CN111436424A - 一种颗粒载体、生物农药颗粒及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种颗粒载体、生物农药颗粒及其制备方法,属于生物杀虫剂技术领域。一种生物杀虫剂的颗粒载体,按比例将玉米粉、花生粕和膨润土混合,加入适量水,经单杆螺旋膨化造粒机制备成颗粒,所述颗粒大小2.0~4.8mm。本发明的颗粒载体是一种通用的生物杀虫剂的载体,采用化学上制备催化剂采用的常规浸渍方法可以将生物杀虫剂吸附于颗粒载体表面上,然后采用农用撒播机直接撒播于田间。在大田间温润的环境下,生物杀虫剂可以几十倍的扩增,大大节约了生物杀虫剂的消耗成本,减轻了农业主的负担。本发明提供了生物杀虫剂的颗粒载体,为生物农药提供了一种新思路,对推进生物防治,物别是蛴螬等地下害虫的绿色防控具有重要的意义。
Description
技术领域
本发明涉及生物农药技术领域,特别是涉及一种生物杀虫剂的颗粒载体、生物农药颗粒及其制备方法。
背景技术
蛴螬是金龟甲科昆虫幼虫的统称,其幼虫栖居地下,为害作物地下部分,成虫取食植物地上部分,并返回土壤中产卵。我国为害作物的蛴螬种类主要有暗黑鳃金龟(Holotrichia parallela)、大黑鳃金龟(Holotrichia oblita)和铜绿丽金龟(Anomalacorpulenta Motschulsky)3种,大黑鳃金龟2年发生1代,暗黑鳃金龟和铜绿丽金龟1年发生1代;大黑鳃金龟幼虫期一般在330~450d、暗黑鳃金龟和铜绿丽金龟幼虫期一般在300~330d,在花生、大豆等作物的整个生育期都会发生为害;大黑鳃金龟成虫寿命一般在100~150d、暗黑鳃金龟成虫寿命一般在110~390d、铜绿丽金龟成虫寿命在50~70d,它们不集中产卵,并且产卵地点也不固定,这些生物学特性使得蛴螬防治极为困难。生物杀虫剂具有环境友好、对靶标生物安全等优点,但是在蛴螬防控方面存在防治成本高、环境适应性差、持效期短等问题,限制了其应用。
Bt、白僵菌和绿僵菌等是最常用的生物杀虫剂。Bt通过消化道作用于靶标害虫。Bt产生的杀虫晶体蛋白(Insecticidal Crystal Proteins,ICPs)被取食后,在昆虫肠道中被蛋白酶激活,活化的杀虫蛋白进一步与中肠上皮细胞表面特异性受体结合、形成穿孔、并导致细胞凋亡,Bt与肠道细菌进入血腔,引起败血症,进一步杀灭靶标害虫[邵宗泽,喻子牛.苏云金芽胞杆菌杀虫晶体蛋白作用的分子机制研究进展[J].生物工程进展,2001,(06):38-42.]。白僵菌和绿僵菌的分生孢子直接通过体表作用于靶标昆虫。分生孢子在昆虫体表附着萌发,形成的芽管穿透昆虫表皮进入血腔,菌丝在血腔内不断生长并释放毒素,最终杀灭靶标害虫[付志坚,陈建新,付丽君.白僵菌对昆虫的治病机理研究综述[J].武夷科学,2000,16:105-109.]。因为Bt和僵菌作用机制不同,两者联合使用可以提高杀虫效果[彭国雄,张淑玲,张维,等.杀虫真菌与苏云金芽胞杆菌对草地贪夜蛾的联合室内杀虫活性研究[J].中国生物防治学报,2019,(5):735-740.[25]毛刚,赵宇,徐文静,等.白僵菌与苏云金芽胞杆菌水悬浮剂研制及田间防治玉米螟研究[J].玉米科学,2018,26(5):157-161.]。
花生粕是花生仁经榨油后的产物[常寨成,黄海龙,施维.发酵饲料原料的特点及发酵优势[J].粮食与饲料工业,2019,(01):44-48.],富含蛋白质与多糖,可用作生产有机肥的原料。有研究表明花生粕发酵后对植物的生长具有显著的促进作用[刘彩云,陈朵花,刘金阳,等.含腐殖酸生物有机肥的工艺优化及应用效果研究[J].腐殖酸,2019,(01):27-31.]。有研究表明,生防微生物在增殖过程中分泌的水解酶分解有机质产生的小分子以及代谢形成的化合物可促进作物生长[崔雨虹,白云,曹娜,等.球孢白僵菌不同施用方式对玉米促生作用的研究[J].热带作物学报,2017,38(2):206-212.]。因此,今后在防治蛴螬等地下害虫过程中,以花生粕为主要原料、搭载生防微生物的颗粒载体对植物的生长发育是否存在积极的影响具有进一步研究的价值。
