CN109673285A - 碳纳米管的应用和植物嫁接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种碳纳米管在植物嫁接中的应用和植物嫁接营养液以及植物嫁接方法。本发明植物嫁接营养液包括分散于所述植物嫁接营养液内的碳纳米管。本发明植物嫁接方法包括将本发明植物嫁接营养液涂在接穗和砧木的结合处的步骤。本发明将碳纳米管在植物嫁接中应用，使得接穗和砧木的切面对本发明植物嫁接营养液特别是碳纳米管的吸收，从而促进接穗与砧木的愈合和生长，提供植物嫁接的成活率。

Description

碳纳米管的应用和植物嫁接方法

技术领域

本发明属于碳纳米管应用的技术领域，具体涉及一种碳纳米管的应用方法和植物嫁接方法。

背景技术

碳纳米管又名巴基管，是一种具有特殊结构(径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级，管子两端基本上都封口)的一维量子材料。碳纳米管主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。层与层之间保持固定的距离，约0.34nm，直径一般为2～20nm。并且根据碳六边形沿轴向的不同取向可以将其分成锯齿形、扶手椅型和螺旋型三种。正因为其特殊的微观结构，使得其具有异常的力学、电学和化学性能。因此，目前碳纳米管被用于导电剂或者场发射材料，也即其常规用于电学领域中。

在现有的植物嫁接技术中，通常是取一种植物的枝条或者芽接到另一种植物的茎或者根上，砧木即为用以接收枝条或者芽的植物体，接穗即为转接至砧木上的枝条或者芽，将接穗与砧木在接合处直接捆绑的方式使其紧密接合并愈合生成一株完整的新植株，这种传统方式的嫁接技术成活率慢且成活率仅为50-60％，从而造成巨大的经济损失。

人们为了解决上述问题，常会在接穗与砧木接合处涂上一层植物生长激素以利于接穗与砧木嫁接成功，但是在农业实际生产中发现，植物生长激素仅用于植物的扦插繁殖有相对明显的作用，棋仅仅在接合处涂上一层植物生长激素对提高生长速度作用并不明显，也即是植物生长激素用于植物的嫁接作用不明显，且成活率提高不显著。经过研究发现，植物生长激素用于植物的嫁接作用不明显原因之一是植物生长素容易在接合处流失，且无法进入接穗或砧木内部，因此使得到达接穗的养分不足；原因之二，可能是植物生长激素仅对植物生根有明显的作用，而对于植物茎接口愈合作用不明显。

因此，如何提高植物嫁接的接穗与砧木结合处的愈合，提高植物嫁接的成活率，并促使植物生长是农业生产急需解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种碳纳米管的应用方法，以开拓碳纳米管新的应用领域，解决碳纳米管当前常用于电学领域的技术问题。

本发明的另一目的在于提供一种植物嫁接营养液和植物嫁接方法，以解决现有植物嫁接成活率不高的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明一方面，提供了一种碳纳米管的应用方法。所述碳纳米管的应用方法是碳纳米管用于植物嫁接。

本发明另一方面，提供了一种植物嫁接营养液。所述植物嫁接营养液包括碳纳米管，所述碳纳米管分散于所述植物嫁接营养液中。

本发明又一方面，提供了一种植物嫁接方法，包括如下步骤：

将本发明植物嫁接营养液涂在接穗和砧木的结合面处。

与现有技术相比，本发明碳纳米管的应用方法是将碳纳米管用于植物嫁接，以促进接穗与砧木的愈合和生长，提供植物嫁接的成活率。

本发明植物嫁接营养液由于含有碳纳米管，因此，将其用于植物嫁接时，能够所述碳纳米管能够促进接穗与砧木的愈合和生长，提供植物嫁接的成活率。

本发明植物嫁接方法包括将本发明植物嫁接营养液涂在接穗和砧木的结合面处的步骤，使得接穗和砧木的切面对本发明植物嫁接营养液特别是碳纳米管的吸收，从而促进接穗与砧木的愈合和生长，提供植物嫁接的成活率。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一方面，本发明实施例提供了碳纳米管的一种应用方法。具体地是所述碳纳米管在植物嫁接中的应用，以促进接穗与砧木的愈合和生长，提供植物嫁接的成活率。所述碳纳米管在植物嫁接中的应用方法可以是将含有所述碳纳米管涂设在接穗和砧木的切面上，或者直接涂设在接穗和砧木的结合面上，使得接穗和砧木切面对碳纳米管有效吸收，从而促进接穗和砧木切面细胞的生长，从而促进接穗与砧木结合面的愈合和生长。

