01蕓苔素甾醇廣泛存在于植物界

植物在進(jìn)化過程中逐漸形成內(nèi)源激素調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)以應(yīng)對各種環(huán)境脅迫。其中，蕓苔素是一類具有促進(jìn)細(xì)胞伸長功能的植物甾醇【1-2】，普遍存在于從低等到高等的整個植物界，已發(fā)現(xiàn)幾十種蕓苔素類似物(圖1)【3-4】。

02天然蕓苔素是打開內(nèi)源蕓苔素通路最好的“鑰匙”

天然蕓苔素主要存在于花和種子中，調(diào)控生殖發(fā)育、種子成熟，促進(jìn)莖伸長及根形態(tài)建成，同時在植物抗逆脅迫中有積極作用【3，5】。第一個完成結(jié)構(gòu)鑒定的蕓苔素是蕓苔素內(nèi)酯BL(圖1-1)，但其天然含量極低，無法實現(xiàn)提取產(chǎn)業(yè)化，并由此產(chǎn)生了一系列人工合成替代品。植物通過“鎖鑰”原理實現(xiàn)激素感知和響應(yīng)，而天然蕓苔素是開啟蕓苔素響應(yīng)大門最好的“鑰匙”，與受體親和力強(qiáng)，效果遠(yuǎn)勝各種人工合成蕓苔素內(nèi)酯。外源施加天然蕓苔素，可快被植物感知、吸收，有效補充各種因素引起的內(nèi)源蕓苔素合成不足，使細(xì)胞迅速響應(yīng)，活性高，且不存在排異現(xiàn)象，安全性高。

14-羥基蕓苔素甾醇(圖2)作為油菜花粉中的一種新的蕓苔素類似物，可以通過環(huán)保溶劑進(jìn)行批量提取、精制，是實現(xiàn)綠色提取產(chǎn)業(yè)化的天然蕓苔素甾醇。14-羥基蕓苔素甾醇在中國農(nóng)藥毒性分級中劃定為微毒或低毒，環(huán)境毒理評級為低毒、易降解，且環(huán)境健康風(fēng)險評估為較低(RQ<1)，對人和環(huán)境生物安全。

03應(yīng)用實踐證明天然蕓苔素可促進(jìn)豐產(chǎn)增收

(1)促進(jìn)花芽分化、保花保果

果樹產(chǎn)量品質(zhì)與花器官發(fā)育息息相關(guān)，在花芽分化期和幼果期噴施天然蕓苔素，或者人工授粉過程中添加一定量天然蕓苔素，可顯著增加果樹開花數(shù)量和質(zhì)量，減少畸形花，提高授粉效率，提高坐果率，減少落花落果，已廣泛應(yīng)用在獼猴桃、柑橘、蘋果、棗等絕大多數(shù)果樹的種植生產(chǎn)中。

獼猴桃是典型的雌雄異株藤本植物，生產(chǎn)實踐中須以人工授粉方式提高授粉和坐果率。在全樹開花2/3以上時，采用天然蕓苔素粉劑以1/50比例混入花粉中進(jìn)行人工點授或天然蕓苔素水劑2500倍稀釋噴霧授粉，可顯著提升獼猴桃坐果率的同時促進(jìn)果實中維生素C和微量元素含量顯著提升獼猴桃儲運性和營養(yǎng)價值。(圖3-4)【6】。獼猴桃幼果期可再次噴施天然蕓苔素與赤霉素、生長素的復(fù)合藥劑，可顯著促進(jìn)幼果快速膨大生長，果形修長，單果重增加20%-30%(圖5)。

圖3 14-羥基蕓苔素甾醇對紅心獼猴桃坐果率的提升【6】

柑橘自然生理落果嚴(yán)重，通常坐果率僅2%-3%，為提升開花質(zhì)量，提高坐果率，分別在在開花前、謝花2/3、第二次生理落果前5~7天，使用天然蕓苔素+赤霉酸方案噴施，可使柑橘坐果率提高20%(廣西砂糖桔)，幼果、果梗提前3天轉(zhuǎn)綠，畸形果率低。

(2)轉(zhuǎn)色增糖，提升水果品質(zhì)

水果童年的滋味代表著成熟期的高糖酸比和豐富維生素、微量元素。在水果轉(zhuǎn)色初期，連續(xù)使用天然蕓苔素+高鉀型葉面肥全樹噴施2-3次，可以加速營養(yǎng)吸收轉(zhuǎn)化，增強(qiáng)光合作用促進(jìn)糖分累積，促進(jìn)檸檬酸、蘋果酸等有機(jī)酸類降解轉(zhuǎn)化為維生素、黃酮等營養(yǎng)成分，增加糖酸比和風(fēng)味物質(zhì)累積，同時具有促進(jìn)果皮細(xì)膩、修正果形作用。

圖7 天然蕓苔素甾醇促進(jìn)果皮細(xì)膩、果型正(圖片來自于植保科學(xué))

圖8 天然蕓苔素甾醇提高果實糖度(圖片來自于植保科學(xué))

(3)大田作物浸種拌種，增強(qiáng)抗性，促進(jìn)增產(chǎn)增收

糧食作物的品質(zhì)產(chǎn)量與環(huán)境條件息息相關(guān)，天然蕓苔素在糧食作物全生育期抵御高溫、干旱、凍害、鹽堿等逆境脅迫方面具有顯著效果。首先，下種前對種子進(jìn)行拌種、包衣等處理方式，可提升作物出苗整齊度，提苗壯苗(圖9)。其次，在破口、揚花、灌漿等作物重要發(fā)育時期噴施天然蕓苔素1-2次，能夠抵抗各種逆境脅迫，提升糧食作物產(chǎn)量。天然蕓苔素已在全國范圍內(nèi)開展小麥調(diào)節(jié)生長及增產(chǎn)效果推廣，涉及河南、山東、山西、陜西、甘肅、江蘇等主要小麥產(chǎn)區(qū)的11個試驗點，平均增產(chǎn)13.28%，其中山西增產(chǎn)達(dá)到22.36%(圖10)。

