一种含聚γ谷氨酸的盐碱地花生用保水剂及其制备方法
【专利摘要】本发明提供一种含聚γ谷氨酸的盐碱地花生用保水剂及其制备方法，所述保水剂，包括聚γ谷氨酸、硫酸钾、鸟粪磷矿粉、钼酸铵、催化剂、引发剂、交联剂、水。本发明的有益效果：本发明制备的保水剂在蒸馏水、雨水、0.6%NaCl溶液的吸水能力强，在蒸馏水中吸水能力可达到自身重量的950～1300倍，在雨水中吸水能力可达到自身重量的730～1000倍，在0.6%NaCl溶液中吸水能力可达到自身重量的460～700倍。
【专利说明】
一种含聚γ谷氨酸的盐碱地花生用保水剂及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种含聚γ谷氨酸的盐碱地花生用保水剂及其制备方法，属于保水剂
技术领域。
【背景技术】
[0002] 聚γ谷氨酸，是以左、右旋光性的谷氨酸为单元体，以γ-位上的醯胺键聚合而成 同质多肽(Homo-polypeptide)，聚合度约在1，000_15,000之间。
[0003] 聚γ谷氨酸是自然界中微生物发酵产生的水溶性多聚氨基酸，其结构为谷氨酸单 元通过氨基和γ -羧基形成肽键的高分子聚合物。
[0004] 聚γ谷氨酸分子量分布在lOOkDa到lOOOOkDa之间。聚γ谷氨酸具有优良的水溶 性、超强的吸附性和生物可降解性，降解产物为无公害的谷氨酸，是一种优良的环保型高分 子材料，可作为保水剂、重金属离子吸附剂、絮凝剂、缓释剂以及药物载体等，在化妆品、环 境保护、食品、医药、农业、沙漠治理等产业均有很大的商业价值和社会价值。
[0005] 保水剂使用的是高吸水性树脂，它是一种吸水能力特别强的功能高分子材料。无 毒无害，反复释水、吸水，因此农业上人们把它比喻为〃微型水库〃。同时，它还能吸收肥料、 农药、并缓慢释放，增加肥效、药效。高吸水性树脂广泛用于农业、林业、园艺、建筑材料。
[0006] 现有的保水剂存在的缺陷如下： 1、 现有的保水剂在蒸馏水、雨水、〇. 6%NaCl溶液的吸水能力差或者在蒸馏水、雨水吸水 能力好，但在〇 · 6%NaCl溶液的吸水能力很差； 2、 现有的保水剂在蒸馏水、雨水、0.6%NaCl溶液的保水能力差或者在蒸馏水、雨水保水 能力好，但在〇 · 6%NaCl溶液的保水能力很差； 3、 现有的保水剂对不同水分条件下对土壤具有保水效果差； 4、 现有的保水剂降解性能差，易对土壤造成污染； 5、 现有的保水剂对盐碱地中土壤的保水能力差。
【发明内容】
[0007] 本发明为解决现有技术存在的不足，提供一种含聚γ谷氨酸的盐碱地花生用保水 剂及其制备方法，以实现以下发明目的： (1) 本发明制备的保水剂在蒸馏水、雨水、0.6%NaCl溶液的吸水能力强； (2) 本发明制备的保水剂在蒸馏水、雨水、0.6%NaCl溶液的保水能力强； (3) 本发明制备的保水剂对不同水分条件下对土壤具有保水效果好； (4) 本发明制备的保水剂降解性能好，对土壤无污染； (5) 本发明制备的保水剂对盐碱地中土壤的保水效果好； (6) 本发明制备的保水剂应用于盐碱地花生中进行保水时，对花生无副作用，安全性 尚。
[0008] 为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下： 一种含聚γ谷氨酸的盐碱地花生用保水剂，所述保水剂，包括聚γ谷氨酸、硫酸钾、鸟 粪磷矿粉、钼酸铵、催化剂、引发剂、交联剂、水。
