专利名称：利用二氧化碳吸附剂提高植物光合产量增强抗旱能力及防治病虫害的方法与组合物的制作方法 作物生产和粮食供应，涉及到每个人的切身利益，影响极大。长期以来，许多国家通过选育良种、使用化肥、农药和除草剂，以及采用先进的耕作、灌溉和收获技术，大大提高了作物生产量，增加了粮食供给。但是这也有一定的局限性氮肥价格在上涨、许多良种易感病、过量的使用农药和除草剂造成不利的生态效应，还有气候变化等等。这一切，只有通过控制光合作用和提高生物合成，增加光能利用效率，才能进一步提高作物生产量，满足人类的需求。光合作用是绿色植物将光能转化为化学能并贮存在植物体内的过程，其表达式为。光合作用的原料为二氧化碳和水，二氧化碳供给不足以及缺水将导致植物光合作用速率下降，从而导致产量下降。植物进行光合作用的原料二氧化碳主要是从空气中得到的。空气中二氧化碳的浓度只有万分之三多一点，而使强光下C3植物的光合速率达到最高值所需要的二氧化碳浓度常常是它的几倍。所以，空气中二氧化碳浓度较低，几乎经常是光合作用的限制因子。C4植物由于具有四碳双羧酸循环起“二氧化碳泵”的作用，使维管束鞘细胞内的二氧化碳浓度成倍增加，因此在普通空气条件下二氧化碳浓度就可以使光合作用接近饱和，因此C4植物的产量较高。提高植物二氧化碳供给量，能够大幅度提高植物的光合产量，这在实验室以及生产实践中得到证实。试验证明，将二氧化碳的浓度提高3倍，大田作物的产量可以提高约50％，蔬菜可以最高增产3倍以上。当对豆科植物供以高含量的二氧化碳时，不但提高了光合产量，而且也极大地提高了固氮作用。二氧化碳浓度提高到3倍，就使每公顷的固氮量从75千克增到425千克，从而使其总固氮量增加50％～400％。二氧化碳施肥已经成为园艺植物设施栽培的重要手段之一。尽管二氧化碳施肥效果显著，但在大田中，由于无法使二氧化碳保持在植物叶面上，使气孔内外形成高浓度梯度，且无法阻止二氧化碳向大气扩散，因此尚未普遍应用。植物在进行光合作用的同时要进行光呼吸。光呼吸是植物吸收氧气，放出二氧化碳的过程，对有机产物的积累是一个浪费。温度高时，光呼吸大约要消耗光合产物的三分之一。降低或抑制植物光呼吸的强度，对提高光合产物的积累具有积极作用。植物光呼吸的强度与环境温度、光照强度、二氧化碳浓度、氧气浓度等密切相关。降低环境温度和光照强度可以降低光呼吸的强度，但同时也降低了光合作用的强度，因此这种方法没有实践意义。降低氧气浓度可以降低光呼吸的强度，但是氧气是植物光合作用的产物，在生产实践中也无法实施。提高二氧化碳浓度不仅可以提高植物光合作用的速率，使羧化速度加快，而且可以抑制光呼吸的强度，对植物的光合产量具有双倍效应。抑制光呼吸的强度还可以通过化学途径。目前研究较多的是通过对光呼吸的代谢途径，主要是对乙醇酸的代谢进行抑制。常用的光呼吸抑制剂如a-羟基-2吡啶甲烷磺酸(HPMS)、1-羟基-1-乙烷磺酸、磺基乙醇酸等都是对乙醇酸代谢途径的抑制。2-3-环氧丙酸(缩水甘油酸)可以抑制烟叶50％的羟基乙酸形成，同时也抑制了50％的光呼吸作用(《光合作用研究进展》上海植物生理研究所等编著，科学出版社，1976)。中国专利CN 1111932A，美国专利US 07/901366，US 5597400，US 6465396等报道了用甲醇来抑制光呼吸的强度。JP 01086822，JP 60115501，JP 55136205，JP 55036437，US 4704161也公开了利用光呼吸抑制剂来提高光合产量。中国专利CN1390460A报道用混合一元醇类物质来促进光合作用，中国申请专利92109075.7报道用胆碱及其衍生物来促进光合作用，中国专利申请号95112177.4报道用亚硫酸钠来抑制光呼吸从而提高光合作用等。