CN105230661A

CN105230661A - 作物用功能性助剂及其制备方法

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Publication number: CN105230661A
Application number: CN201510654569.4A
Authority: CN
Inventors: 党永富; 韩松; 乔传令; 吉庆勋; 曹育博
Original assignee: 党永富
Current assignee: HENAN YUANDONG BIOENGINEERING Co.,Ltd.
Priority date: 2015-10-10
Filing date: 2015-10-10
Publication date: 2016-01-13
Anticipated expiration: 2035-10-10
Also published as: CN105230661B

Abstract

本发明公开了一种作物用功能性助剂及其制备方法，属于农业生产用助剂/添加剂技术领域。作物用功能性助剂由植物生长调节剂、乳化剂、水溶性有机质和保水剂组成，水溶性和渗透性良好，药效稳定，安全无毒害，可配合种衣剂使用(浸种或拌种)，在保持种衣剂原有防虫、抗病活性的同时提高包衣种子露地直播的发芽率和成苗率，提高种子幼苗对不良环境(如干旱、低温、盐碱等)的适应性和抵抗能力，使种子得到高效利用，并达到保苗护苗效果。该助剂可单独作为营养剂或营养添加剂使用，具有促生增产作用。

Description

作物用功能性助剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种作物用功能性助剂，同时还涉及该功能性助剂的制备方法，属于农业生产用助剂/添加剂技术领域。

背景技术

棉花和花生病虫害在世界各产棉国和花生种植地普遍发生，比较常见的是由种子带菌和土壤传播的病害，例如针对棉花的枯萎病菌、黄萎病菌、立枯病菌、炭疽病菌等，虫害种类包括蚜虫、棉叶螨、棉铃虫、红蜘蛛、盲蝽蟓、蛴螬、蝼蛄等。随着棉花和花生大面积集中化种植的发展，病虫害发生亦越发频繁和严重，现已成为影响棉花、花生产量和品质的主要因素。相比其他病虫害治理措施，利用种衣剂进行种子包衣，进而有效防治棉花和花生病虫害是一种最为经济和简单的方法。

种衣剂主要由农药原药(如杀菌剂、杀虫剂)、微肥或植物生长调节剂与辅料如成膜剂、分散剂、防冻剂等加工制成。使用时种衣剂包覆在种子表面，形成一层具有一定强度和通透性的保护膜。种衣剂是以种子为载体，借助成膜剂粘附在种子表面，快速固化形成的一层质地均匀且不易脱落的药膜。播种后种衣剂在种子外表面形成一层保护屏障，种衣剂中的有效成分随种子萌动、发芽、出苗、成长而逐渐被植株根系所吸收，并传导到植株幼苗的各个部位，有效防治由土壤中病原菌及害虫引起的病虫害。

近年来，种衣剂在农业生产中普遍应用，例如商品化的棉花种子大多数经过包衣加工，种子包衣率达90％以上。然而，市售种衣剂的防护作用以保护种子免受病虫害侵袭为主，缺少耐旱、抗寒、耐盐碱等功能。如棉花包衣种子在突遇倒春寒等低温冻害天气时，易出现出苗满、出苗弱甚至烂种、烂根不出苗等现象，不利于棉花正常生长发育。此外，包衣后种子的发芽率较低，正常气候条件下露地直播的棉花包衣种子每穴通常需要放置3～4粒种子才能长出1～2棵幼苗，种子有效利用率低。目前，市售的适用于棉花和花生的种衣剂(如适乐时、高巧、卫福等)多专注于防虫或抗病能力，作用较为单一，缺少抗旱、抗寒、耐盐碱、促生长等实用功能。而少数具有特殊功用的种衣剂多添加有人工合成植物激素(如萘乙酸、芸苔素内酯、缩节胺等)，而人工合成激素难以被植物分解(植物体内缺少相应的分解酶类)，在土壤和植物体内长期残留，对土壤环境和人体健康均有潜在不良影响，随着此类种衣剂的大范围应用，其残留问题已经引起人们的高度重视。因此，研制一种针对普通型种衣剂的功能性助剂，辅助增强普通种衣剂耐旱、抗寒、耐盐碱、促生长等功效就显得尤为必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种作物用功能性助剂，配合种衣剂使用时，适用作物为棉花和花生，可在保持种衣剂原有防虫抗病活性的同时提高种子幼苗对不良环境(如干旱、低温、盐碱等)的抵抗能力和适应性，提高包衣种子露地直播的发芽率和成苗率，使种子得到高效利用，并达到保苗护苗效果。

