一种沙漠治理的包衣种子及其制备方法与流程

文档序号:11066579阅读:765来源:国知局
一种沙漠治理的包衣种子及其制备方法与制造工艺

本发明涉及沙漠化治理领域,尤其涉及一种沙漠治理的包衣种子及其制备方法。



背景技术:

在沙漠地区进行绿化,植树种草,由于土壤干旱,植物种子很难发芽。包衣种子是现代种子加工新技术之一,在其表面通过人工方法加一层包衣包裹起来的种子。在这层包衣中加入了农药、肥料、除草剂以及植物生长调节物质等,以保护和催进发芽及发育,促进种子萌发。

现有的包衣种子在使用过程中存在发芽率低的问题,其影响因素主要包含以下两方面的内容:

1、现有包衣种子的外部依次设置有基质层、包衣层、保护层,其中,基质层中只包含有普通的种植土,基质层中营养元素不够全面,无法满足种子发芽需求,包衣种子发芽率低;

2、包衣种子的包衣层中含有γ-聚谷氨酸,γ-聚谷氨酸作为一种水溶性脂肪族聚酷,聚谷氨酸分子中有大量的游离的亲水性梭基,因此,γ-聚谷氨酸具有高度的水溶性、生物相容性、生物可降解性。应该用于包衣层中的γ-聚谷氨酸分为两种,一种分子量较大,一种分子量较小,现有的包衣种子中均只添加了一种γ-聚谷氨酸。单一的分子量的γ-聚谷氨酸,作用比较单一。1)分子量较大(30-100万)的γ-聚谷氨酸存在以下优缺点:①水溶液粘度高,易形成膜结构,包衣后不易脱落,但与土壤调理剂、肥料结合困难,不易处理;②难以通过生物膜屏障,转运困难,不易被吸收,生物利用率低。2)分子量较小(2-6万)的γ-聚谷氨酸存在以下优缺点:分子量小的γ-聚谷氨酸体积小,活泼基团比例较大,易与土壤调理剂和肥料结合,形成稳定的复合物,但是粘度小,不易形成膜结构,包衣后容易脱落,对种子的萌发和成活有一定的影响,不能发挥种子包衣应有的效果。

因此,有必要研制出一种新型包衣种子,提高种子发芽率。



技术实现要素:

本发明针对上述技术问题,提供了一种基质层中营养元素全面,利用分子量大小不一的γ-聚谷氨酸作为种子包衣剂的沙漠治理的包衣种子及其制备方法。

本发明所采用的技术方案为:

一种沙漠治理的包衣种子,其特征在于,包括种子,所述种子的外部依次包覆有基质层、包衣层、保护层,所述基质层中包括土壤调理剂、生物有机肥、种植土,所述包衣层中包括分子量为2-6万的γ-聚谷氨酸、生根粉、分子量为30-100万的γ-聚谷氨酸。

所述种子的数量为2-3个。

所述种子为抗干旱种子,所述种植土为普通种植土。

所述基质层、包衣层的质量比为8:2-9:1,所述基质层中各组分按照质量份数组成为土壤调理剂0.5-2份、生物有机肥1-3份、种植土5-15份。

所述基质层中各组分按照较优质量份数组成为土壤调理剂1份、生物有机肥2份、种植土10份。

所述土壤调理剂中各组分的质量百分含量如下:有机质≥20%,氮≥5%,磷≥5%,钾≥5%,多肽≥8%,钙≥8%,pH 8.0-11.0;生物有机肥中各组分的质量百分含量如下:有机质≥40%,氮≥5%,磷≥5%,钾≥5%,多肽≥5%,钙≥4%,pH 8.0-11.0,有效活菌含量≥0.2亿个/克,其中,有效活菌包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌、产阮假丝酵母、巨大芽孢杆菌、胶冻芽孢杆菌、植物乳杆菌、粪肠球菌、里氏木霉、蛋白酶、纤维素酶。

所述包衣层中,按质量份数计,其组成为分子量为2-6万的γ-聚谷氨酸为5.5-12.5份,生根粉为0.5份,分子量为30-100万的γ-聚谷氨酸为4-7份。

所述保护层包括内层和外层,所述内层为可降解的无纺布,所述外层为控根容器,所述控根容器的孔径为0.5-1.5cm。

一种沙漠治理的包衣种子的制备方法,其特征在于,按照如下步骤进行:

1)将土壤调理剂、生物有机肥和种植土混合均匀,制成基质层;

2)将分子量为2-6万的γ-聚谷氨酸、生根粉和分子量为30-100万的γ-聚谷氨酸混合均匀,制成包衣层;

3)将种子放入所述步骤1)中制备的基质层中,再与所述步骤2)中制备的包衣层混合在一起,外部用可降解的无纺布包裹;

4)将所述步骤3)中包裹好的包衣种子放入到控根容器中,封存好;

5) 将氨基酸水溶肥和含腐殖酸的水溶肥按照质量比2:3的比例混合,将混合好的水溶肥稀释400倍;

6)将所述步骤4)中封存好的包衣种子,浸泡在稀释好的水溶肥中1-2h,即可。

所述步骤5)中,优选氨基酸水溶肥中各组分的质量百分含量如下:有机质≥300g/L,多肽钙≥30g/L,氨基酸≥100g/L,多肽镁≥10g/L,锌与硼含量之和≥4g/L;优选含腐殖酸的水溶肥中各组分的质量百分含量如下:氮≥200g/L,磷≥200g/L,钾≥200g/L,腐植酸氮≥30g/L,腐植酸磷≥30g/L,腐植酸钾≥30g/L,有机质≥200g/L,pH 7.0-8.5。

本发明的有益效果为:

1、基质层中创新性的添加了土壤调理剂和生物有机肥,基质层中营养元素全面,大大提高种子发芽率;

2、本发明中优选的土壤调理剂、生物有机肥中不仅含有植物生长所必需的大量元素-氮(N)、磷(P)、钾(K)及有机质,还能为植物提供第四大必需营养元素—钙,基质层中营养元素非常丰富;

3、基质层为土壤施加有效钙—植物可即时吸收利用的有效钙,包括代换性钙和土壤溶液中的钙;

4、基质层能够改良沙漠化土壤的有机质缺乏和营养元素的缺乏问题;

5、γ-聚谷氨酸溶于水溶液易形成水凝胶,对其包裹的土壤调理剂和肥料具有明显的缓释效果,γ-聚谷氨酸形成的保水膜,能够减少沙漠土壤的漏水漏肥问题,增强土壤的保水能力,促进种子萌发;

6、保护层由内层和外层组成,内层为可降解的无纺布,外层为控根容器,控根容器的孔径既可以使得种子长出,又可以起到在空中飞播的过程中保护的作用;

总之,本发明中基质层中能够为植物提供钙、有机质和N、P、K,基质层中营养元素全面,本发明中增加的有机质可以促进作物的健康生长,增强抗逆性;含有的有机态钙,可以直接供植物吸收利用,增强土壤中的营养元素,供植物吸收利用;本发明采用分子量大小不一的γ-聚谷氨酸作为种子包衣剂,有较高的成膜和缓释功能,大大提高幼苗的成活率。

附图说明

图1为本发明中包衣种子的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明:

图中,1-种子,2-基质层,3-包衣层,4-内层,5-外层。

很多普通的土壤调理剂中只含有植物生长所必需的大量元素-氮(N)、磷(P)、钾(K),不含有水溶性、易于植物吸收利用的第四大营养元素-钙(Ca),另外,很多普通的土壤调理剂中基本上不含有微量元素,即使有少数的土壤调理剂中含有微量元素,也是以无机盐的形式存在,很少有以有机态的形式存在;本发明中的土壤调理剂优先选用富含有机螯合钙、粗蛋白、N、P、K营养元素和有机质的市售土壤调理剂产品,并优先选用富含有机质、钙、N、P、K以及多种有效活菌的市售生物有机肥产品,与普通的土壤调理剂和生物有机肥相比,更能够为包衣种子萌发提供全面的丰富营养,促进种子萌发。

实施例1

发明人在内蒙古多伦县进行田间试验。试验点为内蒙古多伦县,试验土壤为沙质土壤,肥力一般。本发明所用的包衣种子组成成分及制备方法为:

种植土采用当地沙质土壤,抗干旱种子选用蓖麻种子;土壤调理剂中各组分的质量百分含量如下:有机质≥20%,氮≥5%,磷≥5%,钾≥5%,多肽≥8%,钙≥8%,pH 8.0-11.0;生物有机肥中各组分的质量百分含量如下:有机质≥40%,氮≥5%,磷≥5%,钾≥5%,多肽≥5%,钙≥4%,pH 8.0-11.0,有效活菌含量≥0.2亿个/克,其中,有效活菌包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌、产阮假丝酵母、巨大芽孢杆菌、胶冻芽孢杆菌、植物乳杆菌、粪肠球菌、里氏木霉、蛋白酶、纤维素酶;氨基酸水溶肥优选活性多肽钙,氨基酸水溶肥中各组分的质量百分含量如下:有机质≥300g/L,多肽钙≥30g/L,氨基酸≥100g/L,多肽镁≥10g/L,锌与硼含量之和≥4g/L;腐殖酸的水溶肥优选多肽高氮液体水溶肥,含腐殖酸的水溶肥中各组分的质量百分含量如下:氮≥200g/L,磷≥200g/L,钾≥200g/L,腐植酸氮≥30g/L,腐植酸磷≥30g/L,腐植酸钾≥30g/L,有机质≥200g/L,pH 7.0-8.5。

将土壤调理剂6.15g、生物有机肥12.3g、当地沙质土壤61.5g均匀混合,制成种子1的基质层2;再称取生根粉0.4g,分子量为2-6万的γ-聚谷氨酸12.5g,分子量为30-100万的γ-聚谷氨酸7g,制成包衣层3;将2个蓖麻种子放入制备的基质层2中,再与制备的包衣层3混合在一起;包衣层3外包可降解无纺布,无纺布之外包裹圆形的控根容器,控根容器的孔径为0.5cm;将活性多肽钙和多肽高氮液体水溶肥按照质量配比为2:3的比例混合,将混合好的水溶肥稀释400倍,将封存好的包衣种子,浸泡在稀释好的水溶肥中1h,然后抛掷到沙质的土壤中。

以现有普通的蓖麻包衣种子作为对照组,本实施例制备的蓖麻包衣种子作为实验组,抛掷到沙质的土壤中;每次试验均为随机抛掷,试验重复三次,共试验5个片区,每个片区6个试验点,共30个实验点,其中,同一个片区内对照组、实验组的实验点均为3个,每个试验点播种2个包衣种子;

无人工灌溉的情况下,在蓖麻的出苗期,计算蓖麻的出苗率以及后期成活率,30个试验点,5个对照组试验点、10个实验组试验点出苗正常,长势良好,计算实验组、对照组的出苗率和幼苗成活率,出苗率(%)=出苗数/播种种子数×100,幼苗成活率(%)=幼苗成活数/出苗数×100,具体结果见表1。

实施例2

发明人在内蒙古多伦县进行田间试验。试验点为内蒙古多伦县,试验土壤为沙质土壤,肥力一般。本发明所用的包衣种子组成成分及制备方法为:

种植土采用当地沙质土壤,抗干旱种子选用蓖麻种子;土壤调理剂中各组分的质量百分含量如下:有机质≥20%,氮≥5%,磷≥5%,钾≥5%,多肽≥8%,钙≥8%,pH 8.0-11.0;生物有机肥中各组分的质量百分含量如下:有机质≥40%,氮≥5%,磷≥5%,钾≥5%,多肽≥5%,钙≥4%,pH 8.0-11.0,有效活菌含量≥0.2亿个/克,其中,有效活菌包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌、产阮假丝酵母、巨大芽孢杆菌、胶冻芽孢杆菌、植物乳杆菌、粪肠球菌、里氏木霉、蛋白酶、纤维素酶;氨基酸水溶肥优选活性多肽钙,氨基酸水溶肥中各组分的质量百分含量如下:有机质≥300g/L,多肽钙≥30g/L,氨基酸≥100g/L,多肽镁≥10g/L,锌与硼含量之和≥4g/L;腐殖酸的水溶肥优选多肽高氮液体水溶肥,含腐殖酸的水溶肥中各组分的质量百分含量如下:氮≥200g/L,磷≥200g/L,钾≥200g/L,腐植酸氮≥30g/L,腐植酸磷≥30g/L,腐植酸钾≥30g/L,有机质≥200g/L,pH 7.0-8.5。

