一种抗高温促灌浆的植物生长调节剂及其在作物上的应用转让专利
申请号 : CN202011077525.7
文献号 : CN114304157B
文献日 : 2023-02-07
发明人 : 张明才 , 张钰石 , 李召虎 , 刘洪润 , 闫岩 , 段留生
申请人 : 中国农业大学
摘要 :
本发明公开了一种抗高温促灌浆的植物生长调节剂及其在作物上的应用。本发明所提供的抗高温促灌浆的植物生长调节剂，其活性成分是甜菜碱和油菜素内酯，本发明通过将两种活性成分复配在作物抽雄前至灌浆中前期的植株进行喷施处理，可以实现作物抗高温促灌浆的作用、提高作物穗粒数和/或千粒重，实现作物增产增收。
权利要求 :
1.一种植物生长调节剂，其特征在于：所述植物生长调节剂的活性成分为甜菜碱和油菜素内酯；
6
所述甜菜碱和油菜素内酯的物质的量之比为2×10:1；
所述植物生长调节剂具有提高植物产量的功能；
所述植物为玉米。
2.权利要求1所述的植物生长调节剂在提高玉米产量中的应用。
说明书 :
一种抗高温促灌浆的植物生长调节剂及其在作物上的应用
技术领域
[0001] 本发明涉及植物生长调节剂技术领域，具体涉及一种抗高温促灌浆的植物生长调节剂及其在作物上的应用。
背景技术
[0002] 玉米是世界范围内重要的粮食和饲料作物、工业加工原料，在国民经济发展中具有重要的支柱地位。在全球气候变化的大背景下，极端天气发生频率逐年增加。农业气象灾害发生频率、强度和灾害严重程度均呈上升态势，严重危害了玉米的高产稳产。提高玉米的抗逆丰产能力、实现绿色生态发展成为当前农业生产十分重要的课题，对于国民经济发展和粮食安全具有重要意义。
[0003] 花期高温已成为影响玉米生长的主要气象灾害之一，当玉米遭受高温影响时叶片萎蔫、气孔关闭，光合作用受阻，细胞正常代谢受损，影响器官的正常发育，尤其花粉发育异常、花丝不能正常吐出、授粉异常、籽粒败育严重，严重影响了玉米的产量和品质。然而，目前生产上针对玉米花期至灌浆前期高温灾害还缺乏有效的防御或缓解措施，严重威胁玉米的安全生产。
[0004] 使用植物生长调节剂是一种经济环保、省工高效的农业技术，但当前市面上玉米的生长调节剂主要是以乙烯利为主导的产品，主要针对倒伏问题进行株型调控，不具有提高玉米抗高温能力和促进籽粒灌浆的调控作用，而且不当使用往往还产生抑制果穗发育、降低穗粒数等副作用。因此，迫切需要研究人员研发具有抗高温促灌浆效果的高效环保调节剂产品，提高玉米抗高温能力，增加粒重促进产量提高，保障玉米高产高效和绿色生态发展。
发明内容
[0005] 本发明所要解决的技术问题是如何使植物(作物)抗高温和/或促灌浆(增产)。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种植物生长调节剂。
[0007] 本发明所提供的植物生长调节剂的活性成分为甜菜碱和油菜素内酯。
[0008] 上述植物生长调节剂中，所述甜菜碱和油菜素内酯的物质的量之比(摩尔比)为5 7
2.5×10‑2×10:1。
2.5×10‑2×10:1。
[0009] 上述植物生长调节剂中，甜菜碱和油菜素内酯的物质的量之比(摩尔比)为5×6 7 6 6 5 6 5 6
10‑2×10:1或1×10‑4×10:1或5×10‑2×10:1或2.5×10‑1×10:1。
10‑2×10:1或1×10‑4×10:1或5×10‑2×10:1或2.5×10‑1×10:1。
[0010] 上述植物生长调节剂中，所述甜菜碱和油菜素内酯的物质的量之比(摩尔比)为56 7 7 6
×10 :1(对应G1B1)、1×10 :1(对应G2B1)、2×10 :1(对应G3B1)、1×10 :1(对应G1B2或
6 6 5
G2B3或G3B4)、2×10:1(对应G2B2或G3B3)、4×10 :1(G3B2)、5×10 :1(对应G1B3或G2B4)、
