CN106010548A - 一种含有海藻粉原料的盐碱地小麦用保水剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供所述保水剂，包括海藻粉、丙烯酸、丙烯酰胺、石花生皮粉、地瓜秧粉、海藻酸钠、木瓜蛋白酶，所述制备方法包括海藻粉的处理，所述海藻粉的处理包括海藻预处理步骤、海藻活化步骤、聚合步骤，本发明还提供上述保水剂在盐碱地小麦种植中的应用。本发明的有益效果：本发明制备的保水剂在自来水、雨水、0.3%NaCl溶液的吸水能力强，在自来水中吸水能力可达到自身重量的780～900倍，在雨水中吸水能力可达到自身重量的690～810倍，在0.3%NaCl溶液中吸水能力可达到自身重量的470～640倍。

Description

一种含有海藻粉原料的盐碱地小麦用保水剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种含有海藻粉原料的盐碱地小麦用保水剂及其制备方法，属于保水剂技术领域。

背景技术

海藻”是生长在海中的藻类，是植物界的隐花植物，藻类包括数种不同类以光合作用产生能量的生物。它们一般被认为是简单的植物，主要特征为：无维管束组织，没有真正根、茎、叶的分化现象；不开花，无果实和种子；生殖器官无特化的保护组织，常直接由单一细胞产生孢子或配子；以及无胚胎的形成。

海藻又称海洋蔬菜，其营养丰富又具有保健作用，被称誉为长寿菜。现已知的有近百种海洋蔬菜可供人类食用，如海藻中的紫菜、海带、龙须菜、裙带菜等海藻中含有人体必需的蛋自质、脂肪、碳水化合物、多种维生素微量元素及矿物质，另外还含有许多特殊成分，如海藻酸钠海藻多糖和多不饱和脂肪酸等，海藻内含有多种生理活性物质，有保护心血管系统、抗肿瘤抗衰老抗病毒等功能。

保水剂使用的是高吸水性树脂，它是一种吸水能力特别强的功能高分子材料。无毒无害，反复释水、吸水，因此农业上人们把它比喻为"微型水库"。同时，它还能吸收肥料、农药、并缓慢释放，增加肥效、药效。高吸水性树脂广泛用于农业、林业、园艺、建筑材料。

现有的保水剂存在的缺陷如下：

1、现有的保水剂在自来水、雨水、0.3%NaCl溶液的吸水能力差或者在自来水、雨水吸水能力好，但在0.3%NaCl溶液的吸水能力很差；

2、现有的保水剂在自来水、雨水、0.3%NaCl溶液的保水能力差或者在自来水、雨水保水能力好，但在0.3%NaCl溶液的保水能力很差；

3、现有的保水剂对不同水分条件下对土壤具有保水效果差；

4、现有的保水剂降解性能差，易对土壤造成污染；

5、现有的保水剂对盐碱地中土壤的保水能力差。

发明内容

本发明为解决现有技术存在的不足，提供一种含有海藻粉原料的盐碱地小麦用保水剂及其制备方法，以实现以下发明目的：

(1)本发明制备的保水剂在自来水、雨水、0.3%NaCl溶液的保水能力强；

(2)本发明制备的保水剂在自来水、雨水、0.3%NaCl溶液的吸水能力强；

(3)本发明制备的保水剂对不同水分条件下对土壤具有保水效果好；

(4)本发明制备的保水剂降解性能好，对土壤无污染；

(5)本发明制备的保水剂对盐碱地中土壤的保水效果好；

（6）本发明制备的保水剂应用于盐碱地花生中进行保水时，对花生无副作用，安全性高。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种含有海藻粉原料的盐碱地小麦用保水剂，所述保水剂，包括海藻粉、丙烯酸、丙烯酰胺、石花生皮粉、地瓜秧粉、海藻酸钠、木瓜蛋白酶。

以下是对上述技术方案的进一步的限定:

所述保水剂，以重量份计，包括以下组分:海藻粉30～70份、丙烯酸210～620份、丙烯酰胺37～120份、花生皮粉1.7～4.5份、地瓜秧粉1.8～4.5份、发酵兔粪1～3份、发酵鸽粪2～4.6份、尿素1.6～4.6份、钙镁磷1.2～3份、硫酸钾1.8～4.5份、苏云金芽孢杆菌0.6～1.5份、a-荼乙酸钠1.2～3份、吲哚丁酸1.8～4.5份、盐角草粉1.2～3份、田菁粉1.2～4.6份、贝壳粉1～3份、牡蛎粉1.2～3份、引发剂0.12～0.3份、交联剂0.025～0.06份、海藻酸钠8～18份、木瓜蛋白酶0.25～0.84份、水470～1100份。

所述海藻粉包括马尾藻粉、海带粉、紫菜粉、石莼粉、裙带菜粉，所述各成分的质量比为10:5:7:3:6。

所述引发剂为过硫酸铵和亚硫酸氢钠，过硫酸铵和亚硫酸氢钠的质量比为5： 4。

所述交联剂为N,N～亚甲基双丙烯酰胺。

所述花生皮粉和地瓜秧粉的目数为80～250目；所述发酵兔粪和发酵鸽粪是干燥的目数为30～150目粉。

一种含有海藻粉原料的盐碱地小麦用保水剂的制备方法，所述制备方法包括海藻粉的处理，所述海藻粉的处理包括海藻预处理步骤、海藻活化步骤、聚合步骤。

所述海藻预处理步骤，将海藻粉分散入水中，在-18℃～-20℃下缓慢冷冻，然后在55℃下熔融，反复冷冻、熔融2-3次，得到海藻浆液。

所述海藻活化步骤，将海藻预处理步骤得到的海藻浆液中加入木瓜蛋白酶，在50℃～55℃下活化3.5h～4h。

一种含有海藻粉原料的盐碱地小麦用保水剂及其在盐碱地小麦种植中的应用，所述保水剂的用量为2.8-5.5kg/亩。

采用以上技术方案，本发明的有益效果为：

1、本发明制备的保水剂在自来水、雨水、0.3%NaCl溶液的吸水能力强，在自来水中吸水能力可达到自身重量的780～900倍，在雨水中吸水能力可达到自身重量的690～810倍，在0.3%NaCl溶液中吸水能力可达到自身重量的470～640倍。

2、本发明制备的保水剂在自来水、雨水、0.3%NaCl溶液的保水能力强，放置10天后，在自来水中保水能力可达到自身重量的690～800倍，在雨水中保水能力可达到自身重量的550～670倍，在0.3%NaCl溶液中保水能力可达到自身重量的370～530倍。

3、本发明制备的保水剂对不同水分条件下对土壤具有良好的保水效果，添加保水剂后含水量25%的砂土完全蒸发需4～6天，添加保水剂后含水量50%的砂土完全蒸发需6～9天，添加保水剂后含水量25%的壤土完全蒸发需5～7天，添加保水剂后含水量50%的壤土完全蒸发需9～12天。

4、本发明制备的保水剂降解性能好，对土壤无污染，保水剂酶解36h的降解率为50%～58%，保水剂酶解48h的降解率为68%～75%，保水剂酶解72h的降解率为85%～92%，保水剂酶解96h的降解率为89%～97%。

5、本发明制备的保水剂对盐碱地中土壤的保水能力具有良好的效果。对盐碱地中土壤的保水能力：灌溉后1d土壤含水量为66%-70%，灌溉后3d土壤含水量为58%-64%，灌溉后5d土壤含水量为53%-56%，灌溉后7d土壤含水量为40%-45%，灌溉后9d土壤含水量为36%-42%。

6、本发明制备的保水剂对小麦植株的病害防治具有一定效果。对小麦种植地中常见的病害：白粉病、赤霉病、病毒病的防效分别达到44.0-48.5%、43.4-50.8%、45.4-49.7%。

