CN116285507B - 一种用于石榴防裂果的成膜剂及其制备方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于防石榴裂果的成膜剂及其制备方法和用途，所述成膜剂为水溶液，水溶液中包含壳聚糖醋酸盐、羟乙基纤维素和醋酸钙，壳聚糖醋酸盐的质量占成膜剂质量的百分含量为0.1‑3.0％，羟乙基纤维素质量占成膜剂质量的百分比为0.1‑3.0％,且壳聚糖醋酸盐和羟乙基纤维素的质量之和占成膜剂质量的百分比为0.5‑3.5％，醋酸钙占成膜剂质量的百分比为5‑15％。本发明的成膜剂中壳聚糖醋酸盐、羟乙基纤维素和醋酸钙组合能够有效抑制石榴裂果，提高石榴果的品质，提高石榴果果面的钙离子含量，从而降低石榴裂果率的目的。
Description
技术领域
本发明属于农业工业品领域，具体地涉及一种用于石榴防裂果的成膜剂及其制备方法和用途。
背景技术
石榴含有多种营养成分：含碳水化合物17％、水分79％、糖13％-17％，其中维生素C的含量比苹果高1-2倍，脂肪、蛋白质的含量较少。因其具有抗菌以及预防心血管疾病的作用深受大众的喜爱。但在石榴的成熟末期，石榴发生裂果的现象频发，同时在石榴果实前期的发育期，也会有裂果现象，裂果后的果实容易进入细菌导致腐烂，商品价值降低甚至丧失，给果农造成严重的经济损失。裂果的发生主要是由于果皮的生长与果肉的组织膨大速度不一致，导致膨压增大，最终导致裂果现象的发生。
专利CN107494009A公开了一种降低石榴裂果率的方法，该方法在果实采收前20-25天，在果面喷施一次防裂剂，喷洒结束后，在果实外套上蓝色透明薄膜制成的防晒袋套在果实上后，防晒袋开口朝向地面，此后，每隔5天，再次在果面喷洒一次防裂剂，此方法不仅操作复杂，套袋的方式还会严重影响石榴的口感。
专利CN109041999A公开了一种防止石榴裂果的方法，该方法采用先喷洒由多种成分制得的叶面肥浓缩液后再进行套袋处理，叶面肥浓缩液的成分复杂制备方法繁琐，同时套袋的方式也会严重影响石榴的口感。故研发一种能够高效防止石榴裂果且能够省去套袋步骤、操作简单的成膜剂是本领域亟待解决的技术问题。
专利CN107535266A公开了一种老龄石榴树防裂果管理方法，其采用了壳聚糖、氯化钙、葡萄籽提取物的防裂液，在果实发育中后期每隔3天喷施一次，该方法中因为葡萄籽提取物的质量标准不一致，所以效果不稳定。
本发明的申请人对含有壳聚糖醋酸盐和钙盐的成膜剂进行了很多石榴免套袋的效果研究，发现其能够替换套袋提高石榴果的质量外，对石榴的裂果的控制具有比较好的效果，但是控制裂果的效果依然需要提高，所以为了使得石榴的裂果控制效果更加优异，进一步对成膜剂进行改进，以开发专门用于控制石榴裂果的成膜产品。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于防石榴裂果的成膜剂，所述成膜剂为水溶液，水溶液中包含壳聚糖醋酸盐、羟乙基纤维素和醋酸钙，壳聚糖醋酸盐的质量占成膜剂质量的百分含量为0.1-3.0％，羟乙基纤维素占成膜剂质量的百分比为0.1-3.0％,且壳聚糖醋酸盐和羟乙基纤维素的质量之和占成膜剂质量的百分比为0.5-3.5％，醋酸钙占成膜剂质量的百分比为5-15％。