5
2.5×10:1(对应G1B4)。
×10 :1(对应G1B1)、1×10 :1(对应G2B1)、2×10 :1(对应G3B1)、1×10 :1(对应G1B2或
6 6 5
G2B3或G3B4)、2×10:1(对应G2B2或G3B3)、4×10 :1(G3B2)、5×10 :1(对应G1B3或G2B4)、
5
2.5×10:1(对应G1B4)。
[0011] 上述植物生长调节剂含有增效剂，所述增效剂包含磷酸二氢钾、黄腐酸、6‑苄氨基腺嘌呤、茉莉酸甲酯、壳寡糖、助溶剂和粘展剂。
[0012] 上述助溶剂可为甲醇、乙醇、二甲基亚砜中的一种或几种；上述粘展剂可为吐温20(Tween20)、吐温60(Tween60)和曲拉通100(Triton‑100)中的一种或几种。
[0013] 上文中所述植物生长调节剂的增效剂还可含有其它组分，所述其它组分本领域技术人员可根据对植物生长调节的效果确定；所述植物生长调节剂的助溶剂还可含有其它组分，所述其它组分本领域技术人员可根据对植物生长调节的效果确定；所述植物生长调节剂的粘展剂还可含有其它组分，所述其它组分本领域技术人员可根据对植物生长调节的效果确定。
[0014] 上述植物生长调节剂具有下述全部或部分功能：
[0015] P1、提高植物产量；
[0016] P2、加速植物灌浆的能力；
[0017] P3、促进生长和/或提高植物抗逆能力；
[0018] P4、提高花粉活力；
[0019] P5、提高叶片净光合速率、提高抗氧化酶及光合过程关键酶的活性和/或降低叶片相对电导率；
[0020] P6、提高植物光合能力、提高植物抗氧化能力和/或增强细胞膜稳定性；
[0021] P7、提高植物穗粒数和/或千粒重；
[0022] P8、促进植物籽粒灌浆和/或提高植物抗高温的能力；
[0023] P9、提高碳代谢过程相关酶的活性；
[0024] P10、提高籽粒的物质积累；
[0025] P11、增加最大灌浆速率的时间和/或增加有效灌浆持续期。
[0026] 上述植物生长调节剂中，所述植物为下述任一种：
[0027] 1)双子叶植物；
[0028] 2)单子叶植物，
[0029] 3)禾本目植物，
[0030] 4)禾本科植物，
[0031] 5)玉蜀黍属植物，
[0032] 6)玉米。
[0033] 下述植物生长调节剂的应用也属于本发明的保护范围，包括Q1‑Q11的全部或部分：
[0034] Q1、上述植物生长调节剂在提高植物产量中的应用；
[0035] Q2、上述植物生长调节剂在加速植物灌浆中的应用；
[0036] Q3、上述植物生长调节剂在促进植物生长和/或提高植物抗逆性中的应用；
[0037] Q4、上述植物生长调节剂在提高植物花粉活力中的应用；
[0038] Q5、上述植物生长调节剂在提高植物叶片净光合速率、提高抗氧化酶及光合过程关键酶的活性和/或降低叶片相对电导率；
[0039] Q6、上述植物生长调节剂在提高植物光合能力、提高植物抗氧化能力和/或增强细胞膜稳定性中的应用；
[0040] Q7、上述植物生长调节剂在提高植物穗粒数和/或千粒重中的应用；
[0041] Q8、上述植物生长调节剂在促进植物籽粒灌浆和/或提高植物抗高温的能力中的应用；
[0042] Q9、上述植物生长调节剂在提高植物碳代谢过程相关酶的活性中的应用。
[0043] Q10、上述植物生长调节剂在提高植物籽粒的物质积累中的应用；
[0044] Q11、上述植物生长调节剂在增加植物最大灌浆速率的时间和/或增加有效灌浆持续期中的应用。
