Les dommages annuels aux cultures causés par les maladies des plantes et les ravageurs sont d'environ 20% à 40% dans le monde. Le contrôle efficace des maladies des plantes repose toujours sur l’application de pesticides, tels que les fongicides, les insecticides et les herbicides. Bien que les engrais chimiques présentent de nombreux avantages, tels qu’une efficacité, une rapidité et une commodité élevées, ils peuvent également nuire aux organismes non ciblés, aux écosystèmes et à la santé physique. De plus, pendant ou après l'utilisation, environ 90% d'engrais sont excrétés par la fonte du sol, la volatilisation et d'autres formes, réduisant ainsi l'utilisation et l'efficacité des pesticides. Le niveau d'échange de cations bentonite est fort (GEC), la capacité d'adsorption et la grande surface spécifique ; ses caractéristiques structurelles en font un matériau minéral naturel et non polluant, riche, de haute qualité et à bas prix. Actuellement, la bentonite et les matériaux composites modifiés sont principalement utilisés dans le traitement des eaux usées des usines, les matériaux de protection des décharges, l'adsorption des métaux lourds dans le sol et les matériaux de construction.

Kurzbaum, par exemple, utilise un matériau adsorbant composite qui élimine le phosphate des eaux usées laitières et des eaux usées domestiques. Contrairement à la bentonite elle-même, le matériau composite possède une capacité d'adsorption élevée et un taux d'adsorption rapide. Dans les matériaux de construction, la bentonite a une excellente capacité d'adsorption, une faible conductivité hydraulique et une excellente surface spécifique. L'application d'alcool polyvinylique tel que la bentonite modifiée Dai (PVA) améliore la circulation du mortier, réduit l'absorption d'eau du coulis et améliore la capacité d'adsorption, améliorant ainsi les caractéristiques du mur. En termes d'élimination des métaux lourds, le sol est nocif pour les ions de métaux lourds cuivre (Cu), zinc (Zn), nickel (Ni), chrome (Cr), cadmium (Cd) et plomb (Pd). Il s'agit d'un risque potentiel pour la santé. L'adsorption significative des métaux lourds par la bentonite, de petite à grande, est Ni < Cr < Zn < Cd < Cu < Pb.

La bentonite a une histoire riche, est peu coûteuse et présente une valeur pratique générale, mais en tant que retardateur, le pesticide est sous-estimé. Supposons que la bentonite soit transformée en engrais ayant un effet retardateur. Dans ce cas, il est nécessaire de comprendre la structure de base et les avantages de la bentonite, sa modification et le statut de son application pour faciliter le contrôle précis et la libération de l'engrais retardateur. Sur cette base, cet article modifie la bentonite. Il résume la bentonite en tant que support de micro-organismes bénéfiques, d'insecticides, d'herbicides et de fongicides, dans l'attente des perspectives de développement futur et des objectifs de l'utilisation globale des engrais.

1. Structure et modification de la bentonite

La bentonite en Chine a une large distribution, facile à extraire, peu profonde et une variété complète d'avantages, principalement dans la province du Guangxi, la préfecture autonome ouïgoure du Xinjiang, la région autonome de Mongolie intérieure, les provinces du Jiangsu, du Hebei et du Shandong, la composition de 26.5%, 16.01 TP3T, 12.0%, 7.2%, 6.1% et 5.5%, respectivement.

La bentonite naturelle est un adsorbant peu coûteux et respectueux de l'environnement. Récemment, il a été utilisé pour absorber et éliminer les métaux lourds et les matières organiques. Pour assurer l'adsorption et l'élimination de la bentonite naturelle, elle peut être modifiée avec des acides inorganiques et organiques, des tensioactifs ioniques positifs, des halogénures métalliques inorganiques et des phosphates.

