一种降低胶乳制品中Mn元素含量的工艺及其应用

一种降低胶乳制品中mn元素含量的工艺及其应用
技术领域
1.本发明涉及农业科技技术领域，分类号为a01b79/02，具体的，涉及一种降低胶乳制品中mn元素含量的工艺及其应用。


背景技术：

2.天然橡胶树是一种多年生高大乔木植物，目前主要在东南亚地区种植，它是一种重要的战略约束性资源且在现代经济发展与国防建设中具有重要的战略地位。
3.在中国，天然橡胶已有百余年的种植历史，但目前国产天然橡胶因产品质量不一致等原因，不能满足装备用胶、航空轮胎胶、医用胶等特殊行业对天然橡胶原料的需求，特种天然橡胶原料基本依赖进口，对我国国防和经济建设带来了很大的安全隐患，因此，如何有效的提高天然橡胶的产品质量是一个重要课题。
4.为了提高天然橡胶的产品质量，我们还需从天然橡胶栽培方面入手。土壤中的重金属离子会促进天然橡胶的老化，使得天然橡胶制品的质量大大下降，从而限制天然橡胶在各个领域的应用。
5.中国专利cn105347907b公开了一种用于耕地土壤重金属污染修复生物炭基肥料，通过生物炭、高炉水渣微粉、新鲜牛粪和复合生物剂所组成的材料，能够降低作物体内重金属含量，其主要是应用于水稻田，所解决的技术问题是为了在降低土壤中重金属含量时，还能够提高水稻的产量，但并未解决现有技术中天然橡胶制品由于mn元素的存在而导致其耐老化性能较差的技术问题。
6.中国专利cn103408384b公开了一种橡胶树长效专用肥及其制备方法，通过对肥料中的有效成分的种类和质量进行限定，提高了橡胶树的生长速度和干胶产量，并未解决现有技术中天然橡胶制品由于mn元素的存在而导致其耐老化性能较差的技术问题。


