提高作物產量的方法
2023-11-06 03:46:07 2
專利名稱：提高作物產量的方法
技術領域：
本發明涉及用於提高作物產量的甜菜鹼的用途。本發明具體涉及用以提高作物產量的甜菜鹼和助劑的組合用途。根據本發明，能在正常和惡劣的條件下提高產量，幹擾生長的惡劣條件包括諸如低溫，乾燥，高鹽度或存在環境毒物。本發明也涉及甜菜鹼和助劑的複合物，用甜菜鹼和助劑處理的作物，以及由這些作物製備的產物。
背景生長的環境和條件顯著影響作物的產量。優化生長環境和條件通常伴隨優質高產。在不良生長條件下，質量和產量隨之惡化。
作物的生理性質優選地由培育方法控制，既可為傳統的培育方法，也可為諸如基因重組的方法。
迄今，已開發有幾種不同的有關培育技術的解決方法，以期改善生長條件並提高作物產量。對本領域的技術人員，在適宜的生長地點選育相應的作物是不言而喻的。在生長期，可通過積械方法保護作物，如各種薄紗或塑料，或是在溫室中培育作物。為提高產量，通常使用灌溉和肥料。表面活性劑也常與農藥，保護劑和礦物同時施用。表面活性劑提高了物質向植物細胞的滲透，因此提高並增加了上述試劑的效果並同時降低了其對環境的有害作用。可是，培育技術中各種不同的方法常常是費力和不切實際的，其效果也有限(溫室大小有限的，薄紗提供的保護有限，等等)，更由於這些方法在實施時的規模龐大，相應的成本也昂貴得多。目前，尚未見有經濟可行的化學解決方法，用以保護作物免受惡劣環境條件的影響。
不同作物對乾燥的敏感性不同，但對於作物的產率而言，水的供應比其它任何環境因素更重要。通常使用灌溉足以保證水的供應。可是，灌溉與健康和環境問題密切相關，例如水資源的極度下降，水質的惡化和農用土地的惡化。據實地計算，世界上約一半的人為灌溉土地受澇害和鹽化的侵害。這一的問題的嚴重性及其涉及的範圍體現在，世界上有255,000,000公頃灌溉土地，它們佔全世界水消耗的70％。僅在美國，主要在18個西部州地區和該國的東南部就有超過20,000,000公頃的灌溉地。這些地區僅用於灌溉的水耗量就佔全部水消耗的83％。另應注意的是，灌溉水的用量逐年增加，尤其在工業國家。除此而外，灌溉的另一缺點是成本高。
另一個嚴重的惡劣因素是土壤的鹽度。能用不同的方法定義土壤的鹽度；根據通常的定義，如土壤中可溶鹽分的含量達到足以幹擾所培育作物中幾種作物種類的生長和產量時，則曰土壤已鹽化。最常見的鹽是氯化鈉，但與鹽水的來源和鹽的溶解性有關，其它鹽也以不同的組合方式存在。
對於生長在含鹽地的作物，從有負滲透壓的土壤獲得足夠的水是困難的。高濃度的鈉和氯離子對作物是有害的。另一問題是礦物的缺乏，這出現在鈉離子與所需鉀離子競爭的場合，然而，對於細胞生長，需要滲透調節和pH穩定。尤其當鈣離子濃度低時會出現此問題。
作物的產率和它們對土壤鹽度的敏感性也與作物種類有關。鹽生植物需相對高的氯化鈉含量以保證最優生長，而甜土植物對鹽的耐受性低，甚或在鹽濃度已較低時其生長也受顯著抑制。對同一培育作物種類，不同的培育品種之間甚至也有大的差異。同一作物種類或同種培育品種對鹽的耐受性也隨諸如生長階段有變化。在低的或中等鹽度時，甜土植物的較慢生長並不以特殊徵侯的形式(如萎黃病)顯現，但表現出作物生長遲緩，葉的顏色較正常為黑。而且，葉的總面積下降，二氧化碳同化作用降低，且蛋白質合成受到抑制。
一定的程度上，作物能適應惡劣的條件。這種能力與作物種類密切相關。由於前述惡劣條件，某些作物開始產生一種稱脫落酸(ABA)的生長激素，藉以封閉作物的氣孔，因而減小惡劣條件的傷害。可是，ABA對作物的產出能力也有不利影響。ABA引起例如葉，花和不成熟果實墜落並抑制新葉子的形成，這自然導致產量的下降。
