專利名稱：聚合凝膠生物菌殺蟲劑及其制備工藝的制作方法
一種聚合凝膠生物菌殺蟲劑及其制備工藝，屬于生物農(nóng)藥殺蟲劑及其制備工藝。
生物菌殺蟲劑所用的殺蟲菌為活性較強的真菌如白僵菌和細菌如蘇云金菌，真菌多是利用害蟲體內(nèi)成份為營養(yǎng)，通過在幼蟲體內(nèi)繁殖、寄生而使害蟲幼蟲致死。細菌為分泌毒素被害蟲食入后致死。這兩類殺蟲菌田間應用至今已有近二十年歷史，長期以來這類殺蟲菌應用一直為裸孢子菌使用，菌體自身不具有保護性，遇有光照、失水、干燥等不利因素都將失去對寄主的感染。這是生物制劑殺蟲田間應用中至今尚待解決的技術(shù)難題。近年來國外有人研究用淀粉作為殺蟲菌劑的保護載體，以增強生物菌抵御自然環(huán)境的影響。但淀粉作保護載體遇水易分解，不具可重復性。吉林省農(nóng)科院曾首創(chuàng)用玉米蕊葉培養(yǎng)白僵菌2級菌即培養(yǎng)的二級菌直接拿到田間施入玉米蕊葉中防治玉米螟蟲，其使用效果有了很大提高，但存在的問題是菌活性時間短，仍為裸孢子菌所使用，菌外無保護，遇有雨水易流失，光照及干燥等失活。
本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有失水、復水可重復性的聚合凝膠作為生物菌保護載體，使菌體可在凝膠上增殖，利用凝膠的性質(zhì)使其增強對外界的抗性、增加菌體田間有效活性的聚合凝膠生物菌殺蟲劑農(nóng)藥其制備工藝。
本發(fā)明以如下技術(shù)方案實現(xiàn)這種聚合凝膠生物菌殺蟲劑是以按500ml單位體積所含重量由有活性的生物菌20-30克同含有不飽雙鍵的單分子有機物20%濃度500ml及適量交聯(lián)劑、引發(fā)劑、穩(wěn)定劑和150-160克淀粉營養(yǎng)物相混配。其制備工藝在于將按500ml單位體積所含重量的活性生物菌20-30克同含有不飽和雙鍵的單分子有機物20%濃度500ml同適量的引發(fā)劑、交聯(lián)劑、穩(wěn)定劑和150-160克淀粉營養(yǎng)物在40-45℃保溫混合30分鐘成聚合凝膠生物菌，再經(jīng)成型器成珠狀顆粒，于35℃下干燥制成珠狀聚合凝膠生物菌殺蟲劑。適當改變其制備工藝，可得到粉狀聚合凝膠生物菌殺蟲劑，制備工藝是先將含有雙鍵的不飽和單分子有機物，適量交聯(lián)劑、引發(fā)劑、穩(wěn)定劑等在40-45℃混合30分鐘，很快形成凝膠，稱RJS凝膠，機械加工成小膠塊可為通過30目網(wǎng)眼，再將活性生物菌如白僵菌經(jīng)PDA馬玲薯液體培養(yǎng)基或人工合成液體培養(yǎng)基逐級放大為液體三級菌，與上述RJS凝膠顆粒及玉米淀粉麥麩皮培養(yǎng)物混合，在26℃中培養(yǎng)7-10天，得到的培養(yǎng)物于35℃干燥后過40目篩為成品。
聚合凝膠形成機理如下聚合凝膠形成有多種不同體系，即由于單體濃度不同，聚合條件不同可以形成不同吸澎倍數(shù)的凝膠，但各種凝膠均有以下結(jié)構(gòu)，形成機理如下先由單體到鏈增長過程
長鏈聚合體間形成亞胺化，交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)
體系中又加入一定量的交聯(lián)劑，因此又有以下結(jié)構(gòu)
