CN114208854A - 一种柳絮防治剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于植物飘絮防治领域,具体涉及一种柳絮防治剂及其应用。该柳絮防治剂,主要由以下重量份的组分组成:生物酶2~8份、离子液体5~10份、粘结剂0.5~0.8份、润湿剂3~8份、缓冲溶液70~90份;生物酶为纤维素酶、果胶酶、木聚糖酶中的一种或两种;离子液体为已酸化1‑乙基‑3‑甲基咪唑鎓盐或已酸化1‑丁基‑3‑甲基咪唑鎓盐;粘结剂为聚丙烯酰胺。本发明的柳絮防治剂,组成简单,而且为液体制剂,施用方便,通过原料的相互协同配合,使用后既可以将部分柳絮直接降解掉,又可以在物理方面减少柳絮飘飞,两者相辅相成,从而达到减少柳絮飘飞的目的。
Description
技术领域
本发明属于植物飘絮防治领域,具体涉及一种柳絮防治剂及其应用。
背景技术
柳树作为我国北方城市绿化的骨干树种,每年春季会在城市形成持续2-3个月的漫天飘絮。柳絮已经成为环境治理的一大难题,其存在的主要危害有:1)危害人群健康:部分人群对于柳絮会产生过敏症状,在接触到柳絮后可能会出现皮肤过敏,从而引起瘙痒、红肿、脱皮以及小红疹等症状,过敏症状严重时甚至会引发哮喘以及慢性支气管炎等一系列的呼吸道疾病,柳絮甚至还可能会在一定程度上传播及携带病菌;2)造成设备隐患:飞絮钻进一些高精密度的测量仪器中,会对测量的准确性造成影响,还会堵塞汽车水箱的散热片,从而造成汽车的开锅熄火;3)污染水面景观:飞絮遇水而落,会导致水面及湖面上呈现白茫茫一片,甚至还会携带一定的灰层与脏物,对水面湖面景观造成严重影响;4)诱发火灾:因柳絮易燃,且具有非常快的燃烧速度,若未及时清理,一旦接触明火便会快速引燃,造成火灾,同时由于轻质飞絮不易清扫,在接触烟头时容易引发火灾。
目前对于柳絮治理的常规措施主要有:1)洒水,之后及时清扫,简单方便见效快,但是时效短,费时费力防治效果差;2)喷洒物理抑絮剂,效果较洒水好,但是需多次重复喷洒;3)注射药剂进行“避孕”,效果较好,但是操作有难度,成本较高,来年才能见效;4)高位嫁接,直接“变性”,但是操作难度高,要求配备专业技术人员;5)更换树种,可以解决飘飞问题,但是树木更换培育周期较长,成本高。
现有技术中,申请公布号为CN113317318A的中国发明专利公开了一种防治植物飘絮的药丸,由20%含量赤霉素18-22%、高岭土18-22%、硫酸铵15-20%、磷酸二胺14-22%、渗透剂15-25%、稀土肥料添加剂0.1-0.3%、表面活性剂2-3%、硫酸亚铁2-3%、助剂0.3-0.4%、膨润土1.5-2.6%组成。该专利文件提供的药丸,组成复杂,且使用时需要在树木的根部开设30-50mm的小孔将药丸塞入并固定,不仅操作复杂,还会对植物根部造成损坏,而且施用后依靠制剂药效的释放过程对植物根部发挥作用,不仅见效慢而且效果不可控。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种柳絮防治剂,其不仅组成简单、施用方便,而且具有良好的柳絮防治效果。
本发明的第二个目的在于提供上述柳絮防治剂在防治柳絮中的应用,以解决柳絮飘飞问题。
为了实现以上目的,本发明的柳絮防治剂的技术方案是:
一种柳絮防治剂,主要由以下重量份的组分组成:生物酶2~8份、离子液体5~10份、粘结剂0.5~0.8份、润湿剂3~8份、缓冲溶液70~90份;所述生物酶为纤维素酶、果胶酶、木聚糖酶中的一种或两种;离子液体为已酸化1-乙基-3-甲基咪唑鎓盐或已酸化1-丁基-3-甲基咪唑鎓盐;粘结剂为聚丙烯酰胺。