US 5710099，US 5298483，US 5304529，US 4797153，US 5455220，US 5919448等公开了用植物生长调节剂来促进植物的生长。US 6475258则公开了利用B族维生素来提高植物光合产量。US6309440则通过各种营养元素来提高植物产量。JP 03109304，US 6465394也公开了利用化学物质来提高光合作用的方法。以上这些资料都是利用化学物质，或者是通过提高光合作用，或者是通过抑制光呼吸等代谢过程来促进光合产物的积累。这些化学物质对植物的光合作用有一定的促进作用，但往往因为不同的植物或生长发育阶段的不同而效果不稳定，或者对植物有副作用等，使用受到一定的限制。US 4835903则公开了一种喷洒含有二氧化碳的水溶液来提高植物光合作用的方法，这种方法避开了化学物质对植物的不利影响，但因二氧化碳易挥发，需要多次不断的喷洒。US 6179892公开了一种在植物叶面喷洒淀粉颗粒制剂来提高植物产量的方法。US 6365406则公开了一种利用细菌的提取物来提高植物光合作用的方法和组合物。日本专利JP 04166017公开了利用增强光照的方法来提高光合作用，WO 96/21737则公开了利用转基因技术导入与光合作用有关的外源基因来提高光合作用。中国专利CN 1265003A，美国专利US 5908708，US6110867，US 08/972659，US 6464995，US 6156327报道用高反射性颗粒状物料来提高光合作用，这是利用物理方法，通过提高植物的光照强度或光照面积来促进光合作用，对环境和植物自身没有副作用，是一个很好的方法。但是这种方法仅仅提高了光照强度，不但没有提高二氧化碳的供给量，而且所喷洒的这些颗粒所形成的覆层还会增加二氧化碳进入气孔的阻力，且因为光照强度的提高，也在一定程度上提高了光呼吸强度，对光合产量的提高受到一定的限制。要从根本上要提高植物的光合产量，还是要解决二氧化碳的供给问题。植物主要通过气孔来进行气体交换，从大气中吸收二氧化碳，并及时排出体内制造的氧气，以此来提高光合产物的积累。气体交换过程中，由于边界层效应的存在，边界层内的气体流动扩散极慢，且大气中二氧化碳的分压很低，气孔内外的二氧化碳浓度梯度差比较小，使得二氧化碳进入气孔的量受到影响。要提高气孔对二氧化碳的吸收量，就必须提高气孔内外的二氧化碳浓度梯度差，二氧化碳施肥的原理即在于此。在二氧化碳供给不足的条件下，单纯改善其它条件，而不改善二氧化碳的供给，是无法大幅度提高光合产量的。植物吸收二氧化碳的量的多少与气孔开闭的程度有关。气孔开放度大，开放时间长，则吸收的二氧化碳量多，但相应的蒸腾强度也大，植物丧失的水分也多，水分利用率降低。特别是在高温、高光强条件下，如果土壤水分供给不足，则植物会萎蔫，气孔关闭，从而导致光合作用强度下降。这在干旱缺水的地区或季节影响尤其明显。US 4094845公开了一种通过喷洒丙烯酸羧酸酯来降低植物蒸腾的作用。该法通过降低植物气孔的开放度来降低蒸腾强度，但相应地也降低了二氧化碳的吸收，因此会降低光合作用。当然，这比起萎蔫对光合强度的影响要小一些，还是有积极意义的。US6069112则公开了一种通过喷洒微颗粒来降低强光对植物造成的灼伤及病害，虽然也透气，但同样会降低对二氧化碳的吸收。因此，也需要研究既能够提高植物对水分的利用率，又不降低植物光合强度的方法。农业生产中的各种有害生物如各种害虫、病原微生物等是农业生产获得高产高效的主要障碍之一，为此人类进行了不懈的努力，发明了各种农药如各种杀虫剂、杀菌剂、杀螨剂等，农业生产一度跃上了新台阶。农药的发明在一定程度上解决了人类的温饱问题，是20世纪的重大发明之一。但农药的广泛应用，带来了意想不到的严重后果，不仅是对环境的严重污染，对生态系统的破坏，也对人类自身带来了严重的后果。