一种植物免疫诱抗剂及其应用

1.一种防治玉米小斑病、提高玉米产量以及同步玉米散粉和吐丝时间的方法，其特征在于，
在玉米叶龄为5叶、7叶、9叶及11叶时，采用植物免疫诱抗剂进行叶面喷施，共喷施4次，每次使用剂量为100mL/亩；
所述植物免疫诱抗剂，以总重量1千克计，各组分组成及用量为：

一种植物免疫诱抗剂及其应用\n技术领域\n[0001] 本发明涉及生物农药技术领域，尤其涉及一种植物免疫诱抗剂及其应用。\n背景技术\n[0002] 玉米小斑病(Corn southern leaf blight)原菌为玉蜀黍蠕孢菌(Helmin--thosporium maydis Nisikado&Miyabe.)，属半知菌亚门真菌。病菌子囊座黑色，近球形，大小(357～642)×(276～443)μm，子囊顶端钝圆，基部具短柄，基部大小为(124.6～183.3)×(22.9～28.5)μm。每个子囊内有4个、3个或2个子囊孢子。子囊孢子长线形，彼此在子囊里缠绕成螺旋状，有隔膜，大小为(146.6～327.3)×(6.3～8.8)μm，子囊壳、分生孢子、分生孢子梗均能萌发长出芽管。无性态的分生孢子梗散生在病叶孢子病斑两面，从叶上气孔或表皮细胞间隙伸出，2～3根束生或单生，黄褐色至褐色，伸直或呈膝状曲折，基部细胞大，顶端略细色较浅，下部色深较粗，抱痕明显，生在顶点或折点上，具隔膜3～18个，一般6～8个，大小(80.3～155.6)×(5～10)μm，主要侵害叶片和苞叶。病菌主要以休眠菌丝体和分生孢子的形式在病残体上越冬，成为翌年发病初侵染源。分生孢子借风雨、气流传播，侵染玉米，在病株上产生分生孢子后再进行侵染。病株发病的适宜温度为26～29℃，病菌产生孢子的最适温度23～25℃。孢子处于24℃时，1小时后即能萌发，且遇到充足水分或高温条件后，病情会迅速扩展。玉米孕穗、抽穗期时，降水多、湿度高，容易造成小斑病的流行。在发病初期，一般用50％多菌灵可湿性粉剂500-600倍液、75％百菌清可湿性粉600-800倍液、65％代森锌可湿性粉400-500倍液等化学农药进行防治。\n[0003] 利用化学农药虽可有效防治玉米小斑病，但也增加了玉米果实中农药残留和食品安全风险及生态环境隐患，研究结果表明，利用无毒无残留的诱抗剂可诱使植物体内产生抗病反应，从而使植物获得系统抗性免遭病害或减轻病害发生。因此，应用免疫诱抗剂不失为一种控制玉米小斑病的既安全而有效的方法。\n[0004] 目前诱抗剂可分为非生物来源和生物来源两大类。非生物来源的诱抗剂包括无机盐(硫酸铜等)、有机酸(水杨酸等)和用有机合成的方法获得的寡糖类。生物来源的诱抗剂除了有源自植物的寡聚半乳糖和源自细菌的过敏素(harpin)外，还包括病毒衣壳蛋白、糖蛋白类等诱抗剂。\n[0005] 免疫诱抗剂主要通过激发植物自身的抗病性，使其产生抗菌物质，从而达到抑制病原菌目的。这种抗性具有广谱、稳定、持久等优点，可以解决化学防治存在病原菌抗药性、环境污染和对人畜副作用问题，实现农产品无害化生产，已成为植病防治的新手段。因此，各种激发植物自身防御体系的抗病、抗虫的植物免疫诱抗剂已成为生物制剂研发的新热点。\n[0006] 目前，国际上已注册的此类制剂有：美国的Eden Biosciences公司的Messenger、Redox Chemicals公司的Oxycom、Morse公司的Keyplex、瑞士先正达公司的Actigard、日本化药公司的NCI、韩国旭化学公司的Chitosan等。