[0009] -下是对上述技术方案的进一步限定： 所述保水剂，以重量份计，包括以下组分:聚γ谷氨酸15~30份、硫酸钾1.4~3.5份、鸟 粪磷矿粉〇. 65~1.7份、钼酸铵1.4~3.5份、海产扁藻1.4~3.5份、浒苔粉0.65~1.7份、发 酵貂粪0.65~1.7份、发酵鹿粪1.4~3.5份、南瓜秧粉1.4~3.5份、棉花秸杆粉1.4~3.5份、 芝麻渣粉1.4~3.5份、瓜子油饼粉1.4~3.5份、甘氨酸1.4~3.5份、脯氨酸2~5份、a-萘乙 酸钠1.4~3.5份、恶霜灵0.65~1.7份、催化剂1.4~3.5份、引发剂0.65~1.7份、交联剂1.4 ~3.5份、水70~160份。
[0010] 所述海产扁藻和浒苔粉的目数为60~210目；所述发酵貂粪和发酵鹿粪是干燥的 目数为45~150目粉。
[0011] 所述南瓜秧粉和棉花秸杆粉的目数为30~140目；所述芝麻渣粉和瓜子油饼粉的 目数为50~180目。
[0012]所述催化剂为苯乙烯。
[0013] 所述引发剂为偶氮二异丁腈;所述交联剂为乙二醇缩水甘油醚。
[0014] -种含聚γ谷氨酸的盐碱地花生用保水剂的制备方法，所述制备方法包括聚γ谷 氨酸的处理，所述聚γ谷氨酸的处理包括聚γ谷氨酸制备步骤、交联反应步骤。
[0015] 所述聚γ谷氨酸制备步骤，是由地衣芽孢杆菌固体发酵制，培养基是由豆渣、麸 皮、营养液组成，豆柏、花生麸、营养液组成，豆柏、花生麸、营养液质量比为5:4:3。
[0016] 所述交联反应步骤，水浴加热至75~80°C，振荡反应4.5~6h。
[0017] -种含聚γ谷氨酸的盐碱地花生用保水剂及其在盐碱地花生种植中的应用，其特 征在于:所述保水剂的用量为3.5~6.5kg/亩。
[0018] 采用以上技术方案，本发明的有益效果为： 1、本发明制备的保水剂在蒸馏水、雨水、0.6%NaCl溶液的吸水能力强，在蒸馏水中吸水 能力可达到自身重量的950~1300倍，在雨水中吸水能力可达到自身重量的730~1000倍， 在0.6%NaCl溶液中吸水能力可达到自身重量的460~700倍。
[0019] 2、本发明制备的保水剂在蒸馏水、雨水、0.6%NaCl溶液的保水能力强，放置10天 后，在蒸馏水中保水能力可达到自身重量的710~980倍，在雨水中保水能力可达到自身重 量的590~750倍，在0.6%NaCl溶液中保水能力可达到自身重量的290~410倍。
[0020] 3、本发明制备的保水剂对不同水分条件下对土壤具有良好的保水效果，添加保水 剂后含水量50%的砂土完全蒸发需9~12天，添加保水剂后含水量75%的砂土完全蒸发需13 ~18天，添加保水剂后含水量50%的壤土完全蒸发需11~15天，添加保水剂后含水量75%的 壤土完全蒸发需16~20天。
[0021] 4、本发明制备的保水剂降解性能好，对土壤无污染，保水剂酶解36h的降解率为 50%~57%，保水剂酶解48h的降解率为74%~77%，保水剂酶解72h的降解率为83%~89%，保水 剂酶解96h的降解率为91 %~98%， 5、本发明制备的保水剂对盐碱地中土壤的保水能力具有良好的效果。对盐碱地中土壤 的保水能力：灌溉后Id 土壤含水量为69%~72%，灌溉后3d 土壤含水量为59%~65%，灌溉后5d 土壤含水量为50%~56%，灌溉后7d 土壤含水量为44%~49%，灌溉后9d 土壤含水量为36%~ 43% 〇