农药广泛且高剂量的使用，不仅带来了3R问题(即农药的高残留、抗药性、再猖獗)，对生物多样性也带来了极大的破坏。农药对害虫、病菌没有很好地控制，相反却大量地杀死了很多无辜的生物，尤其是有害生物的各种天敌，并促使大量的物种快速灭绝。农药施用后沉降于土壤中，或直接降落于植物体，又被植物富集吸收，通过各种途径，经由食物链进入人体，对人类自身构成威胁。对病虫害的无公害防治方法日益受到世人的关注。US 6027740公开了利用煅烧的高岭土等微粒改造植物表面使其不适于有害节肢动物的生活从而达到防治害虫的目的，US 5414954也公开了一种利用在植物表面喷洒固体微粒来防治害虫的方法。US 5392559，EP 0 160 712 A1则公开了一种喷洒聚四氟乙烯形成光滑的薄膜从而阻止害虫的方法。这些方法是通过改变害虫的生活环境，使其不选择，从而开辟了一条新的途径。但这些方法对害虫有效，但因其存在于植物叶片表面，增加了植物对二氧化碳的吸收阻力，对提高植物的光合产量则有一定的不利影响，因此也需要改进。
提高植物的二氧化碳固定量，不仅可以提高植物产量，而且可以解决大气环境问题。现在日益严重的大气温室效应主要就是由于向大气排放出大量的二氧化碳温室气体，导致全球气候变暖。二氧化碳增加引起的温室效应将极大地弱化植物的整体生存环境，例如加剧干旱等，这些都在相当大的程度上削弱植物的生长和繁殖。温室效应所带来的一系列环境问题将直接影响国家的发展和人民的生活。
提高植物的二氧化碳固定量，可以使农民在同样的土地面积上，采用同样的农业措施，获得更多的收成，不仅可以解决吃饭问题，而且可以减少全球二氧化碳温室气体的量，改善人类的生存环境。


本发明的目的在于提供一种利用物理的方法来提高植物光合产量、增强植物抗旱能力同时又能够防治病虫害的方法以及实现该方法的一种没有残留，改善环境，对人体健康没有危害的组合物。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是一种利用二氧化碳吸附剂提高植物光合产量增强抗旱能力及防治病虫害的方法，其特征在于将对二氧化碳具有选择性吸附作用的二氧化碳吸附剂喷洒或喷雾到植物上，粘附在植物表面，利用其对二氧化碳的高效选择性吸附作用，产生一个充满高浓度二氧化碳的气体层，尤其提高了植物气孔附近的二氧化碳浓度，提高了气孔内外的二氧化碳浓度梯度差，促进了二氧化碳分子进入气孔的速度，从而提高了光合作用的速率，同时，气孔内二氧化碳浓度的提高降低了光呼吸的速率，因此提高了光合产物的积累；气孔内二氧化碳浓度的提高，会部分关闭气孔或减少气孔的开张度，从而降低了植物的蒸腾强度，提高了植物的抗旱能力和水分利用率。另一方面，二氧化碳吸附剂也会粘附在有害生物的体表，尤其是昆虫等有害动物的气门附近以及病原体的表面，妨碍其进行有氧呼吸，影响其正常的生长发育，从而达到防治或减轻病虫危害的目的，并因此提高植物的产量。二氧化碳吸附剂尤其是沸石分子筛的发现为在大田中实现二氧化碳施肥提供了条件。二氧化碳吸附剂选择性地从周围大气中吸附二氧化碳，在植物气孔周围形成高浓度的二氧化碳气体分子，提高了气孔内外的二氧化碳浓度梯度差。因吸附剂对二氧化碳的吸附为物理吸附，无论是定点吸附，还是非定点吸附，二氧化碳分子都会在吸附剂表面形成一层或多层分子，可以在吸附剂表面自由移动。由于吸附剂与气孔或气孔附近的表皮组织直接接触，没有边界层障碍，吸附剂表面的高浓度的二氧化碳分子可以直接“流”到气孔内或者因为气孔内外的二氧化碳浓度梯度差极高而扩大了扩散速度。气孔将吸附剂内的部分二氧化碳分子吸收以后，由于浓度的降低，远离气孔部位的二氧化碳分子会迅速补充，吸附剂对二氧化碳分子的吸附平衡被打破并迅速从周围大气中再次吸附二氧化碳以达成平衡。