CN110250179A - 一种含有机物的植物防冻剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及植物防冻剂技术领域，更具体而言，涉及一种含有机物的植物防冻剂及其制备方法，采用含糖物质、植物活性物、外加功能物质等有机物质，所选用的原料均为有机物，原料无毒无污染，可直接喷施于植物的任何时期，不仅具备防冻功能还能提供营养，可以有效激活植物体活性，从而提高植物抗性。该防冻剂具有粘附能力高不易被雨水冲散、溶解和渗透性好的特点，渗透进入植物内表面形成一种保护膜，在不影响植物呼吸的情况下，使叶片气孔缩小，有效的保护植物水分因蒸腾作用而流失，从而防止因低温胁迫造成干旱性胁迫，降低叶片表面水汽的冰点、提高细胞液浓度、调节细胞新陈代谢，从而减少因倒春寒或寒冷环境对植物造成冻害问题。

Description

一种含有机物的植物防冻剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及植物防冻剂技术领域，更具体而言，涉及一种含有机物的植物防冻剂及其制备方法。
背景技术
温度作为一个重要的环境因子之一，在植物的生长过程中发挥着举足轻重的作用。分低温、适温、高温三种情况，低温和高温对大多数植物来说属于胁迫温度。在中国北方地区，低温寒害是一种严重的自然灾害，受害面积广，对农作物的危害严重，造成农产品减产。低温先是破坏植物的细胞膜系统，使细胞膜的结构发生改变，通透性增大，体液外渗，引起体内外渗透压的改变，影响植物体内渗透调节物质和酶类物质作用，造成丙二醛含量的增多，加剧了膜脂过氧化作用。比如2018年的四月份北方地区河北、山西、山东、陕西等地区普遍出现低温天气，温度降至-7℃~-2℃，这一时期正值果树开花季节，此温度低于果树花序分离期和花期冻害的临界温度，有的地区甚至出现冰冻，使各水果产区出现不同程度的冻害，致使今年水果产量严重下降，造成严重经济损失。
目前防冻技术主要有物理防护和药物防护。物理防护主要采用设施大棚、遮阳网、稻草、薄膜等材料进行搭建或铺盖，此方法具有一定作用，但成本高，劳动力过大，甚至污染环境；药物防护主要是喷施或涂抹某些营养物质、生长调节剂类物质，提高植物抗寒性，但是由于原料来源复杂，出现了安全性低、成本高、制作工艺复杂等一系列问题。常见的产品多为无机物和有机物组合的产品，市面现无纯有机物组成的防冻液产品，也未有多种有机物组合成的房东液产品及研究。如专利CN201310468838.9公开了一种含核糖醇物质的植物防冻剂，其主要原料为核苷酸、葡萄糖、氨基酸、丙三醇、硼砂、硫酸镁、硫酸锰、硫酸锌、硫酸亚铁等组成，通过增加营养来提高植物抗寒能力，原料中包含了有机物和无机盐成分。
专利CN201810913156.7介绍了一种利用海藻酸为主要原料，辅料为氮磷钾原料、葡萄糖和醇类物质。其中的原料海藻酸是海洋藻类经过酸解、碱解、微生物发酵、生物酶解、低温冻融破碎或超声波破壁的方法取得的提取液，在经过过滤、浓缩处理，得到海藻提取液，需要的设备和工艺较复杂。
专利CN201110408558.X介绍的“一种植物防冻剂及其制备方法”中的原料主要为葡萄糖、蔗糖、磷酸二氢钾、新高脂膜、多效唑、氨基酸和甘油，其中新高脂膜稳定性较差，溶液易分层，适合于现用现配，难储存。
专利CN201310626510.5介绍以葡萄糖、壳聚糖、丙三醇、复硝酚钠、黄腐酸、磷酸二氢钾为原料配置的植物防冻液，其主要通过激活植物体细胞活性达到抗冻效果。
发明内容
