納米稀土氫氧化物的用途的製作方法

2023-04-24 02:28:11

專利名稱：納米稀土氫氧化物的用途的製作方法
技術領域：
本發明的技術領域為納米稀土氫氧化物在植物領域的應用。
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、納米稀土氫氧化物、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氫氧化物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氫氧化物進行以下三種處理(1)按每千克種子加0.001～10克(以稀土氧化物計)納米稀土氫氧化物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，納米稀土氫氧化物處理的植株的生長狀況顯著好於對照和普通稀土氫氧化物處理；(2)將納米稀土氫氧化物配製成0.001～5g·L-1(以稀土氧化物計)的懸浮液對植物進行葉面噴施，或將納米稀土氫氧化物加入葉面肥中噴施，其濃度為0.01～5g·L-1(以稀土氧化物計)，即可改善植物的生長狀況，促進植物生長；(3)將納米稀土氫氧化物以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氫氧化物既可用作拌種劑、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氫氧化物包括鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鑥、釔、鈧十六種單一稀土氫氧化物或者兩種及兩種以上的混合稀土氫氧化物。
本發明的目的是把納米稀土氫氧化物應用到植物領域。
本發明的另一目的是提供一種納米稀土氫氧化物在植物領域應用的幾種方法。
本發明的優點1.該發明將納米稀土氫氧化物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。用納米稀土氫氧化物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；而納米稀土氫氧化物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氫氧化物的施用量遠少於普通稀土氫氧化物的施用量，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氫氧化物在植物領域的應用。
具體實施例方式
實例1試驗目的研究納米氫氧化鑭對室內玉米生長的影響。
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24小時後陰乾2小時，然後稱量不同重量的氫氧化鑭進行拌種處理，即把稱好的氫氧化鑭置於燒杯內，然後把已知乾重並陰乾好的種子放入，搖晃直至氫氧化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。
T1不拌種處理(對照)T2普通氫氧化鑭(0.23g/kg種子)T3普通氫氧化鑭(4.6g/kg種子)T4納米氫氧化鑭(0.23g/kg種子)T5納米氫氧化鑭(0.46g/kg種子)T6納米氫氧化鑭(4.6g/kg種子)試驗結果從表1可知，普通材料為0.23g/kg種子處理的株高與對照處理的株高沒有差異，而納米材料與對照處理間差異顯著。要達到同樣效果，則普通材料要提高20倍即達到4.6g/kg種子，這樣就大大節約了材料的用量。在納米材料處理中0.23g/kg種子已經足夠，再增加用量，其促長效果基本沒有增加。
表1 播種15天後不同處理對玉米株高處理編號 株高(cm) 株高(cm) 株高(cm) 平均株高(cm)1 23.8 24 24.4 24.1c*2 22.4 25.1 24.6 24.0c3 25.2 26.8 26.9 26.3b4 2727.3 26.9 27.1ab5 28.1 27.9 27.6 27.9a6 2828.1 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28天後不同處理對玉米地上部單株生物量處理編號 生物量(g) 生物量(g) 生物量(g) 平均生物量(g)1 0.400.400.450.42c2 0.430.410.400.41c3 0.450.410.450.43bc4 0.500.470.490.49a5 0.490.480.520.50a6 0.460.450.490.47ab從表2可知，納米氫氧化鑭處理的地上部生物量均顯著高於其他處理，其中0.23g/kg和0.46g/kg的納米氫氧化鑭處理的生物量顯著高於普通氧化鑭處理，而普通材料處理的生物量與對照處理的差異不顯著，說明納米材料在低劑量時生物效果顯著。
實例2試驗目的研究納米氫氧化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)試驗處理挑選比較一致的種子用清水浸泡24小時後陰乾1小時，然後稱不同重量的稀土化合物進行拌種，即把稱好的稀土化合物置於燒杯內，然後把已稱好的種子放入，搖晃直至稀土化合物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，處理T2和T4、T3和T5氧化鈰含量相當。
