專(zhuān)利名稱(chēng)：納米稀土沉淀鹽的用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域?yàn)榧{米稀土沉淀鹽在植物領(lǐng)域的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
納米技術(shù)是上世紀(jì)80年代末誕生并隨之迅猛發(fā)展的新興技術(shù)，其基本內(nèi)涵是指以1～100納米尺度的原子、分子為研究對(duì)象，通過(guò)操縱原子、原子團(tuán)或分子、分子團(tuán)，使其重新排列組合，形成新的物質(zhì)，制造出具有新功能的材料或器件的技術(shù)。早在1959年，著名的理論物理學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者費(fèi)米就曾經(jīng)預(yù)言“毫無(wú)疑問(wèn)，當(dāng)我們得以對(duì)細(xì)微尺度的事物加以操縱的話，將大大擴(kuò)充我們可能獲得物性的范圍?！敝袊?guó)著名科學(xué)家錢(qián)學(xué)森也預(yù)言“納米和納米以下的結(jié)構(gòu)是下一階段科技發(fā)展的一個(gè)重點(diǎn)，會(huì)是一次技術(shù)革命，從而將是21世紀(jì)又一次產(chǎn)業(yè)革命”。
當(dāng)前納米技術(shù)的快速發(fā)展已經(jīng)滲入到許多領(lǐng)域。如美國(guó)1999年開(kāi)始，政府決定把納米技術(shù)研究列入21世紀(jì)前10年10個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域之一，并且美國(guó)科學(xué)技術(shù)委員會(huì)把啟動(dòng)納米技術(shù)的計(jì)劃看作是下一次工業(yè)革命的核心。主要集中在醫(yī)學(xué)、能源、環(huán)保、材料、集成電路等方面。而日本、德國(guó)、英國(guó)等國(guó)家認(rèn)為納米技術(shù)是戰(zhàn)略性高技術(shù)，正在引發(fā)一場(chǎng)技術(shù)革命。我國(guó)也很早就進(jìn)行了納米材料的研究，并且也取得了很大的進(jìn)步。面對(duì)當(dāng)前我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速穩(wěn)定的發(fā)展，納米材料也逐步深入到許多領(lǐng)域。特別是在我國(guó)西部地區(qū)，納米技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用重點(diǎn)放在高技術(shù)新材料的納米改性和運(yùn)用納米技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域。
我國(guó)是世界上稀土資源最豐富的國(guó)家，將納米技術(shù)引入稀土產(chǎn)業(yè)將會(huì)開(kāi)創(chuàng)納米技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)全新局面。當(dāng)前納米稀土材料在永磁性材料、磁制冷材料、亞敏電阻、納米稀土沉淀鹽、納米稀土熒光粉等研究領(lǐng)域取得一定成果，并提出產(chǎn)業(yè)化前景，即實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)換代。但納米稀土材料在生物領(lǐng)域的應(yīng)用研究卻很少，因此研究納米稀土材料在生物領(lǐng)域的應(yīng)用是有潛力可挖的。
