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CN111374129A - 一种含1-辛烯-3-醇的杀线虫药剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种含1-辛烯-3-醇的杀线虫药剂及其制备方法和应用 Download PDF

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CN111374129A CN202010207066.3A CN202010207066A CN111374129A CN 111374129 A CN111374129 A CN 111374129A CN 202010207066 A CN202010207066 A CN 202010207066A CN 111374129 A CN111374129 A CN 111374129A
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王强锋
夏中梅
侯勇
王海涛
李芹
陈春
欧阳静祺
康杰
曾显斌
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Sichuan Lanyue Science & Technology Co ltd
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Sichuan Lanyue Science & Technology Co ltd
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    • A01N31/02—Acyclic compounds

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Abstract

本发明属于杀虫制剂制备的技术领域，具体涉及一种含1‑辛烯‑3‑醇的杀线虫药剂及其制备方法和应用。本发明杀虫剂主要含有活性成分1‑辛烯‑3‑醇，其余还可以包括淡紫拟青霉及其诱导营养物等。本发明防治根结线虫药剂使用安全、易降解，对人体和环境无害，不会造成激素的残留，不会带来安全问题，对防治根结线虫有良好的效果，与其他具有防治根结线虫的活性成分相容性好，可进行配伍使用从而提高线虫防治效果，本发明活性成分1‑辛烯‑3‑醇与杀线虫的微生物具有良好的生物相容性，对微生物孢子或芽孢的保存期和萌发无影响。本药剂各组分配伍性强，协同增效作用明显，在防治根结线虫药剂同时还能明显改善作物的营养状况，促进作物的生长发育，提高其免疫力。

Description

一种含1-辛烯-3-醇的杀线虫药剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于杀虫制剂制备的技术领域，具体涉及一种含1-辛烯-3-醇的杀线虫药剂及其制备方法和应用。
背景技术
目前我国黄瓜、番茄等作物普遍出现根结线虫病，尤其在设施栽培中发病更为严重，每年对各种农作物造成的损失达到几十亿美元。根结线虫侵染后，在作物根部形成根结，根部吸收功能被破坏，造成作为的地上部矮小、黄化甚至叶片脱落。我国报道的29种根结线虫中，危害最严重的为南方根结线虫(M.incognita)、北方根结线虫(M.hapla)、爪哇根结线虫(M.javanica)和花生根结线虫(M.arenaria)，其中在设施环境下尤其以南方根结线虫最为常见，危害最为严重。
由于抗根结线虫病的种质资源稀少，所以相关技术中防治根结线虫的重要措施是化学防治，如灭线磷、溴化钾和百亩威等。这些药剂会严重降低蔬菜质量，污染环境，破坏生态平衡，如1，3-二氯丙烯及溴甲烷挥发性极强，气味刺激性大，使用时需要专用配套的施药器械或装置；棉隆及威百亩控制效果受土壤质地、湿度及温度的影响。现有药剂或遇水分解产生的异硫氰酸甲酯的毒性普遍较高，对人体毒性大、需要散气的时间长，并影响下茬作物的生长周期。
