CN116210728B - 一种杀菌剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种杀菌剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种杀菌剂及其制备方法和应用，所述杀菌剂的有效成分包括葡聚烯糖和黄荆精油，所述葡聚烯糖和黄荆精油的质量比为1：（1‑5）。本发明将生物杀菌剂和植物杀菌剂复配，葡聚烯糖与黄荆精油协同作用，克服了化学杀菌剂容易产生耐药性的缺点，具有良好的杀菌作用。

Description

一种杀菌剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及杀菌剂技术领域，具体涉及一种杀菌剂及其制备方法和应用。
背景技术
杀菌剂是一类用来防治植物病害的药剂。初期杀菌剂的含义即为杀死真菌或抑制其生长的化学物质。随着杀菌剂的发展，科学的定义包括能够直接杀死或抑制植物病原物生长发育的农药，或一些对病原菌无直接生物活性，而是通过改变病原菌的致病过程或通过诱导植物产生抗病性，从而达到防治植物病害目的的药剂。
目前，在植物病害综合防控中，化学防治是在植物病害中应用最广的防治方法，同时也是紧急控制病害蔓延的一种防治方式，也因此效果显著等特点广受青睐，长期地使用化学农药，在危害人畜健康、破坏生态环境的同时，会使植物病原菌对化学药物产生明显的抗药性，为了达到防治效果，因而必须增加化学农药的使用量，而大剂量的化学农药使用反而过来更加破坏环境，进入了一个恶性循环。目前大规模使用的杀菌剂以化学类的杀菌剂为主，尤其是抗生素，但是随着病原菌抗药性的增强，抗生素的使用并未能很好地发挥其药效，甚至是导致更严重的病害爆发。因此，寻找来源广泛、抗菌谱广、无毒或低毒、对环境友好、有效成分多样且不易产生耐药性的绿色抗生素具有重要意义。
植物在抵御不利生存环境胁迫过程中，形成对植物具有保护作用的萜类化合物、酚类化合物和含氮有机物等次生代谢物，其中以萜类化合物为主要成分的植物精油主要用于防御虫害以及致病菌侵扰，是一种无污染、对环境友好的新型抗菌剂，但是植物精油作为杀菌剂单独使用时存在杀菌效果不如化学农药的缺点。黄荆（Vitex cannabifolia）又名牡荆，属马鞭草科多年生落叶灌木，主要生长在低山、路边、河堤等处，在全国各地都有分布资源十分丰富。黄荆用途很广，既是良好的肥料、饲料，又是中药材，黄荆精油在农业中多用于防治害虫，用于作物杀菌剂鲜有报道。
葡聚烯糖是一种在寄主病原互作过程中来自病原菌的可诱导植物抗病性的激发子，是国际新开发的一种新型生物诱抗性杀病毒剂，活性显著高于普通寡糖产品。其能有效钝化病毒，对多种病毒引起的病害有很好的防治效果。目前尚未有葡聚烯糖与黄荆精油的复配的相关报道。
葡聚烯糖是一种在寄主-病原互作过程中病原菌产生的可诱导植物抗病性的激发子，是一种新型的生物农药化合物。葡聚烯糖可以释放信号，刺激诱导作物产生抗性，使作物具有广谱的抗病性；葡聚烯糖还能够直接杀灭病原菌，葡聚烯糖一方面可以直接进入病原菌的细胞内部，扰乱病原菌的正常生理活动。另一方面它可以在病原菌的细胞表面形成由高分子物质组成的隔离膜，阻止病原菌从外界环境中吸取营养物质；葡聚烯糖还能作为作物生长调节剂，促进细胞活化，提高代谢活动，刺激作物生长。
近年来，由于过度使用化学抗生素，导致了细菌耐药性的广泛产生，因此从植物中寻找新的抗菌药物成了趋势所向。植物精油为多组分群，各成分之间表现为协同作用，且不是通过作用某个单一的靶点而发挥抗菌效果，故不易产生耐药性。从天然植物中提取的精油，其抗菌活性取决于化学成分的种类和含量，同时挥发油及其抗菌活性成分不是由一个特定的机制引起的，而是涉及整个细菌细胞的一连串反应。黄荆精油作为植物类杀菌剂，抗菌作用主要有增加病原菌细胞膜的通透性、破坏细胞质膜结构、破坏膜蛋白、影响病原菌的新陈代谢等，并且这几种作用机制并非都是独立的，会相互影响。
本发明将生物杀菌剂和植物杀菌剂复配，葡聚烯糖与黄荆精油协同作用，克服了化学杀菌剂容易产生耐药性的缺点，具有良好的杀菌作用。
发明内容
