CN107082694A - 一种适于棉花的叶面肥保湿剂及应用 - Google Patents

一种适于棉花的叶面肥保湿剂及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种适于棉花的叶面肥保湿剂及应用，棉花的叶面肥保湿剂由一定比例的甘油和水组成，步骤是：A、将叶面肥按照需要浓度溶解于水中；B、按照50 g/L的使用浓度将甘油加入叶面肥溶液中，即可进行叶面喷施。棉花的叶面肥保湿剂在棉花叶面施肥过程中使用。解决了叶面肥液滴蒸发快、叶面肥养分析出不利于棉花吸收叶面肥养分等问题。应用本发明2小时内，棉花叶面仍然保持润湿状态；能够有效防止叶面肥液滴蒸发及溶质析出；田间小区试验处理表明添加保湿增效剂能够有效提高棉花叶片对于磷酸二氢钠（P施用浓度0.129%）、硫酸铵（N施用浓度0.212%）、硫酸钾（K施用浓度0.224%）的吸收利用，提高比率分别为22.4%、29.0%和8.1%。

Description

一种适于棉花的叶面肥保湿剂及应用
技术领域
本发明属于肥料增效剂技术领域，更具体涉及一种适于棉花的叶面肥保湿剂，同时还涉及一种适于棉花的叶面肥保湿剂的用途。
背景技术
叶面施肥作为土壤施肥的补充或替代措施，被广泛应用在农业生产中。苗期棉花植株较小，根系不发达，养分吸收能力受环境气候(土壤温度、土壤水分、大气温度、寒潮等)的影响大，请见：李永旗，董合林，李鹏程，刘敬然，刘爱忠，王晓茹，杜军，李亚兵.叶施15N-尿素增加棉花苗期氮素吸收利用的生理生化机制研究.植物营养与肥料学报，2014，06：1553-1559。花铃期为养分临界期，生殖生长和营养生长均处于旺盛期，仅仅依靠根部吸收养分不能满足棉株正常的生长发育对营养元素的需求，因此在这两个时期进行叶面施肥，能够满足棉花对养分的需求，促进棉花植株生长，以达到增产的目的，请见：Oosterhuis D M,Gomez S K,Meek C R.Effect of CoRoNTMslow-release foliar nitrogen fertilizationon cotton growth and yield.Special Report-Arkansas Agricultural ExperimentStation,2000:106-108.李永旗,夏绍南,李鹏程,等.花铃期叶施不同浓度尿素对棉株氮素吸收分配及生理生化特性的影响[J].核农学报,2016,30(3):580-587。养分喷施于叶片可不经过土壤的吸附、淋溶及生物降解，而被农作物直接吸收利用，从而提高了养分利用率。然而，棉花吸收利用叶面养分的效率取决于矿质元素能否进入叶肉细胞，而如何穿过叶表屏障则是矿质养分进入叶肉细胞的关键。最外层的蜡质层，由多种疏水有机物组成，不利于喷施液在叶片表面上的滞留和矿质养分的渗透，请见：Bianchi G,Avato P.Surface waxes from grain,leaves,and husks of maize(Zea mays L.).Cereal Chemistry,1984,61(1):45-47.ChamelA,Gambonnet B,Arnaud L,Alfi M.Foliar absorption of[14C]paclobutrazol:Study ofcuticular sorption and penetration using isolated cuticles.Plant Physiology andBiochemistry,1991,29(5):395-401.Gouret E,Rohr R,Chamel A.Ultrastructure and chemicalcomposition of some isolated plant cuticles in relation to their permeability to theherbicido,diuron.New Phytologist,1993,124:423-431。位于蜡质层下部的角质层对溶质的渗透具有阻滞作用，是养分进入叶片内部最重要的障碍，请见：Leece D R.Composition andultrastructure of leaf cuticles from fruit trees,relative to differential foliarabsorption.Australia Journal of Plant Physiology,1976,3:833-847。