因此更加绿色的防治措施日益受到人们的关注。国内外有利用淡紫拟青霉、厚垣轮枝孢菌、少孢节丛孢菌、巴斯德杆菌等微生物菌剂防治南方根结线虫，这些捕食真菌和寄生性细菌在土壤中繁殖后可以有效的防治线虫，但是捕食性真菌对于线虫的捕食是非选择性，而巴斯德杆菌为专性寄生等特性都限制其高效发展；更主要的是，土壤环境因素复杂，杀线虫微生物能否定殖，能否成为优势菌群是影响线虫防治效果的关键。实际农业种植过程中，防治线虫的微生物菌剂大多存在效果不稳定的情况，且起效缓慢。因此，亟需寻找绿色环保的化学源杀根结线虫药剂，用于快速杀灭线虫，在此基础上，微生物菌剂长效防控，可有效解决根结线虫问题。
1-辛烯-3-醇(英文名称1-octen-3-ol)，又名蘑菇醇(Mushroom alcohol)，乙烯基戊基甲醇(Vinyl pentylcarbinol)，1-乙烯基己醇(1-Vinyl hexanol)，分子式C8H16O，结构式为CH2＝CHCH(OH)CH2CH2CH2CH2CH3，为脂肪族不饱和醇，外观为无色至淡黄色油状液体，具有蘑菇、薰衣草、玫瑰和干草香气。自然界中，主要存在于薄荷类、百里香及鲜蘑菇中，属天然等同香料。香蕉和浆果等水果类、啤酒、猪肉、河虾、大豆等许多食品中也微量含有。不溶于水，可溶于乙醇等有机溶剂。
1-辛烯-3-醇广泛应用于调制香味和医药原料，公开号为CN105104377A的中国发明专利，公开了1-辛烯-3-醇在2.5-25ml/L使用浓度下对某些杂草具有除草效应。苗建强等，五种挥发性化合物对土传病原真菌及线虫的生物活性，植物保护学报，第39卷，第6期，2012年12月，公开了1-辛烯-3-醇可以抑制谷物青霉病菌的分生孢子萌发；1-辛烯-3-醇及芳樟醇作为多粘类芽胞杆菌BM P-11活性挥发组分具有抗菌及抗线虫活性，并研究了1-辛烯-3-醇对线虫的致死活性，研究表明1-辛烯-3-醇对禾谷孢囊线虫2龄幼虫的致死活性高于对南方根线虫的活性，文献摘要中叙述5.24μL/L浓度下南方根结线虫的死亡率为72.3％，但该文献非常缺乏严谨，详细阅读并结合该文献图2可以看出，10μL/L浓度下密闭24h南方根结线虫的死亡率为72.3％，在5.24μL/L浓度下南方根结线虫的死亡率约为20％，此外，该实验采用密闭环境熏蒸方式处理，其使用浓度对田间实际指导意义较差，且实验过程未设置校正死亡率以排除溶解1-辛烯-3-醇的有机溶剂对南方根结线虫的致死率。
Chitarra G S等，1-Octen-3-ol inhibits conidia germination ofPenicillium paneum despite of mild effects on membrane permeability，respiration，intracellular pH，and changes the protein composition.FEMSMicrobiology Ecology，2005，54(1):67-75，报道了1-辛烯-3-醇抑制青霉菌Penicilliumpaneum的分生孢子萌发。其1-辛烯-3-醇与杀线微生物相容性还未知。
因此可见，目前1-辛烯-3-醇对根结线虫(如南方根结线虫)的真实致死情况还需要进一步科学地验证，需要对1-辛烯-3-醇与杀线微生物的生物相容性筛选，并与长效防控的微生物相容配伍形成稳定产品，以绿色环保方式提高根结线虫防控效果。
发明内容
本发明的目的是提供包含1-辛烯-3-醇的线虫药剂在有机农业、绿色农业的生产上的新用途，其新用途是1-辛烯-3-醇、淡紫拟青霉为活性成分的安全、高效杀线虫药剂。在该杀线虫药剂中，各个活性成分协同增效，共同作为活性成分，在防治线虫方面发挥了显著的作用。
本发明一种含1-辛烯-3-醇的杀线虫药剂，在该杀线虫药剂中，1-辛烯-3-醇可单独作为活性成分，也可以与其他具有防治根结线虫的活性成分进行配伍共同作为活性成分。所述1-辛烯-3-醇的使用浓度为4～24mmol/L。
进一步的，所述一种含1-辛烯-3-醇的杀线虫药剂，还包括淡紫拟青霉及其诱导营养组分混合物，所述淡紫拟青霉及其诱导营养组分混合物与1-辛烯-3-醇的质量比为1～1.5:2～3。
进一步的，所述一种含1-辛烯-3-醇的杀线虫药剂，所述淡紫拟青霉及其诱导营养组分混合物中淡紫拟青霉中的有效活菌数≥10亿cfu·g-1，混合物的组分为过325目的淡紫拟青霉菌粉、过325目的几丁质粉、葡萄糖和蛋白胨，质量比为0.5～1:2～3:0.5～1:1～2。
