調(diào)環(huán)酸鈣是屬于環(huán)己烷羧酸類的一種新型植物生長調(diào)節(jié)劑,由日本組合化學(xué)工業(yè)有限公司和德國巴斯夫公司聯(lián)合開發(fā),為赤霉素生物合成后期抑制開創(chuàng)了新領(lǐng)域。在國外,調(diào)環(huán)酸鈣的研究已有30多年。調(diào)環(huán)酸鈣在國外的研究和應(yīng)用也逐步引起國內(nèi)許多研究機(jī)構(gòu)的重視,我國對調(diào)環(huán)酸鈣的研究開始于2001年。目前調(diào)環(huán)酸鈣已在日本、美國等國家登記,主要用作水稻抗倒伏劑、果樹控梢劑,其原藥及制劑也已在我國登記。
調(diào)環(huán)酸鈣作為綠色植物生長調(diào)節(jié)劑,通過葉面處理,促進(jìn)植物發(fā)育、側(cè)芽生長、調(diào)控花期、提高植株座果率,有效控制植株徒長,從而提高產(chǎn)量和品質(zhì)。此外,調(diào)環(huán)酸鈣還能調(diào)節(jié)植株新陳代謝、提高作物抗逆性。與三唑類延緩劑相比,它對輪作植物、性,對環(huán)境無污染,被譽(yù)為替代三唑類延緩劑的理想藥劑,具有一定的應(yīng)用前景。
英文通用名:prohexadione-calcium
CAS登錄號:127277-53-6
化學(xué)名稱:3-氧橋-5-氧代-4-丙;h(huán)己-3-烯羧酸鈣
分子式:C10H10CaO5
相對分子質(zhì)量:250.3
調(diào)環(huán)酸鈣結(jié)構(gòu)式
1 理化性質(zhì)
調(diào)環(huán)酸鈣:原藥純度>89%,純品為無味白色粉末。熔點(diǎn)>360℃。相對密度為1.435,水中溶解度174 mg/L(蒸餾水,20℃);有機(jī)溶劑中溶解度(mg/L,20℃):甲醇1.11、丙酮與正己烷<0.003、甲苯0.004、乙酸乙酯<0.010、異丙醇0.105、二氯甲烷0.004。穩(wěn)定性:180℃以下穩(wěn)定,水解DT50<5 d(pH 4,20℃)、21 d(pH 7,20℃)、89 d(pH 9,25℃);水溶液光解DT50(29~34℃,0.25 W/m2):6.3 d(自來水),2.7 d(蒸餾水)。
2 毒性
(1)哺乳動物毒性
大鼠和小鼠急性急性經(jīng)口LD50>5 000 mg/kg。大鼠急性經(jīng)皮LD50>2 000 mg/kg。對兔眼睛有輕微刺激,對兔皮膚無刺激。大鼠吸入LC50(4 h,整體)>4.21 mg/L空氣。NOEL值:[2年,mg/(kg·d)]雄大鼠93.9,雌大鼠114,雄小鼠279,雌小鼠351;(1年)雌、雄狗20 mg/(kg·d);AOEL(EU)0.35 mg/(kg·d)。對大鼠和兔無致突變和致畸作用。
(2)生態(tài)毒性
山齒鶉鶉和野鴨急性經(jīng)口LD50>2 000 mg/kg,飼喂LC50(5 d)>5 200 mg/kg(飼料)。鯉魚LC50(96 h)>110 mg/L,虹鱒和藍(lán)鰓太陽魚>100 mg/L。大型蚤LC50(48 h)>100 mg/L,NOEC(2l d)>100 mg/L。羊角月牙藻EbC50(72 h)>100 mg/L,NOAEC/NOAEL:中肋骨條藻和羊角月牙藻1.1,水華魚腥藻1.2 mg/L。其他水生生物:東方牡蠣EC50 117 mg/L,膨脹浮萍和舟形藻1.2 mg/L;糠蝦NOAEC 125 mg/L。蜜蜂LD50(經(jīng)口和接觸)>100 μg/只。赤子愛勝蚓LC50(14 d)>1 000 mg/kg(土)。其他有益生物:家蠶NOEL>800 mg/kg a.i.(膠懸劑);豹蛛屬、雙線隱翅蟲、土鱉蟲、普通草蛉NOEL>5 000 g(10% WG)/hm2;LR50:煙蚜繭蜂>5 000 g,梨盲走螨>7 500 g(10% WG)/hm2。
(3)環(huán)境行為
在大鼠、山羊和雞中,14C標(biāo)記約90%的藥劑通過尿液和糞便排出體外,主要是游離酸。調(diào)環(huán)酸鈣施用到植物上后然后被降解為天然產(chǎn)物。土壤DT50<1~4 d(20℃),Koc 82~307。
3 作用特點(diǎn)
(1)抑制營養(yǎng)生長,促進(jìn)生殖生長,促進(jìn)側(cè)芽生長和發(fā)根,使莖葉保持濃綠;
(2)控制開花時間,促進(jìn)花芽分化,提高座果率;
(3)促進(jìn)糖分和干物質(zhì)的積累,促進(jìn)果實(shí)轉(zhuǎn)色和提高耐儲性;
