技术领域
[0001] 本发明涉及葡萄种植技术领域，特别涉及一种新型葡萄专用纳米水溶肥及其制备方法与应用。
相关背景技术
[0002] 葡萄作为高价值水果，富含维生素C、维生素K和多种矿物质如钾、钙和镁。葡萄含有抗氧化剂，如多酚和类黄酮，有助于保护身体免受自由基的损害，对身体有很大的益处。近年来，随着葡萄生产规模的扩大，葡萄果实品质及食品安全问题也备受各方关注。葡萄植株在不同的生长阶段对养分需求不同，在关键时期如果养分缺乏，会对葡萄的生长和产量产生显著影响，导致葡萄植株生长缓慢、叶片黄化或褪绿、果实发育不良、产量下降。因此种植葡萄时施用的肥料需要满足葡萄植株不同时期对养分的需求，单一的肥料可能无法提供葡萄植株所需的所有养分，传统水溶肥养分溶解度低，养分利用率不高，导致葡萄产量和品质降低。
[0003] 因此，寻找一种葡萄专用水溶肥对于保证葡萄果实品质和产量有着重要的意义。
具体实施方式
[0036] 为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，对本发明做进一步的说明。
[0037] 本发明实施例所用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0038] 本发明实施例所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0039] 本发明的姬松茸是取新鲜的姬松茸的子实体，刺五加是取新鲜的刺五加的根或茎，接骨木是取新鲜的接骨木的花朵或浆果。
[0040] 实施例1
[0041] 一种新型葡萄专用纳米水溶肥原料：
[0042] 腐殖质35份，天然植物提取物13份，生物炭8份，鱼溶浆蛋白粉20份，尿素25份，蒙脱土‑聚酰胺接枝物10份，硫酸钾8份，其中天然植物提取物是由质量比8:1:6的姬松茸、刺五加和接骨木经过醇提制得。
[0043] 制备方法：
[0044] S1、生物炭的制备：收集葡萄园剪枝物，去杂，粉碎，置于热解炉中，将温度调至600℃保持5h，冷却，研磨，制得生物炭；
[0045] S2、蒙脱土‑聚酰胺接枝物的制备：(1)将蒙脱土分散在水中，蒙脱土与水的固液比为1:70g/mL，加入质量为蒙脱土的3％的环氧氯丙烷搅拌2h，得到蒙脱土悬浮液；(2)将聚酰胺加入70％v/v乙醇溶液中，聚酰胺与乙醇溶液的固液比为1:15g/mL，然后加入蒙脱土悬浮液中搅拌45min，得到蒙脱土‑聚酰胺接枝悬浮液；(3)将质量比为0.7:0.4:1的硼砂、钼酸铵和硫酸锌加入水中搅拌，硼砂、钼酸铵和硫酸锌总质量与水的固液比为1:30g/mL，加入乙二胺四乙酸，乙二胺四乙酸与硼砂、钼酸铵和硫酸锌中总金属离子的摩尔比为1.5:1，得到溶液，加入蒙脱土‑聚酰胺接枝悬浮液中搅拌3h，蒙脱土‑聚酰胺接枝悬浮液与溶液的体积比2:1，洗涤干燥，得到蒙脱土‑聚酰胺接枝物；
[0046] S3、将腐殖质，尿素和硫酸钾分散在水中，腐殖质，尿素和硫酸钾的总质量与水的料液比为1:25g/mL，得到物料Ⅰ；
[0047] S4、将生物炭，天然植物提取物，鱼溶浆蛋白粉和蒙脱土‑聚酰胺接枝物分散在水中，生物炭，天然植物提取物，鱼溶浆蛋白粉和蒙脱土‑聚酰胺接枝物的总质量与水的料液比为1:30g/mL，得到物料Ⅱ；
