CN106070209A

CN106070209A - 防控水稻稻瘟病的柠檬醛·HP‑β‑CD·K缓释膜剂

Info

Publication number: CN106070209A
Application number: CN201610358964.2A
Authority: CN
Inventors: 李明; 高强; 李荣玉; 郑丽; 胡贤峰; 吴小毛
Original assignee: Guizhou University
Current assignee: Guizhou University
Priority date: 2016-05-27
Filing date: 2016-05-27
Publication date: 2016-11-09
Anticipated expiration: 2036-05-27
Also published as: CN106070209B

Abstract

本发明公开了一种防控水稻稻瘟病的柠檬醛·HP‑β‑CD·K缓释膜剂，它包括以下重量百分比的原料组份：16%‑32%柠檬醛环糊精包合物，10%‑15%成膜剂，0.01%‑0.03%固体颗粒物，1%‑5%防冻剂，0.3%‑0.8%防腐剂，1%‑3%抗氧化剂，其余为水。本发明缓释膜剂的农药活性物质来源于植物源，在制剂加工的过程中采用羟丙基‑β‑环糊精对农药活性物质进行包合，增加了农药活性物质的水溶性及其稳定性，延长了柠檬醛田间药效的持效期；不添加任何有机溶剂，选用生物相容性好、可生物降解成膜物质作为成膜剂，以水作为溶剂，符合环境友好型农药制剂的要求。

Description

防控水稻稻瘟病的柠檬醛·HP-β-CD·K缓释膜剂

技术领域

本发明属于农药新剂型加工领域，特别涉及一种防控水稻稻瘟病的柠檬醛·HP-β-CD·K缓释膜剂（代号201）及其制备方法。

背景技术

水稻是我国重要的粮食作物之一，稻谷产量占粮食总产量的43%，实现水稻的稳产、高产对保障我国粮食安全生产具有重要的意义。水稻病害严重影响了水稻的稳产、高产，而稻瘟病又是目前分布最广、危害严重的水稻病害之一，我国几乎所有水稻栽培地区都有发生，是水稻三大病害之一。目前施用化学药剂作为植物病害防治最为有效的手段，但是化学农药的广泛使用，导致三“R”问题日趋严重。随着人们对化学农药的高毒、高残留、病虫害抗药性、杀伤天敌、环境污染、危害人类健康等问题的广泛关注，研究和开发环境友好型农药成了人们的迫切需要，生物农药特别是植物源农药成了研究热点。

柠檬醛（Citral）是一种无环单萜有机化合物，主要存在于山苍子油、柠檬草油和枫茅油等植物精油中。本实验室自1999年一直从事山苍子精油(来源于山苍子[Litsea cubeba(Lour.) Pers.]抑(杀)菌方面的工作，研究表明山苍子精油活性化合物中的主要成分柠檬醛对稻瘟病菌有较好的生物活性，由于柠檬醛的理化性质不稳定，易挥发、被氧化，田间防效较差，因此研制一种具有缓释、成膜性的新剂型，为柠檬醛的田间使用提供一种可行性方法。

随着环保意识的提高，对农药制剂提出高效、低毒、环境友好的要求。缓释膜剂属于水基化农药剂型的范畴，缓释膜剂中农药活性物质被水溶性的羟丙基-β-环糊精包合，以单分子形式分散于溶液中，分子粒径尺寸较小。实验研究表明，在其它条件相同时，农药原药的微粒分散尺寸越小，其表面积越大，与植物叶片和病害病斑（害虫）的接触面积越广，药效发挥就越充分，农药的使用量就会相应减少。同时缓释膜剂中添加了生物相容性好、可生物降解的成膜物质，对病原菌也有一定的阻侵作用。

