作物化学调控技术-董志强

玉米水稻抗低温增产 调节剂及其制备方法 （CN200810224421 .7），玉米水稻扩穗增 粒抗倒伏增产调节剂制 备方法及其应用 （CN200810224420 .2），已经进入公布实 审程序，将于2010年 3月之前获得专利。
对 照
处 理
处理
对照
2.2植物生长调节剂应用方法的配套研究
2、种子包衣
3.2作物化学调控技术与经典栽培技 术的区别与联系
3.2.1区别：常规栽培技术是通过改善作物的 生长环境条件来挖掘作物的增产潜力；作 物化学调控是通过改善作物自身对环境的 适应性来挖掘作物的增产潜力。 3.2.2联系：二者从不同的角度，实现着相同 的目标，即可持性高产优质，二者相结 合，更容易实现高产优质高效的目标。
2作物化学调控技术的研究内容
2.1植物生长调节剂的研制
针对生产中存在的问题，如倒伏、早衰、低温冷害、 干旱等，以提高作物自身素质和抗逆性为目标，应用植物 激素类似物、高分子蛋白复合物、微量元素络合物、有机 酸等，从改善机体生理代谢、促进根系发育、改善植株形 态、改善冠层光热分布的角度出发，研制新剂型调节剂。
ck
tr
干 重 物 (g)
60 50 40 30 20 10 0 4000
ck
tr
5000
6000
7000
不同密度
大口至抽雄 60 50 干 质 物 (g) 30 20 10 0 4000 5000 6000 7000 不同密度 40
抽雄至收获
ck
tr
400
干 重(g) 物
ck
300 200 100 0 4000
单株干物重积累速度与积累量降低
T10
140 120 100 80 60 40 20 0
C10
7.21
8.2
8.14
8.24
9.4
9.23
10.28
平均单株干物质积累量减少
出苗至拔节 30 25 干 重 物 (g) 20 15 10 5 0 4000 5000 6000 7000 不同密度
拔节至大口
5、作物化学调控技术的作用原理
5.1在器官形态建构方面，促进了生长平衡； 5.2在抗倒力学方面，提高了茎秆的形态和质量； 5.3在氮素代谢方面，促进了氮素吸收、同化—代谢平 衡； 5.4在内源激素变化方面，促进了激素平衡； 5.5在基因表达方面，促进了目的基因表达和提高了蛋白 稳定性 5.6在产量形成方面，改善了产量构成因素，提高了产 量；
对 照
297.87 306.5
224.12 227.43 221.68 228.05 220.95
298.03 296.12 278.75
处 理
穗位高降低
密度 (株/亩 ) 3000 4000 5000 6000 7000 对照 （cm） 134.75 143.33 135.63 141.83 130.67 化控 (cm) 91.6 102.3 98.5 98.32 97.38 降低 （cm） 43.15 41.03 37.13 43.51 33.29
1.2研究历史背景
作物化学调控技术自20世纪30年代开始在农业上应用，最早主要集 中在林木、花卉和蔬菜等园艺作物上，直到60年代作物化学调控技术 才开始在农作物上大面积应用，其标志为：矮壮素防止小麦倒伏技术 在英国大面积推广，目前在欧美及亚洲大面积推广。 在我国，20世纪60-70年代，上海植生所开始应用赤霉素防止蕾铃脱 落；杂交水稻产生后，赤霉素用来促进杂交水稻母本抽穗；80-90年 代，作物化学调控技术在我国大面积应用，其中，棉花生产中缩节安 的应用面积占植棉面积的80%以上；乙烯利棉花催熟技术、多效唑 水稻油菜壮秧技术和防倒伏技术、吨田宝（乙矮合剂、聚糠萘合剂、 己杨酸酯、双膦酸盐）在小麦、玉米、水稻、大豆等作物上的抗倒伏 技术、促穗、改善品质等均在我国大面积应用。
4、作物化学调控技术的作用
4.1提高作物的抗逆能 力，如：抗旱、抗 寒、抗倒伏、抗 热、抗病虫害。
抗倒伏：作物的根系、茎秆发育 不良，在生长期间遇到风雨极容 易发生倒伏，如小麦、玉米、棉 花、大豆、花生、水稻等均存在 倒伏危险，应用植物生长调节剂 （吨田宝、金得乐等），通过降 低缩短节间、降低株高、强化茎 秆韧性、促进根系发育等，可以 有效地增强作物的抗倒伏能力， 防止倒伏。
