CN115176813A - 一种用于防治茶树炭疽病制剂的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于防治茶树炭疽病制剂的制备方法，制备稻草生物炭：将稻草秸秆破碎筛分，送管式炉热解；制备纳米生物炭：稻草生物炭制品研磨筛分，并加入浓HNO₃和浓H₂SO₄室温下反应1.5~2.5小时，过滤干燥；制备粉煤灰纳米颗粒：粉煤灰加热后酸浸，残渣与NaOH反应，酸滴定生成沉淀物；制备纳米复合防治制剂：制得的稻草生物炭纳米颗粒和制得的粉煤灰纳米颗粒和在混合、搅拌后高压灭菌，混合液过滤后离心，分离上清液。本发明制剂原料来自稻草秸秆和工业煤灰，成本低廉、易大量获得；可替代目前使用的化学、化工合成农药，极具成本效益、资源利用和环境保护等优势，可满足对茶叶等农作物、果木、蔬菜、花卉的杀菌、除害的需求。

Description

一种用于防治茶树炭疽病制剂的制备方法

技术领域

本发明涉及农业植保领域，尤其涉及一种用于防治茶树炭疽病的制剂的制备方法。

背景技术

茶树炭疽病是茶树中常见的叶部真菌病害，高湿条件有利于炭疽病发生，茶炭疽病在一般每年发生3次,以春夏交替时发病最为严重,其原因是此时茶园气候条件正好适合炭疽病菌的传播与侵染。茶树炭疽病病情严重时，会致使茶叶大量枯死，严重降低茶叶产量，甚至影响次年的茶叶产量和品质，造成严重的经济危害。

茶炭疽病的病斑多从叶缘或叶尖产生，初为水渍状，暗绿色圆形，后渐扩大或呈不规则形大病斑，色泽黄褐色或淡褐色，最后变灰白色，上面散生黑色小粒点，病斑上无轮纹，边缘有黄褐色隆起线，与健康部分界明显。该病菌以菌丝体和分生孢子盘在茶树病叶组织中越冬。次年春季当气温回升至20℃以上，相对湿度在80％以上，便发育形成孢子，随风雨进行传播，萌发产生芽管侵入叶片组织，引起发病，并形成新病斑。

目前化学药剂是生产上防治茶树炭疽病最常用的手段，化学药剂具有毒性高、残留高、对人畜不安全以及易产生抗药性的缺点，长期使用所带来的质量安全问题直接影响我国茶产业的可持续发展。因此，在当前茶叶质量安全问题日益受关注的形势下，开发对环境友好的茶树炭疽病防治方法显得尤为重要。

发明内容

为了克服现有技术不足，提出一种用于防治茶树炭疽病的制剂的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。本发明利用稻草生物炭和粉煤灰纳米颗粒制备茶树炭疽病防治制剂的方法，通过制剂诱导茶树对植物病原体的抗性来防治炭疽病。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种用于防治茶树炭疽病制剂的制备方法，制备稻草生物炭：将稻草秸秆破碎后筛分，筛分后的粉末送管式炉热解，热解结束后自然冷却，收集得到稻草生物炭制品；

制备纳米生物炭：将稻草生物炭制品研磨筛分，将筛分后的稻草生物炭制品加入水热反应器中，并加入浓HNO₃和浓H₂SO₄室温下反应1.5~2.5小时，反应完成后将混合物从水热反应器转移到装有去离子水的容器中，搅拌静置后除去固体部分，并使用带有0.22μm膜的真空过滤器过滤悬浮液，将覆盖有生物炭纳米颗粒的滤膜干燥；

制备粉煤灰纳米颗粒：将收集的电厂粉煤灰加热后酸浸，再将残渣与NaOH反应得到硅酸钠，进一步通过酸滴定生成沉淀物，制得无定形二氧化硅；

制备纳米复合防治制剂：将制得的稻草生物炭纳米颗粒和制得的粉煤灰纳米颗粒和在无菌水中混合，搅拌后高压灭菌，再将制备的混合液过滤后离心，分离上清液中，得到茶树炭疽病的纳米制剂。

作为本发明的更进一步技术方案：所述制备稻草生物炭破碎筛分时，将稻草秸秆风干、压碎和粉碎后，通过60目筛子筛分。

作为本发明的更进一步技术方案：所述制备稻草生物炭管式炉热解时，热解温度为490~510°C，热解气氛为氮气，气体流速为5mL/min，升温速率为 5 ℃/min，热解过程1.5~2.5小时。

