一種新型生物刺激素及其制備方法與流程

本發明屬于生長調節劑，具體涉及一種新型生物刺激素及其制備方法。

背景技術：

1、隨著全球人口總量的持續增長和糧食需求量的急劇增加，人們對農業發展和農產品生產效率的提高愈發重視。生物刺激素是一類能夠增強植物對營養物質的吸收、提高植物對非生物脅迫的抵抗力、改善土壤質量、促進植物根際健康和提高作物產量的物質。生物刺激素是一種從外部引入的化學物質，它具備在植物體內傳輸至特定作用區域的能力，使其生長特性更符合人類的農業需求。在現代農業實踐中，生物刺激素的科學和合理應用已成為衡量農業現代化水平的一個關鍵指標。

2、然而，當前的生物刺激素大多是以單一有效成分的形式進行施用，這種單一成分的使用方式不僅增加了農業勞動的人力成本，而且由于缺乏綜合調控，單一藥劑往往對作物產生較大的副作用，這在一定程度上限制了其在植物栽培和養護中的應用效果。因此，為了提高生物刺激素的使用效率，減少對作物的潛在負面影響，同時降低農業勞動成本，開發和應用復合型生物刺激素，或者通過科學的配比和施用方法，實現多種有效成分的協同作用，成為了現代農業發展中亟待解決的問題。

3、中國專利cn?106614678?a公開了一種促進小麥發育的植物生長調節劑，包含如下原料：萘乙酸、甲基托布津、防落素、增糖胺、激動素、淀粉、生長素。此發明提供的植物生長調節劑，包含多種植物生長所需元素，根據小麥的生長習性及各生長階段的營養需求特點，進行補充調節，有利于農業產量的提高，使產品品質顯著改善，降低勞動強度，提高勞動生產率，具有較高的社會效益與經濟效益。然而，該植物生長調節劑的成分復雜，且國家目前大力推動減少這類植物生長調節劑的使用，使用更為環保且活性更高、成分簡單的生物刺激素才是目前行業的主流趨勢。

4、因此，亟需一種新型生物刺激素，使其能夠有效調節作物的生長發育過程，達到穩產增產、改善品質、增強作物抗逆性等目的。

技術實現思路

1、針對現有的技術問題，本發明的目的在于提供一種新型生物刺激素及其制備方法。本發明的生物刺激素功效全面，應用在農作物上可以使葉片在短時間內變綠變厚，根系發達，植株長勢健壯，農作物體內蛋白質和可溶性糖含量提高，細胞再生和代謝功能加快，營養生長轉化生殖生長明顯，且農作物的抗逆性明顯增強，進而花與果的數量增多，果實大而周正，果實表光自然均勻，成品率高，具有較好的應用價值。

2、為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

3、本發明一方面提供了一種新型生物刺激素，按重量份計，包含以下原料：n,n-二甲基嗎啉鎓氯化物4-8份、復合生物素10-16份、有機酯類化合物0.5-2份。

4、優選地，按重量份計，所述生物刺激素包含以下原料：n,n-二甲基嗎啉鎓氯化物5-7份、復合生物素13-15份、有機酯類化合物1-2份。

5、本發明的反應機理和作用如下：

6、1.n,n-二甲基嗎啉氯化物效力高且毒性低，能夠有效控制植物莖葉的過度生長，促進植物更早開花，并有效防止花蕾和花鈴的早期脫落。本發明的n,n-二甲基嗎啉氯化物被植物通過根部或葉片吸收后，會快速在植物體內傳輸至目標部位，通過縮短植物的節間距，降低頂芽和側芽的生長活力，同時減少未成熟葉片的面積，增加葉綠素的含量。同時，其還能加強未完全發育的生殖器官的生長勢頭，并通過增加流向生殖器官的營養來促進植物的早熟，增加果實坐果率，提高果實重量，從而提高整體產量。