經(jīng)典學(xué)科的界限不斷被打破，多學(xué)科間的相互交叉、滲透導(dǎo)致新分支學(xué)科的陸續(xù)產(chǎn)生，這是當(dāng)代科學(xué)發(fā)展的顯著特征之一。生物無(wú)機(jī)化學(xué)是一門(mén)新興的邊緣學(xué)科，它是研究生命活動(dòng)的科學(xué)之一。稀土的生物無(wú)機(jī)化學(xué)是生物無(wú)機(jī)化學(xué)的重要分支。稀土的生物無(wú)機(jī)化學(xué)將系統(tǒng)研究稀土與生物分子的作用以及生成的生物配合物的結(jié)構(gòu)和功能，在此基礎(chǔ)上將揭示稀土的生物效應(yīng)，并進(jìn)而考察稀土在生命活動(dòng)中的作用，從而闡明稀土對(duì)人體健康、植物生長(zhǎng)及環(huán)境的影響。對(duì)于稀土在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，早在1917年中國(guó)學(xué)者錢(qián)崇澍與美國(guó)人W.J.奧斯坦特(Ostenhout)共同研究了鋇、鍶、鈰對(duì)水綿的特殊生理作用，這是稀土元素用于植物栽培的最早研究工作。隨后1933年Π.B.薩沃金和H.M.德?tīng)柭櫊枮榱伺辶谆沂兴奈⒘肯⊥潦欠窬哂猩砘钚远M(jìn)行了盆栽試驗(yàn)。結(jié)果證明鑭具有較大的生長(zhǎng)刺激作用。1935年A.A.德羅布科夫開(kāi)始較系統(tǒng)地研究了稀土的肥效，指出了稀土對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)起作用的階段性的特點(diǎn)。從60年代開(kāi)始，羅馬尼亞的C.T.柯羅維茨和保加利亞的Π.A.依凡諾娃對(duì)稀土農(nóng)用問(wèn)題進(jìn)行了多方面的研究，結(jié)果表明小劑量的氯化鈰對(duì)植物的生長(zhǎng)和產(chǎn)量都有促進(jìn)作用，而大劑量的施用鈰，對(duì)作物生長(zhǎng)可產(chǎn)生抑制作用。這些研究表明納米稀土材料在生物領(lǐng)域的應(yīng)用是有一定科學(xué)依據(jù)的。
中國(guó)作為世界上稀土資源豐富的國(guó)家，對(duì)納米稀土材料在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用進(jìn)行深入研究，將會(huì)開(kāi)創(chuàng)21世紀(jì)的一個(gè)新興研究領(lǐng)域，也會(huì)把我國(guó)稀土資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是將納米稀土沉淀鹽應(yīng)用于植物的生長(zhǎng)過(guò)程中，可促進(jìn)植物的生長(zhǎng)，提高其產(chǎn)量，改善產(chǎn)品品質(zhì)。將單一的或復(fù)合的納米稀土沉淀鹽進(jìn)行以下三種處理(1)按每千克種子加0.001～10克(按稀土氧化物計(jì))納米稀土沉淀鹽的比例對(duì)浸泡過(guò)的種子進(jìn)行拌種或包衣處理，經(jīng)過(guò)處理的種子播種后，納米稀土沉淀鹽處理的植株的生長(zhǎng)狀況顯著好于對(duì)照和普通稀土沉淀鹽處理；(2)將納米稀土沉淀鹽配制成0.001～5g·L-1的懸浮液對(duì)植物進(jìn)行葉面噴施，或?qū)⒓{米稀土沉淀鹽加入葉面肥中噴施，其濃度為0.001～5g·L-1，即可改善植物的生長(zhǎng)狀況，促進(jìn)植物生長(zhǎng)(稀土濃度按稀土氧化物計(jì))；(3)將納米稀土沉淀鹽(固態(tài)和懸浮液)以0.001％～5％(重量比，按稀土氧化物計(jì))添加到單元素肥料、復(fù)混肥、有機(jī)肥、微肥、菌肥、沖施肥等其他肥料中，用作基肥和追肥。該發(fā)明的核心是納米稀土沉淀鹽既可用作拌種劑、種子包衣劑、葉面肥等，也可作為肥料添加劑用于基肥和追肥，能促進(jìn)植物生長(zhǎng)、改善果實(shí)品質(zhì)及提高產(chǎn)量。
本發(fā)明所述納米稀土沉淀鹽包括稀土檸檬酸鹽、稀土碳酸鹽、稀土堿式碳酸鹽、稀土硫酸復(fù)鹽、稀土磷酸鹽、稀土草酸鹽、稀土有機(jī)配合物。
本發(fā)明所述納米稀土沉淀鹽包括鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、釔、鈧十六種單一稀土沉淀鹽或者兩種及兩種以上的復(fù)合稀土沉淀鹽。
本發(fā)明的目的是把納米稀土沉淀鹽應(yīng)用到植物領(lǐng)域。