因此，凝膠形菌劑是上述兩種不同網(wǎng)狀形式的混合結(jié)構(gòu)。不同配比形成的網(wǎng)狀聚合凝膠菌絲均可生長，本發(fā)明確定的組分配比更適于菌絲生長、菌絲穿透凝膠生長茂盛，由凝膠分子結(jié)構(gòu)看出，網(wǎng)格內(nèi)可以包裹生物菌生長所需的營養(yǎng)物，玉米淀粉和麩皮浸出物，遇水吸澎后可以提供菌絲或菌孢子萌發(fā)所需的水份和營養(yǎng)物，干燥時由于凝膠保水性甚至束縛水的作用，可以維持菌絲及孢子所需的最低水，因此是生物菌受到保護延長使用壽命的關(guān)鍵所在。
本發(fā)明所具有的有益效果由于聚合凝膠為不飽和雙鍵單分子有機物，經(jīng)引發(fā)劑、交聯(lián)劑、穩(wěn)定劑等在一定條件下短時間聚合交聯(lián)成網(wǎng)狀凝膠。該凝膠具有較強的吸水性，保水性好，網(wǎng)格內(nèi)除包有大量的菌孢子外，還有菌體生長所需的淀粉和麩皮氮化物。遇有雨水時，凝膠迅速吸水澎漲干燥的菌絲和孢子得以萌發(fā)，當干燥凝膠緩慢失水有利于菌絲和孢子形成休眠的孢子和菌絲，遇有雨水時還會重復上述過程。因此，凝膠所具有的性質(zhì)是該生物菌提高活性的關(guān)鍵。用聚合凝膠技術(shù)制備的凝膠生物菌殺蟲劑有如下有益效果1、凝膠適于多種殺蟲菌，菌劑適于防治近百種害蟲。2、以防治玉米螟為例，田間有效活性由常規(guī)的三至五天延長至兩個月。3、凝膠具有失水、復水可重復性，同目前國外有人用淀粉做保護載體相比克服了淀粉遇水后分解不具重復性的技術(shù)難題。4、以防治玉米螟為例，該菌劑藥效時間長，可以在玉米生育期提前施藥，克服了目前因植株高大施藥難的技術(shù)問題，深受農(nóng)民歡迎。5、具有較大經(jīng)濟效益本發(fā)明所具備的珠狀和粉狀兩種菌劑，依目前工藝，生產(chǎn)成本如下a、粉狀菌劑為每公斤1.15元畝用量為600克，藥劑費為0.69元、防效玉米螟為86%，較對照高出10%，按畝產(chǎn)300公斤玉米折算，可以挽回損失24公斤/畝，按每公斤0.4元折算，為9.6元，因此畝投入產(chǎn)出比為12.9∶1。b、珠狀菌劑成本為18.1元/公斤。每畝用100克，藥劑費1.81元，防效較對照提高8%，平均可挽回損失19.2公斤/畝。折合7.68元，投入產(chǎn)出比為4.24∶1。但珠狀菌劑更適合于防治地下害蟲。
我國東北黑龍江省為玉米主要產(chǎn)區(qū)，年平均播種面積達3300萬畝。由于玉米螟危害面積達1014萬畝，嚴重時畝損失達10%以上而由目前防治技術(shù)、每年不到450萬畝。本發(fā)明運用聚合凝膠技術(shù)，極大地提高了目前的白僵菌田間防治技術(shù)，可以提前施藥，菌劑存放時間長，可以標準化、商品化、這些技術(shù)優(yōu)點將會給黑龍江省玉米螟大面積防治帶來突破性進展。
以上1-4的有益效果可以用對珠狀和粉狀菌劑所作的下列試驗驗證。
試驗1，粉狀和珠狀菌劑對紫外燈照射的影響將粉狀和珠狀凝膠菌劑各取1克干品置30W紫外燈下1.2米處照射，分別為5、10、20、30分鐘，然后再置于50ml液體PDA培養(yǎng)基中發(fā)酵48小時，再稀釋0.1%，用PDA平板計算菌落數(shù)結(jié)果見表1。
表1 紫外燈照射試驗×103個
