一种土壤渗透保水剂组合物的制作方法

1.本发明涉土壤渗透剂领域，具体是土壤渗透保水剂组合物，更具体包含亲水性环氧丙烷与环氧乙烷嵌段聚合物、亲油性环氧丙烷与环氧乙烷嵌段聚合物、γ
‑
聚谷氨酸与γ
‑
氨基丁酸组合物。
技术背景
2.土壤渗透保水剂是一类促进土壤颗粒渗水性能的表面活性剂，至少含有一个极性表面有亲和力的亲水基团和一个对水亲和力很小的亲油基团。可以穿透草坪表层进入土壤根部，非极性部分基团能够与土壤颗粒表面的有机质或者其他疏水物质发生紧密吸附，让渗透剂的极性亲水物质暴露在外面，包裹着原来疏水的土壤颗粒，使之形成亲水能力较好的土壤颗粒，在颗粒表面与根系形成水化薄膜。
3.水分是植物体的重要组成部分，草坪草生长发育的各种生理代谢过程中水起着非常重要的作用。草坪草的含水量约为鲜重的65
‑
80％。
4.植物生长所需的水分大部分都是从土壤中得来的，所以保持土壤的相对湿度是草坪草正常发育和获得更高观赏品质的必要条件。然而，水是有限的自然资源，特别是淡水资源。我国是一个水资源贫乏的国家。特别是随着国家经济的发展和城市化的加快，淡水资源日益严重。高尔夫球场用水灌溉量很大，《北京市节约用水办法》规定北京市高尔夫球场、高档洗浴场所等将安装水量无线监控装置，接受水务部门实时监控，发现超标将翻倍征收水费。随着水资源的越来越匮乏，如何解决用水矛盾越来越突出。高尔夫球场方面，在于如何解决防治草坪干斑与节水间的矛盾。提高高尔夫球场水分利用率，减少高尔夫球场灌水量，对降低高尔夫球场运行成本，以及缓解我国水资源问题，具有十分重要的意义。
5.市面流通的农用常规渗透剂脂肪醇聚氧乙烯醚(jfc)纵向渗透能力太强，水分会下渗流失；有机硅渗增效剂横向润湿扩展能力太强，水分从土壤表面流失，合适的表面张力，才会使水分保留在根系。只有同时具备横向、纵向润湿渗透能力的渗透剂才能到达最优性能。
6.目前高尔夫球场行业，如果是新建球场通过设计时考虑当地适生品种，使用更耐旱的草种，提高水的利用率，以及添加多孔物质与保水剂提高水分的含量，减少草坪用水量和灌溉量。对于设计定型，进入日常正运营的球场。土壤渗透保水剂作为一种易溶于水的液体能够方便添加到打药机械中，因此是一种简便的减少草坪用水量和灌溉量的方法。然而，国内草坪专业渗透保水剂几乎属于空白。
7.高尔夫球场草坪浇灌的调节与控制，是缓解草坪干旱、维持草的正常生长和美观、达到各种赛事要求的最终目的，特别是因为各种原因形成的局部干斑区域，土壤渗透保水剂的使用能有效的降低草坪的用水量，促进药肥吸收，维持草坪土壤水气平衡，提高草坪品质。


技术实现要素：

8.针对高尔夫球场草坪出现局部干斑区域的问题，本发明人研究发现使用亲油性环氧丙烷与环氧乙烷嵌段聚合物、亲水性环氧丙烷与环氧乙烷嵌段聚合物、γ
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聚谷氨酸与γ
‑
氨基丁酸组合物显示优越的生物学效能以及化学和物理稳定性。
9.γ
‑
氨基丁酸在干旱胁迫下，诱导植物体内源激素含量发生一定变化，以应对胁迫环境。植物体内积累的aba(脱落酸)和ja(茉莉酸)可诱导气孔关闭，减少水分蒸腾散失，ipa(异戊烯基腺嘌呤)在刺激植物细胞分裂，促进叶绿素形成，同时作为信号分子，诱导植物产生抗逆作用。γ
‑
聚谷氨酸微生物高分子，生物降解。具有超强亲水性与保水能力，漫淹于土壤中时，会在植株根毛表层形成一层薄膜，不但具有保护根毛的功能，更是土壤中养分、水分与根毛亲密接触的最佳输送平台，能很有效率的提高肥料的溶解、存储、输送与吸收，有效平衡酸碱值。阻止硫酸根、磷酸根、草酸根与金属元素产生沉淀作用,使作物能更有效的吸收土壤中磷、钙、镁及微量元素。促进作物根系的发育，加强抗病性。γ
‑
聚谷氨酸在国内外主要用于化妆品保湿剂。本发明人筛选发现亲油性环氧丙烷与环氧乙烷嵌段聚合物与亲水性环氧丙烷与环氧乙烷嵌段聚合物组合具有很好的润湿渗透特性，通过横向、纵向润湿渗透穿透疏水性土壤，使水分到达根部，具有一定持水能力。γ
‑
聚谷氨酸具有超强亲水性与保水能力，漫淹于土壤中时，会在植株根毛表层形成一层水化薄膜，起到土壤保水作用。本发明经研究与应用，表明以亲油性环氧丙烷与环氧乙烷嵌段聚合物、亲水性环氧丙烷与环氧乙烷嵌段聚合物、γ
‑
聚谷氨酸与γ
‑
氨基丁酸组合物其效果显著，不仅在化学上和物理上稳定，而且比只有纵向渗透或者横向润湿的普通土壤渗透剂药效更好，性能更佳。
10.因此，本发明提供一种土壤渗透剂组合物，其包含亲油性环氧丙烷与环氧乙烷嵌段聚合物、亲水性环氧丙烷与环氧乙烷嵌段聚合物、γ
‑
聚谷氨酸与γ
‑
氨基丁酸作为有效成分。
11.其中，亲油性环氧丙烷与环氧乙烷嵌段聚合物是pluronic ft pe 6100，根据它的化学名称可商业购买得到，例如从扬子石化—巴斯夫有限责任公司。
12.亲水性环氧丙烷与环氧乙烷嵌段聚合物是pluronic ft pe 6200，根据它的化学名称可商业购买得到，例如从扬子石化—巴斯夫有限责任公司。
13.γ
‑
氨基丁酸是4－氨基丁酸，根据它的化学名称可商业购买得到，例如从南宁汉和生物科技股份有限公司
14.γ
‑
聚谷氨酸(γ
–
pga)是谷氨酸单元通过α
‑
氨基和γ
‑
羧基形成肽键的高分子聚合物，据它的化学名称可商业购买得到。
15.乳酸是2
‑
羟基丙酸，据它的化学名称可商业购买得到。
16.吐温80是聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯，据它的化学名称可商业购买得到。本发明组合物可获得优秀的生物学活性，并且化学上和物理上稳定。优选的组合物在以水作为介质的微乳体系配方体系在温度54℃下经过14天热贮稳定合格。本发明的组合物中，优选包含pluronic ft pe 6100：1
‑
30％、优选10
‑
30％，最优选20
‑
30％；pluronic ft pe 6200：1
‑
40％、优选20
‑
40％、最优选30
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40％；γ
‑
氨基丁酸：1
‑
5％、优选2
‑
4％；γ
‑
聚谷氨酸：1
‑
5％、优选2
‑
5％。
17.本发明的组合物中，还包括乳化剂：1
‑
20％、优选10
‑
20％、最优选10
‑
15％。可用的乳化剂是本领域已知的，例如聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯、烷基糖苷、脂肪醇聚氧乙烯
醚、蓖麻油聚氧乙烯醚中的一种或多种。
18.还包括ph调节剂：0
‑
1％、优选0.3
‑
1.0％、最优选0.3
‑
0.6％。适用的ph调节剂是檬酸、醋酸和乳酸，其中优选乳酸。
19.所述组合物还可以包含本领域已知的其他制剂助剂，比如抗氧化剂、抑泡剂、结晶抑制剂、保湿剂、微量元素、流变剂以及液体肥料。
20.此外，可混入本发明组合物的其他成分，以增强植物抗病、抗虫及抗逆境能力，优选从下组选择所述：杀菌剂、杀虫剂、液体肥料。
21.本发明组合物以如下形式制备：微乳剂(me)、可溶液剂(sl)，优选微乳剂(me)。这些制剂可以直接用水稀释使用。
22.本发明pluronic ft pe 6100、pluronic ft pe 6200、γ
‑
聚谷氨酸与γ
‑
氨基丁酸组合物制剂这样制备：按配方比例称取水、γ
‑
聚谷氨酸、γ
‑
氨基丁酸搅拌完全溶解，再加入乳酸、pluronic ft pe 6200搅拌分散均匀，最后加入pluronic ft pe 6100乳化分散自发的形成热力学稳定体系微乳剂。
23.本发明还提供所述组合物的制备方法，其是微乳剂，其特征在于，包括如下步骤：按配方比例称γ
‑
聚谷氨酸、γ
‑
氨基丁酸搅拌完全溶解于水中，再加入辅助成分、亲水性环氧丙烷与环氧乙烷嵌段聚合物搅拌分散均匀，最后加入亲油性环氧丙烷与环氧乙烷嵌段聚合物乳化分散均匀即为成品。
24.在具体实施方式中，所述在搅拌溶解时间为40
‑
80分钟，搅拌分散时间为40
‑
80分钟，乳化分散时间为40
‑
80分钟，优选地搅拌溶解时间为60分钟，搅拌分散时间为60分钟，乳化分散时间为60分钟。
25.在一个更具体的实施方式中，含pluronic ft pe 6100、pluronic ft pe 6200、γ
‑
聚谷氨酸与γ
‑
氨基丁酸组合物的制剂这样制备：按配方比例称取水、γ
‑
聚谷氨酸、γ
‑
氨基丁酸搅拌完全溶解，再加入乳酸、pluronic ft pe 6200搅拌分散均匀，最后加入pluronic ft pe6100乳化分散自发的形成热力学稳定体系微乳剂。
26.本发明进一步提供所述组合物在防治草坪干斑中的应用，特别是在缓解土壤疏水症状，或预防草坪干斑形成，或消除干斑恢复草坪原状中的应用
27.本发明的组合物是在化学上和物理上稳定的且药效明显，不仅控制高尔夫球场草坪干斑数量和面积发展，而且可以减少干斑数量直到彻底消除。促进根系对药肥的吸收，提高草坪草的抗病性与抗逆性，具有广泛的应用价值，尤其可以作为高尔夫球场草坪专用渗透保水剂。
附图说明
28.图1、实施例1
‑
3中六组测定含水量(％)变化曲线。
29.图2、实施例4中备用果岭不同处理7.6cm深度含水量(％)变化曲线。
30.图3、实施例4中备用果岭不同处理12cm深度含水量(％)变化曲线。
具体实施方式
31.下面通过具体实施例对本发明做进一步的说明，以更充分理解本发明，但并不构成对本发明的限制。
32.实施例1
33.样品1：含pluronic ft pe 6100、pluronic ft pe 6200组合物微乳剂制备方法：按配方比例称取29.7克水、0.3克乳酸、10克吐温80、40克pluronic ft pe 6200搅拌分散均匀，最后称取20克pluronic ft pe 6100乳化分散均匀即得pluronic ft pe 6100、pluronic ft pe 6200组合物的微乳剂。
34.样品2：含pluronic ft pe 6100、pluronic ft pe 6200、γ
‑
聚谷氨酸与γ
‑
氨基丁酸组合物微乳剂制备方法：按配方比例称取25.2克水、2克γ
‑
聚谷氨酸、2.5克γ
‑
氨基丁酸搅拌完全溶解，再称取0.3克乳酸、10克吐温80、40克pluronic ft pe 6200搅拌分散均匀，最后称取20克pluronic ft pe 6100乳化分散均匀即得pluronic ft pe 6100、pluronic ft pe 6200、γ
‑
聚谷氨酸与γ
‑
氨基丁酸组合物的微乳剂。
35.组合物稳定性试验方法及步骤：样品2配制好后，马上封样进行常温经时稳定性贮存试验，然后进行低温与热贮破坏性试验，热贮破坏性试验将样品置于54
±
2℃的烘箱内，放置14天后观察样品外观；低温稳定性将样品置于0
±
2℃的冰箱内，放置14天后观察样品外观。
36.将上述实施例1制备得到的样品按照上述稳定性试验方法进行贮存稳定性试验。
37.表1、组合物稳定性
[0038][0039]
将实施例1制备的样品1与样品2制剂组合物进行含水量测定试验。
[0040]
试验地点：北京市清河湾高尔夫球场备用果岭草坪
[0041]
草品种：匍匐翦股颖
[0042]
水分测定仪器：tdr水分测定仪
[0043]
处理1(样品1)：喷撒1.9ml/m2，处理面积8m2，测定7.6cm深度的水分含量，每个处理测试9个点含水量，取平均值。
[0044]
处理2(样品2)：喷撒1.9ml/m2，处理面积8m2，测定7.6cm深度的水分含量，每个处理测试9个点含水量，取平均值。
[0045]
2020年5月23日当天测试的含水量为未喷洒土壤渗透剂，5月24日
‑
29日为使用土壤渗透剂后测定的含水量。
[0046]
表2、备用果岭不同处理7.6cm深度含水量(％)变化情况
[0047]
观察日期5.235.245.255.265.275.285.29样品119.017.0915.4119.2414.5114.9319.13样品219.317.9716.4220.5016.3615.6321.36
[0048]
从数据分析，样品2土壤含水量比样品1高，由于添加γ
‑
聚谷氨酸与γ
‑
氨基丁酸具有保水能力，随着时间推移水分的积累，土壤含水量会增加。
[0049]
实施例2
[0050]
样品1含pluronic ft pe 6100、pluronic ft pe 6200组合物微乳剂制备方法：按配方比例称取29.7克水、0.3克乳酸、10克吐温80、35克pluronic ft pe 6200搅拌分散均匀，最后称取25克pluronic ft pe 6100乳化分散均匀即得p luronic ft pe 6100、pluronic ft pe 6200组合物的微乳剂。
[0051]
样品2含pluronic ft pe 6100、pluronic ft pe 6200、γ
‑
聚谷氨酸与γ
‑
氨基丁酸组合物微乳剂制备方法：按配方比例称取25.2克水、2克γ
‑
聚谷氨酸、2.5克γ
‑
氨基丁酸搅拌完全溶解，再称取0.3克乳酸、10克吐温80、35克pluronic ft pe 6200搅拌分散均匀，最后称取25克pluronic ft pe 6100乳化分散均匀即得pluronic ft pe 6100、pluronic ft pe 6200、γ
‑
聚谷氨酸与γ
‑
氨基丁酸组合物的微乳剂。
[0052]
将上述实施例2制备得到的样品按照上述稳定性试验方法进行化学贮存稳定性试。
[0053]
表3、组合物稳定性
[0054][0055]
将实施例2制备的样品1与样品2制剂组合物进行含水量测定试验。
[0056]
试验地点：北京市清河湾高尔夫球场备用果岭草坪草品种：匍匐翦股颖水分测定仪器：tdr水分测定仪
[0057]
处理3(样品1)：喷撒1.9ml/m2，处理面积8m2，测定7.6cm深度的水分含量，每个处理测试9个点含水量，取平均值。
[0058]
处理4(样品2)：喷撒1.9ml/m2，处理面积8m2，测定7.6cm深度的水分含量，每个处理测试9个点含水量，取平均值。
[0059]
2020年5月23日当天测试的含水量为未喷洒土壤渗透剂，5月24日
‑
29日为使用土
壤渗透剂后测定的含水量。
[0060]
表4、5月份备用果岭不同处理7.6cm深度含水量(％)变化情况
[0061]
观察日期5.235.245.255.265.275.285.29样品118.217.3115.3120.8414.7114.9318.18样品218.017.9715.9721.6216.3016.6320.76
[0062]
从数据分析，样品2土壤含水量比样品1高，由于添加γ
‑
聚谷氨酸与γ
‑
氨基丁酸具有保水能力，随着时间推移水分的积累，土壤含水量会增加。
[0063]
实施例3
[0064]
样品1含pluronic ft pe 6100、pluronic ft pe 6200组合物微乳剂制备方法：按配方比例称取29.7克水、0.3克乳酸、10克吐温80、30克pluronic ft pe 6200搅拌分散均匀，最后称取30克pluronic ft pe 6100乳化分散均匀即得pluronic ft pe 6100、pluronic ft pe 6200组合物的微乳剂。
[0065]
样品2含pluronic ft pe 6100、pluronic ft pe 6200、γ
‑
聚谷氨酸与γ
‑
氨基丁酸组合物微乳剂制备方法：按配方比例称取25.2克水、2克γ
‑
聚谷氨酸、2.5克γ
‑
氨基丁酸搅拌完全溶解，再称取0.3克乳酸、10克吐温80、30克pluronic ft pe 6200搅拌分散均匀，最后称取30克pluronic ft pe 6100乳化分散均匀即得pluronic ft pe 6100、pluronic ft pe 6200、γ
‑
聚谷氨酸与γ
‑
氨基丁酸组合物的微乳剂。
[0066]
将上述实施例3制备得到的样品按照上述稳定性试验方法进行化学贮存稳定性试验
[0067]
表5、组合物稳定性
[0068][0069]
将实施例3制备的样品1与样品2制剂组合物进行含水量测定试验。
[0070]
试验地点：北京市清河湾高尔夫球场备用果岭草坪草品种：匍匐翦股颖水分测定仪器：tdr水分测定仪
[0071]
处理5(样品1)：喷撒1.9ml/m2，处理面积8m2，测定7.6cm深度的水分含量，每个处理测试9个点含水量，取平均值。
[0072]
处理6(样品2)：喷撒1.9ml/m2，处理面积8m2，测定7.6cm深度的水分含量，每个处理测试9个点含水量，取平均值。
[0073]
2020年5月23日当天测试的含水量为未喷洒土壤渗透剂，5月24日
‑
29日为使用土壤渗透剂后测定的含水量。
[0074]
表6、5月份备用果岭不同处理7.6cm深度含水量(％)变化情况
[0075]
观察日期5.235.245.255.265.275.285.29样品118.716.2915.4320.5415.5116.9118.83样品218.517.7615.9921.3616.6618.6821.56
[0076]
从数据分析，样品2土壤含水量比样品1高，由于添加γ
‑
聚谷氨酸与γ
‑
氨基丁酸具有保水能力，随着时间推移水分的积累，土壤含水量会增加。
[0077]
实施例1
‑
3这些测定含水量的数据(也见图1)举例说明，本发明的包含不同比例的pluronic ft pe 6100、pluronic ft pe 6200、γ
‑
聚谷氨酸与γ
‑
氨基丁酸组合物处理比只含pluronic ft pe 6100、pluronic ft pe 6200组合物处理含水量高。
[0078]
通过对上述实施例1
‑
3制备样品2得到pluronic ft pe 6100、pluronic ft pe 6200、γ
‑
聚谷氨酸与γ
‑
氨基丁酸组合物微乳剂。从数据分析看出：
[0079]
上述实施例1
‑
3制备样品2的方法，能得到在化学和物理稳定的微乳剂。
[0080]
实施例4
[0081]
将本发明的含pluronic ft pe 6100、pluronic ft pe 6200、γ
‑
聚谷氨酸与γ
‑
氨基丁酸组合物微乳剂的实施例3样品2制备的制剂组合物进行含水量测定试验。
[0082]
试验地点：北京市清河湾高尔夫球场备用果岭对照品：国外土壤渗透剂草坪草品种：匍匐翦股颖
[0083]
水分测定仪器：tdr水分测定仪
[0084]
处理(实施例3样品2)：喷撒1.9ml/m2，处理面积8m2，分别测定7.6cm、12cm深度的水分含量，每个处理测试9个点含水量，取平均值。
[0085]
处理(空白)：处理面积8m2，分别测定7.6cm、12cm深度的水分含量。2020年6月6日当天测试的含水量为未喷洒土壤渗透剂，6月7日
‑
12日为使用土壤渗透剂后测定的含水量。
[0086]
表4、6月份备用果岭不同处理7.6cm深度含水量(％)变化情况
[0087][0088]
同时，上述数据制作成如图2所示。从数据分析，实施例3样品2土壤含水量比空白高，由于p pluronic ft pe 6100、pluronic ft pe 6200缓解土壤疏水状态，水分在土壤里均匀分布，同时添加的γ
‑
聚谷氨酸与γ
‑
氨基丁酸组合物具有保水能力，随着时间推移水分的积累，土壤含水量增加。
[0089]
表5、6月份备用果岭不同处理12cm深度含水量(％)变化情况
[0090][0091]
同时，上述数据制作成如图3所示。从数据分析，实施例3样品2土壤含水量比空白高，由于p pluronic ft pe 6100、pluronic ft pe 6200缓解土壤疏水状态，水分在土壤里均匀分布，同时添加的γ
‑
聚谷氨酸与γ
‑
氨基丁酸组合物具有较好的保水能力，随着时间推移水分的积累，土壤含水量增加。
[0092]
实施例5
[0093]
将本发明的含pluronic ft pe 6100、pluronic ft pe 6200、γ
‑
聚谷氨酸与γ
‑
氨基丁酸组合物微乳剂的实施例2制备的制剂组合物进行药效试验。
[0094]
试验地点：北京市清河湾高尔夫球场备用果岭对照品
[0095]
国外土壤渗透剂草坪草品种：匍匐翦股颖
[0096]
处理(实施例3样品1)：设计2个处理，每个处理喷撒1.9ml/m2，处理面积10m2，观察干斑恢复情况。
[0097]
处理(实施例3样品2)：设计2个处理，每个处理喷撒1.9ml/m2，处理面积10m2，观察干斑恢复情况。
[0098]
处理(空白)：设计2个处理，处理面积10m2，观察干斑情况。
[0099]
表6、2020年7月份备用果岭不同处理干斑数量(个)变化情况
[0100][0101][0102]
从数据分析，空白干斑疏水，浇灌时水分从表面流失，有少量水进入土壤里也会分布不均匀。实施例3样品1只含pluronic ft pe 6100、pluronic ft pe 6200能解除土壤的疏水状态，水分进入土壤里均匀分布，使部分干斑恢复；实施例3样品2在pluronic ft pe 6100、pluronic ft pe 6200基础上添加的γ
‑
聚谷氨酸与γ
‑
氨基丁酸具有保水能力，该组合物既能解除土壤的疏水状态，同时具有更好的保水能力，所以干斑全部恢复。
[0103]
这些数据举例说明，本发明的包含亲油性环氧丙烷与环氧乙烷嵌段聚合物、亲水性环氧丙烷与环氧乙烷嵌段聚合物、γ
‑
聚谷氨酸与γ
‑
氨基丁酸组合物处理含水量明显高于空白。使用含亲油性环氧丙烷与环氧乙烷嵌段聚合物、亲水性环氧丙烷与环氧乙烷嵌段聚合物、γ
‑
聚谷氨酸与γ
‑
氨基丁酸组合物处理干斑区域均能恢复，症状轻的区域使用7天即可恢复，严重的区域使用15天干斑区域消失，该组合物具有明显渗透保水性能，具有明确
的现实背景与较广的应用价值，填补国内草坪专业渗透保水剂的空白。