業已發現，惡劣的條件尤其是水的缺乏會導致某些酶活性的嚴重下降，如硝酸鹽還原酶和苯丙氨酸解氨酶。另一方面，α-澱粉酶和核糖核酸酶活性增加。至今未見有基於這些發現保護作物的化學解決方法。
另外也發現，在惡劣的條件下，某些含氮化合物和胺基酸(如脯氨酸和甜菜鹼)在某些植物的生長區域積存。先有技術的文獻討論了這些累積物的功能和意義。一方面認為，該累積物是惡劣條件的副產物，因此對細胞有害；另一方面推測，它們可保護細胞(Wyn Jones R.G.和Storey R著。植物抗旱生理學及生物化學[The Physiology and Biochemistry of DroughtResistance in Plants]，Paleg L.G.和Aspinall D編輯，學術出版社[Academic Press]，Sydney，Australia，1981)。
Zhao等(植物生理學雜誌[J.Plant Physiol]，1992年，卷140，頁541～543)描述了甜菜鹼對苜蓿細胞膜的影響。用0.2M的甘氨酸甜菜鹼噴灑苜蓿種苗，之後從基底中連根拔除種苗，洗去土壤並暴露於溫度-10℃～-2℃下1小時。然後解凍種苗並在潮溼沙地上種植一星期，其間，存活作物的再生長明顯。甘氨酸甜菜鹼明顯地促進苜蓿的寒冷穩定性。在-6℃的冷處理效果尤其明顯。所有在-6℃冷處理一小時的對照樣均死亡，而用甘氨酸甜菜鹼處理的種苗卻有67％存活。
Itai和Paleg(植物科學通訊[Plant Science Letters]，1982年，卷25，頁329～335)描述了脯氨酸和甜菜鹼對水缺乏的大麥和黃瓜恢復的效果。作物生長在經衝洗的沙地中，為了造成水缺乏，連續四天在營養液中加聚乙二醇(PEG，4000mol重量)，之後讓作物在收割之前恢復四天。在水缺乏的第一天或第三天，或是緊接收割之前，向作物的葉子噴灑脯氨酸和/或甜菜鹼(25mM，pH6.2)。值得注意的是，在缺乏之前或之後向大麥提供甜菜鹼未見效果，而在缺乏結束時所加的甜菜鹼卻有效；脯氨酸無效。對黃瓜，未見明顯的促進效果；相反，發現甜菜鹼和脯氨酸有不利效果。
可見，旨在區分甜菜鹼和脯氨酸對作物效果的實驗產生了相反的結果，故此，相應的結果沒有商用價值。本領域的文獻中，未見有關甜菜鹼和助劑的複合物或甜菜鹼和助劑的複合使用的描述。
發明簡述本發明的目的是尋求一種部分代替人為灌溉的方法，與此同時，保證產品的質量和產量。本發明的另一目的是，尋求在其它惡劣條件(如常與乾燥相關的高鹽，低溫等)下也可保護作物的方法。而且，進一步的目標是，找到在正常條件下不使用會消耗環境資源或危害環境的方法但可增加產量的方法。
與本發明相關的一個令人驚訝發現是，可通過外施甜菜鹼和助劑大幅提高作物的產量。已發現，甜菜鹼在正常和惡劣的條件下對提高產量均有效，並且，沒有如ABA副作用那樣的有害效果。助劑改善了植物細胞對甜菜鹼的吸收，因此與甜菜鹼協同地起作用。本發明有可能大幅降低對諸如人工灌溉的需求，從而保護環境並顯著降低成本。
故此，本發明涉及可提高作物產量的甜菜鹼和助劑的外部施用。根據本發明，甜菜鹼和助劑在正常和惡劣的條件下外用以提高作物產量。
本發明也涉及提高作物產量的方法，其中甜菜鹼和助劑外部施用於生長中的作物。
本發明還涉及為提高產量能外部施用的甜菜鹼和助劑的複合物。
本發明進而涉及經甜菜鹼和助劑外部處理的作物，由作物製成的產品，以及所述產品在食品工業中直接或作為原料使用時的用途。
