CN112679278A - 一种具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥及其制备方法，涉及水溶肥料技术领域。该氨基酸水溶肥的组分按重量百分比计包括：抗寒调节组分0.1％～0.5％、叶面营养组分10.0％～20.0％、复合氨基酸10.0％～20.0％、表面活性剂0.2％～0.5％以及余量的水。本申请采用特定比例的抗寒调节组分、叶面营养组分和复合氨基酸复配，能够协同提升作物中过氧化氢酶和过氧化物酶等酶活性及可溶性糖、脯氨酸的含量，减少低温对细胞系统的损伤，同时补充作物营养，促进作物新陈代谢，提高作物对低温环境的适应能力，有效保障了低温逆境下的作物产量和品质。该氨基酸水溶肥生态环保，制备方法简单，适于大规模生产。

Description

一种具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥及其制备方法

技术领域

本发明涉及水溶肥料技术领域，具体而言，涉及一种具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥及其制备方法。

背景技术

中国是农业种植大国，低温冷害是中国农业生产中一种常见的自然灾害。最近几年，地球气候的不稳定，导致倒春寒天气频繁出现，低温胁迫频发，当胁迫超过作物调节的上限时，作物正常的生理代谢将严重受碍，严重时会使作物死亡甚至大面积减产，给种植户带来严重经济损失。

提升作物抗寒性能是亟需解决的技术问题，目前提升作物抗低温的氨基酸水溶肥是以常规氨基酸为主体，添加适量的中微量元素以改善作物营养和健康状况，进而提升作物对低温的抵抗能力。但常规氨基酸水溶肥提升作物抗寒性能上的效果不稳定，不能很好的调控作物对低温胁迫的抵抗能力，部分产品添加会添加生物刺激素以增强产品效果，更有甚添加含有明令禁止使用成分的生长调节剂，产品如使用不当既危害作物健康，又危及环境安全。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种安全生态且具有稳定增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥及其制备方法。

本发明是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供一种具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥，其组分按重量百分比计包括：抗寒调节组分0.1％～0.5％、叶面营养组分10.0～20.0％、复合氨基酸10.0％～20.0％、表面活性剂0.2％～0.5％以及余量的水。

优选地，其组分按重量百分比计包括：抗寒调节组分0.15％～0.40％、叶面营养组分11.0％～18.0％、复合氨基酸12.0％～18.0％、表面活性剂0.2％～0.45％以及余量的水。

进一步优选地，其组分按重量百分比计包括：抗寒调节组分0.2％～0.3％、叶面营养组分12.0％～16.0％、复合氨基酸12.0％～15.0％、表面活性剂0.2％～0.4％以及余量的水。

在可选的实施方式中，所述抗寒调节组分包括5-氨基乙酰丙酸、海藻糖、γ-氨基丁酸和壳寡糖中的至少两种；

优选地，所述抗寒调节组分包括5-氨基乙酰丙酸、海藻糖和γ-氨基丁酸；

优选地，所述抗寒调节组分包括5-氨基乙酰丙酸和γ-氨基丁酸；

优选地，所述抗寒调节组分中5-氨基乙酰丙酸和γ-氨基丁酸的添加比例为1.0：0.5～2.0；

优选地，所述抗寒调节组分中5-氨基乙酰丙酸和γ-氨基丁酸的添加比例为1.0：1.0～1.5。

在可选的实施方式中，所述叶面营养组分包括大量元素、中微量元素和有益元素；

优选地，所述大量元素包括氮、磷、钾营养元素中的至少两种；

优选地，所述大量元素包括磷和钾；

优选地，所述大量元素的材料为磷酸二氢钾；

优选地，所述中微量元素包括钙、镁、锌、铁、锰、铜、硼和钼中的至少两种；

优选地，所述中微量元素包括钙、镁、铁、锌和硼；

优选地，所述中微量元素的材料分别为EDTA-钙、EDTA-镁、EDTA-锌、EDTA-铁和四水八硼酸二钠；

优选地，所述有益元素包括硅、硒和铝中的至少一种；

优选地，所述有益元素为硅。

在可选的实施方式中，所述复合氨基酸包括脯氨酸、精氨酸、甘氨酸和谷氨酸中的至少两种。

在可选的实施方式中，所述表面活性剂包括十二烷基硫酸钠、EFW、KDS95和阴离子湿润剂中的至少一种。

在可选的实施方式中，采用pH调节剂调节所述具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥的pH至5-7；

优选地，所述pH调节剂为硅酸盐、柠檬酸钾和柠檬酸中的至少一种。

第二方面，本发明实施例提供一种具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥的制备方法，将如前述实施方式任一项所述的具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥的所述组分进行混合搅拌。

在可选的实施方式中，先将所述复合氨基酸与部分水进行混合，随后加入所述叶面营养组分，搅拌均匀后再加入所述抗寒调节组分，搅拌均匀后再加入所述表面活性剂，最后加入剩余部分水，搅拌均匀。

