一种颗粒剂、其制备方法及其应用
阅读说明：本技术 一种颗粒剂、其制备方法及其应用 (Granules, preparation method and application thereof ) 是由 张�杰 杨代斌 耿丽丽 束长龙 袁会珠 王泽宇 于 2021-09-02 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种颗粒剂、其制备方法及其应用。颗粒剂为粒径0.2至2mm的球状物,包括活性组分、第一组分、第二组分、第三组分和第四组分；活性组分为苏云金芽胞杆菌；第一组分为聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、黄原胶、聚丙烯酸钠、可溶性淀粉和明胶中的至少一种；第二组分为乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、醋酸纤维素、预胶化淀粉、交联聚乙烯吡咯烷酮和交联聚丙烯酸钠中的至少一种；第三组分为十二烷基苯磺酸钠、烷基萘磺酸盐甲醛缩合物、木质素磺酸钠和月桂醇聚氧乙烯基醚硫酸钠等中的至少一种；第四组分为膨润土、高岭土、凹凸棒土、硅藻土、陶土、海泡石粉和沸石粉的至少一种。(The invention relates to granules, a preparation method and application thereof. The granules are spheres with the particle size of 0.2 to 2mm and comprise an active component, a first component, a second component, a third component and a fourth component; the active component is bacillus thuringiensis; the first component is at least one of polyvinyl alcohol, sodium carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, xanthan gum, sodium polyacrylate, soluble starch and gelatin; the second component is at least one of ethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, cellulose acetate, pregelatinized starch, cross-linked polyvinylpyrrolidone and cross-linked sodium polyacrylate; the third component is at least one of sodium dodecyl benzene sulfonate, alkyl naphthalene sulfonate formaldehyde condensate, sodium lignin sulfonate, sodium lauryl polyoxyethylene ether sulfate and the like; the fourth component is at least one of bentonite, kaolin, attapulgite, diatomite, pottery clay, sepiolite powder and zeolite powder.)
技术领域
本发明涉及一种颗粒剂，特别是农用抗紫外及应用于玉米的颗粒剂。
背景技术
农业害虫是限制农作物高产、稳产的重要因素。每年被害虫侵吞的粮食约占总产量的1/4。长期以来，人们寄希望于化学农药，但是单一地使用化学农药，面临着环境污染、残毒上升、人畜中毒等问题，害虫抗药性也直线上升，用药浓度不断提高，防治费用不断增加。在防治害虫的同时，也杀害了天敌，破坏了生态平衡。
苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis，简称Bt)是一种在自然界广泛分布的革兰氏阳性细菌，其突出特征是在芽胞形成过程中，可产生伴胞晶体蛋白。伴胞晶体蛋白由一种或多种蛋白组成，具有高度特异杀虫活性，这种蛋白通常被称为杀虫晶体蛋白。伴胞晶体蛋白以原毒素的状态存在，当它进入敏感昆虫的消化道后，在碱性环境中溶解并被蛋白酶激活成毒性多肽，活化的毒性多肽与昆虫中肠道的纹缘膜上的受体相结合，并且在细胞膜上形成孔道，破坏细胞的渗透平衡，引起细胞裂解，最终导致幼虫的死亡。由此，作为一种防治农林害虫的新技术手段，以苏云金芽胞杆菌为代表的一系列微生物农药制剂在世界范围内受到广泛重视。
目前，市售的Bt杀虫剂，主要是将Bt发酵液中的发酵产物进行富集，然后制成制剂，混杂了Bt胞子、伴胞晶体和营养体等各种成分，其中伴胞晶体含量低、稳定性差，田间使用时，易因紫外线辐射、雨水冲刷等问题，导致Bt制剂药效不稳定、持效期短，影响了这类生物农药的推广和使用。
发明内容
本发明之一提供了一种颗粒剂，其为粒径为0.2至2mm的球状物，其包括活性组分、第一组分、第二组分、第三组分和第四组分；其中，
所述活性组分为苏云金芽胞杆菌原粉、苏云金芽胞杆菌晶体蛋白和苏云金芽胞杆菌胞晶混合物中的一种；
所述第一组分为聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、黄原胶、聚丙烯酸钠、可溶性淀粉和明胶中的至少一种；
所述第二组分为乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、醋酸纤维素、预胶化淀粉、交联聚乙烯吡咯烷酮和交联聚丙烯酸钠中的至少一种；
所述第三组分为十二烷基苯磺酸钠、烷基萘磺酸盐甲醛缩合物、木质素磺酸钠、木质素磺酸钙、月桂醇聚氧乙烯基醚硫酸钠、烷基萘甲醛缩合物磺酸盐、十二烷基硫酸钠、油酸钾、油酸钠、烷基聚氧乙烯醚磺酸盐、烷基酚聚氧乙烯基醚甲醛缩合物、长链聚羧酸盐和丙烯酸-磺酸盐共聚物中的至少一种；
所述第四组分为膨润土、高岭土、凹凸棒土、硅藻土、陶土、海泡石粉和沸石粉的至少一种。
在一个
具体实施方式
中，所述颗粒剂为粒径为0.27至0.55mm的球状物。
在一个具体实施方式中，以所述颗粒剂的总质量计作100％，所述活性组分的含量在5％以上，所述第一组分的含量为0.3％至1％，第二组分的含量为0.1％至10％，第三组分的含量为0.1％至10％，和余量的第四组分。
在一个具体实施方式中，所述活性组分的含量为10％至20％。
在一个具体实施方式中，所述第一组分的含量为0.5％至0.8％。
在一个具体实施方式中，所述颗粒剂中还包括警戒色。
在一个具体实施方式中，所述警戒色为甲基紫、溴酚蓝、胭脂红、刚果红和玫瑰红中的至少一种。
在一个具体实施方式中，以所述颗粒剂的总质量计作100％，所述警戒色的含量为0.01％至3％。
本发明之二提供了制备根据本发明之一中任意一项所述的颗粒剂的方法，其包括如下步骤：
1)将所述活性组分、第二组分、第三组分和第四组分混合均匀，粉碎，得到第一混合物；
2)将所述第一组分与水混合，得到第二混合物；
3)将所述第一混合物先投入到造粒机中，然后将所述第二混合物均匀地喷至所述第一混合物上，造粒，干燥，得到所述颗粒剂。
在一个具体实施方式中，所述第一组分在所述第二混合物中的含量为1％至2％。
在一个具体实施方式中，所述造粒机为圆盘造粒机，并且，在圆盘旋转状态下将述第二混合物均匀地喷至所述第一混合物上。
在一个具体实施方式中，所述第一混合物的粒径为250至600目；所述第一组分在所述第二混合物中的含量为0.3％至5％。
本发明之三提供了根据本发明之一中任意一项所述的颗粒剂或本发明之二中任意一项所述的方法制备得到的颗粒剂在抗紫外中的应用。
本发明之四提供了根据本发明之一中任意一项所述的颗粒剂或本发明之二中任意一项所述的方法制备得到的颗粒剂在防治玉米害虫，特别是草地贪夜蛾中的应用。
本发明的有益效果：
本发明首次发现由本发明组分制备而成的颗粒剂能够有效地保护活性组分免于因紫外线的照射而迅速降解。
