CN106045773A - 一种缓释氮肥的盐碱地小麦用保水剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种缓释氮肥的盐碱地小麦用保水剂,所述保水剂,包括淀粉、丙烯酸、丙烯酰胺、裙带菜粉、铁钉菜粉、氨水、花生壳粉、稻壳粉、豆粕粉、茶籽饼粉,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、0.9%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890~920倍,在雨水中吸水能力可达到自身重量的670~780倍,在0.9%NaCl溶液中吸水能力可达到自身重量的340~430倍。
Description
技术领域
本发明涉及一种缓释氮肥的盐碱地小麦用保水剂及其制备方法,属于农药技术领域。
背景技术
氮肥是含有作物营养元素氮的化肥。元素氮对作物生长起着非常重要的作用,它是植物体内氨基酸的组成部分、是构成蛋白质的成分,也是植物进行光合作用起决定作用的叶绿素的组成部分。氮还能帮助作物分殖,施用氮肥不仅能提高农产品的产量,还能提高农产品的质量。
在实际生产中,经常会遇到农作物氮营养不足或过量的情况,氮营养不足的一般表现是:植株矮小,细弱;叶呈黄绿、黄橙等非正常绿色,基部叶片逐渐干燥枯萎;根系分枝少;禾谷类作物的分蘖显著减少,甚至不分蘖,幼穗分化差,分枝少,穗形小,作物显著早衰并早熟,产量降低。
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、0.9%NaCl溶液的吸水能力差或者在自来水、雨水吸水能力好,但在0.9%NaCl溶液的吸水能力很差;
2、现有的保水剂在自来水、雨水、0.9%NaCl溶液的保水能力差或者在自来水、雨水保水能力好,但在0.9%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,提供一种缓释氮肥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应用于盐碱地小麦中进行保水时,对小麦无副作用,安全性高;
(2)本发明制备的保水剂在自来水、雨水、0.9%NaCl溶液的吸水能力强;
(3)本发明制备的保水剂在自来水、雨水、0.9%NaCl溶液的保水能力强;
(4)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;
(5)本发明制备的保水剂降解性能好,对土壤无污染;
(6)本发明制备的保水剂对盐碱地中土壤的保水效果好。
为解决以上技术问题,本发明采用的技术方案如下:
一种缓释氮肥的盐碱地小麦用保水剂,所述保水剂,包括淀粉、丙烯酸、丙烯酰胺、裙带菜粉、铁钉菜粉、氨水、花生壳粉、稻壳粉、豆粕粉、茶籽饼粉。
以下是对上述技术方案的进一步限定:
所述保水剂,以重量份计,包括以下组分: 淀粉20~50份、丙烯酸130~320份、丙烯酰胺12~35份、裙带菜粉1.8~5.5份、铁钉菜粉1.8~5.5份、硅酸盐微生物菌剂1.2~3.5份、发酵鸡粪2~5.5份、发酵鸭粪1.2~3.5份、花生壳粉1.8~5.5份、稻壳粉1.4~3.5份、豆粕粉1.3~3.5份、茶籽饼粉1.2~3.5份、甘氨酸0.6~1.7份、亮氨酸0.7~1.7份、氨水110~260份、磷酸二铵0.6~1.7份、过磷酸钙1.3~3.5份、盐地紫菀粉1.8~5.5份、引发剂0.28~0.7份、交联剂0.05~0.15份、无水乙醇0.4~1份、水120~260份。
所述淀粉包括玉米淀粉、高粱淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉、粳米淀粉,所述各成分的质量比为20:9:11:8:5:4。
所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺和甲醛,N,N-亚甲基双丙烯酰胺和甲醛质量比为3: 1。
所述引发剂为过硫酸铵。
所述裙带菜粉和铁钉菜粉的目数为80~150目;所述花生壳粉和稻壳粉的目数为20~120目;所述豆粕粉和茶籽饼粉的目数为40~150目。
一种缓释氮肥的盐碱地小麦用保水剂的制备方法,所述制备方法包括淀粉的处理,所述淀粉的处理包括制备单体溶液、淀粉糊化步骤、聚合步骤、制得含氮淀粉产物步骤。
所述聚合步骤,在氮气保护下,将单体溶液与糊化淀粉搅匀后加入引发剂、交联剂,充分搅拌使反应物混合均匀,缓慢加热升温至75~85℃,搅拌45min~90min下进行接枝共聚。
所述制得含氮淀粉产物步骤,将聚合步骤制得的共聚物置于70~80℃的烘箱中烘至恒量,粉碎、研磨成粉末状产物,将制得的粉末状产物在二角瓶中用氨水中和3.5~5h。