技术实现要素：

7.为了解决上述问题，本发明的第一个方面提供了一种降低胶乳制品中mn元素含量的工艺，包括步骤如下：(1)在开割橡胶树林段，隔株挖施肥沟，沟的规格为1-3m长、0.5-0.8m宽、0.3-0.6m深，再将重金属钝化剂施入土壤中混匀；(2)之后以割面涂施的方式施入无机肥料；(3)每间隔一段时间，都以割面涂施的方式施入无机肥料。
8.进一步优选的，所述割面涂施的具体步骤为：橡胶树进行采胶后，在割掉树皮后的表层涂覆无机肥料。优选的，所述步骤(1)中重金属钝化剂的总施用量为3-7kg。
9.进一步优选的，所述步骤(1)中重金属钝化剂的总施用量为4-6kg。
10.进一步优选的，所述步骤(1)中重金属钝化剂的总施用量为5kg。
11.优选的，所述重金属钝化剂包括生物炭、生石灰、钙镁磷肥中的至少一种。
12.优选的，所述重金属钝化剂为生物炭。
13.进一步优选的，所述生物炭为小麦秸秆生物炭。
14.优选的，所述生物炭的比表面积为400-1500
㎡
/g，粒度为100-300目。
15.进一步优选的，所述生物炭的比表面积为400-1500
㎡
/g，粒度为150-250目。
16.进一步优选的，所述生物炭的比表面积为400-1500
㎡
/g，粒度为200目。
17.优选的，所述步骤(2)中无机肥料的施用量为0.001-0.005kg/次。
18.进一步优选的，所述步骤(2)中无机肥料的施用量为0.001-0.003kg/次。
19.进一步优选的，所述步骤(2)中无机肥料的施用量为0.002kg/次。
20.优选的，所述步骤(2)中无机肥料的质量百分比浓度为0.3-1％。
21.进一步优选的，所述步骤(2)中无机肥料的质量百分比浓度为0.3-0.8％。
22.进一步优选的，所述步骤(2)中无机肥料的质量百分比浓度为0.5％。
23.优选的，所述无机肥料包括微量元素肥料、草木灰、氮肥、钾肥、钙肥、氮化钾、硝酸铵、过磷酸钙中的至少一种。
24.进一步优选的，所述无机肥料为微量元素肥料。
25.进一步优选的，所述无机肥料为锌钼肥。
26.优选的，所述步骤(3)中每间隔13-18天以割面涂施的方式施入无机肥料。
27.进一步优选的，所述步骤(3)中每间隔14-17天以割面涂施的方式施入无机肥料。
28.进一步优选的，所述步骤(3)中每间隔15天以割面涂施的方式施入无机肥料。
29.本发明第二方面提供了一种降低胶乳制品中mn元素含量的工艺在胶乳制品上的应用。
30.本技术加入比表面积为400-1500
㎡
/g，施用量为3-7kg的生物炭，降低了重金属mn的迁移率和生物有效性，并且由于生物炭的比表面积较大，其孔径较小，使得微生物无法进入小孔来将重金属转化为毒性较大的有机重金属，还能够显著改善土壤的透气性，在上述基础上，进一步割面涂施质量百分比浓度为0.3-0.8％的锌钼肥，基于金属钝化和离子拮抗原理，两者协同作用降低了土壤中锰元素的可交换态和胶乳制品中的锰元素含量，胶乳制品的耐老化性能和机械强度得到加强。
31.有益效果：本发明将重金属钝化剂和无机肥料结合，两者协同作用，通过特定的工艺，使得橡胶树根系、胶乳和生胶片中的mn元素含量下降，同时还使得生胶片的耐老化性能有一定的提高，由于生胶片的门尼粘度和重均分子量有一定升高，还能够提高生胶片的机械强度，具备一定的可塑性，此外，本发明的工艺施用方便，具备极佳的选择性，能够带来极大的经济效益。
具体实施方式
32.实施例1
33.1.实验材料准备：(1)土壤准备：以海南省儋州市那大镇中国热带农业科学院试验场六队(e 109.4761，n 19.4783)作为试验基地，土壤的理化性质如下表：
[0034][0035]
2.试验对象：以橡胶品系热研73397为研究对象，在试验区设置多种处理方式，每
种处理完全随机区组设置3次重复，共设27个小区。每个小区包含25株正常开割的橡胶树，试验期间橡胶树按照常规管理。
[0036]
3.实验处理：在开割橡胶树林段，隔株挖施肥沟，沟的规格为2m长、0.6m宽、0.5m深，在4月28日时施用5kg生物炭于土壤中后混合，在5月15号时橡胶树进行采胶后，在割掉树皮后的表层涂覆一层质量为0.002kg，质量百分比浓度为0.5％的锌钼肥，之后每间隔15天涂覆一次锌钼肥，总涂覆量为0.028kg，所述生物炭为小麦秸秆生物炭，其比表面积为400-1500
㎡
/g，粒度为200目，购自河南省商丘三利能源有限公司出厂，锌钼肥购自山东绿陇生物科技有限公司，本实施例中质量百分比浓度为0.5％的锌钼肥是通过质量百分比浓度为13％的锌肥和14％的钼肥在水中混合得到，在质量百分比浓度为0.5％的锌钼肥中，锌肥的质量百分比浓度和钼肥的质量百分比浓度均为0.5％。
[0037]
4.田间取样：
[0038]
(1)土壤、根系与叶片：取施肥穴里体积为8000cm3的正方体的土壤与里面全部的橡胶树根系，叶片则是每个小区随机选取3棵植株，共采集60片完整、无虫害的健康成熟的叶片作为样本。在9月22号取样，各个施肥处理的小区各取三个点。
[0039]
(2)胶乳：采集各处理中部9棵橡胶树的胶乳。
[0040]
(3)生胶片：采集各处理中部9棵橡胶树的胶乳制成生胶片。
[0041]
5.样品处理。
[0042]
(1)土壤：将所采集的土壤样品放置阴凉处自然风干，风干后磨碎1mm的筛子后备用。
[0043]
(2)根系与叶片：橡胶树根系与叶片采集后用去离子水洗涤干净，放置烘箱65℃烘干，随后粉碎成粉末。
[0044]
(3)胶乳：割胶后，收集处理的胶乳250ml装入塑料的广口瓶中，用冰盒保存，带回实验室。将15g的胶乳倒入直径为20cm的培养皿中，随后放入烘箱，65℃烘干得胶片，用于胶乳金属mn含量的测定。
[0045]
(4)生胶片：将割胶后的全部胶乳带回实验室，加入5ml体积分数为50％的醋酸，摇匀，待胶乳凝固后，送往橡胶加工厂压制胶片，压制完成后，用水浸泡24小时，随后放置于65℃烘箱中烘干至恒重。
