一种海藻高分子提取液、其制备方法和一种海藻生物保水液体地膜与流程

本发明涉及农业技术领域，尤其是涉及一种海藻高分子提取液、其制备方法和一种海藻生物保水液体地膜。

背景技术：

液体地膜是一类被制备成液体的成膜物质，经喷施后在土壤表层形成一层胶状薄膜，使土壤颗粒联结起来,起到地膜的作用。液体地膜的使用可使土壤表面形成多分子的网状膜，该膜的使用能够封闭土壤表面孔隙，抑制土壤水分挥发,但不影响水分的渗入，同时分散的土壤颗粒可以胶连在一起，形成土壤团粒结构。液体地膜在加工制备、使用性能、降解程度等方面比常规降解地膜等可降解地膜更具优势，易于大面积推广使用。近年来,液体地膜的研制多集中在化学高分子材料中，对海藻中的高分子物质的使用较少，且常规液体地膜的成本较高，本液体地膜集中了常规液体地膜所具有的全部功能，降解性能好、成本低、可现场喷施、不受地形限制，而且具有保墒、增温等功能。其中海藻提取液中含有天然活性物质，它能够调节植物的生长；另外海藻酸对土壤中的重金属有钝化作用，能阻止作物对重金属离子的吸收；海藻酸还具有较强的保水、保肥作用，能延长肥效。除此之外，本地膜具体而言是一种集肥料、生长调节物质和农膜于一身的新型多功能液体地膜。

但是现有专利如201110036149.1的保水性还不够理想，机械性能差，同时还存在不环保等一系列问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种海藻生物保水液体地膜，本发明提供的地膜保水性能好，保温性能好，具有生物降解性，同时机械强度高。

本发明提供了一种海藻高分子提取液，包括如下重量份组分：

海藻10～40份、碳酸氢钠5～30份、碳酸钠10～40份、三聚磷酸钾5～25份，焦磷酸钠5～35份，柠檬酸15～45份，水1～2份。

优选的，包括如下重量份组分：

海藻15～35份、碳酸氢钠10～25份、碳酸钠15～35份、三聚磷酸钾7～20份，焦磷酸钠5～30份，柠檬酸20～40份，水1份。

优选的，包括如下重量份组分：

海藻15～25份、碳酸氢钠15～25份、碳酸钠25～35份、三聚磷酸钾8～12份，焦磷酸钠5～15份，柠檬酸25～35份，水1份。

优选的，所述海藻选自褐藻、红藻和绿藻中的一种或多种。

本发明提供了一种上述所述的海藻高分子提取液的制备方法，包括：

a)将海藻粉碎，清洗，得到预处理的海藻；

b)将预处理的海藻与水、碳酸钠、碳酸氢钠混合，消化提取，得到初提混合液；

c)将所述初提混合液与三聚磷酸钾、焦磷酸钠混合提取，加入柠檬酸钠调节至中性，搅拌，离心，得到海藻高分子提取液。

优选的，所述步骤a)中粉碎至20目；所述步骤b)提取的温度为60℃～80℃；所述提取的时间为2～3h。

优选的，所述步骤c)提取的时间为1～2h；提取的温度为60℃～80℃；所述搅拌的时间为1～1.5h。

本发明提供了一种海藻生物保水液体地膜，包括如下重量份的原料：

上述所述的海藻高分子提取液或由上述所述的制备方法制备得到的海藻高分子提取液55～90份，聚乙烯醇1.5～25份，硼酸0.2～5份，过硫酸钾0.4～3份，戊二醛0.15～2份，羧甲基淀粉钠0.5～10份，羧甲基纤维素钠0.4～5.0份，丙三醇0.2～3.0份。

本发明提供了一种海藻生物保水液体地膜的制备方法，包括：

将上述所述的海藻高分子提取液或由上述所述的制备方法制备得到的海藻高分子提取液、聚乙烯醇、硼酸、过硫酸钾、戊二醛、羧甲基淀粉钠、羧甲基纤维素钠和丙三醇混合，加热搅拌，得到。