进一步的，所述一种含1-辛烯-3-醇的杀线虫药剂，还包括甘油、挥发性硅油、烷基甜菜碱、丙二酸、有机硅表面活性剂，所述甘油、挥发性硅油、烷基甜菜碱、丙二酸、有机硅表面活性剂与1-辛烯-3-醇的质量比为1～1.5：1～1.75：1～1.75：0.25～0.4：0.05～0.1：2～3。
本发明还提供一种上述所述含1-辛烯-3-醇的杀线虫药剂的制备方法，先将淡紫拟青霉其诱导营养组分混合物与等量甘油充分混合，再按比例加入1-辛烯-3-醇、挥发性硅油、月桂基甜菜碱、丙二酸、有机硅表面活性剂后充分混合乳化均匀；其中所述淡紫拟青霉其诱导营养组分混合物、甘油、1-辛烯-3-醇、挥发性硅油、烷基甜菜碱、丙二酸、有机硅表面活性剂的质量比为1～1.5：1～1.5：2～3：1～1.75：1～1.75：0.25～0.4：0.05～0.1。
本发明还提供一种含1-辛烯-3-醇的杀线虫药剂在防治番茄根结线虫中的应用。
本发明的淡紫拟青霉其诱导营养组分混合物中，葡萄糖、蛋白胨为淡紫拟青霉提供快速增殖的营养物，超微的几丁质粉能够诱导淡紫拟青霉产生大量几丁质酶，从而利于裂解线虫表皮。挥发性硅油无毒无嗅无油腻，与其余组分具有良好相容性，表面张力低，铺展性好，能较好悬浮淡紫拟青霉混合物。烷基甜菜碱、有机硅表面活性剂与淡紫拟青霉生物相容性良好，稳定性和扩展性强。丙二酸维持弱酸性pH，利于菌株繁殖。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明防治根结线虫药剂使用安全、易降解，对人体和环境无害，也不会造成激素的残留，不会带来安全问题。
2、本发明防治根结线虫药剂对防治根结线虫有良好的效果，与其他具有防治根结线虫的活性成分相容性好，可进行配伍使用从而提高线虫防治效果。
3、本发明活性成分1-辛烯-3-醇与杀线虫的微生物具有良好的生物相容性，对微生物孢子或芽孢的保存期和萌发无影响。
4、本发明防治根结线虫药剂同时还能明显改善作物的营养状况，促进作物的生长发育，提高其免疫力。
5、本发明中防治根结线虫药剂制备方法简单，无需投入大型专用设备。
说明书附图
图1为1-辛烯-3-醇和淡紫拟青霉生物相容性研究结果；
图2为含1-辛烯-3-醇的杀线虫药剂的产品外观图；
图3为含1-辛烯-3-醇的杀线虫制剂中淡紫拟青霉在土壤中快速繁殖图；
图4为含1-辛烯-3-醇和淡紫拟青霉的杀线虫制剂与单独淡紫拟青霉制剂处理T对番茄根结线虫防控效果。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。
实施例1
用液体浸泡法检测1-辛烯-3-醇对植物根结线虫的药效试验
1、试验用药剂
将1-辛烯-3-醇溶于甲醇中，分别制备4、8、12、16、20、24mmol·L-1浓度的供试药液，将甲醇作为对照。
2、线虫的培养和制备
将从番茄根结中分离的线虫接种于长满腐皮镰孢菌(Fusariumsolani)的马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA)中，于28℃培养5-7天。待线虫繁殖长满整个培养皿后，将培养皿倒置，给培养皿盖中加入3-5mL无菌水，放置6h以上，线虫进入无菌水中。在显微镜下镜检，根据每个视野下线虫密度，用无菌蒸馏水将线虫稀释为约50条/10μL的线虫悬液。
3、试验方法
分别将供试药液移取500μL于1.5ml的PCR管中，加入10μL线虫悬液，打开盖子置于28℃恒温培养箱中暗培养3h后倒入平皿并在光学显微镜下检查计算线虫死亡率。
鉴定死亡的方法：死亡线虫僵直或呈“J”型，活线虫则卷曲扭动。将僵直的线虫转至无菌水中后，线虫仍未做出任何反应则鉴定为死亡。
死亡率＝(死亡线虫数/总线虫数)×100％；
校正死亡率＝供试样品死亡率-对照死亡率。
以未加样品的甲醇为对照，整个实验重复三次，每次实验三个平行，取平均值，计算平均死亡率和校正死亡率。
4、实验结果
1-辛烯-3-醇对线虫具有较好的杀虫效果，如表1-1所示。
表1-1 1-辛烯-3-醇对根结线虫的毒杀结果(％)
Figure BDA0002421474880000041
