CS250454B1

CS250454B1 - Stabilized microbial insecticidal composition and method for its production

Info

Publication number: CS250454B1
Application number: CS837785A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Bastl; Vladimir Lakota; Hana Hanzlova; Michael Zajicek; Jaroslav Weiser; Jirina Vankova
Original assignee: Vladimir Bastl; Vladimir Lakota; Hana Hanzlova; Michael Zajicek; Jaroslav Weiser; Jirina Vankova
Priority date: 1985-11-20
Filing date: 1985-11-20
Publication date: 1987-04-16

Abstract

Řešení se týká insekticidního prostředku na bázi mikroorganismů rodu Bacillus se specifickým účinkem na housenky škůdců, jehož podstata spočívá v tom, že vedle běž ných pomocných látek sestává z fermentační tekutiny s alespoň z 90 % vysporulovanou kulturou, zahuštěné na alespoň 6 % hmotnostních sušiny a stabilizované organickými kyselinami a/nebo· estery kyseliny p-hydroxybenzoové a/nebo alkalickými solemi kyseliny salicylové a benzoové a/nebo nanesením na nosič ze zrnitého organické ho nebo anorganického materiálu, přičemž hodnota pH suspenze činí 4,5 až 6,5, jakož i způsobu výroby uvedeného prostředku.The solution relates to an insecticidal composition based on microorganisms of the genus Bacillus with a specific effect on pest caterpillars, the essence of which is that, in addition to common auxiliaries, it consists of a fermentation liquid with at least 90% sporulated culture, concentrated to at least 6% by weight of dry matter and stabilized with organic acids and/or esters of p-hydroxybenzoic acid and/or alkali salts of salicylic and benzoic acid and/or by application to a carrier made of granular organic or inorganic material, with the pH value of the suspension being 4.5 to 6.5, as well as a method of producing the said composition.

Description

Vynález se týká stabilizovaného mlkrobního insekticidního prostředku na bázi mikroorganismů rodu Bacillus, obzvláště Bacillus thuringiensis, se specifickým účinkem na housenky škůdců na zelenině, ovocných stromech a lesních porostech, jakož i způsobu výroby tohoto prostředku.The invention relates to a stabilized microbial insecticidal composition based on microorganisms of the genus Bacillus, in particular Bacillus thuringiensis, with a specific effect on caterpillars of pests on vegetables, fruit trees and forest stands, and to a process for the preparation thereof.

O náhradu chemických insekticidů biologickými způsoby boje je v současnosti projevován značný zájem. Tento zájem je motivován především zvyšujícím se tlakem ochrany životního· prostředí a ochrany zdraví před kontaminací vody a potravin rezidui chemických insekticidů, i tím, že používání těchto látek z řad organofosfátů, chlorovaných uhlovodíků a karbamátů již způsobilo· vysokou odolnost hmyzu a musí být aplikovány v dávkách, které jsou z hlediska hygienického, ekonomického i technického neúnosné. V praxi se proto stále více uplatňují mikrobiální insekticidy bakteriální nebo houbové a mezi nimi hlavně přípravky, jejichž základ tvoří Bacillus thuringiensis. V současné době je již známo mnoho různých kmenů Bacillus thuringiensis, které byly rozděleny dle bičíkových H-antigenů do 20 serotypů. Jednotlivé varianty vykazují specifické okruhy účinnosti na různé druhy hmyzu, převážně však na housenky Lepidopter. Rovněž jsou známé kmeny Bacillus sphaericus a další. Pro necílové organismy, užitečný hmyz, teplokrevné živočichy i pro člověka jsou tyto bakterie neškodné a nezanechávají po aplikaci jedovatá rezidua v prostředí ani v ošetřeném materiálu. Řeší i problém resistence škůdců proti chemickým insekticidům.There is currently considerable interest in replacing chemical insecticides with biological means of fighting. This interest is mainly motivated by the increasing pressure of environmental and health protection against contamination of water and food by residues of chemical insecticides, and the fact that the use of these organophosphates, chlorinated hydrocarbons and carbamates has already caused high insect resistance and must be applied. benefits that are intolerable from the hygienic, economic and technical point of view. In practice, therefore, bacterial or fungal microbial insecticides are increasingly used, in particular preparations based on Bacillus thuringiensis. Many different strains of Bacillus thuringiensis are already known which have been classified according to flagellin H-antigens into 20 serotypes. Individual variants show specific areas of activity on various insect species, but mostly on Lepidoptera caterpillars. Bacillus sphaericus strains and others are also known. For non-target organisms, beneficial insects, warm-blooded animals and humans, these bacteria are harmless and do not leave toxic residues after application in the environment or in the treated material. It also solves the problem of pest resistance to chemical insecticides.

