专利名称：一种能缓释出具有引诱作用的挥发性物质来控制昆虫的可生物降解的装置的制作方法
一种能缓释出具有引诱作用的挥发性物质来控制昆虫的可
生物降解的装置本发明涉及一种可生物降解的装置，该装置可缓释出引诱昆虫的挥发性物质。更特别地，本发明涉及一种外激素分配器，其是可生物降解的，并可以一个缓慢、 可控的速度释放挥发性的物质，该物质可应用在农业领域，用来保护广泛的农作物不被寄 生昆虫所破坏。在对控制对农作物有害的昆虫的新方法的研究中，外激素变得极其重要。和常见 的产品相比，这些物质对于某一物种或有限几个的近似物种来说，具有相当大的选择性，且 对无害或有用的动物群没有任何危险。因此，在外激素的帮助下，可以在不打破受侵袭区域的生物平衡的同时，也可以消 灭某一种特定的寄生昆虫。例如，用性合成外激素来监测寄生虫数量的发展，同时也直接防控这些害虫物种 的交配。本申请的第一种类型(监测)允许监视寄生虫的数量波动，通过对用特定的捕捉 器捕捉来的寄生虫进行定期检查，来观察它们的生物循环并从而预见是否已经达到可能的 “破坏阈值”，进而确定对其进行干预的时刻。在本申请的第二种类型中，性外激素能够部分或完全地代替杀虫剂，通过干涉寄 生虫的繁殖活动进而直接控制有害物种。为此目的，有三种技术可以使用大规模诱捕、混淆和迷惑。第一种技术是通过使用以外激素作诱饵的特别诱捕器来吸引和捕捉最大量的成 熟昆虫。第二种技术是通过将相当多数量的有效成分(不少于75-lOOg/ha)充满整个环境 来发挥作用的，以屏蔽雌性昆虫的天然吸引力，使得它们不会被雄性昆虫辨认出。第三种技术是通过布置足够多数量的装有减少了有效成分的分配器来造成与雌 性昆虫的天然吸引力有关的主要外激素的轨迹。因此，雄性昆虫被迫跟随假的外激素轨迹，并花费绝大部分的时间去访问被保护 区域中的那些各种各样的外激素提供点，而不是雌性昆虫。作为结果，与性混淆方法所需要的外激素剂量相反，后者所述的方法使得可以使 用小剂量的外激素。在混淆与迷惑技术中，雄性昆虫不仅不能识别出雌性昆虫的天然召唤，也不能跟 随着通过在所述区域安置监测捕获器而产生的人工召唤。这将更容易地控制该处理方法的 效力和持续性事实上，通过混淆或迷惑的方法，捕获器中的捕获数量为零。在混淆技术中使用了分配器，其有效成分与控制其释放速度和持续性的各种底物
纟口口。例如，此系统通过毛细管来发挥作用，有效成分从毛细管的末端开口挥发出(参 见美国专利US 4 017 030)。在专利EP 496 102,EP 683 977和US 5 503 839中，记载了一些替换实施例。其中，有效成分存放在由聚合材料制成的安瓿或试管中，有效成分透过管壁进行挥发。专利EP 402 826中记载了一种通过对各组分混合物的挤出来制备其中注入了 5-90%重量的无纤维碳水化合物的乙烯共聚物的方法，以及如此制得的材料用作外激素分 配器的用途。意大利专利IT 1187 647(申请号MI 20054 A/85)中进一步记载了另一实施例， 其中储存在一装置中的外激素对成熟的昆虫可以同时起到迷惑作用以及吸引和消灭作用。 该装置由含有吸附和分散于其中的外激素的纤维和/或原纤维底物制成，其被外激素无法 渗透的表层部分覆盖，该表层是由铝或尼龙，聚酯或聚氯乙烯薄膜制成。然而上述的系统都具有不能生物降解的缺点，这将会导致所治理的环境中聚合物 材料的堆积。此外，所述材料也没有被注入外激素。专利DE 29 905 603中记载了另一实施例，其描述了一种利用置于由可生物降解 材料(如明胶，木质素，纤维素)制成的小容器中的外激素来保护植物不被昆虫破坏的方 法。同样在这种情况下，所述材料也未被注入外激素，因为需要大量的手工劳动力来在有关 地区分配这些容器。