[0046]
实施例2
[0047]
3.实验处理：在开割橡胶树林段，隔株挖施肥沟，沟的规格为2m长、0.6m宽、0.5m深，在4月28日时施用6kg生物炭于土壤中后混合，在5月15号时橡胶树进行采胶后，在割掉树皮后的表层涂覆一层质量为0.002kg，质量百分比浓度为0.5％的锌钼肥，之后每间隔15天涂覆一次锌钼肥，总涂覆量为0.028kg。其余同实施例1。
[0048]
实施例3
[0049]
3.实验处理：在开割橡胶树林段，隔株挖施肥沟，沟的规格为2m长、0.6m宽、0.5m，在4月28日时施用5kg生物炭于土壤中后混合，在5月15号时橡胶树进行采胶后，在割掉树皮后的表层涂覆一层质量为0.002kg，质量百分比浓度为0.4％的锌钼肥，之后每间隔15天涂覆一次锌钼肥，总涂覆量为0.028kg，所述生物炭为小麦秸秆生物炭，其比表面积为400-1500
㎡
/g，粒度为200目，购自河南省商丘三利能源有限公司，锌钼肥购自山东绿陇生物科技有限公司，本实施例中质量百分比浓度为0.4％的锌钼肥是通过质量百分比浓度为13％
的锌肥和14％的钼肥在水中混合得到，在质量百分比浓度为0.4％的锌钼肥中，锌肥的质量百分比浓度和钼肥的质量百分比浓度均为0.4％。
[0050]
其余同实施例1。
[0051]
对比例1
[0052]
3.实验处理：在开割橡胶树林段，隔株挖施肥沟，沟的规格为2m长、0.6m宽、0.5m，在5月15号时橡胶树进行采胶后，在割掉树皮后的表层涂覆一层质量为0.002kg，质量百分比浓度为0.5％的锌钼肥，之后每间隔15天涂覆一次锌钼肥，总涂覆量为0.028kg。
[0053]
其余同实施例1。
[0054]
对比例2
[0055]
3.实验处理：在开割橡胶树林段，隔株挖施肥沟，沟的规格为2m长、0.6m宽、0.5m，在4月28日时施用5kg生物炭于土壤中后混合，所述生物炭为小麦秸秆生物炭，其比表面积为400-1500
㎡
/g，粒度为200目，购自河南省商丘三利能源有限公司。
[0056]
其余同实施例1。
[0057]
对比例3
[0058]
实验处理：在开割橡胶树林段，隔株挖施肥沟，沟的规格为2m长、0.6m宽、0.5m，在4月28日时施用5kg生物炭于土壤中后混合，在5月15号时橡胶树进行采胶后，在剥掉树皮后的表层涂覆一层质量为0.002kg，质量百分比浓度为0.1％的锌钼肥，之后每间隔15天涂覆一次锌钼肥，总涂覆量为0.028kg，所述生物炭为小麦秸秆生物炭，其比表面积为400-1500
㎡
/g，粒度为200目，购自河南省商丘三利能源有限公司。锌钼肥购自山东绿陇生物科技有限公司。本实施例中质量百分比浓度为0.1％的锌钼肥是通过质量百分比浓度为13％的锌肥和14％的钼肥在水中混合得到，在质量百分比浓度为0.1％的锌钼肥中，锌肥的质量百分比浓度和钼肥的质量百分比浓度均为0.1％。其余同实施例1。
[0059]
对比例4
[0060]
实验处理：用土壤打孔机钻施肥穴，穴的直径为15cm，深度为40cm，在4月28日时施用2kg生物炭于土壤中后混合，在5月15号时橡胶树进行采胶后，在剥掉树皮后的表层涂覆一层质量为0.002kg，质量百分比浓度为0.5％的锌钼肥，之后每间隔15天涂覆一次锌钼肥，总涂覆量为0.028kg，所述生物炭为小麦秸秆生物炭，其比表面积为400-1500
㎡
/g，粒度为200目，购自河南省商丘三利能源有限公司。锌钼肥购自山东绿陇生物科技有限公司，本实施例中质量百分比浓度为0.5％的锌钼肥是通过质量百分比浓度为13％的锌肥和14％的钼肥在水中混合得到，在质量百分比浓度为0.5％的锌钼肥中，锌肥的质量百分比浓度和钼肥的质量百分比浓度均为0.5％。
[0061]
其余同实施例1。
[0062]
性能评价
[0063]
(1)根系mn元素含量测试：橡胶树根系mn总含量的测定参考《胶乳制品中重金属含量测试电感耦合等离子体原子发射光谱法》(gb/t33324-2016)的方法进行测定，当不使用任何处理方式时，根系mn元素含量为105mg/kg。
[0064]
(2)胶乳中mn元素含量测试：mn总含量的测定参考《胶乳制品中重金属含量测试电感耦合等离子体原子发射光谱法》(gb/t33324-2016)的方法进行测定，当不使用任何处理方式时，胶乳中mn元素含量为2.90mg/kg。
[0065]
(3)生胶片中mn元素含量测试：参考《胶乳制品中重金属含量测试电感耦合等离子体原子发射光谱法》(gb/t33324-2016)的方法进行测定，当不使用任何处理方式时，生胶片中mn元素含量为0.90mg/kg。
[0066]
(4)生胶的性能测试：塑性保持率(pri)参照gb/t3517-2014测定，门尼黏度参照gb/t1232.1-2016测定；橡胶相对分子质量采用美国agilent公司产的agilent 100型凝胶渗透色谱仪测定。当不使用任何处理方式时，生胶的塑性保持率为89.57
±
0.85a，门尼粘度为58.28
±
1.13a，橡胶重均分子量为97.39
±
3.62a。
[0067]
表1
[0068][0069]
注：不同小写字母表示处理间差异显著(p《0.05)。
[0070]
对实施例2-3和对比例1-4进行生胶片中mn元素的含量测试，测试结果如表2。
[0071]
实施例生胶片中mn元素(mg/kg)实施例20.58实施例30.59对比例10.80对比例20.70对比例30.62对比例40.63
[0072]
与实施例1相比，对比例1中并未加入生物炭，会使得生胶片中mn元素的含量显著上升，可能是土壤中mn的迁移率提高，同理，对比例3中添加的生物炭量较少，也会使得生胶片中mn元素的含量上升，对比例2中并未加入锌钼肥，由于不能与生物炭形成协同作用，使得生胶中mn元素的含量上升。