甜菜鹼和助劑經一個或幾個連續的處理步驟施用於作物上。甜菜鹼和助劑可以複合物使用，或是單獨但或多或少同時施用。如需要，甜菜鹼和助劑能與常規的肥料或農藥等一起使用。施用能通過例如噴灑完成，並且試劑能同時或分別噴灑。根據本發明的目的，助劑促進了甜菜鹼向植物細胞的輸運，其中甜菜鹼積極地調節細胞的滲透平衡並且也參與其它的細胞代謝過程。用甜菜鹼處理的細胞即或當遭受外部的惡劣因素時也更有活力。
根據本發明，經甜菜鹼和助劑處理在經濟上是有利的，並且增加的產量也具有經濟效益。由於處理可與傳統的肥料或農藥的噴霧一起完成，它不會明顯增加工作量，並且不需要在機械，設備或空間方面進行新的投資。另外值得注意的是，甜菜鹼為無毒的天然產品，對產品的質量無不利影響。甜菜鹼也是存留在植物細胞中的穩定物質，因此有長期的效果。
發明詳述甜菜鹼指完全N-甲基化的胺基酸。甜菜鹼是在植物和動物的代謝中有重要功能的天然產物。最普通的甜菜鹼之一是甘氨酸衍生物，其中的三個甲基與甘氨酸分子的氮原子連接。這種甜菜鹼化合物通常叫甜菜鹼，甘氨酸甜菜鹼或三甲基甘氨酸，其結構式如下所示
舉例而言，其它甜菜鹼包括丙氨酸甜菜鹼和脯氨酸甜菜鹼，有報導，該兩鹼可預防諸如雞的脫鍵病。在Wyn Jones R.G.和Storey R所著《植物抗旱生理學及生物化學[The Physiology and Biochemistry of DroughtResistance in Plants]》(Paleg L.G.和Aspinall D編輯，學術出版社[Academic Press]，Sydney，Australia，1981)一書中有甜菜鹼的詳細介紹，該出版物此處也一併引入作為參照。
甜菜鹼有一個兩極結構且含幾個可在酶催化反應中供出的具化學活性的甲基。大多數有機體能合成少量甜菜鹼，用於例如甲基功能，但這並不能顯著增加甜菜鹼的生成量和貯存量，以抗禦惡劣的外界條件。甜菜鹼積存的最為習知的有機體包括Chenopodiaceae族作物(例如糖甜菜)，某些微生物以及海洋無脊椎動物。在這些有機體中，甜菜鹼積存的主要原因可能是甜菜鹼起滲透質的作用，因而保護細胞免受滲透壓力的影響。當條件需要時，例如在高鹽或乾燥時，這些作物和微生物中的甜菜鹼主要功能之一是增加細胞的滲透能力，防止水分損失。與許多鹽不同，甜菜鹼與酶高度相容，因此細胞和細胞的細胞器中的甜菜鹼的含量可以高，但不對代謝有任何副作用。另外也發現，甜菜鹼對大分子的運動有穩定作用；它改善酶和細胞膜的熱阻以及對離子的耐受性。
甜菜鹼能從例如糖甜菜中用色譜法提取。甜菜鹼為Cultor Oy，Finnsugar Bioproducts的市售產品，繫結晶脫水甜菜鹼。其它甜菜鹼產物包括諸如甜菜鹼一水化物，甜菜鹼鹽酸鹽和粗甜菜鹼液，均可得自市售並用於本發明的目的。
根據本發明，外施甜菜鹼與助劑，以提高作物產量。根據本發明，在正常和惡劣的條件下，外施甜菜鹼和助劑，以提高作物產量。因此也發現，即或培育的作物遭受周期性或連續的外部壓力時，甜菜鹼也是有效用的。這樣的外部壓力因素包括例如乾燥，潮溼，低或高溫，高鹽，除草劑，環境毒物等。例如，外施甜菜鹼處理遭受惡劣條件的作物，可提高作物對條件的適應性並使其生長潛勢持續更長，因而提高作物的產出能力。
雖然本說明和權利要求使用術語「甜菜鹼」和「助劑」，但顯而易見，必要時可根據本發明採用幾個不同的甜菜鹼和/或助劑。還應注意的是，此處所言甜菜鹼為通用名詞，包括各種公知的甜菜鹼。
