專利名稱：光效劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種植物生長調(diào)節(jié)劑，尤其是一種通過提高植物的光合作用效率，從而提高作物的質(zhì)量和產(chǎn)量的光效劑。
為了培育高光效品種，人們在作物育種上使出了渾身解數(shù)。一是系統(tǒng)育種，二是雜交育種，三是誘變育種，四是染色體工程育種，五是生物工程育種，六是太空育種等等。在一些品種的育種方面取得了很大的成績，比較典型的是雜交水稻，其產(chǎn)量比常規(guī)水稻多15％～20％。但是無論哪一種育種研究，都是把天然存在的資源通過篩選、雜交、誘變、基因變異等進行改良，都只能是局限于單個品種而已，都沒有從整體上去觸及植物光合作用的本質(zhì)問題。而且現(xiàn)在要培育一個新品種，至少要花8～10年的時間，所以農(nóng)業(yè)上的科技進步就顯得十分緩慢。
由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社出版發(fā)行的《中外著名專家論中國農(nóng)業(yè)1949-2030》一書，針對中國農(nóng)業(yè)面對人口增多，耕地減少，資源枯竭，環(huán)境惡化等問題，提出必須提高單位面積的產(chǎn)量，今后的主要突破口應(yīng)是基礎(chǔ)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，首先是光合作用效率的提高。到目前為止，關(guān)于如何提高植物光合作用效率的問題，還沒有成熟的理論，也沒有人去觸及到它的本質(zhì)問題，更沒有從根本上普遍提高植物光合作用效率的有效手段。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是要觸及光合作用效率的本質(zhì)問題，研究出一種光效劑，可大幅度提高植物的光合作用效率，大幅度提高作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。
關(guān)于光能利用率，現(xiàn)有的理論研究是這樣的每年進入地球大氣的太陽光能，據(jù)統(tǒng)計約1.3×1023cal。這些投射到地球的太陽能，一是約占10％～20％的光能被反射掉；二是漏到地面上的被土壤吸收，當(dāng)作物密度小、生長差時，這部分可達50％～80％，即使高度密植、生長茂盛的作物群體，這部分也有5％～10％；三是被作物吸收的約10％～85％。在作物吸收的這部分中還不能全部用于光合作用，首先葉綠素只能吸收和轉(zhuǎn)化可見光部分，約占總輻射光能的47％，其余的一半多轉(zhuǎn)化成熱而散失于空氣中。
其次，光合有效輻射還有一定的轉(zhuǎn)化效率，即同化1摩爾CO2，需要吸收1672KJ太陽輻射能，而在光合作用產(chǎn)物中僅儲藏468.16KJ，所以光合作用的最大轉(zhuǎn)化率為28％。
假設(shè)在最優(yōu)條件下，反射和漏到地面上的光能為15％，光合有效輻射占總輻射的47％，最大的光合作用轉(zhuǎn)化率為28％，再減去呼吸消耗50％和非光合器官吸收10％，綜合在一起，太陽總輻射能的理論可能利用率為5％左右。即(100％-15％)×47％×28％×(100％-50％)(100％-10％)≈5％。實際上，由于種種原因，作物對太陽光能的利用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達到這個5％。
目前，作物對太陽光能的利用率是很低的，一般只能利用1％～2％，有的甚至不到1％，一般稻田只利用了0.4％左右，就是雜交作物的高產(chǎn)田塊也不過2％。據(jù)專家測算，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，如果對太陽光能的利用率再提高1％的話，每公頃作物總產(chǎn)量可增加10噸左右；如果把京津地區(qū)水稻光能利用率提高到2.6％，一畝水稻的干谷最高產(chǎn)量可達1250千克；長江下游和華南廣大稻區(qū)，如將大田光能利用率提高到3％，單季稻每畝可產(chǎn)干谷1412千克；在華北地區(qū)，若生長期總干物質(zhì)(包括莖葉)，平均光能利用率達到5％的話，水稻，玉米的產(chǎn)量每公頃可達24～30噸。而目前，雜交水稻的最高產(chǎn)量也不過是800千克左右而已。由此可見，作物光能利用的潛力是很大的。
