一种植物防冻剂及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及植物防冻领域，尤其涉及一种植物防冻剂及其制备方法与应用。

背景技术

花椒的抗寒性一直是影响花椒引种栽培成功与否的关键因素，尤其是日本无刺花椒，其原产地属海洋性气候区，冬季温暖湿润，年平均气温14℃～15.5℃。河北省石家庄、保定、邢台、邯郸等地是无刺花椒的主要引种栽培试验区域，冬季的平均气温低于0℃，最低气温可达-20℃以下。当气温在－10℃以下会导致花椒幼树抽条，－15℃以下的低温持续时间过长，就会引起花椒大树严重冻害甚至死亡。现有防冻剂的防冻效果不佳，并不能解决花椒发生冻害或抽条的现象。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种植物防冻剂，具有透光性好、粘性适中、耐雨雪冲刷的优势，同时能够提供植物生长发芽所需的养分，防冻效果显著，防止幼树抽条，无需剪掉秋梢，节省了用工成本。

为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：

一种植物防冻剂，包括以下质量份数的组分：聚乙烯醇4.5～5.5份、烯唑醇4.5～5.5份、氨基苯甲酸4.5～5.5份、羧甲基纤维素钠0.8～4.2份、6-苄基腺嘌呤1～6份、甘露醇0.2～1.8份、磷酸二氢钾0.2～2份、花椒叶提取物0.1～2份、乙二醇5～40份和水11～20份。

聚乙烯醇具有良好的成膜性，促进植物表面形成保护膜，提高植物保水能力，同时有效避免热量流失。烯唑醇具有天然抑菌杀菌作用，抗菌谱广，保证植物正常生长。氨基苯甲酸具有提高防冻剂的粘性的作用，提升防冻剂的耐雨雪冲刷能力。加入羧甲基纤维素钠能够减少絮状物质的产生，使溶液溶解更充分，并且能够协同聚乙烯醇提高防冻剂的成膜效果，协同氨基苯甲酸提高防冻剂的粘性；6-苄基腺嘌呤简称6-BA，有效抑制植物体内的DNA酶、RNA酶及蛋白酶的活性，提高植物的抗冻害能力的同时，还具有保绿防老的功效。花椒叶提取物含有多种氨基酸，能够为植物生长提供丰富的营养，其含有的可溶性多糖等抗氧化活性物质能够提高植物的抗氧化能力；磷酸二氢钾为植物提供养分，弥补植物储备营养不足，维持植株养分平衡，同时能够提高细胞内抗氧化酶的活性，协同花椒叶提取物增强植物细胞的抗氧化能力，降低对膜系统的损伤，还能提高植物叶片中可溶性蛋白的含量，使细胞内束缚水的含量增加，协同聚乙烯醇提高植物的保水性能。乙二醇能够避免细胞内结冰和细胞冰冻脱水，提高植物对低温冻害等不利环境的适应与抵抗能力，甘露醇能够调节防冻剂的凝固度，协同降低植物防冻剂体系的冰点，保证防冻剂在-20℃以下的严寒冬天也能正常使用。申请人在研究中发现，花椒叶提取物能够增加由以上组分组成的防冻剂的透明度，提高植物的透光性，并且花椒叶提取物中含有花椒特有的酰胺，具有光滑性，能够促进防冻剂与树干的密接性。

本发明采用上述质量份数制备得到的防冻剂配比合理，具有粘性适中、防冻效果显著、耐雨雪冲刷能力强的优势，同时能够提供植物生长发芽所需的养分，充分保护了植物免受冬季低温的冻害，显著提高了越冬成活率。且该防冻剂的成分无毒无害，对环境友好。

发明人在实验中发现，对部分品种的幼树如花椒幼树，以上成分在上述范围内进行配比所得到的植物防冻剂并非全部适用，通过实验研究得到以下优选范围的质量份数：聚乙烯醇4.5～5.5份、烯唑醇4.5～5.5份、氨基苯甲酸4.5～5.5份、羧甲基纤维素钠1.8～2.2份、6-苄基腺嘌呤1～6份、甘露醇0.2～1份、磷酸二氢钾0.5～2份、花椒叶提取物0.2～1.8份、乙二醇5～40份和水11～20份。上述优选的范围对于这些幼树具有优异的保护作用，透光性好，利于提高植物的温度，能够防止幼树抽条，无需剪秋稍。

优选地，所述植物防冻剂包括以下质量份数的组分：聚乙烯醇4.8～5.2份、烯唑醇4.8～5.0份、氨基苯甲酸5.0～5.2份、羧甲基纤维素钠1.9～2.1份、6-苄基腺嘌呤3～5份、甘露醇0.5～1份、磷酸二氢钾1～1.6份、花椒叶提取物0.5～1.6份、乙二醇10～30份和水12～18份。