蛴螬是鞘翅目金龟总科(Scarabaeoedea)昆虫幼虫的统称,据统计作物地下部分受损的86%是由蛴螬危害造成的[姚庆学,张勇,丁岩.金龟子防治研究的回顾与展望[J].东北林业大学学报,2003,31(3):64-66.]。蛴螬具有种类多、食性杂、活动隐蔽、为害时间长、分布广范等特点,监测与防治都极为困难[魏鸿钧,黄文琴.中国地下害虫研究概述[J].昆虫知识,1992,29(3):168-170.张芝利.中国经济昆虫志:鞘翅目金龟总科幼虫[M].北京:科学出版社,1984.]Anitha V,Rogers D J,Wightman J,et al.Distribution andabundance of white grubs(Coleoptera:Scarabaeidae)on groundnut in southernIndia[J].Crop Protection,2006,25:732-740.]。目前,蛴螬防治的主要手段是在作物根部施用化学农药,截止到2020年2月,国内登记的防治蛴螬的351个农药产品中化学农药占350个(http://www.chinapesticide.org.cn/hysj/index.jhtml),而生物农药只有球孢白僵菌可湿性粉剂1个(PD20102133,江西天人生态股份有限公司)。此类生物杀虫剂不仅生产成本高,孢子还存在在土壤中宿存能力差等弱点,因此造成防治使用量大,成本较高的问题。
生物杀虫剂具有安全无毒、无残留,对环境友好[程坤.地下害虫蛴螬的生物防治技术研究进展[J].吉林农业,2018,(12):66.Jouzani G,Valijanian E,SharafiR.Bacillus thuringiensis:a successful insecticide with new environmentalfeatures and tidings[J].Applied Microbiology and Biotechnology,2017,101(7):2691-2711.]等优点,目前国内围绕蛴螬生物杀虫剂已经开展了深入的研究,分离评估了大量的微生物菌株,其中效果较好的有苏云金芽胞杆菌[Ohba M,Wahana H,Sano S,etal.Aunique isolate of Bacillus thuringiensis serovar japonensis with a highlarvicidal activity specific for scarabaeid bee-tles[J].Letters in AppliedMicrobiology,1992,14:54-57.]冯书亮,王容燕,范秀华,等.一株对金龟子类幼虫具有杀虫活性的苏云金杆菌新分离株[J].中国生物防治,2000,16(2):74-77.Yu H,Zhang J,Huang D,et al.Characterization of Bacillus thuringiensis strain Bt185 toxictothe Asian cockchafer:Holotrichia parallela[J].Current Microbiology,2006,53(1):13-17.Shu C,Yan G,Wang R,et al.Characterization of a novel cry8 genespecific to Melolonthidae pests:Holotrichia oblita and