专利名称：纳米稀土沉淀盐的用途的制作方法
技术领域：
本发明的技术领域为纳米稀土沉淀盐在植物领域的应用。
背景技术：
纳米技术是上世纪80年代末诞生并随之迅猛发展的新兴技术，其基本内涵是指以1～100纳米尺度的原子、分子为研究对象，通过操纵原子、原子团或分子、分子团，使其重新排列组合，形成新的物质，制造出具有新功能的材料或器件的技术。早在1959年，著名的理论物理学家、诺贝尔奖获得者费米就曾经预言“毫无疑问，当我们得以对细微尺度的事物加以操纵的话，将大大扩充我们可能获得物性的范围。”中国著名科学家钱学森也预言“纳米和纳米以下的结构是下一阶段科技发展的一个重点，会是一次技术革命，从而将是21世纪又一次产业革命”。
当前纳米技术的快速发展已经渗入到许多领域。如美国1999年开始，政府决定把纳米技术研究列入21世纪前10年10个关键领域之一，并且美国科学技术委员会把启动纳米技术的计划看作是下一次工业革命的核心。主要集中在医学、能源、环保、材料、集成电路等方面。而日本、德国、英国等国家认为纳米技术是战略性高技术，正在引发一场技术革命。我国也很早就进行了纳米材料的研究，并且也取得了很大的进步。面对当前我国经济持续快速稳定的发展，纳米材料也逐步深入到许多领域。特别是在我国西部地区，纳米技术的开发与应用重点放在高技术新材料的纳米改性和运用纳米技术改造传统产业等领域。
我国是世界上稀土资源最丰富的国家，将纳米技术引入稀土产业将会开创纳米技术应用的一个全新局面。当前纳米稀土材料在永磁性材料、磁制冷材料、亚敏电阻、纳米稀土沉淀盐、纳米稀土荧光粉等研究领域取得一定成果，并提出产业化前景，即实现传统产业的升级换代。但纳米稀土材料在生物领域的应用研究却很少，因此研究纳米稀土材料在生物领域的应用是有潜力可挖的。
经典学科的界限不断被打破，多学科间的相互交叉、渗透导致新分支学科的陆续产生，这是当代科学发展的显著特征之一。生物无机化学是一门新兴的边缘学科，它是研究生命活动的科学之一。稀土的生物无机化学是生物无机化学的重要分支。稀土的生物无机化学将系统研究稀土与生物分子的作用以及生成的生物配合物的结构和功能，在此基础上将揭示稀土的生物效应，并进而考察稀土在生命活动中的作用，从而阐明稀土对人体健康、植物生长及环境的影响。对于稀土在农业中的应用，早在1917年中国学者钱崇澍与美国人W.J.奥斯坦特(Ostenhout)共同研究了钡、锶、铈对水绵的特殊生理作用，这是稀土元素用于植物栽培的最早研究工作。随后1933年Π.B.萨沃金和H.M.德尔聂尔为了弄清磷灰石中所含的微量稀土是否具有生理活性而进行了盆栽试验。结果证明镧具有较大的生长刺激作用。1935年A.A.德罗布科夫开始较系统地研究了稀土的肥效，指出了稀土对农作物生长起作用的阶段性的特点。从60年代开始，罗马尼亚的C.T.柯罗维茨和保加利亚的Π.A.依凡诺娃对稀土农用问题进行了多方面的研究，结果表明小剂量的氯化铈对植物的生长和产量都有促进作用，而大剂量的施用铈，对作物生长可产生抑制作用。这些研究表明纳米稀土材料在生物领域的应用是有一定科学依据的。
中国作为世界上稀土资源丰富的国家，对纳米稀土材料在农业领域中应用进行深入研究，将会开创21世纪的一个新兴研究领域，也会把我国稀土资源优势转化为我国经济快速发展的经济优势。
发明内容
