作物化学控制原理与技术讲义 稿 课程名称:化学调控 撅课学时:30学时(24+6) 垽用专业:植物科技学院本科 (农学99级) 任课教:郑殿峰 龙江八一取垦大
作物化学控制原理与技术讲义 第 1 页 讲 稿 课程名称：化学调控 授课学时：30 学时（24+6） 适用专业：植物科技学院本科 （农学 99 级） 任课教师：郑殿峰 黑龙江八一农垦大学
作物化学控制原理与技术讲义 序宫 多年来,农业生产在不断发展,作物产量有了一定的提高,品 质也有所改善。但是,随着我国人口的增长和人们生活水平的提高, 尤其是我国加入WTO组织以后,对作物的产量和品质的要求越来 越高,因此,如何使作物优质高产已成为急待解决的问题。实践证 明,单靠传统的作物栽培手段已不能满足当前形势的需要,只有与 化控技术有机结合起来,才能实现作物的高产、超高产。所以说, 化控技术应用前景十分广阔。 第一章作物化学控制概述 §1作物化学控制的概念、性质及任务 、有关化学控制的概念 1、化学控制—一应用植物生长调节剂,通过影响植物内源激素系 统,调节作物的生长发育,使其朝着人们预期的方向和程度发生变 化的技术。 上述概念中阐述了化学控制的手段、机理、结果三个方面。 2、植物激素一一是指植物体内天然存在的一类化合物,它的微量 存在便可影响和有效调控植物的生长和发育,包括从生根、发芽到 开花、结实和成熟等一切生命过程。(简言之,植物激素是指植物 体内产生的,可以在植物体内运输的,用很低浓度能起很大作用的 化学物质。) 3、植物生长调节剂一一是人工合成的一些与天然植物激素有类似 生理和生物学效应的有机物质 4、植物生长物质—一植物生长调节剂和植物激素的总称。(二者在 化学结构上可以相同,也可能有很大不同,不过其生理和生物学效 应基本相同。) 二、作物化学控制的性质 1、作物化学控制是应用学科,它广泛应用于农业生产中。 2、作物化学控制是交叉学科,它是植物生理学、作物栽培学和农 药合成的交叉学科
作物化学控制原理与技术讲义 第 2 页 序 言 多年来，农业生产在不断发展，作物产量有了一定的提高，品 质也有所改善。但是，随着我国人口的增长和人们生活水平的提高， 尤其是我国加入 WTO 组织以后，对作物的产量和品质的要求越来 越高，因此，如何使作物优质高产已成为急待解决的问题。实践证 明，单靠传统的作物栽培手段已不能满足当前形势的需要，只有与 化控技术有机结合起来，才能实现作物的高产、超高产。所以说， 化控技术应用前景十分广阔。 第一章 作物化学控制概述 §1 作物化学控制的概念、性质及任务 一、有关化学控制的概念 1、化学控制——应用植物生长调节剂，通过影响植物内源激素系 统，调节作物的生长发育，使其朝着人们预期的方向和程度发生变 化的技术。 上述概念中阐述了化学控制的手段、机理、结果三个方面。 2、植物激素——是指植物体内天然存在的一类化合物，它的微量 存在便可影响和有效调控植物的生长和发育，包括从生根、发芽到 开花、结实和成熟等一切生命过程。（简言之，植物激素是指植物 体内产生的，可以在植物体内运输的，用很低浓度能起很大作用的 化学物质。） 3、植物生长调节剂——是人工合成的一些与天然植物激素有类似 生理和生物学效应的有机物质。 4、植物生长物质——植物生长调节剂和植物激素的总称。（二者在 化学结构上可以相同，也可能有很大不同，不过其生理和生物学效 应基本相同。） 二、作物化学控制的性质 1、作物化学控制是应用学科，它广泛应用于农业生产中。 2、作物化学控制是交叉学科，它是植物生理学、作物栽培学和农 药合成的交叉学科
