一种防治水果日灼病的高白度纤维复合膜液及其制备方法和应用
阅读说明：本技术 一种防治水果日灼病的高白度纤维复合膜液及其制备方法和应用 (High-whiteness fiber composite film liquid for preventing and treating sunscald of fruits as well as preparation method and application of high-whiteness fiber composite film liquid ) 是由 郑凯元 肖乃玉 钟乐 于 2021-08-10 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种防治水果日灼病的高白度纤维复合膜液,由以下质量份配比的原料制成：醋酸纤维素10～20、聚乙烯醇10～20、月桂醇聚醚羧酸钠1～3、纳米碳酸钙40～50、高岭土9～12、醋酸1～3、钛酸四正丁酯1～3、去离子水80～120。所述高白度纤维素复合膜液能直接喷涂于果实表面,人工成本低,还能显著避免果实被高强日照灼伤的风险,降低日灼斑、太阳果发生的概率。还公开了上述高白度纤维复合膜液的制备方法及其在防治水果日灼病方面的应用。(The invention discloses a high-whiteness fiber composite film liquid for preventing and treating sunscald of fruits, which is prepared from the following raw materials in parts by mass: 10-20 parts of cellulose acetate, 10-20 parts of polyvinyl alcohol, 1-3 parts of sodium laureth carboxylate, 40-50 parts of nano calcium carbonate, 9-12 parts of kaolin, 1-3 parts of acetic acid, 1-3 parts of tetra-n-butyl titanate and 80-120 parts of deionized water. The high-whiteness cellulose composite film liquid can be directly sprayed on the surface of fruits, is low in labor cost, can remarkably avoid the risk that the fruits are burnt by high-strength sunlight, and reduces the probability of sunburn and sunfruits. Also discloses a preparation method of the high-whiteness fiber composite film liquid and application of the high-whiteness fiber composite film liquid in the aspect of preventing and treating sunscald of fruits.)
技术领域
本发明属于水果薄膜技术领域，具体涉及一种防治水果日灼病的高白度纤维复合膜液及其制备方法和应用。
背景技术
