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抗倒酯的研究进展

2018-09-25王祎郑洪楠姚宝玉吴国峰

农家科技 2018年7期
关键词:降解毒性作用

王祎 郑洪楠 姚宝玉 吴国峰

摘 要:抗倒酯为植物生长调节剂,能够调节植物生长,改善植物生长情况,提高植物生长能力,本文根据近年来对抗倒酯的研究现状,整理出与抗倒酯的的相关研究进展。

关键词:抗导酯;作用;毒性;降解

农业的进步离不开科技的发展,植物生长调节剂的研发对农业的发展有着重要的作用,抗倒酯作为一种应用广泛应用于农业的植物生长调节剂,有抗倒伏,促产量,除草,克服土壤性质,调节施药时间,改善植株本身因素等作用。同时,抗倒酯具有一定毒性,制法合成率较低,令该物质的使用受到制约。目前,对于抗倒酯的研究仍在继续,其本身的利用价值还在不断地通过实验研究进行补充与丰富。本文通过对抗倒酯合成,作用,毒性与降解方面做出综述。

一、合成工艺

抗倒酯纯品外观为白色粉末,无嗅,药纯度为92%,30摄氏度下为黄棕色固体。现有文献中抗倒酯的制备途径主要有两种,一是在碱性环境中,以马来酸二酯为原料与丙酮通过氢化还原,酯化,酰化,通过DMAP的催化,重排得到抗倒酯,此方法回收率50%以上。二是以3,5-二羟基苯甲酸(DHB)为原料,以甲酸钠为供氢体经过氢化还原,酯化,水解,酰化,最后在DAMP的催化作用下重排得到目标产物抗倒酯,,该方法反应条件温和,原料易得,操作简便。

二、植物生长调节作用

1.抗倒酯对多花黑麦草的作用

黑麦草用作草坪草,控制抗倒酯使用浓度及用药时间,可起到抑制植株伸长的作用,从而减少修剪的次数,降低草坪养护频率,节约人力物力资源。

抗倒酯对黑麦草作用体现在三个方面:第一,抗倒酯通过抑制黑麦草中赤霉素的作用,抑制细胞伸长,起到控制黑麦草株高,抑制其生长的作用。第二,抗倒酯可促进植物的光合作用,一方面延长叶绿素存在时间,研究发现,经过抗倒酯处理的多花黑麦草中叶绿素含量在处理中期升高;另一方面增加黑麦草的分叶数量,该物质对根茎影响较小,避免黑麦草根茎过多伸长而影响营养物质分配,从而增加光合作用产物的积累,提高产量。实验表明其施用效果与施用量、施用时间呈正相关。第三,抗倒酯浸泡黑麦草种子,在100-150微升每升的浓度不影响出苗率,有效降低植物的生长速率,增强幼苗的抗逆能力。

2.抗倒酯对甘蔗的作用

经过抗倒酯处理后,甘蔗的高度被抑制,说明该物质对植株有抗倒伏的作用,抗倒酯浓度越高,杆的矮化程度越好,抗倒伏效果越好。根据甘蔗不同生长阶段选择不同的药物浓度和喷洒次数,能更好地调节抗倒酯的抗倒伏效果。抗倒酯能够改变物质分配,增强光合作用,为甘蔗的后期生长提供物质基础,增加蔗糖的含量。目前有学者认为,抗倒酯对植物光合作用的有利影响可能与光合速率的维持、气孔关闭、抑制垂直生长和调节水势有关,使植物能保持水分,避免植物中水分流失迅速,从而影响植物的营养和物质运输作用。

3.抗倒酯对小麦的作用

施用抗倒酯能增加小麦的有效穗数,增大穗粒,提高产量。抗倒酯应在小麦6叶期时施用,此期为最佳時期,过晚则会有降低产量的风险。抗导酯能通过缩短小麦节间长度起到控制小麦的高度的作用,降低了小麦的中心,倒伏力下降,让小麦的营养物质更多趋向麦穗,进一步提高产量。

4.抗倒酯与其它物质联合使用

抗倒酯与胺鲜酯联合使用时可以延缓小麦叶片衰老。与氮肥联合使用,可以使叶绿素含量增高、草坪生长减慢、颜色加深。与BR(一种卤族化学元素溴)的合成物联合使用时,可阻碍水稻茎的伸长。其中,抗导酯并不会诱导水稻出现缺穗的现象。

三、作用机制以及潜在价值

植物的生长过程受到水分,光照,营养物质等众多的环境因素的共同作用,而本体的内在因素也影响着植物的发育发展,抗倒酯(植物生长调节剂)可以通过影响本身的内在因素,而达到提高产量等其他的目的。小麦的呼吸作用的反应场所为线粒体,在抗倒酯处理过的小麦中分离提取出线粒体,与正常小麦的线粒体对照发现,经处理过的小麦线粒体的呼吸作用的到加强,促进植物的能量合成与储存,加快植物生长速度。抗倒酯能够抑制赤霉素的合成,影响植物细胞的合成与分裂,减少植物茎叶的高度,茎秆变粗实,植物变低重心下降,增强了植物的抗倒伏的能力。目前有些研究表明,抗倒酯对植物细胞膜的热稳定性和压力保护方面也有一定作用。

四、毒性与降解

抗倒酯具有一定毒性,以大鼠作为实验动物,饲喂抗倒酯,在20000mg/kg diet的饲喂量下出现了一定程度的肝毒性与肾毒性,尚未发现致癌风险。由此分析抗倒酯在自然环境下的降解情况,已知抗倒酯在光照下代谢产物为抗倒酸,测量小麦中抗倒酯及抗倒酸的残留量,发现其在植物上残留量较低,不会构成毒性伤害,说明抗倒酯属于较安全可用的植物生长调节剂。在进行有关抗导酯的降解过程的实验中,高效液相色谱检测技术(HPLC–UV)显示抗倒酯和抗倒酸在农田土壤中的消解均较快,不易形成残留危害;通过串联质谱法(HPLC-MS/MS)测定小麦中所含抗倒酯在生态系统中的消解率,也包括了对于小麦籽粒,土壤以及其他因素的研究,结果显示抗倒酯具有较好的消解能力。土壤,气候,以及时间等外在因素对于该抗导酯的消解程度均有一定程度的影响。

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通讯作者:郑洪楠

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