白僵菌可濕性粉劑的研制

李沛利， 張晉康， 陳華保， 楊春平， 龔國淑， 張 敏*

(1. 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，成都 611130；2. 四川省雅安市農(nóng)業(yè)局，雅安 625014)

白僵菌可濕性粉劑的研制

李沛利1， 張晉康2， 陳華保1， 楊春平1， 龔國淑1， 張 敏1*

(1. 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，成都 611130；2. 四川省雅安市農(nóng)業(yè)局，雅安 625014)

以白僵菌孢子粉為原藥，硅藻土為主要載體，通過單因素和正交設(shè)計(jì)篩選合適的潤(rùn)濕劑、分散劑等助劑配方比例，研制出性能優(yōu)良的白僵菌可濕性粉劑。確定配方為：白僵菌分生孢子粉20%；NNO 7%；農(nóng)乳3208 2%；拉開粉 5%；十二烷基硫酸鈉 2%；硅藻土加齊至100%。質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果表明：該配方潤(rùn)濕時(shí)間<1 min，懸浮率可達(dá)到75%以上，其他各項(xiàng)指標(biāo)均符合可濕性粉劑的要求。

白僵菌分生孢子粉； 助劑； 配方； 可濕性粉劑

白僵菌[Beauveriabassiana(Bals.) Vuill]隸屬于真菌界(Fungi)、雙核亞界(Dikarya)、子囊菌門(Ascomycota)、糞殼菌綱(Sordariomycetes)、肉座菌目(Hypocreales)、麥角菌科(Clavicipitaceae)、白僵菌屬(Beauveria)；可侵染15個(gè)目、149個(gè)科的700余種昆蟲和螨類[1]。長(zhǎng)期以來，白僵菌作為害蟲生物防治的重要因子受到廣泛關(guān)注和深入研究，在植物蟲害生物防治的基礎(chǔ)研究與應(yīng)用中占有舉足輕重的地位，以白僵菌為主要活性成分的白僵菌制劑在多種農(nóng)林害蟲的生物防治中都取得了明顯成效[2]。

到目前為止，白僵菌劑型的種類呈多樣化，有粉劑、可濕性粉劑、油懸浮劑、顆粒劑、膠囊劑等等，但總體而言，目前生產(chǎn)中白僵菌可濕性粉劑的質(zhì)量相對(duì)較差，普遍存在有效成分穩(wěn)定性能差、懸浮率低及貨架期短等問題，給白僵菌的推廣應(yīng)用帶來了巨大的障礙[3]。本文以白僵菌孢子粉為原藥，以硅藻土為主要載體，通過單因素和正交設(shè)計(jì)篩選模式，篩選合適的潤(rùn)濕劑、分散劑等助劑配方比例，研制出性能優(yōu)良的白僵菌可濕性粉劑，為白僵菌的進(jìn)一步開發(fā)利用奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1供試菌粉

白僵菌分生孢子粉(500億孢子/g)由四川農(nóng)業(yè)大學(xué)無公害農(nóng)藥研究實(shí)驗(yàn)室提供。

1.1.2載體與助劑

硅藻土，NNO(萘磺酸鈉甲醛縮合物)，十二烷基硫酸鈉，拉開粉，DBS-Na(十二烷基苯磺酸鈉)，農(nóng)乳3208，混合乳化劑(50% OP-10+50%農(nóng)乳550)，吐溫20等，均由四川農(nóng)業(yè)大學(xué)無公害農(nóng)藥研究實(shí)驗(yàn)室提供。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 助劑的選擇[4]

1.2.1.1潤(rùn)濕劑種類的選擇方法

按白僵菌分生孢子粉占制劑質(zhì)量的20%，以NNO為分散劑，含量為10%，加入不同的潤(rùn)濕劑，含量占10%，以硅藻土補(bǔ)足，分別配制成不同的可濕性粉劑，測(cè)定樣品的潤(rùn)濕時(shí)間和懸浮率，潤(rùn)濕效果好的樣品所選擇的潤(rùn)濕劑即為較好的潤(rùn)濕劑種類。

1.2.1.2乳化分散劑的選擇方法

按白僵菌分生孢子粉占制劑質(zhì)量的20%，潤(rùn)濕劑10%，乳化分散劑2%，其余以硅藻土補(bǔ)足，分別配制成可濕性粉劑，測(cè)定樣品的潤(rùn)濕時(shí)間和懸浮率，潤(rùn)濕效果好，懸浮率高的樣品所選擇的乳化分散劑即為最好的潤(rùn)濕乳化分散劑種類。