本發(fā)明的另一目的是提供一種納米稀土沉淀鹽在植物領(lǐng)域應(yīng)用的幾種方法。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)1.該發(fā)明將納米稀土沉淀鹽固體或懸浮液直接應(yīng)用于種子包覆或葉面噴施，使用比較方便。用納米稀土沉淀鹽固體對(duì)種子進(jìn)行拌種或包衣處理后，植物生長(zhǎng)的后期管理同常規(guī)管理；而納米稀土沉淀鹽懸浮液只需在植物生長(zhǎng)的不同階段作為一種葉面肥噴施即可。固態(tài)和懸浮液均可作為肥料添加劑，按0.001％～5％(重量比，按稀土氧化物計(jì))添加到目標(biāo)肥料中作基肥和追肥。
2.該發(fā)明使得納米稀土沉淀鹽的施用量遠(yuǎn)少于普通稀土沉淀鹽的施用量，但其生物效果顯著優(yōu)于后者，同時(shí)提高資源利用率。
3.該發(fā)明開(kāi)創(chuàng)了納米稀土沉淀鹽在植物領(lǐng)域的應(yīng)用。
具體實(shí)施例方式
實(shí)例1試驗(yàn)?zāi)康难芯考{米檸檬酸鑭對(duì)室內(nèi)培養(yǎng)玉米生長(zhǎng)的影響。
供試作物玉米(農(nóng)大108)試驗(yàn)方法拌種，土培試驗(yàn)試驗(yàn)設(shè)計(jì)與處理挑選比較一致的種子用清水浸泡4小時(shí)后陰干2小時(shí)，然后稱(chēng)量不同重量的檸檬酸鑭進(jìn)行拌種處理，即把稱(chēng)好的檸檬酸鑭置于燒杯內(nèi)，然后把已知干重并陰干好的種子放入，搖晃直至檸檬酸鑭能均勻的附著在每粒種子上，然后播種。試驗(yàn)設(shè)6個(gè)處理，3次重復(fù)。
1不拌種處理2普通檸檬酸鑭(0.20g/kg種子)3普通檸檬酸鑭(4g/kg種子)4納米檸檬酸鑭(0.20g/kg種子)5納米檸檬酸鑭(0.4g/kg種子)6納米檸檬酸鑭(4g/kg種子)試驗(yàn)結(jié)果從表1可知，低濃度普通檸檬酸鑭處理的株高與對(duì)照相比差異不顯著，但是0.2g/kg種子、0.4g/kg種子納米檸檬酸鑭處理以及高用量(4g/kg種子)普通檸檬酸鑭處理株高均顯著高于對(duì)照處理，再增加納米檸檬酸鑭用量反而不起作用，所以由此可以看出納米檸檬酸鑭用量少的優(yōu)勢(shì)。
表1 播種15天后不同處理對(duì)玉米株高的影響處理編號(hào) 株高(cm) 株高(cm) 株高(cm) 平均株高(cm)1 2424.6 23.9 24.2c*2 24.4 25.1 23.6 24.3c3 25.8 26.3 27 26.4b
4 27.2 27.8 27.4 27.5a5 28.2 28.4 27.9 28.2a6 27.7 28.3 27.3 27.8a*具有相同字母表示處理間差異不顯著，下同表2 播種30天后不同處理對(duì)單株玉米生物量的影響處理編號(hào) 生物量(g) 生物量(g) 生物量(g) 平均生物量(g)1 0.41 0.39 0.440.41b2 0.41 0.43 0.420.42b3 0510.48 0.490.49a4 0.53 0.49 0.470.50a5 0.53 0.51 0.520.52a6 0.49 0.52 0.500.50a從表2可知，在低濃度(0.2g/kg種子)處理下，普通檸檬酸處理的生物量與對(duì)照相比差異不顯著，而該濃度的納米檸檬酸鑭處理的生物量顯著高于對(duì)照和普通氧化鑭處理，表明納米檸檬酸鑭能在低濃度時(shí)能極好得起到促進(jìn)玉米生長(zhǎng)，提高生物量的作用。而如果是常規(guī)處理，那么用量要提高20倍以上。
實(shí)例2試驗(yàn)?zāi)康难芯考{米檸檬酸鈰對(duì)大田玉米產(chǎn)量的影響。
供試作物玉米(農(nóng)大108)試驗(yàn)方法拌種，大田試驗(yàn)(播種方式及田間管理同當(dāng)?shù)亓?xí)慣)試驗(yàn)設(shè)計(jì)與處理挑選比較一致的種子用清水浸泡24小時(shí)后陰干2小時(shí)，然后稱(chēng)量不同重量的檸檬酸鈰進(jìn)行拌種處理，即把稱(chēng)好的檸檬酸鈰置于燒杯內(nèi)，然后把已稱(chēng)重的種子放入，搖晃直至檸檬酸鈰能均勻的附著在每粒種子上，然后播種。試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理，3次重復(fù)。
