本发明涉及纳米农药领域,尤其涉及缓释控释型纳米农药、制备方法及应用。
背景技术:
1、农药的应用在农业生产中具有重要的意义,然而,随着长时间的农药施用和农业发展,如今市面流通的大多数农药应用效能低、有效成分稳定性差、容易随雨水流失等问题,为了达到相应的防治效果导致农药用量巨大从而造成环境污染、危害粮食安全。因此,提高农药利用率、增强农药作用效能、减少有效成分流失对农业生产和人民安全意义重大。
2、由于氮磷元素对植物生长的重要性,磷肥对农作物生产意义重大,且农田中传统磷肥用量大且利用效率低,磷肥在农田的过度使用导致环境中磷素渐进积累,控制农业肥料中的磷能在一定程度上缓解环境中的磷压力,有效减少磷投入,有助于实现环境中的磷控制。农田磷素控制关键在于提高磷肥利用效率并减少磷素流失,因此以减量使用和合理规划的纳米磷肥发展为农田磷素控制提供了新思路。
3、纳米农药被列为“将改变世界的十大化学新兴技术”之首,是通过纳米制备技术使农药有效成分在制剂或/和使用分散体系中以纳米尺度分散状态稳定存在的农药。纳米农药的稳定性和控释过程能是有效成分利用率增加从而减少农药使用量,有利于减缓农业化学品对农田环境带来的负担,降低农药残留的环境风险和影响。
4、缓释控释型纳米农药主要依靠有效成分在纳米载体上的吸附和解吸来实现,现研究常用的载体以二氧化硅、金属骨架、氧化石墨烯、黏土矿物材料等为主,但大多存在成本较高,并且只有缓释控释的效果,效果单一的缺陷。
技术实现思路
1、本发明的主要目的是提供一种缓释控释型纳米农药、制备方法及应用,以解决现有的缓释控释型纳米农药成本较高,效果较为单一的技术问题。
2、为实现上述目的,本发明提供了一种缓释控释型纳米农药,所述缓释控释型纳米农药为以水为溶剂的水性悬浮液,所述水性悬浮液中包括微纳米羟基磷灰石、铜制剂农药和壳聚糖。所述铜制剂农药吸附于所述微纳米羟基磷灰石,所述壳聚糖至少部分包覆于所述铜制剂农药表面。
3、其中,所述微纳米羟基磷灰石、所述铜制剂农药和所述壳聚糖的质量比为(50~100):(50~100):1。每100毫升所述水性悬浮液中包括0.5~1g微纳米羟基磷灰石。
4、根据本申请的实施方式,所述微纳米羟基磷灰石的粒径范围为20纳米~80微米。
5、根据本申请的实施方式,所述微纳米羟基磷灰石、所述铜制剂农药和所述壳聚糖的质量比为(50~100):(50~100):1。
6、根据本申请的实施方式,所述铜制剂农药为波尔多液、氢氧化铜农药制剂、噻菌铜制剂中的至少一种。
7、本申请还提供了一种上述的缓释控释型纳米农药的制备方法,包括以下步骤:
8、将壳聚糖溶于醋酸溶液中,在30-40℃下搅拌,得到壳聚糖溶液。
9、将铜制剂农药滴加到微纳米羟基磷灰石悬浮液中,混匀,得到混合液体。
10、在所述混合液体中滴加所述壳聚糖溶液,反应1h,得到所述缓释控释型纳米农药。
11、其中,所述微纳米羟基磷灰石、所述铜制剂农药和所述壳聚糖的质量比为(50~100):(50~100):1。每100毫升所述缓释控释型纳米农药中包括0.5~1g微纳米羟基磷灰石。
12、根据本申请的实施方式,所述的醋酸溶液的浓度为2mol/l。
13、根据本申请的实施方式,所述微纳米羟基磷灰石悬浮液的制备方法包括:
14、每0.5~1g微纳米羟基磷灰石与75ml水混合,在室温、搅拌速度为300-500r/min的条件下搅拌30min~1h,制备得到微纳米羟基磷灰石悬浮液。
15、根据本申请的实施方式,所述将铜制剂农药滴加到微纳米羟基磷灰石悬浮液中,混匀的步骤包括:
16、将所述铜制剂农药以2ml/min的速度滴加至所述微纳米羟基磷灰石悬浮液中,待全部滴加完成后,磁力搅拌30min~1h。
17、根据本申请的实施方式,在所述混合液体中滴加所述壳聚糖溶液,反应1h的步骤中,滴加速度为1ml/min,反应时长为1小时。
18、上述的缓释控释型纳米农药或上述的制备方法得到的缓释控释型纳米农药在农业生产中的应用。
19、上述的缓释控释型纳米农药中,微纳米羟基磷灰石和铜制剂农药相互融合,铜制剂农药在微纳米羟基磷灰石表面多种基团的吸附、螯合等作用下固定铜制剂农药,从而形成纳米农药;再以壳聚糖形成的缓释包覆膜,利用壳聚糖和农药之间的氢键、静电相互作用等作用力实现铜的缓释和溶出,纳米农药在土壤中的持留能力得到提高,缓慢释放时间延长,随雨水淋溶流失的风险更小,以绿色、环保的方式提高农药的利用率。并且,还能够长期释放对农作物生长具有促进作用的磷素,减少磷肥施用和浪费,在农作物栽培过程中作为多功能纳米载体展现了巨大机遇和前景。
1.一种缓释控释型纳米农药,其特征在于,所述缓释控释型纳米农药为以水为溶剂的水性悬浮液,所述水性悬浮液中包括微纳米羟基磷灰石、铜制剂农药和壳聚糖;所述铜制剂农药吸附于所述微纳米羟基磷灰石,所述壳聚糖至少部分包覆于所述铜制剂农药表面;
2.根据权利要求1所述的缓释控释型纳米农药,其特征在于,所述微纳米羟基磷灰石的粒径范围为20纳米~80微米。
3.根据权利要求1所述的缓释控释型纳米农药,其特征在于,所述微纳米羟基磷灰石、所述铜制剂农药和所述壳聚糖的质量比为100:100:1。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的缓释控释型纳米农药,其特征在于,所述铜制剂农药为波尔多液、氢氧化铜农药制剂、噻菌铜制剂中的至少一种。
5.一种如权利要求1所述的缓释控释型纳米农药的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述醋酸溶液的浓度为2mol/l。
7.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述微纳米羟基磷灰石悬浮液的制备方法包括:
8.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述将铜制剂农药滴加到微纳米羟基磷灰石悬浮液中,混匀的步骤包括:
9.根据权利要求5~8中任一项所述的制备方法,其特征在于,在所述混合液体中滴加所述壳聚糖溶液,反应1h的步骤中,滴加速度为1ml/min,反应时长为1小时。
10.根据权利要求1~4中任一项所述的缓释控释型纳米农药或权利要求5~9中任一项所述的制备方法得到的缓释控释型纳米农药在农业生产中的应用。