[0048] S5、将物料Ⅰ和物料Ⅱ通过微流控装置混合，设置微流控装置的通道宽度为40μm，高度为50μm，层流流600μL/min，湍流流8mL/min，压力90Bar，形成微小液滴；
[0049] S6、将微小液滴喷射到高温喷爆反应器中保持8s，设置温度为1050℃，微小液滴迅速蒸发，形成纳米颗粒；
[0050] S7、将纳米颗粒分散在水中，纳米颗粒与水的料液比为1:15g/mL，添加质量为纳米颗粒质量的4％的聚乙烯吡咯烷酮，搅拌均匀，得到目标纳米水溶肥。
[0051] 实施例2
[0052] 一种新型葡萄专用纳米水溶肥原料：
[0053] 腐殖质30份，生物炭6份，天然植物提取物10份，鱼溶浆蛋白粉15份，尿素20份，蒙脱土‑聚酰胺接枝物8份，硫酸钾5份，其中天然植物提取物是由质量比6:1:4的姬松茸、刺五加和接骨木经过醇提制得。
[0054] 制备方法：
[0055] S1、生物炭的制备：收集葡萄园剪枝物，去杂，粉碎，置于热解炉中，将温度调至500℃保持4h，冷却，研磨，制得生物炭；
[0056] S2、蒙脱土‑聚酰胺接枝物的制备：(1)将蒙脱土分散在水中，蒙脱土与水的固液比为1:60g/mL，加入质量为蒙脱土的2％的环氧氯丙烷搅拌1h，得到蒙脱土悬浮液；(2)将聚酰胺加入60％v/v乙醇溶液中，聚酰胺与乙醇溶液的固液比为1:10g/mL，然后加入蒙脱土悬浮液中搅拌30min，得到蒙脱土‑聚酰胺接枝悬浮液；(3)将质量比为0.5:0.3:1的硼砂、钼酸铵和硫酸锌加入水中搅拌，硼砂、钼酸铵和硫酸锌总质量与水的固液比为1:20g/mL，加入乙二胺四乙酸，乙二胺四乙酸与硼砂、钼酸铵和硫酸锌中总金属离子的摩尔比为1:1，得到溶液，加入蒙脱土‑聚酰胺接枝悬浮液中搅拌2h，蒙脱土‑聚酰胺接枝悬浮液与溶液的体积比1:1，洗涤干燥，得到蒙脱土‑聚酰胺接枝物；
[0057] S3、将腐殖质，尿素和硫酸钾分散在水中，腐殖质，尿素和硫酸钾的总质量与水的料液比为1:20g/mL，得到物料Ⅰ；
[0058] S4、将生物炭，天然植物提取物，鱼溶浆蛋白粉和蒙脱土‑聚酰胺接枝物分散在水中，生物炭，天然植物提取物，鱼溶浆蛋白粉和蒙脱土‑聚酰胺接枝物的总质量与水的料液比为1:25g/mL，得到物料Ⅱ；
[0059] S5、将物料Ⅰ和物料Ⅱ通过微流控装置混合，设置微流控装置的通道宽度为20μm，高度为40μm，层流流500μL/min，湍流流5mL/min，压力80Bar，形成微小液滴；
[0060] S6、将微小液滴喷射到高温喷爆反应器中保持5s，设置温度为1000℃，微小液滴迅速蒸发，形成纳米颗粒；
[0061] S7、将纳米颗粒分散在水中，纳米颗粒与水的料液比为1:10g/mL，添加质量为纳米颗粒质量的3％的聚乙烯吡咯烷酮，搅拌均匀，得到目标纳米水溶肥。
[0062] 实施例3
[0063] 一种新型葡萄专用纳米水溶肥原料：
[0064] 腐殖质40份，生物炭10份，天然植物提取物15份，鱼溶浆蛋白粉25份，尿素30份，蒙脱土‑聚酰胺接枝物12份，硫酸钾10份，其中天然植物提取物是由质量比10:1:8的姬松茸、刺五加和接骨木经过醇提制得。
[0065] 制备方法：
[0066] S1、生物炭的制备：收集葡萄园剪枝物，去杂，粉碎，置于热解炉中，将温度调至700℃保持6h，冷却，研磨，制得生物炭；