1.2.1.3潤(rùn)濕劑和分散劑及乳化分散劑的最優(yōu)配比篩選

以白僵菌孢子粉20%，先將載體和白僵菌孢子粉混合后，按篩選出的助劑種類加入潤(rùn)濕劑、分散劑和乳化分散劑，進(jìn)行正交設(shè)計(jì)[5]，篩選出最佳配方。

1.2.2 白僵菌可濕性粉劑質(zhì)量檢測(cè)

制劑樣品質(zhì)量檢測(cè)方法：潤(rùn)濕時(shí)間按GB/T 5451-2001測(cè)定[6]；懸浮率按GB/T 14825-2006測(cè)定[7]；水分按GB/T 1600-2001[8]，共沸法測(cè)定；pH按GB/T 1601-1993測(cè)定[9]。

1.2.3 白僵菌可濕性粉劑對(duì)玉米螟的防治效果

試驗(yàn)共設(shè)計(jì)4個(gè)處理：A為20%白僵菌可濕性粉劑300 g/667 m2；B為20%白僵菌可濕性粉劑200 g/667 m2；C為20%白僵菌可濕性粉劑100 g/667 m2；D為1%辛硫磷顆粒劑500 g/667 m2，每處理3次重復(fù)，在第一代玉米螟卵孵化盛期、幼蟲為害始期施藥，藥前和藥后1、3、7、14 d調(diào)查記載玉米螟對(duì)玉米的為害率，計(jì)算防治效果。

2 結(jié)果與分析

2.1 潤(rùn)濕劑、分散劑及乳化分散劑種類及最優(yōu)配比選擇結(jié)果

2.1.1 潤(rùn)濕劑選擇結(jié)果

不同的潤(rùn)濕劑和分散劑NNO與載體和孢子粉混合后測(cè)定的潤(rùn)濕時(shí)間見表1，NNO與3種潤(rùn)濕劑配伍，其潤(rùn)濕時(shí)間差異明顯，潤(rùn)濕性能最好的為十二烷基硫酸鈉，潤(rùn)濕時(shí)間為79 s，其次為拉開粉，潤(rùn)濕時(shí)間為123 s。因此，選擇十二烷基硫酸鈉和拉開粉為潤(rùn)濕劑進(jìn)行進(jìn)一步研究。

表1不同潤(rùn)濕劑和分散劑NNO配制的可濕性粉劑的潤(rùn)濕時(shí)間1)

Table1WettingtimeofdifferentwettingagentsanddispersantNNOcompounds

編號(hào)No．NNONaphthalenesulfonateformaldehydecondensate十二烷基硫酸鈉Sodiumlaurylsulfate拉開粉NekalDBS-NaSodiumdodecyl?benzenesulfonate潤(rùn)濕時(shí)間/sWettingtime1√√79c2√√123b3√√217a

1) 同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著,下同。
Different lowercase letters in the same column indicate significant difference at 0.05 level. The same below.

2.1.2 乳化分散劑選擇結(jié)果

十二烷基硫酸鈉和拉開粉的含量均為10%，分別與3種乳化分散劑配伍，制成可濕性粉劑的潤(rùn)濕時(shí)間和懸浮率結(jié)果見表2，不同乳化劑的加入可以明顯縮短潤(rùn)濕時(shí)間，提高懸浮率。綜合來看，農(nóng)乳3208的潤(rùn)濕性和懸浮性均較好。因此，將農(nóng)乳3208作為乳化分散劑。

2.1.3 潤(rùn)濕劑和分散劑及乳化分散劑的最優(yōu)配比篩選

根據(jù)潤(rùn)濕劑和分散劑種類選擇結(jié)果，選擇潤(rùn)濕時(shí)間較短，懸浮率較高的助劑作為正交因素，并選擇不同因素助劑按常用質(zhì)量百分?jǐn)?shù)用量設(shè)計(jì)3個(gè)濃度水平，結(jié)果見表3，通過正交設(shè)計(jì)，所得試驗(yàn)結(jié)果見表4，對(duì)表4所列數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析結(jié)果見表5。

表2不同潤(rùn)濕劑和乳化分散劑配制成的可濕性粉劑的潤(rùn)濕時(shí)間和懸浮率

Table2Wettingtimeandsuspensionratesofdifferentwettingagentsandemulsificationdispersantcompounds

編號(hào)No．十二烷基硫酸鈉Sodiumlaurylsulfate拉開粉Nekal吐溫20Tween20混合乳化劑Mixedemulsifier農(nóng)乳3208Agriculturalemulsifier3208潤(rùn)濕時(shí)間/sWettingtime懸浮率/%Suspensibility1√√60．0249．842√√30．9260．313√√36．6768．334√√39．4170．935√√18．7963．006√√13．1470．21