将土壤调理剂6.15g、生物有机肥12.35g、当地沙质土壤61.5g均匀混合,制成种子1的基质层2;再称取生根粉0.5g,分子量为2-6万的γ-聚谷氨酸5.5g,分子量为30-100万的γ-聚谷氨酸4g,制成包衣层3;将3个蓖麻种子放入制备的基质层2中,再与制备的包衣层3混合在一起;包衣层3外包可降解无纺布,无纺布之外包裹圆形的控根容器,控根容器的孔径为1cm;将活性多肽钙和多肽高氮液体水溶肥按照质量配比为2:3的比例混合,将混合好的水溶肥稀释400倍,将封存好的包衣种子,浸泡在稀释好的水溶肥中1.5h,然后抛掷到沙质的土壤中。

以现有普通的蓖麻包衣种子作为对照组,本实施例制备的蓖麻包衣种子作为实验组,抛掷到沙质的土壤中;每次试验均为随机抛掷,试验重复三次,共试验5个片区,每个片区6个试验点,共30个实验点,其中,同一个片区内对照组、实验组的实验点均为3个,每个试验点播种2个包衣种子;

无人工灌溉的情况下,在蓖麻的出苗期,计算蓖麻的出苗率以及后期成活率,30个试验点,7个对照组试验点、12个实验组试验点出苗正常,长势良好,计算实验组、对照组的出苗率和幼苗成活率,出苗率(%)=出苗数/播种种子数×100,幼苗成活率(%)=幼苗成活数/出苗数×100,具体结果见表1。

实施例3

发明人在内蒙古多伦县进行田间试验。试验点为内蒙古多伦县,试验土壤为沙质土壤,肥力一般。本发明所用的包衣种子组成成分及制备方法为:

种植土采用当地沙质土壤,抗干旱种子选用蓖麻种子;土壤调理剂中各组分的质量百分含量如下:有机质≥20%,氮≥5%,磷≥5%,钾≥5%,多肽≥8%,钙≥8%,pH 8.0-11.0;生物有机肥中各组分的质量百分含量如下:有机质≥40%,氮≥5%,磷≥5%,钾≥5%,多肽≥5%,钙≥4%,pH 8.0-11.0,有效活菌含量≥0.2亿个/克,其中,有效活菌包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌、产阮假丝酵母、巨大芽孢杆菌、胶冻芽孢杆菌、植物乳杆菌、粪肠球菌、里氏木霉、蛋白酶、纤维素酶;氨基酸水溶肥优选活性多肽钙,氨基酸水溶肥中各组分的质量百分含量如下:有机质≥300g/L,多肽钙≥30g/L,氨基酸≥100g/L,多肽镁≥10g/L,锌与硼含量之和≥4g/L;腐殖酸的水溶肥优选多肽高氮液体水溶肥,含腐殖酸的水溶肥中各组分的质量百分含量如下:氮≥200g/L,磷≥200g/L,钾≥200g/L,腐植酸氮≥30g/L,腐植酸磷≥30g/L,腐植酸钾≥30g/L,有机质≥200g/L,pH 7.0-8.5。

将土壤调理剂20g、生物有机肥10g、当地沙质土壤60g均匀混合,制成种子1的基质层2;再称取生根粉0.5g,分子量为2-6万的γ-聚谷氨酸5.5g,分子量为30-100万的γ-聚谷氨酸4g,制成包衣层3;将2个蓖麻种子放入制备的基质层2中,再与制备的包衣层3混合在一起;包衣层3外包可降解无纺布,无纺布之外包裹圆形的控根容器,控根容器的孔径为1.5cm;将活性多肽钙和多肽高氮液体水溶肥按照质量配比为2:3的比例混合,将混合好的水溶肥稀释400倍,将封存好的包衣种子,浸泡在稀释好的水溶肥中2h,然后抛掷到沙质的土壤中。

以现有普通的蓖麻包衣种子作为对照组,本实施例制备的蓖麻包衣种子作为实验组,抛掷到沙质的土壤中;每次试验均为随机抛掷,试验重复三次,共试验5个片区,每个片区6个试验点,共30个实验点,其中,同一个片区内对照组、实验组的实验点均为3个,每个试验点播种2个包衣种子;

无人工灌溉的情况下,在蓖麻的出苗期,计算蓖麻的出苗率以及后期成活率,30个试验点,6个对照组试验点、11个实验组试验点出苗正常,长势良好,计算实验组、对照组的出苗率和幼苗成活率,出苗率(%)=出苗数/播种种子数×100,幼苗成活率(%)=幼苗成活数/出苗数×100,具体结果见表1。