优选的，所述加热温度为55℃～75℃；所述搅拌时间为1～5h。

与现有技术相比，本发明提供了一种海藻生物保水液体地膜，包括如下重量份的原料：上述所述的海藻高分子提取液或由上述所述的制备方法制备得到的海藻高分子提取液55～90份，聚乙烯醇1.5～25份，硼酸0.2～5份，过硫酸钾0.4～3份，戊二醛0.15～2份，羧甲基淀粉钠0.5～10份，羧甲基纤维素钠0.4～5.0份，丙三醇0.2～3.0份。本发明通过特定的中性条件下降解得到海藻提取液有效成分含量更高，将提取液与其余功能高分子材料接枝共聚并充分交联，使各种组分有机结合起来，形成海藻生物保水液体地膜，有利于保水保温，冬季保温土壤温度提高3℃以上，保水率提高20％以上，防杂草率50％，并且能够完全被微生物降解，环保无残留。

附图说明

图1为本发明地膜示意图；

图2为本发明地膜降解示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种海藻高分子提取液、其制备方法和一种海藻生物保水液体地膜，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都属于本发明保护的范围。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

本发明提供了一种海藻高分子提取液，包括如下重量份组分：

海藻10～40份、碳酸氢钠5～30份、碳酸钠10～40份、三聚磷酸钾5～25份，焦磷酸钠5～35份，柠檬酸15～45份，水1～2份。

本发明上述为重量份的组分，若总量为100，则上述即为质量百分比。

本发明提供的海藻高分子提取液，包括海藻10～40重量份；优选包括15～35重量份；更优选包括15～25重量份。

本发明提供的海藻高分子提取液，包括碳酸氢钠5～30重量份；优选包括碳酸氢钠10～25重量份；更优选包括15～25重量份。

本发明提供的海藻高分子提取液，包括碳酸钠10～40重量份；优选包括碳酸钠15～35重量份；更优选包括25～35重量份。

本发明提供的海藻高分子提取液，包括三聚磷酸钾5～25重量份；优选包括三聚磷酸钾7～20重量份；更优选包括三聚磷酸钾8～12重量份。

本发明提供的海藻高分子提取液，包括焦磷酸钠5～35重量份；优选包括焦磷酸钠5～30重量份；更优选包括焦磷酸钠5～15重量份。

本发明提供的海藻高分子提取液，包括柠檬酸15～45重量份；优选包括柠檬酸20～40重量份；更优选包括柠檬酸25～35重量份。

本发明提供的海藻高分子提取液，包括水1～2份；优选包括水1份。

即为上述海藻与水的重量比为10:1～40:1；优选为15:1～25:1。

本发明对于上述组分的来源不进行限定，市售即可。

在本发明其中一部分优选实施方式中，包括如下重量份组分：

海藻15～35份、碳酸氢钠10～25份、碳酸钠15～35份、三聚磷酸钾7～20份，焦磷酸钠5～30份，柠檬酸20～40份，水1份。

在本发明其中一部分优选实施方式中，包括如下重量份组分：

海藻15～25份、碳酸氢钠15～25份、碳酸钠25～35份、三聚磷酸钾8～12份，焦磷酸钠5～15份，柠檬酸25～35份，水1份。

按照本发明，所述海藻优选选自褐藻、红藻和绿藻中的一种或多种。

进一步优选地，所述海藻为褐藻中的一种或多种的干藻。

其中本文采用的海藻为天然野生或人工养殖。

本发明提供了一种上述所述的海藻高分子提取液的制备方法，包括：

a)将海藻粉碎，清洗，得到预处理的海藻；

b)将预处理的海藻与水、碳酸钠、碳酸氢钠混合，消化提取，得到初提混合液；

c)将所述初提混合液与三聚磷酸钾、焦磷酸钠混合提取，加入柠檬酸钠调节至中性，搅拌，离心，得到海藻高分子提取液。

本发明提供的海藻高分子提取液的制备方法首先将海藻粉碎，清洗，得到预处理的海藻。

本发明所述海藻粉碎优选为粉碎至20目。

将海藻原料粉碎至20目，并将海藻经过清水清洗处理后，备用。

将预处理的海藻与水、碳酸钠、碳酸氢钠混合，消化提取，得到初提混合液。

