植物化学调控资料.docx
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植物化学调控资料
ChemicalRegulationofPlantGrowthandDevelopment
植物生长发育的化学控制
课程特色:
实践性、自主性、愉悦性(真正自主学习,不是灌输\死记)
1、分组独立设计、自主安排实验
(试验方案、讨论、修改、实施)
独立试验设计、操作、不断发现和解决问题,探究式学习
前期试验方案确定、中期交流汇报、后期总结汇报
2、以实验为教学主体:
28学时/36学时
3、讲课为辅(基本原理、重点试验方案的修改完善、试验中出现问题的解决、试验技术、试验总结)
1、卞列植物生长调节物质的中文名称、主要生理功能,溶液如何配置?
(15分)
2、你组试验中用了哪些化学试剂和植物材料?
(5分)
3、概括介绍你组大致的实验处理和进程(包含失败的情况)。
(20分)
4、列举一个你在试验中发现的问题或遇到的难题,分析可能的原因,如何解决的?
(10分)
5、试验设计题目:
针对农业生产中出现的冬季油菜高脚苗(植株茎节伸长生长过旺)问题,你将采用何种类型的植物生长调节剂处理?
以一个常用的抑制植株茎节伸长生长的植物生长调节剂的为例,设计一个盆栽试验。
(25分)
6、提出你对本门课程的意见和建议(如考核、管理、组织、评分等)。
(5分)
教学计划
1,讲课(基本概念、理论、试验设计要点)(4-6学时)
2,分组(5-7人/组)海班4-5组,每组确定实验内容(自主实验),确定组长,联系电话
3,学生查找资料,准备试验方案(分组)(原理\实施方案\试剂、材料、仪器)
4,课堂交流、讨论试验计划、补充完善(集中)
5,学生独立实验(分组,实验时间\地点)+不定期交流
6,实验中期汇报(集中)
7,继续完善试验,不定期交流
&总结汇报(集中)
植物生长发育是一个复杂的过程,从种子萌发到结实一个完整的生长周期,不断受到内外因素的影响:
内,夕卜。
时间和空间上有序的生长发育。
包含物质代谢、能量转换、信息传递三个方面:
前两者是基础,后者起到开关的作用
信息:
遗传(基因),植物生长物质
Terminology术语
PlantGrowthSubstance植物生长物质
Phytohormone(=planthormone)植物激素
PlantGrowthRegulator植物生长调节剂
植物激素Phytohormones:
自身产生的含量极微,生理活性很强,对植物的生长发育有明显生理作用(萌发、伸长生长、开花、结实、成熟、衰老等)
应用植物激素可以调控植物的生长,使之满足人们的需要。
由于植物体内的植物激素含量低,难以提取
植物生长调节剂
定义:
具有类似于天然植物激素,具有生理活性的人工或生物合成的有机化合物
绝大多数是人工合成的化合物
植物化学调控或化学控制
狭义:
用植物生长物质去调节和控制植物生长发育的手段,称为植物化学调控或化学控制。
广义:
任何一种化学物质对植物生长发育的调控。
优点:
成本低、收效快、效益高、节省劳动力
迅速用于作物、果树、蔬菜、花卉、林木等方面,取得惊人的成就。
应用性很强的一种调控手段
第一章植物激素及生理功能
第二章常用的植物生长调节剂种类及其性质
第三章生长调节剂在营养生长方面的应用
第四章生长调节剂在生殖生长方面的应用(切花保鲜)
第五章生长调节剂与抗逆性
第六章植物生长调节剂施用原理与技术
第七章试验设计,案例分析及设计要点
特点
植物体内自身合成的naturallyoccurring
微量lowconcentration
可移动性moving
作用效果巨人aprofoundinflueneeonplantphysiologicalprocesses
