一种叶面阻隔剂及其制备方法和应用，有效成分为羟基磷灰石。喷施方法：选择在晴朗无风的上午或者傍晚进行喷施，作物叶片的正反面均匀喷施，抽穗期和灌浆期各喷施一次，喷施量为33.4升/亩。本叶面阻隔剂能够有效的降低农作物中的镉的含量，减少镉从作物其他部位向籽粒中的转移，且所用材料都是安全无毒害的，不会对环境造成危害。
Leaf barrier agent, preparation method and application thereof
The invention relates to a leaf barrier agent and its preparation method and application, and the effective component is hydroxyapatite. Spraying method: Spraying in a clear and windless morning or evening, uniform spraying on the positive and negative sides of crop leaves, spraying once at heading and filling stage, the amount of spraying is 33.4 litres per mu. The leaf barrier can effectively reduce the content of cadmium in crops, reduce the transfer of cadmium from other parts of crops to grains, and the materials used are safe, non-toxic and will not cause harm to the environment.
【技术实现步骤摘要】
一种叶面阻隔剂及其制备方法和应用
本专利技术属于环境污染治理与农产品重金属污染控制
，涉及一种用于降低农作物镉积累的叶面阻隔剂及其制备方法和应用。
技术介绍
镉(Cd)是重要的环境污染物也是最常见的重金属之一，全国土壤重金属污染总点位超标率为16.1％，耕地点位超标率19.4％，土壤镉点位超标率达7.0％(全国土壤环境公报，2014)。镉是所有污染物中点位超标率最高的一种污染物，镉被作物吸收后通过食物链富集于人体的肾和肝脏而影响人体健康，导致高血压、肾肝功能损坏、肺部损害、骨质疏松、生殖系统损坏等。面对土壤镉污染，很多学者提出了不同的控制污染，降低作物中镉污染的方法，如筛选不同低积累作物品种、水分管理、添加钝化剂、化学淋洗法、生物修复等。但这些方法都面临着修复成本高、周期长的问题。通过叶面喷施阻隔剂来提高植物对重金属的抗性，减少甚至阻断重金属向作物器官转移，是一种方便可行，有效提高作物抗重金属毒害能力、减少其对重金属积累的方法(刘吉振等，2009)。目前的叶面阻隔剂主要有以下几类：(1)以硅和硒为主要成分的叶面阻隔剂(CN201210452414.9，CN201310737996.X，CN201410059671.5)；(2)以磷、锌、锰、钙等为主要成分的叶面阻隔剂(CN200910097196.X，CN201410343798.X，CN201510826815.X)；(3)以生理调节物质为主要成分的叶面阻隔剂(CN201410012195.1，CN201410245790.X，CN201610234493.4)；(4)多种物质复合的叶面阻隔剂(CN201410056774.6，CN201510745518.2)(章明奎等，2017)。不同的阻隔剂阻隔机理不同，锌和硒对镉的拮抗作用以及硅减轻水稻重金属毒害可能是一种生理作用，而壳聚糖缓解镉毒害作用可能是吸附和螯合作用(张梅华等，2017)。不少叶面阻隔剂已表现出良好的阻隔重金属在农作物体内迁移和积累的能力。羟基磷灰石是一种环境友好的含羟基和磷的无机物质，其具有优良的生物相容性和生物活性，而纳米级别的羟基磷灰石(纳米羟基磷灰石，NAP)由于其粒径较小而具有较大的比表面积，能够吸附和固定大量的重金属。纳米羟基磷灰石作为一种原位钝化材料已应用于重金属污染土壤的修复中(王维等，2014；邢金峰等，2016)，但由于价格昂贵，用于重金属污染土壤的钝化修复时费用较高，因此申请人设想将其作为叶面阻隔剂来进行叶面喷施降低农作物对镉的吸收迁移和积累。
技术实现思路