[0067] S2、蒙脱土‑聚酰胺接枝物的制备：(1)将蒙脱土分散在水中，蒙脱土与水的固液比为1:80g/mL，加入质量为蒙脱土的4％的环氧氯丙烷搅拌3h，得到蒙脱土悬浮液；(2)将聚酰胺加入80％v/v乙醇溶液中，聚酰胺与乙醇溶液的固液比为1:20g/mL，然后加入蒙脱土悬浮液中搅拌60min，得到蒙脱土‑聚酰胺接枝悬浮液；(3)将质量比为0.8:0.5:1的硼砂、钼酸铵和硫酸锌加入水中搅拌，硼砂、钼酸铵和硫酸锌总质量与水的固液比为1:40g/mL，加入乙二胺四乙酸，乙二胺四乙酸与硼砂、钼酸铵和硫酸锌中总金属离子的摩尔比为2:1，得到溶液，加入蒙脱土‑聚酰胺接枝悬浮液中搅拌4h，蒙脱土‑聚酰胺接枝悬浮液与溶液的体积比3:1，洗涤干燥，得到蒙脱土‑聚酰胺接枝物；
[0068] S3、将腐殖质，尿素和硫酸钾分散在水中，腐殖质，尿素和硫酸钾的总质量与水的料液比为1:30g/mL，得到物料Ⅰ；
[0069] S4、将生物炭，天然植物提取物，鱼溶浆蛋白粉和蒙脱土‑聚酰胺接枝物分散在水中，生物炭，天然植物提取物，鱼溶浆蛋白粉和蒙脱土‑聚酰胺接枝物的总质量与水的料液比为1:35g/mL，得到物料Ⅱ；
[0070] S5、将物料Ⅰ和物料Ⅱ通过微流控装置混合，设置微流控装置的通道宽度为60μm，高度为60μm，层流流700μL/min，湍流流10mL/min，压力100Bar，形成微小液滴；
[0071] S6、将微小液滴喷射到高温喷爆反应器中保持10s，设置温度为1100℃，微小液滴迅速蒸发，形成纳米颗粒；
[0072] S7、将纳米颗粒分散在水中，纳米颗粒与水的料液比为1:20g/mL，添加质量为纳米颗粒质量的5％的聚乙烯吡咯烷酮，搅拌均匀，得到目标纳米水溶肥。
[0073] 对比例1
[0074] 与实施例1不同之处在于：原料用量不同；其他与实施例1一致。
[0075] 一种新型葡萄专用纳米水溶肥原料：
[0076] 腐殖质25份，生物炭5份，天然植物提取物8份，鱼溶浆蛋白粉13份，尿素18份，蒙脱土‑聚酰胺接枝物7份，硫酸钾4份，其中天然植物提取物是由质量比5:1:3的姬松茸、刺五加和接骨木经过醇提制得。
[0077] 对比例2
[0078] 与实施例1不同之处在于：天然植物提取物中的原料缺少姬松茸；其他与实施例1一致。
[0079] 一种新型葡萄专用纳米水溶肥原料：
[0080] 腐殖质35份，天然植物提取物13份，生物炭8份，鱼溶浆蛋白粉20份，尿素25份，蒙脱土‑聚酰胺接枝物10份，硫酸钾8份，其中天然植物提取物是由质量比1:6的刺五加和接骨木经过醇提制得。
[0081] 对比例3
[0082] 与实施例1不同之处在于：缺少蒙脱土‑聚酰胺接枝物，即只有10份微量元素，由质量比为0.7:0.4:1硼砂、钼酸铵和硫酸锌组成；其他与实施例1一致。
[0083] 一种新型葡萄专用纳米水溶肥原料：
[0084] 腐殖质35份，天然植物提取物13份，生物炭8份，鱼溶浆蛋白粉20份，尿素25份，微量元素10份，硫酸钾8份，其中天然植物提取物是由质量比8:1:6的姬松茸、刺五加和接骨木经过醇提制得，微量元素由质量比为0.7:0.4:1硼砂、钼酸铵和硫酸锌组成。
[0085] 制备方法：