近年来，我国已研制出蛋白类、寡糖类的植物免疫诱抗剂，田间应用结果表明，此二种诱抗剂对枯萎病、病毒病均表现出良好的抗病效果，同时对提高瓜类、水果的色彩、甜度、保果等均效果明显。多年研究表明，植物启动蛋白对番茄、辣椒、茄子、玉米等作物病毒病的控制效果达60％以上。在整个作物生长期，使用植物启动蛋白可减少常规农药使用量50％-60％，减少肥料使用量20％-30％。\n[0007] 申请号为201410668404.8的发明专利申请公开了一种具有免疫诱抗作用的生物农药，按照重量份数计，其有效成分包括氨基寡糖素0.2～12份和芸苔素内酯1～20份。该生物农药可用于防治植物炭疽病。\n[0008] 此外，根据已经公开的可激活植物免疫的激发子，将不同类型的激发子混用使农药中各组分协同增效的研究也有很多。例如：早在1986年，Davis发现葡聚七糖与内源多聚半乳糖醛酸裂解酶、十聚半乳糖醛酸、醋酸钠、甲酸钠和丙酸钠混用，具有协同增效作用；葡聚七糖与内源多聚半乳糖醛酸裂解酶、十聚半乳糖醛酸混用时诱导活性比单独诱导时的诱导活性之和提高35倍；β-氨基丁酸(BABA)与促进植物生长的根瘤菌(PGPR)混用具有互作增效作用；孙艳秋等发现人工合成的植物诱抗剂葡聚六糖与人工发酵的真菌多糖和果胶多糖的混合物可诱导黄瓜、番茄抗病性的增加，且混合糖的防效要好于各单剂处理；Yamaguchi研究发现两种寡糖激发子N-乙酰壳聚七糖和葡聚五糖混用，可以提高抗病能力，体内抗菌物质稻壳酮的含量是单独激发子诱导的5.5倍；通过同位素标记的N-乙酰壳聚七糖与水稻细胞质膜受体的亲合抑制试验，发现两个激发子具有两个不同的受体。\n[0009] 然而，目前关于采用植物诱抗剂来防治玉米小斑病的研究报道还较少，采用不同类型激发子制备植物诱抗剂应用于玉米小斑病研究更是鲜有报道。\n发明内容\n[0010] 本发明提供了一种植物免疫诱抗剂及其应用，该植物免疫诱抗剂混合比例合理，对于玉米小斑病的防治效果好，且能够提高玉米的产量。\n[0011] 一种植物免疫诱抗剂，按重量百分数计，有效成分包括：0.001～0.02％的氨基寡糖素和0.01～0.2％的亚磷酸盐。\n[0012] 氨基寡糖素是从海洋生物外壳(如虾壳)提取而成的安全、无毒、无残留的多糖类天然产物，经酶解产生聚合度为2-15的寡聚糖，是一种新型的免疫诱抗剂。它能够激活玉米的免疫和生长系统反应，使其体内产生具有抗病作用的活性物质，抑制病原菌的侵入，促进玉米的生长发育。研究表明氨基寡糖素对苹果花叶病、西瓜病毒病、枯萎病、辣椒疫病、棉花枯萎病等多种病害均有较好的防效。\n[0013] 作为优选，所述植物免疫诱抗剂，按重量百分数计，有效成分包括：0.005～\n0.015％的氨基寡糖素和0.025～0.15％的亚磷酸盐。\n[0014] 所述的亚磷酸盐为亚磷酸二氢钾。亚磷酸二氢钾(KH2PO3)是一种新型无机盐类免疫诱抗剂，呈微酸性，具有杀灭病原菌和诱导植物产生抗性的双重作用，亚磷酸防治病害的机制包括干扰和抑制病菌菌丝生长与产胞的直接保护寄主的功效以及加速植物体内酚化物或其它抗病物质的产生和积累的间接功效。田间试验显示，亚磷酸对鳄梨根腐病、菠萝心腐病、木瓜果腐病等多种病害有良好的防治效果。