CN105670637A - 蒙脱石的新用途 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种蒙脱石的新用途，用蒙脱石制备防治植物重茬障碍的农药，使用方法是，在重茬土中添加0.1-5％的蒙脱石或每平方米土地施加0.3-0.5kg的蒙脱石，该农药可以补充土壤营养缺乏，降低土壤中植物分泌的有害物质和土传病害。
Description
技术领域
本发明涉及农药，具体涉及蒙脱石的新用途，特别涉及蒙脱石在防治农作物重茬障碍的新用途，属农业领域。
技术背景
蒙脱石具有离子交换的特性，素有“万能”粘土之称。目前巳作为粘结剂、悬浮剂、增塑刑、增稠剂、触变剂、絮凝剂、稳定剂、净化脱色剂、充填剂、催化剂及载体等在冶金、机械、钻井、石化、轻工、农业、建筑等领域得到广泛应用。在农业方面：主要作为助浮剂、增稠剂、缓释剂，作为肥料的添加剂，提高肥料的施肥效果；用作动物饲料的添加刑，提高饲料的利用率，并可作为动物圈垫土，除去臭味。在农药方面：主要作为助浮剂、增稠剂、缓释剂。
同种作物在同一块地连续种植称为重茬。重茬种植其产量和品质出现下降的现象称为重茬障碍。由于耕地面积有限，经济利益的驱使和生产实践中栽培条件等限制因素的存在使得重茬问题成为全世界范围内农业生产面临的一大难题。小麦、玉米、大豆、西瓜、甜瓜和番茄等作物及保护地栽培植物存在大面积的作物重茬区，苹果、草莓、柑橘、李、桃树等果树存在更严重的重茬现象。大豆因重茬引起的减产幅度可高达10％—40％，重茬果树减产可达50％以上。因此开发防治重茬障碍的农药，以减轻和避免重茬造成的损失，对当前我国乃至全球农业发展有着重要社会和经济意义。
重茬障碍的原因非常复杂，是植物有机体与土壤内含物诸多因素综合作用结果的外观表现。重茬障碍的原因可能有：土壤养分亏缺；植物分泌的有害物质；土壤微生物变化。植物分泌的有害物质是酚酸类，它是一类重要的次生代谢产物，在环境胁迫下，根系释放的酚酸类物质可通过还原反应，配位反应和酸化反应来活化根际土壤中的难溶性养分，从而促进养分的分配吸收和利用。另一方面，酚酸也是植物间相互作用的化感物质。有报道植物根系分泌物中含有苯甲酸、对轻基苯甲酸、苯丙稀酸等11种酚酸物质，其中10种具有生物毒性，当农作物连续种植时，根系分泌释放的酚酸物质积累达到一定浓度，就会抑制下茬农作物的生长而造成减产。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种蒙脱石的新用途，用蒙脱石制备防治植物重茬障碍的农药，该农药可以补充土壤营养缺乏，降低土壤中植物分泌的有害物质和土传病害。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
蒙脱石的新用途，其特征在于：用蒙脱石制备防治植物重茬障碍的农药。
本发明所述的蒙脱石的新用途，其特征在于：用蒙脱石制备防治植物重茬障碍的农药，用于降低土壤中植物分泌的有害物质浓度。
本发明所述的蒙脱石的新用途，其特征在于：蒙脱石制备的防治植物重茬障碍的农药的使用方法是，在重茬土中添加0.1-5％的蒙脱石。
本发明所述的蒙脱石的新用途，其特征在于：蒙脱石制备的防治植物重茬障碍的农药的使用方法是，每平方米土地施加0.3-0.5kg的蒙脱石。
本发明所述的蒙脱石的新用途，其特征在于：蒙脱石的特征技术参数指标优选为：
X－射线衍射：取蒙脱石，置无盖的称量瓶中，在25℃相对湿度75％的干燥器中放置12小时，按粉末衍射分析法进行X－射线衍射；测定条件：铜靶电压30KV，电流30mA，蒙脱石的第1个特征谱线在1.5nm处，第2个特征谱线在0.45nm处；
