本發(fā)明屬于古樹病腐傷損修復技術領域,具體涉及一種古樹病腐傷損修復愈合涂劑及其制備方法。
背景技術:
古樹名木是指在人類歷史過程中保存下來的年代久遠的或具有重要科研、歷史、文化價值的樹木。是自然和先民留給我們的珍貴遺產,被譽為綠色的文物、活著的化石,其重要價值主要體現(xiàn)在三個方面:(1)古樹名木是優(yōu)秀的基因庫、珍貴的自然史,具有重要的科學價值。(2)古樹名木是中華民族悠久歷史的象征,具有獨特的歷史文物價值,許多古樹名木年代久遠,見證了歷史的變遷。(3)古樹名木是凝固的詩和活動的畫,是區(qū)域特色文化的映襯和象征。
我國地域遼闊、自然分布規(guī)律和區(qū)域文化特色明顯,古樹名木分布十分廣闊。據不完全統(tǒng)計,目前全國共有古樹名木285萬余株,其中樹齡在500年以上的一級古樹5萬余株。加強保護好這些古樹名木,保存、繁育古樹名木的優(yōu)良資源,發(fā)掘、利用古樹名木的文化價值,意義非常重大。
然而,由于自然和人為因素的影響,很多古樹的生存現(xiàn)狀不容樂觀,集中體現(xiàn)在三個方面:(1)古樹樹體衰老極易受到日灼、大風、雪壓、雷擊、凍害、旱災等方面的自然損傷;(2)經常受到機械撞碰、不當修剪、無端砍伐等方面的人為傷害;(3)更易遭受病菌侵染和害蟲入侵。當樹木表面受傷之后,如果不能及時處理,長期外露的創(chuàng)傷口長期受雨水浸漬和病菌侵染而逐漸腐爛,形成樹洞,嚴重時會出現(xiàn)中空、劈裂、主枝甚至樹體死亡。因此,急需采取有效措施加以保護,才能使大自然和先人留給我們的寶貴財富得以繼續(xù)保存。
從現(xiàn)有的關于樹木病腐傷損處理方法方面的文獻綜合分析來看,樹木防腐愈合技術發(fā)展大致經歷了三個階段:(1)以保護為主單一涂劑階段。此階段經歷時間長,積累的許多有效方法都是勞動者或研究者在長期實踐中摸索出來的,如涂抹稀泥、牛糞、蜂蠟、牛羊油、凡士林、機油、油漆、瀝青簡單易取材料,其主要作用是阻斷水分和營養(yǎng)的流失。(2)具有防腐愈合功效的混合涂劑階段。此階段發(fā)展較快,涌現(xiàn)出了許多比較有效的方法,多數(shù)是把具有防腐作用的材料和具有促愈合作用的材料按照一定的配方制成的混合涂劑。這類制劑一般都同時加入殺菌劑和植物生長調節(jié)劑,具備防腐和促愈合的雙重功效,但選用的材料還不十分理想,制作工藝還相對落后。(3)新材料復合階段。這個階段以新材料、新工藝為特色。這類制劑不僅含有植物生長調節(jié)劑、殺菌劑,還采用了新的成膜劑和成型劑材料,通過復雜工藝制作的防腐愈合復合制劑效果好、使用方便。采用的成膜劑可分為蛋白成膜劑、丙烯酸樹脂成膜劑、丁二烯樹脂成膜劑、聚氨酯、硝酸纖維成膜劑等。好的成膜劑具有柔軟、耐摩、防水、速干等特性,能在物體表面形成一層粘著牢固的膜。實際應用時一般將2種或3種成膜劑搭配使用。目前使用的大都是高分子材料,如丙烯酸聚氨酯共聚樹脂、丙烯酸酯改性丁二烯樹脂、聚醋酸乙烯類等。成型劑的作用是將復合劑按照使用需求制作成不同形式的產品,如膏狀、粘劑、填充劑等。成型劑的選擇以易得、價廉、安全性好、與各組分配伍性能好為主,比如黏土、石蠟、環(huán)氧樹脂等。
