專利名稱：包含二氧化鈦納米顆粒的促進植物生長的液體組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含二氧化鈦納米顆粒(nanoparticles)的促進植物生長的液體組成物。更詳細地說，本發(fā)明涉及對病原體具有殺菌作用，部分地為植物提供養(yǎng)分和構(gòu)成物質(zhì)，并可以在植物光合作用中增加植物太陽能利用效率而有效地增加作物產(chǎn)量的促進植物生長的液體組合物。
背景技術(shù)：
目前農(nóng)業(yè)領(lǐng)域需要解決的問題是將為增產(chǎn)糧食而過多施用各種化學物質(zhì)造成的土地荒廢以及環(huán)境污染問題最小化。
按現(xiàn)有技術(shù)促進植物生長的方法廣義可分類為兩種。
第一、利用化學肥料的方法，暫時似有效，但最終惡化植物生長的土壤條件。這樣產(chǎn)生了為改善惡化的土壤條件必須進行再次施肥的惡循環(huán)。因此該方法從長期角度來看是不優(yōu)選的。
第二、利用作為植物提出物或人工合成的類似物質(zhì)的植物生長調(diào)節(jié)劑的方法。
利用N-酰基丙氨酸衍生物、吲哚乙酸、赤霉素、芐基氨基嘌呤、吲哚丁酸、或其混合物的方法是已知的。但這一方法價格昂貴，具有必須使用醇溶劑的操作問題。這也涉及引起對植物體化學傷害的局限。
并且，使用這些物質(zhì)雖然提供一定的生長促進效果，但也出現(xiàn)副作用以及無法避免地涉及到由于不適當?shù)厥褂没瘜W物質(zhì)而造成的傷害。為調(diào)整體內(nèi)的新陳代謝植物必須適應周圍環(huán)境。不過，這一僅限于植物生長的方法會引起生產(chǎn)力下降甚至殺死植物。
同時，韓國專利10-0287525(題為“植物生長促進劑”)公開了一種利用2-甲基-4-二甲基氨基甲基-5-羥基苯并咪唑從而抑制突變，防止氧化以及增加對疾病抗性的植物生長促進劑。
上述的化學肥料和植物生長調(diào)整劑主要由具有各種成分的人工合成的有機物質(zhì)組成，這樣，即使使用同樣的化肥或生長調(diào)節(jié)劑，根據(jù)使用條件的不同其得到結(jié)果是不同。
最近，有一種以包含復合成分的天然無機物代替化學肥料的嘗試，但是效果令人不滿意，而且因混合重金屬而似乎會引起大的傷害。
同時，有一些通過利用已知物質(zhì)的功能而開發(fā)新的植物生長促進劑的嘗試，但它們也顯示了并不充分的效果，下降的經(jīng)濟效率以及局限的適用范圍。
本發(fā)明說明本發(fā)明涉及包含二氧化鈦納米顆粒(nanoparticles)的促進植物生長的液體組合物。本發(fā)明包括發(fā)現(xiàn)促進植物生長以及新陳代謝，而同時并不引起環(huán)境污染問題的新物質(zhì)。另外還包括進行對植物的優(yōu)化應用試驗。
植物生長所必需的因素包括養(yǎng)分、濕度、溫度、光等。當其它條件相同時，植物生長按照最小養(yǎng)分定律由最不足的無機元素量決定。盡管對各種不同植物的每一個來說，優(yōu)化無機元素供應率是必需的，但是由于植物生長的土壤或者周圍環(huán)境條件不同而實際很難。
因此，本發(fā)明人背離常規(guī)的有機物肥料和無機元素組合的形式，嘗試尋找目前為止沒有利用過的新的物質(zhì)。
根據(jù)植物從基于太陽能的光合作用合成的物質(zhì)中得到養(yǎng)分并生長這一事實，本發(fā)明人進行了尋找可利用太陽能的物質(zhì)的嘗試。
作為符合上述目的的物質(zhì)，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)對人體以及植物具有確保安全性、和具有包括滅菌以及分解有毒生物在內(nèi)的功能、由容易得到的物質(zhì)形成的光催化性二氧化鈦(TiO2)。