针对上述现有技术，本发明的目的是提供一种杀菌剂及其制备方法和应用。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明第一方面提供一种杀菌剂，所述杀菌剂的有效成分包括葡聚烯糖和黄荆精油，所述葡聚烯糖和黄荆精油的质量比为1：（1-5）。
作为优选，所述黄荆精油由以下方法得到：将黄荆子粉、黄荆叶粉、黄荆茎粉加入到无水乙醇中，黄荆子粉、黄荆叶粉、黄荆茎粉、无水乙醇的质量比为1：1:1:9，超声1-2小时，超声功率为100-300W，过滤得到滤液，将滤液在40-50℃下旋转蒸发1-3小时，旋转转速为100-200转/分钟，得到黄荆精油。
作为优选，所述葡聚烯糖和黄荆精油占杀菌剂质量的10%-50%；所述杀菌剂还包括助剂，所述助剂占杀菌剂质量的10%-20%，其余为水。
作为优选，所述助剂包括质量比1:1:1:1:1的黄原胶、硅酸镁铝、有机硅消泡剂、木质素磺酸钠、十二烷基硫酸钠。
本发明第二方面提供上述杀菌剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）向水中依次加入葡聚烯糖、黄荆精油、黄原胶、硅酸镁铝、有机硅消泡剂、木质素磺酸钠、十二烷基硫酸钠，剪切乳化均匀，得混合液；
（2）将混合液进行砂磨、均质，得到的悬浮剂即为杀菌剂。
作为优选，步骤（1）中，剪切乳化时间为20-40分钟。
作为优选，步骤（2）中，砂磨时间为3-4小时，均质时间为20-40分钟。
本发明第三方面提供上述杀菌剂在防治作物病害中的应用。
作为优选，所述作物病害为黄瓜枯萎病、稻曲病、小麦根腐病、猕猴桃溃疡病中的一种或多种。
本发明的有益效果：
本发明将生物杀菌剂和植物杀菌剂复配，葡聚烯糖与黄荆精油协同作用，克服了化学杀菌剂容易产生耐药性的缺点，具有良好的杀菌作用。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
正如背景技术所述，长期使用化学农药容易产生抗药性，基于此，本发明提供一种杀菌剂，所述杀菌剂的有效成分包括葡聚烯糖和黄荆精油，所述葡聚烯糖和黄荆精油的质量比为1：（1-5）。
黄荆精油由以下方法得到：将黄荆子粉、黄荆叶粉、黄荆茎粉加入到无水乙醇中，黄荆子粉、黄荆叶粉、黄荆茎粉、无水乙醇的质量比为1：1:1:9，超声1-2小时，超声功率为100-300W，过滤得到滤液，将滤液在40-50℃下旋转蒸发1-3小时，旋转转速为100-200转/分钟，得到黄荆精油。
葡聚烯糖和黄荆精油占杀菌剂质量的10%-50%；所述杀菌剂还包括助剂，所述助剂占杀菌剂质量的10%-20%，其余为水。助剂包括质量比1:1:1:1:1的黄原胶、硅酸镁铝、有机硅消泡剂、木质素磺酸钠、十二烷基硫酸钠。
上述杀菌剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）向水中依次加入葡聚烯糖、黄荆精油、黄原胶、硅酸镁铝、有机硅消泡剂、木质素磺酸钠、十二烷基硫酸钠，剪切乳化20-40分钟，得混合液；
（2）将混合液进行砂磨3-4小时、均质20-40分钟，得到的悬浮剂即为杀菌剂。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本申请的技术方案。
本发明实施例中所用的试验材料均为本领域常规的试验材料，均可通过商业渠道购买得到。本发明以下实施例和对比例中所用葡聚烯糖来自于山东尚农农业科技有限公司。
黄荆精油由以下方法制得：将黄荆子粉、黄荆叶粉、黄荆茎粉加入到无水乙醇中，黄荆子粉、黄荆叶粉、黄荆茎粉、无水乙醇的质量比为1:1:1:9，超声2小时，超声功率为300W，过滤得到滤液，将滤液在50℃下旋转蒸发3小时，旋转转速为200转/分钟，得到黄荆精油。
实验所用菌株：尖孢镰孢黄瓜专化型（黄瓜枯萎病菌）（Fusarium oxysporum f. sp. cucumerinum）购自于中国工业微生物菌种保藏管理中心，保藏编号为CICC 2532，稻绿核菌（稻曲病菌）（Ustilaginoidea oryzae）购自于中国工业微生物菌种保藏管理中心，保藏编号为CICC 2710，索氏离蠕孢（小麦根腐病菌）（Bipolaris sorokiniana）购自于中国工业微生物菌种保藏管理中心，保藏编号为CICC 2531，丁香假单胞菌（Pseudomonas syringae）购自于中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏编号为CGMCC 1.3201。