优选的，本发明提供了一种用于防石榴裂果的成膜剂，所述成膜剂为水溶液，水溶液由壳聚糖醋酸盐、羟乙基纤维素、醋酸钙和水组成，壳聚糖醋酸盐的质量占成膜剂质量的百分含量为0.1-3.0％，羟乙基纤维素占成膜剂质量的百分比为0.1-3.0％,且壳聚糖醋酸盐和羟乙基纤维素的质量之和占成膜剂质量的百分比为0.5-3.5％，醋酸钙占成膜剂质量的百分比为5-15％，余量为水。
优选的，上述成膜剂中，所述壳聚糖醋酸盐的质量占成膜剂质量的百分含量为0.5-3.0wt％，羟乙基纤维素质量占成膜剂质量的百分比为0.5-3.0％,且壳聚糖醋酸盐和羟乙基纤维素的质量之和占成膜剂质量的百分比为1.0-3.5％,尤其优选的，壳聚糖醋酸盐和羟乙基纤维素的质量之和占成膜剂质量的百分比为1.5-3.0％。
优选的，上述成膜剂中，所述成膜剂的pH值为3-6。优选的，成膜剂的pH为4-5。成膜剂的pH值是通过在制备成膜剂时添加过量的醋酸，或者是制备过程中添加醋酸调节pH实现。
优选的，上述成膜剂中，所述壳聚糖醋酸盐由壳聚糖和醋酸制备而得，壳聚糖和醋酸的质量比为8:3左右，也就是壳聚糖和醋酸的质量比为8±0.5：3±0.5，也就是7.5-9.5:2.5-3.5，所述壳聚糖的平均分子量为100-300kDa，壳聚糖脱乙酰度为85％以上，优选的，壳聚糖脱乙酰度为85％-98％。
优选的，上述成膜剂中，壳聚糖醋酸盐和羟乙基纤维素的质量比为1:0.1-10.0，优选的，壳聚糖醋酸盐和羟乙基纤维素的质量比为1±0.3:1±0.3，也就是0.7-1.3：0.7-1.3。
优选的，上述成膜剂中，所述成膜剂的制备方法为：
将壳聚糖和醋酸反应制备壳聚糖醋酸盐，然后添加羟乙基纤维素，然后再添加醋酸钙制备得到成膜剂，其中壳聚糖和醋酸的反应溶剂为水，壳聚糖和醋酸的质量比为8:3左右，也就是8±0.5：3±0.5，也就是7.5-9.5:2.5-3.5。
本发明还提供一种上述成膜剂的制备方法，所述方法包括如下步骤：
将壳聚糖和醋酸反应制备壳聚糖醋酸盐，然后添加羟乙基纤维素，然后再添加醋酸钙制备得到成膜剂，其中壳聚糖和醋酸的反应溶剂为水，壳聚糖和醋酸的质量比为8:3左右，也就是8±0.5：3±0.5，也就是7.5-9.5:2.5-3.5。
优选的，上述方法中，添加完醋酸钙后添加醋酸调节pH值为3-6，优选的，调节pH值为4-5。
优选的，上述制备方法中，所述壳聚糖的原料的平均分子量为100-300kDa，壳聚糖的原料的脱乙酰度为85％以上，优选的，壳聚糖的原料的脱乙酰度为85％-98％。
本发明还提供一种上述成膜剂用于降低石榴裂果率的用途。
优选的，上述用途中，成膜剂用于降低石榴裂果率的过程中，将成膜剂用水稀释到50-300倍进行施用，优选的，稀释到100-200倍进行施用。
优选的，上述用途中，所述成膜剂施用的时期为石榴幼果期，施用次数为3-6次，施用间隔期为13-30天。
本发明还提供了应用上述成膜剂降低石榴裂果率的方法，所述方法中的步骤为：石榴开花后15-30天首次喷施成膜剂，成膜剂的施用倍数为100-200倍，施用次数3-6次，每次施用的间隔期为13-30天。
上述应用成膜剂降低石榴裂果率的方法中，施用成膜剂稀释液的时间为晴天或阴天，如果遇到雨天，最好是在雨后3小时施用成膜剂，如果施用后成膜剂未干燥的情况下下雨，则停雨后及时施用成膜剂，以确保石榴果的果面存在一定量的成膜剂。