本发明的柳絮防治剂,采用特定重量份数的生物酶、离子液体、粘结剂、润湿剂、缓冲溶液组成,其成分简单,而且为液体制剂,可直接按比例喷洒使用,施用方便。同时通过原料的相互协同配合,使用后既可以将部分柳絮直接降解掉,又可以在物理方面减少柳絮飘飞,两者相辅相成,从而达到有效减少柳絮飘飞的目的。此外,本发明的防治剂还具有安全环保的特点,可自然降解,对环境及非靶标对象十分友好。
本发明采用纤维素酶、果胶酶、木聚糖酶中的一种或两种作为生物酶,经试验研究发现,采用上述生物酶种类,相较于其他酶能够表现出较好的柳絮降解效果。当生物酶为二元组合时,优选地,所述生物酶为纤维素酶和果胶酶质量比为1:1的组合,或者纤维素酶和木聚糖酶质量比为1:1的组合。当生物酶为一元组分时,优选地,所述生物酶为纤维素酶。
本发明首次将离子液体已酸化1-乙基-3-甲基咪唑鎓盐、已酸化1-丁基-3-甲基咪唑鎓盐用于柳絮防治中。离子液体一方面能够促进防治剂在柳絮表面的润湿,另一方面能够增强柳絮的降解效果。同时,试验证实,相较于氯化1-丁基-3-甲基咪唑鎓([BMIM]Cl)、氯化1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑鎓([HOEtMIM]Cl)、1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯([MMIM]DMP)、1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯([EMIM]DEP)等离子液体,本发明采用已酸化1-乙基-3-甲基咪唑鎓盐([EMIM]OAC)或已酸化1-丁基-3-甲基咪唑鎓盐([BMIM]OAC)作为离子液体与生物酶配合,能够表现出更优良的柳絮降解率。
为了进一步提高柳絮防治效果,优选地,柳絮防治剂主要由以下重量份的组分组成:生物酶6~8份、离子液体9~10份、粘结剂0.7~0.8份、润湿剂5~6份、缓冲溶液70~80份。
基于提高防治剂在柳絮表面的附着能力以延长生物酶和离子液体的降解时长、同时促进柳絮的粘结性以防止其飘飞的改进目的,优选地,所述聚丙烯酰胺的分子量为1200万~1800万。使用该粘结剂,其具有适宜的粘度范围、流动性和干燥时长,能够使药剂有效附着在柳絮表面,长时间保持湿润状态,提高降解效果;另外还可以使柳絮有效粘结在树干及地面上,在干燥后使得柳絮收缩成团,减弱飘飞能力。
为了使药剂更快地润湿柳絮表面,减少药剂用量并增强治理效果。优选地,所述润湿剂为Silwet 408、Tween 80、十二烷基硫酸钠、聚乙二醇中的一种。本发明采用该润湿剂,使用时能在低用量下与上述生物酶、离子液体、粘结剂配合,将柳絮表面的润湿时间降低至数秒。更优选地,润湿剂为Silwet 408。采用润湿剂Silwet 408,能够将润湿时间控制在4s以内。
优选地,所述缓冲溶液为柠檬酸缓冲液、醋酸缓冲液、磷酸缓冲液中的一种。缓冲溶液主要作为防治剂各主要组分的溶解介质,同时维持生物酶的活性稳定。本发明通过试验证实上述三种缓冲液对柳絮的降解速率并不会明显造成影响,因此,在具体使用时在三种缓冲液中选择其一作为介质即可。为更好地维持生物酶的活性稳定也保障柳絮降解效果,所述缓冲溶液的pH值为4~5。
本发明的柳絮防治剂,使用时可以兑水喷施,现配现用,此时在上述组分的基础上,不需要额外添加其他组分。
