本发明属于农业生物技术领域，具体涉及一种提高植物抗旱性的抗旱剂，该抗旱剂主要成分是醋酸钾，能够提高棉花等植物的抗旱能力。
背景技术：
我国是一个干旱缺水严重的国家，淡水资源总量为28000亿立方米，人均水资源量仅为世界平均水平的1/4，是全球人均水资源最贫乏的国家之一。我国有近一半陆地处于干旱和半干旱地区。干旱胁迫严重影响农作物生长和产量。干旱胁迫下，植物一方面通过合成积累渗透保护物质等策略促进根系吸收水分，另一方面通过调控气孔关闭减少蒸腾，从而减轻干旱胁迫。植物激素aba(脱落酸)和ja(茉莉酸)等在调节气孔开闭提高植物抗旱性方面起着重要的作用。目前，已发现外源施加aba、ja等激素和氯化镧、氯化钙等化学物质都可提高植物的抗旱性。
最近，在拟南芥中研究发现：干旱胁迫下，hda6突变体中乙酸合成的2个关键基因pdc1和aldh2b7表达上调，导致拟南芥中乙酸含量升高，并且导致ja含量增加，抗旱性增强。另外，外源施加乙酸也能提高拟南芥的抗旱性。乙酸是酸性物质，大量施加可能对植物具有副作用。因此，寻找适宜植物吸收利用并且对植物没有副作用的抗旱性物质，对提高农作物抗旱能力、提高作物产量具有重要意义。
技术实现要素：
本发明的主要目的是提供一种安全、有效并且没有副作用的植物抗旱剂，进行根系施加，提高植物的抗旱能力，可以适用于棉花、拟南芥、小麦、玉米、水稻等常用的植物。
为此，本发明提供了一种植物抗旱剂，其活性成分是醋酸钾(ch3cook)。所述抗旱剂为含有醋酸钾的磷酸盐缓冲液溶液，醋酸钾工作浓度为10-15mm，抗旱剂的整体ph为中性(ph6.8-7.2)。该抗旱剂成分简单、效果良好、使用方便、价格便宜，可大面积应用于生产，缓解干旱胁迫，减免干旱减产导致的经济损失。
其中磷酸盐缓冲液的优选ph为6.5，其配制方法为：磷酸氢二钠：0.089g，磷酸二氢钠：0.165g，加去离子水约800ml充分搅拌溶解，然后加入浓盐酸调ph至6.5，最后定容到1l。称取1g-1.47g醋酸钾溶解到磷酸盐缓冲液中即为抗旱剂(醋酸钾浓度为10-15mm)。
本发明还提供该抗旱剂的使用方法：用于室内种植的植物，可直接在磷酸盐缓冲液中加入醋酸钾母液，使其终浓度达到10-15mm且ph中性，直接根系浇灌植物；用于大田种植作物，最好利用滴灌方式浇灌，首先把抗旱剂配制成100倍母液(磷酸氢二钠8.9g，磷酸二氢钠16.5g，醋酸钾100g-147g加去离子水约800ml充分搅拌溶解，然后加入浓盐酸调ph至中性，最后定容到1l)，利用滴灌施肥系统把醋酸钾母液稀释到100倍至10-15mm，然后进行滴灌，滴水量为5m3/亩。
本抗旱剂还可与其他无机肥、有机肥或者植物营养液等物质同时在大田中应用，施用方便，为提高农作物抗旱提供了有效的方法。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明棉花抗旱剂醋酸钾溶液通过直接浇灌的方式，提高植物中aba和ja合成基因的表达，从而提高体内aba和ja含量达到提高植物抗旱性的目的，比直接喷施aba或ja更加经济实惠、高效。
2、本发明的棉花抗旱剂主要成分是醋酸钾，一方面利用醋酸根离子促进aba和ja合成基因的表达，提高体内aba和ja含量的功能达到植物抗旱的目的，另一方面醋酸钾中含有钾离子，磷酸盐缓冲液中含有磷元素，钾和磷都是植物必须的营养元素，可起到施肥和抗旱的双重目的。且醋酸钾搭配磷酸盐缓冲液可以使抗旱剂ph呈中性，从而可以去除酸或碱性环境对植物的伤害。
