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[其他]天然芸苔素已成为农业生产中“必不可少”的生物调控技术之一 [复制链接]

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植物生长调节剂的应用是农业五大新技术之一,其具有使用投资小、见效快、用量微达ppm级(百万分之级)、效果显著、投入产出比极高等特点。随着农业生产技术的发展,植物生长调节剂的作用越来越重要,一方面能进一步提高作物产量,另一方面调节剂能提高植物自身免疫力,发挥保健作用、减少农药用量和恶劣气候对农作物的损害。


植物生长调节剂的研究及其在生产上的应用,是近代植物生理学及农业科学的重大进展之一,世界各国的农业科学家都高度重视这一领域,植物生长调节剂的应用已成为农业科技发展水平的重要标志。

气候变化影响农业生产,抗逆类植物生长调节剂发挥越来越重要的作用


农业是国民经济的基础,气候是影响农业生产的重要决定因素,气候变化对农业所带来的不利影响,特别是极端天气气候诱发的自然灾害将会造成农业生产的波动,农业病虫害发生范围扩大,危害程度加重,农业成本和投资大幅增加。同时,气候变化引起的气象灾害频繁发生,农业生产的不稳定性增加,将对农业生产条件、农业自然资源以及农业自然灾害等方面产生深远影响。植物生长调节剂可以调控作物本身、提高抗性的潜力,作物对植物化控产品(植物生长调节剂)的技术性需求越来越重要,市场对作物抗逆投入品的需求正在迅猛增加。


农产品产量及其产量的稳定性,调节剂发挥着非常重要的作用


提高农作物的产量和质量历来是中国农业的主要目标之一。这个目标大略可以从以下几个方面的研究来达到:一是提高农作物及农副产品的生产能力;二是提高农作物的抗病毒、抗害虫、抗真菌的能力;三是提高农作物抗旱、抗寒能力。应用植物生长调节剂是增加作物产量、改善作物品质的重要途径,对于深入挖掘作物产量潜力具有重要意义。


农业产业结构的调整,植物生长调节剂抗逆功能发挥的价值越来越大


国际经济一体化的发展趋势,迫切要求我们调整农业结构,集约高效、机械化、信息化、 无人化、反季节作物栽培、水果类品种的优育技术、设施农业如大棚蔬菜等变化,对作物的 精准调控需求越来越高,作物的正常生长、产量和品质越来越离不开植物生长调节剂的应用。



随着生活水平提高,内源性植物生长调节剂受到市场青睐


植物从种子萌发、茎叶及根的伸长、开花、结实、衰老等一系列生长过程由遗传达室信息精密的操作和控制,即由内源生长调节物质来发挥作用。此外,一些化学物质也可调节植物的生长过程,其中内源性的化学物质称为植物激素,包括赤霉素、生长素、细胞分裂素、乙烯、脱落酸和芸苔素。外源性的化学物质即为植物生长调节剂,植物生长调节剂是仿照植物激素的化学结构人工合成的具有植物激素活性的物质。

近年来,随着生活水平的提高消费者对农产品品质、口感、营养成分的综合型要求更高,而内源性植物生长调节剂避免了传统化学激素对“产量、果型”的外在影响,以及对内在品质、口感的影响。


最具优势的植物内源性调节物质——天然芸苔素甾醇



芸苔素(brassin)因为对作物具有明显的综合调节功能,被世界公认为第六大类植物生长调节剂,它能够平衡植物体内各类激素,对于植物生长的各个时期都可以起到特殊的作用。自1970年被发现至今,有超过60种活性成分被人类发现,统称为芸苔素。

其中天然产物来源的芸苔素甾醇广泛存在于自然和植物,对植物的亲和度更高,应用作物更广泛,更适于植物激素水平调节,功能多,活性高、安全性好,是芸苔素类植物调节剂中最具优势的活性成分。

新朝阳天然芸苔素甾醇采用世界领先的定向酶法水解萃取技术,直接从植物花粉中提取,是全球唯一实现产业化的天然芸苔素产品,同时获得我国植物生长调节剂的第一个绿色生产资料认证和欧盟有机认证,被大量的应用在有机和绿色农产品的生产中。


天然芸苔素晶型技术攻关成功,为市场提供更优质的天然芸苔素产品


自新朝阳公司成立以来,便致力于天然芸苔素的研发和应用工作,给市场提供更好更优质的天然芸苔素产品。2022年,成都新朝阳依靠强大的科研团队,天然芸苔素晶型技术的攻关成功,并实现了晶型技术的应用。






化合物多晶型现象是指活性成分在结晶的过程中可以形成两种或者两种以上的分子组装模式。一般来讲,一种化合物都会存在多种晶型,然而并不是所有制备的晶型都具有生物活性,因此筛选优势晶型非常重要。

新朝阳通过对天然芸苔素晶型的研究发现,天然芸苔素也存在不同晶型,通过不同晶型的筛选得到了能够显著调控植物生长的天然芸苔素优势晶型,并转化到了实际生产中。晶型技术的攻关,彻底解决了芸苔素类化合物“见效慢”、“安全性不稳定”、“活性不稳定”的问题,3~5天可见明显的效果,同时在作物产量增加,抗逆生长,提高品质和改善农产品口感,增加光合作用方面有着十分重要的稳定作用和功能提升。


图1 新朝阳天然芸苔素对花粉萌发的影响


采用升级后的天然芸苔素开展小白菜叶面喷施试验,试验浓度为0.03ppm。6天后结果表明,单用天然芸苔素的小白菜叶面积增加了138%,清水对照叶面积增加了114%。


