CN107306994B - 纳米植物光合作用促进剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及农业技术领域，具体涉及一种纳米植物光合作用促进剂及其制备方法和应用。本发明提供的纳米植物光合作用促进剂包括纳米二氧化钛、纳米碳材料、增氧剂、分散剂、润湿剂和水，通过各组分协同配合，能够有效提高植物光合作用利用率，参与并调节植物代谢过程，促进植物生长，增加植物干物质的积累，从而使农作物产量大幅增加，而且使用方便，制备工艺简单，生产成本低，能够有效增加种植者的经济效益，同时对人畜无害，对环境无污染无残留，适合推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及农业技术领域，具体涉及一种纳米植物光合作用促进剂及其制备方法和应用。
背景技术
植物的光合作用是地球上一切生命的基础，是人类赖以生存、繁衍和发展的源泉。光合作用是绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转化成储存在能量里的有机物，并释放出氧气的过程。光合作用能为生物提供物质和能量来源，并能维持地球上碳-氧平衡。
提高作物产量关键在于提高叶片的光合能力。对于现代农业来说，提高光合作用的利用率已成为农业生产增产增收的一个关键性问题。但大棚种植和阴天雾霾天气原因等引发的光照不足的问题，严重阻碍了植物的光合作用。
现有的促进植物光合作用的产品，均为生物制取、转基因合成，长期使用对农作物、土壤、环境有一定的危害，引发食品安全问题，而且功效单一，在恶劣天气下不能起到光合作用，且对光合作用的利用率提高效果不明显。
有鉴于此，提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种纳米植物光合作用促进剂，以纳米二氧化钛为主要成分，并与纳米碳材料、增氧剂和助剂的协同配合，能够有效提高植物光合作用利用率，参与并调节植物代谢过程，促进植物生长，增加植物干物质的积累，从而提高农作物产量大幅增加。
本发明的第二目的在于提供一种上述纳米植物光合作用促进剂的制备方法，工艺简单，操作方便，生产成本低，适合推广应用。
本发明的第三目的在于提供上述纳米植物光合作用促进剂在植物生长中的应用，能够有效提高农作物产量，而且使用方便，能够有效增加种植者的经济效益。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种纳米植物光合作用促进剂主要由以下重量份数的原料制成：纳米二氧化钛1-50份、纳米碳材料0.01-5份、增氧剂1-10份、分散剂0.1-40份、润湿剂0.1-50份和水50-2000份。
优选的，所述纳米植物光合作用促进剂，主要由以下重量份数的原料制成：主要由以下重量份数的原料制成：纳米二氧化钛10-40份、纳米碳材料0.1-3份、增氧剂3-7份、分散剂3-30份、润湿剂5-40份和水100-1000份。
更优选的，所述纳米植物光合作用促进剂，主要由以下重量份数的原料制成：纳米二氧化钛25份、纳米碳材料2份、增氧剂5份、分散剂20份、润湿剂25份和水500份。
优选的，所述纳米二氧化钛为锐钛型纳米二氧化钛。
优选的，所述纳米碳材料为碳纳米管、碳纳米纤维和纳米碳球中的一种或至少两种的组合
优选地，所述增氧剂为过碳酸钠和纳米聚合氯化铝的混合物；更优选的，过碳酸钠和纳米聚合氯化铝的重量比为(3-5):1。
优选的，所述分散剂为5040分散剂、六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠、Silok-7170W、HD2011水性分散剂和TDL-CNT中的一种或至少两种的组合。
优选的，所述润湿剂为PE-100、迪高752W、德国毕克BYK-180、十二烷基磺酸钠、OT-75、迪高Wet245和Silok8035中的一种或至少两种的组合。
上述纳米植物光合作用促进剂的制备方法，包括如下步骤：
包括如下步骤：
(a)制备纳米二氧化钛分散液：将纳米二氧化钛、部分分散剂和部分润湿剂混合研磨，再加入部分水，经分散后，得到纳米二氧化钛分散液；
(b)制备纳米碳材料分散液：将纳米碳材料、剩余量的分散剂和剩余量的润湿剂混合研磨后，再加入剩余部分水，经分散后，得到纳米碳材料分散液；
