CN107868483B - 一种年青煤降解液多功能液体地膜 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种年青煤降解液多功能液体地膜，属于农业技术领域。该液体地膜由年青煤降解液、活性炭超微颗粒、α‑环糊精、戊二醛、聚乙烯醇、阿拉伯胶制备而成，不仅具有保温、保水的一般功能，还能发挥年青煤降解液调节作物生长、促进作物增产的效果。本发明为年青煤降解液提供了一种新的使用方式，可以有效地保持年青煤降解液的活性，降低施用量，提高作物的吸收率，突破了直接在室外大田上应用的技术瓶颈，使年青煤降解液产品能够真正应用到农业生产上来。同时，该地膜产品原料来源广泛，工艺流程简单，使用方便，节能环保，易于产业化及推广应用，具有良好的市场前景。

Description

一种年青煤降解液多功能液体地膜

技术领域

本发明涉及一种年青煤降解液多功能液体地膜，属于农业技术领域。

背景技术

液体地膜是一类被制备成液体的成膜物质，经喷施后在土壤表层形成一层胶状薄膜，使土壤颗粒联结起来，起到地膜的作用。液体地膜的使用可使土壤表面形成多分子的网状膜，该膜能够封闭土壤表面孔隙，抑制土壤水分挥发，但不影响水分的渗入，同时分散的土壤颗粒可以胶结在一起，形成土壤团粒结构。液体地膜在加工制备、使用性能、降解程度等方面一般比生物降解地膜、光降解地膜等其他可降解地膜更具优势，易于大面积推广使用。近年来，液体地膜由于降解性能好、成本低、可现场喷施、不受地形限制等优点已被人们广泛关注和使用。然而，只具有保墒、增温等简单功效的液体地膜已无法满足现代农业“高产量、高品质、高收益”的需要。因此，在保墒、增温的同时，又具有缓释肥料，或杀虫杀菌，或调节生长等功能，集肥料、农药、生长调节剂和农膜于一身的新型多功能液体地膜成为了研究的热点。

发明人所属课题组在用氧化剂对褐煤、泥炭等年青煤进行氧化降解时，发现了一种无色透明的蒸馏液，其pH在2到3之间，呈酸味，将其称为年青煤降解液。该降解液在调节土壤酸碱度，提高种子发芽率，促进作物生长发育，增加作物产量，提高作物抗盐性等方面都具有极好的效果，可作为一种多功能的农作物生长调理剂。其制备方法及作为植物生长调节剂的应用已申请国家发明专利，并获得授权（申请号：201410006333.5）。但是，在实际应用中发现，年青煤降解液作为农作物生长调节剂直接使用时，需要多次重复施药，特别是在大田中应用时，要达到相同效果施用量远远大于室内试验。分析认为，年青煤降解液本来就是蒸馏液，其活性成分多是随水蒸气蒸发出来的易挥发的小分子酸类，室外大田环境复杂，存在高温、大风等不利因素，这些活性成分可能在植物未吸收时已随水分挥发掉了，导致降解液有效活性大幅降低。因此，突破年青煤降解液在室外大田应用上的瓶颈，是实现其产业化开发利用的关键和当务之急。

发明内容

为克服年青煤降解液在室外大田应用上的缺陷，发明人将胶体级的活性炭超微颗粒和α-环糊精添加到年青煤降解液中，在将活性成分吸附、络合的同时又形成稳定的溶液体系，然后添加成膜剂等物质制做成一种多功能的液体地膜；该地膜可以有效地吸附和固定年青煤降解液中的有效成分，并具有缓释作用，在地膜被降解的过程中不断释放出活性化合物给作物吸收，同时具有保水保墒、增温防寒的作用。

本发明的目的在于提供一种具有调节作物生长、增产的活性，同时能够保温、保水的多功能的年青煤降解液液体地膜，所述液态地膜由以下原料制备得到，各原料及其重量份为：年青煤降解液100-300份、活性炭超微颗粒2-6份、α-环糊精9-27份、戊二醛1-5、聚乙烯醇3-10份、阿拉伯胶2-8份，水100-300份。