從現(xiàn)有的有關古樹病腐傷損修復愈合涂劑綜合分析來看,大致存在以下幾個方面的不足:(1)在古樹防腐方面使用的涂劑的促愈合功能相對較差;(2)在果樹大枝修剪及樹木大面積創(chuàng)傷方面使用的涂劑的防腐功能都較差;(3)一般的同類涂劑的結膜性差,不耐雨淋。(4)多數(shù)同類涂劑制作工藝復雜,成本高,難以推廣。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種古樹病腐傷損修復愈合涂劑及其制備方法,該涂劑配方合理,修復功能強,使用方便;該涂劑的制備方法簡單,材料易得,適合于大規(guī)模生產。
本發(fā)明是通過以下技術方案來實現(xiàn):
本發(fā)明公開了一種古樹病腐傷損修復愈合涂劑,以質量份數(shù)計,包括100份木醋液,2~5份殼聚糖,1~4份羥丙基甲基纖維素及0.5~1.5份異噻唑啉酮。
優(yōu)選地,本發(fā)明的古樹病腐傷損修復愈合涂劑,以質量份數(shù)計,包括100份木醋液,2.5~4.5份殼聚糖,1.2~3.8份羥丙基甲基纖維素及0.8~1.2份異噻唑啉酮。
優(yōu)選地,本發(fā)明的古樹病腐傷損修復愈合涂劑,以質量份數(shù)計,包括100份木醋液,2.75~4.05份殼聚糖,1.38~3.65份羥丙基甲基纖維素及0.85~1.05份異噻唑啉酮。
所述木醋液為用板栗刺殼提取的原醋液,其濃度為15%~20%,ph值為4.0±0.2,有機酸含量為3%±0.5%;密度為1.01~1.03g/cm3。
用板栗刺殼提取的原醋液的制備,包括以下步驟:
1)將板栗刺殼粉碎物投入到高溫回轉爐中,以10℃/min的速度升溫至500℃進行熱解,熱解時不斷向爐內通入水蒸氣,收集熱解液;
2)將收集的熱解液在減壓蒸餾,然后靜置,虹吸中層液體,制得板栗刺殼木醋液粗品。
向板栗刺殼木醋液粗品中加入質量分數(shù)為3%~5%的活性炭,超聲處理后靜置,即得到板栗刺殼木醋液。
將收集的熱解液在80℃下進行減壓蒸餾,靜置時間為3個月。
本發(fā)明還公開了上述古樹病腐傷損修復愈合涂劑的方法,包括以下步驟:
1)取50份木醋液,向其中加入殼聚糖,充分攪拌均勻后靜置,直至形成均勻有粘性的殼聚糖木醋液,備用;
2)取剩余的50份木醋液,加熱至80℃以上,向其中加入羥丙基甲基纖維素,充分攪拌均勻后,降溫至形成羥丙基甲基纖維素木醋粘液,備用;
3)將步驟1)和2)制得的溶液合并,充分攪拌均勻,然后向其中加入異噻唑啉酮,充分攪拌均勻,制得古樹病腐傷損修復愈合涂劑。
與現(xiàn)有技術相比,本發(fā)明具有以下有益的技術效果:
(1)本發(fā)明采用了幾種新材料配制具有防腐殺菌和促進愈合功能的涂劑,材料容易獲得,且制作簡單,成本低,適合于大規(guī)模生產。
(2)本發(fā)明采用的制作方法合理、增效顯著,與單一組分的同類制劑相比,防腐殺菌和促進愈合功能更強。
(3)本發(fā)明古樹病腐傷損修復愈合涂劑具有保護修復功能強、使用方便、耐雨水沖刷,不灼傷樹體等特點,是一種高效綠色環(huán)保型涂劑。
(4)古樹病腐傷損修復愈合涂劑具有廣泛的應用前景,不僅能用于古樹名木病腐傷損的修復愈合,更能廣泛應用于樹木整形修剪造成剪口、病蟲害引起的傷口以及樹干表層腐爛及損傷的防腐保護和修復愈合。