如果光合作用不断进行，气孔不停地从吸附剂抽取二氧化碳分子，则吸附剂会不停地从周围大气吸附二氧化碳进行补充，从而起到了一个“二氧化碳泵”的作用，类似于C4植物的二氧化碳泵。夜间光合作用停止，气孔对二氧化碳的吸收也暂停，吸附剂对二氧化碳的吸附达到动态平衡，直到光合作用重新开始，吸附剂对二氧化碳的吸附平衡再次被打破，重新开始启动二氧化碳泵。由于二氧化碳吸附剂具有一定的强度，在自然环境中一般不会破坏，因此，在植物叶片的寿命内，只要吸附剂不从植物表面脱落，就会一直发挥二氧化碳泵的作用，因此具有一次施用，长期有效的效果，且这种作用是一种物理作用，对植物本身和周围的环境以及人类和其它高等动物是无害的。由于二氧化碳吸附剂具有庞大的表面积，和周围大气的气体交换速度极快，从而极大地提高了气孔对二氧化碳的吸收，提高了植物的光合作用速率。二氧化碳气体分子在植物体表面的积累，由于温室效应的结果还能够提高叶面温度，从而提高光合速率。
二氧化碳吸附剂对氧气不吸附或吸附量很小，因此并不影响光合作用产生的氧气通过气孔向外扩散，气孔内不会产生氧气的积累，从而不会增强对光呼吸强度的影响。相反，气孔内二氧化碳浓度的提高可以抑制光呼吸的强度，从而提高光合作用产物的积累。这种光呼吸的抑制作用并不干扰植物的正常代谢，因此不会对植物产生不利影响，且这种抑制作用具有长久性。不像化学抑制剂，会被植物代谢掉或因水解而失效，必须经常施用才能发挥长久的抑制作用，且这种外加的光呼吸抑制剂会影响植物的正常的代谢途径，对植物产生不利影响，对其它动物和环境也会产生不利影响，更不用说被人食用后对人体产生不利影响了。
植物主要是通过气孔向周围大气散发水分的。气孔内二氧化碳浓度的提高，可以减小气孔的开张度或使气孔部分关闭，气孔内水分的散失减弱，从而减少了蒸腾作用，减少了对土壤水分的消耗，提高了水分的利用率。对于干旱缺水的地区或干旱季节的栽培植物来说，具有特别重要的意义。大气中二氧化碳等温室气体的增加，不仅造成了全球性的气候变暖，而且造成了全球性的淡水资源危机。大面积的干旱和荒漠化的日益严重，农业缺水成为限制农业生产的瓶颈之一。开发节水农业成为全球农业专家的项目之一。二氧化碳吸附剂不仅提高了植物的光合作用的产量，减少了大气中的二氧化碳温室气体的量，而且减少了植物对水分的消耗，提高了水分利用率，具有多方面的效益。
危害植物的有害动物，特别是昆虫，多数是生活或栖居在植物体上的。向植物体喷洒二氧化碳吸附剂，也会降落在这些有害动物的身体上，尤其粘附在昆虫的气门附近，从而在这些部位也形成二氧化碳泵，对其呼吸产生阻碍作用。由于吸附剂只对二氧化碳产生选择性吸附作用，对氧气无或很少吸附，使得气门附近的氧气的分压很小，而通过气门呼出的二氧化碳气体却无法排除体外，高二氧化碳分压、低氧气分压使得有害动物因窒息而死亡，从而达到防治的目的，减少对光合产物的消耗。因这种防治纯粹是物理防治，对环境没有任何残留，也不会通过食物链对其它动物产生有害影响，是一种高效安全的防治方法。
植物真菌、细菌等病害的侵染途径多是通过植物表皮，尤其是叶部病害，多通过叶片的表皮组织或气孔侵入。植物喷洒二氧化碳吸附剂以后，在植物体表面尤其在叶片的表面形成一个高浓度的二氧化碳气体层。因病原菌的萌发与侵入需要消耗很多的能量，必须在高氧条件下才能完成对植物的侵染。二氧化碳吸附剂所形成的高浓度的二氧化碳气体层不仅对病原菌的萌发和侵染不利，而且对于已经萌发或侵染的病原组织，也有抑制作用。这些病原组织通过其表面进行呼吸，高浓度的二氧化碳气体层的产生，使其正常的有氧呼吸不能顺利进行，导致生长不良，侵染力减弱，植物的抗病能力却因为光合作用的加强而增强，从而可以减轻病原菌对植物的危害。因吸附剂对二氧化碳的选择性吸附作用是持久性的，因此这种抑制作用也具有持久作用，且病原菌并不会产生抗性。
