CN1327773C - 一种昆虫杆状病毒杀虫剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种昆虫杆状病毒杀虫剂，其为高含量的昆虫杆状病毒和作为助剂的表面活性剂的冻干粉，表面活性剂的量不低于病毒冻干粉重量的十分之一。该昆虫杆状病毒杀虫剂是将分离提纯得到的昆虫杆状病毒原液同一定量的表面活性剂充分混匀后冻干得到的，还可以将冻干粉进一步粉碎至325-1000目。该昆虫杆状病毒杀虫剂可单独使用，也可与化学杀虫剂联合使用。其在水溶液中的分散性好、易保藏、方便运输，并且田间用量少，对农林害虫的防治有重大意义。

Description

一种昆虫杆状病毒杀虫剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种昆虫杆状病毒杀虫剂，尤其涉及一种超低用量、高含量的昆虫杆状病毒杀虫剂制剂及其制法。

背景技术

由于目前农林害虫对化学杀虫剂普遍产生抗性，化学杀虫剂的单位面积用量越来越高，对环境、非靶标动物、生物多样性和人类本身，造成的危害也越来越严重，大量剧毒、高残留杀虫剂被我国政府限产、禁产、限用和禁用。在这种背景下，昆虫病毒杀虫剂作为开发较早，应用较广的生物农药，其生产、开发和应用呈迅猛发展的态势，市场需求量逐年上升。

利用昆虫病毒作为生物杀虫剂防治农林害虫是对环境安全、可持续控制害虫为害的有效手段。自从1975年美国第一个昆虫病毒产品Elcar注册登记以来，世界上已有超过20个国家30多种昆虫病毒杀虫剂产品登记注册。

由于昆虫病毒是一类具有生命的生物产品，在从病毒原药加工成制剂的过程中，保护其杀虫活性不受损害尤其重要。例如在碱性环境中，病毒的多角体蛋白会很快溶解，病毒的活性遭到破坏；在水溶液中长期保存，产品中极易生产杂菌，影响到产品的质量和使用。因而开发出适于储存、运输，并且效果稳定的病毒杀虫剂剂型产品，对这类生物农药的大规模推广应用至关重要。

同化学杀虫剂相比，昆虫杆状病毒杀虫剂开发的种类少，研发开展的时间晚，研究基础和水平相对较低。现有病毒制剂的研发都是借鉴化学杀虫剂的技术和方法进行的，然而昆虫杆状病毒的理化性质和杀虫机理有着截然不同的特点，模仿化学杀虫剂加工的某些工艺，对昆虫病毒杀虫作用的发挥而言，是多余甚至是有害的。

目前已经登记注册昆虫病毒杀虫剂产品的剂型主要有可湿性粉剂和悬浮剂两种，病毒多角体含量一般在5-20亿PIB/mL(克)，产品中病毒含量低，填充料含量过高，田间用药量大(一般田间亩用量在40-100mL(克)或以上)，带来不便于包装、储存、运输、销售，以及产品在生产、销售过程中病毒变性失活等一系列问题。例如病毒杀虫剂中可湿性粉剂的加工，参照常规化学杀虫剂可湿性粉剂的工艺，加入大量(60％-90％)的惰性填充物质，如硅藻土、高岭土等，这样造成了加工过程粉尘污染，制剂中病毒含量降低。以棉铃虫核型多角体病毒为例，原药的含量在100-200亿PIB/mL(克)，在加工制剂时，加入了大量的填充物质和一定量的助剂，从而使棉铃虫核型多角体病毒制剂的多角体含量在10-20亿PIB/mL(克)之间，对原药浓度的稀释在10倍左右。例如现有的可湿性粉剂产品有，河南省博爱惠丰生化农药有限公司登记产品：10亿PIB/克棉铃虫核型多角体病毒可湿性粉剂，登记证号：LS94579；湖北省赤壁志诚生物工程有限公司登记产品：10亿PIB/克棉铃虫核型多角体病毒可湿性粉剂，登记证号：LS20011685等。悬浮剂产品有，河北省石家庄市环业生物农药厂登记产品：20亿PIB/毫升棉铃虫核型多角体病毒悬浮剂，登记证号：LS96795；广东省珠海市华夏生物制剂有限公司的登记产品：20亿PIB/毫升棉铃虫核型多角体病毒悬浮剂，登记证号：LS20031797等。