值得一提的是，使用本发明的颗粒剂在防治作物害虫时，防治害虫的技术效果并不与本发明颗粒剂的抗紫外技术效果完全一致，而是颗粒剂粒径的大小对防治害虫能够产生意料不到的技术效果。具体地，虽然本发明没有示出颗粒剂粒径大于2mm以及小于0.2mm的实验结果，但经实验证实，颗粒剂粒径大于2mm以及小于0.2mm的数据结果显著差于本发明的实施例，特别是粒径小于0.2mm时效果更差，结合本发明实施例有关粒径大小带来的防治害虫的技术效果，说明颗粒剂粒径大小的选择对微生物农药特别是苏云金芽胞杆菌的活性的发挥起着非常重要的作用，粒径过大或过小均不利于害虫的防治，而选择合适粒径大小的颗粒剂则极为有利于害虫的防治。
附图说明
图1显示了经过紫外处理前后Cry1Aa的含量。
具体实施方式
以下通过优选的实施案例的形式对本发明的上述内容作进一步的详细说明，但其不构成对本发明的限制。
如无特别说明，本发明的实施例中的试剂均可通过商业途径购买。
G033A原粉由武汉科诺生物科技股份有限公司生产。
取少量G033A原粉溶于20mM Na2CO3-NaHCO3水溶液(pH值为9.8)中，进行SDS-PAGE检测，并用BSA定量。结果表明晶体蛋白在G033A原粉中的质量含量为10％。
实施例1
10％Bt G033A颗粒剂
1)将100G033A原粉、20g乙基纤维素、40g预胶化淀粉、10g十二烷基硫酸钠、5g玫瑰红和815g海泡石粉混合，粉碎至325目，投入到圆盘造粒机中。
2)将10g聚乙烯醇17-88溶于190mL水中配制成5％水溶液。
3)在圆盘旋转状态下将5％聚乙烯醇17-88水溶液逐渐喷到圆盘造粒机中的粉体上，所得颗粒先过10目筛，将10目以下的颗粒再过20目筛，得到10目以下且20目以上的颗粒，干燥后得粒径0.8至1.7mm颗粒剂。
实施例2
10％Bt G033A颗粒剂
1)将100G033A原粉、20g乙基纤维素、40g预胶化淀粉、10g十二烷基硫酸钠、5g玫瑰红和817g海泡石粉混合，粉碎至325目，投入到圆盘造粒机中。
2)将8g聚乙烯醇17-88溶于392mL水中配制成2％水溶液。
3)在圆盘旋转状态下将2％聚乙烯醇17-88水溶液逐渐喷到圆盘造粒机中的粉体上，所得颗粒先过30目筛，将30目以下的颗粒再过40目筛，得到30目以下且40目以上的颗粒，干燥后得粒径0.38至0.55mm颗粒剂。
实施例3
10％Bt G033A颗粒剂
1)将100G033A原粉、20g乙基纤维素、40g预胶化淀粉、10g十二烷基硫酸钠、5g玫瑰红和820g海泡石粉混合，粉碎至325目，投入到圆盘造粒机中。
2)将5g聚乙烯醇17-88溶于495mL水中配制成1％水溶液。
3)在圆盘旋转状态下将1％聚乙烯醇17-88水溶液逐渐喷到圆盘造粒机中的粉体上，所得颗粒先过30目筛，将30目以下的颗粒再过50目筛，得到30目以下且50目以上的颗粒，干燥后得粒径0.27至0.55mm颗粒剂。
实施例4
10％Bt G033A颗粒剂
1)将100G033A原粉、20g乙基纤维素、40g预胶化淀粉、10g十二烷基硫酸钠、5g玫瑰红和913.5g海泡石粉混合，粉碎至325目，投入到圆盘造粒机中。
2)将1.5g聚乙烯醇17-88溶于498水中配制成0.3％水溶液。
3)在圆盘旋转状态下将0.3％聚乙烯醇17-88水溶液逐渐喷到圆盘造粒机中的粉体上，所得颗粒先过60目筛，将60目以下的颗粒再过80目筛，得到60目以下且80目以上的颗粒，干燥后得粒径0.18至0.25mm颗粒剂。
实施例5
10％Bt G033A颗粒剂
1)将100G033A原粉、0.5g乙基纤维素、0.5g预胶化淀粉、1g十二烷基硫酸钠、0.1g玫瑰红和892.9g海泡石粉混合，粉碎至250目，投入到圆盘造粒机中。
2)将5g聚乙烯醇17-88溶于495mL水中配制成1％水溶液。
3)在圆盘旋转状态下将1％聚乙烯醇17-88水溶液逐渐喷到圆盘造粒机中的粉体上，所得颗粒先过30目筛，将30目以下的颗粒再过50目筛，得到30目以下且50目以上的颗粒，干燥后得粒径0.27至0.55mm颗粒剂。
实施例6
10％Bt G033A颗粒剂
1)将100G033A原粉、60g乙基纤维素、40g预胶化淀粉、100g十二烷基硫酸钠、30g玫瑰红和665g海泡石粉混合，粉碎至600目，投入到圆盘造粒机中。
2)将5g聚乙烯醇17-88溶于495mL水中配制成1％水溶液。
3)在圆盘旋转状态下将1％聚乙烯醇17-88水溶液逐渐喷到圆盘造粒机中的粉体上，所得颗粒先过30目筛，将30目以下的颗粒再过50目筛，得到30目以下且50目以上的颗粒，干燥后得粒径0.27至0.55mm颗粒剂。
