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烯效唑(代號S-3307),純品為白色結晶,由日本住友公司于20世紀80年代初推出,我國于1988年試制成功,首先在江蘇張家港市聯合化工廠中試投產,并通過鑒定。曾獲1993年中國高新技術新產品博覽會科技新產品金獎,江蘇省科技進步一等獎。它是繼多效唑推廣以來的又一大進步,是多種農作物應用化控技術取得優質高產的一項高新技術。烯效唑具有廣譜性。用于土壤和葉面處理,對各類單子葉和雙子葉植物,烯效唑均有很強的抑活性。
烯效唑控制植株外形。烯效唑用于水稻,可使水稻抗倒伏,控長促蘗,促根增色,壯苗抗逆,增穗增重,達到優質高產。用于盆栽植物如菊花、一品紅、杜鵑等,可使植株緊湊,有合適的形態而花朵大小不變。對果樹如蘋果、油桃和櫻桃等,可控制樹枝徒長,節省修剪時間。對天然和觀賞樹種,如桉樹、楓樹、白楊、梧桐等也有活性。對麥、大豆、油菜、花生等作物可促進花蕾形成和座果,活性高于多效唑。
烯效唑兼有調節植物生長和殺菌兩種活性,是一種新型的植物生長調節劑,同時又可作為高效廣譜殺菌劑。多種植物上的實驗證明,烯效唑對大多數植物有很強的生理活性,主要表現為:增強根系活力、降低植物高度;增強產量并改善作物品質;提高植物對溫度、水分、空氣污染等環境因子及病害的抗逆能力。烯效唑能夠提高植物體內硝酸還原酶活性及光合速率,增加可溶性蛋白和總糖含量。
烯效唑用于水稻、小麥能增加分蘗,控制株高,提高抗倒伏能力;用于果樹能控制營養生長的樹形;用于觀賞植物則能控制株型,促進花芽分化和多開花等。烯效唑活性高于常用的多效唑,同時又無毒害作用,不會對后茬作物造成藥害,因此被廣泛應用于農業、園藝植物生產中。
1.烯效唑對根系活力及植株高度的影響
烯效唑處理對植物地下部分根系有明顯的促進作用。油菜、大豆、水稻經烯效唑處理后根系活力大大提高。小麥經烯效唑干拌種后其根系對32P的吸收強度增加25.95%,比對照提高了5.7倍。總的來說,烯效唑處理使根系發達,根量增加,植物根系結構發生良性變化,從而擴大根系吸收養分和水分的吸收面積,提高了植物根系活力。
在小麥、油菜不同時期噴施烯效唑能顯著抑制苗高,增加根莖粗。大麥莖橫切面顯微結構觀察結果顯示:拔節期噴施烯效唑促進節間細胞橫向分裂,增加了莖粗,有利于增強抗倒伏能力。作為赤霉素的拮抗劑,烯效唑主要是通過抑制貝殼杉烯氧化酶活性降低植物體內源GA的生物合成,從而降低植株高度,增加莖寬及緊密度,增強植株的抗倒伏能力,目前這一效應已在農業上得到廣泛應用。
2.烯效唑對作物產量及品質的影響
烯效唑處理顯著增加小麥的有效穗、千粒重和穗粒數,棉花的單株鈴數、單鈴重和衣分,及油菜的有效分枝數和單株角果數。以雜交稻組合秈優63為材料,探討了不同施藥時期(浸種、孕穗期噴施)和不同濃度(0mg/L,10mg/L,20mg/L,40mg/L,80mg/L)烯效唑處理對籽粒生長過程及產量的影響。研究結果表明,烯效唑具有協調強、弱勢粒灌漿的作用,使強勢粒前期的灌漿勢減弱,達灌漿最大速率的時間延后而加強中期的灌漿能力,并且使籽粒的最大干重降低,削弱強勢粒的頂端優勢,從而為促進弱勢粒的生長打下物質基礎。
相對于強勢粒而言,烯效唑對弱勢粒的作用更大,能提高弱勢粒的平均灌漿速率和最大干重,促進弱勢粒灌漿,使得減少弱勢粒的秕粒率成為可能。對大豆葉片進行14C標記,發現烯效唑處理能增強同化物從標記葉片向其它部位的運輸,在逆境情況下這種增強更為明顯。烯效唑處理在提高作物產量的基礎上,還進一步改善作物品質。
研究發現烯效唑能夠提高小麥籽粒蛋白質含量,改變籽粒中的蛋白質組分所占比例,并提高小麥面粉的濕面筋含量、沉降值,延長面團形成時間和穩定時間,提高吸水率。其中面團吸水率、形成時間和穩定時間與麥谷蛋白含量均呈顯著或極顯著正相關。水稻經烯效唑處理后稻米內蛋白質含量和蛋白質產量也都得到提高。