可湿性粉剂和悬浮剂在运输和应用上各有优缺点：如悬浮剂不便于保藏运输，而可湿性粉剂虽然在维持病毒生物活性方面优于悬浮剂，但由于制剂在田间应用时加水稀释的情况下，受加工时的技术水平限制，病毒多角体的分散性不如悬浮剂好，从而导致田间应用效果低于悬浮剂。核型多角体病毒的多角体是粒径在0.5-10μm之间的固体小颗粒，不同于化学农药的原药，其杀虫活性的发挥很大程度上决定于病毒多角体颗粒在水中的分散程度。分散好的制剂按一定的比例稀释后，可以达到规定的浓度要求，在田间喷洒时，将多角体颗粒均匀地分布在作物上，增大了害虫接触病毒的机会和取食病毒的数量；相反，分散不好的制剂将不能达到上述的效果，从而大大降低了田间防治的效果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的可湿性粉剂在水中的分散性不好，而悬浮剂不便于保藏运输的缺陷，从而提供一种分散性好、易保藏、方便运输，并且田间用量少的昆虫杆状病毒杀虫剂，及其制备方法。

本发明提供的昆虫杆状病毒杀虫剂为固体剂型，包括病毒冻干粉和表面活性剂，表面活性剂的量不低于病毒冻干粉重量的十分之一。

其中杆状病毒包括核型多角体病毒和颗粒体病毒。本发明的昆虫病毒杀虫剂中，病毒含量优选为100-5000亿PIB/克。

所述的表面活性剂作为助剂，可以是阴离子表面活性剂，阳离子表面活性剂，两性表面活性剂和非离子表面活性剂；进一步优选为十二烷基月桂酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、木质素钠、木质素钙等阴离子表面活性剂。

本发明提供一种上述昆虫杆状病毒杀虫剂的制备方法，包括下述步骤：

(1)将分离提纯得到的昆虫病毒原液同一定量的表面活性剂充分混匀，使表面活性剂溶于病毒周围的水分中。实际操作时，根据设计生产剂型含量的要求和冷冻干燥后病毒原药的含量，确定需要加入表面活性剂的比例；比如冷冻干燥后病毒的含量为5000亿PIB/克，需要生产1000亿PIB/克的制剂，那么病毒原药同表面活性剂加入的重量比为1∶4，即相当于1份冻干后的病毒原药加入4份表面活性剂，其中表面活性剂的加入量不低于冻干后病毒原药重量的十分之一。

(2)将病毒和表面活性剂的混合物冷冻干燥；即可得到本发明的昆虫杆状病毒杀虫剂。

为了进一步提高制剂的分散性能，该制备方法还可进一步包括下述步骤，(3)用粉碎机将步骤(2)得到的冷冻干燥的混合物粉碎至325-1000目，得到设计含量的病毒杀虫剂。

本发明提供的昆虫杆状病毒杀虫剂可单独使用，也可与化学杀虫剂联合使用，应用于防治农林害虫。例如，可将化学杀虫剂--氟铃脲、氟啶脲或甲氨基阿维菌素，和昆虫杆状病毒杀虫剂--甜菜夜蛾核型多角体病毒杀虫剂、斜纹夜蛾核型多角体病毒杀虫剂、棉铃虫核型多角体病毒杀虫剂、或小菜蛾颗粒体病毒杀虫剂联合使用。