在可选的实施方式中，先将所述复合氨基酸与部分水于50℃～55℃的温度条件下进行混合，随后于40℃～45℃的温度条件下加入所述叶面营养组分，搅拌均匀，待温度将至35℃～40℃，加入所述抗寒调节组分，搅拌均匀，待温度降至在25℃～35℃，搅拌均匀，加入所述表面活性剂，最后加入剩余部分水，搅拌均匀。

本发明具有以下有益效果：

本申请提供的具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥采用特定比例的抗寒调节组分、叶面营养组分以及复合氨基酸复配得到，能够利用抗寒调节组分、叶面营养组分中的大中微有益元素以及复合氨基酸的协同效应提升作物过氧化氢酶和过氧化物酶等酶活性，能够明显促进作物可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸等保护性物质含量的增加，还能有效地清除活性氧，降低膜脂过氧化程度和减缓叶绿素降解速度，保护作物细胞膜系统的完整性，增强超氧化歧化酶、过氧化物酶等保护酶的活性，能够表现出更大范围和更大程度的提高抗寒能力的作用，从而显著提高作物的抗寒能力；减少低温对细胞系统的损伤，同时促进作物的新陈代谢功能，提高作物对低温环境的适应能力，有效保障了低温逆境下的作物产量。此外还能够补充作物营养，促进作物的光合作用，提升作物叶绿素，增强作物新陈代谢功能，促进作物增产和品质提升。

本发明营养组分中的中微量营养元素均为EDTA螯合态和稳定性酸盐，与大量元素和有益元素复配不产生反应和沉淀，保证了产品的稳定性。营养组分和抗寒调节组分功能互补和协调，使作物的营养需求和抗逆性有效结合，在保证作物的抗寒性能基础上有助于提升作物的品质，增加种植收益。

本发明具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥中抗寒调节剂均为微生物代谢提取或天然植物提取物，产品生态环保，对作物和环境健康，保障食品安全，同时产品制备方法简单，组方优化合理，适于大规模生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请提供的应用试验2的长势性状的处理结果图；

图2为本申请提供的应用试验2的根长的处理结果图；

图3为本申请提供的应用试验2的地上鲜重的处理结果图；

图4为本申请提供的应用试验3的处理结果图；

图5为本申请提供的应用试验5的重复5次的处理结果整体图；

图6为本申请提供的应用试验5的处理结果局部图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

本发明实施例提供一种具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥，其组分按重量百分比计包括：抗寒调节组分0.1％～0.5％、叶面营养组分10.0％～20.0％、复合氨基酸10.0％～20.0％、表面活性剂0.2％～0.5％以及余量的水。

优选地，抗寒调节组分0.15％～0.40％、叶面营养组分11.0％～18.0％、复合氨基酸12.0％～18.0％、表面活性剂0.20％～0.45％以及余量的水。

进一步优选地，抗寒调节组分0.2％～0.3％、叶面营养组分12.0％～16.0％、复合氨基酸12.0％～15.0％、表面活性剂0.2％～0.4％以及余量的水。

发明人发现，将抗寒调节组分、叶面营养组分和复合氨基酸配合使用时可以达到显著的协同增效效果，一方面能够明显促进作物可溶性糖、可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸的增加，有效地清除活性氧，降低膜脂过氧化程度和减缓叶绿素降解速度，保护作物细胞膜系统的完整性，增强超氧化歧化酶、过氧化物酶等保护酶的活性，能够表现出更大范围和更大程度的提高抗寒能力的作用，从而显著提高作物的抗寒能力；另一方面能够补充作物营养，促进作物的光合作用，提升作物叶绿素，增强作物新陈代谢功能，促进作物增产和品质提升。

其中，抗寒调节组分包括5-氨基乙酰丙酸、海藻糖、γ-氨基丁酸和壳寡糖中的至少两种。优选地，抗寒调节组分包括5-氨基乙酰丙酸、γ-氨基丁酸和海藻糖。优选地，抗寒调节组分包括5-氨基乙酰丙酸和γ-氨基丁酸。

优选地，抗寒调节组分5-氨基乙酰丙酸和γ-氨基丁酸添加比例为1.0：0.5～2.0。优选地，抗寒调节组分5-氨基乙酰丙酸和γ-氨基丁酸添加比例为1.0：1.0～1.5。

本申请中的5-氨基乙酰丙酸可按照本领域生物代谢提取方法制备得到或商购获得。γ-氨基丁酸按照本领域生物代谢提取方法制备得到或商购获得。海藻糖优选提取自海带或海藻类海洋生物的市售产品，通常可商购获得。壳寡糖是从虾蟹壳中通过生物工程技术降解制备的低聚氨基葡萄糖，通常可商购获得。

发明人发现，5-氨基乙酰丙酸与γ-氨基丁酸、海藻糖、壳寡糖等配合使用时，可以进一步促进低温胁迫时作物可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸的增加，增强作物抗低温性能。

