专利名称：一种植物蒸腾抑制材料的制备及使用方法
技术领域：
本发明涉及一种本发明涉及植物蒸腾抑制材料的制备方法，尤其涉及黄腐酸与成
膜材料和/或反光材料的复配制备方法。
背景技术：
干旱缺水是我国农业生产一直面临的重大问题，提高农田作物水分利用效率是现 代农业节水的重要方面。蒸腾抑制剂是应用于植物叶面 一 大气系统的主要化学节水制剂， 其关键是调控与优化植物叶面气孔，降低蒸腾，提高植物水分利用效率和产量。
抗蒸腾剂按其性质和作用方式分为代谢型气孔抑制剂、薄膜型阻断和反射型降温 等的抗蒸腾剂及其复配组合。代谢型气孔抑制剂能控制气孔开张度而减少水分蒸腾损失， 是目前研究和应用较多的抗蒸腾剂。 20世纪60年代初，开始研究化学药剂降低蒸腾的作用试验，自Zelitch等介绍用" 烟草叶小圆片法"检验气孔开张度的方法及PMA(苯汞乙酸)抗蒸腾效果，10—4摩尔PMA可 使烟草叶蒸腾降低50%左右，其药效可维持二周，且仅影响被喷区域中的气孔而不会被输 送到其它细胞。其后国际上出现了一个研究抗蒸腾剂的热潮。20世纪60年代末，气孔开闭 内源激素的研究出现新突破。脱落酸(ABA)是植物叶片气孔运动所必不可缺的内源激素， 无毒害污染，其有效浓度及反应的灵敏度超过了以往研究过的药物。但是ABA结构较复杂， 故合成很困难，且价格昂贵，没有生产应用价值。 代谢型植物蒸腾抑制制剂研究的材料较多，如2， 4- 二硝基酚(DNP)、整形素、甲草 胺等，在玉米植株上喷施后，株体水分状况得以改善，水分利用效率明显提高，产量也有所 增加。据报道，CaCly粉锈宁等也具有较好的效果，在降低蒸腾作用的同时，对光合作用的 影响不太显著，其药效可维持两周左右。还有K+螯合剂，能与K+螯合的离子载体能影响保 卫细胞的膨压变化，在气孔运动中起着十分重要的作用。进行叶面喷施后，降低蒸腾的效果 相当明显。如地衣酸、藻酸、水杨嗪酸、环己基18-冠-6等，有的在极低的浓度下(10—15M)能 使大麦叶片蒸腾下降50%。 薄膜型抗蒸腾剂是应用单分子膜覆盖叶面，阻止水分子向大气中扩散。Devenport 等(1972)在收获前l-2周对橄榄树喷以薄膜型抗蒸腾剂CS6432和mobileaf ，使果实体积 增加了 5-15%，取得了良好的效果。用丁二烯酸对欧洲白桦、小叶椴、挪威槭以及钻天杨等 树苗进行处理，叶片上形成的薄腊使蒸腾在8-12天内下降30-70% 。该技术可使春季造林 的季节延长两个星期。 反射型抗蒸腾剂是利用反光物质反射部分光能，达到降低叶面温度减少蒸腾损失 的目的。目前研究使用较多的是成本低廉的高岭土。 Abou-Khaled等(1970)研究表明，在 播种45天喷施浓度为6%的高岭土，能使叶温下降1 2. 5t:，蒸腾明显降低。在不同的降 水年份，产量增加16. 5 27. 7%。 目前，在生产中主要推广的是黄腐酸。黄腐酸被认为是一种兼备抗蒸腾作用和促 进生长作用的物质。黄腐酸是从草炭等腐植质类物质中提取的一种有机复合物，资源丰富，
4制备方便，成本低廉且没有毒性，但其成分很复杂，作为植物蒸腾抑制材料复配成膜或反光材料的制造过程中，常产生絮凝、析出，因而难以发挥其对作物生理和生长的调控作用功效。 魔芋粉、甲壳素、田菁和海藻酸钠等生物质基质均是天然有机高分子多糖类化合物，无毒，具有很强的生物可容性和良好的成膜性。在植物用作生长调节、增强作物抗病性和根的生长活性，改善果实品质等方面日益受到重视。 有鉴于此，为避免黄腐酸的活性丧失，需要对植物蒸腾抑制制剂的成膜材料和反光材料的筛选开发，兼顾黄腐酸的性能稳定、抗絮凝、水溶性介质稀释和二次稳定等的制造技术提出改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种植物蒸腾抑制材料的制备方法，使得黄腐
