防治云南切梢小蠹复合孢子可湿性粉剂及制备方法

摘要

防治云南切梢小蠹复合孢子可湿性粉剂及制备方法，它是以木薯淀粉和丙烯酰胺为主要原料，在过硫酸铵的引发下发生接枝共聚反应制备接枝共聚粗产物经纯化得到木薯粉-丙烯酰胺接枝共聚物保水剂并粉碎成100目粉末，按质量比m

说明书

技术领域

 本发明属于用真菌防治农林害虫的杀虫剂，具体涉及含有粉拟青霉孢子粉的可湿性可湿性粉剂及制备。

背景技术

利用微生物制剂防治植物病虫害是对农林害虫进行生物防控的有效方法，微生物制剂防治农林害虫具有特异性强、无污染的优点。粉拟青霉（Paecilomyces farinosus）为拟青霉属的一个种，在自然界广泛分布，它是一种昆虫致病性病原菌，它能感染松毛虫、光肩星天牛、松切梢小蠹、松梢螟、板栗象甲、苹果蠹蛾、柑桔粉蚧、菜青虫等多种农林害虫，作为一种潜在的农林害虫生物防控手段而被广泛研究（杨斌等，碳源、氮源及无机盐对粉拟青霉生长的影响，西南林业大学学报，2005）。选择粉拟青霉作为昆虫致病性病原菌以杀灭林业害虫云南切梢小蠹，并在一定时期内持续保持病原菌的感染能力是本领域所需解决的技术问题。

另一方面，木薯是灌木状多年生作物，在我国华南地区广泛种植，西南部分地区也有种植。木薯生长迅速，根部富含植物淀粉，木薯淀粉产量高，价格低廉。研究发现，在木薯淀粉中支链淀粉含量高，相对于其它植物类淀粉更容易发生接枝共聚反应。已有研究表明，用木薯粉与丙烯酰胺、丙烯酸等单体发生接枝共聚反应可以制备出高吸水性聚合物，（张玺等，功能材料，2009；海南大学，CN 103012683A；桂林理工大学，CN 102887978A）。淀粉基接枝共聚类高吸水性树脂保水剂，与环境相容性好，具有良好的生物降解性能，在环境中可被微生物降解，不会对生态环境造成不良影响。

发明内容

本研究组在前期研究中发现粉拟青霉对林业害虫云南切梢小蠹具有较强的杀灭效果，可用于该害虫的生物防治。但是，粉拟青霉孢子为干燥的粉末状固体，其制备过程复杂且成本高，直接将其稀释使用并不能为粉拟青霉孢子提供持续萌发和生长的条件，因此，本发明期待制备一种能够充分吸水、保水，并使粉拟青霉孢子在一定时期内保持病原菌感染能力的可湿性可湿性粉剂。

本发明目的是利用木薯淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物保水剂吸水、保水且生物兼容性好的特点，将其与粉拟青霉孢子结合，制备出一种可用于防治云南切梢小蠹的可湿性可湿性粉剂。该可湿性粉剂在吸水后能为粉拟青霉孢子的萌发和生长提供水分和营养。

本发明是通过如下技术方案实现的：

    该粉剂为木薯粉-丙烯酰胺接枝共聚物保水剂与粉拟青霉菌孢子混合所制备的固体粉末状的可湿性粉剂，其中，纯木薯粉-丙烯酰胺接枝共聚物保水剂的粒径过100目筛，木薯粉-丙烯酰胺接枝共聚物保水剂与粉拟青霉菌孢子的质量比为m_保水剂：m_孢子=1000:1。

 所述的可湿性粉剂其接枝共聚物保水剂对去离子水的吸水率为790%。

 对于上述可湿性粉剂，本发明提供了以下制备方法：

     包括以下步骤：

    （1）制备木薯粉-丙烯酰胺接枝共聚物保水剂的粗产物，并且有以下步骤：

（2）接枝共聚粗产物的纯化：

    取步骤（1）一定量的接枝共聚粗产物放入圆底烧瓶中，以体积比为1:1的丙酮和无水乙醇为萃取剂并完全盖没该接枝共聚粗产物，在烧瓶上安装回流冷凝管，加热使混合有机溶剂回流24 h，除去丙烯酰胺单体和均聚物，将抽提后的剩余固体在50℃烘箱内鼓风干燥至恒重，得纯接枝共聚物；