发明人进一步发现，通过特定的5-氨基乙酰丙酸和γ-氨基丁酸进行复配形成组合抗寒调节物质，可以更好的提升产品在增强作物的抗寒性能的功效。

5-氨基乙酰丙酸是通过微生物代谢合成的，其是生物体内天然存在的、生命活动必需的、作物生长代谢的生理活性物质，其没有毒副作用，易降解无残留。5-氨基乙酰丙酸可以提升低温胁迫下植物叶片的SOD和POD等酶活性，增强丙二醛和可溶性蛋白等物质含量，增强植物新陈代谢功能，提升作物对低温环境的适应性，维持作物的健康生长状态。γ-氨基丁酸是一种普遍存在于生物体内的四碳非蛋白质氨基酸。γ-氨基丁酸能有效提高低温胁迫下作物过氧化物酶活性，降低叶片中的MDA含量和相对电导率，同时γ-氨基丁酸在植物遭受低氧胁迫、盐胁迫、干旱、机械损伤等多种逆境胁迫中都发挥着重要的调节作用。

叶面营养组分包括大量元素、中微量元素和有益元素等组分。

优选地，大量元素包括氮、磷、钾营养元素的至少两种；优选地，大量元素包括磷和钾。优选地，大量元素包括磷和钾的材料为磷酸二氢钾。

优选地，中微量元素包括钙、镁、锌、铁、锰、铜、硼、钼等营养元素的至少2种。优选地，中微量元素包括钙、镁、锌、铁和硼。优选地，中微量元素的材料分别为EDTA-钙、EDTA-镁、EDTA-锌、EDTA-铁和四水八硼酸二钠。

优选地，有益元素包括硅、硒和铝的至少一种；优选地，有益元素为硅和硒的一种。

在大量元素中磷能提高作物体内可溶性糖和磷脂的含量，可溶性糖的提升能使细胞的冰点降低，磷脂含量的提升能增强细胞对温度变化的适应。在大量元素中钾能提高细胞和组织中的淀粉、糖分、可溶性蛋白以及各种阳离子的含量，降低细胞的冰点，同时钾有利于降低呼吸速率和水分损失，保护细胞膜的水化层，增强植物对低温的抗性。

在钙、镁、锌、铁、硼和硅等渗透调节物质中，钙会传递低温信号，通过诱导抗寒相关基因的表达，可协同其他有机物质调节作物的渗透平衡；硼具有稳定细胞壁和质膜结构的作用；铁、锌、镁和硅能提高作物的光合作用，促进叶绿素的合成，保护质膜系统和叶绿体的结构完整性，在低温胁迫时中微量和有益元素可协同其他有机物质调节作物体内的渗透平衡，极大地增强作物对低温胁迫的抵抗能力。

本发明提供的营养组分可以很好的促进作物生理代谢并调节植物体内营养物质的分配，改善作物的营养和健康状况，全面提升作物对低温的抵抗能力。

复合氨基酸包括脯氨酸、精氨酸、甘氨酸和谷氨酸的至少两种。

表面活性剂包括十二烷基硫酸钠、烷基奈磺酸盐和阴离子湿润剂中的至少一种。

本申请提供的具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥的pH为5-7。具体到本实施例中，是采用pH调节剂对具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥的pH进行调节，优选地，pH调节剂为硅酸盐、柠檬酸钾和柠檬酸中的至少一种。

本发明实施例提供一种具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥的制备方法，其包括将上述具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥的组分进行混合搅拌。

具体来说，本申请中采用分步混合的方式针对各个组分进行混合：先将复合氨基酸与部分水进行混合，随后加入叶面营养组分，搅拌均匀后再加入抗寒调节组分，搅拌均匀后再加入表面活性剂，最后加入剩余部分水，搅拌均匀。

更具体地，先将复合氨基酸与部分水于50℃～55℃的温度条件下进行混合，随后于40℃～45℃的温度条件下加入中微量元素，搅拌均匀，待温度将至30℃～35℃，加入抗寒调节组分，搅拌均匀，待温度降至在25℃～30℃，搅拌均匀，加入表面活性剂，最后加入剩余部分水，搅拌均匀。

本申请中，不仅仅将各个组分进行划分，并依次进行混合，同时还限制每种组分的混合温度，先在50℃～55℃将复合氨基酸与部分水混合，50℃～55℃区间能有效保证复合氨基酸的稳定性，同时能加快复合氨基酸的溶解。40℃～45℃的温度条件下加入叶面营养元素，能很好的促进营养元素的溶解，同时此时溶液偏酸性，也有利于保持螯合元素的稳定性。30℃～35℃抗寒调节组分整体的稳定性更好，也有利于工艺的进行。温度在25℃～30℃，基本已经接近室温，能很好减少表面活性剂的起泡，以防产品溢出，采用不同温度梯度的温度对组分进行混合能很好的确保产品的生产效率和稳定性。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1：

本发明试验在北京世纪阿姆斯生物工程有限公司实验室进行，试验作物为小油菜，品种为上海青。选出长势均匀、生长状态良好的小油菜移栽至试验盆中，每盆一株，进行盆内缓苗15d，然后按照不同处理叶面喷施试验材料，试验材料浓度为1g/L，不同材料组合比例为1:1，以叶面正反面浸润，往下滴液为度，然后继续缓苗2d，两天后转移至光照培养箱。昼(8:00-18：00)设置温度2℃，光照强度15000Lx，相对湿度为60％；夜(18:00-8:00)设置温度2℃，关闭光照灯，相对湿度为60％，培养2天，然后测定小油菜叶片的各项生理指标，包括超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、过氧化物酶(POD)活性、受损害程度。SOD活性的测定采用淡蓝四唑光还原法，CAT活性测定采用紫外分光光度法，POD活性的测定采用愈创木酚法，受伤害程度采用电导率仪测定。