(4)能夠起到縮短植株節(jié)間,抗倒伏的效果;
(5)減少除草劑藥害,提高植株抗寒、抗旱和抗病害能力,達(dá)到增產(chǎn)和改良品質(zhì)的目的。
4 登記情況
經(jīng)查詢,截至2019年11月28日,已登記的調(diào)環(huán)酸鈣產(chǎn)品有4個,均為單劑。登記證持有人為安陽全豐生物科技有限公司和湖北移栽靈農(nóng)業(yè)科技股份有限公司,主要用于調(diào)節(jié)水稻生長。
5 應(yīng)用進(jìn)展
5.1 水稻
水稻的倒伏與植株過高密切相關(guān),植株過高,低位節(jié)間纖細(xì),易發(fā)生倒伏。倒伏造成水稻嚴(yán)重減產(chǎn),甚至顆粒無收,給水稻生產(chǎn)帶來嚴(yán)重影響。目前,常用的水稻抗倒伏劑有多效唑等,雖然多效唑能夠縮短株高,但是使用中存在殘留、藥害、減產(chǎn)等問題。新型植物生長延緩劑調(diào)環(huán)酸鈣在較低劑量下既能夠降低水稻株高,縮短植株節(jié)間長度,又可明顯增加穗實(shí)粒數(shù),增產(chǎn)效果顯著,并且,很容易被土壤中的微生物降解為二氧化碳。
簡迎龍等研究發(fā)現(xiàn)在水稻拔節(jié)前7 d葉面噴施5%調(diào)環(huán)酸鈣泡騰顆粒劑,對控制株高、增強(qiáng)穗粒結(jié)構(gòu)、提高病蟲害抗性以及產(chǎn)量有顯著效果,并且5%調(diào)環(huán)酸鈣泡騰顆粒劑效果優(yōu)于多效唑(生物災(zāi)害科學(xué), 2017, 40(3): 209-212)
錢青秀等研究發(fā)現(xiàn)在水稻拔節(jié)初期施用15%調(diào)環(huán)·烯效唑水分散粒劑18.0~22.5 g/hm2能降低水稻株高8.9%~14.6%,增產(chǎn)6.1%~8.0%(現(xiàn)代農(nóng)藥, 2015, 14(4): 8-11)。
王文玉等研究15%調(diào)環(huán)酸鈣對寒地水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響,試驗(yàn)表明:施用15%調(diào)環(huán)酸鈣可以增加水稻穗長、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量,降低一次枝梗數(shù)量,并且水稻產(chǎn)量隨調(diào)環(huán)酸鈣施用濃度增大而增大,其中施用15%調(diào)環(huán)酸鈣210 g/hm2的處理產(chǎn)量為8 203.05 kg/hm2,較對照(清水處理)產(chǎn)量提高了29.03%;施用15%調(diào)環(huán)酸鈣顯著提高了糙米率、精米率、整精米率及蛋白質(zhì)含量,但外觀品質(zhì)略有降低(大麥與谷類科學(xué), 2019, 36(3): 11-17)。
5.2 小麥
郭世保等設(shè)置不同濃度梯度的5%調(diào)環(huán)酸鈣EA分別對小麥品種豫麥035和周麥22進(jìn)行田間試驗(yàn),研究發(fā)現(xiàn)在小麥拔節(jié)前7~10 d施用5%調(diào)環(huán)酸鈣EA 40~160 g/畝,可矮化植株高度,降低節(jié)間長度、增加莖粗,提高光合速率、千粒重和增加產(chǎn)量,施用5%調(diào)環(huán)酸鈣EA 160 g/畝的產(chǎn)量更高,且對小麥,無藥害(貴州農(nóng)業(yè)科學(xué), 2016, 44(3): 23-26)。
陳華俊研究發(fā)現(xiàn)5%調(diào)環(huán)酸鈣泡騰顆粒劑對小麥控長和增產(chǎn)作用明顯(江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué), 2016, 44(10): 143-146)。
郭世保等研究調(diào)環(huán)酸鈣對小麥生長的調(diào)控作用性,設(shè)置不同劑量10%調(diào)環(huán)酸鈣泡騰顆粒劑分別在息縣和鄲城縣兩地進(jìn)行田間試驗(yàn)。結(jié)果表明,在小麥拔節(jié)期前施用調(diào)環(huán)酸鈣10%泡騰顆粒劑150~1 500 g/hm2,可矮化植株高度,降低節(jié)間長度、增加莖粗,并能增加穗長、千粒重和提高產(chǎn)量,其中,施用10%調(diào)環(huán)酸鈣泡騰顆粒劑1 500 g/hm2處理的產(chǎn)量更高,在息縣和鄲城縣兩地產(chǎn)量分別達(dá)8 109.52 kg/hm2和8 709.52 kg/hm2,比對照分別增產(chǎn)13.92%和16.21%。且各用量10%調(diào)環(huán)酸鈣泡騰顆粒劑對小麥,無藥害產(chǎn)生(湖北農(nóng)業(yè)科學(xué), 2016, 55(7): 1706-1709)。