Auxins生长素类(AUXs)
Gibberellins赤孫素类(GAs)
Cytokinins细胞分裂素类(CTKs)
AbscisicAcid脱落酸(ABA)
Ethylene乙烯(ETH)
多胺Polyamines(PAs)
油菜素笛体类(BRs)Brassinolides-similartoanimalhormones
水杨酸(SA)SalicylicAcid-aspirin,pathogendefense
茉莉酸类(JA)Jasmonates-floralfragranceandfloraldevelopment
第二章植物生长调节剂的种类及其性质
植物生长调节剂(Plantgrowthregulators):
定义:
具有类似于天然植物激素,具有生理活性的人工或生物合成的有机化合物绝大多数是人工合成的化合物
分类:
1.与五大类植物激素功能相似的分类法
2、从生理功能的不同
相似作用
拈抗
生长累类(IAAs)
NAA(祭乙酸)
2,4-D<2,4•二氯苯氣乙酸)
TIBA.NPA(抑制IAA的极性运输〉
PCIB{a-(对氯苯幅基〉异J•酸}(生长素专一抑制剂〉
赤每素类(GAs)
亦霉酸(九二O)
CCC(2•氟乙基三屮基氣化猱)B9PiXPP333等
细胞分裂素类(CTKs)
6-B/X(6•荼棊股嚨吟)KN(KT激动累〉
3■甲£.7-(3•甲基丁氨基)砒味帕,3■右唳
(扔抗齐J)
脱落酸(ABA)
赤箱素
乙怫(ETH)
乙烯利(2•魚乙基麟酸)
AOA(氮基筑乙酸〉
AVG(抵華乙烯•抵酸)
分类
1、与五大类植物激素功能相似的分类法
2、从生理功能的不同
植物生长促进剂(促进植物生长的化合物)
植物生长抑制剂(抑制植物茎部顶端分生组织生长的化合物,外施赤霉素不能逆转这种抑制效应,如ABA,水杨酸)
植物生长延缓剂(抑制植物近顶端分生组织生长的化合物,外施赤霉素可以逆转这种抑制效应,如CCC,PP333)
3.分类的相对性:
器官效应与浓度效应
同一种调节剂由于施用浓度的不同,对生长的作用就不同,如2,4-D,低浓度促进,高浓度抑制,更高杀死植物;
施用方法的不同IAA:
根10-10mmol/L,芽10-8mmol/L,茎10-4mmol/L)
植物生长调节剂要点:
溶解性:
毒性:
成本:
保存:
效应及用量
第一节常见的植物生长调节剂
卿喙乙酸IAA
无色结晶,见光后迅速变成玫瑰色,活性降低
Mr:
175.19;熔点:
164-165°C
溶解性:
微溶于水、苯、氯仿;易溶于乙酸乙酯、乙瞇、丙酮
忌:
酸,光
生理作用:
促进:
雌花形成,单性结实,侧根及不定根形成,种子果实生长,顶端优势
抑制:
花朵脱落,侧枝生长,块根形成,叶片衰老
蔡乙酸NAA
Mr:
186.2;有a型(活力强)、B型
a-蔡乙酸:
无色针状结晶,无臭无味,熔点:
134.5~135.5°C
溶解性:
不溶于冷水,微溶于热水,易溶于乙醇、乙瞇、丙酮、氯仿、苯、醋酸
忌:
遇湿气易潮解,见光易变色
剂型:
99%精制粉剂,80%粉剂,2%钠盐水剂,2%钾盐水剂
毒性:
通常浓度对人畜无毒
生理作用:
(浓度效应)
刺激生长、插条生根、疏花疏果、防止落花落果、诱导开花、抑制发芽、促进早熟和增产
2,4-D
2,4-二氯苯氧乙酸
Mr:
221.04:
无色结晶,无臭无味,不吸湿,熔点:
141°C
溶解性:
不溶水,能溶于乙醇、乙艇、丙酮、苯等有机溶剂
剂型:
80%可湿性粉剂,72%丁酯乳油,55%胺盐水剂,90%粉剂
注意:
强酸,腐蚀金属,2,4-D原粉不溶于水,可先加入少量水,再加入适量NaOH溶液,边加边搅拌,溶解后加水桥释至所需浓度
生理作用:
较低浓度(0.5-1.0ppm),组培
