一种防治茎瘤芥根肿病Mg(OH)2纳米材料的制备方法与应用

一种防治茎瘤芥根肿病mg(oh)2纳米材料的制备方法与应用
技术领域
1.本发明涉及植物病害防治技术领域，更具体地说，它涉及一种防治茎瘤芥根肿病mg(oh)2纳米材料的制备方法与应用。

背景技术：

2.由芸苔根肿菌侵染引起的根肿病是威胁全球十字花科作物生产的毁灭性病害之一，也是影响我国名腌菜——榨菜的原料(茎瘤芥)产量和质量的主要因素。根肿菌作为一种专性寄生的土传病原菌，目前仍不能在人工培养基上生长，且许多成熟的基因功能研究技术均不适用，导致根肿菌的研究进展缓慢。在我国，根肿菌每年侵染约3.2-4.0百万公顷十字花科作物，约占十字花科作物种植面积的1/3，平均年产量损失约20-30％。作为一种土传专性寄生菌，根肿菌几乎在作物根细胞中完成整个生活史，且在土壤中具有很强的存活能力，导致该病害的防治极为困难。
3.传统的根肿病防治措施主要有选育抗病品种、化学农药防治、生物防治和农业防治等。抗病品种的选育在大白菜和甘蓝中取得了一定的进展，但是在茎瘤芥中，由于抗性材料的缺乏，抗根肿病品种的选育进展缓慢。而含有单个主效抗病基因的品种不能有效抵抗不同生理小种的侵染。化学农药防治对根肿病的防控效果较好，常用的杀菌剂主要有达科宁、氟啶胺、氰霜唑、苯并咪唑类和五氯硝基苯等。但杀菌剂在不同土壤环境中的作用效果不稳定，尤其在土壤粘度大、石块多、冬季雨水充足的涪陵地区，杀菌剂药效低而残留问题突出，但目前没有更多的数据来指导科学用药。尽管许多研究表明以上杀菌剂对根肿病均具有一定的防效，但目前国内登记到根肿病上的农药品种仅6个，只有氟啶胺和氰霜唑2个有效成分，以及枯草芽孢杆菌生防菌剂。因此，探索不同的根肿病防治方法对实现十字花科作物绿可持续生产，减少化学农药施用至关重要。
4.作为二十一世纪的高科技经济，纳米材料以其卓越的物理化学特性，在农业生产、植物保护和植物营养等领域展现出广泛的应用前景，如作为农药、肥料、微量元素及核酸等的运输载体，降解杀虫剂和进行土壤修复等。在植物病害防控领域，国内外学者利用纳米材料和纳米农药等进行了多方面的探索，包括施药方式、作用对象及防效等，取得了突出的研究成果。研究表明，银纳米粒、二氧化钛纳米粒、铜基/锌基/硅基/碳基纳米粒等对致病细菌、真菌和病毒都具有较强的抑制作用，对叶部和根部病害，如小麦根腐病、番茄细菌性斑点病等具有较好的防效。此外，镁基纳米材料也在植物病害防控领域表现出优良的抗菌性能，如利用纳米氢氧化镁(mg(oh)2nps)能有效抑制茶叶黑斑病菌和茶拟盘多毛孢的生长等。根肿菌作为一种介于真菌和黏菌之间的专性土传病原菌，未见应用纳米材料对茎瘤芥根肿病进行防治的相关文献。

技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种防治茎瘤芥根肿病mg(oh)2纳米材料的制备方法与应用，对茎瘤芥根肿病的防效约为56.01％-61.46％，且mg(oh)2纳米材料的浓度为2500mg/l
时，保持一定根肿病防治效果的同时，对茎瘤芥具有一定的促生作用。
6.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
7.第一方面，提供了一种防治茎瘤芥根肿病mg(oh)2纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
8.s1：室温下，称量0.4m mgno3·
6h2o溶解于70ml无水乙醇中，量取5ml 0.023medta-2na缓慢加入溶解处理后的溶液中，剧烈搅拌5min；再向溶液中缓慢加入5ml n2h4，剧烈搅拌5min，得到混合溶液；
9.s2：将混合溶液完全移入对位聚苯衬套的不锈钢反应釜中，并将釜盖完全拧紧后，移入烘箱，加热至200℃反应20h，冷却至室温后，得到白悬浮液；
