一種安全高效的植物病害殺菌劑及其製備方法與流程
2023-04-28 00:12:51 2
本發明屬於農業領域，特別涉及一種安全高效的植物病害殺菌劑及其製備方法。
背景技術：
植物病害是農作物高產、穩產、優質的一大限制因素。為了防治各種植物病害，農民不得不大量使用化學殺菌劑。化學殺菌劑的使用雖然有效的防治了病害，但也給農產品安全及生態環境埋下了隱患，如植物病害抗藥性增強、藥物殘留、水土環境汙染加劇等。隨著人們生活水平的不斷提高，人們對農藥安全性的擔心和憂慮也日益嚴重，開發高效、低毒、低殘留、對環境友好的農藥新產品替代化學農藥已成為各國農藥工作者追求的目標。在化學農藥替代品開發過程中，人們發現生物農藥的使用能很好的解決以上潛在危害，生物農藥是指利用生物活體或其代謝產物對害蟲、病菌、雜草、線蟲等有害生物進行防治的一類農藥製劑。相比傳統的化學殺菌劑，生物製劑具有安全、無殘留的特點。然而，目前市面上現有的生物農藥殺菌效果並未滿足人們的生產需要，還達不到取代傳統化學殺菌劑的要求。
技術實現要素：
本發明為了彌補現有技術的不足，提供了一種製備簡單、組方合理、效果明顯、安全有效、無殘留且環境友好的安全高效的植物病害殺菌劑及其製備方法。
本發明是通過如下技術方案實現的：
一種安全高效的植物病害殺菌劑，由以下重量百分比的組分製成：聚氨基寡聚糖3～15％、甜菜鹼0.3～1％、復硝酚鈉0.1～1％、水楊酸鈉0.4～1.5％、苦參鹼5～12％，純化水補足至100％。
該安全高效的植物病害殺菌劑的製備方法，採用如下步驟：
(1)製備聚氨基寡聚糖：
(1-1)稱取88～92質量份的純化水和8-12重量份的低分子量寡聚糖，標記該純化水為純化水A，將純化水A和低分子量寡聚糖加入到反應釜A中，攪拌20-30分鐘，製成質量濃度為8％-12％的寡聚糖溶液；
(1-2)向步驟(1-1)製得的寡聚糖溶液中加入3-7質量份的氫氧化鈉和2-5質量份的異丙醇，加熱至70-80℃，再加入10-15質量份的氯化銨，保持該溫度4-6小時後，將溫度降至室溫，緩慢加入醋酸直至溶液pH值為7並產生絮狀沉澱；用乙醇或水進行洗滌。
(1-3)將步驟(1-2)製得的沉澱物烘乾至恆重，即得聚氨基寡聚糖；
(2)製備該安全高效的植物病害殺菌劑：
(2-1)稱取質量分數為3～15％的步驟(1-3)製得的聚氨基寡聚糖，以及所述質量分數的甜菜鹼0.3～1％、復硝酚鈉0.1～1％、水楊酸鈉0.4～1.5％、苦參鹼5～12％，餘量用純化水補齊，並將該純化水標記為純化水B；
(2-2)室溫下，將純化水B的70％加入到反應釜B中，然後依次將步驟(2-1)稱取的所述質量分數的聚氨基寡聚糖、苦參鹼、甜菜鹼、復硝酚鈉、水楊酸鈉加入反應釜B中，並且在每種組分加入反應釜B後均攪拌30分鐘，使反應釜內的溶液混合均勻後再加入下一種組分，最後將剩餘的純化水B加入到反應釜B中，補齊至100％，即得所述安全高效的植物病害殺菌劑。
用法用量：以本發明植物病害殺菌劑成品50g/每畝的用量計算，兌水700-900倍後，於農作物發病初期葉面噴施。
本發明所採用的各組分的性能如下所示：
聚氨基寡聚糖：寡聚糖是指含有2-10個糖苷鍵聚合而成的化合物，寡聚糖可以作為植物免疫系統激活劑，調節植物生長發育以及細胞表面的快速反應。本產品是利用低分子量的寡聚糖，在特定理、化條件下，通過銨根離子化學修飾，使其在C2位和C6位上再各聚合一個氨基，這樣在每個糖環上存在三個氨基，即成為聚氨基寡聚糖。因為聚合了更多的氨基，使寡聚糖的活性更強，效果更好。
甜菜鹼：甜菜鹼是一種生物鹼，具有強烈的吸溼性能，對皮膚刺激性低,生物降解性好,具有優良的去汙殺菌功能。
復硝酚鈉：復硝酚鈉是一種強力細胞賦活劑，與植物接觸後能迅速滲透到植物體內，促進細胞的原生質流動，提高細胞活力，提高作物的抗病、抗蟲、抗旱、抗澇、抗寒、抗鹽鹼、抗倒伏等抗逆能力，具有高效、低毒、無殘留、適用範圍廣、無副作用、使用濃度範圍寬等優點。
水楊酸鈉：水楊酸鈉為白色鱗片或粉末，主要用於止痛藥和風溼藥，也用作有機合成原料、防腐劑、測胃液中游離酸的試劑，由水楊酸用鹼中和結晶而得。其製備方法：將水楊酸和碳酸氫鈉交叉加入蒸餾水中，溫度保持60℃，並保持呈酸性狀態，同時加入適量乙二胺四乙酸(EDTA)及保險粉。升溫至85℃，反應半小時。將合格的反應液經過濾送入沸騰床，於85℃乾燥得水楊酸鈉。
苦參鹼：苦參鹼是由豆科植物苦參的乾燥根、植株、果實經乙醇等有機溶劑提取製成的，是生物鹼，是一種低毒、低殘留、環保型農藥，具有殺蟲活性、殺菌活性、調節植物生長功能等多種功能，有良好的防治效果。苦參鹼作為是一種植物源農藥，在大自然中能迅速分解，最終產物為二氧化碳和水。而且，苦參鹼因為多種化學物質共同作用，使其不易導致有害物產生抗藥性，能長期使用，對相應的害蟲不會直接完全毒殺，而是控制害蟲生物種群數量不會嚴重影響到該植物種群的生產和繁衍。
本發明安全高效的植物病害殺菌劑的有益效果：
1、該安全高效的植物病害殺菌劑配比合理，通過各成分之間的相互補充，聯合協同起效，增效作用顯著，有效防治黃瓜、西紅柿、辣椒、茄子、西瓜、甜瓜等的霜黴病、白粉病、灰黴病炭疽病等真菌病對農作物的危害。作用於農作物時能直接殺死病菌並誘導農作物自身產生抵禦植物病害的激活因子，從而有效殺滅和控制植物病害。田間試驗表明，本發明安全高效的植物病害殺菌劑作為一種生物製劑，用量低，防治效果優於傳統的化學殺菌劑，對人畜無害，不汙染環境，長期或多次誘導不會使農作物產生特異性抗病性。
2、本發明所使用的聚氨基寡聚糖是利用低分子量的寡聚糖在特定理化條件下，通過化學修飾，使其在C2位和C6位上各再聚合一個氨基，這樣使得每個糖環上存在三個氨基，更多的氨基可以大大提高寡聚糖的活性，並能鍵合更多的物質的分子，控制其釋放速度，增加其安全性和持效性。同時，本發明所使用的聚氨基寡聚糖與苦參鹼、甜菜鹼、復硝酚鈉、水楊酸鈉都是中性或弱鹼性物質，各組分之間相容性、穩定性好有效期長。苦參鹼、甜菜鹼、復硝酚鈉、水楊酸鈉都具有殺菌抗病作用，能提高作物的抗逆能力，對聚氨基寡聚糖起到補充、增效作用。而且，甜菜鹼是很好的潤溼劑，復硝酚鈉能增加藥液的滲透性，可大幅提高殺菌劑的防效。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明作進一步說明，但本發明並不局限於此，實施例中的製備方法均為常規製備方法，不再詳述。
實施例1：
該安全高效的植物病害殺菌劑，由以下重量百分比的組分製成：聚氨基寡聚糖3千克、甜菜鹼1千克、復硝酚鈉0.1千克、水楊酸鈉1.5千克、苦參鹼12千克和純化水82.4千克。
該安全高效的植物病害殺菌劑的製備方法，步驟如下：
(1)製備聚氨基寡聚糖：
(1-1)稱取90千克的純化水和10千克的低分子量，標記該純化水為純化水A，將純化水A和低分子量寡聚糖加入到反應釜A中，攪拌25分鐘，製成質量濃度為10％的寡聚糖溶液；
(1-2)向步驟(1-1)製得的寡聚糖溶液中加入5質量份的氫氧化鈉和4質量份的異丙醇，加熱至75℃，再加入13質量份的氯化銨，保持該溫度5小時後，將溫度降至室溫，緩慢加入醋酸直至溶液pH值為7並產生絮狀沉澱；用乙醇或水進行洗滌；
(1-3)將步驟(1-2)製得的沉澱物烘乾至恆重，即得聚氨基寡聚糖；
(2)製備該安全高效的植物病害殺菌劑：
(2-1)稱取步驟(1-3)製得的聚氨基寡聚糖3千克，以及甜菜鹼1千克、復硝酚鈉0.1千克、水楊酸鈉1.5千克、苦參鹼12千克、純化水82.4千克，並將該純化水標記為純化水B；
(2-2)室溫下，將純化水B的70％加入到反應釜B中，然後依次將步驟(2-1)稱取的所述質量分數的聚氨基寡聚糖、苦參鹼、甜菜鹼、復硝酚鈉、水楊酸鈉加入反應釜B中，並且在每種組分加入反應釜B後均攪拌30分鐘，使反應釜內的溶液混合均勻後再加入下一種組分，最後將剩餘的純化水B加入到反應釜B中，補齊至100％，即得所述安全高效的植物病害殺菌劑。
用法用量：以本發明植物病害殺菌劑成品50g/每畝的用量計算，兌水700-900倍後，於農作物發病初期葉面噴施。
實施例2：
由以下重量百分比的組分製成：聚氨基寡聚糖9千克、甜菜鹼0.3千克、復硝酚鈉0.77千克、水楊酸鈉0.95千克、苦參鹼8.5千克，純化水80.48千克。
製備方法及用法用量同實施例1。
實施例3：
由以下重量百分比的組分製成：聚氨基寡聚糖15千克、甜菜鹼0.82千克、復硝酚鈉0.32千克、水楊酸鈉0.67千克、苦參鹼5千克，純化水78.19千克。
製備方法及用法用量同實施例1。
實施例4：
由以下重量百分比的組分製成：聚氨基寡聚糖12千克、甜菜鹼0.47千克、復硝酚鈉0.55千克、水楊酸鈉0.4千克、苦參鹼6.7千克，純化水79.88千克。
製備方法及用法用量同實施例1。
實施例5：
由以下重量百分比的組分製成：聚氨基寡聚糖6千克、甜菜鹼0.65千克、復硝酚鈉1千克、水楊酸鈉1.22千克、苦參鹼10.2千克，純化水80.93千克。
製備方法及用法用量同實施例1。
試驗例：
為了驗證本發明安全高效的植物病害殺菌劑的效果，本發明人進行了抑菌效果實驗和田間試驗。
1、抑菌效果試驗
取本發明所得安全高效的植物病害殺菌劑(實施例1-5)，並研究了其對多種常見的植物病害病原體的抑菌作用。
1.1菌種材料
試驗所用病原菌分別為褐孢黴，分離自番茄葉黴病病斑；瓜類單絲殼白粉菌，分離自黃瓜白粉病病斑；灰葡萄孢，分離自辣椒灰黴病病斑；茄褐紋擬莖點黴，分離自茄子褐紋病；半知菌瓜刺盤孢，分離自甜瓜炭疽病病斑；西瓜葉點黴，分離自西瓜葉斑病病斑；菠菜霜黴病菌，分離自菠菜霜黴病病斑；禾穀鐮孢，分離自小麥赤黴病。(均由山東省農業微生物重點實驗室分離保存)。
1.2實驗方法
以褐孢黴、瓜類單絲殼白粉菌、灰葡萄孢、茄褐紋擬莖點黴、半知菌瓜刺盤孢、西瓜葉點黴、菠菜霜黴病菌、禾穀鐮孢為實驗菌株，分別進行活化培養，長出單菌落後，分別用接種環挑取少許菌體於盛有無菌生理鹽水的試管內，振蕩均勻，製備成懸浮液。在無菌條件下，在90mm的培養皿中加適量的培養基，凝固後加100微升菌液，塗布均勻，靜置20-30分鐘。將本發明所得安全高效的植物病害殺菌劑和其他植物病害殺菌劑(如滅病威懸浮劑，購自中山市石岐農藥廠)分別做成直徑為0.4cm的圓形，放置在固體培養基上，同一培養皿上依次放置其他植物病害殺菌劑和本發明所得安全高效的植物病害殺菌劑，重複10次，細菌在37℃的恆溫培養箱中培養24h。觀察各樣品與培養基接觸面有無細菌生長，並測量抑菌圈直徑大小。採用SPSS v11.5軟體處理數據，數據以均數±標準差(x±S)表示，具體情況見表1：
表1：各樣品對菌種的接觸抑菌抑菌圈直徑(單位：cm；樣品直徑0.4cm)
由表1可以看出，在抑制瓜類單絲殼白粉菌、灰葡萄孢、半知菌瓜刺盤孢、西瓜葉點黴這類病原菌方面，本發明安全高效的植物病害殺菌劑和其他植物病害殺菌劑(比如滅病威懸浮劑)均具有較好的接觸抑菌作用，樣品與培養基的接觸面均無細菌生長，但本發明所得的安全高效的植物病害殺菌劑的抑菌效果更強，比如本產品安全高效的植物病害殺菌劑對瓜類單絲殼白粉菌接觸抑菌抑菌圈直徑為0.749±0.0098cm，而其他植物病害殺菌劑對瓜類單絲殼白粉菌接觸抑菌抑菌圈直徑為0.674±0.0124m。更重要的是，在對褐孢黴、茄褐紋擬莖點黴、菠菜霜黴病菌、禾穀鐮孢等病原菌的殺菌效果方面，本發明安全高效的植物病害殺菌劑的抑菌效果遠遠高於其他植物病害殺菌劑，比如本產品安全高效的植物病害殺菌劑對禾穀鐮孢接觸抑菌抑菌圈直徑為0.768±0.0137cm，而其他植物病害殺菌劑對禾穀鐮孢接觸抑菌抑菌圈直徑為0.379±0.0135cm。