实施例1
1.杀菌剂的原料组成：葡聚烯糖5g、黄荆精油5g、黄原胶4g、硅酸镁铝4g、有机硅消泡剂4g、木质素磺酸钠4g、十二烷基硫酸钠4g、水70g。
2.制备步骤：
（1）向水中依次加入葡聚烯糖、黄荆精油、黄原胶、硅酸镁铝、有机硅消泡剂、木质素磺酸钠、十二烷基硫酸钠，剪切乳化30分钟，得混合液；
（2）将混合液进行砂磨4小时、均质30分钟，得到的悬浮剂即为杀菌剂。
在实施例1中，葡聚烯糖与黄荆精油的重量比为1：1，葡聚烯糖和黄荆精油在杀菌剂中的质量分数为10%。
实施例2
杀菌剂的原料组成：葡聚烯糖25g、黄荆精油25g、黄原胶4g、硅酸镁铝4g、有机硅消泡剂4g、木质素磺酸钠4g、十二烷基硫酸钠4g、水30g。
在实施例2中，葡聚烯糖与黄荆精油的重量比为1：1，葡聚烯糖和黄荆精油在杀菌剂中的质量分数为50%。制备步骤与实施例1相同。
实施例3
杀菌剂的原料组成：葡聚烯糖16.7g、黄荆精油33.3g、黄原胶4g、硅酸镁铝4g、有机硅消泡剂4g、木质素磺酸钠4g、十二烷基硫酸钠4g、水20g。
在实施例3中，葡聚烯糖与黄荆精油的重量比为1：2，葡聚烯糖和黄荆精油在杀菌剂中的质量分数为50%。制备步骤与实施例1相同。
实施例4
杀菌剂的原料组成：葡聚烯糖12.5g、黄荆精油37.5g、黄原胶4g、硅酸镁铝4g、有机硅消泡剂4g、木质素磺酸钠4g、十二烷基硫酸钠4g、水20g。
在实施例4中，葡聚烯糖与黄荆精油的重量比为1：3，葡聚烯糖和黄荆精油在杀菌剂中的质量分数为50%。制备步骤与实施例1相同。
实施例5
杀菌剂的原料组成：葡聚烯糖10g、黄荆精油40g、黄原胶4g、硅酸镁铝4g、有机硅消泡剂4g、木质素磺酸钠4g、十二烷基硫酸钠4g、水20g。
在实施例5中，葡聚烯糖与黄荆精油的重量比为1：4，葡聚烯糖和黄荆精油在杀菌剂中的质量分数为50%。制备步骤与实施例1相同。
实施例6
杀菌剂的原料组成：葡聚烯糖8.3g、黄荆精油41.7g、黄原胶4g、硅酸镁铝4g、有机硅消泡剂4g、木质素磺酸钠4g、十二烷基硫酸钠4g、水20g。
在实施例6中，葡聚烯糖与黄荆精油的重量比为1：5，葡聚烯糖和黄荆精油在杀菌剂中的质量分数为50%。制备步骤与实施例1相同。
对比例1
杀菌剂的原料组成：葡聚烯糖50g、黄原胶4g、硅酸镁铝4g、有机硅消泡剂4g、木质素磺酸钠4g、十二烷基硫酸钠4g、水20g。
在对比例1中，活性成分只包含葡聚烯糖，其余与实施例6相同。
对比例2
杀菌剂的原料组成：黄荆精油50g、黄原胶4g、硅酸镁铝4g、有机硅消泡剂4g、木质素磺酸钠4g、十二烷基硫酸钠4g、水20g。
在对比例2中，活性成分只包含黄荆精油，其余与实施例6相同。
实验例
1.按照文献《植物生长调节剂与杀菌剂对棉花枯萎病的协同防控作用及其机理探究》（郑德有.新疆农业大学,2022）中2.1.2.1杀菌剂室内毒力测定的的步骤对实施例1-6和对比例1-2的杀菌剂进行实验。
供试菌种为尖孢镰孢黄瓜专化型（黄瓜枯萎病菌）(Fusarium oxysporum f. sp. Cucumerinum)，稻绿核菌（稻曲病菌）（Ustilaginoidea oryzae），索氏离蠕孢（小麦根腐病菌）（Bipolaris sorokiniana），丁香假单胞菌（Pseudomonas syringae）。
采用菌丝生长速率法测定实施例1-6和对比例1-2的杀菌剂对致病菌的室内毒力。将实施例1-6和对比例1-2的杀菌剂用无菌水分别稀释1000倍，每个处理重复3次，以无菌水作为对照。取5 mL稀释后的杀菌剂加入到温度45℃、已灭菌的定量（45 mL）马铃薯葡萄糖琼脂（PDA）培养基中，以加入等量无菌水的PDA培养基作为对照，摇匀后分别倒入3个培养皿内，制成PDA培养基平板（PDA平板）。用直径5 mm的打孔器在培养好的供试菌种的菌落上取同一菌龄的菌饼，然后接种在混有杀菌剂的PDA平板上，将菌饼带菌丝的一面与培养基接触。置于25℃恒温培养箱内培养7d，然后采用十字交叉法测量菌落直径，并计算抑制率，实验结果如表1所示。