1. Structure et caractéristiques de la bentonite

Montmorillonite car le composant principal de la bentonite est un minéral aluminosilicate hydraté hexagonal, sa classification chimique pour (Na) (Al3,3 Mg0,7) Si8O20 (OH) 4nH2O, les caractéristiques structurelles de la bentonite (Fig. 1) pour les deux silice-oxygène externes ( Si8O2) tétraèdre pris en sandwich entre un aluminium-oxygène (Al2O3) : la structure de la nanocouche est constituée d'un rapport 1 ; la structure de sa couche cristalline lamellaire (épaisseur d'environ 1 nm) par les mêmes atomes d'oxygène reliés aux couches voisines par la force de van der Waals et la fusion électrostatique, tétraèdre d'oxyde de silicium dans le Si4 + facile à être Al3 + démolition, octaèdre d'oxyde d'aluminium dans l'Al3 + facile à être Zn2 +, Mg2 + démolition d'ions positifs bon marché, ce qui entraîne la surface du argile bentonite et l'espace intérieur du déséquilibre ionique, de sorte que l'électricité négative permanente, la structure lamellaire dans l'échange d'ions positifs (Ca2) +, Na +, K + etc.) naisse pour atteindre l'équilibre et la formation d'une nouvelle couche d'argile bentonite. ) de la naissance de la balance pour la rendre chimiquement lisse.

La bentonite naturelle naturelle, principalement la bentonite à base de calcium et la bentonite à base de sodium, a une forte capacité d'échange de cations (CEC), une surface spécifique, une capacité d'hydratation et de stockage d'eau, une capacité d'adsorption, un faible coût, une compatibilité, largement utilisée dans la boue de forage, arrête les fuites. adhésif mural, agent de purification des eaux usées radioactives, colorants organiques et adsorbants de métaux lourds.

2. Principe et application de la modification de l'acide bentonite

Le traitement acide bentonite est essentiellement une réaction acide H + et silicate de sorte que l'hydrolyse acide H + et les ions positifs entre les lamelles effectuent un échange d'ions. En revanche, le processus de modification acide Al3 +, Mg2 + et Fe3 + ne modifie pas la structure et la composition primaires d'origine de la bentonite. Néanmoins, il réduit la force du solide, l’expansion de l’espacement intercouche, les oxydes de sulfate ou de fer et d’autres impuretés. Ils entraînent une augmentation de la surface spécifique, de la porosité et des niveaux d’adsorption des gaz.

Les modificateurs d'acide courants contiennent des acides inorganiques et organiques. Les acides inorganiques contiennent principalement de l'acide chlorhydrique (HCl), de l'acide nitrique (HNO3) et de l'acide sulfurique (H2SO4), principalement de l'acide sulfurique (H2SO4), de l'acide citrique (C6H8O7) et de l'acide humique qui sont les plus couramment utilisés dans la modification de l'acide inorganique pour la modification de la bentonite, et la zone de performances d'adsorption est progressivement améliorée après modification.

La spécification d'activité reflète directement la spécification de performance de la bentonite modifiée par l'acide, mais différentes concentrations d'acide ont d'autres dommages à la structure de la bentonite modifiée. À de faibles concentrations, l'activité de la bentonite modifiée augmente avec l'augmentation de la teneur en acide, mais à des concentrations élevées, l'activité de la bentonite modifiée diminue avec une concentration d'acide élevée. La raison peut être que l'échange de faibles concentrations, moitié petits H + et moitié à travers de gros ions positifs interchangeables, n'a pas détruit sa structure. Cependant, avec l'augmentation de la concentration d'acide, l'espacement des couches est trop grand et les ions positifs sont remplacés, entraînant la division de la formule moléculaire.

Dans la phase bentonite activée par l'acide sulfurique (Fig. 2), les groupes silanol dans la couche superficielle de la bentonite d'Angkawijaya et al. + pourraient être davantage protonés pour produire des groupes chargés positivement. Les groupes protonés favorisent l'adsorption du Pi sur la base d'interactions électrostatiques. Contrairement aux acides inorganiques, les molécules organiques contiennent des groupes carboxyle (COOH), qui peuvent mieux renforcer la chélation des métaux lourds et améliorer la capacité d'adsorption de la bentonite. De plus, la fusion de bentonite modifiée par l'acide humique et d'urée peut réduire considérablement les dommages causés par le N2 causés par la volatilisation du NH3 du sol et le rejet de N2O, améliorer l'utilisation par la plante des engrais de fond et favoriser la croissance des plantes.

