專利名稱：植物營養(yǎng)活性劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于植物液態(tài)制劑領(lǐng)域，具體地，涉及一種植物營養(yǎng)活性劑。
背景技術(shù)：
在植物栽培中，特別是在盆栽植物的栽培過程中，需要使用多種制劑以供給、強(qiáng)化或平衡植物營養(yǎng)，增強(qiáng)植物的活性和健康，提高植物的免疫力、抗病力及對各種不良環(huán)境的耐受性，并且改良、調(diào)整土壤性能。在現(xiàn)有技術(shù)中，以各種有機(jī)和無機(jī)成分、天然營養(yǎng)成分、土壤改良成分的水溶液配制成植物營養(yǎng)活性劑，大多含有氮、磷、鉀、鈣、鎂、硼、錳、硫、鐵、鋅、銅、碘、鈷、鉬等植物所需的營養(yǎng)元素，已廣泛使用于植物的培育之中。但上述植物營養(yǎng)活性劑含有多種營養(yǎng)成分，同時也能成為污染菌的營養(yǎng)源，易腐化變質(zhì)，不易保存。
為解決這一問題，現(xiàn)在通常是采用現(xiàn)用現(xiàn)配的辦法，就是盡量在使用現(xiàn)場調(diào)配植物營養(yǎng)活性劑，不進(jìn)行儲存、運(yùn)輸。然而，這并不是真正解決問題的辦法，在大多數(shù)情況下，人們還是不得不在植物營養(yǎng)活性劑中添加防腐劑，這些防腐劑一般是參照食品用防腐劑，以苯甲酸等食用防腐劑為主流。這些食用防腐劑不會被人體直接吸收，且無毒，因此對人是安全的，以苯甲酸為例，其苯化學(xué)結(jié)構(gòu)非常安定。但當(dāng)使用于植物時，就不易分解，多殘留于土壤之中，會對環(huán)境造成影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的是植物營養(yǎng)活性劑的耐貯性與環(huán)保性不能兼得的技術(shù)問題，提供一種可長期存放，同時使用后在環(huán)境中防腐成分無殘留的環(huán)保型植物營養(yǎng)活性劑。
為此，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這樣的植物營養(yǎng)活性劑，為多種成分的水溶液，其特征在于其中含有至少兩種防腐成分，所述的防腐成分為不含苯環(huán)的羧酸或羧酸鹽(包括取代羧酸或取代羧酸鹽)，其濃度均不低于0.001摩爾/升。
所述的兩種以上防腐成分，為乙酸、乙酸鹽、雙乙酸、雙乙酸鹽、脫氫乙酸、脫氫乙酸鹽、草酰乙酸、草酰乙酸鹽、丙酸、丙酸鹽、丙烯酸、丙烯酸鹽、丙二酸、丙二酸鹽、羥基丙酸、羥基丙酸鹽、琥珀酸、琥珀酸鹽、丙酮酸、丙酮酸鹽、檸檬酸、檸檬酸鹽、蘋果酸、蘋果酸鹽中的兩種或兩種以上。
更進(jìn)一步地，所述的防腐成分為乙酸與羥基丙酸(或其鹽類)的組合。所述防腐成分的濃度之和為0.002-0.1摩爾/升。
本發(fā)明的機(jī)理是這樣的，從動植物細(xì)胞代謝過程中的“三羧酸循環(huán)”來看，一部分羧酸及其鹽類作為代謝的中間產(chǎn)物，參與細(xì)胞的生命活動(楊繼等著.《植物生物學(xué)》，第99-148頁.北京.高等教育出版社.1999年7月第一版)。另外，許多低濃度羧酸及其鹽類成分，同時可以成為土壤微生物的營養(yǎng)成分(曹英林等著.《微生物學(xué)實驗》，第64-75頁.北京.科學(xué)技術(shù)出版社.2002年第一版)。土壤微生物有改良土壤的作用。因此，上述參與植物及微生物生命代謝過程的羧酸及羧酸鹽，可考慮作為植物或微生物的營養(yǎng)、調(diào)節(jié)或活性成分。
同時，在一定濃度以上時，羧酸及羧酸鹽也具有殺、抑菌作用。羧酸及其鹽類的殺菌原理是使細(xì)菌細(xì)胞膜的蛋白質(zhì)產(chǎn)生變性(詹前朕著.《醫(yī)護(hù)微生物學(xué)》，第85-90頁.北京.科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社.2001年1月第一版)。
