一种生物型种衣剂及其制备方法与流程

文档序号:18937620发布日期:2019-10-23 00:46阅读:390来源:国知局

本发明属于种衣剂技术领域,尤其涉及一种生物型种衣剂及其制备方法。



背景技术:

种子包衣剂是在传统浸拌种技术基础上发展起来的一项种子加工新技术,利用各种助剂将有效成分包裹在种子外面,达到农作物的抗病、促生和增产目的。种衣剂作为种子处理新技术,符合现代农业发展的要求。目前生产上主要采用化学药剂为有效成分制备成的种衣剂来防治病害,化学药剂存在环境污染、农残高和病菌易产生抗药性等问题,与目前绿色农业发展相悖,因此选择合适的生物制剂来防治农业生产中病害迫在眉睫。生物型种衣剂是利用病原菌拮抗微生物的代谢物或拮抗菌本身作为有效成分,通过发酵、剂型加工制成的种子包衣剂。生物型种衣剂包裹种子播种后,能迅速吸水膨胀,随着种子幼苗生长种衣剂的有效成分缓慢释放到土壤中;最主要生物型种衣剂不会污染环境,无残留,不易产生抗药性。

溶杆菌(lysobacterspp.)在生防微生物领域占据着重要的地位,属于变形菌门,黄单胞菌目,黄单胞菌科,自1978年建立溶杆菌属,至今命名4个种:产酶溶杆菌(l.enzymogenes),抗生素溶杆菌(l.antibioticus),变棕溶杆菌(l.brunescens)和胶状溶杆菌(l.gummosus)。大量国内外研究发现溶杆菌属代谢产物中含有大量的小分子化合物对作物病原真菌、细菌以及线虫都有良好的拮抗作用。如已报道产酶溶杆菌中可产生抗真菌类的环肽类活性物质hsaf,表明溶杆菌属细菌在生物防治方面极具开发潜力;本发明的生物型种衣剂以有益细菌“抗生素溶杆菌”作为有效成分,我们的前期研究报道抗生素溶杆菌产生的吩嗪类小分子代谢产物对白菜根肿病菌(plasmodiophorabrassicae)、玉米大斑病菌(exserohliumturcicum)和魔芋细菌性软腐病菌(erwiniacarotovorasubsp.carotovora)有拮抗活性;更进一步的研究发现抗生素溶杆菌能产生生长素和赤霉素等促进植物生长的激素,对作物具有良好的促生作用。选用抗生素溶杆菌作为生物型种衣剂的有效成分,在农作物生产的促生防病方面具有重要意义。

本发明的目的是为了解决生产中十字花科蔬菜根肿病,玉米大斑病,魔芋软腐病防治问题,本发明研制的种衣剂对十字花科蔬菜、玉米种子和魔芋种球进行包衣处理,能提高种子(种球)的发芽率,促进作物生长,降低病害发生,并且对环境和农产品无污染。



技术实现要素:

为了达到上述目的,本发明提供一种生物型种衣剂及其制备方法,解决了现有技术中存在的问题。

本发明是采用如下技术方案实现对农作物具有明显的促生和防病作用:一种具有促生防病作用的生物型种衣剂,包含助剂和有益细菌。助剂各组分及含量为:成膜剂(质量体积比)3~5%,润湿剂(质量体积比)3~5%,分散剂(质量体积比)0.5~1%,增稠剂(质量体积比)0.02~0.1%,保护剂(质量体积比)4~6%,警戒色(质量体积比)0.5~2%,以水作为介质。助剂的含量针对不同的作物种子选择合适的含量,种子或种球表面积大,助剂各成分的含量相应加大。初始抗生素溶杆菌含量≥1×109cfu/ml发酵液,助剂和有益细菌按照体积比1:99混合均匀。