作为本发明的更进一步技术方案：所述制备纳米生物炭研磨筛分时，用搅拌机研磨稻草生物炭制品，磨碎的稻草生物炭制品通过10目筛子筛分。

作为本发明的更进一步技术方案：所述制备纳米生物炭时，筛分后每克稻草生物炭制品添加15mL浓HNO₃和45mL浓H₂SO₄。

作为本发明的更进一步技术方案：所述制备纳米生物炭搅拌静置时，搅拌1~3分钟，静置5~15分钟。

作为本发明的更进一步技术方案：所述制备纳米生物炭干燥时，将覆盖有生物炭纳米颗粒的滤膜放入烘箱中，在60~70°C下干燥48小时。

作为本发明的更进一步技术方案：所述制备粉煤灰纳米颗粒时，酸浸的浸出剂为盐酸。

作为本发明的更进一步技术方案：所述制备纳米复合防治制剂过滤时通过 0.22µm 滤膜以去除大颗粒。

作为本发明的更进一步技术方案：所述制备纳米复合防治制剂离心时，滤液以3000~4000 rpm 离心20~30分钟。

本发明的有益效果：

本发明提出一种利用稻草秸秆制备稻草生物炭，稻草生物炭再制备纳米生物炭；利用电厂粉煤灰制备粉煤灰纳米颗粒；再用纳米生物炭和粉煤灰纳米颗粒粒子制备茶树炭疽病防治制剂；制剂原料来自农业生产稻草秸秆和工业煤灰，成本低廉、易大量获得，对环境友好。

制得的茶树炭疽病防治制剂通过制剂诱导茶树对植物病原体的抗性来防治炭疽病，同时通过物理表征及应用，验证其有效性。可替代目前使用的化学、化工合成农药，应用广泛，极具成本效益、资源利用和环境保护等优势，可满足对茶叶等农作物、果木、蔬菜、花卉的杀菌、除害的需求。

附图说明

图1为本发明主要步骤流程示意图；

图2为制备稻草生物炭步骤流程示意图；

图3为制备纳米生物炭步骤流程示意图；

图4为制备粉煤灰纳米颗粒步骤流程示意图；

图5为制备纳米复合防治制剂步骤流程示意图；

图6为茶树炭疽病防治制剂应用试验统计结果图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

一种用于防治茶树炭疽病制剂的制备方法，

制备稻草生物炭：参照图2，将稻草秸秆破碎后筛分，破碎筛分时稻草秸秆风干、压碎和粉碎后，通过60目筛子筛分；筛分后的粉末送管式炉热解，热解温度为490~510°C，热解气氛为氮气，气体流速为5mL/min，升温速率为 5 ℃/min，热解过程1.5~2.5小时；热解结束后自然冷却，收集得到稻草生物炭制品。

制备纳米生物炭：参照图3，将稻草生物炭制品研磨筛分，研磨筛分时，用搅拌机研磨稻草生物炭制品，磨碎的稻草生物炭制品通过10目筛子筛分；将筛分后的稻草生物炭制品加入水热反应器中，并加入浓HNO₃和浓H₂SO₄室温下反应1.5~2.5小时，每克稻草生物炭制品添加15mL浓HNO₃和45mL浓H₂SO₄；反应完成后将混合物从水热反应器转移到装有去离子水的容器中，搅拌1~3分钟，静置5~15分钟；除去固体部分后并使用带有0.22μm膜的真空过滤器过滤悬浮液，将覆盖有生物炭纳米颗粒的滤膜干燥，干燥时将覆盖有生物炭纳米颗粒的滤膜放入烘箱中，在60~70°C下干燥48小时。

制备粉煤灰纳米颗粒：参照图4，将收集的电厂粉煤灰适当加热预处理后，用盐酸酸浸，再将残渣与NaOH反应得到硅酸钠，进一步通过酸滴定生成沉淀物，制得无定形二氧化硅，纯度介于44.41%～93.63%，收率20.45%。

制备纳米复合防治制剂：参照图5，将制得的稻草生物炭纳米颗粒和制得的粉煤灰纳米颗粒和在无菌水中混合，搅拌后高压灭菌；再将制备的混合液过滤，过滤时通过 0.22µm 滤膜以去除大颗粒；离心，离心时，滤液以 3000~4000 rpm 离心20~30分钟，分离上清液中，得到茶树炭疽病的纳米制剂。

