一种提高树木移植成活率的改良剂及其制备方法与流程

1.本发明属于土壤改良剂技术领域，具体地，涉及一种提高树木移植成活率的改良剂及其制备方法。


背景技术：

2.现实生活中，很多时候都要对树木进行移植；但是，树木移植的成活率受到多种因素的影响，例如气候和土壤，如果土壤环境较差的话，移植的树木将很难存活，土壤改良剂是一种土壤修复物质，现阶段在工业生产和水土流失的多种因素影响下，土壤中的污染性成分以及土壤的结构发生较大的变化，土壤性质发生变化直接影响到土壤的使用性能，土壤改良剂则是针对土壤问题研发的一种物质，按照原材料的成分可将土壤改良剂分为天然改良剂和人工合成改良剂，人工合成的土壤改良剂组成成分更加全面，对土壤的改善效果更好，土壤改良剂可以在物理、化学和生物方向上对土壤表层进行改善。
3.现有的一些土壤改良剂只对土壤内部的成分进行改善，对土壤层的结构不能起到较好的调节作用，土壤层自身的储水能力和储肥能力较差，直接影响到土壤改良剂作用于植物的生长；铜是植物必需营养元素之一，铜以阳离子(cu
2+
)的形态被植物吸收，土壤改良剂中的铜粒子易受土壤中ph值影响，如果ph值较高铜粒子会生成氢氧化铜沉淀，氨基酸(双齿配体)可以作为很好的螯合剂，但它可能在由高浓度阴离子(如oh
–
、po
43-或hpo
42-)组成的水培营养体系中形成不稳定的金属螯合物，导致螯合效果降低，进而影响植物对铜离子的吸收，造成成活率的下降。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种提高树木移植成活率的改良剂及其制备方法，通过用层状结构的凹凸棒石去负载凝胶颗粒，实现凝胶颗粒在凹凸棒石中的均匀填充，水分和养分通过凹凸棒石表面流通时，通过凝胶的吸附作用，能够提升储水能力和储肥能力；通过l-缬氨酸与乙二醇反应生成的四齿螯合物去螯合铜离子，使得铜离子在土壤体系中能够更加稳定的存在，从而被植物更好的吸收。
5.本发明要解决的技术问题：现有的一些土壤改良剂只对土壤内部的成分进行改善，对土壤层的结构不能起到较好的调节作用，且氨基酸螯合的铜离子不稳定，易被破坏。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
7.一种提高树木移植成活率的改良剂，包括70-80％重量份的组分a，余量为组分b，组分a包括以下质量份原料：80-100份轻质碳酸钙、40-55份蒙脱土、2-5份磷酸二氢钾、20-30份生物炭、4-6份硅酸钠和20-25份凹凸棒石负载的凝胶颗粒；组分b包括以下质量份原料：10-15份葡萄糖、5-10份壳聚糖、0.3-1.2份细胞分裂素、0.01-0.1份柠檬酸铁、0.01-0.1份硫酸锌、0.01-0.15份螯合铜、0.01-0.2份钼酸铵、0.03-0.1份硼酸和1-2份敌百虫，80-90份水；
8.所述凹凸棒石负载的凝胶颗粒包括以下步骤制得：
9.将凹凸棒石超声分散在乙醇和naoh的混合溶液中，再加入凝胶颗粒，搅拌混合1-2h后，得到凹凸棒石负载的凝胶颗粒，其中，凹凸棒石、乙醇、naoh和凝胶颗粒的用量比为5-10g：50-60ml：5-10g：1-2g。
10.上述反应过程中，凹凸棒石在乙醇和naoh的混合溶液中分散后，改变了凹凸棒石的层间结构，增大了层间距并引入羟基，与凝胶颗粒表面的羟基发生相互作用，进而将凝胶颗粒固定在凹凸棒石的层间，实现对凝胶颗粒的负载。
11.进一步地，所述生物炭是通过玉米秸秆在500℃下热解2h获得。
12.进一步地，所述凝胶颗粒包括以下步骤制得：
13.a1、室温下将纤维素在异丙醇和naoh溶液中碱化1h后，加入一氯乙酸钠，55℃反应3h，经过滤、洗涤和干燥，得到羧甲基中间体，其中，纤维素、异丙醇、naoh溶液和一氯乙酸钠的用量比为1-2g：60-80ml：30-40ml：4-6g；