光催化劑是指通過吸收來自太陽光或者人工照明的必需波長范圍的光幫助發(fā)生化學反應的物質(zhì)。
這樣的光催化性物質(zhì)具有在光照射下使用氧(O2)和水(H2O)作為氧化劑將有毒物質(zhì)氧化成為二氧化碳(CO2)和水(H2O)的功能。
近年來，相對廉價、不會被光分解、可以以半永久方式使用、且不會導致環(huán)境污染問題的二氧化鈦作為光催化劑受到矚目。
并且，包括日本、歐洲以及美國的先進工業(yè)國把二氧化鈦作為抗菌、除臭、空氣凈化等目的應用于家庭以及工業(yè)方面，其用途正在逐漸擴大。
本發(fā)明人基于這一點首次發(fā)明把光催化性二氧化鈦直接應用給植物的方法。
本發(fā)明的二氧化鈦納米顆粒是以膠態(tài)這一植物容易利用的方式被制備的，而先前的包括石灰和硅質(zhì)肥料在內(nèi)的無機肥料因為是固態(tài)而不容易被植物利用。
我們知道傳統(tǒng)的石灰肥料或硅質(zhì)肥料等大部分通過土壤傳遞，由土壤中有機酸或作物根分泌的酸慢慢溶解，然后通過吸收被植物利用。
但是上述無機肥料具有其有效成分幾乎不溶于水，以及與土壤中的微量元素鋁(Al)、鐵(Fe)等形成復合物的缺點，從而降低作物的吸收效率。
為了解決這一問題，需要施比植物可利用量更多的肥料，最終導致營養(yǎng)過分狀態(tài)，所以植物可能以非正常的方式不利地生長。
本發(fā)明使用將作為主要成分的二氧化鈦直接施用在作物葉上的方法，這樣作物的吸收路徑擴展到土壤和葉。
根據(jù)晶格結(jié)構(gòu)，二氧化鈦可以分為由銳鈦礦(Anatase)、金紅石(Rutile)、板鈦礦(Brookite)組成的三種類型，并且具有根據(jù)各自晶體結(jié)構(gòu)其催化活性非常不同的特點。
在這些結(jié)構(gòu)中，金紅石結(jié)構(gòu)具有微弱光催化活性，這樣主要用于包括阻斷紫外線在內(nèi)的輔助目的。已知銳鈦礦和板鈦礦結(jié)構(gòu)具有相對高的光催化活性，但是根據(jù)制備方法不同其功能千差萬別。
并且，光催化活性不僅和晶體結(jié)構(gòu)密切相關(guān)而且與二氧化鈦顆粒大小和比表面積具有密切的關(guān)聯(lián)。一般地，已知隨著顆粒大小減小，比表面積增加，且活性接觸點的數(shù)量增加從而二氧化鈦分解生物以及作為催化劑的能力更為杰出。
目前在商業(yè)可利用的光催化劑，大部分以光催化劑粉末懸浮于溶液中的狀態(tài)使用，以及把二氧化鈦溶膠溶液維持在載體上或載體內(nèi)部的狀態(tài)使用。
制備光催化劑粉末的典型方法包括將無機鈦鹽如氯化鈦或硫酸鈦水解，用堿中和，按一定重量比與水溶性金屬鹽混合，并高溫下煅燒的方法。也包括使用有機鈦前體的溶膠-凝膠(sol-gel)方法。
在這些方法中，與其他方法相比，溶膠-凝膠方法是將有機烴氧基鈦(titanium alkoxide)作為起始物質(zhì)，這樣使顆粒大小一致，根據(jù)反應條件以平穩(wěn)的方式調(diào)整晶體結(jié)構(gòu)。所以溶膠-凝膠方法是典型的優(yōu)選方法。
在本發(fā)明中可以使用上述描述的所有不同種類的二氧化鈦。
烴氧基鈦(titanium alkoxid)作為起始物質(zhì)，顆粒大小為3～200nm的二氧化鈦納米顆粒被結(jié)晶，以穩(wěn)定的分散體形式得到銳鈦礦型結(jié)構(gòu)。所得到的分散體的催化活性試驗結(jié)果表明，該分散體完全不亞于市售的二氧化鈦溶膠溶液，利用該分散體可以提供更好的生長促進效果。
在如上所述獲得的銳鈦礦型二氧化鈦分散體用水稀釋至適當?shù)亩趸仢舛?，與作為有機顏料的亞甲基藍混合，并放置在太陽光下時，可以肉眼觀察到光催化劑的有機分解過程。當在分散體中存在植物病原體并接近光催化劑表面時，它們可以以與顏料同樣的方法通過羥自由基作用被分解。
