一種秸稈基藥液緩釋劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種秸稈基藥液緩釋劑及其制備方法，首先將農業(yè)秸稈粉碎至粒徑達10～100nm的粉末，隨后在秸稈粉末中混入黏土、硅藻土、水、β-環(huán)糊精并充分攪拌，再將混合物倒入造粒機內造出粒徑為0.001～0.01mm的顆粒，在顆粒物表面覆蓋一層有機膜后于40～60℃溫度下烘干12h可得成品緩釋劑。該顆粒態(tài)緩釋劑浸漬于農藥、生長促進劑、驅蟲劑等藥劑內時，藥劑分子便會吸附于固體顆粒內，吸附后的緩釋劑噴灑于農作物會與植物絨毛、葉片等粘連產生靶位固定效應，農藥會在時間、雨水淋溶、積溫等因素的作用下逐漸釋放出。該緩釋劑適用于多種農藥的緩釋，不僅可大幅提高農藥的利用率，而且減輕了殘留載體對環(huán)境的污染。
【專利說明】一種秸稈基藥液緩釋劑及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種以秸桿為主體的藥液緩釋劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人口不斷增長。而土地沙漠化的加劇和城市化進程的加快又使我國可供耕種土地面積日益銳減，這就要求人類要不斷的研制、生產、使用高效藥劑(如殺蟲劑、除草劑、生產促進劑、驅鳥劑等)來提高農作物的產量，以緩解上述矛盾。
[0003]化學農藥大多是有毒有害物質，在傳統(tǒng)的農藥施用方式中，僅有少量的農藥真正能發(fā)揮防治農作物減產的功效，故利用率很低，大部分殘留農藥(約60~90%)會通過降雨、揮發(fā)、擴散等途徑遷移進入環(huán)境介質中，進而污染地表水體、地下水體、土壤，最終通過食物鏈對人體造成危害。
[0004]隨著人們環(huán)保意識的增強及科學研究水平的提高，很多科學家開始致力于低毒性、低殘留、高效的新型農藥的研發(fā)，以減少農藥施用對周圍環(huán)境介質的影響。但通常低毒性農藥很難達到驅蟲除草的目的，于是開發(fā)一種可以通過控制施用藥劑的緩慢釋放來提高其利用率，進而減少其環(huán)境污染性的技術成為研究熱點。
[0005]目前該領域的各種緩釋劑中，工藝較成熟、品種較多、生產量較大的是微膠囊劑。微膠囊劑是緩釋劑的一種劑型，是指將化學農藥內包在囊壁物質中的微小球體制劑，施用于農田后，通過囊壁緩慢釋放供農作物使用。文獻報道有將滅殺斃乳油和敵敵畏-馬拉硫磷乳油組合加工成以氰戊菊酯-馬拉硫磷和敵敵畏-馬拉硫磷兩組混合農藥為主劑，用內部界面聚合法加工研究成的長效緩釋微膠囊劑用于生產，能有效防治生活周期長的天牛為害；以蜜胺樹脂作為囊壁材料，使用原位聚合法對生物農藥阿維菌素進行包囊，制備微膠囊制劑，在施用后可分階段的達到農藥緩釋的目的；以2，4- 二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯(TDI)與聚芳基異氰酸酯(P API)或甘油為囊壁材料，把溴氰菊酯與馬拉硫磷或殺螟硫磷原藥加工成微膠囊，進一步制成2%微膠囊谷物保護劑，有顯著的經(jīng)濟效益及環(huán)境效益。該技術雖能實現(xiàn)農藥的緩慢釋放，但緩釋劑的主體部分一般以有機或難降解高分子化合物為主，此類緩釋劑在施用后不易降解，殘留的殼體會造成土壤、地表水及地下水的污染，并且緩釋劑制備工藝繁瑣、合成條件嚴格、原料成本高且不易獲得。上述缺陷限制了在實際農業(yè)中大規(guī)模推廣使用。