Dosud vyráběné mikrobní prostředky na bázi Bacillus thuringiensis jsou finalizovány ve formě suchého prášku, obsahujícího jak spory mikroba, tak i bílkovinnou insekticidní složku. Způsoby výroby takovýchto prostředků jsou popsány například v popisech vynálezů k čs. autorským osvědčením č. 235 785 a 235 786. Technologie výroby suchého práškovitého prostředku je z hlediska spotřeby energie značně náročná, neboť se produkt získává sprejovým sušením. Rovněž pro aplikaci má tato sypká forma některé nevýhody. Především je nutno prostředek před použitím suspendovat ve vodě, což mnohdy činí značné obtíže, obzvláště tehdy, použijí-li se při kultivaci suroviny snižující smáčivost konečného produktu, například odpěňovací oleje, případně jiná hydrofobní odpěňovadla nebo složky kultivačního média. V případě, že by se prostředek finalizoval ve formě zahuštěné vodné suspenze, chemicky či fyzikálně nestabilizované, ztrácí podstatně svoji aktivitu do 48 hodin při teplotě 25 °C skladování.The Bacillus thuringiensis-based microbial compositions so far are finalized in the form of a dry powder containing both the microbial spores and the protein insecticidal component. Methods of making such compositions are described, for example, in the disclosures of U.S. Pat. 235 785 and 235 786. The technology for producing a dry powder composition is very energy intensive because the product is obtained by spray drying. Also for application this bulk form has some disadvantages. In particular, the composition must be suspended in water prior to use, which often causes considerable difficulties, especially when the wettability-reducing raw material, for example antifoam oils or other hydrophobic antifoam agents or culture medium components are used in the cultivation. Should the composition be finalized in the form of a concentrated aqueous suspension, chemically or physically unstable, it substantially loses its activity within 48 hours at 25 ° C storage.

Výše uvedené nevýhody byly odstraněny přípravou stabilizovaného insekticidního prostředku na bázi mikroorganismů rodu Bacillus podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že sestává vedle běžných smáčedel, emulgátorů, stabilizátorů suspense a ochucovadel z fermentační tekutiny s alespoň z 90 % vysporulovanou kulturou, zahuštěné na 6 až 30 = hmotnostních sušiny a stabilizované organickými kyselinami, například kyselina salicylová, sorbová, benzoová, p-hydroxybenzoová v množství 400 až 2 500 mg/kg a/nebo estery kyseliny p-hydroxybenzoové a/nebo alkalickými solemi kyseliny salicylové a benzoové v množství 400 až 2 000 mg/kg, přičemž hodnota pH suspense činí 4,5 až 6,5, a/nebo nanesením na nosič ze zrnitého organického nebo anorganického materiálu.The above drawbacks have been overcome by the preparation of the stabilized insecticidal composition based on the microorganisms of the genus Bacillus according to the invention, which consists, besides conventional wetting agents, emulsifiers, suspension stabilizers and flavorings, of a fermentation liquid with at least 90% sporulated culture. 30 = dry matter and stabilized with organic acids, for example salicylic acid, sorbic acid, benzoic acid, p-hydroxybenzoic acid in an amount of 400 to 2500 mg / kg and / or esters of p-hydroxybenzoic acid and / or alkaline salts of salicylic acid and benzoic acid in an amount of 400 to 2000 mg / kg, wherein the pH of the suspension is 4.5 to 6.5, and / or applied to a carrier of granular organic or inorganic material.

