CN107912448A - 杀蛴螬类害虫苏云金芽孢杆菌微胶囊悬浮剂及制备方法 - Google Patents

杀蛴螬类害虫苏云金芽孢杆菌微胶囊悬浮剂及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了杀蛴螬类害虫苏云金芽孢杆菌微胶囊悬浮剂及制备方法。本发明是以新型杀蛴螬类害虫苏云金芽孢杆菌新菌株B‑Y7‑1原粉为有效成分，以明胶和阿拉伯胶为载体材料，以甲壳素纳米纤维为增韧剂，加入甲醛固化后与分散润湿剂、增稠剂、抗冻剂、防腐剂混合制备了稳定的微胶囊悬浮剂。本发明的微胶囊悬浮剂包埋率85%以上，评价粒径小于10μm，产品性能稳定，具有良好抗紫外线能力，产品用于防治农业生产中的蛴螬类害虫具有良好的防效和持效性，具有很好的应用和推广前景。

Description

杀蛴螬类害虫苏云金芽孢杆菌微胶囊悬浮剂及制备方法
技术领域
本发明涉及一株对蛴螬类害虫具有高效杀虫活性的苏云金芽孢杆菌新菌株B-Y7-1的微胶囊悬浮剂及制备方法，属于生物农药技术领域。
背景技术
苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis，Bt）是世界上研究最多、应用最广、对人畜安全、不破坏生态平衡的微生物杀虫剂。苏云金杆菌作为生物杀虫剂具有显著的优势，但由于Bt的主要杀虫成分是杀虫晶体蛋白，抗紫外线和不良环境条件的能力较差，导致苏云金杆菌制剂存在持效期短，防治效果易受阳光、温度、雨水等外界气候和生态条件制约等缺点，其田间应用残效期短是制约该杀虫剂发展的瓶颈，如何提高其杀虫效果是相关研究机构和生产企业所共同面临的难题。
青岛农业大学李长友等从山东省各地分离和筛选了多株对蛴螬类害虫具有杀虫活性的Bt菌株，其中Bt新菌株B-Y7-1对华北大黑鳃金龟和暗黑鳃金龟等均具有较高杀虫活性，在蛴螬类地下害虫的防治方面显示出较广阔的应用前景，该菌株及其杀虫晶体蛋白已获国家发明专利授权（ZL201110318767.5，保藏编号：CCTCC No.M2011267），但目前尚无相关制剂产品开发。本发明针对目前苏云金芽孢杆菌制剂的缺点，以对蛴螬类害虫具有高效杀虫活性Bt新菌株B-Y7-1芽孢及杀虫晶体蛋白为模型药物，以高分子材料明胶、阿拉伯胶为载体、甲壳素纳米纤维为增韧剂制备微胶囊悬浮剂，解决传统Bt生物农药制剂药效不稳定、环境适应性差的突出问题，同时实现制剂产品的缓释性，从而为杀蛴螬类害虫Bt新菌株B-Y7-1的应用推广奠定基础。。
发明内容
本发明的目的是提供一种杀蛴螬类害虫苏云金芽孢菌微胶囊悬浮剂及其制备方法，为实环境友好微生物农药的田间进一步推广应用和农业可持续发展奠定基础。
本发明提供的一种杀蛴螬类害虫苏云金芽孢杆菌微胶囊悬浮剂，按重量比由以下几种组分组成：苏云金芽孢杆菌原粉5~10%，甲壳素纳米纤维0.5~1%，明胶1~4%，阿拉伯胶2~4%，黑色素2~4%，润湿分散剂5%~10%，增稠剂0.2~2%，抗冻剂2~5%，防腐剂0.1~0.5%，水补齐至100%。
所述的活性成分为蛴螬具有高活性的苏云金芽孢杆菌菌株B-Y7-1（保藏编号：CCTCC No.M2011267） 原粉，包括芽孢及杀虫晶体蛋白。
所述的润湿分散剂为木质素磺酸钠或木质素磺酸钙、三苯乙烯基聚氧乙烯醚磷酸酯、聚氧乙烯聚氧丙烯基醚嵌段共聚物、聚羧酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基萘磺酸盐、烷基苯磺酸盐和山梨醇聚氧乙烯醚中的一种或两种。
所述的增稠剂为黄原胶、硅酸镁铝、聚乙烯醇、膨润土和羧甲基纤维素中的至少一种。
所述防冻剂为乙二醇、丙二醇、丙三醇、尿素中的至少一种。
所述防腐剂为水杨酸钠或苯甲酸钠。
所述的杀蛴螬类害虫苏云金芽孢杆菌微胶囊悬浮剂的制备方法包括以下步骤：
（1）取苏云金芽孢杆菌原粉与5%吐温-80水溶液、黑色素搅拌均匀配制成菌悬液；
（2）将甲壳素纳米纤维加入到蒸馏水中，室温搅拌1h，然后研磨10min，之后超声分散30min，配制成甲壳素纳米纤维悬浮液；
（3）将步骤（2）制备的甲壳素纳米纤维悬浮液加入到步骤（1）制备的菌悬液，持续搅拌1h，静置脱气，得到悬浮混合体系；
（4）将明胶水溶液加入到步骤（3）制备的悬浮混合体系，继续搅拌30min，同时打开恒温水浴锅调节体系的温度为45℃，设置搅拌速度为500r/min，得到菌悬液与明胶的混合体系；
（5）当步骤（4）的混合体系没有气体且温度恒定时，调节体系pH为4，继续搅拌20min后加入阿拉伯胶水溶液搅拌30min，最后加入适量25%的甲醛水溶液固化，继续搅拌30min，得到微胶囊悬浮液，加入润湿分散剂、增稠剂、抗冻剂、防腐剂和余量水，搅拌均匀，既得苏云金芽孢杆菌微胶囊悬浮剂。