表3助劑配方因素水平表

Table3Formulationfactorlevelsofdifferentsurfactants

水平Level因素Factors(A)NNO/%Naphthalenesulfonateformaldehydecondensate(B)十二烷基硫酸鈉/%Sodiumlaurylsulfate(C)農(nóng)乳3208/%Agriculturalemulsifier3208(D)拉開粉/%Nekal152132732439435

由表4和表5可知，白僵菌分生孢子可濕性粉劑的較優(yōu)配方為A2B1C2D3，即白僵菌分生孢子粉20%；萘磺酸鈉甲醛縮合物7%；十二烷基硫酸鈉2%；農(nóng)乳3208 2%；拉開粉5%；硅藻土加齊至100%。

表4助劑配方正交試驗(yàn)結(jié)果

Table4Resultsoforthogonalexperimentwithvarioussurfactants

試驗(yàn)號(hào)No．ofexperiment因素Factors(A)NNONaphthalenesulfonateformaldehydecondensate(B)十二烷基硫酸鈉Sodiumlaurylsulfate(C)農(nóng)乳3208Agriculturalemulsifier3208(D)拉開粉Nekal懸浮率/%Suspensibility1111170．932122267．763133364．714212376．045223170．276231268．337313264．138321366．229332170．96K(和)Ⅰ203．40211．10205．48212．16Ⅱ214．64204．25214．76200．22Ⅲ201．31204．00199．11206．97k(均值)Ⅰ67．8070．3768．4970．72Ⅱ71．5568．0871．5966．74Ⅲ67．1068．0066．3768．99R(極差) 4．45 2．37 5．22 3．98

表5方差分析

Table5Analysisofvariance

來源Source方差SS自由度DF均方差MS變異數(shù)分析F檢驗(yàn)水平PA41．29220．653．82<0．05B34．27217．143．17<0．05C23．90211．952．21D(error)10．8225．14

2.2 白僵菌可濕性粉劑質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果

結(jié)果如表6所示，按照國家標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量檢測(cè)方法測(cè)定白僵菌可濕性粉劑的潤(rùn)濕時(shí)間為47 s，懸浮率達(dá)到76.04%。測(cè)定pH為7.3，用烘干法測(cè)定含水量為1.78%，用濕篩法測(cè)定樣品的細(xì)度為97%過325目篩。

表6白僵菌可濕性粉劑質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果

Table6QualitytestresultsofBeauveriabassianaWP

孢子含量/億·g-1Content潤(rùn)濕時(shí)間/sWettingtime懸浮率/%SuspensibilitypH水分含量/%Moisture細(xì)度Fineness1004776．047．31．7897%過325目篩

2.3 白僵菌可濕性粉劑對(duì)玉米螟的防治效果

白僵菌防治玉米螟試驗(yàn)結(jié)果見表7，由表7可以看出，白僵菌可有效防治玉米螟，但發(fā)揮作用緩慢，在施藥14 d后才表現(xiàn)出較好的防治效果，其中20%白僵菌可濕性粉劑300 g/667 m2施藥14 d后防治效果可達(dá)71.6%，與1%辛硫磷顆粒劑防治效果相比，差異顯著，但速效性明顯低于1%辛硫磷顆粒劑。

表7白僵菌可濕性粉劑防治玉米螟試驗(yàn)結(jié)果1)

Table7ControlofcornborerwithBeauveriabassianaWP

處理Treatment藥前受害率/%Damageratebeforetreatment藥后1d1dayaftertreatment受害率/%Damagerate防效/%Controleffect藥后3d3dayaftertreatment受害率/%Damagerate防效/%Controleffect藥后7d7dayaftertreatment受害率/%Damagerate防效/%Controleffect藥后14d14dayaftertreatment受害率/%Damagerate防效/%ControleffectA14．914．317．3a15．623．9b17．528．0b7．171．6aB13．716．45．2b18．511．6c21．212．7c9．661．6bC14．215．411．0a16．718．5c19．121．4b14．840．8cD16．413．223．7a11．842．4a12．548．6a11．852．8cCK14．717．3—20．5—24．3—25．0—

1) A表示20%白僵菌可濕性粉劑300 g/667 m2；B表示20%白僵菌可濕性粉劑200 g/667 m2；C表示20%白僵菌可濕性粉劑100 g/667 m2；D表示1%辛硫磷顆粒劑500 g/667 m2。
A, 300 g/667 m2of 20%B.bassianaWP; B,200 g/667 m2of 20%B.bassianaWP; C, 100 g/667 m2of 20%B.bassianaWP; D, 500 g/667 m2of 1% phoxim GR.