Uvedený prostředek obsahuje výhodně jako nosič pšeničnou nebo kukuřičnou krupici, šrotované středy kukuřičných palic, zeolit, perlit nebo expandovaný vápenec.Said composition preferably comprises, as a carrier, wheat or corn groats, kernel corn kernels, zeolite, perlite or expanded limestone.

Výhody prostředku podle vynálezu spočívají v tom, že si při teplotě 54 °C zachovává svoji původní insekticidní účinnost z 90 proč. po dobu minimálně 14 dnů a minimálně 2 měsíce při skladování za teploty do 20 °C, přičemž pH konzervovaného materiálu je do 6,5. Dále je takovýto prostředek význačný tím, že při aplikaci škůdce neodpuzuje, ale housenky jej přijímají ochotně. Kromě stabilizačního účinku navrhované desinfektanty nepoškozují spory ani bílkovinné krystaly a nepoškozují rostliny. Prostředek se velmi snadno ředí před aplikací a odpadají náklady na jeho sušení.The advantages of the composition according to the invention are that it retains its original insecticidal activity at 90 ° C at 54 ° C. for at least 14 days and at least 2 months when stored at a temperature of up to 20 ° C, the pH of the preserved material being up to 6.5. Furthermore, such a composition is distinguished by the fact that it does not repel the pest when applied, but the caterpillars accept it willingly. In addition to the stabilizing effect, the proposed disinfectants do not damage spores or protein crystals and do not harm plants. The composition is very easy to dilute before application and eliminates the cost of drying.

Předmětem vynálezu je dále způsob výroby uvedeného prostředku, jehož podstata spočívá v tom, že se 'fermentační tekutina po· fermentaci mikroorganismů rodu Bacillus, výhodně Bacillus thuringiensis s alespoň z 90 % vysporulovanou kulturou zahustí při teplotě do 80 °C, výhodně do 55 °C na obsah sušiny 6 až 30 % hmotnostních, zahuštěný preparát se stabilizuje přípravkem organických kyselin a/nebo esterů kyseliny p-hydroxybenzoové a/nebo alkalických solí kyseliny salicylové a benzoové, přičemž hodnota pH suspenze se upraví na 4,5 až 6,5, a/nebo nanesením na předsušený zrnitý nosič anorganického nebo organického původu.The invention further relates to a process for the preparation of said composition, characterized in that after fermentation of a microorganism of the genus Bacillus, preferably Bacillus thuringiensis with at least 90% of the cultured culture, the fermentation fluid is concentrated at a temperature of up to 80 ° C, preferably up to 55 ° C. to a dry matter content of 6 to 30% by weight, the concentrated preparation is stabilized by the preparation of organic acids and / or esters of p-hydroxybenzoic acid and / or alkali salts of salicylic acid and benzoic acid, the pH of the suspension being adjusted to 4.5 to 6.5; or by application to a pre-dried granular carrier of inorganic or organic origin.

Optimální fermentační tekutina se získá subersní monokulturní kultivací optimálního inokula ve sterilním živném médiu za stálého vzdušnění při teplotě optimální pro daný kmen tak, a'by v době ukončení fermentace byla sporulace větší než 90 % buněk, aby zbytkový obsah živin byl minimální, a aby se finální hodnota pH dala snadno· upravit na 6,0. Takto· upravená fermentační tekutina se zahustí centrifugací, filtrací, ultrafiltrací nebo na vakuové odparce na koncentrát o minimálním obsahu sušiny 6 % hmotnostních a doplní emulgačním činidlem, ochuťovadlem a pomocným plnidlem a stabilizuje se chemickou konzervací nebo nanesením na předsušený nosič. Za účelem chemické konzervace se navrhuje použít desinfektanty z řady esterů kyseliny p-hydroxybenzoové, například me250454 thyl-, ethyl- nebo propylester, dále alkalické soli kyseliny salicylové a benzoové, silice nebo antibiotické látky. Pro účinnou stabilizaci při zachování insektlcidní aktivity se tyto látky dávkují v množství 400 až 2 500 mg/kg ve formě ethanolických roztoků jednotlivých látek nebo jejich směsí.The optimum fermentation fluid is obtained by sub-monoculture cultivation of the optimum inoculum in sterile nutrient medium under constant aeration at a temperature optimal for the strain so that at the time of fermentation the sporulation is greater than 90% of the cells to minimize residual nutrient content and the final pH was easy to adjust to 6.0. The fermentation fluid so treated is concentrated by centrifugation, filtration, ultrafiltration or vacuum evaporation to a concentrate with a minimum solids content of 6% by weight and supplemented with an emulsifying agent, flavoring and auxiliary filler and stabilized by chemical preservation or by application to a pre-dried carrier. For chemical preservation, it is proposed to use disinfectants from a series of esters of p-hydroxybenzoic acid, for example me250454 thyl-, ethyl- or propyl ester, furthermore alkali salts of salicylic and benzoic acids, essential oils or antibiotics. For effective stabilization while maintaining insecticidal activity, these are dosed at 400-2,500 mg / kg in the form of ethanolic solutions of the individual substances or mixtures thereof.