14.a2、将柠檬酸溶解在去离子水中，加入羧甲基中间体，在室温下搅拌24h，在60℃下预热24h，然后在120-160℃下交联15-60min，经过滤、洗涤和干燥后得到固体产物，得到凝胶颗粒，其中，步骤a2中，柠檬酸、去离子水和羧甲基中间体的用量比为1-3g：40-50ml：4.3-5.2g。
15.进一步地，所述螯合铜包括以下步骤制得：
16.b1、向l-缬氨酸和乙二醇在甲苯中的搅拌悬浮液中加入对甲苯磺酸并在搅拌下加热至115℃过夜，冷却至室温后加入丙酮，经过滤、洗涤和干燥，得到螯合剂，其中，l-缬氨酸、乙二醇、甲苯和丙酮的用量比为7-9mmol：3-5mmol：14-16ml：7-9mmol：18-22ml；
17.b2、将螯合剂分散在自身质量30倍的去离子水中，得到分散液a，将cuso4溶解在自身质量30倍的去离子水中，得到溶液b，将分散液a和溶液b混合加热至45℃并搅拌2h，冷却至室温并通过冷冻干燥技术除去水，得到固体，经冷乙醇洗涤、乙醚洗涤并风干，得到螯合铜，其中，螯合剂和cuso4的摩尔比为1-2mmol：1.2-1.5mmol。
18.上述反应过程中，步骤b1中，l-缬氨酸在对甲苯磺酸的催化下与乙二醇反应，其中乙二醇中的两个羟基分别与两个l-缬氨酸中羧基反应生成酯基而连接，从而形成四齿螯合物。
[0019][0020]
四齿螯合物螯合cu
2+
的结构
[0021][0022]
一种提高树木移植成活率的改良剂的制备方法，包括以下步骤：
[0023]
s1、称取配方质量份原料，将轻质碳酸钙、蒙脱土、磷酸二氢钾、生物炭、硅酸钠和凹凸棒石负载的凝胶颗粒投入搅拌机中，控制搅拌机的转速在80r/min，中速转动搅拌10min，得到组分a；
[0024]
s2、将葡萄糖、壳聚糖、细胞分裂素、柠檬酸铁、硫酸锌、螯合铜、钼酸铵、硼酸、敌百
虫和水混合搅拌均匀，得到组分b；
[0025]
s3、将组分a和组分b混合搅拌均匀后，即得成品。
[0026]
本发明的有益效果：
[0027]
1、本发明技术方案中，纤维素在异丙醇和naoh溶液中碱化后，其表面接枝有大量羟基，携带羟基的纤维素与一氯乙酸钠反应，一氯乙酸钠中的cl与羟基反应，得到羧甲基中间体，再以柠檬酸为交联剂，柠檬酸中的羧基与纤维素中的羟基进行反应，进而形成凝胶，羧甲基化的目的在于控制凝胶的溶胀能力和刚度，刚度随着羧甲基含量的增加而降低，溶胀能力随着羧甲基含量的增加而显着增强；凹凸棒石负载的凝胶颗粒中，凹凸棒石具有层状结构，而凝胶颗粒具有强保水性和保肥性，将两者结合的改良剂用于土壤可实现土壤优良的保水性和保肥性，进而能够促进移植植物的营养吸收，保证移植植物的成活率。
[0028]
2、本发明技术方案中，氨基酸是植物营养的氮源，大多数植物可以直接吸收氨基酸并在其生理结构和过程中使用它们，l-缬氨酸能够促进高等植物的呼吸作用，也可作为植物体的n源，而铜的作用：是植物体内多种氧化酶的成分，与植物体内的氧化还原反应和呼吸作用有关；对叶绿素的形成有重大影响；能增强光合作用和促进花粉萌发和花粉管伸长，提高结实率，通过l-缬氨酸与乙二醇反应生成的四齿螯合物去螯合铜离子，使得铜离子在土壤体系中更加稳定，所以能够更好的被植物根部吸收，从而提升了树木移植的成活率。
[0029]
3、本发明技术方案中，生物炭由农业废弃物秸秆热解形成的富碳化合物，具有比表面积大、孔隙结构发达等优点，优良的吸收和交换能力，在土壤中施用生物炭可以改变土壤水分的分布，提高水分和养分的利用效率。
具体实施方式
[0030]
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0031]
实施例1
[0032]
一种凹凸棒石负载的凝胶颗粒包括以下步骤制得：
[0033]