3、本发明经过试验表明，对室内培养植物和大田栽培作物根际施加醋酸钾溶液后，都具有提高体内aba和ja含量，增强抗旱性的功能。
附图说明
图1为不同浓度醋酸钾处理10天后棉花成活率结果；
图2为不同浓度醋酸钾处理10天后棉花干物重结果；
图3为试验例一用抗旱剂处理对棉花抗旱性的影响的结果。图3为处理后8天后照片，ck(control)为清水对照，pa(potassiumacetate)为抗旱剂处理；
图4为试验例一用抗旱剂处理对棉花存活率的影响的结果。其中ck为清水对照，pa为抗旱剂处理；
图5为试验例二用抗旱剂处理对拟南芥叶片aba(a)和ja(b)含量的影响的结果。其中，ck为清水对照，pa为抗旱剂处理；
图6为试验例二用抗旱剂处理对拟南芥存活率的影响的结果。其中，ck为清水对照，pa为抗旱剂处理。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明的技术方案及其所产生的技术效果做进一步的阐述，下述说明仅是为了解释本发明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。本发明所述方法如无特殊说明，均为本领域常规方法。本发明所述试剂若无特殊说明均为市售试剂。
实施例一、抗旱剂中核心成分醋酸钾浓度的确定及抗旱剂的制备
(1)确定醋酸钾浓度
本申请发明人分别利用清水、5mm、10mm、15mm和20mm的醋酸钾处理棉花(各处理：每盆5株，9个重复，共45株棉苗)，处理后不浇水，处理10天后进行复水处理，统计测定棉花的成活率和棉花干物质重量。发现醋酸钾处理能够增强棉花抗旱性，提高棉花存活率，其中10mm、15mm和20mm醋酸钾处理棉苗的存活率分别比清水对照高2.46倍、2.65倍和2.84倍(图1)；10mm和15mm醋酸钾处理棉苗的干物质重分别比清水对照高33.3％和38.5％，但是20mm醋酸钾处理棉苗的干物质重只比清水对照高14.1％(图2)。这一结果说明高浓度(20mm)醋酸钾虽然可以提高棉花在干旱胁迫下的存活率；但是与低浓度(10mm和15mm)醋酸钾相比，高浓度醋酸钾抑制棉苗生长。因此，最终确定了抗旱效果较好的醋酸钾浓度为10-15mm。该处理浓度既能提高棉花的抗旱性，又对植物生长没有副作用。
(2)确定抗旱剂缓冲液
由于抗旱剂核心成分醋酸钾是强碱弱酸盐，溶液整体呈碱性，不利于植物生长。因此，设置了稍微偏酸性的磷酸盐缓冲液溶解醋酸钾，使抗旱剂整体呈ph中性，去除酸或碱性环境对植物的伤害。最终选定ph6.5的磷酸盐缓冲液比较合适(加入醋酸钾后整体的ph6.8-7.2)。
实施例二、抗旱剂配制及施用
配制磷酸盐缓冲液，磷酸盐缓冲液溶解配方为：磷酸氢二钠：0.089g，磷酸二氢钠：0.165g，加去离子水约800ml充分搅拌溶解，然后加入浓盐酸调ph至6.5，最后定容到1l；然后称取1.47g醋酸钾溶解到磷酸盐缓冲液中，即为抗旱剂(醋酸钾浓度为15mm)。
对于室内培养植物，在干旱胁迫到来前，直接根系浇灌抗旱剂，可提高植物的抗旱性和干旱胁迫下的存活率。
试验例一、施加本发明抗旱剂对棉花抗旱和干旱条件下存活率的影响
