[发明专利]电驱动控释和迁移的凝胶基农药体系的构建方法、构建的农药体系及其应用

说明书

本发明公开一种电驱动控释和迁移的凝胶基纳米农药体系的构建方法，涉及农药控释技术领域，本发明包括以下步骤：(1)将凹凸棒土粉末分散于农药水溶液中，搅拌，离心，收集凹凸棒土‑农药复合物进行干燥，农药为阴离子农药；(2)将凹凸棒土‑农药复合物溶于水中，并加入海藻酸钠，搅拌，形成悬浮液，然后在磁力搅拌下将悬浮液注入氯化钙溶液中，得到水凝胶，即获得电驱动控释和迁移的凝胶基纳米农药体系。本发明还提供上述构建方法构建的农药体系及其应用。本发明的有益效果在于：本发明提供了一种简便、低成本、前瞻性的控释且精准递送农药的方法，且载体不会对环境造成污染，可以通过电驱动控制农药的释放和迁移，从而对靶标作物进行作用。

技术领域

本发明涉及农药控释技术领域，具体涉及一种电驱动控释和迁移的凝胶基农药体系的构建方法、构建的农药体系及其应用。

背景技术

农药在农业生产活动中起到了重要的作用，是防治杂草颇为有效的方法，对于促进粮食稳产增产，提高农民收入，保障国家粮食安全具有重要意义。但是，我国农药利用率较为低下，仅为30％左右，传统农药易通过径流、挥发和淋溶进入环境，不仅导致严重的环境问题，甚至还会危害人类健康。因此，现代农业的健康可持续发展迫切要求我们采用新技术控制农药损失，提高农药利用效率。

近年来农业领域出现了许多pH、温度响应的智能控释农药体系。这些智能体系中农药的释放行为是通过pH或温度来进行调控，以此提高农药利用率并满足作物需求。但是对于这些响应型控释体系仍然存在着一些缺陷限制它们的广泛应用，比如pH响应控释体系由于酸或者碱的使用而阻碍作物的生长，温敏性的控释体系存在能耗高的不足。故而进一步开发绿色环保的控释农药系统成为研究的热点。

目前，降低农药流失、提高农药利用效率的有效途径大部分是缓/控释农药，延长农药的持效期，提高农药利用率。通过多种有机无机纳米材料和农药复合来构建缓/控释农药体系，实现农药的缓/控释功能。如公开号为 CN105052902A的专利公开缓控释农药纳米乳液及其制备方法，该缓控释农药纳米乳液包括：农药有效成分和载体，其中，所述农药有效成分为非水溶性农药，所述载体为聚氨酯。

尽管这些方法在一定程度上可以减少农药损失，提高农药的利用率，但是目前缓/控释体系依然还存在以下弊端，具体如下：(1)难以精确达到控制释放；(2)制备工艺复杂，生产成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于现有技术中的农药缓/控释体系存在难以精确达到控制释放、制备复杂的弊端。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

一种电驱动控释和迁移的凝胶基纳米农药体系的构建方法，包括以下步骤：

(1)将凹凸棒土粉末分散于农药水溶液中，搅拌，离心，收集凹凸棒土-农药复合物进行干燥，所述农药为阴离子农药；

(2)将步骤(1)中干燥后的凹凸棒土-农药复合物溶于水中，并加入海藻酸钠，搅拌，形成悬浮液，然后在磁力搅拌下，将悬浮液注入氯化钙溶液中，得到水凝胶，即获得电驱动控释和迁移的凝胶基纳米农药体系。

工作原理：氯化钙作为一种无机交联剂对海藻酸钠进行交联，其交联反应为：2(C₆H₇NaO₆)_x+xCaCl₂＝(C₁₂H₁₄CaO₁₂)_x+2xNaCl。海藻酸钙凝胶球是阴离子聚合物，带有负电性，电场驱动下阴离子海藻酸钙产生的库仑力使凝胶球内部的孔变大导致阴离子型农药的释放，释放出来的农药由于自身带负电性，固而在电场驱动下会向正极迁移至靶标作物。