一种缓释氮肥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3.5~6.3kg/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、0.9%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890~920倍,在雨水中吸水能力可达到自身重量的670~780倍,在0.9%NaCl溶液中吸水能力可达到自身重量的340~430倍。
2、本发明制备的保水剂在自来水、雨水、0.9%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620~830倍,在雨水中保水能力可达到自身重量的460~670倍,在0.9%NaCl溶液中保水能力可达到自身重量的240~360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50%的砂土完全蒸发需6~10天,添加保水剂后含水量75%的砂土完全蒸发需9~14天,添加保水剂后含水量50%的壤土完全蒸发需7~12天,添加保水剂后含水量75%的壤土完全蒸发需13~18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51%~59%,保水剂酶解48h的降解率为66%~77%,保水剂酶解72h的降解率为84%~93%,保水剂酶解96h的降解率为88%~96%,
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65%~72%,灌溉后3d土壤含水量为57%~65%,灌溉后5d土壤含水量为54%~58%,灌溉后7d土壤含水量为42%~46%,灌溉后9d土壤含水量为35%~41%。
6、本发明制备的保水剂使用后,小麦种植地中氮、磷、钾肥的使用量减少,使用后,小麦种植地中氮、磷、钾肥的使用量:氮肥使用量190~220kg/hm2、磷肥使用量68~71kg/hm2、钾肥使用量39~43kg/hm2。
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840~1050斤;小麦中粗蛋白质和钙含量也显著提高,蛋白质含量为13.5~14.6g/100g,钙含量为0.18~0.22g/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 一种缓释氮肥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:
淀粉20份、丙烯酸130份、丙烯酰胺12份、裙带菜粉1.8份、铁钉菜粉1.8份、硅酸盐微生物菌剂1.2份、发酵鸡粪2份、发酵鸭粪1.2份、花生壳粉1.8份、稻壳粉1.4份、豆粕粉1.3份、茶籽饼粉1.2份、甘氨酸0.6份、亮氨酸0.7份、氨水110份、磷酸二铵0.6份、过磷酸钙1.3份、盐地紫菀粉1.8份、引发剂0.28份、交联剂0.05份、无水乙醇0.4份、水120份。
所述淀粉包括玉米淀粉、高粱淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉、粳米淀粉,所述各成分的质量比为20:9:11:8:5:4;
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%;
所述裙带菜粉和铁钉菜粉的目数为80~150目;
所述硅酸盐微生物菌剂采用市场上现有的产品,其中有效活菌含量为2亿/g;
所述发酵鸡粪和发酵鸭粪为干燥的目数为50~160目的粉;
所述花生壳粉和稻壳粉的目数为20~120目;
所述豆粕粉和茶籽饼粉的目数为40~150目;
所述甘氨酸的有效成分含量为48%;
所述亮氨酸的有效成分含量为45%;
所述磷酸二铵的有效成分含量为99%;
所述a~荼乙酸钠的有效成分含量为99.6%;
所述过磷酸钙的有效磷含量为20%;
所述盐地紫菀粉是将盐地紫菀粉晒干粉碎,处理成目数为80~120目的粉;
所述引发剂为过硫酸铵;
所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺和甲醛,N,N-亚甲基双丙烯酰胺和甲醛质量比为3: 1。
实施例2一种缓释氮肥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:
淀粉30份、丙烯酸200份、丙烯酰胺20份、裙带菜粉3份、铁钉菜粉3份、硅酸盐微生物菌剂2份、发酵鸡粪3份、发酵鸭粪2份、花生壳粉3份、稻壳粉2份、豆粕粉2份、茶籽饼粉2份、甘氨酸1份、亮氨酸1份、氨水150份、磷酸二铵1份、过磷酸钙2份、盐地紫菀粉3份、引发剂0.4份、交联剂0.08份、无水乙醇0.65份、水150份。
所述淀粉包括玉米淀粉、高粱淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉、粳米淀粉,所述各成分的质量比为20:9:11:8:5:4;