Figure BDA0002421474880000051
从表1-1可以得出：1-辛烯-3-醇在开放环境下3h能够快速毒杀线虫，线虫死亡率与1-辛烯-3-醇使用浓度正相关，24mmol·L-1的浓度下，线虫死亡率达90％以上，有机溶剂甲醇对线虫亦有致死作用。
实施例2
1-辛烯-3-醇与淡紫拟青霉的生物相容性试验
1、试验方法
配制培养淡紫拟青霉的马丁氏固体培养基，倾倒平板时，用移液枪吸取不同体积的质量分数为50％的1-辛烯-3-醇的甲醇溶液，使PDA培养基中1-辛烯-3-醇浓度为4-24mmol·L-1。培养基凝固后，参照对峙试验的方法，吸取100μL淡紫拟青霉孢子悬浮液(105cfu·mL-1)于PDA平板上，用无菌涂布玻璃棒将孢子悬浮液充分涂抹均匀，将平板置于28℃培养5-7d，取出观察试验现象，以不含1-辛烯-3-醇的PDA平板为对照。实验结果见表2-1。
2、试验结果
结果表明，1-辛烯-3-醇和淡紫拟青霉生物相容性良好，对淡紫拟青霉萌发率无影响，如图1所示。
表2-1 1-辛烯-3-醇和淡紫拟青霉生物相容性情况
药剂浓度(mmol·L<sup>-1</sup>) 菌落生长情况
0 菌落长满整个平板
4 菌落长满整个平板
8 菌落长满整个平板
12 菌落长满整个平板
16 菌落长满整个平板
20 菌落长满整个平板
24 菌落长满整个平板
实施例3
含1-辛烯-3-醇的杀线虫药剂的制备
1、药剂
1-辛烯-3-醇、过325目的淡紫拟青霉菌粉(有效活菌数≥10亿cfu·g-1)、过325目的几丁质粉、葡萄糖、蛋白胨、甘油、环五聚二甲基硅氧烷、烷基甜菜碱、丙二酸、有机硅表面活性剂，上述药剂均为市售。
2、制备过程
(1)制备淡紫拟青霉及其营养诱导混合物：
称取1份过325目的淡紫拟青霉菌粉、2份过325目的几丁质粉、0.5份葡萄糖、1份蛋白胨，上述各组分充分混匀制备成淡紫拟青霉及其营养诱导混合物，备用。
(2)杀线虫药剂的制备
称取1份淡紫拟青霉及其营养诱导混合物和1份甘油，剪切混合均匀，再加入3份1-辛烯-3-醇、1.5份环五聚二甲基硅氧烷、1.5份烷基甜菜碱、0.25份丙二酸、0.1份有机硅，加入后均质混合。
3、产品外观
产品均匀，悬浮性良好。如图片2所示。
实施例4
用液体浸泡法检测含1-辛烯-3-醇的杀线虫药剂对植物根结线虫的药效试验
1、药剂准备
制备方法同实施例3，用水稀释，将其分别制备成1-辛烯-3-醇质量分数为4、8、12、16mmol·L-1浓度的供试药液，以将1-辛烯-3-醇溶于甲醇中，分别制备4、8、12、16mmol·L-1浓度的供试药液为阳性对照，以甲醇为阴性对照。
2、线虫的培养和制备，同实施例1
3、试验方法
分别将供试药液移取500μL于1.5ml的PCR管中，加入10μL线虫悬液，打开管盖，置于28℃恒温培养箱中暗培养3h后倒入平皿并在光学显微镜下检查计算线虫死亡率。
鉴定死亡的方法：死亡线虫僵直或呈“J”型，活线虫则卷曲扭动。将僵直的线虫转至无菌水中后，线虫仍未做出任何反应则鉴定为死亡。
死亡率＝(死亡线虫数/总线虫数)×100％；
以溶于甲醇的1-辛烯-3-醇为阳性对照，以未加样品的甲醇为阴性对照，整个实验重复三次，每次实验三个平行，取平均值，计算平均死亡率。
4、实验结果
制备的含1-辛烯-3-醇的杀线虫药剂在1-辛烯-3-醇的浓度为4～16mmol·L-1时，处理线虫3h对线虫致死率为39～90％，而仅含有1-辛烯-3-醇的甲醇溶液在同样的浓度和处理时间，对线虫致死率仅为16～52％，如表4-1所示。
表4-1含1-辛烯-3-醇的药剂和单独1-辛烯-3-醇对根结线虫的毒杀结果(％)
Figure BDA0002421474880000061
Figure BDA0002421474880000071
从表4-1可以得出：制备的含1-辛烯-3-醇的药剂其渗透性扩展性好，显著提高对线虫杀死率，可提高线虫防治效果。
实施例5
含1-辛烯-3-醇的杀线虫药剂稳定性及其对植物根结线虫的盆栽防治效果
1、试验用药剂
含1-辛烯-3-醇的杀线虫药剂制备方法同实施例3。以仅含淡紫拟青霉及其营养诱导混合物的甘油悬浮剂为对照。
2、药剂中的淡紫拟青霉的孢子活力测试
