CN115812705A

CN115812705A - 一种腐植酸营养型植物防冻剂及其制备方法

Info

Publication number: CN115812705A
Application number: CN202211518521.7A
Authority: CN
Inventors: 牛育华; 王有乾; 宋洁; 黄良仙; 李楠; 陈莉君
Original assignee: Shaanxi University of Science and Technology
Current assignee: Shaanxi University of Science and Technology
Priority date: 2022-11-29
Filing date: 2022-11-29
Publication date: 2023-03-21
Anticipated expiration: 2042-11-29
Also published as: CN115812705B

Abstract

本发明公开了一种腐植酸营养型植物防冻剂及其制备方法，属于农业应用技术领域。采用以丙烯酸酯、聚乙烯醇、腐植酸盐、水杨酸、复合肥、1,2‑丙二醇为主要原料进行交联反应后得到；将丙烯酸酯、聚乙烯醇和甘油混合形成均一体系，加入引发剂，再加入含有乳化剂的腐植酸盐溶液，升温进行交联反应，制得腐植酸营养型植物防冻剂。该腐植酸营养型植物防冻剂配制和使用操作简单，投入成本低，环境友好，防冻性良好还可以解决因为植物冻伤而损失的经济效益问题。

Description

一种腐植酸营养型植物防冻剂及其制备方法

技术领域

本发明属于农业应用技术领域，具体涉及一种腐植酸营养型植物防冻剂及其制备方法。

背景技术

我国是植物受冻害较严重的国家之一，低温寒害是无法避免的自然灾害，每年的初春、秋末和整个冬季，由于气温变化较大，自然界出现“倒春寒”、“霜冻”、“降雪”等现象。许多越冬植物如：龙眼、橄榄、荔枝、香蕉、台湾大青枣、火龙果、蔬菜、花卉以及其它不耐冻的植物等，都会因为气温的急剧下降受到冻害，轻则组织被冻伤，重则全株死亡，损失惨重，给我国造成了巨大的经济损失。

过去采用传统的御寒措施，如燃烧秸杆杂草等产生大量烟雾的烟熏法；以裹无纺布、缠草绳、包草来覆盖农作物的覆盖法；用石灰加石硫合剂对枝干涂白的涂白、喷白法，其机理是通过增加树木反射阳光的能力，使树干温度变化较平稳，减小因昼夜温差过大而受到的伤害，进而减少冻害。这些方法都只限于小规模田园，因而不能大面积应用，也都因不了解植物抗寒的机理而收效甚微。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种腐植酸营养型植物防冻剂及其制备方法，用以解决现有的植物御寒措施存在不能大面积使用、防御效果差等技术问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明公开了一种腐植酸营养型植物防冻剂的制备方法，S1：将腐植酸盐和水混合后，依次加入复合肥、水杨酸和乳化剂后，得到溶液A；

S2：将丙烯酸酯、聚乙烯醇和甘油混合后得到溶液B；将引发剂和1,2-丙二醇混合后，得到溶液C；

S3：将溶液C加入到溶液B中，升温后得到混合溶液，随后将溶液A加入到混合溶液中，进行交联反应后，得到一种腐植酸营养型植物防冻剂。

进一步地，S1中，以质量份数计，所述腐植酸盐、水、复合肥、水杨酸和乳化剂的用量比为(0.4～0.6)：(65～70)：(1～4)：(5～8)：(0.1～0.3)。

进一步地，S1中，将腐植酸盐和水混合后进行搅拌，所述搅拌的时间为1～2h。

进一步地，S1中，所述乳化剂为司班-80、司班-20、吐温-20、吐温-80中的一种或多种；所述复合肥为氮肥，钾肥、磷肥中的一种或多种；所述腐植酸盐为腐植酸钠或腐植酸钾中的一种或两种。

进一步地，S2中，以质量份数计，所述丙烯酸酯、聚乙烯醇、甘油、引发剂和1,2-丙二醇混合的用量比为(7～11)：(5～10)：(1～1.2)：(0.04～0.08)：(1～1.2)。

进一步地，S2中，所述引发剂为过硫酸盐、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈和异丙苯过氧化氢中的一种或多种。