本发明是将纳米稀土沉淀盐应用于植物的生长过程中，可促进植物的生长，提高其产量，改善产品品质。将单一的或复合的纳米稀土沉淀盐进行以下三种处理(1)按每千克种子加0.001～10克(按稀土氧化物计)纳米稀土沉淀盐的比例对浸泡过的种子进行拌种或包衣处理，经过处理的种子播种后，纳米稀土沉淀盐处理的植株的生长状况显著好于对照和普通稀土沉淀盐处理；(2)将纳米稀土沉淀盐配制成0.001～5g·L-1的悬浮液对植物进行叶面喷施，或将纳米稀土沉淀盐加入叶面肥中喷施，其浓度为0.001～5g·L-1，即可改善植物的生长状况，促进植物生长(稀土浓度按稀土氧化物计)；(3)将纳米稀土沉淀盐(固态和悬浮液)以0.001％～5％(重量比，按稀土氧化物计)添加到单元素肥料、复混肥、有机肥、微肥、菌肥、冲施肥等其他肥料中，用作基肥和追肥。该发明的核心是纳米稀土沉淀盐既可用作拌种剂、种子包衣剂、叶面肥等，也可作为肥料添加剂用于基肥和追肥，能促进植物生长、改善果实品质及提高产量。
本发明所述纳米稀土沉淀盐包括稀土柠檬酸盐、稀土碳酸盐、稀土碱式碳酸盐、稀土硫酸复盐、稀土磷酸盐、稀土草酸盐、稀土有机配合物。
本发明所述纳米稀土沉淀盐包括镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇、钪十六种单一稀土沉淀盐或者两种及两种以上的复合稀土沉淀盐。
本发明的目的是把纳米稀土沉淀盐应用到植物领域。
本发明的另一目的是提供一种纳米稀土沉淀盐在植物领域应用的几种方法。
本发明的优点1.该发明将纳米稀土沉淀盐固体或悬浮液直接应用于种子包覆或叶面喷施，使用比较方便。用纳米稀土沉淀盐固体对种子进行拌种或包衣处理后，植物生长的后期管理同常规管理；而纳米稀土沉淀盐悬浮液只需在植物生长的不同阶段作为一种叶面肥喷施即可。固态和悬浮液均可作为肥料添加剂，按0.001％～5％(重量比，按稀土氧化物计)添加到目标肥料中作基肥和追肥。
2.该发明使得纳米稀土沉淀盐的施用量远少于普通稀土沉淀盐的施用量，但其生物效果显著优于后者，同时提高资源利用率。
3.该发明开创了纳米稀土沉淀盐在植物领域的应用。
具体实施例方式
实例1试验目的研究纳米柠檬酸镧对室内培养玉米生长的影响。
供试作物玉米(农大108)试验方法拌种，土培试验试验设计与处理挑选比较一致的种子用清水浸泡4小时后阴干2小时，然后称量不同重量的柠檬酸镧进行拌种处理，即把称好的柠檬酸镧置于烧杯内，然后把已知干重并阴干好的种子放入，摇晃直至柠檬酸镧能均匀的附着在每粒种子上，然后播种。试验设6个处理，3次重复。
1不拌种处理2普通柠檬酸镧(0.20g/kg种子)3普通柠檬酸镧(4g/kg种子)4纳米柠檬酸镧(0.20g/kg种子)5纳米柠檬酸镧(0.4g/kg种子)6纳米柠檬酸镧(4g/kg种子)试验结果从表1可知，低浓度普通柠檬酸镧处理的株高与对照相比差异不显著，但是0.2g/kg种子、0.4g/kg种子纳米柠檬酸镧处理以及高用量(4g/kg种子)普通柠檬酸镧处理株高均显著高于对照处理，再增加纳米柠檬酸镧用量反而不起作用，所以由此可以看出纳米柠檬酸镧用量少的优势。
表1 播种15天后不同处理对玉米株高的影响处理编号 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*具有相同字母表示处理间差异不显著，下同表2 播种30天后不同处理对单株玉米生物量的影响处理编号 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从表2可知，在低浓度(0.2g/kg种子)处理下，普通柠檬酸处理的生物量与对照相比差异不显著，而该浓度的纳米柠檬酸镧处理的生物量显著高于对照和普通氧化镧处理，表明纳米柠檬酸镧能在低浓度时能极好得起到促进玉米生长，提高生物量的作用。而如果是常规处理，那么用量要提高20倍以上。
