CN106198533A - 一种用于检测作物叶片湿度的湿度指示剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于检测作物叶片湿度的湿度指示剂，由以下质量百分比的组分组成：15‑40％的第一硅胶、40‑60％的第二硅胶和15‑40％的第三硅胶；所述第一硅胶是表面吸附有三氯化铁和酚酞的200‑300目硅胶，所述第二硅胶是表面吸附有氯化钴和酚酞的200‑300目硅胶，所述第三硅胶是表面吸附有氢氧化钠的200‑300目硅胶。该变色硅胶湿度指示剂，灵敏度高、变色明显、操作方便简单，制备成本低，便于携带，能够直观的指示温室植株叶片湿度，在实际生产中给使用者提供帮助，对于维持作物正常生长发育、防病管理具有重要的意义。此外，本发明还公开了一种用于检测作物叶片湿度的湿度指示剂的制备方法。

Description

一种用于检测作物叶片湿度的湿度指示剂及其制备方法
技术领域
本发明属于湿度指示剂技术领域，具体涉及一种用于检测作物叶片湿度的湿度指示剂及其制备方法。
背景技术
叶片湿度对于作物生长发育及病害的发生有着直接的影响。当叶片表面湿度过低，细胞分裂受到阻碍，导致植株叶片过小、过厚，机械组织增多，开花坐果差，果实膨大速度慢。叶片湿度过高会抑制作物蒸腾作用，影响作物对水分和养料的吸收，还会导致番茄、黄瓜等蔬菜植物叶片缺钙、缺镁，造成叶片失绿、光合性能下降，使产量和品质受到影响。由于作物病害发生的各阶段均需要高湿条件，因此当叶片湿度长时间持续过高时将会引发多种病害，如黄瓜的霜霉病和疫病、番茄的灰霉病和叶霉病均与叶片的高湿度显著相关。多数病害一旦发生必须通过化学药品除去，严重影响了作物果实的品质及安全性。因此从预防作物病害的角度出发，合理调控叶片湿度，尤其在温室可控环境条件下进行叶片湿度管理，是保持作物正常生长发育的基础，也是预防病害的有力手段。
然而，目前用于叶片湿度管理的方法缺乏系统指示及量化的方法，多数管理者是通过表观和感觉判断的方法，缺少简便快捷的指示判断的依据，容易出现湿度判断错误的问题。
发明内容
本发明提供的一种用于检测作物叶片湿度的湿度指示剂及其制备方法，该湿度指示剂以颜色变化作为判断依据，可以快捷准确的判断温室湿度，尤其是判断温室内叶片湿度，不容易湿度判断错误的问题。
本发明的第一个目的是提供一种用于检测作物叶片湿度的湿度指示剂，所述湿度指示剂由以下质量百分比的组分组成：15-40％的第一硅胶、40-60％的第二硅胶和15-40％的第三硅胶；所述第一硅胶是表面吸附有三氯化铁和酚酞的200-300目硅胶，所述第二硅胶是表面吸附有氯化钴和酚酞的200-300目硅胶，所述第三硅胶是表面吸附有氢氧化钠的200-300目硅胶。
优选的，所述湿度指示剂由以下质量百分比的组分组成：20-30％的第一硅胶、40-60％的第二硅胶和20-30％的第三硅胶。
优选的，所述用于检测作物叶片湿度的湿度指示剂由以下质量百分比的组分组成：30％的第一硅胶、40％的第二硅胶和30％的第三硅胶。
优选的，所述用于检测作物叶片湿度的湿度指示剂由以下质量百分比的组分组成：20％的第一硅胶、50％的第二硅胶和30％的第三硅胶。
优选的，上述用于检测作物叶片湿度的湿度指示剂中所述第一硅胶、第二硅胶和第三硅胶均是200目硅胶。
本发明的第二个目的是提供一种用于检测作物叶片湿度的湿度指示剂的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤1，将200-300目硅胶在质量分数为2-10％的三氯化铁溶液中浸渍1-2h，沥干水分，然后转移至质量分数为4-5％的酚酞溶液中浸渍1-2h，得到第一浸渍硅胶，最后将第一浸渍硅胶干燥至完全失去水分，得到第一硅胶；
步骤2，将200-300目硅胶在质量分数为2-10％的氯化钴溶液中浸渍1-2h，沥干水分，然后转移至质量分数为4-5％的酚酞溶液中浸渍1-2h，得到第二浸渍硅胶，最后将第二浸渍硅胶干燥至完全失去水分，得到第二硅胶；