根据植物抗寒调节物质与作物逆境抗性的相互关系，查阅国内外的相关文献资料以及根据前期试验基础，选用5-氨基乙酰丙酸、γ-氨基丁酸、海藻糖、壳聚糖等4种与植物抗寒逆境抗性关系密切的植物生理活性物质，进行本发明增强作物抗低温性能的抗寒调节组分的筛选。筛选结果请参阅表1。

表1抗寒调节组分对作物低温胁迫响应影响的综合评价

注：作物低温胁迫的萎蔫程度评价

萎蔫程度：重度萎蔫+++中度萎蔫++轻度萎蔫+正常O

在低温胁迫条件下植物体积累的活性氧自由基会对植物的膜系统造成伤害，使膜脂产生过氧化，导致细胞膜结构和功能受到破坏。而自由基的产生和消除又被细胞中的保护酶系统所控制。超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)是作物体内重要的保护酶，SOD、POD、CAT协调工作，防止细胞内活性氧水平过高，维持细胞的健康环境。由表1可以看出，5-氨基乙酰丙酸+γ-氨基丁酸组合处理的SOD活性、POD活性、CAT活性均低于其他处理，说明5-氨基乙酰丙酸+γ-氨基丁酸组合在提升作物低温胁迫下酶活性上具有一定的优势。在作物受损害程度上5-氨基乙酰丙酸+γ-氨基丁酸组合也要低于其他处理，能更好的维持低温胁迫下细胞的稳定，同时其处理的作物基本上没有表现出萎蔫现象。虽然5-氨基乙酰丙酸+海藻糖组合和5-氨基乙酰丙酸+壳聚糖组合也表现出具有增强作物抗寒性能的功能，但整体的表现没有5-氨基乙酰丙酸+γ-氨基丁酸组合显著，这也进一步说明抗寒调节组合中不同材料的优化组合能不同程度的增强作物抗寒的性能。

实施例2

在实施例1的基础上，对5-氨基乙酰丙酸和γ-氨基丁酸的添加比例进行了对比优化，试验中除抗寒调节物质添加比例不同，其他均按照实施例1进行。测试结果请参阅表2。

表2抗寒调节组分不同比例对作物低温胁迫响应的影响

由表2可以看出，抗寒调节组分5-氨基乙酰丙酸和γ-氨基丁酸不同比例对作物低温胁迫响应出现了不同影响。整体上抗寒调节组分5-氨基乙酰丙酸和γ-氨基丁酸比例在1:1和1:1.5的状态下，对增强作物在低温胁迫下的酶活性有较为显著的作用，同时更有效降低作物的受伤害程度，5-氨基乙酰丙酸和γ-氨基丁酸合适比例的配伍有利于抗寒调节组分的协同增效，更大程度和范围的增强作物对冷害胁迫的抗性。

实施例3

在实施例1和实施例2的基础上，综合前期试验基础，结合叶面营养和复合氨基酸以及其他辅助成分得到新的配方。

该具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥的组合物，由以下种类的组分组成：(以1000千克计算，以下同)

5-氨基乙酰丙酸1.5kg；γ-氨基丁酸1.5kg；磷酸二氢钾50kg；EDTA-钙5kg；EDTA-镁15kg；EDTA-锌40kg；EDTA-铁5kg；四水八硼酸二钠4kg；硅酸钠1kg；复合氨基酸(质量比为1:1的脯氨酸和精氨酸)120kg；表面活性剂KDS95 2.0kg；水755kg。

该具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥的制备方法，采用以下步骤：

称取上述重量的物料后，先将755.0kg水的80％加入反应釜中，加热至温度在50℃，然后加入复合氨基酸120kg，在150r/min的条件下搅拌10分钟，维持温度在45℃，加入EDTA-钙5kg、EDTA-镁15kg、EDTA-锌40kg、EDTA-铁5kg、四水八硼酸二钠4kg、硅酸钠5kg，在150r/min的条件下搅拌10分钟，待温度降至在35℃，加入将5-氨基乙酰丙酸1.5kg和γ-氨基丁酸1.5kg，在150r/min的条件下搅拌2分钟，待温度降至在30℃，加入表面活性剂KDS952kg，在150r/min的条件下搅拌3分钟，最后将剩余的水全部加入，搅拌均匀既得具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥。

实施例4

该具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥的组合物，由以下种类的组分组成：

5-氨基乙酰丙酸1.0kg；γ-氨基丁酸1.0kg；磷酸二氢钾60kg；EDTA-钙5kg；EDTA-镁15kg；EDTA-锌60kg；EDTA-铁10kg；四水八硼酸二钠8kg；硅酸钠2kg；复合氨基酸(质量比为1:1:1的精氨酸、甘氨酸和谷氨酸)150kg；表面活性剂KDS95 4.0kg；水684kg。该具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥的制备方法，采用以下步骤：

