本发明属于碳量子点领域，具体涉及一种基于氮掺杂碳量子点及其制备方法和应用。
背景技术：
1、粮食作物由于受到病原菌或害虫的威胁，导致全球范围内每年粮食产量减少20％-40％，使其不能满足未来人口增长带来的粮食需求。因此，杀虫剂/杀菌剂已经成为当代农业系统不可或缺的组成部分，用以保护作物免受病虫害的威胁。然而，农药的过量使用及其自身的难降解性、在生态环境中的高持久性已经超越了地域的边界，成为威胁人类健康与安全的全球性问题之一。
2、水稻(oryza satival.)是世界第三大主要粮食作物，为全球50％以上的人口提供食物来源，水稻的安全生产，关乎到全球生存方面的问题。水稻稻瘟病是由水稻稻瘟病菌引起的，在降低粮食产量的同时，增加了食品安全的不确定性。因此，寻求绿色高效防控水稻稻瘟病的新型杀菌剂已经成为人们关注的重点。目前人工纳米材料在农业生产管理方面得到广泛应用，一方面人工纳米材料具有增强植物吸收营养的能力从而达到增加植物产量，另一方面纳米材料往往还具备着与其制备原材料相对应的物理化学、电子等特性可用于提高土壤养分生物利用度及食品质量。
3、中国专利文献号cn115216292a中提供了一种将氮掺杂碳量子点(n@cqds)的分级并选用分子量范围为500-1000的n@cqds，实现了48％的荧光量子产光率，并用其于汞离子的快速定量检测，在1-10μm和10-40μm范围内具有最佳的汞离子检测线性特性，相应检测限为0.27μm。该方法得到的碳量子点能够同时检测汞离子溶液，对于金属离子在环境中的检测提供了方式。
4、中国专利文献号cn113413397a中提供了一种碳量子点作为食品或者化妆品的抗菌添加剂及以鸡蛋蛋清衍生的碳量子点作为铁螯合剂在治疗铁超载型非酒精性脂肪肝病中的应用。通过鸡蛋蛋清衍生的碳量子点、二甲双胍衍生的碳量子点和壳聚糖衍生的碳量子点对大肠杆菌具有较强的抑制作用，扩宽了碳量子点在不同行业中的应用。
5、中国专利文献号cn112708418a中提供了一种利用氮掺杂碳量子点荧光探针检测次氯酸盐的方法，该方法通过双酚a作碳源，以尿素作为氮源，采用水热法合成氮掺杂碳量子点，并以上述方式所制备的碳量子点作为荧光探针检测次氯酸盐，为水环境中次氯酸盐浓度检测提供了一种更为简便的方式。
6、中国专利文献号cn113201337a中提供了一种氮掺杂碳量子点与二氧化锰复合材料的制备方法及其作为荧光探针用于检测生物体内或者体外谷胱甘肽的含量，该方法将碳量子点和二氧化锰结合以制备新型复合材料。
7、从以上相关技术不难发现，现有掺氮碳量子点(cds)多以尿素作为氮源，且常利用碳量子点本身荧光特性作为检测金属离子等水体中对人体或环境具有潜在危害的污染物，相对于原有检测技术碳量子点作为一种新型检测手段大大提高了检测成本及操作过程，但是碳量子点在农业领域中的应用尚未得到验证，碳量子点作为一种新型纳米材料尤其是在针对由病原体引起的作物产量及品质等方面的应用尚未得到深入探究，且当碳量子点作为一种新型检测手段或者抗菌剂等在施用时，是否对环境及人体产生新的潜在危害，该问题目前尚未得到良好的解决。
技术实现思路
1、本发明公开了一种基于氮掺杂碳量子点的制备及在水稻抗稻瘟病的应用。以柠檬酸作为碳源，乙二胺作为氮源采用水热合成法制备碳量子点，并且增强水稻抗稻瘟病抗性促进了水稻相对叶绿素含量的增加，从而促进了水稻产量的增长。相较于传统农药而言，cds的施用量大大降低，同时也降低了传统农药对人类及环境的毒性效应，且通过土壤急性毒性试验，以常见土壤动物(赤子爱胜蚓)的死亡率这一直观指标作为衡量cds进入农田土壤系统后大大降低了在环境中扩散传播的可能性及毒性，减小污染物在环境中的潜在风险及对人类身体健康的威胁。
2、为了解决上述存在的技术问题，本申请提供如下技术方案：
3、本发明提供一种基于氮掺杂碳量子点的制备方法，包括如下步骤：