a1、室温下将1g纤维素在60ml异丙醇和30ml naoh溶液中碱化1h后，加入4g一氯乙酸钠，55℃反应3h，经过滤、洗涤和干燥，得到羧甲基中间体；
[0034]
a2、将1g柠檬酸溶解在40ml去离子水中，加入4.3g羧甲基中间体，在室温下搅拌24h，在60℃下预热24h，然后在120℃下交联15min，经过滤、洗涤和干燥后得到固体产物，得到凝胶颗粒；
[0035]
a3、将5g凹凸棒石超声分散在50ml乙醇和5g naoh的混合溶液中，再加入1g凝胶颗粒，搅拌混合1h后，得到凹凸棒石负载的凝胶颗粒。
[0036]
实施例2
[0037]
一种凹凸棒石负载的凝胶颗粒包括以下步骤制得：
[0038]
a1、室温下将1.5g纤维素在70ml异丙醇和35ml naoh溶液中碱化1h后，加入5g一氯乙酸钠，55℃反应3h，经过滤、洗涤和干燥，得到羧甲基中间体；
[0039]
a2、将2g柠檬酸溶解在45ml去离子水中，加入4.9g羧甲基中间体，在室温下搅拌
24h，在60℃下预热24h，然后在140℃下交联40min，经过滤、洗涤和干燥后得到固体产物，得到凝胶颗粒；
[0040]
a3、将7g凹凸棒石超声分散在55ml乙醇和7g naoh的混合溶液中，再加入1.5g凝胶颗粒，搅拌混合1.5h后，得到凹凸棒石负载的凝胶颗粒。
[0041]
实施例3
[0042]
一种凹凸棒石负载的凝胶颗粒包括以下步骤制得：
[0043]
a1、室温下将2g纤维素在80ml异丙醇和40ml naoh溶液中碱化1h后，加入6g一氯乙酸钠，55℃反应3h，经过滤、洗涤和干燥，得到羧甲基中间体；
[0044]
a2、将3g柠檬酸溶解在50ml去离子水中，加入5.2g羧甲基中间体，在室温下搅拌24h，在60℃下预热24h，然后在160℃下交联60min，经过滤、洗涤和干燥后得到固体产物，得到凝胶颗粒；
[0045]
a3、将10g凹凸棒石超声分散在60ml乙醇和10g naoh的混合溶液中，再加入2g凝胶颗粒，搅拌混合2h后，得到凹凸棒石负载的凝胶颗粒。
[0046]
对比例1
[0047]
本对比例为实施例1中步骤a2所得产物。
[0048]
对比例2
[0049]
本对比例为实施例2中步骤a2所得产物。
[0050]
实施例4
[0051]
螯合铜包括以下步骤制得：
[0052]
b1、向7mmol l-缬氨酸和3mmol乙二醇在14ml甲苯中的搅拌悬浮液中加入7mmol对甲苯磺酸并在搅拌下加热至115℃过夜，冷却至室温并加入18ml丙酮，经过滤、洗涤和干燥后，得到螯合剂；
[0053]
b2、将1mmol螯合剂分散在自身质量30倍的去离子水中，得到分散液a，将1.2mmol cuso4溶解在自身质量30倍的去离子水中，得到溶液b，将分散液a和溶液b混合加热至45℃并搅拌2h，冷却至室温并通过冷冻干燥技术除去水，得到固体，经冷乙醇洗涤、乙醚洗涤并风干，得到螯合铜。
[0054]
实施例5
[0055]
螯合铜包括以下步骤制得：
[0056]
b1、向8mmol l-缬氨酸和4mmol乙二醇在15ml甲苯中的搅拌悬浮液中加入8mmol对甲苯磺酸并在搅拌下加热至115℃过夜，冷却至室温并加入20ml丙酮，经过滤、洗涤和干燥后，得到螯合剂；
[0057]
b2、将1.5mmol螯合剂分散在自身质量30倍的去离子水中，得到分散液a，将1.3mmol cuso4溶解在自身质量30倍的去离子水中，得到溶液b，将分散液a和溶液b混合加热至45℃并搅拌2h，冷却至室温并通过冷冻干燥技术除去水，得到固体，经冷乙醇洗涤、乙醚洗涤并风干，得到螯合铜。
[0058]
实施例6
[0059]
螯合铜包括以下步骤制得：
[0060]
b1、向9mmol l-缬氨酸和5mmol乙二醇在16ml甲苯中的搅拌悬浮液中加入9mmol对甲苯磺酸并在搅拌下加热至115℃过夜，冷却至室温并加入22ml丙酮，经过滤、洗涤和干燥