抑菌率=[（D1-5）-（D2-5）]/（D1-5）×100%。式中：D1为空白对照中菌落的直径，单位为毫米（mm）；D2为供试平板中形成的菌落直径，单位为毫米（mm）。
表1 实施例1-6、对比例1-2的杀菌剂的抑菌率
Figure SMS_1
由表1可以看出，本发明将葡聚烯糖与黄荆精油进行复配，对尖孢镰孢黄瓜专化型（黄瓜枯萎病菌）、稻绿核菌（稻曲病菌）、索氏离蠕孢（小麦根腐病菌）、丁香假单胞菌的抑菌率均在87%以上，对真菌和细菌都有抑制作用，可防止黄瓜枯萎病、稻曲病、小麦根腐病、猕猴桃溃疡病。对比例1的杀菌剂中活性成分只有葡聚烯糖，对以上三种病原菌的抑菌率在45%以下，对比例2的杀菌剂中活性成分只有黄荆精油，对以上三种病原菌的抑菌率在42%以下。本发明将葡聚烯糖和黄荆精油进行复配在杀菌方面具有协同增效的作用。
2.田间实验
按照文献《26%噻虫胺·咯菌腈·精甲霜灵种子处理悬浮剂防治小麦根腐病田间药效试验》（陈金,徐明龙.安徽农学通报,2022,28(09):107-108）中1.3的步骤进行实验。
实验地点为山东省菏泽市鄄城县彭楼镇王集村，小麦根腐病历年发病严重的地块，实验种植小麦为济麦44。实验共分为9组，使用实施例1-6的杀菌剂拌种的实验田为1-6组，使用对比例1-2的杀菌剂拌种的试验田为7-8组，使用清水拌种的实验田为9组，为空白对照组。每个处理组重复3次。
实验药剂为实施例1-6和对比例1-2的杀菌剂稀释1000倍得到的药剂。将各组实验药剂与小麦种子加入到搅拌盆中拌匀，每千克种子拌10克实验药剂，晾干后播种。在小麦的生长过程中未施用其他杀菌剂，田间管理按常规方式进行。在小麦4-6叶期进行病株率的调查，每块实验田随机五点取样，每点取1m双行，调查根茎部的发病情况，记录调查总株数和病株数，计算病株率和防治效果，实验结果如表2所示。
病株率（%）=病株数/调查总株数×100%
防治效果（%）=（空白对照组病株率-处理组病株率）/空白对照组病株率×100%。
表2 实施例1-6、对比例1-2的杀菌剂对小麦根腐病的防治效果
Figure SMS_2
由表2可知，本发明的杀菌剂在田间实验时对小麦根腐病的防治效果在85%以上，病株率在5%以下，相对于空白对照组病株率下降了23%-27%，对小麦根腐病有优异的防治效果。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种杀菌剂，其特征在于，所述杀菌剂的有效成分包括葡聚烯糖和黄荆精油，所述葡聚烯糖和黄荆精油的质量比为1：（1-5）；
所述黄荆精油由以下方法得到：将黄荆子粉、黄荆叶粉、黄荆茎粉加入到无水乙醇中，黄荆子粉、黄荆叶粉、黄荆茎粉、无水乙醇的质量比为1：1:1:9，超声1-2小时，超声功率为100-300W，过滤得到滤液，将滤液在40-50℃下旋转蒸发1-3小时，旋转转速为100-200转/分钟，得到黄荆精油；
所述葡聚烯糖和黄荆精油占杀菌剂质量的10%-50%；所述杀菌剂还包括助剂，所述助剂占杀菌剂质量的10%-20%，其余为水；
所述助剂包括质量比1:1:1:1:1的黄原胶、硅酸镁铝、有机硅消泡剂、木质素磺酸钠、十二烷基硫酸钠。
2.权利要求1所述的杀菌剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）向水中依次加入葡聚烯糖、黄荆精油、黄原胶、硅酸镁铝、有机硅消泡剂、木质素磺酸钠、十二烷基硫酸钠，剪切乳化均匀，得混合液；
（2）将混合液进行砂磨、均质，得到的悬浮剂即为杀菌剂；
步骤（1）中，剪切乳化时间为20-40分钟；
步骤（2）中，砂磨时间为3-4小时，均质时间为20-40分钟。
3.权利要求1所述的杀菌剂在防治作物病害中的应用；
所述作物病害为黄瓜枯萎病、稻曲病、小麦根腐病、猕猴桃溃疡病中的一种或多种。
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