赤霉素类型与生理应用

赤霉素类型和生理应用

摘 要:随着农业生产技术的不断提高,植物生长调节剂已经在农业生产中被广泛的应用。现主要阐述赤霉素的生理功能及其在农业生产中的主要应用,以利于赤霉素在农业生产中的正确使用。 关键词:赤霉素;剂型;生理功能;化学调控

赤霉素(GAs)是控制植物生长并作用于植物整个生命周期的一种激素。其化学结构属于二萜类酸，由四环骨架衍生而得。可刺激叶和芽的生长。已知的赤霉素类至少有38种。赤霉素具有促进种子发芽和植物生长、提早开花结果等作用。被广泛用于多种粮食作物,在蔬菜上应用更为广泛,对作物、蔬菜的产量和品质都有明显的促进作用。 1 赤霉素剂型

1.1 赤霉素粉剂

1.1.1 赤霉素结晶粉。赤霉素结晶粉是赤霉素发酵液经一系列过滤、浓缩、萃取、结晶制得。赤霉素结晶粉稳定性好,便于运输,且保质期较长[1]。但使用时需先用少量酒精或白酒将其溶解,然后再按所需浓度对水稀释,但加水不当容易再结晶,从而影响药效,也给实际应用带来不便。

1.1.2 赤霉素可溶粉。赤霉素可溶粉是在一定条件下按一定程序将赤霉素结晶粉和其他辅料烘烤、粉碎、混合而制得。可溶粉细度均匀、流动性好、易于计量,在水中溶解迅速,有效成分以分子状态均匀地分散于水中,因此与其他剂型相比,更能充分发挥药效;因该剂型不含有机溶剂,不会因溶剂而产生药害和污染环境;贮存时稳定性好,生产成本较低,且使用安全。故近年来赤霉素可溶性粉剂得到了较广泛的发展。

1.2 赤霉素乳油 赤霉素乳油是将萃取后的赤霉素母液与溶剂和乳化剂配制而成的棕色透明液体,其中常用的溶剂是酒精,乳化剂是蓖麻油聚氧乙烯醚[1]。赤霉素乳油的生产历史较长,具有成熟的加工技术,且药效高,施用方便,性质稳定,所以产量大、应用范围广,已成为我国赤霉素市场上一个主要剂型。然而乳油剂型中的有机溶剂,对幼果有刺激作用,可使果面皮孔增大,降低果面光洁度,还有增加农药渗入动、植物和人体内的作用,如使用不当,容易造成药害。

1.3 赤霉素水剂 赤霉素水剂是赤霉菌通过深层发酵、板框压滤、薄膜浓缩后,在浓缩液中加入适量的保护剂和乳化剂而得到的一种赤霉素产品。该生产方法工艺简单、设备投资少、生产周期短、收得率高、成本低、安全且无酸性废液处理[2],但其水溶液在5℃以上时易被破坏而失效,故市场上赤霉素水剂产品应用较少。

1.4 赤霉素片剂 片剂是医药上常见的基本剂型,而在农药中的应用并不普遍。赤霉素片剂是用一定比例的赤霉素原药和其他填料等经酒精喷浆得到的粒剂压片制得。它克服了粉剂和水剂的缺点,可直接投入水中溶解,溶解彻底,无粉尘污染,对作业者安全,减少了对环境的污染;剂量准确,使用时勿需称量,操作方便;减少有效成分与空气直接接触的面积,有效成分及产品的理化性质容易保持稳定,延长保质期。目前赤霉素片剂主要用于出口。

2 赤霉素的生理功能

赤霉素是一种高效能的广普性植物生长促进物质。能促进植物细胞伸长,茎伸长,叶片扩大,加速生长和发育,使作物提早成熟,并增加产量或改进品质;能打破休眠,促进发芽;减少器官脱落,提高果实的结实率或形成无籽果实;还能改变一些植物雌雄和比率,并使某些二年生的植物在当年开花。

2.1 赤霉素使茎叶伸长

赤霉素能刺激茎的节间伸长,而且效果比生长素更为显著,但节间数不改变,节间长度的

增加是由于细胞伸长和细胞分裂的结果。赤霉素还能使矮生突变型或生理矮生植株的茎伸长,使其达到正常生长的高度。像玉米、小麦、豌豆的矮生突变种,用1mg/kg的赤霉素处理就可明显的增加节间长度,达到正常高度,这也说明这些矮生突变种变矮的主要原因是缺少赤霉素[3]。完整植株经赤霉素处理能引起原有节间细胞快速生长,并且茎的亚顶端区有丝分裂加快,还能使每个节间增加原有的细胞数。赤霉素在促进伸长生长方面有一点与生长素不同。赤霉素对离体器官的伸长没有明显效应。赤霉素还用来促进葡萄果柄的伸长,使之松散,防止霉菌感染,一般喷两次,开花时一次,坐果时一次。