7、本发明制备的保水剂对小麦植株无任何副作用，安全性高，还取得意想不到的效果，小麦植株的产量有明显的提高作用，亩产达1100-1350斤；小麦中粗蛋白质和粗纤维含量也显著提高，蛋白质含量为13.3-14.2g/100g，粗纤维含量为2.3-2.9g/100g。

具体实施方式

以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1 一种含有海藻粉原料的盐碱地小麦用保水剂

所述保水剂，各原料组分的质量比例为：

海藻粉30份、丙烯酸210份、丙烯酰胺37份、花生皮粉1.7份、地瓜秧粉1.8份、发酵兔粪1份、发酵鸽粪2份、尿素1.6份、钙镁磷1.2份、硫酸钾1.8份、苏云金芽孢杆菌0.6份、a-荼乙酸钠1.2份、吲哚丁酸1.8份、盐角草粉1.2份、田菁粉1.2份、贝壳粉1份、牡蛎粉1.2份、引发剂0.12份、交联剂0.025份、海藻酸钠8份、木瓜蛋白酶0.25份、水470份。

所述海藻粉包括马尾藻粉、海带粉、紫菜粉、石莼粉、裙带菜粉，所述各成分的质量比为10:5:7:3:6；

所述丙烯酸有效成分含量为99%；

所述丙烯酰胺有效成分含量为98%；

所述花生皮粉和地瓜秧粉的目数为80～250目；

所述根瘤菌菌剂采用市场上现有的产品，其中有效成分含量为2.1%；

所述发酵兔粪和发酵鸽粪是干燥的目数为30～150目粉；

所述尿素的有效成分含量为50%；

所述钙镁磷的有效磷含量为15%；

所述硫酸钾的有效成分含量为53%；

所述苏云金芽孢杆菌的有效成分含量为50000IU/mg；

所述a～荼乙酸钠的有效成分含量为99.6%；

所述吲哚丁酸的有效成分含量为98%；

所述盐角草粉和田菁粉是将盐角草和田菁晒干粉碎，处理成目数为50-150目的粉；

所述贝壳和牡蛎的目数为60-180目；

所述引发剂为过硫酸铵和亚硫酸氢钠，过硫酸铵和亚硫酸氢钠的质量比为5： 4；

所述交联剂为N,N～亚甲基双丙烯酰胺。

实施例2一种含有海藻粉原料的盐碱地小麦用保水剂

所述保水剂，各原料组分的质量比例为：

海藻粉50份、丙烯酸400份、丙烯酰胺65份、花生皮粉3份、地瓜秧粉3份、发酵兔粪2份、发酵鸽粪3份、尿素3份、钙镁磷2份、硫酸钾3份、苏云金芽孢杆菌1份、a-荼乙酸钠2份、吲哚丁酸3份、盐角草粉2份、田菁粉3份、贝壳粉2份、牡蛎粉2份、引发剂0.2份、交联剂0.04份、海藻酸钠13份、木瓜蛋白酶0.5份、水800份。