10.s3：将白悬浮液移入离心管中，以10000rpm的转速离心5min，保留沉淀,用去离子水洗涤数次，直至上清液为中性,得到剩余产物；
11.s4：将剩余产物于60℃过夜干燥后，得到mg(oh)2纳米材料，且于20℃室温下保存。
12.优选的，所述mg(oh)2纳米材料为六边形层状颗粒。
13.优选的，所述六边形层状颗粒的平均直径为432.2nm，平均厚度为49.2nm。
14.优选的，所述n2h4的质量分数为80％。
15.第二方面，提供了如第一方面中任意一项所述的mg(oh)2纳米材料在防治茎瘤芥根肿病中的应用。
16.优选的，mg(oh)2纳米材料在防治茎瘤芥根肿病中包括以下步骤：
17.s11：待茎瘤芥幼苗生长2-3周后接种1
×
108个/ml根肿菌休眠孢子悬浮液，每株植株在茎基部灌根2ml；
18.s12：在接种后1d-20d以同样的方式灌根纳米材料溶液，纳米材料溶液的浓度2500、1500和1500mg/l-2500mg/l，每株灌根10ml。
19.优选的，所述根肿菌休眠孢子悬浮液的制备过程具体为：
20.s21：称取150g肿根，自来水冲洗干净后切成小块，放入组织破碎仪中，加入150ml无菌水匀浆，匀浆过8层纱布后100g离心5min，上清液即为根肿菌休眠孢子悬浮液；
21.s22：用血球计数板计算根肿菌休眠孢子的浓度，并用无菌水稀释至终浓度为1
×
108个/ml。
22.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
23.本发明提供的mg(oh)2纳米材料对茎瘤芥根肿病的防效约为41.25％-75.68％,较平均的为56.01％-61.46％，低于f-1000处理的防效(89.15％-98.75％)；此外，mg(oh)2纳米材料的浓度为2500mg/l时，保持一定根肿病防治效果的同时，对茎瘤芥具有一定的促生作用。
附图说明
24.此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
25.图1是本发明实施例中mg(oh)2纳米粒的表征信息；a为mg(oh)2纳米粒的sem图，b为mg(oh)2纳米粒的xrd图谱，c为mg(oh)2纳米粒的ft-ir图谱；
26.图2是本发明实施例中mg(oh)2纳米粒处理后第一次温室试验的茎瘤芥表型；a为
植株整体表型，b为植株根系表型；
27.图3是本发明实施例mg(oh)2纳米粒处理后第一次温室试验的茎瘤芥根肿病发病程度；a为发病率，b为病情指数，c为病级分布；
28.图4是本发明实施例中不同浓度mg(oh)2纳米粒处理后第二次温室试验的茎瘤芥表型；a为植株整体表型，b为植株根系表型；
29.图5是本发明实施例中不同浓度mg(oh)2纳米粒处理后第二次温室试验的茎瘤芥根肿病发病程度；a为发病率，b为病情指数，c为病级分布；
30.图6是本发明实施例中不同浓度mg(oh)2纳米粒处理后第二次温室试验的茎瘤芥农艺性状；a为茎粗，b为有效叶片数，c为最大叶叶长，d为最大叶叶宽，e为最大叶面积；
31.图7是本发明实施例中不同浓度mg(oh)2纳米粒处理后第二次温室试验的茎瘤芥地上和地下部生物量；a为地上部鲜重，b为地上部干重，c为地下部鲜重，d为地下部干重。
具体实施方式
32.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
33.实施例
34.一、试验方法
35.1、mg(oh)2纳米粒的制备及表征分析
36.采用水热合成法制备mg(oh)2纳米粒。室温下，称量0.4m mgno3·