以上所制备的苏云金芽孢杆菌微胶囊悬浮剂经检测包埋率在85%以上，粒径小于10μm。
本发明的有益效果为：
本发明首次以新型环境友好的杀蛴螬类害虫苏云金芽孢杆菌新菌株B-Y7-1原粉（包括芽孢及杀虫晶体蛋白）为活性组分，以明胶和阿拉伯胶为载体，加入甲壳素纳米纤维增强微胶囊机械强度和韧性，最后通过甲醛固化制备了杀蛴螬类害虫苏云金芽孢杆菌微胶囊悬浮剂，提高了苏云金芽孢杆菌制剂产品的稳定性和抗紫外线能力，延长了药效，而且制剂产品为环境友好水基化剂型，符合绿色农业发展的要求，对生物农药苏云金芽孢杆菌新菌株B-Y7-1的推广应用有重要意义。
具体实施方式
为了充分理解本发明，以下结合实施方式对本发明的上述内容和技术方案作更详细的说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。
实施例
杀蛴螬类害虫的5%苏云金芽孢杆菌微胶囊悬浮剂
各组分按重量比计：苏云金芽孢杆菌B-Y7-1原粉5%，明胶2%，阿拉伯胶2%，黑色素2%，三苯乙烯基聚氧乙烯醚磷酸酯5%，聚羧酸盐5%，黄原胶0.2%，丙二醇5%，苯甲酸钠0.2%，水补足至100%。
制备方法：
（1）取5g苏云金芽孢杆菌原粉、2g黑色素和5%吐温-80水溶液搅拌均匀配制成菌悬液；
（2）将1g甲壳素纳米纤维加入到蒸馏水中，室温搅拌1h，然后研磨10min，之后超声分散30min，配制成甲壳素纳米纤维悬浮液；
（3）将步骤（2）制备的甲壳素纳米纤维悬浮液加入到步骤（1）制备的菌悬液，持续搅拌1h，静置脱气，得到悬浮混合体系；
（4）将还有2g的明胶水溶液加入到步骤（3）制备的悬浮混合体系，继续搅拌30min，同时打开恒温水浴锅调节体系的温度为45℃，设置搅拌速度为500r/min，得到菌悬液与明胶的混合体系；
（5）当步骤（4）的混合体系没有气体且温度恒定时，调节体系pH为4，继续搅拌20min后加入含有2g阿拉伯胶水溶液搅拌30min，最后加入适量25%的甲醛水溶液固化，继续搅拌30min，得到微胶囊悬浮液，加入5g三苯乙烯基聚氧乙烯醚磷酸酯，5g聚羧酸盐，0.2g黄原胶，5g丙二醇，0.2g苯甲酸钠，水补足至100g，搅拌混合均匀，既得苏云金芽孢杆菌微胶囊悬浮剂。
所制备的苏云金芽孢杆菌微胶囊悬浮剂，其包囊率为87.4%，平均粒径小于10μm，悬浮率90%以上，经紫外线（30W）照射3h，所制备的苏云金芽孢杆菌微胶囊悬浮剂的芽孢存活率为80.13%。
对比例
杀蛴螬类害虫的5%苏云金芽孢杆菌悬浮剂
各组分按重量比计：苏云金芽孢杆菌B-Y7-1原粉5%，苯乙基酚甲醛树脂聚氧乙烯醚1.5%，十二烷基苯磺酸钙4.5%，黄原胶0.2%， 丙三醇4%，水补足至100 %。
制备方法
（1）称取5g苏云金芽孢杆菌B-Y7-1原粉与1.5g乳化剂苯乙基酚甲醛树脂聚氧乙烯醚、4.5g十二烷基苯磺酸钙、适量水在磁力搅拌器中搅动均匀成混合体系；
（2）将4g丙三醇、含有0.2g黄原胶的水溶液加入步骤（1）制备的混合体系中搅拌混合，用水补足100g，充分搅拌均匀，研磨1.5h后得到5%杀蛴螬类害虫苏云金芽孢杆菌悬浮剂。所制备的悬浮剂平均粒径小于8μm，悬浮率90%以上，经紫外线（30W）照射3h，所制备的苏云金芽孢杆菌悬浮剂的芽孢存活率为50.13%。
试验例
将上述制备的实施例5%苏云金芽孢杆菌微胶囊悬浮剂在田间进行了对蛴螬的防治药效试验，以对比例5% 苏云金芽孢杆菌悬浮剂为对照药剂，采用土壤处理法进行试验。调查方法参照GB/T 17980.72-2004《农药田间药效试验准则 (二) 第72 部分：杀虫剂防治旱地地下害虫》进行，共进行3 次虫口调查，分别于药后10 d，20 d，40 d各调查1 次。每小区“Z”字形5点取样，每点50 cm×50 cm (0.25 m2)，挖土深度为30 cm左右。试验过程中注意观察施药后花生是否出现失绿、萎蔫等现象，如无上述症状则表明无药害现象发生，试验结果见表1。
表1防治花生蛴螬田间药效实验效果
表1试验结果表明：苏云金芽孢杆菌微胶囊悬浮剂相对于对照药剂苏云金芽孢杆菌悬浮剂具有良好的持效性，药后40d平均防治效果仍然达到86.32%，且并对花生安全。
本发明以生物农药苏云金芽孢杆菌新菌株B-Y7-1制备的微胶囊悬浮剂，制剂具有良好的稳定性和抗紫外线能力，同时延长了药效，且悬浮剂为环境友好型绿色剂型，降低了有机溶剂的用量和对农作物的药害，减少了用药量，降低了对环境的污染，本发明对生物农药苏云金芽孢杆菌新菌株B-Y7-1的推广应用有重要意义，同时也有力的推动了绿色农药和绿色农业的发展。

