專利名稱：一種植物蒸騰抑制材料的制備及使用方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種本發(fā)明涉及植物蒸騰抑制材料的制備方法，尤其涉及黃腐酸與成
膜材料和/或反光材料的復配制備方法。
背景技術：
干旱缺水是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)一直面臨的重大問題，提高農(nóng)田作物水分利用效率是現(xiàn) 代農(nóng)業(yè)節(jié)水的重要方面。蒸騰抑制劑是應用于植物葉面 一 大氣系統(tǒng)的主要化學節(jié)水制劑， 其關鍵是調(diào)控與優(yōu)化植物葉面氣孔，降低蒸騰，提高植物水分利用效率和產(chǎn)量。
抗蒸騰劑按其性質和作用方式分為代謝型氣孔抑制劑、薄膜型阻斷和反射型降溫 等的抗蒸騰劑及其復配組合。代謝型氣孔抑制劑能控制氣孔開張度而減少水分蒸騰損失， 是目前研究和應用較多的抗蒸騰劑。 20世紀60年代初，開始研究化學藥劑降低蒸騰的作用試驗，自Zelitch等介紹用" 煙草葉小圓片法"檢驗氣孔開張度的方法及PMA(苯汞乙酸)抗蒸騰效果，10—4摩爾PMA可 使煙草葉蒸騰降低50%左右，其藥效可維持二周，且僅影響被噴區(qū)域中的氣孔而不會被輸 送到其它細胞。其后國際上出現(xiàn)了一個研究抗蒸騰劑的熱潮。20世紀60年代末，氣孔開閉 內(nèi)源激素的研究出現(xiàn)新突破。脫落酸(ABA)是植物葉片氣孔運動所必不可缺的內(nèi)源激素， 無毒害污染，其有效濃度及反應的靈敏度超過了以往研究過的藥物。但是ABA結構較復雜， 故合成很困難，且價格昂貴，沒有生產(chǎn)應用價值。 代謝型植物蒸騰抑制制劑研究的材料較多，如2， 4- 二硝基酚(DNP)、整形素、甲草 胺等，在玉米植株上噴施后，株體水分狀況得以改善，水分利用效率明顯提高，產(chǎn)量也有所 增加。據(jù)報道，CaCly粉銹寧等也具有較好的效果，在降低蒸騰作用的同時，對光合作用的 影響不太顯著，其藥效可維持兩周左右。還有K+螯合劑，能與K+螯合的離子載體能影響保 衛(wèi)細胞的膨壓變化，在氣孔運動中起著十分重要的作用。進行葉面噴施后，降低蒸騰的效果 相當明顯。如地衣酸、藻酸、水楊嗪酸、環(huán)己基18-冠-6等，有的在極低的濃度下(10—15M)能 使大麥葉片蒸騰下降50%。 薄膜型抗蒸騰劑是應用單分子膜覆蓋葉面，阻止水分子向大氣中擴散。Devenport 等(1972)在收獲前l(fā)-2周對橄欖樹噴以薄膜型抗蒸騰劑CS6432和mobileaf ，使果實體積 增加了 5-15%，取得了良好的效果。用丁二烯酸對歐洲白樺、小葉椴、挪威槭以及鉆天楊等 樹苗進行處理，葉片上形成的薄臘使蒸騰在8-12天內(nèi)下降30-70% 。該技術可使春季造林 的季節(jié)延長兩個星期。 反射型抗蒸騰劑是利用反光物質反射部分光能，達到降低葉面溫度減少蒸騰損失 的目的。目前研究使用較多的是成本低廉的高嶺土。 Abou-Khaled等(1970)研究表明，在 播種45天噴施濃度為6%的高嶺土，能使葉溫下降1 2. 5t:，蒸騰明顯降低。在不同的降 水年份，產(chǎn)量增加16. 5 27. 7%。 目前，在生產(chǎn)中主要推廣的是黃腐酸。黃腐酸被認為是一種兼?zhèn)淇拐趄v作用和促 進生長作用的物質。黃腐酸是從草炭等腐植質類物質中提取的一種有機復合物，資源豐富，
4制備方便，成本低廉且沒有毒性，但其成分很復雜，作為植物蒸騰抑制材料復配成膜或反光材料的制造過程中，常產(chǎn)生絮凝、析出，因而難以發(fā)揮其對作物生理和生長的調(diào)控作用功效。 魔芋粉、甲殼素、田菁和海藻酸鈉等生物質基質均是天然有機高分子多糖類化合物，無毒，具有很強的生物可容性和良好的成膜性。在植物用作生長調(diào)節(jié)、增強作物抗病性和根的生長活性，改善果實品質等方面日益受到重視。 有鑒于此，為避免黃腐酸的活性喪失，需要對植物蒸騰抑制制劑的成膜材料和反光材料的篩選開發(fā)，兼顧黃腐酸的性能穩(wěn)定、抗絮凝、水溶性介質稀釋和二次穩(wěn)定等的制造技術提出改進。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種植物蒸騰抑制材料的制備方法，使得黃腐