[0006]還有一些研究以天然、可生物降解的高分子化合物作為緩釋材料，有文獻報道將一些內吸性殺蟲、殺菌劑或生長調節(jié)劑與其復合，加工成具有緩釋性能的根用農藥亞丸?；蝾w粒劑，通過根部一次性隱蔽施藥可以防治作物整個生育期(或一定生育期)的病蟲害或控制徒長；還有研究以有機粘土作為除草劑(2，4 - D)的吸附型藥液緩釋劑，能夠有效的延長土壤處理劑作用效能，同時減少了在運輸過程中農藥的大量損失。該類材料雖解決了殼體污染環(huán)境的弊端，但存在著緩釋時間短，農藥吸附量低的缺陷。
[0007]將農藥通過交聯(lián)劑與高效化合物結合也可達到緩慢釋放的目的，如將殺菌劑仲丁胺與馬來酸酐-苯乙烯共聚物反應制得了聚合物農藥，在施用后會有較長的釋放時間。該聚合物在農藥釋放后無殘留殼體，不會污染環(huán)境。但其制作過程比較復雜，反應條件比較苛亥IJ，副產物較多，且僅適用于少量農藥的緩釋。

【發(fā)明內容】

[0008]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有藥液緩釋劑制備技術反應條件嚴苛、副產物較多；農藥緩釋劑吸附量低，應用面窄的問題。提供一種秸桿基藥液緩釋劑及其制備方法。
[0009]本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案是:
[0010]一種秸桿基藥液緩釋劑的制備方法，包括以下步驟:
[0011](A)將秸桿粉碎成粒徑為10~IOOnm的顆粒；
[0012](B)在所述秸桿顆粒內混入重量比例為I~2%的黏土、2~3%的硅藻土、0.0I~
0.02%的水、0.5~1%的β -環(huán)糊精等充分攪拌；
[0013](C)充分攪拌后的混合物加入至造粒機內造出粒徑為0.001-0.0lmm的固體顆粒；
[0014](D)在所述固體顆粒表面負載一層有機膜；
[0015](E)將所述負載有機膜的固體顆粒于40~60°C下烘干12h即得秸桿基藥液緩釋劑。
[0016]為了藥物的合理釋放，所述的步驟(D)中負載有機膜厚度為10~50nm。
[0017]為了藥物釋放時間更加合理，所述的步驟(D)中負載的有機膜覆蓋顆粒50~98%的顆粒面積。
[0018]優(yōu)選的，所述有機膜為PE膜、PS膜、PC膜、PP膜的一種。
[0019]優(yōu)選的，所述的秸桿是小麥、水稻、玉米充分干燥后的秸桿。
[0020]黏土具有可塑性和結合性?？伤苄?黏土與水混合后形成泥團，在外力的作用下，泥團發(fā)生變形但不開裂，外力散去后，仍能保持原有形狀不變。結合性:黏土的結合性是指黏土結合非塑性原料而形成良好的可塑泥團并且有一定的干燥強度的能力。本發(fā)明特指與其他的結合及可塑。黏土不宜多加，多加容易粘性過大不利于造粒。此外黏土還具有觸變性。觸變性是指黏土泥漿或可塑泥團受到振動或攪拌時，黏度會降低，而其流動性則會增加，靜止后逐漸恢復原狀。泥漿放置一段時間后，在保持原水分不變的條件下也會出現(xiàn)變稠和固化的現(xiàn)象。這種性能有利于藥液緩釋劑在使用過程中適應天氣變化，天晴和下雨使顆粒不斷變稠固化再配以有機膜的束縛，在藥液緩慢釋放過程中起到一定的作用。
[0021]硅藻土具有PH值中性、無毒，懸浮性能好，吸附性能強，容重輕的優(yōu)點。在土壤中能起到保濕、疏松土質、延長藥效釋放時間，有助于農作物生長效果。此外，硅藻土還有利于改良土壤。
