一種保水劑及其製備方法
2023-09-17 03:42:40 4
專利名稱：一種保水劑及其製備方法
技術領域：
本發明涉及種子處理及丸化技術，具體涉及一種保水劑及其製備方法。
技術背景
種子丸化技術是一種新的種子處理方法。我國從上世紀80年代開始種衣劑研究， 在不同作物上進行應用，90年代初開始推廣菸草丸化種子，現在全國菸草丸化種子應用率已經達到90%左右。各種作物的包衣丸化種子在農業生產中取得了明顯的效果。
目前，關於抗旱型丸化種子的研製，主要思路和原理是在包衣劑中加入吸水劑 (如黃腐酸)，當灌溉或下雨時吸水劑從土壤中吸水形成一個「小水庫」，乾旱時水分從「小水庫」中流出以供種子或幼苗利用。
中國專利「抗旱型種子複合包衣劑」(CN1070799A)公開了一種用於農作物良種處理的抗旱型種子複合包衣劑。此包衣劑除了含有農藥、微肥、微量元素、植物生長激素外，還含有3% 4.5% (重量百分比)的高吸水性樹脂，因而不僅能防治病蟲害，促進作物生長， 還具有顯著的防旱抗旱效果。
中國專利「抗旱型種子複合包衣劑及製作方法」(CN1108878A)提供的抗旱型種子複合包衣劑，除含有農藥、微量元素、植物生長激素外，還含有1. 8% 2. 8%的高吸水性樹脂，具有抗旱、增進農藥持續效果、提高出苗率、增產等優點。
但是，單靠吸水劑從土壤中吸水並積蓄的方式只是從物理吸水方面提高種子的抗旱性，另外，傳統的吸水劑如黃腐酸、聚丙烯酸鈉、羧甲基纖維素等吸水倍率較低(600倍以下)，蓄水能力有限，限制了其在丸化種子上應用的範圍。發明內容
本發明的目的在於避免上述現有技術的不足，提供一種保水劑及其製備方法。本發明製備的雙重抗旱保水劑可以吸收雨水或土壤水分並儲存，遭遇乾旱時，保水劑在釋放儲存在其中的水分的同時，還會緩慢釋放水楊酸以應對乾旱環境脅迫，促進種子快速萌發和幼苗生長。釋放出的水楊酸作為一種植物抗逆調節物質，會從生理方面提高種子及幼苗的抗旱能力，避免其對土壤水分的過分依賴。
本發明的目的是公開一種保水劑，其由水楊酸(SA)和聚2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸(PAMPS)組成。
其中，水楊酸(SA)和聚2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸(PAMPS)的質量比為 0. 026 0. 084 1。
其中，優選水楊酸和聚2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸優選的質量比是0.084 1。
本發明的另一目的是提供一種保水劑的製備方法，包含如下步驟
將一定量聚2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸粉末於10mg/L 30mg/L水楊酸溶液中溶脹Mh，取出後於60°C乾燥48h，粉碎過100目篩得到保水劑，即質量比為0. 026 0. 084 1的水楊酸和聚2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸粉末。
其中，優選將聚2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸粉末放入30mg/L水楊酸溶液製備得到質量比為0.084 1的水楊酸和聚2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸粉末。
其中，水楊酸的選用以及溶液濃度確定是根據前期反覆實驗篩選的結果。若溶液濃度過低，聚2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸裝載水楊酸的量就過低，生理抗旱的效果則不明顯，若溶液濃度過高，又會對種子萌發和幼苗生長產生抑制，故經反覆試驗篩選得出 10mg/L 30mg/L的水楊酸濃度較適宜。
其中，製備的保水劑吸水倍率為1840 沈20倍。吸水倍率測定方法取上述 PAMPS高吸水材料0. 5g於燒杯中，加入2000ml蒸餾水，靜置24h後用紗布Q50目)過濾並靜置約30min，稱量凝膠質量，計算吸液倍率Q = (rn-n^) Akl,式中 為吸水前幹凝膠質量， m為吸水後經過紗布過濾後的凝膠質量。
其中，將水楊酸載入PAMPS高吸水材料的孔隙中，一方面避免了下雨時水楊酸的快速流失；另一方面，當PAMPS釋放水分時可將其中的水楊酸緩慢釋放出來，以促進種子萌發或幼苗的生長，提高其抗旱能力。
