納米稀土沉澱鹽的用途的製作方法

2023-04-24 02:22:16 1

專利名稱：納米稀土沉澱鹽的用途的製作方法
技術領域：
本發明的技術領域為納米稀土沉澱鹽在植物領域的應用。
背景技術：
納米技術是上世紀80年代末誕生並隨之迅猛發展的新興技術，其基本內涵是指以1～100納米尺度的原子、分子為研究對象，通過操縱原子、原子團或分子、分子團，使其重新排列組合，形成新的物質，製造出具有新功能的材料或器件的技術。早在1959年，著名的理論物理學家、諾貝爾獎獲得者費米就曾經預言「毫無疑問，當我們得以對細微尺度的事物加以操縱的話，將大大擴充我們可能獲得物性的範圍。」中國著名科學家錢學森也預言「納米和納米以下的結構是下一階段科技發展的一個重點，會是一次技術革命，從而將是21世紀又一次產業革命」。
當前納米技術的快速發展已經滲入到許多領域。如美國1999年開始，政府決定把納米技術研究列入21世紀前10年10個關鍵領域之一，並且美國科學技術委員會把啟動納米技術的計劃看作是下一次工業革命的核心。主要集中在醫學、能源、環保、材料、集成電路等方面。而日本、德國、英國等國家認為納米技術是戰略性高技術，正在引發一場技術革命。我國也很早就進行了納米材料的研究，並且也取得了很大的進步。面對當前我國經濟持續快速穩定的發展，納米材料也逐步深入到許多領域。特別是在我國西部地區，納米技術的開發與應用重點放在高技術新材料的納米改性和運用納米技術改造傳統產業等領域。
我國是世界上稀土資源最豐富的國家，將納米技術引入稀土產業將會開創納米技術應用的一個全新局面。當前納米稀土材料在永磁性材料、磁製冷材料、亞敏電阻、納米稀土沉澱鹽、納米稀土螢光粉等研究領域取得一定成果，並提出產業化前景，即實現傳統產業的升級換代。但納米稀土材料在生物領域的應用研究卻很少，因此研究納米稀土材料在生物領域的應用是有潛力可挖的。
經典學科的界限不斷被打破，多學科間的相互交叉、滲透導致新分支學科的陸續產生，這是當代科學發展的顯著特徵之一。生物無機化學是一門新興的邊緣學科，它是研究生命活動的科學之一。稀土的生物無機化學是生物無機化學的重要分支。稀土的生物無機化學將系統研究稀土與生物分子的作用以及生成的生物配合物的結構和功能，在此基礎上將揭示稀土的生物效應，並進而考察稀土在生命活動中的作用，從而闡明稀土對人體健康、植物生長及環境的影響。對於稀土在農業中的應用，早在1917年中國學者錢崇澍與美國人W.J.奧斯坦特(Ostenhout)共同研究了鋇、鍶、鈰對水綿的特殊生理作用，這是稀土元素用於植物栽培的最早研究工作。隨後1933年Π.B.薩沃金和H.M.德爾聶爾為了弄清磷灰石中所含的微量稀土是否具有生理活性而進行了盆栽試驗。結果證明鑭具有較大的生長刺激作用。1935年A.A.德羅布科夫開始較系統地研究了稀土的肥效，指出了稀土對農作物生長起作用的階段性的特點。從60年代開始，羅馬尼亞的C.T.柯羅維茨和保加利亞的Π.A.依凡諾娃對稀土農用問題進行了多方面的研究，結果表明小劑量的氯化鈰對植物的生長和產量都有促進作用，而大劑量的施用鈰，對作物生長可產生抑制作用。這些研究表明納米稀土材料在生物領域的應用是有一定科學依據的。
中國作為世界上稀土資源豐富的國家，對納米稀土材料在農業領域中應用進行深入研究，將會開創21世紀的一個新興研究領域，也會把我國稀土資源優勢轉化為我國經濟快速發展的經濟優勢。

發明內容