该液体地膜以年青煤降解液为基质，活性部分是年青煤降解液、活性炭超微颗粒、α-环糊精三者按100:2:9的优化比例组成的复合稳定体系。

优选的，本发明所述活性炭超微颗粒的粒度为0.1-1.0微米。

本发明所述年青煤降解液是指已授权的发明专利“一种年青煤降解液的生产方法及其用途”（申请号CN201410006333.5）中所述的年青煤降解液，其含义及制备方法可参考该专利的内容；该降解液在调节土壤酸碱度，提高种子发芽率，促进作物生长发育，增加作物产量，提高作物抗盐性等方面都具有极好的效果，是一种多功能的农作物生长调理剂。

活性炭超微颗粒：使用纳米级胶体磨对普通活性炭进行超微粉碎，制备粒度为0.1-1微米的活性炭超微颗粒；将该活性炭超微颗粒加入到年青煤降解液中，在吸附其中的活性物质后，可以分散到液体中形成均匀的胶状分散体。

α-环糊精：是一种直链淀粉在由芽孢杆菌产生的环糊精葡萄糖基转移酶作用下生成的含有6个葡萄糖单元的环状低聚糖；α-环糊精的外缘亲水而内腔疏水，因而它能够象酶一样提供一个疏水的结合部位，作为主体包络各种适当的客体，如有机分子、无机离子以及气体分子等。α-环糊精具有内腔疏水而外部亲水的特性，可依据范德华力、疏水相互作用力、主客体分子间的匹配作用等与许多有机和无机分子形成包合物及分子组装体系，并改变被包合物的物理和化学性质。

年青煤降解液中加入一定量的α-环糊精，与活性炭超微颗粒形成复合稳定体系，对活性小分子进行吸附或络合，确保活性物质的完全固定；活性炭超微颗粒及α-环糊精还可以作为土壤调节剂，改良土壤结构，最终与成膜剂一起作为碳源被细菌分解，不对环境造成污染。

本发明所述年青煤降解液多功能液体地膜按如下方法制备：

（1）按发明专利“一种年青煤降解液的生产方法及其用途”（申请号CN201410006333.5）中所述的方法制备年青煤降解液；将活性炭进行超微粉碎，制备粒度为0.1-1微米的活性炭超微颗粒。

（2）按所述重量份要求，将活性炭超微颗粒和α-环糊精加入到年青煤降解液中，搅拌使α-环糊精完全溶解，50-60℃恒温6-10小时后，缓慢冷却至室温。

（3）按所述重量份要求，将聚乙烯醇、戊二醛、阿拉伯胶加入到80-90℃的水中，完全溶解后冷却至室温，最后与步骤（2）制备的液体混合均匀，即制得年青煤降解液多功能液体地膜。

本发明的有益效果：

（1）本发明所述多功能液体地膜，为年青煤降解液提供了一种创新性的使用方式及产品，突破了降解液直接在室外大田上应用的技术瓶颈，使降解液产品能够真正应用到农业生产上来。

（2）本发明将胶体级的活性炭超微颗粒与α-环糊精联合使用，对年青煤降解液中的活性成分进行吸附和络合，确保了活性物质的完全固定，并具有缓释作用；优化了三者的配比，成功地实现了降解液活性的保持，有效降低施用量，提高作物吸收率。

（3）该液体地膜保温、保水的作用显著，同时又具备了年青煤降解液调节作物生长、增产的活性；并且，原料来源广泛，工艺流程简单，使用方便，节能环保，易于产业化及推广应用，具有良好的市场前景。

附图说明

图1为为本发明所制备的液体地膜产品田间试验的图片。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明保护范围不局限于所述内容。