但是在水中的光催化劑的功能與施用在作物上的光催化劑功能明顯不同。本發(fā)明人通過解決如下的技術(shù)問題作了將二氧化鈦光催化劑應用于植物上的嘗試。
首先，在記錄用水稀釋的二氧化鈦濃度后，嘗試定出能夠發(fā)生生物分解的最低濃度。
本發(fā)明人已經(jīng)觀察到在水中的二氧化鈦活性，其結(jié)果表明水中二氧化鈦濃度下降時其活性下降，然后顯示幾乎沒有或沒有活性。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)甚至在低于10ppm濃度時還存在活性。這一點說明了在此低濃度下二氧化鈦可以充分發(fā)揮其功能而并不會引起例如作為植物光合作用中心的葉綠體等細胞內(nèi)機制的損傷，并且二氧化鈦也可以以相對低的費用應用于農(nóng)業(yè)方面。
第二、以水稀釋的二氧化鈦納米顆粒施用于作物時，隨著時間的推移水分將被蒸發(fā)，未吸收的二氧化鈦以固態(tài)殘留在作物表面。存在的物質(zhì)當完全吸收到植物時體現(xiàn)其功能，但發(fā)現(xiàn)未被植物吸收的二氧化鈦部分使植物對外部脅迫具有抵抗力，對于各種植物病原體也顯示了具有殺菌以及防御的有利效果。
第三、由于二氧化鈦具有大約pH為4的等電點，但根據(jù)情況不同也有變化，所以在酸性和堿性范圍內(nèi)保持穩(wěn)定的膠體形態(tài)。如果用水稀釋二氧化鈦納米顆粒，隨著稀釋倍數(shù)增加它們漸漸靠近等電點，而最終改變?yōu)槌恋砦锏男螒B(tài)。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當其pH被調(diào)節(jié)以致于稀釋后至少兩個小時以內(nèi)二氧化鈦不會形成沉淀后二氧化鈦施用于葉子時，二氧化鈦的效應大大提高。
并且，還發(fā)現(xiàn)隨著在制備二氧化鈦納米顆粒過程中顆粒大小被減小，發(fā)生沉淀的時間也被延遲。
從上述結(jié)果，發(fā)現(xiàn)光催化性二氧化鈦納米顆粒適于作為本發(fā)明目的-植物生長和代謝促進組合物的主要構(gòu)成成分。
用水稀釋二氧化鈦納米顆粒并施用于作物時，發(fā)現(xiàn)它促進作物的生長，并顯示出對植物病原體的殺菌作用。另外，一部分二氧化鈦顆粒對植物提供了養(yǎng)分和構(gòu)成物質(zhì)，并且在植物光合作用過程中增加植物太陽能利用效率，從而明顯地提高了作物產(chǎn)量?；谶@些方面，完成了本發(fā)明。
本發(fā)明包含二氧化鈦納米顆粒的促進植物生長的液態(tài)組合物如下形成。
在包含二氧化鈦納米顆粒的促進植物生長的組合物中，組合物的主要成分是包含膠態(tài)二氧化鈦的水性溶液(aqueous solution)，二氧化鈦顆粒大小是能夠容易地被植物吸收的大小。為了防止水性溶液中二氧化鈦迅速沉淀，調(diào)節(jié)溶液的pH值。而且用水稀釋上述溶液，使二氧化鈦調(diào)整到希望的濃度。另外，添加植物生長所需要的輔助物質(zhì)，添加分散用表面活性劑。
本發(fā)明人選擇了光催化性二氧化鈦納米顆粒溶液作為促進植物生長以及代謝的物質(zhì)，為使其可被植物有效地利用而發(fā)現(xiàn)了通過用水稀釋可以方便地利用該溶液的方法。
該二氧化鈦溶液具有銳鈦礦型結(jié)構(gòu)，它容易從市售得到并具有相當高的光催化活性，顆粒大小在3～200nm范圍內(nèi)。
將二氧化鈦納米顆粒用水稀釋并施用于植物體時，一部分納米顆粒被吸收到植物體中以致于促進植物內(nèi)部光合作用進程以及代謝。未被植物吸收的剩余二氧化鈦部分殘留在植物表面，起到增加植物對于各種脅迫和病原體抗性的作用。
為了上述目的，可以使用各種二氧化鈦納米顆粒。顆粒大小為3～200nm的納米顆粒有相當好的吸收性以及可加工性，并且可大大提高了作物產(chǎn)量，但也可以使用分散數(shù)十微米的細顆粒的溶液。