抗生素溶杆菌的代谢产物中具有脂肽类和其他小分子如吩嗪类化合物,这些物质对白菜根肿病,玉米大斑病和魔芋软腐病的病原菌有抑制作用,具有良好的防病效果;同时抗生素溶杆菌代谢物中含有具有促进植物生长的激素,经测定抗生素溶杆菌摇瓶发酵48h后发酵液中生长素和赤霉素的浓度分别为:25.52ng/l和381.78pmol/l,这两类物质可以很好的促进植株生长。聚乙烯醇及壳聚糖混合物具有良好成膜作用,可以较好的将种子及有效成分进行包埋;黄原胶作为具有一定粘度的物质,可降低粒子的沉降速度,改良种衣剂的稳定性;乳化剂op-10具有乳化作用,在生物种衣剂中期乳浊液体稳定作用,保证种衣剂的成膜稳定性;木质素磺酸钠具有良好的分散性,保证成膜物质具有良好的相容性;甘油具有良好的保护作用,可以维持抗生素溶杆菌的生存微环境,抵抗外界不良环境的作用;曙红具有美化和区别种衣剂的作用。

本发明通过下述技术方案实现:

一种生物型种衣剂,其特征在于其有益细菌菌株保藏信息cgmccno.24032008.03.17;

该有益细菌菌株保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏单位地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所。

本发明所采用的技术方案是,一种生物型种衣剂,包括有益细菌和助剂,其中有益细菌和助剂按1:99的质量体积比混合,有益细菌为抗生素溶杆菌,助剂包括成膜剂、润湿剂、分散剂、增稠剂、保护剂、警戒色,成膜剂为聚乙烯醇与壳聚糖混合而成,润湿剂为op-10,分散剂为木质素磺酸钠,增稠剂为黄原胶,保护剂为丙三醇,警戒色曙红,成膜剂聚乙烯醇与壳聚糖的混合比例为1:4。

优选的,所述生物种衣剂中各组分的含量分别为:初始抗生素溶杆菌含量≥1×109cfu/ml发酵液,成膜剂3~5%,润湿剂3~5%,分散剂0.5~1%,增稠剂0.02~0.1%,保护剂4~6%,警戒色0.5~2%,以水作为介质。

本发明还提供了一种生物型种衣剂的制备方法包括以下步骤:

(a)将抗生素溶杆菌接种于kb液体培养液,28℃、160r/min进行摇瓶发酵培养48h制备成发酵液,初始抗生素溶杆菌含量≥1×109cfu/ml;

(b)将聚乙烯醇与壳聚糖混合物、op-10、木质素磺酸钠、黄原胶、丙三醇、曙红混合,搅拌均匀,然后放入研磨机中进行研磨,研磨时间为4~8h,研磨至物料的平均粒径小于5μm,制备成助剂;

(c)将步骤(a)所得抗生素溶杆菌发酵液与步骤(b)所得助剂按体积1:99的比例混匀制得生物型种衣剂。

优选的,所述所述助剂中各组分的含量分别为聚乙烯醇与壳聚糖混合物3~5%,op-103~5%,木质素磺酸钠0.5~1%,黄原胶0.02~0.1%,丙三醇4~6%,曙红0.5~2%,所述聚乙烯醇与壳聚糖混合物的混合比例为1:4。

本发明还提供了一种生物型种衣剂的使用方法:将生物型种衣剂与种子或种球进行混和浸刷于种子或种球表面,制备成包衣种子或种球,包衣种子或种球后播种育苗。

优选的,所述种子为白菜种子、玉米种子,种球为魔芋种球。

优选的,所述生物型种衣剂与白菜种子按体积质量比1:100进行混和浸刷。

优选的,所述生物型种衣剂与玉米种子按体积质量比1:50进行混和浸刷。

优选的,所述生物型种衣剂与魔芋种球按体积质量比1:10进行混和浸刷。

本发明的有益效果是:本发明的生物型种衣剂具有制备方法简单、原料易获取且价格低廉,以有益细菌“抗生素溶杆菌”作为生物型种衣剂的有效成分,制备成品对农作物的促生防病效果显著,对农作物安全性无影响,且对环境友好,无残留,不易产生抗药性。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

一种生物型种衣剂,其特征在于其有益细菌菌株保藏信息cgmccno.24032008.03.17;

该有益细菌菌株保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏单位地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所。