4、s1：将柠檬酸和乙二胺溶于水中，通过水热合成法得到柠檬酸cds溶液；
5、s2：将所述柠檬酸cds溶液冷却至室温(25±5℃)后加入含有聚丙烯酸的水溶液，加热，得到cd-paa溶液；
6、s3：将所述cd-paa溶液除杂，得到所述基于氮掺杂碳量子点。
7、优选的，所述步骤s1中，水热合成法于内衬有聚四氟乙烯的不锈钢高压釜中进行。
8、优选的，所述步骤s1中，水热合成法的温度为200-240℃。
9、优选的，所述步骤s1中，水热合成法的时间为8-10h。
10、优选的，所述步骤s2中，加热的温度为80-100℃
11、优选的，所述步骤s2中，加热的时间为4-5h。
12、优选的，所述步骤s3中，除杂的方法为透析(采用500-1000kda透析管；spectrumlabs)，旋转蒸发和冷冻干燥。
13、优选的，所述含有聚丙烯酸的水溶液中，聚丙烯酸的浓度为10wt％。
14、本发明还提供一种所述制备方法制备得到的基于氮掺杂碳量子点。
15、本发明还提供所述基于氮掺杂碳量子点在水稻抗稻瘟病中的应用，包括将含有100-400mg l-1不同浓度的基于氮掺杂碳量子点的水溶液喷洒于生长28-35天的水稻叶片上。
16、其中稻瘟灵病菌液通过将稻瘟灵病菌在马铃薯葡萄糖琼脂培养基(pda)生长一段时间后，将其琼脂去除，挑取菌体放入培养液中，在30℃、转速为150r min-1的摇床上培养，继续培养三天后，菌液浓度为2×105cfu时即可作为接种浓度使用。
17、本发明的技术方案相比现有技术具有以下优点：
18、目前来看，传统农药对于作物产量等的优势在逐渐下降，取而代之的是其在环境中的低利用率、对生物多样性及生态系统稳定性的高风险破坏性及大量使用后产生的病原菌抗性。寻求和开发一种高利用率、低风险、可持续利用的传统农药替代品来高效控制作物病害已成为研究热点。掺氮碳量子点由于其制备成本低、制备过程简单，可通过直接清除作物体内活性氧(ros)来提高作物对逆境的耐受性，显著增加粮食产量的同时更增加作物抗病效果。大大减缓了由病原菌引起的作物损失，且通过蚯蚓急性毒性安全验证，当碳量子点通过各种途径进入土壤系统时，相较于传统农药而言，对人体及环境的威胁较小。掺氮碳量子点将会成为一种绿色新型减少水稻稻瘟病引起的作物产量及品质下降的可持续型手段。
1.一种基于氮掺杂碳量子点的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，水热合成法于内衬有聚四氟乙烯的不锈钢高压釜中进行。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，水热合成法的温度为200-240℃。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，水热合成法的时间为8-10h。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，加热的温度为80-100℃。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，加热的时间为4-5h。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s3中，除杂的方法为透析，旋转蒸发和冷冻干燥。
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含有聚丙烯酸的水溶液中，聚丙烯酸的浓度为10wt％。
9.一种权利要求1-8中任一项所述制备方法制备得到的基于氮掺杂碳量子点。
10.权利要求9所述基于氮掺杂碳量子点在水稻抗稻瘟病中的应用，其特征在于，包括将含有浓度为100-400mg l-1的基于氮掺杂碳量子点的水溶液喷洒于生长28-35天的水稻叶片上。