1不進(jìn)行拌種處理
2普通檸檬酸鈰(0.20g/kg種子)3普通檸檬酸鈰(4.0g/kg種子)4納米檸檬酸鈰(0.20g/kg種子)5納米檸檬酸鈰(0.40g/kg種子)試驗(yàn)結(jié)果表3 不同處理對(duì)玉米產(chǎn)量的影響編號(hào) 產(chǎn)量(kg·hm-2) 產(chǎn)量(kg·hm-2) 產(chǎn)量(kg·hm-2) 平均產(chǎn)量(kg·hm-2)1587056406043 5851c2601964216034 5975c3768475867746 7672a4641965176315 6417b5794272928333 7855a從表3可知，當(dāng)每千克種子用0.2克納米檸檬酸鈰拌種時(shí)，其產(chǎn)量與對(duì)照和0.2g普通氧化鈰處理相比均達(dá)到差異顯著水平，其效果也與20倍的普通檸檬酸增產(chǎn)效果相當(dāng)。從表3還可見(jiàn)，納米檸檬酸鈰在0.4g處理時(shí)產(chǎn)量比0.2g是有顯著差異，說(shuō)明選擇適量的納米檸檬酸鈰拌種能顯著提高玉米產(chǎn)量。
實(shí)例3試驗(yàn)?zāi)康难芯咳~面噴施檸檬酸混合稀土(鑭、鈰、鐠、釹)對(duì)黃瓜產(chǎn)量的影響供試作物黃瓜試驗(yàn)方法葉面噴施試驗(yàn)設(shè)計(jì)與處理試驗(yàn)采用葉面噴施處理，即分別以普通檸檬酸混合稀土懸浮液和納米檸檬酸混合稀土懸浮液在黃瓜的授粉后噴施2次，其中處理2和3氧化鑭含量相當(dāng)。試驗(yàn)設(shè)3個(gè)處理，3次重復(fù)。
1不進(jìn)行噴施處理20.4g·L-1普通檸檬酸稀土懸浮液
30.4g·L-1納米檸檬酸稀土懸浮液試驗(yàn)結(jié)果從表4可知，納米檸檬酸混合稀土懸浮液處理的產(chǎn)量顯著高于對(duì)照和普通檸檬酸混合稀土懸浮液，表明納米檸檬酸混合稀土能提高黃瓜產(chǎn)量。
表4 不同處理對(duì)黃瓜產(chǎn)量的影響編號(hào) 產(chǎn)量(kg·hm-2) 產(chǎn)量(kg·hm-2) 產(chǎn)量(kg·hm-2) 平均產(chǎn)量(kg·hm-2)1 109483 112840 120038 114120b2 127862 119458 120367 122562b3 142870 148463 150039 147124a實(shí)例4試驗(yàn)?zāi)康难芯考{米檸檬酸釹對(duì)大田大豆產(chǎn)量的影響供試作物大豆試驗(yàn)方法作肥料添加劑試驗(yàn)設(shè)計(jì)與處理試驗(yàn)分別以普通檸檬酸釹和納米檸檬酸釹作為肥料添加劑作基肥施用，試驗(yàn)設(shè)3個(gè)處理，3次重復(fù)。
1不添加稀土材料2普通檸檬酸釹按1％的重量比添加到復(fù)混肥中3納米檸檬酸釹按1％的重量比添加到復(fù)混肥中試驗(yàn)結(jié)果表5 不同處理對(duì)大豆產(chǎn)量的影響(kg·hm-2)編號(hào) 產(chǎn)量(kg·hm-2) 產(chǎn)量(kg·hm-2) 產(chǎn)量(kg·hm-2) 平均產(chǎn)量(kg·hm-2)1 204821001943 2030b2 213421582123 2138b3 229523532409 2352a
從表5可知，納米檸檬酸釹處理的產(chǎn)量顯著高于對(duì)照和普通檸檬酸釹，表明納米檸檬酸釹能顯著提高大豆產(chǎn)量。
實(shí)例5將復(fù)合納米稀土碳酸沉淀鹽和普通碳酸沉淀鹽(La2O329.1％、CeO250.4％、Pr5O115.7％、Nd2O315.8％)配制成0.5～0.8g·L-1懸浮液在不同蔬菜進(jìn)行葉面噴施，整個(gè)生育期噴施8次，與普通稀土碳酸沉淀鹽和對(duì)照相比，其增產(chǎn)效果如表6所示。
表6 不同處理對(duì)蔬菜的增產(chǎn)效果(所有對(duì)照處理為清水) 實(shí)例6將復(fù)合納米稀土碳酸鹽(La2O332％；Ce2O362％；Pr5O116％)按0.1％(重量比)添加到復(fù)混肥中作為基肥用于不同農(nóng)作物，與對(duì)照相比，其增產(chǎn)效果見(jiàn)表7。