酸制剂能够综合调节代谢、膜阻断以及反射降温等三个方面来有效地抑制植物水分的蒸腾消耗。 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种植物蒸腾抑制材料的制备方法，包括步骤 (1)制备植物蒸腾抑制制剂的生理代谢组分黄腐酸粉； (2)将所述黄腐酸粉与生物质基质成膜材料均匀混合，制得具有生理代谢及成膜阻断功能的植物蒸腾抑制材料。 优选地，步骤(2)将黄腐酸粉与生物质基质成膜材料混合匀质后，再加反光材料
混合匀质，制得具有生理代谢、成膜阻断以及反射降温功能的植物蒸腾抑制材料。 优选地，生物质基质成膜材料的制备包括将魔芋粉于70 95t:温度条件下分散
糊化，制成浆粘体，在浆粘体按100 : 0. 1 60比例添加40 60% KOH溶液并匀质，使魔
芋基质生成更多的活性羟基。 优选地，生物质基质成膜材料的制备包括将甲壳素浸入3 7%浓度的盐酸溶液中，除去钙质盐洗净后，用40 60%的NaOH溶液浸渍煮沸后，进行脱乙酰基化处理，再用水洗净以及用乙酸溶解，制得壳聚糖溶液或壳聚糖衍生物溶液。 优选地，生物质基质成膜材料的制备包括将100份的田菁粉于室温条件下通氮气搅拌，再喷洒15 22份40 60X的K0H溶液，均匀混合后，喷洒12 18份60 80%的一氯乙酸溶液，于35 4(TC进行反应，分别于50 9(TC温度条件下通氮气搅拌反应，制得羧甲基田菁钾；然后取羧甲基田菁钾溶解于水中，制成粘稠溶液。 优选地，生物质基质成膜材料的制备包括将10倍于海藻干物质重的2 10%浓度碳酸钠溶液浸泡所述海藻，在40 8(TC温度条件下搅拌，消化提取海藻酸；搅拌加入5 15% HC1调节溶液呈酸性，通过酸凝聚形成海藻酸胶块，再过滤及用水洗净；过滤后的海藻酸凝胶用碳酸钾溶液调节呈中性，充分搅拌均匀，制得海藻酸钾成膜材料溶液。
优选地，生物质基质成膜材料的制备包括在室温条件下将100份淀粉喷洒2 5份磷酸二氢钾和8 15份尿素溶解于15 20份水的溶液，充分混合匀质后，加热到100 15(TC进行反应，风干制得淀粉磷酸酯；然后将淀粉磷酸酯溶解分散于水中，制得淀粉磷酸酯成膜材料。
优选地，所述制备方法还包括将30% 50%的甲醛溶液添加到生物制基质成膜材料中，充分匀质混合，于50 95t:温度条件下羟基和醛进行縮聚合反应生成醛縮聚合物。 优选地，所述制备方法还包括在醛縮聚合物中尿素，于50 95t:温度条件下催化尿素和醛的縮聚反应，以降低醛縮聚合物中的甲醛残留含量。 优选地，反光材料的制备包括将金黄云母、金红云母以及蛭石中的一种或多种具有反光特性的材料，去杂及粉碎后，制得植物蒸腾抑制剂的反光材料成分。
优选地，将所述黄腐酸折纯，过60 100目筛。 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种按上述方法制备的植物蒸腾抑制材料的使用方法，包括在农田喷施前，于喷雾液箱中实施匀质搅拌，以保证所述反光材料的喷洒均匀。 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种植物蒸腾抑制材料的制备方法，包括 (1)制备生理代谢组分黄腐酸粉；
(2)制备液态的生物质基质成膜材料； (3)分别将黄腐酸粉及生物质基质成膜材料进行固、液包装。 优选地，生物质基质成膜材料包括用魔芋、甲壳素、田菁粉、海藻以及淀粉中的一种或多种制得的成膜材料。 优选地，步骤(2)还包括制备反光材料，以及步骤(3)还包括将反光材料与黄腐酸粉和生物质基质成膜材料一起进行固、液包装。 优选地，反光材料包括用金黄云母、金红云母以及蛭石中的一种或多种具有反光特性的材料制得。 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种按上述方法制备的植物蒸腾抑制材料的使用方法，包括在农田喷施前将固体、液体分装的所述黄腐酸粉与所述生物质基质成膜材料和反光材料溶解混合，于喷雾液箱中实施匀质搅拌，以保证所述反光材料的喷洒均匀。
