关键词：
纳米材料
TiO2
病害防治
植物抗菌材料
光半导体
生物学效应
摘要：
以细菌、真菌、病毒等微生物为侵染原的植物病害种类繁多,各种植物病害的发生、流行、传播对现代种植业构成了重大威胁.目前,各种有机杀菌剂农药的使用非常普遍与频繁,导致了十分严重的农药污染与食品安全性问题,引起社会各界的广泛关注.因此,开发新型绿色植物抗菌材料与制剂,对于缓解农药污染和保护人民健康具有重要意义.对人畜安全无害的纳米光半导体材料,是一种对细菌、真菌、病毒等多种微生物具有强烈杀灭作用的绿色抗菌材料,在环境卫生领域已经获得了广泛应用,然而在植物病害防治方面的研究尚未见文献报道.基于光半导体纳米材料在其他领域的研究成果,本论文开拓性地开展了纳米TiO<,2>光半导体材料在植物病害防治和促进植物生长等方面的生物学效应研究.\n 以溶胶凝胶法制备纳米TiO<,2>光半导体溶胶材料,通过对材料进行物性分析、抗菌性能与安全性评价、植物病害防治效果评价、植物光合机能与生长促进效应评价,首次将纳米TiO<,2>光半导体材料作为植物抗菌剂与生长促进剂进行探索.\n 结果表明:(1)试验制备的纳米TiO<,2>光半导体材料呈半透明、浅黄色,pH值在7.0左右,溶胶中TiO<,2>颗粒主要为锐钛矿相的纳米晶体,呈锥形;颗粒粒径分布范围在3.9-97.9nm之间,平均有效粒径为30.6nm,在溶胶中具有良好的分散度和稳定性; (2)纳米TiO<,2>溶胶具有良好的成膜性和附着性,能够形成连续、透明、稳定的TiO<,2>薄膜,长效持久发挥光催化抗菌作用;(3)纳米.TiO<,2>溶胶与人体皮肤接触无不良反应,对人畜安全无害;(4)纳米TiO<,2>溶胶对植物病原真菌菌丝体生长、产孢量及孢子萌发均具有一定的抑制作用;对植物病原细菌的生长繁殖具有显著的抑制效果,且种间敏感性差异不大,显示了持久、广谱抗菌的特征; (5)纳米TiO<,2>溶胶喷施在叶片表面后,容易形成一层连续、透明、功效持久的TiO<,2>抗菌薄膜,对黄瓜霜霉病、细菌性角斑病及白粉病的发生与危害具有一定的防治效果,可以显著地降低病害发病率和病情指数及叶片的病斑数量与病斑面积; (6)可以提高黄瓜种子的发芽率,促进根系生长,增强根系活力;叶面喷施一定浓度的纳米TiO<,2>溶胶后可促进黄瓜幼苗的光合能力,同时,叶片单位鲜重的叶绿素、类胡萝卜素含量及株高和叶面积均显著增加.\n 本研究工作已经证实,纳米TiO<,2>溶胶不仅对多种植物病害具有显著的防治效果,同时还可以促进光合作用并加速植物生长.因此,开发以纳米TiO<,2>光半导体材料为主要有效成分的植物抗菌剂与保护剂具有一定的现实性和可能性,有可能为作物病害的无公害防治,特别是设施园艺作物食品安全性的提高开辟新途径.
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