3. Principe et application de la modification organique de la bentonite

La modification organique de la bentonite remplace essentiellement la matière organique ou les groupes organiques, puis les molécules d'eau ou les ions positifs échangeables au sein du système lamellaire, formant ainsi de la bentonite organique modifiée avec des liaisons covalentes, des liaisons de couplage, des liaisons ioniques ou des forces de Van der Waals.

Les modificateurs organiques courants comprennent le dodécylbenzène sulfonate de sodium (SDBS), le bromure de cétyltriméthylammonium (CTAB), l'octadécyldiméthylammonium (SMB3), le chloroforme d'octadécyldiméthylphénylphénylammonium chloroforme chlorophénylammonium chloroforme (ODMBA), le bromure d'hexaquaternaire triméthylammonium (HDTMA), le bromure de dodécyl diméthyl triméthylammonium (DDTMA) et le bromure de cétyltriméthylammonium (BTMA). ). BTMA) les ions positifs de la couche solide de bentonite et les ions positifs organiques sont interchangeables ; la bentonite naturelle peut être modifiée en bentonite organique lipophile hydrophobe, en expansion révisée de l'espacement des couches de bentonite, en expansion de l'espace de stockage à l'état solide et en absorbant les polluants organiques. Les spécifications d'adsorption pour les colorants acides de la bentonite organique sont affectées par la longueur de la chaîne alkyle de l'activateur de surface ; plus la chaîne carbonée est longue, plus la capacité d'adsorption est élevée et la surface spécifique n'affecte pas l'adsorption.

Dans l'élimination et l'adsorption des métaux lourds du sol, de la bentonite organique et de différents ions de métaux lourds avec d'autres mécanismes, Cu2 + et Cd2 + Hg2, principalement par échange de cations, Hg2 + est l'adsorption et la distribution physiques, Cr3 + et As3 + selon l'adsorption spécifique et adsorption électrostatique respective. Clé de bentonite organique modifiée utilisée dans les colorants organiques industriels, les gaz résiduaires industriels (toluène, cyclohexane, xylène et mélange de toluène), l'absorption de polluants dans les industries pétrolière et pétrochimique et les lixiviats de décharges (polluants organiques, hydrocarbures halogénés, ammoniac, solides, sulfures). , métaux lourds, etc.).

4. Principe de modification inorganique et application de l'argile bentonite

L'application des ions métalliques Na +, Fe3 +, Al3 + et Mg2 + comme modificateurs des halogénures et des phosphates est une modification inorganique de la bentonite de la manière générale ; son hydrolyse des cations métalliques peut être équilibrée à la surface de l'électricité négative de la bentonite.

Les performances d'adsorption de la bentonite modifiée de manière inorganique sont liées à la quantité et aux propriétés du modificateur chargé. À faible capacité portante, la capacité d'adsorption de la bentonite ajustée augmente avec l'augmentation de la capacité portante. Au contraire, lorsque la capacité portante est trop élevée, les amas métalliques bloqueront les canaux poreux de l'adsorbant vers le point actif, réduisant ainsi la capacité d'adsorption de l'adsorbant. Yang et coll. ont découvert que l'adsorption de Pb2+ par échange d'ions carbonate de sodium (Na2CO3), l'attraction électrostatique, la capture d'un groupe hydroxyle en surface et la précipitation chimique provoquent une bentonite modifiée. La réaction magnétique et catalytique du modificateur pour effectuer la modification de la bentonite peut mieux améliorer les caractéristiques d'adsorption de la bentonite.

La bentonite modifiée par CUFe2O4 peut éliminer efficacement le Hg0 présent dans le gaz ; le mécanisme est que CUFe2O4 améliore le site actif de la bentonite, catalysant la conversion de Hg0 en Hg2 + mercure granulaire [Hg (P)].