步骤3，将200-300目硅胶在质量分数为2-20％的氢氧化钠溶液中浸渍1-2h，得到第三浸渍硅胶，最后将第三浸渍硅胶干燥至完全失去水分，得到第三硅胶；
步骤4，分别称取以下质量百分比的组分：15-40％的第一硅胶、40-60％的第二硅胶和15-40％的第三硅胶，混匀，得到用于检测作物叶片湿度的湿度指示剂。
优选的，上述用于检测作物叶片湿度的湿度指示剂的制备方法中，所述三氯化铁溶液的质量分数为3-5％；所述氯化钴溶液的质量分数为3-5％；所述氢氧化钠溶液的质量分数为2-6％；步骤1、步骤2和步骤3中浸渍时间均为1-1.5h。
优选的，上述用于检测作物叶片湿度的湿度指示剂的制备方法中，所述三氯化铁溶液的质量分数为3.3％；所述氯化钴溶液的质量分数为3.3％；所述氢氧化钠溶液的质量分数为6％；步骤1和步骤2中酚酞溶液的质量分数均为4％；步骤1、步骤2和步骤3中浸渍时间为1h。
本发明的湿度指示剂，采用氯化钴和三氯化铁作为增色剂，酚酞为变色指示剂，灵敏度高、变色明显、操作方便简单；选用硅胶和上述增色剂、变色指示剂使得制备成本低，便于携带，能够直观的指示温室植株叶片湿度，在实际生产中给使用者提供帮助，对于维持作物正常生长发育、防病管理具有重要的意义。
附图说明
图1为不同湿度值下的湿度指示剂颜色比色色阶。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明，但不应理解为本发明的限制。
本发明提供的一种用于检测作物叶片湿度的湿度指示剂，由以下质量百分比的组分组成：15-40％的第一硅胶、40-60％的第二硅胶和15-40％的第三硅胶；所述第一硅胶是表面吸附有三氯化铁和酚酞的200-300目硅胶，所述第二硅胶是表面吸附有氯化钴和酚酞的200-300目硅胶，所述第三硅胶是表面吸附有氢氧化钠的200-300目硅胶。
基于同一种发明构思，本发明还提供了一种用于检测作物叶片湿度的湿度指示剂的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤1，将200-300目硅胶在质量分数(w/w)为2-10％的三氯化铁溶液中浸渍1-2h，沥干水分，然后转移至质量分数为4-5％的酚酞溶液中浸渍1-2h，得到第一浸渍硅胶，最后将第一浸渍硅胶干燥至完全失去水分，得到第一硅胶；
步骤2，将200-300目硅胶在质量分数(w/w)为2-10％的氯化钴溶液中浸渍1-2h，沥干水分，然后转移至质量分数为4-5％的酚酞溶液中浸渍1-2h，得到第二浸渍硅胶，最后将第二浸渍硅胶干燥至完全失去水分，得到第二硅胶；
步骤3，将200-300目硅胶在质量分数(w/w)为2-20％的氢氧化钠溶液中浸渍1-2h，得到第三浸渍硅胶，最后将第三浸渍硅胶干燥至完全失去水分，得到第三硅胶；
步骤4，分别称取以下质量百分比的组分：15-40％的第一硅胶、40-60％的第二硅胶和15-40％的第三硅胶，混匀，得到用于检测作物叶片湿度的湿度指示剂。
由于氯化钴遇水由蓝逐渐变粉，即CoCl2(蓝)+6H2O＝CoCl2·6H2O(粉红)；三氯化铁在湿润条件下与氢氧化钠反应显红色，即FeCl3(黄色)+3NaOH＝Fe(OH)3+3NaCl。故选用氯化钴和三氯化铁作为增色剂。将分别在变色指示剂(酚酞)和增色剂(氯化钴和三氯化铁)中浸渍后干燥至完全失去水分的200-300目硅胶混合在一起，根据硅胶吸水量不同，呈现出不同颜色，达到指示温室植株叶片湿度的目的，且能够使该发明颜色变化更加丰富，效果更加明显。
优选的，本发明提供的用于检测作物叶片湿度的湿度指示剂及其制备方法，包括以下实施例：
实施例1
一种用于检测作物叶片湿度的湿度指示剂，由以下质量百分比的组分组成：30％的第一硅胶、40％的第二硅胶和30％的第三硅胶；所述第一硅胶是表面吸附有三氯化铁和酚酞的200目硅胶，所述第二硅胶是表面吸附有氯化钴和酚酞的200目硅胶，所述第三硅胶是表面吸附有氢氧化钠的200目硅胶。具体按照以下步骤制备：
