CN100571513C - 适合配制倍半萜类化合物微乳剂的复合助剂组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种适合配制倍半萜类化合物微乳剂的复合助剂组合物，特别适合配制用于十字花科蔬菜如甘蓝杀虫剂微乳剂，是由三种乳化剂阴离子型乳化剂SOPA-270、非离子型乳化剂农乳604#和非离子型乳化剂农乳700#、助溶剂甲醇、溶剂丙酮及水构成，其配方简单，易生产，能有效提高倍半萜类化合物的生物活性，低毒，无残留，增效速度快，无副作用，成本低，使用方便，增产效果显著，其推广应用有巨大的经济和社会效益。
Description
技术领域：
本发明涉及一种适合配制倍半萜类化合物微乳剂的复合助剂组合物，特别是涉及一种适用于配制倍半萜类化合物如斑蝥素、去甲斑蝥素微乳剂，用于防治十字花科蔬菜甘蓝害虫小菜蛾的复合组合物。
背景技术：
斑蝥素(cantharidin，C10H12O4)又称芫菁素，是由芫菁科Meloidae昆虫产生的倍半萜类防御物质，对芫菁的天敌有独特的防御作用。很久以来，斑蝥素在医药上研究和应用比较多，对其药理也研究得比较透彻。除医药上应用外，已陆续发现该物质对一些农业害虫有较强的胃毒、拒食、触杀等作用(Beard，1963；Carrel and Eisner，1974；张志勇等，1998)。已有报道认为斑蝥素是作用于神经系统(卢宝廉，1964)。我们通过实验发现斑蝥素对鳞翅目幼虫的胃毒作用很强，但毒杀过程缓慢，并不象一般的神经毒剂作用迅速，杀虫机理也比较复杂。
张志勇等(1998)报道了斑蝥素对小菜蛾(Plutella xylostella)具有较强的触杀、胃毒拒食作用，触杀作用引致中毒试虫反应强烈，多动不安，但死亡是缓效的，20h才有死虫出现，无明显的熏蒸毒杀作用，忌避作用不明显，并且观察到斑蝥素对粘虫、玉米象、蚜虫都有较强的杀虫活性。张志勇(张志勇.昆虫天然产物斑蝥素资源提取及应用研究[D].西安：西北农业大学博士学位论文，1996)对斑蝥素对小菜蛾的作用机理也作了初步研究，认为能激活小菜蛾体内AchE活性高达65％，对磷酸酯酶活性有抑制，羧酸酯酶活性提高，中肠消化酶影响不大；组织观察发现中肠肠壁细胞有脱落现象，中肠内杯状细胞、线粒体变化明显，而神经系统病变不明显。表明斑蝥素主要作用于中肠的膜系统。
文献表明(张雅林，周越，张志勇.斑蝥素对粘虫和小菜蛾幼虫中肠组织的影响[J].昆虫学报，2003，46(3)：272-276)斑蝥素的胃毒作用能引起粘虫，并大量失水而死亡。在研究中还解剖发现，斑蝥素致死粘虫的中肠前段有气泡，后段肿胀，腐烂，稍带褐红色，都说明斑蝥素对中肠影响明显。而斑蝥素对小菜蛾的消化酶系有少量影响(张志勇等，1998)，消化酶系活性的稍微变化并不能严重影响昆虫的消化功能；而对肠壁细胞的直接损伤必然会影响到消化酶的分泌，从而导致酶活性受到影响。
关于有毒昆虫和昆虫毒素成分的应用研究已经悄然兴起，斑蝥素是唯一已知以消化系统为靶标的动物源杀虫活性物质，从斑蝥素对小菜蛾、粘虫中肠影响结果来看，利用斑蝥素作为抗虫应用是可行的。对斑蝥素的特殊作用机制的研究和应用，在克服抗药性等方面有重要意义。
斑蝥素作为一种新型生物杀虫剂，近年来已有水剂产品注册和应用(陈琳，顾明洁.生物农药0.1％斑蝥素水剂的田间应用研究[J].农药科学与管理，2002，23(4)：32-34)。对于剂型的设计是在充分了解农药原药理化性质的基础上，从安全的角度考虑，目前水性制剂如微乳剂和水乳剂的受到了关注。微乳剂以水为连续相，可以有效地避免环境污染、能源浪费，减少对人、畜的危害，是一种环保型农药剂型。该剂型较之其它类型的农药剂型有稳定性、增溶作用、高的传递效率、促进向动植物组织内部渗透和安全性等优越性。在斑蝥素的开发利用研究过程中，张志勇、李明全等(2006)对业已定型的斑蝥素微乳剂优化配方进行了进一步的室内生物测定研究，进一步评估该优化配方杀虫效力，为斑蝥素的杀虫新产品的开发和应用提供依据。