[0086] S1、生物炭的制备：收集葡萄园剪枝物，去杂，粉碎，置于热解炉中，将温度调至600℃保持5h，冷却，研磨，制得生物炭；
[0087] S2、将腐殖质，尿素和硫酸钾分散在水中，腐殖质，尿素和硫酸钾的总质量与水的料液比为1:25g/mL，得到物料Ⅰ；
[0088] S3、将生物炭，天然植物提取物，鱼溶浆蛋白粉和微量元素分散在水中，生物炭，天然植物提取物，鱼溶浆蛋白粉和微量元素的总质量与水的料液比为1:30g/mL，得到物料Ⅱ；
[0089] S4、将物料Ⅰ和物料Ⅱ通过微流控装置混合，设置微流控装置的通道宽度为40μm，高度为50μm，层流流600μL/min，湍流流8mL/min，压力90Bar，形成微小液滴；
[0090] S5、将微小液滴喷射到高温喷爆反应器中保持8s，设置温度为1050℃，微小液滴迅速蒸发，形成纳米颗粒；
[0091] S6、将纳米颗粒分散在水中，纳米颗粒与水的料液比为1:15g/mL，添加质量为纳米颗粒质量的4％的聚乙烯吡咯烷酮，搅拌均匀，得到目标纳米水溶肥。
[0092] 对比例4
[0093] 与实施例1不同之处在于：缺少鱼溶浆蛋白粉；其他与实施例1一致。
[0094] 一种新型葡萄专用纳米水溶肥原料：
[0095] 腐殖质35份，天然植物提取物13份，生物炭8份，尿素25份，蒙脱土‑聚酰胺接枝物10份，硫酸钾8份，其中天然植物提取物是由质量比8:1:6的姬松茸、刺五加和接骨木经过醇提制得。
[0096] 制备方法：
[0097] S1、生物炭的制备：收集葡萄园剪枝物，去杂，粉碎，置于热解炉中，将温度调至600℃保持5h，冷却，研磨，制得生物炭；
[0098] S2、蒙脱土‑聚酰胺接枝物的制备：(1)将蒙脱土分散在水中，蒙脱土与水的固液比为1:70g/mL，加入质量为蒙脱土的3％的环氧氯丙烷搅拌2h，得到蒙脱土悬浮液；(2)将聚酰胺加入70％v/v乙醇溶液中，聚酰胺与乙醇溶液的固液比为1:15g/mL，然后加入蒙脱土悬浮液中搅拌45min，得到蒙脱土‑聚酰胺接枝悬浮液；(3)将质量比为0.7:0.4:1的硼砂、钼酸铵和硫酸锌加入水中搅拌，硼砂、钼酸铵和硫酸锌总质量与水的固液比为1:30g/mL，加入乙二胺四乙酸，乙二胺四乙酸与硼砂、钼酸铵和硫酸锌中总金属离子的摩尔比为1.5:1，得到溶液，加入蒙脱土‑聚酰胺接枝悬浮液中搅拌3h，蒙脱土‑聚酰胺接枝悬浮液与溶液的体积比2:1，洗涤干燥，得到蒙脱土‑聚酰胺接枝物；
[0099] S3、将腐殖质，尿素硫酸钾分散在水中，腐殖质，尿素和硫酸钾的总质量与水的料液比为1:25g/mL，得到物料Ⅰ；
[0100] S4、将生物炭，天然植物提取物和蒙脱土‑聚酰胺接枝物分散在水中，生物炭，天然植物提取物和蒙脱土‑聚酰胺接枝物的总质量与水的料液比为1:30g/mL，得到物料Ⅱ；
[0101] S5、将物料Ⅰ和物料Ⅱ通过微流控装置混合，设置微流控装置的通道宽度为40μm，高度为50μm，层流流600μL/min，湍流流8mL/min，压力90Bar，形成微小液滴；
[0102] S6、将微小液滴喷射到高温喷爆反应器中保持8s，设置温度为1050℃，微小液滴迅速蒸发，形成纳米颗粒；
[0103] S7、将纳米颗粒分散在水中，纳米颗粒与水的料液比为1:15g/mL，添加质量为纳米颗粒质量的4％的聚乙烯吡咯烷酮，搅拌均匀，得到目标纳米水溶肥。