[0022] 6、本发明制备的保水剂使用后，花生种植地中氮、磷、钾肥的使用量减少。使用后， 花生种植地中氮、磷、钾肥的使用量:氮肥使用量9.5~1 lkg/亩、磷肥使用量7.3~8.7kg/ 亩、钾肥使用量3.8~5.0kg/亩。
[0023] 7、本发明制备的保水剂对花生植株无任何副作用，安全性高，还取得意想不到的 效果，花生的产量有明显的提高作用，亩产达260-320斤；花生中蛋白质和脂肪含量也显著 提高，蛋白质含量为22.8-25.3g/100g，脂肪含量为40.3-43.9g/100g。
【具体实施方式】
[0024] 以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用 于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0025] 实施例1 一种含聚γ谷氨酸的盐碱地花生用保水剂 所述保水剂，各原料组分的质量比例为： 聚γ谷氨酸15份、硫酸钾1.4份、鸟粪磷矿粉0.65份、钼酸铵1.4份、海产扁藻1.4份、浒 苔粉0.65份、发酵貂粪0.65份、发酵鹿粪1.4份、南瓜秧粉1.4份、棉花秸杆粉1.4份、芝麻渣 粉1.4份、瓜子油饼粉1.4份、甘氨酸1.4份、脯氨酸2份、a-萘乙酸钠1.4份、恶霜灵0.65份、催 化剂1.4份、引发剂0.65份、交联剂1.4份、水70份。
[0026]所述硫酸钾有效成分含量为98%; 所述鸟奠磷矿粉有效成分含量为35%; 所述钼酸铵有效成分含量为99%; 所述海产扁藻和浒苔粉的目数为60~210目； 所述发酵貂粪和发酵鹿粪是干燥的目数为45~150目粉； 所述南瓜秧粉和棉花秸杆粉的目数为30~140目； 所述芝麻渣粉和瓜子油饼粉的目数为50~180目 所述甘氨酸的有效成分含量为48%; 所述脯氨酸的有效成分含量为45%; 所述a~荼乙酸钠的有效成分含量为99.6%; 所述恶霜灵的有效成分含量为64%; 所述催化剂为苯乙烯； 所述引发剂为偶氮二异丁腈； 所述交联剂为乙二醇缩水甘油醚。
[0027]实施例2-种含聚γ谷氨酸的盐碱地花生用保水剂 所述保水剂，各原料组分的质量比例为： 聚γ谷氨酸20份、硫酸钾2份、鸟粪磷矿粉1份、钼酸铵2份、海产扁藻2份、浒苔粉1份、发 酵貂粪1份、发酵鹿粪2份、南瓜秧粉2份、棉花秸杆粉2份、芝麻渣粉2份、瓜子油饼粉2份、甘 氨酸2份、脯氨酸3份、a-萘乙酸钠2份、恶霜灵1份、催化剂2份、引发剂1份、交联剂2份、水100 份。
[0028]所述硫酸钾有效成分含量为98%; 所述鸟奠磷矿粉有效成分含量为35%; 所述钼酸铵有效成分含量为99%; 所述海产扁藻和浒苔粉的目数为60~210目； 所述发酵貂粪和发酵鹿粪是干燥的目数为45~150目粉； 所述南瓜秧粉和棉花秸杆粉的目数为30~140目； 所述芝麻渣粉和瓜子油饼粉的目数为50~180目 所述甘氨酸的有效成分含量为48%; 所述脯氨酸的有效成分含量为45%; 所述a~荼乙酸钠的有效成分含量为99.6%; 所述恶霜灵的有效成分含量为64%; 所述催化剂为苯乙烯； 所述引发剂为偶氮二异丁腈； 所述交联剂为乙二醇缩水甘油醚。
