控制植物生長並防止生長失調的方法和混合劑以及該混合劑的製備方法

2023-05-25 01:00:21 3

專利名稱：控制植物生長並防止生長失調的方法和混合劑以及該混合劑的製備方法
技術領域：
本發明涉及控制植物生長並防止植物生長失調的方法、該方法中採用的物品以及該物品的製備法。本發明尤其涉及防止大氣中汙染物對樹木特別是對針葉樹的損傷。本發明尤其適用於這樣的氣候區，在那裡植物在一年中的生長節奏因季節而異。
大氣中的汙染物是對環境的嚴重威協(參見Haekkinen等人1981年所著《大氣中的汙染物-對健康與環境的一種威協》，赫爾辛基大學教科書)。而所謂酸雨引起樹木生長失調更是一個難題。
當前，人們試圖減少汙染物的排放，但其進度甚慢。看來，大氣連續汙染變質，乃在所難免。因此，人們還試用其他手段來防止和治理損傷，其中最常見的手段是施石灰和用肥得當。
施用石灰，目的在於改善土壤的PH值。然而，在森林土壤中施石灰，並不能取得像在農用土壤上那樣的收效。往森林土壤加石灰甚至是有害的。至於施肥，特別是採用適當微量元素肥料，可以恢復土壤的養料平衡，從而消除某些生長失調的起因，但是，用施石灰和常規施肥法是難以防止或治理大氣中汙染物所引起的生長失調的。
現已發現，往植物裡投配植物色素或通過一定波長的紅外照射來控制植物色素的機能，就可防止生長失調，特別是大氣汙染物所引起的植物生長失調。若配加硼，收效尤佳。配加植物色素的途徑有噴灑、注射或根部吸收等。
植物色素是一種水溶性色蛋白，分子量為55000-62000。作為一種載色體，它在蛋白質上連有藻氰側鏈。早先人們已知道，在植物的許多生命機能中，植物色素起著重要作用。
從下面的示意圖可看出植物色素預合成以及某些所謂微量養分的存在的重要性增光變化無活性 (660nm)/ 綠色有活性休眠P660+
，Cu，Zn，Mo P730光致成形藍綠色 (730nm)/減光變化以下分子式表示假設的分子結構(有活性和無活性兩種狀態)
關於分離植物色素的問題，已有人論述，例如發表在Chem.Biochem.PlantPigm.(1976年第二版，第二冊，356-357頁)上。
現已發現，在植物對於一年一度的局部定時準確的節奏有遺傳性依附關係方面，植物色素也起著重要作用。尤其是發現植物色素與硼配合，對於控制上述年度性節奏至關重要。春季，開始生長所必須邁出的第一步是使植物色素活化。它使生長期中的荷爾蒙開始形成，荷爾蒙與酶一道，引起植物隨著氣溫的變化而生長。秋季，使植物轉入冬眠的最後一步又是讓植物色素失去活性。要使轉變有成效，重要的一點是在轉變狀態下讓分生組織細胞具有主要養分和現成的、比例適當的微量養分。
在一定緯度和海拔高度上，照到地面的陽光中紅光和紅外光的波長分布情況因季節而異。春季，射線最大值向較長的波長移動，而秋季則向較短的波長移動。我們發現，植物色素的活化和失活取決於這種變化在波長約為730nm時，植物色素就活化，在波長約為640nm時，它失去活性。此外，我們還看到，植物色素的活化-失活作用中，硼起著催化作用。一個硼原子能向一個植物色素分子提供二個電子，使植物色素活化。植物色素要失去活性，就把這兩個電子讓出來。看來，銅、鋅和鉬都能引起這些反應。


圖1所示，是根據發明人早些時候的研究工作(例如發表在All.Forstz.1974)而做的所謂H-鍾，顯示出在冰天雪地的氣候下一棵針葉樹一年中的生長過程。
鐘的周邊1至12表示一年中的各個月份。此外，周邊上還畫有三個栓的開口21至23以及三個栓的閉合處24至26。
栓的開口21至23的內容為21-晝長極限22-樹幹熱量極限23-空氣熱量總和的極限栓的閉合處24至26的內容為24-新生長芽的形成25-休眠的準備。老的針葉脫落。所謂半成品被貯存。水份從細胞中排出。這個階段以達到樹幹熱量極限而告終。
26-脫離酸將第三個栓閉合併停止蛋白質合成。植物色素阻止光合作用。
圖的中央是對年度節奏起控制作用的太陽。荷爾蒙和酶的變化情況，標在另一圓圈上，由它們傳遞的指令從這裡被引向實際的生長圈。對於細胞形成具有最緊要作用的局部生長情況，用一些單獨的輔助圈表示。最外面的一個圈表示土地的冰凍和樹根的生長階段。