本發(fā)明的目的就是要尋找一些羧酸及羧酸鹽，在一定濃度時具有殺、抑菌作用，做為制劑的防腐成分；在實際使用時稀釋成低濃度后該成分又可作為土壤微生物或植物的營養(yǎng)、調(diào)節(jié)或活性成分，達(dá)到使用后在環(huán)境中防腐成分不殘留的目的。
對含有苯環(huán)的羧酸和羧酸鹽，從理論上分析，苯環(huán)化學(xué)結(jié)構(gòu)比較牢固，難以自然分解，故在本發(fā)明中，排除了帶有苯環(huán)結(jié)構(gòu)的羧酸和羧酸鹽類。
以腐敗微生物大腸桿菌為標(biāo)本，在接種了腐敗微生物大腸桿菌的瓊脂平板上，使用一定濃度的羧酸及羧酸鹽(包括取代羧酸或取代羧酸鹽)，以紙片擴(kuò)散法(曹英林等著.《微生物學(xué)實驗》，第64-75頁.北京.科學(xué)技術(shù)出版社.2002年第一版)檢測羧酸及羧酸鹽對大腸桿菌的殺、抑菌作用。發(fā)明人經(jīng)過大量的篩選工作及實驗驗證，證明有些羧酸及羧酸鹽(包括取代羧酸或取代羧酸鹽)在一定濃度時具有對腐敗菌殺、抑菌的防腐作用。這些物質(zhì)中包括乙酸、乙酸鹽、雙乙酸、雙乙酸鹽、脫氫乙酸、脫氫乙酸鹽、草酰乙酸、草酰乙酸鹽、丙酸、丙酸鹽、丙烯酸、丙烯酸鹽、丙二酸、丙二酸鹽、羥基丙酸、羥基丙酸鹽、琥珀酸、琥珀酸鹽、丙酮酸、丙酮酸鹽、檸檬酸、檸檬酸鹽、蘋果酸、蘋果酸鹽等等，以及這些成分的混合物。殺菌作用以乙酸、脫氫乙酸、羥基丙酸、檸檬酸、丙酸及其鹽類最為顯著；發(fā)揮殺、抑菌作用時羧基(-COOH)或羧基鹽(-COO-)濃度最低在0.001mol/L以上。這些酸及鹽在應(yīng)用于本發(fā)明時，對濃度及配比并無特別要求，只要每一成分的濃度不低于0.001摩爾/升就能發(fā)揮殺、抑菌作用，即，每一成分的最低濃度為0.001摩爾/升，而最高濃度為其溶解度。
發(fā)明人經(jīng)大量的實驗發(fā)現(xiàn)，兩種成分混合時，其殺菌防腐作用有加合性，大于兩種單一物質(zhì)抑菌圈面積之和。
從羧酸和羧酸鹽的關(guān)系及化學(xué)反應(yīng)式I中可以看出，溶液中羧酸及羧酸鹽隨著pH的變化存在著一個自然的平衡狀態(tài)，調(diào)節(jié)pH值，可使羧酸轉(zhuǎn)化為羧酸鹽，同時也可使羧酸鹽轉(zhuǎn)變?yōu)轸人?。羧酸和對?yīng)的羧酸鹽同時存在，因此添加羧酸或羧酸鹽，只要通過調(diào)節(jié)溶液的pH值，結(jié)果是完全一樣的。
式I以乙酸為例，在兩份完全相同的蒸餾水中分別添加相同摩爾濃度的乙酸、乙酸鹽，調(diào)整溶液的pH至7.0時，兩份溶液中乙酸(HAc)與乙酸鹽(Ac-)的比例均為39∶61。
從殺、抑菌效果來講，羧酸比其對應(yīng)的鹽類對細(xì)胞膜有較強(qiáng)的滲透性(詹前朕著.《醫(yī)護(hù)微生物學(xué)》，第85-90頁.北京.科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社.2001年1月第一版)，因此羧酸會比其鹽類有較強(qiáng)的防腐作用。在羧酸被消費(fèi)時，羧酸鹽同時又承擔(dān)著轉(zhuǎn)變?yōu)轸人岬淖饔谩?br> 選用一定濃度的羧酸及其鹽類添加于植物使用劑，故可起到制劑的防腐作用。我們的調(diào)查表明，發(fā)揮防腐作用時羧酸及其鹽類的所需濃度應(yīng)在0.001mol/L以上。但此濃度的羧酸及其鹽類對土壤微生物也同樣具有抑止作用，因此在實際使用時須稀釋成低濃度后才可作為土壤微生物的營養(yǎng)成分。土壤微生物種類復(fù)雜，作為營養(yǎng)源，不同的土壤微生物對不同的羧酸及其鹽類有不同的濃度要求，有的土壤微生物偏好吸收乙酸及乙酸鹽，也有的土壤微生物偏好吸收羥基丙酸。因此，在推理上，使用兩種羧酸及其鹽類時，比一種兩倍濃度的羧酸及其鹽類能更易、更快地為土壤微生物所吸收。