Zachováním základních pravidel optimální fermentace je možno získat fermentační tekutinu, která se dá v zahuštěné 'formě stabilizovat proti autolýze a kontaminaci a slouží jako tekutý insekticidní prostředek s nezměněnou aktivitou a snadno aplikovatelný v tekuté formě. Stabilizovaná krémovitá suspense se uchovává v nádobách s 10 % prostoru nad tekutinou pro zajištění dýchání stabilizovaných spor při teplotách do 25 ^CC, optimálně při 15 °C. Suspense se řadí pro aplikaci vodou tak, jako by to byl 10% suchý přípravek, tj. dávkuje se 10 až 15 1 krému na 1 ha.By maintaining the basic rules of optimum fermentation, it is possible to obtain a fermentation fluid which can be stabilized in an concentrated form against autolysis and contamination and serves as a liquid insecticidal composition with unchanged activity and readily applicable in liquid form. The stabilized creamy suspension is stored in containers with 10% space above the liquid to ensure stabilized spores breathing at temperatures up to 25 ^° C, preferably at 15 ° C. The suspension is ranked for application by water as if it were a 10% dry preparation, i.e. dosing of 10-15 l of cream per 1 ha.

Příklad 1Example 1

Vlastní fermentace probíhá známým způsobem v produkčním tanku po dobu 48 až 60 hodin, až dojde k bohatému nárůstu biomasy a kultura vysporuluje alespoň z 90 % a uvolní se bílkovinné krystaly. Po ukončení fermentace se fermentační tekutina zahustí odstředěním na obsah sušiny 6,5 % hmotnostních. Po přídavku smáčedla Dubacid, 1 % hmotnostního práškového bentonitu a 5 % hmotnostních laktosy se pH koncentrátu upraví na 6,0 a stabilizuje se přídavkem směsi methylesteru a propylesteru kyseliny p-hydroxybenzoové v poměru 1 : 1 ve formě ethanolického roztoku, přičemž přídavek činí 800 mg/kg suspense. Takto vyrobený prostředek má aktivitu 1 450 MBJ v 1 mg suspense. Po skladování při teplotě 25 °C po dobu 2 měsíců je aktivita prostředku 1 320 MBJ v 1 mg suspense.The fermentation itself takes place in a production tank for 48 to 60 hours in a known manner, until a rich biomass growth occurs and the culture is at least 90% sporulated and protein crystals are released. After the fermentation is complete, the fermentation fluid is concentrated by centrifugation to a dry matter content of 6.5% by weight. After the addition of Dubacid, 1% by weight bentonite powder and 5% by weight lactose, the pH of the concentrate was adjusted to 6.0 and stabilized by the addition of a 1: 1 mixture of methyl ester and propyl ester of p-hydroxybenzoic acid as an ethanolic solution. / kg suspension. The composition thus produced has an activity of 1450 MBJ in 1 mg of suspension. After storage at 25 ° C for 2 months, the activity of the composition is 1,320 MBJ in 1 mg of suspension.

