【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及mn3o4纳米肥料在缓解微塑料颗粒对植物生长抑制中的应用，属于植物生理学。
技术介绍
1、塑料制品由于成本低廉、延展性强和性质稳定等特点被广泛应用于人类生产和生活。自20世纪规模化生产以来，塑料产量逐年增加，目前全球每年塑料生产量已经超过3200mt。然而在方便人类生活的同时，塑料因回收率低及难以分解等特点导致了严重的环境污染问题。其中，“微塑料”作为一种新型污染物引起了国内外的高度关注。
2、微塑料的概念于2004年由thompson第一次在《科学》上提出，指直径小于5mm的塑料碎片和颗粒。微塑料难以降解，对污染物有较强的荷载作用并可被动植物摄取，严重威胁生态环境和人类健康。在2016年第二届联合国环境大会上，微塑料污染被列入环境与生态科学研究领域的第二大科学问题，被视作与全球气候变化、臭氧耗竭和海洋酸化并列的重大全球环境问题。
3、聚苯乙烯(polystyrene，简称ps)是世界上用量最大的“五大通用塑料”品种之一，因其具有良好的绝缘性能、透明度和耐候性等，被广泛应用于包装材料、建筑材料、家居用品、家用电器、医疗器械和电子产品等生活常见的硬质塑料物品中。据联合国环境部规划署2023年发布的报告显示，全球塑料年产超过4.3亿吨，其中三分之二塑料制品为短期使用产品，很快便成为废弃物品；而全球人均塑料消费量也预计将从2020年的46.60千克增长至2035年的84.37千克。此外，据经济合作与发展组织统计，2019年全球约产生3.5亿吨塑料废弃物，其中45％被填埋、22％被随意丢弃在陆地或海
4、海洋、河流、陆地等被认为是ps的重要汇集区域，各种人类活动、工业生产产生的含有ps的污水/污泥大量排放于其中，进一步通过空气沉降、地表径流、污泥利用和农用地膜残留等方式污染农用土壤。土壤中的植物/作物被迫吸收环境中的ps，并将它们转移到茎部、积累在叶片或根部，严重影响植物/作物的萌发和生长，对生态系统中不同层次的生物产生了不同程度的潜在威胁。当ps在植物/作物体内积累到一定程度时，会严重抑制植物/作物的生长。此外，除了影响植物/作物的正常生长，ps对植物/作物的胁迫还表现在降低光合作用效率、抑制呼吸作用等生理活动中，对农业等领域造成了巨大的危害。然而，现有缓解胁迫的方法及应用中，鲜少涉及缓解ps对植物/作物胁迫的方法。因此，寻找一种环境友好且能减轻ps对植物/作物生长、光合作用胁迫的方法具有重要意义。
技术实现思路
1、为解决当前微塑料的大量使用而导致的其对植物/作物的胁迫进而影响植物/作物正常生长的问题，本专利技术提供一种采用mn3o4纳米肥料在缓解微塑料颗粒对植物生长抑制中的应用方法。具体的，本专利技术采用下述技术方案：
2、本专利技术中，mn3o4纳米肥料在缓解微塑料颗粒对植物生长抑制中的应用，所述mn3o4纳米肥料为至少包含有mn3o4纳米颗粒的有机和/或无机肥料，所述微塑料包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺及其衍生物中的至少一种。如此，本专利技术中可以仅将mn3o4作为纳米肥料来缓解ps对植物根部和光合作用的胁迫，也可以在mn3o4纳米肥料中添加一些助剂使用。
3、其中，优选的，所述mn3o4纳米颗粒尺寸5-50nm，优选8-20nm，更优选10-15nm。
4、优选的，所述微塑料为聚苯乙烯及其衍生物中的至少一种，更优选的，所述聚苯乙烯及其衍生物包括氨基功能化的聚苯乙烯、磺酸基聚苯乙烯、羧基化的聚苯乙烯中的至少一种。公知的是，塑料在环境中受到一定的风化、降解，不仅让微塑料的理化性质发生变化，还让其表面电荷发生改变。而微塑料对植物造成胁迫，无论是在植物表面积累还是内化到植物体内，均取决于微塑料的表面电荷，微塑料表面修饰的官能团是影响微塑料毒性的关键因素。由于微塑料对植物的毒性主要取决于其表面的电荷；且结合实际，环境中的微塑料大多带有官能团带电，故本专利技术优选带有官能团聚苯乙烯如进行研究。
5、优选的，所述微塑料的尺寸20-80nm为佳。
6、需要说明的是，本专利技术通过实验室常用的模式植物拟南芥进行试验以验证mn3o4纳米肥料在缓解微塑料颗粒对植物生长抑制中的作用，因此，本专利技术的应用并非限制在拟南芥的应用，这对于本领域技术人员应当是明确的。
7、优选的，所述有机和/或无机肥料为液体肥料或固体肥料。
8、优选的，所述对植物生长抑制是指对植物根长、鲜重和/或光合作用的影响。
9、mn元素是植物进行光合作用的必需元素之一，适量浓度的mn可促进种子的萌发和幼苗的生长，是植物生长发育过程中不可缺少的微量元素之一。mn3o4纳米颗粒体积小，可以循环释放锰离子，在水中具有良好的稳定性。专利技术人研究发现，ps对植物生长产生了胁迫，产生了h2o2、·oh、·o2-等多种ros(自由基活性氧)，抑制了植物的生长和光合作用；mn3o4作为纳米肥料，mn3o4的添加清除了ps产生的多种ros，故对ps胁迫有所缓解。