7、2.本發明使用的復合生物素在作物生長過程中發揮著重要作用，能夠顯著增加作物體內的蛋白質、脂肪含量，同時提高糖和核苷酸的水平，這些成分的提升對作物的健康生長至關重要；同時，復合生物素能促進作物細胞的修復和再生，對于遭受病蟲害或非生物因素(如干旱、低溫等)損害后的作物具有恢復作用，有效維持其生長活力。此外，代謝活性的提高是復合生物素另一個顯著效果，它能夠激發作物細胞內的代謝過程，從而增強作物的整體生命力，促使作物生根、開花、結果、修正果型。

8、3.本發明將n,n-二甲基嗎啉氯化物與復合生物素混合施用于作物，控制植物生長的效率高于單獨使用n,n-二甲基嗎啉氯化物或復合生物素。申請人通過控制n,n-二甲基嗎啉氯化物與復合生物素的質量比，將兩者混合施用于作物，有助于更有效地縮短植物結節，營養生長轉化生殖生長的趨勢加快，花與果的數量增多，果實大而周正，果實表光更加自然均勻，且能夠延緩作物的衰老，兩者組合展示出了超越其單獨使用所能達到的預期能效水平，具有顯著的協同作用。

9、4.本發明合成了一種新型的有機酯類化合物，即鄰苯二甲酸二乙氨基乙醇檸檬酸酯。一方面，將其作用于植物不僅能夠促進根系的生長，增加植物對水分和營養的吸收能力；還能夠促進細胞分裂和生長，增加植物的生長速率，且其能夠改善葉綠體的功能，進而提高植物的光合作用效率。另一方面，鄰苯二甲酸二乙氨基乙醇檸檬酸酯能增強植物對病原體的抵抗力，減少病害的發生；幫助植物更好地適應不利環境條件，顯著增強抗逆性。

10、此外，將鄰苯二甲酸二乙氨基乙醇檸檬酸酯與n,n-二甲基嗎啉氯化物、復合生物素共同混合施用于作物，能夠加快生物刺激素被植物吸收的速率并發揮作用，加速生長反應，縮短作物生長周期，提高農業生產效率，為農業帶來更大的經濟效益和生態效益。

11、在一些實施方式中，所述n,n-二甲基嗎啉鎓氯化物和復合生物素的質量比為1：(2-2.5)。

12、在一些實施方式中，所述n,n-二甲基嗎啉鎓氯化物的合成工藝，包含如下步驟：

13、(1)將嗎啉、溶劑、負載型縛酸劑加入到反應釜中，攪拌，加熱，通入一氯甲烷氣體，控制反應溫度，通入完成后繼續攪拌反應；

14、(2)待反應結束后，冷卻、靜置、過濾，進行減壓蒸餾濃縮，結晶，真空干燥，粉碎，得到n,n-二甲基嗎啉鎓氯化物。

15、優選地，所述n,n-二甲基嗎啉鎓氯化物的合成工藝，包含如下步驟：

16、(1)將嗎啉、水、負載型縛酸劑加入到反應釜中，攪拌20-40min，加熱至30-50℃，通入一氯甲烷氣體，控制反應溫度不超過80℃，3-4h內通入完成后繼續攪拌反應1-2h；

17、(2)待反應結束后，進行減壓蒸餾至剩余水總體積的5-10％，冷卻至30-40℃，靜置1-1.5h后過濾出負載型縛酸劑，結晶，真空干燥，粉碎，得到n,n-二甲基嗎啉鎓氯化物。

18、在一些實施方式中，步驟(1)中所述嗎啉、一氯甲烷氣體和負載型縛酸劑的質量比為(8-12)：(5-7)：1。

19、具體地，所述負載型縛酸劑的制備方法，包含如下步驟：

20、①將酸化的碳納米管加入到去離子水中進行超聲分散5-15min，得到碳納米管分散液，備用；將四水合乙酸鈷、四水合乙酸鎳、去離子水加入至容器中，攪拌20-30min，得到復合金屬溶液，備用；

21、②將步驟s1得到的碳納米管分散液、復合金屬溶液加入至反應釜中，加入酸堿調節劑，攪拌5-15min，再加入三乙胺，攪拌20-40min，再將其在120-160℃下進行水熱反應10-12h，將得到的沉淀物1分離、洗滌、干燥，得到金屬負載型碳納米管材料；