同时，本发明还提供一种上述功能性助剂的制备方法。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：

作物用功能性助剂，由以下质量百分数的组分组成：植物生长调节剂0.1-5％，乳化剂2～10％，水溶性有机质10～30％，保水剂0.5～5％，余量为水。

所述植物生长调节剂为三十烷醇、聚天冬氨酸、氨基寡糖素中的一种或两种。

所述乳化剂为十二烷基硫酸钠(SDS)、茶皂素、吐温系列(如吐温-20～80)中的一种或多种，优选一种阴离子表面活性剂配合一种非离子表面活性剂。

所述水溶性有机质为黄腐酸、黄腐酸盐、腐植酸盐、混合氨基酸中的一种或多种。其中，黄腐酸包括天然黄腐酸和生化黄腐酸，黄腐酸盐包括黄腐酸钾、黄腐酸铵，腐植酸盐包括腐植酸钾、腐植酸铵。

所述保水剂为γ-聚谷氨酸、聚阴离子纤维素中的一种或多种。

作物用功能性助剂中各组分功效简述如下：

三十烷醇(即蜂花醇)是一种天然的长碳链植调素，又称正三十烷醇，是从蜂蜡中纯化提取的天然生物产品，其来源广泛、价格低廉，用量少(ppm级)，作用快，对环境无污染，对人畜无毒害或副作用，对多种作物具有明显的增产效果。蜂花醇的使用方式及作用如下：(1)浸种、拌种：促进种子萌发和胚根发育，提高种子发芽势、发芽率，使幼苗累积干物质量增加；(2)喷施：提高作物光合作用强度，促进光合产物转运；促进作物对水和N、P、K等营养元素的吸收；提高作物的抗病能力和对低温的耐受能力。

聚天冬氨酸是一种天然高分子肥料增效剂，可提高作物根系对氮磷钾的吸收和利用效率，增强作物抗逆性，改善作物品质，提高作物产量。

氨基寡糖素又称壳寡糖、低聚寡糖，是一种天然生物大分子，无毒、无味、无刺激，生物安全性高，水溶性良好，有利于植物吸收利用。氨基寡糖素能促进作物生长和种子提早萌芽，提高作物可溶性糖和可溶性蛋白含量，改善作物品质，提高作物的抗寒能力和产量。具有广谱抗菌活性，能抑制真菌、细菌生长繁殖，尤其对丝状菌类有独特效果。一般市售的氨基寡糖素多残留酸性物质和壳聚糖等杂质，需精制后使用。

黄腐酸、黄腐酸盐和腐植酸盐都是由不均一的复合性大分子构成的成分极其复杂的混合物，富含植物生长过程中所需的几乎全部氨基酸、氮、磷、钾、多种酶类、糖类(低聚糖、果糖等)蛋白质、核酸、胡敏酸和V_C、V_E以及大量的B族维生素等营养成分，具有良好的抗絮凝、抗酸碱能力和优异的相容性，通过增强植物自身的长势和抗病能力，改变植物细胞膜通透性和对农药的缓释及协同增效作用发挥病虫害防治功能。黄腐酸、黄腐酸盐、腐植酸盐均可采用市售商品。

混合氨基酸是以动物毛发天然角质蛋白为原料，经盐酸水解，再经脱酸、脱盐及喷雾干燥工艺制成，是高效、优质、无公害的水溶性绿色营养有机质，内含17种游离氨基酸，具有促进作物养分吸收、促生增产、改善作物品质、提高作物抗逆性等多种功效。混合氨基酸可采用市售商品。