优选地，所述花椒叶提取物的提取过程包括：将花椒叶榨汁，所得汁液即为花椒叶提取物。该过程可选择常规的榨汁方式，如，使用粉碎机将花椒叶搅碎后过滤或离心，以去除搅碎的花椒叶渣，粉碎机转速可选择12000～18000r/min，时间为8～12min。

优选地，所述花椒叶提取物的提取过程还包括：将榨汁后的汁液过180～230目筛。

以及，本发明还提供了一种上述植物防冻剂的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤a、按上述的植物防冻剂的质量份数配比称取各组分；用10～15份水溶解所述聚乙烯醇、烯唑醇和氨基苯甲酸，得到第一混合液；

步骤b、向所述第一混合液中加入所述羧甲基纤维素钠混匀，再加入1～5份水稀释，然后依次加入所述6-苄基腺嘌呤、甘露醇、磷酸二氢钾和乙二醇混合均匀，得到第二混合液；

步骤c、向所述第二混合液中加入所述花椒叶提取物，即得所述植物防冻剂。

整个制备过程操作简便，对环境安全，制备得到的防冻剂滑而不粘，能均匀附着在树干和枝条上，耐雨雪冲刷，而且不影响植物的透光性，显著降低植物的冻害损失，防冻效果优良，能防止幼龄树木抽条，省去了生产实践中需人工剪秋梢的环节，节约用工成本，在植物防冻剂领域具有广泛的应用前景。

优选地，步骤a和b中，水的温度为30～40℃。

以及，本发明还提供了一种植物防冻方法，将上述植物防冻剂摇匀后涂抹于树干和枝梢上，厚度为0.5～2mm。该厚度的防冻剂透光性能优良，利于提高植物的温度。

以及，本发明还提供了上述植物防冻剂作为花椒幼树防冻剂的应用。

上述防冻剂用于不耐寒的花椒幼树上，很大程度上提高了花椒幼树的越冬成活率，同时还能促进花椒幼树的发芽和生长，对花椒冬季降低冻害发生和安全越冬起到了关键作用。

附图说明

图1是本发明应用例2中不剪秋稍的朝仓山椒当年嫁接苗的生长情况。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下实施例和对比例中的花椒叶提取物的提取过程为：夏季采摘花椒叶至于粉碎机中，在15000r/min的转速下粉碎10min，过80筛，取汁液再次以15000r/min榨汁10min，过200目筛，所得液相即为花椒叶提取物。

实施例1：

一种植物防冻剂，包括以下质量份数的组分：聚乙烯醇5份、烯唑醇5份、氨基苯甲酸5份、羧甲基纤维素钠2份、6-苄基腺嘌呤4份、甘露醇1份、磷酸二氢钾0.8份、花椒叶提取物0.4份、乙二醇20份和水15份。

其制备方法包括以下步骤：

步骤a、按该植物防冻剂各组分的质量份数配比称取各组分；用12份30℃的水溶解聚乙烯醇、烯唑醇和氨基苯甲酸，得到第一混合液；

步骤b、向上述第一混合液中加入羧甲基纤维素钠混匀，再加入3份30℃的水稀释，然后依次加入6-苄基腺嘌呤、甘露醇、磷酸二氢钾和乙二醇混合均匀，得到第二混合液；

步骤c、向上述第二混合液中加入花椒叶提取物，即得植物防冻剂。

实施例2：

一种植物防冻剂，包括以下质量份数的组分：聚乙烯醇5份、烯唑醇5份、氨基苯甲酸5份、羧甲基纤维素钠1.8份、6-苄基腺嘌呤2份、甘露醇0.5份、磷酸二氢钾0.8份、花椒叶提取物0.2份、乙二醇10份和水12份。

其制备方法包括以下步骤：

步骤a、按该植物防冻剂各组分的质量份数配比称取各组分；用10份35℃的水溶解聚乙烯醇、烯唑醇和氨基苯甲酸，得到第一混合液；

步骤b、向上述第一混合液中加入羧甲基纤维素钠混合，再加入2份35℃的水稀释，然后依次加入6-苄基腺嘌呤、甘露醇、磷酸二氢钾和乙二醇混合均匀，得到第二混合液；

步骤c、向上述第二混合液中加入花椒叶提取物，即得植物防冻剂。

实施例3：

一种植物防冻剂，包括以下质量份数的组分：聚乙烯醇5份、烯唑醇5份、氨基苯甲酸5份、羧甲基纤维素钠2份、6-苄基腺嘌呤6份、甘露醇0.8份、磷酸二氢钾1.2份、花椒叶提取物0.6份、乙二醇30份和水14份。