[0022]環(huán)糊精是由6個或更多的吡喃葡萄糖分子形成的環(huán)狀低聚糖的總稱，由環(huán)糊精葡萄糖基轉移酶作用于淀粉所產生。環(huán)糊精可與多種化合物形成包結復合物，使其穩(wěn)定、增溶、緩釋、乳化、抗氧化、抗分解、保溫、防潮，并具有掩蔽異味等作用，為新型分子包裹材料。少量的β_環(huán)糊精使得本發(fā)明的秸桿基藥液緩釋劑具有良好吸附性的同時，又在分子水平上有包裹藥液有效成分，進一步的提高藥液緩釋劑的緩釋性能。
[0023]本發(fā)明的主要成分秸桿，干燥秸桿本身具有良好的吸附性能，納米級的秸桿顆粒更具有意想不到吸附效果。首先，秸桿在粉碎至納米級具有固化效果，顆粒結構穩(wěn)定，其次，秸桿的納米級材料和其他納米材料一樣，物質的性能就會發(fā)生突變。秸桿的主要成分是粗、纖維和木質素，在造粒之后，其在分子水平上可能也具有合β-環(huán)糊精一樣的包裹作用。最后，納米級的粗纖維和木質素可以理解為打斷的復雜酚類聚合物，其各個斷裂的鍵位以離子鍵或者共價鍵與不同藥物的有效成分結合，然后緩慢釋放。此外，秸桿能夠增加土壤有機質含量，降低土壤容重，增加土壤孔隙度。秸桿還田后土壤疏松，易耕作，有良好的改土作用。
[0024] 本發(fā)明的有益效果是:
[0025]1、所制備的藥液緩釋劑能實現(xiàn)農藥的緩慢、均勻釋放，大大的提高了農藥的利用效率，進而減少了殘留農藥對環(huán)境的污染。
[0026]2、該藥液緩釋劑在時間、雨水淋溶、積溫等因素下便可實現(xiàn)農藥釋放，無需人工干擾。
[0027]3、該緩釋劑以農業(yè)秸桿為主要原料，來源廣泛，價格低廉，同時可實現(xiàn)農業(yè)秸桿的資源化，且農藥釋放后的殼體易于環(huán)境降解。
[0028]4、緩釋劑與藥劑之間以化學鍵或離子鍵結合，故不僅適用于各種農藥，也適用于驅鳥劑、生長促進劑等。
[0029]5、由于顆粒細小，農藥噴灑入農田后可與植物絨毛、葉片等產生粘連作用，實現(xiàn)靶位固定，有效的提高了農藥的功效。
[0030]以下通過實施例進一步說明本發(fā)明。
【具體實施方式】
[0031]實施例1秸桿基藥液緩釋劑的制備及應用
[0032]將玉米秸桿粉碎成粒徑為20nm的顆粒，再在秸桿中混入質量分數(shù)為1%的黏土，2%的硅藻土，0.01%的水及0.5%的β -環(huán)糊精，充分攪拌，然后將混合物加入至造粒機內造出粒徑為0.0Olmm的固體顆粒，再在固體顆粒表面負載一層厚約IOnm的PE膜，負載的有機膜覆蓋顆粒55%的顆粒面積。最后將材料于40°C下烘干12h制得成品。將制得的秸桿基緩釋劑浸潰于植物生長促進劑內I~2h后撈出浙干，隨后噴灑于農田內，觀察發(fā)現(xiàn)緩釋劑較為均勻的分布于農作物表面，經(jīng)檢測植物生長促進劑的釋放時間可達55d。
[0033]實施例2秸桿基藥液緩釋劑的制備及應用
[0034]將小麥秸桿粉碎成粒徑為25nm的顆粒，再在秸桿中混入質量分數(shù)為1.5%的黏土，2%的硅藻土，0.01%的水及0.5%的β -環(huán)糊精，充分攪拌，然后將混合物加入至造粒機內造出粒徑為0.002mm的固體顆粒，再在固體顆粒表面負載一層厚約15nm的PC膜，負載的有機膜覆蓋顆粒98%的顆粒面積。最后將材料于40°C下烘干12h制得成品。將制得的秸桿基緩釋劑浸潰于驅鳥劑內I~2h后撈出浙干，隨后噴灑于農田內，觀察發(fā)現(xiàn)緩釋劑較為均勻的分布于農作物表面，經(jīng)檢測驅鳥劑的釋放時間可達45d。