縱觀這個理論研究，太陽光能的10％～20％被反射掉，這是地球本身固有的特性，我們是沒有能力去改變的。漏到地面上被土壤吸收的部分，變化范圍較大，從5％～80％，受制于作物群體，人們可以通過合理的密植，最大限度的減少漏光損失，但這并沒有觸及植物本身的光合能力。植物非呼吸器官吸收的10％人們也無法去改變，它也沒有觸及植物本身的光合能力。至于植物呼吸器官中的葉綠素只能吸收和轉(zhuǎn)化可見光部分，約占47％。這一部分可以認(rèn)為是葉綠素的固有屬性，人們也是無法改變的。剩下的就是光合作用的最大轉(zhuǎn)化率28％和呼吸消耗50％這兩個問題，這兩個問題正是觸及植物光合能力的本質(zhì)問題，人們要提高植物光能利用率就應(yīng)該也只能從這兩個本質(zhì)問題去尋找突破口。
中醫(yī)的經(jīng)絡(luò)學(xué)說可能為我們打開這扇大門提供了一把鑰匙。中醫(yī)的經(jīng)絡(luò)學(xué)說是這樣的經(jīng)絡(luò)是人體組織結(jié)構(gòu)的重要組成部分。它是溝通表里、上下，聯(lián)絡(luò)臟腑組織和運行氣血的獨特系統(tǒng)。就是說，人體組織結(jié)構(gòu)，包括五臟六腑，四肢百骸，五官九竅，皮肉脈筋骨等，是依靠經(jīng)絡(luò)系統(tǒng)將其有機的聯(lián)系起來的，從而構(gòu)成了一個表里、上下、內(nèi)外彼此之間緊密聯(lián)系、協(xié)調(diào)共濟的統(tǒng)一體。就是組織結(jié)構(gòu)本身，各個細(xì)胞之間也是依靠經(jīng)絡(luò)系統(tǒng)聯(lián)系起來的。
本發(fā)明人認(rèn)為，這個經(jīng)絡(luò)學(xué)說的表述適用于一切生物(包括動物和植物)。每一種植物其自身都有獨特的經(jīng)絡(luò)系統(tǒng)。
我們的祖先是從醫(yī)治人體的疾病，從針灸、推拿、氣功等醫(yī)療實踐中發(fā)現(xiàn)這個經(jīng)絡(luò)系統(tǒng)的。早在二千五百年前就發(fā)現(xiàn)了經(jīng)絡(luò)，并精確地測繪了人體經(jīng)脈循環(huán)圖。在《內(nèi)經(jīng)·經(jīng)脈篇》中就這樣說，經(jīng)絡(luò)可以控制人體一切功能，具有“決生死、處百病、調(diào)虛實”的作用。但2500多年來這個發(fā)現(xiàn)沒有從科學(xué)上提高到應(yīng)有的高度和發(fā)揮其應(yīng)有的作用。
植物也和其它一切生物一樣，也要飲食(吸收肥料和水份)，要呼吸，要生兒育女(遺傳育種)，也有生老病死。所以植物的經(jīng)絡(luò)又何嘗不是具有“決生死、處百病、調(diào)虛實”的作用？植物的光合作用絕不是單純的在日光作用下水和二氧化碳的化合作用，如果沒有各種營養(yǎng)元素參與其中，沒有一定的溫度，水和二氧化碳的化合作用是發(fā)生不了的。一般地說，植物從根部吸收各種營養(yǎng)元素(肥料)和水份，通過經(jīng)絡(luò)送到植物的莖葉，通過呼吸器官吸入二氧化碳(還有其它氣體)，在日光的作用下，葉綠素將這些營養(yǎng)元素、水份、二氧化碳巧妙的結(jié)合在一起發(fā)生極其復(fù)雜的化合作用，通常叫光合作用。光合作用的產(chǎn)物又通過經(jīng)絡(luò)系統(tǒng)傳輸?shù)街参锏母鞑恳誀I養(yǎng)植物全身。這種吸收，光合，傳輸，循環(huán)往復(fù)就構(gòu)成了植物體的生命過程。