[发明专利]一种水稻重金属污染叶面复合喷施剂

说明书

本发明提供一种水稻重金属污染叶面复合喷施剂，该喷施剂主要包含纳米二氧化硅、碳纳米管、富勒烯三种成分。本发明所制备的重金属污染叶面喷复合施剂对缓解水稻重金属污染，降低重金属对水稻的毒性，提升植物重金属抗逆性具有显著功效，可以有效改善农田土壤重金属污染状况，同时促进作物生长。本发明还提供了该叶面复合喷施剂的施用方法，及其在重金属Cd污染农田土壤中的应用。

技术领域

本发明属于叶面喷施技术领域，具体涉及一种运用于水稻重金属污染的叶面复合喷施剂，包含其主要成分、制备方法及其施用方法。

背景技术

近年来，随着工农业的发展，工业废气、废水、废渣的不合理排放，城市生活污水及垃圾的不合理处置以及含有重金属元素(如Pb,Cd,As等)的农药、化肥的不合理使用，使得环境中的重金属含量明显提高，而这些重金属一旦通过饮食、呼吸或直接接触的路径进入人体，就会极大地损伤人体器官的正常功能。重金属进入土壤，一方面降低了土壤的生产力，另一方面也使得其中种植的农作物处于重金属胁迫环境中，农作物的根系会从受污染的土壤中吸收重金属元素，并将这些元素转移至其地上部，最终在其籽实中积累，从而严重影响其品质。水稻亦在重金属的影响之列。以重金属镉(Cd)为例，前环境保护部(现生态环境部)和前国土资源部(现自然资源部)2014年发布的《全国土壤污染状况调查公报》中显示，在被调查的8种重金属及类金属(Cd,As,Hg,Cu,Pb,Cr,Zn,Ni)中，Cd在受污染的土地中超过前环保部的规定限值的百分比最大，超标率达到了7％。目前，镉污染严重威胁粮食作物的安全，对人类健康的影响不容忽视。前文所述事实提醒我们，采取一系列的防控措施是十分必要的。

叶面喷施是一种通过喷洒肥料溶液，使植物通过叶片获得营养元素的方法。叶面喷施可迅速为植物补充营养，有效补充根吸收营养的不足。夏圣益等通过6年的研究表明，在水稻拔节期至抽穗期之间叶面喷施硅肥可有效增加其产量。在实际生产中，以根部施肥为基础，正确合理地配合叶面施肥，可将叶面肥增产增收的作用最大化。

纳米技术在20世纪中期由费曼提出，现如今已被誉为21世纪最有前途的技术之一。纳米材料作为一种新兴的功能型材料，已经越来越频繁地出现在人们的生产生活之中，其在农业、环保、军工、光伏发电等领域均有应用，随着人们对纳米技术和纳米材料功能的不断探索，已经有人开始研究纳米材料是否能对重金属造成影响。基于此，本次实验采用二氧化硅纳米颗粒(SiO₂NPs)和碳纳米管(CNT)以及富勒烯(C₆₀)进行叶面混合喷施，研究纳米材料对镉污染水稻的生长及相应的毒理学影响。本发明旨在通过叶面喷施纳米材料技术为解决镉污染的实际问题开辟出一条更为经济环保的道路。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有修复水稻镉污染的叶面复合喷施剂，本发明所要解决的技术问题是提出了一种能够有效抑制植物对重金属镉吸收的叶面喷施技术。

一种水稻重金属污染叶面复合喷施剂，由纳米二氧化硅、碳纳米管和/或富勒烯与水形成的悬浮液构成。

纳米二氧化硅为无定形白色粉末，分子式SiO₂，不溶于水，因其独特的结构特征、低毒性而被广泛利用。研究表明纳米二氧化硅对植物具有一定的保质作用，纳米硅因其纯度高，粒径小，表面活性高，对环境无毒无害等特点，已广泛应用于半导体、医药等领域。其实，在纳米硅之前，人们就已经对硅在植物体内发挥的作用进行了研究。Soundararajan等人发现，在盐胁迫环境下，植物会出现脂质过氧化的现象，而硅可减轻该不良现象对植物机体的影响程度，与此同时抑制植物体内过氧化物的积累。Isa团队通过研究发现，水稻叶片自身就具有硅质结构，这种结构可以促进叶绿素的积累，加速水稻幼苗叶片的生长，增加水稻的抗性。因此，二氧化硅被选用于本发明作为主要的组成成分之一。