由于昆虫杆状病毒多角体表面蛋白质的性质，如果直接干燥会导致在水中时多角体严重结块聚集，并且多角体表面不容易被水浸润，严重影响到在水中的分散性。而本发明提供的方法是在病毒干燥前即加入表面活性剂，使之溶于病毒多角体周围的水中，在多角体周围形成由表面活性剂组成的亲水层，冷冻干燥后，表面活性剂包裹着多角体的每一个颗粒，一旦再次接触水分，多角体周围表面活性剂的溶解降低了多角体周围水分子的表面张力，同时又迫使多角体之间相互远离分散，达到在水中非常好的单个病毒的分散效果。在应用时，根据不同病毒田间的使用量、制剂病毒的含量和田间用水量，确定制剂的稀释倍数。因而本发明提供的昆虫杆状病毒杀虫剂，与现有的可湿性粉剂相比，其在水中分散程度很高，使病毒多角体颗粒在田间应用时可以均匀覆盖作物表面，充分发挥病毒的杀虫效果，所以在田间使用时，用量大幅减少，每亩制剂用量在0.2-10克之间即可。至今为止还没有见到如本发明公布的如此高含量的病毒制剂和相关研究。另外，本发明提供的昆虫杆状病毒杀虫剂是一种固体制剂，比悬浮剂便于保藏运输。

本发明提供的昆虫杆状病毒杀虫剂的优点：

1.由于病毒含量高，因此使用该杀虫剂时，田间用量大大下降，每亩制剂用量在0.2-10克之间。例如对于亩用量是1000亿PIB的病毒，制剂病毒含量在100亿PIB/克时，每亩用量是10克；制剂病毒含量在5000亿PIB/克时，每亩用量是0.2克。

2.在显微镜下观察，400亿PIB/克的制剂，稀释40000倍时，呈单粒分散的多角体占95％以上，聚集结块的多角体小于5％。

3.本发明的昆虫杆状病毒杀虫剂在常温下可长期保存，病毒不会变性失活，并且运输方便。

具体实施方式

实施例1

确定病毒原液冻干倍数：从含量为200亿PIB/克的斜纹夜蛾核型多角体病毒原液中(河南省济源白云实业有限公司生产)，抽取100克样品冷冻干燥，得30克含量为667亿PIB/克的病毒，则病毒原药冻干的倍数为3.3倍。

制备昆虫杆状病毒杀虫剂：在1000克上述200亿PIB/克的病毒原液中加入33克十二烷基苯磺酸钠，充分搅拌，使十二烷基苯磺酸钠溶于病毒之间的水分中，冷冻干燥，获得333克600亿PIB/克的斜纹夜蛾核型多角体病毒杀虫剂。

从上述病毒杀虫剂中抽取0.1克样品，加水到1000mL(稀释10000倍)，搅匀，显微镜下计数，每200个病毒多角体中，有198个多角体是单粒分散的，分散率为99.0％。

如果按甘蓝田防治斜纹夜蛾使用斜纹夜蛾核型多角体病毒量为1000亿PIB加水50公斤/亩计算，那么每亩仅需要该昆虫杆状病毒杀虫剂1.3克，加水50公斤将之稀释4万倍喷雾。

实施例2

确定病毒原液冻干倍数：从分离纯化得到的含量为1000亿PIB/克的棉铃虫核型多角体病毒原液中(河南省济源白云实业有限公司生产)，抽取100克样品冷冻干燥，得20克含量为5000亿PIB/克的病毒，则病毒原药冻干的倍数为5倍。

制备昆虫杆状病毒杀虫剂：在3000克上述1000亿PIB/克的病毒原液中加入2400克十二烷基苯磺酸钠，充分搅拌，使十二烷基苯磺酸钠溶于病毒之间的水分中，冷冻干燥，获得3000克1000亿PIB/克的棉铃虫核型多角体病毒杀虫剂。