吸附剂是疏水性的或具有强的疏水性，因此不会在植物体表面形成潮湿环境，不会对病原菌的入侵起到推波助澜的作用。相反，因吸附剂具有一定的疏水性，使植物体表面不会形成潮湿环境，即使降水后也不会在植物体表面形成有利于病原菌萌发侵染的有利条件，从而可以减轻病原菌的危害。
为了提高吸附剂对二氧化碳的吸附量以及对病原微生物的防治能力，吸附剂可以是疏水性的，或具有很强的疏水性，无论这种疏水性是源于吸附剂本身的特性，还是经过人工疏水性处理。个别条件下，吸附剂也可以是亲水性的。
无论是植物还是有害生物的生命活动都需要在一定的温度条件下才能进行，一般在5℃～40℃，生命活动才能正常进行。因此所选用的吸附剂在5℃～40℃范围内对二氧化碳具有最强的选择性吸附能力，尤其在10℃～35℃范围内具有高效的选择性吸附能力。而在此温度条件下，吸附剂对S02等对植物有毒害作用的物质的吸附能力却很小。
为了提高吸附剂在5℃～40℃范围内对二氧化碳的选择性吸附能力、吸附量以及二氧化碳分子在吸附剂表面具有较强的扩散能力，吸附剂可以共吸附一些物质，利用这些共吸附物来提高吸附剂的效能。吸附剂的组成既可以是无机物，也可以是有机物，或者是有机物与无机物的混合物，既可以是天然的产物，也可以是人工合成的，或者是天然产物经过人工改性处理的，既可以为单一的一种吸附剂，也可以为不同的吸附剂组成的混合物，只要对二氧化碳具有强烈的选择性吸附能力即可，尤其是在5℃～40℃范围内对二氧化碳的吸附效果好。为了提高二氧化碳吸附剂对光呼吸的抑制作用，吸附剂中也可以添加一些其它的光呼吸抑制剂，这些抑制剂可以用吸附剂进行吸附，也可以单独存在而不吸附在吸附剂内。
二氧化碳吸附剂在施用以前可以经过二氧化碳气体饱和处理，以提高对二氧化碳的吸附效果，并减少对植物有害的气体的吸附。
一种利用二氧化碳吸附剂提高植物光合产量增强抗旱能力及防治病虫害方法的组合物，其特征在于该组合物主要由二氧化碳吸附剂和助剂组成。组合物中的二氧化碳吸附剂可以为浸漬氧化铝、浸漬复合的氧化铝/沸石、A型沸石、X沸石、尤其是13X沸石，以及其它在5℃～40℃范围内对二氧化碳具有选择性吸附作用的物质。二氧化碳吸附剂可以为各种天然分子筛、人工合成的分子筛或以天然分子筛为基础经过人工改性的分子筛，其筛孔直径大于二氧化碳分子的直径。优选的分子筛为4A分子筛、5A分子筛、NaX分子筛、13X分子筛、炭分子筛及其它天然或人工合成的类似物，包括其同晶取代物中的一种或多种混合物。该组合物中的二氧化碳吸附剂可以是由单一的一种吸附剂组成也可以是由不同吸附剂组成的混合物，可以为无机物，也可以为有机物。
该组合物可以做成固体剂型如粉剂、可湿性粉剂、颗粒剂、微胶囊剂等，也可以做成液体剂型如胶悬剂、悬浮剂等。固体剂型的颗粒直径要大于3微米，小于1000微米。粒径小于3微米，颗粒容易在空气中漂浮，不易粘附在植物体表面，造成资源浪费且污染大气，大于1000微米，也不容易粘附在植物表面，尤其是不易粘附在气孔分布较多的叶片背面。液体剂型则粒径可以小于3微米。
该组合物中的助剂可以为各种填充剂、植物营养剂、表面活性剂、粘着剂、稳定剂或其混合物，植物营养剂主要为锌、锰等对光合作用有促进作用的物质，以及其它应用元素，包括有机物和无机物。
为了提高对光呼吸的抑制作用，助剂中还可以添加不同种类的光呼吸抑制剂。
不同的植物种类以及植物的不同生长发育阶段对二氧化碳浓度的要求不同，可以针对不同的植物种类或者不同的生理阶段，用不同吸附能力或者不同吸附量的二氧化碳吸附剂进行组配。
植物种类的不同，以及不同的生理阶段对不同的光质也就是不同颜色的光有不同的反应，可以用不同颜色的吸附剂或者添加不同的色素进行染色，更多程度上满足植物对光线的要求，达到优质高产的目的。