表7 不同處理對(duì)農(nóng)作物的增產(chǎn)效果
實(shí)例7將復(fù)合納米稀土檸檬酸鹽(La2O335％CeO265％)配制成懸浮液在水果關(guān)鍵生育期進(jìn)行葉面噴施，與普通稀土檸檬酸鹽和對(duì)照相比，其增產(chǎn)效果如表8所示。
表8 不同處理對(duì)果樹(shù)作物的增產(chǎn)效果 實(shí)例8將復(fù)合納米稀土硫酸銨復(fù)鹽(La2O335％CeO265％)配制成懸浮液在花卉關(guān)鍵生育期進(jìn)行葉面噴施，與普通稀土硫酸沉淀鹽和對(duì)照相比，其在花卉上的使用效果見(jiàn)表9。
表9 不同處理在花卉上的使用效果
權(quán)利要求
1.一種納米稀土沉淀鹽的用途，其特征在于應(yīng)用于植物的生長(zhǎng)過(guò)程中，可促進(jìn)植物的生長(zhǎng)，提高其產(chǎn)量，改善產(chǎn)品品質(zhì)，納米稀土沉淀鹽進(jìn)行下面的三種處理一、用納米稀土沉淀鹽對(duì)種子進(jìn)行拌種或包衣處理；二、將納米稀土沉淀鹽配制成懸浮液對(duì)植物進(jìn)行葉面噴施；三、將納米稀土沉淀鹽添加到單元素肥料、復(fù)混肥、有機(jī)肥、微肥、菌肥、沖施肥中，用作基肥和追肥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米稀土沉淀鹽的用途，其特征在于用清水浸泡種子1～24小時(shí)后濾去水，保持種子表皮潮濕，然后按每千克種子加0.001～10g(按稀土氧化物計(jì))納米稀土沉淀鹽的比例進(jìn)行拌種處理，即把稱(chēng)好的納米稀土沉淀鹽和種子置于容器內(nèi)，搖晃直至稀土沉淀鹽能均勻的附著在每粒種子上，或者將納米稀土沉淀鹽制成包衣劑對(duì)種子進(jìn)行包衣處理，然后播種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米稀土沉淀鹽的用途，其特征在于把納米稀土沉淀鹽配制成0.001～5g·L-1懸浮液直接進(jìn)行葉面噴施，或者將納米稀土沉淀鹽加入葉面肥中噴施，其濃度為0.001～5g·L-1(稀土濃度按稀土氧化物計(jì))。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米稀土沉淀鹽的用途，其特征在于將納米稀土沉淀鹽(固態(tài)和懸浮液)以0.001％～5％(重量比，按稀土氧化物計(jì))添加到單元素肥料、復(fù)混肥、有機(jī)肥、微肥、菌肥、沖施肥中作為基肥、追肥使用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米稀土沉淀鹽的用途，其特征在于納米稀土沉淀鹽包括稀土檸檬酸鹽、稀土碳酸鹽、稀土堿式碳酸鹽、稀土磷酸鹽、稀土草酸鹽、稀土硫酸復(fù)鹽、稀土有機(jī)配合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米稀土沉淀鹽的用途，其特征是納米稀土沉淀鹽包括鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、釔、鈧十六種單一稀土沉淀鹽或者兩種及兩種以上的復(fù)合稀土沉淀鹽。
全文摘要
本發(fā)明屬納米稀土沉淀鹽在植物領(lǐng)域的應(yīng)用。將單一的或復(fù)合的納米稀土沉淀鹽進(jìn)行以下三種處理后應(yīng)用于植物生長(zhǎng)過(guò)程中，(1)按每千克種子加0.001～10克(重量按稀土氧化物計(jì))納米稀土沉淀鹽的比例對(duì)浸泡過(guò)的種子進(jìn)行拌種或包衣處理；(2)將納米稀土沉淀鹽配制成0.001～5g·L
文檔編號(hào)C05D9/00GK1686956SQ20051006639
公開(kāi)日2005年10月26日 申請(qǐng)日期2005年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月26日
發(fā)明者王甲辰, 楊軍, 劉向生, 樊玉斌, 伍艷平, 鄭偉, 趙鳳紅 申請(qǐng)人:北京有色金屬研究總院, 有研稀土新材料股份有限公司