[发明专利]一种复合型抗蒸腾剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属抗蒸腾制剂领域，涉及一种基于酵母菌和成膜物质的复合型植物抗蒸腾剂及其制备方法。

背景技术

随着全球气候变化和人类活动的影响，水资源已逐渐成为制约经济社会发展的主要因子之一。在我国，农业作为国民经济的基础产业，向来是用水大户。但是由于水资源时空分布不均，基础水利设施落后，农业灌溉水分利用率只有40%左右，大大低于美国，以色列等西方发达国家，由于严重缺水每年约减产50亿公斤。植物叶片上的气孔，是植物丧失水分的主要通道。据估算，总面积只占叶片面积5%的气孔，参与了70%的叶片水分蒸腾。而农业生产中消耗的水80%通过蒸腾作用损失，所以通过使用植物抗蒸腾剂来抑制蒸腾作用带来的水分耗散，对于发展节水型农业具有重要意义和显著效果。

到目前为止，商品化的抗蒸腾剂多种多样，就其原理而言，目前主要有三种类型：1）代谢型抗蒸腾剂：主要作用于植物光合代谢途径，诱发气孔关闭，增大气孔阻力，从而减少植物体通过气孔呼吸蒸腾而散失到环境中的水分。这一类型的抗蒸腾剂主要成分有PMA，ABA，黄腐酸等；2）薄膜型抗蒸腾剂：通过外源喷施，在植物叶片表面形成一层薄膜，阻碍途经气孔的水分散失，这类抗蒸腾剂主要有高岭土等；3）反射型抗蒸腾剂：此类物质用以喷施到叶片的上表面后，能够反射部分太阳辐射能，减少叶片吸收的太阳辐射，从而降低叶片温度，减少蒸腾。上述类型抗蒸腾剂已经大量应用于生产实践，但同时也暴露出了一系列问题：如毒性过大，对环境造成污染（如：醋酸汞苯），造价昂贵（ABA），水溶性差，黏附力低（如：黄腐酸）影响光合同化作用（薄膜型）等等。综上所述，研制生态安全，造价低廉，适用性广和作用明显的新型微生物抗蒸腾剂，具有迫切的需要。

本发明合理地结合了薄膜型抗蒸腾剂和微生物型抗蒸腾剂，在保留其各自优势的同时发挥了更高效更可靠的效果。其中薄膜型抗蒸腾剂通过使用海藻酸盐类物质在叶片表面形成可食性的覆膜，在阻碍蒸腾作用的同时，也提供了利于微生物生长的局部环境。而成膜物质与微生物在叶片表面混合形成生物膜（Bio-film）后，既保证了微环境的相对稳定，又有助微生物的生存、运动和增殖，从时间和空间尺度上都提高了微生物的效用。微生物型抗蒸腾剂利用了植物免疫应答原理，气孔作为阻挡微生物入侵的门户（Melotto et al.2006），能识别微生物细胞膜上特有的激发子（elicitor），通过一系列信号通路引发保卫细胞水势变化，进而诱导气孔关闭以防御微生物入侵（Schroeder et al. 2002）。酵母菌同样可以诱发植物免疫反应，促进气孔关闭，而且其本身又可以通过多种作用形式促进植物生长，提高作物产量（Shalaby，2008），是理想的微生物抗蒸腾剂。但是单纯使用微生物制剂喷施方法，由于微生物在自然环境中受温度、湿度、营养条件等影响，生效时间会显著减少，因此其实际作用效果相对理论期望会下降很多（Yan Fan, 2009），本发明通过将菌剂与成膜剂混合的处理方法，利用成膜物质提供较理想的存活条件，延长微生物在自然环境下的生效时间，从而提高了使用效率，以更少的用量取得更理想的节水效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种生态安全、价格低廉、有效期长、适宜大规模生产的基于酵母菌和成膜物质的复合型植物抗蒸腾剂。其成分为：活性干酵母粉5g/L、海藻酸钠2g/L、氯化钙2g/L、葡萄糖6g/L、氯化钠0.9g/L和水。

本发明所公开抗蒸腾剂的作用机理为：通过将微生物抗蒸腾剂酵母菌活体与海藻酸钠、氯化钙等成膜物质相混合，在保留了成膜型抗蒸腾剂特点的同时，也保持了酵母菌的活性，能够有效地抑制气孔开度，降低植物蒸腾作用，同时通过提供利于酵母菌存活的微环境，延长作用时间，提高节水效果。

 

本发明的另一个目的是提供一种基于酵母菌和成膜物质的复合型植物抗蒸腾剂的制备方法，包括如下步骤：

1.菌剂A 的制备

将活性干酵母粉，按5g/L的比例,于温度为30℃的生理盐水中活化30-60分钟，再加入2g/L海藻酸钠，搅拌均匀后制得菌剂A；其中活性干酵母粉为市售安琪牌耐高糖高活性干酵母粉，总细胞数≥200亿cfu/g；

2.成膜剂B的制备

用2g/L CaCl₂和6g/L葡萄糖用蒸馏水配制成成膜剂B；

3．复合型抗蒸腾剂的制备

先将菌剂A喷施在植物叶表面，然后将成膜剂B喷施在植物叶表面，即可形成由成膜剂包裹着菌剂的复合型抗蒸腾剂。