发明内容

针对柠檬醛易挥发、氧化、田间施用防效差的问题，本发明的目的在于，提供一种防控水稻稻瘟病的柠檬醛•HP-β-CDK缓释膜剂，以显著提高柠檬醛的田间持效期及防效。

为了实现上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

本发明防控水稻稻瘟病的柠檬醛•HP-β-CDK缓释膜剂包括以下重量百分比的原料组份： 16%-32%柠檬醛环糊精包合物，10%-15%成膜剂，0.01%-0.03%固体颗粒物，1%-5%防冻剂，0.3%-0.8%防腐剂，1%-3%抗氧化剂，其余为水。

其中，包合材料选自β-环糊精及其衍生物。优选包合材料为羟丙基-β-环糊精（HP-β-CD）。

进一步优选的，所述的成膜剂为壳聚糖（CTS）和聚乙烯醇-124（PVA-124）的组合，壳聚糖和聚乙烯醇质量比为3:1-1:1。所述的固体颗粒物质选自纳米二氧化硅、硅藻土、高岭土中的一种。所述的防冻剂选自乙二醇、丙二醇、丙三醇中的一种或多种。所述的防腐剂选自苯甲酸钠、山梨酸钾、对羟基苯甲酸乙酯中的一种。所述的抗氧化剂选自维生素C、茶多酚中的一种。

该防控水稻稻瘟病的柠檬醛•HP-β-CDK缓释膜剂的制备方法包括如下步骤：

步骤1：按照配方准备各种原料；

步骤2：按照柠檬醛羟丙基-β-环糊精的包合工艺进行包合物水溶液的制备，加入纳米二氧化硅吸附未被包合的柠檬醛；

步骤3：加入壳聚糖搅拌2小时，再加入防冻剂搅拌20min；

步骤4：加入PVA-124水溶液一定量，搅拌2小时；

步骤5；将防腐剂和抗氧化剂加入，补足水至100%，搅拌5小时即得。

优选的，步骤2中包合工艺条件为：柠檬醛与羟丙基-β-环糊精质量比1:12，包合温度25℃，包合时间60min。

本发明的缓释膜剂中不添加有机溶剂，环境的兼容性好，属于环境友好型剂型。本发明选用生物相容性好、可生物降解的成膜物质壳聚糖(CTS)和聚乙烯醇-124（PVA-124），采用水溶性的羟丙基-β-环糊精包合油溶性的易挥发、氧化的柠檬醛，以水作为溶剂，添加一些辅助原料使之有一定的透气性、延展性、粘性，喷施在水稻叶片上后可以迅速形成一层肉眼看不到的保护膜，耐雨水冲刷，不剥落，不起皱，不起泡，阻止病原菌的入侵，同时又延长柠檬醛的持效期，从而达到防控水稻稻瘟病的目的。

本发明的柠檬醛缓释膜剂对水稻稻瘟病的防控具有明显的增效作用，延长柠檬醛的田间持效期。柠檬醛缓释膜剂中的柠檬醛来自于上苍子精油，成膜剂选用生物相容性好、可生物降解的成膜物质，配方中不添加任何有机溶剂，因此柠檬醛缓释膜剂是一种环境友好型农药制剂。本发明的柠檬醛缓释膜剂为柠檬醛的田间施用提供一种方法，同时也为一些油溶性的农药原药加工成水基化剂型提供了一种可行性方案。

本发明的优点：

1.羟丙基-β-环糊精包合柠檬醛，显著增加柠檬醛的水溶性和持效期；

2.缓释膜剂中成膜剂选用生物相容性好、可生物降解的成膜物质；

3.成膜剂能在水稻叶片上形成一层薄膜，对稻瘟病孢子具有显著的阻侵作用。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步阐述。

实验例1：

1 材料与方法

1.1 实验材料

1.1.1 供试病原菌

水稻稻瘟病病菌ZB15(Magnaporthe grisea)采自田间自然发病水稻植株上的病菌，经本实验室分离、纯化、鉴定后保存备用。

1.1.2 供试配方

柠檬醛羟丙基-β-环糊精32%（柠檬醛2%），壳聚糖8%，聚乙烯醇PVA-124 4%，纳米二氧化硅0.03%，丙三醇3%，苯甲酸钠0.5%，茶多酚1% 。制备成2%柠檬醛缓释膜剂。