进一步地，S3中，所述溶液A和混合溶液的体积比为1：2。

进一步地，S3中，所述交联反应的温度为35～45℃，时间为3～4h。

进一步地，所述将溶液C加入到溶液B中，升温至25～35℃。

本发明还公开了采用上述制备方法制备得到的腐植酸营养型植物防冻剂。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明公开了一种腐植酸营养型植物防冻剂的制备方法，采用以丙烯酸酯、聚乙烯醇、腐植酸盐、水杨酸、复合肥、1,2-丙二醇为主要原料进行交联反应后得到；原料中的丙烯酸酯是一种非常重要的化工原料，同时也具有良好的生物相容性、保湿性、粘结性能、机械性能和化学稳定性能；聚乙烯醇它是一种极安全的高分子有机物，对人体无毒，无副作用，具有良好的生物相容性，聚乙烯醇作为一种唯一可被细菌作为碳源和能源利用的乙烯基聚合物，在细菌和酶的作用下，46天可降解75％，属于一种生物可降解高分子材料,可由非石油路线大规模生产，价格低廉，成膜性好，是名符其实的绿色高新环保材料；腐植酸盐作为一种高生物活性的天然高分子材料，具备很好的生物刺激素作用以及抗菌功效，提高植物对营养物质的利用率。水杨酸作为一种能够调控细胞膜渗透、增加蛋白质、细胞膜的结构稳定性、提高抗氧化物酶活性、清除植株体内多余的氧自由基、减少过氧化过程对植物造成伤害的物质。能有效缓解低温对农作物伤害，同时也能有效增加可溶性糖含量，从而产生充足的能量以维持能量消耗；另外，水杨酸作为一种调节物质能诱导SOD和POD活性的提高，保证了对自由基的清除能力，提高了其抗寒能力。在本专利的防冻剂使用过程中，防冻剂中增加复合肥料，肥料可以进入土壤，能为农作物生长提供氮、磷肥料，为农作物提供养分；1,2-丙二醇作为一种新型果树抗冻材料，其防冻效果显著、使用成本低、操作简单，易用于生产中；采用本方法制备得到的腐植酸营养型植物防冻剂，各个试剂之间按照合适的配比相互之间共同作用，通过室内低温胁迫试验研究和大田防冻试验研究都证明其具有明显的防冻效果，它具有很大的市场潜力和广阔的推广应用前景；本发明公开的制备方法，操作简单，原料简单易得，成本低，具有广泛的应用前景。

本发明还公开了采用上述制备方法制备得到的腐植酸营养型植物防冻剂，在使用时，只需要按比例兑水喷施即可，也可和农药混合喷施，在得知降温前，只需喷洒于防冻的植物之叶面、果面、花、芽等部位，即可发挥防冻作用，使用简单、方便；同时，在植物表面喷洒腐植酸营养型植物防冻剂后，当气温下降至0℃以下时，保护剂则固化成膜，此时植物就象穿了一件密不透风的保暖衣，有效抑制植物自身热的散失和新陈代谢产生的热的散失，从而发挥防冻作用；本发明的腐植酸营养型植物防冻剂有很强的附着力，耐雨水冲刷。当气温上升到O℃以上时，原来固化的覆盖膜融化，被保护的叶子、幼果等便可恢复常态，继续生长；本发明公开的腐植酸营养型植物防冻剂，在使用过程中，其结构发生变化，将其中的营养成分释放至土壤中，为农作物提供营养，为土壤微生物创造良好环境，从而提高土壤肥力，有望在源头上解决频繁使用化肥、人力资源浪费等问题，达到节本增效、提升效率的目的，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明腐植酸营养型植物防冻剂的制备流程图。

具体实施方式

为使本领域技术人员可了解本发明的特点及效果，以下谨就说明书及权利要求书中提及的术语及用语进行一般性的说明及定义。除非另有指明，否则文中使用的所有技术及科学上的字词，均为本领域技术人员对于本发明所了解的通常意义，当有冲突情形时，应以本说明书的定义为准。