Holotrichia parallela[J].Applied Microbiology and Biotechnology,2009,84(4):701-707.Yuan Z,Zheng G,Tan J,et al.Cloning and characterization of a novel cry8Ab1 gene fromBacillus thuringiensis strain B-JJX with pecific toxicity to scarabaeid(Coleoptera:Scarabaeidae)larvae[J].Microbiological Research,2013,168(8):512-517.](Bacillus thuringiensis,Bt)、白僵菌[李红宁.无公害白僵菌根施+灌根法防治苗圃地下害虫蛴螬[J].现代农业科技,2016,(14):126-128.庞磊,吴亮,谭秀梅,等.园林绿地金龟子生物防治研究[J].江苏农业科学,2019,47(1):88-90.](Beauveria bassiana,Bb)、绿僵菌[刘思雨,卢艳霞,王新中,等.金龟子绿僵菌MAE921与Bt配伍对铜绿丽金龟幼虫侵染致病效应研究[J].云南农业大学学报(自然科学版),2017,(2):226-232.刘思雨,薛锐,陈斌,等.黄绿绿僵菌Ma130821对暗黑鳃金龟幼虫的室内毒力及毒杀作用研究[J].环境昆虫学报,2018,(6):1429-1436.](Metarhizium species)等。然而登记防治蛴螬的微生物产品却很少,原因在于生防菌株实际应用过程中微生物在土壤环境中宿存能力弱、持效期短,使用量大,并且很难准确把握害虫的防治时期,这些问题阻碍了相关生物杀虫剂的推广应用。对生防微生物来说,目前缺少一种可以减少药剂使用量,同时还可以延长作用时间的技术或产品。
本申请人的实验室前期研究表明对蛴螬有效的Bt菌株(Bt185)可以在以花生粕等原料制备的培养基上生长,并产生杀虫蛋白[刘丽霞,单月明,刘春琴,等.用于蛴螬防治的Bt土壤颗粒剂筛选[J].中国生物防治学报,2017,33(1):70-78.],但是,由于材料自身的特性,经膨化后的花生粕并不能成规则的颗粒状,只能与生物制剂药末压制成片剂,这并不适应于农业化机械的撒播。本申请人的中国专利申请“一种药剂及其应用”(申请号:201610206934X)公开的药剂是将膨化后的花生粕压碎后与微晶纤维一起压制成片剂,该片状药剂的缺点在于微晶纤维成型剂是人用药剂,成本高,同时片剂剂型同样是不适用于农业化机械的撒播,需要人工撒播。
发明内容
针对上述领域中的缺陷,参照尿素颗粒直径规格(2.0~4.8mm)制备了生物药剂的颗粒载体,可与多种生物药剂相结合,能借用撒播尿素等肥料颗粒产品的机械进行田间撒播。
一种生物杀虫剂的颗粒载体,由下列组分及其质量百分含量组成:玉米粉15%~40%,花生粕50%~60%,膨润土含量在10%~35%;所述颗粒载体采用下述方法制备而成:
将玉米粉、花生粕和膨润土按质量配比称量,混合成原料粉,加入原料粉质量15-20%的水,混合均匀后经单杆螺旋膨化造粒机制备成颗粒,所述颗粒大小2.0~4.8mm。
优选:玉米粉17%~30%,花生粕50%~60%,膨润土含量在20%~33%,加水量为原料粉的20%。
更优选:玉米粉17%,花生粕50%,膨润土含量在33%。
所述膨润土为钙基膨润土;所述膨润土颗粒大小为80~400目。
上述的生物杀虫剂的颗粒载体的制备方法,将玉米粉、花生粕和膨润土按质量配比称量,混合成原料粉,加入原料粉质量15-20%的水,混合均匀后经单杆螺旋膨化造粒机制备成颗粒,所述膨化温度为120℃,造粒模具孔径为3mm。
一种生物农药颗粒,包含上述颗粒载体及颗粒载体上吸附的生物杀虫剂。
所述生物杀虫剂为Bt菌和/或白僵菌。