其制备方法包括以下步骤：

步骤a、按该植物防冻剂各组分的质量份数配比称取各组分；用12份35℃的水溶解聚乙烯醇、烯唑醇和氨基苯甲酸，得到第一混合液；

步骤b、向上述第一混合液中加入羧甲基纤维素钠混合，再加入2份35℃的水稀释，然后依次加入6-苄基腺嘌呤、甘露醇、磷酸二氢钾和乙二醇混合均匀，得到第二混合液；

步骤c、向上述第二混合液中加入花椒叶提取物，即得植物防冻剂。

实施例4：

一种植物防冻剂，包括以下质量份数的组分：聚乙烯醇5份、烯唑醇5份、氨基苯甲酸5份、羧甲基纤维素钠2.1份、6-苄基腺嘌呤3份、甘露醇0.8份、磷酸二氢钾0.6份、花椒叶提取物0.3份、乙二醇15份和水17份。

其制备方法包括以下步骤：

步骤a、按该植物防冻剂各组分的质量份数配比称取各组分，用15份40℃的水溶解聚乙烯醇、烯唑醇和氨基苯甲酸，得到第一混合液；

步骤b、向上述第一混合液中加入羧甲基纤维素钠混匀，再加入2份40℃的水稀释，然后依次加入6-苄基腺嘌呤、甘露醇、磷酸二氢钾和乙二醇混合均匀，得到第二混合液；

步骤c、向上述第二混合液中加入花椒叶提取物，即得植物防冻剂。

实施例5：

一种植物防冻剂，包括以下质量份数的组分：聚乙烯醇5份、烯唑醇5份、氨基苯甲酸5份、羧甲基纤维素钠2.2份、6-苄基腺嘌呤5份、甘露醇0.8份、磷酸二氢钾1份、花椒叶提取物0.5份、乙二醇25份和水15份。

其制备方法包括以下步骤：

步骤a、按该植物防冻剂各组分的质量份数配比称取各组分；用10份30℃的水溶解聚乙烯醇、烯唑醇和氨基苯甲酸，得到第一混合液；

步骤b、向上述第一混合液中加入羧甲基纤维素钠混匀，再加入5份30℃的水稀释，然后依次加入6-苄基腺嘌呤、甘露醇、磷酸二氢钾和乙二醇混合均匀，得到第二混合液；

步骤c、向上述第二混合液中加入花椒叶提取物，即得植物防冻剂。

实施例6：

一种植物防冻剂，包括以下质量份数的组分：聚乙烯醇5份、烯唑醇5份、氨基苯甲酸5份、羧甲基纤维素钠1.9份、6-苄基腺嘌呤6份、甘露醇1份、磷酸二氢钾1.2份、花椒叶提取物0.6份、乙二醇30份和水20份。