本发明解决了黄腐酸与成膜、反射等材料复配过程中的絮凝问题，优化改善后的成膜、反光材料，保障了黄腐酸具有性能稳定、抗絮凝、水溶性介质稀释和二次稳定的复配制造技术，所得植物蒸腾抑制制剂能够综合调节代谢、膜阻断以及反射降温等三个方面来抑制植物水分的蒸腾消耗，从而起到提高作物水分利用效率的作用。
具体实施例方式本发明提供的一种植物蒸腾抑制材料的制备方法，包括步骤
(1)制备植物蒸腾抑制制剂的生理代谢组分黄腐酸粉； (2)将所述黄腐酸粉与生物质基质成膜材料均匀混合，制得具有生理代谢及成膜阻断功能的植物蒸腾抑制材料。 有关本发明的植物蒸腾抑制材料的制备方法较佳实施例说明如下。
实施例1 将魔芋粉20 30g加到3500ml水中，加热70 95。C温度条件下匀质制备粘稠溶液，缓慢加入溶于5ml水中的1. 0gNa0H溶液2 10ml，促使魔芋生物质基质的粘稠溶液生成更多的羟基活性键，加40%甲醛溶液200ml混合均匀后进行縮聚合反应1小时，产生魔芋_甲醛縮聚合生成物。然后再用140ml的40%甲醛溶液与尿素90g混合并添加到魔芋_甲醛縮聚合生成物中，充分混合匀质后，在60 9(TC温度条件下再进行縮聚合反应3. 0小时，制得魔芋成膜材料4700g。 将甲壳素浸入4%浓度的盐酸溶液中16小时，除去钙质盐，洗净，用40 60%的NaOH溶液浸渍煮沸16分钟，进行脱乙酰基化处理，水洗净。将5g所得壳聚糖溶解于0. 1 %的乙酸溶解lOOml，制得壳聚糖成膜材料。 制造植物蒸腾抑制制剂的生理代谢组分黄腐酸粉50g (折纯，过60 100目筛)，与5g的蛭石(60 100目)反光材料混合匀质，溶解分散于魔芋膜材料(900ml)和壳聚糖成膜材料(5g壳聚糖的0. 1%乙酸100ml溶解)溶液中、制得植物蒸腾抑制剂材料。或者，固(黄腐酸和蛭石)液(魔芋成膜材料和壳聚糖成膜材料)分装，使用前溶解混合。
在农田喷施过程中，喷雾液箱中实施匀质搅拌，保证制剂反光材料的喷洒均匀。该植物蒸腾抑制剂复配黄腐酸和反光材料，由魔芋和壳聚糖组成分构成的成膜材料不会引发黄腐酸的絮凝和活性丧失，其生物质多糖活性物和氮素养分为作物生长和水分调控发挥功效。 实施例2 将100份田菁粉，于室温、通氮气条件下搅拌，微雾喷洒20份50%的K0H溶液，均匀混合5分钟后，微雾喷洒15份76%—氯乙酸溶液，于35 4(TC反应4小时，之后分别于6(TC和8(TC温度、通氮气搅拌条件下反应2.0小时，制得羧甲基田菁钾。取50g羧甲基田菁钾溶解于800ml水中，制成粘稠溶液。 海带用10倍于海带干物质重的2%浓度碳酸钠溶液浸泡，于6(TC温度条件搅拌，充分消化提取海藻酸。在海藻酸中加入10% HC1调节其pH值至2，分离获取凝聚物，过滤、水洗净后，得到海藻酸凝胶。取折纯干物质重量为5g的海藻酸凝胶200ml，加入pH值调节至7的碳酸钾溶液，充分搅拌均匀，制得海藻酸钾成膜材料溶液。 制造植物蒸腾抑制制剂的生理代谢组分黄腐酸粉60g(折纯，过60 100目筛)，与20g的蛭石(60 100目)反光材料混合匀质，溶解分散于羧甲基田菁钾成膜材料(800ml)和海藻酸钾成膜材料200ml的混合溶液中，制得植物蒸腾抑制剂材料。或固(黄腐酸粉与蛭石)液(羧甲基田菁钾成膜材料和海藻酸钾成膜材料)分装，使用前溶解混合。
在农田喷施过程中，喷雾液箱中实施匀质搅拌，保证制剂反光材料的喷洒均匀。该植物蒸腾抑制剂复配黄腐酸和反光材料，由羧甲基田菁钾和海藻酸钾组分构成的成膜材料不会引发黄腐酸的絮凝和活性丧失，其生物质多糖活性物，以及其中含有的钾和磷营养为作物生长和水分调控提供养分条件。