中等浓度(l~25ppm)防止落花落果、诱导无籽果实和果实保鲜
高浓度(1000ppm)可杀死阔叶杂草
赤霉素(九二O)
GA3(赤霉酸)
Mr:
346;白色结晶,工业品为白色粉剂,熔点:
233-237°C
溶解性:
毒性:
无毒
生理作用:
溶解性:
难溶于水,不溶于石油艇、苯和氯仿,易溶于醇类、丙酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯、乙酸等有机溶剂。
使用原粉时,先用少量乙醇或烧酒溶解,在碱性溶液中被中和而失效,不能与碱性农药如石硫合剂等混合使用。
赤霉素溶液不要加热,超过50°C便逐渐失去活性
生理作用:
促进:
叶片扩大,茎伸长,侧枝生长,抽薑,雄花发育,种子发芽,单性结实,果实生长。
抑制:
成熟、侧芽休眠、衰老、块茎形成
GAs诱导茎伸长:
农业生产上的重要性
利用GA促进伸长:
杂交水稻
6•节基氨基腺嚓吟(6・BA)
Mr:
225.2;白色针状结晶,熔点:
230~232。
C
溶解性:
难溶于水,可溶于碱性或酸性溶液。
在酸碱溶液中稳定。
使用前先加入0.1MHCI溶解
剂型:
95%粉剂
生理作用:
促进细胞分裂,诱导组织分化,常用于组织培养,提高坐果率,促进果实生长,蔬菜保鲜乙烯利(一试灵)
2-氯乙基麟酸
Mr:
144.5:
长针状无色结晶,熔点:
74~750C
溶解性:
易溶于水、乙醇、乙瞇,微溶于二氯乙烷和苯,不溶于石油艇
制剂:
棕黄色粘稠强酸性液体,pHl左右,pH4.0以上会分解释放乙烯。
生理作用:
促进:
不定根形成,茎增粗,解除休眠,雌花发育,开花,花和果实衰老,果实成熟,叶片和果实脱落
抑制:
茎和根的伸长生长
诱导凤梨科植物开花:
在菠萝生产中应用;
促进瓜类的雌花分化,用于黄瓜等生产;
促进次生物质的分泌,用于橡胶树排胶;
杀死水稻等花粉,已用于水稻杂交中的杀雄。
很多植物(香蕉、番茄、苹果等)果实成熟前内源ETH水平升高,诱导果实向成熟(衰老)转化。
外源ETH可提前诱导果实的成熟过程
果实成熟的调节多通过调节ETH的手段进行:
用乙烯生物合成抑制剂或作用抑制剂可延缓花卉的衰老
脱落酸(ABA)
Mr:
264;无色结晶,熔点:
160-161°C
溶解性:
弱酸性,可溶于NaHCO3溶液、三氯甲烷、丙酮、乙酸乙酯、二乙瞇、甲醇和乙醇,难溶于水、苯。
生理作用:
促进由生长素、细胞分裂素和赤霉素诱导的一些过程。
促进叶片脱落,诱导种子和芽的休眠,抑制种子发芽和侧芽生长,提高抗逆性
外源ABA对萬苣种子萌发的抑制效应
TIBA
Mr:
500.92:
白色粉末,熔点:
224~226°C
溶解性:
不溶于水、微溶于煤油或柴油,易溶于乙醇、异乙醇、乙瞇、苯、甲苯
剂型:
98%粉剂
生理作用:
抑制生长素在植物体内的运输。
抑制茎部顶端生长,促进腋芽萌发,因此植株矮小分枝多,增加开花数和结实数。
青鲜素
【中文名称】青鲜素;马来酰月井;抑芽丹;顺丁烯二酸酰肘;1,2•二氢-3,6-哒嗪二酮;失水苹果酰腓
【英文名称】maleichydrazide;KMH;Malazide;Regulox
【相对分子量或原子量】112.09
【密度】1.60(25*0
【熔点(°C)】296〜298(分解)
【毒性LD50(mg/kg)]
大白属急性进n1400,钠盐为6950,钾盐为3900,二乙醇胺盐为2340。
无刺激性。
对人白鼠用含钠盐的饲料在50000mg/kg剂量卞饲喂2年,未出现中毒症状。
不致癌。
【性状】
纯品是无色晶体。
【溶解情况】
难溶于水,溶于有机溶剂,易溶于二乙醇胺或三乙醇胺。
【用途】
选择性除草剂和暂时性植物生长抑制剂。