本发明还提供了一种成膜剂用于替代免套袋降低石榴裂果率的用途，所述成膜剂包含壳聚糖醋酸盐和可溶性有机钙盐，壳聚糖醋酸盐的质量占成膜剂质量百分比为0.5-3.0％，可溶性有机钙盐占成膜剂质量百分比为5-15％。
虽然仅含有壳聚糖醋酸盐和钙盐的产品是海南正业前期开发的成膜剂产品，但是在应用过程中其也表现出了能够替代套袋实现降低石榴裂果率的效果，所以其用途也是重要的发现，在实现替代套袋(或免套袋)方面具有重要的应用价值。
本发明的有益效果
本发明的成膜剂中壳聚糖醋酸盐、羟乙基纤维素和醋酸钙组合能够有效抑制石榴裂果，壳聚糖醋酸盐能够增加粘性，增加附着力，羟乙基纤维素能够延长成膜剂的存留时间，并且降低水分的损失，增加石榴果对钙离子的吸收，而且羟乙基纤维素在石榴果长大的过程中能够提高石榴果对壳聚糖和钙离子吸收，最终达到提高石榴果的品质，提高石榴果果面的钙离子含量，从而降低石榴裂果率的目的。在防石榴裂果的研究中，采用一种高分子聚合物壳聚糖醋酸盐的成膜剂的防裂果效果不够理想，通过添加羟乙基纤维素后，石榴的裂果率降低，虽然其露籽型裂果的比例相对于较高，但是其也具有提高裂果石榴果的鉴别效率，提高石榴果的整体质量的作用。
含有壳聚糖醋酸盐和醋酸钙的成膜剂作为石榴免套袋开发的产品，其在已知能够实现替代免套袋的情况下，其对裂果率的降低也具有很大的作用，其裂果率降低也非常明显。
具体实施方式
下面实施例中所用的制剂均为海南正业中农高科股份有限公司从市场购买。
壳聚糖：白色粉末，分子量为10-30万，脱乙酰度为92％，含水量9％，不溶解于水。
羟乙基纤维素：白粉粉末，摩尔取代度1.8-2.8，含水量4％，粘度(mPa.s)2％，20℃的水溶液为60000。
一、成膜剂的制备
实施例1：优化成膜剂的制备
成膜剂：向2L的反应容器中添加500g水，然后滴加3g冰醋酸，搅拌均匀后缓慢加入9.5g的壳聚糖白色粉末，添加完毕后不断搅拌直至壳聚糖全部溶解，然后继续搅拌后再添加80g醋酸钙，并同时加添加300g水，搅拌到醋酸钙全部溶解，然后再向反应容器中加入10g羟乙基纤维素白色粉末搅拌至全部溶解，用醋酸调节溶液的pH为4，然后补充水至溶液的质量为1000g，即得优化成膜剂。
在制备过程中，为了提高壳聚糖和醋酸的反应速度，一般情况下是水浴到60℃进行混合和搅拌，这样壳聚糖和醋酸成盐的时间大为缩短。羟乙基纤维素的添加要缓慢添加，而且搅拌速度要快一些，搅拌速度过快产生的气泡在冷却和静置一段时间后就会消失，即使不消失直接使用也不影响效果。
实施例2：对比成膜剂的制备
对比成膜剂：向2L的反应容器中添加500g水，然后滴加6g冰醋酸，搅拌均匀后缓慢加入19g的壳聚糖白色粉末，添加完毕后不断搅拌直至壳聚糖全部溶解，然后继续搅拌后再添加80g醋酸钙，并同时加入300g水，搅拌到醋酸钙全部溶解，用醋酸调节溶液的pH为4，然后补充水至溶液的质量为1000g，即得对比成膜剂。
对比成膜剂制备过程也是最好将反应容器处于水浴环境，水浴至反应溶液的温度在60℃即可。
二、石榴裂果率试验
试验地点：试验田位于四川省会理县石榴种植基地，石榴品种为6年生青皮软籽石榴，株行距为2m×4m左右，山地果园。