試驗2為兩種劑型長期存放后測活試驗粉狀菌劑和珠狀菌劑分別在室溫下放置260天和256天各取1克干品做如下處理試驗，其方法如下(1)取1克干品于PDA液體培養(yǎng)基，含糖2%、PH自然，26～28℃振蕩培養(yǎng)72小時，鏡檢計數(shù)。(2)各取1克干菌劑分別用過量生理鹽水浸泡26小時，于平皿中26℃培養(yǎng)7天后收集孢子并計數(shù)，結(jié)果見表2。
表2珠狀和粉狀菌劑室溫下存放8個月測活
以上結(jié)果可以驗證珠狀和粉狀菌劑在室溫下存放8個月后仍有活性，并且優(yōu)于常規(guī)裸孢子。
試驗3為田間應用試驗。凝膠菌劑型曾在黑龍江省植檢植保站的協(xié)助下，做了三年田間防治玉米螟的應用試驗，以93年田間應用效果最為明顯，結(jié)果見表3。
由表3可以看出適宜的畝用量為15克菌孢子，含孢量為1011個/克。凝膠珠狀菌劑用量為100克/畝，粉狀菌劑為600克/畝。防效達80%以上，93年達86.15%。較對照高10個百分點。通過田間應用試驗、珠狀和粉狀菌均是較理想的新劑型菌劑。
下面結(jié)合實施例詳細描述本發(fā)明。
所用的材料、儀器，設(shè)備及出處如下1、不飽和雙鍵單分子有機物其代表物質(zhì)選用丙烯酰胺AM，大連化工試劑廠生產(chǎn)、工業(yè)級、含量30%;2、交聯(lián)劑選用N、N′-甲叉基雙丙烯酰胺化學純，北京化工廠;3、引發(fā)劑，四甲基乙2胺;4、過硫酸胺，均為化學純北京化工廠生產(chǎn)。5、菌種，白僵菌9＃為吉林農(nóng)業(yè)科學院生產(chǎn)、斜面菌種。6、RJS聚合凝膠，黑龍江省科學院技術(shù)物理研究所提供。7、營養(yǎng)物選用玉米淀粉及麥麩皮，哈爾濱糧庫。8、JZ7114型植物破碎機。9、ZAX2型生物攝影顯微鏡，上海照像機三廠;10、液體培養(yǎng)基選用PDA馬玲薯液體培養(yǎng)基含蔗糖2%PH自然。11、菌活性測定，顯微測定計數(shù)，田間實施應用。
聚合凝膠生物菌殺蟲劑是由生物菌與不孢和雙鍵單分子有機物，交聯(lián)劑、引發(fā)劑，穩(wěn)定劑及營養(yǎng)物混合配制，可以制成珠狀殺蟲菌劑、稍加改變工藝可以制成粉狀殺蟲菌劑，所述的生物殺蟲菌選用白僵菌和蘇云金菌，也適合其他生物寄生菌。
實施例1聚合凝膠生物菌殺蟲劑菌劑是由按500ml單位體積所含重量活性菌粉30克其含孢量為10×1011個/克，同20%丙烯酰胺AM500ml相混合同時加入3%N、N′-甲叉基雙丙烯酰胺交聯(lián)劑，0.4%四甲基乙2胺引發(fā)劑，0.1%過硫酸銨穩(wěn)定劑，120克玉米淀粉和30克麩皮營養(yǎng)物混配制成聚合凝膠生物菌殺蟲劑。其制備工藝如下聚合凝膠生物菌殺蟲劑珠狀菌劑制備工藝，它是按500ml單位體積所含重量將有活性生物菌菌粉30克，含孢量為10×1011個/克同濃度20%的丙烯酰胺AM500ml相混合同時加入3%N、N′-甲叉基雙丙烯酰胺交聯(lián)劑，0.4%四甲基乙二胺引發(fā)劑，0.1%過硫酸銨穩(wěn)定劑，120克玉米淀粉和30克麩皮營養(yǎng)物在43℃下混合30分鐘，成凝膠生物菌混合物，再置于成型器中成型成珠狀顆粒，經(jīng)35℃干燥后得成品160克至180克。當批量生產(chǎn)時可按上述組合含量配比。珠狀菌劑形成主要受引發(fā)劑，單體濃度影響，對菌絲吸澎倍數(shù)和產(chǎn)孢量為指標進行檢驗，單體濃度為主要因素，其次是引發(fā)劑用量。本發(fā)明進行優(yōu)化組合檢驗得出結(jié)果單體濃度在20%，引發(fā)劑用量0.4%交聯(lián)劑3%±0.1%營養(yǎng)物含量為150克±2克。