[0045] 上文中所述植物生长调节剂可配制成农业生产上可接受的任意剂型。如液剂、乳剂、悬浮剂、粉剂、颗粒剂、可湿性粉剂或水分散粒剂等。所述植物生长调节剂可为液体，其中所述活性成分甜菜碱的物质的量浓度可为50‑200mM，油菜素内酯的物质的量浓度可为0.01‑0.2μM，具体为50mM+0.01μM或50mM+0.05μM或50mM+0.1μM或50mM+0.2μM或100mM+0.01μM或100mM+0.05μM或100mM+0.1μM或100mM+0.2μM或200mM+0.01μM或200mM+0.05μM或200mM+0.1μM或200mM+0.2μM；所述增效剂中磷酸二氢钾的浓度可为0.1‑0.5mg/L，黄腐酸的浓度可为100‑500mg/L，6‑苄氨基腺嘌呤的浓度可为1‑10mg/L，茉莉酸甲酯的浓度可为100‑
300mg/L；所述助溶剂的浓度可为100‑200ml/L；所述粘展剂的浓度可为1‑5ml/L。
300mg/L；所述助溶剂的浓度可为100‑200ml/L；所述粘展剂的浓度可为1‑5ml/L。
[0046] 本发明还提供了上述植物生长调节剂的使用方法，包括将所述植物生长调节剂配成溶液，在植物生长时期进行喷施。所述喷施方式可为人工进行叶面和穗部喷施，也可以利用无人机进行喷施。所述进行喷施的时期可为植物抽雄前至灌浆中前期。
[0047] 上述方法中所述植物生长调节剂在喷施时，优选在抽雄期至灌浆初期进行一次处理，进一步的优选在抽雄期至吐丝前进行一次处理。
[0048] 上述方法中所述的植物生长调节剂在喷施时，每亩用30L药液，优选用水作为稀释剂，人工喷施可均匀喷洒于叶片表面，并对雄穗和雌穗重点喷施，不可重喷、漏喷。
[0049] 实验证明，与不喷施植物生长调节剂的对照相比，单独喷施甜菜碱，玉米产量随浓度呈线性增加效应，增产2.5‑7.4％；单独喷施油菜素内酯，表现出明显的浓度效应，玉米总体增产3.4‑5.9％，高浓度下增产效果减弱；按照不同比例将两种植物生长调节剂配合使用，玉米增产幅度均大于单独使用，增产4.2‑9.7％。其中B3G3处理(甜菜碱与油菜素内酯的6
物质的量之比为2×10:1)组合为最大，增幅9.7％。可见，两种成分配合使用具有显著的协同增效作用。
物质的量之比为2×10:1)组合为最大，增幅9.7％。可见，两种成分配合使用具有显著的协同增效作用。
[0050] 本发明具有以下有益作用：
[0051] 本发明针对玉米生产中高温降低花粉活力和抑制籽粒发育的问题，现有调节剂无法同时实现抗高温和促灌浆的缺陷，研制了环境友好、经济高效的抗高温促灌浆的植物生长调节剂，该抗高温促灌浆的植物生长调节剂主要含有甜菜碱和油菜素内酯，利用了甜菜碱抗高温的作用和油菜素内酯促细胞生长的调控作用进行互补协同增效，使该产品具有提高花粉活力、增强叶片光合能力、促进籽粒发育和物质积累的作用，最终提高玉米产量。同时，该产品安全环保、田间残留少，对后茬作物影响小，主要活性成分易获取、成本低、效果显著，易于操作和推广应用，对促进玉米优质高产具有积极的推动作用。
附图说明
[0052] 图1为甜菜碱和油菜素内酯喷施对玉米产量和产量构成因素的影响。数据展示为平均数±标准差，同一列不同字母表示处理间差异显著(Fishers’LSD，P<0.05)。
[0053] 图2为甜菜碱和油菜素内酯喷施对高温胁迫下玉米花粉活力的影响。数据展示为平均数±标准差，同一列不同字母表示处理间差异显著(Fishers’LSD，P<0.05)。
[0054] 图3为甜菜碱和油菜素内酯喷施对叶片光合能力和抗氧化能力的影响。数据展示为平均数±标准差，同一列不同字母表示处理间差异显著(Fishers’LSD，P<0.05)。
[0055] 图4为甜菜碱和油菜素内酯喷施对籽粒物质积累和碳代谢相关酶活性的影响。数据展示为平均数±标准差，同一列不同字母表示处理间差异显著(Fishers’LSD，P<0.05)。
