利用甲殼素類生物質製備新型無公害農藥的製作方法

2023-05-30 10:21:01 1

專利名稱：利用甲殼素類生物質製備新型無公害農藥的製作方法
技術領域：
: 本發明屬於無公害農藥技術領域。
背景技術：
:生物質是指在有機物中除化石燃料外，所有來源於植物、動物和微生物的可再生物質。甲殼素廣泛存在於昆蟲類、水生甲殼類的外殼和真菌類、藻類的細胞壁中，在地球上，甲殼素的年生物合成量達100億t以上，是一種蘊藏量僅次於植物纖維的極其豐富的可再生有機質資源。隨著化石資源的日漸耗竭，可再生的生物質的資源化利用受到人們的普遍關注。利用熱解技術可以將生物質轉化為三種產物:液體(熱解液)，固體(生物炭)和氣體(熱解氣)。纖維素類生物質熱解產物的資源化利用研究較多，如:熱解氣可以作為燃氣，熱解液可以改性後做液體燃料，固體生物碳具有活性炭相似的特性，也具有廣闊的應用前景；再如:中國專利(ZL00107956.5)中公開了一種從熱解油(即熱解液)中製備I，6-脫水-β -D-吡喃葡萄糖的方法；張素萍等綜述了生物質熱解液精製處理製備燃料的研究進展(新能源，2000年，22卷，10期:12-17頁)。目前關於甲殼素類生物質通過熱解轉化加以資源化利用的文獻鮮見報導。甲殼素(也稱幾丁質，Chitin)是由N-乙酸_2_氛基_2_脫氧-D-匍萄糖以β_1,4糖苷鍵形式連接而成的多糖。甲殼素在食品、醫藥工業和環境保護中的應用廣泛，如:用于澄清果汁，用作醫用纖維和藥物載體，用作水體淨化絮凝劑，等等。相關研究，在蔣挺大編寫的專著(《甲殼素》，2003，化學工業出版社)中進行了詳盡的介紹。雖然純甲殼素的利用價值較高，但是甲殼素類生物質(如:蝦蟹殼、真菌子實體等)除了含有甲殼素(幾丁質)外還有大量其他成分(如蛋白質、鈣質等)，提純過程比較繁瑣，提純後大量殘餘物的後續處理困難，容易造成環境汙染。甲殼素類生物質通過熱解轉化所得熱解液中含有大量含氮的小分子有機化合物， 這些小分子化合物對植物病原菌的生長抑制作用明顯，而且對植物生長有促進作用，因此，有望用於製備防治植物病害的無公害農藥，以及促進植物生長的調節齊U。另一方面，這些小分子化合物在自然界中容易被微生物降解，用於農業生產不易殘留，環境友好；相關研究未見報導
發明內容
:本發明的目的是提供一種以甲殼素類生物質為主要原料製備的新型無公害農藥，並提供這種兼有防治植物病害和促進植物生長的新型無公害農藥的製備方法。該方法主要特點是:以甲殼素類生物質廢棄物(主要包括真菌的細胞壁和節肢動物的外骨骼，如:甲殼動物蝦、蟹、昆蟲的外殼、真菌子實體殘渣、黴菌發酵殘渣等)為原料，在真空或缺氧的條件下，加熱分解獲得熱解液，再向熱解液中加入無公害農藥助劑製備成無公害農藥；這種無公害農藥用水稀釋後即可使用。該方法製備的無公害農藥不僅具有抗菌廣譜，環境友好的特性，而且具有促進植物生長的作用；製備方法不僅工藝簡單，生產成本低廉，而且為甲殼素類廢棄生物質的利用提供了一條新途徑。
本發明所述的新型無公害農藥的製備步驟和使用方法如下:1.甲殼素類生物質定量放入真空熱解反應器中，抽真空，加熱至220°C -600°C進行熱解，並連續抽真空，甲殼素的熱解產物在高溫下為氣態，在真空泵的連續抽吸下，離開反應器，進入冷凝器收集器中，大部分產物被冷凝為液體，即獲得熱解液。2.向上述熱解液中加入0-3.5倍的水，混合均勻，靜置3-24小時，過濾，除去濾渣，濾液中加入0.5-15%的農藥用無公害表面活性劑(如:吐溫系列)，即獲得新型無公害農藥。3.第2步驟獲得的新型無公害農藥使用時，以水作為稀釋劑，將其稀釋50到5000倍。稀釋後的溶液噴霧處理農作物或其它植物，或用於拌種、灌根、幼苗移栽時沾根，可以有效防治多種植物病害的發生和發展，並對植物的生長有促進作用。
具體實施方式
:由本發明技術方案生產的新型無公害農藥防治植物病害，並能夠促進植物的生長，減少化肥的使用量，減少高毒化學農藥的使用量，從而改善農田環境質量；而且生產成本低，有效地利用了廢棄物，減少汙染物排放。
具體實施方式
如下:實施例1:甲殼素類生物質(蟹殼或蝦殼)製備新型無公害農藥稱取2公斤蟹殼或蝦殼，破碎成3釐米以下的小碎片，放入10升真空熱解反應器中，抽真空，加熱至400°C進行熱解，並連續抽真空，甲殼素的熱解產物在高溫下為氣態，在真空泵的連續抽吸下，離開反應器，進入冷凝器收集器中，大部分產物被冷凝為液體，即獲得熱解液。向上述熱解液中加入I倍的水，混合均勻，靜置12小時，過濾，除去濾渣，濾液中加入5%的吐溫80，即獲得新型無公害農藥。實施例2:甲殼素類生物質(真菌細胞壁)製備新型無公害農藥以提取香菇多糖後的香菇殘渣為原料，稱取2公斤，放入10升真空熱解反應器中，抽真空，加熱至380°C進行熱解，並連續抽真空，甲殼素的熱解產物在高溫下為氣態，在真空泵的連續抽吸下，離開反應器，進入冷凝器收集器中，大部分產物被冷凝為液體，即獲得熱解液。向上述熱解液中加入1.5倍的水，混合均勻，靜置12小時，過濾，除去濾渣，濾液中加入5%的吐溫20，即獲得新型無公害農藥。實施例3:奸、蟹殼的熱解液用於防治黃瓜霜黴病將實施例1中製備的新型無公害農藥用水稀釋500倍，噴霧處理黃瓜植株，每隔3天處理I次，以噴霧清水作對照。噴施3次後，在無公害農藥處理的植株和對照植株上按照相同的方式接種黃瓜霜黴病病原菌(Pseudoperonospora cubensis)孢子。待對照植株明顯發病後，分別調查處理和對照的發病指數，計算防治效果。結果表明，用熱解液處理的植株對黃病霜黴病的防治效果在37% -86%之間。

