氧化石墨烯在提升棉花抗盐碱性能中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种氧化石墨烯在提升棉花抗盐碱性能中的应用，属于种子处理领域，包括如下步骤：（1）前处理将棉花种子洗净，去除棉花种子上的浮尘、杂质，备用；（2）包覆溶液配制将石墨烯溶于水中，超声分散均匀，配制成包覆溶液；（3）包覆常温下，将步骤（1）洗净后的棉花种子完全浸没于步骤（2）制备的包覆溶液中，浸泡10

【技术实现步骤摘要】
氧化石墨烯在提升棉花抗盐碱性能中的应用


[0001]本申请涉及种子处理领域，尤其是盐碱地棉花种植领域，具体为氧化石墨烯在提升棉花抗盐碱性能中的应用。更具体地，本申请涉及一种使用氧化石墨烯（GO）提高棉花种子萌发抗逆性的应用方法，采用该方法改性后的棉花种子能满足棉花种子在盐碱地土壤的种子需要，提升适应性，具有较高的应用价值。

技术介绍

[0002]盐碱土是地球上广泛分布的一种土壤类型，是一种重要的土地资源。土壤盐碱化和次生盐碱化问题在世界范围内广泛存在，特别是干旱、半干旱地区，问题更为严重。据联合国教科文组织和粮农组织不完全统计，全世界盐碱地面积为9.54亿hm2。土壤盐碱化和次生盐碱化问题，已经成为世界灌溉农业可持续发展的资源制约因素。中国盐碱地面广量大，西北、华北、东北西部和滨海地区都有分布，类型多样，改造治理及合理开发利用这些资源，是中国农业可持续发展的重要途径之一，也对改善生态环境，推动区域经济、社会和生态可持续发展具有特别重要意义。
[0003]我国碱土和碱化土壤的形成，大部分与土壤中碳酸盐的累积有关，因而碱化度普遍较高，严重的盐碱土壤地区植物几乎不能生存。盐碱地作为一种宝贵的土地资源，无法进行利用，是极大的资源浪费。同时，土地盐渍化导致农业耕地土壤质量下降，农业生产力不足，直接关乎我国粮食的安全生产，严重制约着农业可持续发展和人民生活水平的提高。从土地盐碱化程度看，重度盐碱化土地应以保护为主，可引入耐盐碱植被进行生态恢复；而中轻度盐碱化土地，则可适量开发利用。在盐碱地上种植适应盐碱地上的耐盐作物，既可以改良土壤，又可以增加农民的收入。
[0004]棉花是锦葵科（Malvaceae）棉属（Gossypium）植物的种籽纤维，原产于亚热带。棉铃内有棉籽，棉籽上的茸毛从棉籽表皮长出，塞满棉铃内部，棉铃成熟时裂开，露出柔软的纤维。棉花生长发育需要光照、水分和养料，水分和养料主要通过根系从土壤中获得，同时需要土壤的机械支撑才能生长。土壤水分、养分、温度、空气、盐碱含量、质地等均对棉花生长有很大的影响。
[0005]棉花种子的种皮坚韧，且表面有一层短绒。在干旱地区盐碱土地进行干燥种子直播，会影响其萌发，造成种子出芽时间不统一，种苗生长速度存在差异，影响将来统一开花结铃和成熟采收。
[0006]传统的棉花催芽方法是采用冷水或温水浸种，浸种结束后，采用塑料布或者毛巾将种子包裹起来，再于30
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35℃下催芽，待大部分种子露芽后，再进行播种。采用传统方法在干旱区域盐碱地进行棉花播种时，由于干旱区域缺水，土壤盐碱性很大，从而影响棉花种子的发芽率。
[0007]为此，迫切需要一种新的方法，以解决棉花种子的萌发问题。