一种生物型种衣剂,包括有益细菌和助剂,其中有益细菌和助剂按1:99的质量体积比混合,有益细菌为抗生素溶杆菌,助剂包括成膜剂、润湿剂、分散剂、增稠剂、保护剂、警戒色,成膜剂为聚乙烯醇与壳聚糖混合而成,润湿剂为op-10,分散剂为木质素磺酸钠,增稠剂为黄原胶,保护剂为丙三醇,警戒色曙红,成膜剂聚乙烯醇与壳聚糖的混合比例为1:4。

进一步的,所述生物种衣剂中各组分的含量分别为:初始抗生素溶杆菌含量≥1×109cfu/ml发酵液,成膜剂3~5%,润湿剂3~5%,分散剂0.5~1%,增稠剂0.02~0.1%,保护剂4~6%,警戒色0.5~2%,以水作为介质。

本发明还提供了一种生物型种衣剂的制备方法包括以下步骤:

(a)将抗生素溶杆菌接种于kb液体培养液,28℃、160r/min进行摇瓶发酵培养48h制备成发酵液,初始抗生素溶杆菌含量≥1×109cfu/ml;

(b)将聚乙烯醇与壳聚糖混合物、op-10、木质素磺酸钠、黄原胶、丙三醇、曙红混合,搅拌均匀,然后放入研磨机中进行研磨,研磨时间为4~8h,研磨至物料的平均粒径小于5μm,制备成助剂;

(c)将步骤(a)所得抗生素溶杆菌发酵液与步骤(b)所得助剂按体积1:99的比例混匀制得生物型种衣剂。

进一步的,所述所述助剂中各组分的含量分别为聚乙烯醇与壳聚糖混合物3~5%,op-103~5%,木质素磺酸钠0.5~1%,黄原胶0.02~0.1%,丙三醇4~6%,曙红0.5~2%,所述聚乙烯醇与壳聚糖混合物的混合比例为1:4。

本发明还提供了一种生物型种衣剂的使用方法:将生物型种衣剂与种子或种球进行混和浸刷于种子或种球表面,制备成包衣种子或种球,包衣种子或种球后播种育苗。

进一步的,所述种子为白菜种子、玉米种子,种球为魔芋种球。

进一步的,所述生物型种衣剂与白菜种子按体积质量比1:100进行混和浸刷。

进一步的,所述生物型种衣剂与玉米种子按体积质量比1:50进行混和浸刷。

进一步的,所述生物型种衣剂与魔芋种球按体积质量比1:10进行混和浸刷。

实施例一生物型种衣剂对十字花科蔬菜的促生及根肿病防效

以白菜作为十字花科蔬菜作为典型代表作物,进行抗生素溶杆菌生物型种衣剂对十字花科蔬菜作物的促生及根肿病的防效测试。

试验地点及其试验设计:试验地点为云南省禄丰县白菜根肿病试验田,选用白菜品种“鲁春白1号”,进行白菜种子包衣处理。试验设4个处理:抗生素溶杆菌生物型种衣剂、生防菌枯草芽孢杆菌生物型种衣剂、化学农药氰霜唑化学型种衣剂包衣种子和未包衣种子ck,每个处理3次重复,共计12个小区,每个小区种植白菜5行,每行42株。

生物型种衣剂助剂各成分每100ml按体积重量比为成膜剂(质量体积比)3%,润湿剂(质量体积比)3%,分散剂(质量体积比)0.5%,增稠剂(质量体积比)0.05%,保护剂(质量体积比)4%,警戒色(质量体积比)1%,初始抗生素溶杆菌含量≥1×109cfu/ml的发酵液。助剂与抗生素溶杆菌发酵液按体积比1:99混匀。阳性对照以生防枯草芽孢杆菌为有效成分,阴性对照以化学农药氰霜唑稀释1000倍为有效成分,空白对照ck为未包衣种子。

处理后的白菜种子采用育苗盘进行育苗,育苗4d后调查发芽率。并在移栽30d后进行株高,叶球直径和产量的调查。促生效果见表1。

表1生物型种衣剂对白菜的促生作用

从白菜促生结果可知,抗生素溶杆菌生物型种衣剂对白菜的促生作用明显,相对未包衣的种子每100株可增产77.45kg,比芽孢杆菌为有效成分生物生物型种衣剂每100株可增产38.72kg,比化学型种衣剂每100株可增产22.78kg。