(c)制备纳米植物光合作用促进剂：将步骤(a)得到的纳米二氧化钛分散液和步骤(b)得到的纳米碳材料分散液与增氧剂混合均匀，得到纳米植物光合作用促进剂。
可选的，所述步骤(a)中采用10000-17000rpm的转速分散1-3小时，优选为采用12000-16000rpm的转速分散1.5-2.5小时，进一步优选为采用15000rpm的转速分散2小时。
可选的，所述步骤(b)中采用15000-20000rpm的转速分散3-5小时，优选为采用16000-19000rpm的转速分散3.5-4.5小时，进一步优选为采用以18000rpm的转速分散4小时。
上述纳米植物光合作用促进剂在植物生长过程中的应用。
优选的，向每千克水中加入1-60mL纳米植物光合作用促进剂，混匀后喷洒在农作物叶子表面，每3-30天喷洒一次，直至收获农作物。
更优选的，向每千克水中加入10-50mL纳米植物光合作用促进剂，混匀后喷洒在农作物叶子表面，每5-15天喷洒一次，直至收获农作物。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1.本发明的纳米植物光合作用促进剂，以纳米二氧化钛为主要成分，并与纳米碳材料、增氧剂和助剂的协同配合，能够有效提高植物光合作用利用率，参与并调节植物代谢过程，促进植物生长，增加植物干物质的积累，从而使农作物产量大幅增加，能够有效增加种植者的经济效益，而且使用方便，同时对人畜无害，对环境无污染无残留。
2.本发明的纳米植物光合作用促进剂的制备方法，工艺简单，操作方便，生产成本低，适合推广应用。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种纳米植物光合作用促进剂，主要由以下重量份数的原料制成：纳米二氧化钛1-50份、纳米碳材料0.01-5份、增氧剂1-10份、分散剂0.1-40份、润湿剂0.1-50份和水50-2000份。
本发明提供的纳米植物光合作用促进剂，以纳米二氧化钛为主要成分，并与纳米碳材料、增氧剂和助剂的协同配合，能够有效提高植物光合作用利用率，参与并调节植物代谢过程，促进植物生长，增加植物干物质的积累，从而使农作物产量大幅增加。
纳米二氧化钛为直径在100纳米以下的二氧化钛粉末。在本发明中，纳米二氧化钛的作用，主要有：
(1)纳米二氧化钛在紫外光作用下，能激发物质表面电子，连续发生能级跃迁，继而电子飞出，形成具有超强氧化能力的空穴和具有超强还原能力的电子；空穴/电子对与表面和空气中水反应后可产生活性氧和氢氧自由基等活性物质，并行于植物光反应阶段的电子传递，由此提高光合作用的速度；
(2)纳米二氧化钛在可见光下，能明显促进叶绿体的全链电子传递、PSⅡ(光系统Ⅱ)光还原活性、放氧速度及光合磷酸化活性，给植物的光合作用补充、传递电子能量，以此来达到促进光合作用的主效果，具体的，纳米二氧化钛能引起PSⅡ的微环境或构象发生适宜的改变，对可见光吸收能力增强，对PSⅡ蛋白质内部氨基酸之间的能量传递有促进作用，加快酪氨酸残基至叶绿素之间的能量传递，提高PSⅡ的光化学活性，进而导致水的光解和氧气释放加快；
(3)纳米二氧化钛对紫外线的吸收和光谱及电子跃迁的作用，能将紫外线转化为最有利于植物生长的红光；
(4)未被植物吸收的纳米二氧化钛以固态留在植物表面，对于各种植物病原体显示出杀菌及防御的补助效果。
综上，纳米二氧化钛的光催化特性能明显增强农作物的光合效应，提高光合作用率，而且还可以杀死细菌、消除细菌死后产生的内毒素，使农作物得以增产增收。
即便在阴天和雾霾天的情况下，紫外线也能传递到地球表面，而且也能穿越普通的大棚薄膜，纳米二氧化钛在紫外光作用下，激发物质表面电子，发生能级跃迁，形成的空穴/电子对，进而与表面和空气中有机物结合而发生氧化还原反应，并彻底将其氧化成水等无害物质，因此，采用纳米二氧化钛能很好地解决大棚种植和阴天雾霾天气原因等引发的光照不足进而影响植物的光合作用的问题。
在本发明中，按重量份数计，纳米二氧化钛典型但非限制性含量为：1份、5份、10份、15份、20份、25份、30份、35份、40份、45份或50份。
在本发明的一种优选实施方式中，纳米二氧化钛为锐钛型纳米二氧化钛。锐钛型纳米二氧化钛在可见光短波部分的反射率比金红石型纳米二氧化钛高，带蓝色色调，并且对紫外线的吸收能力比金红石型低，光催化活性比金红石型高。
