷施浓度对辣椒生长指标的影响

由表4可以看出,株高方面表现为T1>T3>T4>T2>CK,茎粗方面表现为T2>T3>T4>T1>CK,SPAD方面表现为T2>T4>T1>T3>CK;说明在0.5×10-6～4×10-6浓度范围内,喷施丙酰芸苔素内酯均不同程度促进了辣椒的生长发育,但当喷施浓度大于4×10-6时,促进作用开始下降。

表4 不同喷施浓度对辣椒生长指标的影响

5.4.2 丙酰芸苔素内酯不同喷施浓度对辣椒生物量的影响

由表5～6可得,茎叶鲜重各处理间表现为:T3>T4>CK>T1>T2,果实鲜重各处理间表现为: T2>T1>T3>T4 >CK,总鲜重各处理间表现为:T3>T1>T4>T2>CK,可见喷施丙酰芸苔素内酯促进了辣椒的干物质积累和产量增加,其中T3处理生物量增加11.98%。此外对果实的作用更加明显,果实个数、大小和鲜重明显增加,其中T2处理果实鲜重增加达到86.86%,T1和T3增产幅度也均高于50%,促进了辣椒生物量的积累和产量的提高,但当喷施浓度达到4×10-6时,促进作用开始下降,但生物量也明显高于对照,促进作用依然明显。

表5 不同喷施浓度对辣椒生物量的影响

表6 不同浓度喷施对辣椒产量的影响

5.5 试验结论

(1)试验表明,喷施丙酰芸苔素内酯能显著促进辣椒生长发育,促进花芽分化和果实膨大,T2和T3处理较好,其中T2处理产量最高,果实个头较大;T3处理生物量最高,T1、T4次之;当喷施浓度达到4×10-6时,促进作用开始下降,但各指标也高于对照。(2)综上考虑,考虑经济效益和成本投入,按本试验结果:建议丙酰芸苔素内酯喷施浓度为0.5×10-6～2×10-6,而1×10-6浓度喷施效果最好。

本试验验证上述浓度及条件下对辣椒生长发育及果实促进作用明显,在其他作物上其它浓度是否同等效果需进一步试验验证。

5.6 试验附图

实验附图见图1～2。

图1 丙酰芸苔素内酯不同浓度喷施辣椒收获(茎叶果未分离)

图2 丙酰芸苔素内酯不同浓度喷施辣椒收获(茎叶果分离)

6 总结

丙酰芸苔素内酯是当前国际上最新型的应用最广泛、高效、安全、无污染、无残留的植物调节剂,使它成为在农业应用上表现出抗逆增产、改进品质等显著效果,是发展优质高效农业不可多得的优良植物调节剂。丙酰芸苔素内酯对辣椒、马铃薯、冬瓜、花生、小麦、棉花、茶叶、柑橘均有较好的调控作用。

本试验结果表明,在辣椒生长的过程中连续喷施2次丙酰芸苔素内酯,能促进辣椒生长,并提高辣椒结果率、提高产量和着色率。要想充分验证丙酰芸苔素内酯应用情况,有待于采用多个长效试验验证其使用效果。