[0035]實施例3秸桿基藥液緩釋劑的制備及應用
[0036]將水稻秸桿粉碎成粒徑為50nm的顆粒，再在秸桿中混入質量分數(shù)為1.5%的黏土，
2.5%的硅藻土，0.015%的水及0.7%的β -環(huán)糊精，充分攪拌，然后將混合物加入至造粒機內造出粒徑為0.0015mm的固體顆粒，再在固體顆粒表面負載一層厚約18nm的PE膜，負載的有機膜覆蓋顆粒78%的顆粒面積。最后將材料于50°C下烘干12h制得成品。將制得的秸桿基緩釋劑浸潰于三氟氯氰菊酯內I~2h后撈出浙干，隨后噴灑于農田內，觀察發(fā)現(xiàn)緩釋劑較為均勻的分布于農作物表面，經(jīng)檢測三氟氯氰菊酯的釋放時間可達35d。
[0037]實施例4秸桿基藥液緩釋劑的制備及應用
[0038]將小麥秸桿粉碎成粒徑為90nm的顆粒，再在秸桿中混入質量分數(shù)為1.8%的黏土，2.7%的硅藻土，0.01%的水及1.0%的β -環(huán)糊精，充分攪拌，然后將混合物加入至造粒機內造出粒徑為0.0Olmm的固體顆粒，再在固體顆粒表面負載一層厚約30nm的PS膜，負載的有機膜覆蓋顆粒68%的顆粒面積。最后將材料于50°C下烘干12h制得成品。將制得的秸桿基緩釋劑浸潰于草舒牌除草劑內I~2h后撈出浙干，隨后噴灑于農田內，觀察發(fā)現(xiàn)緩釋劑較為均勻的分布于農作物及農田內，經(jīng)檢測除草劑的釋放時間可達40d。
[0039]實施例5秸桿基藥液緩釋劑的制備及應用
[0040]將玉米秸桿粉碎成粒徑為70nm的顆粒，再在秸桿中混入質量分數(shù)為1.7%的黏土，2.3%的硅藻土，0.01%的水及0.9%的β -環(huán)糊精，充分攪拌，然后將混合物加入至造粒機內造出粒徑為0.002mm的固體顆粒，再在固體顆粒表面負載一層厚約40nm的PP膜，負載的有機膜覆蓋顆粒85%的顆粒面積。最后將材料于55°C下烘干12h制得成品。將制得的秸桿基緩釋劑浸潰于吡蟲啉內I~2h后撈出浙干，隨后噴灑于農田內，觀察發(fā)現(xiàn)緩釋劑較為均勻的分布于農作物及農田內，經(jīng)檢測吡蟲啉的釋放時間可達45d。
[0041]實施例6秸桿基藥液緩釋劑的制備及應用
[0042]將玉米秸桿粉碎成粒徑為30nm的顆粒，再在秸桿中混入質量分數(shù)為1.3%的黏土，2.2%的硅藻土，0.015%的水及0.6%的β -環(huán)糊精，充分攪拌，然后將混合物加入至造粒機內造出粒徑為0.0Olmm的固體顆粒，再在固體顆粒表面負載一層厚約15nm的PP膜，負載的有機膜覆蓋顆粒95%的顆粒面積。最后將材料于45°C下烘干12h制得成品。將制得的秸桿基緩釋劑浸潰于植物生長促進劑內I~2h后撈出浙干，隨后噴灑于農田內，觀察發(fā)現(xiàn)緩釋劑較為均勻的分布于農作物表面，經(jīng)檢測植物生長促進劑的釋放時間可達55d。
[0043]實施例7秸桿基藥液緩釋劑的制備及應用
[0044]將小麥秸桿粉碎成粒徑為35nm的顆粒，再在秸桿中混入質量分數(shù)為1.5%的黏土，
2.5%的硅藻土，0.02%的水及0.7%的β -環(huán)糊精，充分攪拌，然后將混合物加入至造粒機內造出粒徑為0.0018mm的固體顆粒，再在固體顆粒表面負載一層厚約25nm的PE膜，負載的有機膜覆蓋顆粒96%的顆粒面積。最后將材料于55°C下烘干12h制得成品。將制得的秸桿基緩釋劑浸潰于驅鳥劑內I~2h后撈出浙干，隨后噴灑于農田內，觀察發(fā)現(xiàn)緩釋劑較為均勻的分布于農作物表面，經(jīng)檢測驅鳥劑的釋放時間可達45d。
