【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于农业纳米肥料，具体涉及一种促进豆类作物共生固氮的纳米肥料、制备方法和应用。
技术介绍
1、常见的豆类作物肥料按化学成份、生物活性、作用效果可分为有机肥料、无机肥料、生物肥料三种。有机肥料存在养分含量低、不易分解、不能及时满足作物高产的缺点，传统的有机肥的积制和使用也很不方便；无机肥料也就是化肥，高浓度的无机盐很容易破坏土壤酸碱平衡，对生态环境非常不友好；生物肥料对土壤环境要求比较高，太酸或者太碱的土壤都不利于微生物的生存，缺点也十分显著。基于此，“纳米肥料”这一新概念被提出。
2、纳米肥料是纳米生物技术的一个分支，是用纳米材料技术构建的全新肥料。纳米肥料能够刺激植物生长，促进植物体内多种酶的活性，提高作物产量，改善植物品质，并具有增强植物对环境胁迫的抗性以及友好植物生长环境的作用。与普通肥料相比，纳米肥料制备简单、具有稳定的化学性质、反应可重复特性、较强的环境耐受能力，且在过酸过碱以及高温条件下均能够行使其功能。优点显著，适合产业化生产。
3、比如中国专利cn110511094a公开了一种水稻复合纳米基质肥料及其制备方法，该肥料包括如下重量份的纳米氧化物组分：纳米钼5％-15％、纳米镁10％-20％、纳米锌20％-30％、纳米锰5％-15％、纳米锆5％-15％、纳米镧5％-15％。该专利技术利用复合纳米基质肥料为水稻毯苗提供丰富的中微量元素养分，并利用纳米基质的纳米尺寸效应抑制或杀灭育秧基质或水稻种子中的致病菌，提高水稻毯苗的抗病抗逆能力，促进毯苗根系的发育，提高根系的伸长能力和盘结能力。但
4、所以，当前需要一种针对豆类作物、能够显著提升豆类作物根系根瘤的定殖和生长，从而提高豆类作物固氮效率、提升亩产量的纳米肥料。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术存在的问题，提供了一种促进豆类作物共生固氮的纳米肥料、制备方法和应用，该纳米肥料能够促进豆类作物根系根瘤的定殖和生长，进而提高豆类作物固氮效率，提升亩产量。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一方面，本专利技术提供了一种促进豆类作物共生固氮的纳米肥料，包括如下组分：钴元素、镍元素、锰元素、铜元素、钼元素、铁氰化钾、聚乙烯吡咯烷酮和柠檬酸；所述钴元素、镍元素、锰元素、铜元素、钼元素、铁氰化钾、聚乙烯吡咯烷酮和柠檬酸的摩尔比为0.1-0.9：0.1-0.9：0.1-0.9：0.1-0.9：0.1-0.9：2-7：1-3：1-3。
4、豆科作物对钴元素有一定需要，钴是维生素b12的组成成分，与豆科作物的固氮作用有关，钴的供给充足时，大豆根瘤中的维生素b2和豆血红蛋白含量提高，固氮作用增强；镍元素在植物氮代谢中很重要，因为它是脲酶的一个组成部分，植物缺镍元素会影响尿素转化，而尿素的转化能给植物提供充足的氮元素，促进植物根系，新梢的生长，同时促进光合作用，使得植物有充足的能量来生长发育；锰元素是叶绿体的成分，不仅可以促进种子发育和幼苗早期生长，对光合作用和蛋白质的形成也发挥着重要的作用，豆类作物缺锰元素，通常表现为：新叶的叶片脉间失绿，叶片上有褐色或者灰色的斑点，严重时叶片整体失绿并坏死；铜元素是微量元素之一，参与作物生长过程中的多种代谢反应，缺少铜元素会影响叶绿素的形成，新生幼叶会褪绿变黄，豆类作物缺铜元素还会导致分蘖过多、籽粒不饱满等问题；钼元素是需求量最少的微量元素，虽然需求量少，但缺一不可，作物缺钼元素主要表现在新叶畸形或者植株矮小，叶片上有斑点，豆科类作物缺少钼元素会影响固氮，叶片会呈现扭曲螺旋状。
5、优选地，所述纳米肥料的浓度为1-300mg/l。
6、优选地，所述纳米肥料的粒径为50-550nm，所述纳米肥料的外观呈中间镂空立体状。
7、优选地，所述钴元素选自硫酸钴和氯化钴中的任意一种；所述镍元素选自氯化镍、硫酸镍和硝酸镍中的任意一种；所述锰元素选自硫酸锰、碳酸锰、氯化锰和氧化锰中的任意一种；所述铜元素选自硫酸铜、氧化铜、氧化亚铜、氯化铜和硝酸铜中的任意一种；所述钼元素选自钼酸铵、钼酸钠、钼酸钙和三氧化钼中的任意一种。
8、本专利技术还提供了一种如上述纳米肥料的制备方法，包括将聚乙烯吡咯烷酮、柠檬酸和铁氰化钾先混合，之后与钴元素、镍元素、锰元素、铜元素和钼元素混合后溶于酸溶液中，搅拌、加热，即得。
9、优选地，所述酸溶液为盐酸或硝酸；所述酸溶液的浓度为0.02-0.06m。
10、优选地，所述加热的条件为：温度70-100℃，时间12-48h。
11、优选地，所述搅拌的条件为：速度600-660r/min，时间15-40min。