1.1.2供试水稻品种

湄潭县大粒香水稻种子（HS）。

1.2 实验方法

1.2.1 菌丝生长速率抑制法

参照慕立义的研究方法，将2%柠檬醛缓释膜剂稀释成系列浓度梯度的母液，按一定比例加入到融化好的PDA培养基中，混合后倒入灭菌的培养皿中，制成系列浓度梯度的含柠檬醛培养基平板。供试的稻瘟病菌株接种到PDA培养基上，置于28℃下培养7-10 d，菌落长至培养皿边缘时，用直径为5 mm的打孔器在菌落边缘打取菌饼，然后将菌饼接种到上述含药的培养基平板中央。以不加药的平板培养基为对照。每平板接种1块，每处理3次重复，28℃全黑暗培养。待对照菌丝长至培养皿直径的三分之二时，用“十”字交叉法测定各处理的菌落生长直径，每皿用十字交叉测量四次直径，计算菌丝生长速率抑制率及EC₅₀值。

1.2.2 孢子萌发抑制法

a.采用米糠培养基产孢的方法：称取20 g米糠、20 g葡萄糖、18 g琼脂粉、1000mL水，制备米糠培养基，将制备的米糠培养基进行高压灭菌，灭菌后倒入直径90 mm灭菌的培养皿中，30-40 mL/皿，待冷却后，将培养好的菌丝块接种到培养基平板上，置于28℃恒温培养箱中大约10 d，菌丝长满全皿进行产孢培养，将少许无菌水倒入培养皿中，用灭菌过的毛笔轻轻刷洗培养基表面的菌丝，然后置于365 nm黑光灯下12:12(L:D)、T: 28℃左右培养，48 h后，培养基表面即产生大量孢子，表现为一层青灰色的新鲜霉层，倒入少量无菌水，用毛笔轻轻刷洗霉层表面，过滤、镜检，调配成所需浓度的孢子悬浮液。

b.测定：将2%柠檬醛缓释膜剂配成系列浓度的稀释液，各取0.5 mL 药液至10 mL的试管中，再加入4.5 mL 孢子悬浮液，混匀，配成含柠檬醛系列浓度的孢子悬浮液，以不含药孢子悬浮液作空白对照，每处理3次重复，于28℃恒温黑暗培养20-24 h 后，摇匀后镜检（20 × 10倍）每个处理随机检查孢子 200 个左右，凡孢子芽管大于孢子的短半径时即算萌发，否则不算萌发，对照萌发率95%以上，计算孢子萌发抑制率及EC₅₀值。

1.2.3 室内盆栽实验

2%柠檬醛缓释膜剂对水稻稻瘟病菌孢子的阻侵效果（先施药后染病）：将5-6叶期的水稻苗带回实验室进行水溶液培养（Kimura B 营养液；以不含柠檬醛的阻侵膜液（CP）作为对照，将2%柠檬醛缓释膜剂（CPNM）和阻侵膜液（CP）分别稀释成25、50、100、200、400倍等系列浓度常量喷雾于水稻叶片上，然后于施药后1、3、7、11d喷稻瘟病菌孢子悬浮液（20 × 10倍镜下，每个视野下80-100个）进行染病，调查统计2%柠檬醛缓释膜剂的阻侵效果。

2%柠檬醛缓释膜剂对水稻稻瘟病的治疗效果（先染菌后施药）：将5-6叶期的水稻苗带回实验室进行水溶液培养（Kimura B 营养液；以不含柠檬醛的阻侵膜液（CP）作为对照，通过先喷洒稻瘟病菌孢子进行染病，于喷孢子悬浮液后1、3、7、11d等不同时间喷施不同稀释倍数的2%柠檬醛缓释膜剂（CPNM）和阻侵膜液（CP），调查统计柠檬醛缓释膜剂和阻侵膜液的治疗效果。