本文描述和公开的理论或机制，无论是对或错，均不应以任何方式限制本发明的范围，即本发明内容可以在不为任何特定的理论或机制所限制的情况下实施。

本文中，所有以数值范围或百分比范围形式界定的特征如数值、数量、含量与浓度仅是为了简洁及方便。据此，数值范围或百分比范围的描述应视为已涵盖且具体公开所有可能的次级范围及范围内的个别数值(包括整数与分数)。

本文中，若无特别说明，“包含”、“包括”、“含有”、“具有”或类似用语涵盖了“由……组成”和“主要由……组成”的意思，例如“A包含a”涵盖了“A包含a和其他”和“A仅包含a”的意思。

本文中，为使描述简洁，未对各个实施方案或实施例中的各个技术特征的所有可能的组合都进行描述。因此，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，各个实施方案或实施例中的各个技术特征可以进行任意的组合，所有可能的组合都应当认为是本说明书记载的范围。

本发明提供了一种腐植酸营养型植物防冻剂的制备方法，如图1所示，主要包括以下步骤：

首先将腐植酸盐溶于水中，依次向其中加入复合肥、水杨酸和乳化剂后充分搅拌，制得溶液A；将丙烯酸酯、聚乙烯醇和甘油置于三口烧瓶中搅拌，在常温下，搅拌制得溶液B；将引发剂溶于1,2-丙二醇中，制得溶液C；将溶液C加入溶液B中，升温、搅拌形成混合混液；最终将溶液A加入制得的混合溶液中，升温并反应一段时间，得到腐植酸营养型植物防冻剂。

优选的，所述溶液A的制备方法为：所述将将腐植酸盐溶于水中，搅拌一段时间后，依次向其中加入复合肥、水杨酸和乳化剂再次充分搅拌，制得溶液A。具体是：将0.4～0.6份腐植酸盐溶于65～70份水中，搅拌1～2小时后，依次按质量比为(1～4)：(5～8)：(0.1～0.3)向其中加入复合肥、水杨酸和乳化剂后充分搅拌，制得溶液A。

优选的，所述溶液B的制备方法为：将丙烯酸酯和聚乙烯醇置于三口烧杯中搅拌，在常温下，搅拌制得溶液B。具体是：将7～11份丙烯酸酯、5～10份聚乙烯醇和1～1.2份甘油置于三口烧杯中，在常温下，搅拌1h制得溶液B。

优选的，所述混合溶液的制备方法为：将引发剂溶于1,2-丙二醇中，制得溶液C；将溶液C加入溶液B中，升温，充分搅拌形成混合混液；最终将溶液A加入制得的混合溶液中，升温并反应一段时间，制得一种植物防冻液。具体是：将0.04～0.08份引发剂溶于1～1.2份1,2-丙二醇中，制得溶液C；将溶液C加入溶液B中，升温至35℃充分搅拌形成混合混液；最终将溶液A加入制得的混合溶液中，升温至45℃，反应进行3～4h，制得一种植物防冻液。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

下列实施例中使用本领域常规的仪器设备。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。下列实施例中使用各种原料，除非另作说明，都使用常规市售产品，其规格为本领域常规规格。在本发明的说明书以及下述实施例中，如没有特别说明，“％”都表示重量百分比，“份”都表示重量份，比例都表示重量比。

实施例1

一种腐植酸营养型植物防冻剂的制备方法，包括以下步骤：

S1：以质量份数计，将0.3份腐植酸钠溶于65份水中，搅拌1h后，依次向其中加入1份氮肥、5份水杨酸和0.1份司班-80后充分搅拌，得到溶液A；

S2：将7份丙烯酸酯、5份聚乙烯醇和1份甘油置于三口烧杯中搅拌，在常温下，搅拌1h得到溶液B；将0.04份偶氮二异丁腈溶于1份1,2-丙二醇中，得到溶液C；

S3：将得到的溶液C加入到上述制备得到的溶液B中，升温至35℃充分搅拌形成混合溶液；随后将溶液A加入到混合溶液中，其中溶液A和混合溶液的体积比为1:2，升温至45℃，进行交联反应4h，制得一种腐植酸营养型植物防冻剂。