另一方面，基于上述碳纳米管在植物嫁接中的应用，本发明实施例还提供一种植物嫁接营养液。所述植物嫁接营养液包括分散于所述植物嫁接营养液内的碳纳米管。这样，将所述植物嫁接营养液涂在被嫁接用的接穗和砧木切面或者两者结合面处，使得接穗和砧木切面对植物嫁接营养液特别是碳纳米管的有效吸收，从而促进接穗和砧木切面细胞的生长，从而促进接穗与砧木结合面的愈合和生长，提供植物嫁接的成活率。

在一实施例中，所述碳纳米管在植物嫁接营养液中的浓度控制为2-20μg/mL。通过对碳纳米管浓度的控制，提高碳纳米管的作用，其能够促进接穗和砧木切面细胞的生长。在发明人研究中发现，当碳纳米管浓度过低时，对促进接穗与砧木结合面的愈合和生长的效果相对不理想；但是当碳纳米管浓度偏高时，则对接穗和砧木切面细胞似乎有毒性的副作用，对促进接穗与砧木结合面的愈合和生长的效果相对也不理想。因此，将碳纳米管在植物嫁接营养液中的浓度控制为2-20μg/mL，以充分发挥碳纳米管促进接穗和砧木切面细胞的生长的作用。

发明人在研究中还发现，纳米管的尺寸也会影响到纳米管对促进接穗和砧木切面细胞的生长有影响。当碳纳米管尺寸偏小时，其对促进接穗与砧木结合面的愈合和生长的效果相对不理想，尺寸偏小碳纳米管相对大于某一尺寸的碳纳米管对植物细胞的毒性要强。因此，在另一实施例中，所述纳米管的尺寸为1-10μm。另外，所述纳米管为单壁碳纳米管、多壁碳纳米管中的一种或两种的混合物。该尺寸的碳纳米管具有核实的尺寸，能够从接穗和砧木切面渗透接穗和砧木内，对细胞产生作用，促进接穗与砧木结合面的愈合和生长的效果。

因此，所述碳纳米管的尺寸和浓度对接穗和砧木的植物细胞存在依赖关系，通过调整碳纳米管尺寸和浓度，能够提高碳纳米管对细胞产生作用效果，从而促进接穗与砧木结合面的愈合和生长。

在一实施例中，上述各实施例中的碳纳米管经过表面修饰处理，如在碳纳米管表面修饰有亲水基团，如羟基、羧基、胺基或者其他亲植物环境基团中的至少一种的功能基团。在一实施例中，对所述碳纳米管表面的修饰方法如下：

利用混合酸法在碳纳米管的表面引入羟基或者羧基，例如，取碳纳米管，加入一定比例的水、浓硝酸以及浓硫酸，超声分散均匀后，加热冷凝回流，再用去离子水洗涤至中性；再加入盐酸溶液超声分散均匀后，加热冷凝回流，用去离子水洗涤至中性。

在进一步实施例中，所述碳纳米管或表面修饰有胺基或者羧基，利用胺基或者羧基负载上纳米银等抗菌离子，可进一步避免切口处受细菌感染，从而利于切口处的快速愈合。

通过在碳纳米管的表面修饰该些基团，能够提高接穗和砧木切面对碳纳米管的有效吸收，提高碳纳米管与植物细胞环境的相容性，而且可以降低碳纳米管对植物细胞可能造成的毒性，从而提高碳纳米管促进接穗和砧木切面细胞生长的效果。

在上述各实施例的基础上，一实施例中，所述植物嫁接营养液还包括植物生长素，或进一步还包括助剂。以所述植物嫁接营养液总重量为100％计算，所述植物生长素的重量含量为10-40％，所述助剂的重量含量为0-20％，此时，所述碳纳米管的含量依然保持2-20μg/mL，具体可以通过调节溶剂的量实现各组分如碳纳米管的含量。

在具体实施例中，所述植物生长素选用但不限于萘乙酸、赤霉素、胺鲜酯，6-苄基氨基嘌呤，油菜素内酯，三十烷醇、吲哚丁酸、多效唑、乙烯利中的一种或者多种的组合。所述助剂包括增效剂、成膜剂等至少一种。其中，所述增效剂选用但不限于双酶尿素、多酚尿素、聚能肥、活化磷肥等等，促进和协助碳纳米管、植物生长素等组分被植物吸收；成膜剂选用但不限于聚乙烯醇、聚维酮、十二烷基苯磺酸钠和硬脂酸中的至少一种，在切口处形成一保护膜，可防止病毒、细菌等感染。溶剂优选但不仅仅为水，如去离子水。