12、优选地，所述加热后还包括洗涤、离心和干燥步骤。
13、优选地，所述洗涤和离心的次数为3-5次，所述干燥的方式为冷冻干燥。
14、另一方面，本专利技术提供了一种上述的纳米肥料或上述的制备方法制备得到的纳米肥料在促进豆类作物共生固氮中的应用。
15、相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：
16、(1)本专利技术促进豆类作物共生固氮的纳米肥料，能大大提升豆类作物(包括但不限于黄豆、花生、绿豆、红芸豆、蚕豆和红小豆)的根瘤菌、褐球固氮菌的存活率，促进豆类作物根系根瘤的定殖和生长，生物相容性高，从而提高豆类作物固氮效率，提升亩产量。
17、(2)本专利技术在实现高效固氮效率的同时还保证了对作物的安全性，为纳米材料促生长方面提供了具有应用前景、环保的技术，也为高效纳米肥料的创制提供了新的技术支撑，具有广泛的应用前景。
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1.一种促进豆类作物共生固氮的纳米肥料，其特征在于：包括如下组分：钴元素、镍元素、锰元素、铜元素、钼元素、铁氰化钾、聚乙烯吡咯烷酮和柠檬酸；所述钴元素、镍元素、锰元素、铜元素、钼元素、铁氰化钾、聚乙烯吡咯烷酮和柠檬酸的摩尔比为0.1-0.9：0.1-0.9：0.1-0.9：0.1-0.9：0.1-0.9：2-7：1-3：1-3。
2.根据权利要求1所述的纳米肥料，其特征在于：所述纳米肥料的粒径为50-550nm，所述纳米肥料的外观呈中间镂空立体状。
3.根据权利要求1所述的纳米肥料，其特征在于：所述钴元素选自硫酸钴和氯化钴中的任意一种；所述镍元素选自氯化镍、硫酸镍和硝酸镍中的任意一种；所述锰元素选自硫酸锰、碳酸锰、氯化锰和氧化锰中的任意一种；所述铜元素选自硫酸铜、氧化铜、氧化亚铜、氯化铜和硝酸铜中的任意一种；所述钼元素选自钼酸铵、钼酸钠、钼酸钙和三氧化钼中的任意一种。
4.一种如权利要求1-3任一项所述纳米肥料的制备方法，其特征在于：包括将聚乙烯吡咯烷酮、柠檬酸和铁氰化钾先混合，之后与钴元素、镍元素、锰元素、铜元素和钼元素混合后溶于酸溶液中，搅
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述酸溶液为盐酸或硝酸；所述酸溶液的浓度为0.02-0.06M。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述加热的条件为：温度70-100℃，时间12-48h。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述搅拌的条件为：速度600-660r/min，时间15-40min。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述加热后还包括洗涤、离心和干燥步骤。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述洗涤和离心的次数为3-5次，所述干燥的方式为冷冻干燥。
10.权利要求1-3任一项所述的纳米肥料或权利要求4-9任一项所述的制备方法制备得到的纳米肥料在促进豆类作物共生固氮中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种促进豆类作物共生固氮的纳米肥料，其特征在于：包括如下组分：钴元素、镍元素、锰元素、铜元素、钼元素、铁氰化钾、聚乙烯吡咯烷酮和柠檬酸；所述钴元素、镍元素、锰元素、铜元素、钼元素、铁氰化钾、聚乙烯吡咯烷酮和柠檬酸的摩尔比为0.1-0.9：0.1-0.9：0.1-0.9：0.1-0.9：0.1-0.9：2-7：1-3：1-3。
2.根据权利要求1所述的纳米肥料，其特征在于：所述纳米肥料的粒径为50-550nm，所述纳米肥料的外观呈中间镂空立体状。
3.根据权利要求1所述的纳米肥料，其特征在于：所述钴元素选自硫酸钴和氯化钴中的任意一种；所述镍元素选自氯化镍、硫酸镍和硝酸镍中的任意一种；所述锰元素选自硫酸锰、碳酸锰、氯化锰和氧化锰中的任意一种；所述铜元素选自硫酸铜、氧化铜、氧化亚铜、氯化铜和硝酸铜中的任意一种；所述钼元素选自钼酸铵、钼酸钠、钼酸钙和三氧化钼中的任意一种。
4.一种如权利要求1-3任一项所述纳米肥料的制备方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：张丽红，杨春霖，胡佩杰，姚享，陆再宇，
申请(专利权)人：安徽农业大学，
类型：发明
国别省市：
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