生物刺激素与冷杉树中三萜酸的关系

生物刺激素是近年来出现在农资市场上的出现的一种新型产品,发展十分迅速,截止2020年底全球市场份额已达30亿美元,预计在预测期内(2020-2027年),全球生物刺激素市场将以12.9%的复合年增长率增长,所以生物刺激剂将会成为下一片蓝海。近年来,生物刺激素在农业生产中的应用越来越多。一方面,近年来我国农药化肥的不合理使用造成了土壤环境的破坏,需要用生物刺激素进行调节;另一方面,生物刺激素也可以帮助作物增产。

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生物刺激素与冷杉树中三萜酸的关系

本文综述生物刺激素的概念、主要分类及冷杉针叶三萜酸研究的实验成果,以期为关注生物刺激素的农资人提供一些帮助。

1.生物刺激素概念

化学农药和化肥的出现促进了现代农业的发展。然而,农药和化肥的过度使用和滥用不仅导致土壤养分比例失衡、作物产量低、质量差、抗逆性降低,还会造成环境污染和食品安全等一系列问题。因此,寻找经济效益高、环境相容性好的植物保护新方法、新技术和新产品,是保证农业生产、解决当前环境污染和食品安全危机的迫切需要。近年来,在探索植物保护新产品的过程中,一类能够刺激植物实现其功能的物质逐渐引起了科研和工业界的关注,这类物质被称为生物刺激素。

2.生物刺激素的主要类型。

目前公认的生物刺激素有五大类:腐殖酸,海藻提取物,蛋白质水解物和氨基酸,甲壳素、壳聚糖及其衍生物,微生物制剂。腐植酸类物质是土壤、动物粪便、低阶煤(泥炭、褐煤、风化煤等)以及农业副产品和废弃物处理过程中形成的营养物质,结构比较复杂。不同类型的土壤中,腐殖酸的含量和性质各有差异,目前市场上比较火热的便是细胞腐植酸和木质酸。

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冷杉树中三萜酸

3.冷杉针叶三萜酸制剂的发展史

植物生存在地球上已经有几千万年的历史,在复杂多样的自然条件下和特定的地史演变过程中,那些对病虫害没有抵抗能力的植物陆续被淘汰了,现存的植物一般都有很好的防御保护系统。松科冷杉植物以其独特的生物学特性,对抵御高寒地区恶劣环境和对其自身生长的影响,自然形成抵抗病原生物侵袭的能力,以及产生对相关病害的免疫作用,并在长期的自然选择过程中形成了一套完善的防御体系,除了维护自然生态平衡和产生对人类有用的木材之外,还蕴藏着促进植物生长、杀菌和抗应激反应(解毒剂)的生物活性物质。俄罗斯科学家从俄罗斯特有的冷杉树种中提取的木质素为基础原料,通过温度、压力影响,在特定反应器中制成的高含量高效100%可溶性三萜酸植物生长刺激剂的产品--木质酸,它们能够提高农作物产量,降低细菌和真菌对植物的发病率,增加植物耐寒力和抗旱性,以及加快果实成熟等,而且对人和动物无害,植物体和土壤内无残留,是绿色无公害农作物生长的促进剂。

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冷杉针叶三萜酸制剂

4.冷杉针叶三萜酸的相关实验效果

根据郑光耀教授的试验结果表明,冷杉针叶三萜酸制剂有助于改善小麦生物学性状,提高小麦的出苗率、增强小麦的抗倒伏性、提高小麦的成穗率等,进而提高小麦的产量;单独使用冷杉针叶三萜酸制剂比清水对照增产6.6%,与甲柳三唑酮拌种混用比清水对照增产16.5% ;还能改善小麦的营养品质,使麦粒蛋白质含量提高18.4%~28.2%[1]。

施用冷杉针叶三萜酸制剂可以有效促进番茄植株的生长势,增加植株茎粗,提高番茄坐果率,增加番茄产量8.7%,还可提高番茄果实中干物质、维生素C、可溶性蛋白和可溶性糖含量,降低果实中可滴定酸含量,而且与嘧菌·百菌清混合使用有增效作用[2]。

施用冷杉针叶三萜酸制剂可以有效提高水稻千粒重,使水稻增产16.60%,并能提高稻米的糙米率、整精米率、直链淀粉含量和蛋白质含量,改善稻米碾磨品质和营养品质[3]。

施用冷杉针叶三萜酸制剂能使草莓提前坐果和着色,能提高草莓产量20.54%~23.07%,提高营养品质如果实可溶性固形物含量提高12.34%~14.74%,可溶性糖含量提高14.43%~17.1 1 % ,维生素C含量提高2.53% ~2.73% ,可滴定酸含量降低10.26% ~ 11.54%等[4]。

5.总结

由于冷杉针叶三萜酸制剂的使用量非常小,拌种和喷洒均可与除草剂、杀菌剂和矿物质肥料混合使用,处理成本低,且不会造成环境污染,对人、畜安全,适应绿色无公害农业发展要求,又具有提高产量、改善品质、增强抗病抗逆性等效果。因此,冷杉针叶三萜酸制剂可以在谷物、蔬菜、水果等农作物上进一步推广示范,对于提高我国农作物产量和改善农作物品质,发展无公害食品、绿色食品和有机食品具有重要意义。

参考文献

[1]郑光耀,高丽萍,尹有干,操海群,韦朝宽等,冷杉针叶三萜酸在小麦生产上的应用.(1.工程重点开放性实验室,江苏南京210042;2.安徽农业大学植物保护学院,安徽合肥230036,江苏农业科学,2014年第11期)

[2]郑光耀,高丽萍,尹有干,操海群,韦朝宽等,冷杉针叶三萜酸对番茄生长及产量和品质的影响.( 1. 中国林业科学研究院 林产化学工业研究所; 生物质化学利用国家工程实验室; 国家林业局 林产化学工程重点开放性实验室,江苏 南京 210042; 2. 安徽农业大学 植物保护学院,安徽 合肥 230036,生物质化学工程2015,49(4):31-34)

[3]郑光耀,闫林林,王成章,刘关华,郭海滨,韦朝宽等,施用冷杉针叶三萜酸对水稻产量和品质的影响.(1.中国林业科学研究院林产化学工业研究所/生物质化学利用国家工程实验室/国家林业局 林产化学工程重点开放性实验室,南京 210042;2.南京农业大学杂草研究室,南京 210095;中国稻米2017.23(1);78-80)

[4]郑光耀,高丽萍,刘关华,郭海滨,闫林林,韦朝宽等,施用针叶三萜酸对草莓产量和品质的影响.(1.中国林业科学研究院 林产化学工业研究所/生物质化学利用国家工程实验室/国家林业局 林产化学工程重点开放性实验室, 南京 210042;2.2.南京农业大学杂草研究室,南京 210095;西部林业科学2016,45(3):30-32)

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