本發(fā)明涉及種子種衣劑，具體是一種抗旱耐鹽堿玉米種衣劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、玉米是全球最重要的糧食作物之一，產(chǎn)量直接影響到農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)和糧食安全。然而，全球氣候變化和不合理的耕作方式使得耕地逐漸退化，干旱和鹽堿脅迫已成為影響玉米產(chǎn)量的主要環(huán)境因素。在干旱環(huán)境下，土壤水分嚴(yán)重不足，種子吸水受限，導(dǎo)致萌發(fā)率降低，幼苗出土困難，此外，鹽堿脅迫通過滲透脅迫和離子毒害，也使得種子萌發(fā)受阻，甚至導(dǎo)致植株枯死。種子包衣劑是一種用于種子播前處理的、具有成膜特性的制劑，傳統(tǒng)種衣劑主要用于提高種子播種適應(yīng)性和病害防控，常包含農(nóng)藥、殺菌劑、增粘劑和微量元素等成分，在增強(qiáng)種子抗旱和耐鹽堿性能方面還存在不足，傳統(tǒng)種衣劑無法有效吸附和保持土壤水分，保水性能差，在干旱條件下難以維持種子萌發(fā)所需的水環(huán)境，且無法有效緩解鹽害，種子萌發(fā)和幼苗生長仍受抑制，此外，傳統(tǒng)種衣劑功能單一，多側(cè)重于病害防控，而未充分考慮增強(qiáng)種子對(duì)逆境的適應(yīng)能力。近年來，納米技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，納米材料因其超高比表面積、緩釋能力和多功能性，可有效提升種子的抗逆能力，不僅能夠改善種子萌發(fā)環(huán)境，促進(jìn)早期生長，還能提升植株在逆境下的存活率，為玉米種植提供更可靠的保障。因此，開發(fā)一種能夠增強(qiáng)種子抗旱和耐鹽堿性能、同時(shí)兼具促生長功能的納米種衣劑，對(duì)玉米高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)具有十分重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、（1）要解決的技術(shù)問題

2、本發(fā)明的目的在于提供一種抗旱耐鹽堿玉米種衣劑及其制備方法，通過優(yōu)化玉米種衣劑的配方，并結(jié)合現(xiàn)代納米技術(shù)顯著提高玉米種子抗旱性能，保障種子在干旱環(huán)境下的吸水萌發(fā)，同時(shí)增強(qiáng)種子耐鹽堿性能，減輕鹽堿脅迫對(duì)種子萌發(fā)的抑制，提高種子發(fā)芽率，促進(jìn)幼苗生長，增強(qiáng)抗逆性，為玉米在干旱和鹽堿脅迫環(huán)境下的穩(wěn)定生長和高產(chǎn)提供有效保障。

3、（2）技術(shù)方案

4、為實(shí)現(xiàn)上述目的，一方面，本發(fā)明提供了一種抗旱耐鹽堿玉米種衣劑，包括如下重量份原料：納米聚丙烯酰胺10~20份、聚乙烯醇5~10份、改性鎂鋁層狀雙氫氧化物（改性mgal-ldh）15~25份、赤霉素0.2~1份、脯氨酸0.1~0.5份、檸檬酸1~3份、羧甲基纖維素鈉10~20份、枯草芽孢桿菌6~10份、純化水50~60份；

5、所述抗旱耐鹽堿玉米種衣劑還包括：

6、mo@zif-8；

7、所述mo@zif-8和改性mgal-ldh按重量份比為5：(15~25)；

8、所述mo@zif-8的納米尺寸在85~125?nm，比表面積在1300~1400?m2/g。

9、進(jìn)一步地，所述mo@zif-8的制備方法包括：

10、s11.?在氮?dú)獗Ｗo(hù)和攪拌狀態(tài)下將硝酸鋅溶于甲醇中得到硝酸鋅溶液，再將2-甲基咪唑和鉬酸銨共同溶于甲醇中攪拌1~2h后緩慢加入硝酸鋅溶液，同時(shí)升溫至35~45℃，繼續(xù)攪拌反應(yīng)24~26h，同時(shí)用氨水控制ph值為10.5~11，靜置15~18h后得到第一混合溶液；

11、s12.?將第一混合溶液進(jìn)行高速離心分離，轉(zhuǎn)速為8000~10000?rpm，離心10~15min，分離所得固體用甲醇和純化水交替洗滌3次后進(jìn)行真空干燥，干燥溫度為135~145℃，干燥6~8h后得到mo@zif-8并研磨成粉末狀，備用。