而为了进一步满足不同地区、不同温度下的运输、包装、货架期的防冻储存要求,优选地,所述柳絮防治剂还包括3~5份的防冻剂。本发明对防冻剂的种类不作限定,具体可采用本领域的防冻剂如乙二醇、丙二醇、丙三醇等。更优选地,所述防冻剂为乙二醇,用量为3份。采用该防冻剂,能够赋予防治剂体系优良的低温稳定性,同时又不会明显影响药剂的黏度。
为进一步优化防冻剂的使用效果,可采用以下典型配方:柳絮防治剂由以下重量百分比的组分组成:生物酶8%、离子液体10%、粘结剂0.8%、润湿剂5%、防冻剂3%、缓冲溶液余量。
所述柳絮防治剂的黏度为300~650mPa·s。在该黏度范围内,既能保证防治剂的流动性,使其易于喷施,又能保证防治剂对飘絮的附着粘结效果。
本发明的柳絮防治剂在防治柳絮中的应用的技术方案是:
柳絮防治剂在防治柳絮中的应用,将柳絮防治剂稀释2500~3000倍,然后将稀释好的药剂喷洒至柳树树冠即可。具体应用时,可在柳絮高发期,采用本领域常规的压力喷雾设备将稀释好的柳絮防治药剂喷洒至柳树树冠,直至开始滴水时,完成喷洒。
本发明将上述柳絮防治剂用于柳絮防治后,可在一次喷洒后,有效抑制柳絮飘飞,抑制周期为30~60天,柳絮降解率在11-21%之间,干燥时长在6-10h之间,润湿时间在3-3.5s之间,黏度在350-700mpa·s之间,低温稳定性良好。
附图说明
图1为本发明原料筛选实验中生物酶种类对柳絮降解率的影响;
图2为本发明原料筛选实验中生物酶用量对柳絮降解率的影响;
图3为本发明原料筛选实验中离子液体种类对柳絮降解率的影响;
图4为本发明原料筛选实验中离子液体用量对柳絮降解率的影响;
图5为本发明原料筛选实验中缓冲溶液种类对柳絮降解率的影响;
图6为本发明原料筛选实验中缓冲溶液pH对柳絮降解率的影响;
图7为本发明原料筛选实验中生物酶+离子液体对25℃下柳絮降解率的影响;
图8为本发明原料筛选实验中粘结剂对干燥时长的影响;
图9为本发明原料筛选实验中润湿剂对润湿时间的影响。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的实施过程进行详细介绍。
以下实施例和实验例中所用原料如无特殊说明,均为本领域常规市售品。
试验柳絮为四月底于当地某区域采集的新鲜柳絮。
生物酶原料:纤维素酶(纯度>98%)、果胶酶(纯度>98%)、木聚糖酶(纯度>98%)均购自夏盛实业集团有限公司。
离子液体原料:已酸化1-乙基-3-甲基咪唑鎓盐([EMIM]OAC)、已酸化1-丁基-3-甲基咪唑鎓盐([BMIM]OAC)、氯化1-丁基-3-甲基咪唑鎓([BMIM]Cl)、氯化1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑鎓([HOEtMIM]Cl)、1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯([MMIM]DMP)、1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯([EMIM]DEP)纯度均>98%,购自中国科学院兰州化学物理研究所。
粘结剂原料:聚丙烯酰胺(PAM分子量3000万)、聚丙烯酰胺(PAM分子量2000万)、聚丙烯酰胺(PAM分子量1800万)、聚丙烯酰胺(PAM分子量1200万),纯度>98%,均购自河北凯兴化工有限公司,黄原胶(纯度>99%),购自梅花生物集团。
润湿剂原料:Silwet 408(纯度>99%)购自迈图高新材料;Tween 80(纯度>99%)购自临沂优尼特生物科技有限公司;十二烷基硫酸钠(K12)(纯度>99%)购自苏州翔颂化工有限公司;聚乙二醇400(PEG400,纯度>99%)购自天津市永大化学试剂有限公司。
