专利名称：聚合凝胶生物菌杀虫剂及其制备工艺的制作方法
一种聚合凝胶生物菌杀虫剂及其制备工艺，属于生物农药杀虫剂及其制备工艺。
生物菌杀虫剂所用的杀虫菌为活性较强的真菌如白僵菌和细菌如苏云金菌，真菌多是利用害虫体内成份为营养，通过在幼虫体内繁殖、寄生而使害虫幼虫致死。细菌为分泌毒素被害虫食入后致死。这两类杀虫菌田间应用至今已有近二十年历史，长期以来这类杀虫菌应用一直为裸孢子菌使用，菌体自身不具有保护性，遇有光照、失水、干燥等不利因素都将失去对寄主的感染。这是生物制剂杀虫田间应用中至今尚待解决的技术难题。近年来国外有人研究用淀粉作为杀虫菌剂的保护载体，以增强生物菌抵御自然环境的影响。但淀粉作保护载体遇水易分解，不具可重复性。吉林省农科院曾首创用玉米蕊叶培养白僵菌2级菌即培养的二级菌直接拿到田间施入玉米蕊叶中防治玉米螟虫，其使用效果有了很大提高，但存在的问题是菌活性时间短，仍为裸孢子菌所使用，菌外无保护，遇有雨水易流失，光照及干燥等失活。
本发明的目的在于解决上述现有技术的不足，提供一种具有失水、复水可重复性的聚合凝胶作为生物菌保护载体，使菌体可在凝胶上增殖，利用凝胶的性质使其增强对外界的抗性、增加菌体田间有效活性的聚合凝胶生物菌杀虫剂农药其制备工艺。
本发明以如下技术方案实现这种聚合凝胶生物菌杀虫剂是以按500ml单位体积所含重量由有活性的生物菌20-30克同含有不饱双键的单分子有机物20%浓度500ml及适量交联剂、引发剂、稳定剂和150-160克淀粉营养物相混配。其制备工艺在于将按500ml单位体积所含重量的活性生物菌20-30克同含有不饱和双键的单分子有机物20%浓度500ml同适量的引发剂、交联剂、稳定剂和150-160克淀粉营养物在40-45℃保温混合30分钟成聚合凝胶生物菌，再经成型器成珠状颗粒，于35℃下干燥制成珠状聚合凝胶生物菌杀虫剂。适当改变其制备工艺，可得到粉状聚合凝胶生物菌杀虫剂，制备工艺是先将含有双键的不饱和单分子有机物，适量交联剂、引发剂、稳定剂等在40-45℃混合30分钟，很快形成凝胶，称RJS凝胶，机械加工成小胶块可为通过30目网眼，再将活性生物菌如白僵菌经PDA马玲薯液体培养基或人工合成液体培养基逐级放大为液体三级菌，与上述RJS凝胶颗粒及玉米淀粉麦麸皮培养物混合，在26℃中培养7-10天，得到的培养物于35℃干燥后过40目筛为成品。
聚合凝胶形成机理如下聚合凝胶形成有多种不同体系，即由于单体浓度不同，聚合条件不同可以形成不同吸澎倍数的凝胶，但各种凝胶均有以下结构，形成机理如下先由单体到链增长过程
长链聚合体间形成亚胺化，交联成网状结构
体系中又加入一定量的交联剂，因此又有以下结构
因此，凝胶形菌剂是上述两种不同网状形式的混合结构。不同配比形成的网状聚合凝胶菌丝均可生长，本发明确定的组分配比更适于菌丝生长、菌丝穿透凝胶生长茂盛，由凝胶分子结构看出，网格内可以包裹生物菌生长所需的营养物，玉米淀粉和麸皮浸出物，遇水吸澎后可以提供菌丝或菌孢子萌发所需的水份和营养物，干燥时由于凝胶保水性甚至束缚水的作用，可以维持菌丝及孢子所需的最低水，因此是生物菌受到保护延长使用寿命的关键所在。
本发明所具有的有益效果由于聚合凝胶为不饱和双键单分子有机物，经引发剂、交联剂、稳定剂等在一定条件下短时间聚合交联成网状凝胶。该凝胶具有较强的吸水性，保水性好，网格内除包有大量的菌孢子外，还有菌体生长所需的淀粉和麸皮氮化物。遇有雨水时，凝胶迅速吸水澎涨干燥的菌丝和孢子得以萌发，当干燥凝胶缓慢失水有利于菌丝和孢子形成休眠的孢子和菌丝，遇有雨水时还会重复上述过程。因此，凝胶所具有的性质是该生物菌提高活性的关键。用聚合凝胶技术制备的凝胶生物菌杀虫剂有如下有益效果1、凝胶适于多种杀虫菌，菌剂适于防治近百种害虫。