本发明专利技术公开了一种硅基纳米壳聚糖材料的制备及其在防治作物害虫中的应用，属于纳米农药领域。本发明专利技术的硅基纳米壳聚糖材料在作物害虫防治中的应用，所述应用是将硅基纳米壳聚糖材料配制成悬浮液，喷洒于作物上；所述硅基纳米壳聚糖材料的平均尺寸为27.8
【技术实现步骤摘要】
一种硅基纳米壳聚糖材料的制备及其在作物害虫防治中的应用
[0001]本专利技术涉及一种硅基纳米壳聚糖材料的制备及其在防治作物害虫中的应用，属于纳米农药领域。
技术介绍
[0002]蚕豆因其营养丰富的可食用种子，是一种全球种植的豆科作物，由于其蛋白质含量高，被广泛用作廉价和高质量的蛋白质来源。蚜虫被认为是世界范围内蚕豆植物中最具破坏性的植食性害虫，直接以植物韧皮部为食并传播病毒，可能导致作物严重的生产损失。
[0003]在过去几十年里，化学杀虫剂是控制蚜虫的主要防治手段。然而，随着化学农药的广泛和大规模应用，其诱导害虫抗性、农药残留以及对环境和人类健康的不利影响限制了其在害虫防治中的应用。
[0004]环境友好的纳米结构材料被认为是一种很有前途的绿色植物病虫害防治工具。如中国专利CN101297652A公开的二氧化硅在制备杀虫剂中的应用，具体是将食品拮抗剂二氧化硅以喷粉的形式施用，以达到作物害虫防治的效果；即二氧化硅粉末落在作物表面，当害虫爬行时，其身体表面就会粘附上二氧化硅，二氧化硅破坏害虫的节间膜，导致害虫无法运动、觅食，进而死亡。
[0005]中国专利CN113287605A公开了用于防治草地贪夜蛾的基于羧甲基壳聚糖功能化控释型介孔二氧化硅纳米颗粒及其制备方法，具体是将羧甲基壳聚糖和介孔二氧化硅作为功能载体来负载有效杀虫成分四氯虫酰胺，进而来达到防治草地贪夜蛾效果；其中纳米颗粒仅仅是作为功能载体，来负载杀虫剂，并不是直接利用纳米颗粒材料来达到防治害虫的效果。中国专利CN102816349B公开了一种壳聚糖/纳米TiO2复合材料及其制备方法和应用，壳聚糖/纳米TiO2复合材料对水稻白叶枯病原菌具有较好的抑制效果；但病原菌和害虫属于两种不同类型的作物致病原，现有技术并未公开纳米复合材料，尤其是壳聚糖/硅纳米复合材料对蚜虫等虫害的抑制效果。
技术实现思路
[0006]针对上述技术问题，本专利技术提供了一种硅基纳米壳聚糖材料在防治作物害虫中的绿色应用，具体是以硅基纳米壳聚糖材料作为纳米植物诱抗剂用于诱导植物天然免疫反应来抵抗害虫危害，对害虫表现出高活性的抑制效果，在作物虫害防治领域具有广阔的应用价值。
[0007]本专利技术的目的是提供一种硅基纳米壳聚糖材料在防治作物害虫中的应用，所述应用是将硅基纳米壳聚糖材料配制成悬浮液，喷洒于植株叶片上。
[0008]在一种实施方式中，所述悬浮液是指将硅基纳米壳聚糖材料溶于水配制而成。
[0009]在一种实施方式中，所述悬浮液的浓度为50～200mg/L；优选为100mg/L。
[0010]在一种实施方式中，所述喷洒于作物上具体是指喷洒在作物幼苗生长期的叶片
上。
[0011]在一种实施方式中，所述作物包括豌豆植株、蚕豆植株、苜蓿植株、草木犀植株；优选为蚕豆植株，蚕豆别名南豆、胡豆等，属于豆科、野豌豆属，一年生或越年生草本植物。
[0012]在一种实施方式中，所述害虫为蚜虫；优选为豌豆蚜；豌豆蚜是蚜科、无网管蚜属昆虫，主要寄主植物是豆科草本植物，如豌豆、蚕豆、野豌豆、苜蓿、草木犀(草木栖)等。
[0013]在一种实施方式中，所述施用量为每株作物喷洒10～30mL浓度为100～200mg/L硅基纳米壳聚糖材料悬浮液。
[0014]在一种实施方式中，所述硅基纳米壳聚糖材料的平均尺寸为20～40nm，优选为27.8
±
4.2nm；zeta电位30～50mV，优选为45.3
±
1.3mV。
[0015]在一种实施方式中，所述硅基纳米壳聚糖材料的制备包括如下步骤：
[0016](1)介孔二氧化硅纳米材料(MSNs)的制备
[0017]以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板，将其溶解在超纯水中，将溶液pH值调节至9.0～10.0，并加热到70～80℃，搅拌形成CTAB水溶液；在室温下，在CTAB水溶液中逐滴原硅酸四乙酯(TEOS)进行反应，反应后老化、洗涤，即得到白色的含有模板的MSNs(CTAB@MSNs)，真空干燥，煅烧，冷却室温，即获得不含模板的MSNs；
[0018](2)硅基纳米壳聚糖材料的制备(CS
‑
MSNs)