实施例3 将10g羧甲基田菁钾溶解于500ml水中，制成羧甲基田菁钾成膜材料。取折纯干物质重量为8g的海藻酸凝胶溶液100ml，加入pH值调节至7的碳酸钾溶液，充分搅拌均匀，制得海藻酸钾成膜材料。 在室温条件下，搅拌100份干淀粉，微雾喷洒3份磷酸二氢钾和12份尿素溶解于20份水的溶液，充分混合匀质30分钟，之后加热到ll(TC温度下反应1. 0小时，制得淀粉磷酸酯。将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。
制造植物蒸腾抑制制剂的生理代谢组分黄腐酸粉40g (折纯，过60 100目筛)，与50g的金黄-金红云母(1 : 1混合，60 100目)混合匀质，溶解分散于羧甲基田菁钾成膜材料500ml、海藻酸钾成膜材料100ml和淀粉磷酸酯成膜材料的混合溶液中，制得植物蒸腾抑制剂材料。或者固(黄腐酸与金黄-金红云母)液(羧甲基田菁钾与淀粉磷酸酯成膜材料)分装，使用前溶解混合。 在农田喷施过程中，喷雾液箱中实施匀质搅拌，保证制剂反光材料的喷洒均匀。该植物蒸腾抑制剂复配黄腐酸和反光材料，由羧甲基田菁钾、海藻酸钾和淀粉磷酸酯组分构成的成膜材料不会引发黄腐酸的絮凝和活性丧失，其生物质多糖活性物，以及其中含有的钾和磷营养为作物生长和水分调控提供养分条件。
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权利要求
一种植物蒸腾抑制材料的制备方法，包括步骤(1)制备植物蒸腾抑制制剂的生理代谢组分黄腐酸粉；(2)将所述黄腐酸粉与生物质基质成膜材料均匀混合，制得具有生理代谢及成膜阻断功能的植物蒸腾抑制材料。
2. 按照权利要求l所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)将所述黄腐酸粉与所述生物 质基质成膜材料混合匀质后，再加反光材料混合匀质，制得具有生理代谢、成膜阻断以及反 射降温功能的植物蒸腾抑制材料。
3. 按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述生物质基质成膜材料的制备包括将魔芋粉于70 95t:温度条件下分散糊化，制成浆粘体，在所述浆粘体按i00 : o. l 60比例添加40 60% KOH溶液并匀质，使魔芋基质生成更多的活性羟基。
4. 按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述生物质基质成膜材料的制备包 括将甲壳素浸入3 7%浓度的盐酸溶液中，除去钙质盐洗净后，用40 60%的NaOH溶 液浸渍煮沸后，进行脱乙酰基化处理，再用水洗净以及用乙酸溶解，制得壳聚糖溶液或壳聚 糖衍生物溶液。
5. 按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述生物质基质成膜材料的制备包 括将100份的田菁粉于室温条件下通氮气搅拌，再喷洒15 22份40 60%的KOH溶 液，均匀混合后，喷洒12 18份60 80%的一氯乙酸溶液，于35 4(TC进行反应，分别 于50 9(TC温度条件下通氮气搅拌反应，制得羧甲基田菁钾；然后取所述羧甲基田菁钾溶 解于水中，制成粘稠溶液。
6. 按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述生物质基质成膜材料的制备包 括将10倍于海藻干物质重的2 10%浓度碳酸钠溶液浸泡所述海藻，在40 8(TC温度 条件下搅拌，消化提取海藻酸；搅拌加入5 15% HC1调节溶液呈酸性，通过酸凝聚形成海 藻酸胶块，再过滤及用水洗净；过滤后的所述海藻酸凝胶用碳酸钾溶液调节呈中性，充分搅 拌均匀，制得海藻酸钾成膜材料溶液。
