CN105766912B - 一种壳聚糖制剂及其在防治水稻稻曲病中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种壳聚糖制剂及其制备方法，它包含如下组分：每升水中含壳聚糖5‑20g，农用有机硅渗透剂2‑10ml，冰醋酸5‑20ml。本发明还提供了所述壳聚糖制剂在防治水稻稻曲病中的应用。该制剂制备方法简单，对稻曲病预防和治疗效果好，而且在田间和稻谷上无化学农药残留，对人、畜、害虫天敌安全，与生态环境相容性好。

Description

一种壳聚糖制剂及其在防治水稻稻曲病中的应用
技术领域
本发明属于生物农药及应用技术领域，具体涉及一种壳聚糖制剂及其制备方法，以及在防治水稻稻曲病中的应用。
背景技术
水稻稻曲病(以下简称“稻曲病”)是一种常见的水稻真菌病害，发生于水稻穗部，为害稻粒，俗称青粉病、黑球病或伪黑穗病。感染稻曲病的稻粒呈墨绿色或黑色，导致稻谷瘪谷率增加，千粒重下降。水稻感病品种的发病率可高达80％以上，对水稻产量造成巨大损失。另外水稻的外观与品质均极受影响，商品性下降更加加剧粮农损失。更严重的是稻曲病菌还会产生对人、畜有害的毒素，可导致动物肝、肾脏等内部器官发生病变，直接危害人们的身体健康。近20年来，由于我国稻田施肥水平的普遍提高和大穗密穗型水稻品种的大面积推广，稻曲病的发生呈现不断加重的趋势，成为中国各水稻产区的主要病害。
目前生产上仍主要依靠多菌灵、戊唑醇、嘧菌酯、铜制剂等化学农药防治稻曲病，不仅严重污染生态环境，也容易诱导病原菌抗药性的产生。随着人们生活水平的提高和对健康的要求越来越高，化学农药大规模使用带来的农药残留更是人们每天餐桌上不得不重视的问题。
与传统的化学防治相比，生物防治具有不污染环境，对人和其他动物安全，防治作用持久，对病虫的杀伤特异性强，易于同其他防治措施协调配合并节约能源等优点。特别是随着人们对保护环境意识的增强，对绿色食品需求的增加，以及对生态环境建设，保护生物多样性和农业可持续发展的要求，使得植物病虫害的生物防治和生物农药的研究开发成为了当下热点，也代表了未来农作物病虫害防治的发展趋势。
甲壳素(Chitin)是许多低等动物(如虾、蟹和昆虫)以及一些低等植物(如真菌和藻类)的重要成分，在自然界的合成量仅次于纤维素，是地球上第二大可再生自然资源，每年生物合成量约1000亿吨。壳聚糖(Chitosan)学名为聚氨基葡萄糖，化学名(1,4)-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡聚糖，是甲壳素的脱乙酰化产物，是唯一一种商品化的碱性天然多糖。壳聚糖制备工艺简单，原料来源广泛，具有无毒、可降解性，良好的生物相容性及抑菌、抗肿瘤等特殊生理活性，已被广泛应用在医药、食品和农业等多个领域中；农用有机硅渗透剂用作新型农药助剂始于60年代中期，80年代末开始商品化。它具有良好的湿润性、较强的粘附力、极佳的延展性、气孔渗透率和良好的抗雨冲刷性，在短短几十年得到飞速的发展。
发明内容
本发明提供了一种壳聚糖制剂，它包含如下组分：壳聚糖、农用有机硅渗透剂、冰醋酸和水。其中每升水中含壳聚糖5-20g，农用有机硅渗透剂2-10mL，冰醋酸5-20mL。优选地，每升水中含壳聚糖20g，农用有机硅渗透剂2mL，冰醋酸10mL。
所述壳聚糖的脱乙酰度优选大于85％，易获得，成本低。