[0104] 对比例5
[0105] 与实施例1不同之处在于：缺少步骤S5的微流控；其他与实施例1一致。
[0106] 一种新型葡萄专用纳米水溶肥原料：
[0107] 腐殖质35份，天然植物提取物13份，生物炭8份，鱼溶浆蛋白粉20份，尿素25份，蒙脱土‑聚酰胺接枝物10份，硫酸钾8份，其中天然植物提取物是由质量比8:1:6的姬松茸、刺五加和接骨木经过醇提制得。
[0108] 制备方法：
[0109] S1、生物炭的制备：收集葡萄园剪枝物，去杂，粉碎，置于热解炉中，将温度调至600℃保持5h，冷却，研磨，制得生物炭；
[0110] S2、蒙脱土‑聚酰胺接枝物的制备：(1)将蒙脱土分散在水中，蒙脱土与水的固液比为1:70g/mL，加入质量为蒙脱土的3％的环氧氯丙烷搅拌2h，得到蒙脱土悬浮液；(2)将聚酰胺加入70％v/v乙醇溶液中，聚酰胺与乙醇溶液的固液比为1:15g/mL，然后加入蒙脱土悬浮液中搅拌45min，得到蒙脱土‑聚酰胺接枝悬浮液；(3)将质量比为0.7:0.4:1的硼砂、钼酸铵和硫酸锌加入水中搅拌，硼砂、钼酸铵和硫酸锌总质量与水的固液比为1:30g/mL，加入乙二胺四乙酸，乙二胺四乙酸与硼砂、钼酸铵和硫酸锌中总金属离子的摩尔比为1.5:1，得到溶液，加入蒙脱土‑聚酰胺接枝悬浮液中搅拌3h，蒙脱土‑聚酰胺接枝悬浮液与溶液的体积比2:1，洗涤干燥，得到蒙脱土‑聚酰胺接枝物；
[0111] S3、将腐殖质，尿素和硫酸钾分散在水中，腐殖质，尿素和硫酸钾的总质量与水的料液比为1:25g/mL，得到物料Ⅰ；
[0112] S4、将生物炭，天然植物提取物，鱼溶浆蛋白粉和蒙脱土‑聚酰胺接枝物分散在水中，生物炭，天然植物提取物，鱼溶浆蛋白粉和蒙脱土‑聚酰胺接枝物的总质量与水的料液比为1:30g/mL，得到物料Ⅱ；
[0113] S5、将物料Ⅰ和物料Ⅱ混合，喷射到高温喷爆反应器中保持8s，设置温度为1050℃，形成纳米颗粒；
[0114] S6、将纳米颗粒分散在水中，纳米颗粒与水的料液比为1:15g/mL，添加质量为纳米颗粒质量的4％的聚乙烯吡咯烷酮，搅拌均匀，得到目标纳米水溶肥。
[0115] 对比例6
[0116] 与实施例1不同之处在于：缺少步骤S6的高温喷爆；其他与实施例1一致。
[0117] 一种新型葡萄专用纳米水溶肥原料：
[0118] 腐殖质35份，天然植物提取物13份，生物炭8份，鱼溶浆蛋白粉20份，尿素25份，蒙脱土‑聚酰胺接枝物10份，硫酸钾8份，其中天然植物提取物是由质量比8:1:6的姬松茸、刺五加和接骨木经过醇提制得。
[0119] 制备方法：
[0120] S1、生物炭的制备：收集葡萄园剪枝物，去杂，粉碎，置于热解炉中，将温度调至600℃保持5h，冷却，研磨，制得生物炭；
[0121] S2、蒙脱土‑聚酰胺接枝物的制备：(1)将蒙脱土分散在水中，蒙脱土与水的固液比为1:70g/mL，加入质量为蒙脱土的3％的环氧氯丙烷搅拌2h，得到蒙脱土悬浮液；(2)将聚酰胺加入70％v/v乙醇溶液中，聚酰胺与乙醇溶液的固液比为1:15g/mL，然后加入蒙脱土悬浮液中搅拌45min，得到蒙脱土‑聚酰胺接枝悬浮液；(3)将质量比为0.7:0.4:1的硼砂、钼酸铵和硫酸锌加入水中搅拌，硼砂、钼酸铵和硫酸锌总质量与水的固液比为1:30g/mL，加入乙二胺四乙酸，乙二胺四乙酸与硼砂、钼酸铵和硫酸锌中总金属离子的摩尔比为1.5:1，得到溶液，加入蒙脱土‑聚酰胺接枝悬浮液中搅拌3h，蒙脱土‑聚酰胺接枝悬浮液与溶液的体积比2:1，洗涤干燥，得到蒙脱土‑聚酰胺接枝物；