苗木的繁殖周期和發育，在許多方面都與大樹(5米以上)的生長過程不同。H-鍾顯示了在芬蘭如何調整樹木，使之在春季利用大量輻照與長晝。秋季也得到了有效的利用。
圖中的栓表明，樹木有了很好的能力，即使在惡劣的環境下也可存活。利用H-鍾，很容易理解樹木的生命機能。
圖中還使用了下列參考序號101-植物色素102-脫離酸103-土地冰凍104-赤黴素
105-植物生長激素106-細胞分裂素107-酶108-光合作用109-水引入110-養分引入111-長高112-長粗113-達到的用能效益114-根部生長本發明的依據是以下發現在H-鐘的A點上，波長725-730nm的紅光變化使植物色素活化;而在B點上，660nm的弱光則使其失活。
對植物說來，年度性節奏的正確定時是至關重要的(見1986年SilvaFennica第20卷第1期，9-22頁)。生長啟動過早或結束過遲都會使植物遭凍害。生長啟動過遲或結束過早又會因生長期過短而難以存活。關於各種環境因素對森林樹木遺傳性的重要影響，已經有人做過分析(見Huikari，Comm.Inst.For.Fenn.64.1.1967和Comm.Inst.For.Fenn.116，1983等文章)。
大氣中的汙染物，特別是硫和硫化物，會損害植物色素，以致幹擾對年度性節奏的控制，進而使植物受到各種破壞性因素擺布。所以，由此而招來的危害，可以用往植物中投配植物色素或植物色素的組織成分而加以防止。這裡說的組織成份，主要是指前面介紹的不在虛線範圍內的植物色素分子式裡保持不變的那部分。
春季，在植物接受的光線中強化最大紅外波長使之超過730nm，秋季強化使之向低於640nm轉變，就可控制年度性節奏。這樣，在其他條件允許的情況下，也可以使生長期延長。在實踐中，這種基於輻照應用的方法只適用於溫室環境。往葉子上噴灑含有適當濾色素的溶液，也能使植物色素活化或失活。使用色素，可使波長的分布達到預期的要求。
當然，上述的幾種手段可以同時使用。
此外，按劑量將保護植物色素的物質引入植物，可確保植物色素的機能，這些物質或組分所起的作用是促進植物色素的機能或加強植物色素的形成。保護植物色素的物質主要是鉀，也可以是鎂，它們對細胞壁起強化作用。外部保護劑可採用各種固定劑和蠟類物質。
從搗碎的葉子中可提取到植物色素。退色嫩葉中含有的植物色素特別多。
根據本發明，可以生產出多種含植物色素的製劑，這取決於配劑的形式和不同的對象。這些製劑當中，特別要指出的有園林樹的養料混合劑、森林的養料石灰混合劑、多年生植物的年度節奏養料混合劑、基質混合劑和注射養料混合劑。
下面詳細介紹一種養料石灰混合劑及其生產和使用情況例1養料石灰混合劑灰分1200克H2O 200克含40%磷酸尿素的水溶液700克顆粒石灰1700克
MgO400克K2O 400克含0.2%植物色素的水溶液400克將硼加入混合劑，其量為混合劑的0.1%，也可根據需要加入銅、鋅和鉬等其他微量營養元素。最好在加入這些元素時使之與植物色素溶液混合，並且最好從灰分中獲取這些元素。
這些物質按上述配方混合製成顆粒狀混合物。
木炭或泥炭灰使製劑具有植物中自然形成的微量營養元素成份。灰分中的鉀灰汁可提供大量的鉀並提高pH值，這就使石灰能起長效中和作用而不是衝出作用。
粒狀石灰受到酸性磷酸尿素的強烈腐蝕，並在自身形成一些微小的孔穴，一部分灰分進入這些孔穴。這樣，可以獲得一種長效的有延緩效應的製劑。除磷酸尿素外，也可用其他一些硝酸和(或)磷酸化合物。
磷酸尿素可以增加相當少的氮和磷，同時對過高的pH值有中和作用。產品中殘留著磷，以P2O5計算，最多佔混合劑總量的3%。在植物色素的穩定性方面，比較好的pH值大約是7.4至7.8。
從混合過程的散熱反應中，可獲取用來乾燥顆粒的熱量。
最好是最後添加植物色素溶液或含植物色素成份的溶液，以免溶液分解。
使用混合劑時，一般每公頃施500-2000公斤。單顆樹施用5-20公斤混合劑，幼苗施用50-100克，每長高1釐米就加施3克左右。
也可把混合劑製成水溶液。澆地時使用0.2%-0.5%的水溶液。向葉面噴灑時使用0.5-0.7%的水溶液。有這樣多的溶液，土壤或樹葉就能溼潤。
用純水製成的0.05%溶液可用作注射溶劑。將溶劑噴灑入從地下提取的液流。
上述百分比，都是重量百分比。