2、以防治玉米螟为例，田间有效活性由常规的三至五天延长至两个月。3、凝胶具有失水、复水可重复性，同目前国外有人用淀粉做保护载体相比克服了淀粉遇水后分解不具重复性的技术难题。4、以防治玉米螟为例，该菌剂药效时间长，可以在玉米生育期提前施药，克服了目前因植株高大施药难的技术问题，深受农民欢迎。5、具有较大经济效益本发明所具备的珠状和粉状两种菌剂，依目前工艺，生产成本如下a、粉状菌剂为每公斤1.15元亩用量为600克，药剂费为0.69元、防效玉米螟为86%，较对照高出10%，按亩产300公斤玉米折算，可以挽回损失24公斤/亩，按每公斤0.4元折算，为9.6元，因此亩投入产出比为12.9∶1。b、珠状菌剂成本为18.1元/公斤。每亩用100克，药剂费1.81元，防效较对照提高8%，平均可挽回损失19.2公斤/亩。折合7.68元，投入产出比为4.24∶1。但珠状菌剂更适合于防治地下害虫。
我国东北黑龙江省为玉米主要产区，年平均播种面积达3300万亩。由于玉米螟危害面积达1014万亩，严重时亩损失达10%以上而由目前防治技术、每年不到450万亩。本发明运用聚合凝胶技术，极大地提高了目前的白僵菌田间防治技术，可以提前施药，菌剂存放时间长，可以标准化、商品化、这些技术优点将会给黑龙江省玉米螟大面积防治带来突破性进展。
以上1-4的有益效果可以用对珠状和粉状菌剂所作的下列试验验证。
试验1，粉状和珠状菌剂对紫外灯照射的影响将粉状和珠状凝胶菌剂各取1克干品置30W紫外灯下1.2米处照射，分别为5、10、20、30分钟，然后再置于50ml液体PDA培养基中发酵48小时，再稀释0.1%，用PDA平板计算菌落数结果见表1。
表1 紫外灯照射试验×103个
试验2为两种剂型长期存放后测活试验粉状菌剂和珠状菌剂分别在室温下放置260天和256天各取1克干品做如下处理试验，其方法如下(1)取1克干品于PDA液体培养基，含糖2%、PH自然，26～28℃振荡培养72小时，镜检计数。(2)各取1克干菌剂分别用过量生理盐水浸泡26小时，于平皿中26℃培养7天后收集孢子并计数，结果见表2。
表2珠状和粉状菌剂室温下存放8个月测活
以上结果可以验证珠状和粉状菌剂在室温下存放8个月后仍有活性，并且优于常规裸孢子。
试验3为田间应用试验。凝胶菌剂型曾在黑龙江省植检植保站的协助下，做了三年田间防治玉米螟的应用试验，以93年田间应用效果最为明显，结果见表3。
由表3可以看出适宜的亩用量为15克菌孢子，含孢量为1011个/克。凝胶珠状菌剂用量为100克/亩，粉状菌剂为600克/亩。防效达80%以上，93年达86.15%。较对照高10个百分点。通过田间应用试验、珠状和粉状菌均是较理想的新剂型菌剂。
下面结合实施例详细描述本发明。
所用的材料、仪器，设备及出处如下1、不饱和双键单分子有机物其代表物质选用丙烯酰胺AM，大连化工试剂厂生产、工业级、含量30%;2、交联剂选用N、N′-甲叉基双丙烯酰胺化学纯，北京化工厂;3、引发剂，四甲基乙2胺;4、过硫酸胺，均为化学纯北京化工厂生产。5、菌种，白僵菌9＃为吉林农业科学院生产、斜面菌种。6、RJS聚合凝胶，黑龙江省科学院技术物理研究所提供。7、营养物选用玉米淀粉及麦麸皮，哈尔滨粮库。8、JZ7114型植物破碎机。9、ZAX2型生物摄影显微镜，上海照像机三厂;10、液体培养基选用PDA马玲薯液体培养基含蔗糖2%PH自然。11、菌活性测定，显微测定计数，田间实施应用。
聚合凝胶生物菌杀虫剂是由生物菌与不孢和双键单分子有机物，交联剂、引发剂，稳定剂及营养物混合配制，可以制成珠状杀虫菌剂、稍加改变工艺可以制成粉状杀虫菌剂，所述的生物杀虫菌选用白僵菌和苏云金菌，也适合其他生物寄生菌。