保水剂中γ-聚谷氨酸(γ-PGA)、聚阴离子纤维素(PAC)均具有大分子结构，分子中含有许多亲水基团，能够吸收超过自身重量数十倍到数百倍的水，无毒、无污染，稳定性高，生物相容性好，能够促进农作物快速吸收养分，与农药并用可提高药效。研究表明，γ-聚谷氨酸与肥料配合使用具有以下优点：1)减少化肥流失，活化养分元素，提高化肥利用率；2)促进作物对铁、锌、锰等微量元素吸收；3)促进作物早熟，并延长采收期；4)促进根系生长，增强作物抗倒伏、抗旱、抗寒、抗病等抗逆性；5)减少施肥对土壤造成的不良影响，活化土壤中处于固定态的养分元素，改善土壤质量。

优选的，作物用功能性助剂由以下质量百分数的组分组成：三十烷醇0.2～0.4％，十二烷基硫酸钠2％，吐温-204％，生化黄腐酸10～30％，γ-聚谷氨酸1～4％，余量为水。或者由以下质量百分数的组分组成：三十烷醇0.1～0.4％，聚天冬氨酸1～5％，十二烷基硫酸钠2％，吐温-804％，混合氨基酸10～30％，聚阴离子纤维素0.3～2％，余量为水。

更优的，作物用功能性助剂由以下质量百分数的组分组成：三十烷醇0.4％，十二烷基硫酸钠2％，吐温-204％，生化黄腐酸15％，γ-聚谷氨酸3％，余量为水。或者由以下质量百分数的组分组成：三十烷醇0.1％，聚天冬氨酸2.5％，十二烷基硫酸钠2％，吐温-804％，混合氨基酸20％，聚阴离子纤维素1％，余量为水。又或者由以下质量百分数的组分组成：三十烷醇0.3％，聚天冬氨酸2％，十二烷基硫酸钠2％，茶皂素6％，天然黄腐酸10％，混合氨基酸10％，聚阴离子纤维素1.2％余量为水。又或者由以下质量百分数的组分组成：三十烷醇1％，十二烷基硫酸钠3％，吐温-206％，黄腐酸钾10％，腐殖酸铵10％，γ-聚谷氨酸2.5％，聚阴离子纤维素0.5％，余量为水。亦或者由以下质量百分数的组分组成：氨基寡糖素0.3％，茶皂素2％，黄腐酸铵10％，腐殖酸钾10％，混合氨基酸10％，γ-聚谷氨酸1％，聚阴离子纤维素1％，余量为水。还或者由以下质量百分数的组分组成：聚天冬氨酸2％，氨基寡糖素0.3％，茶皂素2％，黄腐酸钾10％，腐植酸铵10％，γ-聚谷氨酸1％，聚阴离子纤维素1％，余量为水。

作物用功能性助剂的制备方法，步骤如下：按照质量百分数准确取各组分，将植物生长调节剂、乳化剂、水溶性有机质和保水剂加入水中混匀，即得。

优选的，制备步骤如下：按照质量百分数准确取各组分，将乳化剂加入适量水中，混匀后加入植物生长调节剂，混匀得乳液；在剩余的水中加入水溶性有机质和保水剂，混匀，再加入乳液混匀，即得。

作物用功能性助剂的适用作物为棉花和花生，使用方法包括：1)在播种前对无包衣棉花或花生种子进行浸种；2)在棉花或花生播种前拌种，或者配合种衣剂使用；3)在棉花初花期、蕾期喷施，或在花生团棵期至初花期兑水叶喷。

本发明的有益效果：

本发明中作物用功能性助剂由植物生长调节剂、乳化剂、水溶性有机质和保水剂组成，水溶性和渗透性良好，药效稳定，安全无毒害，可配合种衣剂使用(浸种或拌种)，在保持种衣剂原有防虫、抗病活性的同时提高包衣种子露地直播的发芽率和成苗率，提高种子幼苗对不良环境(如干旱、低温、盐碱等)的适应性和抵抗能力，使种子得到高效利用，并达到保苗护苗效果。该助剂可单独作为营养剂或营养添加剂使用，具有活化土壤微生物、促生增产等作用。