后，得到螯合剂；
[0061]
b2、将2mmol螯合剂分散在自身质量30倍的去离子水中，得到分散液a，将1.5mmol cuso4溶解在自身质量30倍的去离子水中，得到溶液b，将分散液a和溶液b混合加热至45℃并搅拌2h，冷却至室温并通过冷冻干燥技术除去水，得到固体，经冷乙醇洗涤、乙醚洗涤并风干，得到螯合铜。
[0062]
实施例7
[0063]
一种提高树木移植成活率的改良剂的制备方法，包括以下步骤：
[0064]
s1、将80份轻质碳酸钙、40份蒙脱土、2份磷酸二氢钾、20份生物炭、4份硅酸钠和20份凹凸棒石负载的凝胶颗粒投入搅拌机中，控制搅拌机的转速在80r/min，中速转动搅拌10min，得到组分a；
[0065]
s2、将10份葡萄糖、5份壳聚糖、0.3份细胞分裂素、0.01份柠檬酸铁、0.01份硫酸锌、0.01份实施例4制备的螯合铜、0.01钼酸铵、0.03份硼酸、1份敌百虫和80份水混合搅拌均匀，得到组分b；
[0066]
s3、将70份的组分a和20份的组分b混合搅拌均匀后，即得成品。
[0067]
实施例8
[0068]
一种提高树木移植成活率的改良剂的制备方法，包括以下步骤：
[0069]
s1、将90份轻质碳酸钙、50份蒙脱土、3份磷酸二氢钾、25份生物炭、5份硅酸钠和23份凹凸棒石负载的凝胶颗粒投入搅拌机中，控制搅拌机的转速在80r/min，中速转动搅拌10min，得到组分a；
[0070]
s2、将12份葡萄糖、7份壳聚糖、0.8份细胞分裂素、0.06份柠檬酸铁、0.06份硫酸锌、0.1份实施例5制备的螯合铜、0.12钼酸铵、0.07份硼酸、1.5份敌百虫和85份水混合搅拌均匀，得到组分b；
[0071]
s3、将75份的组分a和25份的组分b混合搅拌均匀后，即得成品。
[0072]
实施例9
[0073]
一种提高树木移植成活率的改良剂的制备方法，包括以下步骤：
[0074]
s1、将100份轻质碳酸钙、55份蒙脱土、5份磷酸二氢钾、30份生物炭、6份硅酸钠和25份凹凸棒石负载的凝胶颗粒投入搅拌机中，控制搅拌机的转速在80r/min，中速转动搅拌10min，得到组分a；
[0075]
s2、将15份葡萄糖、10份壳聚糖、1.2份细胞分裂素、0.1份柠檬酸铁、0.1份硫酸锌、0.15份实施例6制备的螯合铜、0.2钼酸铵、0.1份硼酸、2份敌百虫和90份水混合搅拌均匀，得到组分b；
[0076]
s3、将80份的组分a和20份的组分b混合搅拌均匀后，即得成品。
[0077]
对比例3
[0078]
将实施例7中的凹凸棒石负载的凝胶颗粒换成对比例1中的物质，其余原料及工艺步骤同实施例7。
[0079]
对比例4
[0080]
将实施例8中的凹凸棒石负载的凝胶颗粒换成对比例2中的物质，其余原料及工艺步骤同实施例8。
[0081]
对比例5
[0082]
将实施例7中的螯合铜换成cuso4，其余原料及工艺步骤同实施例7。
[0083]
对比例6
[0084]
将实施例8中的螯合铜换成cuso4，其余原料及工艺步骤同实施例8。
[0085]
现对实施例7-9及对比例3-6制备的改良剂进行效果测试，进行了桂花树移栽试验，从1月3日开始栽培桂花树苗，并施加改良剂，试验结果如下表1所示：
[0086]
表1
[0087][0088][0089]
由上表1可知，本发明实施例制备的改良剂相比于对比例，在提高桂花树移植成活率上具有更好的效果。
[0090]
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0091]
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。