实施例2

一种腐植酸营养型植物防冻剂的制备方法，包括以下步骤：

S1：以质量份数计，将0.5份腐植酸钾溶于70份水中，搅拌2h后，依次向其中加入4份钾肥、8份水杨酸和0.3份司班-80后充分搅拌，得到溶液A；

S2：将11份丙烯酸酯、10份聚乙烯醇和1.2份甘油置于三口烧杯中搅拌，在常温下，搅拌1h得到溶液B；将0.08份过硫酸钾溶于1.2份1,2-丙二醇中，得到溶液C；

S3：将得到的溶液C加入到上述制备得到的溶液B中，升温至25℃充分搅拌形成混合溶液；随后将溶液A加入到混合溶液中，其中溶液A和混合溶液的体积比为1:2，升温至45℃，进行交联反应3h，制得一种腐植酸营养型植物防冻剂。

实施例3

一种腐植酸营养型植物防冻剂的制备方法，包括以下步骤：

S1：以质量份数计，将0.4份腐植酸钠溶于66份水中，搅拌1.5h后，依次向其中加入2份钾肥、6份水杨酸和0.2份司班-80后充分搅拌，得到溶液A；

S2：将8份丙烯酸酯、6份聚乙烯醇和1.1份甘油置于三口烧杯中搅拌，在常温下，搅拌1h得到溶液B；将0.05份偶氮二异庚腈溶于1.1份1,2-丙二醇中，得到溶液C；

S3：将得到的溶液C加入到上述制备得到的溶液B中，升温至35℃充分搅拌形成混合溶液；随后将溶液A加入到混合溶液中，其中溶液A和混合溶液的体积比为1:2，升温至45℃，进行交联反应3.5h，制得一种腐植酸营养型植物防冻剂。

实施例4

一种腐植酸营养型植物防冻剂的制备方法，包括以下步骤：

S1：以质量份数计，将0.5份腐植酸钾溶于67份水中，搅拌2h后，依次向其中加入3份磷肥、7份水杨酸和0.3份吐温-20后充分搅拌，得到溶液A；

S2：将9份丙烯酸酯、7份聚乙烯醇和1份甘油置于三口烧杯中搅拌，在常温下，搅拌1h得到溶液B；将0.06份偶氮二异庚腈溶于1.1份1,2-丙二醇中，得到溶液C；

S3：将得到的溶液C加入到上述制备得到的溶液B中，升温至30℃充分搅拌形成混合溶液；随后将溶液A加入到混合溶液中，其中溶液A和混合溶液的体积比为1:2，升温至45℃，进行交联反应3.5h，制得一种腐植酸营养型植物防冻剂。

实施例5

一种腐植酸营养型植物防冻剂的制备方法，包括以下步骤：

S1：以质量份数计，将0.5份腐植酸钾溶于68份水中，搅拌2h后，依次向其中加入4份氮肥和钾肥、8份水杨酸和0.3份司班-20后充分搅拌，得到溶液A；

S2：将10份丙烯酸酯、8份聚乙烯醇和1.2份甘油置于三口烧杯中搅拌，在常温下，搅拌1h得到溶液B；将0.08份异丙苯过氧化氢溶于1.3份1,2-丙二醇中，得到溶液C；

S3：将得到的溶液C加入到上述制备得到的溶液B中，升温至30℃充分搅拌形成混合溶液；随后将溶液A加入到混合溶液中，其中溶液A和混合溶液的体积比为1:2，升温至45℃，进行交联反应4h，制得一种腐植酸营养型植物防冻剂。

实施例6

一种腐植酸营养型植物防冻剂的制备方法，包括以下步骤：

S1：以质量份数计，将0.3份腐植酸钾溶于69份水中，搅拌2h后，依次向其中加入4份钾肥、8份水杨酸和0.3份吐温-80后充分搅拌，得到溶液A；

S2：将9份丙烯酸酯、8份聚乙烯醇和1.2份甘油置于三口烧杯中搅拌，在常温下，搅拌1h得到溶液B；将0.08份偶氮二异丁腈溶于1份1,2-丙二醇中，得到溶液C；

为了对上述实施例制得的腐植酸营养型植物防冻剂进行效果评价，结果如下：

1)不同实施例中腐植酸营养型植物防冻剂处理结果

本发明中腐植酸营养型植物防冻剂的测试方法为：将枣枝条剪成10cm左右的小段，分成7组，每组3根。用自来水和去离子水冲洗干净后用滤纸吸干水分，分别用清水和上述各种实施例的防冻液喷涂，在通风阴凉处于室温下自然晾干待低温处理。温度处理为-16、-21、-26℃处理12h，每个处理3根，共计21个处理(表1)。将处理后的枝条剪成2mm左右的小段，每个处理称取1.5g，加入10mL去离子水，用真空泵抽气15min；振荡1次，加塞后置25℃下放置3h，取出再振荡1次；静置后用DDS-307A型电导仪测定电导率；后置沸水浴中15min，冷却后测煮沸电导率。电解质渗出率计算如式如下。