\n[0015] 所述植物免疫诱抗剂还包括其他组分，具体为0.001～0.02％的表面活性剂，\n0.001～0.02％的缓释剂。更优选，0.005～0.015％的表面活性剂，0.002～0.015％的缓释剂。表面活性剂能够改善上述诱抗剂有效组分在植物叶面上的分布、附着和渗透，可提高上述有效组分的转移，提高诱抗剂的有效利用率。\n[0016] 表面活性剂和缓释剂的类型选择对诱抗剂有效成分氨基寡糖素和亚磷酸盐的施用效果有巨大影响，适宜的表面活性剂和缓释剂可进一步提高诱导剂的防治效果。作为优选，所述的表面活性剂为Tween-20，其又称为聚山梨酯20或聚氧乙烯去水山梨醇单月桂酸酯20。所述的缓释剂为黄腐植酸。黄腐植酸是从未完全炭化的劣质褐煤、风化煤、泥炭中提炼出的一种天然腐殖质，含植物所需的多种主要天然营养元素，经试验发现，用黄腐植酸作为缓释剂与氨基寡糖素和亚磷酸盐配合可进一步提高诱导剂的防治效果，且能够提高作物产量。\n[0017] 作为优选，所述植物免疫诱抗剂，以总重量为1kg计，各组分配比为：\n[0018]\n[0019] 更优选，以总重量为1kg计，各组分配比为：\n[0020]\n[0021] 本发明还提供了一种所述植物免疫诱抗剂在防治玉米小斑病中的应用。\n[0022] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：\n[0023] (1)本发明将氨基寡糖素和亚磷酸盐进行组合，获得的免疫诱抗剂各组分混合比例合理，应用于玉米不仅对小斑病的防治效果好，而且能够提高玉米的产量，实现了玉米散粉和吐丝的同步。\n[0024] (2)本发明采用黄腐植酸作为缓释剂，进一步提高了诱抗剂对玉米小斑病的防治效果，且促进了玉米产量的提高。\n具体实施方式\n[0025] 下面结合具体实施例对本发明做进一步的解释和说明。\n[0026] 下列实施例中植物免疫诱抗剂的制备方法采用常规农药配制方法，即将各组分于水中混合溶解后，获得本发明免疫诱抗剂。本发明免疫诱抗剂的原材料均可通过市售获得。\n[0027] 一、试验材料\n[0028] 糯玉米杂交品种‘浙凤糯3号’，由浙江勿忘农种业有限公司提供。\n[0029] 二、作物种植方式\n[0030] 2014年在杭州市西湖区浙江大学紫金港农场，分春、秋两季种植，小区面积0.02亩，3次重复。春季于2014年5月9日直播，7月25日统一收获，种植密度3600株/亩；秋季于8月\n4日直播，10月24日统一收获，种植密度3800株/亩。\n[0031] 三、玉米免疫诱抗剂施用方式\n[0032] 设置5个处理(具体如实施例1～5所示)。春季试验中，处理1～5分别于玉米叶龄为\n5叶、7叶、9叶及11叶(喇叭口)时，进行叶面喷施，即共喷施4次，每次使用剂量为100mL/亩；\n对比例1(对照1)为清水溶液对照，喷施时间和次数与处理1～5相同；对比例2(对照2)为多菌灵800倍液分别于玉米叶龄为7叶、11叶时进行喷施处理，即共喷施2次。\n[0033] 秋季试验中，处理1～5分别于玉米叶龄为4叶、6叶、8叶及10叶(喇叭口)时，进行叶面喷施，即共喷施4次，每次使用剂量为100mL/亩；对比例1(对照1)为清水对照，喷施时间和次数与处理1～5相同；对比例2(对照2)为多菌灵800倍液分别于玉米叶龄为6叶、10叶时进行喷施处理，即共喷施2次。