称取上述重量的物料后，先将684kg水的80％加入反应釜中，加热至温度在50℃，然后加入复合氨基酸150kg，在150r/min的条件下搅拌10分钟，维持温度在45℃，加入EDTA-钙5kg、EDTA-镁15kg、EDTA-锌60kg、EDTA-铁10kg、四水八硼酸二钠8kg、硅酸钠2kg，在150r/min的条件下搅拌10分钟，待温度降至35℃，加入将5-氨基乙酰丙酸1kg和γ-氨基丁酸1.0kg，在150r/min的条件下搅拌2分钟，待温度降至30℃，加入表面活性剂4.0kg，在150r/min的条件下搅拌3分钟，最后将剩余的水全部加入，搅拌均匀既得具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥。

实施例5

该具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥的组合物，由以下种类的组分组成：

5-氨基乙酰丙酸1.0kg；γ-氨基丁酸1.5kg；磷酸二氢钾60kg；EDTA-钙5kg；EDTA-镁10kg；EDTA-锌30kg；EDTA-铁5kg；四水八硼酸二钠8kg；硅酸钠2kg；复合氨基酸(质量比为1:2的精氨酸和甘氨酸)150kg；表面活性剂十二烷基硫酸钠3.0kg；水724.5kg。该具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥的制备方法，采用以下步骤：

称取上述重量的物料后，先将724.5kg水的80％加入反应釜中，加热至温度在50℃，然后加入复合氨基酸150kg，在150r/min的条件下搅拌10分钟，维持温度在45℃，加入EDTA-钙5kg、EDTA-镁10kg、EDTA-锌30kg、EDTA-铁5kg、四水八硼酸二钠8kg、硅酸钠2kg，在150r/min的条件下搅拌10分钟，待温度降至35℃，加入将5-氨基乙酰丙酸1.0kg和γ-氨基丁酸1.5kg，在150r/min的条件下搅拌2分钟，待温度降至30℃，加入表面活性剂3.0kg，在150r/min的条件下搅拌3分钟，最后将剩余的水全部加入，搅拌均匀既得具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥。

实施例6

该具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥的组合物，由以下种类的组分组成：

5-氨基乙酰丙酸1.0kg；γ-氨基丁酸1.5kg；磷酸二氢钾40kg；EDTA-钙15kg；EDTA-镁10kg；EDTA-锌50kg；EDTA-铁15kg；四水八硼酸二钠8kg；硅酸钠2kg；复合氨基酸(质量比为2:1的精氨酸和甘氨酸)140kg；表面活性剂EFW 3.0kg；水714.5kg。该具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥的制备方法，采用以下步骤：

称取上述重量的物料后，先将714.5kg水的80％加入反应釜中，加热至温度在50℃，然后加入复合氨基酸140kg，在150r/min的条件下搅拌10分钟，维持温度在45℃，加入EDTA-钙15kg、EDTA-镁10kg、EDTA-锌50kg、EDTA-铁15kg、四水八硼酸二钠8kg、硅酸钠2kg，在150r/min的条件下搅拌10分钟，待温度降至35℃，加入将5-氨基乙酰丙酸1.0kg和γ-氨基丁酸1.5kg，在150r/min的条件下搅拌2分钟，待温度降至30℃，加入表面活性剂3.0kg，在150r/min的条件下搅拌3分钟，最后将剩余的水全部加入，搅拌均匀既得具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥。

实施例7

本实施例与实施例3基本相同，区别在于，本实施例中将实施例3中5-氨基乙酰丙酸改变为海藻糖(抗寒调节物质由5-氨基乙酰丙酸和γ-氨基丁酸变为海藻糖和γ-氨基丁酸，添加量和比例不变)。

实施例8

本实施例与实施例3基本相同，区别在于，本实施例中将实施例3中抗寒调节组份的重量百分比由0.3％(5-氨基乙酰丙酸1.5kg+γ-氨基丁酸1.5kg)改变为0.5％(5-氨基乙酰丙酸2.5kg+γ-氨基丁酸2.5kg)。

实施例9

本实施例与实施例3基本相同，区别在于，本实施例中，同时将所有的组分一并进行混合。

应用试验1

试验在北京世纪阿姆斯生物工程有限公司实验室进行，试验作物为小油菜，品种为上海青。

试验共设置5个处理，每个处理重复5次。

处理1：实施例3制备的具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥

处理2：实施例3不添加5-氨基乙酰丙酸和γ-氨基丁酸的氨基酸水溶肥处理3：5-氨基乙酰丙酸+γ-氨基丁酸

处理4：对照1(市面在售的抗逆型氨基酸水溶肥)

处理5：对照2(清水)