纳米碳材料，指分散相尺度至少有一维小于100nm的碳材料。纳米碳材料可以使二氧化钛的带隙变窄，在不降低紫外光下的活性的同时，使二氧化钛具有可见光活性，并减少光生空穴/电子对复合几率，从而有效改善二氧化钛光催化的局限性。同时，碳纳米材料还能有效吸收传导红光，提高植物红光吸收率以及增加植物碳元素的吸收。
在本发明中，按重量份数计，纳米碳材料典型但非限制性含量为：0.01份、0.05份、0.1份、0.2份、0.5份、0.8份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份或5份。
作为本发明的一种优选实施方式，纳米碳材料为碳纳米管、碳纳米纤维或纳米碳球。
增氧剂，是通过多种有效成分综合作用均匀释放溶氧的物质。通过加入增氧剂来增加氧气的含量，促进纳米二氧化钛对水的光解，氧化分解植物周围的有机物，氧化破坏细菌、霉菌这些有机物的细胞膜，固化病毒的蛋白质，在杀菌的同时还能分解细菌尸体上释放出的有害复合物，也可将有机化学污染物完全氧化破坏，从而起到洁净环境和除臭等作用。
在本发明中，按重量份数计，增氧剂典型但非限制性含量为：1份、2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份或10份。
在本发明的一种优选实施方式中，增氧剂为过碳酸钠和纳米聚合氯化铝。过碳酸钠与水或者含有水汽的二氧化碳均能发生反应生成氧气，纳米聚合氯化铝能够促进过碳酸钠产生氧气的速度。由过碳酸钠和纳米聚合氯化铝组成的增氧剂增氧作用强，为一般传统增氧剂(如过氧化钙、过碳酸钠)的3-5倍，增氧速度快，增氧量大，持续时间长。
分散剂和润湿剂是为了使纳米二氧化钛和纳米碳材料更好地形成分散液，使纳米材料不易产生二次团聚。
在本发明中，按重量份数计，分散剂典型但非限制性含量为：0.1份、0.5份、1份、2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份、10份、12份、15份、18份、20份、22份、25份、28份、30份、32份、35份、38份或40份。
在本发明的一种可选实施方式中，分散剂为5040分散剂、六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠、Silok-7170W、HD2011水性分散剂和TDL-CNT中的一种或至少两种的组合。例如，上述分散剂典型但非限制性为5040分散剂，六偏磷酸钠，聚丙烯酸钠，Silok-7170W，HD2011水性分散剂，TDL-CNT，5040分散剂和六偏磷酸钠的组合，5040分散剂和聚丙烯酸钠的组合，聚丙烯酸钠和Silok-7170W的组合，HD2011水性分散剂和TDL-CNT的组合，Silok-7170W和HD2011水性分散剂的组合，5040分散剂、六偏磷酸钠和聚丙烯酸钠的组合，Silok-7170W、HD2011水性分散剂和TDL-CNT的组合，5040分散剂、聚丙烯酸钠、Silok-7170W和HD2011水性分散剂的组合，5040分散剂、六偏磷酸钠、Silok-7170W、HD2011水性分散剂和TDL-CNT的组合，5040分散剂、六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠、Silok-7170W和HD2011水性分散剂的组合，5040分散剂、六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠、Silok-7170W、HD2011水性分散剂和TDL-CNT的组合。
在本发明中，按重量份数计，润湿剂典型但非限制性含量为：0.1份、0.2份、0.5份、0.8份、1份、2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份、10份、12份、15份、18份、20份、22份、25份、28份、30份、32份、35份、38份、40份、42份、45份、48份或50份。