实施例1聚合凝胶生物菌杀虫剂菌剂是由按500ml单位体积所含重量活性菌粉30克其含孢量为10×1011个/克，同20%丙烯酰胺AM500ml相混合同时加入3%N、N′-甲叉基双丙烯酰胺交联剂，0.4%四甲基乙2胺引发剂，0.1%过硫酸铵稳定剂，120克玉米淀粉和30克麸皮营养物混配制成聚合凝胶生物菌杀虫剂。其制备工艺如下聚合凝胶生物菌杀虫剂珠状菌剂制备工艺，它是按500ml单位体积所含重量将有活性生物菌菌粉30克，含孢量为10×1011个/克同浓度20%的丙烯酰胺AM500ml相混合同时加入3%N、N′-甲叉基双丙烯酰胺交联剂，0.4%四甲基乙二胺引发剂，0.1%过硫酸铵稳定剂，120克玉米淀粉和30克麸皮营养物在43℃下混合30分钟，成凝胶生物菌混合物，再置于成型器中成型成珠状颗粒，经35℃干燥后得成品160克至180克。当批量生产时可按上述组合含量配比。珠状菌剂形成主要受引发剂，单体浓度影响，对菌丝吸澎倍数和产孢量为指标进行检验，单体浓度为主要因素，其次是引发剂用量。本发明进行优化组合检验得出结果单体浓度在20%，引发剂用量0.4%交联剂3%±0.1%营养物含量为150克±2克。
实施例2粉状聚合凝胶生物菌杀虫剂及其制备工艺。取1试管白僵菌9＃原种置入PDA马玲薯液体培养基中，从50ml、250ml至500ml逐级放大培养为三级液体菌。将20%丙烯酰胺AM500ml同1%N、N′-甲叉基丙烯酰胺和0.4%四甲基乙二胺及0.1%过硫酸铵相混合，于41℃中保温聚合成约500ml聚合凝胶，称RJS胶，切割成30目碎块，同1000克麸皮和3000克玉米粉共计4000克营养物相混合均匀并灭菌。冷却后加入上述500ml液体三级菌于26℃下7-10天发酵制成凝胶菌，于35℃干燥后过40目筛，可得成品4200-4500克，批量生产可参照上述配比，液体三级菌可用人工合成培养基含玉米粉5%、麸皮1.5%、豆粉0.5%，熬煮15-20分钟，过滤后即可。
珠状菌剂和粉状菌剂比较从载体组成上看，粉状菌剂主要含有以RJS高吸水倍数凝胶为载体，而珠状菌胶是特殊工艺一次聚合而成。菌粉的性质上看，粉状菌剂是以菌丝为主、而含有少量孢子，珠状菌剂几乎是菌粉孢子。珠状菌剂有较粉状菌剂更强的抗紫外线能力，但珠状菌剂在防治地上害虫时易从叶片上脱落，而粉状菌剂易在叶片基部形成大量菌胶团，有在植珠上附着的性质并可以干粉喷施。
权利要求
1.一种聚合凝胶生物菌杀虫剂，其特征在于按500ml单位体积所含重量由有活性的生物菌20-30克、同含有不饱和双键的单分子有机物20%浓度500ml及适量交联剂、引发剂、稳定剂和150-160克淀粉营养物相混配。
2.一种聚合凝胶生物菌杀虫剂制备工艺，其特征在于将按500ml单位体积所含重量的活性生物菌20-30克同含有不饱和双键的单分子有机物20%浓度500ml及适量的引发剂、交联剂、稳定剂和150-160克淀粉营养物在40-45℃保温混合30分钟成聚合凝胶生物菌，再经成型器成珠状颗粒，在35℃下干燥制成珠状聚合凝胶生物菌杀虫剂。
全文摘要
一种聚合凝胶生物菌杀虫剂及制备工艺，属生物农药杀虫剂及制备工艺。由按500ml单位体积所含重量的活性生物菌如真菌即白僵菌或细菌即苏云金菌20—30克，同含有不饱和双键的单分子有机物其浓度为20％500ml及适量的交联剂、引发剂、稳定剂和150—160克淀粉营养物相混配。其制备工艺是将上述组分及含量在40—45℃混合30分钟，经成型再于35℃下干燥为成品。该生物菌杀虫剂抗性强，田间活性延长2个月，防效达86％，产品原料丰富、生产工艺简便。
文档编号A01N25/04GK1093524SQ9410370
公开日1994年10月19日 申请日期1994年3月31日 优先权日1994年3月31日
发明者刘志强, 王长安, 程玉鹏, 姜素青 申请人:刘志强