[0045]實施例8秸桿基藥液緩釋劑的制備及應用
[0046] 將水稻秸桿粉碎成粒徑為70nm的顆粒，再在秸桿中混入質量分數(shù)為1.5%的黏土，
3.0%的硅藻土，0.02%的水及0.8%的β -環(huán)糊精，充分攪拌，然后將混合物加入至造粒機內造出粒徑為0.0Olmm的固體顆粒，再在固體顆粒表面負載一層厚約30nm的PS膜，負載的有機膜覆蓋顆粒97%的顆粒面積。最后將材料于45°C下烘干12h制得成品。將制得的秸桿基緩釋劑浸潰于三氟氯氰菊酯內I~2h后撈出浙干，隨后噴灑于農田內，觀察發(fā)現(xiàn)緩釋劑較為均勻的分布于農作物表面，經(jīng)檢測三氟氯氰菊酯的釋放時間可達35d。
[0047]實施例9秸桿基藥液緩釋劑的制備及應用
[0048]將小麥秸桿粉碎成粒徑為IOOnm的顆粒，再在秸桿中混入質量分數(shù)為2.0%的黏土，2.8%的硅藻土，0.01%的水及1.0%的β -環(huán)糊精，充分攪拌，然后將混合物加入至造粒機內造出粒徑為0.0012mm的固體顆粒，再在固體顆粒表面負載一層厚約35nm的PC膜，負載的有機膜覆蓋顆粒50%的顆粒面積。最后將材料于50°C下烘干12h制得成品。將制得的秸桿基緩釋劑浸潰于草舒牌除草劑內I~2h后撈出浙干，隨后噴灑于農田內，觀察發(fā)現(xiàn)緩釋劑較為均勻的分布于農作物及農田內，經(jīng)檢測除草劑的釋放時間可達40d。
[0049]實施例10秸桿基藥液緩釋劑的制備及應用
[0050]將玉米秸桿粉碎成粒徑為40nm的顆粒，再在秸桿中混入質量分數(shù)為1.0%的黏土，2.0%的硅藻土，0.01%的水及1.0%的β -環(huán)糊精，充分攪拌，然后將混合物加入至造粒機內造出粒徑為0.0Olmm的固體顆粒，再在固體顆粒表面負載一層厚約42nm的PP膜，負載的有機膜覆蓋顆粒78%的顆粒面積。最后將材料于55°C下烘干12h制得成品。將制得的秸桿基緩釋劑浸潰于吡蟲啉內I~2h后撈出浙干，隨后噴灑于農田內，觀察發(fā)現(xiàn)緩釋劑較為均勻的分布于農作物及農田內，經(jīng)檢測吡蟲啉的釋放時間可達45d。
[0051]實施例11秸桿基藥液緩釋劑的制備及應用
[0052]將小麥秸桿粉碎成粒徑為SOnm的顆粒，再在秸桿中混入質量分數(shù)為1.2%的黏土，2.2%的硅藻土，0.015%的水及0.8%的β -環(huán)糊精，充分攪拌，然后將混合物加入至造粒機內造出粒徑為0.0015mm的固體顆粒，再在固體顆粒表面負載一層厚約IOnm的PE膜，負載的有機膜覆蓋顆粒68%的顆粒面積。最后將材料于60°C下烘干12h制得成品。將制得的秸桿基緩釋劑浸潰于草舒牌除草劑內I~2h后撈出浙干，隨后噴灑于農田內，觀察發(fā)現(xiàn)緩釋劑較為均勻的分布于農作物及農田內，經(jīng)檢測除草劑的釋放時間可達45d。
[0053]實施例12秸桿基藥液緩釋劑的制備及應用