[0056] 图5为甜菜碱和油菜素内酯喷施对籽粒灌浆特性的影响。数据展示为平均数±标准差，同一列不同字母表示处理间差异显著(Fishers’LSD，P<0.05)。
具体实施方式
[0057] 下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。以下提供的实施例可作为本技术领域普通技术人员进行进一步改进的指南，并不以任何方式构成对本发明的限制。
[0058] 下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0059] 本发明所述甜菜碱(Sigma‑Aldrich，CAS：107‑43‑7)、油菜素内酯(Sigma‑Aldrich，CAS：72962‑43‑7)、增效剂均为市购获得。
[0060] 实施例1甜菜碱和油菜素内酯复配对玉米产量与产量构成的影响
[0061] 本实施例选择甜菜碱和油菜素内酯，分别设置甜菜碱50、100、200mM三个浓度和油菜素内酯0.01、0.05、0.1、0.2μM三个浓度，进行排列组合，并设1个清水对照。
[0062] 在大田自然条件下进行试验。具体方法如下：
[0063] 1.植物生长调节剂溶液的配制
[0064] 1.1将甜菜碱溶于水，分别得到50mM的甜菜碱溶液(G1溶液)、100mM的甜菜碱溶液(G2溶液)、200mM的甜菜碱溶液(G3溶液)。
[0065] 1.2将油菜素内酯溶于甲醇分别得到0.01μM油菜素内酯溶液(B1溶液)、0.05μM油菜素内酯溶液(B2溶液)、0.1μM油菜素内酯溶液(B3溶液)、0.2μM油菜素内酯溶液(B4溶液)。
[0066] 1.3甜菜碱和油菜素内酯组合液配制
[0067] 1.3.1 G1B1溶液：
[0068] 1)将油菜素内酯先溶于甲醇，制成油菜素内酯溶液；
[0069] 2)将甜菜碱溶于水，得到甜菜碱溶液；
[0070] 3)将1)‑2)中的溶液混合均匀，用水定容至工作液体积，得到G1B1溶液。G1B1溶液中，油菜素内酯的含量为0.01μM，甜菜碱的含量为50mM。
[0071] 1.3.2 G1B2溶液：
[0072] 1)将油菜素内酯先溶于甲醇，制成油菜素内酯溶液；
[0073] 2)将甜菜碱溶于水，得到甜菜碱溶液；
[0074] 3)将1)‑2)中的溶液混合均匀，用水定容至工作液体积，得到G1B2溶液。G1B2溶液中，油菜素内酯的含量为0.05μM，甜菜碱的含量为50mM。
[0075] 1.3.3 G1B3溶液：
[0076] 1)将油菜素内酯先溶于甲醇，制成油菜素内酯溶液；
[0077] 2)将甜菜碱溶于水，得到甜菜碱溶液；
[0078] 3)将1)‑2)中的溶液混合均匀，用水定容至工作液体积，得到G1B3溶液。G1B3溶液中，油菜素内酯的含量为0.1μM，甜菜碱的含量为50mM。
[0079] 1.3.4 G1B4溶液：
[0080] 1)将油菜素内酯先溶于甲醇，制成油菜素内酯溶液；
[0081] 2)将甜菜碱溶于水，得到甜菜碱溶液；
[0082] 3)将1)‑2)中的溶液混合均匀，用水定容至工作液体积，得到G1B4溶液。G1B4溶液中，油菜素内酯的含量为0.2μM，甜菜碱的含量为50mM。
[0083] 1.3.5 G2B1溶液：
[0084] 1)将油菜素内酯先溶于甲醇，制成油菜素内酯溶液；
[0085] 2)将甜菜碱溶于水，得到甜菜碱溶液；
[0086] 3)将1)‑2)中的溶液混合均匀，用水定容至工作液体积，得到G2B1溶液。G2B1溶液中，油菜素内酯的含量为0.01μM，甜菜碱的含量为100mM。
[0087] 1.3.6 G2B2溶液：
[0088] 1)将油菜素内酯先溶于甲醇，制成油菜素内酯溶液；
[0089] 2)将甜菜碱溶于水，得到甜菜碱溶液；