[0122] S3、将腐殖质，尿素和硫酸钾分散在水中，腐殖质，尿素和硫酸钾的总质量与水的料液比为1:25g/mL，得到物料Ⅰ；
[0123] S4、将生物炭，天然植物提取物，鱼溶浆蛋白粉和蒙脱土‑聚酰胺接枝物分散在水中，生物炭，天然植物提取物，鱼溶浆蛋白粉和蒙脱土‑聚酰胺接枝物的总质量与水的料液比为1:30g/mL，得到物料Ⅱ；
[0124] S5、将物料Ⅰ和物料Ⅱ通过微流控装置混合，设置微流控装置的通道宽度为40μm，高度为50μm，层流流600μL/min，湍流流8mL/min，压力90Bar，形成微小液滴；
[0125] S6、将微小液滴和聚乙烯吡咯烷酮混合，搅拌均匀，得到目标纳米水溶肥。
[0126] 试验例
[0127] 试验开始时间：2022年5月
[0128] 试验地点：海南省三亚市
[0129] 作物：葡萄
[0130] 品种：巨峰
[0131] 试验方法：设置对照组和试验组1‑9，对照组：对照组施用氮磷钾平衡水溶肥(从山东瑞兆源生物科技有限公司购入)；试验组1‑9施用实施例1‑3和对比例1‑6的葡萄专用纳米水溶肥，每组施用50株葡萄植株，常规液体水溶肥和葡萄专用纳米水溶肥稀释1000倍，直接喷洒在叶片上，每株药剂喷施量为500g/株，在幼果期和膨果期各喷施两次，幼果期间隔6天喷施一次，膨果期间隔4天，试验结果见表1。
[0132] 评价指标：单株产量增产率，单果重增效值，糖度。其中，糖度检测使用折光糖度计检测，单株产量增产率＝(试验组单株产量‑对照组单株产量)/对照组单株产量×100％，单果重增效值＝(试验组单果重‑对照组单果重)/对照组单果重×100％。
[0133] 表1
[0134]样品 单株产量增产率/％ 单果重增效值/％ 糖度/°Bx
对照组 ‑ ‑ 16
实施例1 34.2 20.2 20
实施例2 33.4 19.7 19
实施例3 33.7 19.8 20
实施例4 33.3 19.5 19
实施例5 33.8 19.4 18
对比例1 20.1 11.2 16
对比例2 10.8 8.7 15
对比例3 9.9 7.6 14
对比例4 10.2 7.9 15
对比例5 9.6 7.4 14
对比例6 8.7 6.9 14
[0135] 从表1可以看出，与对照组相比，将本发明的实施例1‑5的葡萄专用纳米水溶肥直接喷洒在植株叶片上，葡萄果实的产量，单果重和糖度各项指标均有明显增长，表明本发明的葡萄专用纳米水溶肥能够促进葡萄植株的生长和发育，增加葡萄产量，提高葡萄品质。与实施例1‑5相比，喷洒对比例1‑6制备的葡萄专用纳米水溶肥，单株产量，单果重和糖度各项指标均有不同程度的下降。对于对比例2中天然植物提取物中缺少姬松茸，经过大量实验证明，天然植物提取物中缺少某一组分或替换某一组分，葡萄的单株产量，单果重和糖度各项指标均会下降，在此不一一赘述。
[0136] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