所述生物杀虫剂为Bt185和/或球孢白僵菌。
上述生物农药颗粒在防治地下害虫中的应用。
所述地下害虫为蛴螬。
上述生物农药颗粒的制备方法,将生物杀虫剂悬浮于水中,将上述颗粒载体加入悬浮液中,搅拌,或将生物杀虫剂悬浮液喷洒到颗粒载体上,使颗粒载体表面均匀吸附有生物杀虫剂。
本申请人在实验室前期研究的基础上,进一步研究了适于目前农业机械施用的Bt、白僵菌颗粒载体,参照尿素颗粒直径规格(2.0~4.8mm),采用单螺旋膨化设备制备得到相应大小的颗粒。本发明采用玉米粉、花生粕作为复合营养基,采用价廉物美的膨润土作为载体,优化了配方组成及含量,在螺杆挤压下进行高温(120摄氏度)反应,得到了粒径为2.0~4.8mm膨化颗粒,同时膨化颗粒在水中保持形状,搅拌时不破裂,给生物杀虫剂更好的培养及增殖空间,使得其在土壤中的增殖倍数能达到40倍以上,对于本发明的优选的实施例,颗粒剂在土壤中Bt活菌增殖倍数能达到74倍,大大节约了生物杀虫剂的消耗成本,减轻了农业主的负担。同时生物农药颗粒还可以跟尿素等肥料混合在一起撒播。
本发明的颗粒载体是一种通用的生物杀虫剂的载体,采用化学上制备催化剂采用的常规浸渍方法,或者喷洒搅拌的方法,可以将生物杀虫剂吸附于颗粒载体表面上,然后采用农用撒播机直接撒播于田间。在大田间温润的环境下,玉米粉、花生粕作为生物杀虫剂培养基的成分,而膨润土不仅是成型剂,而且膨润土有较大的比表面积以及吸附保持水分的能力,为微生物农药提供更大的附着扩繁空间以及水分,使得生物杀虫剂可以几十倍的扩增,并在土壤中存活更长时间。
本发明研制的可增殖多种对蛴螬有效的生防微生物的颗粒载体,不仅可以利用蛴螬有效生防微生物增殖释放的CO2对蛴螬进行诱杀,还可以通过增殖增加土壤中杀虫微生物及杀虫蛋白的量,提高杀灭蛴螬的机会。此外,本研究研制的颗粒在吸水条件下有较好的结构强度,使得内部营养可以缓慢释放,并保持适当的水分,可以延长杀虫微生物在土壤中宿存的时间,进一步提高蛴螬防治效果。因此,本研究研制的颗粒载体可以用于降低蛴螬的防治成本、提升延长防治效果,为蛴螬生物防治提供了新思路。而且花生粕、玉米粉均为有机肥原料,生防微生物在增殖过程中分泌的水解酶分解有机质产生的小分子以及代谢形成的化合物可促进作物生长,因此本发明的颗粒载体还能促进植物生长发育。
本申请评估了对暗黑鳃金龟有效的Bt与白僵菌菌株,两者没有拮抗作用,并且都可以在颗粒载体上增殖,进一步的杀虫活性测定显示两者协同使用可以显著提升杀虫效果。相关研究结果为进一步蛴螬生防产品的研发与使用提供了参考资料。
综上所述,本申请通过优化工艺与配方,制备了一种可以利用现代农用机械施用、结构稳定、可增殖对蛴螬有效生防微生物的颗粒载体,明确了其提升Bt与白僵菌杀虫活性的作用,相关研究结果对开发蛴螬高效生物杀虫剂提供了新思路,对推进生物防治,突破目前蛴螬生物防治的瓶颈有重要意义。
附图说明
图1营养成分不同配比的颗粒载体制备及吸水后形态变化
图2营养成分不同配比的颗粒载体直径测量
图3营养成分不同配比的颗粒载体重量测量
图4 Bt185-gfp在颗粒载体上的增殖情况荧光检测
图5球孢白僵菌在颗粒载体上的生长情况
图6 Bt185与球孢白僵菌间的对峙培养
其中:“+”表示两性霉素B,“-”表示LB液体培养基。
图7颗粒载体对Bt和白僵菌杀虫活性的影响
其中:不同大写字母表示在0.01水平上差异显著。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明。
下面所用原料均为市售
实施例1
1材料与方法
1.1供试材料
1.1.1颗粒载体原料玉米粉、花生粕、钙基膨润土(400目)等均购自北京冰达生物技术有限公司。