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%;
所述裙带菜粉和铁钉菜粉的目数为80~150目;
所述硅酸盐微生物菌剂采用市场上现有的产品,其中有效活菌含量为2亿/g;
所述发酵鸡粪和发酵鸭粪为干燥的目数为50~160目的粉;
所述花生壳粉和稻壳粉的目数为20~120目;
所述豆粕粉和茶籽饼粉的目数为40~150目;
所述甘氨酸的有效成分含量为48%;
所述亮氨酸的有效成分含量为45%;
所述磷酸二铵的有效成分含量为99%;
所述a~荼乙酸钠的有效成分含量为99.6%;
所述过磷酸钙的有效磷含量为20%;
所述盐地紫菀粉是将盐地紫菀粉晒干粉碎,处理成目数为80~120目的粉;
所述引发剂为过硫酸铵;
所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺和甲醛,交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺和甲醛质量比为3: 1。
实施例3一种缓释氮肥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:
淀粉50份、丙烯酸320份、丙烯酰胺35份、裙带菜粉5.5份、铁钉菜粉5.5份、硅酸盐微生物菌剂3.5份、发酵鸡粪5.5份、发酵鸭粪3.5份、花生壳粉5.5份、稻壳粉3.5份、豆粕粉3.5份、茶籽饼粉3.5份、甘氨酸1.7份、亮氨酸1.7份、氨水260份、磷酸二铵1.7份、过磷酸钙3.5份、盐地紫菀粉5.5份、引发剂0.7份、交联剂0.15份、无水乙醇1份、水260份。
所述淀粉包括玉米淀粉、高粱淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉、粳米淀粉,所述各成分的质量比为20:9:11:8:5:4;
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%;
所述裙带菜粉和铁钉菜粉的目数为80~150目;
所述硅酸盐微生物菌剂采用市场上现有的产品,其中有效活菌含量为2亿/g;
所述发酵鸡粪和发酵鸭粪为干燥的目数为50~160目的粉;
所述花生壳粉和稻壳粉的目数为20~120目;
所述豆粕粉和茶籽饼粉的目数为40~150目;;
所述甘氨酸的有效成分含量为48%;
所述亮氨酸的有效成分含量为45%;
所述磷酸二铵的有效成分含量为99%;
所述a~荼乙酸钠的有效成分含量为99.6%;
所述过磷酸钙的有效磷含量为20%;
所述盐地紫菀粉是将盐地紫菀粉晒干粉碎,处理成目数为80~120目的粉;
所述引发剂为过硫酸铵;
所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺和甲醛,交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺和甲醛质量比为3: 1。
实施例4一种缓释氮肥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)淀粉的处理:
a、称取
称取实施例1~3所述的淀粉、丙烯酸、丙烯酰胺、引发剂、交联剂、氨水、水。
b、制备单体溶液
在装有电动搅拌器的二口瓶口中加入丙烯酸,冰水冷却,搅拌下滴加25%氧氧化钠溶液至弱酸性或酸性,得到含丙烯酸钠和丙烯酸的混合单体溶液备用;
c、淀粉糊化
玉米淀粉及水在75℃恒温水浴中缓慢搅拌35min,直至淀粉糊化完全,停止加热继续搅拌,直至淀粉糊冷却至25~28℃;
d、聚合
往电动搅拌器的二口瓶口冲入氮气,在氮气保护下,将单体溶液与糊化淀粉搅匀后加入引发剂、交联剂,充分搅拌使反应物混合均匀,缓慢加热升温至75~85℃,搅拌45min~90min下进行接枝共聚,反应完成后停止通氮气,得到共聚物;
e、制得含氮淀粉产物
将共聚物置于70~80℃的烘箱中烘至恒量,粉碎、研磨成粉末状产物,将制得的粉末状产物在二角瓶中用氨水中和3.5~5h,倾出剩余的氨水,用无水乙醇浸泡脱水、抽虑,用少量无水乙醇洗涤,得到含氮淀粉产物。
(2)称取各成分
按照实施例1~3所述的保水剂配方,称取裙带菜粉、铁钉菜粉、硅酸盐微生物菌剂、发酵鸡粪、发酵鸭粪、花生壳粉、稻壳粉、豆粕粉、茶籽饼粉、甘氨酸、亮氨酸、氨水、磷酸二铵、过磷酸钙、盐地紫菀粉。
(3)混合
将制得含氮淀粉产物、裙带菜粉、铁钉菜粉、硅酸盐微生物菌剂、发酵鸡粪、发酵鸭粪、花生壳粉、稻壳粉、豆粕粉、茶籽饼粉、甘氨酸、亮氨酸、氨水、磷酸二铵、过磷酸钙、盐地紫菀粉混合均匀,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75℃~85℃,制得粒剂,然后过40-160目的筛网,含水量控制在1%以内。