处理方式：
处理组：将实施例1的优化成膜剂和对比成膜剂分别稀释100倍，命名为成膜剂处理组1(或简称处理组1)和成膜剂处理组2(或简称处理组2)，在石榴开花后20天开始喷施成膜剂稀释液，间隔15天喷施，共喷施4次。在晴天上午11点之前或下午3点之后喷施，雨后至少需3小时候之后喷施，如果喷施后下雨，则雨停后3小时及时补喷成膜剂，喷施的目标主要是石榴果，达到石榴果果面全面润湿，最好具有成膜剂稀释液液滴滴落。在喷施过程中，不用担心喷施到石榴树的叶面。
套袋组：采用塑料薄膜套袋，套袋时间为开花后20天，直到采摘期摘除套袋，作为套袋组。
对照组：采用质量浓度8％的醋酸钙溶液稀释100倍，其喷施的时间和次数与处理组的喷施时间和次数相同，喷施到果面的程度与处理组相同。
上述每个处理为5棵石榴树，除了上述处理外，石榴的田间管理正常进行。
表1各处理的试验方案
| 处理组序号 | 处理药剂 | 稀释倍数 | 喷施次数 |
| 处理组1 | 对比成膜剂 | 100 | 4 |
| 处理组2 | 优化成膜剂 | 100 | 4 |
| 套袋组 | -- | -- | -- |
| 空白组 | 醋酸钙 | 100 | 4 |
调查石榴裂果情况对于成膜剂处理组1、成膜剂处理组2和空白组分两个时期调查，一个是摘果期前10天，一个是摘果期，对于套袋组仅在摘果期进行调差，套袋组没有摘掉袋子的情况下观察裂果情况不准确，如果摘掉袋子则破坏了试验的完整性，所以套袋组在摘果期前10天的裂果率调查未进行。
在采收前10天调查裂果过程中，需要通过撑杆和梯子，一般情况下用顶部设置柔软胶头的撑杆拨动石榴果以观察石榴果是否裂果，必要的时候需要用梯子增加观察高度以调查石榴果的裂果情况，采摘期的调查是将满足采摘标准的石榴果采摘后进行肉眼分拣，未满足采摘的石榴果直接留树观察裂果情况进行统计。
裂果评价和统计方法：石榴果实出现裂纹为裂果。无论裂纹是宽还是窄，是长还是短，露籽还是未露籽，都统一标记和统计为裂果。每株的裂果数与每株的总石榴果数量进行相除，得到每株石榴树的裂果率，照如下计算公式计算裂果率，裂果率调查结果如下表2。
裂果率(％)＝每株石榴裂果个数/每株石榴果总个数
表2石榴裂果数量和裂果率统计数据
将表2的数据进行统计，计算各处理组的平均裂果率，将每组的5株石榴树的裂果率进行平均求值得到平均裂果率。结果如下表3。
表3石榴平均裂果率统计数据
| 处理组序号 | 采摘期平均裂果率(％) | 采摘前10天平均裂果率(％) |
| 处理组1 | 3.73％ | 3.13％ |
| 处理组2 | 1.15％ | 0.62％ |
| 套袋组 | 5.77％ | - |
| 空白组 | 10.04％ | 8.04％ |
从上表2可以看出，使用本发明的优化成膜剂的石榴果的平均裂果率控制在2％以下，接近1％，对比成膜剂的裂果率在3％以上，虽然总体上看，裂果数量差异不是很大，说明对比成膜剂的效果也还是不错的。但是差异2％以上的裂果率，实际上就是提升农民2％的收益。采用对比成膜剂实际上已经能够实现替代套袋的作用，因为对比成膜剂是海南正业进行试验的替代套袋进行研发的产品，从结果看，优化成膜剂和对比成膜剂都能够实现替代套袋，只是优化成膜剂的效果更加优异。