柠檬酸缓冲液由柠檬酸和柠檬酸钠按照QB/T 2583-2003配制得到;醋酸缓冲液由冰醋酸和醋酸钠按照QB/T 2583-2003配制得到;磷酸缓冲液由磷酸二氢钠和磷酸氢二钠按照QB/T 2583-2003配制得到。
一、柳絮防治剂的具体实施例
实施例1
本实施例的柳絮防治剂,由以下重量份的组分组成:生物酶6份、离子液体10份、粘结剂0.8份、润湿剂5份、防冻剂3份,缓冲溶液75.2份。其中,生物酶为纤维素酶,离子液体为已酸化1-乙基-3-甲基咪唑鎓盐([EMIM]OAC),粘结剂为聚丙烯酰胺(PAM,1800万),润湿剂为Silwet 408,防冻剂为乙二醇,缓冲溶液为醋酸缓冲液,缓冲溶液的pH值为4.5。
实施例2
本实施例的柳絮防治剂,由以下重量份的组分组成:生物酶6份、离子液体10份、粘结剂0.8份、润湿剂5份、防冻剂3份,缓冲溶液75.2份。其中,生物酶为纤维素酶,离子液体为已酸化1-丁基-3-甲基咪唑鎓盐([BMIM]OAC),粘结剂为聚丙烯酰胺(PAM,1200万),润湿剂为Silwet 408,防冻剂为乙二醇,缓冲溶液为醋酸缓冲液,缓冲溶液的pH值为4.5。
实施例3
本实施例的柳絮防治剂,由以下重量份的组分组成:生物酶8份、离子液体10份、粘结剂0.8份、润湿剂5份、防冻剂3份,缓冲溶液73.2份。其中,生物酶为纤维素酶,离子液体为已酸化1-乙基-3-甲基咪唑鎓盐([EMIM]OAC),粘结剂为聚丙烯酰胺(PAM,1800万),润湿剂为Silwet 408,防冻剂为乙二醇,缓冲溶液为醋酸缓冲液,缓冲溶液的pH值为4.5。
实施例4
本实施例的柳絮防治剂,由以下重量份的组分组成:生物酶8份、离子液体10份、粘结剂0.8份、润湿剂5份、防冻剂3份,缓冲溶液73.2份。其中,生物酶为纤维素酶,离子液体为已酸化1-丁基-3-甲基咪唑鎓盐([BMIM]OAC),粘结剂为聚丙烯酰胺(PAM,1200万),润湿剂为Silwet 408,防冻剂为乙二醇,缓冲溶液为醋酸缓冲液,缓冲溶液的pH值为4.5。
实施例5
本实施例的柳絮防治剂,由以下重量份的组分组成:生物酶8份、离子液体10份、粘结剂0.8份、润湿剂5份、防冻剂3份,缓冲溶液73.2份。其中,生物酶为纤维素酶和果胶酶质量比为1:1的组合,离子液体为已酸化1-乙基-3-甲基咪唑鎓盐([EMIM]OAC),粘结剂为聚丙烯酰胺(PAM,1800万),润湿剂为Silwet 408,防冻剂为乙二醇,缓冲溶液为醋酸缓冲液,缓冲溶液的pH值为4.5。
实施例6
本实施例的柳絮防治剂,由以下重量份的组分组成:生物酶8份、离子液体10份、粘结剂0.8份、润湿剂5份、防冻剂3份,缓冲溶液73.2份。其中,生物酶为纤维素酶和果胶酶质量比为1:1的组合,离子液体为已酸化1-丁基-3-甲基咪唑鎓盐([BMIM]OAC),粘结剂为聚丙烯酰胺(PAM,1200万),润湿剂为Silwet 408,防冻剂为乙二醇,缓冲溶液为醋酸缓冲液,缓冲溶液的pH值为4.5。
二、柳絮防治剂在防治柳絮中应用的具体实施例
柳絮防治剂的应用,是在柳絮高发期,将实施例1~6的柳絮防治剂稀释2500~3000倍,然后将稀释好的药剂喷洒至柳树树冠,直至开始滴水,完成喷洒。
三、实验例
以下对本申请配方的筛选过程和应用效果进行具体说明。
实验例1防治剂配方室内初筛试验
药液对柳絮的降解率测试方法为:将药剂兑水稀释2500倍,在三角瓶中用天平准确称取0.2g(精确至0.0002g)柳絮,量取50mL稀释好的药剂加入三角瓶中,于恒温箱中静置2h后,用清水洗涤,60℃下干燥,称重,计算其降解率,为保证实验的一致性,不同处理的药剂在同一时间段,同一批次完成,每组重复3次,结果取其平均值。
