CN113545344A - 一种沉水植物促生缓释片及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种沉水植物促生缓释片，按质量份数计，包括以下组分：植物激素3‑15份、无机碳源40‑60份、包覆缓释剂1‑15份、增重剂5‑20份。本发明制备的沉水植物促生缓释片，可在水底缓慢、稳定、持久的释放植物激素和无机碳源，协同增强沉水植物的生长状态，提高种苗成活率；本发明中缓释片的制备及使用方法均较简便，所用材料对环境友好，不添加氮磷成分，无富营养化风险。

Description

一种沉水植物促生缓释片及其制备方法

技术领域

本发明属于水生态修复技术领域，具体涉及一种沉水植物促生缓释片及其制备方法。

背景技术

沉水植物是水环境生态修复工程领域中的关键环节，其群落构建的成功与否直接关系到水生态修复工程的成败，在工程实践中，构建沉水植物群落的常规施工方法是人工种植，但缺少有效的促生保活手段，栽种的沉水植物种苗生长速度较慢，成活率偏低。

植物激素是植物的生长调节剂，其作用是在极低的浓度水平下，即可引发植物生理状态的改变，对于促进植物生长、提高植物抗逆性具有显著效果，但若直接向自然水体中投加植物激素易被水流迅速稀释，难以长效维持效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种沉水植物促生缓释片，以克服上述技术问题。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种沉水植物促生缓释片，按质量份数计，包括以下组分：

进一步地，所述植物激素、碳源及包覆缓释剂的质量比为5-10:45-50:4-8。在此范围内，缓释片既可缓慢、充分释放有效成分，又不至于迅速崩解导致局部浓度过高引发植物生长抑制作用。

进一步地，所述植物激素为生长素、赤霉素、细胞分裂素、矮壮素、芸苔素中的一种或多种。

进一步地，所述无机碳源为碳酸氢钾和/或碳酸氢钠。无机碳源种类的选择主要根据水质环境情况而定，若水体缺钾，可采用碳酸氢钾作为主要碳源，让钾离子和碳酸氢根离子协同增强植物光合作用促进生长；若水体钾含量丰富，采用成本价格更低廉的碳酸氢钠作为无机碳源，具有更好的经济效益。

进一步地，所述包覆缓释剂为硬脂酸、聚乳酸PLA及聚羟基烷酸酯PHA中的一种或多种。

进一步地，所述包覆缓释剂为硬脂酸、聚乳酸PLA及聚羟基烷酸酯PHA的混合物，且所述硬脂酸、聚乳酸PLA及聚羟基烷酸酯PHA的质量比为1:1:1。

进一步地，所述增重剂为100-800目石英粉。若石英粉低于100目，粉末的粒径偏大、硬度大，易损伤压制模具，制得的缓释片外表面较粗糙，外观效果较差；高于800目的石英粉，对于缓释片制备性能无明显提升，但成本价格大幅升高，经济效益降低。

本发明的另一个目的在于提供一种沉水植物促生缓释片的制备方法，包括以下步骤：

在室温下，取1～15份包覆缓释剂加入氯仿中充分溶解，得混合溶液A，向混合溶液A中添加3～15份植物激素粉剂，充分搅拌直至粉剂完全溶解，得混合溶液B；

向混合溶液B中添加5～20份石英粉充分搅拌3-5min，再添加40～60份无机碳源粉剂持续搅拌，搅拌均匀后置于烘箱中以40-50℃烘干2-3h至干燥状态，得混合材料，烘干过程中采用氯仿回收装置对挥发的氯仿进行回收；

采用旋转式压片机对混合材料进行压片造粒，压力设置为5-40kN，压片直径4-12mm，片剂厚度1-6mm，制得沉水植物促生缓释片。

有益效果：

本发明制备的沉水植物促生缓释片，可在水底缓慢、稳定、持久的释放植物激素和无机碳源，协同增强沉水植物的生长状态，提高种苗成活率；且本发明中缓释片的制备及使用方法均较简便，所用材料对环境友好，不添加氮磷成分，无富营养化风险。

具体实施方式

在本发明的描述中，除非另有说明，术语“上”“下”“左”“右”“前”“后”等指示的方位或位置关系仅是为了描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或结构必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明所述的一种沉水植物促生缓释片，按质量份数计，包括以下组分：植物激素3-15份无机碳源、40-60份包覆缓释剂、1-15份增重剂5-20份；其中，所述植物激素、碳源、及包覆缓释剂的质量比为5-10:45-50:4-8。且所述植物激素为生长素、赤霉素、细胞分裂素、矮壮素、芸苔素中的一种或多种；所述无机碳源为碳酸氢钾和/或碳酸氢钠；所述包覆缓释剂为硬脂酸、聚乳酸PLA及聚羟基烷酸酯PHA中的一种或多种；所述增重剂为100-800目石英粉。