膨胀度：取蒙脱石1.0g于已加入40ml水的100ml带塞量筒内，再加水至75m1刻度处。塞紧塞子，摇匀3分钟，使样品充分散开，加入25m1之1mol盐酸溶液，振摇5分钟，静置24小时，读出沉淀物界面的刻度值，即为膨胀度；膨胀度应为10倍以上；
阳离子交换容量：称取2g蒙脱石粉末，放置在105mL的酸式滤液斗中，在抽空的条件下，用pH值为7的lmol／L中性NH4Ac淋洗，以500mL的吸滤瓶接收淋出液体，淋洗至用钙指示剂检查无钙的反应为止，再用80％乙醇淋洗，直至无NH4 +的反应为止，用水全部冲人开氏瓶，使瓶中最后体积为50mL，加入100g／L的氧化镁悬浮液l0mL，使混合物呈碱性，然后按照测定全氮的操作立即进行蒸馏，留出液体中NH3用60g／L的H3BO310-20mL吸收，蒸馏完毕后用0.02mol／L盐酸滴定吸收液；阳离子交换容量＝C×V×l000／m；式中：C为盐酸浓度，V为盐酸滴定体积；阳离子交换容量在80-150mmol／100g之间；
蒙脱石是化学成分复杂的一大族矿物，分为十几个矿物种，不同结构的蒙脱石具有不同的技术参数。在粘土这一大类矿物中只有蒙脱石这一族矿物具有吸水膨胀性，并且不同结构的蒙脱石膨胀度参数各不相同，所以膨胀度即是蒙脱石的鉴别特征，也是蒙脱石的结构参数，也是蒙脱石的纯度参数。本发明所用蒙脱石限定膨胀度为10倍以上，即确定了所用蒙脱石是蒙脱石，也限定了蒙脱石的矿物种。用X－射线衍射图谱进一步限定所用蒙脱石层间阳离子的种类，特征谱线在1.5nm处，即限定层间阳离子为钙离子；用阳离子交换容量限定所用蒙脱石的层间阳离子的数量，即限定蒙脱石的层间结构。
至此完成了本发明，本发明用蒙脱石制备防治植物重茬障碍的农药，该农药可以补充土壤营养缺乏，降低土壤中植物分泌的有害物质和土传病害。
下面通过试验例进一步说明本发明。不同的农作物品种，重茬障碍表现不同，重茬障碍的机理相同。因此，试验例目的是进一步说明本发明，而非对本发明的限制。
试验例一、蒙脱石降低对酚酸类物质的浓度试验
1、主要材料和方法
蒙脱石:特征技术参数指标为：
X－射线衍射：取蒙脱石，置无盖的称量瓶中，在25℃相对湿度75％的干燥器中放置12小时，按粉末衍射分析法进行X－射线衍射；测定条件：铜靶电压30KV，电流30mA，蒙脱石的第1个特征谱线在1.49nm处，第2个特征谱线在0.45nm处；
膨胀度：取蒙脱石1.0g于已加入40ml水的100ml带塞量筒内，再加水至75m1刻度处。塞紧塞子，摇匀3分钟，使样品充分散开，加入25m1之1mol盐酸溶液，振摇5分钟，静置24小时，读出沉淀物界面的刻度值，即为膨胀度；膨胀度为12倍；
阳离子交换容量：称取2g蒙脱石粉末，放置在105mL的酸式滤液斗中，在抽空的条件下，用pH值为7的lmol／L中性NH4Ac淋洗，以500mL的吸滤瓶接收淋出液体，淋洗至用钙指示剂检查无钙的反应为止，再用80％乙醇淋洗，直至无NH4 +的反应为止，用水全部冲人开氏瓶，使瓶中最后体积为50mL，加入100g／L的氧化镁悬浮液l0mL，使混合物呈碱性，然后按照测定全氮的操作立即进行蒸馏，留出液体中NH3用60g／L的H3BO310-20mL吸收，蒸馏完毕后用0.02mol／L盐酸滴定吸收液；阳离子交换容量＝C×V×l000／m；式中：C为盐酸浓度，V为盐酸滴定体积；阳离子交换容量为145mmol／100g；
对苯甲酸、对轻基苯甲酸、苯丙稀酸均购自Sigma公司，均为色谱纯级试剂。甲醇购白天津四友公司，为色谱纯级试剂。
2、蒙脱石降低对酚酸类物质的浓度试验
