含铁纳米材料在消减氟磺胺草醚残留的应用及消减方法

本发明属于土壤修复，具体涉及含铁纳米材料在消减氟磺胺草醚残留的应用及消减方法。

背景技术：

1、氟磺胺草醚是一种广泛应用于花生和大豆田中的二苯醚类除草剂，选择性强，除草效果好。自引入我国后，氟磺胺草醚使用量不断攀升，长期大量施用导致土壤中存在明显的残留。残留的氟磺胺草醚易对后茬敏感作物产生药害，致使作物产量下降，极大地影响了农业种植结构与粮食生产。此外，进入环境中的氟磺胺草醚会在生物体内富集并进入到食物链中，从而威胁生态安全和人体健康。因此，农田土壤中氟磺胺草醚的残留问题亟需引起关注和重视。

2、目前针对土壤中氟磺胺草醚的消减技术主要集中于微生物降解技术。土壤微生物在氟磺胺草醚的消减过程中发挥着重要作用。研究表明，土壤灭菌后氟磺胺草醚的降解速率降低了200.0％左右，而添加降解菌可以使土壤中氟磺胺草醚的半衰期从93d减少到30d。到目前为止，研究人员已分离筛选到18种氟磺胺草醚降解菌。从物种分布来看，氟磺胺草醚降解菌株有13种为细菌，剩下5种为真菌。例如，专利cn110904005 b报道的中华根瘤菌(sinorhizobium sp.)w16能够稳定降解氟磺胺草醚，可以应用于施用氟磺胺草醚的农田中。然而，由于生物强化添加的微生物与土著微生物的竞争关系，受环境因素和可利用营养供给等因素限制，在实际修复过程中，所需时间要长达数月甚至更久。因此，急需开发能够减少土壤修复时间的其它物质，用于消减氟磺胺草醚残留。

技术实现思路

1、本发明提供了含铁纳米材料在消减氟磺胺草醚残留的应用及消减方法，解决了现有技术利用微生物降解土壤中氟磺胺草醚残留，实际修复所需时间要长达数月甚至更久的问题。

2、含铁纳米材料在消减氟磺胺草醚残留的应用，所述含铁纳米材料为纳米四氧化三铁或纳米铁，所述氟磺胺草醚残留为大豆田土壤中氟磺胺草醚残留。

3、优选的，所述纳米四氧化三铁的粒径为10nm-30nm，所述纳米铁的粒径为50nm-80nm。

4、一种大豆田土壤中氟磺胺草醚残留的消减方法，具体包括以下步骤：

5、利用所述的含铁纳米材料配置含铁纳米悬液，所述含铁纳米悬液的浓度为5mg/l-10mg/l；

6、在氟磺胺草醚残留土壤中种植大豆，并在大豆种植后40-50天，向大豆根部浇灌所述含铁纳米悬液。

7、大豆种植后的40天-50天是大豆开花前期，也是根瘤形成的重要时期，铁对根瘤形成具有重要作用。在这个时间段添加铁纳米材料，可能会影响根瘤形成，从而调控根瘤菌和根际微生物的组成和结构，进而对土壤中氟磺胺草醚的降解产生影响。

8、5mg/l-10mg/l的浓度范围含铁纳米悬液对大豆生长具有较好的促进作用，特别是对根系生长具有重要的促进作用，根系生长或根瘤的促进作用可能会调控根瘤菌或根际微生物的结构或组成的变化，从而影响氟磺胺草醚的降解。浓度过高会抑制大豆生长，过低不会产生促进效果。

9、优选的，所述含铁纳米悬液为纳米四氧化三铁悬液或纳米铁悬液。

10、优选的，当所述含铁纳米悬液为纳米四氧化三铁悬液时，所述纳米四氧化三铁的粒径为10nm-30nm，纯度为99.9％。纳米四氧化三铁的粒径太大了不太容易分散，粒径太小不易获得。