实施例1

本实施例年青煤降解液多功能液体地膜的组成物及重量份为：年青煤降解液100份、活性炭超微颗粒2份、α-环糊精9份、戊二醛3份、聚乙烯醇3份、阿拉伯胶8份、水100份。

本实施例年青煤降解液多功能液体地膜按如下方法制备：

（1）按发明专利“一种年青煤降解液的生产方法及其用途”（申请号CN201410006333.5）中实施例1所述的方法制备年青煤降解液。使用纳米级胶体磨对普通活性炭进行超微粉碎，制备粒度为0.3微米的活性炭超微颗粒。

（2）按所述重量份要求，将活性炭超微颗粒和α-环糊精加入到年青煤降解液中，搅拌使α-环糊精完全溶解，50℃恒温6小时后，缓慢冷却至室温。

（3）按所述重量份要求，将聚乙烯醇、戊二醛、阿拉伯胶加入到80℃的水中，完全溶解后冷却至室温，最后与步骤（2）制备的液体混合均匀，即制得年青煤降解液多功能液体地膜，标记为液体地膜Ⅰ。

实施例2

本实施例年青煤降解液多功能液体地膜的组成物及重量份为：年青煤降解液200份、活性炭超微颗粒4份、α-环糊精18份、戊二醛1份、聚乙烯醇7份、阿拉伯胶2份、水200份。

本实施例年青煤降解液多功能液体地膜按如下方法制备：

（1）按发明专利“一种年青煤降解液的生产方法及其用途”（申请号CN201410006333.5）中实施例1所述的方法制备年青煤降解液；使用纳米级胶体磨对普通活性炭进行超微粉碎，制备粒度为0.5微米的活性炭超微颗粒。

（2）按所述重量份要求，将活性炭超微颗粒和α-环糊精加入到年青煤降解液中，搅拌使α-环糊精完全溶解，55℃恒温8小时后，缓慢冷却至室温。

（3）按所述重量份要求，将聚乙烯醇、戊二醛、阿拉伯胶加入到85℃的水中，完全溶解后冷却至室温，最后与步骤（2）制备的液体混合均匀，即制得年青煤降解液多功能液体地膜，标记为液体地膜Ⅱ。

实施例3

本实施例年青煤降解液多功能液体地膜的组成物及重量份为：年青煤降解液300份、活性炭超微颗粒6份、α-环糊精27份、戊二醛5份、聚乙烯醇10份、阿拉伯胶5份、水300份。

本实施例年青煤降解液多功能液体地膜按如下方法制备：

（1）按发明专利“一种年青煤降解液的生产方法及其用途”（申请号CN201410006333.5）中实施例1所述的方法制备年青煤降解液。使用纳米级胶体磨对普通活性炭进行超微粉碎，制备粒度为0.8微米的活性炭超微颗粒。

（2）按所述重量份要求，将活性炭超微颗粒和α-环糊精加入到年青煤降解液中，搅拌使α-环糊精完全溶解，60℃恒温10小时后，缓慢冷却至室温。

（3）按所述重量份要求，将聚乙烯醇、戊二醛、阿拉伯胶加入到90℃的水中，完全溶解后冷却至室温，最后与步骤（2）制备的液体混合均匀，即制得年青煤降解液多功能液体地膜，标记为液体地膜Ⅲ。

以本发明实施例1-3所制备的液体地膜Ⅰ-Ⅲ为研究对象，对它们的主要技术指标进行检测，并通过田间试验对地膜产品的保温、保湿、调节生长、增产等功能进行验证和评价。

一、产品质量分析

表1

二、产品功能试验

以黄心菜（一种不结球白菜）作为试验作物，对地膜产品的保温、保湿、调节生长、增产等功能进行考察。试验前翻耕、平整土地，将同一块地分割成大小一致的多个方形区域；设置空白组（喷施自来水）、液体地膜Ⅰ组、液体地膜Ⅱ组、液体地膜Ⅲ组共四个试验组，每个组设三个重复；播种后喷施等量的自来水或液体地膜产品，作物生长期间田间管理措施保持一致。