取蒙脱石5g，置烧杯中，加水至100g，搅拌均匀，用超声波清洗机分散成蒙脱石颗粒的平均粒径为10μm的混悬液。在10mL反应瓶中添加1mL所制混悬液和5mL酚酸混合液(苯甲酸、对轻基苯甲酸、苯丙稀酸，浓度分别为lOμg·mL-1。)，摇匀,放置24h，离心，取上清液过0.22μm微孔滤膜后采用HPLC分析酚酸类物质含量。色谱仪为美国Waters2695高效液相色谱仪，分离柱采用美国WatersSymmetry—C18柱(250mm×4.6mm，5gm)，检测波长280nm，柱温设定为30℃，进样量为10μL，流动相组分为甲醇和水，两者体积比为81︰19，流速为0.6mL·min-1。
3、结果5%的蒙脱石混悬液稀释5倍后，对3种酚酸浓度降低率高达到77.4％，表明蒙脱石具有对土壤中酚酸类物质的降低作用。
试验例二、蒙脱石缓解盆栽黄瓜重茬障碍的试验
1、材料和方法
蒙脱石:特征技术参数指标为：
X－射线衍射：取蒙脱石，置无盖的称量瓶中，在25℃相对湿度75％的干燥器中放置12小时，按粉末衍射分析法进行X－射线衍射；测定条件：铜靶电压30KV，电流30mA，蒙脱石的第1个特征谱线在1.5nm处，第2个特征谱线在0.45nm处；
膨胀度：取蒙脱石1.0g于已加入40ml水的100ml带塞量筒内，再加水至75m1刻度处。塞紧塞子，摇匀3分钟，使样品充分散开，加入25m1之1mol盐酸溶液，振摇5分钟，静置24小时，读出沉淀物界面的刻度值，即为膨胀度；膨胀度为10倍；
阳离子交换容量：称取2g蒙脱石粉末，放置在105mL的酸式滤液斗中，在抽空的条件下，用pH值为7的lmol／L中性NH4Ac淋洗，以500mL的吸滤瓶接收淋出液体，淋洗至用钙指示剂检查无钙的反应为止，再用80％乙醇淋洗，直至无NH4 +的反应为止，用水全部冲人开氏瓶，使瓶中最后体积为50mL，加入100g／L的氧化镁悬浮液l0mL，使混合物呈碱性，然后按照测定全氮的操作立即进行蒸馏，留出液体中NH3用60g／L的H3BO310-20mL吸收，蒸馏完毕后用0.02mol／L盐酸滴定吸收液；阳离子交换容量＝C×V×l000／m；式中：C为盐酸浓度，V为盐酸滴定体积；阳离子交换容量为80mmol／100g。
试验重茬供试土样：种植黄瓜连作2年后的土壤，采自山东省寿光县，取土深度为20-30cm。
采用盆栽试验蒙脱石对土壤中酚酸类物质的降低以及对黄瓜生长的影响。试验分2个处理进行，对照组重茬处理采用重茬土种植地黄；试验组蒙脱石理处在重茬土中添加3％蒙脱石。试验在直径20cm、高30cm的陶瓷盆中进行，每盆装土10kg，按照常规方法栽培。每个处理设4个重复，每个重复3盆，每盆1棵。每个重复随机选取长势一致的黄瓜3株，挂牌，分别在种植后的100d测定根际土壤中酚酸含量。
2、土壤中酚酸含量分析
不同处理的黄瓜土壤样品于通风处自然风干，粉碎后过40目筛。分别称取粉碎后的土样125g，加入蒸馏水250mL，充分搅拌，用超声波清洗机分散1h，静置24h，取其上清液置于旋转蒸发仪中以50℃旋转蒸发至近干，然后加高纯水定容至10mL,过0.22μm微孔滤膜后采用HPLC分析酚酸类物质含量。色谱仪为美国Waters2695高效液相色谱仪，分离柱采用美国WatersSymmetry—C18柱(250mm×4.6mm，5gm)，检测波长280nm，柱温设定为30℃，进样量为10μL，流动相组分为甲醇和水，两者体积比为81︰19，流速为0.6mL·min-1。
结果，蒙脱石使黄瓜根际土壤中对羟基苯甲酸的含量从0.3473mg·kg-1降低到0.1925mg·kg-1；苯甲酸含量从0.4350mg·kg-1降低到0.0961mg·kg-1；苯丙稀酸含量从0.0827mg·kg-1降低到检测限以下，即未检出。表明蒙脱石有效的降解了土壤中的酚酸物质。
3、蒙脱石缓解盆栽黄瓜重茬障碍的结果
结果，试验组黄瓜生长发育良好，植株生长健壮，叶片大，叶色浓绿，无病害发生；对照组植株生长瓜藤较细，叶片小，叶色绿，有霜霉病发生；试验组株高、单果重、单株果数比对照组增加，产量比对照增加21.73％。