如同用掃描電子顯微鏡所觀察到的，只要二氧化鈦顆粒可以穩(wěn)定地保持被分散的狀態(tài)，不管是單分散狀態(tài)的初級顆粒(primaryparticles)還是由初級顆粒聚集形成的次級顆粒(secondary particles)，任何二氧化鈦顆粒都可以使用。
而且，可以使用各種形狀的顆粒，但本發(fā)明優(yōu)選使用球形、針形或板形的二氧化鈦納米顆粒。
同時，用于上述目的的二氧化鈦晶體結(jié)構(gòu)可以是銳鈦礦型、金紅石型、板鈦礦型或者其混合物，但尤其優(yōu)選銳鈦礦型晶體結(jié)構(gòu)。
銳鈦礦型的晶體結(jié)構(gòu)通過吸收太陽光中波長大約為380nm的近紫外線區(qū)域光而被激發(fā)，在同時通過將電子與空穴分離顯示了強大的氧化力，這樣它可分解大部分有毒生物。由于這個原因，相信它是最符合上述目的的晶體結(jié)構(gòu)。
當用水稀釋膠態(tài)二氧化鈦并施用于作物時，其稀釋倍數(shù)對作物產(chǎn)量影響很大。
在本發(fā)明中，最終稀釋后的二氧化鈦納米顆粒濃度是1～1,000ppm，優(yōu)選3～300ppm，最優(yōu)選3～150ppm。
如果濃度高于1,000時，經(jīng)濟方面費用將增加同時化學傷害可能性也增大。如果濃度低于1ppm，則二氧化鈦納米顆粒的效應將急劇降低。
由于當施用于作物葉時二氧化鈦稀釋液在作物產(chǎn)量上顯示最大的增加，所以它從本質(zhì)上與現(xiàn)有土壤調(diào)節(jié)劑不同。
由于作為本發(fā)明組合物主要成分的二氧化鈦納米顆粒本身起到大大提高作物產(chǎn)量的作用，所以不與其他單獨的輔助添加劑混合它也顯示了充分的生長促進效果。然而，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說很明顯，可以加入植物生長的必須肥料成分、其他金屬或者非金屬氧化物、或用作吸收劑或展布劑的表面活性劑。
Li、Be、B、Na、Mg、Al、Si、P、K、Ca、Sc、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Se、Zr的氧化物或它們的混合物可以作為肥料成分或金屬或非金屬氧化物。并且只要含有上述元素的物質(zhì)溶解在水里并可以被植物吸收，也可以使用上述元素的碳酸鹽、鹽酸鹽、硝酸鹽或硫酸鹽。
相對于本發(fā)明液體組合物主要成分的二氧化鈦固形物，加入的金屬或者非金屬氧化物的量是0.1～20重量％，優(yōu)選0.5～15重量％。
由二氧化鈦納米顆粒溶液顯示的殺菌效果是由于太陽光直接或間接照射時引起的半導體氧化強度。因此在阻斷太陽光的條件下或夜間很少或幾乎沒有太陽光輻射的情況下，殺菌效果也將下降。
根據(jù)這一點，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過接觸病原體具有消滅植物病原體能力的銀(Ag)納米顆?？梢杂米髁硪环N輔助物質(zhì)。
一般來說，顆粒大小為1～100nm的銀納米顆粒穩(wěn)定地分散在水性溶液中。如果施用加入到二氧化鈦溶液中的銀納米顆粒，則由于銀納米顆粒的強殺菌活性而更增加二氧化鈦的這種能力。此外，高價格的銀納米顆粒單獨很難應用于農(nóng)作物，但是當與二氧化鈦納米顆粒混合使用時，僅微小量也發(fā)揮相當高的殺菌活性。
盡管添加銀納米顆粒的量可以在保障經(jīng)濟效益的范圍里選擇，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)相對于二氧化鈦固形物，其用量優(yōu)選0.5～20重量％，更優(yōu)選1.0～10重量％。