本發明是將納米稀土沉澱鹽應用於植物的生長過程中，可促進植物的生長，提高其產量，改善產品品質。將單一的或複合的納米稀土沉澱鹽進行以下三種處理(1)按每千克種子加0.001～10克(按稀土氧化物計)納米稀土沉澱鹽的比例對浸泡過的種子進行拌種或包衣處理，經過處理的種子播種後，納米稀土沉澱鹽處理的植株的生長狀況顯著好於對照和普通稀土沉澱鹽處理；(2)將納米稀土沉澱鹽配製成0.001～5g·L-1的懸浮液對植物進行葉面噴施，或將納米稀土沉澱鹽加入葉面肥中噴施，其濃度為0.001～5g·L-1，即可改善植物的生長狀況，促進植物生長(稀土濃度按稀土氧化物計)；(3)將納米稀土沉澱鹽(固態和懸浮液)以0.001％～5％(重量比，按稀土氧化物計)添加到單元素肥料、復混肥、有機肥、微肥、菌肥、衝施肥等其他肥料中，用作基肥和追肥。該發明的核心是納米稀土沉澱鹽既可用作拌種劑、種子包衣劑、葉面肥等，也可作為肥料添加劑用於基肥和追肥，能促進植物生長、改善果實品質及提高產量。
本發明所述納米稀土沉澱鹽包括稀土檸檬酸鹽、稀土碳酸鹽、稀土鹼式碳酸鹽、稀土硫酸復鹽、稀土磷酸鹽、稀土草酸鹽、稀土有機配合物。
本發明所述納米稀土沉澱鹽包括鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鑥、釔、鈧十六種單一稀土沉澱鹽或者兩種及兩種以上的複合稀土沉澱鹽。
本發明的目的是把納米稀土沉澱鹽應用到植物領域。
本發明的另一目的是提供一種納米稀土沉澱鹽在植物領域應用的幾種方法。
本發明的優點1.該發明將納米稀土沉澱鹽固體或懸浮液直接應用於種子包覆或葉面噴施，使用比較方便。用納米稀土沉澱鹽固體對種子進行拌種或包衣處理後，植物生長的後期管理同常規管理；而納米稀土沉澱鹽懸浮液只需在植物生長的不同階段作為一種葉面肥噴施即可。固態和懸浮液均可作為肥料添加劑，按0.001％～5％(重量比，按稀土氧化物計)添加到目標肥料中作基肥和追肥。
2.該發明使得納米稀土沉澱鹽的施用量遠少於普通稀土沉澱鹽的施用量，但其生物效果顯著優於後者，同時提高資源利用率。
3.該發明開創了納米稀土沉澱鹽在植物領域的應用。
具體實施例方式
實例1試驗目的研究納米檸檬酸鑭對室內培養玉米生長的影響。
供試作物玉米(農大108)試驗方法拌種，土培試驗試驗設計與處理挑選比較一致的種子用清水浸泡4小時後陰乾2小時，然後稱量不同重量的檸檬酸鑭進行拌種處理，即把稱好的檸檬酸鑭置於燒杯內，然後把已知乾重並陰乾好的種子放入，搖晃直至檸檬酸鑭能均勻的附著在每粒種子上，然後播種。試驗設6個處理，3次重複。
1不拌種處理2普通檸檬酸鑭(0.20g/kg種子)3普通檸檬酸鑭(4g/kg種子)4納米檸檬酸鑭(0.20g/kg種子)5納米檸檬酸鑭(0.4g/kg種子)6納米檸檬酸鑭(4g/kg種子)試驗結果從表1可知，低濃度普通檸檬酸鑭處理的株高與對照相比差異不顯著，但是0.2g/kg種子、0.4g/kg種子納米檸檬酸鑭處理以及高用量(4g/kg種子)普通檸檬酸鑭處理株高均顯著高於對照處理，再增加納米檸檬酸鑭用量反而不起作用，所以由此可以看出納米檸檬酸鑭用量少的優勢。
表1 播種15天後不同處理對玉米株高的影響處理編號 株高(cm) 株高(cm) 株高(cm) 平均株高(cm)1 2424.6 23.9 24.2c*2 24.4 25.1 23.6 24.3c3 25.8 26.3 27 26.4b