6h2o溶解于70ml无水乙醇中，量取5ml 0.023m edta-2na缓慢加入上述溶液中，剧烈搅拌5min，随后向溶液中缓慢加入5ml n2h4(80％)，剧烈搅拌5min。将溶液完全移入对位聚苯衬套的不锈钢反应釜中，将釜盖完全拧紧后，移入烘箱，加热至200℃反应20h，冷却至室温后，得到白悬浮液。将生成的悬浮液移入离心管中，以10000rpm离心5min，保留沉淀用去离子水洗涤数次，直至上清液为中性。将产物于60℃过夜干燥后，于20℃室温下保存。
37.mg(oh)2纳米粒使用扫描电镜(sem)、x射线衍射(xrd)和傅里叶红外光谱仪(ft-ir)对纳米粒进行形貌和物相分析。
38.2、茎瘤芥育苗移栽
39.将草炭土和蛭石以1:3体积比混匀后121℃灭菌，分装于育苗盆中(9cm长
×
9cm宽
×
11cm高)待用。涪杂2号种子经50％漂白液表面灭菌并无菌水清洗后，播种于基质中，待幼苗生长约1周(2片子叶展开)后移栽至分装好基质的育苗盆中。
40.3、根肿菌休眠孢子悬浮液的制备
41.称取150g肿根，自来水冲洗干净后切成小块，放入组织破碎仪中，加入150ml无菌水匀浆，匀浆过8层纱布后100g离心5min，上清液即为根肿菌休眠孢子悬浮液。用血球计数板计算根肿菌休眠孢子的浓度，并用无菌水稀释至终浓度为1
×
108个/ml。
42.4、接种及纳米材料处理
43.待茎瘤芥幼苗生长2-3周后接种1
×
108个/ml根肿菌休眠孢子悬浮液，每株植株在茎基部灌根2ml。在接种后1d、10d、20d以同样的方式灌根纳米材料溶液，每株灌根10ml。以蒸馏水(water)和氟啶胺1000倍液(f-1000)作为对照。纳米材料用蒸馏水溶解混匀，实施例
1中的处理浓度为1448mg/l，接种后1、10、20d处理；实施例2中的处理浓度为2500、1500和500mg/l，接种后1、10d处理。每处理3次重复，每重复约20株茎瘤芥幼苗。接种后4周调查根肿病发病情况及植株生长状况。
44.5、根肿病发病程度调查
45.根肿病发病程度按0-4级进行，即0级＝未发病，无肿根；1级＝肿根很小，且主要再侧根上，主根上无肿根；2级＝肿根较小，主要在主根上，少量在侧根上；3级＝中等大小的肿根，主根和侧根上均有，可能影响植株的生长；4级＝侧根和主根上严重的肿根。
46.6、植株农艺性状调查
47.植株农艺性状的调查主要包括茎粗、叶片数、最大叶叶长、最大叶叶宽、最大叶面积、地上部鲜重、地下部鲜重、地上部干重和地下部干重。茎粗利用电子游标卡尺进行测量；最大叶叶长和叶宽采用厘米尺测量；最大叶面积在拍照后利用imagej软件进行测量；叶片数为有效叶片数，叶长小于1cm的心叶和子叶不计为有效叶。
48.二、结果分析
49.1、mg(oh)2nps的表征信息
50.采用水热合成法制备mg(oh)2nps，使用扫描电镜(sem)、x射线衍射(xrd)和傅里叶红外光谱仪(ft-ir)对纳米粒进行形貌和物相分析。如图1所示，sem结果所示，所制备的mg(oh)2nps为平均直径432.2nm，平均厚度49.2nm的近六边形层状颗粒。xrd结果显示，所制备的mg(oh)2nps同其标准物质的特征峰完全吻合。通过ft-ir测定了mg(oh)2nps的表面官能团，ft-ir图谱显示，所制备的mg(oh)2nps在3698.2、1615.2和550.4cm-1
处有特征峰，分别对应mg-oh、-nh2和mg-o。
51.2、mg(oh)2nps对茎瘤芥根肿病的温室防效
52.如图2-5所示，通过两次温室试验，我们发现mg(oh)2nps对茎瘤芥根肿病的防效有一定的剂量效应。第一次温室试验发现mg(oh)2nps浓度为1448mg/l时对茎瘤芥根肿病的防效为75.68％。第二次温室试验发现mg(oh)2nps浓度为500mg/l时对茎瘤芥根肿病的防效最低，为41.25％；1500mg/l和2500mg/l浓度时，其防效分别为61.46％和56.01％，差异不显著。与水和f-1000处理相比，mg(oh)2nps处理的发病率和病情指数介于两者之间，发病率和病情指数最高的为水处理，最低的为f-1000处理。图3、5、6、7中不同小写字母表示p＜0.05水平差异显著(lsd)。