1、保温、保湿

液体地膜喷施完成后，使用地温表测定地下10cm深处土壤温度，每7d在固定时间测定一次；采用烘干法测定5～10cm土层土壤含水量，每7d用土钻取样检测一次；测定结果见表2和表3所示。

表2

注：与空白组相比，^* P＜0.05，^{* *} P＜0.01。

从表2土壤温度的测定结果可以看出，同空白组相比，各液体地膜组的土壤温度绝大多数情况下都得到了极显著（P＜0.01）或显著（P＜0.05）的提高，表明本发明制备的液体地膜具有良好的保温效果，其中液体地膜Ⅲ的保温性能最佳；随着测量时间的推移，地膜保温效果逐渐下降，甚至35d之后液体地膜Ⅰ的保温效果不再具有显著性，这可能是地膜开始出现降解造成的。

表3

注：与空白组相比，^* P＜0.05，^{* *} P＜0.01。

从表3土壤含水量的测定结果可以看出，同空白组相比，各液体地膜组的土壤含水量在不同的测定时间绝大部分得到极显著（P＜0.01）或显著（P＜0.05）的提高；另外，图1（A）和图1（B）分别为空白组和液体地膜Ⅰ组喷施自来水或液体地膜后的土壤图片，通过对比也可以发现空白组的土壤因水分蒸发产生的裂隙明显比液体地膜Ⅰ组多；这些结果表明本发明制备的液体地膜具有良好的保湿效果，其中液体地膜Ⅱ的保湿性能最佳；随着测量时间的推移，地膜保温效果有所下降，42d时液体地膜Ⅰ和Ⅲ的保温效果不再具有显著性，这可能是地膜开始出现降解造成的。

2、调节生长、增产

待大部分黄心菜单株达到500g以上时一次性采收，测定株高、单株重量、叶片叶绿素含量等指标，计算亩产和增产率；同时，每个试验组随机保留10颗作物继续生长，记录它们抽薹开花的时间；试验结果见表4所示。

表4

注：与空白组相比，^* P＜0.05，^{* *} P＜0.01。

从表4的试验数据可以看出，同空白组相比，各液体地膜组作物的株高、叶片叶绿素水平、单株均重明显提高，且大部分达到极显著性（P＜0.01）或显著性（P＜0.05）水平，其中以液体地膜Ⅰ的效果最好；同时，图1（C）和图1（D）分别为空白组和液体地膜Ⅰ组种植的作物在生长期时的图片，通过对比也可以发现液体地膜Ⅰ组处于生长期的黄心菜苗长势明显优于空白组；株高和叶绿素水平的提高有利于产量的增加，单株均重的大幅提高使得作物提前进入收获期，以上结果表明本发明制备的液体地膜对黄心菜的生长发育具有显著的促进作用，最终带来了亩产的大幅增加。另外，液体地膜还可以使黄心菜抽薹开花的时间推迟，其中以液体地膜Ⅰ组推迟的时间最长，始花期的延后可以增加采收期的时长，有利于产品的上市销售。液体地膜Ⅰ调节作物生长的效果最强，增产也最多，但其保温、保湿的效果却不是最好，这可能与其降解较快，活性物质释放较早有关。

Claims (2)

1.一种年青煤降解液多功能液体地膜，其特征在于：所述液态地膜由以下原料制备得到，各原料及其重量份为：年青煤降解液100-300份、活性炭超微颗粒2-6份、α-环糊精9-27份、戊二醛1-5、聚乙烯醇3-10份、阿拉伯胶2-8份、水100-300份；其中，年青煤降解液、活性炭超微颗粒、α-环糊精的用量比为100:2:9。

2.根据权利要求1所述年青煤降解液多功能液体地膜，其特征在于：所述活性炭超微颗粒的粒度为0.1-1.0微米。