4 27.2 27.8 27.4 27.5a5 28.2 28.4 27.9 28.2a6 27.7 28.3 27.3 27.8a*具有相同字母表示處理間差異不顯著，下同表2 播種30天後不同處理對單株玉米生物量的影響處理編號 生物量(g) 生物量(g) 生物量(g) 平均生物量(g)1 0.41 0.39 0.440.41b2 0.41 0.43 0.420.42b3 0510.48 0.490.49a4 0.53 0.49 0.470.50a5 0.53 0.51 0.520.52a6 0.49 0.52 0.500.50a從表2可知，在低濃度(0.2g/kg種子)處理下，普通檸檬酸處理的生物量與對照相比差異不顯著，而該濃度的納米檸檬酸鑭處理的生物量顯著高於對照和普通氧化鑭處理，表明納米檸檬酸鑭能在低濃度時能極好得起到促進玉米生長，提高生物量的作用。而如果是常規處理，那麼用量要提高20倍以上。
實例2試驗目的研究納米檸檬酸鈰對大田玉米產量的影響。
供試作物玉米(農大108)試驗方法拌種，大田試驗(播種方式及田間管理同當地習慣)試驗設計與處理挑選比較一致的種子用清水浸泡24小時後陰乾2小時，然後稱量不同重量的檸檬酸鈰進行拌種處理，即把稱好的檸檬酸鈰置於燒杯內，然後把已稱重的種子放入，搖晃直至檸檬酸鈰能均勻的附著在每粒種子上，然後播種。試驗設5個處理，3次重複。
1不進行拌種處理
2普通檸檬酸鈰(0.20g/kg種子)3普通檸檬酸鈰(4.0g/kg種子)4納米檸檬酸鈰(0.20g/kg種子)5納米檸檬酸鈰(0.40g/kg種子)試驗結果表3 不同處理對玉米產量的影響編號 產量(kg·hm-2) 產量(kg·hm-2) 產量(kg·hm-2) 平均產量(kg·hm-2)1587056406043 5851c2601964216034 5975c3768475867746 7672a4641965176315 6417b5794272928333 7855a從表3可知，當每千克種子用0.2克納米檸檬酸鈰拌種時，其產量與對照和0.2g普通氧化鈰處理相比均達到差異顯著水平，其效果也與20倍的普通檸檬酸增產效果相當。從表3還可見，納米檸檬酸鈰在0.4g處理時產量比0.2g是有顯著差異，說明選擇適量的納米檸檬酸鈰拌種能顯著提高玉米產量。
實例3試驗目的研究葉面噴施檸檬酸混合稀土(鑭、鈰、鐠、釹)對黃瓜產量的影響供試作物黃瓜試驗方法葉面噴施試驗設計與處理試驗採用葉面噴施處理，即分別以普通檸檬酸混合稀土懸浮液和納米檸檬酸混合稀土懸浮液在黃瓜的授粉後噴施2次，其中處理2和3氧化鑭含量相當。試驗設3個處理，3次重複。
1不進行噴施處理20.4g·L-1普通檸檬酸稀土懸浮液
30.4g·L-1納米檸檬酸稀土懸浮液試驗結果從表4可知，納米檸檬酸混合稀土懸浮液處理的產量顯著高於對照和普通檸檬酸混合稀土懸浮液，表明納米檸檬酸混合稀土能提高黃瓜產量。
表4 不同處理對黃瓜產量的影響編號 產量(kg·hm-2) 產量(kg·hm-2) 產量(kg·hm-2) 平均產量(kg·hm-2)1 109483 112840 120038 114120b2 127862 119458 120367 122562b3 142870 148463 150039 147124a實例4試驗目的研究納米檸檬酸釹對大田大豆產量的影響供試作物大豆試驗方法作肥料添加劑試驗設計與處理試驗分別以普通檸檬酸釹和納米檸檬酸釹作為肥料添加劑作基肥施用，試驗設3個處理，3次重複。
1不添加稀土材料2普通檸檬酸釹按1％的重量比添加到復混肥中3納米檸檬酸釹按1％的重量比添加到復混肥中試驗結果表5 不同處理對大豆產量的影響(kg·hm-2)編號 產量(kg·hm-2) 產量(kg·hm-2) 產量(kg·hm-2) 平均產量(kg·hm-2)1 204821001943 2030b2 213421582123 2138b3 229523532409 2352a
從表5可知，納米檸檬酸釹處理的產量顯著高於對照和普通檸檬酸釹，表明納米檸檬酸釹能顯著提高大豆產量。
