CN110511090A - 一种cam植物专用有机酸螯合微量元素液的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种CAM植物专用有机酸螯合微量元素液的制备方法，所述制备方法包括：(1)配制L‑苹果酸水溶液；(2)将含锰化合物、含锌化合物、含铁化合物、含铜化合物、含硼化合物、含钴化合物、含镍化合物和含铵化合物加入步骤(1)所述的L‑苹果酸水溶液，混合溶解后即得CAM植物专用有机酸螯合微量元素液。所述制备方法得到的CAM植物专用有机酸螯合微量元素液，在卡尔文循环过程中不会产生阻碍，能够被CAM植物充分利用，且硼元素能够形成稳定的络合物，从而更易被CAM植物吸收，不会造成浪费。

Description

一种CAM植物专用有机酸螯合微量元素液的制备方法
技术领域
本发明属植物营养液领域，具体涉及一种CAM植物专用有机酸螯合微量元素液的制备方法。
背景技术
CAM植物是具景天酸代谢途径的植物，多为多浆液植物。在夜间通过开放的孔吸收CO2，再借助PEP羧化酶与磷酸烯醇式丙酮酸结合，形成草酰乙酸，然后在苹果酸脱氢酶(NADPH)作用下还原成苹果酸，进入液泡并累计变酸(pH值约从5逐渐变为3)；第二天光照后苹果酸从液泡中转运回细胞质和叶绿体中脱羧，释放的CO2被RuBP吸收形成碳水化合物。火龙果、芦荟、菠萝都是CAM植物。CAM植物为了避免蒸发流失自己的水分，在晚上开气孔生产苹果酸，然后储存在液胞里，白天苹果酸从液胞到细胞质移动开始生产CO2，然后在卡尔文循环过程固定CO2开始生产糖和淀粉等。
现有技术中采用大部分都用EDTA(乙二胺四乙酸)螯合做有机金属微量元素。但是，EDTA是一种酵素的不活性化剂，把糖质引导卡尔文循环后第一次工作的酵素是丙酮酸脱氢酶(Pyruvate dehydrogenase)，如果螯合剩下的EDTA含量为36μM时，40％阻碍酵素作用，当含量为360μM时完全阻碍酵素作用，微生物也不能分解EDTA。
另外，由于微量元素硼为水溶性的，但当土壤为碱性或是使用的水碱性时，硼元素易与土壤环境中的钙结合生成难溶的硼酸钙，致使硼元素无法被植物吸收。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种CAM植物专用有机酸螯合微量元素液的制备方法。所述制备方法得到的CAM植物专用有机酸螯合微量元素液，在卡尔文循环过程中不会产生阻碍，能够被CAM植物充分利用，且硼元素能够形成稳定的络合物，从而更易被CAM植物吸收，不会造成浪费。
本发明的方案是，提供一种CAM植物专用有机酸螯合微量元素液的制备方法，包括如下步骤：
(1)配制L-苹果酸水溶液；
(2)将含锰化合物、含锌化合物、含铁化合物、含铜化合物、含硼化合物、含钴化合物、含镍化合物和含铵化合物加入步骤(1)所述的L-苹果酸水溶液，混合溶解后即得CAM植物专用有机酸螯合微量元素液。
优选地，步骤(1)中，所述L-苹果酸水溶液的浓度为24～26wt.％。
优选地，步骤(2)中，所述含锰化合物为MnSO4·H2O，所述CAM植物专用有机酸螯合微量元素液中锰元素含量≥2.0wt.％。
优选地，步骤(2)中，所述含锌化合物为ZnO，所述CAM植物专用有机酸螯合微量元素液中锌元素含量≥3.0wt.％。
优选地，步骤(2)中，所述含铁化合物为FeSO4·7H2O，所述CAM植物专用有机酸螯合微量元素液中铁元素含量≥2.0wt.％。
优选地，步骤(2)中，所述含铜化合物为CuSO4·5H2O，所述CAM植物专用有机酸螯合微量元素液中铜元素含量≥2.0wt.％。
优选地，步骤(2)中，所述含硼化合物为H3BO3，所述CAM植物专用有机酸螯合微量元素液中硼元素含量≥1.5wt.％。
优选地，步骤(2)中，所述含钴化合物为CO(CH3COO)·4H2O，所述CAM植物专用有机酸螯合微量元素液中钴元素含量≥0.1wt.％。
优选地，步骤(2)中，所述含镍化合物为NiCO3·2Ni(OH)2·4H2O，所述CAM植物专用有机酸螯合微量元素液中镍元素含量≥0.2wt.％。
优选地，步骤(2)中，所述含钼化合物为H8MoN2O4，所述CAM植物专用有机酸螯合微量元素液中钼元素含量≥0.4wt.％。
本发明还提供一种通过上述方法得到的CAM植物专用有机酸螯合微量元素液。
本发明的设计思路为：