由于国内生产的水溶剂除个别品种外，一般均不添加助剂，因而影响生物活性的发挥。为了增加水溶剂中有效成分的湿润性、粘着性和渗透性，国外在水溶剂中添加适宜的助剂。可见，以斑蝥素为有效成分的杀虫剂水剂产品需要改进剂型，以便更好的促进其生物活性的发挥。微乳剂有安全性强、环保性好、药效高、制剂稳定性高、经济性好、优良的倾倒性和低温稳定性、易加工和生产、水基性剂型可清洁文明生产等优点。是一种新型、高效、环保型农药新剂型。目前国内外尚未见斑蝥素微乳剂的报道。
由此可见，以斑蝥素为有效成分的杀虫剂水剂产品需要改进剂型，以便更好的促进其生物活性的发挥，以去甲斑蝥素为有效成分的农药新剂型需要进一步的探索。因此，本发明的组合物很好的解决了上述技术难题，由该组合物配制的微乳剂产品，显著增效、对作物安全、物理亲和性和化学稳定性好，得到了室内生测、田间药效试验及热贮稳定性试验的证实。
微乳剂有安全性强、环保性好、药效高、制剂稳定性高、经济性好、优良的倾倒性和低温稳定性、易加工和生产、水基性剂型可清洁文明生产等优点。是一种新型、高效、环保型农药新剂型。目前国内外尚未见斑蝥素及其类似物去甲斑蝥素微乳剂的报道。
本发明的目的是提供一种适合配制倍半萜类化合物微乳剂的组合物，既可以提高倍半萜类化合物有效成分如斑蝥素、去甲斑蝥素的生物活性，又可大大减少对环境的污染，同时可以进行清洁生产，以保证经济效益和社会效益双丰收。
发明内容：
本发明的目的是这样实现的，根据混合膜理论，胶团增溶理论，负表面张力原理学说，几何排列理论和R比理论，配制合格的微乳剂需考虑的主要因素是(1)农药有效成分(倍半萜类化合物如斑蝥素、去甲斑蝥素)，(2)表面活性剂的种类和用量，(3)助表面活性剂的种类和数量，(4)有机溶剂的选择，(5)稳定剂，(6)透明温区的确定，(7)体系酸碱度的影响，(8)水质和用量的影响，(9)农药微乳剂的检定等，除上述之外，有时还要考虑适当的时候还要加入防冻剂、增效剂、渗透剂等。有效成分、乳化剂、醇和水是4个不可缺少的组分，其他助剂可根据具体品种的配制需要决定取舍，尽可能地使配方简单化，成本下降。
总之，微乳剂的配方技术不可能只由一种模式来解决所出现的各种问题，配方设计都必须针对不同微乳农药品种及组合体系，寻找解决问题的方法，确定必要组分及用量。微乳剂的研发需综合考虑有效成分的理化性质、生产成本、药效、毒性等各方面因素。根据上述原则，本发明采用一种阴离子型乳化剂、两种非离子型乳化剂、两种助溶剂、水和一些辅助成分按一定比例进行优化组合而成的组合物构成本发明。
本发明具有配方简单，可清洁生产，对环境友好，对使用者安全，无副作用，既可有效杀虫，又有部分驱避作用，保护蔬菜增产丰收。
以下结合具体情况对本发明作详细说明。
模式倍半萜类化合物药剂斑蝥素(cantharidin)，分子结构式为：
模式倍半萜类化合物药剂去甲斑蝥素(Demethylcantharidin)，分子结构式为(注：本图中虚线代表去掉的甲基基团连接键)：
本课题组发明的适合配制倍半萜类化合物微乳剂复合助剂组合物以斑蝥素或去甲斑蝥素为模式倍半萜类化合物药剂，可配制而成0.1％斑蝥素微乳剂和2.5％去甲斑蝥素微乳剂，并对该组合物配比进行室内生物毒力测定和筛选，对筛选出的两种最好组合物配比优化25号进行大田药效试验。
适合配制倍半萜类化合物复合助剂组合物优化25号构成如下：(重量百分比，以下同)
阴离子型乳化剂SOPA-270 1.0-10.0％
非离子型乳化剂农乳604# 1.0-15.0％
非离子型乳化剂农乳700# 1.0-15.0％
助溶剂甲醇 1.0-10.0％
溶剂丙酮 1.0-15.0％
水 余量
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1：0.1％斑蝥素微乳剂(优化配方25号)
斑蝥素 0.1％
阴离子型乳化剂SOPA-270 1.0-10.0％
