一种多因素响应控释农药及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种多因素响应控释农药及其制备方法和应用，所述农药以负载多菌灵的改性生物炭为核心，纤维素类生物质为响应外壳复配而成，所述改性生物炭为磷酸改性玉米秸秆生物炭。本发明专利技术中经磷酸改性玉米秸秆生物炭，可以较大程度的提高对多菌灵的负载量，获得具有高负载量的核心，以纤维素类生物质为响应外壳，对酶、pH和温度均具有良好的响应性，可以形成与作物病害发病条件相统一的响应外壳，以达到较为精准的农药控释效果，在实际应用中对于农药的减施增效具有促进作用，对粮食作物的安全生产以及品质都具有重要的实际意义。生产以及品质都具有重要的实际意义。生产以及品质都具有重要的实际意义。

【技术实现步骤摘要】
一种多因素响应控释农药及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于农药领域，具体涉及一种多因素响应控释农药及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]农药在现代农业的病虫害防治以及作物增产中发挥着重要作用，但也带来了诸多负面影响，特别是由于传统农药的低效性，90％左右的农药会通过蒸发、渗滤、降解以及迁移，进入生态系统，导致环境和人类健康受到巨大的威胁，随着农药投加量以及施药频率的增加，病虫害对农药产生的抗性，更是导致全球作物生产力下降约50％，同时粮食作物农残的增加也带来了食品安全问题，因此开发绿色、高效的农作物病虫害防治技术，对粮食作物的产量、品质以及安全生产都具有非常重要的实际意义。
[0003]农作物上的常见病害具有其独特的侵染及发病条件，例如，小麦赤霉病的发生初始，禾谷镰刀菌会首先分泌纤维素酶、果胶酶和淀粉酶来破坏植物的输导组织维管束，侵染作物的维管束系统，且小麦赤霉病的发生最适温度为24
‑
28℃，最低8℃，最高32℃，又如纹枯病属高温高湿病害，日平均温度在25℃左右有利于该病害的发生，低于20℃或高于30℃不利于纹枯病的发展，同时该病菌在侵染植株时，会分泌含纤维素酶的胞壁降解酶来破坏植物细胞壁，以达到侵染目的，现有技术中的农药不能根据作物病害发病时的环境进行较为精准的控释，农药减量增效的效果较差，根据上述问题，本专利技术提供一种多因素响应控释农药及其制备方法和应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种多因素响应控释农药及其制备方法和应用，旨在解决现有技术中的农药不能根据作物病害发病时的环境进行较为精准的控释，农药减量增效的效果较差。
[0005]本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：
[0006]一种多因素响应控释农药，所述农药以负载多菌灵的改性生物炭为核心，纤维素类生物质为响应外壳复配而成，所述改性生物炭为磷酸改性玉米秸秆生物炭。
[0007]作为本专利技术的进一步优化方案，所述纤维素类生物质为羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素中的一种。
[0008]一种多因素响应控释农药的制备方法，包括步骤如下：
[0009]S1、制备多因素响应控释农药核心：
[0010]S1
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1、经粉碎、过200目筛后的玉米秸秆粉末加入体积百分比为20％的磷酸溶液中，完全浸没，室温环境下搅拌，所得溶液抽滤并烘干即得到磷酸改性玉米秸秆粉末；
[0011]S1
‑
2、将磷酸改性玉米秸秆粉末转移至缺氧氛围中，经热裂解后得到磷酸改性玉米秸秆生物炭；
[0012]S1
‑
3、以体积百分比为3％的醋酸溶液为溶剂配制多菌灵溶液，加入磷酸改性玉米秸秆生物炭，将其放置在恒温水浴摇床，动态吸附后抽滤得到负载多菌灵的磷酸改性玉米
秸秆生物炭；
[0013]S2、制备多因素响应控释农药：将纤维素类生物质与超纯水按质量比配制获得纤维素溶液，将S1所得到的负载多菌灵的磷酸改性玉米秸秆生物炭与纤维素溶液混合均匀，所得到的混合体系超声处理后取出，干燥至恒重即得到具有多因素响应的农药。
[0014]作为本专利技术的进一步优化方案，在S1和S2中，烘干干燥温度均为50
‑
80℃。
[0015]作为本专利技术的进一步优化方案，在S1中，热解温度为400
‑
900℃，热解时间为30
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120min。
[0016]作为本专利技术的进一步优化方案，在S1中，水浴摇床速度为80
‑
120r/min。
[0017]作为本专利技术的进一步优化方案，在S2中，所述纤维素类生物质与超纯水按质量比1:10配制获得纤维素溶液，所述负载多菌灵的磷酸改性玉米秸秆生物炭与纤维素类生物质质量比为3:1。