應(yīng)該特別指出的是，這種循環(huán)往復(fù)的生命過程是要消耗能量的，植物的呼吸也是要消耗能量的。這就是光合作用的最大轉(zhuǎn)化率為28％和呼吸消耗50％的本質(zhì)所在。事實上植物光合作用的轉(zhuǎn)化率遠(yuǎn)遠(yuǎn)達不到28％，其呼吸損耗也要比50％大得多。還有植物體處于自然界當(dāng)中，總有風(fēng)吹雨打，各種生物的傷害，也是要消耗能量的，當(dāng)風(fēng)調(diào)雨順，自然災(zāi)害較少時，這種消耗就會少一些，因而經(jīng)濟產(chǎn)量就會高一些，反之則少一些。每一個植物體，即便在同一外界條件下，其損耗率也是不同的，這處決于每一個植物體其自身的經(jīng)絡(luò)系統(tǒng)的健全程度和功能強弱，正如人們有胖瘦之別一樣。所以，要提高植物光合作用效率，從本質(zhì)上來說，就是減少植物體生命過程中的能量損耗和呼吸消耗，從而增加光合產(chǎn)物的儲藏，達到增加經(jīng)濟產(chǎn)量的目的。
如果我們通過某種方法，疏通植物的經(jīng)絡(luò)，并使其功能更健全一些，那么，就可以使其在生命過程中，減少傳輸能量的損耗，同時減少呼吸過程中的能量消耗，最終可以達到我們的目的——增加經(jīng)濟產(chǎn)量。
中醫(yī)理論中的藥性論和歸經(jīng)原理，給我們提供了這樣的思路既然藥物有四性五味，有升降浮沉，不同的藥物對人體的各部分作用不同(這些都是在醫(yī)療實踐中反復(fù)驗證總結(jié)出來的)，人們就可以采用不同的藥物進行組方去治療各種不同的病癥。但是，九九歸一，最終都是想方設(shè)法去疏通經(jīng)絡(luò)以達到治愈疾病的目的。這些原理同樣適用于植物體，植物也可以進補各種藥物，也要補氣、補陰、補陽、補血，也要活血化瘀，有時要解表發(fā)汗，而有時則要收斂止汗，要根據(jù)不同的植物進行辯證施藥。
本發(fā)明人經(jīng)過長期的反復(fù)探索和實踐，發(fā)明了一種用于提高植物光合作用效率的《光效劑》，它是一種中藥酒劑，中藥方劑如下1、補氣藥，黃芪、白術(shù)各半，占10～12份；
2、補陰藥，枸杞子，麥門冬、山茱萸各三分之一，占12～14份；3、補陽藥，杜仲、續(xù)斷、巴戟天、狗脊各四分之一，占24～26份；4、補血藥，何首烏、當(dāng)歸、雞血藤各三分之一，占16～18份；5、活血藥，川芎、丹參、紅花各三分之一，占13～15份；6、止咳化痰藥，百部、桔梗、橘皮各三分之一，占6～8份；7、利水滲濕藥，五加皮、金櫻子各半，占3～5份；8、清熱藥，黃芩、黃柏各半，占2～4份；9、解表藥，荊芥、紫蘇、桂枝、薄荷、菊花各五分之一，占4～8份。
上述9類藥物共27種中草藥，當(dāng)某種藥物原料短缺時，可以用同類的其它藥物來代替，例如當(dāng)山茱萸短缺時，可以用同是補陰藥的石斛或玉竹來代替，但全方劑27種中草藥每次替代不宜超過3種。
這27種中草藥組成的中藥方劑先按上述比例混合后加以粉碎變成中細(xì)粉狀。每1千克藥粉加水300～310千克，紅糖45～55千克，在鍋爐中煮沸10～20分鐘，冷卻后再加入95度的醫(yī)用酒精150～160千克(若采用醫(yī)用酒精，則對人畜無害)，混合澄清后所得溶液(約為500千克，藥物與溶液的比例約1∶500)即為光效劑，可以裝瓶入庫。這種光效劑酒精度為28±2度，含糖量10±1％，顏色為棗紅色。如果藥物不加以粉碎，也可直接加入鍋爐中煮沸，但煮沸時間要延長至25～40分鐘。
本發(fā)明人對主要農(nóng)作物常規(guī)水稻、雜交水稻、常規(guī)小麥、普通大豆、普通白豆進行了3～4代庭院式的種植試驗，從試驗結(jié)果看，具有下列明顯優(yōu)點1、農(nóng)作物經(jīng)過噴灑光效劑以后，其提高光合作用效率每一代都具有遺傳性，用這種方法進行系統(tǒng)育種，一般經(jīng)過3～4代，便可獲得產(chǎn)量比原來品種高一倍的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)新品種，時間短則2年，多則4年，而現(xiàn)有各種育種方法一般需要8～10年時間，產(chǎn)量也不過最多提高20％而已。因此，利用本發(fā)明的光效劑進行系統(tǒng)育種比現(xiàn)有一切育種方法具有極其明顯的優(yōu)勢。