应用方式： 1、叶面喷施
叶面喷施：喷施时间与喷施剂量
选择代表性地点：如黑龙江的I、II、III积温带（如双城、梅 利斯、甘南等） 选择代表性品种：如水稻玉米小麦选择高秆大穗品种和矮秆中 穗型品种为材料；大豆选择不同生育期的品种为材料； 设置不同浓度梯度，如200ppm、300ppm和400ppm等； 选择不同时间，如播前（浸种）、3叶期、6叶期、9叶期、 12叶期和抽雄前3天叶面喷施，喷施清水为对照； 测定：不同生育期的株高、叶面积、干物质积累速率，即在生 育时期，收获期测定玉米的株高、叶面积和干物重，收获期测 定穗位高和产量构成因素（穗长、穗粗、穗粒数、千粒重）， 得出最佳喷施时间和最佳喷施剂量。
抗病虫：植物生长调节剂通过控制 地上部徒长、促进根系发育，提高 作物的个体素质，植株生长健壮， 对病害侵染的免疫力提高；改善机 体的C、N代谢和次生代谢过程， 改变机体的有机成分比例，如叶片 中次生代谢物酚类、单宁等含量增 加，茎皮纤维化木质化程度提高， 增强了植株抵御病虫害侵染和危害 的能力。同时，植物生长调节剂可 以通过诱导内源抗病系统是作物产 生抗病性，如水杨酸、茉莉酸、吨 田宝等，均可诱导作物产生抗病 性。
激素平衡 生长、代谢 与营养平衡
促根壮秆塑造株型 改善冠层结构 提高氮肥利用率 抗倒伏促穗发育
其中，玉米抗倒伏 增产调节剂及其制备 方法和应用，获得国 家发明专利，专利号 ZL200610075673 .9；并将此调节剂生 产与配套应用技术转 让给哈尔滨市大田丰 源农业科技开发有限 公司生产销售。
处理
方正县
对照
4.2提高产量和改善品质 小麦、玉米、水稻、棉 花、大豆、花生等应用化 学调控技术，可以通过促 进器官分化、促进光合和 改善干物质分配比率的途 径，达到提高产量518%；改善籽粒品质， 如：蛋白质、亚油酸等含 量提高等。
4.3提高劳动效率 棉花生产中：叶面喷施 缩节安代替整枝、打 杈、掐顶；化学脱叶 剂、催熟剂促进机械化 收获的实现；多效唑育 秧达到两段育秧的壮苗 效果；采用化学药剂果 树疏花疏果剪枝可提高 效率20-40倍；可以改 变树势。
收获期玉米根系体积
增加 15.4 14.25 9.30 10.15 7.15
先玉335TR 先玉335CK 京单28TR 京单28CK
100 80
250 200
条 /株
40 20 0 3000株/亩 3750株/亩 4500株/亩 52570株/亩 6000株/亩 密度
抗旱：植物生长调节 剂具有显著的促根效 应，所以在干旱环境 中，提高了作物的生 存能力。如：缩节安 提高棉花的抗旱能 力、吨田宝提高小 麦、玉米、水稻、大 豆的抗旱能力。
抗热：干热风是我国 北方麦区的主要气象 灾害之一，危害面积 大74%，小麦返青 起身期叶面喷施吨田 宝等，不仅可以防止 倒伏，而且可以促进 根系发达、茎秆粗 壮、叶片持绿性高， 对后期干热风危害抵 御能力强。
1 倒 叶 2 倒 叶 3 倒 叶 4 倒 叶 5 倒 叶 6 倒 叶
5.1调节了作物根茎叶的生长平衡：
玉米：穗上部叶片缩短、穗位及下部叶片平展，冠 层通风透光优于对照。群体质量高。
不同叶位叶宽的变化
各叶位叶长的变化
7 倒 叶 8 倒 叶 倒 9叶 1 倒 0叶 1 倒 1叶 1 倒 2叶 1 倒 3叶 14 叶
吨田宝300-400ppm、展开叶6-8叶期 （全部叶片9-11叶）叶面喷施为最佳。
吨田宝300-400ppm、分蘖末期（插秧后 1个月）叶面喷施为最佳。
吨田宝200-300ppm、分枝期-初花期 （开杈期）叶面喷施为最佳。
3、作物化学调控技术的特点
3.1特点：少量、简便、快速、高效、主动性 强。 用量少—经济、省钱； 简便—操作简便、机械化程度高； 快速—反应快速、见效快； 高效—产投比高、效果显著； 主动性强—根据作物的生长状况判定是否 应用，灵活机动。
作物化学调控技术 董志强
中国农业科学院作物科学研究所