圖9 天然蕓苔素種子處理促進(jìn)萌發(fā)

圖10 天然蕓苔素甾醇對小麥增產(chǎn)效果顯著

(4)增強(qiáng)營養(yǎng)吸收，促進(jìn)蔬菜增產(chǎn)

采用0.0075%天然蕓苔素甾醇水劑稀釋2500倍在蔬菜上葉噴處理1-2次，可增強(qiáng)作物對營養(yǎng)的吸收利用效率，增強(qiáng)光合作用，促進(jìn)蔬菜增產(chǎn)。室內(nèi)試驗結(jié)果顯示，葉噴6天后天然蕓苔素甾醇處理組小白菜葉面積比清水對照增加20%。

圖11 新朝陽天然蕓苔素在小白菜上的葉噴效果試驗

(5)防寒抗凍效果顯著

“倒春寒”是常見的春季逆境脅迫，直接影響作物產(chǎn)量。寒害、凍害前2-4天，過后3天內(nèi)和10-15天后，分別噴施天然蕓苔素8-15ml+新型磷酸二氫鉀/氨基酸葉面營養(yǎng)，增強(qiáng)作物對寒害、凍害的抵抗能力，受凍的作物快速恢復(fù)生長。倒春寒會使櫻桃花萼受損60%以上，天然蕓苔素+高鉀葉面肥處理可顯著降低受損率40%，保證正常授粉(圖12)。

圖12 提高櫻桃花抗低溫能力(圖片來自于植保科學(xué))

凍害條件下，作物光合系統(tǒng)受損，無法正常完成光合作用，嚴(yán)重影響作物生長。在番茄幼苗受凍害脅迫前2-3天，以2000倍稀釋天然蕓苔素甾醇+氨基酸葉面營養(yǎng)全株噴施，可激活過氧化物酶(POD)和過氧化氫酶(CAT)活性，清除番茄體內(nèi)過量的脅迫氧自由基，以保護(hù)凍害脅迫下番茄幼苗的光合系統(tǒng)，并促進(jìn)脅迫后的快速恢復(fù)(圖13-14)。

圖13 下番茄凍害脅迫5h下番茄幼苗生長狀況及最大光合速率QY-max熒光成像【7】

圖14 凍害脅迫5h下不同處理番茄幼苗的抗氧化酶活性【7】

(6)復(fù)配除草，增效更安全

天然蕓苔素可快速調(diào)動植物基礎(chǔ)代謝水平。一方面，在與除草劑復(fù)配使用時，可促進(jìn)雜草對藥物的吸收和體內(nèi)轉(zhuǎn)運，增強(qiáng)除草劑殺草效果;另一方面，當(dāng)各類農(nóng)藥出現(xiàn)藥害時，及時補施天然蕓苔素可激活作物解毒機(jī)制，加快農(nóng)藥在體內(nèi)的解毒代謝，促進(jìn)作物恢復(fù)。

圖15 天然蕓苔素甾醇與除草劑復(fù)配增效

大量應(yīng)用實踐證明，天然蕓苔素使用濃度低，應(yīng)用場景豐富，推廣十余年來，已廣泛應(yīng)用于超過100種農(nóng)作物的各個生育期，均未發(fā)現(xiàn)任何藥害和不良影響，適用于植物激素水平調(diào)節(jié)，功能多、活性高、安全性好，在促進(jìn)花芽分化、保花保果、轉(zhuǎn)色增糖、促進(jìn)代謝、解除藥害、浸種拌種、增強(qiáng)抗性、增產(chǎn)增收等方面具有顯著效果和經(jīng)濟(jì)價值。

參考文獻(xiàn)

1.Mitchell JW, Mandava N, Worley JF, Plimmer JR, Smith MV. Brassins--a new family of plant hormones from rape pollen. Nature. 1970;225(5237):1065-6.

2.Michael D. Grove GFS, William K. Rohwedder, Nagabhushanam Mandava, Joseph F. Worley, J. David Warthen Jr, George L. Steffens, Judith L. Flippen-Anderson & J. Carter Cook Jr Brassinolide, a plant growth-promoting steroid isolated from Brassica napus pollen. Nature. 1979;281:216–7.

3.Fujioka, S. & Sakurai, A. Brassinosteroids. Nat Prod Rep.1997;14, 1-10.

4.Steven D. Clouse. A History of Brassinosteroid Research from 1970 through 2005: Thirty-Five Years of Phytochemistry, Physiology, Genes, and Mutants. J Plant Growth Regul. 2015; 34:828–844.

5.Schmidt, J., Altmann, T. & Adam, G. Brassinosteroids from seeds of Arabidopsis thaliana. Phytochemistry.1997; 45, 1325-1327.

6.李玉珠,王艷玲,吳丹,等.天然植物生長調(diào)節(jié)劑14-羥基蕓苔素甾醇在獼猴桃授粉中的應(yīng)用[J].北方果樹, 2021(5):4.

7.馬寶鵬,王艷玲,吳丹,等.外源調(diào)節(jié)劑對番茄幼苗抗凍性的誘導(dǎo)效應(yīng)[J].北方園藝, 2022(1):7.