[0090] 3)将1)‑2)中的溶液混合均匀，用水定容至工作液体积，得到G2B2溶液。G2B2溶液中，油菜素内酯的含量为0.05μM，甜菜碱的含量为100mM。
[0091] 1.3.7 G2B3溶液：
[0092] 1)将油菜素内酯先溶于甲醇，制成油菜素内酯溶液；
[0093] 2)将甜菜碱溶于水，得到甜菜碱溶液；
[0094] 3)将1)‑2)中的溶液混合均匀，用水定容至工作液体积，得到G2B3溶液。G2B3溶液中，油菜素内酯的含量为0.1μM，甜菜碱的含量为100mM。
[0095] 1.3.8 G2B4溶液：
[0096] 1)将油菜素内酯先溶于甲醇，制成油菜素内酯溶液；
[0097] 2)将甜菜碱溶于水，得到甜菜碱溶液；
[0098] 3)将1)‑2)中的溶液混合均匀，用水定容至工作液体积，得到G2B4溶液。G2B4溶液中，油菜素内酯的含量为0.2μM，甜菜碱的含量为100mM。
[0099] 1.3.9 G3B1溶液：
[0100] 1)将油菜素内酯先溶于甲醇，制成油菜素内酯溶液；
[0101] 2)将甜菜碱溶于水，得到甜菜碱溶液；
[0102] 3)将1)‑2)中的溶液混合均匀，用水定容至工作液体积，得到G3B1溶液。G3B1溶液中，油菜素内酯的含量为0.01μM，甜菜碱的含量为200mM。
[0103] 1.3.10 G3B2溶液：
[0104] 1)将油菜素内酯先溶于甲醇，制成油菜素内酯溶液；
[0105] 2)将甜菜碱溶于水，得到甜菜碱溶液；
[0106] 3)将1)‑2)中的溶液混合均匀，用水定容至工作液体积，得到G3B2溶液。G3B2溶液中，油菜素内酯的含量为0.05μM，甜菜碱的含量为200mM。
[0107] 1.3.11 G3B3溶液：
[0108] 1)将油菜素内酯先溶于甲醇，制成油菜素内酯溶液；
[0109] 2)将甜菜碱溶于水，得到甜菜碱溶液；
[0110] 3)将1)‑2)中的溶液混合均匀，用水定容至工作液体积，得到G3B3溶液。G3B3溶液中，油菜素内酯的含量为0.1μM，甜菜碱的含量为200mM。
[0111] 1.3.12 G3B4溶液：
[0112] 1)将油菜素内酯先溶于甲醇，制成油菜素内酯溶液；
[0113] 2)将甜菜碱溶于水，得到甜菜碱溶液；
[0114] 3)将1)‑2)中的溶液混合均匀，用水定容至工作液体积，得到G3B4溶液。G3B4溶液中，油菜素内酯的含量为0.2μM，甜菜碱的含量为200mM。
[0115] 2.田间实验设计
[0116] 以下实施例中的定量实验，均设置三次重复实验。
[0117] 2018年夏季在中国河北吴桥，以郑单958为供试品种，进行大田田间实验。该年度自7月17日起至8月13日期间日最高温连续超过32℃，其中8月1日至8月7日期间日最高温超过35℃，此时夏玉米正处于抽雄至吐丝期，是玉米开花授粉的关键时期。试验采用随机区组设计，设置三个重复区，每个重复区随机设置20个小区(处理)，进行抽雄期叶面、雄穗喷施处理。20个小区分别为对照处理区(CK)、G1处理区、G2处理区、G3处理区、B1处理区、B2处理区、B3处理区、B4处理区、G1B1处理区、G1B2处理区、G1B3处理区、G1B4处理区、G2B1处理区、G2B2处理区、G2B3处理区、G2B4处理区、G3B1处理区、G3B2处理区、G3B3处理区、G3B4处理区2
(图1)。每个小区的面积均为24m。每个小区玉米行距60cm，密度5500株/亩。
(图1)。每个小区的面积均为24m。每个小区玉米行距60cm，密度5500株/亩。
[0118] 玉米正常灌溉，于成熟期收获，测定产量、调查亩穗数、穗粒数和千粒重等产量构成因素。所有数据均采用SAS 9.2进行ANOVA统计分析，使用Fishers’LSD方法进行多重比较，p<0.05即达到显著差异。