\n[0034] 实施例1\n[0035] 一种植物免疫诱抗剂，以总重量1千克计，各组分的用量为：\n[0036] Tween-20      0.1g；\n[0037] 亚磷酸二氢钾  1.0g；\n[0038] 余量为水。\n[0039] 实施例2\n[0040] 一种植物免疫诱抗剂，以总重量1千克计，各组分的用量为：\n[0041] Tween-20      0.1g；\n[0042] 氨基寡糖素    0.1g；\n[0043] 余量为水。\n[0044] 实施例3\n[0045] 一种植物免疫诱抗剂，以总重量1千克计，各组分的用量为：\n[0046] Tween-20      0.1g；\n[0047] 亚磷酸二氢钾  0.5g；\n[0048] 氨基寡糖素    0.1g；\n[0049] 余量为水。\n[0050] 实施例4\n[0051] 一种植物免疫诱抗剂，以总重量1千克计，各组分的用量为：\n[0052]\n[0053] 实施例5\n[0054] 一种植物免疫诱抗剂，以总重量1千克计，各组分的用量为：\n[0055]\n[0056]\n[0057] 对比例1\n[0058] 一种农药，以总重量1千克计，各组分的用量为：\n[0059] 表面活性剂 0.1g；\n[0060] 余量为水。\n[0061] 对比例2\n[0062] 一种农药，以总重量1千克计，各组分的用量为：\n[0063] 多菌灵 0.8g；\n[0064] 余量为水。\n[0065] 对上述实施例和对比例处理后的玉米植株进行小斑病发生情况的调查，并测定玉米植株的产量，结果如表1、表2所示。\n[0066] 表1 免疫诱抗剂处理对春季种植玉米植株小斑病发生情况的影响\n[0067]\n[0068] 注：抗性分级为9级制：1级-HR高抗；3级-R抗；5级-MR中抗；7级-S感；9级-HS高感。\n[0069] 表2 免疫诱抗剂处理对玉米植株产量的影响\n[0070]\n[0071]\n[0072] 从表1可以看出，实施例1、3、4和5号中的免疫诱抗剂处理对玉米小斑病抗性达到抗级水平，与常规化学农药多菌灵处理相同，表明免疫诱抗剂处理能够显著提高玉米植株对玉米小斑病抗病性。\n[0073] 从表2可以看出，在玉米春季种植试验中，与对比例1中喷施清水处理(对照1)相比，实施例1，2中的诱抗剂处理分别增产2.1％和7.4％，而实施例3～5号中的诱抗剂处理增产明显，均在12.7％以上，对比例2常规农药处理(对照2)增产5.3％。而与常规农药多菌灵(对照2)相比，实施例2增产2.0％，实施例3～5号中的诱抗剂处理增产均在7.0％以上，其余处理均减产。\n[0074] 在玉米秋季种植试验中，与喷施清水对照1相比，所有处理均有不同程度增产，其中实施例3～5号中的诱抗剂处理玉米增产明显，增幅均在7.0％以上。而与常规农药多菌灵(对照2)相比，除对比例1处理诱抗剂处理(对照1)外，其余处理有不同程度增产，其中，实施例3～5中的诱抗剂处理玉米产量增幅均在6.0％以上，表明免疫诱抗剂处理能够提高玉米产量。\n[0075] 此外，在春季种植时，1～5号处理散粉和吐丝时间均为7月2日，同步性好；对比例\n1、2的散粉比吐丝时间早1d。\n[0076] 从春秋两季大田试验结果看出，氨基寡糖素与亚磷酸盐混用比单独一种使用具有更明显的增产效果，表明氨基寡糖素与亚磷酸盐混用具有明显的协同效应。