作物化学控制原理与技术讲义 三、作物化学控制的任务 认识植物激素的作用机理,研究植物激素的作用与功能,同时, 主要针对大田作物体内植物激素和植物生长调节剂进行合成、筛选 和评价。 四、作物化学控制基本原理 它不同于植物生理,是从植物生理基础出发,最终形成一个完 善成熟的技术,其发展方向是借助于作物化控栽培工程(是90年 代初李丕明和何钟佩两位先生提出的),把农业生产过程变成可控 的,并可以以人的意志为转移的,趋向于工业生产的可控过程。 五、作物化学控制实例 2作物化学控制技术的发展历史及应用的重大进展 在讲述作物化学控制技术的发展历史及应用进展之前,首先看一下 植物激素在植物体中的发现及其作用特点 、植物激素的发现及其作用特点 1植物激素按发现的先后顺序依次是: 生长素(1928年)、赤霉素、细胞分裂素、乙烯、脱落酸。 2作用特点:根据作物的生长发育过程,证明了没有植物激素就没 有植物的生长发育,植物激素贯穿于植物生长的一生。可用下图表 促进萌发(GA) 种子 植株(根、茎、叶、花、果实) 打破休眠(GA、CTK、CH2=CH2三者协同作用)均受不 同激素控制 根 b茎 c叶片:物应用后可以使叶角减小、改善株型、增加透光 d花:
作物化学控制原理与技术讲义 第 3 页 三、作物化学控制的任务 认识植物激素的作用机理，研究植物激素的作用与功能，同时， 主要针对大田作物体内植物激素和植物生长调节剂进行合成、筛选 和评价。 四、作物化学控制基本原理 它不同于植物生理，是从植物生理基础出发，最终形成一个完 善成熟的技术，其发展方向是借助于作物化控栽培工程（是 90 年 代初李丕明和何钟佩两位先生提出的），把农业生产过程变成可控 的，并可以以人的意志为转移的，趋向于工业生产的可控过程。 五、作物化学控制实例 §2 作物化学控制技术的发展历史及应用的重大进展 在讲述作物化学控制技术的发展历史及应用进展之前，首先看一下 植物激素在植物体中的发现及其作用特点 一、植物激素的发现及其作用特点 1 植物激素按发现的先后顺序依次是： 生长素（1928 年）、赤霉素、细胞分裂素、乙烯、脱落酸。 2 作用特点：根据作物的生长发育过程，证明了没有植物激素就没 有植物的生长发育，植物激素贯穿于植物生长的一生。可用下图表 示： 促进萌发（GA） 种子 ⎯→ 植株（根、茎、叶、花、果实） 打破休眠（GA、CTK、CH2=CH2 三者协同作用） 均受不 同激素控制 a 根： b 茎： c 叶片：物应用后可以使叶角减小、改善株型、增加透光。 d 花：
作物化学控制原理与技术讲义 果实 二、化控技术的发展历史及应用进展 第一例生长调节剂(PGRs)是用乙烯、乙炔促进菠萝开花;较 大的进展是在1945年以后,当时最有代表性的应用是促进果树插 枝生根,这是20世纪40年代最有代表性的技术;在此以后,世界 范围内发展状况如下: 50年代用MH(青鲜素)防止马铃薯洋葱的块茎鳞茎等发芽 60年代用矮壮素最早防止的是小麦倒伏,接着是在棉花上防止 徒长(需严格用量) 70年代用乙烯利促进棉花催熟及防止玉米倒伏; 80年代用缩节安控制棉花的生长发育(这是对于双子叶植物), 但是在小麦玉米等禾本科作物上其效果没有前者好; 90年代研制的调节剂较多,用多效唑、壮丰安、烯效唑(效果 好于多效唑,厂家不同效果不同)。多效唑主要用于水果、 油菜、水道育秧上,而后两者主要用于禾本科植物的倒伏 上 实践证明,广谱性的调节剂不存在,要根据不同作物不同生 理需要来生产使用。有些调节剂如杭州水稻所推出来的多效唑药 物残留量大,只是在水田中表现还不明显,后来又研制出烯效唑 由于其应用剂量小,所以说残留量不大,现在正逐步取代多效唑。 §3作物化控技术在开发农作物遗传和生理潜力上的功能 化控技术中控制的内涵: 二化控技术与传统技术的关系 ()、区别 1、传统的栽培措施是针对作物生长的外部环境来调控(如水肥管 理、中耕松土、清楚有害生物等); 而化控技术则是通过控制内部生理变化来调控(如通过施用植
