一种叶面阻控复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种叶面阻控复合材料及其制备方法和应用，该叶面阻控复合材料包括具有阻控作用的核心材料，以及包覆在核心材料上的壳层；其中，核心材料为

【技术实现步骤摘要】
一种叶面阻控复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及农产品重金属污染防治
，具体涉及一种叶面阻控复合材料及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]有大量的技术用于土壤中
As
和
Cd
的钝化，减少水稻对有效态
As
和
Cd
的吸收和转运，但是土壤中
As
和
Cd
的化学行为相反，使传统的单一阻控水稻对
As
，
Cd
吸收的方法显得力不从心
。
很难同时阻控土壤中
As
和
Cd
向水稻中迁移和累积
。
因此迫切研发一种新的技术，用于同时阻控
As
和
Cd
向水稻籽粒的迁移和累积
。
[0003]目前，各种各样的技术用于协同阻控水稻中
As
和
Cd
的积累
。
实际中有效方法有：水分管理
、
土壤钝化剂和叶面抑制剂等方法
。
水分调控法可以有效的缓解水稻对
Cd
的吸收和转运，但是对
As
的阻控效果不明显
。
尽管
Honma
等人提出当土壤中的
Eh
等于
‑
73mV
和
pH
为
6.2
时，水分调控可以最大程度上阻控水稻对
As
和
Cd
的吸收
。
但是在实际大田中很难持续保持
Eh
和
pH
不变
。
[0004]土壤钝化方法：近些年，有大量的报道是通过在土壤中添加各种原位钝化剂的方式，减少土壤中生物有效
As
和
Cd
的量，从而降低水稻籽粒中
As
和
Cd
的含量
。
该方法效果显著，水稻生长周期内稳定性好
、
费用相对较低
、
操作简便
、
可以达到边修复边生产的目的
。
但是该方法缺少对钝化剂的长期稳定性研究，实际中稻田每一年都会经历一次干湿循环并重新添加多种化肥，在此过程中
Cd、As
等重金属极有可能被再次活化，存在二次释放的风险
。
此外，关于土壤钝化剂研究的文章数量呈逐年上升趋势，尤其是针对复合污染土壤的阻控方法报道繁多，市面充斥着大量的相关钝化剂，严重困扰着农技工作者的选择和使用
。
低累积品种的筛选同样是一种切实可行的方法，主要是利用基因拼接技术，有望实现低砷
、
镉累积水稻品种的快速筛选和培育
。
但我国水稻种类众多，且地域辽阔，需要根据各个地方来培育低累积水稻品种，品种筛选不仅周期长，花费高，且成功率存在一定偶然性
。
[0005]与其他技术相比，叶面阻控技术在缓解重金属对植物胁迫中显示出卓越的优越性，其重要集中在高效，易于操作，且成本低，广泛应用于水稻的大型农业集约化生产
。
目前，主要的叶面阻控剂有硅酸钠，硒酸钠，氯化锌，硫酸铁等
。
由于水稻叶面表面有一层薄薄的蜡质层，使无机溶液类叶面阻控剂很难附着在叶片表面，极大的降低了应用效率
(
超过
95
％无法进入叶片，而脱落在农田中
)
，因此需要喷施3‑4次叶面阻控剂；此外，低浓度的无机溶液类叶面阻控剂几乎没有效果，而高浓度会严重的灼伤叶面表面，造成产量锐减
。
为了克服无机类叶面阻控剂的问题，纳米材料大量应用于叶面阻控剂的研发和应用，如
CuO
‑
NPs、ZnO
‑
NPs、CeO2
‑
NPs
和
FeO
‑
NPs。
虽然可以增加叶面阻控剂在叶面表面的停留时间，但是由于其体积大，潜在的毒性等，可能会遇到植物吸收和运输困难等新问题
。
[0006]因此，迫切需要开发一种对叶片亲和力强
、
寿命长
、
抗叶片灼伤的叶面抑制剂，以延缓
As
和
Cd
在水稻籽粒中的积累
。

技术实现思路

[0007]为了解决现有的问题，本专利技术的目的之一是提供一种叶面阻控复合材料
。
[0008]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0009]一种叶面阻控复合材料，包括具有阻控作用的核心材料，以及包覆在核心材料上的壳层；
[0010]其中，核心材料为
MOFs、
硅酸钠
、
硒酸钠
、
氯化锌
、
硫酸铁和腐殖酸中的任意一种；
[0011]壳层由海藻酸钠形成
。
[0012]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进：
[0013]进一步地，核心材料为
MOFs。
[0014]进一步地，
MOFs
为
Fe
‑
MOFs
；具体地，
Fe
‑
MOFs
是以由铁离子为中心，然后铁离子与对苯二甲酸通过配位化合键的方式组成
。
[0015]本专利技术的目的之二是提供一种叶面阻控复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0016]步骤
S1、
将核心材料分散在溶剂后进行加热，然后加入海藻酸钠并促使其完全溶解制得混合物；
[0017]步骤
S2、
将混合物逐滴滴入
CaCl2溶液中并交联反应制得呈珠粒状的叶面阻控复合材料
。
[0018]进一步地，步骤
S1
中的溶剂为去离子水；步骤
S1
中的加热温度为
316
～
338K。
[0019]进一步地，混合物中核心材料浓度为3～7％
w/v
，混合物中海藻酸钠的浓度为
0.6
～
1.1
％
w/v。
[0020]进一步地，步骤
S2
中的交联反应时间为
30
～
60min
，交联反应条件为室温
。
[0021]进一步地，海藻酸钠与
CaCl2的质量为
0.8:0.7
～
1.2:1.3。
[0022]本专利技术的目的之三是叶面阻控复合材料在阻控植物转运
As
和
Cd
中的应用
。
[0023]进一步地，植物为小麦
、
玉米...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种叶面阻控复合材料，其特征在于，包括具有阻控作用的核心材料，以及包覆在所述核心材料上的壳层；其中，所述核心材料为
MOFs、
硅酸钠
、
硒酸钠
、
氯化锌
、
硫酸铁和腐殖酸中的任意一种；所述壳层由海藻酸钠形成
。2.
根据权利要求1所述的叶面阻控复合材料，其特征在于，所述核心材料为
MOFs。3.
根据权利要求2所述的叶面阻控复合材料，其特征在于，所述
MOFs
为
Fe
‑
MOFs。4.
权利要求1～3任一项所述叶面阻控复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤
S1、
将核心材料分散在溶剂后进行加热，然后加入海藻酸钠并促使其完全溶解制得混合物；步骤
S2、
将混合物逐滴滴入
CaCl2溶液中并交联反应制得呈珠粒状的叶面阻控复合材料
。5.
根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤
S1
中的溶剂为去离子水；所述步骤
...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔浩，魏世强，雷丽丹，陈冰冰，王天雨，蒋珍茂，
申请(专利权)人：西南大学，
类型：发明
国别省市：