表1不同实施例中腐植酸营养型植物防冻剂处理结果

电解质渗出率是反映细胞质膜受伤害程度的重要指标。电解质渗出率(电导率)的大小及变化幅度可以反映细胞膜受低温胁迫的程度，从而判断植物抗寒性强弱。当植物处于低温环境时，会导致细胞膜透性增大，引起膜脂过氧化作用。植物组织电解质渗出率随之增大，同时产生大量自由基、活性氧。从表一可以看出，涂抹本发明防冻剂的植物与没有涂抹本发明防冻剂的植物相比较电解质渗出率明显减少，抗冻效果相对明显有所提升。

2)超氧化物歧化酶(SOD)活性测定

表2不同实施例中腐植酸营养型植物防冻剂处理结果

超氧化物歧化酶(SOD)是植物体内清除氧自由基的重要抗氧化酶类，低温胁迫下植物体内的酶活性与植物的抗寒性成正相关。本发明中的实施例植物植株中超氧化物歧化酶的活性含量相比于空白组的含量多9～14U·g^-1·min^-1，并且随着温度降低超氧化物歧化酶的活性在降低。

从以上表征可以看出来，本发明的腐植酸营养型植物防冻剂对于植物防冻是具有比较良好的功效，其可用于各种植物，对环境无危害，并且成本低，可以广泛使用。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims

1.一种腐植酸营养型植物防冻剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将腐植酸盐和水混合后，依次加入复合肥、水杨酸和乳化剂后，得到溶液A；

2.根据权利要求1所述的一种腐植酸营养型植物防冻剂的制备方法，其特征在于，S1中，以质量份数计，所述腐植酸盐、水、复合肥、水杨酸和乳化剂的用量比为(0.4～0.6)：(65～70)：(1～4)：(5～8)：(0.1～0.3)。

3.根据权利要求1所述的一种腐植酸营养型植物防冻剂的制备方法，其特征在于，S1中，将腐植酸盐和水混合后进行搅拌，所述搅拌的时间为1～2h。

4.根据权利要求1所述的一种腐植酸营养型植物防冻剂的制备方法，其特征在于，S1中，所述乳化剂为司班-80、司班-20、吐温-20、吐温-80中的一种或多种；所述复合肥为氮肥，钾肥、磷肥中的一种或多种；所述腐植酸盐为腐植酸钠或腐植酸钾中的一种或两种。

5.根据权利要求1所述的一种腐植酸营养型植物防冻剂的制备方法，其特征在于，S2中，以质量份数计，所述丙烯酸酯、聚乙烯醇、甘油、引发剂和1,2-丙二醇混合的用量比为(7～11)：(5～10)：(1～1.2)：(0.04～0.08)：(1～1.2)。

6.根据权利要求1所述的一种腐植酸营养型植物防冻剂的制备方法，其特征在于，S2中，所述引发剂为过硫酸盐、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈和异丙苯过氧化氢中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的一种腐植酸营养型植物防冻剂的制备方法，其特征在于，S3中，所述溶液A和混合溶液的体积比为1：2。

8.根据权利要求1所述的一种腐植酸营养型植物防冻剂的制备方法，其特征在于，S3中，所述交联反应的温度为35～45℃，时间为3～4h。

9.根据权利要求1所述的一种腐植酸营养型植物防冻剂的制备方法，其特征在于，S3中，所述将溶液C加入到溶液B中，升温至25～35℃。

10.一种腐植酸营养型植物防冻剂，其特征在于，采用权利要求1～9中任意一项所述的一种腐植酸营养型植物防冻剂的制备方法制备得到。