[0119] 如图1所示，实验结果表明，在田间遭遇花期高温灾害的情况下，与对照相比，单独喷施甜菜碱，产量随浓度呈线性增加效应，增产2.5‑7.4％，单独喷施油菜素内酯，表现出明显的浓度效应，总体增产3.4‑5.9％，高浓度下增产效果减弱。按照不同比例复配，增产幅度均大于单独使用，增产4.2‑9.7％。其中B3与G3处理组合为最大，增幅9.7％。可见，两种成分配合使用具有显著的协同增效作用，考虑到成本，B3与G2复配也可以达到理想的效果。
[0120] 实施例2甜菜碱和油菜素内酯喷施对玉米花粉活性的影响
[0121] 本实施例选择甜菜碱和油菜素内酯，分别设置甜菜碱50、100、200mM三个浓度和油菜素内酯0.01、0.05、0.1、0.2μM三个浓度，进行排列组合，并设1个清水对照。在大田自然条件下进行试验。具体方法如下：
[0122] 1.植物生长调节剂溶液的配制同实施例1。
[0123] 2.田间试验设计
[0124] 以下实施例中的定量实验，均设置三次重复实验。
[0125] 2018年夏季在中国河北吴桥，以郑单958为供试品种，进行大田田间实验，该年度自7月17日起至8月13日期间日最高温连续超过32℃，其中8月1日至8月7日期间日最高温超过35℃，此时夏玉米正处于抽雄至吐丝期，是玉米开花授粉的关键时期。试验采用随机区组设计，设置三个重复区，每个重复区随机设置20个小区(处理)，于抽雄期对雄穗进行喷施处理。20个小区分别为对照处理区(CK)、G1处理区、G2处理区、G3处理区、B1处理区、B2处理区、B3处理区、B4处理区、G1B1处理区、G1B2处理区、G1B3处理区、G1B4处理区、G2B1处理区、G2B2处理区、G2B3处理区、G2B4处理区、G3B1处理区、G3B2处理区、G3B3处理区、G3B4处理区(图2
1)。每个小区的面积均为24m。每个小区玉米行距60cm，密度5500株/亩。
1)。每个小区的面积均为24m。每个小区玉米行距60cm，密度5500株/亩。
[0126] 玉米正常灌溉，于处理后扬花期使用花粉萌发培养基培养观察萌发率和使用TTC染色法显微观察染色百分率测定花粉活力，反映调节剂对高温危害花粉活力的缓解效应。所有数据均采用SAS 9.2进行ANOVA统计分析，使用Fishers’LSD方法进行多重比较，p<0.05即达到显著差异
[0127] 如图2所示，实验结果表明，与对照相比，单独喷施甜菜碱和油菜素内酯均能显著提高田间条件下的玉米花粉活力，而且两种方法检测的花粉活力结果相似。其中油菜素内酯的正面效果表现出显著的浓度效应，高浓度B4的正面效果减弱。按照不同比例复配，对花粉活力的增加效果均大于单独使用。其中B2和B3浓度与G3浓度的组合处理效果最佳。可见，两种成分配合使用具有显著的协同增效作用，对于田间条件下提高花粉活力，降低高温危害具有显著效果。
[0128] 实施例3甜菜碱和油菜素内酯喷施对玉米叶片光合生理和抗氧化生理的影响[0129] 本实施例选择甜菜碱和油菜素内酯，分别设置甜菜碱50、100、200mM三个浓度和油菜素内酯0.01、0.05、0.1、0.2μM三个浓度，进行排列组合，并设1个清水对照。在大田自然条件下进行试验。具体方法如下：
[0130] 1.植物生长调节剂溶液的配制同实施例1。
[0131] 2.田间试验设计
[0132] 以下实施例中的定量实验，均设置三次重复实验。
[0133] 2018年夏季在中国河北吴桥，以郑单958为供试品种，进行大田田间实验，该年度自7月17日起至8月13日期间日最高温连续超过32℃，其中8月1日至8月7日期间日最高温超过35℃，此时夏玉米正处于抽雄至吐丝期，是玉米开花授粉的关键时期。试验采用随机区组设计，设置三个重复区，每个重复区随机设置20个小区(处理)，于抽雄期对穗位叶进行喷施处理。20个小区分别为对照处理区(CK)、G1处理区、G2处理区、G3处理区、B1处理区、B2处理区、B3处理区、B4处理区、G1B1处理区、G1B2处理区、G1B3处理区、G1B4处理区、G2B1处理区、G2B2处理区、G2B3处理区、G2B4处理区、G3B1处理区、G3B2处理区、G3B3处理区、G3B4处理区2