功能性助剂中γ-聚谷氨酸、聚天冬氨酸等可在植物根部形成分子网络，蓄积土壤中的水分，同时分子网络上携带的负电荷可吸附K⁺、NH₄ ⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等元素，并将其持续供给植物体吸收和利用；植物生长调节剂和水溶性有机质可协同增强作物对水分和养分的吸收利用能力，促进作物生长发育，提高作物应对低温、干旱等非生物胁迫的能力等。

具体实施方式

下述实施例仅对本发明作进一步详细说明，但不构成对本发明的任何限制。

实施例1

本实施例中作物用功能性助剂由以下质量百分数的组分组成：三十烷醇0.4％，十二烷基硫酸钠2％，吐温-204％，生化黄腐酸15％，γ-聚谷氨酸3％，余量为水。

作物用功能性助剂的制备方法，步骤如下：将三十烷醇晶体和十二烷基硫酸钠加入水(50％)中，边搅拌边加热，待温度升至75℃，在2500rpm转速下搅拌乳化25min，至三十烷醇晶体完全溶解，加入吐温-20继续搅拌至溶液澄清，自然冷却至室温，得到三十烷醇乳液；在剩余的水中加入生化黄腐酸，搅拌分散至完全溶解，再边搅拌边加入γ-聚谷氨酸，混合均匀后加入三十烷醇乳液，混匀即得。

实施例2

本实施例中作物用功能性助剂由以下质量百分数的组分组成：三十烷醇0.1％，聚天冬氨酸2.5％，十二烷基硫酸钠2％，吐温-804％，混合氨基酸20％，聚阴离子纤维素1％，余量为水。

作物用功能性助剂的制备方法，步骤如下：先将十二烷基硫酸钠溶于水(30％)中，再将三十烷醇晶体加入预热至80℃的十二烷基硫酸钠溶液中，搅拌分散至三十烷醇晶体完全溶解，恒温条件下再加入预热的吐温-80和水(50％)，搅拌混匀后迅速冷却，得到三十烷醇乳液；在剩余的水中加入聚天冬氨酸和混合氨基酸，搅拌分散至完全溶解，再边搅拌边加入聚阴离子纤维素，混合均匀后加入三十烷醇乳液，混匀即得。

实施例3

本实施例中作物用功能性助剂由以下质量百分数的组分组成：三十烷醇0.3％，聚天冬氨酸2％，十二烷基硫酸钠2％，茶皂素6％，天然黄腐酸10％，混合氨基酸10％，聚阴离子纤维素1.2％余量为水。

作物用功能性助剂的制备方法，步骤如下：先分别将十二烷基硫酸钠、茶皂素溶于水(30％)中制备十二烷基硫酸钠溶液和茶皂素溶液，再将三十烷醇晶体加入预热至80℃的十二烷基硫酸钠溶液中，搅拌分散至三十烷醇晶体完全溶解，恒温条件下再加入预热的茶皂素水溶液，搅拌混匀后迅速冷却，得到三十烷醇乳液；在剩余的水中加入聚天冬氨酸、天然黄腐酸和混合氨基酸，搅拌分散至完全溶解，再边搅拌边加入聚阴离子纤维素，混合均匀后加入三十烷醇乳液，混匀即得。

实施例4

本实施例中作物用功能性助剂由以下质量百分数的组分组成：三十烷醇1％，十二烷基硫酸钠3％，吐温-206％，黄腐酸钾10％，腐殖酸铵10％，γ-聚谷氨酸2.5％，聚阴离子纤维素0.5％，余量为水。

作物用功能性助剂的制备方法，步骤如下：先将十二烷基硫酸钠溶于水(30％)中，再将三十烷醇晶体加入预热至80℃的十二烷基硫酸钠溶液中，搅拌分散至三十烷醇晶体完全溶解，恒温条件下再加入预热的吐温-20和水(50％)，搅拌混匀后迅速冷却，得到三十烷醇乳液；在剩余的水中加入黄腐酸钾和腐植酸铵，搅拌分散至完全溶解，再边搅拌边加入γ-聚谷氨酸和聚阴离子纤维素，混合均匀后加入三十烷醇乳液，混匀即得。

