專利名稱:一種果樹化學(xué)燃料防霜劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及果樹霜凍災(zāi)害防控領(lǐng)域，具體是一種果樹化學(xué)燃料防霜劑以及制備方法。
背景技術(shù)：
“霜凍”是指農(nóng)作物細(xì)胞因寒潮的侵襲而受到的“傷害”。溫度低于0°C的地面和物體表面上有水汽凝結(jié)成白色結(jié)晶的是“白霜”，水汽含量少未結(jié)霜的是“黑霜”。晴朗無風(fēng)的夜晚，因輻射冷卻形成的霜凍稱為“輻射霜凍”;冷空氣入侵形成的霜凍稱為“平流霜凍”;兩種過程綜合作用下形成的霜凍稱為“平流輻射霜凍”。我國北方春季發(fā)生的晚霜凍害主要是“平流輻射霜凍”，且發(fā)生晚霜的幾率較大。該霜凍發(fā)生的頻率高，持續(xù)時間長，降溫幅度大，給開花、發(fā)芽較早的仁用杏、核桃、大櫻桃、桃、梨等果樹造成巨大的損失。
國內(nèi)外防控霜凍災(zāi)害主要采用加熱技術(shù)、送風(fēng)技術(shù)、噴灌技術(shù)、秸桿熏煙技術(shù)等。加熱技術(shù)(大型加熱器提高環(huán)境溫度)和送風(fēng)(大功率鼓風(fēng)機攪動空氣)技術(shù)，對防控“平流霜凍”效果較好，但需消耗大量的電力、氣體燃料、重油等能源，防霜凍成本較高；噴灌技術(shù)對防控“輻射霜凍”效果較好，但只能在具有噴灌設(shè)備和水源的果園實施，在山區(qū)果園難以推廣；傳統(tǒng)的秸桿、雜草熏煙技術(shù)和現(xiàn)有的發(fā)煙劑技術(shù)以散發(fā)煙霧為主，僅適用于防控“輻射霜凍”，對防控“平流霜凍”效果差，其燃燒提高果園溫度的作用有限。
“一種農(nóng)作物、果樹化學(xué)燃料防霜劑及其制備方法和應(yīng)用”(專利公開號CN101990908 A)是通過抑菌和殺菌藥劑殺滅冰核細(xì)菌的原理達(dá)到防控霜凍的目的，主要用于減輕或防止亞熱帶果樹如香蕉、枇杷、火龍果、草莓、菠蘿、木瓜、余甘、番茄、煙草等的寒害或霜凍害。其缺點主要有:(I)該液體制劑組分種類較多，僅中藥就有3種；(2)制備工藝繁瑣(如中藥成分提取)；(3)應(yīng)用范圍主要為南方亞熱帶果樹。
防除杏樹冰核細(xì)菌藥劑篩選及花期防霜效果(生態(tài)學(xué)報2007年10期)論述了采用花蕾期噴施液體殺菌(冰核細(xì)菌)藥劑，達(dá)到預(yù)防晚霜凍目的。該措施是被動的預(yù)防技術(shù)，在花蕾期噴施，田間防霜效果僅為21.8%。
“自制煙霧劑防霜效果好”(西北園藝2005年01期)用鋸末、硝銨、炭末、柴油，按60: 20: 15: 5的質(zhì)量比，均勻攪拌混合，而后裝入紙箱、筐、籠等容器內(nèi)防控霜凍；防霜煙霧劑(黑龍江園藝1977年04期)煙霧劑的配方為硝酸銨20%、鋸末70%、廢柴油10%，按該重量比例混合，放入鐵筒或紙殼內(nèi)防控霜凍。上述兩種煙霧劑的缺點主要有:(1)制備工藝為干混法，存在材料攪拌不均勻的問題；(2)沒有進行成型加工，散料不便于運輸和儲存；(3)燃燒時間短，防霜效果較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有防霜劑存在的問題，提供一種能夠減輕或防止北方果樹霜凍的果樹化學(xué)燃料防霜劑以及制備方法。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種果樹化學(xué)燃料防霜劑，是由下列質(zhì)量百分比的原料構(gòu)成的，70 80%鋸末，0.5%超細(xì)鋁粉，15 23%硝酸鉀，3 5%硝酸銨，1.5 1.9%明膠。
所述的超細(xì)鋁粉購自市場上的超細(xì)鋁粉產(chǎn)品。本發(fā)明中鋸末和超細(xì)鋁粉為可燃齊U，硝酸鉀為氧化劑，硝酸銨為發(fā)煙劑，明膠為粘結(jié)劑。若僅以鋸末為可燃劑，可燃劑燃燒速度較慢，升溫速率較低，防霜效果較差；若僅以超細(xì)鋁粉為可燃劑，可燃劑燃燒速度過快，產(chǎn)生明火，局部溫度過高，對果樹造成損害。
本發(fā)明所述的果樹化學(xué)燃料防霜劑中各原料的配比:是以其燃燒放熱量為原則，以整個體系的氧平衡為判據(jù)，采用EXCEEL規(guī)劃求解對其進行配比計算；結(jié)合前期的試驗結(jié)果，理論計算與試驗調(diào)整的結(jié)果。本發(fā)明中各原料的優(yōu)選理由如下:
(1)若硝酸鉀的質(zhì)量百分比小于15%，氧化劑量不足，導(dǎo)致可燃劑燃燒不完全，防霜劑的放熱量不足，達(dá)不到防霜的效果；若大于23%，氧化劑量過量，防霜劑中可燃劑不足，防霜效果較差，同時造成氧化劑的浪費，增加了成本；
(2)超細(xì)鋁粉的質(zhì)量百分比小于0.5%，可燃劑量不足而氧化劑過量，防霜劑的放熱量減少且達(dá)不到防霜效果，造成氧化劑的浪費；若大于0.5%，可燃劑過量而氧化劑不足，導(dǎo)致可燃劑不能充分燃燒，造成可燃劑的浪費，同時超細(xì)鋁粉過多，導(dǎo)致了防霜劑的燃燒速度較快,產(chǎn)生明火,造成局部溫度過高,燒壞果樹；
(3)硝酸銨的質(zhì)量百分比小于3%，產(chǎn)生的煙較少，達(dá)不到托住冷空氣的作用，冷空氣持續(xù)下降，造成果樹凍害，且留給可燃劑放熱防霜的時間較短，防霜劑達(dá)不到防霜的效果；若大于5%，硝酸銨產(chǎn)生的煙過多，可達(dá)到防止寒流下降的作用，但是，由于硝酸銨過多，分解時需要更多的熱量，減少了防霜劑的放熱量，導(dǎo)致防霜效果變差；
(4)明膠的質(zhì)量百分比小于1.5%，粘結(jié)劑過少，防霜劑的成形性變差，成品率低，生產(chǎn)成本增加；若大于1.9%，粘結(jié)劑用量過剩，造成浪費，增加了生產(chǎn)成本；
(5)鋸末的質(zhì)量百分比小 于70%，可燃劑不足而氧化劑過量，造成氧化劑的浪費，增加生產(chǎn)成本，可燃劑的燃燒時間過短，放熱量達(dá)不到要求，防霜效果較差；若大于80%，可燃劑過剩而氧化劑不足，多余的可燃劑只能利用空氣中的氧氣燃燒，燃燒速度減緩，升溫速率下降，防霜效果較差。
本發(fā)明所述的原料是根據(jù)霜凍的發(fā)生條件和氣流運動規(guī)律來實現(xiàn)防控霜凍的顯著效果確定的。具體使用時，果園內(nèi)點燃果樹化學(xué)燃料防霜劑，作為氧化劑的硝酸鉀被加熱分解，放出大量的熱量以及氧氣，溫度達(dá)到燃燒溫度；超細(xì)鋁粉與硝酸鉀分解放出的氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，燃燒放出熱量，鋸末利用硝酸鉀分解放出的氧氣，燃燒產(chǎn)生較多的熱量，作為粘合劑的明膠也發(fā)生燃燒，增加了空氣熱量，與此同時硝酸銨受熱生成氨氣，產(chǎn)生大量的煙霧，能夠在果園形成比較穩(wěn)定的“煙云”，覆蓋地面且籠罩于果樹周圍，具有驅(qū)趕寒流，防止寒流下降的作用，以減少“平流霜凍”以及“輻射霜凍”對果樹作物的危害。
本發(fā)明所述的原料具體反應(yīng)公式如下:
2KN03=K20+2.502+N2+Qv (硝酸鉀的反應(yīng)公式)；
4A1+302=2A1203+Qv (超細(xì)鋁粉的反應(yīng)公式)；
C+02=C02+Qv (鋸末的反應(yīng)公式)；
2 (CH2-NH-CO) n+n02=2nC02+3nH20+nN2+Qv (明膠的反應(yīng)公式)；
NH4NO3=NH3+ HNO3-Qv (硝酸銨的反應(yīng)公式)。[0012]進一步，所述的果樹化學(xué)燃料防霜劑的制備方法，包括如下步驟:(1)將硝酸鉀、硝酸銨溶解在5(T60°C的水中，混合均勻，得到第一混合物；(2)將鋸末、超細(xì)鋁粉、明膠均勻混合，得到第二混合物；(3)將第一混合物逐步攪拌混合于第二混合物中，得到第三混合物；(4)將第三混合物放入到模具中壓制成型，于100°C環(huán)境下烘干，包裝，獲得產(chǎn)品。
本發(fā)明所述的果樹化學(xué)燃料防霜劑的制備方法，步驟(I)中的水是作為溶解硝酸鉀和硝酸銨的溶劑使用，以及步驟(4)中的壓制成型使用，本領(lǐng)域技術(shù)人員經(jīng)過簡單的實驗就能很好的掌控水的添加量。
本發(fā)明所述的制備方法采用的是濕混一重結(jié)晶一粘合劑一成型一干燥工藝，該工藝相對于常規(guī)(干混)的制備方法，產(chǎn)品內(nèi)各原料混合更均勻，產(chǎn)品的可燃性更好(用一張紙即可點燃)。其中，濕混程序無須特殊設(shè)備，采用簡單的人工或機械攪拌混合方法即可達(dá)到要求。
本發(fā)明所述的果樹化學(xué)燃料防霜劑具有易點燃、釋放煙量大、釋放熱量多、燃燒時間長、易于運輸、儲存安全等優(yōu)點，對于防控北方果樹霜凍具有重要的意義，尤其能夠防控仁用杏、核桃、大櫻桃、桃、梨等果樹的霜凍。