分别于第0、4、8、12个月对药剂和仅淡紫拟青霉及其营养诱导混合物的甘油悬浮剂中的淡紫拟青霉有效活菌数进行测定，有效活菌数测定采用梯度稀释后平板计数法。
4、含1-辛烯-3-醇的杀线虫制剂对番茄根结线虫防控效果
根据测定及评价药剂对根结线虫药效的装置与方法(CN110275001A)进行本药剂的线虫防治效果测定。
(1)种子消毒：番茄种子，70％乙醇消毒5分钟，4％次氯酸钠15分钟，种子消毒后无菌水催芽；
(2)育苗：种子萌芽后，放入盛有无菌基质(珍珠岩+蛭石)的营养钵，薄膜覆盖后保持水分，置于生化培养箱中进行育苗，期间用无菌的霍格兰营养液浇灌；待第三片真叶长出后，剪掉幼苗主根，用含0.5mg/kg吲哚丁酸+0.5mg/L萘乙酸钠的生根液蘸根后继续置于基质中培养，以诱导大量侧根生长；幼苗生长过程中，喷雾20mg/kg的矮壮素，避免其在生化培养箱中旺长；随着侧根生长，去掉表面基质，使茎基部侧根暴露，促进木质化，便于后续移栽处理；
(3)土壤处理：将上茬作物感染线虫严重的土壤装于已公布发明专利(CN110275001A)的装置中，隔板一侧土壤用稀释100倍后的药剂进行喷雾处理，隔板另一侧土壤用对照喷雾处理，分别按每亩用量1kg计；平衡3-5天后移栽幼苗；
(4)幼苗移栽处理：将番茄幼苗移栽到药剂处理土壤中(CK+)、对照处理土壤中(CK-)，以及将番茄幼苗固定在隔板固定柱上，根系均分2份，分别进入隔板两侧土壤，进入药剂处理土壤的根系为(R+)，进入对照处理土壤的根系为(R-)；移栽完成后按照常规施肥浇水管理，并定期测定株高、长势和产量；
(5)效果评价：番茄采摘结束后，打开装置中与中间疏水隔板平行的挡板，浇水使土壤保持松软，便于拔出根系时保持完好，统计不同处理根结数。
5、实验结果
(1)药剂中各组分淡紫拟青霉生物相容性良好，对淡紫拟青霉孢子保存期和萌发率无影响，如表5-1所示。
表5-1 1-辛烯-3-醇对淡紫拟青霉孢子保存期和萌发率的影响
Figure BDA0002421474880000081
(2)含1-辛烯-3-醇的杀线虫制剂中淡紫拟青霉在土壤中快速繁殖，如图3所示。药剂对番茄根结线虫防控效果良好，比单独淡紫拟青霉的防治效果提升1倍以上，数据统计如表5-2所示，防控效果如图4所示。
表5-2含1-辛烯-3-醇和淡紫拟青霉的杀线虫制剂对番茄根结线虫防控效果
Figure BDA0002421474880000082

Claims (6)

1.一种含1-辛烯-3-醇的杀线虫药剂，其特征在于，包括1-辛烯-3-醇，所述1-辛烯-3-醇的使用浓度为4～24mmol/L。
2.根据权利要求1所述一种含1-辛烯-3-醇的杀线虫药剂，其特征在于，还包括淡紫拟青霉及其诱导营养组分混合物，所述淡紫拟青霉及其诱导营养组分混合物与1-辛烯-3-醇的质量比为1～1.5:2～3。
3.根据权利要求2所述一种含1-辛烯-3-醇的杀线虫药剂，其特征在于，所述淡紫拟青霉及其诱导营养组分混合物中淡紫拟青霉中的有效活菌数≥10亿cfu·g-1，混合物的组分为过325目的淡紫拟青霉菌粉、过325目的几丁质粉、葡萄糖和蛋白胨，质量比为0.5～1:2～3:0.5～1:1～2。
4.根据权利要求1所述一种含1-辛烯-3-醇的杀线虫药剂，其特征在于，还包括甘油、挥发性硅油、烷基甜菜碱、丙二酸、有机硅表面活性剂，所述甘油、挥发性硅油、烷基甜菜碱、丙二酸、有机硅表面活性剂与1-辛烯-3-醇的质量比为1～1.5：1～1.75：1～1.75：0.25～0.4：0.05～0.1：2～3。
5.权利要求1～4任一项所述一种含1-辛烯-3-醇的杀线虫药剂的制备方法，其特征在于，先将淡紫拟青霉其诱导营养组分混合物与等量甘油充分混合，再按比例加入1-辛烯-3-醇、挥发性硅油、烷基甜菜碱、丙二酸、有机硅表面活性剂后充分混合乳化均匀。
6.一种含1-辛烯-3-醇的杀线虫药剂在防治番茄根结线虫中的应用，其特征在于，所述含1-辛烯-3-醇的杀线虫药剂为权利要求1～4任一项所述一种含1-辛烯-3-醇的杀线虫药剂，或为权利要求5所述制备方法制备得到的一种含1-辛烯-3-醇的杀线虫药剂。
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