在本發(fā)明中，可以添加到二氧化鈦水性溶液中并用作吸收劑或者展布劑的表面活性劑包括為陽離子表面活性劑、非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑以及兩性表面活性劑(Ampothetic Surfactant)等。根據(jù)施用二氧化鈦溶液的植物種類不同使用不同種類的表面活性劑。
如上所述的一種或兩種或更多種表面活性劑以適合的比例混合，添加到二氧化鈦水性溶液中。這樣的情況下，相對于二氧化鈦固形物，添加的表面活性劑量優(yōu)選為0.1～5重量％，更優(yōu)選0.2～1重量％。


圖1顯示了用本發(fā)明的促進植物生長的液體組合物處理的稻植物的桿生長效果。
實施本發(fā)明的最佳方式下文通過實施例更詳細地說明本發(fā)明。但應當注意，本發(fā)明并不局限于這些實施例，也不被這些實施例限制。
實施例1包含二氧化鈦的促進植物生長的液體組合物的制備在本實施例中，用二氧化鈦納米顆粒制備促進植物生長的液體組合物。
該組合物特征在于包含3～200nm的二氧化鈦納米顆粒。
作為本發(fā)明二氧化鈦的原料的有機烴氧基鈦(titanium alkoxide)，使用TTIP(四異丙醇鈦(Titanium-Tetraisopropoxide)，JUNSEI，97％)。
240ml的70％硝酸與8.94L去離子水混合。
向此溶液里逐滴加入720ml的TTIP。
混合液在80℃下回流攪拌進行水解。
反應結(jié)束時，獲得藍色的二氧化鈦膠體溶液。二氧化鈦固體2.0％，pH＝7.0。
用XRD觀察，發(fā)現(xiàn)上述二氧化鈦膠體的晶體結(jié)構(gòu)為銳鈦礦型。所存在的95％以上二氧化鈦納米顆粒大小在15～25nm的范圍內(nèi)。
向上述二氧化鈦膠體溶液里加入70％硝酸300ml以致于溶液被調(diào)整為pH0.5。
在此溶液中加入7990L水，使二氧化鈦濃度成為25ppm。
此溶液(樣品A)作為植物的施用溶液。
應用試驗在實施例1獲得的樣品A作為施用于植物的溶液，選擇稻和玉米植物作為試驗植物由樣品A處理。使用稻植物時，為了檢測由于環(huán)境變化而引起的產(chǎn)量變化，比較在實驗室PET容器里栽培的植物和直接在露地栽培的植物。
所述樣品被施用于已經(jīng)完成分蘗的個體上，這樣可以排除分蘗間差異對于產(chǎn)量的影響。
為了驗證施用于各作物的二氧化鈦納米顆粒的植物生長促進效果，收獲后記錄稻植物的桿長、重量、谷粒重以及千粒重(即，每千粒谷粒的重量)，并記錄玉米植物的個體重量。
為了驗證包含在樣品A中的二氧化鈦納米顆粒的殺菌以及防御能力，選擇兩種植物病原體，依照韓國化學技術(shù)研究所提供的篩選方法進行測試。
測試實施例1測試實施例1組合物對于稻植物的效果在相同條件下把完全分蘗的稻植物種在PET容器中，分為樣品A與對照的溶液施用于稻植物上，并檢測其效果。
表1在PET容器中生長的稻植物重量和谷粒重量的測定結(jié)果

在表1中，將實施例1描述的溶膠-凝膠法制備的二氧化鈦溶液稀釋并施用于植物的樣品A，由于二氧化鈦納米顆粒的生長促進效果，顯示了在重量上與對照植物相比20％以上的增加。尤其谷?？傊亓颗c對照植物相比增加40％以上。該結(jié)果表明，與對照相比樣品A對作物產(chǎn)量的增加是顯著的。
測試實施例2測試實施例1組合物對于稻植物的效果把完全分蘗的稻植物種在露地，分成樣品A和對照的溶液施用于稻植物上，并檢測其效果。
圖1顯示，當施用二氧化鈦溶液(樣品A)時，與對照相比桿長度增加大約13％。對于收獲時的稻植物狀態(tài)，與對照相似，樣品A表現(xiàn)出良好的直立性和光截捕作用(light interception)，幾乎很少或沒有倒伏。
表2生長在露地的稻植物重量和谷粒重量的測定結(jié)果

表2顯示，在露地施用二氧化鈦溶液時，如同在PET容器中的情況一樣，作物產(chǎn)量提高30％以上。
表3露地生長的稻千粒重和谷殼比率的測定結(jié)果