为了克服现有技术中所存在的不足，本发明提供一种工艺简单、易储存的、含有机物的、健康的植物防冻剂及其制备方法，有效解决生产成本高、工艺复杂、产品容易分层、难储存的问题，减少因倒春寒或寒冷环境对植物造成冻害问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
一种含有机物的植物防冻剂，由以下重量份原料组成：磁化水60-80份、抗冻因子2-5份、柠檬酸钾3-10份、螯合剂3-6份、植物活性物质3-5份、醇类物质20-50份、糖类物质6-12份、外加功能性物质5-10份、酸度调节剂2-5份；将抗冻因子、柠檬酸钾、螯合剂、植物活性物质、醇类物质、糖类物质、外加功能性物质、酸度调节剂加入到磁化水中，混合后制得含有机物的植物防冻剂。
进一步地，所述螯合剂为乙二胺四乙酸二钠、酒石酸、二乙烯三胺五羧酸盐、葡萄糖酸钠和二羟乙基甘氨酸中一种或多种混合物。本螯合剂中的成分在防冻液配置过程中将难溶、难结合的物质形成易被植物吸收的络合物，确保防冻液的稳定性。
进一步地，所述植物活性物质为聚谷氨酸、聚天冬氨酸、壳聚糖和海藻酸钠中一种或多种混合物。此植物活性成分在植物抗冻期间具有激活植物活性，调节植物代谢活力，增强植株抗性。
进一步地，所述外加功能物质为甜菜碱、水杨酸、木质素磺酸钾、抗坏血酸、牛磺酸、脱氧核苷酸中的一种或多种混合物。外加功能物质具有能够激活植物体内各种酶活性，调节植物生长规律，避免植物在抗冻期间停止或延长生长。
进一步地，所述酸度调节剂为醋酸、柠檬酸、烟碱、乙醇钾中一种或多种混合物。
一种含有机物的植物防冻剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、磁化水的制作：将水在磁化器内1200mT磁场内磁化2小时，备用；
S2、备料：称量以下重量份原料备用，磁化水60-80份，抗冻因子2-5份，柠檬酸钾3-10份，螯合剂3-6份，植物活性物质3-5份，醇类物质20-50份，糖类物质6-12份，外加功能性物质5-10份，酸度调节剂2-5份；
S3、原料粉粹：将S2中原料为固态的全部粉碎分别过筛150目备用；
S4、将处理的磁化水份加入到反应釜中，将抗冻因子加入反应釜中，搅拌2小时，充分混合；
S5、向S4反应釜中依次加入柠檬酸钾、螯合剂、植物活性物质、醇类物质、糖类物质、外加功能性物质，搅拌4小时，直至反应釜中物料反应结束、温度不在变化、无泡沫产生；
S6、上述反应釜反应合成后的物料经过100目筛网过滤，将滤液放置反应釜中静置12小时，溶液无分层、无结晶、无异味即为成品。
进一步地，所述S4中磁化水加入反应釜后，搅拌转速为60r/min，温度为45℃。
进一步地，所述S5中加入柠檬酸钾等外加剂后，采用酸度调节剂调节反应物pH至6-7。
进一步地，所述S5中搅拌转速为50r/min，温度为30℃。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：
本发明提供了一种含有机物的植物防冻剂及其制备方法，所选用的原料均为有机物，原料无毒无污染，可直接喷施于植物的任何时期；通过聚谷氨酸、壳聚糖、海藻酸钠植物活性物质和糖类物质，不仅具备防冻功能还能提供营养，可以有效激活植物体活性，增加渗透调节物质可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白的含量，增强体内活性酶超氧化物歧化酶的活性，加快体内自由基的清除，降低膜脂过氧化产物丙二醛的含量，从而提高植物抗性，同时抗冻因子可直接被