实施例7
10％Bt G033A颗粒剂
1)将100G033A原粉、20g交联聚乙烯吡咯烷酮、40g交联聚丙烯酸钠、5g十二烷基硫酸钠、5g木质素磺酸钠、5g玫瑰红和820g凹凸棒土混合，粉碎至325目，投入到圆盘造粒机中。
2)将5g黄原胶溶于495mL水中配制成1％水溶液。
3)在圆盘旋转状态下将1％黄原胶水溶液逐渐喷到圆盘造粒机中的粉体上，所得颗粒先过30目筛，将30目以下的颗粒再过50目筛，得到30目以下且50目以上的颗粒，干燥后得粒径0.27至0.55mm颗粒剂。
实施例8
10％Bt G033A颗粒剂
1)将100G033A原粉、20g交联聚乙烯吡咯烷酮、40g交联聚丙烯酸钠、10g桂醇聚氧乙烯基醚硫酸钠、5g玫瑰红和820g凹凸棒土混合，粉碎至325目，投入到圆盘造粒机中。
2)将5g可溶性淀粉溶于495mL水中配制成1％水溶液。
3)在圆盘旋转状态下将1％可溶性淀粉水溶液逐渐喷到圆盘造粒机中的粉体上，所得颗粒先过30目筛，将30目以下的颗粒再过50目筛，得到30目以下且50目以上的颗粒，干燥后得粒径0.27至0.55mm颗粒剂。
对比例1
G033A原粉。
对比例2
将凹凸棒土、十二烷基硫酸钠、木质素磺酸钠和黄原胶分别过400目标准筛，将5g十二烷基硫酸钠、5g木质素磺酸钠和5g黄原胶加入到875g凹凸棒土中搅拌均匀，然后将100g干燥过苏云金芽胞杆菌原药加入到混合物中，混合均匀后加工成混配的可湿性粉剂。
紫外线照射
将实施例1至8以及对比例2所制得的产品50mg，对比例1的G033A原粉5mg分别加入10ml ddH2O后，稀释，用Cry1类抗体通过ELISA方法检测各产品中的Cry1Aa蛋白的含量，然后计算实施例1至8以及对比例1和对比例2的各产品中的Cry1Aa蛋白在水的含量(mg/mL)平均值，将该平均值作为对照(CK)。
将实施例1至8以及对比例2所制得的产品50mg，对比例1的G033A原粉5mg置于9cm一次性塑料平皿中，在紫外强度为240μw/cm2的30cm紫外灯下分别照射每4小时1次，期间间隔0.5小时，共3次总计照射12小时，得到各实施例或对比例的紫外照射样品。将各实施例和对比例的紫外照射样品分别加入10ml ddH2O后，稀释，用Cry1类抗体通过ELISA方法检测各紫外照射样品中的Cry1Aa蛋白在水的含量(mg/mL)。
结果见图1。
根据图1的结果可知，实施例1至8制备的颗粒剂中的活性组分的抗紫外线效果明显优于对比例；但在各实施例所制备的颗粒剂中，除实施例5和6所制备的颗粒剂之外，在抗紫外线方面均存在显著性差异，即实施例1制备的颗粒剂＞实施例2制备的颗粒剂＞实施例3制备的颗粒剂＞实施例5制备的颗粒剂≈实施例6制备的颗粒剂＞实施例4制备的颗粒剂＞实施例7制备的颗粒剂＞实施例8制备的颗粒剂。
田间实验
试验面积总计为1亩，每处理重复3次，以不施药小区为空白对照。防治对象为玉米作物害虫草地贪夜蛾。
施药时期：玉米拔节期，玉米平均株高约40cm，玉米密度约4000株/亩。
施药方式：实施例1至10以及对比例2采用配备喷雾系统和颗粒播撒系统的农用无人机安阳全丰自由鹰ZP。颗粒剂撒施量为1Kg/亩。可湿性粉剂喷雾量1Kg/亩。其中，农用无人机颗粒撒施时飞行高度为3m，飞行速度3m/S；农用无人机喷雾时飞行高度为2m，飞行速度3m/S。对比例1的原粉采用背负式手动喷雾器均匀喷雾(100g G033A原粉/30L水/亩)。
调查方法：施药前先调查草地贪夜蛾幼虫的虫口基数，施药后施药后7d调查最新2片叶危害状况，每小区调查50株，根据表2的Davis损伤分级标准对所调查的植株损伤进行评分(0-9分)，根据Davis指数计算防治效果。结果见表3。
表2
表3
实施例
施药当天虫口数(头/50株)
药后7天防治效果(％)
实施例1
167±23
68.7±2.4c
实施例2
158±18
85.6±4.9a
实施例3
179±15
87.4±5.9a
实施例4
165±15
76.6±3.5b
实施例7
172±21
60.7±5.1d
对比例1
180±9
56.4±5.2d
对比例2
179±14
60.5±2.2d
空白对照
162±11
——e
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