2.2 赤霉素与种子萌发

赤霉素可有效的打破种子、块根、块茎和芽的休眠,促进萌发。对于大多数需光种子来说,外源赤霉素可以代替红光诱导种子的暗萌发。低温处理可以解除某些植物种子的休眠,外源赤霉素处理能代替低温达到同样的作用。如0.5~1mg/kg的赤霉素就可打破马铃薯的休眠[4]。

2.3 赤霉素与开花

赤霉素对植物开花的影响比较复杂,其实际效果因植物的种类、施用方法、赤霉素类型和浓度而异。有些植物在开花前需经历一段时间的低温和长日照才能够开花,用赤霉素处理就可以代替低温或长日照,使其开花,如萝卜、白菜、甜菜、莴苣等二年生植物。但赤霉素不能诱导短日植物的非诱导条件下形成花芽,而对一些木本果树的开花有抑制作用,如柑橘等。

2.4 赤霉素与性别分化

赤霉素对雌雄同株植物性别分化的影响因种类而异。赤霉素对禾本科的玉米有促雌效果,在玉米幼花序的不同发育阶段用赤霉素处理,可分别使雄穗雌性化或是雄花不育[4]。在瓜类中赤霉素可以促进雄花的分化,而在苦瓜和一些品种的丝瓜中,赤霉素可以促进雌花的分化。用赤霉素处理可诱导葡萄、草莓、杏、梨、番茄等单性结实,产生无籽果实。

2.5 赤霉素与果实发育

赤霉素是果实生长所必需的激素之一,可以促进水解酶的合成和分泌,水解淀粉及蛋白质等贮藏物质以供果实生长。赤霉素还可以延缓果实成熟,可以调节果蔬供应及贮运时间。此外,赤霉素能刺激多种植物产生单性结实,还可以促进坐果。

3 赤霉素在生产上的应用

3.1 促进生长、早熟、增产

许多绿叶蔬菜用赤霉素处理后能加速生长,增加产量。芹菜在采收半个月左右用30~50mg/kg液喷洒,增产25%以上,茎叶肥大,早上市5~6d。菠菜、荠菜、茼蒿、韭菜、莴苣等用1.5~20mg/kg液喷叶,增产效果也很显著。对于蘑菇等食用菌,在其原基形成时,用400mg/kg液将料块浸一下可促进子实体增大[5]。菜用大豆、矮生菜豆,用20~500mg/kg液喷洒,可促进早熟和增加产量。韭菜,在植株10cm高或收割后3d,用20mg/kg液喷洒,增产15%以上。

3.2 打破休眠,促进发芽

马铃薯的营养器官及有些蔬菜种子都有休眠期，马铃薯切块用5~10mg/kg液处理15min,或整个薯块用5~15mg/kg液处理15min。荷兰豆、豇豆、四季豆等种子,用2.5mg/kg液浸种24h,均能促进发芽,效果很明显。用200mg/kg的赤霉素在30℃~40℃高温下浸种24h后发芽,可顺利打破莴笋种子的休眠[4]。在草莓大棚促成栽培、半促成栽培中,盖棚保温3d后,即花蕾出现30%以上时,每株喷5~10mg/kg赤霉素液5mL,重点喷心叶,能使顶花序提前开花,促进生长,提早成熟。

3.3 延长贮藏期

瓜类用2.5~3.5mg/kg液于收获前喷洒其果实可延长贮藏时间。在香蕉采收前用50~60mg/kg液喷洒果实,对延长果实贮藏期有一定效果。枣、龙眼等用赤霉素也可延缓衰老,延长贮藏期。

3.4 促进果实生长

瓜类蔬菜在幼瓜期用2~3mg/kg液喷幼果一次,可以促进幼瓜生长,但切忌喷洒叶片,以免雄花数量增多。番茄,开花期用25~35mg/kg喷花,可促进坐果,防空洞果。茄子,开花期25~35mg/kg,喷花1次,促进坐果,增产。辣椒,花期20~40mg/kg喷花1次,促进坐果、增产。西瓜,花20mg/kg喷花1次,促进坐果,增产,或幼瓜期喷幼瓜1次,促幼瓜生长,增产。

3.5 解除其他激素造成的药害

蔬菜用药过量受害后,用2.5~5mg/kg液处理,可解除多效唑和矮壮素药害;用2mg/kg液处理,可解除乙烯药害。番茄因防落素使用过量造成危害,可用20mg/kg赤霉素解除。改

