[发明专利]一种促进结瘤固氮和生长的新型大豆专用纳米肥料

说明书

本发明提供纳米钼肥在促进大豆结瘤固氮和植物生长中的应用，内容包括：在土壤中施加10‑500mg/kg的纳米二硫化钼，将施用纳米二硫化钼后的土壤用于大豆的种植。本发明所制备的纳米肥料制剂对大豆根瘤的生长和固氮效率有显著的促进作用，并且该纳米肥料可以起到肥料的效果促进植物的生长。

技术领域

本发明属于纳米肥料领域，特别涉及对增强大豆固氮效率和大豆生长有良好效果的新型纳米肥料。具体涉及一种运用于大豆生产的纳米肥料制剂，包含其主要成分、制备方法及其施用方法。

背景技术

大豆是我国重要的经济作物，也是进口量最大的农作物。其蛋白和脂肪含量总和高达60％。在当前难以大幅增加大豆种植面积的背景下，利用纳米技术提高大豆产品产量和品质，对于促进大豆产业振兴具有十分重要的意义。

大豆是典型的生物固氮作物。据统计,大豆-根瘤菌共生体系每年固氮约为1.64×10⁷t,占豆科作物固氮总量的60％以上。在生产中,利用豆科作物生物固氮作用,可以在减少氮肥投入的条件下增加作物产量、提高品质、保护。而随着土壤环境恶化，抑制了根瘤菌的生长，降低了大豆的固氮效率。钼是植物中固氮酶合成的必需微量元素。固氮酶则是豆科植物生物固氮过程不可或缺的酶。钼水平的高低对植物固氮过程具有重要的影响。

纳米材料可以通过减少土壤污染和通过提高养分利用效率降低化肥和农药的投入量来提高土壤质量。例如，有学者通过设计纳米材料的结构释放植物所需的养分和农药。NMs在土壤中的应用可以通过改变微生物活性和丰度来改变氮、磷和碳循环以及大量营养元素氮和磷的生物利用度。钼基纳米材料可以固氮菌的活性和物种丰度，以提高豆科植物的固氮效率。这些策略在提高作物产量和植物营养价值的同时，为提高农业的可持续性提供了巨大的价值。

发明内容

本发明的目的在于提供纳米二硫化钼在提高大豆固氮效率，促进大豆生长中的应用，包含其主要成分、制备方法及其施用方法。

根据本发明的第一方面，提供纳米二硫化钼在提高大豆固氮效率的应用，包括：

(1)将土壤和二硫化钼纳米材料，形成土壤-二硫化钼纳米材料混合物，浓度分别为10mg/kg、100mg/kg和500mg/kg。

(2)上述土壤-二硫化钼纳米材料混合物用于大豆的种植，并接种根瘤菌。

优选情况下，所述纳米二硫化钼粒子的粒径为80-100nm，纯度＞ 99.9％。

根据本发明的第二方面，提供一种具有促进大豆固氮效率和肥料双重功效的纳米肥料制剂，由纳米二硫化钼粒子施用于土壤中，浓度为10-500mg/kg。

本发明涉及到的新型固氮肥的重要成分由纳米二硫化钼构成。

二硫化钼(MoS₂)的主要存在形式是黑色粉末或者颗粒，由单层组成，在每个单层中具有强共价Mo-S键，在相邻单层之间具有弱的范德华力。随着纳米技术的迅速发展，MoS₂由于其独特的性质已经被广泛应用于电子、能源科学和生物医学等领域。此外，MoS₂还用作吸附剂，用于去除汞蒸气和其他离子物质，例如Pb²⁺，Cd²⁺，Zn²⁺和Co²⁺。 MoS₂纳米材料也可用作吸附剂，以去除有机污染物，例如染料和抗生素。MoS₂纳米材料除了具有吸附和降解污染物的特性，在抗菌方面也有广泛应用。MoS₂纳米片具有尖锐的边缘，与细菌接触可造成的细胞膜破坏以及微生物的氧化还原过程破坏反应。另外，MoS₂纳米片的毒性低于石墨烯基纳米材料的毒性，表明MoS₂材料可以作为石墨烯的替代物。

本发明涉及到的主要成分，即二硫化钼纳米粒子，通过促进固氮效率以及为大豆生长提供钼元素，从而促进了大豆的生长。