首先，考虑到剩余EDTA会对卡尔文循环过程造成影响，经过长期实验总结发现使用L-苹果酸对金属元素进行螯合，即使生理理论会剩余L-苹果酸，其也可以被CAM植物直接利用，促进生长。
其次，由于硼是非金属元素，不能以离子形态存在于溶液中，无法与EDTA形成稳定的螯合物，因为其不能满足2的配位数所以无法稳定结合。但是经过长期研发总结后，发现H3BO3和L-苹果酸能形成稳定的络合物，而有机酸络合物则是植物体内最容易转移的化合物。
在具体实验操作中，首先通过配制不同浓度的L-苹果酸水溶液，并根据水溶液的螯合能力和溶解度确定符合要求的具体浓度，经反复试验后确定水溶液的浓度为24～26wt.％。
其次，需要分别确定含锰化合物、含锌化合物、含铁化合物、含铜化合物、含硼化合物、含钴化合物、含镍化合物和含铵化合物的添加量，以含锰化合物为例，加以说明：
首先优选含锰化合物为MnSO4·H2O，且其纯度为99％，则经简单计算可知Mn元素占实际称取MnSO4·H2O的重量比为54.94÷169.02×99％＝32.18％，又知CAM植物专用有机酸螯合微量元素液中锰元素的含量≥2.0wt.％，则在该范围内，取锰元素的含量为2.0wt.％，当欲配制CAM植物专用有机酸螯合微量元素液1000g时，锰元素含量即为20g，即得出所需实际称取MnSO4·H2O的重量为20÷32.18％＝62.15g。确定其他化合物用量的方法与此相同。
本发明的有益效果为：
通过本发明所述制备方法得到的CAM植物专用有机酸螯合微量元素液，在卡尔文循环过程中不会产生阻碍，能够被CAM植物充分利用，且硼元素能够形成稳定的络合物，从而更易被CAM植物吸收，不会造成浪费。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种CAM植物专用有机酸螯合微量元素液的制备方法，包括如下步骤：
(1)将154.41g的L-苹果酸与463.24g的水混合溶解后，得浓度为25wt.％的L-苹果酸水溶液；
(2)将62.78g纯度为99.0％的MnSO4·H2O，37.51g纯度为99.5％的ZnO，99.55g纯度为100.0％的FeSO4·7H2O，79.78g纯度为98.5％的CuSO4·5H2O，85.86g纯度为99.9％的H3BO3，4.25g纯度为99.5％的CO(CH3COO)·4H2O，4.27g纯度为100.0％的NiCO3·2Ni(OH)2·4H2O和8.34g纯度为98％的H8MoN2O4加入步骤(1)所述的L-苹果酸水溶液，于60℃条件下经磁力搅拌至完全溶解，得CAM植物专用有机酸螯合微量元素液，其中相关元素含量如表1所示。
表1 CAM植物专用有机酸螯合微量元素液中相关元素含量
实施例2
本实施例提供一种CAM植物专用有机酸螯合微量元素液的制备方法，包括如下步骤：
(1)将123.50g的L-苹果酸与391.07g的水混合溶解后，得浓度为24wt.％的L-苹果酸水溶液；
(2)将77.69g纯度为99.0％的MnSO4·H2O，43.77g纯度为99.5％的ZnO，124.44g纯度为100.0％的FeSO4·7H2O，99.72g纯度为98.5％的CuSO4·5H2O，114.48g纯度为99.9％的H3BO3，8.50g纯度为99.5％的CO(CH3COO)·4H2O，6.41g纯度为100.0％的NiCO3·2Ni(OH)2·4H2O和10.42g纯度为98％的H8MoN2O4加入步骤(1)所述的L-苹果酸水溶液，于60℃条件下经磁力搅拌至完全溶解，得CAM植物专用有机酸螯合微量元素液，其中相关元素含量如表2所示。
表2 CAM植物专用有机酸螯合微量元素液中相关元素含量
锰 锌 铁 铜 硼 钴 镍 钼
2.5wt.％ 3.5wt.％ 2.5wt.％ 2.5wt.％ 2.0wt.％ 0.2wt.％ 0.3wt.％ 0.5wt.％
实施例3
本实施例提供一种CAM植物专用有机酸螯合微量元素液的制备方法，包括如下步骤：
(1)将153.41g的L-苹果酸与436.64g的水混合溶解后，得浓度为26wt.％的L-苹果酸水溶液；
(2)将68.37g纯度为99.0％的MnSO4·H2O，38.77g纯度为99.5％的ZnO，104.53g纯度为100.0％的FeSO4·7H2O，87.75g纯度为98.5％的CuSO4·5H2O，91.59g纯度为99.9％的H3BO3，4.25g纯度为99.5％的CO(CH3COO)·4H2O，4.27g纯度为100.0％的NiCO3·2Ni(OH)2·4H2O和10.42g纯度为98％的H8MoN2O4加入步骤(1)所述的L-苹果酸水溶液，于60℃条件下经磁力搅拌至完全溶解，得CAM植物专用有机酸螯合微量元素液，其中相关元素含量如表3所示。