為了分析二氧化鈦溶液對于作物產(chǎn)量的影響，表3顯示了露地收獲的谷粒中千粒重和谷殼比率。樣品A顯示了與對照類似的千粒重和谷殼比率。這表明作物產(chǎn)量是由于谷粒數(shù)增加，而不是谷粒重量的增加而增加的。
圖1也顯示桿長增加了13％，表2顯示谷粒重量增加31.8％。這表明當施用包含二氧化鈦的溶液時不僅僅增加了長度還促進植物代謝從而生產(chǎn)出更大量的谷粒。
測試實施例3測試實施例1組合物對玉米植物的效果露地栽培的飼料用玉米植物分別施用樣品A和對照，檢測其效果。
表4玉米植物重量和產(chǎn)量增加的測定結(jié)果

表4顯示當田間作物飼料用玉米植物施用二氧化鈦納米顆粒時，作物產(chǎn)量增加了40％以上。雖然因為只測量了收獲的玉米植物的重量這些結(jié)果可能有些差異，但上述結(jié)果還是驗證了二氧化鈦納米顆粒促進生長以及代謝的效果。
測試實施例4殺菌試驗為了驗證按照本發(fā)明用于葉面施用液中的二氧化鈦納米顆粒對于植物病原體的殺菌活性以及防御能力，依照韓國化學技術(shù)研究所提供的篩選方法進行試驗。
在試驗中，Pyricularia oryzae(RCB)和灰色葡萄孢(Botrytiscinerea(TGM))作為植物病原體，初級篩選方法如下進行。
首先將稻瘟病，Magnaporthe grisea KJ201細胞株作為病原體接種在米糠瓊脂培養(yǎng)基(米糠(Rice Polish)20g，葡萄糖10g，瓊脂15g，蒸餾水1L)，并在25℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)兩周。
用Rubber Polishman在已經(jīng)生長病原體的培養(yǎng)基表面刮涂，移取氣生菌絲。將培養(yǎng)基于25～28℃放置在熒光燈下的培養(yǎng)架上48小時，使其形成孢子。接種病原體時，將分生孢子懸浮在無菌蒸餾水配制成106分生孢子/ml濃度的分子孢子懸液，然后充分地噴霧在由化學試劑處理的稻植物(2～3片正常葉階段)上，使噴霧液可以流下。
被接種的稻植物放置在加濕箱中黑暗狀態(tài)下24小時，之后在相對濕度80％以上、溫度為26℃的恒溫恒濕箱里致病七天后，檢測其感染的葉面積。
同時，對于番茄灰霉病，將作為病原菌的灰色葡萄孢接種土豆瓊脂培養(yǎng)基，培養(yǎng)在25℃培養(yǎng)箱7天，然后進一步在維持每天12小時光照/12小時黑暗的情況下培養(yǎng)7天以形成孢子。
接種疾病時，將培養(yǎng)基中形成的分生孢子收集為土豆葡萄糖培養(yǎng)液(Potato dextrose broth)，使用血球計數(shù)器記數(shù)使分生孢子濃度達到106分生孢子/ml。然后將它們接種在化學試劑處理的番茄幼苗(2～3葉階段)上。接種的番茄植物在相對濕度95％以上、20℃的加濕箱中致病3天，并檢測其感染的葉面積。
在二氧化鈦溶液處理中，用水將該溶液稀釋到二氧化鈦濃度為100ppm。4組溶液分成各種疾病2組，放置在臺上，用噴霧槍(1kg/cm2)旋轉(zhuǎn)噴霧在植物上，使得溶液可以均勻地附著在整個植物上。然后將植物生長在溫室中并接病原體。
表5稻瘟病和番茄灰霉病保護值(Protective value)的測定結(jié)果

如上所述施用的二氧化鈦溶液顯示對稻瘟病具有很高的殺菌活性，對番茄灰霉也顯示弱的殺菌活性。
表6一般殺菌劑和二氧化鈦溶液保護值的比較

表6顯示了作為殺菌劑的對照試劑的殺菌活性和使用濃度。本發(fā)明的二氧化鈦溶液盡管與對照試劑相比顯示了降低的殺菌活力，但不論對哪種病原菌都具有殺菌活性。如果植物還沒有被病原體攻擊，則二氧化鈦溶液具有優(yōu)勢，因為殘留在植物上的二氧化鈦納米顆粒部分可起到抑制損害產(chǎn)生的作用。尤其是，二氧化鈦溶液具有對生物體無害的優(yōu)點。