气象条件和相对湿度的昼夜节律，还有环境温度都会影响叶面肥的养分吸收率。叶面肥在施用过程中需要稀释到一定浓度，由于没有与大气的水势平衡，所以喷施于叶片表面的肥料溶液会不断蒸发，进而溶质浓度增加后析出，导致养分滞留于叶表。增加相对湿度不仅减少叶片表面溶质浓度(由于叶面肥液滴从大气中吸收水分的稀释作用)，还增加了角质层的吸水作用从而增加极性溶质的渗透性。相对湿度从50％增加到饱和可能增加分离的角质层对于离子的渗透性两个数量级，请见：Fernández V,Eichert T.Uptake ofhydrophilic solutes through plant leaves:current state of knowledge andperspectives of foliar fertilization.[J].Critical Reviews in Plant Sciences,2009,28(1-2):36-68。助剂是化学制品被添加到叶面施用溶液中优化渗透过程的物质；通过使用这类物质，离子通过角质层的吸收率能够大幅度增加。在实验室研究中，表面活性剂能够增加气孔生渗透性通过改善叶片施用溶液和叶片表面之间的接触面积，钙离子的渗透性增加6倍，请见：J.Calcium chloride penetrates plant cuticles viaaqueous pores[J].Planta,2000,212(1):112-118。一些特殊的助剂(增塑剂)能够增加角质层的流动性，从而促进溶质的渗透率，请见：Marschner P.Marschner's mineralnutrition of higher plants.科学出版社,2013.pp:71-84。如果利用助剂减少叶面肥在叶片表面的水分散失，使叶片表面保持一定的湿度，则能够增加施用溶液和叶片表面之间的接触面积，提高叶面肥的养分利用率。检索现有技术，农业领域应用植株的保湿剂，多利用羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇等高吸水性树脂作为苗木移栽的根系保湿剂，请见：尤海舟，王超，毕君，等.一种复合型苗木根系保湿剂及其制备方法：CN105010311A[P].2015。李开森，王振亮，刘进余，等.木蘸根保湿剂及其制备方法和应用：CN105494471A[P].2016。或利用钙基质膨润土和钠基质膨润作为沙漠、干旱地区植农林地抗旱、蓄水的保湿剂，请见：马建华，韩生金，王慧燕.膨润土植物抗旱保湿剂：CN101333442[P].2008。但是这些技术主要针对土壤或者植株根系。而一种含有甲壳素的保湿剂，解决的是花卉保湿问题，主要是使移栽花卉正常生长使之逐步适应新的生长环境，避免长途运输、倒盆移栽而造成的花卉失水而不能正常生长的问题，请见：赵顺玉.含有甲壳素的保湿剂及制备工艺以及在植物花卉上的应用：CN1865331[P].2006。现有技术并没有解决棉花叶面施肥施用过程中的防止水溶液蒸发、保持叶面肥液滴水分的问题。
发明内容
本发明的目的是在于提供了一种适于棉花的叶面肥保湿剂，它符合棉花栽培生产模式，依据棉花叶片特点及气象数据，通过室内试验和田间小区试验验证，解决了棉花叶面肥液滴叶片附着后的保湿问题，能明显的防止了棉花叶面肥液滴的水分蒸发，延长了棉花叶片对叶面肥的吸收时间，促进了养分吸收利用，促进了棉花生长发育。