（3）将步骤（2）制备的纯木薯粉-丙烯酰胺接枝共聚物粉碎过100目筛，得共聚物保水剂；

（4）可湿性粉剂的制备：

按共聚物保水剂: 粉拟青霉孢子= 1000:1的质量比，将100目的木薯粉-丙烯酰胺共聚物保水剂与粉拟青霉孢子粉末在充分搅拌下混合均匀，然后在35～40℃下鼓风干燥20 min，制得可湿性粉剂产品。

所述方法的步骤（3）中的接枝共聚物保水剂为干燥的纯木薯粉-丙烯酰胺接枝共聚物对去离子水的吸水率为790%。

本发明可湿性粉剂的实质性特点和显著进步是：

相比现有用木薯粉与丙烯酰胺、丙烯酸等单体发生接枝共聚反应制备的聚合物，本发明将聚合物作为粗产物进一步用溶剂萃取而纯化得到纯接枝共聚物。另外，本发明共聚物保水剂与粉拟青霉孢子的质量比和干燥温度等也构成了该粉剂作为孢子的保水剂的大容量吸水率的条件。

本发明粉剂中粉拟青霉孢子是防治云南切梢小蠹的致病性病原菌，木薯粉-丙烯酰胺接枝共聚物保水剂在吸水膨胀后形成水凝胶，水凝胶吸附粉拟青霉孢子，从而为孢子萌发提供较长时间的湿润环境，同时，保水剂中的木薯淀粉又可以为粉拟青霉菌的生长提供营养。

在使用时可以将粉剂干粉喷洒在植物上，也可以与水混合后涂抹于植物上使用。室内感染杀虫效果显示，当本发明粉剂涂抹于云南松段木进行实验时，云南切梢小蠹的平均死亡率可达78.3%，校正死亡率达到77.2%，杀虫效果显著。

附图说明

图1是用0.2 g可湿性粉剂加入蒸馏水吸水膨胀后所得胶体状物质置于室温且相对湿度50%表面皿中，每天于同一时间称重，连续测试10天，该可湿性粉剂重量随时间变化的曲线图。

图2是附着大量粉拟青霉孢子的可湿性粉剂显微照片。

图3是感染本发明粉拟青霉菌可湿性粉剂致死的云南切梢小蠹照片。

    以下结合具体实施方式对本发明做进一步说明，具体实施方式包括但不限制本发明的保护范围。

具体实施方式

1.木薯粉-丙烯酰胺接枝共聚物保水剂的制备

1.1粗产物的制备：在装有搅拌装置和温度计的三口烧瓶中，加入一定质量的木薯淀粉，然后加入去离子水，通入氮气保护，在80℃水浴中加热搅拌30 min使淀粉糊化，以暴露淀粉分子上的活性部位。降温至50℃，在继续通入氮气下加入3 m mol/L的引发剂NH₄S₂O₄溶液，搅拌15 min后加入丙烯酰胺，继续在50℃下反应2 h。停止反应，将反应液冷却至室温。加入15 ml无水乙醇使产物沉淀。减压抽滤，用3 ml无水乙醇洗涤3次，所得接枝共聚固体粗产物于50℃烘箱内鼓风干燥至恒重。

1.2接枝共聚粗产物的纯化与粉碎：称取一定量的接枝共聚粗产物放入圆底烧瓶中，以体积比为1:1的丙酮和无水乙醇为萃取剂完全盖没该接枝共聚粗产物，在烧瓶上安装回流冷凝管，加热使混合有机溶剂回流24 h，除去丙烯酰胺单体和均聚物。将抽提后的剩余固体在50℃烘箱内鼓风干燥至恒重，得纯接枝共聚物。

