CN107183064A

CN107183064A - 一种含层状双金属化合物Bt可湿性粉剂及其制备方法

Info

Publication number: CN107183064A
Application number: CN201710386712.5A
Authority: CN
Inventors: 潘晓鸿; 徐章燕; 郑怡琳; 饶文华; 黄腾洲; 陈赛黎; 曹希; 关雄
Original assignee: Fujian Agriculture and Forestry University
Current assignee: Fujian Agriculture and Forestry University
Priority date: 2017-05-26
Filing date: 2017-05-26
Publication date: 2017-09-22

Abstract

本发明涉及一种含层状双金属化合物Bt可湿性粉剂及其制备方法，制备方法包括制备种子液、制备Bt发酵液、制备胞晶混合物、制备含层状双金属化合物Bt可湿性粉剂。本发明以层状双金属化合物作为载体，具有较高的吸附容量，并且能够有效的保护Bt有效成分，在强紫外照射4小时后仍能维持很高的生物活性，比不含层状双金属化合物Bt可湿性粉剂的致死率高3倍；本发明还加入各种助剂，弥补了当前Bt粉剂的缺陷。本发明的Bt可湿性粉剂具有很好的杀虫活性，与仅含胞晶混合物的粉剂相比，其生物活性提高了10倍；并且本发明的胞晶混合物的用量少，仅含5%~15%，具有防治效率高且社会经济效益高的特点。

Description

一种含层状双金属化合物Bt可湿性粉剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种Bt可湿性粉剂及其制备方法，具体涉及一种含层状双金属化合物Bt可湿性粉剂及其制备方法，属于生物农药技术领域。

背景技术

苏云金芽胞杆菌（Bacillus thuringiensis，简称Bt），是一种革兰氏阳性菌，产孢子，其杀虫活性可作用于膜翅目、同翅目、直翅目以及原生动物等，孢子在形成过程中可产分子量在27~150 KDa、不溶于水和有机溶剂、耐热性良好、形状一般为菱形（也有圆形、方形等形状的晶体产生）的伴胞晶体。伴胞晶体作为苏云金芽胞杆菌最主要的杀虫活性成分，可以独立作用且杀虫效果较好。Bt制剂作为目前世界上应用范围最广的微生物杀虫制剂，可广泛用于农业、森林、果蔬等领域的害虫防治，具有显著的经济、社会和生态效益。当前Bt农药制剂的品种丰富，其中液体制剂较易获得但保存性能不佳，而粉末制剂尽管方便保存和运输，但所需成本昂贵且制作工艺程序复杂。Bt农药具有较强的选择性，害虫较难对其产生抗药性，近几十年以来深受欢迎，但因其在使用过程中存在的有效成分易降解、效价不稳定、速度慢且持效期短、易受阳光分解等缺点，限制了其发展。

纳米材料是指其在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1~100nm)或由它们作为基本单元组成的材料。纳米材料由于具有表面效应、量子尺寸效应和小尺寸效应等超常特性，被广泛应用于化工、医学、电子、军事、航空航天等众多领域，并且逐渐涉及到农药行业。前期的基础研究结果表明，利用纳米材料作为载药粒子，能够控制农药的释放速度，延长持效期等。近年来一些发达的国家，如美国、欧洲、日本、加拿大等都相继开展了关于纳米农药方面的研究，并且已成功开发出了农药微乳剂和纳米悬浮剂等剂型。

纳米层状双金属化合物 (Layered Double Hydroxides，简称LDHs) 是一种类水滑石阴离子粘土，其主体一般由两种金属的氢氧化物构成，化学式一般为：[M^2＋ _1-xM^3＋ _x(OH)₂]^x+(A^n-)_x/n•zH₂O，式子中M可以是＋2价或＋3主族元素或过渡金属离子。早在100多年前LDHs就已被人们发现并研究，但直至上个世纪60年代它才引起人们高度关注。作为一类绿色无害、原料来源丰富、易于人工合成且具有超分子结构的分子复合材料，LDHs包含诸多优点，其中包括插层客体和LDHs主体在生物吸附、医药、催化、生物农药等多领域极其广阔的应用前景，使其成为近年来许多国家争相开发的新型材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种含层状双金属化合物Bt可湿性粉剂及其制备方法，用于解决当前苏云金芽孢杆菌粉剂不能抗紫外，杀虫活性较低的问题。

本发明的一种含层状双金属化合物Bt可湿性粉剂的制备方法，其特征在于制备步骤如下：

（1）制备种子液：取标准菌株Bt HD73接种于LB固体培养基中，在30℃的恒温培养箱中培养24小时，然后用接种环挑取单斑接种于5 mL的LB液体培养基中，于30℃，200 rpm培养箱中振荡培养12小时，得到种子液；

（2）制备Bt发酵液：取步骤（1）的种子液，按2%的体积比接种至LB液体培养基中，于30℃, 200 rpm培养箱中振荡培养，直到芽孢脱落量以及伴孢晶体的含量均为50%，得到Bt发酵液；

（3）制备胞晶混合物：取步骤（2）的Bt发酵液，调节pH值至4.5，然后8000rpm，离心30分钟，收集沉淀物，得到胞晶混合物；

（4）制备含层状双金属化合物Bt可湿性粉剂：按质量份调配，取步骤（3）的胞晶混合物5~15份、层状双金属化合物1~5份，搅拌混匀，然后加入润湿剂0.5~2份、乳化剂0.1~0.4份、分散剂0.1~0.4份、展着剂0.5~2份、助溶剂1~4份，搅拌混匀后，于60℃条件下烘至含水率为5%，取出，研磨粉碎，过75微米的筛，得到含层状双金属化合物Bt可湿性粉剂。

其中，步骤（4）中所述的按质量份组配：取步骤（3）的胞晶混合物10份、层状双金属化合物3份，搅拌混匀，然后加入润湿剂1.5份、乳化剂0.1份、分散剂0.3份、展着剂2份、助溶剂2份，搅拌混匀。

步骤（4）中所述的按质量份组配：取步骤（3）的胞晶混合物10份、层状双金属化合物3份，搅拌混匀，然后加入润湿剂2.0份、乳化剂0.3份、分散剂0.2份、展着剂2份、助溶剂1份，搅拌混匀。

步骤（4）中所述的按质量份组配：取步骤（3）的胞晶混合物10份、层状双金属化合物3份，搅拌混匀，然后加入润湿剂0.5份、乳化剂0.2份、分散剂0.2份、展着剂1份、助溶剂2份，搅拌混匀。

步骤（4）中所述的润湿剂为十二烷基磺酸钠，分散剂为木质素磺酸钠，乳化剂为吐温60，展着剂为聚乙烯醇，助溶剂为聚乙二醇。

所述层状双金属化合物由市场购得。

本发明的优点及有益之处：

1、本发明以层状双金属化合物作为载体，加入十二烷基磺酸钠作为润湿剂，吐温60作为乳化剂，木质素磺酸钠作为分散剂，聚乙烯醇作为展着剂，聚乙二醇作为助溶剂。添加了新的载体、新的助剂，弥补了当前Bt粉剂的缺陷。

2、本发明的Bt可湿性粉剂中，以层状双金属化合物LDHs作为Bt胞晶混合物的载体，具有较高的吸附容量，并且能够有效的保护Bt有效成分，在强紫外照射4小时后仍能维持很高的生物活性，比不含层状双金属化合物的Bt可湿性粉剂的致死率高3倍。

3、本发明的Bt可湿性粉剂具有很好的杀虫活性，与仅含10%胞晶混合物的粉剂相比，其生物活性提高了10倍；并且本发明的胞晶混合物的用量少，仅含5%~15%，而现有的Bt可湿性粉剂胞晶混合物含量一般为50%，CN102027999A专利的胞晶混合物含量达50%~70%，相比之下，本发明的Bt可湿性粉剂，大大降低了胞晶混合物的用量，具有防治效率高且社会经济效益高的特点。

具体实施方式

为了进一步阐明本发明而不是限制本发明，以下结合实施例加以说明。下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。

实施例1：一种含层状双金属化合物Bt可湿性粉剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）制备种子液：取标准菌株Bt HD73接种于LB固体培养基中，在30℃的恒温培养箱中培养24小时，然后用接种环挑取单斑接种于5 mL的LB液体培养基中，于30℃，200 rpm培养箱中振荡培养12小时，得到种子液。所述的LB固体培养基：胰蛋白胨10 g/L，酵母粉5 g/L，氯化钠10 g/L，琼脂粉5 g/L；LB液体培养基：胰蛋白胨10 g/L，酵母粉5 g/L，氯化钠10 g/L，pH值7.0。

（2）制备Bt发酵液：将种子液按2%的体积比接种至100 mL的LB液体培养基中，于30℃, 200 rpm培养箱中振荡培养，间隔时间点取样镜检，直到芽孢脱落量以及伴孢晶体的含量均为50%，得到Bt发酵液；

（4）制备含层状双金属化合物Bt可湿性粉剂：按质量份调配，取取步骤（3）的胞晶混合物10份、层状双金属化合物3份，搅拌混匀，然后加入润湿剂1.5份、乳化剂0.1份、分散剂0.3份、展着剂2份、助溶剂2份，搅拌混匀后，于60℃条件下烘至含水率为5%，取出，研磨粉碎，过75微米的筛，得到含层状双金属化合物Bt可湿性粉剂。

实施例2、一种含层状双金属化合物Bt可湿性粉剂的生物活性测定

1、确定的Bt胞晶混合物的质量，利用棉铃虫2龄幼虫进行生物活性测定。具体测定方法为：配置新鲜的饲料至96孔板中，往孔板中均匀的加入不同重量百分比的Bt胞晶混合物。每孔加入3只幼虫，每个处理重复12次。具体结果如表1所示。同时以加入无菌水作为空白对照。处理后置于温度为25±2℃，光照时间为14 h的生化培养箱中培养，24 h后观察幼虫的生长状况，记录死亡数，计算校正死亡率。

表1 不同质量胞晶混合物的生物活性

注：发酵菌株为Bt HD73标准菌株。供试昆虫为棉铃虫，按标准进行饲养并生测。从表1可以看出，HD73胞晶混合物对棉铃虫的杀虫效果良好。计算得到其LC₅₀值为99.8 ug/L。

2、确定的层状双金属化合物的含量，固定胞晶混合物的重量百分比为10%，具体配比以及实验结果如表2所示。

表2 不同配比的胞晶混合物和层状双金属化合物的生物活性

从表2可以看出，胞晶混合物和层状双金属化合物的质量分别为10.0%和3.0%时对供试昆虫的杀虫效率最好。

3、考察不同比例的助剂成分对其杀虫效果的影响。固定胞晶混合物和层状双金属化合物的质量百分比分别为10.0%和3.0%，根据不同助剂单组份对Bt杀虫活性的影响，本发明通过正交试验设计了L16=5因素4水平实验，并测定了4组试验产品对供试昆虫的生物活性。各原料配比试验结果如表3所示。

表3 不同配比助剂（重量百分比）的Bt可湿性粉剂的生物活性

注：除去各组分的含量，余量为水。如表3所示，3号组产品的生物活性最高。即HD73胞晶混合物、层状双金属化合物、十二烷基磺酸钠、吐温60、木质素磺酸钠、聚乙烯醇和聚乙二醇的质量百分数分别为：10.0%、3.0%、1.5%、0.1%、0.3%、2.0%和2.0%。

4、对于表3中组别3的样品，测定其LC₅₀。结果表明，组别3的LC₅₀值为10.1 ug/L。与单独的胞晶混合物粉剂相比，生物活性提高了10倍。

5、使用表3中组别3的配方，考察强紫外照射下含层状双金属化合物Bt可湿性粉剂的杀虫活性。取10 g的含层状双金属化合物Bt可湿性粉剂样品溶解在100 mL的蒸馏水中，置于254 nm紫外灯30 cm处照射不同的时间，然后测定其对棉铃虫的生物活性。同时以不含层状双金属化合物的Bt可湿性粉剂为对照（CK），对比经紫外照射后两种可湿性粉剂的校正死亡率。结果如表4所示。

表4 含层状双金属化合物Bt可湿性粉剂的抗紫外性能

从表4可以看出，相同紫外照射条件下（4 h）含层状双金属化合物的Bt可湿性粉剂对棉铃虫的校正死亡率为70.4%，比未含层状双金属化合物的Bt可湿性粉剂的致死率高3倍以上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种含层状双金属化合物Bt可湿性粉剂的制备方法，其特征在于制备步骤如下：

2.根据权利要求1所述的一种含层状双金属化合物Bt可湿性粉剂的制备方法，其特征在于所述步骤（4）中所述的按质量份组配：取步骤（3）的胞晶混合物10份、层状双金属化合物3份，搅拌混匀，然后加入润湿剂1.5份、乳化剂0.1份、分散剂0.3份、展着剂2份、助溶剂2份，搅拌混匀。

3.根据权利要求1所述的一种含层状双金属化合物Bt可湿性粉剂的制备方法，其特征在于所述步骤（4）中所述的按质量份组配：取步骤（3）的胞晶混合物10份、层状双金属化合物3份，搅拌混匀，然后加入润湿剂2.0份、乳化剂0.3份、分散剂0.2份、展着剂2份、助溶剂1份，搅拌混匀。

4.根据权利要求1所述的一种含层状双金属化合物Bt可湿性粉剂的制备方法，其特征在于所述步骤（4）中所述的按质量份组配：取步骤（3）的胞晶混合物10份、层状双金属化合物3份，搅拌混匀，然后加入润湿剂0.5份、乳化剂0.2份、分散剂0.2份、展着剂1份、助溶剂2份，搅拌混匀。

5.根据权利要求1所述的一种含层状双金属化合物Bt可湿性粉剂的制备方法，其特征在于步骤（4）中所述的润湿剂为十二烷基磺酸钠，分散剂为木质素磺酸钠，乳化剂为吐温60，展着剂为聚乙烯醇，助溶剂为聚乙二醇。

6.由权利要求1-5所述的任一方法制备的含层状双金属化合物Bt可湿性粉剂。