在本发明的一种可选实施方式中，润湿剂为PE-100、迪高752W、德国毕克BYK-180、十二烷基磺酸钠、OT-75、迪高Wet245和Silok8035中的一种或至少两种的组合；例如，上述分散剂典型但非限制性为PE-100，迪高752W，德国毕克BYK-180，十二烷基磺酸钠，OT-75，迪高Wet245，Silok8035，PE-100和OT-75的组合，PE-100和迪高Wet245的组合，迪高Wet245和Silok8035的组合，迪高752W和德国毕克BYK-180的组合，十二烷基磺酸钠和OT-75的组合，德国毕克BYK-180和Silok8035的组合，PE-100、迪高752W和Silok8035的组合，迪高752W、德国毕克BYK-180和十二烷基磺酸钠的组合，OT-75、迪高Wet245和Silok8035的组合，迪高752W、德国毕克BYK-180、十二烷基磺酸钠和OT-75的组合，PE-100、迪高752W，十二烷基磺酸钠、OT-75和Silok8035的组合，PE-100、迪高752W、德国毕克BYK-180、十二烷基磺酸钠、OT-75、迪高Wet245和Silok8035的组合。
本发明的纳米植物光合作用促进剂以纳米二氧化钛为主要成分，加上碳纳米材料、增氧剂和其他助剂来进一步增强纳米二氧化钛对植物光合作用的促进功能，能够有效提高植物光合作用利用率，参与并调节植物代谢过程，促进植物生长，增加植物干物质的积累，还具有杀菌的功效，从而提高农作物产量大幅增加。
需要说明的是，本发明的纳米植物光合作用促进剂对光合作用良好的促进作用是由特定的原料组成及配比所决定的，若组分及其配比不相互协调，单个组分所带来的有益效果，很可能会被其他组分消减甚至消除，起不到整体综合作用，甚至配比浓度不当，会至植物死亡。
在本发明的一种优选实施方式中，纳米植物光合作用促进剂，主要由以下重量份数的原料制成：纳米二氧化钛10-40份、纳米碳材料0.1-3份、增氧剂3-7份、分散剂3-30份、润湿剂5-40份和水100-1000份。
在本发明的一种优选实施方式中，纳米植物光合作用促进剂，主要由以下重量份数的原料制成：纳米二氧化钛25份、纳米碳材料2份、增氧剂5份、分散剂20份、润湿剂25份和水500份。
上述纳米植物光合作用促进剂的制备方法，包括如下步骤：
(a)制备纳米二氧化钛分散液：将纳米二氧化钛、部分分散剂和部分润湿剂混合研磨，再加入部分水，经分散后，得到纳米二氧化钛分散液；
(b)制备纳米碳材料分散液：将纳米碳材料、剩余量的分散剂和剩余量的润湿剂混合研磨后，再加入剩余部分水，经分散后，得到纳米碳材料分散液；
(c)制备纳米植物光合作用促进剂：将步骤(a)得到的纳米二氧化钛分散液和步骤(b)得到的纳米碳材料分散液与增氧剂混合均匀，得到纳米植物光合作用促进剂。
在本发明的可选实施方式中，所述步骤(a)中采用10000-17000rpm的转速分散1-3小时，优选为采用12000-16000rpm的转速分散1.5-2.5小时，进一步优选为采用15000rpm的转速分散2小时。
在本发明的可选实施方式中，所述步骤(b)中采用15000-20000rpm的转速分散3-5小时，优选为采用16000-19000rpm的转速分散3.5-4.5小时，进一步优选为采用以18000rpm的转速分散4小时。
该纳米植物光合作用促进剂的制备方法，工艺简单，操作方便，生产成本低，具有很好的经济效益，值得推广应用。
本发明的纳米植物光合作用促进剂在植物生长过程中的应用。
作为本发明的一种可选实施方案，向每千克水中加入1-60mL纳米植物光合作用促进剂，混匀后喷洒在农作物叶子表面，每3-30天喷洒一次，直至收获农作物。
作为本发明的一种可选实施方案，向每千克水中加入10-50mL纳米植物光合作用促进剂，混匀后喷洒在农作物叶子表面，每5-15天喷洒一次，直至收获农作物。
本发明的纳米植物光合作用促进剂能够显著提高植物的光合作用，同时有效杀菌，使农作物得以增产增收，同时使用方便，见效快。
下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行进一步地解释。
实施例1
实施例1的纳米植物光合作用促进剂，由以下重量份数的原料制成：锐钛型纳米二氧化钛25份、纳米碳管2份、增氧剂5份、分散剂20份、润湿剂25份和水500份。
其中，所述增氧剂为重量比为4:1的过碳酸钠和纳米聚合氯化铝的混合物；所述分散剂为摩尔比为1:1的六偏磷酸钠和HD2011水性分散剂的混合物；所述润湿剂为摩尔比为2:1的PE-100和迪高Wet245的混合物。