具體實施方式
下面結合具體的實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明,所述是對本發(fā)明的解釋而不是限定。
本發(fā)明公開的古樹病腐傷損修復愈合涂劑,以質量份數(shù)計,包括100份木醋液,2~5份殼聚糖,1~4份羥丙基甲基纖維素及0.5~1.5份異噻唑啉酮。
材料選擇如下:
1、殼聚糖
殼聚糖(chitosan)又稱脫乙酰甲殼素,中文別名脫乙酰甲殼質、殼多糖、可溶性甲殼素等,是由自然界廣泛存在的幾丁質(chitin)經過脫乙酰作用得到的,化學名稱為聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-b-d葡萄糖。這種天然高分子以其生物官能性和相容性、血液相容性、安全性、微生物降解性等優(yōu)良性能被各行各業(yè)廣泛關注。
殼聚糖具有良好的成膜性,其膜層具有通透性、阻水性,常用于對果蔬進行涂膜保鮮和種子包衣。殼聚糖及其衍生物也有較好的抗菌活性,能抑制一些真菌、細菌、和病毒的生長繁殖。目前認為其可能的機制有四:一是由于殼聚糖的多聚陽離子,易與真菌細胞表面帶負電荷的基團作用,從而改變病原菌細胞膜的流動性和通透性;二是干擾dna的復制與轉錄;三是阻斷病原菌代謝。四是通過誘導病程相關蛋白,積累次生代謝產物和信號傳導等影響細菌生長。
本發(fā)明采用的殼聚糖為市售,成品技術參數(shù):灼燒殘渣(以硫酸鹽計)≤1.5%;干燥失量≤10.0%;鹽酸不溶物≤1.0%;脫乙酸度80.0~90.5;動力粘度200~400mpa﹒s.
2、木醋液
木醋液(pyroligneousacid)也叫植物酸,是木材等含纖維素和半纖維素的材料在干餾設備中干餾后導出的蒸汽氣體混合物經冷凝分離后得到的一種紅褐色液體。木醋液含有有機酸類、醛類、酮類、醇類、酚類等多種有機化合物和少量無機物(ca、mg、na、fe等)。炭化用木材的樹種、炭化方法和炭化條件、木醋液的采取條件及水分含量等對木醋液的組成有較大的影響。同時,由于木醋液中含有很多活性成分,從回收之日起在此后的長期貯存過程中,不斷發(fā)生氧化和聚合反應,木醋液的組成也不斷變化。總之,木醋液是一種成分復雜的很合液體。
目前,木醋液主要應用于農藥添加劑、土壤改良劑、植物生長促進劑、食品添加劑、脫臭劑、保鮮劑和醫(yī)藥原料等方面。近幾年來國內不少科研單位和企業(yè)相繼推出了木醋液肥料、農藥和美容保健產品,并在實際生產和生活中推廣應用。
本發(fā)明采用的木醋液用板栗刺殼提制的原醋液,濃度為15~20%;ph值4.0±0.2;有機酸含量(以醋酸計)3%±0.5%;密度1.01~1.03g/cm3。
本發(fā)明的用板栗刺殼提取的原醋液的制備,包括以下步驟:
1)將板栗刺殼粉碎物投入到高溫回轉爐中,以10℃/min的速度升溫至500℃進行熱解,熱解時不斷向爐內通入水蒸氣,收集熱解液。
2)將收集的熱解液在80℃下減壓蒸餾,除去大量水分,然后靜置3個月,虹吸中層液體,即為板栗刺殼木醋液粗品。