53.3、mg(oh)2nps对茎瘤芥农艺性状的影响
54.如图6所示，不同浓度mg(oh)2nps处理对茎瘤芥茎粗和叶片数的影响与f-1000处理相比差异不显著，但显著高于水处理。2500mg/l和1500mg/l mg(oh)2nps处理茎瘤芥最大叶叶长、叶宽和叶面积与f-1000处理相比差异不显著，但显著高于500mg/l mg(oh)2nps处理和水处理。
55.如图7所示，不同处理茎瘤芥植株地上部和地下部鲜重从高到低排序为2500mg/lmg(oh)2nps处理＞f-1000和1500mg/l mg(oh)2nps处理＞500mg/l mg(oh)2nps处理＞水处理。2500mg/l mg(oh)2nps处理茎瘤芥植株地上部鲜重和干重最重，显著高于其他处理。水处理地上部鲜重和干重最轻，显著低于其他处理。水和f-1000处理茎瘤芥地下部鲜重平均值低于其他处理，显著低于500mg/l mg(oh)2nps处理。水处理地下部鲜重偏低，主要因为根肿病发病太重，严重影响了植株的生长。而f-1000处理对根肿病的防效最好，根系没有肿
大，因此根重较轻。
56.本发明中的mg(oh)2纳米材料对茎瘤芥根肿病的防效约为41.25％-75.68％，虽然低于f-1000处理的防效(89.15％-98.75％)，但更为环保，在不同土壤中具有较高的稳定性；此外，mg(oh)2纳米材料的浓度为2500mg/l时，保持一定根肿病防治效果的同时，对茎瘤芥具有一定的促生作用。
57.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种防治茎瘤芥根肿病mg(oh)2纳米材料的制备方法，其特征是，包括以下步骤：s1：室温下，称量0.4m mgno3·
6h2o溶解于70ml无水乙醇中，量取5ml 0.023m edta-2na缓慢加入溶解处理后的溶液中，剧烈搅拌5min；再向溶液中缓慢加入5ml n2h4，剧烈搅拌5min，得到混合溶液；s2：将混合溶液完全移入对位聚苯衬套的不锈钢反应釜中，并将釜盖完全拧紧后，移入烘箱，加热至200℃反应20h，冷却至室温后，得到白悬浮液；s3：将白悬浮液移入离心管中，以10000rpm的转速离心5min，保留沉淀,用去离子水洗涤数次，直至上清液为中性,得到剩余产物；s4：将剩余产物于60℃过夜干燥后，得到mg(oh)2纳米材料，且于20℃室温下保存。2.根据权利要求1所述的一种防治茎瘤芥根肿病mg(oh)2纳米材料的制备方法，其特征是，所述mg(oh)2纳米材料为六边形层状颗粒。3.根据权利要求1所述的一种防治茎瘤芥根肿病mg(oh)2纳米材料的制备方法，其特征是，所述六边形层状颗粒的平均直径为432.2nm，平均厚度为49.2nm。4.根据权利要求1所述的一种防治茎瘤芥根肿病mg(oh)2纳米材料的制备方法，其特征是，所述n2h4的质量分数为80％。5.如权利要求1-4任意一项所述的mg(oh)2纳米材料在防治茎瘤芥根肿病中的应用。6.根据权利要求5所述的应用，其特征是，包括以下步骤：s11：待茎瘤芥幼苗生长2-3周后接种1
×
108个/ml根肿菌休眠孢子悬浮液，每株植株在茎基部灌根2ml；s12：在接种后1d-20d以同样的方式灌根纳米材料溶液，纳米材料溶液的浓度2500、1500和1500mg/l-2500mg/l，每株灌根10ml。7.根据权利要求5所述的应用，其特征是，所述根肿菌休眠孢子悬浮液的制备过程具体为：s21：称取150g肿根，自来水冲洗干净后切成小块，放入组织破碎仪中，加入150ml无菌水匀浆，匀浆过8层纱布后100g离心5min，上清液即为根肿菌休眠孢子悬浮液；s22：用血球计数板计算根肿菌休眠孢子的浓度，并用无菌水稀释至终浓度为1
×
108个/ml。