本发明的另一个目的是在于提供了一种适于棉花的叶面肥保湿剂在棉花施用叶面肥中的应用，原料混合过程中操作简便；保湿剂性质稳定，能够与磷酸二氢钠、硫酸铵、硫酸钾等多种肥料混合施用；原料环境友好，生态安全，可生物分解利用，因此不存在环境污染问题；易于推广应用。
为了实现上述的目的的，本发明采用以下技术方案：
一种适于棉花的叶面肥保湿剂，它由以下原料的浓度制成：
原料 浓度为g/L
甘油 10－300
其余为水 700－990
一种适于棉花的叶面肥保湿剂，它由以下原料的浓度制成(优选范围)：
原料 浓度为g/L
甘油 40－200
其余为水 800－960
一种适于棉花的叶面肥保湿剂，它由以下原料的浓度制成(好范围)：
原料 浓度为g/L
甘油 50－150
其余为水 850－950
一种适于棉花的叶面肥保湿剂，它由以下原料的浓度制成(最佳范围)：
原料 浓度为g/L
甘油 70－100
其余为水 900－930
一种适于棉花的叶面肥保湿剂，它由以下原料的浓度制成(最佳值)：
原料 浓度为g/L
甘油 50
其余为水 950
将上述甘油、水按一定比例搅拌均匀，获得一种叶面肥保湿剂。
通过上述配比，明确了不同甘油的施用浓度的保湿效果差异，以及各浓度下对棉花叶面肥的增效效果，确定了保湿剂的最佳应用浓度，并且叶面施用保湿作用能够在2h内稳定有效。
一种叶面肥保湿剂在棉花施用叶面肥中的应用，其步骤是：
A、将叶面肥(以硫酸钾为例)按照需要浓度(0.5％，需要质量75g)溶解于15L水(刚好是人工喷雾器1整箱水)中；
B、按照50g/L的使用浓度将甘油(750g)加入叶面肥溶液(15L)中，即可进行叶面喷施。
所述的叶面肥为磷酸二氢钠、硫酸铵、硫酸钾、尿素、磷酸二氢钾、硼砂、硫酸锌其中的一种。
该方法要求甘油是在叶面肥溶解后再加入，混合制备操作简便；配制溶液可人工喷施也可用于机械喷施；保湿剂性质稳定，能够与磷酸二氢钠、硫酸铵、硫酸钾等多种肥料混合施用；原料环境友好，生态安全，可生物分解利用，因此不存在环境污染问题；易于推广应用。
本发明具有以下优点和积极效果：
本发明的棉花叶面肥保湿剂适用于棉花叶面施肥过程，解决叶面肥液滴蒸发快、叶面肥养分析出不利于棉花吸收叶面肥养分等问题。应用本发明2小时内，棉花叶面仍然保持润湿状态；能够有效防止叶面肥液滴蒸发及溶质析出；田间小区试验处理表明添加保湿增效剂能够有效提高棉花叶片对于磷酸二氢钠(P施用浓度0.129％)、硫酸铵(N施用浓度0.212％)、硫酸钾(K施用浓度0.224％)的吸收利用，提高比率分别为22.4％、29.0％和8.1％。
附图说明
图1为一种不同浓度甘油溶液的保湿效果示意图。
图2为一种叶面肥保湿剂在棉花叶面应用效果对比图。
图1，为一定量(0.80～0.86g)的不同浓度甘油溶液在同等蒸发面积和相同环境条件下随时间的蒸发情况，反映的是不同浓度甘油的保湿效果。可以看出，清水(甘油浓度为0g/L)的蒸发量一直处于最高，随着甘油浓度的升高溶液蒸发量呈降低趋势；随着蒸发时间的延长低浓度的甘油溶液蒸发量趋近于清水(0.5h时为10g/L和20g/L，1h时为10g/L、20g/L、30g/L和40g/L，2h时为10g/L和20g/L，3h和4h时均为10g/L、20g/L、30g/L和40g/L)，但当甘油浓度不小于50g/L时，甘油溶液的蒸发量始终低于清水，说明甘油浓度大于等于50g/L时保湿效果显著。
图2为田间条件下，反映清水和处理(叶面肥保湿剂，甘油浓度50g/L)在棉花叶面的应用效果。两株长势、叶片数量一直的棉株，在分别喷施清水和叶面保湿剂(处理)后(0h)，棉花叶片表面均被液体润湿，呈现反射阳光的大面积白色区域；0.25h后，喷施清水的棉株叶面上润湿范围(反射阳光的白色区域)锐减，而喷施叶面保湿剂(处理)的棉株仍然呈现大面积润湿范围(反射阳光的白色区域)；0.5h后，喷施清水的棉株叶面上润湿范围(反射阳光的白色区域)消失，而喷施叶面保湿剂(处理)的棉株仍然呈现大面积润湿范围(反射阳光的白色区域)；1h后，喷施叶面保湿剂(处理)的棉株润湿范围(反射阳光的白色区域)有所减少，但是仍可见局部大面积润湿范围(反射阳光的白色区域)。