[0018]一种多因素响应控释农药在抑制病原菌孢子萌发和侵染作物上的应用
[0019]作为本专利技术的进一步优化方案，所述病原菌包括禾谷镰刀菌、立枯丝核菌和灰色大角间座壳。
[0020]本专利技术的有益效果在于：
[0021]1)本专利技术中经磷酸改性玉米秸秆生物炭，可以较大程度的提高对多菌灵的负载量，获得具有高负载量的核心，以纤维素类生物质为响应外壳，对酶、pH和温度均具有良好的响应性，可以形成与作物病害发病条件相统一的响应外壳，以达到较为精准的农药控释效果，从而提高农药的减量增效的作用；
[0022]2)本专利技术中多因素响应控释农药的制备方法通用性强、工艺简单、耗时少、可控性好，依据该方法制备获得的多因素响应控释农药，在纤维素酶的响应下，可以将农药的释放率提高较大幅度，进一步提高农药的减量增效的作用；
[0023]3)本专利技术中的多因素响应控释农药，在实际使用过程中对病原菌，包括禾谷镰刀菌、立枯丝核菌和灰色大角间座壳菌，特别是禾谷镰刀菌的孢子萌发、菌丝生长以及农作物侵染均具有较好的抑制效果，可以有效促进农药的减施增效；
[0024]4)本专利技术中磷酸改性玉米秸秆生物炭的原料成本低廉，进入土壤后还具有改良土质的效果，对环境友好，应用前景广泛。
附图说明
[0025]图1为不同热解温度所得磷酸改性玉米秸秆生物炭对多菌灵的吸附效果。
[0026]图2为热解温度为900℃时，不同热解时间所得磷酸改性玉米秸秆生物炭对多菌灵的吸附效果。
[0027]图3为不同有机质外壳响应农药的控释效果，其中A为未包裹有机质外壳的磷酸改性生物炭(HB)；B为有机质外壳为羧甲基纤维素；C为有机质外壳为羟丙基甲基纤维素；D为有机质外壳为羟乙基纤维素。
[0028]图4为本专利技术制备的多因素响应控释农药(CHBC)对纤维素酶的响应效果。
[0029]图5为本专利技术制备的多因素响应控释农药(CHBC)对温度的响应效果。
[0030]图6为本专利技术制备的多因素响应控释农药(CHBC)对pH的响应效果。
[0031]图7为本专利技术制备的多因素响应控释农药(CHBC)和未包裹有机质外壳的磷酸改性
生物炭(HB)在无环境响应下缓释多菌灵的动力学曲线。
[0032]图8为不同材料的SEM表征，其中A为未改性生物炭；B为磷酸改性生物炭；C为负载多菌灵的改性生物炭核；D为多因素响应控释农药(CHBC)。
[0033]图9为CHBC在孢子萌发抑制实验中对禾谷镰孢菌孢子萌发抑制率。
[0034]图10为CHBC在菌丝生长抑制叶片法实验中对禾谷镰刀菌菌丝生长抑制效果(CK：对照；HB：未包裹有机质外壳的磷酸改性生物炭；CHBC：本专利技术制备的多因素响应控释农药；A、B、C分别为各组的3个平行)。
[0035]图11为CHBC在菌丝生长抑制实验中对禾谷镰刀菌的菌丝生长抑制率。
[0036]图12为CHBC在PDA平板上对禾谷镰刀菌的菌丝生长抑制效果(CK：对照；HB：未包裹有机质外壳的磷酸改性生物炭；CHBC：本专利技术制备的多因素响应控释农药；A、B、C、D、E本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多因素响应控释农药，其特征在于：所述农药以负载多菌灵的改性生物炭为核心，纤维素类生物质为响应外壳复配而成，所述改性生物炭为磷酸改性玉米秸秆生物炭。2.根据权利要求1所述的一种多因素响应控释农药，其特征在于：所述纤维素类生物质为羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素中的一种。3.一种如权利要求1
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2任一所述的多因素响应控释农药的制备方法，其特征在于：包括步骤如下：S1、制备多因素响应控释农药核心：S1
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1、经粉碎、过200目筛后的玉米秸秆粉末加入体积百分比为20％的磷酸溶液中，完全浸没，室温环境下搅拌，所得溶液抽滤并烘干即得到磷酸改性玉米秸秆粉末；S1
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2、将磷酸改性玉米秸秆粉末转移至缺氧氛围中，经热裂解后得到磷酸改性玉米秸秆生物炭；S1
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3、以体积百分比为3％的醋酸溶液为溶剂配制多菌灵溶液，加入磷酸改性玉米秸秆生物炭，将其放置在恒温水浴摇床，动态吸附后抽滤得到负载多菌灵的磷酸改性玉米秸秆生物炭；S2、制备多因素响应控释农药：将纤维素类生物质与超纯水按质量比配制获得纤维素溶液，将S1所得到的负载多菌灵的磷酸改性玉米秸秆生...

【专利技术属性】
技术研发人员：马欢，宁婷婷，陈明明，刘伟伟，李晓玉，
申请(专利权)人：安徽农业大学，
类型：发明
国别省市：