在上述中，所述包覆缓释剂为硬脂酸、聚乳酸PLA及聚羟基烷酸酯PHA的混合物，且所述硬脂酸、聚乳酸PLA及聚羟基烷酸酯PHA的质量比为1:1:1。

一种沉水植物促生缓释片的制备方法，包括以下步骤：在室温下，取1～15份包覆缓释剂加入氯仿中充分溶解，得混合溶液A，向混合溶液A中添加3～15份植物激素粉剂，充分搅拌直至粉剂完全溶解，得混合溶液B；向混合溶液B中添加5～20份石英粉充分搅拌3-5min，再添加40～60份无机碳源粉剂持续搅拌，搅拌均匀后置于烘箱中以40-50℃烘干2-3h至干燥状态，得混合材料；采用旋转式压片机对混合材料进行压片造粒，压力设置为5-40kN，压片直径4-12mm，片剂厚度1-6mm，制得沉水植物促生缓释片。

本发明中各成分作用机理：

植物激素组分根据不同的使用目的进行配制，在水质污染较重需要提高植物抗逆性或者水流较大需要植物扩大根系时，以添加矮壮素或芸苔素为主；需要植物快速生长分蘖形成水下森林时，以添加生长素或细胞分裂素为主；需要植物株高快速增加或促进种子发芽及幼苗成活时，以添加赤霉素或芸苔素为主。

无机碳源组分为水底沉水植物提供溶解态的HCO₃ ^-，促进植物光合作用，与植物激素具有协同促生作用，不仅能加速植物生长，还可增强植物对水体中氮、磷、有机物等污染物质的吸收和降解，有利于水质净化。

包覆缓释剂具有一定的疏水性，在氯仿中溶解后，可均匀包覆在植物激素和无机碳源粉末的外表面，大幅降低与水的接触面积，从而起到缓释作用，包覆缓释剂具有一定的可塑性和强度，便于加工成型和运输；其中硬脂酸可为缓释片提供良好的材料强度，便于加工和运输；PLA和PHA具有良好的缓释性能和生物可降解性，且对环境友好。

增重材料用于增加缓释片的比重，由于缓释片在水体中长期缓释会逐渐损失可溶成分，比重降低，易上浮，加入石英粉可确保缓释片在整个缓释周期内保持沉底状态，石英粉颗粒细小，便于和其他组分一起压片成型。

实施例1

按质量份数计，芸苔素3份、碳酸氢钾40份、石英粉5份、聚乳酸1份。

制备过程：在室温下，取1份聚乳酸加入氯仿中充分溶解，得混合溶液A，向混合溶液A中添加3份芸苔素粉剂，充分搅拌直至粉剂完全溶解，得混合溶液B；向混合溶液B中添加5份石英粉充分搅拌3min，再添加40份碳酸氢钾粉末持续搅拌，搅拌均匀后置于烘箱中以40℃烘干3h至干燥状态，得混合材料；采用旋转式压片机对混合材料进行压片造粒，压力设置为25kN，压片直径8mm，片剂厚度3mm，制得沉水植物促生缓释片。

实施例2

按质量份数计，芸苔素5份、碳酸氢钾45份、石英粉10份、聚乳酸4份。制备过程同实施例1。

实施例3

按质量份数计，芸苔素10份、碳酸氢钾50份、石英粉15份、聚乳酸8份。制备过程同实施例1。

实施例4

按质量份数计，芸苔素15份、碳酸氢钾60份、石英粉20份、聚乳酸15份。制备过程同实施例1。

实施例5

按质量份数计，芸苔素10份、碳酸氢钾50份、石英粉15份、硬脂酸2.7份、聚乳酸PLA2.7份、聚羟基烷酸酯PHA 2.7份。制备过程同实施例1。

实施例6

按质量份数计，芸苔素10份、碳酸氢钾50份、石英粉15份、聚乳酸8份。

制备过程：

将8份聚乳酸加入氯仿中充分溶解，向溶液中同时添加50份碳酸氢钾粉末、15份石英粉及10份芸苔素粉剂，充分搅拌混匀，然后置于40℃烘箱中烘干，用压片机压制成圆柱形的片剂，再置于烘箱中烘干至干燥状态，制得沉水植物促生缓释片。

对比例1

按质量份数计，芸苔素10份、碳酸氢钾50份、聚乳酸8份。

制备过程：在室温下，取8份聚乳酸加入氯仿中充分溶解，得混合溶液A；向混合溶液A中添加10份芸苔素粉剂，充分搅拌直至粉剂完全溶解，得混合溶液B；添加50份碳酸氢钾粉末持续搅拌，搅拌均匀后置于烘箱中以40℃烘干3h至干燥状态，得混合材料；采用旋转式压片机对混合材料进行压片造粒，压力设置为25kN，压片直径8mm，片剂厚度3mm，制得沉水植物促生缓释片。