2%柠檬醛缓释膜剂和阻侵膜液用自来水进行稀释，采用常量喷雾的方法施药，6%春雷霉素可湿性粉剂1500倍液作为对照，每个处理重复3盆，自来水作为空白对照。

2 结果与分析

2.1 2%柠檬醛缓释膜剂对稻瘟病菌的生物活性

（1）采用菌丝生长速率法测定了2%柠檬醛缓释膜剂对稻瘟病菌菌丝生长的抑制作用，其结果见表1。不含柠檬醛的阻侵膜液（CP）对稻瘟病菌菌丝生长有较微弱的抑制作用，其EC₅₀值为632.12 μg/mL，主要原因在于成膜剂中的壳聚糖具有杀菌作用。2%柠檬醛缓释膜剂对稻瘟病菌菌丝生长有较好的抑制效果，与6%春雷霉素可湿性粉剂（EC₅₀为39.49 μg/mL）的抑制效果相当，EC₅₀值为37.27 μg/mL。

（2）采用孢子萌发法测定了2%柠檬醛缓释膜剂对稻瘟病菌孢子萌发的抑制作用，其结果见表2。不含柠檬醛的阻侵膜液（CP）对稻瘟病菌孢子有微弱的抑制作用，其EC₅₀值为557.47 μg/mL。2%柠檬醛缓释膜剂对稻瘟病菌孢子萌发有较好的抑制效果，其EC₅₀值为30.23 μg/mL，较6%的春雷霉素的抑制效果好。

2.2 2%柠檬醛缓释膜剂对水稻稻瘟病的防控效果

2.2.1 2%柠檬醛缓释膜剂对水稻叶瘟病菌的阻侵效果

由表3可知，CPNM和CP对水稻稻瘟病菌均具有一定的阻侵效果，CPNM和CP对水稻稻瘟病菌的阻侵效果随稀释倍数的增加而降低，但相同稀释倍数的CPNM的阻侵效果要比不含柠檬醛的CP的阻侵效果好。药后3天染菌，CPNM100倍液的阻侵效果为87.50%，较CP100倍液阻侵效果 68.45%好，较6%春雷霉素可湿性粉剂1500倍液的阻侵效果88.10略低；药后7天染菌，CPNM100倍液的阻侵效果为78.79%，显著高于CP100倍液和6%春雷霉素1500倍液的阻侵效果66.67%、68.70%；药后11天染菌，CPNM100倍液的阻侵效果为61.07%，CP100倍液和6%春雷霉素1500倍液的阻侵效果都在60%以下。因此，2%柠檬醛缓释膜剂的速效性较6%春雷霉素WP略低，其持效期高于春雷霉素。

2.2.2 2%柠檬醛缓释膜剂对水稻叶瘟病的治疗效果

大粒香水稻品种为易感病品种，喷孢子悬浮液染病7天后的病指达到16.86，发病率达到70%以上。因此，大粒香水稻稻瘟病的防治应在染病后7天内防治最好。由表4可知，CPNM和CP的治疗效果随稀释倍数的增加，治疗效果降低；染菌7天后，CP的最高防效为40.66%，CP对稻瘟病的治疗效果较差；染菌7天后，CPNM 100倍液的防效随施药时间的延长呈先增后减的趋势，其最高防效为60.73,6%春雷霉素的防效都在60%以下。因此，CPNM 100倍液的防效及持效期较6%春雷霉素可湿性粉剂好。

由表3和表4可知，CPNM、CP对水稻稻瘟病菌均具有一定的阻侵和治疗效果，但CP对水稻稻瘟病的治疗效果较差，而CPNM 100倍液对水稻稻瘟病的防效及持效期较6%春雷霉素可湿性粉剂好。因此，水稻稻瘟病的防治应该于稻瘟病菌孢子侵染前11天至染菌后7天内喷施CPNM 100倍液，均能达到较好的防控效果。