日灼病是一种种植阶段常见的生理性病害，不传染，南北方果树均会发生。一般发生时间为高温烈日暴晒的6-9月，且处于膨大期的果实更容易遭受日灼，变成俗称的“太阳果”，如果在这时候喷农药防治反而会加重日灼病病情。据统计，每年因日灼造成全国范围内的广大果农的损失轻微程度占3～5％，一般田块损失占7～8％，产量高、严重田块的损失占15～30％。传统的防治手段为贴纸、覆盖遮阳网及撒石灰粉等操作。但此类方式通常因为人本高、使用效率低、效果差而被广大农户所诟病。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防治水果日灼病的高白度纤维复合膜液，所述高白度纤维素复合膜液能直接喷涂或浸泡于果实表面，人工成本低，还能显著避免果实被高强日照灼伤的风险，降低日灼斑、太阳果发生的概率。
本发明的目的还在于提供上述防治水果日灼病的高白度纤维复合膜液的制备方法，该方法工艺简洁，可以大规模工业化生产。
本发明的最后一个目的在于提供上述防治水果日灼病的高白度纤维复合膜液在防治水果日灼病方面的应用。
本发明的上述第一个目的可以通过以下技术方案来实现：一种防治水果日灼病的高白度纤维复合膜液，由以下质量份配比的原料制成：醋酸纤维素10～20、聚乙烯醇10～20、月桂醇聚醚羧酸钠1～3、纳米碳酸钙40～50、高岭土9～12、醋酸1～3、钛酸四正丁酯1～3、去离子水80～120。
优选的，由以下质量份配比的原料制成：醋酸纤维素12～18、聚乙烯醇12～18、月桂醇聚醚羧酸钠1～2、纳米碳酸钙42～48、高岭土9～11、醋酸2～3、钛酸四正丁酯1～2、去离子水90～110。
更佳的，由以下质量份配比的原料制成：醋酸纤维素15、聚乙烯醇15、月桂醇聚醚羧酸钠2、纳米碳酸钙45、高岭土10、醋酸3、钛酸四正丁酯2、去离子水100。
优选的，所述高岭土的粒径大小为500目。
优选的，所述纳米碳酸钙的粒径为50～100nm。
优选的，所述月桂醇聚醚羧酸钠为月桂醇聚醚-4羧酸钠或月桂醇聚醚-6羧酸钠。其中月桂醇聚醚-4羧酸钠的CAS号为38975-04-1，月桂醇聚醚-6羧酸钠的CAS号为No.33939-64-9。
优选的，所述月桂醇聚醚羧酸钠购自杭州鼎好科技有限公司。
本发明采用以醋酸纤维素、聚乙烯醇共混交联获得基础成膜材料，将钛酸四正丁酯在醋酸作用下于高岭土材料中原位生成纳米二氧化钛，实现薄膜体系具有良好的抗紫外及红外强光的性能。且由于大分子孔隙高岭土材料的加入，使以醋酸纤维素、聚乙烯醇为基础材料共混交联的成膜分子孔隙更为疏松，不影响果实对水、二氧化碳、氧气等的正常进出。故不影响植物吸收其余可见光波及正常呼吸代谢、光合作用等生理活动。以月桂醇聚醚羧酸钠作为羧酸盐离子表面活性剂，可以提高纳米碳酸钙表面活性，使其于溶液体系中均匀分散，配合增强成膜滤光性能，有效反射紫外线、红外线等强光70％～90％，并且在剩余醋酸(未反应完的)的作用下，部分钙离子析出透过果实表皮细胞壁被转化吸收，有效促进表皮细胞分裂增殖，以此增加表皮厚度。纳米碳酸钙与钛酸四正丁酯在醋酸作用下于高岭土材料中原位生成纳米二氧化钛相互配合将直射光转散色光使果生长、上色更匀称。使膜层能有效防止由日晒引起的太阳果、日灼斑、裂果、黄叶、小叶等各类作物生理性病害的发生，实现综合全方位保护果品品相与品质的功效。
本发明的上述第二个目的可以通过以下技术方案来实现：上述的防治水果日灼病的高白度纤维复合膜液的制备方法，包括以下步骤：
(1)按上述用量关系，选取醋酸纤维素、聚乙烯醇置于去离子水中，混匀；
(2)然后加入高岭土，并滴入钛酸四正丁酯，搅拌后，再滴入醋酸，继续搅拌反应后，得到在高岭土表面原位生成二氧化钛的混合液；
(3)在混合液中先后加入月桂醇聚醚羧酸钠和纳米碳酸钙，进行搅拌反应，即得到防治水果日灼病的高白度纤维复合膜液。
在该防治水果日灼病的高白度纤维复合膜液的制备方法中：
可选地，步骤(1)中选取醋酸纤维素、聚乙烯醇置于去离子水中，然后升温至45～50℃，以1000～1200r/min的速度搅拌15～25min，混匀。
更佳地，步骤(1)中选取醋酸纤维素、聚乙烯醇置于去离子水中，然后升温至45℃，以1000r/min的速度搅拌20min，混匀。
可选地，步骤(2)中钛酸四正丁酯和醋酸以0.5～1.5g/min的速度滴入。
