專利名稱：防稻麥穗芽的二元植物生長調節劑—穗芽克及其生產工藝的制作方法
技術領域：
本專利產品是一種農藥，一種二元植物生長調節劑，取名“穗芽克”(商標注冊號3168918)，用于雜交水稻制種田及白皮小麥留種田的植物生長調節劑。它的主要功能是控制“穗芽”與增加粒重。
背景技術：
1、“穗芽克”研究的生產意義“穗芽”指禾谷類作物收獲前因久雨不晴，高溫高濕誘發谷粒在穗上發芽。“穗芽”最常見于雜交稻制種F1種子。目前我國雜交稻的種植面積已達到2.0億余畝，占水稻總種植面積的40％，而產量已占水稻總產量的50％。為了保證大面積的雜交稻生產，每年我國南方專用于雜交稻制繁種面積高達300萬畝左右。在雜交稻種子生產過程中，種子于成熟后期因高溫高濕天氣易“穗芽”或發生早萌性的生理變化而嚴重影響雜交稻種子的種子質量，是近年來一直困擾雜交稻種子質量和雜交稻生產的一大問題。每三年一遇，長江流域和西南地區曾因“穗芽”而減產1-2成，嚴重的達一半以上；根據調查，平均每年雜交稻種子因內部早萌性生理變化而導致的播種生活力下降的幅度在10％以上。
谷物種子在田間發生早萌的現象，實際上也是世界上許多國家在農業生產上面臨的難題，國際上已有一些生理學家對早萌機理進行了一定的研究，但目前尚缺少有效控制早萌的農藝措施。雜交水稻種子的早萌程度顯然比所報道的其它禾谷類種子更嚴重和普遍，因此研究雜交稻種子收獲前發生早萌的原因，探索控制雜交稻種子穗芽的技術，對促進雜交水稻的生產有積極的意義，對促進解決禾谷類其它種子的早萌亦有幫助。
近年農業行政部門倡導種植優質白皮小麥，少種品質欠佳的紅皮小麥(白皮小麥每公斤1.2元，價格是紅皮小麥的一倍)，農民收益顯著增加，但是成熟期遇陰雨，白皮小麥易穗上發芽，幾乎年年局部發生，農民在這方面損失嚴重。所以解決白皮小麥“穗芽”問題也是三農一大事。
避免穗芽的措施，首推調整播種期，爭取在無雨少雨時節灌漿成熟。但年際間氣象因子變化不定，人們對天雨穗芽防不勝防，目前尚未見有效農藝措施控制穗芽的損失。
2、化控技術防穗芽有效作物的各種性狀均為基因控制，基因表達又為內源激素所誘導，并產生系列生物化學反應，禾谷類穗芽便是在高溫高濕條件下，激活胚和胚乳內源GAS，進一步誘導淀粉酶活性的表達，因此外源植物生長物質控制GAS的激活，便有可能抑制“穗芽”。上世紀90年初，人們用植物生長抑制劑MH(馬來酰肼)、CCC(矮壯素)、CEPA(乙烯利)與植物生長延緩劑PP333(多效唑)或S-07(稀效唑)等做試驗，證明PP333、S-07、CCC、CEPA等都具有一定的抑制“穗萌”作用，其中以MH效果最佳。浙江農業大學段憲明等曾利用MH研究成功“穗萌抑制劑”(段憲明、樊龍江等，1991，利用外源抑制物質控制雜交水稻種子穗萌，浙江農業大學學報17(3)331-332.)，據報道葉面噴施1-2次，效果可達減少芽谷50％。中國水稻研究所王 熹、陶龍興和中國科學院成都生物研究所譚 紅、李志東合作研究外源ABA與MH、PP333、AS-07作用獲得的研究結果表明①ABA、MH、PP333、S-07等均具抑制“穗芽”的功能，但效果以MH與ABA最佳；②但是MH處理的F1種子播種，苗期發生畸形苗；ABA處理的種子后熟期約3個月，即收獲后當時(收獲1周—1月不能發芽)不可作種子(王 熹、陶龍興、黃效林等2000，外源ABA對雜交水稻制種F1穗芽的抑制效應 作物學報26(1)59-64)(王 熹、陶龍興、黃效林、談惠娟等2004，外源ABA抑制水稻種子發芽的生理機制，作物學報30(12)1279-1282)。以這一研究結果為基礎，中國科學院成都生物研究所譚 紅等人已申請專利。