3 结果与讨论

由室内盆栽实验防效可知，2%柠檬醛缓释膜剂100倍液于水稻稻瘟病菌孢子侵染前11天至侵染后7天常量喷雾防治，均能达到较好的防控效果，其防治效果及持效期较6%春雷霉素可湿性粉剂1500液好，可见羟丙基-β-环糊精对柠檬醛的包合具有一定缓释、控释效果。从室内盆栽实验可知，柠檬醛缓释膜剂的田间施用方法为：对水稻叶瘟病的防治，当发现田间水稻叶片上有零星稻瘟病病斑，应及时喷施2%柠檬醛缓释膜剂100倍液进行防治，当发现病斑转化为急性型病斑时，于第一次施药后11天进行第二次施药；对穗颈瘟的防治，于水稻破口期进行第一次施药，于水稻齐穗期进行第二次施药。

总之，本发明的缓释膜剂室内盆栽防效实验证明，2%柠檬醛缓释膜剂100倍液常量喷雾的防效及持效期较6%春雷霉素可湿性粉剂好。但本发明的缓释膜剂的农药活性物质来源于植物源，在制剂加工的过程中采用羟丙基-β-环糊精对农药活性物质进行包合，增加了农药活性物质的水溶性及其稳定性，选用生物相容性好、可生物降解成膜物质作为成膜剂，以水作为溶剂，所添加助剂都是绿色环保型材料，而且制剂的各项理化指标均符合农药剂型加工的要求。且本发明的缓释膜剂制备工艺简单，便于制备。因此，本发明的缓释膜剂更具有实际推广应用价值。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是脱离本发明技术方案的内容，依根据发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种防控水稻稻瘟病的柠檬醛•HP-β-CD•K缓释膜剂，其特征在于：它包括以下重量百分比的原料组份： 16%-32%柠檬醛环糊精包合物，10%-15%成膜剂，0.01%-0.03%固体颗粒物，1%-5%防冻剂，0.3%-0.8%防腐剂，1%-3%抗氧化剂，其余为水。

2.根据权利要求1所述的防控水稻稻瘟病的柠檬醛•HP-β-CD•K缓释膜剂，其特征在于：包合物材料选自β-环糊精及其衍生物。

3.根据权利要求2所述的防控水稻稻瘟病的柠檬醛•HP-β-CD•K缓释膜剂，其特征在于：包合物材料为羟丙基-β-环糊精（HP-β-CD）。

4.根据权利要求1所述的防控水稻稻瘟病的柠檬醛•HP-β-CD•K缓释膜剂，其特征在于：所述的成膜剂为壳聚糖（CTS）和聚乙烯醇-124（PVA-124）的组合，壳聚糖和聚乙烯醇质量比为3:1-1:1。

5.根据权利要求1所述的防控水稻稻瘟病的柠檬醛•HP-β-CD•K缓释膜剂，其特征在于：所述的固体颗粒物质选自纳米二氧化硅、硅藻土、高岭土中的一种。

6.根据权利要求1所述的防控水稻稻瘟病的柠檬醛•HP-β-CD•K缓释膜剂，其特征在于：所述的防冻剂选自乙二醇、丙二醇、丙三醇中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的防控水稻稻瘟病的柠檬醛•HP-β-CD•K缓释膜剂，其特征在于：所述的防腐剂选自苯甲酸钠、山梨酸钾、对羟基苯甲酸乙酯中的一种。

8.根据权利要求1所述的防控水稻稻瘟病的柠檬醛•HP-β-CD•K缓释膜剂，其特征在于：所述的抗氧化剂选自维生素C、茶多酚中的一种。

9.一种如权利要求1至8中任意一项所述的防控水稻稻瘟病的柠檬醛•HP-β-CD•K缓释膜剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：按照配方准备各种原料；

步骤3：加入壳聚糖搅拌2小时，再加入防冻剂搅拌20min；

步骤4：加入PVA-124水溶液一定量，搅拌2小时；

步骤5；将防腐剂和抗氧化剂加入，补水搅拌5小时即得。

10.根据权利要求9所述的防控水稻稻瘟病的柠檬醛•HP-β-CD•K缓释膜剂的制备方法，其特征在于：步骤2中包合工艺条件为：柠檬醛与羟丙基-β-环糊精质量比1:12，包合温度25℃，包合时间60min。