为了提高组合物对病虫害的防治效果及提高效率，还可以在组合物中添加各种杀虫剂、杀菌剂、杀线虫剂、杀螨剂等各种农药，包括天然农药和人工合成的农药。
该组合物的施用方法可以采用农业生产中广泛采用的各种方法，如可以在地面采用人工或者机械进行喷雾、喷粉，也可以采用飞机喷洒，或者采用类似于放礼花的方式用炮进行释放，该法特别适用于森林植物。因二氧化碳吸附剂的作用部位主要是植物的气孔、昆虫等动物的气门以及真菌、细菌等病原微生物的细胞壁等进行气体交换的部位，所以施用时要尽可能地均匀周到，以期在其表面形成均匀的吸附剂层，发挥最大的效果。
施用粉状剂型时，由于颗粒易于在空气中漂浮，因此要在无风或早晨空气或植物表面潮湿时施用，或者先在植物表面进行喷雾处理，然后再进行喷粉。也可以采用特殊机械，将喷雾与喷粉同时进行。
本发明的组合物除可以以粉状固体剂型进行施用外，还可以用水及其它低沸点的液体或者是水与低沸点液体的混合物作为载体进行释放。所述的低沸点液体是指沸点低于100℃的一些液体。用这些低沸点的液体或者其与水的混合物作为载体将二氧化碳吸附剂施用到植物上以后，可以迅速挥发，而将二氧化碳吸附剂颗粒沉淀并粘着在植物体以及生活于植物体表面上的其它生物体的表面，尤其是植物的气孔、动物的气门以及病原菌的细胞壁等表面，并从周围大气中迅速吸附二氧化碳分子，形成高浓度的二氧化碳气体层，从而快速发挥作用。这些低沸点的液体可以是1-6个碳原子且能够与水混容的有机物如醇类的甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇等，酮类如丙酮等以及醚类、环氧乙烷等，只要是能够使二氧化碳吸附剂均匀分散而不发生聚集，且对植物无害即可。
二氧化碳吸附剂的施用量是本领域的技术人员能够知道的，该量将足以使施用了二氧化碳吸附剂的植物提高光合作用。环境条件对施用吸附剂有重要的影响，尤其是风和降雨等会减少吸附剂在植物叶面的粘附量，会降低效果，因此在植物的生长季节中可以一次或多次施用，以保持效果，也可以在施用时添加粘着剂，以提高二氧化碳吸附剂在植物表面的粘着力。
本发明所述的植物为一年生和多年生的农作物、水果、蔬菜、花卉、森林植物、药材、牧草等所有可进行光合作用的生物体，无论其二氧化碳的固定途径是C3途径、C4途径或者是景天酸代谢途径等都有效果；所述的病虫害包括节肢动物门、线性动物门等有害动物以及真菌、细菌等需要氧气进行代谢活动的生物。


1二氧化碳吸附剂颗粒；A二氧化碳吸附剂靠近植物的一端；B二氧化碳吸附剂远离植物的一端；2气孔保卫细胞；3二氧化碳吸附剂内的空腔；4气室；5表皮毛；6植物表面的边界测；7下表皮；8叶肉海绵组织；9叶肉栅栏组织；10叶片上表皮。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，所举例只是为了说明本发明的实施方案，而不是以任何方式限制本发明权利要求部分所概括的范围。
附图1为利用二氧化碳吸附剂提高植物光合产量增强抗旱能力及防治病虫害的方法的框图二氧化碳吸附剂喷洒到植物体表面上以后，粘附在植物气孔附近，利用其庞大的表面积，从周围空气中选择性地吸附大量的二氧化碳气体分子，在气孔附近形成高浓度的二氧化碳气体层，提高了气孔内外的二氧化碳浓度梯度差，促进气孔对二氧化碳气体分子的吸收。从而促进了光合作用速率的提高。气孔内二氧化碳浓度的提高，也抑制了光呼吸的强度，减少了对光合产物的消耗，提高了光合产物的积累。二氧化碳分子在植物体表面的积累，由于温室效应的结果还能够提高叶面温度，从而提高光合速率。气孔内二氧化碳分子浓度的提高，能够部分关闭气孔，减少气孔内水分子向周围大气的扩散，从而提高了植物的抗旱能力，减少了植物的耗水量的，提高了植物对水分的利用率尤其在高温、高光强条件下，抗旱与增产效果显著。二氧化碳吸附剂虽然具有疏水性但也能吸附少量水分子，提高了气孔周围水分子的浓度，减少了气孔内外水分子的梯度差，从而减少了植物的蒸腾作用。最终二氧化碳吸附剂能够提高植物光合产物的积累，提高植物的抗旱能力。