针对裂果的程度进行统计，石榴裂果严重的会整个石榴过都裂开，内部红色的籽会大部分裸露出来，不严重裂果就是石榴果果皮表面产生裂纹，通过裂纹看不到红色的石榴籽。统计露籽型裂果的情况主要是看除了裂果率有差异外，对于裂果的严重程度的差异。露籽型裂果率的计算方法是露籽的石榴果的数量占纵裂果的石榴果数量的百分比，露籽型裂果率平均值是每组的5株的露籽型裂果率的平均值。具体结果参见如下表4。
表4石榴露籽型裂果的情况
从表4的结果能够看出，采用优化成膜剂的处理组虽然裂果率比较低，但是其露籽型裂果率还是比较高的，一方面原因是裂果数量比较少，另一方面可能的原因是裂果型裂果的影响因素在前期施用优化成膜剂时控制不裂果，没有控制住，一旦裂果就可能直接产生严重的裂果。但是相对于裂果率来说，在裂果率控制在1％左右的情况下，露籽型裂果的绝对数量很少，从销售来说，并不会影响销售收益。从另一方面来说，裂果中露籽型裂果容易筛选出来，这样有利于保证石榴果的整体质量，在实际的生产中，该结果使得销售的石榴果中尽量少地掺杂没有鉴别出来的非露籽型石榴果。
Claims (8)
1.一种用于防石榴裂果的成膜剂，所述成膜剂为水溶液，水溶液中包含壳聚糖醋酸盐、羟乙基纤维素和醋酸钙，壳聚糖醋酸盐的质量占成膜剂质量的百分含量为0.1-3.0％，羟乙基纤维素质量占成膜剂质量的百分比为0.1-3.0％,且壳聚糖醋酸盐和羟乙基纤维素的质量之和占成膜剂质量的百分比为0.5-3.5％，醋酸钙占成膜剂质量的百分比为5-15％。
2.根据权利要求1所述的成膜剂，其特征在于所述壳聚糖醋酸盐的质量占成膜剂质量的百分含量为0.5-3.0wt％，羟乙基纤维素质量占成膜剂质量的百分比为0.5-3.0％,且壳聚糖醋酸盐和羟乙基纤维素的质量之和占成膜剂质量的百分比为1.0-3.5％。
3.根据权利要求2所述的成膜剂，其特征在于所述壳聚糖醋酸盐和羟乙基纤维素的质量之和占成膜剂质量的百分比为1.5-3.0％。
4.根据权利要求1-3任一项所述的成膜剂，其特征在于所述成膜剂的pH值为3-6。
5.根据权利要求1-3任一项所述的成膜剂，其特征在于壳聚糖醋酸盐由壳聚糖、醋酸和水制备而得，壳聚糖和醋酸的质量比为8±0.5：3±0.5。
6.根据权利要求1-3任一项所述的成膜剂，其特征在于壳聚糖醋酸盐和羟乙基纤维素的质量比为1:0.1-10.0。
7.权利要求1所述的成膜剂用于降低石榴裂果率的用途。
8.根据权利要求7所述的用途，其特征在于所述成膜剂用于降低石榴裂果率的过程中，将成膜剂用水稀释到50-300倍进行施用。
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|---|---|---|---|---|
| CN105961109A (zh) * | 2016-05-03 | 2016-09-28 | 河北省农林科学院遗传生理研究所 | 套袋梨树富钙营养液及其制备和使用方法 |
| CN109168864A (zh) * | 2018-08-31 | 2019-01-11 | 合肥桴槎山软籽石榴研发有限公司 | 一种皖北石榴抗裂的防治方法 |
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