解决的技术问题：本专利技术提供一种叶面阻隔剂及其制备方法和应用，旨在通过叶面喷施控制作物对镉的吸收，降低可食用部分的镉含量，减少农产品安全风险。技术方案：一种叶面阻隔剂，有效成分为羟基磷灰石。上述羟基磷灰石的粒径小于100纳米。上述纳米羟基磷灰石的浓度为0.1wt.％～0.7wt.％。一种叶面阻隔剂，由纳米羟基磷灰石和叶面助剂组成，所述叶面助剂为柠檬酸钠或十二烷基苯磺酸钠。上述叶面助剂的浓度为0.1wt.％～1wt.％。上述叶面阻隔剂的制备方法，其特征在于步骤为：取0.1wt.％～0.7wt.％的纳米羟基磷灰石和0.1wt.％～1wt.％的叶面助剂，倒入98.3wt.％～99.8wt.％的H2O；调节溶液pH为6.0，超声分散10分钟后即得到叶面阻隔剂。羟基磷灰石在制备叶面阻隔剂中的应用。上述叶面阻隔剂在降低农作物镉积累中的应用。应用具体方法为，喷施时间是在作物的抽穗期和灌浆期各喷施一次，喷施于作物叶片表面，每次喷施量为33.4升/亩。有益效果：运用纳米羟基磷灰石这种新型环境友好型材料，通过叶面喷施阻隔剂，可显著降低作物可食用部分的镉积累，制备简单，操作和使用方便，利于广泛推广。附图说明图1为不同叶面助剂对NAP的分散效果图；静置时间分别为0h、6h、12h和24h，超声时间为10min，溶液pH为7.8，助剂浓度分别为0.1％、0.3％、0.5％、0.8％和1.0％；图2为不同条件下叶面助剂对NAP水合粒径的影响图；a.溶液pH为7.8，超声10min；b.助剂浓度为0.3％，超声10min；c.溶液pH为7.8，助剂浓度为0.3％；图3为叶面助剂分散NAP的扫描电子显微镜图；图4为不同叶面阻隔剂对水稻糙米中镉含量的影响图。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本专利技术的保护范围。实施例1：通过水培试验研究不同NAP浓度对镉在小麦体内不同部位中转移的阻隔作用。小麦(扬麦16)从种子开始培养，前四天营养液(霍格兰营养液)中不加CdCl2，随后在含CdCl2的营养液中培养，营养液中CdCl2的浓度为0.3mg/L，培养至3叶期。3叶期后，将所有小麦的根放入10mM的EDTA溶液中清洗5分钟，洗脱吸附在小麦根表面的重金属，然后用去离子水清洗小麦的根，将整株小麦转移至不加CdCl2的霍格兰营养液继续培养，此时开始进行喷施叶面阻隔剂处理。叶面阻隔剂用烧杯称取不同质量的纳米羟基磷灰石(NAP)，分别为1.23g、3.69g和6.15g(即0.123％NAP，0.369％NAP和0.615％NAP)，加入1L去离子水，搅拌均匀后将烧杯置于恒温超声波清洗仪中，在25℃超声10分钟后取出备用(现配现用)。每两天喷施不同浓度的叶面阻隔剂于植株的前三片叶，同时设置仅喷去离子水的对照处理(CK)。长到4叶期时将小麦植株分成新叶(第4片叶)、茎和老叶、根三部分，用浓硝酸消化并用原子吸收光谱仪测定各部分中的Cd含量，结果见表1。喷施NAP后新叶中的Cd含量显著下降，Cd含量由CK处理的10.6mg/kg降低到6.18～6.49mg/kg，降幅达38.6％～41.4％。从小麦不同部位的Cd转移系数来看，根向茎和老叶中转移系数并没有达到显著性差异，但喷施NAP处理使茎和老叶中的镉向新叶以及根向新叶中的转移系数显著变小，表明NAP叶面阻隔剂显著降低了镉向新叶中的转移，从而达到阻隔重金属镉的作用。表1.不同浓度NAP喷施处理小麦体内镉的转移系数实施例2：由于纳米羟基磷灰石粒径小，易团聚，超声分散后稳定时间小，容易沉降在溶液底部，同时植物叶片一般都有蜡质层和角质层，影响了叶面阻隔剂进入到植物叶片内。因此需要筛选合适的叶面助剂，以提高NAP的分散性和进入到植物体内的能力。本实施例对NAP的助剂配方进行了筛选，并对NAP叶面阻隔剂的制备方法进行了研发。试验方案如下：称取3g纳米羟基磷灰石(0.3％NAP)加入到装有约1L去离子水的烧杯中，搅拌均匀后，添加合适的助剂和调节不同的溶液pH，然后将烧杯放置于恒温超声波仪器中25℃下超声。备选的叶面助剂有四种，分别为柠檬酸钠(SC)、十二烷基苯磺酸钠(SDBC)、羧甲基纤维素钠(CMCNa)和吐温80(T80)；添加助剂的浓度分别为0.1％、0.3％、0.5％、0.8％和1.0％；溶液的pH分别为5、6、7、8和9；超声时间分别为5、10、20、40和60min。超声结束后分别静置0h、6h、12h和24h后观察不同处理中NAP的沉淀情况，同时在静置24h后对溶液中NAP的水合粒径进行测定，获得最优的助剂及配方条件。图1是不同叶面助剂对N本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种叶面阻隔剂，其特征在于有效成分为羟基磷灰石。
【技术特征摘要】
1.一种叶面阻隔剂，其特征在于有效成分为羟基磷灰石。2.根据权利要求1所述一种叶面阻隔剂，其特征在于所述羟基磷灰石的粒径小于100纳米。3.根据权利要求2所述一种叶面阻隔剂，其特征在于所述纳米羟基磷灰石的浓度为0.1wt.%~0.7wt.%。4.根据权利要求3所述一种叶面阻隔剂，其特征在于由纳米羟基磷灰石和叶面助剂组成，所述叶面助剂为柠檬酸钠或十二烷基苯磺酸钠。5.根据权利要求4所述一种叶面阻隔剂，其特征在于所述叶面助剂的浓度为0.1wt.%~1wt.%。6.权利要求4...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨杰，仓龙，王霞，周东美，
申请(专利权)人：中国科学院南京土壤研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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