3)在上述板栗刺殼木醋液粗品中加入質量分數(shù)為3%~5%的活性炭,超聲10min后靜置24h,即得所需的板栗刺殼木醋液。
3、殺菌劑
殺菌劑通常是對防治各類病原微生物的藥劑的總稱。全世界對植物有害的病原微生物(真菌、強菌、立克次氏體、支原體、病毒、藻類等)有8萬種以上。按殺菌劑的原料來源可以將目前的殺菌劑劃分為以下幾類:(1)無機殺菌劑;(2)有機硫殺菌劑;(3)有機磷、砷殺菌劑;(4)取代苯類殺菌劑;(5)唑類殺菌劑;(6)抗菌素類殺菌劑;(7)復配殺菌劑類。
本發(fā)明采用的殺菌抑菌為異噻唑啉酮。異噻唑啉酮也叫卡松防腐劑或凱松防腐劑,主要由5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮(cit)和2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮(mit)組成。異噻唑啉酮與微生物接觸后,能迅速地不可逆地抑制其生長,從而導致微生物細胞的死亡,故對常見細菌、真菌、藻類等具有很強的抑制和殺滅作用,是一種廣譜、高效、低毒、非氧化性殺生劑。具有降解性好、操作安全、配伍性好、穩(wěn)定性強、使用成本低等特點。
本專利采用異噻唑啉酮為市售品,外觀為棕黃色透明液體;活性物含量14.0~15.0%;ph值2.0~4.0;密度(20℃下)1.26~1.32g/cm3。
4、增稠劑(增塑劑)
目前市場上可選用的增稠劑品種很多,主要有無機增稠劑、纖維素類、聚丙烯酸酯和締合型聚氨酯增稠劑四類。
本發(fā)明采用的增稠劑為羥丙基甲基纖維素(hydroxypropylmethylcellulose),是屬于非離子型纖維素混合醚中的一個品種。它是一種半合成的、不活躍的、黏彈性的聚合物。
本發(fā)明采用的羥丙基甲基纖維素為市售品,外觀為白色或類白色纖維狀或顆粒狀粉末;細度80~100目;粘度(2%溶液,20℃)≥6000mpa﹒s;甲氧基值28.0~30.0%,羥丙基值7~12%;凝膠溫度58~64℃;ph值(1%溶液,25℃)4~8;灼燒殘渣≤1.5%;干燥失量≤5.0%;密度1.26~1.32g/cm3。
本發(fā)明公開的古樹病腐傷損修復愈合涂劑,制備方法,包括如下步驟:
1)在容器里加入50個質量份數(shù)的木醋液,再稱取質量份數(shù)為2~5份的殼聚糖,將稱取的殼聚糖緩緩加入木醋液中,充分攪拌后靜置2小時以上,直至殼聚糖完全溶解于木醋液中,形成均勻有粘性的殼聚糖木醋液,放置待用。
2)先稱取質量份數(shù)為1~4份的羥丙基甲基纖維素,在可加熱容器里加入50個質量份數(shù)的木醋液,加熱至80℃以上,將稱取好的羥丙基甲基纖維素緩緩倒入加熱了的木醋液中,同時攪拌,將容器置于冷水中降溫,并不斷攪拌,直至出現(xiàn)粘度后停止,形成羥丙基甲基纖維素木醋粘液,放置待用。
3)將上述制備好的溶液合并,充分攪拌混勻。
4)稱0.5~1.5份的異噻唑啉酮,加入到上述的混合溶液中,充分攪拌,則制成具有防腐殺菌和修復愈合功能的粘稠性涂劑。
實施例1
古樹病腐傷損修復愈合涂劑的方法,包括以下步驟:
1)在一個容器里加入50個質量份數(shù)的木醋液,將稱取好的質量份數(shù)為2.75的殼聚糖,緩緩加入木醋液中,充分攪拌后靜置2小時以上,直至殼聚糖完全溶解于木醋液中,形成均勻有粘性的殼聚糖木醋液,放置待用。