专利EP 1 220 607中记载了又一实施例，其中描述了一种由可生物降解材料制 成的装置，这些材料由注入外激素的淀粉和热塑性聚合物制成，并注塑成为钩形或螺旋型。 在该实施例中，主要的缺点在于大量的分配器需要手工分发，进而需要大量的人工劳动力。此外，上述的现有技术中的任何一种方法都不便于用于广泛的作物，也即蔬菜或 花卉。因为，与直接将分配器应用于果树树枝不同，这些区域一般缺少用来安装足够多数量 的均勻分布的分配器的支承。本发明的目的在于提供一种可生物降解的装置，其缓慢、可控地释放一种挥发性 的物质到空气中，例如外激素，其可对有害昆虫施加普遍的迷惑作用，同时也降低了待处理 区域中的安装时间和成本，并且还容易用于广泛的作物，也即蔬菜和花卉，或者在温室里， 或者在露天。令人惊奇是，通过这样的装置可实现上述以及其它目的该装置的内部结构由一 种基于纤维素的可生物降解材料的制成，并注入了挥发性物质或者挥发性物质的混合物， 例如外激素，其外层是由基于淀粉和热塑性聚合物的可生物降解材料制成的，所述装置被 挤压成连续线的形式。在抗击昆虫的具体情况中，可用的外激素可以从含有10-18个碳原子的单_、双_、 三-不饱和醇、乙酸酯和醛，或者它们的混合物中得到，例如针对下述物种的的外激素果 树小卷蛾，桃条麦蛾，李小卷蛾(Cydia funebrana)，苹果皮小卷蛾，甘蓝夜蛾，棉贪夜蛾，贪 夜蛾，草地贪夜蛾，棉铃虫。本发明所述的装置也可用来控制其他挥发性产品的释放，例如(士)-4_氯-2-甲 基环己烷羧酸叔丁基酯或者是它的异构体，(士)-5_氯-2-甲基环己烷羧酸叔丁基酯 (Trimedlure 该产品对果蝇和地中海实蝇具有引诱作用，也可以用在生产用来监控和大 量抓捕的捕获器中。如上文所述，本发明其它优点是，该系统还既可在温室中也可在露天中应用于蔬 菜作物(例如莴苣、菠菜、卷心菜、朝鲜蓟、罗勒、草莓等)，花卉(如仙客来)，用来防卫有害 的夜蛾，例如棉贪夜蛾，贪夜蛾，草地贪夜蛾，甘蓝夜蛾，棉铃虫。
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为了制造本发明所述的装置，可以使用任何含有外激素或外激素混合物的基于纤 维素的可生物降解材料来制成其内部，而使用由基于淀粉和热塑性聚合物的可生物降解材 料来制成其包覆部分。对于所述内部，优选使用的纤维素材料例如可以是，农用或娱乐用的纸线或绳索， 直径在l_3mm之间，卷绕在长度可变的线轴上。所述线的直径优选为1. 3-1. 6mm。基于玉米淀粉和热塑性聚合物的材料可迅速地分解或肥料化，而且挤压时也不会 存在特殊问题，这种材料优选用于外部包覆层。这些材料的举例在欧洲专利EP 539 541，EP 0 327 505，EP 947559中均有记载， 并以Mater-Bi (Novamont S. p. Α.)商品名为人所知。上述材料可以在合适的温度及压力的情况下，通过混合基于淀粉的组分与下列组 合中任选一种的热塑性合成聚合物来得到a)含有2-24个碳原子的脂族羟基酸均聚物，相应的内酯和交酯；b)含有2-24个碳原子的脂族羟基酸共聚物，相应的内酯和交酯；单体选自，含有 2-24个碳原子的脂族羟基酸，与制成第一种单体的那些不同，相应的内酯和交酯、芳族羟基 酸、脂族或芳族异氰酸酯；c)均聚物a)或共聚物b)中的嵌段或支化共聚物，以及下列组分中的一种或多 种1)纤维素或改性纤维素；II)直链淀粉，支链淀粉，天然或改性淀粉；III) 二醇或具有 终端二醇基的聚合物与双官能团异氰酸酯，双官能团环氧化物，二羧酸，酸酐反应得到的聚 合物；iV)聚氨酯，得自二异氰酸酯和氨基-醇的聚酰氨-聚氨酯，聚酰氨，得自二羧酸和 