实例2试验目的研究纳米柠檬酸铈对大田玉米产量的影响。
供试作物玉米(农大108)试验方法拌种，大田试验(播种方式及田间管理同当地习惯)试验设计与处理挑选比较一致的种子用清水浸泡24小时后阴干2小时，然后称量不同重量的柠檬酸铈进行拌种处理，即把称好的柠檬酸铈置于烧杯内，然后把已称重的种子放入，摇晃直至柠檬酸铈能均匀的附着在每粒种子上，然后播种。试验设5个处理，3次重复。
1不进行拌种处理
2普通柠檬酸铈(0.20g/kg种子)3普通柠檬酸铈(4.0g/kg种子)4纳米柠檬酸铈(0.20g/kg种子)5纳米柠檬酸铈(0.40g/kg种子)试验结果表3 不同处理对玉米产量的影响编号 产量(kg·hm-2) 产量(kg·hm-2) 产量(kg·hm-2) 平均产量(kg·hm-2)1587056406043 5851c2601964216034 5975c3768475867746 7672a4641965176315 6417b5794272928333 7855a从表3可知，当每千克种子用0.2克纳米柠檬酸铈拌种时，其产量与对照和0.2g普通氧化铈处理相比均达到差异显著水平，其效果也与20倍的普通柠檬酸增产效果相当。从表3还可见，纳米柠檬酸铈在0.4g处理时产量比0.2g是有显著差异，说明选择适量的纳米柠檬酸铈拌种能显著提高玉米产量。
实例3试验目的研究叶面喷施柠檬酸混合稀土(镧、铈、镨、钕)对黄瓜产量的影响供试作物黄瓜试验方法叶面喷施试验设计与处理试验采用叶面喷施处理，即分别以普通柠檬酸混合稀土悬浮液和纳米柠檬酸混合稀土悬浮液在黄瓜的授粉后喷施2次，其中处理2和3氧化镧含量相当。试验设3个处理，3次重复。
1不进行喷施处理20.4g·L-1普通柠檬酸稀土悬浮液
30.4g·L-1纳米柠檬酸稀土悬浮液试验结果从表4可知，纳米柠檬酸混合稀土悬浮液处理的产量显著高于对照和普通柠檬酸混合稀土悬浮液，表明纳米柠檬酸混合稀土能提高黄瓜产量。
表4 不同处理对黄瓜产量的影响编号 产量(kg·hm-2) 产量(kg·hm-2) 产量(kg·hm-2) 平均产量(kg·hm-2)1 109483 112840 120038 114120b2 127862 119458 120367 122562b3 142870 148463 150039 147124a实例4试验目的研究纳米柠檬酸钕对大田大豆产量的影响供试作物大豆试验方法作肥料添加剂试验设计与处理试验分别以普通柠檬酸钕和纳米柠檬酸钕作为肥料添加剂作基肥施用，试验设3个处理，3次重复。
1不添加稀土材料2普通柠檬酸钕按1％的重量比添加到复混肥中3纳米柠檬酸钕按1％的重量比添加到复混肥中试验结果表5 不同处理对大豆产量的影响(kg·hm-2)编号 产量(kg·hm-2) 产量(kg·hm-2) 产量(kg·hm-2) 平均产量(kg·hm-2)1 204821001943 2030b2 213421582123 2138b3 229523532409 2352a
从表5可知，纳米柠檬酸钕处理的产量显著高于对照和普通柠檬酸钕，表明纳米柠檬酸钕能显著提高大豆产量。