具体实施方式
实施例1：
一种适于棉花的叶面肥保湿剂，它由以下原料的浓度制成：
原料 浓度为g/L
甘油 50
其余为水 950
将上述甘油、水按一定比例搅拌均匀，获得一种叶面肥保湿剂。
一种叶面肥保湿剂在棉花施用叶面肥中的应用，其步骤是：
A、将叶面肥(以硫酸钾为例)按照需要浓度(0.5％，需要质量75g)溶解于15L水(刚好是人工喷雾器1整箱水)中；
B、按照50g/L的使用浓度将甘油(750g)加入叶面肥溶液(15L)中，即可进行叶面喷施。
该方法要求甘油是在叶面肥溶解后再加入，混合制备操作简便；原料环境友好，生态安全，可生物分解利用，因此不存在环境污染问题；易于推广应用。
本发明的棉花叶面肥保湿剂适用于棉花叶面施肥过程，解决叶面肥液滴蒸发快、叶面肥养分析出不利于棉花吸收叶面肥养分等问题。应用本发明2小时内，棉花叶面仍然保持润湿状态；能够有效防止叶面肥液滴蒸发及溶质析出；田间小区试验处理表明添加保湿增效剂能够有效提高棉花叶片对于磷酸二氢钠(P施用浓度0.129％)、硫酸铵(N施用浓度0.212％)、硫酸钾(K施用浓度0.224％)的吸收利用，提高比率分别为22.4％、29.0％和8.1％
实施例2至实施例13：
一种适于棉花的叶面肥保湿剂，它由以下原料的浓度(g/L)制成：
其制备步骤与实施例1相同。
实施例14：
一种叶面肥保湿剂在棉花施用叶面肥中的应用，其使用过程是：
2016年3月，利用定性滤纸进行保湿效果模拟试验。按照甘油浓度0、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、150、200、300g/L，分别取0.8mL(质量范围是0.8～0.86g)滴于定性滤纸(事先编号)上，使其均匀润湿，然后将滤纸置于室温18℃，空气相对湿度45％的暗室中自然蒸发，分别于加样后0、0.5、1、2、3、4h进行称重(将润湿滤纸置于已知质量的自封袋中，进行质量称量，避免称量过程中的蒸发损失)。
结果显示(图1)，以清水为例(浓度0g/L)，随着时间的推移，蒸发量逐渐增加，且3h后达到稳定(即水分完全蒸发)。蒸发过程中，0-0.5h为急速蒸发时间段(表1)，蒸发速率约为70g·m-2·h-1；2h后，由于水分蒸发过半，所以蒸发速率有所下降。数据指出，随着甘油浓度的增加，溶液蒸发量和蒸发速率呈降低趋势，且经过方差分析，0-0.5h时间段内，甘油浓度大于30g/L的处理器溶液蒸发量和蒸发速率则显著低于清水处理；0.5h以后的时间段内，甘油浓度大于50g/L的处理器溶液蒸发量和蒸发速率则显著低于清水处理；说明甘油浓度为50g/L即可有效保障水分蒸发，且2小时内显著有效。
表1不同浓度甘油的单位面积水分蒸发速率(g·m-2·h-1)
注：同一列不同字母表示差异达到0.05。
实施例15：
一种叶面肥保湿剂在棉花施用叶面肥中的应用，其使用过程是：
2016年8月，在田间，利用棉花叶片进行试验。试验以单个叶片为对象，按照中央主叶脉分为两部分，分别进行处理。第一组(中部叶片)不喷施任何物质为对照，清水为处理；第二(下部叶)组清水为对照，浓度为50g/L的甘油为处理。分别于喷施后0、0.5、1、2、3h，利用打孔器以中央叶脉对称取样5次，取得样品置于已知质量的自封袋中，进行质量称量。每组重复3次。
结果表明(表2)，与不喷施对照相比，喷施清水能够显著增加叶片的质量，随着时间推移(0.5h后)，喷施清水处理叶片水分逐渐蒸发，与对照处理无显著差异；而与清水对照相比，喷施50g/L甘油能够显著增加叶片的质量，随着时间推移(2h内)，喷施50g/L甘油处理叶片水分逐渐蒸发仍然显著低于清水处理。说明50g/L甘油应用于棉花叶片具有一定的保持液滴防止蒸发的效果。