本实施例中首先对制成的稻草纳米生物炭和粉煤灰纳米颗粒进行表征：

纳米生物炭X射线衍射检测：纳米生物炭X射线衍射检测的光谱范围是 2θ=10-80°。由于元素组成不同，在不同角度观察到不同的峰。在X射线衍射光谱中，由于SiO₂的存在，在 28°、68°和 73°附近观察到三个峰；由于CaO的存在，在39°附近检测到一个峰；检测到的 Ca(OH)₂峰在 51°附近，CaCO₃的在45°和79°左右，MnO₂的峰在65°附近。

纳米粉煤灰X射线衍射检测：纳米粉煤灰X射线衍射检测范围同样为2θ=10-80^o。可以观察到，钙、二氧化硅和铝是粉煤灰的主要元素。CaO 的峰在 24.28°、29.52°、31.28°、35.61°的峰值处。 Al₂O₃的峰在11.9、16.20、35.61、40.62、46.02 和 65.73°处被观察到。SiO₂的峰出现在35.61、42.5、46.02、50.4和70.65°处。

纳米生物炭的傅里叶变换红外光谱分析：纳米生物炭的傅里叶变换红外光谱分析结果：O-H弯曲振动谱峰出现在3358.42cm^-1处，1412.23和1575cm^-1检测到胺和硫酸盐基团存在，在700至900cm^-1范围内观察到芳环中不同的C-H 弯曲振动谱峰，在872.62cm^-1处观察到单个C-H弯曲振动谱峰，在774.86cm^-1处观察到芳环的H-C 弯曲振动谱峰。

纳米粉煤灰傅里叶变换红外光谱分析：纳米粉煤灰傅里叶变换红外光谱中，在3470cm^-1 处检测到O-H 弯曲振动谱峰;在2849 和 2920cm^-1观察到亚甲基和碳对称/不对称弯曲振动谱峰; 在2361和1592cm^-1处检测到H-O-H 键的弯曲振动谱峰;。在1463cm^-1处观察到CO变形的峰值。

本实施例中茶树炭疽病防治制剂应用。

步骤1：取制成的防治茶树炭疽病害的纳米制剂10毫升，加清水5升，混合均匀后待用。

步骤2：选择健康茶树15株，对茶树植株叶子进行了轻微划痕。

步骤3：试验分两组，5个重复。接种组：（1）茶树炭疽病害防治制剂+炭疽病细菌悬浮液；（2）炭疽病细菌悬浮液。对照组：茶树炭疽病害防治制剂。

步骤4：接种组第一组用雾化器给预制茶树喷洒炭疽病细菌悬浮液+茶树炭疽病害防治制剂，5株茶树重复；第二组只喷洒炭疽病细菌悬浮液，5株茶树重复。对照组：喷洒茶树炭疽病害防治制剂，5株茶树重复。

步骤5：参照图5，按疾病分级量表来计算疾病严重程度，0表示最小或没有疾病症状，4级表示感染叶面积的 76% 或以上。

结论：接种本发明的茶树炭疽病害防治制剂，茶树发病率减低50%，危害程度减低3个等级。

实施例二

一种用于防治茶树炭疽病制剂的制备方法，

制备稻草生物炭：参照图2，将稻草秸秆破碎后筛分，破碎筛分时稻草秸秆风干、压碎和粉碎后，通过60目筛子筛分；筛分后的粉末送管式炉热解，热解温度为500°C，热解气氛为氮气，气体流速为5mL/min，升温速率为 5 ℃/min，热解过程2小时；热解结束后自然冷却，收集得到稻草生物炭制品。

制备纳米生物炭：参照图3，将稻草生物炭制品研磨筛分，研磨筛分时，用搅拌机研磨稻草生物炭制品，磨碎的稻草生物炭制品通过10目筛子筛分；将筛分后的稻草生物炭制品加入水热反应器中，并加入浓HNO₃和浓H₂SO₄室温下反应2小时，每克稻草生物炭制品添加15mL浓HNO₃和45mL浓H₂SO₄；反应完成后将混合物从水热反应器转移到装有去离子水的容器中，搅拌1分钟，静置5分钟；除去固体部分后并使用带有0.22μm膜的真空过滤器过滤悬浮液，将覆盖有生物炭纳米颗粒的滤膜干燥，干燥时将覆盖有生物炭纳米颗粒的滤膜放入烘箱中，在65°C下干燥48小时。