白菜根肿病田间防效测定,于白菜根肿病发生高峰期进行采样,调查并记录各个种衣剂处理的发病率和发病情况,并计算出病情指数和防效。

白菜根肿病的病情分级标准如下:

0级:根部无肿瘤;

1级:侧根有小肿瘤;

3级:主根肿大,其直径小于2倍茎基部;

5级:主根肿大,其直径是茎基部2~3倍;

7级:主根肿大,其直径是茎基部3~4倍;

9级:主根肿大,其直径是茎基部4倍以上,肿大的根部变黑腐烂。

病株率=发病株/总株数×100%

病情指数%=∑(病情级值×各级病株数)×100/(调查总株树×9)

相对防效=(对照病情指数–处理病情指数)/对照病情指数×100%

表2生物型种衣剂对白菜根肿病的防病效果

从表2可以看出,以抗生素溶杆菌为有效成分的生物型种衣剂对白菜根肿病的防治效果明显,防治效果达43.78%,与枯草芽孢杆菌为有效成分的生物型种衣剂相比发病率和病情指数都明显降低,与农药氰霜唑稀释1000倍为有效成分的种衣剂防病结果相近,表明该生物型种衣剂能有效防治白菜根肿病。

实施例二生物型种衣剂对玉米促生及玉米大斑病防效

一种具有促生防病作用的生物型种衣剂,生物型种衣剂各成分每100ml按体积重量比为成膜剂(质量体积比)4%,润湿剂(质量体积比)3%,分散剂(质量体积比)0.5%,增稠剂(质量体积比)0.05%,保护剂(质量体积比)6%,警戒色(质量体积比)1%;初始抗生素溶杆菌含量≥1×109cfu/ml的发酵液。助剂与抗生素溶杆菌发酵液按1:99的比例混匀。以生防真菌“木霉菌”作为有效成分作阳性对照,以化学农药戊唑醇为有效成分作为阴性对照,以不包衣玉米种子为空白对照ck。

上述种衣剂的制备和玉米种子包衣方法为:将以上所述的各成分混合,搅拌均匀,然后放入研磨机中进行研磨,研磨时间为4~8小时,研磨至物料的平均粒径小于5μm。将物料与玉米种子按体积质量(ml/g)比1:50进行混和浸刷于玉米种子表面,制备成包衣玉米种子。

试验地点及其试验设计:试验地点为云南省德宏州芒市鲜食玉米种植基地,选用玉米品种双色之星(美国)的种子进行包衣。试验设4个处理:抗生素溶杆菌生物型种衣剂、生防菌木霉菌生物型种衣剂、化学农药戊唑醇稀释3000倍化学型种衣剂进行种子包衣和未包衣种子作为ck,每个处理3次重复,共计12个小区,每个小区种植玉米4行,每行80株。

发芽率测定时,各包衣剂处理种子播种于育苗盘中,10d后调查发芽率;移栽田间抽雄期对玉米株高和茎围进行调查,成熟期测定玉米籽粒的百粒重(干重),调查结果见表3.

表3生物型种衣剂对玉米的促生作用

从表3促生作用结果可知,抗生素溶杆菌生物型种衣剂对玉米具有促生作用,出苗率、株高和茎围都高于未包衣的种子;百粒重相比出未包衣的种子明显增加。

玉米大斑病田间防效测定时,育苗30d后进叶片喷雾接种大斑病病原菌,接种病原菌7d后调查,调查玉米果穗的上方叶片和下3叶的发病等级,统计分析各处理种衣剂包衣后的病情指数和相对防效。

玉米大斑病的病情分级标准如下:

病斑占叶面积少于或等于5%为1级;

病斑占叶面积6%~10%为3级;

病斑占叶面积11%~30%为5级;

病斑占叶面积31%~70%为7级;

全株叶片基本为病斑覆盖,叶片枯死为9级;

病情指数%=∑(病情级值×各级病株数)×100/(调查总株树×9)

相对防效=(对照病情指数–处理病情指数)/对照病情指数×100%

表4生物型种衣剂对玉米大斑病的田间防病效果

由表4结果可知,抗生素溶杆菌生物型种衣剂包衣处理后对玉米大斑病的防效明显提高,相对未包衣处理的空白对照防效达69.36%,比木霉菌生物型种衣剂和戊唑醇化学农药型种衣剂防效分别提高21.11%和8.07%。

