CN103039439A - 一种木霉真菌种衣剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种农药种衣剂、种衣剂成膜材料和所述种衣剂的制备方法，本发明是将菌种发酵液活性厚垣孢子加入到以聚乙二醇、黄原胶和甲基纤维素制备成的成膜材料中，再对种子进行包裹处理。本发明提供的种衣剂外观均匀、不易脱落、不影响出芽率、每颗种子的木霉的厚垣孢子数≥10⁴CFU，该种衣剂可对萌发期种子进行有效的保护作用。

Description

一种木霉真菌种衣剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种农药种衣剂及其制备方法，尤其涉及一种木霉真菌种衣剂及其制备方法。 

背景技术

种子是农作物丰产优质的重要保证，但是种子本身携带的病原菌或土壤中潜在的病原物常常影响种子萌发，目前种子处理是非常重要、有效和方便的植保手段之一，其中种衣剂由于具有使用方便、防治成本低、药效持久等优点，非常适合大规模农药生产。种衣剂包覆于种子表面，形成具有一定强度和通透性的保护层，其优选成分包括杀虫剂、杀菌剂、微肥、植物生长激素等，能够有效的防治地下害虫、种传、土传病害。目前种衣剂以广泛应用于大豆、玉米、小麦、水稻、马铃薯、棉花、辣椒等许多农作物的植保过程。 

传统种衣剂优选成分为化学农药，如多菌灵、百菌灵、福美双、吡虫啉等，如专利CN1444853A公开的悬浮种衣剂，采用福美双与烯唑醇13:2配比制备种衣剂；专利CN101147489A公开的悬浮种衣剂，采用的是咪酰胺和吡虫啉复配的方式；专利CN101926346A公开的玉米悬浮种衣剂，则采用的是克百威和甲基硫菌灵复配；专利CN1429485A公开的水稻种衣剂，采用氟虫腈和吡虫啉进行复配；专利CN101238814A公开的马铃薯种衣剂，采用吡虫啉和甲霜灵进行复配；专利CN100563442C公开的黄瓜种衣剂，采用KH₂PO₄、CuSO₄与多效唑复配。但是化学农药的多度生产和使用，对生态环境造成破坏，而农药残留更是危害人体健康，同时化学农药在杀菌和杀虫过程中将有益菌和有益昆虫一起杀灭，长期使用还会式害虫和病原菌产生抗药性。化学农药带来的负面影响已引起世界性的广泛关注，各国相继出台了对化学农药的禁止、先用法规。 

生物农药因其已于降解、污染小、环境兼容性好、对人畜安全、以及病害虫不易产生抗性等优点，已经开始逐步取代 化学农药。目前生物农药制备的种衣剂也有一些专利报道，专利CN100532538C公开了一种地衣芽孢杆菌种衣剂，用于防治大豆包囊线虫病和根腐病；专利CN100391345C公开了一种苏云金杆菌种衣剂，对大豆包囊线虫病具有防治效果；专利CN1843118A公开种子包衣剂以灰色链霉菌SPRI-201培养物中分离的放线酮为有效成分，具有很好的趋避鼠类的效果；专利WO2009/126473A1公开的种衣剂，以芽孢杆菌、担子菌、壶菌等多个细菌、真菌为活性成分。 

成膜材料是种衣剂重要组成部分，常用的合成高分子成膜材料有聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚丙烯酸类等，常用的天然高分子成膜材料有纤维素和多糖，如明胶、羧甲基纤维素钠、阿拉伯树胶、淀粉等具有粘结性和成模性的物质，如专利US20100285962A1公开的成膜材料包括了植物基纤维素和蛋白；专利WO00/35277A1公开的种衣剂，组分包括聚醋酸乙烯酯、甲基纤维素、聚乙烯醇、胶粘纤维与聚乙烯基吡咯烷酮和聚糖；专利CN100425632C公开的种衣剂采用丙烯酸-丙烯酰胺共聚物作为成膜材料；专利CN1303864C公开的成膜剂采用乙烯-醋酸乙烯共聚物和聚乙烯醇为成膜材料；专利CN101438701A公开的成膜剂采用聚乙烯醇、氧化淀粉-丙烯酰胺共聚物为成膜剂。其它成膜材料如外专利CN1974629A公开的种衣剂采用的是柠檬酸-乙二醇聚脂作为成膜材料；专利CN1265744C公开的种衣剂采用动物血液干粉作为成膜材料；专利EP2229808A1公开的成膜材料中还加入无机碳酸盐。但是目前许多成膜材料或者成膜性能差、或者环境适应性差、或者成本高，依然存在诸多缺陷。 

发明内容

本发明第一个目的是提供一种种衣剂成膜材料，本发明成膜材料成膜性好、不易脱落、表明均匀，能够述广泛适用于各种生态环境。 

本发明第二个目的是提供一种包括所成膜材料的种衣剂，将孢子包衣到作物种子上，不影响种子的活力，且能促进作物生长和发育，同时对作物生长发育过程中的“微观生态”进行改变，使作物的根际周围有大量的拮抗菌存在，以达到较好的抗病效果。 

本发明第三个目的是提供一种制备所述种衣剂的方法。 

本发明一种种衣剂成膜材料，组分包括： 

甘油               2~4重量份；

聚乙二醇           2~5重量份；

黄原胶             0.5~1重量份；

甲基纤维素         0.5~1重量份；

吐温80            0.5~1重量份。

本发明一种包括所述成膜材料的种衣剂，包括生物活性成分、和成膜材料，其中，所述成膜材料组分包括： 

甘油               2~4重量份；

聚乙二醇           2~5重量份；

黄原胶             0.5~1重量份；

甲基纤维素         0.5~1重量份；

吐温80            0.5~1重量份。

其中，所述生物活性成分包括一个或多个菌种的厚垣孢子、分生孢子或菌丝体，并优选为厚垣孢子。 

其中，所述菌种为木酶真菌中的一种或多种的混合物，优选为哈茨木霉CGMCC No.5203（中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏）、哈茨木霉CGMCC No.5202（中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏）、棘孢木霉CGMCC No.5201（中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏）中的一种或任意几种的混合物，上述三种木霉菌由上海万利华生物科技有限公司分离得到，并于2011年8月31日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号。 

根据本发明所述种衣剂的一种优选实施方式，还可以加入警戒色，并优选水溶性伊红作为警戒色使用；其用量优选为2重量份。 

一种所述种衣剂的制备方法，步骤包括： 

步骤1，菌种发酵，滤掉菌丝得到生物活性成分；

步骤2，甘油、聚乙二醇、黄原胶、甲基纤维素和吐温80用水溶解，搅拌均匀得到成膜材料；

步骤3，将所述生物活性成分和成膜材料混合均匀；

步骤4，将步骤3得到的混合物进行裹种处理，干燥。

其中，步骤1中将所述生物活性成分稀释至1.0×10⁶CFU/ml。 

其中，步骤4中所述干燥优选为在35℃条件下干燥0.5~2h。 

其中，步骤4中所述混合物与种子优选为按照体积比1:25进行裹种处理。 

通过上述设计，本发明具有以下有益效果： 

1．本发明成膜材料成膜性好，不易脱落、表面均匀、无腐蚀性，采用天然材料为主，环境适应性好。

2．本发明种衣剂可以以多种菌种或菌株为生物活性成分，适用范围广泛。同时便于储存、运输和包装，而且稳定性好，储存期长。 

3．本发明种衣剂将木霉孢子包衣到种子上，并不影响种子活力，且能够对作物生长发育过程中的“微观生态”进行改变，使作物根际周围有大量拮抗菌存在，能够达到有效的抗病效果。 

4．本发明种衣剂中，木霉菌株含量高，因此，具有更好的预防疾病的效果。 

具体实施方式

本发明种衣剂成膜材料组分包括： 

甘油               2~4重量份；

聚乙二醇           2~5重量份；

黄原胶             0.5~1重量份；

甲基纤维素         0.5~1重量份；

吐温80            0.5~1重量份。

还可以包括： 

警戒色（优选水溶性伊红）   2重量份。

本发明制备所述种衣剂的方法，步骤包括： 

步骤1，生物活性组分原料，通过发酵得到孢子发酵液，过滤掉菌丝，得到生物活性成分；

步骤2，由甲基纤维素、聚乙二醇、黄原胶、甘油和吐温80 组成成膜材料，取少量的水加入吐温80和聚乙二醇，置于在磁力搅拌器上搅拌，再取甘油、黄原胶和甲基纤维素分别加入，搅拌均匀；