制备粉煤灰纳米颗粒：参照图4，将收集的电厂粉煤灰适当加热预处理后，用盐酸酸浸，再将残渣与NaOH反应得到硅酸钠，进一步通过酸滴定生成沉淀物，制得无定形二氧化硅，纯度介于44.41%～93.63%，收率20.45%。

制备纳米复合防治制剂：参照图5，将制得的稻草生物炭纳米颗粒和制得的粉煤灰纳米颗粒和在无菌水中混合，搅拌后高压灭菌；再将制备的混合液过滤，过滤时通过 0.22µm 滤膜以去除大颗粒；离心，离心时，滤液以 3500 rpm 离心25分钟，分离上清液中，得到茶树炭疽病的纳米制剂。

实施例三

一种用于防治茶树炭疽病制剂的制备方法，

制备稻草生物炭：参照图2，将稻草秸秆破碎后筛分，破碎筛分时稻草秸秆风干、压碎和粉碎后，通过60目筛子筛分；筛分后的粉末送管式炉热解，热解温度为490°C，热解气氛为氮气，气体流速为5mL/min，升温速率为 5 ℃/min，热解过程2.5小时；热解结束后自然冷却，收集得到稻草生物炭制品。

制备纳米生物炭：参照图3，将稻草生物炭制品研磨筛分，研磨筛分时，用搅拌机研磨稻草生物炭制品，磨碎的稻草生物炭制品通过10目筛子筛分；将筛分后的稻草生物炭制品加入水热反应器中，并加入浓HNO₃和浓H₂SO₄室温下反应1.5小时，每克稻草生物炭制品添加15mL浓HNO₃和45mL浓H₂SO₄；反应完成后将混合物从水热反应器转移到装有去离子水的容器中，搅拌1分钟，静置5分钟；除去固体部分后并使用带有0.22μm膜的真空过滤器过滤悬浮液，将覆盖有生物炭纳米颗粒的滤膜干燥，干燥时将覆盖有生物炭纳米颗粒的滤膜放入烘箱中，在60°C下干燥48小时。

制备粉煤灰纳米颗粒：参照图4，将收集的电厂粉煤灰适当加热预处理后，用盐酸酸浸，再将残渣与NaOH反应得到硅酸钠，进一步通过酸滴定生成沉淀物，制得无定形二氧化硅，纯度介于44.41%～93.63%，收率20.45%。

制备纳米复合防治制剂：参照图5，将制得的稻草生物炭纳米颗粒和制得的粉煤灰纳米颗粒和在无菌水中混合，搅拌后高压灭菌；再将制备的混合液过滤，过滤时通过 0.22µm 滤膜以去除大颗粒；离心，离心时，滤液以 3000 rpm 离心30分钟，分离上清液中，得到茶树炭疽病的纳米制剂。

实施例四

一种用于防治茶树炭疽病制剂的制备方法，

制备稻草生物炭：参照图2，将稻草秸秆破碎后筛分，破碎筛分时稻草秸秆风干、压碎和粉碎后，通过60目筛子筛分；筛分后的粉末送管式炉热解，热解温度为510°C，热解气氛为氮气，气体流速为5mL/min，升温速率为 5 ℃/min，热解过程1.5小时；热解结束后自然冷却，收集得到稻草生物炭制品。

制备纳米生物炭：参照图3，将稻草生物炭制品研磨筛分，研磨筛分时，用搅拌机研磨稻草生物炭制品，磨碎的稻草生物炭制品通过10目筛子筛分；将筛分后的稻草生物炭制品加入水热反应器中，并加入浓HNO₃和浓H₂SO₄室温下反应2.5小时，每克稻草生物炭制品添加15mL浓HNO₃和45mL浓H₂SO₄；反应完成后将混合物从水热反应器转移到装有去离子水的容器中，搅拌1分钟，静置5分钟；除去固体部分后并使用带有0.22μm膜的真空过滤器过滤悬浮液，将覆盖有生物炭纳米颗粒的滤膜干燥，干燥时将覆盖有生物炭纳米颗粒的滤膜放入烘箱中，在70°C下干燥48小时。