实施例4

发明人在内蒙古多伦县进行田间试验。试验点为内蒙古多伦县,试验土壤为沙质土壤,肥力一般。本发明所用的包衣种子组成成分及制备方法为:

种植土采用当地沙质土壤,抗干旱种子选用蓖麻种子;土壤调理剂中各组分的质量百分含量如下:有机质≥20%,氮≥5%,磷≥5%,钾≥5%,多肽≥8%,钙≥8%,pH 8.0-11.0;生物有机肥中各组分的质量百分含量如下:有机质≥40%,氮≥5%,磷≥5%,钾≥5%,多肽≥5%,钙≥4%,pH 8.0-11.0,有效活菌含量≥0.2亿个/克,其中,有效活菌包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌、产阮假丝酵母、巨大芽孢杆菌、胶冻芽孢杆菌、植物乳杆菌、粪肠球菌、里氏木霉、蛋白酶、纤维素酶;氨基酸水溶肥优选活性多肽钙,氨基酸水溶肥中各组分的质量百分含量如下:有机质≥300g/L,多肽钙≥30g/L,氨基酸≥100g/L,多肽镁≥10g/L,锌与硼含量之和≥4g/L;腐殖酸的水溶肥优选多肽高氮液体水溶肥,含腐殖酸的水溶肥中各组分的质量百分含量如下:氮≥200g/L,磷≥200g/L,钾≥200g/L,腐植酸氮≥30g/L,腐植酸磷≥30g/L,腐植酸钾≥30g/L,有机质≥200g/L,pH 7.0-8.5。

将土壤调理剂9g、生物有机肥13.5g、当地沙质土壤67.5g均匀混合,制成种子1的基质层2;再称取生根粉0.7g,分子量为2-6万的γ-聚谷氨酸5.5g,分子量为30-100万的γ-聚谷氨酸4g,制成包衣层3;将3个蓖麻种子放入制备的基质层2中,再与制备的包衣层3混合在一起;包衣层3外包可降解无纺布,无纺布之外包裹圆形的控根容器,控根容器的孔径为1 cm;将活性多肽钙和多肽高氮液体水溶肥按照质量配比为2:3的比例混合,将混合好的水溶肥稀释400倍,将封存好的包衣种子,浸泡在稀释好的水溶肥中2h,然后抛掷到沙质的土壤中。

以现有普通的蓖麻包衣种子作为对照组,本实施例制备的蓖麻包衣种子作为实验组,抛掷到沙质的土壤中;每次试验均为随机抛掷,试验重复三次,共试验5个片区,每个片区6个试验点,共30个实验点,其中,同一个区内对照组、实验组的实验点均为3个,每个试验点播种2个包衣种子;

无人工灌溉的情况下,在蓖麻的出苗期,计算蓖麻的出苗率以及后期成活率,30个试验点,7个对照组试验点、12个实验组试验点出苗正常,长势良好,计算实验组、对照组的出苗率和幼苗成活率,出苗率(%)=出苗数/播种种子数×100,幼苗成活率(%)=幼苗成活数/出苗数×100,具体结果见表1。

表1 出苗率、幼苗成活率测定结果统计表

由表1中数据可知,对照组的出苗率为30-50%,幼苗成活率为50-60%;实验组的出苗率为65-80%,幼苗成活率为60-70%,实验组的出苗率和成活率均大大提高,效果显著;另外,本发明实验组包衣种子的后期幼苗在后期生长过程中,还表现出了比对照组幼苗更强的抗逆性。

本发明中种子外部的包衣主要由基质层、包衣层和保护层三部分组成,基质层采用的土壤调理剂和生物有机肥结合,这样既可以使得种子发芽率提高,又可以改良沙漠的土壤问题,如提高有机质含量、减少漏水漏肥现象;包衣层生物保水剂使用γ-聚谷氨酸,γ-聚谷氨酸的保水能力和吸水后形成的水凝胶的缓释作用,在此基础之上混入生根粉,又可以提高沙漠旱生植物的成活率;保护层由内层和外层组成,内层为可降解的无纺布,外层为控根容器,控根容器的孔径既可以使得种子长出,又可以起到在空中飞播的过程中保护的作用。

以上对本发明的4个实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

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