1.1生物酶种类考察
在反应时长为2h,温度为40℃,pH为4,酶解介质醋酸缓冲溶液,生物酶总量为4%(若为组合酶,质量配比为1:1)条件下,纤维素酶、果胶酶、木聚糖酶及其两两组合情况下共六组生物酶对柳絮降解率影响,试验结果如图1。
由图1可知,所选生物酶均有效果,其中纤维素酶、纤维素酶+木聚糖酶和纤维素酶+果胶酶效果较好,三者对柳絮降解率在8~15%之间,果胶酶、木聚糖酶及果胶酶+木聚糖酶效果相对较差,对柳絮降解率在5%以下。因此选择纤维素酶、纤维素酶+木聚糖酶(1:1)和纤维素酶+果胶酶(1:1)作为降解柳絮的生物酶。
1.2生物酶用量考察
在反应时长为2h,温度为40℃,pH为4,酶解介质醋酸缓冲溶液,酶用量设置为2%、4%、6%、8%(组合酶使用比例为1:1)条件下,考察纤维素酶、纤维素酶+木聚糖酶和纤维素酶+果胶酶三种生物酶不同用量对柳絮降解率影响,试验结果如图2。
由图2可知,三组生物酶在酶解条件和底物相同条件下,柳絮降解率和酶用量成正比。基于成本和酶解效果的双重考虑,选择纤维素酶用量为2%、4%、6%和8%,纤维素酶+木聚糖酶用量为6%和8%,纤维素酶+果胶酶用量为4%、6%和8%。
1.3离子液体种类考察
试验考察在反应时长为2h、温度为40℃、pH为4、介质为醋酸缓冲溶液,离子液体用量为5%的条件下,[EMIM]OAc、[BMIM]OAc、[BMIM]Cl、[MMIM]DMP、[EMIM]DEP、[HOEtMIM]Cl六种离子液体对柳絮降解率影响,试验结果如图3。
由图3可知,离子液体[EMIM]OAC效果最好,[BMIM]OAC次之,[EMIM]DEP、[HOEtMIM]Cl、[BMIM]Cl和[MMIM]DMP柳絮降解率均在1%左右,因此选择离子液体[EMIM]OAC和[BMIM]OAC作为配方原料。
1.4离子液体用量考察
试验考察在处理时长为2h,温度为45℃,pH为4.5,介质为醋酸缓冲溶液条件下,[EMIM]OAC和[BMIM]OAC两种离子液体不同用量对柳絮降解率影响,试验结果如图4。
由图4可知,柳絮降解率随离子液体用量变大,以上两种离子液体均在用量小于5%时柳絮降解率在3%以下,用量为5~10%时柳絮降解率均大于3%,因此,选择[EMIM]OAC和[BMIM]OAC用量为5~10%。
1.5缓冲溶液种类考察
试验考察酶在酶解时长为2h,酶解温度为45℃,酶解介质pH为4.5,生物酶酶用量为6%(组合酶使用比例为1:1)条件下,三组生物酶在柠檬酸缓冲液、醋酸缓冲液、磷酸缓冲液三种缓冲介质中对柳絮降解率影响,结果如图5。
由图5可知,每组生物酶在三种酶解介质中对柳絮的降解率几乎相同,说明这三种缓冲液对生物酶酶活影响很小,因此三种缓冲溶液均符合要求。
1.6缓冲溶液pH考察
试验考察在酶解时长为2h,酶解温度为45℃,酶解介质醋酸缓冲溶液,生物酶用量为6%(组合酶使用比例为1:1)条件下,缓冲溶液不同pH对柳絮降解率影响,结果如图6。
由图6可知,三组生物酶的柳絮降解率总体趋势均为随pH值升高先升高,到达峰值后再下降,因为生物酶有最佳使用pH,低于或者高于这个值都会降低酶活性,因此选择缓冲溶液pH为4~5。
实验例2防治剂配方室内优化试验
室温下药液对飘絮的降解率测试过程为:将药剂兑水稀释2500倍,在玻璃皿中用带刻度小型喷壶均匀喷洒50mL稀释后药剂在0.2g(精确至0.0002g)柳絮表面,于室温下玻璃皿中静置2h后,用清水洗涤,60℃下干燥,称重,计算其降解率,每组重复3次,结果取其平均值。