T1CK不進行拌種處理T2普通氫氧化鈰(0.4g/kg種子)T3普通氫氧化鈰(4g/kg種子)T4納米稀土氫氧化鈰(0.4g/kg種子)T5納米稀土氫氧化鈰(4g/kg種子)試驗結果表3 不同處理對玉米籽粒產量的影響編號 產量(kg·hm-2) 產量(kg·hm-2) 產量(kg·hm-2) 平均產量(kg·hm-2)T15870 5640 6043 5851eT26019 6452 5879 6117deT36725 6851 6547 6707cT47356 8257 8596 8070aT57325 8124 7965 7804ab納米氫氧化鈰處理的產量顯著高於對照和普通氫氧化鈰，但對照和普通氫氧化鈰0.4g/kg處理間差異不顯著(表3)，而於4g/kg處理的產量差異顯著，表明納米氫氧化鈰拌種能顯著提高玉米產量，同時大大減少了材料用量。
實例3試驗目的研究納米氫氧化釹對大田棉花產量的影響。
供試作物棉花試驗方法拌種，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氫氧化釹進行拌種處理，即把稱好的氫氧化釹置於燒杯內，然後把已稱好的種子放入，搖晃直至氫氧化釹能均勻的附著在每粒種子上，然後播種。試驗設3個處理，3次重複，處理T2和T3氧化釹含量相當。
T1CK不進行拌種處理T2普通氫氧化釹(0.4g/kg種子)T3納米稀土氫氧化釹(0.4g/kg種子)試驗結果表4 不同處理對棉花皮棉產量的影響編號 產量(kg·hm-2) 產量(kg·hm-2) 產量(kg·hm-2) 平均產量(kg·hm-2)T1 1560 16241427 1537bT2 1621 17411728 1697bT3 1972 18452054 1957a從表4可知，納米氫氧化釹處理的產量顯著高於對照和普通氧化釹，而普通氧化釹處理和對照間差異不顯著，表明納米氫氧化釹拌種能提高棉花產量。
實例4將複合納米稀土氫氧化物和普通氫氧化物(La2O329.1％、CeO248.2％、Pr5O115.7％、Nd2O313.4％、Eu2O32.4％ Sm2O31.2％)配製成3g·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，與普通稀土氫氧化物和對照相比，其增產效果如表5所示。
表5 不同處理對蔬菜的增產效果(所有對照處理為清水)
實例5將複合納米稀土氫氧化物(La2O332％；Ce2O362％；Pr5O116％)按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6。
表6 不同處理對農作物的增產效果 實例6將混合納米稀土氫氧化物配製成懸浮液在水果關鍵生育期進行葉面噴施，與普通稀土氫氧化物和對照相比，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7將混合納米稀土氫氧化物配製成懸浮液在花卉關鍵生育期進行葉面噴施，與普通稀土氫氧化物和對照相比，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
1.一種納米稀土氫氫氧化物的用途，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，納米稀土氫氫氧化物進行下面的三種處理第一種是用納米稀土氫氧化物對種子進行拌種或包衣處理；第二種是將納米稀土氫氧化物配製成懸浮液對植物進行葉面噴施；第三種是將納米稀土氫氧化物添加到單元素肥料、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所述的納米稀土氫氧化物的用途，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(以稀土氧化物計)納米稀土氫氧化物的比例進行拌種處理，即把稱好的納米稀土氫氧化物和種子置於容器內，搖晃直至稀土氫氧化物能均勻的附著在每粒種子上，或者將納米稀土氫氧化物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所述的納米稀土氫氧化物的用途，其特徵在於把納米稀土氫氧化物配製成0.001～5g·L-1(以稀土氧化物計)懸浮液直接進行葉面噴施，或者將納米稀土氫氧化物加入葉面肥中噴施，其濃度為0.001～5g·L-1(以稀土氧化物計)。
4.根據權利要求1所述的納米稀土氫氧化物的用途，其特徵在於將納米稀土氫氧化物(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所述的納米稀土氫氧化物的用途，其特徵是納米稀土氫氧化物包括鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鑥、釔、鈧十六種單一稀土氫氧化物或者兩種及兩種以上的複合稀土氫氧化物。
全文摘要
本發明屬納米稀土氫氧化物在植物領域的應用。將單一的或複合的納米稀土氫氧化物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)納米稀土氫氧化物的比例對浸泡過的種子進行拌種或包衣處理；(2)將納米稀土氫氧化物配製成0.001～5g·L
文檔編號C05D9/00GK1686955SQ20051006639
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