而兩種以上羧酸或羧酸鹽混合時，其防腐作用具有加合性。也就是說使用兩種羧酸及其鹽類時，比一種兩倍濃度的羧酸及其鹽類能更易、更快地為土壤微生物所吸收的同時，對制劑還有更好的防腐性。即可以得到更好的防腐作用和分解效果。
進(jìn)一步的篩選結(jié)果表明，兩種以上防腐成分中，最好有一種選自乙酸、羥基丙酸、檸檬酸、丙酸或其鹽類，而另一種的選擇范圍相對較大，采用不含苯環(huán)結(jié)構(gòu)的羧酸或羧酸鹽(包括取代羧酸或取代羧酸鹽)均能實現(xiàn)發(fā)明目的。
具體實施例方式
以下所述是本發(fā)明的若干個實施例，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于下列實施例。
實施例一羧酸(包括取代羧酸)的抑菌效果我們在接種了腐敗微生物大腸桿菌的瓊脂平板上，以紙片擴(kuò)散法檢測了大量羧酸(包括取代羧酸)的殺菌效力。經(jīng)過大量的篩選工作及實驗驗證，證明有些羧酸及羧酸鹽(包括取代羧酸或取代羧酸鹽)在一定濃度時具有對腐敗菌殺、抑菌的防腐作用。這些物質(zhì)中包括乙酸、乙酸鹽、雙乙酸、雙乙酸鹽、脫氫乙酸、脫氫乙酸鹽、草酰乙酸、草酰乙酸鹽、丙酸、丙酸鹽、丙烯酸、丙烯酸鹽、丙二酸、丙二酸鹽、羥基丙酸、羥基丙酸鹽、琥珀酸、琥珀酸鹽、丙酮酸、丙酮酸鹽、檸檬酸、檸檬酸鹽、蘋果酸、蘋果酸鹽等等，以及這些成分的混合物。殺菌作用以乙酸、脫氫乙酸、羥基丙酸、檸檬酸、丙酸及其鹽類最為顯著；發(fā)揮殺、抑菌作用時羧基(-COOH)或羧基鹽(-COO-)濃度最低在0.001mol/L以上。
現(xiàn)以羥基丙酸、乙酸、檸檬酸、丙酸及上述兩種成分混合時的殺菌效力為例，代表性地表述如下。
羥基丙酸、乙酸、檸檬酸、丙酸及兩種成分混合時各成分的羧基(-COOH)濃度均為0.1M。選則直徑6.35mm、吸水量20μl的專用藥敏紙，逐片浸泡于羥基丙酸、乙酸、檸檬酸、丙酸及兩種成分混合時的混合液中，常規(guī)處理后貼在接種了腐敗微生物大腸桿菌的瓊脂平板上(兩種成分的混合液以雙紙片疊加)，37℃培養(yǎng)3天后，測定紙片周圍抑菌圈面積的大小，評價兩種羧酸混合時對其殺菌作用的影響。結(jié)果如表1所示。
表1抑菌圈的直徑與面積

結(jié)果表明，由兩種羧酸混合時，其殺菌防腐作用有加合性，大于兩種單一羧酸抑菌圈面積之和。結(jié)果還表明，羧基(-COOH)濃度為0.1M時，已有充分的殺菌防腐作用。
實施例二我們以鮮切花及土壤分離酵母菌為實驗對象，檢測了其對羧酸(包括取代羧酸)的吸收分解效果。結(jié)果表明對乙酸、雙乙酸、脫氫乙酸、草酰乙酸、丙酸、丙烯酸、丙二酸、羥基丙酸、琥珀酸、丙酮酸、檸檬酸、蘋果酸等都具有一定的吸收分解作用。吸收分解時羧酸(包括取代羧酸)的濃度，上述相對小分子量的乙酸、羥基丙酸，其總濃度最好在0.002M以下；而相對大分子量的成分，其總濃度最好在0.001M以下。
以下，以小分子量的乙酸、羥基丙酸為例，作以下具體說明。
鮮切植物(姜花)5枝，長度約30cm，插入500ml水溶液中，500ml水溶液中分別加入了濃度為0.1M的乙酸5ml及0.1M的羥基丙酸5ml，并添加了MS生物培養(yǎng)液[4]5ml。
測定添加了乙酸與羥基丙酸的水溶液中所含羧酸的濃度，按常規(guī)羧酸濃度的NaOH滴定法，檢測羧酸的近似濃度。
分別測定植物插入當(dāng)時，1天及3天后溶液中羧酸的濃度。
羧酸濃度的計算公式為ρ(ArCOOH)＝k·C(NaOH)·V(NaOH)/V(ArCOOH)ρ為羧酸的測定濃度，C(NaOH)和V(NaOH)分別為NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度和體積，k為比例系數(shù)，V(ArCOOH)為滴定所需的含乙酸與羥基丙酸溶液的實際使用量。以酚酞指示劑作為滴定標(biāo)志。