[0019]将壳聚糖(CS)溶于乙酸中，并pH调节至5～6，在室温下搅拌过夜，然后再进行磁力搅拌36～48小时，获得CS溶液；将步骤(1)制备的MSNs加入到CS溶液中形成悬浮液，离心、洗涤、冷冻干燥，即获得介孔二氧化硅纳米颗粒负载壳聚糖的硅基纳米壳聚糖材料(CS
‑
MSNs)。
[0020]在一种实施方式中，步骤(1)所述反应是在400～800rpm搅拌下进行的反应，时间为18～24h。
[0021]在一种实施方式中，步骤(1)所述老化是60～80℃下老化24～36h。
[0022]在一种实施方式中，步骤(1)所述煅烧的温度为600～800℃，时间为4～8h。
[0023]在一种实施方式中，步骤(2)所述壳聚糖的质量浓度为0.5～2％；乙酸的体积分数为2～4％。
[0024]在一种实施方式中，步骤(2)所述MSNs与CS溶液的比例为2～8:1，mg/mL；优选为5:1，mg/mL。
[0025]本专利技术的第二个目的是提供一种提高蚕豆叶片细胞Ca
2+
流速和水杨酸含量的方法，所述方法是将硅基纳米壳聚糖材料配制成悬浮液，喷洒于蚕豆叶片上，所述硅基纳米壳聚糖材料平均尺寸为27.8
±
4.2nm，zeta电位为45.3
±
1.3mV。
[0026]本专利技术的第三个目的是提供一种提高蚜虫胁迫下蚕豆叶片中香豆素和槲皮素含量的方法，所述方法是将硅基纳米壳聚糖材料配制成悬浮液，喷洒于植株上，所述硅基纳米壳聚糖材料平均尺寸为27.8
±
4.2nm，zeta电位为45.3
±
1.3mV。
[0027]本专利技术的第四个目的是提供一种基于诱导提高蚕豆叶片中抗虫物质香豆素和槲皮素的含量来防治蚕豆蚜虫的方法，其特征在于，所述方法是将硅基纳米壳聚糖材料配制成悬浮液，喷洒于作物叶片上，所述硅基纳米壳聚糖材料的平均尺寸为27.8
±
4.2nm，zeta电位为45.3
±
1.3mV。
[0028]本专利技术的有益效果：
[0029](1)本专利技术通过将介孔二氧化硅纳米粒子负载壳聚糖形成硅基纳米壳聚糖复合材料，然后将该复合材料作为植物免疫诱抗剂用于激活作物系统获得性抗性来防治害虫，能够高效的抑制蚕豆上蚜虫成虫的生长以及子代的繁殖，达到高效的害虫防治效果；
[0030](2)本专利技术的硅基纳米壳聚糖材料(CS
‑
MSNs)在用于作物害虫防治时，能够有效地提高作物中细胞Ca
2+
内流和水杨酸含量，Ca
2+
作为第二信使，可以调节植物的免疫和应激反应，在抵御植物害虫胁迫中发挥着重要作用。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.硅基纳米壳聚糖材料在防治作物害虫中的应用，其特征在于，所述应用是将硅基纳米壳聚糖配制成悬浮液，喷洒于植株叶片上。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述硅基纳米壳聚糖材料平均尺寸为20～40nm；zeta电位30～50mV。3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述硅基纳米壳聚糖材料的平均尺寸为27.8
±
4.2nm；zeta电位45.3
±
1.3mV。4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，硅基纳米壳聚糖材料悬浮液的浓度为50～200mg/L。5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述喷洒于植株叶片上具体是指喷洒在作物幼苗生长期的叶片上。6.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述硅基纳米壳聚糖材料的制备包括如下步骤：(1)介孔二氧化硅纳米材料MSNs的制备以十六烷基三甲基溴化铵CTAB为模板，将其溶解在超纯水中，将溶液pH值调节至9.0～10.0，并加热到70～80℃，搅拌形成CTAB水溶液；在室温下，在CTAB水溶液中逐滴原硅酸四乙酯进行反应，反应后老化、洗涤，即得到白色的含有模板的MSNs，真空干燥，煅烧，冷却室温，即获得不含模板的MSNs；(2)硅基纳米壳聚糖材料CS
‑
MSNs的制备将壳聚糖CS溶于乙酸中，并pH调节至5～6，在室温下搅...
【专利技术属性】
技术研发人员：王震宇，肖正高，王传洗，曹雪松，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：
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