酸制劑能夠綜合調(diào)節(jié)代謝、膜阻斷以及反射降溫等三個方面來有效地抑制植物水分的蒸騰消耗。 為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種植物蒸騰抑制材料的制備方法，包括步驟 (1)制備植物蒸騰抑制制劑的生理代謝組分黃腐酸粉； (2)將所述黃腐酸粉與生物質基質成膜材料均勻混合，制得具有生理代謝及成膜阻斷功能的植物蒸騰抑制材料。 優(yōu)選地，步驟(2)將黃腐酸粉與生物質基質成膜材料混合勻質后，再加反光材料
混合勻質，制得具有生理代謝、成膜阻斷以及反射降溫功能的植物蒸騰抑制材料。 優(yōu)選地，生物質基質成膜材料的制備包括將魔芋粉于70 95t:溫度條件下分散
糊化，制成漿粘體，在漿粘體按100 : 0. 1 60比例添加40 60% KOH溶液并勻質，使魔
芋基質生成更多的活性羥基。 優(yōu)選地，生物質基質成膜材料的制備包括將甲殼素浸入3 7%濃度的鹽酸溶液中，除去鈣質鹽洗凈后，用40 60%的NaOH溶液浸漬煮沸后，進行脫乙?；幚恚儆盟磧粢约坝靡宜崛芙?，制得殼聚糖溶液或殼聚糖衍生物溶液。 優(yōu)選地，生物質基質成膜材料的制備包括將100份的田菁粉于室溫條件下通氮氣攪拌，再噴灑15 22份40 60X的K0H溶液，均勻混合后，噴灑12 18份60 80%的一氯乙酸溶液，于35 4(TC進行反應，分別于50 9(TC溫度條件下通氮氣攪拌反應，制得羧甲基田菁鉀；然后取羧甲基田菁鉀溶解于水中，制成粘稠溶液。 優(yōu)選地，生物質基質成膜材料的制備包括將10倍于海藻干物質重的2 10%濃度碳酸鈉溶液浸泡所述海藻，在40 8(TC溫度條件下攪拌，消化提取海藻酸；攪拌加入5 15% HC1調(diào)節(jié)溶液呈酸性，通過酸凝聚形成海藻酸膠塊，再過濾及用水洗凈；過濾后的海藻酸凝膠用碳酸鉀溶液調(diào)節(jié)呈中性，充分攪拌均勻，制得海藻酸鉀成膜材料溶液。
優(yōu)選地，生物質基質成膜材料的制備包括在室溫條件下將100份淀粉噴灑2 5份磷酸二氫鉀和8 15份尿素溶解于15 20份水的溶液，充分混合勻質后，加熱到100 15(TC進行反應，風干制得淀粉磷酸酯；然后將淀粉磷酸酯溶解分散于水中，制得淀粉磷酸酯成膜材料。
優(yōu)選地，所述制備方法還包括將30% 50%的甲醛溶液添加到生物制基質成膜材料中，充分勻質混合，于50 95t:溫度條件下羥基和醛進行縮聚合反應生成醛縮聚合物。 優(yōu)選地，所述制備方法還包括在醛縮聚合物中尿素，于50 95t:溫度條件下催化尿素和醛的縮聚反應，以降低醛縮聚合物中的甲醛殘留含量。 優(yōu)選地，反光材料的制備包括將金黃云母、金紅云母以及蛭石中的一種或多種具有反光特性的材料，去雜及粉碎后，制得植物蒸騰抑制劑的反光材料成分。
優(yōu)選地，將所述黃腐酸折純，過60 100目篩。 為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種按上述方法制備的植物蒸騰抑制材料的使用方法，包括在農(nóng)田噴施前，于噴霧液箱中實施勻質攪拌，以保證所述反光材料的噴灑均勻。 為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種植物蒸騰抑制材料的制備方法，包括 (1)制備生理代謝組分黃腐酸粉；