2、現(xiàn)有的育種方法，比較典型的是雜交水稻，但其有明顯的生育弱勢，就是結(jié)實率較低，而且雜交優(yōu)勢不能遺傳，都需要專門制種，制種產(chǎn)量比較低，而采用光效劑培育常規(guī)水稻，經(jīng)過3～4代系統(tǒng)育種以后，其生育優(yōu)勢比雜交水稻還要強，而且結(jié)實率比雜交水稻高，無需專門制種，因而降低了種子成本，最終產(chǎn)量比雜交稻還要高。
3、現(xiàn)有的各種種植方法，無論其耕作多么精細(xì)，條件多么好，其肥料利用率都還比較低，很少有超過45％(我國氮肥平均利用率為30～35％)，而采用光效劑種植以后，由于其光合作用效率已大幅度提高(這種提高是依靠減少能量損耗來實現(xiàn)的)，因而其肥料利用率也得到了大幅度提高，一般可達70％以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于西方發(fā)達國家的最高利用率45％。
上述九類27種中草藥合計2000克，直接投入鍋中，加水620千克，紅糖100千克，煮沸30分鐘，冷卻后加入95度醫(yī)用酒精300千克，混合后隔渣澄清，大約得溶液1噸，即為光效劑，可以裝瓶入庫。
實施例2生產(chǎn)光效劑1噸，按500∶1需中藥粉2千克。九類藥物中解表藥取上限值8份，為符合比例平衡，補陽藥取下限值24份，補血藥取下限值16份，其余取中間值，這樣則需補氣藥，黃芪、白術(shù)各110克；補陰藥，枸杞子，麥門冬、山茱萸各87克；補陽藥，杜仲、續(xù)斷、巴戟天、狗脊各120克；補血藥，何首烏、當(dāng)歸、雞血藤各107克；活血藥，川芎、丹參、紅花各93克；止咳化痰藥，百部、桔梗、橘皮各47克；利水滲濕藥，五加皮、金櫻子各40克；清熱藥，黃芩、黃柏各30克；解表藥，荊芥、紫蘇、桂枝、薄荷、菊花各32克。
上述九類27種中草藥合計2002克，先混合加以粉碎變成中細(xì)粉狀，而后投入鍋中，加水610千克，紅糖100千克，煮沸15分鐘，冷卻后加入95度醫(yī)用酒精310千克，混合澄清后，大約得澄清溶液1噸，其酒精度，含糖量，顏色基本與例1相同，效果也無明顯差別。
光效劑在使用時，需用300倍的清水稀釋，霧狀噴灑于植物(作物)的莖葉上，從種子發(fā)芽長葉到開花結(jié)實前，每7天噴灑1次，每次畝需光效劑0.2千克，一般全程需噴7～8次，畝需光效劑1.6千克，光效劑的成本每千克約為5元，則每畝成本為8元。經(jīng)過7～8次噴灑光效劑后，就可以疏通植物(作物)的經(jīng)絡(luò)，增強它的呼吸功能，減少能量消耗而提高其光合作用效率，因而增產(chǎn)幅度一般每代都在20％以上，經(jīng)過3～4代系統(tǒng)育種遺傳，單產(chǎn)就可在原來基礎(chǔ)上翻一翻。此后在大面積種植后，只需在營養(yǎng)生長期噴灑兩次就行了。
現(xiàn)把常規(guī)水稻的試驗結(jié)果列出如下原品種，廣西興業(yè)縣常規(guī)稻粘小占2號，早稻，畝基本苗15.87萬，有效穗22.68萬(1∶1.43)，株高110厘米，平均每穗實粒數(shù)110.4粒，最大穗173粒，結(jié)實率89.3％，千粒重20.4克，畝產(chǎn)511千克，全生育期130天，折算成日·公頃產(chǎn)量為58.96千克。
A、常規(guī)種植。
①無肥種植，早稻，水直播，1999年2月26日浸谷，6月25日收谷。
②垃圾肥，藥渣肥種植，早稻，水直播，1999年2月26日浸谷，6月25日收谷。
B、光效劑試驗。
①垃圾肥，藥渣肥加尿素種植，全程噴灑光效劑，早稻，水直播，2000年3月6日浸谷，7月16日收谷。
②垃圾肥，氮、磷、鉀配方肥料種植，光效劑第一代種子，全程噴灑光效劑，早稻，水直播，2001年3月1日浸谷，7月10日收谷。