一種含有保水劑的種衣劑，包括保水劑和包衣輔料，所述的保水劑含量為包衣輔料和保水劑總質量的1. 5% 2. 5%。
其中，若保水劑用量太高，一則增加成本，二則會影響種子的透氣性，不利於種子活力的保持，但是保水劑用量太低，則難以達到抗旱的目的。
其中，所述包衣輔料包括滑石粉和膨潤土，其配比為60% 80%滑石粉和20% 40%膨潤土。
其中，保水劑含量優選為包衣輔料和保水劑總質量的2. 5%。
本發明還提供一種含有保水劑的種衣劑在種子丸化中的應用，包括如下步驟
造粒將一定質量的裸種倒入包衣機，噴霧粘合劑溼潤裸種表面，加入質量為 3. 5% 5. 0%裸種質量的種衣劑，不斷攪拌，使之包裹於裸種表面，重複以上步驟3 5次， 形成微小丸狀；然後每次加入20% 50%裸種質量的種衣劑並重複數次，期間不斷噴霧粘合劑並攪拌；
丸化多次加入裸種質量20% 50%的種衣劑到上個步驟形成的丸狀種子，期間不斷噴霧粘合劑並攪拌，然後篩選、拋光、上色、乾燥，得到包衣完畢的種子。
其中，所述的粘合劑是0. 2%殼聚糖溶液。
所述的裸種為適合丸化的蔬菜、花卉、牧草、經濟作物等植物種子，蔬菜種子如花椰菜、芹菜、甘藍、油菜等，花卉種子如海棠、矮牽牛等，牧草種子如紫花苜蓿、白三葉、披鹼草等，經濟作物如菸草、芝麻等。
其中，所述種子優選為在實際生產中需要經過丸粒化處理的小粒和極小粒種子， 進一步優選千粒重小於5g的種子，特別優選千粒重在0. 05g 0. 5g的極小粒種子。
當種子為千粒重在0. 05g 0. 5g的極小粒種子時，在造粒步驟中加入的種衣劑質量總計為裸種質量的6 9倍，優選7. 5倍。
其中，當種子為千粒重在0. 05g 0. 5g的極小粒種子時，在丸化步驟中加入的種衣劑質量總計為裸種質量的35 43倍，優選42倍。
其中，所述的種衣劑中的保水劑優選為種衣劑質量的2. 5%。
其中，在造粒步驟結束時，極小粒丸化種子的粒徑為1. OOmm 1. 25mm，在丸化步驟結束時，極小粒丸化種子的粒徑為1. 60mm 1. 80mm。
一種具有雙重抗旱功能的丸化種子，該丸化種子所含的保水劑的量為包衣輔料和保水劑總質量的1. 5% 2. 5%。
其中，所述的種子為適合丸化的蔬菜、花卉、牧草、經濟作物等植物種子，蔬菜種子如花椰菜、芹菜、甘藍、油菜等，花卉種子如海棠、矮牽牛等，牧草種子如紫花苜蓿、白三葉、 披鹼草等，經濟作物如菸草、芝麻等。
其中，所述種子優選為在實際生產中需要經過丸粒化處理的小粒和極小粒種子， 進一步優選千粒重小於5g的種子，特別優選千粒重在0. 05g 0. 5g的極小粒種子。
其中，若採用菸草種子進行丸化，該丸化種子所含的保水劑的量為包衣輔料和保水劑總質量的2. 5%，其中，保水劑中的水楊酸與聚2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸的質量比是 0.084 1。
本發明相對於現有技術具有如下優點操作簡單方便，在不改變種子原有丸化工藝流程的基礎上進行簡單調整，無需設備等的更新，成本低廉。這種具有雙重抗旱功能的丸化種子與普通丸化種子在外觀上無差異，但通過添加本發明提供的保水劑，就可以顯著提高種子的抗旱功能。
具體實施方式
下面給出本發明的較佳的實施例，這些實施例並非限制本發明的內容。
菸草品種「Msk326」和「紅花大金元」的種子來自玉溪中煙種子有限責任公司。花椰菜種子購自浙江省杭州市種子公司，白三葉種子購自浙江杭州牧草種子公司。膨潤土和滑石粉來自玉溪中煙種子有限責任公司。殼聚糖購自浙江杭州華東醫藥股份有限公司。包衣機型號為BTO00A，購自上海新諾儀器設備有限公司。
實施例1聚2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸粉末的製備
N2保護下在500ml圓底燒瓶依次加入IOOg水、35g 2-丙烯醯胺基_2_甲基丙磺酸、12g氫氧化鈉、0.014g過硫酸鉀和0. 105g N，N』_亞甲基雙丙烯醯胺加熱升溫反應12 Mh，其中溫度為50°C反應2 4h，溫度為60°C反應2 4h，溫度為70V反應8 16h，反應產物60°C乾燥48h，粉碎過100目篩得到聚2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸粉末約45g。
實施例2保水劑的製備