取直径10cm、高12cm的塑料盆，装满育苗基质；将充实饱满的脱绒的棉花(k836)种子20粒，均匀撒播于基质中，播深2cm；塑料盆开口处用透明塑料薄膜覆盖，置温室中(24～30℃)发芽出苗。齐苗后揭掉塑料薄膜，待棉苗长出第2片真叶后，间苗至每盆含长势一致的棉苗5株，放入温室中，14小时光照，10小时黑暗，昼夜温度分别为30℃和24℃，继续生长。棉苗每3天浇灌1次清水。
生长15天后，利用300ml含有15mm醋酸钾的抗旱剂进行根系浇灌棉苗，以300ml清水处理为对照，然后不再浇水；该试验设置9个重复，每个重复分别5株棉苗，抗旱剂处理组和清水对照组分别45株棉苗。处理8天后，发现对照棉苗叶片出现萎蔫表型，但抗旱剂处理棉花叶片生长正常(图3)；处理10天后进行复水处理，复水后3天统计棉花成活率，发现抗旱剂处理棉苗的存活率显著高于对照(如图4所示，抗旱剂处理组存活率为71％，清水对照组为20％)，说明抗旱剂处理显著增强了棉花的抗旱能力。
试验例二、施加本发明抗旱剂对拟南芥aba和ja含量的影响
取拟南芥种子，表面消毒杀菌后播种至含有ms培养基的培养皿中，放置光照培养箱中，14小时光照，10小时黑暗，温度20℃，湿度70％，发芽出苗。出苗2周后，移苗至装有育苗基质的育苗盒中(直径8cm、高10cm)，缓苗3天后，继续生长2周。然后，利用200ml含有10mm醋酸钾的抗旱剂进行根系浇灌拟南芥，以200ml清水处理为对照，然后不再浇水；该试验设置9个重复，每个重复分别9株拟南芥，抗旱剂处理组和清水对照组各81株拟南芥。处理1天后取拟南芥叶片测定aba和ja含量，发现抗旱剂处理显著提高了拟南芥aba和ja含量(图5)。处理10天后，进行复水，复水3天后统计拟南芥成活率，发现抗旱剂处理拟南芥的成活率显著高于对照，说明抗旱剂具有提高拟南芥抗旱性的功能(如图6所示，抗旱剂处理组存活率为89％，清水对照组为21％)。
1.一种植物抗旱剂，其特征是，所述抗旱剂的活性成分为醋酸钾。
2.如权利要求1所述的一种植物抗旱剂，其特征是，所述抗旱剂为含有醋酸钾的磷酸盐缓冲液溶液，醋酸钾工作浓度为10-15mm，抗旱剂的整体ph为中性。
3.如权利要求1或2所述的一种植物抗旱剂，其特征是，所述植物为棉花或者拟南芥。
4.如权利要求2所述的一种植物抗旱剂，其特征是，所述磷酸盐缓冲液的ph为6.5。
5.如权利要求4所述的一种植物抗旱剂，其特征是，所述磷酸盐缓冲液中，磷酸氢二钠：0.089g/l，磷酸二氢钠：0.165g/l。
6.如权利要求1-5中任一项所述的一种植物抗旱剂的应用方法，其特征是，在干旱胁迫到来前，直接根系浇灌抗旱剂。
7.如权利要求6所述的一种植物抗旱剂的应用方法，其特征是，用于室内种植的植物，直接在磷酸盐缓冲液中加入醋酸钾，使其终浓度达到10-15mm且ph中性，直接根系浇灌植物。
8.如权利要求6所述的一种植物抗旱剂的应用方法，其特征是，用于大田种植作物，利用滴灌方式浇灌，首先把抗旱剂配制成100倍母液，利用滴灌施肥系统把醋酸钾母液稀释到100倍至10-15mm，然后进行滴灌，滴水量为4-6m3/亩。
9.如权利要求8所述的一种植物抗旱剂的应用方法，其特征是，所述100倍母液为：磷酸氢二钠8.9g，磷酸二氢钠16.5g，醋酸钾100g-147g，加去离子水800ml充分搅拌溶解，然后加入浓盐酸调ph至中性，最后定容到1l。
10.如权利要求8所述的一种植物抗旱剂的应用方法，其特征是，所述抗旱剂与其他无机肥、有机肥或者植物营养液一起施用。
技术总结