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

本試驗(yàn)通過對(duì)助劑種類及含量篩選和進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，研制出20%白僵菌可濕性粉劑，其中，較優(yōu)配方為：白僵菌分生孢子粉20%；NNO(萘磺酸鈉甲醛縮合物)7%；十二烷基硫酸鈉2%；拉開粉5%；農(nóng)乳3208 2%；硅藻土加齊至100%。該配方潤(rùn)濕時(shí)間<1 min，懸浮率可達(dá)到75%以上，其他各項(xiàng)指標(biāo)均符合可濕性粉劑的要求。

3.2 討論

本試驗(yàn)以白僵菌孢子粉為原藥，以硅藻土為載體，利用單因素和正交設(shè)計(jì)篩選模式摸索生物農(nóng)藥助劑的最佳配方。在分散劑的篩選過程中，當(dāng)僅選用NNO作為分散劑與潤(rùn)濕劑制成白僵菌可濕性粉劑時(shí)，其潤(rùn)濕時(shí)間較長(zhǎng)(4 min以上)，懸浮率70%以下，效果都不理想，達(dá)不到可濕性粉劑的要求，因此考慮將乳化分散劑與NNO配合使用，提高懸浮率。通過試驗(yàn)，加入乳化分散劑后，可濕性粉劑可以明顯縮短潤(rùn)濕時(shí)間并提高懸浮率。在乳化分散劑的篩選中，通過對(duì)比及綜合考慮，選擇農(nóng)乳3208與NNO配合使用。最后經(jīng)過重新設(shè)計(jì)與改進(jìn)配方，得到了符合國家WP質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的白僵菌可濕性粉劑。

白僵菌分生孢子與化學(xué)農(nóng)藥相比，其制劑加工更復(fù)雜。其一，分生孢子是不溶于水的顆粒狀生物體，它的顆粒性和疏水性直接影響制劑的潤(rùn)濕性、分散性和懸浮性等性能。其二，分生孢子對(duì)外界環(huán)境因素如溫度、濕度和光照等比較敏感，制劑貯存穩(wěn)定性差，田間持效期短，作用速度慢。所以在該制劑的進(jìn)一步研究中可以考慮再添加一些特殊助劑，如保護(hù)劑、穩(wěn)定劑等。其三，分生孢子活性會(huì)受粉碎機(jī)壓力的影響，因此在加工的過程中必須先將各種助劑粉碎后，再與分生孢子粉混合。

[1]中國科學(xué)院微生物研究所《常見與常用真菌》編寫組. 常見與常用真菌[M].北京:科學(xué)出版社,1978:143-241.

[2]周焱,王中康,喻子牛. 微生物農(nóng)藥與應(yīng)用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006:71-88.

[3]喻子牛. 微生物農(nóng)藥及其產(chǎn)業(yè)化[M].北京:科學(xué)出版社,2002:4-9.

[4]沈晉良. 農(nóng)藥加工與管理[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2002:92-99.

[5]明道緒. 田間試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)分析[M].北京:科學(xué)出版社,2005:247-266.

[6]國家標(biāo)準(zhǔn)總局.(GB/T 5451-2001)農(nóng)藥可濕性粉劑潤(rùn)濕性測(cè)定方法[S].北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2001.

[7]國家標(biāo)準(zhǔn)總局.(GB/T 14825-2006)農(nóng)藥懸浮率測(cè)定方法[S]. 北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.

[8]國家標(biāo)準(zhǔn)總局.(GB/T 1600-2001)農(nóng)藥水分測(cè)定方法[S].北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2001.

[9]國家標(biāo)準(zhǔn)總局.(GB/T 1601-1993)農(nóng)藥pH值測(cè)定方法[S].北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1993.

DevelopmentofthewettablepowderofBeauveriabassiana

Li Peili1, Zhang Jinkang2, Chen Huabao1, Yang Chunping1, Gong Guoshu1， Zhang Min1

(1.CollegeofAgronomy,SichuanAgriculturalUniversity,Chengdu611130，China;2.Ya’anAgriculturalBureau,Sichuan625014，China)

In this experiment, a wettable powder with excellent performance was developed withBeauveriabassianaspore powder as raw material and diatomaceous earth as the main carrier. The single factor and orthogonal design were used to screen the best wetting agent and dispersing agent formulation ratio. The optimal formulation of this powder were 20% powderedB.bassianaspores, 7% dispersing agent NNO, 2% emulsifying agent 3208, 5% wetting agent nekal and 2% lauryl sodium sulfate, with additional diatomaceous earth up to 100%. The quality detection showed that the formulation had the dispersion time of less than 1 min, and the suspension rate of the product was over 75%, which matched the formulation standard.

Beauveriabassianapowder； additive； formulation； wettable powder

2013-08-23

：2014-02-18

公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)(nyhyzx3-15)

S 476.12

：ADOI：10.3969/j.issn.0529-1542.2014.04.018

* 通信作者 E-mail: yalanmin@126.com