所述海藻粉包括马尾藻粉、海带粉、紫菜粉、石莼粉、裙带菜粉，所述各成分的质量比为10:5:7:3:6；

所述丙烯酸有效成分含量为99%；

所述丙烯酰胺有效成分含量为98%；

所述花生皮粉和地瓜秧粉的目数为80～250目；

所述根瘤菌菌剂采用市场上现有的产品，其中有效成分含量为2.1%；

所述发酵兔粪和发酵鸽粪是干燥的目数为30～150目粉；

所述尿素的有效成分含量为50%；

所述钙镁磷的有效磷含量为15%；

所述硫酸钾的有效成分含量为53%；

所述苏云金芽孢杆菌的有效成分含量为50000IU/mg；

所述a～荼乙酸钠的有效成分含量为99.6%；

所述吲哚丁酸的有效成分含量为98%；

所述盐角草粉和田菁粉是将盐角草和田菁晒干粉碎，处理成目数为50-150目的粉；

所述贝壳和牡蛎的目数为60-180目；

所述引发剂为过硫酸铵和亚硫酸氢钠，过硫酸铵和亚硫酸氢钠的质量比为5： 4；

所述交联剂为N,N～亚甲基双丙烯酰胺。

实施例3一种含有海藻粉原料的盐碱地小麦用保水剂

所述保水剂，各原料组分的质量比例为：

海藻粉70份、丙烯酸620份、丙烯酰胺120份、花生皮粉4.5份、地瓜秧粉4.5份、发酵兔粪3份、发酵鸽粪4.6份、尿素4.6份、钙镁磷3份、硫酸钾4.5份、苏云金芽孢杆菌1.5份、a-荼乙酸钠3份、吲哚丁酸4.5份、盐角草粉3份、田菁粉4.6份、贝壳粉3份、牡蛎粉3份、引发剂0.3份、交联剂0.06份、海藻酸钠18份、木瓜蛋白酶0.84份、水1100份。

所述海藻粉包括马尾藻粉、海带粉、紫菜粉、石莼粉、裙带菜粉，所述各成分的质量比为10:5:7:3:6；

所述丙烯酸有效成分含量为99%；

所述丙烯酰胺有效成分含量为98%；

所述花生皮粉和地瓜秧粉的目数为80～250目；

所述根瘤菌菌剂采用市场上现有的产品，其中有效成分含量为2.1%；

所述发酵兔粪和发酵鸽粪是干燥的目数为30～150目粉；

所述尿素的有效成分含量为50%；

所述钙镁磷的有效磷含量为15%；

所述硫酸钾的有效成分含量为53%；

所述苏云金芽孢杆菌的有效成分含量为50000IU/mg；

所述a～荼乙酸钠的有效成分含量为99.6%；

所述吲哚丁酸的有效成分含量为98%；

所述盐角草粉和田菁粉是将盐角草和田菁晒干粉碎，处理成目数为50-150目的粉；

所述贝壳和牡蛎的目数为60-180目；

所述引发剂为过硫酸铵和亚硫酸氢钠，过硫酸铵和亚硫酸氢钠的质量比为5： 4；

所述交联剂为N,N～亚甲基双丙烯酰胺。

实施例4一种含有海藻粉原料的盐碱地小麦用保水剂及其制备方法

所述植物保水剂，制备方法包括：

（1）海藻粉的处理：

a、称取

称取实施例1～3所述的海藻粉、丙烯酸、丙烯酰胺、引发剂、交联剂、海藻酸钠、木瓜蛋白酶、水。

b、海藻预处理

所述海藻粉的目数为90-120目，将海藻粉分散入水中，在-18℃～-20℃下缓慢冷冻，然后在55℃下熔融，反复冷冻、熔融2-3次，得到海藻浆液；

c、海藻活化

将上述预处理完的海藻浆液中加入木瓜蛋白酶，在50℃～55℃下活化3.5h～4h，得到活化的海藻浆液；

d、聚合

在活化的海藻浆液中加入海藻酸钠配制的溶液，搅拌均匀后加入中和度达80%的丙烯酸、丙烯酰胺，再加入交联剂，冰水浴中加入引发剂，搅拌10～12min后真空下脱除气泡，出料且铺成膜状，在氮气保护下，温度为65℃下交联反应2.5h～3h，得到潮湿的海藻产物。

（2）称取各成分

按照实施例1～3所述的保水剂配方，称取海花生皮粉、地瓜秧粉、发酵兔粪、发酵鸽粪、尿素、钙镁磷、硫酸钾、苏云金芽孢杆菌、a-荼乙酸钠、吲哚丁酸、盐角草粉、田菁粉、贝壳粉、牡蛎粉。

（3）混合

将制得海藻产物、海花生皮粉、地瓜秧粉、发酵兔粪、发酵鸽粪、尿素、钙镁磷、硫酸钾、苏云金芽孢杆菌、a-荼乙酸钠、吲哚丁酸、盐角草粉、田菁粉、贝壳粉、牡蛎粉混合均匀，制得混合物；