La bentonite modifiée inorganique chargée de cations métalliques (Cu2)+, Zn2+ et Ag+), en plus d'améliorer les propriétés d'adsorption, possède également une réaction antibactérienne, désodorisante et catalytique particulière.

Pajiarito et coll. avec ZnSO4.7H2O pour modifier la bentonite, la bentonite modifiée au zinc obtenue sur la base du contrôle de la libération de Zn2 + sur Mycobacterium luteum et l'effet inhibiteur du champignon du riz paddy peut également réduire l'odeur piquante produite par le caoutchouc naturel (NR) avec AgNO3 modifié bentonite avec une puissante inhibition de l'effet bactérien et de la réaction catalytique, peut être un agent colorant de malachite verte (MG). Réaliser une réaction catalytique, tout comme les bactéries nouvellement isolées dans les eaux usées et les boues (ISOS) et Escherichia coli (Ec.oli) avec une bonne vigueur bactériostatique .

2. La bentonite et les matériaux composites comme dynamique de recherche sur les milieux fertilisants

Les engrais jouent un rôle irremplaçable en tant qu’intrant agricole moderne, dans la lutte contre les maladies des plantes et les ravageurs, améliorant la qualité des récoltes et maintenant la sécurité alimentaire mondiale. Cependant, les formes posologiques traditionnelles de pesticides ont de faibles taux d’utilisation, ne sont pas ciblées et ont des taux de résidus élevés et doivent être surutilisées pour obtenir des effets préventifs. Après utilisation, seulement 0,11 TP3T de l’engrais atteint les organismes cibles. 99,9% de l'engrais se retrouvent dans l'environnement par dissolution du sol, volatilisation, dérive de pulvérisation, ruissellement, dégradation microbienne et adhésion à la surface de la culture.

Les engrais résiduels peuvent se retrouver dans le sol, les plans d’eau, l’atmosphère et les cultures et s’accumuler dans les produits agricoles, les animaux et les fruits de mer, mettant ainsi en danger la santé humaine. Ainsi, le développement d'engrais avec dégradation et réactivité environnementale (pH), température, lumière, etc.).)) Température, lumière, etc.), des nanomatériaux respectueux de l'environnement en tant que support de biopesticides, avec une fiabilité et une compatibilité élevées, peut réduire les méfaits et les résidus des pesticides et améliorer l’efficacité des engrais.

La bentonite est une substance fertilisante potentielle riche, peu coûteuse, non toxique, poreuse et à surface importante, couramment utilisée dans les fongicides microbiens, les insecticides, les fongicides et les substances d'adsorption d'herbicides ; il a une valeur de développement et d’application substantielle.

1. Bénéfique pour les milieux d’absorption microbienne

Le fongicide microbien présente les avantages d'être écologique, sûr et compatible, et son utilisation globale souffre des dommages causés à la structure du support et à ses propriétés fonctionnelles.

La bentonite n'est généralement pas une bentonite modifiée par un acide, une modification organique ou une modification inorganique en tant que milieu microbien bénéfique. Des études ont montré que le niveau d'immobilisation des bactéries sur le support réside dans l'adhésion initiale entre la surface du support et les cellules bactériennes, et que le processus d'adsorption comprend quatre étapes :

① Un grand nombre de bactéries rassemblées à la surface du support ;

② Adhésion initiale des germes à la surface du support ;

3. De l’adhésion réversible à l’adhésion irréversible ;

④ formation d'un biofilm stable.

De plus, les propriétés physiques des cellules et des supports ainsi que les propriétés chimiques de l'environnement sont appelées rôle prépondérant dans la phase de fixation, Mg2 dans la capacité de fixation sèche et composition + dans le milieu ; la charge de surface est corrélée aux propriétés des micro-organismes.