根據本發明處理時，即外施甜菜鹼和助劑時，可使細胞中一般不貯存甜菜鹼的作物的產量提高，甚而可使細胞中能正常地貯存甜菜鹼的作物的產量提高。甜菜鹼是存留在作物細胞中的穩定物質。故此，甜菜鹼的有益作用是長效的且只因植物生長所致稀釋而逐漸減少。
助劑的功能是提高植物細胞對甜菜鹼的吸收，因此確保並促進甜菜鹼對作物的有益作用。現有技術中已知的任一助劑均可作為助劑使用。助劑見述於《作物保護助劑[Adjuvants in Crop Protection(os 86)]》，PJBPublication Ltd.，1993年11月，該出版物此處也一併引入作為參照。有幾個市售產品，其結構不同，效果不同且質量也不同。除此之外，通過使用之前混合所需組分形成有相似效果的複合物也是可行的。故此，用於本發明的助劑包括但並不僅限於諸例如激活劑(如影響吸收的製劑)。另外也包括例如基於乳油的試劑，如市售的Jurttioljy 33E(由Sareko Agri Oy，Truku，Finland進口至芬蘭)，Kemiroil(Kemira Agro Oy)，Sunoco(SunOil Company)和Agrirob(Robbe SA.，France)；以及磷脂基和卵磷脂基試劑，如LI-700(Loveland Industries Inc.，Greeley，Colorado，USA)。另一大類為由影響工作溶液(如噴霧溶液)的添加劑而形成，它們包括真正的表面活性劑和固定劑。表面活性劑進而區分為陽離子性的，如商業品Exell(Siegfried Agro，Zofingen，Switzerland)，以及非離子性的，如Sito+(Witco AS)，Activator 90(Loveland Industries Inc.，Colorado，USA)，Citowett(BASF)和Agral(Zeneca Agro)。固定劑包括諸如合成乳膠，如BOND(Loveland Industries Inc.，Colorado，USA)。其它例舉見於諸如前已提及的參考書《作物保護助劑[Adjuvants in Crop Protection]》。
以上例舉表明，在本發明中，幾種不同的助劑可與甜菜鹼一同使用。助劑的選擇也取決於植物種類和生長條件。已發現，在本發明的範圍內，含磷脂尤其含卵磷脂的激活劑(如LI-700和非離子表面活性劑如Site+)是有效的。根據本發明，為提高作物產量與甜菜鹼一起施用的優選助劑是大豆卵磷脂與羧酸的組合物，例如以商標LI-700(Loveland IndustriesInc.，Greeley，Colorado，USA)和SPRAYMATE LI-700(NewmanAgrochemicals Limited，Barton，Cambridge，England)市售者。LI-700是滲透劑和溼潤劑，根據製造商，尤用於促進系統殺菌劑、除草劑和殺蟲劑以及微量營養物質(如有機和軛合鎂、銅和鐵)向細胞的滲透。LI-700是液體水基組合物，主要含大豆卵磷脂和脯氨酸。根據製造商，其所需正常用量約為用來處理作物製劑用量的0.4％～0.5％。Sito+(Witco AS)系液體非離子固定劑，含乙氧基化醇作為活性添加組分。
根據本發明，以一次或幾個連續的處理步將試劑施用於作物。用量根據例如作物種類，培育品種以及生長階段確定。如對土豆，可用每公頃約0.1～20kg甜菜鹼。因此，舉例而言，有效用量約每公頃10kg甜菜鹼，這相當於土豆生物量的約0.01％。優選用量是約每公頃2～8kg甜菜鹼。對於西紅柿，用量可為約0.1～30kg甜菜鹼，優選用量約1～6kg/ha。助劑有效用量取決於試劑質量，但舉例而言，可為約0.05～5.0L/ha，優選0.2～2.0L/ha。根據本發明，優選使用甜菜鹼和助劑的複合物，以溶液體積計算，水溶液中含甜菜鹼約0.01～0.5M，優選0.05～0.3M，含助劑約0.01％～1％，優選0.1％～0.5％。此處給出的量是建議性的；因此本發明的範圍包括此處所述工作方式下有效的所有用量。