22、③將步驟s2得到的金屬負載型碳納米管材料、去離子水，攪拌5-15min，加入縛酸劑，再將其在140-160℃下進行水熱反應5-6.5h，將得到的沉淀物2分離、洗滌、干燥，得到負載型縛酸劑。

23、在一些實施方式中，所述有機酯類化合物為鄰苯二甲酸二乙氨基乙醇檸檬酸酯，其結構式如下：

24、

25、在一些實施方式中，所述鄰苯二甲酸二乙氨基乙醇檸檬酸酯的制備方法，包含如下步驟：

26、s1.在保持抽真空的狀態下，將二乙氨基乙醇轉移至反應釜內，攪拌，加入催化劑、鄰苯二甲酸酐，加熱反應，得到中間產物；

27、s2.將步驟s1得到的中間產物、檸檬酸加入至反應釜內，加熱反應，冷卻至常溫，得到鄰苯二甲酸二乙氨基乙醇檸檬酸酯。

28、優選地，所述鄰苯二甲酸二乙氨基乙醇檸檬酸酯的制備方法，包含如下步驟：

29、s1.在保持抽真空的狀態下，將二乙氨基乙醇轉移至反應釜內，攪拌，加入催化劑、鄰苯二甲酸酐，加熱至35-45℃反應2-3h，得到中間產物；

30、s2.將步驟s1得到的中間產物、檸檬酸加入至反應釜內，加熱至50-65℃反應3-4h，冷卻至常溫，得到鄰苯二甲酸二乙氨基乙醇檸檬酸酯。

31、在一些實施方式中，步驟s1中所述二乙氨基乙醇和鄰苯二甲酸酐的摩爾比為(1.1-1.3)：1。

32、在一些實施方式中，步驟s2中所述中間產物和檸檬酸的摩爾比為1：(1.1-1.4)。

33、在一些實施方式中，所述催化劑為硫酸、草酸和固體酸催化劑中的任意一種或多種。

34、本發明另一方面提供了一種新型生物刺激素的制備方法，包含如下步驟：

35、ⅰ.將n,n-二甲基嗎啉鎓氯化物、復合生物素加入至反應釜中，攪拌，再加入有機酯類化合物，攪拌，干燥，得到混合粉末；

36、ⅱ.將混合粉末過超微粉碎，得到生物刺激素。

37、與現有技術相比，本發明的有益效果如下：

38、1.本發明的生物刺激素功效全面，應用在農作物上可以使葉片在短時間內變綠變厚，根系發達，植株長勢健壯，農作物體內蛋白質和可溶性糖含量提高，細胞再生和代謝功能加快，營養生長轉化生殖生長明顯，且農作物的抗逆性明顯增強，進而花與果的數量增多，果實大而周正，果實表光自然均勻，成品率高，具有較好的應用價值。

39、2.本發明的n,n-二甲基嗎啉鎓氯化物可以調節作物的生長發育，調控營養生長，加強生殖器官的生長勢，增強光合作用，提高葉綠素含量，還能增加果實坐果率和重量。復合生物素可以增加作物體內關鍵營養成分，促使細胞的修復和再生，增強代謝活性，促使作物生根、開花、結果和修正果型，并提升抗逆性。

40、3.本發明通過控制n,n-二甲基嗎啉氯化物與復合生物素的質量比，混合施用有助于更有效地縮短植物結節，果實大而周正，提高果實光澤，延緩作物衰老，發揮協同效應。

41、4.本發明合成了一種新型的有機酯類化合物，即鄰苯二甲酸二乙氨基乙醇檸檬酸酯，不僅能夠促進根系和細胞的生長，提高生長速率和光合作用效率，還能增強植物的抗病性和抗逆性。此外，將新型的有機酯類化合物與n,n-二甲基嗎啉氯化物、復合生物素混合施能夠加快生物刺激素被植物吸收的速率并發揮作用，縮短生長周期，提高農業生產效率。