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2024-01-22 21:25:02
赤霉素(GA)作为一种重要的植物激素,它在种子萌发、叶片伸展、茎和根的伸长、花和果实的发育等方面起着重要的调节作用,广泛应用于作物的日常管理中。
赤霉素发现史
水稻恶苗病
● 1934年,日本植物病理学家Teijiro Yabuta从恶苗病菌的发酵过滤液中分离出能促进水稻生长有效成分的非结晶GA后,人们开始研究GA。
● 1958年,Macmillan在多花菜豆未成熟种子中分离GA1晶体,GA的化学结构逐渐确定。
● 随着科学技术水平的提高,特别是使用特殊的分析方法和精密仪器,人们发现GA不仅存在于水稻中,而且存在于其他高、低、微生物中。
赤霉素的主要作用
处理矮生芸豆的赤霉素 资料来源:山东农业大学
促进茎的伸长生长
赤霉素对植物最突出的作用是刺激茎的生长,显著增加植物的高度,特别是花茎的生长效果。赤霉素不会改变节间的数量,而是刺激植物细胞的生长,促进细胞分裂。就像长颈鹿的脖子很长一样,但它的颈椎骨和我们人类一样,只有七块,但每块颈椎骨都很长。
促进叶片生长
赤霉素不仅能促进茎的伸长,还能促进叶子的生长和扩张,甚至改变叶子的形状。赤霉素负面调节叶片结构的复杂性,如提高赤霉素水平,使番茄只能生长边缘光滑的单叶;在烟叶顶部喷洒赤霉素对后期的顶叶开口有很大的影响。能促进顶部烟叶的拉伸、光滑,减少褶皱,增加顶部烟叶的宽度,促进产量的提高。
提高抗逆能力
赤霉素还参与了植物承受许多非生物胁迫的过程。例如,在低温、高盐、干旱和高渗的环境胁迫下,植物可以通过减少赤霉素来减缓生长,以适应外部环境 ;相反,植物也会通过增加赤霉素产生逃生机制,从而摆脱洪水等环境胁迫。
促进发芽,打破休眠
莴苣、烟草和秋海棠的种子只能在有光的条件下发芽,这被称为有光的种子。用赤霉素处理这种有光的种子也可以在黑暗条件下发芽。相反,对于在黑暗条件下发芽的种子,在有光条件下使用赤霉素很容易发芽。例如,人参浸泡20ppm赤霉素15分钟,可提前2天出苗,发芽率也显著提高。
赤霉素对缓解休眠有一定的作用。从细胞机构的角度来看,主要机制是由于赤霉素可以阻碍细胞间休眠,缓解细胞间的信号传递,从而将信号物质运输到顶部分生组织,从而缓解休眠。从生物学的角度来看,赤霉素处理后可以提前激活氧化还原代谢酶和能量代谢,提前缓解休眠。红霉素最明显的解除休眠的例子是打破土豆块茎的休眠。
替代植物对光和低温的需求
在10~12小时以下的短日照下,长日照植物只能停留在营养生长阶段,而不能转向生殖生长阶段。用赤霉素处理这些生长在短日照下的长日照植物,可以正常形成茎,开花结实。
甘蓝、甜菜、萝卜、胡萝卜等二年生植物在生长的第一年,需要经过相当长的冬天,接受足够的低温,即春化后,第二年才能形成茎和开花结实。如果在它们生长的第一年,用赤霉素代替一些低温,而不是低温春化,有助于开花结实。
赤霉素与其他激素的关系
赤霉素与其它植物激素的相互作用决定了赤霉素对植物生长发育的调节。
生长素
赤霉素和生长素在调节细胞扩张和组织分化方面起着叠加作用。生长素不仅影响赤霉素的合成,还影响赤霉素的信号转移。
细胞分裂素
赤霉素在植物发育过程中与细胞分裂素相反,两种激素之间存在拮抗作用。细胞分裂素阻碍赤霉素的产生,促进其降解,而赤霉素抑制细胞分裂素的反应。
脱落酸
赤霉素促进种子萌发、植物开花和果实发育,而脱落酸抑制这些生长发育过程。果树在果实期间脱落的酸含量会导致大量的生理果实。例如,柑橘在生理果实期喷洒赤霉素,旨在增加树木赤霉素的含量,减少脱落酸的比例,达到保护果实的目的。
乙烯