實施例2粉狀聚合凝膠生物菌殺蟲劑及其制備工藝。取1試管白僵菌9＃原種置入PDA馬玲薯液體培養(yǎng)基中，從50ml、250ml至500ml逐級放大培養(yǎng)為三級液體菌。將20%丙烯酰胺AM500ml同1%N、N′-甲叉基丙烯酰胺和0.4%四甲基乙二胺及0.1%過硫酸銨相混合，于41℃中保溫聚合成約500ml聚合凝膠，稱RJS膠，切割成30目碎塊，同1000克麩皮和3000克玉米粉共計4000克營養(yǎng)物相混合均勻并滅菌。冷卻后加入上述500ml液體三級菌于26℃下7-10天發(fā)酵制成凝膠菌，于35℃干燥后過40目篩，可得成品4200-4500克，批量生產(chǎn)可參照上述配比，液體三級菌可用人工合成培養(yǎng)基含玉米粉5%、麩皮1.5%、豆粉0.5%，熬煮15-20分鐘，過濾后即可。
珠狀菌劑和粉狀菌劑比較從載體組成上看，粉狀菌劑主要含有以RJS高吸水倍數(shù)凝膠為載體，而珠狀菌膠是特殊工藝一次聚合而成。菌粉的性質(zhì)上看，粉狀菌劑是以菌絲為主、而含有少量孢子，珠狀菌劑幾乎是菌粉孢子。珠狀菌劑有較粉狀菌劑更強的抗紫外線能力，但珠狀菌劑在防治地上害蟲時易從葉片上脫落，而粉狀菌劑易在葉片基部形成大量菌膠團，有在植珠上附著的性質(zhì)并可以干粉噴施。
權(quán)利要求
1.一種聚合凝膠生物菌殺蟲劑，其特征在于按500ml單位體積所含重量由有活性的生物菌20-30克、同含有不飽和雙鍵的單分子有機物20%濃度500ml及適量交聯(lián)劑、引發(fā)劑、穩(wěn)定劑和150-160克淀粉營養(yǎng)物相混配。
2.一種聚合凝膠生物菌殺蟲劑制備工藝，其特征在于將按500ml單位體積所含重量的活性生物菌20-30克同含有不飽和雙鍵的單分子有機物20%濃度500ml及適量的引發(fā)劑、交聯(lián)劑、穩(wěn)定劑和150-160克淀粉營養(yǎng)物在40-45℃保溫混合30分鐘成聚合凝膠生物菌，再經(jīng)成型器成珠狀顆粒，在35℃下干燥制成珠狀聚合凝膠生物菌殺蟲劑。
全文摘要
一種聚合凝膠生物菌殺蟲劑及制備工藝，屬生物農(nóng)藥殺蟲劑及制備工藝。由按500ml單位體積所含重量的活性生物菌如真菌即白僵菌或細菌即蘇云金菌20—30克，同含有不飽和雙鍵的單分子有機物其濃度為20％500ml及適量的交聯(lián)劑、引發(fā)劑、穩(wěn)定劑和150—160克淀粉營養(yǎng)物相混配。其制備工藝是將上述組分及含量在40—45℃混合30分鐘，經(jīng)成型再于35℃下干燥為成品。該生物菌殺蟲劑抗性強，田間活性延長2個月，防效達86％，產(chǎn)品原料豐富、生產(chǎn)工藝簡便。
文檔編號A01N25/04GK1093524SQ9410370
公開日1994年10月19日 申請日期1994年3月31日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月31日
發(fā)明者劉志強, 王長安, 程玉鵬, 姜素青 申請人:劉志強