药剂可通过叶面角质层进入植株,降低光合作用、渗透压和蒸发作用,能强烈的意志芽的生长。
用于防止马铃薯块茎、洋葱、大蒜、萝卜等贮藏期间的抽芽,并有抑制作物生长延长开花的作用。
也可用作除草剂或用于烟草的化学摘心。
一般制成二乙醇胺盐,配成易溶与水的溶液使用。
【其他】
在酸性、碱性和中性水溶液中均稳定,在硬水中析出沉淀。
但对氧化剂不稳定,遇强酸时可分解放出氮。
对铁器有轻微腐蚀性。
喷过药的作物、饲料勿喂饲牲畜,喷药区内勿放牧;无专用解毒药,若误服,需作催吐处理,进行对症治疗。
【包装及贮运】
贮存在阴凉干燥通风避光处。
植物生长延缓剂
近顶端分生组织
叶和花由顶端分生组织分化而成,生长延缓剂不影响叶片的发育和数目,一般也不影响花的发育
生长延缓剂---GA
细胞延长慢,节间缩短而不减少细胞数目和节间数目,植株矮化
矮壮素CCC
2-氯乙基三甲基氯化钱
Mr:
158.08;白色结晶,与碱混合加热会失效
溶解性:
易溶于水、不溶于苯、二甲苯、乙醇和乙瞇
剂型:
97%粉剂,50%水剂
生理作用:
抑制赤每素生物合成,抑制细胞伸长,抑制茎部生长而不影响雌雄蕊发育。
使植株矮化,茎粗,叶色加深,提高抗逆性。
不易被土壤所固定或被微生物分解,土壤施用
氯化胆碱
a-疑乙基三甲基氯化技
Mr:
139.6;无色结晶
溶解性:
吸湿性很强,易溶于水
毒性:
低毒,在土壤中易被分解,无坏境污染
生理作用:
抑制光呼吸,促进根系发达,块茎和块根生长,也促进水稻、小麦叶片光合产物运输到籽粒,提高产量。
缩节胺助壮素Pix
Mr:
149.7;白色结晶
溶解性:
易溶于水,微溶于乙醇,难溶于丙酮、乙酸乙酯
剂型:
40%和97%粉剂,25%水剂
毒性:
无毒,在土壤中易被分解,半衰期约2周
生理作用:
抑制赤廊素的生物合成,抑制细胞伸长,植株矮化,提高同化能力,促进成熟,提高产量
B9
N-二甲胺基琥珀酰胺酸
Mr:
160;白色结晶
溶解性:
在水中溶解度约为10%,不溶于二甲苯,易被土壤固定或被微生物分解,一般不作土壤施用
生理作用:
抑制生长素和赤霉素的生物合成,使植株矮化,叶绿且厚,增强抗逆性,促进果实着色和延长贮藏期
多效哇PP333
氯丁哇
Mr:
293.5;白色结晶
溶解性:
水35mg/kg,甲醇15%,丙酮11%,二甲苯6%,性质较稳定
剂型:
15%可湿性粉剂
毒性:
低毒,
生理作用:
抑制赤每素的生物合成,减缓植物细胞的分裂和伸长,抑制茎秆伸长,具有杀菌作用。
烯效哇高效哇S3307
Mr:
291.5;白色结晶
溶解性:
水溶解度14.3ppm,可溶于丙酮、甲醇、氯仿、乙酸乙酯等有机溶剂
剂型:
5%乳油或粉剂,0.08%颗粒剂
生理作用:
矮化植株,抗倒伏,除杂草和杀菌作用。
土壤施用比叶片施用效果好
三哇酮(粉锈宁)
Mr:
289.5;无色结晶,微臭
溶解性:
水溶解度70ppm,在甲苯或三氯甲烷的溶解度人于200g/Lo
剂型:
白至浅黄色粉末,微臭,性质稳定
生理作用:
低毒杀菌剂兼植物生长延缓剂,延缓花生、菜豆、大麦、小麦等作物的生长,减
少叶片面积,增加叶厚,提高抗逆性。
提高光合和呼吸作用,有利于作物增产
第三章营养生长的化学调控
第一节延长和打破休眠
一、延长休眠
(一)马铃薯(龙葵素)
采收前2~3周:
田间喷施2000-3000ppm的青鲜素
1%蔡乙酸钠盐
采后:
蔡乙酸甲酯喷于干土或纸屑,100-150g/5000kg
(二)洋葱、大蒜
采收前:
3000ppm蔡乙酸钠盐喷洒叶片;
青鲜素只能于采收前(半月)喷洒,2500ppm60~70kg/ha
(三)萝卜,胡夢卜
根菜类
蔡乙酸甲酯喷洒于干土或碎纸条,然后均匀分布于肉质根周閑
胡萝卜采收前4天,1000~5000ppm蔡乙酸叶面喷施