(图1)。每个小区的面积均为24m。每个小区玉米行距60cm，密度5500株/亩。
(图1)。每个小区的面积均为24m。每个小区玉米行距60cm，密度5500株/亩。
[0134] 玉米正常灌溉，于吐丝期测定穗位叶净光合速率、光合相关酶PEPCase、RuBPCase活性、相对电导率和抗氧化酶SOD和POD活性等反映植株抗高温生理指标。所有数据均采用SAS 9.2进行ANOVA统计分析，使用Fishers’LSD方法进行多重比较，p<0.05即达到显著差异。
[0135] 如图3所示，实验结果表明，与对照相比，单独喷施甜菜碱和油菜素内酯均能显著提高玉米穗位叶净光合速率、并显著提高了光合过程中关键酶PEPCase和RuBPCase活性。同时，喷施甜菜碱和油菜素内酯均可以提高玉米穗位叶的抗氧化酶SOD和POD活性，降低相对电导率。上述结果表明，甜菜碱和油菜素内酯喷施可以提高穗位叶抗氧化能力、提高细胞膜稳定性，提高玉米抗逆能力，同时通过提高叶片光合能力，促进物质积累，促进生长，保证灌浆期间“源”器官活力。按照不同比例复配甜菜碱和油菜素内酯，增加穗位叶光合能力和抗氧化能力的效果均大于单独使用，可见，两种成分配合使用具有显著的协同增效作用，对于田间条件下提高穗位叶活力、降低高温危害具有显著效果，保障籽粒灌浆。
[0136] 实施例4甜菜碱和油菜素内酯喷施对玉米籽粒灌浆中期碳代谢相关生理指标的影响
[0137] 本实施例选择甜菜碱和油菜素内酯，分别设置甜菜碱50、100、200mM三个浓度和油菜素内酯0.01、0.05、0.1、0.2μM三个浓度，进行排列组合，并设1个清水对照。在大田自然条件下进行试验。具体方法如下：
[0138] 1.植物生长调节剂溶液的配制同实施例1。
[0139] 2.田间试验设计
[0140] 以下实施例中的定量实验，均设置三次重复实验。
[0141] 2018年夏季在中国河北吴桥，以郑单958为供试品种，进行大田田间实验，该年度自7月17日起至8月13日期间日最高温连续超过32℃，其中8月1日至8月7日期间日最高温超过35℃，此时夏玉米正处于抽雄至吐丝期，是玉米开花授粉的关键时期。试验采用随机区组设计，设置三个重复区，每个重复区随机设置20个小区(处理)，于抽雄期对雌穗进行喷施处理。20个小区分别为对照处理区(CK)、G1处理区、G2处理区、G3处理区、B1处理区、B2处理区、B3处理区、B4处理区、G1B1处理区、G1B2处理区、G1B3处理区、G1B4处理区、G2B1处理区、G2B2处理区、G2B3处理区、G2B4处理区、G3B1处理区、G3B2处理区、G3B3处理区、G3B4处理区(图2
1)。每个小区的面积均为24m。每个小区玉米行距60cm，密度5500株/亩。
1)。每个小区的面积均为24m。每个小区玉米行距60cm，密度5500株/亩。
[0142] 玉米正常灌溉，于灌浆中期测定雌穗中部籽粒蔗糖和淀粉含量、蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶和淀粉合成酶活性等反映玉米籽粒灌浆能力的生理指标。所有数据均采用SAS 9.2进行ANOVA统计分析，使用Fishers’LSD方法进行多重比较，p<0.05即达到显著差异。
