講稿課程名稱：化學調控
授課學時：30學時（24+6）
適用專業：植物科技學院本科
農學99級）
任課教師：鄭殿峰
黑龍江八一農墾大學
序言多年來，農業生產在不斷發展，作物產量有了一定的提高，品質也有所改善。但是，隨著我國人口的增長和人們生活水平的提高，尤其是我國加入wto組織以後，對作物的產量和品質的要求越來越高，因此，如何使作物優質高產已成為急待解決的問題。實踐證明，單靠傳統的作物栽培手段已不能滿足當前形勢的需要，只有與化控技術有機結合起來，才能實現作物的高產、超高產。
所以說，化控技術應用前景十分廣闊。
第一章作物化學控制概述
§1 作物化學控制的概念、性質及任務
一、有關化學控制的概念
1、化學控制——應用植物生長調節劑，通過影響植物內源激素系統，調節作物的生長發育，使其朝著人們預期的方向和程度發生變化的技術。
上述概念中闡述了化學控制的手段、機理、結果三個方面。
2、植物激素——是指植物體內天然存在的一類化合物，它的微量存在便可影響和有效調控植物的生長和發育，包括從生根、發芽到開花、結實和成熟等一切生命過程。（簡言之，植物激素是指植物體內產生的，可以在植物體內運輸的，用很低濃度能起很大作用的化學物質。）
3、植物生長調節劑——是人工合成的一些與天然植物激素有類似生理和生物學效應的有機物質。
4、植物生長物質——植物生長調節劑和植物激素的總稱。（二者在化學結構上可以相同，也可能有很大不同，不過其生理和生物學效應基本相同。）
二、作物化學控制的性質
1、作物化學控制是應用學科，它廣泛應用於農業生產中。
2、作物化學控制是交叉學科，它是植物生理學、作物栽培學和農藥合成的交叉學科。
三、作物化學控制的任務
認識植物激素的作用機理，研究植物激素的作用與功能，同時，主要針對大田作物體內植物激素和植物生長調節劑進行合成、篩選和評價。
四、作物化學控制基本原理
它不同於植物生理，是從植物生理基礎出發，最終形成乙個完善成熟的技術，其發展方向是借助於作物化控栽培工程（是90年代初李丕明和何鐘佩兩位先生提出的），把農業生產過程變成可控的，並可以以人的意志為轉移的，趨向於工業生產的可控過程。
五、作物化學控制例項
§2 作物化學控制技術的發展歷史及應用的重大進展
在講述作物化學控制技術的發展歷史及應用進展之前，首先看一下植物激素在植物體中的發現及其作用特點
一、植物激素的發現及其作用特點
1植物激素按發現的先後順序依次是：
生長素（2023年）、赤霉素、細胞**素、乙烯、脫落酸。
2作用特點：根據作物的生長發育過程，證明了沒有植物激素就沒有植物的生長發育，植物激素貫穿於植物生長的一生。可用下圖表示：
促進萌發（ga）
種子植株（根、莖、葉、花、果實）
打破休眠（ga、ctk、ch2=ch2三者協同作用） 均受不同激素控制
根：莖：
葉片：物應用後可以使葉角減小、改善株型、增加透光。
花： 果實：
二、化控技術的發展歷史及應用進展
第一例生長調節劑（pgrs）是用乙烯、乙炔促進菠蘿開花；較大的進展是在2023年以後，當時最有代表性的應用是促進果樹插枝生根，這是20世紀40年代最有代表性的技術；在此以後，世界範圍內發展狀況如下：
50年代用mh（青鮮素）防止馬鈴薯洋蔥的塊莖鱗莖等發芽；
60年代用矮壯素最早防止的是小麥倒伏，接著是在棉花上防止徒長（需嚴格用量）；
70年代用乙烯利促進棉花催熟及防止玉公尺倒伏；
80年代用縮節安控制棉花的生長發育（這是對於雙子葉植物），但是在小麥玉公尺等禾本科作物上其效果沒有前者好；
90年代研製的調節劑較多，用多效唑、壯豐安、烯效唑（效果好於多效唑，廠家不同效果不同）。多效唑主要用於水果、油菜、水道育秧上，而後兩者主要用於禾本科植物的倒伏上。
實踐證明，廣譜性的調節劑不存在，要根據不同作物不同生理需要來生產使用。有些調節劑如杭州水稻所推出來的多效唑藥物殘留量大，只是在水田中表現還不明顯，後來又研製出烯效唑由於其應用劑量小，所以說殘留量不大，現在正逐步取代多效唑。
§3 作物化控技術在開發農作物遺傳和生理潛力上的功能
一 、化控技術中控制的內涵：
二化控技術與傳統技術的關係
、區別1、 傳統的栽培措施是針對作物生長的外部環境來調控（如水肥管理、中耕鬆土、清楚有害生物等）；
而化控技術則是通過控制內部生理變化來調控（如通過施用植物生長調節劑來控制發育，其目的是通過改變作物的生長使其適應環境）。
2、傳統的栽培措施是採用強迫手段，對植株個體作人工或機械修整（如菸草種子的厚種皮在栽前去掉、棉花的整枝、小麥的鎮壓、果樹的修整等）；
而化控技術則是通過施用外源激素來改變作物內源激素系統從而來調控作物的生長發育（其主要是開發作物自身的如對乾旱高溫低溫等逆境的免疫能力減輕不良條件對其的傷害）。
3、在應對乏策方面，傳統技術都留有餘地（如水肥等），作物的生產潛力不一定完全發揮出來；
而化控技術則能夠最大限度發揮作物的生產潛力，從而發揮最大的經濟效益。
、聯絡 二者的目的是相同的，不是相互對立的，而是取長補短互相融合的，這樣就形成了新的體系即化控栽培工程。
、化控技術與常規技術的關係