12、進(jìn)一步地，所述硝酸鋅、2-甲基咪唑和鉬酸銨的摩爾比為1:(8~10):(0.02~0.04)。

13、進(jìn)一步地，所述改性mgal-ldh的制備方法包括：

14、s21.?在攪拌狀態(tài)下將硝酸鎂和硝酸鋁溶于純化水中，控制mg2+和al3+的摩爾比為3:1，配制0.2?mol/l金屬離子混合溶液；

15、s22.?在氮?dú)獗Ｗo(hù)和攪拌狀態(tài)下向金屬離子混合溶液緩慢滴加1?mol/l氫氧化鈉溶液直至ph值升高至9.5~10.5，同時(shí)升溫至65~75℃，繼續(xù)攪拌反應(yīng)4~6h，隨后靜置12~15h后得到第二混合溶液；

16、s23.?將第二混合溶液進(jìn)行真空過濾分離，分離所得沉淀用純化水洗滌3次后進(jìn)行真空干燥，干燥溫度為55~65℃，干燥12~15h后得到mgal-ldh并研磨成粉末狀，備用；

17、s24.?在氮?dú)獗Ｗo(hù)和攪拌狀態(tài)下將多巴胺鹽酸鹽溶于磷酸鹽緩沖鹽液中，攪拌0.5~1h后緩慢加入mgal-ldh粉末，同時(shí)升溫至35~45℃，并用0.1?mol/l氫氧化鈉溶液控制ph值為8.5~9，繼續(xù)攪拌14~16h后得到第三混合溶液；

18、s25.?將第三混合溶液進(jìn)行高速離心分離，轉(zhuǎn)速為8000~10000?rpm，離心10~15min，分離得到的固體用純化水洗滌3次后進(jìn)行真空干燥，干燥溫度65~75℃，干燥12~15h后得到改性mgal-ldh并研磨成粉末狀，備用。

19、進(jìn)一步地，所述改性mgal-ldh的納米尺寸在100~120?nm，比表面積在120~150?m2/g。

20、進(jìn)一步地，所述mgal-ldh和多巴胺鹽酸鹽的質(zhì)量份比為1:(0.1~0.3)。

21、另一方面，基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供了一種抗旱耐鹽堿玉米種衣劑的制備方法，應(yīng)用于所述的一種抗旱耐鹽堿玉米種衣劑，包括以下步驟：

22、s31.?在容器中將聚乙烯醇加入到純化水中進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁瑫r(shí)升溫至75~85℃，攪拌1~2h后冷卻至30~40℃，隨后加入羧甲基纖維素鈉繼續(xù)攪拌1~2h，控制攪拌速度300~400?rpm，冷卻至室溫后，在室溫下繼續(xù)攪拌0.5~1h后得到第四混合溶液；

23、s32.?在攪拌狀態(tài)下往第四混合溶液中依次加入納米聚丙烯酰胺、mo@zif-8和改性mgal-ldh充分?jǐn)嚢杈鶆颍瑪嚢柁D(zhuǎn)速400~600?rpm，攪拌溫度45~55℃，攪拌0.5~1h后進(jìn)行超聲處理，超聲頻率40~50?khz，超聲0.5~1h后得到第五混合溶液；

24、s33.?在攪拌狀態(tài)下往第五混合溶液中繼續(xù)加入脯氨酸和檸檬酸攪拌0.5~1h，同時(shí)用磷酸鹽緩沖鹽液控制ph值為6.5~7.5，隨后繼續(xù)加入赤霉素，繼續(xù)攪拌0.5~1h后得到第六混合溶液；

25、s34.?在低速攪拌狀態(tài)下往第六混合溶液中緩慢加入枯草芽孢桿菌液，控制攪拌速度200~250?rpm，在室溫下繼續(xù)攪拌10~20min后通過0.22μm的濾膜進(jìn)行過濾，即得所述抗旱耐鹽堿玉米種衣劑。

26、進(jìn)一步地，所述一種抗旱耐鹽堿玉米種衣劑的使用方法如下：取玉米種子，按1?kg玉米種子：20~30?ml種衣劑的比例進(jìn)行包衣，使用滾筒式種子包衣機(jī)，以50~100?rpm的轉(zhuǎn)速均勻涂覆，隨后將包衣處理后的種子置于通風(fēng)環(huán)境中風(fēng)干直至表面干燥不粘手。