[0029] 实施例3-种含聚γ谷氨酸的盐碱地花生用保水剂 所述保水剂，各原料组分的质量比例为： 聚γ谷氨酸30份、硫酸钾3.5份、鸟粪磷矿粉1.7份、钼酸铵3.5份、海产扁藻3.5份、浒苔 粉1.7份、发酵貂粪1.7份、发酵鹿粪3.5份、南瓜秧粉3.5份、棉花秸杆粉3.5份、芝麻渣粉3.5 份、瓜子油饼粉3.5份、甘氨酸3.5份、脯氨酸5份、a-萘乙酸钠3.5份、恶霜灵1.7份、催化剂 3.5份、引发剂1.7份、交联剂3.5份、水160份。
[0030] 所述硫酸钾有效成分含量为98%; 所述鸟奠磷矿粉有效成分含量为35%; 所述钼酸铵有效成分含量为99%; 所述海产扁藻和浒苔粉的目数为60~210目； 所述发酵貂粪和发酵鹿粪是干燥的目数为45~150目粉； 所述南瓜秧粉和棉花秸杆粉的目数为30~140目； 所述芝麻渣粉和瓜子油饼粉的目数为50~180目 所述甘氨酸的有效成分含量为48%; 所述脯氨酸的有效成分含量为45%; 所述a~荼乙酸钠的有效成分含量为99.6%; 所述恶霜灵的有效成分含量为64%; 所述催化剂为苯乙烯； 所述引发剂为偶氮二异丁腈； 所述交联剂为乙二醇缩水甘油醚。
[0031 ]实施例4一种含聚γ谷氨酸的盐碱地花生用保水剂及其制备方法 所述植物保水剂，制备方法包括： (1)聚丫谷氨酸的处理： a、称取 称取实施例1~3所述的聚γ谷氨酸、催化剂、引发剂、交联剂、水。
[0032] b、聚γ谷氨酸制备 所述聚γ谷氨酸是由地衣芽孢杆菌固体发酵制得，地衣芽孢杆菌是市场上现有产品， 培养基是由豆渣、麸皮、营养液组成，豆柏、花生麸、营养液组成，豆柏、花生麸、营养液质量 比为5:4:3，培养基的初始pH值为7.5，接种量为10%，装量为30g，发酵温度为35~38 °C ; c、交联反应 将制得的聚γ谷氨酸加入到蒸馏水中，充分溶解均匀，加入氢氧化铝调节PH值为6.5， 加入催化剂、引发剂、交联剂，搅拌均匀，水浴加热至75~80°C，振荡反应4.5~6h，得到粗产 品用乙醇洗涤并抽滤，制得聚γ谷氨酸产物。
[0033] (2)称取各成分 按照实施例1~3所述的保水剂配方，称取硫酸钾、鸟粪磷矿粉、钼酸铵、海产扁藻、浒苔 粉、发酵貂粪、发酵鹿粪、南瓜秧粉、棉花秸杆粉、芝麻渣粉、瓜子油饼粉、甘氨酸、脯氨酸、a-蔡乙酸纳、恶霜灵。
[0034] (3)混合 将制得聚γ谷氨酸产物、硫酸钾、鸟粪磷矿粉、钼酸铵、海产扁藻、浒苔粉、发酵貂粪、发 酵鹿粪、南瓜秧粉、棉花秸杆粉、芝麻渣粉、瓜子油饼粉、甘氨酸、脯氨酸、a-萘乙酸钠、恶霜 灵混合均匀，制得混合物； (4)制得粒剂 将上述混合物输送到造粒机进行干燥制粒，干燥温度为80°C~85°C，制得粒剂，然后过 30~200目的筛网，含水量控制在1%以内。
[0035]实施例5-种含聚γ谷氨酸的盐碱地花生用保水剂的性能测试 (1)保水剂吸水性能测定 首先准确称取实施例1至实施例3制备的保水剂样品10g放置于纱布袋中，分别置于不 同水介质(蒸馏水、雨水)及浓度为〇. 9%的NaCl水溶液中，使保水剂样品与溶液充分接触，室 温下放置24h，吸水后过滤至30S无水滴下为准。过滤后，称取样品吸水后的重量，测定保水 剂吸水后的重量能够达到自身重量的倍数。
[0036] (2)保水剂的保水性能测定 将上述实验中吸水饱和的保水剂放置在空气中，在20~25°C下放置10天，测定保水剂 重量能够达到自身重量的倍数。