植物所吸收，抑制植物体内冰核细菌的形成，使得冰晶难以形成，损伤植物细胞；本发明选用原料和工艺合成的植物防冻液具有粘附能力高不易被雨水冲散、溶解和渗透性好的特点，防冻液渗透进入植物内表面形成一种保护膜，该保护膜具有保水、保热功能，比热大，比水冰点低的特点，在不影响植物呼吸的情况下，使叶片气孔缩小，有效的保护植物水分因蒸腾作用而流失，从而防止因低温胁迫造成干旱性胁迫，吸收低温下的冷空气、有效降低叶片表面水汽的冰点、提高细胞液浓度、调节细胞新陈代谢，从而减少因倒春寒或寒冷环境对植物造成冻害问题，在低温下隔绝水汽与叶片正面接触。
附图说明
图1为实施例1制备的含有机物的植物防冻剂的丙二醛含量的对照实验图；
图2为实施例2制备的含有机物的植物防冻剂的丙二醛含量的对照实验图；
图3为实施例3制备的含有机物的植物防冻剂的丙二醛含量的对照实验图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种含有机物的植物防冻剂，由以下重量份原料组成：磁化水60-80份、抗冻因子2-5份、柠檬酸钾3-10份、螯合剂3-6份、植物活性物质3-5份、醇类物质20-50份、糖类物质6-12份、外加功能性物质5-10份、酸度调节剂2-5份；将抗冻因子、柠檬酸钾、螯合剂、植物活性物质、醇类物质、糖类物质、外加功能性物质、酸度调节剂加入到磁化水中，混合后制得含有机物的植物防冻剂。所述螯合剂为乙二胺四乙酸二钠、酒石酸、二乙烯三胺五羧酸盐、葡萄糖酸钠和二羟乙基甘氨酸中一种或多种混合物。所述植物活性物质为聚谷氨酸、聚天冬氨酸、壳聚糖和海藻酸钠中一种或多种混合物。所述外加功能物质为甜菜碱、水杨酸、木质素磺酸钾、抗坏血酸、牛磺酸、脱氧核苷酸中的一种或多种混合物。所述酸度调节剂为醋酸、柠檬酸、烟碱、乙醇钾中一种或多种混合物。
一种含有机物的植物防冻剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、磁化水的制作：将水在磁化器内1200mT磁场内磁化2小时，备用；
S2、备料：称量以下重量份原料备用，磁化水60-80份，抗冻因子2-5份，柠檬酸钾3-10份，螯合剂3-6份，植物活性物质3-5份，醇类物质20-50份，糖类物质6-12份，外加功能性物质5-10份，酸度调节剂2-5份；
S3、原料粉粹：将S2中原料为固态的全部粉碎分别过筛150目备用；
S4、将处理的磁化水份加入到反应釜中，控制搅拌转速为60r/min，温度为45℃，将抗冻因子加入反应釜中，搅拌2小时，充分混合；
S5、向S4反应釜中依次加入柠檬酸钾、螯合剂、植物活性物质、醇类物质、糖类物质、外加功能性物质，采用酸度调节剂调节反应物pH至6-7，搅拌转速为50r/min，温度为30℃，控制搅拌4小时，直至反应釜中物料反应结束、温度不在变化、无泡沫产生；
S6、上述反应釜反应合成后的物料经过100目筛网过滤，将滤液放置反应釜中静置12小时，溶液无分层、无结晶、无异味即为成品。
实施例1
一种含有机物有机植物防冻剂，由以下成分和重量份组成：磁化水60份，抗冻因子2份，柠檬酸钾3份，螯合剂6份，植物活性物质4份，醇类物质20份，糖类物质6份，外加功能性物质10，酸度调节剂3份。
在本实施例中，所述的螯合剂为乙二胺四乙酸二钠和酒石酸，按照质量比为：乙二胺四乙酸二钠：酒石酸=4：1。
在本实施例中，所述的植物活性物质为聚谷氨酸。
在本实施例中，所述的醇类物质为丙三醇和丙二醇，按照质量比为：丙三醇：丙二醇=1：1。
在本实施例中，所述的糖类物质为蔗糖。