Bejarano et coll. ont démontré que la bentonite pourrait être un milieu potentiel pour la bactérie favorisant les plantes Paraburkholytofirmans (PsJN). pH La spécification d'adsorption de la solution tampon de 5,5 à 9 diminuait à mesure que la valeur du pH augmentait. De plus, la spécification potentielle de la surface du milieu affecte l'adsorption et l'immobilisation des bactéries, c'est-à-dire que plus le potentiel de surface est élevé, plus l'adsorption des agents pathogènes est importante.LI et al. préparé de l'acide stéarique hydrophobe qui charge mieux Raoultellaplanticolars-2 (bactéries Gram-négatives, EPS causées faibles) et Bacillussubtilssl-44 (bactéries Gram-positives. EPS causées vitales) deux types de bactéries bénéfiques ; en comparaison, les bactéries à Gram positif ont une forte adsorption, le principe d'adsorption est une interaction hydrophobe acide-base, et non la force de Lifshitz-van der Waals et l'interaction électrostatique.

2. Retard des insecticides

La bentonite est généralement utilisée comme matériau composite comme support pour les insecticides. Le principe est d'utiliser l'adsorption de bentonite, caractéristiques de surface spécifiques d'un matériau composite extensif. Supposons que la réponse à la libération de stimulation alcaline, le matériau composite amidon modifié-bentonite organique soit basé sur la méthode de préparation par insertion de solution. Le taux de compactage des matériaux mélangés est élevé et peut être manipulé en continu lors de la libération de l'eau.

L'alginate est un polysaccharide hydrosoluble, en solution, facile à réticuler avec des ions positifs divalents (Ca2 (phase en ligne avec + et Mg2 +) pour produire un hydrogel, généralement comme fertilisant, manipulation de la libération du milieu composite à base du sol – argile bentonite à utiliser pour soupçonner que le gel fabriqué / nanocomposites d'alginate de sodium à la propagation Fick du contrôle et de la libération des insecticides imidaclopride, la quantité libérée augmente à mesure que l'argile bentonite La quantité libérée augmente avec l'augmentation de la bentonite.

De plus, la bentonite est modifiée avec des tensioactifs ioniques positifs pour obtenir de la bentonite organiquement modifiée. Cela favorise la bentonite à produire plus d'imidaclopride dans l'espacement intercouche, puis contrôle et libère l'imidaclopride.

3. Retardement des herbicides

Le point d’ajustement chimique du matériau adsorbant est un facteur essentiel dans la mesure de ses propriétés d’adsorption, et moins de points chimiques appropriés affecteront son efficacité d’adsorption.

La modification organique de la bentonite est un moyen essentiel d’améliorer le point d’ajustement chimique. Ainsi, la bentonite organique est souvent utilisée dans les milieux d’absorption et de libération contrôlée d’herbicides. Le comportement d'absorption et de libération est lié à la densité apparente du modificateur (tensioactif) dans la structure lamellaire et à l'espacement entre les couches de bentonite. Plus la densité de tassement du modificateur dans la structure en couches est élevée, plus la diffusion de l'herbicide est lente. Lorsque l'espacement des couches de bentonite augmente, cela est bénéfique pour la libération de l'herbicide, réduisant l'effet de la densité apparente sur l'herbicide pour obtenir l'effet de libération contrôlée.

L'absorption des herbicides par la bentonite est spontanée et exothermique ; le processus d'absorption est divisé en deux étapes :

① Avec l'augmentation de la taille et de la capacité portante de la chaîne carbonée du modificateur, le taux d'adsorption se produit principalement à la surface de la bentonite modifiée.

② Dans le lien de contrôle de diffusion interne, le taux d'adsorption diminue lentement avec la taille de la chaîne de carbone modificateur, la capacité portante et l'augmentation de la longueur. Ce processus se produit principalement dans la couche solide de bentonite modifiée. Il existe deux types de bentonite modifiée, parmi lesquels la HTMA-bentonite possède les meilleures propriétés d'adsorption et absorbe le prochloraz sur la base d'interactions hydrophobes. Contrairement au médicament d'origine, l'argile bentonite organique a considérablement ralenti la libération de l'agent.

4. Retardement des fongicides

Les formulations de pesticides, dans la libération des composants pertinents du retard, plus l'efficacité du temps continu est longue, peuvent continuer à libérer l'ingrédient actif du système porteur, qui a fait l'objet de recherches. Singh a comparé la fumonisine (dithiocarbamate) comme un fongicide kaolin et la manipulation du support de bentonite de l'effet de libération et a trouvé la manipulation de la bentonite de la libération des engrais plus lente que le kaolin, la libération de l'incohérence de la propagation de Fick.