3.6 促进抽茎开花,提高良种繁育系数

赤霉素可诱导长日照蔬菜提早开花,用50~500mg/kg的赤霉素喷洒植株或滴生长点,可使胡萝卜、甘蓝、萝卜、芹菜、大白菜等2a生长日照作物,在越冬前的短日照条件下抽薹

[6]。

3.7 变雌雄花比例,提高种子产量

利用黄瓜雌性系制种,于幼苗2~6片真叶时喷施50~100mg/kg液,可使雌株黄瓜变成雌雄同株,完成授粉,提高种子产量。

4 赤霉素使用常见的几种失误

4.1 配制方法不当实践中,有的农民朋友将赤霉素粉剂同赤霉素乳油一样直接对水使用,这是不正确的。因为赤霉素粉剂难溶于水,而易溶于酒精。如果采用赤霉素粉剂喷雾,则应先将赤霉素粉剂溶于酒精或烧酒中,然后再按比例加水配对使用。然而,生产中真正能够按要求配对的很少,甚至没有。这是赤霉素使用效果不好甚至无效的根本原因所在。

4.2 喷施部位不当用赤霉素防治果树落花落果[7]。喷施时过多地喷施在树梢上,不但起不到应有的保果、促果效果,反而加重树梢的徒长,加重了落果,适得其反。

4.3使用时期不当有的农民朋友误认为赤霉素可以促进禾苗生长,便在水稻分蘖期使用防治僵苗,结果导致水稻迅速疯长,使水稻苗期倒伏,造成严重减产,甚至绝收。赤霉素在水稻上的使用最佳时期是水稻破口抽穗10%～20%的时期。

5 注意事项

在生长调节剂应用中应注意:一要严格按技术用药,必须弄清楚药剂使用的最佳时期、浓度、药剂用量、施用部位、次数等;二要与外部条件相配合,因光照、温度、湿度、土壤因素以及品种、施肥、密度等农艺措施对药物都会发生不同程度的影响,要将生长调节剂应用与常规农艺措施结合起来[5];三不要滥用植物生长调节剂。每种植物生长调节剂都有其产生作用的生物学原理,且每种药物都有一定的局限性,不要以为无论何种药物一用就增产增效;四不能与碱性物质混用,赤霉素遇碱易中和失效。但可与酸性、中性化肥、农药混用,与尿素混用增产效果更好。水溶液易分解,不宜久放,宜现配现用,也可以与过硫酸钙、硫酸铵等肥料混用[8];五是赤霉素为白色或微黄色粉末,难溶于水,不溶于苯、氯仿,能溶于酚类、冰醋酸、醋酸乙酯pH6.2的磷酸缓冲液。因此配制水溶液时,应先将赤霉素粉末倒入烧杯中,加少量酒精或高度白酒、丙酮或冰醋酸等,充分搅拌使其完全溶解,切忌加热,再按浓度要求倒入一定量的水中,搅匀即可。

6 展望

我国是世界上应用植物生长物质最广泛的国家,在农业生产中大面积应用植物生长物质已取得了举世瞩目的成就。随着植物生长调节剂的不断开发利用以及化学调控技术的不断发展,植物生长调剂将更加广泛的应用于农业生产的各个环节中。各种传统栽培措施基本上是侧重运用外部条件来影响植物生理状况,而导入化控技术后的栽培,则是外部条件加内源激素水平的双重调控,从而为农业栽培展示了取得更高产的可能。随着农业生产的发展,赤霉素的应用日益广泛。不过在今后的应用中要更加注意对赤霉素的正确使用,从而在真正意义上达到赤霉素化控技术的普及。

参考文献：

[1] 霍树春,李建科,李锋,赵燕. 赤霉素的剂型及其应用研究[J].安徽农业科学,Journal ofAnhui Agri. Sci.2007,35(24):7394-7395,7397 2007(6):74~75·专题综述.

[2] 黄雄,李萍,张重义,等.HPLC同时分析金银花中绿原酸和黄酮类成分的方法建立及其应用[J].中国药学杂志,2005,40(10):781-782.

[3] 刘洁,李润植.作物矮化基因与GA信号转导途径[J].中国农学通报,2005,(1):37-40.

[4] 王彦波,鲜开梅,张永华,刘慧英.赤霉素的应用研究进展[J].北方园艺

[5] 董玉明,叶自新.赤霉素在蔬菜上的使用技术[J].长江蔬菜,2003,3:28.

[6] 乔光海,刘洪录.赤霉素在蔬菜生产上的应用[J].农业与技术,2005,8(4):129.

[7] 冯国明. 赤霉素使用常见的几种失误 [J].烟台果树2008-1(总101)果农园地

[8] 周宇,佟兆国.赤霉素在落叶果树生产中的应用[J].中国农业科技导报,2006,8(2):27-31.