将制备的纯木薯粉-丙烯酰胺接枝共聚物粉碎过100目筛，得符合要求的接枝共聚物保水剂。

1.3吸水率测试：准确称取0.20 g干燥的纯木薯粉-丙烯酰胺接枝共聚物于100 ml烧杯中，加入一定体积的去离子水，室温下静置24小时，用滤纸过滤至无水滴滴下，将水凝胶转移到培养皿中，称重后得吸水后聚合物水凝胶质量为1.78 g。按公式计算得保水剂的吸水率为790%。

吸水率计算公式为：

2.可湿性粉剂的制备

粉拟青霉孢子为干燥的粉末状固体。粉拟青霉孢子制备过程复杂且成本高，在实际使用中需要用生物兼容性好的材料将孢子稀释制成可湿性粉剂使用。本发明利用木薯粉-丙烯酰胺共聚物保水剂与粉拟青霉孢子制备成可湿性粉剂，即按共聚物保水剂: 粉拟青霉孢子= 1000:1的质量比，将100目的木薯粉-丙烯酰胺共聚物保水剂与粉拟青霉孢子粉末在充分搅拌下混合均匀，然后在35～40℃下鼓风干燥20 min，制得可湿性粉剂产品。

实验发现，干燥温度和干燥时间对粉拟青霉孢子的萌发率有较大影响，干燥温度越高，干燥时间越长，孢子的萌发率越低。本发明为了保证较快的干燥速度和较高的孢子萌发率，选择在35～40℃下鼓风干燥20 min来处理可湿性粉剂。

表1 温度和干燥时间对孢子萌发率的影响

干燥温度30℃35℃40℃50℃60℃10 min84.2%83.2%80.5%56.6%38.5%20 min83.8%82.6%79.4%53.7%34.5%30 min76.8%71.3%69.2%44.8%30.1%

可湿性粉剂保水效果：准确称取0.2 g可湿性粉剂样品，加入蒸馏水使之充分吸水膨胀，得到含粉拟青霉孢子的胶体状物质，用滤纸过滤至无水滴滴下，然后称重。将吸水后的样品在室温下置于相对湿度50%的表面皿中，每天于同一时间称重，连续测试10天，样品重量随时间变化如附图1.

3.可湿性粉剂对云南切梢小蠹的室内杀虫效果

3.1室内感染杀虫实验：将可湿性粉剂与蒸馏水按1 g可湿性粉剂加100 ml水的比例混合备用。取4根新采伐的云南松段木，段木长30 cm，直径5 cm，将可湿性粉剂与水的混合液均匀涂抹在每根段木上，然后将段木随机放进2个25升的玻璃广口瓶中，每个瓶内放2根。然后在每个广口瓶中放入20头转干期的云南切梢小蠹成虫，以尼龙纱网封闭瓶口，保持湿度为80%。对照组以蒸馏水均匀涂抹在4根云南松段木上，其他设置条件同处理组，处理组和对照组均使用试虫40头。14天后剖开瓶内云南松段木，统计因感染粉拟青霉菌死亡的云南切梢小蠹虫数。判断试虫被菌株感染的方法是肉眼即可观察到虫体表长满真菌的菌丝体。室内感染实验共重复3次，处理组和对照组均使用试虫120头。

3.2室内感染杀虫效果：通过解剖处理组和对照组云南松段木，统计不同处理组中被粉拟青霉感染致死的云南切梢小蠹虫数。结果见表2。

表2 可湿性粉剂处理后云南切梢小蠹的平均死亡率

校正死亡率（%）=(处理组平均死亡率－对照组平均死亡率)／(1－对照组平均死亡率) ×100%

按以上公式计算校正死亡率得云南切梢小蠹的校正死亡率为77.2%。

实验结果表明，木薯粉-丙烯酰胺接枝共聚物保水剂与粉拟青霉孢子制备成的可湿性粉剂对云南切梢小蠹具有较强的感染致死作用，试虫的死亡率远高于对照。