Liu Yanhui et coll. a choisi la méthode d'adsorption pré-imprégnée pour préparer le retardateur d'oxacilline. Avec l'augmentation de la dose active du tableau de chargement de bentonite, la quantité d'adsorption augmente d'abord puis diminue, et le taux de libération est lié à la température. Lorsque la température est élevée, le taux de libération est plus rapide.

De plus, la bentonite organiquement modifiée peut adsorber les fongicides et réduire la tension superficielle de leur taille de particules pour obtenir des effets synergiques. Par exemple, l'ajout d'organobentonite à l'émulsion aqueuse de spiroxamine réduit la taille de ses particules et facilite la distribution granulométrique, modifiant ainsi la stabilité de l'émulsion aqueuse. La bentonite organique, l'hexaconazole et les additifs ont été physiquement mélangés, et une suspension aqueuse 5% d'hexaconazole a été préparée avec succès. La suspension a un degré raisonnable de sécurité flottante, la bentonite organique sur l'adsorption des fongicides est également affectée par les caractéristiques du pH du système lui-même, un environnement faiblement acide (pH) <3) l'adsorption des pesticides organiques est calme, un environnement alcalin (pH) > 10 ) seule l'adsorption alcaline du triadiméfon a augmenté, les engrais acides métanaphtyle, cétopropyle, méthyle parathion ont une solubilité, le taux d'adsorption est réduit.

3. Perspectives d'application de l'argile bentonite

Développer des engrais à faible teneur en carbone, respectueux de l’environnement et à libération constante est essentiel pour lutter contre les maladies des plantes. Pourtant, le domaine de la production d’engrais à efficacité retardatrice est lourd et coûteux, et ils ne peuvent pas être distribués de manière intelligente.

De plus, les milieux préparés à partir d'une combinaison chimique ont un faible rendement, et très peu de chercheurs ont développé des engrais ciblés à coagulation retardée basés sur les caractéristiques des agents pathogènes des plantes, dont la plupart sont améliorés grâce à l'efficacité matérielle et médicale. D'autre part, les nanoparticules de silice, les nanogels, les matériaux MOF et les milieux fertilisants ayant une efficacité de retardement ont des coûts d'application élevés, de faibles charges d'engrais, et l'application réelle entraînera une grande perte d'engrais, entraînant un certain degré de pollution environnementale.

La bentonite est une grande surface spécifique avec des matériaux à capacité d'adsorption solide dans le traitement du dosage des pesticides et la lutte antiparasitaire, et elle a une valeur pratique substantielle. Cependant, le développement et l’application de la bentonite peuvent s’étendre au-delà de ses propriétés plastiques ; il faudrait également envisager d'utiliser la modification de la bentonite, principalement dans.

① Selon les différences dans les scénarios d'application, le développement d'une valeur spécifique de pH, de température et d'humidité, de lumière, de champ magnétique et d'activité enzymatique de substances fertilisantes à libération intelligemment contrôlée ;

② Pour différentes cibles de prévention (maladie), effectuer des modifications ciblées, développer un engrais à coagulation lente avec des organismes cibles induits et adsorbés ;

③ Pour différentes méthodes d'utilisation et caractéristiques préventives, modifier la formulation et développer des engrais à coagulation retardée qui peuvent être pulvérisés, enracinés, imbriqués, lavés, etc., pour faciliter l'application pratique ;

④ Selon les différentes caractéristiques de la molécule d'engrais (pH), la bentonite effectue une modification acide organique ou une modification alcaline, la production d'engrais avec la même valeur de pH que la matière fertilisante, pour éviter le chargement après la fusion des ingrédients actifs de l'engrais.

Ainsi, l’avenir de la bentonite et des matériaux composites modifiés se prête à la libération ciblée de pesticides, notamment pour lutter contre les maladies transmises par le sol.