制备粉煤灰纳米颗粒：参照图4，将收集的电厂粉煤灰适当加热预处理后，用盐酸酸浸，再将残渣与NaOH反应得到硅酸钠，进一步通过酸滴定生成沉淀物，制得无定形二氧化硅，纯度介于44.41%～93.63%，收率20.45%。

制备纳米复合防治制剂：参照图5，将制得的稻草生物炭纳米颗粒和制得的粉煤灰纳米颗粒和在无菌水中混合，搅拌后高压灭菌；再将制备的混合液过滤，过滤时通过 0.22µm 滤膜以去除大颗粒；离心，离心时，滤液以 4000 rpm 离心20分钟，分离上清液中，得到茶树炭疽病的纳米制剂。

本发明具体实施方式：

所述的一种防治茶树炭疽病害的纳米制剂的应用，其特征在于取制剂10～20毫升，加清水10升，混合均匀后，喷施于茶树叶片和枝条的表面，喷施在晴天早晨或傍晚进行，每隔10～20天喷施一次。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种用于防治茶树炭疽病制剂的制备方法，其特征在于：

制备稻草生物炭：将稻草秸秆破碎后筛分，筛分后的粉末送管式炉热解，热解结束后自然冷却，收集得到稻草生物炭制品；

制备纳米生物炭：将稻草生物炭制品研磨筛分，将筛分后的稻草生物炭制品加入水热反应器中，并加入浓HNO₃和浓H₂SO₄室温下反应1.5~2.5小时，反应完成后将混合物从水热反应器转移到装有去离子水的容器中，搅拌静置后除去固体部分，并使用带有0.22μm膜的真空过滤器过滤悬浮液，将覆盖有生物炭纳米颗粒的滤膜干燥；

制备粉煤灰纳米颗粒：将收集的电厂粉煤灰加热后酸浸，再将残渣与NaOH反应得到硅酸钠，进一步通过酸滴定生成沉淀物，制得无定形二氧化硅；

制备纳米复合防治制剂：将（2）制得的稻草生物炭纳米颗粒和（3）制得的粉煤灰纳米颗粒和在无菌水中混合，搅拌后高压灭菌，再将制备的混合液过滤后离心，分离上清液中，得到茶树炭疽病的纳米制剂。

2.根据权利要求1所述的一种用于防治茶树炭疽病制剂的制备方法，其特征在于：所述制备稻草生物炭破碎筛分时，将稻草秸秆风干、压碎和粉碎后，通过60目筛子筛分。

3.根据权利要求1所述的一种用于防治茶树炭疽病制剂的制备方法，其特征在于：所述制备稻草生物炭管式炉热解时，热解温度为490~510°C，热解气氛为氮气，气体流速为5mL/min，升温速率为 5 ℃/min，热解过程1.5~2.5小时。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种用于防治茶树炭疽病制剂的制备方法，其特征在于：所述制备纳米生物炭研磨筛分时，用搅拌机研磨稻草生物炭制品，磨碎的稻草生物炭制品通过10目筛子筛分。

5.根据权利要求1所述的一种用于防治茶树炭疽病制剂的制备方法，其特征在于：所述制备纳米生物炭时，筛分后每克稻草生物炭制品添加15mL浓HNO₃和45mL浓H₂SO₄。

6.根据权利要求5所述的一种用于防治茶树炭疽病制剂的制备方法，其特征在于：所述制备纳米生物炭搅拌静置时，搅拌1~3分钟，静置5~15分钟。

7.根据权利要求6所述的一种用于防治茶树炭疽病制剂的制备方法，其特征在于：所述制备纳米生物炭干燥时，将覆盖有生物炭纳米颗粒的滤膜放入烘箱中，在60~70°C下干燥48小时。

8.根据权利要求1所述的一种用于防治茶树炭疽病制剂的制备方法，其特征在于：所述制备粉煤灰纳米颗粒时，酸浸的浸出剂为盐酸。

9.根据权利要求1所述的一种用于防治茶树炭疽病制剂的制备方法，其特征在于：所述制备纳米复合防治制剂过滤时通过 0.22 µm 滤膜以去除大颗粒。

10.根据权利要求9所述的一种用于防治茶树炭疽病制剂的制备方法，其特征在于：

所述制备纳米复合防治制剂离心时，滤液以 3000~4000 rpm 离心20~30分钟。

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