实例5将复合纳米稀土碳酸沉淀盐和普通碳酸沉淀盐(La2O329.1％、CeO250.4％、Pr5O115.7％、Nd2O315.8％)配制成0.5～0.8g·L-1悬浮液在不同蔬菜进行叶面喷施，整个生育期喷施8次，与普通稀土碳酸沉淀盐和对照相比，其增产效果如表6所示。
表6 不同处理对蔬菜的增产效果(所有对照处理为清水) 实例6将复合纳米稀土碳酸盐(La2O332％；Ce2O362％；Pr5O116％)按0.1％(重量比)添加到复混肥中作为基肥用于不同农作物，与对照相比，其增产效果见表7。
表7 不同处理对农作物的增产效果
实例7将复合纳米稀土柠檬酸盐(La2O335％CeO265％)配制成悬浮液在水果关键生育期进行叶面喷施，与普通稀土柠檬酸盐和对照相比，其增产效果如表8所示。
表8 不同处理对果树作物的增产效果 实例8将复合纳米稀土硫酸铵复盐(La2O335％CeO265％)配制成悬浮液在花卉关键生育期进行叶面喷施，与普通稀土硫酸沉淀盐和对照相比，其在花卉上的使用效果见表9。
表9 不同处理在花卉上的使用效果
权利要求
1.一种纳米稀土沉淀盐的用途，其特征在于应用于植物的生长过程中，可促进植物的生长，提高其产量，改善产品品质，纳米稀土沉淀盐进行下面的三种处理一、用纳米稀土沉淀盐对种子进行拌种或包衣处理；二、将纳米稀土沉淀盐配制成悬浮液对植物进行叶面喷施；三、将纳米稀土沉淀盐添加到单元素肥料、复混肥、有机肥、微肥、菌肥、冲施肥中，用作基肥和追肥。
2.根据权利要求1所述的纳米稀土沉淀盐的用途，其特征在于用清水浸泡种子1～24小时后滤去水，保持种子表皮潮湿，然后按每千克种子加0.001～10g(按稀土氧化物计)纳米稀土沉淀盐的比例进行拌种处理，即把称好的纳米稀土沉淀盐和种子置于容器内，摇晃直至稀土沉淀盐能均匀的附着在每粒种子上，或者将纳米稀土沉淀盐制成包衣剂对种子进行包衣处理，然后播种。
3.根据权利要求1所述的纳米稀土沉淀盐的用途，其特征在于把纳米稀土沉淀盐配制成0.001～5g·L-1悬浮液直接进行叶面喷施，或者将纳米稀土沉淀盐加入叶面肥中喷施，其浓度为0.001～5g·L-1(稀土浓度按稀土氧化物计)。
4.根据权利要求1所述的纳米稀土沉淀盐的用途，其特征在于将纳米稀土沉淀盐(固态和悬浮液)以0.001％～5％(重量比，按稀土氧化物计)添加到单元素肥料、复混肥、有机肥、微肥、菌肥、冲施肥中作为基肥、追肥使用。
5.根据权利要求1所述的纳米稀土沉淀盐的用途，其特征在于纳米稀土沉淀盐包括稀土柠檬酸盐、稀土碳酸盐、稀土碱式碳酸盐、稀土磷酸盐、稀土草酸盐、稀土硫酸复盐、稀土有机配合物。
6.根据权利要求1所述的纳米稀土沉淀盐的用途，其特征是纳米稀土沉淀盐包括镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇、钪十六种单一稀土沉淀盐或者两种及两种以上的复合稀土沉淀盐。
全文摘要
本发明属纳米稀土沉淀盐在植物领域的应用。将单一的或复合的纳米稀土沉淀盐进行以下三种处理后应用于植物生长过程中，(1)按每千克种子加0.001～10克(重量按稀土氧化物计)纳米稀土沉淀盐的比例对浸泡过的种子进行拌种或包衣处理；(2)将纳米稀土沉淀盐配制成0.001～5g·L
文档编号C05D9/00GK1686956SQ20051006639
公开日2005年10月26日 申请日期2005年4月26日 优先权日2005年4月26日
发明者王甲辰, 杨军, 刘向生, 樊玉斌, 伍艳平, 郑伟, 赵凤红 申请人:北京有色金属研究总院, 有研稀土新材料股份有限公司