通过在所述植物嫁接营养液中添加基础营养组分，能够协助碳纳米管对细胞产生作用效果，进一步加速接穗与砧木结合面的愈合和生长，提高植株嫁接对成活率。

另外，所述植物嫁接营养液可以按照如下方法进行配制：

直接将碳纳米管分散于溶剂中；或

按照所述植物生长素、助剂和碳纳米管的浓度，先将所述植物生长素、助剂混合均匀，再加入碳纳米管磁性搅拌。其中磁性搅拌应该是充分的，如0.5h-4h，使得各组分均匀分散。

又一方面，基于上述碳纳米管在植物嫁接中的应用和上述植物嫁接营养液实施例，本发明实施例还提供了一种植物嫁接方法。所述植物嫁接方法包括在接穗和砧木的结合面处涂设植物嫁接营养液的步骤。

具体的，所述植物嫁接营养液为上文所述的植物嫁接营养液，因此，为了节约篇幅，在此不再赘述。

将所述植物嫁接营养液涂在接穗和砧木的结合面处的方法可以是采用注入的方式。这样，以便于使得接穗和砧木的结合处加有充足的所述植物嫁接营养液，另外避免加入的所述植物嫁接营养液流失，导致不必要的损失，从而降低嫁接的成本。另外，一实施例中，在接穗和砧木的结合处注入所述植物嫁接营养液的量应该是充足的，如接穗和砧木的结合处不再吸收所述植物嫁接营养液为止。当然，也可以采用其他的方式将所述植物嫁接营养液涂在接穗和砧木的结合处，如先将接穗和砧木置于植物嫁接营养液涂中进行浸渍处理，使得接穗和砧木的切面充分吸收所述植物嫁接营养液，然后再将接穗和砧木的切面进行贴合。还可以是将所述浸渍与所述注入的方式进行结合使用，实现将所述植物嫁接营养液涂在接穗和砧木的结合处。

另外，所述接穗和砧木可以是根据需要进行选用，可以是树木或其他适合嫁接的植物。另外，接穗和砧木的切面可以是常规的切面，如切面的斜切角度为10°-80°，以便于接穗和砧木能够稳固结合。

由上述的植物嫁接方法直接将含有碳纳米管的植物嫁接营养液涂在接穗和砧木的结合处即可，使得接穗和砧木的切面对所述植物嫁接营养液特别是碳纳米管的吸收，从而促进接穗与砧木的愈合和生长，提供植物嫁接的成活率。另外，所述植物嫁接方法简单而且易于操作和控制，因此，所述植物嫁接方法稳定性好，植株成活率。