在本实施例中，所述的外加功能物质为甜菜碱和水杨酸，按照质量比为：甜菜碱：水杨酸=2：1
在本实施例中，所述的酸度调节剂为醋酸和烟碱，按照质量比为：醋酸：烟碱=1：3。
一种含有机物的植物防冻剂的制备方法，制备步骤如下：
1.预处理：
（1）磁化水的制作：将水在磁化器内1200mT磁场内磁化2小时，备用。
（2）原料制作：将所涉及的固体原料全部粉碎过筛150目备用。
2.反应合成：将处理的磁化水份加入到反应釜中，温度控制在45℃，搅拌器转速60r/min，将抗冻因子加入反应釜中，搅拌2小时，充分混合后依次加入柠檬酸钾、螯合剂、植物活性物质、醇类物质、糖类物质、外加功能性物质，并用酸度调节反应物pH至6-7，搅拌器转速控制在50r/min，温度控制在30℃，搅拌4小时，直至反应釜中物料反应结束、温度不在变化、无泡沫产生。
3.超滤：上述反应釜反应合成后的物料经过100目筛网过滤，将滤液放置反应釜中静置12小时，溶液无分层、无结晶、无异味即为成品。
实施例2
一种含有机物有机植物防冻剂，由以下成分和重量份组成：磁化水80份，抗冻因子3份，柠檬酸钾8份，螯合剂3份，植物活性物质5份，醇类物质40份，糖类物质9份，外加功能性物质5份，酸度调节剂5份。本发明可有效降低植物冰点，在植物体表面形成一层保护膜，具有保水、保热功能，而不影响植物的呼吸和光合作用。
所述的螯合剂为二乙烯三胺五羧酸盐、酒石酸和葡萄糖酸钠，按照质量比为：二乙烯三胺五羧酸盐：酒石酸：葡萄糖酸钠=3：2：1。
所述的植物活性物质为海藻酸钠。
所述的醇类物质为丙三醇和山梨醇，按照质量比为：丙三醇：山梨醇=1：1。
所述的糖类物质为蔗糖和葡萄糖，按照质量比为：蔗糖：葡萄糖=1：1。
所述的外加功能物质为木质素磺酸钾和牛磺酸，按照质量比为：木质素磺酸钾：牛磺酸=1：1
所述的酸度调节剂为柠檬酸和烟碱，按照质量比为：柠檬酸：烟碱=1：1。
含有机物的植物防冻剂制备方法，制备步骤如下：
1预处理：
（1）磁化水的制作：将水在磁化器内1200mT磁场内磁化2小时，备用。
（2）原料制作：将所涉及的固体原料全部粉碎过筛150目备用。
2反应合成：将处理的磁化水份加入到反应釜中，温度控制在45℃，搅拌器转速60r/min，将抗冻因子加入反应釜中，搅拌2小时，充分混合后依次加入柠檬酸钾、螯合剂、植物活性物质、醇类物质、糖类物质、外加功能性物质，并用酸度调节反应物pH至6-7，搅拌器转速控制在50r/min，温度控制在30℃，搅拌4小时，直至反应釜中物料反应结束、温度不在变化、无泡沫产生。
3超滤：上述反应釜反应合成后的物料经过100目筛网过滤，将滤液放置反应釜中静置12小时，溶液无分层、无结晶、无异味即为成品。
实施例3
一种含有机物有机植物防冻剂，由以下成分和重量份组成：磁化水70份，抗冻因子5份，柠檬酸钾10份，螯合剂4份，植物活性物质3份，醇类物质50份，糖类物质12份，外加功能性物质6份，酸度调节剂2份。本发明可有效降低植物冰点，在植物体表面形成一层保护膜，具有保水、保热功能，而不影响植物的呼吸和光合作用。
所述的螯合剂为二羟乙基甘氨酸和葡萄糖酸钠，按照质量比为：二羟乙基甘氨酸：葡萄糖酸钠=2：1。
所述的植物活性物质为海藻酸钠、壳聚糖和聚天冬氨酸，按照质量比为：海藻酸钠：壳聚糖：聚天冬氨酸=2：1：1。
所述的醇类物质为丙三醇和山梨醇，按照质量比为：丙三醇：山梨醇=1：1。
所述的糖类物质为蔗糖。
所述的外加功能物质为脱氧核苷酸和抗坏血酸，按照质量比为：脱氧核苷酸：抗坏血酸=1：1