更佳地，步骤(2)中钛酸四正丁酯和醋酸以1.0g/min的速度滴入。
可选地，步骤(2)中搅拌是在常温下以500～1000r/min的速度搅拌15～25min。
更佳地，步骤(2)中搅拌是在常温下以800r/min的速度搅拌20min。
可选地，步骤(2)中继续搅拌反应后，在高岭土中原位生成二氧化钛，得到含有醋酸纤维素、聚乙烯醇、高岭土、二氧化钛和未反应完醋酸的混合液。
可选地，步骤(3)中在1800～2100r/min的速度下搅拌反应15～20min，使反应足够充分。
更佳地，步骤(3)中在2000r/min的速度下搅拌反应20min，使反应足够充分。
本发明的上述最后一个目的可以通过以下技术方案来实现：上述的高白度纤维复合膜液在防治水果日灼病方面的应用。
将本发明制备的防治水果日灼病的高白度纤维复合膜液置于水果表面，比如通过喷涂等方式，或者水果浸渍在复合膜液中，干燥后可以在水果表面形成防治水果日灼病的高白度纤维复合薄膜。
优选的，在即将迎来30℃以上的高温及强日照环境前，通过将防治水果日灼病的高白度纤维复合膜液稀释4～10倍喷涂于单果表面及枝叶容易曝晒之处，当遇到3日以上下雨量达到120mm及以上时，需要在雨后补喷一次，补喷前确保24h内不会降雨。
优选的，所述水果包括柑橘、夏橙和沙田柚等。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所采用的高白度纤维素复合膜液，是由醋酸纤维素、聚乙烯醇交联混合复配高岭土及其原位生成纳米二氧化钛、纳米碳酸钙等制成，当复合膜液喷涂在果实表面后，干燥后成膜，是一种具有优良的弹性形变的白色薄膜，且不影响水果正常的呼吸、光合作用，且能防御病虫害侵袭及强日照的威胁，进而提高其抗病力和免疫力；
(2)本发明所采用的高白度纤维素复合膜液，运用溶胶凝胶法将钛酸四正丁酯于醋酸作用下在高岭土中原位生成纳米二氧化钛，与纳米碳酸钙共混复配，能有效反射紫外线、红外线等强光70％～90％，且不影响植物吸收其余可见光波及正常呼吸代谢、光合作用等生理活动，将直射光转散色光使果生长、上色更匀称，本发明膜层能有效防止由日晒引起的太阳果、日灼斑、裂果、黄叶、小叶等各类作物生理性病害的发生，实现综合全方位保护果品品相与品质的功效；
(3)本发明所采用的高白度纤维素复合膜液与传统的防护手段相比，除能够更高效、便捷的降低日灼病发生的概率外，还更能节省大量的人工及材料成本，实现节本增效；
(4)本发明产品的价格经过详细测算，每亩地每年的成本仅约为239.4元，是人工撒石灰等现有传统技术手段的四分之一，每亩节省了500元以上的成本，极大的提高了经济效益，具有广大的市场前景。
附图说明
图1是实施例1中采用防治水果日灼病的高白度纤维复合膜液对柑橘的使用效果图，其中左图是柑橘在膜液中浸泡后取出的状态，右图是柑橘表面膜液风干后的状态；
图2是实施例1中在柑橘表面采用高白度纤维复合膜液浸泡形成薄膜后柑橘表面的果面温度，其中左图是正午时涂抹高白度纤维复合膜液后果面温度36.7℃，右图是正午时自然果面温度43.2℃；
图3是将实施例1中的高白度纤维素复合膜液稀释8倍，采用常规喷雾器进行柑橘全株喷雾形成高白度纤维素复合膜、洒石灰粉以及无处理的防日灼效果对比图；
图4是实施例1中在柑橘表面喷洒稀释后高白度纤维素复合膜液以及人工撒石灰粉的效果图，其中左图为人工石灰粉，右图为表面喷洒本发明高白度纤维素复合膜。
具体实施方式
如无特殊说明，本申请采用的原料均为市售产品。
实施例1
本实施例提供的防治水果日灼病的高白度纤维复合膜液，由以下质量的原料制成：醋酸纤维素15g、聚乙烯醇15g、月桂醇聚醚羧酸钠2g、纳米碳酸钙45g、高岭土10g、醋酸3g、钛酸四正丁酯2g、去离子水100g。
所述纳米碳酸钙的粒径为50nm。
该防治水果日灼病的高白度纤维复合膜液的制备方法，包括以下步骤：
(1)按上述用量关系，选取醋酸纤维素、聚乙烯醇置于去离子水中，然后升温至45℃，以1000r/min的速度搅拌20min，混匀；
(2)然后加入高岭土，并滴入钛酸四正丁酯，25℃下以800r/min的速度搅拌20分钟，再滴入醋酸，搅拌20分钟后，得到原位生成的二氧化钛，其中钛酸四正丁酯与醋酸均以1g/min的速度滴入；
(3)先后加入月桂醇羧酸钠、纳米碳酸钙，在1800r/min的速度下搅拌反应15min，使反应足够充分，既得到防治水果日灼病的高白度纤维复合膜液。
单果喷涂时：在即将迎来30℃以上的高温及强日照环境前，通过将薄膜通过稀释4～10倍喷涂于单果表面及枝叶容易曝晒之处。通过拍照，记录全株生长状况，此后每月定期观察一次。如遇3日以上下雨量达到120mm及以上，需要在雨后补喷一次，补喷前确保24h内不会降雨。
将混合液通过浸泡的方式，涂抹于果实表面，干燥后可成防治水果日灼病的高白度纤维复合膜。
采用防治水果日灼病的高白度纤维复合膜液对柑橘的使用效果图如图1所示，其中左图是柑橘在膜液中浸泡后取出的状态，右图是柑橘表面膜液风干后的状态。
在柑橘表面采用高白度纤维复合膜液浸泡形成薄膜后柑橘表面的果面温度如图2所示，其中左图是正午时涂抹高白度纤维复合膜液后果面温度36.7℃，右图是正午时自然果面温度43.2℃。
本实施例中在柑橘表面采用高白度纤维复合膜液浸泡形成薄膜后柑橘表面的果面温度能有效降低约15％，阻挡紫外光、红外光等强光照射约78％(采用SDR851台式透光仪测得，测试方法为将高白度纤维复合膜液设于透明薄膜板上，干燥成膜后采用SDR851台式透光仪测得)。
本实施例将制得的高白度纤维素复合膜液稀释8倍，采用常规喷雾器进行柑橘全株喷雾形成的高白度纤维素复合膜与洒石灰粉和无处理的防日灼效果对照如图3所示，在7天、14天、21天、28天、35天的本实施例中的复合膜防日灼效果分别为95.78％、95.14％、93.83％、92.64％、90.96％，防日灼效果远高于洒石灰粉和无处理。
本实施例产品的价格经过详细测算，每亩地每年的成本仅约为239元，是人工撒石灰等现有传统技术手段的四分之一，每亩节省了500元以上的成本，具体计算如表1所示，极大的提高了经济效益，具有广大的市场前景。
表1人工撒石灰粉和胶水与喷涂本实施例中的高白度纤维素复合膜液的材料费用价格对比
在柑橘表面喷洒稀释后高白度纤维素复合膜液以及人工撒石灰粉的效果图如图4所示。
实施例2
本实施例提供的防治水果日灼病的高白度纤维复合膜液，由以下质量份配比的原料制成：醋酸纤维素10、聚乙烯醇20、月桂醇聚醚羧酸钠1、纳米碳酸钙50、高岭土9、醋酸3、钛酸四正丁酯1、去离子水120。
制备方法参考实施例1。
本实施例将所得高白度纤维素复合膜液稀释8倍，采用常规喷雾器进行柑橘全株喷雾，在7天、14天、21天、28天、35天的防日灼效果分别为96.23％、95.78％、94.96％、92.89％、92.15％，防日灼效果远高于撒石灰粉和无处理。
实施例3
本实施例提供的防治水果日灼病的高白度纤维复合膜液，由以下质量份配比的原料制成：醋酸纤维素20、聚乙烯醇10、月桂醇聚醚羧酸钠3、纳米碳酸钙40、高岭土12、醋酸1、钛酸四正丁酯3、去离子水80。
制备方法参考实施例1。
本实施例将所得高白度纤维素复合膜液稀释8倍，采用常规喷雾器进行柑橘全株喷雾，在7天、14天、21天、28天、35天的防日灼效果分别为95.82％、95.13％、94.65％、93.88％、91.76％，防日灼效果远高于撒石灰粉和无处理。
本发明不局限于上述特定的实施方案范围内，上述实施方案仅仅是为了能够对本发明的使用过程进行详细地说明，而且有相等功能的生产方法和技术细节也属于本发明内容的一部分。事实上，本领域技术人员根据前文的描述，就能够根据各自需要找到不同的调整方案，这些调整都应在本文所附的权利要求书的范围内。
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