③藥渣肥，氮、磷、鉀配方肥料種植，光效劑第二代種子，全程噴灑光效劑，旱種，從三葉期后灌水，2002年3月2日浸谷，7月8日收谷。
④第三代光效劑水稻再生稻，全程噴灑光效劑，2002年7月8日留茬，9月17日收谷。
⑤氮、磷、鉀配方肥料種植，光效劑第三代種子，全程噴灑光效劑，晚稻，旱種，40天后灌水，2002年7月12日浸谷，14日種谷，11月7日收谷。常規(guī)水稻試驗結(jié)果列表如下 從表中可以看出，經(jīng)過光效劑四代系統(tǒng)育種遺傳，其分蘗成穗系數(shù)從原來的1.43增加到5.28，超過了一般雜交水稻的分蘗能力，而日·公頃產(chǎn)量是原品種的兩倍還多。這是由于光效劑提高了水稻光合作用效率，并得到了遺傳的結(jié)果。
在肥料利用率方面，光效劑常規(guī)水稻第四代，畝施尿素70千克、過磷酸鈣117千克、氯化鉀68千克，不再施用其它肥料。這樣折算畝施氮肥32.2千克、磷肥18.72千克、鉀肥38.76千克。稻谷產(chǎn)量983千克，吸收氮肥24.58千克、磷肥11.80千克、鉀肥30.47千克。所以所施肥料氮、磷、鉀的利用率分別為76.34％、63.03％、78.61％(假定土壤的肥力在每次種植以后保持不變)。肥料的利用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于我國目前的平均利用率(30～35％、10～20％、35～55％)，也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于西方發(fā)達國家的氮肥利用率45％。也由此可知，光合作用效率的提高主要是依靠減少光合作用產(chǎn)物在傳輸過程中的能量損耗而提高了肥料利用率來達到的。
權(quán)利要求
1.一種用于提高植物光合作用效率的光效劑，其特征是采用中藥組方，配以紅糖經(jīng)高溫煎煮，冷卻后加入酒精制得，中藥組方的重量配比為①補氣藥，黃芪、白術(shù)各半，占10～12份；②補陰藥，枸杞子，麥門冬、山茱萸各三分之一，占12～14份；③補陽藥，杜仲、續(xù)斷、巴戟天、狗脊各四分之一，占24～26份；④補血藥，何首烏、當(dāng)歸、雞血藤各三分之一，占16～18份；⑤活血藥，川芎、丹參、紅花各三分之一，占13～15份；⑥止咳化痰藥，百部、桔梗、橘皮各三分之一，占6～8份；⑦利水滲濕藥，五加皮、金櫻子各半，占3～5份；⑧清熱藥，黃芩、黃柏各半，占2～4份；⑨解表藥，荊芥、紫蘇、桂枝、薄荷、菊花各五分之一，占4～8份；紅糖為總藥量的45～55倍，酒精為總藥量的140～160倍，加水量為總藥量的300～350倍。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于提高植物光合作用效率的光效劑，采用中藥中的補氣藥如黃芪、白術(shù)等，補陰藥如枸杞子、麥門冬等，補陽藥杜仲、續(xù)斷等，補血藥何首烏、當(dāng)歸等，活血藥川芎、丹參等，止咳化痰藥百部、桔梗等，利水滲濕藥五加皮、金櫻子等，清熱藥黃芩、黃柏等，解表藥荊芥、紫蘇等，經(jīng)過科學(xué)的組方，配以紅糖和酒精，經(jīng)高溫煎煮而制得。農(nóng)作物經(jīng)過噴灑光效劑以后，其提高光合作用效率每一代都具有遺傳性，用這種方法進行系統(tǒng)育種，一般經(jīng)過3～4代，便可獲得產(chǎn)量比原來品種高一倍的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)新品種，結(jié)實率比雜交水稻高，無需專門制種，因而降低了種子成本。肥料利用率也得到了大幅度提高，一般可達70％以上。
文檔編號A01N65/46GK1425305SQ0215416
公開日2003年6月25日 申請日期2002年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月25日
發(fā)明者莫雨茂, 莫青山 申請人:莫青山