氨基醇的聚酯_酰氨，得自氨基酸和二醇二酯的聚酯脲；V)多羟基化聚合物(例如聚乙烯 醇)，乙烯-乙烯醇共聚物，多糖；Vi)聚乙烯吡咯烷酮-乙酸乙烯酯共聚物，聚乙基-噁唑 啉；Vii)离子交联聚合物，例如聚丙烯酸类和聚甲基丙烯酸类；d)通过增链剂例如异氰酸酯，环氧化物，苯基酯和脂族碳酸酯的改进，从a)和b) 定义的单体或共_单体获得的聚酯；e)通过多官能酸例如偏苯三酸和苯均四酸，聚异氰酸酯和聚环氧化物的部分交 联，从a)和b)定义的单体或共-单体获得的聚酯。该装置是芯线状，其长度为20至200米，并卷绕成线圈。当长度在100米时，更便
于应用。外激素的释放速度受包覆层的厚度所影响。大体来说，外层厚度的范围在0.2_3mm 时，释放速度是可接受的，而当外层厚度的范围在0. 7-1. 5mm时，释放速度是最佳的。本发明所述的装置通过以下方法制成用外激素或混合外激素溶于适当的低沸点 溶剂中形成的溶液浸泡纸线轴，可手工浸泡或使用合适设备进行半自动操作，例如对纱线 染色的设备。外激素的装载量取决于浸泡溶液的浓度，其范围在5-50克/升之间，优选15-25
克/升。可用的溶剂如下甲醇，二氯甲烷，氟利昂，己烷。浸泡的温度为20_40°C，浸泡时间为30秒-30分钟，优选为2_15分钟。浸泡过的线随后被涂上由淀粉和热塑性聚合物制成的可生物降解材料，在 100-200°C，优选140-160°C的温度下挤压成型；在冷却之后，该包覆后的线被卷绕成20-200米，优选为80-120米长的线圈，。根据本申请的需要，线圈随后可被剪成任何长度来 使用，例如从一米到几十米。每延米的线中的外激素含量为5-60毫克/米，优选为15-25毫克/米。根据所要保护的农作物的品种，该装置采用各种不同的程序来应用对于果树而 言，线最好设置在树木之间，高度最好在树的上三分之一处，并固定在末端上；对于温室 而言，线可以直接系到结构的支撑杆上，根据农作物的种类调节线的高度，最好是离地面 30-50cm;对于露天田地里的蔬菜作物而言，也根据作物的种类调节线的高度，最好是离地 面30-50cm，并将其系到固定在地面上的桩上，桩与桩之间的距离优选为20-30米。为实现对农作物害虫的控制，每公顷面积中安装的线的总长在200至2000米之 间，优选为500至1500米。这样，使用剂量的范围为2. 5-120克/公顷，优选为5_75克/公顷，更优为10_25 克/公顷。已经证实，这些后者所述的用于迷惑方法而不是性混淆方法的优选剂量范围具 有更好的优点，那就是使用更少量的外激素并因而降低产生的影响。与之相反，在使环境饱 和的情况下已证实会有影响，其有效成分的质量范围在75-100克/公顷(性混淆的典型用
量)O为了更好地理解本发明，现提供以下实施例，其仅仅是示例性的，而不是对本发明 的限定。实施例1用来防治果树小卷蛾的75克外激素混合物由下列成分制成Z8-12 :Ac，Z8_12 :0H 和 E8-12 :Ac，按比率 92 1 7 混和，加上 0. 75 克 Antiox 640 和 0. 75 克 Chimassorb 81; 将其溶解于3升的二氯甲烷中，即可得到外激素混合物含量为25毫克/毫升的溶液。将一个直径为1.5mm，线长为1680米的纸线轴放置到圆柱形容器内，将事先配制 好的溶液浇在线轴上并让其总共吸收5分钟，然后将线轴从容器中取出，让其在抽吸作用 下浙干。实施例2用来防治棉贪夜蛾的50克外激素混合物由下列成分制成Z，E-9，11-14 =Ac和Z， E-9，12-14 :Ac，按比率 95 5 混和，加上 0. 5 克 Antiox 640 和 0. 