从上述昆虫杆状病毒杀虫剂中抽取0.1克样品，加水到1000mL(稀释10000倍)，搅匀，显微镜下计数，每200个病毒多角体中，有195个多角体是单粒分散的，分散率为97.5％。

如果按棉田防治棉铃虫使用棉铃虫核型多角体病毒量为1000亿PIB加水50公斤/亩计算，那么每亩仅需要该昆虫杆状病毒杀虫剂1克，加水50公斤将之稀释5万倍喷雾。

实施例3

确定病毒原液冻干倍数：从分离纯化含量为140亿PIB/克的甜菜夜蛾核型多角体病毒原液中(河南省济源白云实业有限公司生产)，抽取100克样品冷冻干燥，得15.6克含量为900亿PIB/克的病毒，则病毒原药冻干的倍数为6.43倍。

制备昆虫杆状病毒杀虫剂：在10000克上述140亿PIB/克的病毒中加入440克木质素钠，充分搅拌，使木质素钠溶于病毒之间的水分中，冷冻干燥，得到的冻干粉用气流粉碎机粉碎至1000目，制得2000克700亿PIB/克的甜菜夜蛾核型多角体病毒杀虫剂。

从上述病毒杀虫剂中抽取0.1克样品，加水到500mL(稀释5000倍)，搅匀，显微镜下计数，每140个病毒多角体中，有136个多角体是单粒分散的，分散率为97.1％。

如果按蔬菜田防治甜菜夜蛾使用甜菜夜蛾核型多角体病毒量为600亿PIB加水50公斤/亩计算，那么每亩仅需要该昆虫杆状病毒杀虫剂0.86克，加水50公斤将之稀释5万8千倍喷雾。

实施例4

确定病毒原液冻干倍数：分离纯化的小菜蛾颗粒体病毒原液含量为6000亿PIB/克(河南省济源白云实业有限公司生产)，从其中抽取100克冷冻干燥，得34克含量为24776亿PIB/克的病毒原粉，则病毒原粉的冻干倍数为2.9倍。

制备昆虫杆状病毒杀虫剂：在1000克上述6000亿PIB/克的小菜蛾颗粒体病毒中加入860克十二烷基硫酸钠，充分搅拌，使十二烷基硫酸钠溶于病毒周围的水中。冷冻干燥后获得1200克5000亿PIB/克的小菜蛾颗粒体病毒杀虫剂。

显微镜观察，1万倍水稀释的昆虫杆状病毒杀虫剂，其颗粒体病毒的分散率达到95.2％。

实施例5

确定病毒原液冻干倍数：从分离纯化含量为140亿PIB/克的甜菜夜蛾核型多角体病毒原液中，抽取100克样品冷冻干燥，得15.6克含量为900亿PIB/克的病毒，则病毒原药冻干的倍数为6.43倍。

在10000克上述140亿PIB/克的病毒中加入440克木质素钠，充分搅拌，使木质素钠溶于病毒之间的水分中，冷冻干燥，得到的冻干粉用气流粉碎机粉碎至325目，制得2000克700亿PIB/克的甜菜夜蛾核型多角体病毒杀虫剂。

对上述700亿PIB/克的甜菜夜蛾核型多角体病毒杀虫剂在室内进行生物测定。具体测定方法和步骤描述如下：

测试昆虫：2龄末期的甜菜夜蛾幼虫；

测试药剂的配制：用自来水将700亿PIB/克的甜菜夜蛾核型多角体病毒杀虫剂进行梯度稀释，稀释倍数分别是：7,000、14,000、70,000、140,000、700,000、7,000,000倍，得到含量分别为1×10⁷、5×10⁶、1×10⁶、5×10⁵、1×10⁵、1×10⁴PIB/mL的一个系列的浓度梯度，用自来水作空白对照；