也可用有導孔的專用釘來注射。可將微量營養元素放入這些導孔，將釘子打入樹內，例如深入1釐米。隨後，微量營養元素緩緩地溶解，從導孔進入樹身。
圖2a、2b和2c顯示出正常針葉、患有eskimosis生長失調的針葉以及受大氣汙染物或酸雨傷害的針葉在結構變化方面的差異。這些針葉都用穿過一個有氣孔區域的截面來顯示。因缺硼而引起的eskimosis症同植物色素起作用的能力在生理學上有重要聯繫。一個硼原子通過一個正電子能填充電子-空穴對，這種電子-空穴對是光子引起的失調所造成的。
2a至2c圖上的參考序號如下201-防護蠟202-角質層203-表皮層204-氣孔205-光合組織206-維管組織圖2a上，這些部分均屬正常。
圖2b上，防護蠟、角質層、表皮層、氣孔和光合組織均正常，但未形成維管組織。損傷來自內部原因。
圖2c上，防護蠟受到腐蝕，角質層受了傷，表皮層果膠不起作用。氣孔受了傷，光合組織帶傷工作。維管組織雖在工作，但色素系統已受損傷。損傷是外部原因造成的。
利用根據本發明所製成的產物，可增強防護蠟對大氣汙染物的抗性。硼和鉀確保植物色素的功能並消除eskimosis症。
圖3用圖表顯示試驗結果，證明了根據本發明所製成的產物的效益。試驗是在林業研究所的Muhos森林研究站做的。
垂直刻度表示苗木的高度(釐米)。
進行試驗時，每盆裁植12棵松苗，大約一個月後測量平均生長量。A-H為各盆的效果。
每欄上方表示觀察到的平均生長量，每欄的總高度表示植物總高度的平均值。
A-D為一個控制組，用蒸餾水澆灌(每兩天澆100毫升)。
E-F盆用含有根據本發明製成的產物的溶液澆灌(每兩天澆100毫升;10毫升養料/990毫升水)。
G-H盆用與E-F盆所用的相同溶液噴灑(每兩天噴灑100毫升)。
試驗結果表明，E-F盆中的平均生長量明顯地大於A-D盆。G-H盆的結果雖然不如E-F盆那樣好，但生長情況也優於A-D盆。
權利要求
1.一種控制植物生長並防止生長失調的方法，其特徵在於，給植物投配植物色素或植物色素的結構成分，或在春季生長期之初，通過促進植物所接收的紅外輻射線最大波長變得大於730nm使植物的植物色素的活化得到加強，或在秋季通過促進植物所接收的紅外輻射線的最大波長變得小於640nm促使植物色素的失活得到強化。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，將植物色素投配給植物。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，將一種使植物色素的機能活化的物質或一種促進植物色素形成的物質投配給植物。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，投配鉀或鎂，用作植物色素的保護物質。
5.根據權利要求3或4所述的方法，其特徵在於，硼、銅、鋅或鉬被當作使植物色素的機能活化的物質而投配給植物。
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，硼按劑量被引入。
7.一種適於用來控制植物生長並防止生長失調的混合劑，其特徵在於，它含有植物色素或植物色素的結構成分，以及一種在植物色素活化時將電子讓給植物色素分子的物質。
8.根據權利要求7的混合劑，其特徵在於，讓出電子的物質是硼。
9.一種適於用來控制植物生長並防止生長失調的混合劑，其特徵在於，它含鉀、磷酸尿素和灰分。
10.一種生產適用於控制植物生長並防止生長失調的製劑的方法，其特徵在於，植物色素或植物色素的結構成分與一種適當的載體混合，或與通常給予植物的物質相混合。
11.一種給植物投配微量營養元素的方法，其特徵在於，營養元素放在一根釘子的導管中，然後將釘子插入樹內。
全文摘要
本發明涉及植物生長失調的防止和對生長的控制。根據本發明，將植物色素或其結構成份以及一種能讓出電子的物質投配給植物，或者用適當的紅外輻照來控制植物色素的機能。於是，能確保植物有正確的年度生長節奏。硼是適合於給出電子的物質。
文檔編號A01G7/00GK1034109SQ8810098
公開日1989年7月26日 申請日期1988年1月15日 優先權日1988年1月15日
發明者奧拉維·回卡裡 申請人:白奧弗土拉有限公司