Příklad 2Example 2

Vyfermentovaná půda, obsahující spory a bílkovinné krystaly, se zahustí na vakuové filmové odparce na sušinu 16 % hmotnostních. Po přídavku 5 % hmotnostních laktózy na sušinu záhustku se ve vibrofluidní sušárně nastříká na kukuřičnou krupici ve hmotnostním poměru 1:3 až 1:5. Finální produkt se dosušuje v proudu vzduchu o teplotě 40 až 80 °C. Insekticidní aktivita prostředku činí 1 000 MBJ, přičemž po' skladování po dobu 6 měsíců je aktivita beze změny.The fermented broth containing spores and protein crystals is concentrated to 16% by weight on a vacuum film evaporator. After the addition of 5% by weight of lactose to the dry matter of the thickened material, it is sprayed onto corn meal in a weight ratio of 1: 3 to 1: 5 in a vibrofluidic oven. The final product is dried in an air stream of 40 to 80 ° C. The insecticidal activity of the composition is 1000 MBJ, and after storage for 6 months the activity is unchanged.

P ř í k 1 a d 3Example 1 a d 3

K fermentační tekutině, zahuštěné třikrát na ultrafiltračním zařízení se přidá 5 % hmotnostních smáčedla Citowett, 1 % hmotnostní práškového bentonitu, 8 % hmotnostních amylozymu a 5 % hmotnostních emulgátorů 45. Hodnota pH suspense se upraví na 6,5, načež se stabilizuje ethanolickým roztokem benzoanu sodného v množství 2 g na kg suspense.5% by weight of Citowett, 1% by weight of bentonite powder, 8% by weight of amylozyme and 5% by weight of emulsifiers 45 are added to the fermentation liquid, concentrated three times on an ultrafiltration apparatus, and the pH of the suspension is adjusted to 6.5 and then stabilized with ethanolic benzoate solution. of sodium at 2 g per kg of suspension.

Příklad 4 litrů tekutého přípravku vyrobeného podle příkladu 1 se naředí 120 1 vody. Po přepuštění takto připraveného postřikového roztoku se přípravek aplikuje letecky nebo jiným typem postřikovače v dávce 10 až 15 1 tekutého přípravku na 1 ha. Po aplikaci je přípravek přijímán housenkami a k nejvyšší mortalitě dochází 3 až 5 dnů po aplikaci.EXAMPLE 4 liters of the liquid preparation produced according to example 1 are diluted with 120 l of water. After passing the spray solution thus prepared, the formulation is applied by air or other type of sprayer at a rate of 10-15 liters of liquid formulation per 1 ha. After administration, the product is taken up by caterpillars and the highest mortality occurs 3 to 5 days after administration.

Claims

A stabilized microbial insecticidal composition based on microorganisms of the genus Bacillus, in particular Bacillus thuringiensis, having a specific effect on caterpillars of pests on vegetables, fruit trees and forest stands, characterized in that it comprises, in addition to conventional wetting agents, emulsifiers, suspension stabilizers, flavorings and excipients a fermentation liquid having at least 90% sporulated culture, concentrated to 6 to 30% by weight of the dry matter and stabilized with organic acids such as salicylic, sorbic, benzoic, p-hydroxybenzoic acid in an amount of 400 to 2 500 mg / kg and / or esters of p-hydroxybenzoic acid and / or alkali salts of salicylic acid and benzoic acid in an amount of 400-2000 mg / kg, the pH of the suspension being 4.5-6.5, and / or by application to a support of granular organic or inorganic material.

2. A composition according to claim 1, wherein the carrier comprises wheat or corn grits, kernel corn kernels, zeolite, perlite or expanded limestone.

3. A process for producing a composition according to claim 1, characterized in that the fermentation liquid after fermentation of microorganisms of the genus Bacillus, preferably Bacillus thuringiensis having at least 90% vysporulovanou culture concentrated at a temperature of 80 ° C, preferably ⁰ to 55 C., to a solids content of 6 to 30% by weight, the concentrated preparation is stabilized by the addition of organic acids and / or esters of p-hydroxybenzoic acid and / or alkaline salts of salicylic acid and benzoic acid, the pH of the suspension being adjusted to a value of 4.5 to 6.5, and / or granular carrier of inorganic or organic origin.

4. The process of claim 3 wherein the preservatives are added in the form of an ethanolic solution.