本发明对于所述海藻、碳酸氢钠、碳酸钠、三聚磷酸钾、焦磷酸钠、柠檬酸和水的质量和比例上述已经有了清楚的描述，在此不再赘述。

本发明上述提取优选在提取罐中进行，所述提取的温度优选为60℃～80℃；更优选为60℃～75℃；所述提取的时间为2～3h。

将所述初提混合液与三聚磷酸钾、焦磷酸钠混合提取。

提取的时间优选为1～2h；所述提取的温度优选为60℃～80℃；更优选为60℃～75℃；

将上述获得的液体加入柠檬酸调节为中性。本发明所述中性，即为ph为7。

而后搅拌，离心，得到海藻高分子提取液。

本发明所述搅拌的时间为1～1.5h。

本发明所述离心优选在离心机中进行，所述离心的转速优选为3000r/min。时间优选为30min。

本发明通过加入上述碳酸钠、碳酸氢钠、三聚磷酸钾、焦磷酸钠、柠檬酸的加入，使得海藻在中性条件下降解，使得有效物质得到很好地保留，更有利于保水性能，防护性能。

本发明实现了海藻添加物的大量添加(最高可达到85％-90％)，使用原料更加环保。该项目的创新点是突破了海藻物质和少量化学试剂为主要原料的组成比例，具有复合高效性、生态清洁性和工艺/使用安全性等特点。本款多功能可降解黑色液态地膜技术协助解决了白色污染问题，显著解决了大量塑料膜造成的污染难题，达到了农业增产增收、资源综合利用的目的。它不仅有塑料地膜的吸热增温、保墒、保苗作用，还有较强的粘附能力，可将土粒联结成理想的团聚体。结合土壤微生物自降解为含有海藻专利成分的促进物质，很大程度上解决了地膜对土地和环境污染，同时又增加了集农药、肥料和农膜于一身的特点，用后翻压入土，可成为土壤改良剂。

本发明提供了一种海藻生物保水液体地膜，包括如下重量份的原料：

上述所述的海藻高分子提取液或由上述所述的制备方法制备得到的海藻高分子提取液55～90份，聚乙烯醇1.5～25份，硼酸0.2～5份，过硫酸钾0.4～3份，戊二醛0.15～2份，羧甲基淀粉钠0.5～10份，羧甲基纤维素钠0.4～5.0份，丙三醇0.2～3.0份。

本发明提供的海藻生物保水液体地膜包括上述所述的海藻高分子提取液或由上述所述的制备方法制备得到的海藻高分子提取液55～90重量份；优选包括60～90重量份；更优选包括65～90重量份；最优选包括70～90重量份；特别优选为包括75～90重量份。

本发明上述制备的海藻提取液可以实现高含量的加入，更好的提高地膜的性能。

本发明提供的海藻生物保水液体地膜包括聚乙烯醇1.5～25重量份；优选包括聚乙烯醇1.5～20重量份；更优选包括聚乙烯醇1.5～18重量份；最优选包括聚乙烯醇1.5～15重量份。

本发明提供的海藻生物保水液体地膜包括硼酸0.2～5重量份；优选包括硼酸0.5～4重量份；更优选包括硼酸1～3重量份；最优选包括硼酸1～2.5重量份。

本发明提供的海藻生物保水液体地膜包括过硫酸钾0.4～3重量份，优选包括过硫酸钾0.5～2.5重量份，更优选包括过硫酸钾0.5～2重量份。

本发明提供的海藻生物保水液体地膜包括戊二醛0.15～2重量份；优选包括戊二醛0.2～1.5重量份；更优选包括0.25～1.0重量份；最优选包括0.25～0.8重量份。

本发明提供的海藻生物保水液体地膜包括羧甲基淀粉钠0.5～10重量份；优选包括羧甲基淀粉钠1～8重量份；更优选包括羧甲基淀粉钠2～5重量份。

本发明提供的海藻生物保水液体地膜包括羧甲基纤维素钠0.4～5.0重量份；优选包括1～4.5重量份；更优选包括1.25～4.25重量份。

本发明提供的海藻生物保水液体地膜包括丙三醇0.2～3.0重量份；优选包括丙三醇0.3～2.0重量份；更优选包括0.5～1.5重量份。

本发明对于上述组分的来源不进行限定，市售即可。

本发明中海藻高分子提取液富含天然活性功能物质(海藻酸、海藻多糖、海藻蛋白等)，其中海藻酸不仅对土壤中的重金属有钝化作用，能阻止作物对重金属离子的吸收，而且海藻酸还具有较强的保水、保肥作用，并且能延长肥效；海藻多糖富含免疫抗逆功效，能一定程度上防止病害，海藻蛋白是一种富含氨基结构的有效载体，对于作物的生理发育具有较好的促进作用。