乙烯是一种与环境胁迫有关的气体激素。乙烯和赤霉素在不同的生长发育阶段具有协同作用和拮抗作用。此外,关系的转变也与环境因素密切相关。
使用赤霉素手册
主要剂型
乳油、结晶粉、可溶片剂、可溶粒剂等常见剂型。注意赤霉素粉不溶于水,用少量酒精或白酒溶解,然后用水稀释到所需浓度。
各作物的使用方法
莴苣:莴苣种子在200毫克L浓度的赤霉素药液中,在30~38℃的高温下浸泡24小时,能顺利打破休眠,早发芽。
土豆:土豆切块用0.5~2mg/L浓度的红霉素液浸泡10~15分钟,或用5~15分钟 mg红霉素药液/L浓度浸泡土豆30分钟,可缓解土豆块茎的休眠期,提前发芽,催出侧芽,加速芽的生长,提前发生匍匐枝,延长块茎的膨胀期。休眠期短的品种使用浓度较低,而休眠期长的品种使用浓度较高。
苹果:早春喷洒2000~4000mg/L浓度的赤霉素药液,能打破苹果芽的休眠,效果显著。
草莓:可以打破草莓植物的休眠。在草莓温室促进栽培和半促进栽培中,盖棚保温3天后,即花蕾出现30%以上时,每株喷洒5~10mg/L浓度的红霉素药液5ml,重点喷洒心叶,可使顶花序提前开花,促进生长成熟。
茄子:低浓度赤霉素溶液可以消除茄子种子的浅休眠,提高种子的发芽潜力和发芽率。最好在室温下浸泡50~100mg/L的赤霉素溶液8小时。对于中度休眠的茄子品种,无论是发芽试验还是育苗,都必须使用激素来消除种子休眠。建议浓度为500mg/L24小时。 用25~赤霉素药液开花期喷花一次,浓度为35mg/L,可防治落花,促进坐果,提高产量。
大豆:用3.5 mg/L浓度赤霉素药液浸泡可有效加速春播大豆在10~15℃条件下的初始发芽,显著加速幼根生长,增加幼根的新鲜度和干重。
甘薯:将土豆块浸泡在10~15mg/L浓度的红霉素药液稀释液中10分钟,取出晾干后即可进行温床育苗,可打破休眠期,提前出苗,节约用量,争取季节。
高粱:浸泡5~10mg/L浓度的赤霉素药液,能促进发芽,刺激胚轴伸长,增加干重,显著提前出苗。
油茶:红霉素药液浓度为20mg/L,浸泡4小时,可加快发芽速度。
棉花:将赤霉素药液浸泡6~8小时,浓度为20mg/L,可减少低温等逆境,延缓萌发或引起烂籽,促进棉籽萌发。
葡萄:花前5天至花期,用60mg/L赤霉素浸泡果穗,可显著提高葡萄坐果率,盛花期11~14天,盛花后10天 赤霉素100~150mg/天分别使用L、将果穗浸泡2次100mg/L,可防止落花落果。
番茄:用30~35 mg赤霉素药液开花期喷花一次,可提高坐果率,防止空洞果。
柑橘:在第一次早期生理性落果后喷洒50mg/L浓度的赤霉素,或在谢花后7天喷洒50mg/L浓度的赤霉素,第一次早期生理性落果后至第二次生理性落果。在高温干旱天气下,赤霉素的使用应与果园的适当浇灌相结合。在赤霉素溶液中加入0.2%尿素、0.2%磷钾源库和0.2%硼砂,可提高保花保果效果。
猕猴桃:红霉素羊毛脂涂花梗浓度为2%,可显著减少猕猴桃果实种子数量,诱导无籽果实形成,降低果实脱落率。
辣椒:在花期喷洒20~40mg/L浓度的赤霉素药液一次,可促进坐果增产。
西瓜、冬瓜、南瓜、黄瓜:用20~50mg/L浓度的赤霉素花期喷洒一次,或在幼瓜期喷洒一次,可促进幼瓜生长增产。
油菜:油菜移栽前,将20mg/L浓度的红霉素液浸泡在幼苗根部,促进植物早发,增加产量。在花期叶面喷洒25mg/L红霉素可以提高油菜的结实率。
注意事项
①不能与碱性物质混合,但可与酸性、中性化肥、农药混合,与尿素混合增产效果较好。
②赤霉素水溶液易分解,不宜长期放置,现在应配合使用。喷洒时需要快速喷洒细雾,喷洒后4小时内下雨时需要重新喷洒。
③只有在肥水供应充足的情况下,赤霉素的使用才能起到很好的作用,不能代替肥料。