甜菜鹼和助劑的施用可採用任何適合本發明目的的方法。甜菜鹼和助劑易於通過例如噴霧施用。如需要，這種噴霧能與肥料或農藥的某些通常的噴霧方法一道進行。根據本發明，甜菜鹼和助劑能分別或組合使用。優選使用甜菜鹼和助劑的水溶液。
根據本發明，處理的時間可改變，合適的時間分別由每個作物優選決定。如果以單個處理步施用試劑，處理通常在生長早期完成，例如對於約5至20cm的作物。如以兩個連續的處理步施用，第二次噴霧優選在開花早期或在氣象預報有惡劣氣侯時進行。
根據本發明進行處理後，大大地提高了作物的產量，例如作物的數量和質量。根據本發明的處理經濟合理，並且產出的增加具有經濟效益。例如土豆的產量增加30％以上，對西紅柿，合理施用甜菜鹼和助劑後產量翻一番。值得注意是，根據本發明處理的細胞甚至在遭受外部惡劣因素(如低溫，乾燥，高鹽等)時，仍保持活性。
本發明將在下面的實施例中進一步詳加描述。實施例1至4描述了甜菜鹼和助劑對不同作物的有益作用，實施例5至8描述了助劑促進細胞對甜菜鹼吸收的有益作用。甜菜鹼和助劑的協同作用從所有的實施例看均是明顯的。提供實施例只為描述本發明，它們在任何情況下不應該被認為限制本發明的範圍。
實施例1土豆是茄屬作物，其細胞中並不天然貯存甜菜鹼。實地條件下，在兩個不同的地點，採用四個不同的甜菜鹼的濃度(每公頃0(對照)，1.25，5.0和10kg甜菜鹼)，考察了甜菜鹼和助劑對土豆產量的影響。為確定配比，製得含水溶液，除了所需甜菜鹼濃度外，溶液尚含2mL/L表面活性劑Plus-50(Ciba Geigy)。溶液加入量為640L/ha(75％植被)，在塊莖生長期進行第二次施用。土豆栽培品種是Russet Burbank。生長地點的氣侯有別，地點(1)的氣侯比生長期發生霜凍的地點(2)的氣侯更為溫暖乾燥。收穫之後，塊莖分為未標記(小的，綠的和畸形的塊莖)的和標記的，測定各類別中塊莖重量和數量。使用水法(water method)測定塊莖於空氣中的重量(air-weight)，據以確定其比重。結果的統計分析使用Genstat統計軟體包(statistical package)進行方差分析。
在地點(1)，甜菜鹼施用量為2.5kg/ha，每株作物的塊莖產量從對照樣的1.96g增加至2.42kg，後者較對照樣增加23.5％，約合17t/ha。結果示於表1。
表1甜菜鹼和助劑複合物對土豆產量的影響
在地點(2)，結果與地點1得到的結果有一定的偏差；只在甜菜鹼施用量為5和10kg/ha時，獲得超過對照樣10％以上的增加。施用量10kg/ha時得到最佳結果，產量因此超過對照樣12.6％，即7.9t/ha。甜菜鹼施用量10kg/ha時，也可在每個作標記的塊莖中觀察到明顯的增加。土豆的比重未見明顯變化，數值在1.084～1.082之間。
在兩個地點外施甜菜鹼和助劑後，產量的增加是明顯的。可是，在兩個地點，產量的增加明顯不同。產生差異的原因有二一方面，兩地的氣侯不同，故惡劣條件不同；另一方面，地點(1)中土豆塊莖在第二次施用的一個星期之內收穫，第二次施用可能對產量沒有任何影響。地點(2)中，甜菜鹼和助劑在塊莖生長階段加入，收穫在施用之後約6個星期的成熟期完成。