对比例2

按质量份数计，碳酸氢钾50份、石英粉15份、聚乳酸8份。

制备过程：在室温下，取8份聚乳酸加入氯仿中充分溶解，得混合溶液；向混合溶液中添加15份石英粉充分搅拌3min，再添加50份碳酸氢钾粉末持续搅拌，搅拌均匀后置于烘箱中以40℃烘干3h至干燥状态，得混合材料；采用旋转式压片机对混合材料进行压片造粒，压力设置为25kN，压片直径8mm，片剂厚度3mm，制得沉水植物促生缓释片。

对比例3

按质量份数计，芸苔素10份，石英粉15份、聚乳酸8份。

制备过程：在室温下，取8份聚乳酸加入氯仿中充分溶解，得混合溶液A；向混合溶液A中添加10份芸苔素粉剂，充分搅拌直至粉剂完全溶解，得混合溶液B；向混合溶液B中添加5份石英粉充分搅拌3min，搅拌均匀后置于烘箱中以40℃烘干3h至干燥状态，得混合材料；采用旋转式压片机对混合材料进行压片造粒，压力设置为25kN，压片直径8mm，片剂厚度3mm，制得沉水植物促生缓释片。

对比例4

对比例4为空白实验组，即在后续的实验中，不加入任何物质。

效果例

2021年5月份在郊区选择一条平缓的河道，沿河有少量生活污水汇入，水体较浑浊，用不透水围隔在近岸水域(水深1m)分隔出10块1m*1m的正方形实验区，选取生长状态相近的常见沉水植物苦草，对其进行统一裁剪，保证各株苦草叶片和根须长度一致，然后在10块实验区内均匀种植，种植密度为25株/m²。

向其中9块实验区按10g/m²的用量投加实施例1-6、对比例1-3所述配比制备的沉水植物促生缓释片，另1块实验区设置为对比例4，不投加缓释片，作为空白对照；15天后观察各组缓释片的外观状态，轻轻拔出各组苦草，对比观察各组苦草的外观生长情况，统计记录。

表1沉水植物促生缓释片原位实验情况统计表

由上表1可以看出，在有少量生活污水污染的河道实验条件下，实施例1-6与对比例1-4相比，苦草的生长状态更加强劲，叶片长，根须多，无死亡植株，显示出沉水植物促生缓释片具有显著的植物促生保活效果。

在制备过程中，需要控制好各组分的用量，其中植物激素和无机碳源具有协同作用，二者缺一不可；其次，缓释材料用量不宜过少或过多，用量过少会导致缓释片溶解过快完全崩裂，达不到缓释效果，用量过多会导致可溶成分被过度包覆，难以溶解释放有效成分；最后，从上表也可看出，石英粉是缓释片的必要成分，若不按比例添加，会导致缓释片因比重降低而逐渐上浮至水面，大幅降低促生作用，且影响水面感官效果。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加简洁明了，本发明用以上具体实施例进行说明，仅仅用于描述本发明，不能理解为对本发明的范围的限制。应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种沉水植物促生缓释片，其特征在于，按质量份数计，包括以下组分：

2.如权利要求1所述的沉水植物促生缓释片，其特征在于，所述植物激素、碳源及包覆缓释剂的质量比为5-10:45-50:4-8。

3.如权利要求1或2所述的沉水植物促生缓释片，其特征在于，所述植物激素为生长素、赤霉素、细胞分裂素、矮壮素、芸苔素中的一种或多种。

4.如权利要求1或2所述的沉水植物促生缓释片，其特征在于，所述无机碳源为碳酸氢钾和/或碳酸氢钠。

5.如权利要求1或2所述的沉水植物促生缓释片，其特征在于，所述包覆缓释剂为硬脂酸、聚乳酸PLA、聚羟基烷酸酯PHA中的一种或多种。

6.如权利要求5所述的沉水植物促生缓释片，其特征在于，所述包覆缓释剂为硬脂酸、聚乳酸PLA及聚羟基烷酸酯PHA的混合物，且所述硬脂酸、聚乳酸PLA及聚羟基烷酸酯PHA的质量比为1:1:1。

7.如权利要求1所述的沉水植物促生缓释片，其特征在于，所述增重剂为100-800目石英粉。

8.一种如权利要求1或2所述的沉水植物促生缓释片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

在室温下，取1～15份包覆缓释剂加入氯仿中充分溶解，得混合溶液A，向混合溶液A中添加3～15份植物激素粉剂，充分搅拌直至粉剂完全溶解，得混合溶液B；

向混合溶液B中添加5～20份石英粉充分搅拌3-5min，再添加40～60份无机碳源粉剂持续搅拌，搅拌均匀后置于烘箱中以40-50℃烘干2-3h至干燥状态，得混合材料，烘干过程中采用氯仿回收装置对挥发的氯仿进行回收；

采用旋转式压片机对混合材料进行压片造粒，压力设置为5-40kN，压片直径4-12mm，片剂厚度1-6mm，制得沉水植物促生缓释片。