其制备方法包括以下步骤：

步骤a、按该植物防冻剂各组分的质量份数配比称取各组分，用15份30℃的水溶解聚乙烯醇、烯唑醇和氨基苯甲酸，得到第一混合液；

步骤b、向上述第一混合液中加入羧甲基纤维素钠混匀，再加入5份30℃的水稀释，然后依次加入6-苄基腺嘌呤、甘露醇、磷酸二氢钾和乙二醇混合均匀后，得到第二混合液；

步骤c、向上述第二混合液中加入花椒叶提取物，即得植物防冻剂。

实施例7：

在实施例2的基础上将羧甲基纤维素钠的质量份数调整为1份，磷酸二氢钾的质量份数调整为0.4份，其他组分用量及制备方法均不改变。

实施例8：

在实施例3的基础上将羧甲基纤维素钠的质量份数调整为3份，甘露醇的质量份数调整为1.5份，其他组分用量及制备方法均不改变。

实施例9：

在实施例4的基础上将羧甲基纤维素钠的质量份数调整为1份，其他组分用量及制备方法均不改变。

实施例10：

在实施例5的基础上将羧甲基纤维素钠的质量份数调整为3份，甘露醇的质量份数调整为1.2份，其他组分用量及制备方法均不改变。

实施例11：

在实施例6的基础上将羧甲基纤维素钠的质量份数调整为4份，甘露醇的质量份数调整为1.4份，其他组分用量及制备方法均不改变。

对比例1：

在实施例1的基础上将羧甲基纤维素钠的质量份数调整为5份，甘露醇的质量份数调整为3份，其他组分用量及制备方法均不改变。

对比例2：

在实施例1的基础上省去羧甲基纤维素钠，其他组分用量及制备方法均不改变。

对比例3：

在实施例1的基础上省去甘露醇，其他组分用量及制备方法均不改变。

对比例4：

在实施例1的基础上省去花椒叶提取物，其他组分用量及制备方法均不改变。

对比例5：

在实施例1的基础上省去磷酸二氢钾，其他组分用量及制备方法均不改变。

为了更好的说明本发明提供的植物防冻剂的性能，分别进行了性能测试和效果应用。

1.1性能验证：表1为实施例1～11和对比例1～5制备的植物防冻剂的主要指标检测数据。

表1植物防冻剂的主要指标检测数据

表1中的数据表明：相较于实施例1～11，对比例1～5制得的植物防冻剂存在成膜时间延长、黏度下降、透光率差的现象。由此表明，本发明提供的植物防冻剂性能优异。

1.2应用例1：

材料与方法：试验地位于河北省石家庄市河北省林业科学院；选择不耐寒的花椒品种朝仓山椒的一、三年生苗木作为试材。试验设11个组别，每个组别3株，试验组涂抹本发明中实施例1～3和7～8所制备的防冻剂(厚度为1mm)；对比组涂抹本发明中对比例1～5所制备的防冻剂(厚度为1mm)；空白组不涂抹防冻剂。

处理时间：2019年11月25日。

2019年冬季实际测定花椒试验地最低温度为-18℃，2020年1月份平均气温为1℃。2020年4月10日对一年生朝仓山椒的防冻剂使用情况进行调查统计，结果见表2，2020年3月31日对三年生朝仓山椒的防冻剂使用情况进行调查统计，结果见表3。

表2一年生朝仓山椒防冻剂使用调查表

表3三年生朝仓山椒防冻剂使用调查表

从表2的调查结果来看，本发明实施例1～3所提供的防冻剂处理一年生的朝仓山椒成活率可达到50％，较实施例7～8、对比组和不涂抹防冻剂的空白组存在极显著性差异，表明本发明优选的含量范围制备得到的防冻剂对于花椒幼树具有优异的保护作用；从表3的调查结果来看，处理三年生朝仓山椒的成活率接近100％，远远高于对比组和不涂抹防冻剂的空白组，表明本发明提供的防冻剂对于花椒成年树的防冻效果显著。

1.3应用例2：

为了进一步验证本发明制备的防冻剂防冻效果优良，2020年选择不耐寒的花椒品种朝仓山椒的当年嫁接苗和二年生苗木作为试材，当年嫁接苗采用剪秋稍和不剪秋稍两种管理方式。试验设13个组别，每个组别的数量扩大至30株，试验组分别涂抹本发明中实施例1、4～6、9～11所制备的防冻剂(厚度为2mm)；对比组分别涂抹本发明中对比例1～5所制备的防冻剂(厚度为2mm)；对照组涂抹市售防冻剂(厚度为2mm)。

处理时间：2020年11月16日。

2020年冬季为石家庄近十年来最寒冷的一年，实际观测到花椒试验地最低温度达到-23℃，冬季平均气温为-2℃。2021年4月25日对不剪秋稍和剪秋稍的朝仓山椒当年嫁接苗、不剪秋稍的二年生朝仓山椒的防冻剂使用情况进行调查统计，结果分别见表4～6。

表4不剪秋稍的朝仓山椒当年嫁接苗防冻剂使用调查表

表5剪秋稍的朝仓山椒当年嫁接苗防冻剂使用调查表

表6不剪秋稍的二年生朝仓山椒防冻剂使用调查表

从上述表中的调查结果来看，本发明实施例所提供的防冻剂处理不剪秋稍的朝仓山椒当年嫁接苗成活率可高达73.3％，显著高于市售对照样品；处理剪秋稍的朝仓山椒当年嫁接苗的成活率大幅度降低，表明剪秋稍可能打破了枝条内部水分的运输，因此，使用本发明提供的防冻剂时，不剪秋稍不仅显著提高了朝仓山椒幼苗的成活率，而且能节约用工成本；处理不剪秋稍的二年生朝仓山椒成活率可高达90.5％，市售防冻剂的成活率仅为44.7％，表明本发明提供的防冻剂防冻效果显著。

同时，为了解本发明实施例1、4～6制备的防冻剂对春季花椒发芽和生长的影响，2019年11月25日对不剪秋稍的二年生朝仓山椒的生长势进行了调查观测，2021年04月27日对不剪秋稍的朝仓山椒当年嫁接苗的生长势进行了调查观测，结果见表7。

表7调查观测结果

从上表的调查观测结果来看，使用本发明提供的防冻剂株高、茎粗、冠幅、枝条数和新梢长度都明显高于市售防冻剂的对照组，具有促进花椒幼树的发芽和生长的作用。

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作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。