5 克 Chimassorb 81 ；将 其溶解于2升的二氯甲烷中，即可得到外激素混合物含量为25毫克/毫升的溶液。将一个直径为1.5mm，线长为1680米的纸线轴放置到圆柱形容器内，将事先配制 好的溶液浇在线轴上并让其总共吸收5分钟，然后将线轴从容器中取出，让其在抽吸作用 下浙干。实施例3用来防治棉贪夜蛾和贪夜蛾的62. 50克外激素混合物由下列成分制成Z，E-9, 11-14 :Ac，Z，E-9，12-14 :Ac 禾口 Z9-14 :Ac，按比率 89 10 1 混和，加上 0. 62 克 Antiox 640和0. 62克Chimassorb 81 ；将其溶解于2. 5升的二氯甲烷中，即可得到外激素混合物含 量为25毫克/毫升的溶液。将一个直径为1.5mm，线长为1630米的纸线轴放置到圆柱形容器内，将事先配制 好的溶液浇在线轴上并让其总共吸收5分钟，然后将线轴从容器中取出，让其在抽吸作用 下浙干。
实施例4用来防治棉贪夜蛾和贪夜蛾的56. 51克外激素混合物由下列成分制成Z，E-9， 11-14 :Ac，Z，E-9，12-14 :Ac 和 Z9-14 :Ac，按比率 47. 5 47. 5 5 混和，加上 0.56 克 Antiox 640和0. 56克Chimassorb 81 ；将其溶解于2. 5升的二氯甲烷中，即可得到外激素 混合物含量为23毫克/毫升的混合液。将一个直径为1.5mm，线长为1630米的纸线轴放置到圆柱形容器内，将事先配制 好的溶液浇在线轴上并让其总共吸收5分钟，然后将线轴从容器中取出，让其在抽吸作用 下浙干。实施例5通过穿过挤压机，用可生物降解的材料MATER-BI (工业级NF01U)包覆由实施 例1中所述方法制得的纸线。该挤压机的喷嘴温度为140°c，速率为大约12-13米/分钟。 通过这样的方法得到的纸线包覆层的厚度为0. 7mm。这些包覆后的纸线大约每100米被卷 绕成一个线轴。实施例6通过穿过挤压机，用可生物降解的材料MATER-BI (工业级NF01U)包覆由实施 例2中所述方法制得的纸线。该挤压机的喷嘴温度为140°C，速率为大约13-14米/分钟。 通过这样的方法得到的纸线包覆层的厚度为0. 7mm。这些包覆后的纸线大约每100米被卷 绕成一个线轴。实施例7通过穿过挤压机，用可生物降解的材料MATER-Β (工业级NF01U)包覆由实施 例2中所述方法制得的纸线。该挤压机的喷嘴温度为140°C，速率为大约13-14米/分钟。 纸线包覆层的厚度控制为1mm。这些包覆后的纸线大约每100米被卷绕成一个线轴。实施例8通过穿过挤压机，用可生物降解的材料MATER-BI (工业级CF03A)包覆由实施 例2中所述方法制得的纸线。该挤压机的喷嘴温度为150°C，速率为大约13-14米/分钟。 纸线包覆层的厚度控制为1mm。这些包覆后的纸线大约每100米被卷绕成一个线轴。实施例9通过穿过挤压机，用可生物降解的材料MATER-BI (工业级CF03A)包覆由实施 例3中所述方法制得的纸线。该挤压机的喷嘴温度为150°C，速率为大约13-14米/分钟。 纸线包覆层的厚度控制为0. 8mm。这些包覆后的纸线大约每100米被卷绕成一个线轴。实施例10通过穿过挤压机，用可生物降解的材料MATER-BI (工业级CF03A)包覆由实施 例4中所述方法制得的纸线。该挤压机的喷嘴温度为150°C，速率为大约13-14米/分钟。 纸线包覆层的厚度控制为0. 8mm。这些包覆后的纸线大约每100米被卷绕成一个线轴。实施例11将按前述实施例1和2中所述方法制得的长30cm的纸线段，在含有0. 2毫克/毫 升的正-十六醇作内标的20ml四氢呋喃溶液中浸泡四小时。这些样品以3000转/分钟的 速度离心15分钟后，可通过气相色谱分析上层清液。其结果参见表1