表3 CAM植物专用有机酸螯合微量元素液中相关元素含量
锰 锌 铁 铜 硼 钴 镍 钼
2.2wt.％ 3.1wt.％ 2.1wt.％ 2.2wt.％ 1.6wt.％ 0.1wt.％ 0.2wt.％ 0.5wt.％
在具体使用CAM植物专用有机酸螯合微量元素液的过程中，可以根据需要进行稀释，以实施例1得到的微量元素液为例，表4公开了稀释倍数与微量元素液pH之间的关系。
表4实施例1所得微量元素液的稀释倍数与pH之间的关系
稀释倍数 250 500 1000 2000 4000
pH 3.46 3.86 5.13 6.10 6.51
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种CAM植物专用有机酸螯合微量元素液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)配制L-苹果酸水溶液；
(2)将含锰化合物、含锌化合物、含铁化合物、含铜化合物、含硼化合物、含钴化合物、含镍化合物和含铵化合物加入步骤(1)所述的L-苹果酸水溶液，混合溶解后即得CAM植物专用有机酸螯合微量元素液。
2.根据权利要求1所述CAM植物专用有机酸螯合微量元素液的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述L-苹果酸水溶液的浓度为24～26wt.％。
3.根据权利要求1所述CAM植物专用有机酸螯合微量元素液的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述含锰化合物为MnSO4·H2O，所述CAM植物专用有机酸螯合微量元素液中锰元素含量≥2.0wt.％。
4.根据权利要求1所述CAM植物专用有机酸螯合微量元素液的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述含锌化合物为ZnO，所述CAM植物专用有机酸螯合微量元素液中锌元素含量≥3.0wt.％。
5.根据权利要求1所述CAM植物专用有机酸螯合微量元素液的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述含铁化合物为FeSO4·7H2O，所述CAM植物专用有机酸螯合微量元素液中铁元素含量≥2.0wt.％。
6.根据权利要求1所述CAM植物专用有机酸螯合微量元素液的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述含铜化合物为CuSO4·5H2O，所述CAM植物专用有机酸螯合微量元素液中铜元素含量≥2.0wt.％。
7.根据权利要求1所述CAM植物专用有机酸螯合微量元素液的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述含硼化合物为H3BO3，所述CAM植物专用有机酸螯合微量元素液中硼元素含量≥1.5wt.％。
8.根据权利要求1所述CAM植物专用有机酸螯合微量元素液的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述含钴化合物为CO(CH3COO)·4H2O，所述CAM植物专用有机酸螯合微量元素液中钴元素含量≥0.1wt.％。
9.根据权利要求1所述CAM植物专用有机酸螯合微量元素液的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述含镍化合物为NiCO3·2Ni(OH)2·4H2O，所述CAM植物专用有机酸螯合微量元素液中镍元素含量≥0.2wt.％。
10.根据权利要求1所述CAM植物专用有机酸螯合微量元素液的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述含钼化合物为H8MoN2O4，所述CAM植物专用有机酸螯合微量元素液中钼元素含量≥0.4wt.％。
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