取选出长势均匀、生长状态良好的小油菜移栽至试验盆中，每盆一株，进行盆内缓苗15d，然后按照不同处理叶面喷施试验材料，均按500倍稀释，以叶面正反面浸润，往下滴液为度，然后继续缓苗2d，两天后转移至光照培养箱。昼(8:00-18：00)设置温度2℃，光照强度15000Lx，相对湿度为60％；夜(18:00-8:00)设置温度2℃，关闭光照灯，相对湿度为60％，培养2天，然后测定小油菜叶片的各项生理指标，包括超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、过氧化物酶(POD)活性、脯氨酸(Pro)含量、丙二醛(MDA)含量。SOD活性的测定采用淡蓝四唑光还原法，CAT活性测定采用紫外分光光度法，POD活性的测定采用愈创木酚法，脯氨酸采用磺基水杨法，丙二醛测定采用硫代巴比妥酸法。

表3不同处理对小油菜叶片生理指标的影响

在低温胁迫条件下植物体积累的活性氧自由基会对植物的膜系统造成伤害，使膜脂产生过氧化，导致细胞膜结构和功能受到破坏。而自由基的产生和消除又被细胞中的保护酶系统所控制。超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)是作物体内重要的保护酶，SOD、POD、CAT协调工作，防止细胞内活性氧水平过高，维持细胞的健康环境。由表3可以看出，处理3的SOD活性、POD活性、CAT活性高于清水对照，说明5-氨基乙酰丙酸和γ氨基丁酸具有增强作物低温胁迫下酶活性的功能。处理1的SOD活性、POD活性、CAT活性较处理2要高同时也高于处理4，说明在低温胁迫下处理1的小油菜自身抗氧化酶的活性能力较强，能更好的维持低温胁迫下细胞膜的稳定。这也进一步说明原有氨基酸水溶肥配方中添加适量5-氨基乙酰丙酸和γ-氨基丁酸能强化其增强作物抗寒的功效。综合处理1、处理2、处理3以及处理5的试验结果可以看出，本申请中加入了5-氨基乙酰丙酸和γ-氨基丁酸能够对复合氨基酸以及中微量元素起到协同增效的作用，极大的强化了其增强作物抗寒的功效。

植物器官衰老或在逆境下遭受伤害，往往发生膜脂过氧化，丙二醛(MDA)是膜脂过氧化的最终分解产物，其含量可以反映植物遭受逆境伤害的程度。脯氨酸是植物体内重要的渗透调节物质之一，控制细胞膜的通透性，降低低温胁迫给植物造成的损害。由表3可以看出，低温胁迫下，5-氨基乙酰丙酸和γ-氨基丁酸处理的小油菜体内的丙二醛含量要低于清水，同时脯氨酸的含量要高于清水。处理1中5-氨基乙酰丙酸和γ-氨基丁酸协同常规氨基酸水溶肥在降低低温胁迫下作物丙二醛含量和提升脯氨酸的含量效果更显著，说明本发明的肥料有利于清除作物细胞内的超氧化自由基的积累，减轻膜脂过氧化的伤害，能有效增强作物的抗寒性。

应用试验2

试验在北京世纪阿姆斯生物工程有限公司实验室进行，试验作物为小油菜，品种为上海青。

试验共设置4个处理，每个处理重复3次。

处理1：实施例3制备的具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥

处理2：实施例4制备的具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥

处理3：对照1(市面在售的抗逆型氨基酸水溶肥1)

处理4：对照2(市面在售的抗逆型氨基酸水溶肥2)

取选出长势均匀、生长状态良好的小油菜移栽至试验盆中，每盆一株，进行盆内缓苗15d，然后按照不同处理要求叶面喷施试验材料，均按500倍稀释，以叶面正反面浸润，往下滴液为度，然后继续缓苗2d，两天后转移至光照培养箱，隔10天喷施一次，室外缓苗2天，再隔10天喷施一次，缓苗2天，共喷施3次。培养箱设置为昼(8:00-18：00)设置温度4摄氏度，光照强度15000Lx，相对湿度为60％；夜(18:00-8:00)设置温度4摄氏度，关闭光照灯，相对湿度为60％，光照室共培养30天，然后观察小油菜长势性状，株高、根长、地上鲜重、根重等指标。

表4不同处理对小油菜叶片各项性状指标的影响

由表4可以看出，本发明的氨基酸水溶肥处理的小油菜在低温条件下的株高、根长、地上鲜重和根重明显要好于处理3和处理4的市面常规氨基酸水溶肥处理的小油菜。由图1、图2和图3可以看出，本发明的水溶肥能明显提高小油菜的抗低温能力，尤其在长期的低温胁迫下，市面常规氨基酸水溶肥处理的小油菜出现了死颗现象，本发明的水溶肥处理的小油菜长势健康，同时具备了长期低温的胁迫的适应能力。

应用试验3

为进行更为严重的低温胁迫，把低温胁迫等级设置为冻害，培养温度设置为≤0的条件。试验在北京世纪阿姆斯生物工程有限公司实验室进行，试验作物为小油菜，品种上海青。

试验共设置5个处理，每个处理重复3次。

处理1：实施例3制备的具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥

处理2：实施例4制备的具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥

处理3：实施例5制备的具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥

处理4：实施例6制备的具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥

处理5：对照(市面在售的抗逆型氨基酸水溶肥)