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表 权利要求
一种用于抗击昆虫的装置，其由内部结构和外部包覆部分组成，所述内部结构由浸润了挥发性物质或挥发性物质混合物的基于纤维素的可生物降解材料制成，所述外部包覆部分由基于淀粉和热塑性聚合物的可生物降解材料制成，所述装置被挤出成连续的线。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述挥发性物质为外激素或外激素混合物。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于所述外激素或外激素混合物特异于以下各种 昆虫果树小卷蛾，桃条麦蛾，李小卷蛾，苹果皮小卷蛾，棉铃虫，甘蓝夜蛾，贪夜蛾，棉贪夜 蛾，草地贪夜蛾，棉铃虫。
4.如权利要求ι所述的装置，其特征在于所述挥发性物质是特异于 (士)-4 (或5)-氯-2-甲基环己烷羧酸叔丁基酯。
5.如权利要求1-4中任一项所述的装置，其特征在于所述由基于纤维素的可生物降解 材料制成的内部结构的直径为l_3mm，优选为1. 3-1. 6mm。
6.如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于所述由基于淀粉和热塑性聚合物 的可生物降解材料制成的外部包覆部分厚度为0. 2-3mm，优选为0. 7-1. 5mm。
7.如权利要求1-6中任一项所述的装置，其特征在于所述挤出的线长度为20-200米， 优选为80-120米。
8.如权利要求1-7中任一项所述的装置，其特征在于每延米的线挥发性物质或挥发性 物质混合物的含量为5-60毫克/米。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于每延米的线挥发性物质或挥发性物质混合物 的含量为15-25毫克/米。
10.一种制作如权利要求1-9中任一项所述装置的方法，其特征在于用挥发性物质或 挥发性物质混合物溶于低沸点溶剂中形成的溶液浸泡基于纤维素的线轴，在20-40°C的温 度下，将其浸泡30秒-30分钟，随后该浸泡后的线在100-200°C的温度下通过挤出被包覆上 基于淀粉和热塑性聚合物的可生物降解材料；在冷却之后，被包覆后的线被卷绕成20-200 米长度的线轴。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于所述挥发性物质为外激素或外激素混合物。
12.如权利要求10或11所述的方法，其特征在于所述浸泡溶液的浓度为5-50克/升， 优选为15-25克/升。
13.如权利要求10-12中任一项所述的方法，其特征在于所述浸泡的时间为2-15分钟。
14.如权利要求10-13中任一项所述的方法，其特征在于所述挤出所需的温度为 140-160°C。
15.一种防控对农作物有害的昆虫的方法，其包括在田地或温室中安装如权利要 求1-9中任一项所述的装置，线的总长为200-2000米每公顷，从而有效成分的使用量为 2. 5-120克/公顷，优选为5-75克/公顷，甚至更优选10-25克/公顷。
全文摘要
本发明公开了一种可生物降解的装置，其能缓释出对昆虫具有引诱剂作用的挥发性物质，该装置广泛应用在农作物领域。
文档编号A01M1/02GK101951758SQ200980102477
公开日2011年1月19日 申请日期2009年1月16日 优先权日2008年1月18日
发明者A·阿尔贝迪尼, F·拉玛, F·雷吉奥利 申请人:伊萨格罗股份公司