10、本专利技术中的mn3o4可作为纳米肥料来缓解ps对植物根部和光合作用的胁迫。由于植物根部对外部刺激具有高度敏感性，本专利技术中一系列实验所涉及到的拟南芥均在培养皿中进行萌发、生长。本专利技术首先通过对拟南芥种子萌发阶段的培养皿施加ps-nh2和ps-so3h来对拟南芥的生长过程制造一种胁迫，并通过施加一定量的mn3o4纳米肥料对ps的胁迫进行缓解。借助根长、地上鲜重确定其对拟南芥生理上的缓解效果，同时借助叶绿素荧光相关数据分析其光合作用效率。
11、本专利技术所营造的ps胁迫包括ps-nh2和ps-so3h两种具有不同表面电荷(正负电荷)的ps纳米颗粒对植物生长的胁迫影响。所述ps纳米颗粒的制备方法可以采用多种方法如可以为微型乳液聚合法等等，对此，本专利技术并不做特殊限制。其中，优选的，所述带正电的ps-nh2的尺寸为60nm为佳；所述带负电的ps-so3h的尺寸为40nm为佳。
12、本专利技术中，所述mn3o4纳米颗粒的制备方法有多种，其均为常用的纳米材料合成方法，如溶剂热法、微乳液法、机械球磨法等等，但本专利技术的目的是证明mn3o4对正、负表面电荷的ps均有缓解作用，所以市售的mn3o4纳米颗粒材料也可以用于本专利技术。
13、本专利技术研究发现，ps对拟南芥根长和光合作用参数的胁迫，在不同浓度的mn3o4作用下，均有一定的缓解效果。拟南芥在ps浓度为100μg/ml的胁迫下，施加浓度50-200μg/ml或50-200μg/g的mn3o4对胁迫具有较好的缓解效果，且缓解效果最佳的mn3o4浓度为100-200μg/ml或100-200μg/g。
14、本专利技术通过对ps胁迫下的拟南芥施加mn3o4，确定了mn3o4具本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.Mn3O4纳米肥料在缓解微塑料颗粒对植物生长抑制中的应用，所述Mn3O4纳米肥料为至少包含有Mn3O4纳米颗粒的有机和/或无机肥料，微塑料包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺及其衍生物中的至少一种。
2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述Mn3O4纳米颗粒尺寸8-20nm。
3.如权利要求2所述的应用，其特征在于，所述Mn3O4纳米颗粒尺寸10-15nm。
4.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述微塑料为聚苯乙烯及其衍生物中的至少一种。
5.如权利要求4所述的应用，其特征在于，所述聚苯乙烯及其衍生物包括胺基化的聚苯乙烯、磺化的聚苯乙烯、羧基化的聚苯乙烯中的至少一种。
6.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述微塑料的尺寸20-80nm。
7.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述有机和/或无机肥料为液体肥料或固体肥料。
8.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述对植物生长抑制是指对植物根长、鲜重和/或光合作用的影响。
9.如权利要求1所述的应用，其特征在于
10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，Mn3O4纳米颗粒浓度100-200μg/mL或100-200μg/g。
...【技术特征摘要】
1.mn3o4纳米肥料在缓解微塑料颗粒对植物生长抑制中的应用，所述mn3o4纳米肥料为至少包含有mn3o4纳米颗粒的有机和/或无机肥料，微塑料包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺及其衍生物中的至少一种。
2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述mn3o4纳米颗粒尺寸8-20nm。
3.如权利要求2所述的应用，其特征在于，所述mn3o4纳米颗粒尺寸10-15nm。
4.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述微塑料为聚苯乙烯及其衍生物中的至少一种。
5.如权利要求4所述的应用，其特征在于，所述聚苯乙烯及其衍生物包括胺基化的聚苯乙烯、磺化的聚苯乙...
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