(2)制備液態(tài)的生物質基質成膜材料； (3)分別將黃腐酸粉及生物質基質成膜材料進行固、液包裝。 優(yōu)選地，生物質基質成膜材料包括用魔芋、甲殼素、田菁粉、海藻以及淀粉中的一種或多種制得的成膜材料。 優(yōu)選地，步驟(2)還包括制備反光材料，以及步驟(3)還包括將反光材料與黃腐酸粉和生物質基質成膜材料一起進行固、液包裝。 優(yōu)選地，反光材料包括用金黃云母、金紅云母以及蛭石中的一種或多種具有反光特性的材料制得。 為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種按上述方法制備的植物蒸騰抑制材料的使用方法，包括在農(nóng)田噴施前將固體、液體分裝的所述黃腐酸粉與所述生物質基質成膜材料和反光材料溶解混合，于噴霧液箱中實施勻質攪拌，以保證所述反光材料的噴灑均勻。
本發(fā)明解決了黃腐酸與成膜、反射等材料復配過程中的絮凝問題，優(yōu)化改善后的成膜、反光材料，保障了黃腐酸具有性能穩(wěn)定、抗絮凝、水溶性介質稀釋和二次穩(wěn)定的復配制造技術，所得植物蒸騰抑制制劑能夠綜合調(diào)節(jié)代謝、膜阻斷以及反射降溫等三個方面來抑制植物水分的蒸騰消耗，從而起到提高作物水分利用效率的作用。
具體實施例方式本發(fā)明提供的一種植物蒸騰抑制材料的制備方法，包括步驟
(1)制備植物蒸騰抑制制劑的生理代謝組分黃腐酸粉； (2)將所述黃腐酸粉與生物質基質成膜材料均勻混合，制得具有生理代謝及成膜阻斷功能的植物蒸騰抑制材料。 有關本發(fā)明的植物蒸騰抑制材料的制備方法較佳實施例說明如下。
實施例1 將魔芋粉20 30g加到3500ml水中，加熱70 95。C溫度條件下勻質制備粘稠溶液，緩慢加入溶于5ml水中的1. 0gNa0H溶液2 10ml，促使魔芋生物質基質的粘稠溶液生成更多的羥基活性鍵，加40%甲醛溶液200ml混合均勻后進行縮聚合反應1小時，產(chǎn)生魔芋_甲醛縮聚合生成物。然后再用140ml的40%甲醛溶液與尿素90g混合并添加到魔芋_甲醛縮聚合生成物中，充分混合勻質后，在60 9(TC溫度條件下再進行縮聚合反應3. 0小時，制得魔芋成膜材料4700g。 將甲殼素浸入4%濃度的鹽酸溶液中16小時，除去鈣質鹽，洗凈，用40 60%的NaOH溶液浸漬煮沸16分鐘，進行脫乙?；幚?，水洗凈。將5g所得殼聚糖溶解于0. 1 %的乙酸溶解lOOml，制得殼聚糖成膜材料。 制造植物蒸騰抑制制劑的生理代謝組分黃腐酸粉50g (折純，過60 100目篩)，與5g的蛭石(60 100目)反光材料混合勻質，溶解分散于魔芋膜材料(900ml)和殼聚糖成膜材料(5g殼聚糖的0. 1%乙酸100ml溶解)溶液中、制得植物蒸騰抑制劑材料?；蛘?，固(黃腐酸和蛭石)液(魔芋成膜材料和殼聚糖成膜材料)分裝，使用前溶解混合。
在農(nóng)田噴施過程中，噴霧液箱中實施勻質攪拌，保證制劑反光材料的噴灑均勻。該植物蒸騰抑制劑復配黃腐酸和反光材料，由魔芋和殼聚糖組成分構成的成膜材料不會引發(fā)黃腐酸的絮凝和活性喪失，其生物質多糖活性物和氮素養(yǎng)分為作物生長和水分調(diào)控發(fā)揮功效。 實施例2 將100份田菁粉，于室溫、通氮氣條件下攪拌，微霧噴灑20份50%的K0H溶液，均勻混合5分鐘后，微霧噴灑15份76%—氯乙酸溶液，于35 4(TC反應4小時，之后分別于6(TC和8(TC溫度、通氮氣攪拌條件下反應2.0小時，制得羧甲基田菁鉀。取50g羧甲基田菁鉀溶解于800ml水中，制成粘稠溶液。 海帶用10倍于海帶干物質重的2%濃度碳酸鈉溶液浸泡，于6(TC溫度條件攪拌，充分消化提取海藻酸。在海藻酸中加入10% HC1調(diào)節(jié)其pH值至2，分離獲取凝聚物，過濾、水洗凈后，得到海藻酸凝膠。取折純干物質重量為5g的海藻酸凝膠200ml，加入pH值調(diào)節(jié)至7的碳酸鉀溶液，充分攪拌均勻，制得海藻酸鉀成膜材料溶液。 制造植物蒸騰抑制制劑的生理代謝組分黃腐酸粉60g(折純，過60 100目篩)，與20g的蛭石(60 100目)反光材料混合勻質，溶解分散于羧甲基田菁鉀成膜材料(800ml)和海藻酸鉀成膜材料200ml的混合溶液中，制得植物蒸騰抑制劑材料。或固(黃腐酸粉與蛭石)液(羧甲基田菁鉀成膜材料和海藻酸鉀成膜材料)分裝，使用前溶解混合。