1.1.2供试病原菌株与昆虫苏云金芽胞杆菌Bt185-gfp为申请人实验室前期构建[刘丽霞,单月明,刘春琴,等.用于蛴螬防治的Bt土壤颗粒剂筛选[J].中国生物防治学报,2017,33(1):70-78.],具有卡那霉素抗性,增殖时可表达绿色荧光蛋白(Greenfluorescent protein,GFP);苏云金芽胞杆菌Bt185[陈Li Y,Shu C,Shan Y,etal.Complete genome sequence of Bacillus thuringiensis Bt185,a potential soilin sect biocontrol agent[J].Journal of Integrative Agriculture,2017,16(03):749-751.]粉剂由本实验室分离、制备、保存;球孢白僵菌粉剂由中国农业科学院植物保护研究所草地害虫研究组惠赠;暗黑鳃金龟(Holotrichia parallela)幼虫由河北省沧州市农林科学院植物保护研究所提供。上述材料本申请人实验室均有保存,可以对外发放。
1.1.3培养基液体LB培养基、固体LB培养基均购自北京酷来搏科技有限公司;固体PDA培养基购自美国BD公司。
1.1.4抗生素卡那霉素购自Amresco公司:水溶液50mg/mL,配制时过0.22μm滤膜,过滤除菌,-20℃保存,使用时按照1‰比例加入;可溶性两性霉素B购自北京索莱宝科技有限公司:2.5mg/mL,-20℃保存,使用时用去离子无菌水稀释1000倍。
1.1.5仪器设备为了快速制备无菌基础颗粒,本研究采用了单螺杆膨化造粒机,型号为DFM-80,造粒模具孔径为3mm,购自河北新星机械厂;为了检测Bt在颗粒剂上增殖情况,本研究采用了奥林巴斯荧光体视显微镜,型号为SZX16。
1.2颗粒剂的制备、直径和重量的测量及吸水后形态稳定性评估
将玉米粉、花生粕、膨润土和水分别按照不同配比(质量:体积)进行混合(表1),搅拌均匀后经膨化机高温膨化(120摄氏度)、切制成颗粒;随机分别取30粒颗粒,进行直径和重量测量,计算每种颗粒的直径和重量;将颗粒放在1.4%水琼脂表面上,通过吸水后的形态变化来评估颗粒的形态稳定性,最终筛选确定最佳的颗粒载体配比。
表1颗粒成分不同配比及不同加水量
1.3对蛴螬有效的生防菌菌株在颗粒载体上增殖情况检测
1.3.1菌株Bt185在颗粒载体上的活菌增殖情况检测将菌株Bt185-gfp接种于LB琼脂平板,过夜活化。挑取绿色单克隆,转接于1/2LB液体培养基,30℃、220r/min恒温培养至芽胞释放。进一步离心收集芽胞,用灭菌水洗涤去除可溶性蛋白,进一步将上述芽胞配制成1.3×105CFU/μL的悬浮液。每个颗粒接种10μL Bt185-gfp菌液后,置于1.4%的水琼脂表面上,30℃恒温培养。利用荧光体视显微镜分别检测在无菌液,接种菌液0、48、96h后颗粒上的荧光强度,以判断Bt185的增殖情况。
1.3.2球孢白僵菌在颗粒载体上的生长情况观测将1g球孢白僵菌粉剂均匀悬浮于10mL灭菌水中,每粒颗粒接种10μL菌液,将颗粒放入灭菌的1.4%水琼脂表面,28℃条件培养,观测白僵菌生长情况。
1.4 Bt185与球孢白僵菌间的对峙培养
将球孢白僵菌接种在PDA固体培养基上生长,待生长出分生菌丝与分生孢子后,取直径5mm的菌块,将其置于直径90mm的LB固体培养基中心,距离中心25mm处分别放置三片灭菌直径6mm圆形滤纸片,分别滴加Bt185菌液(或Bt185-gfp)10μL,两性霉素B及LB液体培养基各10μL作为对照,28℃培养7d后检测结果。
1.5颗粒载体对Bt和白僵菌杀虫活性的影响
1.5.1 Bt悬液的制备将1g Bt185粉剂加入50mL灭菌水中,配制成Bt悬液,放入冰箱4℃保存备用。
1.5.2 Bt颗粒剂的制备将配置好的Bt粉剂悬液吸取20μL,加到一粒颗粒载体表面,制成颗粒载体+Bt的颗粒剂,现用现制。
1.5.3 Bb悬液的制备将1g Bb粉剂加入50mL灭菌水中,配制成Bb悬液,放入冰箱4℃保存备用。