实施例2
实施例2的纳米植物光合作用促进剂，由以下重量份数的原料制成：锐钛型纳米二氧化钛40份、纳米碳纤维3份、增氧剂10份、分散剂40份、润湿剂50份和水2000份。
其中，所述增氧剂为重量比为5:1的过碳酸钠和纳米聚合氯化铝的混合物；所述分散剂为摩尔比为1:2的5040分散剂和TDL-CNT的混合物；所述润湿剂为摩尔比为1:3的迪高752W和十二烷基磺酸钠的混合物。
实施例3
实施例3的纳米植物光合作用促进剂，由以下重量份数的原料制成：锐钛型纳米二氧化钛10份、纳米碳球0.1份、增氧剂1份、分散剂1份、润湿剂1份和水50份。
其中，所述增氧剂为重量比为3:1的过碳酸钠和纳米聚合氯化铝的混合物；所述分散剂为摩尔比为2:1的聚丙烯酸钠和Silok-7170W的混合物；所述润湿剂为摩尔比为1:1:1的德国毕克BYK-180、OT-75和Silok8035的混合物。
实施例4
实施例4的纳米植物光合作用促进剂与实施例1的不同之处在于，增氧剂为过碳酸钠。
实施例5
实施例5的纳米植物光合作用促进剂的制备方法包括以下步骤：
(a)制备纳米二氧化钛分散液：将纳米二氧化钛、部分分散剂和部分润湿剂混合研磨1小时后，再加入部分水，用高速分散机以15000rpm的转速分散2小时后，得到纳米二氧化钛分散液；
(b)制备纳米碳材料分散液：将纳米碳材料、剩余量的分散剂和剩余量的润湿剂在球磨机中混合研磨1小时后，再加入剩余部分水，用高速分散机以18000rpm的转速分散4小时后，得到纳米碳材料分散液；
(c)制备纳米植物光合作用促进剂：将步骤(a)得到的纳米二氧化钛分散液和步骤(b)得到的纳米碳材料分散液与增氧剂混合均匀，得到纳米植物光合作用促进剂。
实施例1-4的纳米植物光合作用促进剂均采用实施例5的制备方法制的。
实施例6
实施例6的纳米植物光合作用促进剂的制备方法包括以下步骤：
(a)制备纳米二氧化钛分散液：将纳米二氧化钛、部分分散剂和部分润湿剂混合研磨1.5小时后，再加入部分水，用高速分散机以10000rpm的转速分散3小时后，得到纳米二氧化钛分散液；
(b)制备纳米碳材料分散液：将纳米碳材料、剩余量的分散剂和剩余量的润湿剂在球磨机中混合研磨2小时后，再加入剩余部分水，用高速分散机以15000rpm的转速分散5小时后，得到纳米碳材料分散液；
(c)制备纳米植物光合作用促进剂：将步骤(a)得到的纳米二氧化钛分散液和步骤(b)得到的纳米碳材料分散液与增氧剂混合均匀，得到纳米植物光合作用促进剂。
实施例7
实施例7的纳米植物光合作用促进剂的制备方法包括以下步骤：
(a)制备纳米二氧化钛分散液：将纳米二氧化钛、部分分散剂和部分润湿剂混合研磨2小时后，再加入部分水，用高速分散机以17000rpm的转速分散1小时后，得到纳米二氧化钛分散液；
(b)制备纳米碳材料分散液：将纳米碳材料、剩余量的分散剂和剩余量的润湿剂在球磨机中混合研磨1.5小时后，再加入剩余部分水，用高速分散机以20000rpm的转速分散3小时后，得到纳米碳材料分散液；
(c)制备纳米植物光合作用促进剂：将步骤(a)得到的纳米二氧化钛分散液和步骤(b)得到的纳米碳材料分散液与增氧剂混合均匀，得到纳米植物光合作用促进剂。
对比例1
对比例1的纳米植物光合作用促进剂，由以下重量份数的原料制成：锐钛型纳米二氧化钛0.1份、纳米碳管10份、增氧剂0.5份、分散剂50份、润湿剂60份和水3000份。
其中，所述增氧剂、分散剂和润湿剂与实施例1相同。
对比例2
对比例2的纳米植物光合作用促进剂，由以下重量份数的原料制成：锐钛型纳米二氧化钛70份、纳米碳管0.1份、增氧剂20份、分散剂0.01份、润湿剂0.01份和水100份。
其中，所述增氧剂、分散剂和润湿剂与实施例1相同。
对比例3
对比例3的纳米植物光合作用促进剂与实施例1的不同之处在于，用普通二氧化钛代替纳米二氧化钛，其余组成和配比与实施例1相同。
对比例4
对比例4的纳米植物光合作用促进剂与实施例1的不同之处在于，不含有纳米碳材料，其余组成和配比与实施例1相同。
对比例5
对比例5的纳米植物光合作用促进剂与实施例1的不同之处在于，不添加增氧剂。
对比例1-5的纳米植物光合作用促进剂均采用实施例5的制备方法制的。
对比例6
对比例6采用市售光合作用促进剂，河北省中科启润生物有机肥料公司生产。