技术实现思路

[0008]本申请的专利技术目的在于：针对现有棉花种子催芽方法，无法适应盐碱土地种子萌发的需要，影响棉花种子发芽率的问题，提供一种氧化石墨烯在提升棉花抗盐碱性能中的应用。本专利技术采用氧化石墨烯对棉花种子进行包覆，及浸种催芽，能够提高棉花种子在干旱盐碱地区生长的抗逆性，提升棉花种子的发芽率，有利于同一化棉苗的生长发育时间。本专利技术能增强棉花在干旱盐碱地区的适应性，简化播种操作，提升发芽率，有利于盐碱地的生物改良，增强经济作物收入，实现盐碱土地改良的良性循环。
[0009]为了实现上述目的，本申请采用如下技术方案：氧化石墨烯在提升棉花抗盐碱性能中的应用，包括如下步骤：（1）前处理将棉花种子洗净，去除棉花种子上的浮尘、杂质，备用；（2）包覆溶液配制将石墨烯溶于水中，超声分散均匀，配制成包覆溶液；（3）包覆常温下，将步骤（1）洗净后的棉花种子完全浸没于步骤（2）制备的包覆溶液中，浸泡10
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30min，再进行超声处理；（4）播种将步骤（3）中经超声处理后的棉花种子直接进行播种，即可；所述步骤（2）中，包覆溶液中石墨烯的浓度为20
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220mg/L；所述步骤（3）中，超声处理的频率为15
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50kHz，超声处理时间为3
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10min。
[0010]所述步骤（1）中，先用NaClO或3%浓度的 H2O2浸泡棉花种子10min，实现对棉花种子的消毒处理；再用超纯水淋洗消毒后的棉花种子3~8遍，去除棉花种子上的浮尘和杂质。
[0011]所述步骤（2）中，将石墨烯溶于水中，超声分散3
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10min，配制成包覆溶液。
[0012]所述步骤（2）中，将氧化石墨烯、纳米氧化锌溶于水中，超声分散3
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10min，配制成包覆溶液；所述步骤（2）中，将步骤（1）洗净后的棉花种子完全浸没于步骤（2）制备的10
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25℃的包覆溶液中。
[0013]所述步骤（3）中，浸泡25min，超声处理的频率为35kHz，超声处理时间为6min。
[0014]所述步骤4中，将步骤（3）中经超声处理后的棉花种子在盐碱地直接进行播种，即可。
[0015]所述包覆溶液中，氧化石墨烯的浓度为20
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220mg/L，纳米氧化锌的浓度为3~30mg/L。
[0016]针对前述问题，本申请提供氧化石墨烯在提升棉花抗盐碱性能中的应用。现有技术中，通常采用先棉花催芽，种子露芽后播种的方式，其虽然能保持棉花种子的发芽率，但操作繁琐，会增加农民的工作量，增加棉花的种植成本。另外，采用种子露芽后播种的方式，或多或少会对嫩芽造成伤害，影响棉花的后期生长。为此，提供一种适用于盐碱地棉花种植的简单、便捷、发芽率高的种子萌发方法，就显得尤为重要。
[0017]石墨烯（Graphene）是一种以sp
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杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料。石墨烯通常用作功能性材料，通常用石墨烯制作化学传感器、晶体管、柔
性显示屏、新能源电池、储氢材料、光感元件等，其在农业领域应用相对较少。在农业领域中，中国专利申请CN106398078A公开了一种盐碱地用高强度滤料波管及其制备方法，所述滤料波管由支撑层(1)和膜层(2)组成，膜层(2)涂覆于支撑层(1)的外表面形成三明治结构；支撑层(1)的材质由以下组分组成：玻璃纤维、氧化钙、聚烯烃树脂、聚酯、聚苯硫醚、石墨烯分散液、硅烷偶联剂；膜层(2)的材质为聚四氟乙烯；该方案中，石墨烯主要用作分散剂。中国专利申请CN106165569A公开了一种干旱地区盐碱地种植花生的方法，所述的微生物肥料的主要成分及各成分的质量份数为：石墨烯0.1
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0.3份、秸秆粉15
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25份、酒糟30
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50份、牛粪100
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165份、水100
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150份、微生物15
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35份；该方案中，通过加入极少量的石墨烯，可以利用其二维结构，为微生物发酵以及后续植物对肥料的吸收提供场所，与不断生成乳酸等酸性物质的微生物相互配合，从而达到更好的肥料释放效果；另外，该方案的原料如秸秆粉、酒糟、牛粪都是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.氧化石墨烯在提升棉花抗盐碱性能中的应用，其特征在于，包括如下步骤：（1）前处理将棉花种子洗净，去除棉花种子上的浮尘、杂质，备用；（2）包覆溶液配制将石墨烯溶于水中，超声分散均匀，配制成包覆溶液；（3）包覆常温下，将步骤（1）洗净后的棉花种子完全浸没于步骤（2）制备的包覆溶液中，浸泡10
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30min，再进行超声处理；（4）播种将步骤（3）中经超声处理后的棉花种子直接进行播种，即可；所述步骤（2）中，包覆溶液中石墨烯的浓度为20
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220mg/L；所述步骤（3）中，超声处理的频率为15
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50kHz，超声处理时间为3
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10min。2.根据权利要求1所述氧化石墨烯在提升棉花抗盐碱性能中的应用，其特征在于，所述步骤（1）中，先用NaClO或3%浓度的 H2O2浸泡棉花种子10min，实现对棉花种子的消毒处理；再用超纯水淋洗消毒后的棉花种子3~8遍，去除棉花种子上的浮尘和杂质。3.根据权利要求1所述氧化石墨烯在提升棉花抗盐碱性能中的应用，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈怡彤，任崴，姜黎，
申请(专利权)人：中国科学院新疆生态与地理研究所，
类型：发明
国别省市：