27、上述原料組分的作用機(jī)制如下：

28、納米聚丙烯酰胺是一種具有超強(qiáng)吸水和保水能力的高分子聚合物，能夠通過納米級(jí)三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)吸收自身質(zhì)量數(shù)百倍的水分，在種子表面形成水凝膠膜，降低水分蒸發(fā)速率，維持種子周圍的濕潤環(huán)境，保障種子在干旱條件下的吸水需求，提高出苗率，還能吸附并緩釋水溶性養(yǎng)分，維持種子萌發(fā)和幼苗早期生長所需的養(yǎng)分供給，提高玉米種子的發(fā)芽率。聚乙烯醇是一種具有良好成膜性和粘附性的水溶性高分子材料，能夠在種子表面形成一層親水性薄膜，保護(hù)種子免受外界不良環(huán)境的影響，延長活性物質(zhì)的作用時(shí)間，同時(shí)提升種衣劑與種子的結(jié)合力，確保其他活性成分牢固包覆，避免脫落。赤霉素是一種植物生長調(diào)節(jié)劑，能促進(jìn)細(xì)胞分裂、伸長和種子萌發(fā)，同時(shí)增強(qiáng)耐鹽性能，提高根系生長，增加水分和養(yǎng)分吸收，緩解鹽堿脅迫對(duì)幼苗的抑制作用，改善幼苗生長。脯氨酸是一種具有滲透調(diào)節(jié)和抗氧化功能的天然氨基酸，可提高植物細(xì)胞對(duì)干旱、鹽堿等逆境的耐受性，它能平衡細(xì)胞內(nèi)外滲透壓，減少水分流失，保護(hù)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，維持細(xì)胞活性，保護(hù)種子和幼苗不受滲透脅迫損害，同時(shí)清除因鹽堿脅迫產(chǎn)生的活性氧物種，減輕氧化損傷，增強(qiáng)植物抗逆性。檸檬酸是一種天然有機(jī)酸，能螯合土壤中的、等鹽離子，減少其對(duì)種子和幼苗的毒害，緩解鹽堿脅迫，同時(shí)起到改善作物根系環(huán)境的作用，它能調(diào)節(jié)土壤ph值，促進(jìn)根際微生物繁殖，釋放微量元素，提升種子早期營養(yǎng)供應(yīng)，增強(qiáng)玉米種子對(duì)養(yǎng)分和水分的吸收能力。羧甲基纖維素鈉是一種天然高分子粘結(jié)劑，具有吸水保濕和緩釋的雙重功能，它能增強(qiáng)種衣劑與種子的粘附性，防止活性成分流失，同時(shí)吸附環(huán)境中的水分，維持種子周圍的濕潤，幫助種子萌發(fā)，還能緩釋活性物質(zhì)，延長種衣劑的作用時(shí)間。枯草芽孢桿菌是一種益生微生物，能分泌有機(jī)酸、胞外多聚物等生物活性物質(zhì)，改善土壤環(huán)境，抑制有害菌群，增強(qiáng)種子和幼苗的抗病性，提高田間成苗率。