其次，本发明将海藻高分子提取液与功能高分子物质有机结合起来，形成海藻生物保水液体地膜，具备了良好的使用便利性与可降解性，并且对作物不构成伤害，利于作物保水，保温等。

本发明提供了一种海藻生物保水液体地膜的制备方法，包括：

将上述所述的海藻高分子提取液或由上述所述的制备方法制备得到的海藻高分子提取液、聚乙烯醇、硼酸、过硫酸钾、戊二醛、羧甲基淀粉钠、羧甲基纤维素钠和丙三醇混合，加热搅拌，得到。

本发明提供的海藻生物保水液体地膜的制备方法首先将海藻高分子提取液、聚乙烯醇、硼酸、过硫酸钾、戊二醛、羧甲基淀粉钠、羧甲基纤维素钠和丙三醇混合。

本发明对于上述组分的来源不进行限定，市售即可。

本发明对于上述组分的配比已经有了清楚的描述，在此不再限定。

本发明对于上述混合的具体方式不进行限定，本领域技术人员熟知的即可。

本发明所述加热温度优选为55℃～75℃；更优选为60℃～70℃；所述搅拌时间优选为1～5h；更优选为1～4h；最优选为1～3h。

最终制备得到均匀稳定的可流动性胶体溶液。

本发明将海藻高分子提取液与少量的接枝材料有机结合起来，形成环保可降解液体地膜，有利于具体使用及解决常见地膜应用存在的问题。

本发明海藻生物保水液体地膜是极其均匀稳定的黄褐色或黑褐色胶体溶液。

本发明提供了一种海藻生物保水液体地膜，包括如下重量份的原料：上述所述的海藻高分子提取液或由上述所述的制备方法制备得到的海藻高分子提取液55～90份，聚乙烯醇1.5～25份，硼酸0.2～5份，过硫酸钾0.4～3份，戊二醛0.15～2份，羧甲基淀粉钠0.5～10份，羧甲基纤维素钠0.4～5.0份，丙三醇0.2～3.0份。本发明通过特定的中性条件下降解得到海藻提取液有效成分含量更高，将提取液与其余功能高分子材料接枝共聚并充分交联，使各种组分有机结合起来，形成海藻生物保水液体地膜，有利于保水保温，冬季保温土壤温度提高3℃以上，保水率提高20％以上，防杂草率50％，并且能够完全被微生物降解，环保无残留。

图1为本发明地膜示意图；图2为本发明地膜降解示意图。

为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种海藻高分子提取液、其制备方法和一种海藻生物保水液体地膜进行详细描述。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为常规商店购买得到。

实施例1

海藻多糖酶解浓缩液中大分子物质含量分布

原料海藻提取液制备：

1)将100公斤海藻原料粉碎至20目；并将海藻经过清水清洗处理后，备用；

2)将步骤1)获得的海藻转入提取罐中，加入定量的水，同时加入碳酸钠及碳酸氢钠，控制温度在60℃范围内，消化提取2.5小时。

3)将步骤2)获得的混合液依次加入三聚磷酸钾，焦磷酸钠，保温提取1小时；

4)将步骤3)获得的液体加入柠檬酸调节为中性。

5)将步骤4)获得的液体保温搅拌1小时，停止。

6)将步骤5)获得的液体转入离心机，离心处理，即得。

实施例2本发明海藻生物保水液体地膜的制备

本发明的海藻液体地膜的制备方法：

将根据上述方法制备的海藻提取液780公斤、聚乙烯醇105公斤、硼酸15公斤、过硫酸钾5公斤、戊二醛2.5公斤、羧甲基淀粉钠5公斤，羧甲基纤维素钠37.5公斤，丙三醇5公斤，在温度60℃，在高速搅拌条件下处理混合1小时，制得均匀稳定的胶状液。