在農(nóng)田噴施過程中，噴霧液箱中實施勻質攪拌，保證制劑反光材料的噴灑均勻。該植物蒸騰抑制劑復配黃腐酸和反光材料，由羧甲基田菁鉀和海藻酸鉀組分構成的成膜材料不會引發(fā)黃腐酸的絮凝和活性喪失，其生物質多糖活性物，以及其中含有的鉀和磷營養(yǎng)為作物生長和水分調(diào)控提供養(yǎng)分條件。
實施例3 將10g羧甲基田菁鉀溶解于500ml水中，制成羧甲基田菁鉀成膜材料。取折純干物質重量為8g的海藻酸凝膠溶液100ml，加入pH值調(diào)節(jié)至7的碳酸鉀溶液，充分攪拌均勻，制得海藻酸鉀成膜材料。 在室溫條件下，攪拌100份干淀粉，微霧噴灑3份磷酸二氫鉀和12份尿素溶解于20份水的溶液，充分混合勻質30分鐘，之后加熱到ll(TC溫度下反應1. 0小時，制得淀粉磷酸酯。將30g淀粉磷酸酯溶解分散于400ml水中，制得淀粉磷酸酯成膜材料。
制造植物蒸騰抑制制劑的生理代謝組分黃腐酸粉40g (折純，過60 100目篩)，與50g的金黃-金紅云母(1 : 1混合，60 100目)混合勻質，溶解分散于羧甲基田菁鉀成膜材料500ml、海藻酸鉀成膜材料100ml和淀粉磷酸酯成膜材料的混合溶液中，制得植物蒸騰抑制劑材料?；蛘吖?黃腐酸與金黃-金紅云母)液(羧甲基田菁鉀與淀粉磷酸酯成膜材料)分裝，使用前溶解混合。 在農(nóng)田噴施過程中，噴霧液箱中實施勻質攪拌，保證制劑反光材料的噴灑均勻。該植物蒸騰抑制劑復配黃腐酸和反光材料，由羧甲基田菁鉀、海藻酸鉀和淀粉磷酸酯組分構成的成膜材料不會引發(fā)黃腐酸的絮凝和活性喪失，其生物質多糖活性物，以及其中含有的鉀和磷營養(yǎng)為作物生長和水分調(diào)控提供養(yǎng)分條件。
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權利要求
一種植物蒸騰抑制材料的制備方法，包括步驟(1)制備植物蒸騰抑制制劑的生理代謝組分黃腐酸粉；(2)將所述黃腐酸粉與生物質基質成膜材料均勻混合，制得具有生理代謝及成膜阻斷功能的植物蒸騰抑制材料。
2. 按照權利要求l所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)將所述黃腐酸粉與所述生物 質基質成膜材料混合勻質后，再加反光材料混合勻質，制得具有生理代謝、成膜阻斷以及反 射降溫功能的植物蒸騰抑制材料。
3. 按照權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述生物質基質成膜材料的制備包括將魔芋粉于70 95t:溫度條件下分散糊化，制成漿粘體，在所述漿粘體按i00 : o. l 60比例添加40 60% KOH溶液并勻質，使魔芋基質生成更多的活性羥基。
4. 按照權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述生物質基質成膜材料的制備包 括將甲殼素浸入3 7%濃度的鹽酸溶液中，除去鈣質鹽洗凈后，用40 60%的NaOH溶 液浸漬煮沸后，進行脫乙?；幚?，再用水洗凈以及用乙酸溶解，制得殼聚糖溶液或殼聚 糖衍生物溶液。
5. 按照權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述生物質基質成膜材料的制備包 括將100份的田菁粉于室溫條件下通氮氣攪拌，再噴灑15 22份40 60%的KOH溶 液，均勻混合后，噴灑12 18份60 80%的一氯乙酸溶液，于35 4(TC進行反應，分別 于50 9(TC溫度條件下通氮氣攪拌反應，制得羧甲基田菁鉀；然后取所述羧甲基田菁鉀溶 解于水中，制成粘稠溶液。
6. 按照權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述生物質基質成膜材料的制備包 括將10倍于海藻干物質重的2 10%濃度碳酸鈉溶液浸泡所述海藻，在40 8(TC溫度 條件下攪拌，消化提取海藻酸；攪拌加入5 15% HC1調(diào)節(jié)溶液呈酸性，通過酸凝聚形成海 藻酸膠塊，再過濾及用水洗凈；過濾后的所述海藻酸凝膠用碳酸鉀溶液調(diào)節(jié)呈中性，充分攪 拌均勻，制得海藻酸鉀成膜材料溶液。