[0037] (3)保水剂在不同水分条件下对土壤保水能力的影响 测定保水剂在不同水分条件下对土壤保水能力，在土壤达到饱和状态的不同水分条件 下，分别添加本发明的保水剂，查看土壤内水分完全蒸发所需天数。
[0038]由此可见本发明制备的保水剂在土壤中使用后，大大提高了土壤的保水能力。 [0039] (4)保水剂的降解性能 准确称取实施例1至实施例3制备的保水剂样品lg，添加到100ml蒸馏水中，用lmol/ LHCI调pH至4.6后，在30 °C磁力搅拌下加入淀粉酶1%，及纤维素酶4%，酶解36~96h后的残渣 用水洗净表面糊状物，50°C烦躁24h后称重。
[0040]降解率%=[(G1-G2)/W] X 100% 其中，G1是酶解前样品的质量(g)，G2是酶解后样品的质量(g)，W为样品中淀粉的质量 (g)〇
[0041 ]实施例6-种含聚γ谷氨酸的盐碱地花生用保水剂在花生种植地中应用 在盐碱地中开辟出四个试验小区，分别为试验小区Α、试验小区Β、试验小区C和试验小 区D，每个试验小区的长度大约为10~15m，四个试验小区的土壤中水含量一致，土壤中含水 量为10%，先对盐碱地用土壤调节剂进行调节，然后再种植上花生。
[0042] 试验小区A:将实施例1中产品在水源处将保水剂干剂吸水成凝胶剂后用桶或袋装 至地里，保水剂干剂的用量为3.5~6.5kg/亩，在植株行距主茎5~20cm处挖一平行沟，深至 根部，把凝胶剂均匀撒入沟内，翻混均匀后覆土掩盖，并进行灌溉，灌溉完成后立即测定土 壤中含水S；。
[0043] 试验小区B:将实施例2中产品在水源处将保水剂干剂吸水成凝胶剂后用桶或袋装 至地里，保水剂干剂的用量为3.5~6.5kg/亩，在植株行距主茎5~20cm处挖一平行沟，深至 根部，把凝胶剂均匀撒入沟内，翻混均匀后覆土掩盖，并进行灌溉，灌溉完成后立即测定土 壤中含水S；。
[0044] 试验小区C:将实施例3中产品在水源处将保水剂干剂吸水成凝胶剂后用桶或袋装 至地里，保水剂干剂的用量为3.5~6.5kg/亩，在植株行距主茎5~20cm处挖一平行沟，深至 根部，把凝胶剂均匀撒入沟内，翻混均匀后覆土掩盖，并进行灌溉，灌溉完成后立即测定土 壤中含水量。
[0045] 试验小区D:作为对照试验小区，不施用本保水剂，对种植地进行灌溉，灌溉完成后 立即测定土壤中含水量。
[0046] 调查与统计方法:分别在种植地灌溉后的1天、3天、5天、7天、9天。
[0047]试验结果： (1) 本发明制备的保水剂对盐碱地中土壤的保水能力具有良好的效果。
[0048] 对盐碱地中土壤的保水能力：灌溉后Id土壤含水量为69%~72%，灌溉后3d土壤含 水量为59%~65%，灌溉后5d 土壤含水量为50%~56%，灌溉后7d 土壤含水量为44%~49%，灌溉 后9d 土壤含水量为36%~43%。
[0049] 表1本发明制备的保水剂对盐碱地中土壤的保水效果
(2) 本发明制备的保水剂使用后，花生种植地中氮、磷、钾肥的使用量减少。
[0050] 使用后，花生种植地中氮、磷、钾肥的使用量:氮肥使用量9.5~11kg/亩、磷肥使用 量7.3~8.7kg/亩、钾肥使用量3.8~5.0kg/亩，具体指标见表2。
[0051] 表2本发明制备的保水剂使用后花生种植地中的氮磷钾肥使用量
(3) 本发明制备的保水剂对花生植株无任何副作用，安全性高，还取得意想不到的效 果，花生的产量有明显的提高作用，亩产达260-320斤；花生中蛋白质和脂肪含量也显著提 高，蛋白质含量为22.8-25.3g/100g，脂肪含量为40.3-43.9g/100g，具体见表3。