其中,m1:处理前的柳絮重量,m2:处理后的柳絮重量。
药液液滴挥发性测试过程为:将药剂兑水稀释2500倍,取100微升稀释液,滴于表面皿中央,并开始记录液滴从开始蒸发至完全消失时所用时间。每组重复3次,结果取平均值。
药液对飘絮的润湿性测试过程为:将药剂兑水稀释2500倍,取100mL稀释液于200mL烧杯内,再称取柳絮0.1g(精确至0.0002g),将柳絮置于烧杯口齐平,一次性将柳絮投入烧杯,记录从柳絮接触液面直至被完全润湿时所用时间。每组重复3次,结果取平均值。
黏度测定方法参照NY/T 1860.21,低温稳定性测定方法参照GB/T 19137。
2.1生物酶与离子液体的组合筛选
试验考察在处理时长为2h,温度为25℃,介质为醋酸缓冲溶液、pH为4.5条件下,表1~3中共18种组合对柳絮降解率影响(降解率参照上述室温下降解率测试方法),试验结果如图7。
表1生物酶为纤维素酶的优选组合
表2生物酶为纤维素酶+木聚糖酶的优选组合
编号 | 9 | 10 | 11 | 12 |
纤维素酶 | 3% | 3% | 4% | 4% |
木聚糖酶 | 3% | 3% | 4% | 4% |
[EMIM]OAC | 10% | / | 10% | / |
[BMIM]OAC | / | 10% | / | 10% |
醋酸缓冲液 | 补至100 | 补至100 | 补至100 | 补至100 |
表3生物酶为纤维素酶+果胶酶的优选组合
由图7可知,25℃下柳絮降解剂组合对柳絮降解情况差异较大,三分之一组合对柳絮降解率在10%以上,剩下三分之二组合对柳絮降解率在5%-10%之间,筛选降解率在10%以上的组合,即试验编号为5、6、7、8、17、18共6组。
2.2粘结剂筛选
粘结剂可以延长干燥时长,同时具有一定粘性,可以使药剂更好地附着在柳絮表面,使其长时间保持湿润状态,延长降解时长;另外可以使飘絮粘结在树干及地面上,在干燥后可以使柳絮收缩成团,减弱柳絮的飘飞能力。
以优选的生物酶+离子液体的组合7为基础,考察不同种类的粘结剂(PAM3000万、PAM2000万、PAM1800万、PAM1200万和2%黄原胶水溶液)在不同用量下(0.3~0.8%)对药剂干燥时长及黏度影响,结果见图8和表4。
表4不同粘结剂及用量对药剂黏度影响(黏度单位:mpa·s)
粘结剂种类 | 0.3% | 0.5% | 0.8% |
清水对照组 | 5.57 | 5.57 | 5.57 |
2%黄原胶水溶液 | 8.59 | 10.96 | 40.82 |
PAM(1200万) | 44.53 | 97 | 323 |
PAM(1800万) | 92.41 | 198 | 589 |
PAM(2000万) | 129.1 | 261.6 | 682.6 |
PAM(3000万) | 819.1 | 2530 | 12473 |
从图8和表4可知,随着粘结剂用量增大,其干燥时长和黏度均随之增大。干燥时长关系着飘絮降解率,为了保证更好的降解率,其干燥时长不得低于120min,由图8可知除空白组其他均符合要求;由于以PAM为粘结剂时药剂黏度大于600mpa·s其流动性较差,无法有效喷施,低于300mpa·s其对飘絮的粘结效果较差,不利于柳絮降解过程和柳絮的收缩团聚,故选择黏度在300-600mpa·s之间。而PAM(1800万)和PAM(1200万)在用量为0.8%时能够同时符合干燥时长和黏度要求,因此确定粘结剂为PAM(1800万)和PAM(1200万),用量为0.8%。
2.3润湿剂筛选