实施例三生物型种衣剂对魔芋促生和细菌性软腐病防效

一种具有促生防病作用的生物种衣剂,各成分每100ml按体积重量比为成膜剂(质量体积比)4%,润湿剂(质量体积比)3%,分散剂(质量体积比)0.5%,增稠剂(质量体积比)0.03%,保护剂(质量体积比)4%,警戒色(质量体积比)2%,初始抗生素溶杆菌含量≥1×109cfu/ml的发酵液。助剂与发酵液按1:99的比例混匀。以生防菌枯草芽孢杆菌作为有效成分作阳性对照,以化学农药噻枯唑稀释500倍戊唑醇为有效成分作为阴性对照,以不包衣魔芋种球为空白对照ck。

上述种衣剂的制备方法为:将以上所述的各成分混合,搅拌均匀,然后放入研磨机中进行研磨,研磨时间为4~8小时,研磨至物料的平均粒径小于5μm。将物料与魔芋种球按体积质量(ml/g)比1:10进行混和浸刷于魔芋种球表面,制备成包衣魔芋种球。

试验地点及其试验设计:试验地点为云南省富源县,选用富源花魔芋品种种球进行种衣剂包衣处理,试验设抗4个处理:抗生素溶杆菌生物型种衣剂、生防菌枯草芽孢杆菌生物型种衣剂、化学农药噻枯唑稀释500倍化学型种衣剂包衣种球和未包衣种球ck,每个处理3次重复,共计12个小区,每个小区种植魔芋4行,每行40株。

抗生素溶杆菌生物型种衣剂对魔芋的促生作用:魔芋种球育苗7d后调查发芽率,育苗30天后调查魔芋株高茎围,收获时调查调查种球鲜重。

表5生物型种衣剂对魔芋的促生作用

由表5的魔芋促生结果可知,抗生素溶杆菌生物型种衣剂对魔芋的促生有明显作用,相对于空白对照发芽率、株高和茎围等生物量分别增加了15.07%、18.41%和53.42%。产量较其他处理增加明显,抗生素溶杆菌生物型种衣剂包衣的处理单株种球质量相对芽孢杆菌生物型种衣剂、噻枯唑化学型种衣剂和空白对照ck分别增加了60.84g、71.93g和71.98g。

防效测定实验:在魔芋展叶期,对不同处理的魔芋植株进行调查采样调查发病率和病情等级。

魔芋软腐病的病情分级标准依据魔芋软腐病害严重程度分为0~4级:

0级:植株生长正常,叶片无生理性发黄、无水渍状病斑;

1级:叶片(或叶柄)一侧有小型水渍状病斑,病斑面积(或长)占总叶面积(叶柄总长度)的10%以下;或者叶片轻度黄化面积小于10%;

2级:叶片(或叶柄)的水渍状病斑或者黄化面积占总叶面积10%~40%,茎基部或茎有水渍状病斑,但植株正立。

3级:叶片(或叶柄)的水渍状病斑或者黄化面积占总叶面积40%~90%,茎基部有明显软腐症状或茎一侧叶柄全部软腐,植株歪斜。

4级:叶片(或叶柄)的水渍状病斑或者黄化面积占总叶面积90%以上或全叶枯黄、植株倒伏腐烂。

表6生物型种衣剂对魔芋软腐病的防病效果

由表6的魔芋软腐病防病结果证明,抗生素溶杆菌生物型种衣剂的相对防效与枯草芽孢杆菌生物型种衣剂、化学农药噻枯唑种衣剂相比,分别提高了36.98%和26.99%,达到显著差异水平,由此可证明抗生素溶杆菌生物型种衣剂对魔芋软腐病的发生有明显的防治效果。

综上所述,本发明的生物型种衣剂具有制备方法简单、原料易获取且价格低廉,以有益细菌“抗生素溶杆菌”作为生物型种衣剂的有效成分,制备成品对农作物的促生防病效果显著,对农作物安全性无影响,且对环境友好,无残留,不易产生抗药性,有效克服了现有技术中的种种缺点而具有良好的应用前景。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本发明的保护范围内。

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