1.5.4 Bb颗粒剂的制备将配置好的Bb粉剂悬液吸取20μL,加到一粒颗粒载体表面,制成颗粒载体+Bb的颗粒剂,现用现制。
1.5.5 Bt和Bb颗粒剂的制备将配制好的Bt悬液和Bb悬液各吸取10μL,加到一粒颗粒表面,制成颗粒载体+Bt+Bb的颗粒剂,现用现制。
1.5.6颗粒剂对暗黑鳃金龟幼虫的杀虫活性测定
将马铃薯条(5mm×5mm×40mm)作为饲料放入6孔生测板中,按照表2方法处理,每个生测孔内上面覆盖含水量20%的土壤,并接入1头健康、个体大小均匀的7~10d龄暗黑鳃金龟幼虫,每12头试虫为一组,3次重复。在温度为(28±1)℃,光周期为16L:8D,相对湿度70%~80%的人工气候箱中饲养7d后,分别统计各自活虫数、死虫数,计算校正死亡率。
表2用于生测颗粒剂的制备
2结果与分析
2.1颗粒载体的制备、直径和重量的测量及吸水后形态稳定性评估
为了筛选出最佳的颗粒载体配方,本研究首先按表1配制了测试原料,通过单杆螺旋膨化设备制备成颗粒,并对颗粒进行颜色、大小及密度进行了统计。结果显示,玉米粉、花生粕、膨润土的比例不同,膨化后颗粒大小颜色也不相同;随着花生粕含量的增加,颗粒的密度逐渐增加;20%加水量的颗粒略小于15%加水量的颗粒(图1)。
进一步精确测量了不同配方颗粒的直径和重量,结果显示,随着花生粕含量的增多,颗粒的直径和重量均呈现下降的趋势(图2、图3)。在目前农业生产中,有专门用于撒播尿素等肥料颗粒产品的机械,因此本研究参照尿素颗粒直径规格(2.0~4.8mm)进行颗粒载体筛选,结果表明,玉米粉、花生粕、膨润土比例在1:1:0,1:3:0,1:3:2三种颗粒(图1中C、D、E)的直径大小符合要求。此外,本研究还测定了不同颗粒载体在吸水条件下的结构稳定性,将颗粒置于水琼脂表面吸胀24h后进行观测,发现玉米粉含量高的颗粒以及加入膨润土的颗粒没有开裂(图1中A、B、E),并且在颗粒制备过程中发现,20%的加水量挤压膨化出颗粒过程更加流畅,不易损伤机器。综合以上指标分析,最终确定玉米粉、花生粕、膨润土比例为1:3:2,20%加水量为最佳的颗粒载体配比,用于制备颗粒载体进行下一步研究。
2.2 Bt185在颗粒载体上的增殖情况分析
为了检测Bt在颗粒载体上增殖的情况,本研究利用对暗黑鳃金龟幼虫有效的Bt菌株(Bt185-gfp)进行了增殖测试。结果显示,随着培养时间增加,荧光体视显微镜检测到颗粒载体上荧光逐渐增加;当刚刚接种Bt185-gfp菌液时,观察不到明显的荧光;培养48h后,观察到明显的荧光;培养到96h时,荧光强度进一步增加(图4)。上述结果说明Bt可以在本研究制备的颗粒载体上增殖。
2.3球孢白僵菌在颗粒载体上的生长情况观测
为了检测球孢白僵菌在颗粒上生长情况,本研究将球孢白僵菌悬液接种到颗粒表面,并将颗粒置于水琼脂表面上进行观测。结果表明,球孢白僵菌可以利用颗粒载体营养萌发生长,72h后菌丝体长至5-10mm,进一步培养可以形成孢子(图5)。
2.4 Bt185与球孢白僵菌间的对峙培养分析
为了评估Bt与球孢白僵菌之间是否存在相互抑制作用,本研究进行了白僵菌与Bt185菌株的对峙培养实验。结果显示,白僵菌的菌丝体从培养基中心向周围扩散生长,Bt185对白僵菌的菌丝无抑制作用,而两性霉素B周围形成了明显的抑菌圈;同时,从培养皿底部可以观察到Bt185正常生长,周围形成菌苔(图6)。上述结果表明Bt185与球孢白僵菌之间没有拮抗作用,两种生防菌株可以协同使用。
2.5颗粒载体对Bt和球孢白僵菌杀虫活性的影响
为了分析颗粒载体对Bt和球孢白僵菌杀虫效果的影响,本研究测定了Bt185粉剂、Bb粉剂、颗粒载体+Bt185、颗粒载体+Bb以及颗粒载体+Bt+Bb五个样品对暗黑鳃金龟7~10日龄幼虫的杀虫活性。结果显示,颗粒载体可以显著提升Bt和球孢白僵菌的杀虫作用,并且颗粒载体与两种生防菌株的联合使用会进一步提升杀虫效果(图7)。