檢測的結(jié)果，插入當(dāng)時、1天及3天后，溶液中羧酸的濃度分別為2mM、1mM、0mM。
說明在上述條件下，乙酸與羥基丙酸已逐漸被吸收分解。
實施例三在添加了濃度為0.1M的乙酸5ml和0.1M羥基丙酸溶液5ml，及MS生物培養(yǎng)液5ml的500ml水溶液中，加入土壤分離酵母菌溶液5ml(濃度約為105個/ml)，加入土壤分離酵母菌當(dāng)時、1天及5天后分別測定溶液中羧酸的濃度。
檢測的結(jié)果，加入土壤分離酵母菌當(dāng)時、1天及5天后分別測定溶液中羧酸的濃度為2mM、0.5mM、0M。說明在上述條件下，乙酸與羥基丙酸已逐漸被土壤分離酵母菌吸收分解。
并在添加了濃度為0.2M的乙酸5ml或0.2M羥基丙酸溶液5ml，及MS生物培養(yǎng)液5ml的500ml水溶液中，加入土壤分離酵母菌溶液5ml(濃度約為105個/ml)，加入土壤分離酵母菌當(dāng)時、1天及5天后分別測定溶液中羧酸的濃度。
檢測的結(jié)果，在添加濃度為0.2M的乙酸5ml后，加入土壤分離酵母菌當(dāng)時、1天及5天后分別測得溶液中羧酸的濃度為2mM、1.6mM、1.2mM。而在添加濃度為0.2M的羥基丙酸溶液5ml后，加入土壤分離酵母菌當(dāng)時、1天及5天后分別測得溶液中羧酸的濃度為2mM、0.8mM、0mM。說明在上述條件下，使用兩種同濃度羧酸時，比一種兩倍濃度的羧酸能更易、更快地為土壤微生物所吸收。
從實施例1-3也可以總結(jié)出，以乙酸、雙乙酸、脫氫乙酸、草酰乙酸、丙酸、丙烯酸、丙二酸、羥基丙酸、琥珀酸、丙酮酸、檸檬酸、蘋果酸等中的兩種或兩種以上成分作為制劑防腐成分。其單一成分濃度應(yīng)不低于0.001摩爾/升。上述羧酸(包括取代羧酸)中以乙酸與羥基丙酸的組合為佳，從對制劑的殺菌防腐作用及常規(guī)稀釋使用后自身的吸收分解看，乙酸與羥基丙酸的濃度之和以0.002-0.1M為宜。
權(quán)利要求
1.植物營養(yǎng)活性劑，為多種成分的水溶液，其特征在于其中含有至少兩種防腐成分，所述的防腐成分為不含苯環(huán)的羧酸或羧酸鹽，其濃度均不低于0.001摩爾/升。
2.如權(quán)利要求1所述的植物營養(yǎng)活性劑，其特征在于所述的防腐成分選自乙酸、乙酸鹽、雙乙酸、雙乙酸鹽、脫氫乙酸、脫氫乙酸鹽、草酰乙酸、草酰乙酸鹽、丙酸、丙酸鹽、丙烯酸、丙烯酸鹽、丙二酸、丙二酸鹽、羥基丙酸、羥基丙酸鹽、琥珀酸、琥珀酸鹽、丙酮酸、丙酮酸鹽、檸檬酸、檸檬酸鹽、蘋果酸、蘋果酸鹽中的兩種或兩種以上。
3.如權(quán)利要求2所述的植物營養(yǎng)活性劑，其特征在于所述的防腐成分為乙酸與羥基丙酸(或其鹽類)的組合。
4.如權(quán)利要求3所述的植物營養(yǎng)活性劑，其特征在于所述防腐成分的濃度之和為0.002-0.1摩爾/升。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種植物營養(yǎng)活性劑，為多種成分的水溶液，其特征在于其中含有至少兩種防腐成分，所述的防腐成分為不含苯環(huán)的羧酸或羧酸鹽，其濃度均不低于0.001摩爾/升。所述的防腐成分選自乙酸、乙酸鹽、雙乙酸、雙乙酸鹽、脫氫乙酸、脫氫乙酸鹽、草酰乙酸、草酰乙酸鹽、丙酸、丙酸鹽、丙烯酸、丙烯酸鹽、丙二酸、丙二酸鹽、羥基丙酸、羥基丙酸鹽、琥珀酸、琥珀酸鹽、丙酮酸、丙酮酸鹽、檸檬酸、檸檬酸鹽、蘋果酸、蘋果酸鹽中的兩種或兩種以上。本發(fā)明的植物營養(yǎng)活性劑可長期存放，同時使用后在環(huán)境中防腐成分無殘留。
文檔編號C05G1/00GK1686966SQ20051004950
公開日2005年10月26日 申請日期2005年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月29日
發(fā)明者解宇, 池炫 申請人:杭州紅花綠葉生物科技有限公司