实施例5

本实施例中作物用功能性助剂由以下质量百分数的组分组成：(精制)氨基寡糖素0.3％，茶皂素2％，黄腐酸铵10％，腐殖酸钾10％，混合氨基酸10％，γ-聚谷氨酸1％，聚阴离子纤维素1％，余量为水。

精制氨基寡糖素：取市售氨基寡糖素，配制浓度15％的氨基寡糖素水溶液，用氢氧化钾中和至pH6.5(pH6～7均可)，中性滤纸过滤，在滤液中加入4倍体积的无水乙醇(3～5倍均可)，置于冰箱中冷藏4h(3～5h均可)，出现白色(或淡黄色)松散状醇不溶物质，抽滤，取醇不溶物真空干燥即得。

作物用功能性助剂的制备方法，步骤如下：将精制氨基寡糖素溶于水中，溶解完全后边搅拌边加入茶皂素、黄腐酸铵、腐殖酸钾和混合氨基酸，混合均匀后再加入γ-聚谷氨酸和聚阴离子纤维素，混匀，加入三十烷醇乳液混匀，即得。

实施例6

本实施例中作物用功能性助剂由以下质量百分数的组分组成：聚天冬氨酸2％，(精制)氨基寡糖素0.3％，茶皂素2％，黄腐酸钾10％，腐植酸铵10％，γ-聚谷氨酸1％，聚阴离子纤维素1％，余量为水。

作物用功能性助剂的制备方法，步骤如下：将精制氨基寡糖素(同上制备)溶于水中，溶解完全后边搅拌边加入聚天冬氨酸、茶皂素、黄腐酸钾和腐植酸铵，混合均匀后再加入γ-聚谷氨酸和聚阴离子纤维素，混匀，加入三十烷醇乳液后混匀，即得。

试验例

1、抗逆性试验

采用实施例1和实施例6制备的作物用功能性助剂进行有效性试验。抗低温试验：共设置2个处理组和一个对照组，每个处理组各取均一饱满的露地直播棉包衣种子300粒，称重记录，每100g种子与2mL实施例1中助剂及3mL水拌种，此为处理1；每100g种子与2.5mL实施例6中助剂及2.5mL水拌种，此为处理2；对照不做任何处理。拌种晾干后播种于育苗穴盘中，穴盘中预先放置含有适量水分的干净河沙，每穴播种三粒种子，而后将育苗穴盘置于光照培养箱中，24℃培养3天后12℃培养3天，再18℃培养4天，播种后15天测定出苗率(出苗穴数占播种穴数的百分比)，并随机取样测定相关生化指标，每个处理重复3次，试验结果见下表1和表2。

表1棉花种子低温胁迫成苗率测试

从表1可知，拌种处理的棉花在幼苗期经低温处理一周后成苗率明显高于未拌种，成苗率提高20～30％，表明功能性助剂能提高露地直播棉包衣种子发芽率和幼苗成活率。

表2低温胁迫下棉花幼苗的生化指标测定结果

注：*代表与对照组相比差异显著，P＜0.05。

从表2可知，拌种处理的棉花在幼苗期经低温处理一周后萌发幼芽中超氧化物歧化酶活性和游离脯氨酸含量明显高于未拌种，而相对外渗率和丙二醛含量低于未拌种，表明功能性助剂能提高棉花幼苗在低温胁迫下的耐寒能力。

2、促生长、提高花生产量试验

为防止地下害虫啃食种子，在花生播种前预先用高巧吡虫啉拌种，在花生团棵至初花期，每亩试验田分别用实施例3、实施例5中助剂喷施(150mL稀释200倍)，对照组不喷施，空白对照不喷施、不拌种，花生生长期常规管理，收获前观察并记录花生根瘤数，收获后记录亩产量并计算平均增产率，结果见下表3。

表3不同处理下花生亩产量及平均增产率

注：*代表与空白对照组相比差异显著，P＜0.05。

从表3可知，经实施例3、实施例5中功能性助剂喷施的花生根瘤数明显多于对照组，根瘤数增多说明活化土壤微生物增多，可促进植物对氮素的吸收。同时，花生亩产量明显高于对照组，相较对照组平均增产率达12～16％。