润湿剂可以使药剂更快地润湿杨柳絮表面,减少药剂用量增强治理效果。试验考察润湿剂在不同用量下,以优选的生物酶+离子液体的组合7为基础,同时粘结剂PAM(1800万)用量为0.8%条件下,Silwet408、Tween80、十二烷基硫酸钠(K12)、聚乙二醇400(PEG400)四种润湿剂对柳絮表面润湿时间的影响,试验结果见图9。
从图9可以看出,随着润湿剂用量增大,其润湿时间逐渐减小,最后降幅平缓,因为药剂中润湿剂浓度已经达到或大于其临界胶束浓度,其界面张力基本达到最小值,故再增大润湿剂浓度,其润湿时间变化不大。其中Silwet 408效果最好,在用量为5%时其润湿时间就低于4s,Tween 80次之,其在用量为8%时其润湿时间低于15s,PEG400稍差,其在用量为8%和10%时其润湿时间均稍高于15s,K12效果最差。又因为当润湿剂用量超过5%时,药剂黏度过大,流动性会降低,综合选择Silwet 408使用量为5%左右。
2.4防冻剂筛选
试验考察防冻剂在不同用量情况下,以优选的生物酶+离子液体的组合7为基础,同时粘结剂PAM(1800万)用量为0.8%,润湿剂Silwet 408用量为5%条件下,乙二醇、丙二醇、丙三醇三种防冻剂不同用量在0℃±2℃低温存贮7天后是否合格,试验结果如表5。
表5不同防冻剂和用量在低温下稳定性情况
防冻剂种类 | 1% | 3% | 5% |
空白对照组 | 不合格 | 不合格 | 不合格 |
乙二醇 | 不合格 | 合格 | 合格 |
丙二醇 | 不合格 | 合格 | 合格 |
丙三醇 | 不合格 | 合格 | 合格 |
由表5可知,不添加防冻剂低温稳定性均不合格,添加防冻剂后用量在1%时三种防冻剂均不合格,当用量高于3%时均合格,说明三种防冻剂在用量为3%和5%时均符合要求;但是,试验过程中发现加入丙二醇和丙三醇作为防冻剂时,药剂黏度过大,丙三醇尤为明显,此时防冻剂更优选乙二醇,又因为当乙二醇用量大于3%时,药剂黏度过大,因此综合考虑采用防冻剂为乙二醇,用量为3%。
实验例3防治剂配方室内终选试验
对上述筛选出的共12组优选配方,记为试验组19~30(参见表6),配制完成后考察其对25℃下柳絮降解率、干燥时长、润湿时间,黏度、低温稳定性共五种综合性能。试验结果见表7。
表6柳絮防治剂优选配方组成表
表7柳絮防治剂优选配方性能检测结果
由表7可知,柳絮降解率在11%-21%之间,其中编号为23-26的试验组降解率最好,可达19%以上;同时干燥时长在6-10h之间,润湿时间在3-3.5s之间,黏度在350-700mpa·s之间,低温稳定性均合格。由于试验组21、25和29黏度接近700mpa·s,药剂流动性相对较差,因此选择其余配方作为合格配方进行后续试验。
实验例4防治剂配方使用浓度优选试验
结合表7合格配方来确定药剂最优使用浓度,试验考察不同稀释倍数药剂对25℃下柳絮降解率影响,试验结果见表8。
表8药剂使用浓度对柳絮降解率(%)影响
由表8可知,稀释倍数达到3500倍时,其降解率开始大幅下降,故此药剂最优稀释倍数为2500-3000倍。
实验例5柳絮防治剂的实际应用效果
于2021年4月初在当地某公园A和公园B两处进行实验,分别将实验区域分为10个区域,每处区域柳树株数不低于5株,10个实验区域编号1至10,分别对应清水对照组1和表6中试验组配方19、20、22、23、24、26、27、28、30(其中本申请实施例1~6分别对应于试验组19、22、23、26、27、30)。药剂统一用水稀释2500倍,对照组直接喷洒清水。采用高压喷雾设备将稀释好的药剂喷洒至柳树树冠,直至开始滴水时,完成喷洒。