取选出长势均匀、生长状态良好的小油菜苗移栽至试验盆中，每盆1株，进行盆内缓苗15d，然后按照不同处理要求叶面喷施试验材料，均按500倍稀释，以叶面正反面浸润，往下滴液为度，然后继续缓苗2d，两天后转移至光照培养箱。昼(8:00-20：00)设置温度-2℃，光照强度15000Lx，相对湿度为60％；夜(20:00-8:00)设置温度-2℃，关闭光照灯，相对湿度为60％，培养1天，然后测定小油菜叶片的一些生理指标，包括受伤害程度(处理电导率/煮沸电导率×100％)、可溶性蛋白、可溶性糖含量。电导率采用电导率仪测定，可溶性蛋白测定采用考马斯亮蓝-G250染色法，可溶性糖测定采用蒽酮法。

表5不同处理对小油菜叶片各项生理指标的影响

可溶性蛋白具有较强的亲水性，其能明显增强细胞的持水力，可溶性蛋白含量的增加可以约束更多的水分，减少低温条件下原生质因结冰而受到严重的损伤。在植物体内，可溶性糖可以提高细胞液浓度，降低水势，增加保水能力，从而使冰点降低，保护细胞不至于遇冷凝固，提高植物对寒害的适应能力。低温胁迫会破环细胞的通透性，细胞膜会遭到破坏，大量电解质外渗，导致相对电导率增加，也反应细胞的受伤害程度。

通过表5和图4可以看出，本发明的水溶肥能明显提高小油菜的抗低温能力，处理1、处理2、处理3和处理4在可溶性蛋白含量和可溶性糖含量上均高出对照，同时在细胞的受损害程度上也是明显低于对照，也没有出现明显的冻害萎蔫，但处理5的小油菜出现了严重的萎蔫，说明本发明的水溶肥能明显提高小油菜的在低温条件下的细胞液浓度，增强渗透调节能力，提升其对低温胁迫的抵抗能力。

应用试验4

试验在北京市平谷区大华山进行，试验作物为桃，品种为久保，树龄为4年，密度为3m*4m。

试验共设置2个处理，每个处理重复5棵树。

处理1：实施例4制备的具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥

处理2：对照(市面在售的抗逆型水溶肥)

2020年4月17报道，北京两天后将有大幅度降温，于4月18号(22℃/12℃)喷施试验材料，4月21号(15℃/4℃)降温幅度在6-8摄氏度，10天后再一次喷施试验材料，后期随着生育时期进行正常管理和喷施，后期观察对果实品质和产量的影响

表6不同处理对桃品质和产量的影响

由表6可以看出，本发明的水溶肥能提高桃的可溶性固形物以及单株产量，但对单果重的影响不大。由于倒春寒的影响，低温时桃树出现了一定的落花，开花不整齐，导致桃树的坐果率出现了一定的影响，但喷施本发明的水溶肥，单株产量较对照高出27.6％，能明显增加果树的亩收益，很好的保证果树在低温环境下的稳产高产和品质提升。

应用试验5

试验在北京世纪阿姆斯生物工程有限公司实验室进行，试验作物为辣椒，品种杭椒一号。

试验共设置5个处理，每个处理重复5次。

处理1：实施例3制备的具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥

处理2：实施例7制备的具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥

处理3：实施例8制备的具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥

处理4：实施例9制备的具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥

处理5：对照(叶面喷水)

取选出长势均匀、生长状态良好的辣椒苗移栽至试验盆中，每盆1株，进行盆内缓苗20d，然后按照不同处理要求叶面喷施试验材料，均按500倍稀释，以叶面正反面浸润，往下滴液为度，然后继续缓苗2d，两天后转移至光照培养箱。昼(8:00-20：00)设置温度-2℃，光照强度15000Lx，相对湿度为60％；夜(20:00-8:00)设置温度-2℃，关闭光照灯，相对湿度为60％，培养1天，然后测定每株辣椒摘3片叶子用于指标测定，包括受伤害程度(处理电导率/煮沸电导率×100％)、可溶性蛋白、可溶性糖含量。

表7不同处理对辣椒叶片各项生理指标的影响

由上表可以看出，受到寒害胁迫时处理1作物的可溶性蛋白含量要明显高于处理2，可溶性糖含量与处理2差异性不大，在受伤害程度上，处理1要明显低于处理2，这也说明，实施例7抗寒调节物质组分由5-氨基乙酰丙酸加γ-氨基丁酸变为海藻糖和γ-氨基丁酸对增强作物的抗寒性能有一定的影响，进一步说明5-氨基乙酰丙酸加γ-氨基丁酸的组合更适合作为抗寒调节组分。对处理1与处理3相比，在可溶性蛋白含量、可溶性糖含量和受伤害程度上均表现出较小的差异性，即对作物生理指标上的影响差异很小，但实施例8中5-氨基乙酰丙酸加γ-氨基丁酸添加量要大于实施例的3的添加量，从应用成本上考虑是不划算的，这也进一步说明合适量的抗寒调节物质施用有利于在保证产品效果的前提下节约生产应用成本。实施例9是制作工艺中，将所有的成分一起加入到反应釜中，其可溶性蛋白含量、可溶性糖含量都要低于实施例3和实施例7和实施例8处理，受伤害程度则高于实施例3和实施例7和实施例8处理。如图5和图6所示，处理1和处理3辣椒长势偏健康状态，处理2和处理4的长势状态不及处理1和处理3，处理5已经出现明显的叶子和叶柄发软的萎蔫现象。同时在实施过程中也发现，所有物料一起添加溶解的速率变慢，产品功效也有所降低，说明合适的生产工艺和物料添加顺序能更好的保证产品的稳定性。