本发明中保水剂γ-聚谷氨酸、聚阴离子纤维素能完全溶于水，并具有较强的吸水性，可通过叶喷被植物吸收运输至根部，在根部形成网状结构，该结构中存在大量亲水性基团，可以锁住根部土壤水分，减少水分散失，提升作物的抗旱耐受能力。

功能性助剂还具有以下有益效果：在棉花初花期兑水喷施可有效提高挂铃数，降低棉花落花落果率，提高棉花产量；可广泛应用于其他作物、蔬菜和果树，具有良好的促生增产效果，能提高植物抗病抗低温能力。

在本发明的其他实施例中，作物用功能性助剂可按照文中描述任意组配，所达技术效果相近。

Claims

1.作物用功能性助剂，其特征在于：由以下质量百分数的组分组成：植物生长调节剂0.1-3％，乳化剂2～10％，水溶性有机质10～30％，保水剂0.5～5％，余量为水。

2.根据权利要求1所述的作物用功能性助剂，其特征在于：所述植物生长调节剂为三十烷醇、聚天冬氨酸、氨基寡糖素中的一种或两种。

3.根据权利要求1所述的作物用功能性助剂，其特征在于：所述乳化剂为十二烷基硫酸钠、茶皂素、吐温系列中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的作物用功能性助剂，其特征在于：所述水溶性有机质为黄腐酸、黄腐酸盐、腐植酸盐、混合氨基酸中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的作物用功能性助剂，其特征在于：所述保水剂为γ-聚谷氨酸、聚阴离子纤维素中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的作物用功能性助剂，其特征在于：由以下质量百分数的组分组成：三十烷醇0.2～0.4％，十二烷基硫酸钠2％，吐温-204％，生化黄腐酸10～30％，γ-聚谷氨酸1～4％，余量为水；或者由以下质量百分数的组分组成：三十烷醇0.1～0.4％，聚天冬氨酸1～5％，十二烷基硫酸钠2％，吐温-804％，混合氨基酸10～30％，聚阴离子纤维素0.3～2％，余量为水。

7.根据权利要求6所述的作物用功能性助剂，其特征在于：由以下质量百分数的组分组成：三十烷醇0.4％，十二烷基硫酸钠2％，吐温-204％，生化黄腐酸15％，γ-聚谷氨酸3％，余量为水；或者由以下质量百分数的组分组成：三十烷醇0.1％，聚天冬氨酸2.5％，十二烷基硫酸钠2％，吐温-804％，混合氨基酸20％，聚阴离子纤维素1％，余量为水。

8.根据权利要求1所述的作物用功能性助剂，其特征在于：由以下质量百分数的组分组成：三十烷醇0.3％，聚天冬氨酸2％，十二烷基硫酸钠2％，茶皂素6％，天然黄腐酸10％，混合氨基酸10％，聚阴离子纤维素1.2％余量为水；或者由以下质量百分数的组分组成：三十烷醇1％，十二烷基硫酸钠3％，吐温-206％，黄腐酸钾10％，腐殖酸铵10％，γ-聚谷氨酸2.5％，聚阴离子纤维素0.5％，余量为水；或者由以下质量百分数的组分组成：氨基寡糖素0.3％，茶皂素2％，黄腐酸铵10％，腐殖酸钾10％，混合氨基酸10％，γ-聚谷氨酸1％，聚阴离子纤维素1％，余量为水；或者由以下质量百分数的组分组成：聚天冬氨酸2％，氨基寡糖素0.3％，茶皂素2％，黄腐酸钾10％，腐植酸铵10％，γ-聚谷氨酸1％，聚阴离子纤维素1％，余量为水。

9.如权利要求1～8中任一项所述作物用功能性助剂的制备方法，其特征在于：步骤如下：按照质量百分数准确取各组分，将植物生长调节剂、乳化剂、水溶性有机质和保水剂加入水中，混匀，即得。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：步骤如下：按照质量百分数准确取各组分，将乳化剂加入适量水中，混匀后加入植物生长调节剂，混匀得乳液；在剩余的水中加入水溶性有机质和保水剂，混匀，再加入乳液混匀，即得。