作物化学控制原理与技术讲义 第 4 页 e 果实： 二、化控技术的发展历史及应用进展 第一例生长调节剂（PGRs）是用乙烯、乙炔促进菠萝开花；较 大的进展是在 1945 年以后，当时最有代表性的应用是促进果树插 枝生根，这是 20 世纪 40 年代最有代表性的技术；在此以后，世界 范围内发展状况如下： 50 年代用 MH（青鲜素）防止马铃薯洋葱的块茎鳞茎等发芽； 60 年代用矮壮素最早防止的是小麦倒伏，接着是在棉花上防止 徒长（需严格用量）； 70 年代用乙烯利促进棉花催熟及防止玉米倒伏； 80 年代用缩节安控制棉花的生长发育（这是对于双子叶植物）， 但是在小麦玉米等禾本科作物上其效果没有前者好； 90 年代研制的调节剂较多，用多效唑、壮丰安、烯效唑（效果 好于多效唑，厂家不同效果不同）。多效唑主要用于水果、 油菜、水道育秧上，而后两者主要用于禾本科植物的倒伏 上。 实践证明，广谱性的调节剂不存在，要根据不同作物不同生 理需要来生产使用。有些调节剂如杭州水稻所推出来的多效唑药 物残留量大，只是在水田中表现还不明显，后来又研制出烯效唑 由于其应用剂量小，所以说残留量不大，现在正逐步取代多效唑。 §3 作物化控技术在开发农作物遗传和生理潜力上的功能 一 、化控技术中控制的内涵： 二 化控技术与传统技术的关系 ㈠、区别 1、 传统的栽培措施是针对作物生长的外部环境来调控（如水肥管 理、中耕松土、清楚有害生物等）； 而化控技术则是通过控制内部生理变化来调控（如通过施用植
作物化学控制原理与技术讲义 5页 物生长调节剂来控制发育,其目的是通过改变作物的生长使其适应 环境)。 2、传统的栽培措施是采用强迫手段,对植株个体作人工或机械修 整(如烟草种子的厚种皮在栽前去掉、棉花的整枝、小麦的镇压、 果树的修整等); 而化控技术则是通过施用外源激素来改变作物内源激素系统 从而来调控作物的生长发育(其主要是开发作物自身的如对干早高 温低温等逆境的免疫能力减轻不良条件对其的伤害)。 3、在应对乏策方面,传统技术都留有余地(如水肥等),作物的生 产潜力不一定完全发挥出来 而化控技术则能够最大限度发挥作物的生产潜力,从而发挥最 大的经济效益。 、联系 二者的目的是相同的,不是相互对立的,而是取长补短互相融 合的,这样就形成了新的体系即化控栽培工程。 、化控技术与常规技术的关系 1化学控制与改变基因型的育种工作起互补作用 2化控技术使改善环境的措施,趋于完善或发挥更大效益,促进常 规技术革新; 3化控技术可减少或免除机械修整植株,并提高劳动生产率 三、作物化控技术在开发农作物遗传和生理潜力上的功能 (一)化控技术与改变基因型的育种工作起互补作用 育种工作改变作物的基因;化控技术与其工作互补。 1、化控技术可以诱导出与基因作用产生相同的效应。 如 2、化控技术可以使品种适应多变的气候,扩大种植范围,提髙稳 产的保险系数。(在抗逆育种中,应用化控技术意义重大。) 3、化控技术可以修饰品种,促进品种优良性状的表达
作物化学控制原理与技术讲义 第 5 页 物生长调节剂来控制发育，其目的是通过改变作物的生长使其适应 环境）。 2、传统的栽培措施是采用强迫手段，对植株个体作人工或机械修 整（如烟草种子的厚种皮在栽前去掉、棉花的整枝、小麦的镇压、 果树的修整等）； 而化控技术则是通过施用外源激素来改变作物内源激素系统 从而来调控作物的生长发育（其主要是开发作物自身的如对干旱高 温低温等逆境的免疫能力减轻不良条件对其的伤害）。 3、在应对乏策方面，传统技术都留有余地（如水肥等），作物的生 产潜力不一定完全发挥出来； 而化控技术则能够最大限度发挥作物的生产潜力，从而发挥最 大的经济效益。 ㈡、联系 二者的目的是相同的，不是相互对立的，而是取长补短互相融 合的，这样就形成了新的体系即化控栽培工程。 ㈢、化控技术与常规技术的关系 1 化学控制与改变基因型的育种工作起互补作用； 2 化控技术使改善环境的措施，趋于完善或发挥更大效益，促进常 规技术革新； 3 化控技术可减少或免除机械修整植株，并提高劳动生产率。 三、作物化控技术在开发农作物遗传和生理潜力上的功能 .（一） 化控技术与改变基因型的育种工作起互补作用 育种工作改变作物的基因；化控技术与其工作互补。 1、化控技术可以诱导出与基因作用产生相同的效应。 如： 2 、化控技术可以使品种适应多变的气候，扩大种植范围，提高稳 产的保险系数。（在抗逆育种中，应用化控技术意义重大。） 3 、化控技术可以修饰品种，促进品种优良性状的表达