取30g聚2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸粉末於2000mL，濃度為10mg/L水楊酸溶液中溶脹Mh，取出後於60°C乾燥48h，粉碎過100目篩得裝載水楊酸的聚2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸粉末30. 78g，水楊酸和聚2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸的質量比為 0.026 1。
實施例3種衣劑的製備
取1. 5g實施例2製備的保水劑與68. 95g滑石粉和29. 55g膨潤土混合均勻得到 IOOg種衣劑。
本實施例中保水劑佔包衣輔料和保水劑總質量的1. 5%。
實施例4菸草丸化種子的製備
將菸草品種紅花大金元種子2g倒入包衣機。
造粒先噴霧1. 5ml的0. 5 %的殼聚糖溶液溼潤種子表面，加入質量為0. Ig的實5施例3製備的種衣劑後不斷攪拌，使其包裹於種子表面，重複上述步驟3 5次，使種子形成微小丸狀；然後每次將0. 4g Ig實施例3製備的種衣劑加入到丸狀種子中，噴霧濃度為 1. 0%的殼聚糖溶液，不斷攪拌，重複多次，使丸狀種子的粒徑增加到1. OOmm 1. 25mm ；
丸化將0. 4g Ig實施例3製備的種衣劑加入到造粒形成的丸狀種子中，噴霧 2%的殼聚糖溶液，不斷攪拌，重複多次，使造粒形成的丸狀種子的粒徑增加到1.60mm 1. 80mm，然後篩選、拋光、上色、乾燥得到包衣完畢的種子。
同時取Msk3^種子2g，經過同樣的丸粒化操作，得到Msk3^丸化種子成品。丸化種子乾燥後置於4°C冰箱保存備用。
實施例5菸草丸化種子的製備
重複實施例2-4的流程，唯一不同的是，在實施例2中，將聚2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸粉末於2000mL，20mg/L水楊酸溶液中吸脹。
本實施例中保水劑佔包衣輔料和保水劑總質量的1. 5%。
實施例6菸草丸化種子的製備
重複實施例2-4的流程，唯一不同的是，在實施例2中，將聚2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸粉末於2000mL，30mg/L水楊酸溶液中吸脹。
本實施例中保水劑佔包衣輔料和保水劑總質量的1. 5%。
實施例7菸草丸化種子的製備
重複實施例2-4的流程，唯一不同的是，在實施例3中，取2. 5g實施例2製備的保水劑與68. 25g滑石粉和29. 25g膨潤土混合均勻得到IOOg種衣劑。
本實施例中保水劑佔包衣輔料和保水劑總質量的2. 5%
實施例8菸草丸化種子的製備
重複實施例5的流程，唯一不同的是，在實施例3中，取2. 5g實施例2製備的保水劑與68. 25g滑石粉和29. 25g膨潤土混合均勻得到IOOg種衣劑。
本實施例中保水劑佔包衣輔料和保水劑總質量的2. 5%。
實施例9菸草丸化種子的製備
重複實施例6的流程，唯一不同的是，在實施例3中，取2. 5g實施例2製備的保水劑與68. 25g滑石粉和29. 25g膨潤土混合均勻得到IOOg種衣劑。
本實施例中保水劑佔包衣輔料和保水劑總質量的2. 5%。
實施例10菸草丸化種子的發芽
將實施例4-9所得菸草丸化種子，以及三個對照處理％、CK1和CK2的丸化種子進行基質發芽試驗，基質為「Fafard」牌進口育苗基質。其中CKtl指基礎種衣劑中不添加由 PAMPS和水楊酸製成的保水劑，CK1指基礎種衣劑中僅含有1. 5%的PAMPS，CK2指基礎種衣劑中僅含有2. 5%的PAMPS，其中基礎種衣劑僅包括滑石粉和膨潤土。CKtl處理是將70g滑石粉和30g膨潤土混合後，對2g菸草種子進行丸化，丸化過程同實施例4，不同的是基礎種衣劑中不添加其他物質；CK1處理是將1. 5g PAMPS，68. 95g滑石粉和29. 55g膨潤土混合後， 對2g菸草種子進行丸化，丸化過程同實施例4，不同的是用PAMPS代替了保水劑；CK2處理是將2. 5g PAMPS, 68. 25g滑石粉和29. 25g膨潤土混合後，對2g菸草種子進行丸化，丸化過程同實施例4，不同的是用PAMPS代替了保水劑。