具体实施方式
实施例1：
连作2年的韭菜地，第3年种植韭菜，每平方米土地施加蒙脱石0.3kg，结果与未施蒙脱石的地块相比，株高平均增加3.5cm，产量增加13.6%，且在韭菜生育期内没有发现典型的病害。
实施例2：
第2年种植草莓的大棚，每平方米土地施加蒙脱石0.5kg，结果与未施蒙脱石的地块相比，对草莓的产量和果实的品质均有较高的提高，产量增幅为6.36%；并且显著提高了草莓果实的含糖量，增加了9.34%；维生素C含量增加了19.96%。提高了果实品质，也增加了经济效益。
实施例3：
连作4年的玉米地，第5年种植玉米，每平方米土地施加蒙脱石0.4kg，结果与未施蒙脱石的地块相比，玉米穗粒数、穗粒重、百粒重、产量分别增加了16.74粒、14.95g、3.14g和21.05%。
实施例4：
连作2年的番茄地，第3年种植番茄，耕地时在重茬土中添加0.1％的蒙脱石，翻耙均匀后栽种番茄，结果与未施蒙脱石的地块相比，根腐病发病率为3.7％，未施蒙脱石的地块相为20.6％低16.9％，防治效果为82％。
实施例5：
去年种植辣椒，第2年又种植辣椒的大棚，在重茬土中添加0.5％的蒙脱石，翻耙均匀后栽种辣椒，结果与未施蒙脱石的地块相比，对辣椒的产量和果实的品质均有较高的提高，产量增幅为13.23%；并且维生素C含量增加了6.82%。
实施例6：
连作2年的西瓜地，第3年种植西瓜，在重茬土中添加0.3％的蒙脱石，翻耙均匀后栽种西瓜，结果与未施蒙脱石的地块相比，对西瓜的产量和品质均有较高的提高，产量增幅为14.98%；并且显著提高了西瓜的含糖量，增加了11.04%。提高了果实品质，也增加了经济效益。
Claims (5)
1.蒙脱石的新用途，其特征在于：用蒙脱石制备防治植物重茬障碍的农药。
2.根据权利要求1的蒙脱石的新用途，其特征在于：用于降低土壤中植物分泌的有害物质浓度。
3.根据权利要求1的蒙脱石的新用途，其特征在于：蒙脱石制备的防治植物重茬障碍的农药的使用方法是，在重茬土中添加0.1-5％的蒙脱石。
4.根据权利要求1的蒙脱石的新用途，其特征在于：蒙脱石制备的防治植物重茬障碍的农药的使用方法是，每平方米土地施加0.3-0.5kg的蒙脱石。
5.根据权利要求1或权利要求2或权利要求3或权利要求4的蒙脱石的新用途，其特征在于：蒙脱石的特征技术参数指标优选为：
X－射线衍射：取蒙脱石，置无盖的称量瓶中，在25℃相对湿度75％的干燥器中放置12小时，按粉末衍射分析法进行X－射线衍射；测定条件：铜靶电压30KV，电流30mA，蒙脱石的第1个特征谱线在1.5nm处，第2个特征谱线在0.45nm处；
膨胀度：取蒙脱石1.0g于已加入40ml水的100ml带塞量筒内，再加水至75m1刻度处；塞紧塞子，摇匀3分钟，使样品充分散开，加入25m1之1mol盐酸溶液，振摇5分钟，静置24小时，读出沉淀物界面的刻度值，即为膨胀度；膨胀度应为10倍以上；
阳离子交换容量：称取2g蒙脱石粉末，放置在105mL的酸式滤液斗中，在抽空的条件下，用pH值为7的lmol／L中性NH4Ac淋洗，以500mL的吸滤瓶接收淋出液体，淋洗至用钙指示剂检查无钙的反应为止，再用80％乙醇淋洗，直至无NH4 +的反应为止，用水全部冲人开氏瓶，使瓶中最后体积为50mL，加入100g／L的氧化镁悬浮液l0mL，使混合物呈碱性，然后按照测定全氮的操作立即进行蒸馏，留出液体中NH3用60g／L的H3BO310-20mL吸收，蒸馏完毕后用0.02mol／L盐酸滴定吸收液；阳离子交换容量＝C×V×l000／m；式中：C为盐酸浓度，V为盐酸滴定体积；阳离子交换容量在80-150mmol／100g之间。
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