表2肥料保湿增效剂在棉花叶面的保湿效果
注：同一列不同字母表示差异达到0.05。
实施例16：
一种叶面肥保湿剂在棉花施用叶面肥中的应用，其使用过程是：
2016年8月，在田间，利用棉花叶片进行试验。试验以棉花功能叶片为对象，按照中央主叶脉分为两部分，分别进行处理。第一组喷施0.5％(质量百分比)磷酸二氢钠为对照，喷施0.5％(质量百分比)磷酸二氢钠+50g/L甘油为处理；第二组喷施0.5％(质量百分比)硫酸钾为对照，喷施0.5％(质量百分比)硫酸钾+50g/L甘油为处理；喷施1％(质量百分比)硫酸铵为对照，喷施1％(质量百分比)硫酸铵+50g/L甘油为处理。分别于喷施后0.5h，采集样品，沿中间主叶脉分成两部分，用蒸馏水清洗叶面3次，分别置于自封袋中，105℃杀青，65℃烘干至恒重，磨细，测定样品重氮、磷、钾含量。每组重复3次。
数据表明(表3)，与单独施用磷酸二氢钠相比，磷酸二氢钠+50g/L甘油处理的样品磷含量增加0.029个百分点，叶面磷(相对于P施用浓度0.129％)的吸收利用率增加22.4％；与单独施用硫酸铵相比，硫酸铵+50g/L甘油处理的样品氮含量增加0.06个百分点，叶面氮(相对于N施用浓度0.212％)的吸收利用率增加29.0％；与单独施用硫酸钾相比，硫酸钾+50g/L甘油处理的样品钾含量增加0.0181个百分点，叶面钾(相对于K施用浓度0.224％)的吸收利用率增加8.1％。
表3保湿增效剂对叶面肥的增效效果
实施例17：
一种叶面肥保湿剂在棉花施用叶面肥中的应用，其使用过程是：
2016年6月，在田间，选择土壤肥料水平及生长发育一致的棉花进行小区试验。设置两个处理，喷施1％硫酸铵为对照，喷施1％硫酸铵+50g/L甘油为处理。5叶期进行喷施，7天后在喷施第2次。喷施前，喷施后选择5株进行生长发育调查。每个处理重复3次。
数据表明(表4)，添加增效剂的叶面肥(处理)能够在喷施15天里显著增加棉花的真叶数和现蕾数量。而且在花铃期(8月18日)，显著增加果枝数量和花蕾铃总的分化数量，但是由于分化数量多所以处理脱落数有所增加。综上，硫酸铵叶面肥中添加保湿增效剂具有积极的作用，可以更好的促进棉花生长发育。
表4叶面肥添加保湿增效剂对棉花生长发育的影响
注：同一日期组间不同字母表示差异达到0.05。

Claims (10)

1.一种适于棉花的叶面肥保湿剂，它由以下原料的浓度制成：
原料 g/L
甘油 10－300
水 700－990
将甘油、水按比例搅拌均匀，获得一种叶面肥保湿剂。
2.根据权利要求1所述的一种适于棉花的叶面肥保湿剂，其特征在于：
原料 g/L
甘油 40－200
水 800－960。
3.根据权利要求1所述的一种适于棉花的叶面肥保湿剂，其特征在于：
原料 g/L
甘油 50－150
水 850－950。
4.根据权利要求1所述的一种适于棉花的叶面肥保湿剂，其特征在于：
原料 g/L
甘油 70－100
水 900－930。
5.根据权利要求1所述的一种适于棉花的叶面肥保湿剂，其特征在于：
原料 g/L
甘油 50
水 950。
6.根据权利要求1所述的一种适于棉花的叶面肥保湿剂，其特征在于：
原料 g/L
甘油 70
水 930。
7.根据权利要求1所述的一种适于棉花的叶面肥保湿剂，其特征在于：
原料 g/L
甘油 100
水 900。
8.根据权利要求1所述的一种适于棉花的叶面肥保湿剂，其特征在于：
原料 g/L
甘油 120
水 880。
9.根据权利要求1所述的一种适于棉花的叶面肥保湿剂，其特征在于：
原料 g/L
甘油 200
水 800。
10.权利要求1所述的一种叶面肥保湿剂在棉花施用叶面肥中的应用，其步骤是：
A、将叶面肥按照浓度溶解于水中；
B、按照50 g/L的使用浓度将甘油加入叶面肥溶液中，进行叶面喷施。
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