甘蓝等采收前4~14天,2500-5000ppm青鲜素叶面喷施
(四)甜菜
采收后将甜菜块根切成几块,以2000~4000ppm青鲜素喷洒。
二打破休眠
GA,KT
1、芽
1000-4000ppmGA,100^200ppmKT溶液喷洒桃树幼苗或葡萄枝条
2、块茎
马铃薯:
0.5~1ppmGA浸薯块l~2h,捞出阴干,在湿沙中催芽。
或用lOOppmGA在采收前10~30天喷洒植株。
此外硫腺,氯乙醇也有效果
3、种子
樟子松、鱼鳞云杉和红皮云杉种子lOOppmGA浸泡24小时;
马尿泡(药用植物)200-500ppmGA浸泡24h
火炬松500ppmGA浸泡48h后低温层积
黄连:
100ppmGA+低温处理
GAs广泛性地促进种子萌发。
一些种子难以发芽的原因在于其内源GAs水平不足,应用外源GAs可以打破其休眠
第二节调节生长
_促进生长
(一)蔬菜
芹菜采收前20~30天喷洒
GA(10~20ppm)或0.1ppm表油菜素内酯,
可增加株高、叶数和叶柄直径
萬苣2~50ppm采收前10天
菠菜、荷蒿、觅菜10~50ppmGA
(二)经济作物
芒麻1000ppmGA
桑树30~50ppmGA
茶树5~50ppmGA
花生始花后20天O.lmmol/LGA
芦苇10ppmGA+12ppmH3BO4每周一次共8次
(三)禾谷类作物
大、小麦种子03%~1%CCC浸种12h促进分榮
20ppmPix浸种2h
5~10ppmS-3307浸种2h
TIBA6-BA
玉米雌穗小花分化期600ppm乙烯利喷施促进根系生长,有利于提高玉米的抗旱、盐能力
水稻0.1ppm三十烷醇促进根系生长,提高R/T
(四)暮类作物
甘薯:
将切II浸入20ppm氯化胆碱24h,促进甘薯发根和早期块根膨人
马铃薯:
1000~2000ppm氯化胆碱
萝卜:
100~200ppm氯化胆碱12~24h
二、控制生长
(一)培育水稻和油菜矮壮苗
1.油菜:
100-200ppm(100kg/ha)在二叶一心至三叶一心期,
50-100ppmS3307三叶期
2.水稻:
PP333:
15%PP333可湿性粉剂200克兑水100kg/ha
于一叶一心至三叶一心期施用
S3307:
效果高于PP3336~10倍,在土壤或作物体内降解快,对环境污染少。
50~200ppmS3307浸泡水稻种子36h,控制秧苗生长20%~60%°
(二)防止禾谷类作物倒伏
小麦:
土壤处理lkg/ha
开始拔节喷施1500-3000ppmCCC(75~100kg/ha)
水稻:
拔节前后300ppmPP33360kg/ha
(三)防止棉花或大豆营养体徒长和促进结铃或结荚
棉花:
始花至初花期100-200ppmPix
人豆:
200-400ppmTIBA于初花至盛花期
(四)防止地上部徒长,促进地下部发育
花生:
初花后25~30天1000ppmB9(75kg/ha);25~100ppmPP333:
300~500ppm粉锈宁(三卩坐酮)
马铃薯:
现蕾至始花期2000-4000ppmB9:
50ppmPP333:
0.2%CCC;
(五)抑制烟草腋芽生长
在腋芽出现前后,用400ppm青鲜素
(六)缓和果树营养生长,有利于生殖生长
荔枝:
冬季花芽分化时1000ppmB9+乙烯利(500或800ppm),抑制花序徒长,花序基部变粗,增加花序分枝,提高雌花/雄花比值。
桃树:
500-1000ppmS3307叶面喷施
根施:
0.125~0.25g/平方米
2000ppmPP333叶喷(宁夏5月中旬)
0.2-0.3g/平方米沟灌
苹果:
PP333或B9
柑桔:
青鲜素,调节麟
梨:
PP333
葡萄:
PP333效果好于CCC,Pix
中华狒猴桃:
5月份B9(2000ppm),乙烯利,PP333