1、作物化学调控技术定 义和历史背景 2、化控技术的研究内容 3、化控技术的特点以及 与经典栽培技术的区别 和联系 4、化控技术的作用 5、化控技术的作用原理 6、化控技术应用实践
提
要
1、作物化学调控技术定义
1.1作物化学调控技术：是研究用化学的方法 调控作物生长发育过程的研究，是应用外 源植物激素或植物激素类似物（植物生长 调节剂）通过调控作物的内源激素水平， 调控作物的基因表达、器官建构、功能体 现，从而实现对作物外部形态特征和内部 生理代谢的双重调控的技术。
抗寒： 倒春寒：缺苗断垄、发育滞缓 形成三类苗；早霜：品质差和籽粒 含水量高。 植物生长调节剂可以提高作物 的抗寒性，保持作物在低温胁迫下 正常生长发育。 如低温胁迫下，棉花应用缩节安 浸种可以正常出苗，水稻苗期应用 多效唑可以提高秧苗素质，分蘖末 期喷施吨田宝可以促早熟和提高灌 浆速率，小麦起身期喷施吨田宝可 以提高抗冷性促进穗发育。
多聚氨基酸 有机酸 铁镁铜锌锰硫 激素类似物
玉米小麦水稻大豆新型调节剂
多聚氨基酸：促进根系发育，提高氮素利用 率；提高保护酶活性。 柠檬酸：促进三羧酸循环，增加ATP产生 量。 铜：激活、提高超氧化物歧化酶（SOD）， 提高作物抗逆性。 锌：激活、提高色氨酸合成酶活性，促进内 源生长素的合成。 硫：提高谷胱甘肽保护酶的活性，维持铁氧 还蛋白、硫氧还蛋白的结构稳定性，提高生 物膜的稳定性。 铁、锰、镁参与光合效应过程中的电子传 递，其中，镁是叶绿素的中心离子。 植物激素类似物：调控生理代谢与形态建成
tr
5000
6000
7000
不同密度
玉米根冠比增加
1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 去离子水 N0 N1 N2 N3
PKN CK
对照
处理
收获期根系干重g
密度 3000株/亩 3750株/亩 4500株/亩 5250株/亩 6000株/亩 先玉335 TR 53.80 48.80 34.40 33.85 29.60 先玉335 CK 44.75 38.05 27.30 25.10 24.35 增加 9.05 10.75 7.10 8.75 5.25 京单28 TR 61.10 54.05 43.85 38.75 34.10 京单28 CK 45.70 39.80 34.55 28.60 26.95
4.4提高光热资源与土地利用率（推动多熟制 种植）
北方棉区，夏棉-冬小麦复种，采用化学调控技 术，突破夏棉密度极限，以“密”争“早”，有效补偿光热 不足，推动了黄淮海棉区的发展；小麦-玉米吨粮 田，玉米晚收，小麦晚播，小麦播种量加大，群体 大，返青起身期易倒伏，化控可有效防倒伏；双季稻 多效唑育秧，解决了光热不足的问题和油菜高脚苗的 问题。
叶宽(cm0
叶 长 ( cm)
120 100 80 60 40 20 0
10.00
倒
15.00
0.
倒
1 倒 叶 2 倒 叶 3 倒 叶 4 倒 叶 5 倒 叶 6 倒 叶 7 倒 叶 8 倒 叶 倒 9叶 1 倒 0叶 1 倒 1叶 1 倒 2叶 1 倒 3叶 14 叶
叶位
叶位
处理
处理
对照
株高增长缓慢
T30 C30
300.0 250.0 株高(cm) 200.0 150.0 100.0 50.0 0.0 7.21 8.2 8.14 8.24 9.23 10.28 取样时期
株高随生育时期的变化
株高降低
密度 对照 (株/亩) （cm） 3000 4000 5000 6000 7000 化控 (cm) 降低 （ cm ） 73.75 79.07 76.35 68.07 57.80
4.5提高作物的杂交制种产量：如化控剂诱导雄性 不育可以代替小麦、玉米、水稻制种中的去雄工 作，实现两系杂交制种、提高制种效率和制种产 量（如Hybrex、Mon21200、SC2053、BAU9403）；赤霉素促进水稻抽穗，解决水稻母本包 茎问题，制种量提高200%；赤霉素促进作物之 中过程中父母本花期不遇的问题。