Claims (8)

1.杀蛴螬类害虫苏云金芽孢杆菌微胶囊悬浮剂及制备方法，其特征在于，该悬浮剂由以下几种组分按重量比组成：苏云金芽孢杆菌原粉5~10%，甲壳素纳米纤维0.5~1%，明胶1~4%，阿拉伯胶2~4%，黑色素2~4%，润湿分散剂5%~10%，增稠剂0.2~2%，抗冻剂2~5%，防腐剂0.1~0.5%，水补足至100%。
2.根据权利要求1所述的杀蛴螬类害虫苏云金芽孢杆菌微胶囊悬浮剂，其特征在于，所述的苏云金芽孢杆菌原粉为对蛴螬具有高杀虫活性的苏云金芽孢杆菌菌株B-Y7-1（保藏编号：CCTCC No.M2011267） 原粉，包括芽孢及杀虫晶体蛋白。
3.根据权利要求1所述的杀蛴螬类害虫苏云金芽孢杆菌微胶囊悬浮剂， 其特征在于，所述的润湿分散剂为木质素磺酸钠、木质素磺酸钙、三苯乙烯基聚氧乙烯醚磷酸酯、聚氧乙烯聚氧丙烯基醚嵌段共聚物、聚羧酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基萘磺酸盐、烷基苯磺酸盐和山梨醇聚氧乙烯醚中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的杀蛴螬类害虫苏云金芽孢杆菌微胶囊悬浮剂， 其特征在于，所述的增稠剂为黄原胶、硅酸镁铝、聚乙烯醇、膨润土和羧甲基纤维素中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的杀蛴螬类害虫苏云金芽孢杆菌微胶囊悬浮剂，其特征在于，所述防冻剂为乙二醇、丙二醇、丙三醇、尿素中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的杀蛴螬类害虫苏云金芽孢杆菌微胶囊悬浮剂，其特征在于，所述防腐剂为水杨酸钠或苯甲酸钠。
7.根据权利要求1~6所述的杀蛴螬类害虫苏云金芽孢杆菌微胶囊悬浮剂，其制备方法包括以下步骤：
（1）取苏云金芽孢杆菌原粉与5%吐温-80水溶液、黑色素搅拌均匀配制成菌悬液；
（2）将甲壳素纳米纤维加入到蒸馏水中，室温搅拌1h，然后研磨10min，之后超声分散30min，配制成甲壳素纳米纤维悬浮液；
（3）将步骤（2）制备的甲壳素纳米纤维悬浮液加入到步骤（1）制备的菌悬液，持续搅拌1h，静置脱气，得到悬浮混合体系；
（4）将明胶水溶液加入到步骤（3）制备的悬浮混合体系，继续搅拌30min，同时打开恒温水浴锅调节体系的温度为45℃，设置搅拌速度为500r/min，得到菌悬液与明胶的混合体系；
（5）当步骤（4）的混合体系没有气体且温度恒定时，调节体系pH为4，继续搅拌20min后加入阿拉伯胶水溶液搅拌30min，最后加入25%的甲醛水溶液固化，继续搅拌30min，得到微胶囊悬浮液，加入润湿分散剂、增稠剂、抗冻剂、防腐剂和余量水，搅拌均匀，既得苏云金芽孢杆菌微胶囊悬浮剂。
8.根据权利要求1~7所述的杀蛴螬类害虫苏云金芽孢杆菌微胶囊悬浮剂，其特征在于，所制备的苏云金芽孢杆菌微胶囊悬浮剂包埋率在85%以上，粒径小于10μm。
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