7. 按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述生物质基质成膜材料的制备包 括在室温条件下将100份淀粉喷洒2 5份磷酸二氢钾和8 15份尿素溶解于15 20 份水的溶液，充分混合匀质后，加热到100 15(TC进行反应，风干制得淀粉磷酸酯；然后将 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. 按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括将30% 50%的甲醛溶液添加到所述生物制基质成膜材料中，充分匀质混合，于50 95t:温度条件 下羟基和醛进行縮聚合反应生成醛縮聚合物。
9. 按照权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括在所述醛縮聚 合物中尿素，于50 95t:温度条件下催化尿素和醛的縮聚反应，以降低所述醛縮聚合物中 的甲醛残留含量。
10. 按照权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述反光材料的制备包括将金黄 云母、金红云母以及蛭石中的一种或多种具有反光特性的材料，去杂及粉碎后，制得植物蒸 腾抑制剂的所述反光材料成分。
11. 按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述黄腐酸折纯，过60 100目筛。
12. —种如权利要求1至11任一项所述方法制备的植物蒸腾抑制材料的使用方法，包 括在农田喷施前，于喷雾液箱中实施匀质搅拌，以保证所述反光材料的喷洒均匀。
13. —种植物蒸腾抑制材料的制备方法，包括(1) 制备生理代谢组分黄腐酸粉；(2) 制备液态的生物质基质成膜材料；(3) 分别将黄腐酸粉及生物质基质成膜材料进行固、液包装。
14. 按照权利要求13所述的制备方法，其特征在于，所述生物质基质成膜材料包括用 魔芋、甲壳素、田菁粉、海藻以及淀粉中的一种或多种制得的所述成膜材料。
15. 按照权利要求13所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)还包括制备反光材料， 以及步骤(3)还包括将反光材料与所述黄腐酸粉和所述生物质基质成膜材料一起进行固、 液包装。
16. 按照权利要求15所述的制备方法，其特征在于，所述反光材料包括用金黄云母、金 红云母以及蛭石中的一种或多种具有反光特性的材料制得。
17. —种如权利要求13至16任一项所述方法制备的植物蒸腾抑制材料的使用方法，包 括在农田喷施前将固体、液体分装的所述黄腐酸粉与所述生物质基质成膜材料和反光材 料溶解混合，于喷雾液箱中实施匀质搅拌，以保证所述反光材料的喷洒均匀。
全文摘要
一种植物蒸腾抑制材料的制备及使用方法，制备方法包括(1)制备植物蒸腾抑制制剂的生理代谢组分黄腐酸粉；(2)将所述黄腐酸粉与生物质基质成膜材料均匀混合，制得具有生理代谢及成膜阻断功能的植物蒸腾抑制材料；使用方法包括在农田喷施前，于喷雾液箱中实施匀质搅拌，以保证所述反光材料的喷洒均匀。本发明保障了黄腐酸具有性能稳定、抗絮凝、水溶性介质稀释和二次稳定的复配制造技术，所得植物蒸腾抑制制剂能够综合调节代谢、膜阻断以及反射降温等三个方面来抑制植物水分的蒸腾消耗，从而起到提高作物水分利用效率的作用。
文档编号A01G13/02GK101731277SQ200810180048
公开日2010年6月16日 申请日期2008年11月20日 优先权日2008年11月20日
发明者宋吉清, 李茂松, 赵解春 申请人:中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所