步骤3，将生物活性成分与步骤2制备的成膜材料混合均匀，此时还可以加入警戒色；

步骤4，优选以体积比1:25比例对种子进行裹种处理，将成膜剂涂布种子后，35℃烘0.5~2h。

所述生物活性成分优选为哈茨木霉菌CGMCC No.5202、哈茨木霉菌CGMCC No.5203、棘孢木霉菌CGMCC No.5201中的任意一种或几种菌株或菌株发酵液的混合。 

下面通过具体实施例对本发明进行详细介绍和描述，以使更好的理解本发明，但下述实施例并不显著本发明范围。 

实施例1

菌种发酵制备生物活性成分，发酵方法可以采用传统固体发酵或液态发酵制备分生孢子、厚垣孢子或菌丝体，稀释至孢子数为1.0×10⁶ CFU /ml。

取少量的水，加入0.5g的吐温80和2g聚乙二醇置于在磁力搅拌器上搅拌，再取4g甘油、1g黄原胶和0.5g甲基纤维素分别加入，搅拌均匀，2g水溶性伊红继续搅拌均匀。 

以体积比1:20比例进行裹种处理，将成膜剂涂布种子后，35℃烘干1~2h。 

实施例2

菌种液体发酵制备厚垣孢子发酵液，3层纱布过滤掉菌丝，稀释至木霉厚垣孢子数位1.0×10⁶ CFU /ml。发酵方法如下：

步骤1，菌种接种于培养基中，恒温培养；

步骤2，将培养后的菌种转移至培养液进行摇瓶培养，得到分生孢子液；

步骤3，发酵罐中投入培养液，高温高压灭菌，然后将步骤2中得到的分生孢子液倒入发酵罐中，加压通入空气，进行发酵，得到厚垣孢子；

所述培养液组分包括：

蚕豆粉：	2wt%
		葡萄糖：	0.2wt%
酵母提取物：	0.4wt%
		混合果蔬汁：	3wt%
pH值：	7.5

取少量的水，加入1g的吐温80和5g聚乙二醇置于在磁力搅拌器上搅拌，再取3g甘油、0.5g黄原胶和1g甲基纤维素分别加入，搅拌均匀，2g水溶性伊红继续搅拌均匀。参照实施例1所述方法制备种衣剂。

经显微镜400倍放大观察检测，本发明上述方法制备的种衣剂在常温下（18℃~28℃）储藏期（即孢子存活期）可达6个月以上，大大延长了产品货架期。 

实施例3

木霉菌CGMCC No.5203发酵制备厚垣孢子发酵液，3层纱布过滤掉菌丝，稀释至木霉厚垣孢子数位1.0×10⁶ CFU /ml。

取少量的水，加入0.5g的吐温80和2g聚乙二醇置于在磁力搅拌器上搅拌，再取4g甘油、1g黄原胶和0.5g甲基纤维素分别加入，搅拌均匀，再添加2g警戒色继续搅拌均匀。 

以体积比1:20比例对黄瓜种子进行裹种处理，将成膜剂涂布种子后，35℃烘干1~2h。 

腐霉菌（Pythium spp），镰刀菌（Fusurium spp），丝核菌（Rhizactonia spp）会侵染萌发中的种子，造成烂种，影响种子出芽率。实验结果显示，使用本发明种衣剂的苗期根腐病防治效果为91%，6各月后测量种衣剂，每颗种子木霉数≥1.7×10⁴。 

而目前已知的的木霉菌尚无法制备出木霉数可达10⁴含量的种衣剂。 

实施例4

木霉菌CGMCC No.5201和CGMCC No.5202发酵制备厚垣孢子发酵液，3层纱布过滤掉菌丝，稀释至木霉厚垣孢子数位1.0×10⁶ CFU /ml。

取少量的水，加入0.5g的吐温80和2g聚乙二醇置于在磁力搅拌器上搅拌，再取4g甘油、0.5g黄原胶和0.5g甲基纤维素分别加入，搅拌均匀，再添加2g水溶性伊红继续搅拌均匀。 