步骤1，将200目硅胶在质量分数为3.3％的三氯化铁溶液中浸渍1h，沥干水分，然后转移至质量分数为4％的酚酞溶液中浸渍1h，得到第一浸渍硅胶，最后将第一浸渍硅胶干燥至完全失去水分，得到第一硅胶；
步骤2，将200目硅胶在质量分数为3.3％的氯化钴溶液中浸渍1h，沥干水分，然后转移至质量分数为4％的酚酞溶液中浸渍1h，得到第二浸渍硅胶，最后将第二浸渍硅胶干燥至完全失去水分，得到第二硅胶；
步骤3，将200目硅胶在质量分数为6％的氢氧化钠溶液中浸渍1h，得到第三浸渍硅胶，最后将第三浸渍硅胶干燥至完全失去水分，得到第三硅胶；
步骤4，分别称取以下质量百分比的组分：30％的第一硅胶、40％的第二硅胶和30％的第三硅胶，混匀，得到用于检测作物叶片湿度的湿度指示剂。
实施例2
一种用于检测作物叶片湿度的湿度指示剂，由以下质量百分比的组分组成：20％的第一硅胶、50％的第二硅胶和30％的第三硅胶；所述第一硅胶是表面吸附有三氯化铁和酚酞的250目硅胶，所述第二硅胶是表面吸附有氯化钴和酚酞的250目硅胶，所述第三硅胶是表面吸附有氢氧化钠的250目硅胶。具体按照以下步骤制备：
步骤1，将250目硅胶在质量分数为5％的三氯化铁溶液中浸渍2h，沥干水分，然后转移至质量分数为5％的酚酞溶液中浸渍2h，得到第一浸渍硅胶，最后将第一浸渍硅胶干燥至完全失去水分，得到第一硅胶；
步骤2，将250目硅胶在质量分数为5％的氯化钴溶液中浸渍2h，沥干水分，然后转移至质量分数为4％的酚酞溶液中浸渍2h，得到第二浸渍硅胶，最后将第二浸渍硅胶干燥至完全失去水分，得到第二硅胶；
步骤3，将250目硅胶在质量分数为20％的氢氧化钠溶液中浸渍1h，得到第三浸渍硅胶，最后将第三浸渍硅胶干燥至完全失去水分，得到第三硅胶；
步骤4，分别称取以下质量百分比的组分：20％的第一硅胶、50％的第二硅胶和30％的第三硅胶，混匀，得到用于检测作物叶片湿度的湿度指示剂。
实施例3
一种用于检测作物叶片湿度的湿度指示剂，由以下质量百分比的组分组成：40％的第一硅胶、45％的第二硅胶和15％的第三硅胶；所述第一硅胶是表面吸附有三氯化铁和酚酞的300目硅胶，所述第二硅胶是表面吸附有氯化钴和酚酞的300目硅胶，所述第三硅胶是表面吸附有氢氧化钠的300目硅胶。具体按照以下步骤制备：
步骤1，将300目硅胶在质量分数为10％的三氯化铁溶液中浸渍1.5h，沥干水分，然后转移至质量分数为4％的酚酞溶液中浸渍1h，得到第一浸渍硅胶，最后将第一浸渍硅胶干燥至完全失去水分，得到第一硅胶；
步骤2，将300目硅胶在质量分数为8％氯化钴溶液中浸渍1.5h，沥干水分，然后转移至质量分数为4.5％的酚酞溶液中浸渍1h，得到第二浸渍硅胶，最后将第二浸渍硅胶干燥至完全失去水分，得到第二硅胶；
步骤3，将300目硅胶在质量分数为2％的氢氧化钠溶液中浸渍2h，得到第三浸渍硅胶，最后将第三浸渍硅胶干燥至完全失去水分，得到第三硅胶；
步骤4，分别称取以下质量百分比的组分：40％的第一硅胶、45％的第二硅胶和15％的第三硅胶，混匀，得到用于检测作物叶片湿度的湿度指示剂。
利用实施例1-3的湿度指示剂对温室中植株叶片的湿度，由于实施例1-3的结果相似，下面仅说明实施例1的湿度检测过程：
在温室中选取健壮植株叶片(植物高度1/2处，选取伸展度好，颜色鲜亮的叶片)，将湿度指示剂用透明胶带固定于植株叶片上，在变色硅胶湿度指示剂放置于叶片上表面之前用色差仪对其色差值(L*)、色差值(a*)和色差值(b*)进行测量并记录各自的初始值；置于叶片上10min后用色差仪再次测量各自的L*、a*、b*值，并记录各自L*、a*、b*值的变化值，在初始值基础上加上变化值即得在该湿度条件下湿度指示剂最终的L*、a*、b*值。
同时用湿度计测量植株叶片相同位置的湿度，记录不同湿度值下湿度指示剂的颜色，结果如表1所示。
表1不同湿度对湿度指示剂色相的影响
湿度值 色差值L* 色差值a* 色差值b*
50％ 86.84 -2.3 12.78