[0054]將玉米秸桿粉碎成粒徑為IOOnm的顆粒，再在秸桿中混入質量分數(shù)為1.0%的黏土，2.0%的硅藻土，0.01%的水及0.8%的β -環(huán)糊精，充分攪拌，然后將混合物加入至造粒機內造出粒徑為0.0Olmm的固體顆粒，再在固體顆粒表面負載一層厚約50nm的PP膜，負載的有機膜覆蓋顆粒97%的顆粒面積。最后將材料于55°C下烘干12h制得成品。將制得的秸桿基緩釋劑浸潰于吡蟲啉內 I~2h后撈出浙干，隨后噴灑于農田內，觀察發(fā)現(xiàn)緩釋劑較為均勻的分布于農作物及農田內，經(jīng)檢測吡蟲啉的釋放時間可達40d。
[0055]實施例13秸桿基藥液緩釋劑的制備及應用
[0056]將水稻秸桿粉碎成粒徑為90nm的顆粒，再在秸桿中混入質量分數(shù)為1.2%的黏土，
2.7%的硅藻土，0.02%的水及1.0%的β -環(huán)糊精，充分攪拌，然后將混合物加入至造粒機內造出粒徑為0.0016mm的固體顆粒，再在固體顆粒表面負載一層厚約30nm的PS膜，負載的有機膜覆蓋顆粒98%的顆粒面積。最后將材料于55°C下烘干12h制得成品。將制得的秸桿基緩釋劑浸潰于草舒牌除草劑內I~2h后撈出浙干，隨后噴灑于農田內，觀察發(fā)現(xiàn)緩釋劑較為均勻的分布于農作物及農田內，經(jīng)檢測除草劑的釋放時間可達42d。
[0057]實施例14秸桿基藥液緩釋劑的制備及應用
[0058]將玉米秸桿粉碎成粒徑為IOOnm的顆粒，再在秸桿中混入質量分數(shù)為1.2%的黏土，2.5%的硅藻土，0.01%的水及0.9%的β -環(huán)糊精，充分攪拌，然后將混合物加入至造粒機內造出粒徑為0.0Olmm的固體顆粒,再在固體顆粒表面負載一層厚約40nm的PP膜,負載的有機膜覆蓋顆粒58%的顆粒面積。最后將材料于45°C下烘干12h制得成品。將制得的秸桿基緩釋劑浸潰于吡蟲啉內I~2h后撈出浙干，隨后噴灑于農田內，觀察發(fā)現(xiàn)緩釋劑較為均勻的分布于農作物及農田內，經(jīng)檢測吡蟲啉的釋放時間可達44d。
【權利要求】
1.一種秸桿基藥液緩釋劑的制備方法，包括以下步驟: (A)將秸桿粉碎成粒徑為10~IOOnm的顆粒； (B)在所述秸桿顆粒內混入重量比例為I~2%的黏土、2~3%的硅藻土、0.01~0.02%的水、0.5~1%的β -環(huán)糊精等充分攪拌；(C)充分攪拌后的混合物加入至造粒機內造出粒徑為0.001~0.0lmm的固體顆粒； (D)在所述固體顆粒表面負載一層有機膜； (E)將所述負載有機膜的固體顆粒于40~60°C下烘干12h即得秸桿基藥液緩釋劑。
2.如權利要求1所述的秸桿基藥液緩釋劑的制備方法，其特征在于:所述的步驟(D)中負載有機膜厚度為10~50nm。
3.如權利要求1所述的秸桿基藥液緩釋劑的制備方法，其特征在于:所述的步驟(D)中負載的有機膜覆蓋顆粒50~98%的顆粒面積。
4.如權利要求1所述的秸桿基藥液緩釋劑的制備方法，其特征在于:所述的秸桿是小麥、水稻、玉米充分干燥后的稻桿。
5.如權利要求1~4 所述的任一秸桿基藥液緩釋劑的制備方法，其特征在于:所述有機膜為PE膜、PS膜、PC膜、PP膜的一種。
6.一種秸桿基藥液緩釋劑由上述任一權利要求所述方法制得。
7.如權利要求6所述的秸桿基藥液緩釋劑在農藥、驅鳥劑、生長促進劑的應用。
【文檔編號】A01P17/00GK103461325SQ201310223657
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年6月6日 優(yōu)先權日:2013年6月6日
【發(fā)明者】李豐伯, 萬順利, 杜繼龍, 李曉毓, 殷漢峰 申請人:黃山市迎客松生物科技有限公司