實施例4:真菌細胞壁的熱解液用於防治番茄葉黴病將實施例2中製備的新型無公害農藥用水稀釋300倍，噴霧處理番茄植株，每隔3天處理I次，以噴霧清水作對照。噴施3次後，同時接種番茄葉黴病病原菌(Fulvia fulva)。待對照植株明顯發病後，分別調查處理和對照的發病指數，計算防治效果。結果表明，熱解液處理的植株對番茄灰黴病的防治效果在44% -93%之間。實施例5:真菌細胞壁的熱解液用於促進油菜生長將實施例2中製備的新型無公害農藥用水稀釋300倍，噴霧處理溫室大棚中種植的小油菜幼苗，以噴清水作對照。每隔5天噴施I次，噴施4次後，分別收穫施用新型無公害農藥的小油菜和對照小油菜，稱重。結果表明，與對照相比，施藥組小油菜增產26% -51%之 間。
權利要求
1.一種以甲殼素類生物質為主要原料製備的新型無公害農藥，其特徵在於，主要有效成分是甲殼素類生物質在真空或缺氧的條件下加熱分解得到的熱解液。
2.權利要求1中所述的新型無公害農藥的製備方法，其特徵在於，包括如下步驟: (1)將甲殼素類生物質廢棄物放入真空熱解反應器中，抽真空，加熱至220°C-600°C進行熱解，並連續抽真空，甲殼素的熱解產物在高溫下為氣態，在真空泵的連續抽吸下，離開反應器，進入冷凝器收集器中，大部分產物被冷凝為液體，即獲得熱解液； (2)向第(I)步獲得的熱解液中加入0-3.5倍的水，混合均勻，靜置3-24小時，過濾，除去濾渣，濾液中加入0.5-15%的農藥用無公害表面活性劑，即獲得新型無公害農藥。
3.權利要求2中所述的甲殼素類生物質廢棄物，其特徵在於，來源於真菌的細胞壁和節肢動物的外骨 骼，包括:甲殼動物的外殼、真菌子實體殘渣和黴菌發酵殘渣。
全文摘要
本發明涉及一種甲殼素類生物質熱解製備新型無公害農藥的方法，屬於無公害農藥和生物質資源化技術領域。該方法主要是以甲殼素類生物質廢棄物(主要包括真菌的細胞壁和節肢動物的外骨骼，如甲殼動物蝦、蟹、昆蟲的外殼、真菌子實體殘渣等)為原料，在真空或缺氧的條件下，加熱分解獲得液態熱解產物，再向熱解液中加入無公害農藥助劑製備成無公害農藥；這種無公害農藥用水稀釋後即可使用。該方法製備的無公害農藥不僅具有抗菌廣譜，環境友好的特性，而且具有促進植物生長的作用；製備方法不僅工藝簡單，生產成本低廉，而且為甲殼素類廢棄生物質的利用提供了一條新途徑。
文檔編號A01N63/02GK103168801SQ201110445208
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月26日 優先權日2011年12月26日
發明者白志輝, 楊治廣, 李耀明, 季明良, 莊國強, 張洪勳 申請人:中國科學院生態環境研究中心