綜上，本發明所得安全高效的植物病害殺菌劑與現有的其他植物病害殺菌劑相比，其抑菌效果更加顯著，而且對各種病原菌均有顯著的抑菌效果，具有殺菌廣譜性，值得市場上廣泛推廣使用。
2、田間試驗
試驗地設置在泰安市泰山林業科學研究院試驗基地，分別種植甜瓜、番茄、黃瓜、辣椒、茄子，均種植於大棚中，於2010年5月中旬播種，2010年10中旬定植，試驗區的面積為50平米，平均分為5個小區，分別為甜瓜種植小區、番茄種植小區、黃瓜種植小區、辣椒種植小區和茄子種植小區，每個種植小區的面積為10平米，分別用來種植甜瓜、番茄、黃瓜、辣椒、茄子，且每個種植小區之間採用塑料薄膜隔離。
分別以半知菌瓜刺盤孢、褐孢黴、瓜類單絲殼白粉菌、灰葡萄孢、茄褐紋擬莖點黴為實驗菌株，分別進行活化培養，長出單菌落後，分別用接種環挑取少許菌體於盛有無菌生理鹽水的試管內，振蕩均勻，製備成半知菌瓜刺盤孢懸浮液、褐孢黴懸浮液、瓜類單絲殼白粉菌懸浮液、灰葡萄孢懸浮液、茄褐紋擬莖點黴懸浮液。
5月中旬進行播種，澆水，25天後待幼苗長出，分別在甜瓜種植小區、番茄種植小區、黃瓜種植小區、辣椒種植小區和茄子種植小區噴灑已經製備好的半知菌瓜刺盤孢懸浮液、褐孢黴懸浮液、瓜類單絲殼白粉菌懸浮液、灰葡萄孢懸浮液和茄褐紋擬莖點黴懸浮液，同時將每個種植小區分成兩個部分(分別為對照組和實驗組)，採用塑料薄膜進行隔離，每個小區的對照組部分又平均分為5個小區域。待出現發病症狀時進行第一次施藥(註：施藥時間並不一定一致)，每個種植小區的實驗組使用本發明所得植物病害殺菌劑成品0.8g，兌水700-900倍後，於農作物葉面噴施；每個種植小區對照組的5個小區域分別噴灑等質量的75％百菌清可溼性粉劑、多抗黴素、70％甲基硫菌靈可溼性粉劑加60％唑醚·代森聯水分散粒劑、克菌丹、病毒必克，同樣兌水700-900倍後，噴施於農作物植株上。每個小組第一次施藥後10天，再進行第二次施藥(註：施藥時間也不一定一致)，每個種植小區的實驗組使用本發明所得植物病害殺菌劑成品1.2g，兌水700-900倍後，噴施於農作物植株上；每個種植小區對照組的5個小區域分別噴灑等質量的75％百菌清可溼性粉劑、多抗黴素、70％甲基硫菌靈可溼性粉劑加60％唑醚·代森聯水分散粒劑、克菌丹、病毒必克。
採用五點取樣法進行病害測定，分別在每個小區的實驗組和對照組隨機選定5株植物，分別調查每株的全部葉片。施藥前分別調查甜瓜炭疽病、番茄葉黴病、黃瓜白粉病、辣椒灰黴病和茄子褐紋病的發病基數，第二次施藥後10天時調查統計防治效果，計算抑制率，具體情況如下表2。
表2本發明安全高效的植物病害殺菌劑與其他殺菌劑的田間防治效果
從表2中可知，一方面，本發明安全高效的植物病害殺菌劑對多種植物病害均有較好的抑菌效果，具有殺菌廣譜性，而傳統的其他抑菌劑多是針對某種植物病害，對其他植物病害幾乎無抑菌效果。另一方面，本發明安全高效的植物病害殺菌劑的抑菌效果比其他殺菌劑的抑菌效果更加顯著，比如對甜瓜炭疽病的抑菌作用：使用本發明所得的植物病害殺菌劑的抑菌率均達到75％以上，而使用75％百菌清可溼性粉劑的抑菌率也只達到66.9％，而且其他抑菌劑對甜瓜炭疽病的植物病害幾乎無抑菌效果。
綜上，本發明安全高效的植物病害殺菌劑對多種植物病害的抑菌防治效果優於傳統的殺菌劑，值得市場推廣使用。
最後應說明的是，實施例只是本發明最優的具體實施方式而已，並不用於限制本發明，儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對於本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。