所述的酸度调节剂为柠檬酸和乙醇钾，按照质量比为：柠檬酸：乙醇钾=1：2。
含有机物的植物防冻剂制备方法，制备步骤如下：
1预处理：
（1）磁化水的制作：将水在磁化器内1200mT磁场内磁化2小时，备用。
（2）原料制作：将所涉及的固体原料全部粉碎过筛150目备用。
2反应合成：将处理的磁化水份加入到反应釜中，温度控制在45℃，搅拌器转速60r/min，将抗冻因子加入反应釜中，搅拌2小时，充分混合后依次加入柠檬酸钾、螯合剂、植物活性物质、醇类物质、糖类物质、外加功能性物质，并用酸度调节反应物pH至6-7，搅拌器转速控制在50r/min，温度控制在30℃，搅拌4小时，直至反应釜中物料反应结束、温度不在变化、无泡沫产生。
3超滤：上述反应釜反应合成后的物料经过100目筛网过滤，将滤液放置反应釜中静置12小时，溶液无分层、无结晶、无异味即为成品。
试验实例1
试验采用实施例1的植物防护剂，以市面抗寒防冻剂（含氨基酸水溶肥）为对照肥料，以桑葚选自山西省运城市盐湖区冯村乡杜村，选取长势、树龄一致的桑葚树60株，将配置好的合格防冻剂以稀释800倍叶面喷施在20株桑葚试验田做处理组，对照肥料按推荐稀释倍数喷施20株，以不使用防冻剂的20株做空白对照，连续喷施3次，每次间隔7天，最后测定产量和抗逆指标丙二醛含量。（丙二醛是膜脂过氧化最终产物之一，它的产生能够增加膜脂过氧化，加剧膜的的损伤，可以间接的反应植物受伤程度，因此常作为抗逆性指标。）试验结果如下：
表1 样品对桑葚产量的影响
根据表1所示，实施例1和对照肥料对桑葚产量和糖度均有所提高。实施例1与市面对照肥料相比产量增加5.8%，糖度增加3.4%。
图1为样品对桑葚丙二醛的影响，数据采用SPSS软件进行方差分析，同一列不同字母表示显著差异（P<0.05）。根据图1显示，喷施3次防冻剂后，丙二醛含量明显低于对照肥料组合空白对照组，并表现出显著性差异（P<0.05）,表明试用防冻剂后桑葚树抗寒能力明显增强。
试验实例2
试验采用实施例2的植物防护剂，以市面抗寒防冻剂（含氨基酸水溶肥）为对照肥料，苹果选自山西省临猗县董家庄村，选取长势、树龄一致的苹果树60株，将配置好的合格防冻剂以稀释800倍叶面喷施在20株苹果树试验田做处理组，对照肥料按推荐稀释倍数喷施20株，以不使用防冻剂的20株做空白对照，连续喷施3次，每次间隔7天。（丙二醛是膜脂过氧化最终产物之一，它的产生能够增加膜脂过氧化，加剧膜的的损伤，可以间接的反应植物受伤程度，因此常作为抗逆性指标。）试验结果如下：
表2 样品对苹果产量的影响
表2所示，实施例2和对照肥料对苹果产量和糖度均有所提高。实施例2与市面对照肥料相比产量增加6.6%，糖度增加3.56%。
图2为样品对苹果丙二醛的影响，数据采用SPSS软件进行方差分析，同一列不同字母表示显著差异（P<0.05）。根据图2显示，喷施3次防冻剂后，丙二醛含量明显低于对照肥料组合空白对照组，其中实施例2与对照表现出差异不显著（P>0.05）,而与空白对照表现出显著性差异（P<0.05）。
试验实例3
试验采用实施例3的植物防护剂，以市面抗寒防冻剂（含氨基酸水溶肥）为对照肥料，油桃选自山西省运城市李村村，选取长势、树龄一致的油桃树60株，将配置好的合格防冻剂以稀释800倍叶面喷施在20株油桃树试验田做处理组，对照肥料按推荐稀释倍数喷施20株，以不使用防冻剂的20株做空白对照，连续喷施3次，每次间隔7天。（丙二醛是膜脂过氧化最终产物之一，它的产生能够增加膜脂过氧化，加剧膜的的损伤，可以间接的反应植物受伤程度，因此常作为抗逆性指标。）试验结果如下：