测定方法：在养虫皿中倒入甜菜夜蛾人工饲料(人工饲料配方见：李广宏，陈其津，庞义，2000，昆虫学报，43：356-363)，饲料凝固后，分别倒入上述药剂的病毒悬液，使之浸没饲料表面，静置1分钟，倒出全部病毒悬液，风干饲料表面。在养虫皿内接入2龄末期甜菜夜蛾幼虫，每皿接入30头，加盖一层纸巾后盖上养虫皿盖，在26±0.5℃，L∶D＝16∶8(L∶D是光照周期的比例，L表示光照时数，D表示黑暗时数)下饲养。24小时后，将试虫分入24孔养虫盒内，每孔放入1块人工饲料(约2克)和1头甜菜夜蛾幼虫，同样条件下饲养，72小时后调查试虫的死亡情况。每一个养虫盒作为一个重复，共重复三次，即每种药剂的每个浓度测定72头幼虫；

测定结果：药后第4天LC₅₀＝66900PIB/mL，相关系数r＝0.964，毒力方程y＝-2.95+1.65x。

相应地，用1200亿PIB/克的甜菜夜蛾核型多角体病毒原药在室内对2龄末期的甜菜夜蛾幼虫进行的生物测定(测定方法和步骤同上)。结果为，药后第4天LC₅₀＝208000PIB/mL，相关系数r＝0.919，毒力方程y＝-0.97+1.12x。

从上述数据可以看出，昆虫杆状病毒杀虫剂由于具有较好的分散性，导致杀虫效果好于原药的效果，以LC₅₀计算，效果提高了3.1倍。

实施例6

确定病毒原液冻干倍数：从分离纯化得到的含量为200亿PIB/克的斜纹夜蛾核型多角体病毒原液中，抽取100克样品冷冻干燥，得30克含量为667亿PIB/克的病毒，则病毒原药冻干的倍数为3.3倍。

制备昆虫杆状病毒杀虫剂：在1000克上述200亿PIB/克的病毒原液中加入33克十二烷基苯磺酸钠，充分搅拌，使十二烷基苯磺酸钠溶于病毒之间的水分中，冷冻干燥，获得333克600亿PIB/克的斜纹夜蛾核型多角体病毒杀虫剂(下文称为病毒单剂)。

为了拓展本发明病毒杀虫剂的杀虫谱、提高杀虫速度、加快杀虫时间，还可以同化学杀虫剂混合配制成含化学杀虫剂的病毒杀虫剂。本实施例选用化学杀虫剂氟铃脲进行混配。氟铃脲是一种高效低毒的昆虫生长调节剂类杀虫剂，对鳞翅目害虫具有较好的防治效果，在病毒杀虫剂中加入，可以达到兼治、快治、弥补病毒杀虫剂缺点的目的。

制备含化学杀虫剂的昆虫杆状病毒杀虫剂：取上述已制备的600亿PIB/克的斜纹夜蛾核型多角体病毒杀虫剂200克，加入98.4％的氟铃脲原药100克，粗混后，再经过气流粉碎机粉碎，得300克混合型昆虫病毒杀虫剂(混剂)，其中斜纹夜蛾病毒多角体含量为400亿PIB/克、氟铃脲的重量百分含量为32.6％。

以每亩3克上述的混合型昆虫病毒杀虫剂的用量防治斜纹夜蛾和甜菜夜蛾混合发生的甘蓝田，分别以每亩2克的600亿PIB/克的斜纹夜蛾核型多角体病毒杀虫剂(病毒单剂)和每亩19.56mL的5％氟铃脲乳油(化学杀虫剂单剂，江苏扬农化工集团有限公司生产)作对照药剂，防治效果如下表。