1 化學控制與改變基因型的育種工作起互補作用；
2 化控技術使改善環境的措施，趨於完善或發揮更大效益，促進常規技術革新；
3 化控技術可減少或免除機械修整植株，並提高勞動生產率。
三、作物化控技術在開發農作物遺傳和生理潛力上的功能
.（一） 化控技術與改變基因型的育種工作起互補作用
育種工作改變作物的基因；化控技術與其工作互補。
1、化控技術可以誘導出與基因作用產生相同的效應。
如：2 、化控技術可以使品種適應多變的氣候，擴大種植範圍，提高穩產的保險係數。（在抗逆育種中，應用化控技術意義重大。）
3 、化控技術可以修飾品種，促進品種優良性狀的表達。
4、化控技術可提高作物的抗生物逆境（包括病、蟲等）能力。
5、解決育種或制種程式上的某些疑難問題（包括殺雄，花期，水稻的不育系、恢復系、保持系的三系制種。）。
如：a 化學殺雄：
b雜交水稻制種：
c無籽果實的產生：
6、控制性別分化
（二）化控技術使改善環境的措施趨於完善或發揮更大效益，並促使某些傳統措施革新
（三）化控技術可以解決耕作制度改革中的一些難題，有利於多熟種植的施行
由於我國土地資源有限，人口眾多，要想滿足人們的需要，必須充分利用現有資源，使耕地滿負荷運轉，從而使產量提高，但高產也有高風險相伴。如一年兩熟種植區，由於後期低溫，使二次耕作物產量明顯下降。但是，應用化控技術可以使產量提高，使高產高風險轉化為高產低風險。
（四） 化控技術可以增加產量，提高產品的質量和經濟效益
1增加產量：
2提高產品質量和經濟效益：
3提高商品價值：
（五） 化控技術能夠誘導開花和調整花期
（六） 化控技術可以提高勞動生產率，免除或減少機械修整植株
我國在農業生產中，手工操作多，如整枝、打杈、除草、收穫等。而國外多是機械化，如在美國均是化學整枝、化學除草。據統計，每畝棉田在中國、前蘇聯、美國所需勞動力分別是40個、5個、0.
5個。在生產中發現以下幾個問題：
1在我國用dpc代替整枝打杈等沒有推廣開，與我國農業機械化程度落後有關。
2除草劑是在調節劑的應用過程中才發現的，如2，4—d在小劑量時是調節劑，但大劑量時是除草劑（用於多闊葉林的除草）。
3從脫葉到收穫，在美國使用脫葉劑較多，因為它有不同的收穫機械。
從以上可以看出，在我國，如果調節劑推廣後，可大大提高勞動生產率。
§4 未來展望：作物化控技術——最具開發潛力的研究領域
植物生長調節劑的應用已對我國農業生產做出巨大貢獻。但就其研究深度、應用範圍和規模與其具備的潛力相比較，這些成就只能說是初步的。隨著農業生產的發展，對農業技術的要求越來越高。
實現「三高」農業面臨嚴峻挑戰。必須調動一切可行因素，來解決這些問題。由於植物生長調節劑具備以上介紹的那些特點，能夠對作物施行基因誘導表達調控、生理調控和農業性狀調控。
所以說，從長遠來看，植物生長調節劑是最具潛力、最具開發前景的研究領域。今後在農業生產上必將發揮越來越重要的作用。本領域近期研究的主要目標是：
1加速推廣現已研製成功並確實在農業生產上有實際效益的生長調節劑，使科研成果迅速轉變為生產力。
2開發研製新型高效生長調節劑。在科學實驗基礎上進行合理混配，找出具有相同或相加效果的劑型。同時開展多方位試驗，以確定它的作用、效果、使用時期和方法，實用作物及其毒性和殘留等。
3在有條件的單位深入開展激素作用機理研究，如基因表達和訊號轉導機制等，為新型植物生長調節劑的研製和開發奠定基礎。
第二章植物激素系統與植物生長發育的化學控制
§1 植物激素的概念、種類及主要生理作用
一、植物激素的概念
植物激素——是指植物體內產生的，可以在植物體內運輸的，用很低濃度能起很大作用的化學物質。
二、植物激素的種類及其生理作用
1、生長素（iaa）
最初在2023年，c.darwin首先提出了植物中存在某種物質，從頂端向下運轉到伸長區，刺激並引起生長的現象。在2023年went通過瓊脂上胚芽鞘的變化實驗證明了這種物質能夠從胚芽鞘尖端向莖部運輸，促進生長，從此確定了生長素的存在。
生理作用如下：
促進細胞伸長
促進細胞的**與分化
促進髮根和不定根的形成
促進開花
促進果實形成，誘導形成（無籽果實）單性結實。
促進頂端優勢（抑制側芽生長）
促進脫落
促進著果和肥大生長
此外，iaa還有以下作用：促進酶活性提高（纖維素酶、葡聚醣酶、果膠甲酯酶、atp酶）；促進核酸、蛋白質合成；形成生長素結合蛋白，參與訊號轉導；促進基因表達。
2、赤霉素（ga）
生理作用如下：
促進莖和葉鞘的伸長生長
促進叢形植物抽苔
如：花仙子等，但未必能開花。
促進細胞伸長與**
誘導花芽形成
打破種子、塊莖、休眠芽的休眠，促進發芽。
誘導單性結實，形成無籽果實。
如：葡萄、黃瓜、番茄等已在生產上應用。
延緩衰老，與生長素有類似效果。
促進頂端優勢
3、細胞**素（ctk）
它的種類很多，至少30多種。
生理作用如下：
促進細胞的**和擴大，促進細胞質的**，單核細胞可以使組織擴大。
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