以体积比1:20比例对黄瓜种子进行裹种处理，将成膜剂涂布种子后，35℃烘干1~2h。 

实验结果显示，使用本发明种衣剂的苗期根腐病防治效果为93%，6各月后测量种衣剂，每颗种子木霉数≥1.1×10⁴。 

实施例5

木霉菌CGMCC No.5201发酵制备厚垣孢子发酵液，3层纱布过滤掉菌丝，稀释至木霉厚垣孢子数位1.0×10⁶ CFU /ml。

取少量的水，加入0.5g的吐温80和2g聚乙二醇置于在磁力搅拌器上搅拌，再取4g甘油、0.5g黄原胶和0.5g甲基纤维素分别加入，搅拌均匀，再2g水溶性伊红继续搅拌均匀。 

以体积比1:20比例对黄瓜种子进行裹种处理，将成膜剂涂布种子后，35℃烘干1~2h。 

实验结果显示，使用本发明种衣剂的苗期根腐病防治效果为93%，6各月后测量种衣剂，每颗种子木霉数≥1.3×10⁴。 

实施例6

木霉菌CGMCC No.5201、CGMCC No.5202、CGMCC No.5203发酵制备厚垣孢子发酵液，3层纱布过滤掉菌丝，稀释至木霉厚垣孢子数位1.0×10⁶ CFU/ml。

取少量的水，加入0.5g的吐温80和2g聚乙二醇置于在磁力搅拌器上搅拌，再取4g甘油、0.5g黄原胶和0.5g甲基纤维素分别加入，搅拌均匀，再添加2g水溶性伊红继续搅拌均匀。 

以体积比1:20比例对黄瓜种子进行裹种处理，将成膜剂涂布种子后，35℃烘干1~2h。 

实验结果显示，使用本发明种衣剂的苗期根腐病防治效果为95%，6各月后测量种衣剂，每颗种子木霉数≥1.5×10⁴。 

上述实施例说明本发明种衣剂以木霉厚垣孢子为种衣剂活性成分时，能够有效抑制作物病害，因此增产效果显著。 

通过实验还发现，本发明种衣剂便于贮存、运输和包装，并且将木霉菌孢子包衣到作物种子上，不影响种子的活力，且能促进作物生长还能够发育，同时对作物生长发育过程中的“微观生态”进行改变，使作物的根际周围有大量的木霉等拮抗菌存在，以达到较好的抗病效果。 

按照上述实施例的方法，采用目前已知的木霉菌株预防根腐病，与大多数已知的木霉菌株相比，本发明上述实施例制备的种衣剂，可大幅提高木霉含量，从而预防苗期根腐病效果均有大幅度的提高。 

经实验检测，用本发明成膜材料制备的种衣剂外观均匀、不易脱落、不影响出芽率，每颗种子厚垣孢子数可达10⁴CFU以上，可对萌发期种子进行有效保护。 

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。 

Claims (9)

1.一种木霉真菌种衣剂，其特征在于，包括生物活性成分、和成膜材料，其中，所述成膜材料组分包括：

甘油               2~4重量份；

聚乙二醇           2~5重量份；

黄原胶             0.5~1重量份；

甲基纤维素         0.5~1重量份；

吐温80            0.5~1重量份。

2.根据权利要求1所述的种衣剂，其特征在于，所述生物活性成分包括一个或多个菌种的厚垣孢子或分生孢子。

3.根据权利要求2所述的种衣剂，其特征在于，所述菌种为木霉真菌中的一种或多种的混合菌。

4.根据权利要求1所述的种衣剂，其特征在于，组分还包括：

警戒色            2重量份。

5.一种如权利要求1所述的种衣剂成膜材料，其特征在于，组分包括：

                     甘油         2~4重量份；

                     聚乙二醇     2~5重量份；

                     黄原胶       0.5~1重量份；

                     甲基纤维素   0.5~1重量份；

                     吐温80      0.5~1重量份。

6.一种制备如权利要求1所述的种衣剂的方法，其特征在于，步骤包括：

步骤1，菌种发酵，滤掉菌丝得到生物活性成分，所述活性成分为分生孢子、厚垣孢子或菌丝体；

步骤2，甘油、聚乙二醇、黄原胶、甲基纤维素和吐温80用水溶解，搅拌均匀得到成膜材料；

步骤3，将所述生物活性成分和成膜材料混合均匀；

步骤4，将步骤3得到的混合物进行裹种处理，干燥。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤1中将所述生物活性成分稀释至1.0×10⁶ CFU /ml。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤4中所述混合物与种子按照体积比1:25进行裹种处理。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤4中所述干燥为35℃条件下干燥0.5~2h。