非离子型乳化剂农乳604# 1.0-15.0％
非离子型乳化剂农乳700# 1.0-15.0％
助溶剂甲醇 1.0-10.0％
溶剂丙酮 1.0-15.0％
水 余量
构成微乳剂杀虫剂复合助剂组合物。乳化剂可采用阴离子型乳化剂SOPA-270、非离子型乳化剂农乳604#和农乳700#；助溶剂采用甲醇；溶剂采用丙酮。按上述组分构成要求，以生产100kg(公斤)微乳剂产品，用斑蝥素0.1kg、阴离子型乳化剂SOPA-270 1.0-10.0kg、非离子型乳化剂农乳604# 1.0-15.0kg、非离子型乳化剂农乳700# 1.0-15.0kg、助溶剂甲醇1.0-10.0kg、溶剂丙酮1.0-15.0kg、水加足余量，可生产出100kg浓度为0.1％的斑蝥素微乳杀虫剂组合物。
实施例2：2.5％去甲斑蝥素微乳剂
去甲斑蝥素 2.5％
阴离子型乳化剂SOPA-270 1.0-10.0％
非离子型乳化剂农乳604# 1.0-15.0％
非离子型乳化剂农乳700# 1.0-15.0％
助溶剂甲醇 1.0-10.0％
溶剂丙酮 1.0-15.0％
水 余量
构成微乳剂杀虫剂复合助剂组合物。乳化剂采用阴离子型乳化剂SOPA-270、非离子型乳化剂农乳604#和农乳700#；助溶剂采用甲醇；溶剂采用丙酮。按上述组分构成要求，以生产100kg(公斤)微乳剂产品，用去甲斑蝥素2.5kg、阴离子型乳化剂SOPA-270 1.0-10.0kg、非离子型乳化剂农乳604# 1.0-15.0kg、非离子型乳化剂农乳700# 1.0-15.0kg、助溶剂甲醇1.0-10.0kg、溶剂丙酮1.0-15.0kg、水加足余量，可生产出100kg浓度为2.5％的去甲斑蝥素微乳杀虫剂组合物。
由上述情况可以看出，本发明是以三种乳化剂按一定比例混合再加添加剂构成，其组合物剂型为微乳剂，三种乳化剂按比例构成不同的组合物配方。
北京农学院和河南农科院部分试验结果如表1～3、表4～7、表8所示(见后表)，从表中可以清楚的看出：
1、本发明微乳剂组合物具有显著的杀虫作用，田间药效试验结果表明0.1％斑蝥素微乳剂400倍液、2.5％去甲斑蝥素微乳剂400倍液和对照药剂80％敌敌畏乳油3～7d对小菜蛾的校正防效差异不显著；和对照药剂1.8％阿维菌素乳油1～7d对小菜蛾的校正防效差异不显著。
2、本发明微乳剂组合物的适合配制微乳剂杀虫剂有效成分范围较广，可配制以斑蝥素及其类似化合物如去甲斑蝥素为有效成分的微乳剂杀虫剂。
3、本发明微乳剂组合物的杀虫速度快，一般喷施3～7天校正防效均达到90％以上。
4、本发明微乳剂组合物的应用杀虫时期长，一般在十字花科蔬菜害虫如小菜蛾幼虫3龄及其以前龄期均可使用，3龄后可考虑加倍剂量，对作物安全。
5、本发明微乳剂组合物低毒，在作物及其土壤中残留时间短，无积累毒性。
6、本发明微乳剂组合物用药成本低、使用方便、防治效果显著，其推广应用有巨大的经济和社会效益。
实施例3：部分室内生物测定试验
采用菜蛾(Plutella xylostella L.)三龄幼虫为试虫对自行研制的生物源农药杀虫剂斑蝥素微乳剂的杀虫活性进行了室内毒力测定。结果表明：试虫中毒后主要表现为活动能力下降至逐渐死亡，且虫体前中部发黑。该配方对试虫的胃毒致死中浓度LC50，触杀致死中浓度LC’50，选择性拒食中浓度AFC50，非选择性拒食中浓度NAFC50分别为0.80±0.02，0.85±0.05，1.80±0.12和1.26±0.04mg·L-1；与阿维菌素丙酮溶液(CK1)相比，该配方对试虫的触杀作用高出57.5％，选择性拒食作用高出59.5％；综合评估指数(EI)高出38.5％；与斑蝥素丙酮溶液(CK2)相比，该配方对试虫的胃毒作用、触杀作用、选择性拒食作用、非选择性拒食作用、综合评估指数(EI)分别提高44.4％、62.6％、61.9％、86.6％和73.6％，差异均达显著水平(P≤0.05)。结果见表1～3。
表1斑蝥素微乳剂优化配方生物测定毒力回归方程