實施例2本實驗考察根據本發明施用甜菜鹼和助劑是否可保護作物免受除草劑的侵害。實驗作物是土豆，栽培品種是Russet Burbank。在實地條件下進行實驗，採用甲氧隆和三氯乙酸滅草隆(Bladex)作為除草劑並於後生長階段加入。甜菜鹼有五個不同的濃度每公頃0(對照)，2，4，8和12kg甜菜鹼。為確定配比，製得含水溶液，除了所需甜菜鹼濃度外，溶液尚含1mL/L表面活性劑Plus-50(Ciba Geigy)。溶液施用量6401/ha(25％植被)。生長地點位於海拔140m，且遭受周期性高溫和乾燥。作物手工收穫，塊莖分為未標記(小的，綠的和生病的塊莖)的和標記的，測定各類別中塊莖重量和數量。
同樣，在本實驗中，根據本發明處理後，塊莖數量增加。甜菜鹼最小施用量為2～4kg/ha，對塊莖的產量和數量沒有明顯影響。甜菜鹼含量最高時，塊莖的產量和數量明顯增加。甜菜鹼含量8kg/ha時，每公頃塊莖數量增加最多，超過對照樣21％。結果如表2所示。
表2甜菜鹼和助劑複合物對用除草劑處理的土豆產量的影響
實施例3在實地條件下，使用四個不同的甜菜鹼濃度(每公頃0(對照)，1，2和4kg甜菜鹼)，考察甜菜鹼和助劑對葡萄產量的影響。實驗中使用水溶液，溶液的甜菜鹼濃度是12g/L，溶液尚含2mL/L表面活性劑Plus-50(CibaGeigy)。溶液施用量約350L/ha，或一個栽種行64L/1000m。為保證用甜菜鹼均勻地處理作物，施用總是在行的每邊進行。葡萄以正常的方式栽種但沒有灌溉，且周期地遭受乾燥和寒冷氣侯；溫度在3～30℃間變化。葡萄栽培品種是Pinot Noir。在發芽期，選擇四株看上去一致的葡萄。當發芽50％時但無任何花綻開之前，有兩株作物經同一濃度的甜菜鹼和助劑的單次處理，而另兩柱葡萄在此階段只施用所選甜菜鹼和助劑濃度的一半並且剩餘劑量在一個月後、開花之際施用。單次施用比幾次施用更有效。當葡萄成熟時，收集葡萄串計算產量，也即將兩株葡萄生產的葡萄數量換算為以每公頃生長的葡萄株數量為基的單位公頃產量。通過將兩株葡萄的葡萄串總量除以二計算出每株葡萄的葡萄串數量。實驗表明，單次施用2kg/ha或4kg/ha甜菜鹼，可顯著提高產量。甜菜鹼施用劑量4kg/ha時，效果最好，其中產量從對照值的6.5t/ha至9.8t/ha。這表明，淨增加為3.3t/har，即產量增加約超過對照樣51％。當甜菜鹼以2kg/ha或更多施用時，葡萄串數量也明顯增加。同樣，在後一情形下，甜菜鹼施用量4kg/ha效果最好。結果示於表3。
表3甜菜鹼和助劑複合物對葡萄產量的影響<
實施例4通過估算在實施例3所述環境下培育的葡萄串重量，100個葡萄的重量，以及葡萄汁的pH和Brix，考察根據本發明進行處理對葡萄質量的影響。將兩株葡萄的產量除以葡萄串數目計算出葡萄串的重量，以任意收集的200個葡萄的重量除以2計算出100個葡萄的重量。Brix是葡萄汁中溶質含量的計量單位，此內容物大多為糖。經本發明處理後，葡萄串的重量和100個葡萄的重量沒有統計學上的明顯變化。處理後pH和Brix也沒有統計學上的明顯變化。故此，經本發明處理後，除產量大大增加外，對葡萄質量沒有不利影響。結果部分列於表4。
表4甜菜鹼和助劑複合物對葡萄汁的pH和Brix的影響
表注1.單次施用處理；2.兩次連續施用處理。
實施例5本實驗考察甜菜鹼和助劑對小麥的影響，小麥細胞中天然地積累甜菜鹼。實驗在溫室中進行，小麥栽培品種是Tjalve。三十個小麥種子播種在直徑25cm、7.5升塑料盆中，後者含泥炭和蛭石的混合物(1∶1)。作物後來間苗成每盆20株小麥作物。