技术特征：
1.一种降低胶乳制品中mn元素含量的工艺，其特征在于，包括步骤如下：(1)在开割橡胶树林段，隔株挖施肥沟，沟的规格为1-3m长、0.5-0.8m宽、0.3-0.6m深，再将重金属钝化剂施入土壤中混匀；(2)之后以割面涂施的方式施入无机肥料；(3)每间隔一段时间，都以割面涂施的方式施入无机肥料。2.根据权利要求1所述的一种降低胶乳制品中mn元素含量的工艺，其特征在于，所述步骤(1)中重金属钝化剂的总施用量为3-7kg。3.根据权利要求2所述的一种降低胶乳制品中mn元素含量的工艺，其特征在于，所述重金属钝化剂包括生物炭、生石灰、钙镁磷肥中的至少一种。4.根据权利要求2所述的一种降低胶乳制品中mn元素含量的工艺，其特征在于，所述重金属钝化剂为生物炭。5.根据权利要求4所述的一种降低胶乳制品中mn元素含量的工艺，其特征在于，所述生物炭的比表面积为400-1500
㎡
/g，粒度为100-300目。6.根据权利要求1所述的一种降低胶乳制品中mn元素含量的工艺，其特征在于，所述步骤(2)中无机肥料的施用量为0.001-0.005kg/次。7.根据权利要求6所述的一种降低胶乳制品中mn元素含量的工艺，其特征在于，所述步骤(2)中无机肥料的质量百分比浓度为0.3-1％。8.根据权利要求6所述的一种降低胶乳制品中mn元素含量的工艺，其特征在于，所述无机肥料包括微量元素肥料、草木灰、氮肥、钾肥、钙肥、氮化钾、硝酸铵、过磷酸钙中的至少一种。9.根据权利要求1所述的一种降低胶乳制品中mn元素含量的工艺，其特征在于，所述步骤(3)中每间隔13-18天以割面涂施的方式施入无机肥料。10.一种根据权利要求1-9任一项所述的降低胶乳制品中mn元素含量的工艺在胶乳制品上的应用。

技术总结
本发明公开了一种降低胶乳制品中Mn元素含量的工艺和应用，所述工艺包括步骤如下：(1)在开割橡胶树林段，隔株挖施肥沟，沟的规格为1-3m长、0.5-0.8m宽、0.3-0.6m深，再将重金属钝化剂施入土壤中混匀；(2)之后以割面涂施的方式施入无机肥料；(3)每间隔一段时间，都以割面涂施的方式施入无机肥料；本发明的工艺能够选择性的使得橡胶树根系、胶乳和生胶片中的Mn元素含量下降，同时还使得生胶片的耐老化性能有一定的提高。一定的提高。


技术研发人员：林清火 李建宏 王万新 黄艳艳 杨红竹 刘海林 冀春花
受保护的技术使用者：中国热带农业科学院橡胶研究所
技术研发日：2023.06.12
技术公布日：2023/9/12