11、优选的，所述纳米四氧化三铁悬液的浇灌量为：每kg氟磺胺草醚残留土壤浇灌纳米四氧化三铁悬液50ml-80ml。浇灌量太小，无法快速降低土壤中氟磺胺草醚的浓度；浇灌量太大，会影响大豆生长。

12、优选的，所述纳米四氧化三铁悬液每天浇灌一次，连续浇灌5天～6天。

13、优选的，连续浇灌5～6天后，大豆田土壤中所述纳米四氧化三铁的浓度为1.25mg·kg-1～4.80mg·kg-1。

14、优选的，配制纳米四氧化三铁悬液的具体方法为：将纳米四氧化三铁分散于水中，超声后制得浓度为5mg/l-10mg/l的所述纳米四氧化三铁浇灌悬液。

15、优选的，所述超声功率为800w-1000w，温度为20℃-25℃，超声时间为1h-4h。

16、优选的，所述超声功率为800w，温度为25℃，超声时间为4h。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

18、1.本发明提供了含铁纳米材料在消减氟磺胺草醚残留的应用，含铁纳米材料对大豆田土壤中氟磺胺草醚残留的消减为根际原位强化消减，快速降低了土壤中氟磺胺草醚的浓度，避免了与土著微生物的竞争关系，保证修复效果。

19、2.本发明提供的一种大豆田土壤中氟磺胺草醚残留的消减方法操作方便、简单易行、成本低廉，通过fe3o4nms对大豆根际代谢物的调控作用，有效提高了根际微生物群落中核心物种和潜在降解菌的丰度，增强了菌种间的协同互作，进而促进了氟磺胺草醚的根际消减。

1.含铁纳米材料在消减氟磺胺草醚残留的应用，其特征在于，所述含铁纳米材料为纳米四氧化三铁或纳米铁，所述氟磺胺草醚残留为大豆田土壤中氟磺胺草醚残留。

2.根据权利要求1所述含铁纳米材料在消减氟磺胺草醚残留的应用，其特征在于，所述纳米四氧化三铁的粒径为10nm-30nm，所述纳米铁的粒径为50nm-80nm。

3.一种大豆田土壤中氟磺胺草醚残留的消减方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述一种大豆田土壤中氟磺胺草醚残留的消减方法，其特征在于，当所述含铁纳米悬液为纳米四氧化三铁悬液时，所述纳米四氧化三铁的粒径为10nm-30nm，纯度为99.9％。

5.根据权利要求4所述一种大豆田土壤中氟磺胺草醚残留的消减方法，其特征在于，所述纳米四氧化三铁悬液的浇灌量为：每kg氟磺胺草醚残留土壤浇灌纳米四氧化三铁悬液50ml-80ml。

6.根据权利要求5所述一种大豆田土壤中氟磺胺草醚残留的消减方法，其特征在于，所述纳米四氧化三铁悬液每天浇灌一次，连续浇灌5天～6天。

7.根据权利要求6所述一种大豆田土壤中氟磺胺草醚残留的消减方法，其特征在于，连续浇灌5～6天后，大豆田土壤中所述纳米四氧化三铁的浓度为1.25mg·kg-1～4.80mg·kg-1。

8.根据权利要求7所述一种大豆田土壤中氟磺胺草醚残留的消减方法，其特征在于，配制纳米四氧化三铁悬液的具体方法为：将纳米四氧化三铁分散于水中，超声后制得浓度为5mg/l-10mg/l的所述纳米四氧化三铁浇灌悬液。

9.根据权利要求8所述一种大豆田土壤中氟磺胺草醚残留的消减方法，其特征在于，所述超声功率为800w-1000w，温度为20℃-25℃，超声时间为1h-4h。

10.根据权利要求9所述一种大豆田土壤中氟磺胺草醚残留的消减方法，其特征在于，所述超声功率为800w，温度为25℃，超声时间为4h。