综上所述，本申请提供的具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥采用特定比例的生物代谢的5-氨基乙酰丙酸和γ-氨基丁酸、大中微量元素和复合氨基酸复配得到，能够利用5-氨基乙酰丙酸和γ-氨基丁酸、大中微量元素和复合氨基酸的协同效应提升作物过氧化氢酶和过氧化物酶等酶活性及可溶性糖、脯氨酸等保护性物质含量，减少低温对细胞系统的损伤，同时促进作物的新陈代谢功能，提高作物对低温环境的适应能力，有效保障了低温逆境下的作物产量和品质。本发明具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥生态环保，制备方法简单，组方优化合理，适于大规模生产。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，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (9)

1.一种具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥，其特征在于，其组分按重量百分比计包括：抗寒调节组分0.10％～0.50％、叶面营养组分10.0％～20.0％、复合氨基酸10.0％～20.0％、表面活性剂0.20％～0.50％以及余量的水；

优选地，其组分按重量百分比计包括：抗寒调节组分0.15％～0.40％、叶面营养组分11.0％～18.0％、复合氨基酸12.0％～18.0％、表面活性剂0.20％～0.45％以及余量的水；

进一步优选地，其组分按重量百分比计包括：抗寒调节组分0.20％～0.30％、叶面营养组分12.0％～16.0％、复合氨基酸12.0％～15.0％、表面活性剂0.20％～0.40％以及余量的水。

2.根据权利要求1所述的具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥，其特征在于，所述抗寒调节组分包括5-氨基乙酰丙酸、海藻糖、γ-氨基丁酸和壳寡糖中的至少两种；

优选地，所述抗寒调节组分包括5-氨基乙酰丙酸、海藻糖和γ-氨基丁酸；

优选地，所述抗寒调节组分包括5-氨基乙酰丙酸和γ-氨基丁酸；

优选地，所述抗寒调节组分中5-氨基乙酰丙酸和γ-氨基丁酸的添加比例为1.0：0.5～2.0；

优选地，所述抗寒调节组分中5-氨基乙酰丙酸和γ-氨基丁酸的添加比例为1.0：1.0～1.5。

3.根据权利要求1所述的具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥，其特征在于，所述叶面营养组分包括大量元素、中微量元素和有益元素；

优选地，所述大量元素包括氮、磷、钾营养元素中的至少两种；

优选地，所述大量元素包括磷和钾；

优选地，所述大量元素的材料为磷酸二氢钾；

优选地，所述中微量元素包括钙、镁、锌、铁、锰、铜、硼和钼中的至少两种；

优选地，所述中微量元素包括钙、镁、铁、锌和硼；

优选地，所述中微量元素的材料分别为EDTA-钙、EDTA-镁、EDTA-锌、EDTA-铁和四水八硼酸二钠；

优选地，所述有益元素包括硅、硒和铝中的至少一种；

优选地，所述有益元素为硅。

4.根据权利要求1所述的具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥，其特征在于，所述复合氨基酸包括脯氨酸、精氨酸、甘氨酸和谷氨酸中的至少两种。

5.根据权利要求1所述的具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥，其特征在于，所述表面活性剂包括十二烷基硫酸钠、EFW、KDS95和阴离子湿润剂中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥，其特征在于，采用pH调节剂调节所述具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥的pH至5-7；

优选地，所述pH调节剂为硅酸盐、柠檬酸钾和柠檬酸中的至少一种。

7.一种具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥的制备方法，其特征在于，将如权利要求1-6任一项所述的具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥的所述组分进行混合搅拌。

8.根据权利要求7所述的具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥的制备方法，其特征在于，先将所述复合氨基酸与部分水进行混合，随后加入所述叶面营养组分，搅拌均匀后再加入所述抗寒调节组分，搅拌均匀后再加入所述表面活性剂，最后加入剩余部分水，搅拌均匀。

9.根据权利要求8所述的具有增强作物抗低温性能的氨基酸水溶肥的制备方法，其特征在于，先将所述复合氨基酸与部分水于50℃～55℃的温度条件下进行混合，随后于40℃～45℃的温度条件下加入所述叶面营养组分，搅拌均匀，待温度降至35℃～40℃，加入所述抗寒调节组分，搅拌均匀，待温度降至在25℃～35℃，搅拌均匀，加入所述表面活性剂，最后加入剩余部分水，搅拌均匀。

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