昆虫等有害生物需要通过气门吸入氧气并排出体内产生的二氧化碳废气。环境中二氧化碳浓度分压过高则不利于其正常的生长发育，甚至会窒息死亡。向昆虫或者植物体表面喷洒二氧化碳吸附剂，部分吸附剂颗粒会粘附在气门附近、气门上甚至进入气门内。由于吸附剂对二氧化碳具有强烈的选择性吸附作用，在气门附近形成高浓度的二氧化碳气体分子层。因吸附剂对氧气没有吸附能力或吸附能力很弱，因此气门附近二氧化碳气体的分压很高，氧气的分压很低，会阻碍气门对氧气的吸收并阻碍二氧化碳废气的排出，对昆虫正常的生长发育产生不利影响，甚至导致窒息死亡的。害虫不仅直接取食植物组织，减少光合面积或直接危害收获部位如种子、果实等，还会传播多种病害，从而间接地影响植物的收获量。对昆虫等有害动物的防治，不仅可以减少对植物组织的直接损失，而且还会减少对植物的间接损失。
真菌、细菌等病原微生物的正常生长发育也需要高浓度的氧气供应，尤其是在初侵染时期，氧气供应不足则不会开始侵染循环。向植物喷洒二氧化碳吸附剂，吸附剂会粘附在植物体表面，形成均匀的颗粒层。二氧化碳吸附剂从周围的大气中强烈地吸附二氧化碳，在植物体表面形成高浓度的二氧化碳气体分子层，对细菌和真菌侵入植物体及其正常的生长发育产生不利影响，从而减轻对植物体的危害。病菌不仅直接从植物体内吸取营养物质，造成直接的损害，而且很多病菌也会传播病毒、类菌质体等，间接地危害植物。对真菌、细菌等的防治不仅减少了直接损失，而且减少了间接损失。
通过对光合作用的促进、对光呼吸的抑制，以及对病虫害的防治等，促进了植物对二氧化碳的固定量，不仅提高了植物的收获量，而且减少了大气中二氧化碳温室气体的含量，从而减轻了温室效应对全球气候的不利影响。
附图2所示为利用二氧化碳吸附剂提高植物光合产量增强抗旱能力及防治病虫害的方法的示意图图中二氧化碳吸附剂1为沸石分子筛，沾附在气孔2附近的，分子筛从周围空气中选择性吸附二氧化碳气体分子，并将这些二氧化碳气体分子聚集在分子筛空腔3内，形成多分子层。由于这些二氧化碳气体分子是物理性的吸附在吸附剂表面，可以在吸附剂表面自由移动，尤其是外层被吸附的二氧化碳气体分子，其活动性更强。气孔的气室4内因光合作用消耗了二氧化碳，因此二氧化碳的分压很低。气室外有一个边界层6，其内的气体流动近乎静止。具有保护作用的表皮毛5的存在，使边界层的厚度比没有表皮毛时加厚，气体交换阻力加大。吸附剂1从周围大气中选择性吸附二氧化碳并贮存在分子筛的空腔内，直接将二氧化碳输送到气孔附近，突破叶面边界层对二氧化碳的阻力，并大大提高了气孔内外的二氧化碳浓度梯度差，使进入气孔的二氧化碳量大大增加，提高了二氧化碳供给量。二氧化碳吸附剂A端的二氧化碳分子通过扩散作用被气孔吸收而导致分子筛空腔内二氧化碳分子浓度降低，与B端存在梯度差，导致分子筛空腔内二氧化碳分子由B端向A端流动，而B端由于二氧化碳浓度的降低导致吸附剂与大气之间的动态平衡被打破，又重新从大气中选择性吸附二氧化碳分子进行补充，使A端一直与气孔的气室之间保持高的二氧化碳梯度差，使二氧化碳供应源源不断。这样，吸附剂就起到了一个类似于C4植物的二氧化碳泵的作用。由于叶温通常稍稍高于气温，因此A端的温度一般要稍稍高于B端。因吸附剂对二氧化碳的吸附能力随温度的升高而降低，或者说，A端的二氧化碳解吸能力要高于B端，也促进了分子筛空腔内二氧化碳分子的流动，强化了气孔的二氧化碳供给。由于吸附剂只对二氧化碳具有高选择性吸附作用，对氧气没有吸附能力或吸附量比较少，不会对气孔内氧气的扩散造成不利影响，且由于这个二氧化碳泵的高效率作用，极大地提高了气孔内二氧化碳气体分子的分压，降低了光呼吸的强度，减少了对光合产物的消耗，从而提高了光合产物的积累。气孔内二氧化碳浓度的提高，也会减小气孔的开放度或部分关闭气孔，使植物的蒸腾作用减弱但光合速率不减，因此提高了水分的利用率，在干旱地区或干旱季节有着重要的作用。