试验例1
选取同一试验地点的11块大豆试验田，每块试验田的面积为5亩。分别采用实施例1-4和对比例1-6的植物光合作用促进剂喷施在各试验田中，并设置一块不采用光合作用促进剂的空白对照组。
喷施方式为在大豆分支期，即大豆植株生长出第一个分支长度为1.5-2.0cm时，开始喷施光合作用促进剂，每5天喷施一次，先在每千克水中加入40mL纳米植物光合作用促进剂再向叶面均匀喷施，以在叶面上不滴水、不淌水流为佳，直至大豆收获。其余施肥及除杂、除虫等种植方法相同，观察并记录大豆的生长状况。喷施时间应选择在无风的晴天、露水散后的上午或者下午。喷施4小时内若遇到降雨，晴天后应补喷一次。
大豆生产性能检测表见表1。
表1大豆生产性能检测表
从表1中实施例1-4与对比例1-6及空白对照的对比可以看出，本发明提供的纳米植物光合作用促进剂通过纳米二氧化、纳米碳材料、增氧剂、分散剂、润湿剂和水的协同配合，能够促进大豆的光合作用，参与并调节植物代谢过程，促进大豆生长，增加大豆干物质的积累，大豆的株高、分支、单株荚数、株粒数、百粒重及单株产量均有明显提升，从而使大豆的亩产量大幅增加，有效增加种植者的经济效益。
通过实施例1和实施例4的对比可以看出，采用过碳酸钠和纳米聚合氯化铝的混合物作为增氧剂，对提高大豆光合作用的效果优于采用传统的过碳酸钠作为增氧剂。
通过对比例1和对比例2与实施例1的对比可以看出，纳米植物光合作用促进剂原料组成的配比对植物的光合作用有很大影响，本发明提供的纳米植物光合作用促进剂原料配比合理，能够很好地促进大豆的光合作用，进而促进植物的生长，提高大豆的产量。
通过对比例3与实施例1的对比可以看出，如果采用普通的二氧化钛则不能很好地促进植物的光合作用，提高大豆产量。
通过对比例4和对比例5与实施例1的对比可以看出，添加纳米碳材料或增氧剂可以增强纳米二氧化钛的光催化作用从而提高植物光合作用的利用率。
试验例2
选取同一试验地点的11块玉米试验田，每块试验田的面积为5亩。分别采用实施例1-4和对比例1-6的植物光合作用促进剂喷施在各试验田中，并设置一块不采用光合作用促进剂的空白对照组。
喷施方式为从玉米的大喇叭口期开始喷施光合作用促进剂，每7天喷施一次，先在每千克水中加入50mL纳米植物光合作用促进剂再向叶面均匀喷施，以在叶面上不滴水、不淌水流为佳，直至玉米收获。其余施肥及除杂、除虫等种植方法相同，观察并记录玉米的生长状况。喷施时间应选择在无风的晴天、露水散后的上午或者下午。喷施4小时内若遇到降雨，晴天后应补喷一次。
玉米生产性能检测表见表2。
表2玉米生产性能检测表
从表2中实施例1-4与对比例1-6及空白对照的对比可以看出，本发明提供的纳米植物光合作用促进剂通过纳米二氧化、纳米碳材料、增氧剂和助剂的协同配合，能够促进玉米的光合作用，参与并调节植物代谢过程，促进玉米生长，增加玉米干物质的积累，玉米的株高、茎粗、穗长、穗粒数及百粒重均有明显提升，秃尖长有所减少，从而使玉米的亩产量大幅增加，有效增加种植者的经济效益。
通过实施例1和实施例4的对比可以看出，采用过碳酸钠和纳米聚合氯化铝的混合物作为增氧剂，对提高玉米光合作用的效果优于采用传统的过碳酸钠作为增氧剂。
通过对比例1和对比例2与实施例1的对比可以看出，纳米植物光合作用促进剂原料组成的配比对植物的光合作用有很大影响，本发明提供的纳米植物光合作用促进剂原料配比合理，能够很好地促进玉米的光合作用，进而促进植物的生长，提高玉米的产量。
通过对比例3与实施例1的对比可以看出，如果采用普通的二氧化钛则不能很好地促进植物的光合作用，提高玉米产量。
通过对比例4和对比例5与实施例1的对比可以看出，添加纳米碳材料或增氧剂可以增强纳米二氧化钛的光催化作用从而提高植物光合作用的利用率。
综上所述，本发明提供的纳米植物光合作用促进剂通过纳米二氧化、纳米碳材料、增氧剂和助剂的协同配合，能够促进植物的光合作用，参与并调节植物代谢过程，促进植物生长，增加植物干物质的积累，从而使农作物产量大幅增加，增加种植者的经济效益。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (16)
1.一种纳米植物光合作用促进剂，其特征在于，主要由以下重量份数的原料制成：纳米二氧化钛1-50份、纳米碳材料0.01-5份、增氧剂1-10份、分散剂0.1-40份、润湿剂0.1-50份和水50-2000份；