7. 按照權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述生物質基質成膜材料的制備包 括在室溫條件下將100份淀粉噴灑2 5份磷酸二氫鉀和8 15份尿素溶解于15 20 份水的溶液，充分混合勻質后，加熱到100 15(TC進行反應，風干制得淀粉磷酸酯；然后將 所述淀粉磷酸酯溶解分散于水中，制得淀粉磷酸酯成膜材料。
8. 按照權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述制備方法還包括將30% 50%的甲醛溶液添加到所述生物制基質成膜材料中，充分勻質混合，于50 95t:溫度條件 下羥基和醛進行縮聚合反應生成醛縮聚合物。
9. 按照權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述制備方法還包括在所述醛縮聚 合物中尿素，于50 95t:溫度條件下催化尿素和醛的縮聚反應，以降低所述醛縮聚合物中 的甲醛殘留含量。
10. 按照權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述反光材料的制備包括將金黃 云母、金紅云母以及蛭石中的一種或多種具有反光特性的材料，去雜及粉碎后，制得植物蒸 騰抑制劑的所述反光材料成分。
11. 按照權利要求1所述的制備方法，其特征在于，將所述黃腐酸折純，過60 100目篩。
12. —種如權利要求1至11任一項所述方法制備的植物蒸騰抑制材料的使用方法，包 括在農(nóng)田噴施前，于噴霧液箱中實施勻質攪拌，以保證所述反光材料的噴灑均勻。
13. —種植物蒸騰抑制材料的制備方法，包括(1) 制備生理代謝組分黃腐酸粉；(2) 制備液態(tài)的生物質基質成膜材料；(3) 分別將黃腐酸粉及生物質基質成膜材料進行固、液包裝。
14. 按照權利要求13所述的制備方法，其特征在于，所述生物質基質成膜材料包括用 魔芋、甲殼素、田菁粉、海藻以及淀粉中的一種或多種制得的所述成膜材料。
15. 按照權利要求13所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)還包括制備反光材料， 以及步驟(3)還包括將反光材料與所述黃腐酸粉和所述生物質基質成膜材料一起進行固、 液包裝。
16. 按照權利要求15所述的制備方法，其特征在于，所述反光材料包括用金黃云母、金 紅云母以及蛭石中的一種或多種具有反光特性的材料制得。
17. —種如權利要求13至16任一項所述方法制備的植物蒸騰抑制材料的使用方法，包 括在農(nóng)田噴施前將固體、液體分裝的所述黃腐酸粉與所述生物質基質成膜材料和反光材 料溶解混合，于噴霧液箱中實施勻質攪拌，以保證所述反光材料的噴灑均勻。
全文摘要
一種植物蒸騰抑制材料的制備及使用方法，制備方法包括(1)制備植物蒸騰抑制制劑的生理代謝組分黃腐酸粉；(2)將所述黃腐酸粉與生物質基質成膜材料均勻混合，制得具有生理代謝及成膜阻斷功能的植物蒸騰抑制材料；使用方法包括在農(nóng)田噴施前，于噴霧液箱中實施勻質攪拌，以保證所述反光材料的噴灑均勻。本發(fā)明保障了黃腐酸具有性能穩(wěn)定、抗絮凝、水溶性介質稀釋和二次穩(wěn)定的復配制造技術，所得植物蒸騰抑制制劑能夠綜合調(diào)節(jié)代謝、膜阻斷以及反射降溫等三個方面來抑制植物水分的蒸騰消耗，從而起到提高作物水分利用效率的作用。
文檔編號A01G13/02GK101731277SQ200810180048
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月20日 優(yōu)先權日2008年11月20日
發(fā)明者宋吉清, 李茂松, 趙解春 申請人:中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所