[0052] 表3花生的产量、花生中蛋白质以及脂肪含量
本发明中对照为不使用本发明所述保水剂情况。
[0053]最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明， 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可 以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的 保护范围之内。
【主权项】
1. 一种含聚γ谷氨酸的盐碱地花生用保水剂，其特征在于:所述保水剂，包括聚γ谷氨 酸、硫酸钾、鸟粪磷矿粉、钼酸铵、催化剂、引发剂、交联剂、水。2. 根据权利要求1所述的一种含聚γ谷氨酸的盐碱地花生用保水剂，其特征在于:所述 保水剂，以重量份计，包括以下组分:聚γ谷氨酸15~30份、硫酸钾1.4~3.5份、鸟粪磷矿粉 0.65~1.7份、钼酸铵1.4~3.5份、海产扁藻1.4~3.5份、浒苔粉0.65~1.7份、发酵貂粪 0.65~1.7份、发酵鹿粪1.4~3.5份、南瓜秧粉1.4~3.5份、棉花秸杆粉1.4~3.5份、芝麻渣 粉1.4~3.5份、瓜子油饼粉1.4~3.5份、甘氨酸1.4~3.5份、脯氨酸2~5份、a-萘乙酸钠1.4 ~3.5份、恶霜灵0.65~1.7份、催化剂1.4~3.5份、引发剂0.65~1.7份、交联剂1.4~3.5 份、水70~160份。3. 根据权利要求2所述的一种含聚γ谷氨酸的盐碱地花生用保水剂，其特征在于:所述 海产扁藻和浒苔粉的目数为60~210目；所述发酵貂粪和发酵鹿粪是干燥的目数为45~150 目粉。4. 根据权利要求2所述的一种含聚γ谷氨酸的盐碱地花生用保水剂，其特征在于:所述 南瓜秧粉和棉花秸杆粉的目数为30~140目；所述芝麻渣粉和瓜子油饼粉的目数为50~180 目。5. 根据权利要求2所述的一种含聚γ谷氨酸的盐碱地花生用保水剂，其特征在于:所述 催化剂为苯乙稀。6. 根据权利要求2所述的一种含聚γ谷氨酸的盐碱地花生用保水剂，其特征在于:所述 引发剂为偶氮二异丁腈;所述交联剂为乙二醇缩水甘油醚。7. -种含聚γ谷氨酸的盐碱地花生用保水剂的制备方法，其特征在于:所述制备方法 包括聚γ谷氨酸的处理，所述聚γ谷氨酸的处理包括聚γ谷氨酸制备步骤、交联反应步骤。8. 根据权利要求7所述的一种含聚γ谷氨酸的盐碱地花生用保水剂的制备方法，其特 征在于:所述聚γ谷氨酸制备步骤，是由地衣芽孢杆菌固体发酵制，培养基是由豆渣、麸皮、 营养液组成，豆柏、花生麸、营养液组成，豆柏、花生麸、营养液质量比为5:4:3。9. 根据权利要求7所述的一种含聚γ谷氨酸的盐碱地花生用保水剂的制备方法，其特 征在于:所述交联反应步骤，水浴加热至75~80°C，振荡反应4.5~6h。10. -种含聚γ谷氨酸的盐碱地花生用保水剂及其在盐碱地花生种植中的应用，其特 征在于:所述保水剂的用量为3.5~6.5kg/亩。
【文档编号】C09K101/00GK106047358SQ201610372787
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月31日
【发明人】王胜
【申请人】山东胜伟园林科技有限公司