本发明还提供了一种壳聚糖制剂的制备方法：
(1)壳聚糖(醋酸)溶液的制备：先配制好体积分数为0.5％-2％的醋酸(水)溶液，向其中缓慢加入占溶液重量0.5％-2％的脱乙酰度大于85％的壳聚糖粉末，常温下搅拌2小时使壳聚糖完全溶解，得到浓度为5-20g/L的壳聚糖(醋酸)溶液。冰醋酸主要是用于调节酸碱度，便于壳聚糖溶解。
(2)向壳聚糖(醋酸)溶液中加入农用有机硅渗透剂，使其体积占溶液总体积的0.2％-1％，搅拌均匀即可。农用有机硅渗透剂具有良好的湿润性、较强的粘附力、极佳的延展性、气孔渗透率和良好的抗雨冲刷性，能够显著增强壳聚糖防治稻曲病的效果，减少药剂使用量。
制备所需的主要原料均为市售，货源充分易得，价格便宜。
本发明还提供了一种壳聚糖制剂在防治稻曲病中的应用。采用该制剂预防和治疗稻曲病比使用相同浓度的壳聚糖(醋酸)溶液效果更好，而且在田间和稻谷上无化学农药残留，与生态环境相容性好。
本发明还提供了上述壳聚糖制剂的使用方法，包括以下步骤：
在水稻抽穗前7-10天，将该壳聚糖制剂用水稀释100倍后喷洒于水稻植株表面，包括叶片正面和背面、茎秆。操作简单，与常规喷洒化学药剂相比不增加劳动量。
具体实施方式
实施例1壳聚糖制剂的制备
1)先配制好体积分数为0.5％的醋酸(水)溶液，向其中缓慢加入占溶液重量0.5％的脱乙酰度大于85％的壳聚糖粉末，常温下搅拌2小时使壳聚糖完全溶解，得到浓度为5g/L的壳聚糖(醋酸)溶液。向壳聚糖(醋酸)溶液中加入农用有机硅渗透剂，使其体积占壳聚糖(醋酸)溶液的0.2％，搅拌均匀即可。该制剂每升水中含壳聚糖5g，农用有机硅渗透剂2mL，冰醋酸5mL。
2)先配制好体积分数为2％的醋酸(水)溶液，向其中缓慢加入重量占1％的脱乙酰度大于85％的壳聚糖粉末，常温下搅拌2小时使壳聚糖完全溶解，得到浓度为10g/L的壳聚糖(醋酸)溶液。向壳聚糖(醋酸)溶液中加入农用有机硅渗透剂，使其体积占壳聚糖(醋酸)溶液的1％，搅拌均匀。该制剂每升水中含壳聚糖10g，农用有机硅渗透剂10mL，冰醋酸20mL。
3)先配制好体积分数为1％的醋酸(水)溶液，向其中缓慢加入重量占2％的脱乙酰度大于85％的壳聚糖粉末，常温下搅拌2小时使壳聚糖完全溶解，得到浓度为20g/L的壳聚糖(醋酸)溶液。向壳聚糖(醋酸)溶液中加入农用有机硅渗透剂，使其体积占壳聚糖(醋酸)溶液的0.5％，搅拌均匀。该制剂每升水中含壳聚糖20g，农用有机硅渗透剂5mL，冰醋酸10mL。
4)先配制好体积分数为1％的醋酸(水)溶液，向其中缓慢加入重量占1％的脱乙酰度大于85％的壳聚糖粉末，常温下搅拌2小时使壳聚糖完全溶解，得到浓度为10g/L的壳聚糖(醋酸)溶液。向壳聚糖(醋酸)溶液中加入农用有机硅渗透剂，使其体积占壳聚糖(醋酸)溶液的0.5％，搅拌均匀。该制剂每升水中含壳聚糖10g，农用有机硅渗透剂5mL，冰醋酸10mL。
实施例2壳聚糖制剂对稻曲病菌的室内抑制效果
取实施例1中3)得到的壳聚糖制剂高压灭菌后，以无菌水稀释100倍，得到含壳聚糖0.2g/L的壳聚糖制剂，向其中加入一定浓度的稻曲病菌分生孢子悬浮液，使分生孢子在壳聚糖制剂中的数量约为8.00×107CFU/mL。混合后每天取样计数，记录其中稻曲病菌分生孢子的数量，以无菌水代替壳聚糖作为对照。抑菌率＝(对照组分生孢子数量－处理组分生孢子数量)/对照组分生孢子数量×100％.