2)在可加熱容器里加入50個質量份數(shù)的木醋液,加熱至80℃以上,將提前稱取好的質量份數(shù)為3.65的羥丙基甲基纖維素緩緩倒入熱的木醋液中,同時攪拌,再把容器置于冷水中降溫,并不斷攪拌,直至出現(xiàn)粘度后停止,形成羥丙基甲基纖維素木醋粘液,放置待用。
3)將上述制備好的溶液合并,充分攪拌混勻。
4)稱取質量份數(shù)0.85的異噻唑啉酮,加入到上述的混合溶液中,充分攪拌,則制成具有防腐殺菌和修復愈合功能的粘稠性涂劑。
實施例2
古樹病腐傷損修復愈合涂劑的方法,包括以下步驟:
1)在一個容器里加入50個質量份數(shù)的木醋液,將稱取好的質量份數(shù)為4.05的殼聚糖,緩緩加入木醋液中,充分攪拌后靜置2小時以上,直至殼聚糖完全溶解于木醋液中,形成均勻有粘性的殼聚糖木醋液,放置待用。
2)在另一個可加熱容器里加入50個質量份數(shù)的木醋液,加熱至80℃以上,將提前稱取好的質量份數(shù)為1.38的羥丙基甲基纖維素緩緩倒入熱的木醋液中,同時攪拌,再把容器置于冷水中降溫,并不斷攪拌,直至出現(xiàn)粘度后停止,形成羥丙基甲基纖維素木醋粘液,放置待用。
3)將上述制備好的溶液合并,充分攪拌混勻。
4)稱取質量份數(shù)1.05的異噻唑啉酮,加入到上述的混合溶液中,充分攪拌,則制成具有防腐殺菌和修復愈合功能的粘稠性涂劑。
實施例3
古樹病腐傷損修復愈合涂劑的方法,包括以下步驟:
1)在一個容器里加入50個質量份數(shù)的木醋液,將稱取好的質量份數(shù)為5的殼聚糖,緩緩加入木醋液中,充分攪拌后靜置2小時以上,直至殼聚糖完全溶解于木醋液中,形成均勻有粘性的殼聚糖木醋液,放置待用。
2)在另一個可加熱容器里加入50個質量份數(shù)的木醋液,加熱至80℃以上,將提前稱取好的質量份數(shù)為4份的羥丙基甲基纖維素緩緩倒入熱的木醋液中,同時攪拌,再把容器置于冷水中降溫,并不斷攪拌,直至出現(xiàn)粘度后停止,形成羥丙基甲基纖維素木醋粘液,放置待用。
3)將上述制備好的溶液合并,充分攪拌混勻。
4)稱取質量份數(shù)1.5的異噻唑啉酮,加入到上述的混合溶液中,充分攪拌,則制成具有防腐殺菌和修復愈合功能的粘稠性涂劑。
實施例4
古樹病腐傷損修復愈合涂劑的方法,包括以下步驟:
1)在一個容器里加入50個質量份數(shù)的木醋液,將稱取好的質量份數(shù)為2的殼聚糖,緩緩加入木醋液中,充分攪拌后靜置2小時以上,直至殼聚糖完全溶解于木醋液中,形成均勻有粘性的殼聚糖木醋液,放置待用。
2)在另一個可加熱容器里加入50個質量份數(shù)的木醋液,加熱至80℃以上,將提前稱取好的質量份數(shù)為1份的羥丙基甲基纖維素緩緩倒入熱的木醋液中,同時攪拌,再把容器置于冷水中降溫,并不斷攪拌,直至出現(xiàn)粘度后停止,形成羥丙基甲基纖維素木醋粘液,放置待用。
3)將上述制備好的溶液合并,充分攪拌混勻。
4)稱取質量份數(shù)0.5的異噻唑啉酮,加入到上述的混合溶液中,充分攪拌,則制成具有防腐殺菌和修復愈合功能的粘稠性涂劑。
實施例5
古樹病腐傷損修復愈合涂劑的方法,包括以下步驟:
1)在一個容器里加入50個質量份數(shù)的木醋液,將稱取好的質量份數(shù)為2.5的殼聚糖,緩緩加入木醋液中,充分攪拌后靜置2小時以上,直至殼聚糖完全溶解于木醋液中,形成均勻有粘性的殼聚糖木醋液,放置待用。
2)在另一個可加熱容器里加入50個質量份數(shù)的木醋液,加熱至80℃以上,將提前稱取好的質量份數(shù)為3.5份的羥丙基甲基纖維素緩緩倒入熱的木醋液中,同時攪拌,再把容器置于冷水中降溫,并不斷攪拌,直至出現(xiàn)粘度后停止,形成羥丙基甲基纖維素木醋粘液,放置待用。
3)將上述制備好的溶液合并,充分攪拌混勻。
4)稱取質量份數(shù)0.8的異噻唑啉酮,加入到上述的混合溶液中,充分攪拌,則制成具有防腐殺菌和修復愈合功能的粘稠性涂劑。
將本發(fā)明的古樹病腐傷損修復愈合涂劑與其它同類產品綜合效果田間對比試驗
1、材料與方法
試驗地設在陜西省周至縣廣濟鎮(zhèn)北雙廟村,供試材料為10年大櫻桃(品種為紅燈,砧木為中國櫻桃),樹勢中庸,管理水平一致,治愈的腐爛傷口均位于主干和大主枝上。
供試防腐愈合劑有:
含殺菌劑泥漿糊,泥土為當?shù)貨]有耕作過的干凈黃土,粉碎過篩后與嘧霉多菌靈水劑加水調和成含1%殺菌劑的泥漿糊,嘧霉多菌靈水劑為陜西康澤化工科技有限公司生產;
拂藍克涂抹劑,為陜西永泰生物工程有限責任公司生產;人工樹皮二代,為陜西喜嘉旺生物科技有限責任公司生產。
本發(fā)明的古樹病腐傷損修復愈合涂劑,試驗前3天現(xiàn)配。
方法:在3月初(還在休眠期),選取20株樹齡相同、長勢相近的有腐爛病斑的大櫻桃樹作為試驗對象,每4株為1組,共5個重復。每組的4個樹分別用含殺菌劑泥漿糊、拂藍克涂抹劑、人工樹皮二代、本專利產品涂抹病斑,涂抹前要將病斑刮除去皮,再用毛刷對傷口及傷口周圍2cm范圍進行充分涂刷,用藥泥漿糊處理過的傷口還要用塑料膜包裹,以防止泥漿干裂掉落。
在第二年4月初,觀測治愈后疤痕外觀;觀測計算病斑治愈率;測量形成的愈傷組織面積;評判牢固和持久性、操作難易度;計算綜合成本。
2、結果與分析
本發(fā)明的古樹病腐傷損修復愈合涂劑與其它同類產品綜合效果對比參見表1。
表1本專利產品與其它同類產品綜合效果對比
注:※治愈面積欄內括號內的數(shù)據為治愈面積占傷口面積的比例
表1是對比試驗的的統(tǒng)計結果,可以看出:從治愈后疤痕外觀情況看,各種處理治愈后疤痕處均無干裂現(xiàn)象,除泥藥處理疤痕邊沿有增生外,其它處理愈合平整;從治愈面積和治愈率看,拂藍克涂抹劑和人工樹皮二代都偏低,藥泥和本發(fā)明的古樹病腐傷損修復愈合涂劑的治愈面積和治愈率都很高;從持久性看,除藥泥易脫落,不耐雨水外,其它三種方法都比較耐雨水、持久性強;從操作難易度看,藥泥需要現(xiàn)配現(xiàn)用,還要用塑料膜包裹,操作起來難度較大;綜合成本包括藥劑成本和勞動成本,藥泥的藥劑成本較低,但操作程序多,增加了勞動成本,綜合成本也就提高了,從拂藍克涂抹劑和人工樹皮二代市場售價看,每百克在10元左右,相對偏高。
所以,綜合分析:本發(fā)明的古樹病腐傷損修復愈合涂劑無論從治愈效果,還是持久性、操作難易度、綜合成本等方面都具有很大優(yōu)勢。