（4）制得粒剂

将上述混合物输送到造粒机进行干燥制粒，干燥温度为60℃～85℃，制得粒剂，然后过20～180目的筛网，含水量控制在1%以内。

实施例5一种含有海藻粉原料的盐碱地小麦用保水剂的性能测试

（1）保水剂吸水性能测定

首先准确称取实施例1至实施例3制备的保水剂样品10g放置于纱布袋中，分别置于不同水介质（雨水、自来水）及浓度为0.3%的NaCl水溶液中，使保水剂样品与溶液充分接触，室温下放置24h，吸水后过滤至30S无水滴下为准。过滤后，称取样品吸水后的重量，测定保水剂吸水后的重量能够达到自身重量的倍数。

（2）保水剂的保水性能测定

将上述实验中吸水饱和的保水剂放置在空气中，在20～25℃下放置10天，测定保水剂重量能够达到自身重量的倍数。

（3）保水剂在不同水分条件下对土壤保水能力的影响

测定保水剂在不同水分条件下对土壤保水能力，在土壤达到饱和状态的不同水分条件下，分别添加本发明的保水剂，查看土壤内水分完全蒸发所需天数。

由此可见本发明制备的保水剂在土壤中使用后，大大提高了土壤的保水能力。

（4）保水剂的降解性能

准确称取实施例1至实施例3制备的保水剂样品1g，添加到100ml自来水中，用1mol/LHCI调pH至4.6后，在30℃磁力搅拌下加入淀粉酶1%，及纤维素酶4%，酶解36-96h后的残渣用水洗净表面糊状物，50℃烦躁24h后称重。

降解率%=［（G1－G2）/W］×100%

其中，G1是酶解前样品的质量（g），G2是酶解后样品的质量（g），W为样品中海藻的质量（g）。

实施例6一种含有海藻粉原料的盐碱地小麦用保水剂在小麦种植地中应用

在盐碱地中开辟出四个试验小区，分别为试验小区A、试验小区B、试验小区C和试验小区D，每个试验小区的长度大约为10-15m，四个试验小区的土壤中水含量一致，土壤中含水量为10%，先对盐碱地用土壤调节剂进行调节，然后再种植上小麦。

试验小区A：将实施例1中产品在水源处将保水剂干剂吸水成凝胶剂后用桶或袋装至地里，保水剂干剂的用量为2.8-5.5kg/亩，在植株行距主茎5-20cm处挖一平行沟，深至根部，把凝胶剂均匀撒入沟内，翻混均匀后覆土掩盖，并进行灌溉，灌溉完成后立即测定土壤中含水量。

试验小区B：将实施例2中产品在水源处将保水剂干剂吸水成凝胶剂后用桶或袋装至地里，保水剂干剂的用量为2.8-5.5kg/亩，在植株行距主茎5-20cm处挖一平行沟，深至根部，把凝胶剂均匀撒入沟内，翻混均匀后覆土掩盖，并进行灌溉，灌溉完成后立即测定土壤中含水量。

试验小区C：将实施例3中产品在水源处将保水剂干剂吸水成凝胶剂后用桶或袋装至地里，保水剂干剂的用量为2.8-5.5kg/亩，在植株行距主茎5-20cm处挖一平行沟，深至根部，把凝胶剂均匀撒入沟内，翻混均匀后覆土掩盖，并进行灌溉，灌溉完成后立即测定土壤中含水量。

试验小区D：作为对照试验小区，不施用本保水剂，对种植地进行灌溉，灌溉完成后立即测定土壤中含水量。

调查与统计方法：分别在种植地灌溉后的1天、3天、5天、7天、9天。

试验结果：

（1）本发明制备的保水剂对盐碱地中土壤的保水能力具有良好的效果。

对盐碱地中土壤的保水能力：灌溉后1d土壤含水量为66%-70%，灌溉后3d土壤含水量为58%-64%，灌溉后5d土壤含水量为53%-56%，灌溉后7d土壤含水量为40%-45%，灌溉后9d土壤含水量为36%-42%。