结果如表1显示，壳聚糖制剂中加入稻曲病菌分生孢子后，分生孢子数量急剧减少，显示出较好的杀菌作用，4天后壳聚糖制剂(含壳聚糖0.2g/L)对病菌分生孢子抑制率达到94.4％，抑菌效果显著。
表1不同培养时间对壳聚糖制剂抑菌活性的影响
实施例3壳聚糖制剂对稻曲病的大田预防效果
在浙江省台州临海市汛桥镇选取一块稻曲病连年发生较重的田块作为试验场地，种植感病水稻品种甬优12。在水稻破口前10天，以实施例1中3)所述的壳聚糖制剂用水稀释100倍(壳聚糖浓度0.2g/L)喷雾，后隔14天再喷施一次，两次施药时稻曲病均未有发生，以不加壳聚糖的制剂(冰醋酸+有机硅+水)、不加农用有机硅渗透剂的制剂(壳聚糖+冰醋酸+水)、清水作为对照。待水稻黄熟期稻曲病病情稳定后统计发病情况。预防效果＝(空白对照区病情指数－防治区病情指数)/空白对照区病情指数×100％.
结果如表2显示，本发明的壳聚糖制剂对稻曲病有良好的防病效果；
冰醋酸+农用有机硅渗透剂本身对稻曲病并不敏感，但是加入壳聚糖成分后立刻有了防病效果，表明制剂中只有壳聚糖成分才对稻曲病有抑菌活性。
壳聚糖+冰醋酸也能起到一定的防病作用，但没有添加了有机硅的壳聚糖制剂的效果显著，表明农用有机硅渗透剂具有增效预防作用。
表2壳聚糖制剂对稻曲病的大田预防效果
实施例4壳聚糖制剂对稻曲病的大田治疗效果
在浙江省台州临海市汛桥镇选取一块稻曲病连年发生较重的田块作为试验场地，种植水稻感病品种甬优12。在水稻齐穗后10天(稻曲病急速增长期)时，以实施例1中3)所述的壳聚糖制剂用水稀释100倍(壳聚糖浓度0.2g/L)喷雾，后隔10天再喷施一次，以不加壳聚糖的制剂(冰醋酸+有机硅+水)、不加农用有机硅渗透剂的制剂(壳聚糖+冰醋酸+水)、清水作为对照。待水稻黄熟期稻曲病病情稳定后统计发病情况。治疗效果＝(空白对照区病情指数－防治区病情指数)/空白对照区病情指数×100％.
结果如表3显示，本发明的壳聚糖制剂对稻曲病有良好的治疗效果；
壳聚糖+冰醋酸也能起到一定的治疗作用，但同样没有壳聚糖制剂的效果显著，表明农用有机硅渗透剂具有增效治疗作用。
表3壳聚糖制剂对稻曲病的大田治疗效果

Claims (2)

1.一种制备壳聚糖制剂的方法，其特征在于，所述壳聚糖制剂包含如下组分：壳聚糖、农用有机硅渗透剂、冰醋酸和水；其中每升水中含壳聚糖5-20g，农用有机硅渗透剂2-10mL，冰醋酸5-20mL，
制备方法如下：
(1)壳聚糖醋酸溶液的制备：先配制好体积分数为0.5％-2％的醋酸水溶液，向其中缓慢加入占溶液质量0.5％-2％的脱乙酰度大于85％的壳聚糖粉末，常温下搅拌2小时使壳聚糖完全溶解，得到浓度为5-20g/L的壳聚糖醋酸溶液；
(2)向壳聚糖醋酸溶液中加入农用有机硅渗透剂，使其体积占溶液总体积的0.2％-1％，搅拌均匀，制得所述壳聚糖制剂。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述壳聚糖脱乙酰度大于85％。
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