表3 样品对油桃产量的影响
表3所示，实施例3和对照肥料对油桃产量和糖度均有所提高。实施例3与市面对照肥料相比产量增加4.03%，糖度增加2.56%。
图3为样品对油桃丙二醛的影响，数据采用SPSS软件进行方差分析，同一列不同字母表示显著差异（P<0.05）。根据图3显示，低温条件下各试验组之间表现出一定差异。其中各组中叶片丙二醛含量表现出显著性显著（P<0.05），而花器丙二醛含量实施例3与对照肥料表现出差异不显著（P>0.05），与空白对照表现出显著性差异（P<0.05），表明试用防冻剂后油桃抗寒能力增强。
上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种含有机物的植物防冻剂，其特征在于，由以下重量份原料组成：磁化水60-80份、抗冻因子2-5份、柠檬酸钾3-10份、螯合剂3-6份、植物活性物质3-5份、醇类物质20-50份、糖类物质6-12份、外加功能性物质5-10份、酸度调节剂2-5份；将抗冻因子、柠檬酸钾、螯合剂、植物活性物质、醇类物质、糖类物质、外加功能性物质、酸度调节剂加入到磁化水中，混合后制得含有机物的植物防冻剂。
2.根据权利要求1所述的一种含有机物的植物防冻剂，其特征在于：所述螯合剂为乙二胺四乙酸二钠、酒石酸、二乙烯三胺五羧酸盐、葡萄糖酸钠和二羟乙基甘氨酸中一种或多种混合物。
3.根据权利要求1所述的一种含有机物的植物防冻剂，其特征在于：所述植物活性物质为聚谷氨酸、聚天冬氨酸、壳聚糖和海藻酸钠中一种或多种混合物。
4.根据权利要求1所述的一种含有机物的植物防冻剂，其特征在于：所述外加功能物质为甜菜碱、水杨酸、木质素磺酸钾、抗坏血酸、牛磺酸、脱氧核苷酸中的一种或多种混合物。
5.根据权利要求1所述的一种含有机物的植物防冻剂，其特征在于：所述酸度调节剂为醋酸、柠檬酸、烟碱、乙醇钾中一种或多种混合物。
6.一种含有机物的植物防冻剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、磁化水的制作：将水在磁化器内1200mT磁场内磁化2小时，备用；
S2、备料：称量以下重量份原料备用，磁化水60-80份，抗冻因子2-5份，柠檬酸钾3-10份，螯合剂3-6份，植物活性物质3-5份，醇类物质20-50份，糖类物质6-12份，外加功能性物质5-10份，酸度调节剂2-5份；
S3、原料粉粹：将S2中原料为固态的全部粉碎分别过筛150目备用；
S4、将处理的磁化水份加入到反应釜中，将抗冻因子加入反应釜中，搅拌2小时，充分混合；
S5、向S4反应釜中依次加入柠檬酸钾、螯合剂、植物活性物质、醇类物质、糖类物质、外加功能性物质，搅拌4小时，直至反应釜中物料反应结束、温度不在变化、无泡沫产生；
S6、上述反应釜反应合成后的物料经过100目筛网过滤，将滤液放置反应釜中静置12小时，溶液无分层、无结晶、无异味即为成品。
7.根据权利要求6所述的一种含有机物的植物防冻剂的制备方法，其特征在于：所述S4中磁化水加入反应釜后，搅拌转速为60r/min，温度为45℃。
8.根据权利要求6所述的一种含有机物的植物防冻剂的制备方法，其特征在于：所述S5中加入柠檬酸钾等外加剂后，采用酸度调节剂调节反应物pH至6-7。
9.根据权利要求6所述的一种含有机物的植物防冻剂的制备方法，其特征在于：所述S5中搅拌转速为50r/min，温度为30℃。
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