也就是說，把二氧化鈦施用于植物體時，它們顯示出對于植物的殺菌以及防御活性的同時表現(xiàn)出促進植物生長和代謝的效果。所以施用二氧化鈦納米顆粒的植物面對病蟲害很強壯，而且表現(xiàn)了對周圍環(huán)境變化的相當好的適應性，從而提高作物產(chǎn)量。
工業(yè)適用性如上所述，本發(fā)明提供包含二氧化鈦納米顆粒作為主要成分的液體組合物。
把該促進植物生長的組合物施用于植物時，一部分二氧化鈦被植物體吸收，然后起到促進植物內(nèi)部光合作用機能以及新陳代謝的作用，未被吸收的部分殘留在植物體表面從而起到了增加植物對各種外來病原體之抗性的作用。尤其是，二氧化鈦納米顆粒不論病原體的種類都顯示了殺菌活性，因此可以用于廣泛的應用范圍中。
權(quán)利要求
1.包含二氧化鈦納米顆粒的促進植物生長的液體組合物。
2.包含二氧化鈦納米顆粒的促進植物生長的液體組合物，其中所述組合物含有作為主要成分的包含二氧化鈦膠體的水性溶液；二氧化鈦納米顆粒具有能夠容易被植物吸收的顆粒大?。徽{(diào)節(jié)該水性溶液的pH以防止該水性溶液中二氧化鈦納米顆粒的快速沉淀，之后，用水稀釋該水性溶液使二氧化鈦具有希望的濃度；而且該組合物包含植物生長必需的輔助物質(zhì)和分散用表面活性劑。
3.權(quán)利要求2的組合物，其中所述二氧化鈦納米顆粒的顆粒大小為3～200nm。
4.權(quán)利要求2的組合物，其中所述二氧化鈦膠體具有選自銳鈦礦、金紅石、板鈦礦和其混合物的晶體結(jié)構(gòu)。
5.權(quán)利要求2的組合物，其中用有機酸或者無機酸調(diào)節(jié)所述水性溶液的pH值。
6.權(quán)利要求2的組合物，其中用水稀釋所述水性溶液使二氧化鈦的濃度為1～1,000ppm。
7.權(quán)利要求1的組合物，其中分散用表面活性劑選自陽離子表面活性劑、非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、兩性表面活性劑、和其兩種或更多種的混合物，用量為相對于二氧化鈦固體0.1～5重量％。
8.權(quán)利要求1的組合物，其中植物生長必需的輔助物質(zhì)是選自N、P、K、S、Ca、Mg、Fe、Cu、Zn、Mo、Mn、B的一種或更多種元素的水溶性鹽的形式，其用量為相對于二氧化鈦固體0.1～20重量％。
9.權(quán)利要求2的組合物，其中植物生長必需的輔助物質(zhì)是銀(Ag)納米顆粒，其用量為相對于二氧化鈦固體0.5～20重量％。
10.權(quán)利要求2的組合物，其中，植物生長必需的輔助物質(zhì)是選自Li、Be、B、Na、Mg、Al、Si、P、K、Ca、Sr、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Se和Zr的一種或更多種，其用量為相對于二氧化鈦固體0.1～20重量％。
全文摘要
本發(fā)明涉及包含二氧化鈦納米顆粒的促進植物生長的液體組合物。該組合物包含作為主要成分的含二氧化鈦膠體的水性溶液。二氧化鈦納米顆粒大小是可以容易地被吸收到植物的大小。在用水稀釋該水性溶液而使二氧化鈦達到希望的濃度前，為防止水性溶液中二氧化鈦納米顆?？焖俪恋碚{(diào)節(jié)水性溶液的pH。同時本組合物包含植物生長所必需的輔助物質(zhì)和分散用的表面活性劑。本組合物通過增加植物光合作用效率而增加作物產(chǎn)量，提高植物對病原菌的殺菌活性。并且本組合物可以改進由于過多使用生物化學肥料而導致的環(huán)境污染問題，也有助于增加農(nóng)民收入。
文檔編號C05D9/02GK1589102SQ02823126
公開日2005年3月2日 申請日期2002年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月15日
發(fā)明者崔光洙, 李相勛, 崔亨松 申請人:崔光洙