喷洒后评价药剂喷洒后1天、喷洒后7天、喷洒后30天、喷洒后60天情况,采用3名以上专业人员目测柳絮黏结,降解等情况,综合评定优、良、差三个等级。其中,以未进行药剂处理的实验区作为基准,并定义可随风飘散的柳絮覆盖范围为100%。药剂处理后,优代表可随风飘散的柳絮小于处理前的10%,良代表可随风飘散的柳絮为处理前的10~40%,差代表可随风飘散的柳絮为处理前的40%以上,应用效果见表9。
表9药剂防治效果评价
试验区域 | 喷洒后1天 | 喷洒后7天 | 喷洒后30天 | 喷洒后60天 |
1 | 差 | 差 | 差 | 差 |
2 | 优 | 优 | 优 | 良 |
3 | 优 | 优 | 优 | 良 |
4 | 优 | 优 | 优 | 良 |
5 | 优 | 优 | 优 | 良 |
6 | 优 | 优 | 优 | 良 |
7 | 优 | 优 | 优 | 良 |
8 | 优 | 优 | 优 | 良 |
9 | 优 | 优 | 优 | 良 |
10 | 优 | 优 | 优 | 良 |
结果表明,两处实验点情况几乎相同,清水对照组初始喷洒时柳絮被打湿,掉落地面或者附着在树干上,一天后柳絮重新变干燥,飘絮仍如之前未喷洒状态。2至10号区域初始喷洒时柳絮被打湿,掉落地面或者附着在树干上,一天后目视对比初始喷洒时2至10号区域柳絮明显减少,柳絮干燥后仍旧被粘着在地面或树干上,多数柳絮成团聚集在地面,基本无飞絮产生。
进一步由表9可知,防治剂喷洒周期应以60天为最佳,可第一次喷洒后,间隔30天再喷洒第二次,能够达到优良的柳絮防治效果。
Claims (10)
1.一种柳絮防治剂,其特征在于,主要由以下重量份的组分组成:生物酶2~8份、离子液体5~10份、粘结剂0.5~0.8份、润湿剂3~8份、缓冲溶液70~90份;
所述生物酶为纤维素酶、果胶酶、木聚糖酶中的一种或两种;所述离子液体为已酸化1-乙基-3-甲基咪唑鎓盐或已酸化1-丁基-3-甲基咪唑鎓盐;所述粘结剂为聚丙烯酰胺。
2.根据权利要求1所述的柳絮防治剂,其特征在于,所述柳絮防治剂主要由以下重量份的组分组成:生物酶6~8份、离子液体9~10份、粘结剂0.7~0.8份、润湿剂5~6份、缓冲溶液70~80份。
3.根据权利要求1所述的柳絮防治剂,其特征在于,所述生物酶为纤维素酶和果胶酶质量比为1:1的组合,或者纤维素酶和木聚糖酶质量比为1:1的组合。
4.根据权利要求1所述的柳絮防治剂,其特征在于,所述聚丙烯酰胺的分子量为1200万~1800万。
5. 根据权利要求1所述的柳絮防治剂,其特征在于,所述润湿剂为Silwet 408、Tween80、十二烷基硫酸钠、聚乙二醇中的一种。
6.根据权利要求1~5任一项所述的柳絮防治剂,其特征在于,所述缓冲溶液为柠檬酸缓冲液、醋酸缓冲液、磷酸缓冲液中的一种。
7.根据权利要求1所述的柳絮防治剂,其特征在于,所述柳絮防治剂还包括3~5份的防冻剂,所述防冻剂为乙二醇、丙二醇、丙三醇中的一种。
8.根据权利要求7所述的柳絮防治剂,其特征在于,所述柳絮防治剂由以下重量百分比的组分组成:生物酶8%、离子液体10%、粘结剂0.8%、润湿剂5%、防冻剂3%、缓冲溶液余量。
9.根据权利要求1~5、7、8任一项所述的柳絮防治剂,其特征在于,所述柳絮防治剂的黏度为300~650mPa·s。
10.一种如权利要求1所述的柳絮防治剂在防治柳絮中的应用,其特征在于,将柳絮防治剂稀释2500~3000倍,然后将稀释好的药剂喷洒至柳树树冠。
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