图2. 新朝阳天然芸苔素在小白菜上的叶喷效果试验


图3. 新朝阳天然芸苔素在小白菜上的叶喷植物表型仪成像图


地下促根速效:对于常规作物品种小麦、蔬菜等种子萌发,3天看到主根长势快、侧根和毛细根明显增多;果树根系5-7天看到主根、侧根和毛细根显著变化。

图4.常规培养条件下不同芸苔素产品活性对比试验


采用市场上不同芸苔素产品0.01ppm开展小麦水培试验,试验5天后结果表明,天然芸苔素较其他结构芸苔素,根长多3%-168%,根重多8%-49%,株高多5%-29%,株重多44%-127%;而其他芸苔素处理过的小麦根部均出现卷曲现象。

图5. 逆境条件下不同芸苔素产品对小麦生长的影响

晶型技术天然芸苔素具有广阔的应用范围


天然产物来源的芸苔素甾醇在农业推广中具有应用广泛性、功能多样性、使用浓度空间大等特点,尤其安全性高,特别是新朝阳天然芸苔素通过晶型技术升级,随着晶型技术的成熟,其应用市场越来越广泛,有着巨大的农业价值和生产产发展应用推广空间。
优势1种子的处理,苗齐、苗壮、根系发达


【使用时期】拌种、浸种

【用法用量】拌种-10ml天然芸苔素甾醇拌种/浸种20-30斤种子

【使用效果】天然芸苔素能调节植株激素水平,提高代谢能力,增强水肥吸收能力,出苗齐、出苗壮,根系多而且长




天然芸苔素拌种处理小麦种子出苗率比常规处理高30%。


天然芸苔素拌种处理,根系长度比常规处理长20%,根系数量比常规处理多15%,且根系颜色发白。
优势2花多花壮、保果稳果更显著



【使用时期】开花前、谢花2/3、第二次生理落果前5-7天

【用法用量】新朝阳天然芸苔素1500-2000倍+速效硼1000倍喷施

【使用效果】花前促进花芽分化,促使早开花、多开花、花壮,减少畸形花、畸形果;保花稳果,提高坐果率;减少落花落果,增加果实数量,加快果实发育,幼果即大又壮



冬枣开花前使用花粉多糖速效硼 1000倍+天然芸苔素2000倍,谢花2/3 : 920 + 天然芸苔素2000倍+ 花粉多糖速效硼1000倍处理,花多、花壮,落果率降低15%。


广西砂糖橘使用天然芸苔素+920方案保花保果,座果率比常规处理高20%;幼果、果梗提前3天转绿。
优势3防裂果、抗日灼,膨果、靓果更显著


【使用时期】幼果膨大期

【用法用量】新朝阳天然芸苔素2000倍+多迎钙镁1000倍喷施

【使用效果】促进树体补充钙元素,果面光靓,减少裂果产生,预防日灼果;


柑橘膨大期,天然芸苔素 2000倍+多迎钙镁1000倍处理20天后,与常规方案处理相比,果实直径大、果面光亮,日灼果发生概率降低30%。
优势4转色增糖,品质、口感提升显著


【使用时期】幼果膨大期、转色期

【用法用量】新朝阳天然芸苔素2000倍+花粉多糖香甜美/高能红钾1000倍喷

【使用效果】调节营养平衡,确保果实大小均匀,增加单果重,果实膨大更显著,提高产量;使果实着色早,提高果实品质,糖分积累,防止采前落果,降低农药残留,提高果品售价


与常规方案相比,使用天然芸苔素2000倍 + 高能红钾1000倍处理的爱媛糖度高1-2度;猕猴桃糖度高1-2度,且不空心、红心颜色深

优势5施肥就配,提升肥效


【使用时期】移栽后、使用冲施肥时候;

【用法用量】冲施-每亩使用新朝阳天然芸苔素200毫升;

【使用效果】促进根系生长,提高蔬菜对水肥的吸收利用效率,提高产量和品质,抗早衰,延长采摘期;



云南文山三七,水溶肥+天然芸苔素80ml/亩进行冲施,能够提高肥料利用率,与常规方案相比,降低20%左右的水溶肥用量,且根系发达、白根多、植株健壮、封行早、产量高。
优势6防寒防冻,抗逆效果更显著


【使用时期】寒害、冻害来临前2-4天、寒害、冻害过后3天内、寒害、冻害过后10-15天

【用法用量】用新朝阳天然芸苔素8-15毫升+磷酸二氢钾/氨基酸叶面肥兑水15-30公斤进行叶面喷施;

【使用效果】增强作物对寒害、冻害的抵抗能力,受冻的作物快速恢复生长;



樱桃花期倒春寒来临前,使用天然芸苔素2000倍+高能红钾1000倍处理,樱桃花萼受损20%,雌蕊和雄蕊正常授粉;常规方案花萼受损达到60%以上,雄蕊和雌蕊不能授粉。

目前,芸苔素国内市场容量约在6~7亿元,预计5年后将达20亿元,随着对芸苔素功能和市场的开发,芸苔素未来将成为百亿级大品。同时,随着农产品品质消费需求升级、国家农业绿色发展战略和粮食安全战略的推进实施,天然芸苔素在推动农业绿色发展、高质量发展和提升农业价值中必将发挥越来越重要的作用。


本文作者:新朝阳生物技术研究院-生物调控技术创制中心 黄博士、李研发员;成都中医药大学 国教授
  
 
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