现结合具体实例，对本发明进行进一步详细说明。

1.植物嫁接营养液的实施例

实施例11

本实施例提供了一种植物嫁接营养液。所述植物嫁接营养液包括如下组分：

萘乙酸重量百分比为20％、未修饰的碳纳米管的浓度为8μg/mL，尺寸为6μm，溶剂为水。

实施例12

本实施例提供了一种植物嫁接营养液。所述植物嫁接营养液包括如下组分：

赤霉素重量百分比为22％、羧基修饰的碳纳米管的浓度为20μg/mL，尺寸为8μm，溶剂为水。

实施例13

本实施例提供了一种植物嫁接营养液。所述植物嫁接营养液包括如下组分：

6-苄基氨基嘌呤重量百分比为35％、多酚尿素为2％、聚乙烯醇为0.5％、羟基修饰的碳纳米管的浓度为2μg/mL，尺寸为5μm，溶剂为水。

实施例14

本实施例提供了一种植物嫁接营养液。所述植物嫁接营养液包括如下组分：

多效唑重量百分比为10％、聚能肥为10％、十二烷基苯磺酸钠为1％、羟基修饰的碳纳米管的浓度为18μg/mL，溶剂为水。

实施例15

本实施例提供了一种植物嫁接营养液。所述植物嫁接营养液包括如下组分：

油菜素内酯重量百分比为10％、活化磷肥为15％、硬脂酸为3％、羟基修饰的碳纳米管的浓度为2μg/mL，溶剂为水。

实施例16

本实施例提供了一种植物嫁接营养液。所述植物嫁接营养液包括如下组分：

羟基修饰的碳纳米管的浓度为8μg/mL，尺寸为6μm，溶剂为水。

实施例17

本实施例提供了一种植物嫁接营养液。所述植物嫁接营养液包括如下组分：

未被修饰的碳纳米管的浓度为8μg/mL，尺寸为6μm，溶剂为水。

1.植物嫁接方法的实施例

实施例21

本实施例提供了一种植物嫁接方法。所述植物嫁接方法包括如下步骤：

采用注入法将实施例11中的植物嫁接营养液注入在接穗和砧木的结合处后，按照嫁接的捆扎方法将接穗和砧木捆扎固定。

嫁接后统计得知，本实施例11嫁接植株的存活率为94％以上，且可快速生长为新的植株，愈合形成新植株的周期为45天。

实施例22

本实施例提供了一种植物嫁接方法。所述植物嫁接方法包括如下步骤：

采用注入法将实施例12中的植物嫁接营养液注入在接穗和砧木的结合处后，按照嫁接的捆扎方法将接穗和砧木捆扎固定。

嫁接后统计得知，本实施例12嫁接植株的存活率为95％以上，且可快速生长为新的植株，愈合形成新植株的周期为42天。

实施例23

本实施例提供了一种植物嫁接方法。所述植物嫁接方法包括如下步骤：

采用注入法将实施例13中的植物嫁接营养液注入在接穗和砧木的结合处后，按照嫁接的捆扎方法将接穗和砧木捆扎固定。

嫁接后统计得知，本实施例13嫁接植株的存活率为96％以上，且可快速生长为新的植株，愈合形成新植株的周期为40天。

实施例24-27

本实施例提供了三种植物嫁接方法。所述植物嫁接方法是将实施例14-17分别按照实施例21的方法进行，嫁接后统计得知，本实施例14嫁接植株的存活率为98％以上，且可快速生长为新的植株，愈合形成新植株的周期为34天；本实施例15嫁接植株的存活率为97％以上，且可快速生长为新的植株，愈合形成新植株的周期为37天；本实施例16嫁接植株的存活率为92％以上，且可快速生长为新的植株，愈合形成新植株的周期为48天、本实施例17嫁接植株的存活率为90％以上，且可快速生长为新的植株，愈合形成新植株的周期为50天。

对比例1

现有的嫁接方法，接穗和砧木接合处不做任何处理。嫁接后统计得知，本对比例1嫁接植株的存活率为55％，愈合形成新植株的周期为4-6个月。

对比例2

现有的嫁接方法，接穗和砧木接合处涂覆普通植物生长素，嫁接后统计得知，本对比例2嫁接植株的存活率为59％，愈合形成新植株的周期为3.5-5.5个月。

对比本实施例21-26的嫁接植株的存活率和愈合时间可知，本发明实施例植物嫁接方法后的植株存活率明显比对比例1和对比例2的嫁接方法存活率要高，而且接穗与砧木结合面愈合的周期也比对比例1和对比例2要短。因此，本发明实施例含有碳纳米管的植物嫁接营养液能够促进接穗与砧木的愈合和生长，提供植物嫁接的成活率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种碳纳米管的应用方法，其特征在于：将碳纳米管用于植物嫁接。

2.一种植物嫁接营养液，其特征在于：包括碳纳米管，所述碳纳米管分散于所述植物嫁接营养液中。

3.根据权利要求2所述的植物嫁接营养液，其特征在于：所述碳纳米管的尺寸为1-10μm；和/或

所述碳纳米管在所述植物嫁接营养液中的浓度为2-20μg/mL。

4.根据权利要求2或3所述的植物嫁接营养液，其特征在于：所述碳纳米管表面修饰有羟基、羧基、胺基中的至少一种；和/或

所述碳纳米管为单壁碳纳米管、多壁碳纳米管中的一种或两种的混合物。

5.根据权利要求4所述的植物嫁接营养液，其特征在于：所述碳纳米管表面的修饰方法如下：

将所述碳纳米管置于浓硝酸和/或浓硫酸溶液中进行超声分散处理，加热冷凝回流处理后，再用水洗涤至中性；然后置于盐酸溶液超声分散处理，再次加热冷凝回流处理后，用水洗涤至中性。

6.根据权利要求2、3、5任一所述的植物嫁接营养液，其特征在于：还包括重量含量为10-40％的植物生长素和0-20％的助剂。

7.根据权利要求6所述的植物嫁接营养液，其特征在于：所述植物生长素包括萘乙酸、赤霉素、胺鲜酯，6-苄基氨基嘌呤，油菜素内酯，三十烷醇、吲哚丁酸、多效唑、乙烯利中的至少一种；

所述助剂包括增效剂、成膜剂中的至少一种。

8.一种植物嫁接方法，包括如下步骤：

将权利要求2-7任一所述的植物嫁接营养液涂在接穗和砧木的结合面处。

9.根据权利要求8植物嫁接方法，其特征在于：所述植物嫁接营养液采用注入的方式涂在接穗和砧木的结合面处；和/或

所述接穗和砧木的切面的斜切角度为10°-80°。

10.根据权利要求8或9植物嫁接方法，其特征在于：所述植物为树木。