实施例3

原料海藻提取液制备：

1)将100公斤海藻原料粉碎至20目；并将海藻经过清水清洗处理后，备用；

2)将步骤1)获得的海藻转入提取罐中，加入定量的水，同时加入碳酸钠及碳酸氢钠，控制温度在65℃内，消化提取3小时。

3)将步骤2)获得的混合液依次加入三聚磷酸钾，焦磷酸钠，保温提取1.5小时；

4)将步骤3)获得的液体加入柠檬酸调节为中性。

5)将步骤4)获得的液体保温搅拌1.5小时，停止。

6)将步骤5)获得的液体转入离心机，离心处理，即得。

实施例4本发明海藻生物保水液体地膜的制备

本发明的海藻液体地膜的制备方法：

将根据上述方法制备的海藻提取液820公斤、聚乙烯醇65公斤、硼酸20公斤、过硫酸钾10公斤、戊二醛5公斤、羧甲基淀粉钠30公斤，羧甲基纤维素钠42.5公斤，丙三醇7.5公斤，在温度70℃，在高速搅拌条件下处理混合2小时，制得的均匀稳定的胶状液。

实施例5

海藻提取液制备：

1)将100公斤海藻原料粉碎至20目；并将海藻经过清水清洗处理后，备用；

2)将步骤1)获得的海藻转入提取罐中，加入定量的水，同时加入碳酸钠及碳酸氢钠，控制温度在70℃范围内，消化提取3小时。

3)将步骤2)获得的混合液依次加入三聚磷酸钾，焦磷酸钠，保温提取2.5小时；

4)将步骤3)获得的液体加入柠檬酸调节为中性。

5)将步骤4)获得的液体保温搅拌1.5小时，停止。

6)将步骤5)获得的液体转入离心机，离心处理，即得。

实施例6本发明海藻生物保水液体地膜的制备

本发明的海藻生物保水液体地膜的制备方法：

将根据上述方法制备的海藻提取液900公斤、聚乙烯醇15公斤、硼酸11公斤、过硫酸钾19公斤、戊二醛5公斤、羧甲基淀粉钠25公斤，羧甲基纤维素钠12.5公斤，丙三醇12.5公斤，在温度65℃，在高速搅拌条件下处理混合2.5小时，制得的均匀稳定的胶状液。

对比例1

1)海藻提取液制备：将100公斤海藻原料粉碎至20目；并将海藻经过清水清洗处理后，备用；

2)将步骤1)获得的海藻转入提取罐中，加入定量的水，同时加入碳酸钠及碳酸氢钠，控制温度在60℃范围内，消化提取2.5小时；

3)将步骤2)获得的液体保温搅拌1小时，停止。

4)将步骤3)获得的液体转入离心机，离心处理，即得。

对比例2

其余同实施例2，仅仅是消化剂进行了改变，结果如下表：

对比例3

对比例4

同实施例6其余方法，仅仅交联剂进行了改变，结果如下：

对比例5

同实施例4其余方法，仅仅润滑剂进行了改变，结果如下：

实施例7本发明海藻生物保水液体地膜的效果验证

以油菜为试验作物，在油菜的一个完整生长周期内开展试验，验证本发明海藻生物保水液体地膜的保温保水性能及防杂草的性能。

1、试验设计和测定

试验作物：油菜(德高169品种)，基本情况见下表1。

采用地膜作为主要试验对象，采用清水作为对照(ck)研究得到保水，保温，防草的相关数据。

表1液体地膜处理对土壤含水量(％)的影响

从上述结果可知，经过液体地膜处理后的土壤含水量有显著增加，与对照对比后可以发现液体地膜能够使土壤含水量增加20％以上。在常见耕作层土层以下，具备一定的保水作用。

表2液体地膜处理对油菜苗期土壤温度(℃)的影响

从上述结果可知，经过液体地膜处理后的膜下土壤温度有显著提升，最高能够提升3.5℃。

表3液体地膜处理对防草效果的论证

从上述结果可知，经过液体地膜处理后，杂草的抑制率与覆盖普通地膜的抑制率较为接近。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。