[发明专利]一种基于羟基磷灰石载体pH响应控释纳米农药的制备

说明书

本发明公开了一种羟基磷灰石载体pH响应控释纳米农药的制备。本发明采用粒径为200nm的纳米羟基磷灰石负载扑草净和阿特拉津两种农药，再用海藻酸钠包裹纳米颗粒制备成为凝胶微球(粒径约1mm)，该农药在中性偏碱性条件下的控释效果优于酸性条件且基本不受光照和温度的影响，同时纳米羟基磷灰石中正磷酸盐的释放还可以为土壤中微生物和植物提供磷源。本发明材料成本低廉，环境友好，可以在发挥药效的同时改善土壤肥力，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明设计新型农药领域，具体涉及一种基于羟基磷灰石载体的pH响应控释纳米农药制备及其控释效果。

背景技术

我国是一个产粮大国，同时也是一个农药的生产和施用大国，农药由于具备有效除虫和除草能力被人们广泛的运用。在一般情况下，农药有一个推荐使用量，但由于集体农业的发展和经济利益的驱使，施用频次却不断增加，使得在实际生产过程中的使用量是推荐剂量的2倍或多倍。这就造成了有很大一部分农药不能被消耗而残留在了土壤环境当中。水环境，大气环境，土壤环境三者是紧密联系在一起的，当土壤中的农药过剩时，过剩的农药有可能通过大气蒸腾作用和降雨淋溶作用转移到大气环境和水环境中，进而整个生态环境系统都有可能农药含量超标。人类活动与生态环境相互影响相互制约，人的活动影响这生态环境，生态环境也反过来影响和制约着人类的活动，因此，当生态环境中的农药含量超标时，人类的正常生活活动也会受到影响。

纳米农药因为其具有一定的缓控释效果，是现在研究的一个重要方向，可以减少农药在土壤中的残留量从而减少人体内农药的聚集量。土壤的环境相比起于水来说非常之复杂，因此，不论我们制备的农药也好磷肥也罢都需要在土壤的复杂环境中有很好的稳定性。比如在pH变化，温度变化，以及在光照条件下变化不会对所施加的药物的性质有很大的改变。

本发明利用纳米羟基磷灰石作为农药载体，考虑到纳米羟基磷灰石在酸性条件下会释放出磷，且纳米羟基磷灰石本身材料较为天然，在通常情况下不会对人或者动植物有副作用。因此纳米羟基磷灰石是一个良好的天然载体，将它负载农药一方面可以减少农药的施用量，另一方面还能够释放植物生长所必须的磷，有良好的施用前景。除此还用海藻酸钠包裹微球，使得纳米农药有良好的控制释放的能力，在延长了农药的作用时间的同时对于农民来说，在使用农药时，此产品降低了对人体直接接触的毒害作用。固体微小颗粒状态的农药也减少了降雨淋溶污染水环境和蒸腾作用污染大气环境的概率，也减少了农药的施用量，增强了农药精准施用的效果。

发明内容

本发明制备了一种有机磷纳米农药，目的在于通过纳米羟基磷灰石的负载和海藻酸钠的包裹，延长农药作用时间，减少农药施用量，增强了农药精准施用的效果。在一定程度上有效解决了农药残留和累积带来的环境问题，为纳米农药提供了良好发展前景。同时纳米羟基磷在控释农药的同时还可以为土壤中的微生物和植物提供磷源。是一种既能够除草又能够提供磷源的纳米农药。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术路线如下：

(1)将粒径为200nm的纳米羟基磷灰石分别与扑草净乙醇溶液和阿特拉津水溶液搅拌24h，后经过滤烘干后，采用紫外分光光度计分别测定上清液中扑草净和阿特拉津的含量，计算分别得到了负载量为20.8％的扑草净纳米微球和负载量为8.1％的阿特拉津纳米颗粒。

(3)将离心管中加入海藻酸钠和负载了农药的纳米羟基磷灰石经过超声震荡后利用注射器将其滴落在CaCl₂溶液中，之后经过清洗预冬干燥的处理程序，得到海藻酸钠包裹后的微球。

(4)研究两种纳米微球在不同温度，pH和光照条件下的控释效果，得出：①在中性和碱性环境下，海藻酸钠凝胶球会发生破裂，其释放速度也要高于酸性条件；②温度对农药的释放基本没有影响；③紫外光可以刺激扑草净的释放，可能是由于扑草净在紫外光照射下容易降解。而正常光照和避光两种环境对于扑草净的释放基本没有影响。三种光照条件对阿特拉津的释放基本没有影响。