實例5將複合納米稀土碳酸沉澱鹽和普通碳酸沉澱鹽(La2O329.1％、CeO250.4％、Pr5O115.7％、Nd2O315.8％)配製成0.5～0.8g·L-1懸浮液在不同蔬菜進行葉面噴施，整個生育期噴施8次，與普通稀土碳酸沉澱鹽和對照相比，其增產效果如表6所示。
表6 不同處理對蔬菜的增產效果(所有對照處理為清水) 實例6將複合納米稀土碳酸鹽(La2O332％；Ce2O362％；Pr5O116％)按0.1％(重量比)添加到復混肥中作為基肥用於不同農作物，與對照相比，其增產效果見表7。
表7 不同處理對農作物的增產效果
實例7將複合納米稀土檸檬酸鹽(La2O335％CeO265％)配製成懸浮液在水果關鍵生育期進行葉面噴施，與普通稀土檸檬酸鹽和對照相比，其增產效果如表8所示。
表8 不同處理對果樹作物的增產效果 實例8將複合納米稀土硫酸銨復鹽(La2O335％CeO265％)配製成懸浮液在花卉關鍵生育期進行葉面噴施，與普通稀土硫酸沉澱鹽和對照相比，其在花卉上的使用效果見表9。
表9 不同處理在花卉上的使用效果
權利要求
1.一種納米稀土沉澱鹽的用途，其特徵在於應用於植物的生長過程中，可促進植物的生長，提高其產量，改善產品品質，納米稀土沉澱鹽進行下面的三種處理一、用納米稀土沉澱鹽對種子進行拌種或包衣處理；二、將納米稀土沉澱鹽配製成懸浮液對植物進行葉面噴施；三、將納米稀土沉澱鹽添加到單元素肥料、復混肥、有機肥、微肥、菌肥、衝施肥中，用作基肥和追肥。
2.根據權利要求1所述的納米稀土沉澱鹽的用途，其特徵在於用清水浸泡種子1～24小時後濾去水，保持種子表皮潮溼，然後按每千克種子加0.001～10g(按稀土氧化物計)納米稀土沉澱鹽的比例進行拌種處理，即把稱好的納米稀土沉澱鹽和種子置於容器內，搖晃直至稀土沉澱鹽能均勻的附著在每粒種子上，或者將納米稀土沉澱鹽製成包衣劑對種子進行包衣處理，然後播種。
3.根據權利要求1所述的納米稀土沉澱鹽的用途，其特徵在於把納米稀土沉澱鹽配製成0.001～5g·L-1懸浮液直接進行葉面噴施，或者將納米稀土沉澱鹽加入葉面肥中噴施，其濃度為0.001～5g·L-1(稀土濃度按稀土氧化物計)。
4.根據權利要求1所述的納米稀土沉澱鹽的用途，其特徵在於將納米稀土沉澱鹽(固態和懸浮液)以0.001％～5％(重量比，按稀土氧化物計)添加到單元素肥料、復混肥、有機肥、微肥、菌肥、衝施肥中作為基肥、追肥使用。
5.根據權利要求1所述的納米稀土沉澱鹽的用途，其特徵在於納米稀土沉澱鹽包括稀土檸檬酸鹽、稀土碳酸鹽、稀土鹼式碳酸鹽、稀土磷酸鹽、稀土草酸鹽、稀土硫酸復鹽、稀土有機配合物。
6.根據權利要求1所述的納米稀土沉澱鹽的用途，其特徵是納米稀土沉澱鹽包括鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鑥、釔、鈧十六種單一稀土沉澱鹽或者兩種及兩種以上的複合稀土沉澱鹽。
全文摘要
本發明屬納米稀土沉澱鹽在植物領域的應用。將單一的或複合的納米稀土沉澱鹽進行以下三種處理後應用於植物生長過程中，(1)按每千克種子加0.001～10克(重量按稀土氧化物計)納米稀土沉澱鹽的比例對浸泡過的種子進行拌種或包衣處理；(2)將納米稀土沉澱鹽配製成0.001～5g·L
文檔編號C05D9/00GK1686956SQ20051006639
公開日2005年10月26日 申請日期2005年4月26日 優先權日2005年4月26日
發明者王甲辰, 楊軍, 劉向生, 樊玉斌, 伍豔平, 鄭偉, 趙鳳紅 申請人:北京有色金屬研究總院, 有研稀土新材料股份有限公司