              病毒混剂及其单剂对甘蓝田害虫防治效果的比较

药后不同天数两种害虫的防治效果	1天		6天
					甜菜夜蛾	斜纹夜蛾	甜菜夜蛾	斜纹夜蛾
	混剂(亩用量：斜纹夜蛾病毒1200亿PIB加氟铃脲0.978克)	43.5％	47.2％	75.6％					92.3％
病毒单剂(亩用量：斜纹夜蛾病毒1200亿PIB)					1.2％	2.5％	2.6％	80.3％
	化学杀虫剂单剂(亩用量：氟铃脲0.978克)	10.5％	12.4％	14.6％					10.7％
混剂比单剂提高的防治效果					31.8％	32.3％	58.4％	1.3％

从表中可以看出，斜纹夜蛾病毒同化学杀虫剂混用，不仅具有很好的增效作用，而且扩大了杀虫谱，对甜菜夜蛾有很好的控制作用。对于化学杀虫剂氟铃脲，常规的田间用量为每亩使用纯品6-8克，而在本实验的混剂中，每亩只使用了纯品0.984克，用量大大低于常规用量，但由于病毒同其的协同增效作用，获得了比较理想的田间防治效果。同时由于病毒宿主的专一性，斜纹夜蛾核型多角体病毒只对斜纹夜蛾有效，对甜菜夜蛾无效，混配了氟铃脲后，获得了较好的防治甜菜夜蛾的效果。因而本发明的昆虫病毒杀虫剂同某些低毒高效的化学农药混配混用，有助于提高杀虫效率、扩大杀虫范围、加快杀虫时间。

Claims (7)

1.一种昆虫杆状病毒杀虫剂，该杀虫剂为由昆虫杆状病毒原液和溶于所述昆虫杆状病毒周围水分中的表面活性剂组成的混合物的冷冻干燥物；所述表面活性剂的量不低于所述昆虫杆状病毒原液冻成干粉后所得昆虫杆状病毒冻干粉重量的十分之一；所述每克昆虫杆状病毒冻干粉中的昆虫杆状病毒含量为100-5000亿PIB；所述的昆虫杆状病毒为甜菜夜蛾核型多角体病毒、斜纹夜蛾核型多角体病毒、棉铃虫核型多角体病毒、或小菜蛾颗粒体病毒。

2.如权利要求1所述的昆虫杆状病毒杀虫剂，其特征在于，所述的表面活性剂为阴离子表面活性剂，阳离子表面活性剂，两性表面活性剂和非离子表面活性剂。

3.如权利要求2所述的昆虫杆状病毒杀虫剂，其特征在于，所述的阴离子表面活性剂选自十二烷基月桂酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、木质素钠和木质素钙。

4.一种权利要求1所述的昆虫杆状病毒杀虫剂的制备方法，包括下述步骤：

1)将分离提纯得到的昆虫杆状病毒原液同一定量的表面活性剂充分混匀，使表面活性剂溶于昆虫杆状病毒周围的水分中；其中表面活性剂的加入量不低于所述昆虫杆状病毒原液冻成干粉后所得昆虫杆状病毒冻干粉重量的十分之一；所述每克昆虫杆状病毒冻干粉中的昆虫杆状病毒含量为100-5000亿PIB；所述的昆虫杆状病毒为甜菜夜蛾核型多角体病毒、斜纹夜蛾核型多角体病毒、棉铃虫核型多角体病毒、或小菜蛾颗粒体病毒；

2)将上述得到的病毒和表面活性剂的混合物冷冻干燥，得到本发明的昆虫杆状病毒杀虫剂。

5、如权利要求4所述的昆虫杆状病毒杀虫剂的制备方法，其特征在于，所述的表面活性剂为阴离子表面活性剂，阳离子表面活性剂，两性表面活性剂和非离子表面活性剂。

6、如权利要求5所述的昆虫杆状病毒杀虫剂的制备方法，其特征在于，所述的阴离子表面活性剂选自十二烷基月桂酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、木质素钠和木质素钙。

7.如权利要求4所述的昆虫杆状病毒杀虫剂的制备方法，其特征在于，还包括用粉碎机将步骤2)得到的冷冻干燥的混合物粉碎至325-1000目。