表1 本发明制备的保水剂对盐碱地中土壤的保水效果

（2）本发明制备的保水剂对小麦植株的病害防治具有一定效果。

对小麦种植地中常见的病害：白粉病、赤霉病、病毒病的防效分别达到44.0-48.5%、43.4-50.8%、45.4-49.7%，具体指标见表2。

表2 本发明制备的保水剂对小麦种植地中的病害的防治效果

（3）本发明制备的保水剂对小麦植株无任何副作用，安全性高，还取得意想不到的效果，小麦植株的产量有明显的提高作用，亩产达1100-1350斤；小麦中粗蛋白质和粗纤维含量也显著提高，蛋白质含量为13.3-14.2g/100g，粗纤维含量为2.3-2.9g/100g，具体见表3。

表3 小麦的产量、小麦中蛋白质以及粗纤维含量

本发明中对照为不使用本发明所述保水剂情况。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种含有海藻粉原料的盐碱地小麦用保水剂，其特征在于：所述保水剂，包括海藻粉、丙烯酸、丙烯酰胺、石花生皮粉、地瓜秧粉、海藻酸钠、木瓜蛋白酶。

2.根据权利要求1所述的一种含有海藻粉原料的盐碱地小麦用保水剂，其特征在于：所述保水剂，以重量份计，包括以下组分:海藻粉30～70份、丙烯酸210～620份、丙烯酰胺37～120份、花生皮粉1.7～4.5份、地瓜秧粉1.8～4.5份、发酵兔粪1～3份、发酵鸽粪2～4.6份、尿素1.6～4.6份、钙镁磷1.2～3份、硫酸钾1.8～4.5份、苏云金芽孢杆菌0.6～1.5份、a-荼乙酸钠1.2～3份、吲哚丁酸1.8～4.5份、盐角草粉1.2～3份、田菁粉1.2～4.6份、贝壳粉1～3份、牡蛎粉1.2～3份、引发剂0.12～0.3份、交联剂0.025～0.06份、海藻酸钠8～18份、木瓜蛋白酶0.25～0.84份、水470～1100份。

3.根据权利要求2所述的一种含有海藻粉原料的盐碱地小麦用保水剂，其特征在于：所述海藻粉包括马尾藻粉、海带粉、紫菜粉、石莼粉、裙带菜粉，所述各成分的质量比为10:5:7:3:6。

4. 根据权利要求2所述的一种含有海藻粉原料的盐碱地小麦用保水剂，其特征在于：所述引发剂为过硫酸铵和亚硫酸氢钠，过硫酸铵和亚硫酸氢钠的质量比为5： 4。

5.根据权利要求2所述的一种含有海藻粉原料的盐碱地小麦用保水剂，其特征在于：所述交联剂为N,N～亚甲基双丙烯酰胺。

6.根据权利要求2所述的一种含有海藻粉原料的盐碱地小麦用保水剂，其特征在于：所述花生皮粉和地瓜秧粉的目数为80～250目；所述发酵兔粪和发酵鸽粪是干燥的目数为30～150目粉。

7.一种含有海藻粉原料的盐碱地小麦用保水剂的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括海藻粉的处理，所述海藻粉的处理包括海藻预处理步骤、海藻活化步骤、聚合步骤。

8.根据权利要求7所述的一种含有海藻粉原料的盐碱地小麦用保水剂的制备方法，其特征在于：所述海藻预处理步骤，将海藻粉分散入水中，在-18℃～-20℃下缓慢冷冻，然后在55℃下熔融，反复冷冻、熔融2-3次，得到海藻浆液。

9.根据权利要求6所述的一种含有海藻粉原料的盐碱地小麦用保水剂的制备方法，其特征在于：所述海藻活化步骤，将海藻预处理步骤得到的海藻浆液中加入木瓜蛋白酶，在50℃～55℃下活化3.5h～4h。

10.一种含有海藻粉原料的盐碱地小麦用保水剂及其在盐碱地小麦种植中的应用，其特征在于：所述保水剂的用量为2.8-5.5kg/亩。