[0143] 如图4所示，实验结果表明，与对照相比，单独喷施甜菜碱和油菜素内酯均能显著提高玉米籽粒蔗糖和淀粉含量、提高蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶和淀粉合成酶等籽粒碳水化合物合成相关酶活力。其中油菜素内酯表现出明显的双重反应规律，高浓度油菜素内酯(B4)对于籽粒蔗糖和淀粉含量、提高蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶和淀粉合成酶活性的增加效果低于B3浓度。按照不同比例复配甜菜碱和油菜素内酯，对提高籽粒蔗糖和淀粉含量、提高蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶和淀粉合成酶活性的效果均大于单独使用。可见，两种成分配合使用具有显著的协同增效作用，促进田间自然遭遇高温条件下玉米灌浆期籽粒的物质积累。
[0144] 实施例5甜菜碱和油菜素内酯喷施对玉米籽粒灌浆特性的影响
[0145] 本实施例选择甜菜碱和油菜素内酯，分别设置甜菜碱50、100、200mM三个浓度和油菜素内酯0.01、0.05、0.1、0.2μM三个浓度，进行排列组合，并设1个清水对照。在大田自然条件下进行试验。具体方法如下：
[0146] 1.植物生长调节剂溶液的配制同实施例1。
[0147] 2.田间试验设计
[0148] 以下实施例中的定量实验，均设置三次重复实验。
[0149] 2018年夏季在中国河北吴桥，以郑单958为供试品种，进行大田田间实验，该年度自7月17日起至8月13日期间日最高温连续超过32℃，其中8月1日至8月7日期间日最高温超过35℃，此时夏玉米正处于抽雄至吐丝期，是玉米开花授粉的关键时期。试验采用随机区组设计，设置三个重复区，每个重复区随机设置20个小区(处理)，于抽雄期对雌穗进行喷施处理。20个小区分别为对照处理区(CK)、G1处理区、G2处理区、G3处理区、B1处理区、B2处理区、B3处理区、B4处理区、G1B1处理区、G1B2处理区、G1B3处理区、G1B4处理区、G2B1处理区、G2B2处理区、G2B3处理区、G2B4处理区、G3B1处理区、G3B2处理区、G3B3处理区、G3B4处理区(图2
1)。每个小区的面积均为24m。每个小区玉米行距60cm，密度5500株/亩。
1)。每个小区的面积均为24m。每个小区玉米行距60cm，密度5500株/亩。
[0150] 玉米正常灌溉，每隔7天，动态测定籽粒干重，利用Richard方程(朱庆森,曹显祖,骆亦其.水稻籽粒灌浆的生长分析[J].作物学报,1988(03):182‑193.)拟合并推算灌浆特性。
[0151] 籽粒干重W计算如下：
[0152]
[0153] 灌浆速率G公式如下：
[0154]
[0155] 达到最大灌浆速率的时间tmax·G：
[0156]
[0157] 最大灌浆速率Gmax即将tmax·G待入方程2所求得
[0158] 平均灌浆速率
[0159]
[0160] 有效灌浆持续期D：
[0161]
[0162] 上述公式中A、B、k、N均为参数，由实验数据通过最小二乘法拟合求得，t为扬花后时间。所有数据均采用SAS 9.2进行ANOVA统计分析，使用Fishers’LSD方法进行多重比较，p<0.05即达到显著差异。
[0163] 如图5所示，实验结果表明，与对照相比，单独喷施甜菜碱和油菜素内酯均能显著提高玉米籽粒最大灌浆速率、平均灌浆速率和延长有效灌浆持续期。油菜素内酯加快了达到最大灌浆速率的时间，而甜菜碱延长了达到最大灌浆速率的时间。此外，油菜素内酯对玉米籽粒灌浆的调控也表现出明显的浓度效应，高浓度B4下调控效应减弱。按照不同比例复配甜菜碱和油菜素内酯，对上述各项指标的调控的效果均大于单独使用。尤其油菜素内酯加速了最大灌浆速率的出现，弥补了甜菜碱延缓灌浆的不足。可见，两种成分配合使用具有显著的协同增效作用，促进田间遭遇花期高温情况下玉米籽粒灌浆。