(七)调节观赏植物株高
菊花:
移栽后天及3周后分别喷1.5~6ppmGA
现蕾50-150ppmGA
定植后第10天起,每隔10天喷施B9(6000ppm)一次共4次
万寿菊:
幼苗上盆后,根灌2.5~10ppmS3307或PP333,明显抑制株高
一串红:
40~80ppmPP333或0.5%B9
矮牵牛花:
B9:
CCC
水仙花:
抽花序:
1~5ppmGA;0.2~0.4mgGA/100ml水
矮化:
5~15mgPP333/盆,250~500ppmPP333
(八)防止果菜类徒长
番茄幼苗:
250~500ppmCCC;1000~4000ppmB9矮化、茎粗、叶绿
黄瓜:
早熟,幼苗两叶一心时喷施乙烯利(100~200ppm,每株药量8.3ml,每3天一次共三),使黄瓜节间缩短,茎粗,植株矮化,雌花/雄花比值增大。
第三节促进插枝生根
_、植物激素与不定根形成
1、Auxins
主要激素,生根效果(IBA>NAA>IAA)
茶树:
一年生半木质化枝条,取中间,用2,4-D(40ppm)或NAA(60~100ppm)浸12h。
中华獗猴桃:
半木质化枝条,200ppmIBA或NAA
油茶:
125ppmNAA24h
2、GA
是插条生根的主要抑制物,用抗赤霉素能显著促进生根
3、CTK
不同浓度有不同效果。
低浓度(10-9~10-7mol/L)的玉米素、6-BA、KT都可以促进绿豆或向口葵幼苗下胚轴生根,浓度高则抑制
二、植物生长调节剂促进插条生根的应用
(_)药剂处理方法:
1、羊毛脂法:
较昂贵
2、注射法:
不方便
3、浸泡法:
插条插入10-100ppm溶液3cm,几小时~24小时,保存于遮阴或湿度高的地方,处理完毕后即可抨插
4、沾施法:
配制1000ppm以上药剂(用50%酒精配),把插条基部在药液中沾施一下(约5秒),深约1.5cm。
5、粉剂法:
与滑石粉(或粘土)配成粉剂。
将插条基部1.5cm湿润,然后沾粉,沾粉后抖掉多余的粉。
(2)药剂在不同植物上的应用
1、果树:
苹果:
500ppmNAA沾醸;50ppmNAA或IBA浸泡24h:
桃:
500ppmNAA沾驢;
葡萄:
40ppmNAA浸泡,50ppmIBA浸泡8h;1000ppmIBA沾醸:
獗猴桃:
IBA;NAA:
2,4-D
2、树木及花卉
水杉、池杉、油茶、按树、茶树:
NAA+IBA混合处理
3、蔬菜
番茄
100ppmIBA+50ppmNAA
1000ppmIBA
500ppmNAA
ABT生根粉是一种高效、广谱性的生根促进剂
第四节延缓叶片衰老和调节落叶
一、延缓叶片衰老
CTK有效地延缓叶片衰老,生长素和赤霉素对叶片衰老有一定的延缓作用,脱落酸和乙烯明显促进叶片的衰老
6-BA:
10-100ppm水稻始穗后10天喷施,有效延缓叶片的衰老
VE:
2mmol/L维生素E溶液处理小麦离体叶片
二调节落叶
叶菜类(脱帮):
采收前3~5天喷施25~50ppm2,4-D钠盐溶液于大白菜叶子上,有效防止脱帮
甘蓝:
采收前100-500ppm2,4-D钠盐;采收后把甘蓝叶球与喷有蔡乙酸甲酯溶液的碎纸条混合贮藏
棉花、大豆:
如在50%~60%棉铃开裂时,800-1000ppm乙烯利
第四章生长调节剂在生殖生长方面的应用
第一节花芽分化
一、花芽分化的激素调控理论
激素平衡假说:
CTK/GA的比值控制花芽的分化。
即花芽分化时,顶端分生组织GA合成要停止,含量减少,该处的CTK含量较多。
CTK:
促进苹果、葡萄、芒果、荔枝、柑桔的花芽分化;
GA:
对苹果、梨、桃、柑桔、葡萄等的花芽分化有抑制
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