注：F(0.05，2)＝5.14
表2斑蝥素微乳剂优化配方毒力测定结果比较
注：毒力比较百分率％＝(对照药剂的致死或拒食中浓度-优化配方的致死或拒食中浓度)/对照药剂的致死或拒食中浓度×100％。
表3斑蝥素微乳剂优化配方25号生物测定综合指数方差分析结果
注：毒力比较百分率％＝(对照药剂的综合评估指数-优化配方的综合评估指数)/对照药剂的综合评估指数×100％。
实施例4：田间药效试验
表4斑蝥素制剂对小菜蛾的防治效果(1d) 河南农科院
*：虫口减退率(％)＝(处理区药前虫口基数-处理区药后虫口数)/处理区药前虫口基数×100％。
**：校正防效(％)＝(1-处理区药后活虫数×对照区药前活虫数/对照区药后活虫数×处理区药前活虫数)×100％。
注1：表中小写字母表示处理间差异达显著水平(P≤0.05)；大写字母表示处理间差异达极显著水平(P≤0.01)。
注2：表中数据为2006年试验数据，委托单位主要完成人为段云、武予清，试验小区面积40平方米，重复4次，随机区组排列。
表5斑蝥素制剂对小菜蛾的防治效果(3d) 河南农科院
*：虫口减退率(％)＝(处理区药前虫口基数-处理区药后虫口数)/处理区药前虫口基数×100％。
**：校正防效(％)＝(1-处理区药后活虫数×对照区药前活虫数/对照区药后活虫数×处理区药前活虫数)×100％。
注1：表中小写字母表示处理间差异达显著水平(P≤0.05)；大写字母表示处理间差异达极显著水平(P≤0.01)。
注2：表中数据为2006年试验数据，委托单位主要完成人为段云、武予清，试验小区面积40平方米，重复4次，随机区组排列。
表6斑蝥素制剂对小菜蛾的防治效果(5d) 河南农科院
*：虫口减退率(％)＝(处理区药前虫口基数-处理区药后虫口数)/处理区药前虫口基数×100％。
**：校正防效(％)＝(1-处理区药后活虫数×对照区药前活虫数/对照区药后活虫数×处理区药前活虫数)×100％。
注1：表中小写字母表示处理间差异达显著水平(P≤0.05)；大写字母表示处理间差异达极显著水平(P≤0.01)。
注2：表中数据为2006年试验数据，委托单位主要完成人为段云、武予清，试验小区面积40平方米，重复4次，随机区组排列。
表7斑蝥素制剂对小菜蛾的防治效果(7d) 河南农科院
*：虫口减退率(％)＝(处理区药前虫口基数-处理区药后虫口数)/处理区药前虫口基数×100％。
**：校正防效(％)＝(1-处理区药后活虫数×对照区药前活虫数/对照区药后活虫数×处理区药前活虫数)×100％。
注1：表中小写字母表示处理间差异达显著水平(P≤0.05)；大写字母表示处理间差异达极显著水平(P≤0.01)。
注2：表中数据为2006年试验数据，委托单位主要完成人为段云、武予清，试验小区面积40平方米，重复4次，随机区组排列。
实施例5：田间药效试验(续)
表8斑蝥素制剂对小菜蛾的拒食效果(24h) 河南农科院
*：拒食率(％)＝(Δ对照组取食面积-Δ处理组取食面积)/(Δ对照组取食面积+Δ处理组取食面积)×100％(注：Δ＝处理后取食面积-处理前初始取食面积)。
注1：表中小写字母表示处理间差异达显著水平(P≤0.05)；大写字母表示处理间差异达极显著水平(P≤0.01)。
注2：表中数据为2006年试验数据，委托单位主要完成人为段云、武予清，试验小区面积40平方米，重复4次，随机区组排列。
Claims (1)
1、具有协同作用适合配制倍半萜类化合物斑蝥素或去甲斑蝥素微乳剂的复合助剂组合物，其特征在于，由以下重量百分比的各组成组成：阴离子型乳化剂SOPA-270 1.0-10.0％、非离子型乳化剂农乳604#1.0-15.0％、非离子型乳化剂农乳700#1.0-15.0％、助溶剂甲醇1.0-10.0％、溶剂丙酮1.0-15.0％、余量为水。
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