應(yīng)用實例:根據(jù)天氣預(yù)報，在寒流到來的前I天，將本發(fā)明所述的果樹化學(xué)燃料防霜劑擺放在仁用杏樹行間；同時將便攜式自動防霜報警儀(專利號:200620128137.6)設(shè)置為工作狀態(tài)(報警溫度設(shè)置為-1°C)。5畝仁用杏園均勻擺放50個(1.5公斤/個)防霜劑產(chǎn)品。自動防霜報警儀報警后，快速用報紙將防霜劑逐個點燃。經(jīng)檢測:5 IOmin內(nèi)，發(fā)煙劑燃燒釋放的煙幕可布滿仁用杏園。燃燒IOmin后，發(fā)煙劑開始釋放熱量。60min左右，果園溫度保持在2 3°C。經(jīng)調(diào)查:試驗仁用杏園凍花率為5%，對照園(不使用防霜劑)凍花率為95%，防霜效果達(dá)到95% ;同樣條件下市售的防霜煙霧劑的防霜效果為20%。


圖1為本發(fā)明所述的果樹化學(xué)燃料防霜劑的制備方法的流程圖。
具體實施方式
實施例1
一種果樹化學(xué)燃料防霜劑，其制備方法為:700g鋸末，5g超細(xì)鋁粉，230g硝酸鉀，46g硝酸銨，19g明膠干混。
實施例2
一種果樹化學(xué)燃料防霜劑，其制備方法，包括如下步驟:(I)將150g硝酸鉀、30g硝酸銨溶解在50°C的800ml水中，混合均勻，得到第一混合物；(2)將800g鋸末、5g超細(xì)鋁粉、15g明膠均勻混合，得到第二混合物；(3)將第一混合物逐步攪拌混合于第二混合物中，得到第三混合物；(4)將第三混合物放入到模具中壓制成型，于100°C環(huán)境下烘干，包裝，獲得
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廣叩ο
實施例3
一種果樹化學(xué)燃料防霜劑，其制備方法，包括如下步驟:(I)將170g硝酸鉀、50g硝酸銨溶解在60°C的IOOOml水中，混合均勻，得到第一混合物；(2)將758g鋸末、5g超細(xì)鋁粉、17g明膠均勻混合，得到第二混合物；(3)將第一混合物逐步攪拌混合于第二混合物中，得到第三混合物；(4)將第三混合物放入到模具中壓制成型，于100°C環(huán)境下烘干，包裝，獲得產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種果樹化學(xué)燃料防霜劑，其特征在于，是由下列質(zhì)量百分比的原料構(gòu)成的，70 80%鋸末，0.5%超細(xì)鋁粉，15 23%硝酸鉀，3 5%硝酸銨，1.5 1.9%明膠。
2.如權(quán)利要求
1所述的果樹化學(xué)燃料防霜劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟:(I)將硝酸鉀、硝酸銨溶解在5(T60°C的水中，混合均勻，得到第一混合物；(2)將鋸末、超細(xì)鋁粉、明膠均勻混合，得到第二混合物；(3)將第一混合物逐步攪拌混合于第二混合物中，得到第三混合物； (4)將第三混合物放入到模具中壓制成型，于100°C環(huán)境下烘干，包裝，獲得產(chǎn)品。
專利摘要
本發(fā)明涉及果樹霜凍災(zāi)害防控領(lǐng)域，具體是一種果樹化學(xué)燃料防霜劑以及制備方法，解決了現(xiàn)有防霜劑存在的問題，其是由下列質(zhì)量百分比的原料構(gòu)成的，70～80%鋸末，0.5%超細(xì)鋁粉，15～23%硝酸鉀，3～5%硝酸銨，1.5～1.9%明膠。本發(fā)明所述的果樹化學(xué)燃料防霜劑具有易點燃、釋放煙量大、釋放熱量多、燃燒時間長、易于運輸、儲存安全等優(yōu)點，對于防控北方果樹霜凍具有重要的意義，尤其能夠防控仁用杏、核桃、大櫻桃、桃、梨等果樹的霜凍。
文檔編號A01N25/18GKCN103070193SQ201310003313
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月6日
發(fā)明者丁改秀, 陳亞芳, 王保明, 王小元, 溫鵬飛, 付寶春, 秦國杰, 蘭學(xué)成, 王保國 申請人:山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所, 中北大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan