本發(fā)明屬于肥料制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種辣木專用的石墨烯增效的殼寡糖生物藥肥制備方法，特別涉及石墨烯增效的殼寡糖生物藥肥制備方法。

背景技術(shù)：

辣木是國(guó)際公認(rèn)的全營(yíng)養(yǎng)樹種植物，是國(guó)家重點(diǎn)扶持和培育的戰(zhàn)略性新產(chǎn)業(yè)，具有很好的生態(tài)價(jià)值、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值，可應(yīng)用于食品、醫(yī)藥保健、日用化工和生物環(huán)保等領(lǐng)域。

辣木是一種熱帶、亞熱帶多年生的落葉喬木，是一種速生樹種，在熱帶地區(qū)，當(dāng)年種植、當(dāng)年開花結(jié)果、當(dāng)年成林，生長(zhǎng)迅速，生物量大。其生理特征是耐旱、耐貧瘠、抗逆性，基于辣木的生理特征，可以證明辣木的光合效率非常高，對(duì)土壤中養(yǎng)分轉(zhuǎn)運(yùn)、吸收、轉(zhuǎn)化效率也非常高，所以辣木對(duì)土壤的肥力消耗極大。

由于辣木的根系十分脆弱，為肉質(zhì)的塊根、而主根發(fā)達(dá)，側(cè)根不發(fā)達(dá)，甚至沒(méi)有側(cè)根，一棵高達(dá)十多米的辣木樹，其根系只能擴(kuò)展一米多，這就使根系吸收營(yíng)養(yǎng)成分的范圍很小，而辣木生長(zhǎng)十分迅速，其周邊土壤的有效成分早在辣木樹生長(zhǎng)初期即被吸收干凈。若不及時(shí)追肥，補(bǔ)充土壤肥力 ，辣木就會(huì)迅速退化、早衰，枝葉枯萎、生長(zhǎng)弱化，出現(xiàn)產(chǎn)量低下，品質(zhì)迅速下降，辣木的嫩葉、嫩梢的口感變得苦澀，辣木樹體也會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的病蟲害。

辣木喜熱怕陰，不抗風(fēng)、不耐寒、不耐澇，辣木根是肉質(zhì)根，容易受線蟲浸染。

充足的營(yíng)養(yǎng)是保障辣木樹勢(shì)健壯，實(shí)現(xiàn)速生、優(yōu)質(zhì)、豐產(chǎn)的基礎(chǔ)條件，針對(duì)辣木的生理特征，優(yōu)選適宜的生物有機(jī)肥料，選用合理的施肥方法，科學(xué)地補(bǔ)充辣木生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)元素，滿足其生長(zhǎng)的需要，既要防止施肥不足，導(dǎo)致辣木出現(xiàn)缺肥致病，也要防止施肥過(guò)多，導(dǎo)致辣木出現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)脅迫病癥。是獲得全營(yíng)養(yǎng)辣木的關(guān)鍵技術(shù)之一。

根據(jù)上述的辣木生理特征，既要針對(duì)辣木喜熱怕陰，不抗風(fēng)、不耐寒、不耐澇的生理特征，還要針對(duì)辣木速生性強(qiáng)、生物量大，消耗土壤肥力快及辣木肉質(zhì)根易受線蟲侵害的特征，針對(duì)性地開發(fā)和施用辣木專用肥料，以克服辣木的生理性缺陷，以提高辣木莖葉的產(chǎn)量、品質(zhì)，提高辣木的抗病和坑逆性。

在國(guó)內(nèi)已開發(fā)一批辣木專用肥料的專利技術(shù)：

中國(guó)發(fā)明專利《一種辣木專用肥料及其制備方法》（專利申請(qǐng)?zhí)枺?01510469275.4）；

中國(guó)發(fā)明專利《一種辣木專用氨基酸大量元素水溶性肥及其制備方法》（專利申請(qǐng)?zhí)枺?01510592880.0）；

中國(guó)發(fā)明專利《一種辣木專用腐植酸水溶性肥及其制備方法》（專利申請(qǐng)?zhí)枺?01610551774.2）；

中國(guó)發(fā)明專利《一種促進(jìn)辣木生長(zhǎng)用肥料及其制備方法》（專利申請(qǐng)?zhí)枺?01510727576.2）；

上述的辣木專用肥料對(duì)辣木的生理特征針對(duì)性還不強(qiáng)，特別對(duì)辣木不耐寒、不耐澇，辣木根系脆弱，肉質(zhì)根系易受線蟲侵染等的防治還存在不足。

至今尚未發(fā)現(xiàn)將殼寡糖生物藥肥應(yīng)用于辣木樹木的栽培的報(bào)道。殼寡糖兼有藥效和肥效雙重生物調(diào)節(jié)功能，被譽(yù)為“不是農(nóng)藥的農(nóng)藥，不是化肥的化肥”的有機(jī)碳肥。

植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)理論指出，碳是植物營(yíng)養(yǎng)中的大量元素，碳在植物體內(nèi)的含量平均為45%左右，遠(yuǎn)超大中量元素之和的數(shù)倍之多。碳對(duì)植物而言，既是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，又是能源物質(zhì)，一旦發(fā)生缺碳不僅影響植物的營(yíng)養(yǎng)積累，而且消耗已經(jīng)積累的營(yíng)養(yǎng)，必然引起植物處于“亞健康狀態(tài)”。

殼寡糖是一種功能糖生物肥料，也是一種提供“碳營(yíng)養(yǎng)”的水溶性有機(jī)碳肥，又是糖鏈植物疫苗和抗逆劑，是一種藥肥合一的生物源功能性肥料，是國(guó)家“十一五”863計(jì)劃海洋技術(shù)領(lǐng)域“海洋生物農(nóng)藥及植物保生長(zhǎng)劑產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)”研究課題，被列為“新世紀(jì)影響我們的50大農(nóng)業(yè)科技成果”

在國(guó)內(nèi)，殼寡糖作為生物藥肥已經(jīng)得到大力推廣，已擁有數(shù)量諸多的發(fā)明專利。

中國(guó)發(fā)明專利《農(nóng)作物種子浸種劑及其制備方法》（專利申請(qǐng)?zhí)枺?7106121.1）；

中國(guó)發(fā)明專利《殼寡糖及其組合物用于作物抗?jié)车挠猛尽罚▽＠暾?qǐng)?zhí)枺?01110333983.7）；

中國(guó)發(fā)明專利《殼寡糖用于抗早衰的用途》（專利申請(qǐng)?zhí)枺?01210058543.x）；

中國(guó)發(fā)明專利《殼寡糖用于促進(jìn)新生枝條短粗狀的用途》（專利申請(qǐng)?zhí)枺?01210058407.0）；

中國(guó)發(fā)明專利《殼寡糖及其組合物用于霜害后恢復(fù)作物生長(zhǎng)的用途》（專利申請(qǐng)?zhí)枺?01210058432.9）；

中國(guó)發(fā)明專利《殼寡糖用于促進(jìn)細(xì)胞修復(fù)的用途》（專利申請(qǐng)?zhí)枺?01210058490.1）；

中國(guó)發(fā)明專利《一種含有殼寡糖的植物傷口保護(hù)劑》（專利申請(qǐng)?zhí)枺?01210058506.9）；

中國(guó)發(fā)明專利《含有殼寡糖的植物傷口保護(hù)液》（專利申請(qǐng)?zhí)枺?01410001007.5）；

中國(guó)發(fā)明專利《含有殼寡糖的組合物促進(jìn)植物地下莖、塊根膨大的用途》（專利申請(qǐng)?zhí)枺?01310416632.1）；

中國(guó)發(fā)明專利《一種葉菜專用含殼寡糖多微葉面肥及其制備方法》（專利申請(qǐng)?zhí)枺?01510365816.9）；

中國(guó)發(fā)明專利《一種殼寡糖用于促進(jìn)小麥光合作用及生長(zhǎng)的調(diào)節(jié)劑》（專利申請(qǐng)?zhí)枺?01510606721.1）；

中國(guó)發(fā)明專利《一種殼寡糖銅絡(luò)合物殺菌劑及其應(yīng)用》（專利申請(qǐng)?zhí)枺?01410174256.4）；

中國(guó)發(fā)明專利《殼寡糖作為抗病誘導(dǎo)子在植物幼苗培育中的應(yīng)用》（專利申請(qǐng)?zhí)枺?01510866510.1）；

上述殼寡糖生物藥肥的專利，分別公開了殼寡糖對(duì)植物抗?jié)?、抗寒、抗早衰，促進(jìn)根系生長(zhǎng)、促植物光合作用和植物細(xì)胞修復(fù)，保護(hù)傷口及防治病蟲害等各方面的功能，由此證明殼寡糖生物肥是辣木栽培中的種子浸種、育苗、定植及辣木栽培養(yǎng)護(hù)等各階段的理想藥肥。

石墨烯作為一種特殊的納米碳材料，是由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體，是目前已發(fā)現(xiàn)的最薄、強(qiáng)度最大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強(qiáng)的一種新型納米碳材料，被稱為“黑金”，是“新材料之王”，科學(xué)家甚至預(yù)言石墨烯將“徹底改變21世紀(jì)”，極有可能掀起一場(chǎng)席卷全球的顛覆性新技術(shù)新產(chǎn)業(yè)革命。

納米碳材料對(duì)肥料增效作用是公認(rèn)的，納米碳粉在含有水分的土壤中是超導(dǎo)體，土壤中含納米碳粉的肥料就變成導(dǎo)電肥料，能增加土壤的導(dǎo)電性和磁場(chǎng)強(qiáng)度，促進(jìn)植物根系發(fā)達(dá)，能加快土壤中的氮磷鉀大量營(yíng)養(yǎng)元素和中微量元素的釋放，提高肥料的利用率，活化土壤微環(huán)境，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量、品質(zhì)、抗病性和抗逆性，促進(jìn)植物增產(chǎn)節(jié)肥和溫室氣體減排功能，所以石墨烯是一種高效的肥料增效劑。

在國(guó)內(nèi)，已有一批應(yīng)用石墨烯作為肥料增效劑的專利技術(shù)：

中國(guó)發(fā)明專利《一種種苗護(hù)理素》（專利申請(qǐng)?zhí)枺?01410811285.7）；

中國(guó)發(fā)明專利《一種含有木糖渣的有機(jī)肥及其制備方法》（專利申請(qǐng)?zhí)枺?01510495293.x）；

中國(guó)發(fā)明專利《一種育苗綠蘿用高效肥料及其制備方法》（專利申請(qǐng)?zhí)枺?01510949935.9）；

中國(guó)發(fā)明專利《一種由石墨烯改性的復(fù)合肥增效劑及其制備方法》（專利申請(qǐng)?zhí)枺?01510974597.4）；

中國(guó)發(fā)明專利《一種石墨烯新型肥料及其制備方法》（專利申請(qǐng)?zhí)枺?01610474138.4）；

中國(guó)發(fā)明專利《一種干旱地區(qū)鹽堿地種植花生的方法》（專利申請(qǐng)?zhí)枺?01610542402.3）；

中國(guó)發(fā)明專利《一種石墨烯富硒肥料及其制備方法》（專利申請(qǐng)?zhí)枺?01610551774.2）。

上述發(fā)明專利公開了，不同成分的肥料、不同用途的肥料，添加了石墨烯納米材料，對(duì)肥料均具有改性、增效的作用。

目前制備石墨烯的技術(shù)普通存在能耗、水耗大和工藝不環(huán)保等問(wèn)題，石墨烯粉在殼聚糖酸性溶液中，經(jīng)超聲波剝離獲得分散在殼聚糖溶液中的石墨烯，成本低廉、工藝簡(jiǎn)單、綠色環(huán)保，有利于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

中國(guó)發(fā)明專利公開的專利文獻(xiàn)中有數(shù)個(gè)發(fā)明專利公開了：將石墨粉體懸浮于殼聚糖的酸性溶液，用超聲波剝離制備石墨烯的技術(shù)。

中國(guó)發(fā)明專利《多孔石墨烯及其制備方法》（專利申請(qǐng)?zhí)枺?01510150669.3）；

中國(guó)發(fā)明專利《一種制備石墨烯的方法》（專利申請(qǐng)?zhí)枺?01310074152.1）；

中國(guó)發(fā)明專利《一種改性殼聚糖制備石墨烯的方法》（專利申請(qǐng)?zhí)枺?01410565574.3）。

上述已公開的專利文獻(xiàn)表明，石墨粉體懸浮在殼聚糖酸性溶液中，用超聲剝離制備石墨烯，是由石墨粉體制備石墨烯的技術(shù)手段之一。

殼寡糖是環(huán)境友好的有機(jī)剝離劑，但價(jià)格較貴，目前未見將剝離石墨烯的殼聚糖加以開發(fā)利用的報(bào)道。

也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)將石墨粉體懸浮在殼聚糖酸性溶液中，經(jīng)超聲剝離制備石墨烯殼聚糖懸浮物，然后將其殼聚糖氧化降解，直接制得含石墨烯的殼寡糖生物藥肥的報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種辣木專用的石墨烯增效的殼寡糖生物藥肥的制備方法。本發(fā)明的辣木專用的石墨烯增效的殼寡糖生物藥肥，是一種含有石墨烯納米碳材料的水溶性有機(jī)碳肥料。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明的石墨烯增效的殼寡糖生物藥肥是由石墨粉體在殼聚糖酸性溶液中，用超聲剝離制得石墨烯殼聚糖懸浮液，再經(jīng)氧化降解直接制成石墨烯重量的百分含量0.05%~0.5%的殼寡糖生物藥肥。本發(fā)明的技術(shù)方案分為二個(gè)步驟：

1、石墨烯殼聚糖懸浮液的制備：

制備用于石墨烯增效的殼寡糖生物肥的石墨烯，采用液相超聲剝離法，將300目以上的天然石墨粉加入到乙酸體積濃度3%~8%，pH值≤5，殼聚糖重量百分含量1%~2%的殼聚糖乙酸溶液中，在10℃~60℃條件下用超聲剝離處理2~24h，制得石墨烯殼聚糖懸浮液；

所述的天然石墨粉與殼聚糖的質(zhì)量比為：1：1~10；

2、石墨烯增效的殼寡糖生物藥肥的制備：

在上述制備的石墨烯殼聚糖懸浮液中加入殼聚糖含量20倍的過(guò)氧化氫[p1] ，在10℃~60℃條件下進(jìn)行超聲降解6h~8h，使殼聚糖降解生成殼寡糖，制得石墨烯增效劑重量百分含量0.1%~2.0%的殼寡糖懸浮液，使用時(shí)用不含石墨烯的殼寡糖沖稀含石墨烯增效劑的殼寡糖懸浮液，配制成石墨烯增效劑重量百分含量0.05%~0.5%的殼寡糖懸浮液，即為石墨烯增效的殼寡糖生物藥肥。

本發(fā)明的石墨烯增效的殼寡糖生物藥肥可以直接作為辣木專用肥施用；可以與其他有機(jī)肥、化學(xué)肥料復(fù)配制成辣木專用基肥、辣木專用育苗肥、辣木專用葉面肥、辣木專用灌施肥以及富硒辣木專用肥、富SOD辣木專用肥。

本發(fā)明的石墨烯增效的殼寡糖生物藥肥可以直接作為其他林木、果樹、花卉和各種農(nóng)作物的抗逆性藥肥施用；可以與其他有機(jī)肥料、化學(xué)肥料復(fù)配制成基肥、育苗肥、葉面肥、灌施肥以及富硒肥、富SOD肥施用于其他林木、果樹、花卉和各種農(nóng)作物。

本發(fā)明的石墨烯增效的殼寡糖生物藥肥，融匯殼寡糖與石墨烯的優(yōu)點(diǎn)于一身，且工藝簡(jiǎn)單，易于實(shí)施，生產(chǎn)過(guò)程無(wú)廢氣、廢液、廢渣。

本發(fā)明提供的石墨烯增效的殼寡糖生物藥肥，能促進(jìn)辣木根系更好生長(zhǎng)，提高辣木莖葉的產(chǎn)量和品質(zhì)，同時(shí)可有效補(bǔ)充“碳營(yíng)養(yǎng)”，防止辣木出現(xiàn) “碳饑餓”癥狀，提高辣木抗寒、抗?jié)车瓤鼓婺芰?，并能預(yù)防線蟲對(duì)辣木根部的侵害。