綜上所述，外源植物生長物質可能是防止雜交稻制種F1穗芽的重要技術措施，我國已有研究技術成果有兩個問題1.MH毒理學問題，按已建成技術，每畝成本約20-25元，不算太高，但其毒理學尚不易解決。試驗發現MH對對植物染色體的損傷，類似動物的致畸效應，美、蘇等國環境保護局在80年便作出MH不予注冊的法定推論，對已注冊應用的作物如大豆、洋蔥、煙草等，規定殘留量允許范圍與施藥的距收期(王玉元，1989，馬來酰肼(MH)的使用及其毒性問題，植物生理學通訊(6)7-13)。我們近年試驗發現用于防“穗芽”的目的，收獲的雜交水稻F1種子，育秧時常出現畸形苗。
2.ABA成本高，據我們的試驗結果，應用ABA防穗芽每畝成本320元(80％ABA粉劑每克64元，每畝用5克)，才能達到滿意的防穗芽效果。ABA抑制“穗萌”收獲的種子有后熟效應，3個月內發芽率很低，尚不能作種子。
鑒于MH、ABA的上述優缺點，因而，復配一種成本低、效果好、安全無副作用的穗萌抑制劑仍然是我國雜交稻制種生產所迫切需要的。
發明內容
1、專利產品發明的意義與目標為了減輕、防止稻麥“穗芽”所帶來的產量損失與種子質量的下降，必須尋求一種植物生長物質(Plant grousfh substance、PGS)控制“穗芽”，這種物質必須具備以下條件
①控制因高溫高濕氣象條件所誘發稻麥(指雜交水稻制種田與白皮小麥制種田，下同)的穗上發芽(“穗芽”)，穗穗芽率降低50％以上，粒穗芽率降低80％以上，并具有增加粒重與結實率的增產效果，即具有“有害減災，無害增產”雙效功能。
②使用過程中植物生長調節物質的種子必須沒有后熟期，至少在貯藏一月后“蘇醒”。播種后新苗生長正常無畸形，無毒理學障礙。
③藥劑低成本，每畝費用不超15-20元。
④施用技術必須準確、簡便。
2、專利產品發明的經過(1)收集與試驗抑制穗芽物質收集了數十種抑制發芽物質，除ABA、MH、B9、PP333、S-07、CEPA、NAA、2.4-D外，還有止芽素、抑芽敏、水楊酸、水楊酸納、香豆素等。
(2)室內試驗測定供試材料對種子萌發的抑制作用及抑制效果即在實驗室25℃、黑暗條件藥劑浸種24小時，一部分在清水洗滌后在芽床發芽(25℃、黑暗條件)測定其抑制發芽的功效。另一部分用清水洗滌、經太陽曬干后，重新用清水浸種發芽，測定其抑制發芽率。結果表明一些藥劑抑芽能力較強，但“脫抑”后發芽率不高，如ABA、B9，有些藥劑抑芽能力強，“脫抑”發芽率很低如水楊酸、氟節胺等。后者是作為控制穗萌抑制劑的適宜材料，比較水楊酸及氟節胺的價格則取低價水楊酸。
(3)溫室及田間試驗水楊酸控制穗芽的效果A.營造誘發穗芽的小氣候條件，定制長×寬×高＝×2×2×1.5(m)的木框，罩上尼龍浴罩，每天3次噴水并記錄罩內外溫度，每次噴水至葉片滴水為度，保持罩中濕度85-90％，溫度35℃。
B.確定判斷水楊酸抑制穗芽的指標a.穗穗芽率％調查100穗，其中每穗超過3粒穗芽者占穗上發芽的百分數；b粒穗芽率％調查100穗，其中穗上發芽籽粒占100穗總實粒數的百分數；c.結實率與千粒重因為PGS處理時，雖尚未成熟，但穗數已確定，不致會變化，但籽粒灌漿正在進行，為判斷處理是否影響結實，測定結實率與千粒重，即PGS處理后不套“浴罩”，不刻意人工降雨，天然條件下的結實率％與粒重。
C.發明專利產品主要成分單劑及配伍效果的田間試驗，產品的供試材料有水楊酸和多效唑(如下圖)供試水稻品種(組合)有；極易穗芽的品種中早13、品九、733、以及雜交稻II優2070F1、協優9308F1、汕優10F1等6個品種(組合)。自2000年至2004年5年共進行了近20季試驗，主要結論性結果是本項發明專利的內容。
3、專利發明的內容(1)發明專利產品—“穗芽克”“穗芽克”是一種二元植物生長調節物質，它的主要有效成分是水楊酸和多效唑，每100克穗芽克中含有水楊酸(Salicylic acid SA)60克(a.i)，含有多效唑1.5克(a.i)，其他為滲透劑、擴散劑及輕質碳酸鈣等輔料。