每星期向每盆頂部澆水(pF2.0)兩次，至作物長成三葉階段。然後盆分為兩組，一組(10盆)維持在pF2.0，另一組(10盆)遭受中等水缺乏條件(pF3.0)。在四葉期，作物噴灑含助劑LI-700 0.1％的溶液25mL(Loveland Industries Inc.，Greeley，Colorado，USA)，以及如下不同濃度的甜菜鹼(Cultor Oy，Finnsugar Bioproducts)0M(對照)，0.015M，0.05M，0.1M和0.3M甜菜鹼。
以下面方式測定作物的甜菜鹼含量。在噴霧之後2，4，7，14和21天，從每盆中收集一整株作物，在流水中衝洗，在紙巾上乾燥並浸在液氮中，接著在臼中搗碎。粉末放入低溫管中(容積3.6ml，Nunc)並將低溫管貯藏於液氮，待以PHLC分析[Rajakyla和Paloposki，色譜雜誌[J.Chromatography]，1983年，卷282，頁595～602]時取出。
噴霧之後2，4，7，14和21天，從每盆中收集整株作物，乾燥作物的內容物並稱重作物，在100℃乾燥過夜並再稱重。
來自幾個溫室實驗的結果的統計學分析階乘分析用MSTAT程序進行。
實驗結果列在表5。結果表明，在惡劣和正常條件下，小麥對甜菜鹼的吸收沒有明顯的不同，即惡劣環境並沒有嚴重地影響甜菜鹼吸收。另一方面，外施溶液的甜菜鹼濃度對積累的甜菜鹼量有明顯影響。作物的甜菜鹼含量從第一個樣本到最後一個樣本大大的下降，原因可能是作物的生物量增加。據此，甜菜鹼含量優選為0.1～0.3M。
表5處理後小麥的甜菜鹼含量
表注I＝處理後2天，II＝處理後4天，III＝處理後7天，IV＝處理後14天，V＝處理後21天，最佳條件pF2，惡劣條件pF3。
實施例6本實驗進行方式同實施例5，但在開花前向作物噴霧，並且只對葉子進行分析。葉子的甜菜鹼含量和乾物質含量以實施例5描述的方式測定。
來自幾個溫室實驗結果的統計學階乘分析用MSTAT程序進行。
此實驗表明，在惡劣條件下處理與所用甜菜鹼濃度間的重要關係。所用的甜菜鹼濃度也對積累的甜菜鹼量有重要的影響。結果列在表6。
表6處理後小麥的甜菜鹼含量
表注I＝2天，II＝4天，III＝7天，IV＝14天，V＝21天，最佳pF2，惡劣條件pF3。
實施例7本實驗考察不同助劑對甜菜鹼吸收的影響。實驗方式進行同實施例5，但小麥植株不遭受水缺乏。於四葉期，向盆內的小麥植株噴施含0.1％如下不同助劑的甜菜鹼溶液(25mL，0.1M)無助劑的對照樣，LI-700(Loveland Industries Inc.)，Agvirob(Robbe SA.，France)以及Activator(Loveland Indutries Inc.)。另一個對照樣包括未處理的小麥作物的盆。如實施例5所述，收集乾燥物質和甜菜鹼樣本，噴霧之後2和10天，以實施例5的方式測定作物中的甜菜鹼和乾燥物質含量。
來自幾個溫室實驗結果的統計學分析階乘分析用MSTAT程序進行。
助劑明顯地提高了甜菜鹼的吸收。當不使用助劑時，甜菜鹼吸收約5％，而使用助劑增加吸收甚至至19％。對於小麥，用助劑LI-700(19％)得到的最好的結果，第二是Activator(13％)。使用Agrirob的甜菜鹼吸收百分率是9％。結果如表7所示。
表7助劑對小麥甜菜鹼含量的影響