具體實(shí)施方式：

以下將結(jié)合具體實(shí)施對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但并非是對(duì)本發(fā)明的限制，凡依照本發(fā)明公開內(nèi)容所作的任何本領(lǐng)域的等同替換，均屬本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1

石墨烯增效的殼寡糖生物藥肥制備方法，分為二個(gè)步驟：

1、石墨烯殼聚糖懸浮液的制備：

制備用于石墨烯增效的殼寡糖生物肥的石墨烯，采用液相超聲剝離法，將300目以上的天然石墨粉加入到乙酸體積濃度8%，pH值≤5，殼聚糖重量百分含量1%的殼聚糖乙酸溶液中，在10℃~60℃條件下用超聲剝離處理16h，制得石墨烯殼聚糖懸浮液；

所述的天然石墨粉與殼聚糖的質(zhì)量比為：1：1；

2、石墨烯增效的殼寡糖生物藥肥的制備：

在上述制備的石墨烯殼聚糖懸浮液中加入殼聚糖含量20倍的30%過(guò)氧化氫，在10℃~60℃條件下進(jìn)行超聲降解8h，使殼聚糖降解生成殼寡糖，制得石墨烯增效劑重量百分含量1.0%的殼寡糖懸浮液，使用時(shí)用不含石墨烯的殼寡糖稀釋含石墨烯的殼寡糖懸浮液，配制成石墨烯重量百分含量0.5%的殼寡糖懸浮液，即為石墨烯增效的液態(tài)殼寡糖生物藥肥。

實(shí)施例2

石墨烯增效的殼寡糖生物藥肥制備方法，分為二個(gè)步驟：

1、石墨烯殼聚糖懸浮液的制備：

制備用于石墨烯增效的殼寡糖生物肥的石墨烯，采用液相超聲剝離法，將300目以上的天然石墨粉加入到乙酸體積濃度8%，pH值≤5，殼聚糖重量百分含量1%的殼聚糖乙酸溶液中，在10℃~60℃條件下用超聲剝離處理20h，制得石墨烯殼聚糖懸浮液；

所述的天然石墨粉與殼聚糖的質(zhì)量比為：1：5；

2、石墨烯增效的殼寡糖生物藥肥的制備：

在上述制備的石墨烯殼聚糖懸浮液中加入殼聚糖含量20倍的30%過(guò)氧化氫，在10℃~60℃條件下進(jìn)行超聲降解8h，使殼聚糖降解生成殼寡糖，制得石墨烯增效劑重量百分含量0.5%的殼寡糖懸浮液，使用時(shí)用不含石墨烯的殼寡糖稀釋含石墨烯的殼寡糖懸浮液，配制成石墨烯重量百分含量0.1%的殼寡糖懸浮液，即為石墨烯增效的液態(tài)殼寡糖生物藥肥。

實(shí)施例3

石墨烯增效的殼寡糖生物藥肥制備方法，分為二個(gè)步驟：

1、石墨烯殼聚糖懸浮液的制備：

制備用于石墨烯殼寡糖生物肥的石墨烯，采用液相超聲剝離法，將300目以上的天然石墨粉加入到乙酸體積濃度8%，pH值≤5，殼聚糖重量百分含量1%的殼聚糖乙酸溶液中，在10℃~60℃條件下用超聲剝離處理24h，制得石墨烯殼聚糖懸浮液；

所述的天然石墨粉與殼聚糖的質(zhì)量比為：1：10；

2、石墨烯增效的殼寡糖生物藥肥的制備：

在上述制備的石墨烯殼聚糖懸浮液中加入殼聚糖含量20倍的30%過(guò)氧化氫，在10℃~60℃條件下進(jìn)行超聲降解8h，使殼聚糖降解生成殼寡糖，制得石墨烯增效劑重量百分含量0.1%的殼寡糖懸浮液，使用時(shí)用不含石墨烯的殼寡糖稀釋含石墨烯的殼寡糖懸浮液，配制成石墨烯重量百分含量0.05%的殼寡糖懸浮液，即為石墨烯增效的液態(tài)殼寡糖生物藥肥。