实施例2颗粒载体配方的进一步筛选:
将玉米粉、花生粕、膨润土和水(原料粉20%)分别按照不同配比进行混合(表3),搅拌均匀后,经膨化机高温挤压膨化成条状,利用切刀切制成球形颗粒;随机分别取30粒颗粒,进行直径和重量测量,计算每种颗粒的直径和重量;将颗粒放在1.4%水琼脂表面上,通过吸水后的形态变化以及放入水中后搅拌来评估颗粒的形态稳定性,同时测定吸附有Bt185粉剂的生物农药颗粒在土壤中的增殖情况。
表3颗粒组分筛选
利于单杆螺旋膨化机将上述不同组分的颗粒进行膨化,发现玉米粉含量在17%~100%、花生粕含量在0%~75%、膨润土含量在0~33%范围内,颗粒可以膨化成型。没有玉米粉的颗粒无法膨化成型,而膨润土过多颗粒也无法成型。
为了符合现代农业机械播撒的颗粒规格,本研究参照尿素的直径(2.0~4.8mm)大小对膨化成型的颗粒进行筛选,通过颗粒直径测定,结果表明玉米粉含量在17%~50%,花生粕含量在50%~75%,膨润土含量在0%~33%范围内直径大小符合规格。虽然本发明的单杆螺旋膨化机选用的模具直径为3mm,由于膨化的效果,粒径都有所膨大,特别是对于上述序号1、2的组分,由于玉米粉量较大,膨化效果更好,但选用更小的模具,则有会堵塞管路。因此膨化时优选了3mm模具直径。
颗粒剂在实际农业应用时,施用到土壤中会吸收水分,因此颗粒在遇水后的形态稳定性因素要考虑。本研究对膨化成型的颗粒进行吸水测试以及将颗粒放入水中进行搅拌后检测颗粒的形态变化,结果表明,玉米粉含量高的颗粒吸水后不破裂,并且在水中搅拌后形态依然完整,然而膨润土含量在20%~33%范围内,颗粒也不破裂。
通过Bt活菌增殖检测结果发现,玉米粉含量17%~30%,花生粕含量50~60%,膨润土含量20%~33%范围内,Bt活菌增殖倍数最高。
因此颗粒组分优选玉米粉含量在17%~30%,花生粕含量50~60%,膨润土含量20%~33%范围为最佳的组分配比。
Claims (10)
1.一种生物杀虫剂的颗粒载体,由下列组分及其质量百分含量组成:玉米粉15%~40%,花生粕50%~60%,膨润土含量在10%~35%;所述颗粒载体采用下述方法制备而成:
将玉米粉、花生粕和膨润土按质量配比称量,混合成原料粉,加入原料粉质量15-20%的水,混合均匀后经单杆螺旋膨化造粒机制备成颗粒,所述颗粒大小2.0~4.8mm。
2.根据权利要求1所述的颗粒载体,其中:玉米粉17%~30%,花生粕50%~60%,膨润土含量在20%~33%,加水量为原料粉的20%。
3.根据权利要求2所述的颗粒载体,其中:玉米粉17%,花生粕50%,膨润土含量在33%。
4.根据权利要求1-3任一所述的颗粒载体,其中:所述膨润土为钙基膨润土;所述膨润土颗粒大小为80~400目。
5.权利要求1-4任一所述的生物杀虫剂的颗粒载体的制备方法,将玉米粉、花生粕和膨润土按质量配比称量,混合成原料粉,加入原料粉质量15-20%的水,混合均匀后经单杆螺旋膨化造粒机制备成颗粒,所述膨化温度为120℃,造粒模具孔径为3mm。
6.一种生物农药颗粒,包含权利要求1-4任一所述颗粒载体及颗粒载体上吸附的生物杀虫剂。
7.根据权利要求6所述的生物农药颗粒,所述生物杀虫剂为Bt菌和/或白僵菌。
8.根据权利要求6所述的生物农药颗粒,所述生物杀虫剂为Bt185和/或球孢白僵菌。
9.权利要求6-8任一所述生物农药颗粒在在防治农业地下害虫中的应用。
10.权利要求6-8任一所述生物农药颗粒的制备方法,将生物杀虫剂悬浮于水中,将权利要求1-4任一颗粒载体加入悬浮液中,或将生物杀虫剂悬浮液喷洒到颗粒载体上,,使颗粒载体表面均匀吸附有生物杀虫剂。
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