在裝有基質的塑料盤每一孔中依次放置一粒丸化種子。試驗採用防雨控水栽培，20°C恆溫生長，將基質含水量調為其最大持水量的40%來模擬乾旱條件。第16d計算發芽 率、發芽指數(GI)和活力指數(VI)。計算公式GI= Σ (Gt/Dt)，VI = SXGI，《,Gt* 不同時間的發芽數，Dt為發芽天數，Σ為總和，S為幼苗全長。取生長16d的幼苗，用自來水 衝洗後用濾紙吸乾，每個處理隨機選取10株，用直尺測量其根和全苗的長度；用千分之一 感量天平稱量幼苗鮮重，將幼苗在80°C下烘乾Mh，測定幼苗乾重。試驗設4次重複，每重 復100粒種子。實驗結果請見表1-表4:表1不同丸化處理對乾旱脅迫下菸草紅花大金元種子發芽的影響
處理 發芽率(％)發芽指數(GI) 活力指數(VI)
CK054.2 c*2.84 c47.21 c
CK163.4 b3.38 b56.77 b
CK266.7 b3.55 b59.74 b
實施例 470.8 ab3.79 ab65.35 b
實施例 570.8 ab3.89 ab66.61 ab
實施例 667.6 b3.66 bab62.96 b
實施例 771.8 ab3.85 ab66.76 ab
實施例 872.2 ab3.93 ab68.08 ab
實施例 973.6 a4.07 a71.11 a*小寫字母表示不同處理間的差異顯著性比較(α = 0.05，LSD)，下同。表2不同丸化處理對乾旱脅迫下菸草Msk3^種子發芽的影響
處理髮芽率(％) 發芽指數(GI) 活力指數(VI)
CK052.3 C42.73 c43.30 d
CK162.5 ab3.32 b54.02 c
CK263.4 ab3.41b55.67 c
實施例 465.3 ab3.48 ab56.81c
實施例 565.7 ab3.55 ab57.96 be
實施例 665.3 ab3.43 b57.38 be
實施例 763.9 b3.43 b57.16 be
實施例 868.1 a3.68 ab61.66 ab
實施例 967.1 ab3.70 a63.32 a表3不同丸化處理對乾旱脅迫下菸草紅花大金元幼苗生長影響
權利要求
1.一種保水劑，其特徵在於，其由水楊酸和聚2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸組成。
2.如權利要求1所述的保水劑，其特徵在於，水楊酸和聚2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸的質量比為0.0 0.084 1。
3.如權利要求2所述的保水劑，其特徵在於，優選水楊酸和聚2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸的質量比為0.084 1。
4.如權利要求1所述的保水劑的製備方法，包含如下步驟將一定量聚2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸粉末於10mg/L 30mg/L水楊酸溶液中溶脹 Mh，取出後於60°C乾燥48h，粉碎過100目篩得到保水劑，即質量比為0.0 0.084 1 的水楊酸和聚2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸粉末。
5.如權利要求4所述的製備方法，其特徵在於，優選將聚2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸粉末放入30mg/L水楊酸溶液製備得到質量比為0.084 1的水楊酸和聚2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸粉末。
6.如權利要求4所述的製備方法，其特徵在於，製備的保水劑吸水倍率為1840 沈20倍。
全文摘要
本發明提供一種保水劑，其由水楊酸和聚2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸組成。本發明進一步提供所述保水劑的製備方法。本發明相對於現有技術具有如下優點保水劑製備方法簡單，但效果良好，在不改變種子原有丸化工藝流程的基礎上添加保水劑，無需設備等的更新，成本低廉。添加了保水劑的具有雙重抗旱功能的丸化種子與普通丸化種子在外觀上無差異，但可以顯著提高種子的抗旱功能。
文檔編號A01N3/00GK102499241SQ20111029958
公開日2012年6月20日 申請日期2011年9月30日 優先權日2011年9月30日
發明者關亞靜, 崔華威, 李永平, 胡晉, 鄭昀曄, 馬文廣 申請人:雲南省菸草農業科學研究院, 浙江大學, 玉溪中煙種子有限責任公司