29、在抗旱耐鹽堿玉米種衣劑中，mo@zif-8和改性mgal-ldh協(xié)同提升玉米種子的抗旱和耐鹽堿性能，mo@zif-8是一種金屬-有機(jī)骨架材料，通過在zif-8表面負(fù)載鉬納米顆粒制備得到，具有高度有序的納米級(jí)孔道結(jié)構(gòu)，其孔徑大小（約3.4?）適合選擇性篩分小離子，在土壤環(huán)境中，mo@zif-8對(duì)na+有強(qiáng)吸附能力，而對(duì)選擇性較低，mo@zif-8會(huì)優(yōu)先吸附na+，從而減少進(jìn)入玉米種子表皮細(xì)胞，緩解鹽堿脅迫，同時(shí)維持濃度，使得/比值升高，高/比值有助于維持細(xì)胞滲透壓，防止水分流失，減少鹽脅迫導(dǎo)致的脫水現(xiàn)象，也有助于保持酶活性，維持細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成和能量代謝，促進(jìn)種子生長。鎂鋁層狀雙氫氧化物（mgal-ldh）是一種具有離子交換和緩釋特性的層狀納米材料，由帶正電荷的mg2+和al3+層板，以及夾在層間的oh-、no3-、po43-等可交換陰離子組成，通過在其表面接枝聚多巴胺得到改性mgal-ldh，能有效緩解鹽堿脅迫并促進(jìn)水分保持，在干旱環(huán)境下，改性mgal-ldh層間的-oh與水分子通過物理吸附和化學(xué)結(jié)合形成穩(wěn)定的水化層，有效保留水分，維持玉米種子周圍的局部高濕環(huán)境，改性mgal-ldh表面接枝聚多巴胺幫助實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)水分調(diào)節(jié)，白天光照強(qiáng)時(shí)，聚多巴胺通過吸收太陽能將其轉(zhuǎn)換為局部熱能，升高種子周圍溫度，促使改性mgal-ldh層間結(jié)合水的釋放，有效補(bǔ)充玉米種子生長所需的水分；夜間溫度降低時(shí)，聚多巴胺降低光熱效應(yīng)，改性mgal-ldh層間的-oh又能重新吸附空氣中的水分，形成一個(gè)動(dòng)態(tài)的水分回收系統(tǒng)，增強(qiáng)種子周圍環(huán)境的水分保留能力，從而增強(qiáng)玉米種子抗旱性能，促進(jìn)種子萌發(fā)和根系延展。同時(shí)，聚多巴胺通過光熱效應(yīng)增強(qiáng)mo@zif-8中mo納米顆粒催化活性，促進(jìn)cl-氧化為cl2釋放，增強(qiáng)對(duì)cl-的轉(zhuǎn)化效率，有效減少鹽堿環(huán)境中cl-對(duì)玉米種子的毒害。同時(shí)，改性mgal-ldh還能緩慢釋放mg2+、al3+、no3-、po43-等作物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)，并通過離子交換與土壤中的進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)性吸附，有效抑制的積累，減輕其對(duì)玉米種子細(xì)胞膜和代謝酶活性的毒害，增強(qiáng)玉米種子的抗鹽堿能力。此外，鹽堿土壤的ph值通常較高，在8.5以上，使得mg2+、al3+、no3-、po43-等營養(yǎng)物質(zhì)在堿性條件下形成不溶性化合物，降低養(yǎng)分可利用性，影響細(xì)胞生理代謝，抑制根系發(fā)育，還會(huì)影響根際微生物群落，降低根際促生菌的活性，從而影響作物健康，但mo@zif-8在鹽堿土壤的高ph值環(huán)境下，框架結(jié)構(gòu)會(huì)逐步解離，緩慢釋放出mo6+、zn2+和咪唑分子，mo6+是硝酸還原酶輔因子，能提高玉米種子對(duì)氮素的利用率，幫助作物幼苗在鹽堿環(huán)境下維持氮代謝穩(wěn)態(tài)，供作物合成氨基酸，增強(qiáng)作物抗逆性；zn2+是葉綠素合成的必需元素，能確保玉米種子在逆境環(huán)境下仍能高效合成有機(jī)物，增強(qiáng)玉米在逆境中的生長動(dòng)力；而咪唑分子是兩性分子，在高ph值條件下會(huì)吸收，降低根際環(huán)境堿性，改善種子萌發(fā)環(huán)境，同時(shí)改善養(yǎng)分吸收，優(yōu)化根際微生物環(huán)境，促進(jìn)作物根系生長。總之，mo@zif-8和改性mgal-ldh協(xié)同提升玉米種子的抗旱和耐鹽堿性能，提高種子發(fā)芽率，促進(jìn)幼苗生長，增強(qiáng)抗逆性，為玉米在干旱和鹽堿脅迫環(huán)境下的穩(wěn)定生長和高產(chǎn)提供有效保障。

30、（3）有益效果

31、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

32、1.mo@zif-8和改性mgal-ldh協(xié)同提升玉米種子抗旱和耐鹽堿性能，mo@zif-8優(yōu)先吸附，減少進(jìn)入玉米種子表皮細(xì)胞，緩解鹽堿脅迫，維持濃度，使得/比值升高，維持細(xì)胞滲透壓，維持細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成和能量代謝，促進(jìn)種子生長；

33、2.改性mgal-ldh層間的-oh與水分子通過物理吸附和化學(xué)結(jié)合形成穩(wěn)定的水化層，有效保留水分，維持玉米種子周圍的局部高濕環(huán)境，其表面接枝的聚多巴胺幫助實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)水分調(diào)節(jié)，增強(qiáng)玉米種子抗旱性能；

34、3.改性mgal-ldh表面的聚多巴胺通過光熱效應(yīng)增強(qiáng)mo@zif-8中mo納米顆粒催化活性，促使cl-氧化為cl2釋放，增強(qiáng)對(duì)cl-的轉(zhuǎn)化效率，有效減少鹽堿環(huán)境中cl-對(duì)玉米種子的毒害；

35、4.改性mgal-ldh緩慢釋放mg2+、al3+、no3-、po43-等作物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)，通過離子交換與土壤中的進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)性吸附抑制其積累，增強(qiáng)玉米種子耐鹽堿性能；

36、5.mo@zif-8在鹽堿土壤中逐步緩慢釋放出mo6+、zn2+和咪唑分子，mo6+幫助作物幼苗維持氮代謝穩(wěn)態(tài)，zn2+增強(qiáng)玉米生長動(dòng)力，咪唑分子降低根際環(huán)境堿性，改善種子萌發(fā)環(huán)境，優(yōu)化根際微生物環(huán)境，促進(jìn)作物根系生長。