实施例5一种缓释氮肥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0.9%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蒸馏水中,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6一种缓释氮肥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4~6kg/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3.5~6.3kg/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3.5~6.3kg/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65%~72%,灌溉后3d土壤含水量为57%~65%,灌溉后5d土壤含水量为54%~58%,灌溉后7d土壤含水量为42%~46%,灌溉后9d土壤含水量为35%~41%。
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使用后,小麦种植地中氮、磷、钾肥的使用量减少。
使用后,小麦种植地中氮、磷、钾肥的使用量:氮肥使用量190~220kg/hm2、磷肥使用量68~71kg/hm2、钾肥使用量39~43kg/hm2,具体指标见表2。
表2 本发明制备的保水剂使用后小麦种植地中的氮磷钾肥使用量
(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840~1050斤;小麦中粗蛋白质和钙含量也显著提高,蛋白质含量为13.5~14.6g/100g,钙含量为0.18~0.22g/100g,具体见表3。
表3 小麦的产量、小麦中蛋白质以及钙含量
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)
1.一种缓释氮肥的盐碱地小麦用保水剂,其特征在于:所述保水剂,包括淀粉、丙烯酸、丙烯酰胺、裙带菜粉、铁钉菜粉、氨水、花生壳粉、稻壳粉、豆粕粉、茶籽饼粉。
2.根据权利要求1所述的一种缓释氮肥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: 淀粉20~50份、丙烯酸130~320份、丙烯酰胺12~35份、裙带菜粉1.8~5.5份、铁钉菜粉1.8~5.5份、硅酸盐微生物菌剂1.2~3.5份、发酵鸡粪2~5.5份、发酵鸭粪1.2~3.5份、花生壳粉1.8~5.5份、稻壳粉1.4~3.5份、豆粕粉1.3~3.5份、茶籽饼粉1.2~3.5份、甘氨酸0.6~1.7份、亮氨酸0.7~1.7份、氨水110~260份、磷酸二铵0.6~1.7份、过磷酸钙1.3~3.5份、盐地紫菀粉1.8~5.5份、引发剂0.28~0.7份、交联剂0.05~0.15份、无水乙醇0.4~1份、水120~260份。
3.根据权利要求2所述的一种缓释氮肥的盐碱地小麦用保水剂,其特征在于:所述淀粉包括玉米淀粉、高粱淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉、粳米淀粉,所述各成分的质量比为20:9:11:8:5:4。
4. 根据权利要求2所述的一种缓释氮肥的盐碱地小麦用保水剂,其特征在于:所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺和甲醛,N,N-亚甲基双丙烯酰胺和甲醛质量比为3: 1。
5.根据权利要求2所述的一种缓释氮肥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。
6.根据权利要求2所述的一种缓释氮肥的盐碱地小麦用保水剂,其特征在于:所述裙带菜粉和铁钉菜粉的目数为80~150目;所述花生壳粉和稻壳粉的目数为20~120目;所述豆粕粉和茶籽饼粉的目数为40~150目。
7.一种缓释氮肥的盐碱地小麦用保水剂的制备方法,其特征在于:所述制备方法包括淀粉的处理,所述淀粉的处理包括制备单体溶液、淀粉糊化步骤、聚合步骤、制得含氮淀粉产物步骤。
8.根据权利要求7所述的一种缓释氮肥的盐碱地小麦用保水剂的制备方法,其特征在于:所述聚合步骤,在氮气保护下,将单体溶液与糊化淀粉搅匀后加入引发剂、交联剂,充分搅拌使反应物混合均匀,缓慢加热升温至75~85℃,搅拌45min~90min下进行接枝共聚。
9.根据权利要求6所述的一种缓释氮肥的盐碱地小麦用保水剂的制备方法,其特征在于:所述制得含氮淀粉产物步骤,将聚合步骤制得的共聚物置于70~80℃的烘箱中烘至恒量,粉碎、研磨成粉末状产物,将制得的粉末状产物在二角瓶中用氨水中和3.5~5h。
10.一种缓释氮肥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3.5~6.3kg/亩。
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