5.3 棉花
阿力木江·克來木等以棉花品種新陸早42號為試驗(yàn)材料,研究不同濃度的調(diào)環(huán)酸鈣對棉花產(chǎn)量和品質(zhì)的影響,發(fā)現(xiàn)適宜濃度的調(diào)環(huán)酸鈣在改善棉花生物量積累與分配及提升產(chǎn)量、改善品質(zhì)上均有一定的調(diào)控作用,30 g/hm2調(diào)環(huán)酸鈣處理對籽棉產(chǎn)量提高較大,較不施用增加了11.83%。
5.4 大豆
余明龍等以大豆品種合豐50和墾豐16為試驗(yàn)試材,探討外源調(diào)環(huán)酸鈣(EA)對復(fù)合鹽堿脅迫下大豆的緩解作用,試驗(yàn)結(jié)果表明外源添加EA,可以提高植物抗氧化酶活性和葉綠素含量、降低MDA含量,從而保護(hù)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整、阻止光合速率的下降、促進(jìn)幼苗生長,進(jìn)而增強(qiáng)大豆幼苗耐鹽堿脅迫的能力,其中100 mg/L處理時效果更佳。
5.5 果樹
彭勇等以富士蘋果為試材,研究調(diào)環(huán)酸鈣/硝酸鈣協(xié)同控制采后蘋果苦痘病,試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)調(diào)環(huán)酸鈣/硝酸鈣協(xié)同處理的蘋果苦痘病發(fā)病率比對照低50%,并且可顯著提高蘋果外皮層中總鈣、水溶性鈣含量,此外,調(diào)環(huán)酸鈣協(xié)同硝酸鈣處理能夠顯著提高蘋果外皮層中ABTS自由基率、超氧化物歧化酶(SOD)活性,抑制組織丙二醛(MDA)含量的增加,可以有效避免果實(shí)受到鈣脅迫造成的氧化應(yīng)激損傷(食品科學(xué), 2019)。
劉艾英等過試驗(yàn)初步證明,在葡萄開花前葉面噴霧調(diào)環(huán)酸鈣可以有效調(diào)控葡萄新梢的生長速度和長度,縮短節(jié)間距離,增加葉片數(shù)量和枝條粗度,5%調(diào)環(huán)酸鈣泡騰粒劑施用濃度以400~500 mg/L較為適宜,低于該濃度抑制效果不顯著,施用濃度高于600 mg/L時,部分葡萄品種會產(chǎn)生藥害現(xiàn)象(陜西農(nóng)業(yè)科學(xué), 2017, 63(8): 60-61; 65)。
王引等研究發(fā)現(xiàn)20%調(diào)環(huán)酸鈣懸浮劑500 mg/kg可顯著降低楊梅結(jié)果母枝的抽枝數(shù)量、新梢發(fā)生率,當(dāng)年春季施用調(diào)環(huán)酸鈣可以有效抑制當(dāng)年春梢的發(fā)生,達(dá)到控制枝條旺長的效果;葉面噴施400~500 mg/kg調(diào)環(huán)酸鈣可顯著增加楊梅當(dāng)年春梢的葉片厚度,提高座果率;在果實(shí)品質(zhì)方面,噴施調(diào)環(huán)酸鈣可增大楊梅果實(shí)重量,提高果實(shí)糖度,以500 mg/kg效果更佳(浙江柑橘, 2017, 34(4): 36-39)。
5.6 花卉
調(diào)環(huán)酸鈣噴施于菊花、甘藍(lán)、香石竹等觀賞植物,能夠誘導(dǎo)矮化作用,矮化效果大于50%,對葉和花芽無影響。
調(diào)環(huán)酸鈣還可以調(diào)節(jié)植物花色。湯寓涵等研究發(fā)現(xiàn)在芍藥展葉期至花蕾期應(yīng)用1 g/L調(diào)環(huán)酸鈣連續(xù)噴施芍藥品種“魯紅”6次,能使“魯紅”從紫紅色轉(zhuǎn)變成粉紅色,將對芍藥切花生產(chǎn)具有重要的應(yīng)用價值(揚(yáng)州大學(xué), 2018)。
近年來,調(diào)環(huán)酸鈣在我國應(yīng)用研究方面相當(dāng)活躍,相信不久將迎來嶄新的階段。調(diào)環(huán)酸鈣因其具有高效、低毒、等優(yōu)點(diǎn),隨著研究的不斷深入,相信將會逐步取代三唑類植物生長延緩劑,迎來更廣闊的市場前景。
來源: 農(nóng)藥快訊