實施例8本實施例考察不同助劑濃度對甜菜鹼吸收的影響。每個7.5升盆中播種五十個小麥種子，種子後來間苗成每盆40個小麥植株。盆一星期澆水兩次至pF2.0值。在作物的三葉期，一半的盆受惡劣的條件影響至pF3。在四葉期作物用含如下助劑的15ml 0.1M甜菜鹼溶液處理0.05％LI-700，0.5％LI-700(Loveland Industries Inc.)，0.1％Sito+(Witco As)，0.5％Sunoco(Sun Oil Company)，0.15％ Agrirob(Robbe SA.，France)或不含助劑。根本未經處理的含小麥作物的盆用作對照。溶液施用1，6和24小時之後，自每個盆收集一株作物用於甜菜鹼分析並且自每個盆收集另一株作物用於乾燥物質測定。以實施例5所述的方式測定作物的甜菜鹼和乾燥內容物。
來自幾個溫室實驗結果的統計學階乘分析用MSTAT程序進行。
結果表明助劑和吸收時間影響甜菜鹼的吸收。吸收時間與處理之間和助劑和吸收時間之間也可觀察到互相作用。對於小麥最好的結果在惡劣條件下用助劑Sito+和在最佳條件下用助劑LI-700(0.5％)得到。表8表示數值結果。
權利要求
1.為提高作物產量所外施甜菜鹼和助劑的用途。
2.根據權利要求1的用途，其特徵在於，甜菜鹼和助劑分別或同時施用。
3.根據權利要求1或2的用途，其特徵在於，甜菜鹼施用量為約0.1～30kg/ha，優選2～4kg/ha，助劑施用量為約0.05～5.0L/ha，優選0.2～2.0L/ha。
4.根據權利要求1至3任一項的用途，其特徵在於，所用水溶液含甜菜鹼0.1～0.5M以及助劑0.01％～1.0％。
5.根據權利要求1至4任一項的用途，其特徵在於，助劑為卵磷脂基激活添加劑或含乙氧基醇的固定劑。
6.根據權利要求5的用途，其特徵在於，助劑是LI-700或Sito+。
7.可用以外施以提高作物產量的含甜菜鹼和助劑的複合物。
8.根據權利要求7的複合物，其特徵在於，所述複合物為水溶液形式，含0.01～0.5M甜菜鹼以及0.01％～1.0％助劑。
9.根據權利要求7或8的複合物，其特徵在於，助劑是卵磷脂基激活添加劑或含乙氧基醇的固定劑。
10.根據權利要求9的複合物，其特徵在於，助劑是LI-700或Sito+。
11.提高作物產量的方法，其特徵在於，甜菜鹼和助劑外施於活體作物。
12.根據權利要求11的方法，其特徵在於，甜菜鹼和助劑分別或同時施用。
13.根據權利要求11或12的方法，其特徵在於，甜菜鹼施用量為約0.1～30kg/ha，優選2～4kg/ha，助劑施用量為約0.05～5.0L/ha，優選0.2～2.0L/ha。
14.根據權利要求11至13任一項的方法，其特徵在於，所用水溶液含甜菜鹼0.1～0.5M以及助劑0.01％～1.0％。
15.根據權利要求11至14任一項的方法，其特徵在於，助劑是卵磷脂基激活添加劑或含乙氧基醇的固定劑。
16.根據權利要求15的方法，其特徵在於，助劑是LI-700或Sito+。
17.根據權利要求11至16的方法，其特徵在於，使用甜菜鹼和助劑的複合物。
18.根據權利要求11至17任一項的方法得到的作物及所述作物的產品。
19.經甜菜鹼和助劑外施處理得到的作物及其產品。
全文摘要
本發明涉及用於提高作物產量所外施甜菜鹼和助劑的用途。根據本發明,甜菜鹼和助劑在正常和惡劣的條件下能一起或分別施用。本發明也涉及甜菜鹼和助劑的複合物,經甜菜鹼和助劑外施處理的作物,以及由這些作物製備的產物。
文檔編號A01N37/44GK1191467SQ95197918
公開日1998年8月26日 申請日期1995年9月7日 優先權日1995年6月9日
發明者E·派尤, J·哈塔拉, E·科科南 申請人:卡爾特有限公司