60％ 85.29 0.11 13
70％ 86.73 0.89 12.91
80％ 85.87 1.68 13.64
90％ 87.83 2.3 13.64
(在10min后用色差仪测量的不同湿度下L*，a*和b*值的平均变化量)
表1中，L*值表示湿度指示剂的亮度，L*值越高，湿度指示剂的亮度越大；a*值表示红/绿，a*值越高，红色越深；b*值表示黄/蓝，b*值越高，黄色越深。
表1中结果表明，该种指示温室植株叶片湿度的湿度指示剂随着湿度变大，L*，a*，b*最终都呈现逐渐增大的趋势。随着湿度的增大，该指示温室植株叶片湿度的湿度指示剂颜色会由绿到黄再逐渐变为橘红色。
图1为不同湿度下的湿度指示剂颜色比色色阶，结果表明，不同湿度下，湿度指示剂的颜色变化明显，能够达到对温室植株叶片湿度指示的目的，且随着湿度的增大，该指示温室植株叶片湿度的湿度指示剂颜色会由绿到黄再逐渐变为橘红色。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种用于检测作物叶片湿度的湿度指示剂，其特征在于，由以下质量百分比的组分组成：15-40％的第一硅胶、40-60％的第二硅胶和15-40％的第三硅胶；所述第一硅胶是表面吸附有三氯化铁和酚酞的200-300目硅胶，所述第二硅胶是表面吸附有氯化钴和酚酞的200-300目硅胶，所述第三硅胶是表面吸附有氢氧化钠的200-300目硅胶。
2.根据权利要求1所述的用于检测作物叶片湿度的湿度指示剂，其特征在于，由以下质量百分比的组分组成：20-30％的第一硅胶、40-60％的第二硅胶和20-30％的第三硅胶。
3.根据权利要求1所述的用于检测作物叶片湿度的湿度指示剂，其特征在于，由以下质量百分比的组分组成：30％的第一硅胶、40％的第二硅胶和30％的第三硅胶。
4.根据权利要求1所述的用于检测作物叶片湿度的湿度指示剂，其特征在于，由以下质量百分比的组分组成：20％的第一硅胶、50％的第二硅胶和30％的第三硅胶。
5.根据权利要求1-4任一项所述的用于检测作物叶片湿度的湿度指示剂，其特征在于，所述第一硅胶、第二硅胶和第三硅胶均是200目硅胶。
6.根据权利要求1所述的用于检测作物叶片湿度的湿度指示剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤1，将200-300目硅胶在质量分数为2-10％的三氯化铁溶液中浸渍1-2h，沥干水分，然后转移至质量分数为4-5％的酚酞溶液中浸渍1-2h，得到第一浸渍硅胶，最后将第一浸渍硅胶干燥至完全失去水分，得到第一硅胶；
步骤2，将200-300目硅胶在质量分数为2-10％的氯化钴溶液中浸渍1-2h，沥干水分，然后转移至质量分数为4-5％的酚酞溶液中浸渍1-2h，得到第二浸渍硅胶，最后将第二浸渍硅胶干燥至完全失去水分，得到第二硅胶；
步骤3，将200-300目硅胶在质量分数为2-20％的氢氧化钠溶液中浸渍1-2h，得到第三浸渍硅胶，最后将第三浸渍硅胶干燥至完全失去水分，得到第三硅胶；
步骤4，分别称取以下质量百分比的组分：15-40％的第一硅胶、40-60％的第二硅胶和15-40％的第三硅胶，混匀，得到用于检测作物叶片湿度的湿度指示剂。
7.根据权利要求6所述的用于检测作物叶片湿度的湿度指示剂的制备方法，其特征在于，所述三氯化铁溶液的质量分数为3-5％；所述氯化钴溶液的质量分数为3-5％；所述氢氧化钠溶液的质量分数为2-6％；步骤1、步骤2和步骤3中浸渍时间均为1-1.5h。
8.根据权利要求6所述的用于检测作物叶片湿度的湿度指示剂的制备方法，其特征在于，所述三氯化铁溶液的质量分数为3.3％；所述氯化钴溶液的质量分数为3.3％；所述氢氧化钠溶液的质量分数为6％；步骤1和步骤2中酚酞溶液的质量分数均为4％；步骤1、步骤2和步骤3中浸渍时间为1h。
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