水楊酸Salicylic acid多效唑 Paclobutraxol分子式 C7H6O3(2RS，3RS)-1-(4-氯苯基)2-羥基苯甲酸-4，4-二甲基-2-(1H-1，2.4-三唑-1-基)-3-戊醇結構式(
圖1) 結構式(圖2)(2)單劑效果(表1)表1主要說明單劑抑制“穗芽”的效果。從表1可以看出①品種品九與組合汕優10F1在高溫高濕條件下“穗芽”很嚴重；②SA對品九與汕優10F1都有抑制穗芽作用；③SA對品九與汕優10結實稍有不良影響，而增加千粒重的效果較穩定，但是濃度不宜超過1000mg/L；④PP333對兩供試品種與組合稍有抑制穗芽的作用，對提高結實率與千粒重均有較好的作用。
表2說明限定一種成分的濃度與另一復配成分相配伍的抑制“穗芽”的效果①SA/PP333復配仍保持抑制雜交稻制種F1穗芽的作用；②以30mg/L PP333為基本濃度與不同濃度SA(500-2000mg/L)配伍，均比單劑30mg/L PP333抑制穗芽效果好；③SA 1000mg/L與PP333不同濃度(10-30mg/L)配伍抑制穗芽效果比單劑SA 1000mg/L略好；④最為主要的是SA+PP333配伍，改善了SA 1000對籽粒充實的不良影響；⑤權衡抑制效果、增產效果、價格高低等，最佳配伍為1000mg/L+30mg/L。在雜交組合協優9308F1，II優2070F1及品種品九、733等都有類似的效果。
有了良好配方，農化產品的專利尚不完整、不能成立，還必須研究專利產品如何使用。從表3可以看出施用“穗芽克”的最佳方法是每畝使用“穗芽克”100克可濕性粉劑，使用期在齊穗后15天左右，兌水量為每畝40-60公斤。
表4為應用實例，結果表明無論在人工降雨條件試驗或在天然降雨條件下試驗，“穗芽克”在水稻(品種、雜交稻F1)，以及在白皮小麥上應用防止穗芽都有效。穗穗芽率比對照減少50％(比對照降低20-60個百分點，因對照不同而異)，粒穗芽率可降低70-80％。
穗芽克處理的種子，包括水稻品種、組合以及白皮小麥品種，收獲后日曬進倉一周即可當作生產用種出售。穗芽克對種子是安全的，不影響種子活力(表5)，也不會播種出現畸形苗。
由此可見，本項專利的發明內容是1、發明了用水楊酸抑制稻麥穗上發芽功能；2、發明了用多效唑與水楊酸復配的加成效應。多效唑增強水楊酸抑制穗芽的作用，彌補水楊酸對水稻結實的不利影響，使復配成的“穗芽克”既具抑制穗芽作用，又具增產作用，達到“有害防災，無害增產”的藥劑性能；3、發明了“穗芽克”的最佳配方，每100克中含有水楊酸60克(a.i)，多效唑1.5克(a.i)，復配成61.5％可濕性粉劑水·多效“穗芽克”。
4、發明了“穗芽克”的施用技術要點，包括有效使用劑量，施用濃度，施用時期等。
具體實施例方式
本項發明專利實施方式分工藝與農藝兩部分。
工藝流程(見圖3)農藝條件1、“穗芽克”61.5％WP，每畝用量100克；2、有效施用時期為齊穗后約15天，施用太早水稻籽粒尚未具穗芽能力，太遲防穗芽效果下降；3、每畝適宜兌水量60kg(背包式噴霧器，每畝四背包)，以確保1000mg/L濃度施用；4、不與堿性農藥配伍。
權利要求
1.要求保護水楊酸抑制稻麥穗芽功能的發明；
2.要求保護以水楊酸與多效唑為主要原料配制而成的61.5％“穗芽克”(水·多效)可濕性粉劑，它的主要有效成分比為水楊酸∶多效唑＝60∶1.5(a.i)；以及水楊酸∶多效唑＝30-120∶1.5-4.5(a.i)的復配范圍。因為在這一有效成分范圍內復配的二元植物生長調節劑都具有防止水稻穗芽的效果，只是效果高低與成本高低有異；
3.保護“穗芽克”生產工藝。
全文摘要
雜交稻制種F
文檔編號A01N43/64GK1666612SQ20041009246
公開日2005年9月14日 申請日期2004年12月24日 優先權日2004年12月24日
發明者王熹, 陶龍興, 黃效林, 談惠娟 申請人:王熹, 陶龍興, 黃效林