3.烯效唑對植株耐脅迫能力的影響
烯效唑處理能增強植物對低溫、干旱、病害等逆境的適應能力。已有研究顯示,烯效唑處理降低植物對水分的需要量,提高葉片水勢,從而增強植物對干旱的適應。葉片水勢的提高降低了干旱脅迫對植物生長的抑制,并對植物產量的形成起著關鍵的作用。因此,水脅迫下施用烯效唑使植物比未施用的具有較高的凈光合速率。
對小麥、水稻、大麥、油菜、高粱、番茄等多種植物進行烯效唑處理,試驗測定顯示:超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)等保護酶活性均提高,電解質滲透率和丙二醛(MDA)含量則顯著降低,滲透調節物質游離脯氨酸含量提高,并且隨著烯效唑濃度的增加,這一趨勢明顯增強。烯效唑引起的脅迫忍耐部分原因是抗氧化酶活性的增加,而這些酶能降低氧化物質對膜及酶活性的傷害。烯效唑處理還影響到植物體內源激素的平衡。在烯效唑浸種的玉米幼苗中IAA和GA3下降,ZT和ABA含量增加。
花芽生理分化時期烯效唑處理蘋果,能使內源GA1,GA3,GA4,GA7,IAA含量水平顯著降低,而內源ZR,ABA含量水平則顯著增加。烯效唑誘導產生的植物形態和生理活性上的變化與處理后葉片內激素濃度的改變密切相關。烯效唑處理后降低了GA3和GA4,增加了IAA,ZT和ABA的含量。這些變化使植物體內建立新的激素平衡,從而更有利于抵抗脅迫。
烯效唑處理對小麥白粉病、水稻立枯病等也起到一定的防治作用,主要是烯效唑對多種病原菌顯示出很高的抑菌活性,在低劑量下便能強烈抑制多種病原菌的生長繁殖,其殺菌機制主要是通過抑制植物體內麥角菑醇的合成,導致孢子形態、膜結構和功能發生變化,從而抑制真菌的生長,起到了殺菌的作用。在殺菌方面,烯效唑活性明顯高于三唑酮。
4.烯效唑在切花保鮮上的應用
烯效唑除廣泛應用于農作物和花卉等栽培方面外,在切花保鮮上它也起到一定的生理效應。以非洲菊切花為材料,以保鮮基本液(BP)和添加30mg/L烯效唑的基本液作對比實驗,觀察切花外部形態并測定切花衰老過程中一些生理生化指標。
結果表明,烯效唑處理使切花的瓶插壽命比對照(蒸餾水)延長了4.3d,比BP處理延長了2.3d,而彎頸率分別僅為對照和BP處理的9.6%和28.8%.說明烯效唑可增強切花的吸水能力,增加花枝的鮮重,延緩了切花花瓣中蛋白質的降解和抗氧化酶SOD和CAT活性的下降,并減少了游離脯氨酸和MDA的積累,維持膜結構的相對穩定性,從而延緩了非洲菊切花的衰老,提高了切花瓶插期間的觀賞品質。
烯效唑施用方式一般有根施、噴施和種芽浸漬。在番茄開花階段對葉片噴施烯效唑,發現其控制植株高度的效果不如根部施入。因此,在實踐中要根據不同植物類型、不同生育時期的吸收特點來選擇正確的施用方式,這樣才能更有效地發揮其生理作用。已有的研究證實,烯效唑的濃度并不與植株的生長狀況成正比,在應用中必須結合作物特性確定最佳施用濃度,做到既不浪費又以少量投入獲得最高的效益。
烯效唑和三唑酮、多效唑等同族化合物及與萘乙酸等激素類物質共同作用,近年來在很多植物上得到了較好的效果。烯效唑+三唑酮浸種或苗期噴施的結果表明,二者協同作用對調節水稻秧苗生長,控制苗高和促進分蘗有明顯的增效作用。
烯效唑與多效唑混合施用則顯著減輕淹水對小麥和油菜的傷害。烯效唑和萘乙酸按比例處理水稻能有效促進根系生長,提高灌漿成熟期根系的功能和活力,延緩后期根系的衰老。在降低植株高度方面,烯效唑加鉀可強化降矮作用,加GA3則逆轉烯效唑作用。烯效唑與其它物質的協同作用在生理上可能是激素之間的相互作用,但其具體作用機理還不清楚。
[1] 烯效唑的作用機理及應用效果
[2] 烯效唑生物學效用研究進展
[3] 烯效唑在現代植物生產中的應用