二氧化碳吸附剂粘附在昆虫的气门附近的情况也与此类似，只不过吸附剂能更多的吸附气门呼出的二氧化碳废气，在气门附近形成高的二氧化碳分压，降低氧气的分压，从而使昆虫呼吸受阻，导致窒息死亡。因这种作用是纯粹的物理作用，害虫不会产生抗性，且不会进入生物链，对其它动物不会产生不利影响。
真菌、细菌等病原微生物通过细胞壁进行呼吸，由于吸附剂在其表面形成高浓度的二氧化碳气体层，降低了氧气的分压，对其吸收氧气产生不利影响，从而使其不能萌发或生长不良，侵染力减弱，从而减少了对植物的危害。
实施例1下表是本发明组合物的实施方式之一。
成份 比例(质量百分比)二氧化碳吸附剂 50％～95％助剂 50％～5％组合物的主要成份是二氧化碳吸附剂，可以是对二氧化碳具有选择性吸附作用的各种无机物如经过煅烧的活性氧化铝、浸漬氧化铝、斜发沸石、丝光沸石、4A分子筛、5A分子筛、NaX分子筛、13X分子筛及其它天然或人工合成的类似物，包括其同晶取代物中的一种或多种混合物，或者为有机物如用各种方法制得的活性炭、树脂、炭分子筛等。吸附剂以二氧化碳饱和处理后与助剂混合造粒或者造粒后再用二氧化碳进行饱和处理，颗粒直径为3微米～1000微米，优化的为10微米～100微米。助剂为粘结剂和对植物光合作用有促进作用的营养元素如Fe、Cu、Zn、Me、B等无机营养元素以及尿素、三十烷醇等有机营养。为了使组合物具有不同的颜色，可以用不同颜色的二氧化碳吸附剂进行混配，也可用色素等着色剂进行染色处理，以提高对植物的促进作用以及对病虫害的防治效果。成品以防潮袋密封储藏。施用时可以用机动或手动喷粉机械在植物叶面喷洒，也可以用飞机等器械进行空中喷洒。
实施例2下表是本发明组合物的另一种实施方式。
成份 比例(质量百分比)二氧化碳吸附剂 80％～100％助剂 20％～0％本实施例与实施例1相似，其不同点在于二氧化碳吸附剂为疏水性的或者经过疏水性处理，其在组合物中所占的比例更高，助剂可以为乳化剂以及粘着剂等，可以将组合物制成可湿性粉剂。成品可以用二氧化碳进行饱和处理，密封干燥保存。使用时用水稀释，用常规喷雾器械对植物叶面进行喷雾。助剂中还可以添加光呼吸抑制剂，以提高对光呼吸的抑制作用。
上述各种实施例中所列举的各种实施方式，可以根据具体的处理对象的不同进行组合，所有这些组合均是从事农业和农药的技术人员所公知的，均在本发明的权利要求保护范围之内。所述的实施例只是为了更好地说明本发明的实施方案，而不是以任何方式限制本发明权利要求部分所概括的范围。


本发明公开了一种利用二氧化碳吸附剂提高植物光合产量增强抗旱能力及防治病虫害的方法与组合物。该法将对二氧化碳具有选择性吸附作用的二氧化碳吸附剂1喷洒在植物上，在植物表面形成一个高浓度二氧化碳气体层，提高了气孔2内外的二氧化碳浓度梯度差，促进了二氧化碳分子进入气孔的速度，提高了光合速率，同时降低了光呼吸的速率，提高了光合产物的积累，且减少了植物的蒸腾强度，提高了植物的抗旱能力和水分利用率。二氧化碳吸附剂粘附在有害动物的气门附近以及病原体的表面，妨碍其进行有氧呼吸，影响其正常的生长发育，从而达到防治病虫危害的目的，提高植物的产量。该组合物适用于各种农作物、蔬菜水果等园艺植物以及森林植物、牧草、药材等植物，尤其是在大田等开放空间中使用，无污染，无残留，改善环境，同样条件下加倍植物产量，具有良好的发展空间。