所述纳米二氧化钛为锐钛型纳米二氧化钛。
2.根据权利要求1所述的纳米植物光合作用促进剂，其特征在于，主要由以下重量份数的原料制成：纳米二氧化钛10-40份、纳米碳材料0.1-3份、增氧剂3-7份、分散剂3-30份、润湿剂5-40份和水100-1000份。
3.根据权利要求2所述的纳米植物光合作用促进剂，其特征在于，所述纳米植物光合作用促进剂，主要由以下重量份数的原料制成：纳米二氧化钛25份、纳米碳材料2份、增氧剂5份、分散剂20份、润湿剂25份和水500份。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的纳米植物光合作用促进剂，其特征在于，所述纳米碳材料为碳纳米管、碳纳米纤维和纳米碳球中的一种或至少两种的组合。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的纳米植物光合作用促进剂，其特征在于，所述增氧剂为过碳酸钠和纳米聚合氯化铝的混合物。
6.根据权利要求5所述的纳米植物光合作用促进剂，其特征在于，所述过碳酸钠和纳米聚合氯化铝的重量比为(3-5):1。
7.根据权利要求1-3任意一项所述的纳米植物光合作用促进剂，其特征在于，
所述分散剂为5040分散剂、六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠、Silok-7170W、HD2011水性分散剂和TDL-CNT中的一种或至少两种的组合；
和/或，所述润湿剂为PE-100、迪高752W、德国毕克BYK-180、十二烷基磺酸钠、OT-75、迪高Wet245和Silok8035中的一种或至少两种的组合。
8.一种如权利要求1-7中任一项所述的纳米植物光合作用促进剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(a)制备纳米二氧化钛分散液：将纳米二氧化钛、部分分散剂和部分润湿剂混合研磨，再加入部分水，经分散后，得到纳米二氧化钛分散液；
(b)制备纳米碳材料分散液：将纳米碳材料、剩余量的分散剂和剩余量的润湿剂混合研磨后，再加入剩余部分水，经分散后，得到纳米碳材料分散液；
(c)制备纳米植物光合作用促进剂：将步骤(a)得到的纳米二氧化钛分散液和步骤(b)得到的纳米碳材料分散液与增氧剂混合均匀，得到纳米植物光合作用促进剂。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(a)中采用10000-17000rpm的转速分散1-3小时。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(a)中采用12000-16000rpm的转速分散1.5-2.5小时。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(a)中采用15000rpm的转速分散2小时。
12.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(b)中采用15000-20000rpm的转速分散3-5小时。
13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(b)中采用16000-19000rpm的转速分散3.5-4.5小时。
14.根据权利要求13所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(b)中采用以18000rpm的转速分散4小时。
15.如权利要求1-7中任一项所述的纳米植物光合作用促进剂在植物生长过程中的应用，其特征在于，向每千克水中加入1-60mL纳米植物光合作用促进剂，混匀后喷洒在农作物叶子表面，每3-30天喷洒一次，直至收获农作物。
16.根据权利要求15所述的纳米植物光合作用促进剂在植物生长过程中的应用，其特征在于，向每千克水中加入10-50mL纳米植物光合作用促进剂，混匀后喷洒在农作物叶子表面，每5-15天喷洒一次，直至收获农作物。
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