15%吡唑醚菌酯懸浮種衣劑的制備及性能

齊麟　王昱翔　段一鳴

摘要：水稻病蟲害的發(fā)生給水稻農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了重大的經(jīng)濟損失，在水稻種子時期給予有效保護，是減少水稻病蟲害的一種重要途徑。確定最佳種衣劑配方及其最佳制備工藝條件，用于防治水稻稻瘟??；并采用盆栽試驗對種衣劑處理的水稻幼苗的生物學性質(zhì)進行評價。結(jié)果表明，最佳制劑配方為150%吡唑醚菌酯、05%快T、80%FS3000、02%硅酸鎂鋁、01%黃原膠、50%成膜劑、05%皂土、50%乙二醇以及50%海舒液體紅2R，該種衣劑各項指標均符合懸浮種衣劑質(zhì)量標準的要求。采用藥種質(zhì)量比1 ∶[KG-3]50處理水稻種子，其發(fā)芽率、株高、根系活力、葉綠素含量、游離脯氨酸含量、超氧化物歧化酶活性均顯著提高（P<005）。吡唑醚菌酯對水稻稻瘟病病菌的EC50為732 μg/L，當吡唑醚菌酯的濃度為 200 mg/L 時，其對水稻稻瘟病病菌相對抑制率達到了974%。該種衣劑成膜性好、持效期長、發(fā)芽率高，對稻瘟病病菌的室內(nèi)生物活性良好，對水稻種子安全，無不良影響。

關(guān)鍵詞：水稻；稻瘟??；吡唑醚菌酯；懸浮種衣劑；配方；制備工藝；生物學性質(zhì)；毒力測定

中圖分類號： S511041文獻標志碼：

文章編號：1002-1302（2017）16-0082-04

收稿日期：2017-02-24

基金項目：國家重點研發(fā)計劃（編號：2016YFD0201200）；湖南省平臺開放基金（編號：15K064）；湖南省研究生科研創(chuàng)新項目（編號：CX2016B304）。

作者簡介：齊麟（1991—），女，吉林吉林人，碩士研究生，主要從事農(nóng)藥制劑與加工研究。E-mail：qlqlqlql7@163com。

通信作者：李曉剛，博士，教授，主要從事農(nóng)藥制劑與加工研究。E-mail：lxgang@aliyuncom。

可持續(xù)化的糧食生產(chǎn)系統(tǒng)是植物免受病蟲草害及拮抗植物危害的重要保證[1-3]。隨著社會的不斷進步與發(fā)展，環(huán)境保護、食品安全越來越受到大家的關(guān)注，一種有效的種子包衣技術(shù)是提高食品質(zhì)量的關(guān)鍵。種子是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，種子本身攜帶的病原菌或土壤中的病原菌以及地下害蟲等會嚴重影響種子的萌發(fā)，導致病蟲害的發(fā)生，造成作物減產(chǎn)，給農(nóng)民帶來經(jīng)濟損失[4]。種衣劑技術(shù)的發(fā)展在節(jié)約農(nóng)藥使用、減少環(huán)境污染、提高種子成苗率、促進幼苗生長等方面具有重要作用。

吡唑醚菌酯是巴斯夫公司1993年開發(fā)的一種甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑，是一種線粒體呼吸抑制劑，通過阻止細胞色素b和c1間電子傳遞而抑制線粒體的呼吸作用，使線粒體不能產(chǎn)生和提供細胞正常代謝所需要的能量（ATP），最終導致細胞死亡[5]。吡唑醚菌酯對作物及作物病害具有保護、治療作用，并具有內(nèi)吸傳導性、耐雨水沖刷、藥效持效期較長、應用范圍較廣等優(yōu)點；主要用于玉米、小麥等作物。同時，吡唑醚菌酯在防治青霉菌、鐮刀菌、曲霉菌等真菌引起的多種病害上具有顯著的效果，對穗頸病的防效高達907%，對紋枯病的防效高達894%。

包衣技術(shù)廣泛應用于冬小麥[8]、玉米[9]、大豆[10]、甜菜[11]等旱地作物，但在水稻中應用較少，尤其在南方雨水較多的地方；脫落率高、藥效發(fā)揮不穩(wěn)定等問題依然是現(xiàn)階段制作水稻種衣劑的難點。本研究研制獲得15%吡唑醚菌酯懸浮種衣劑，用于水稻種子包衣防治稻瘟病，該種衣劑具有良好的生物活性，且對水稻種子萌發(fā)和生長安全。

1材料與方法

11試驗材料及儀器

水稻品種為湘早秈6號，購自湖南農(nóng)豐種業(yè)有限公司。97%吡唑醚菌酯原藥，購自貴州道元生物技術(shù)有限公司；咪鮮胺，購自山東高盛化工有限公司；丙烯酸丁酯，購自天津市永大化學試劑有限公司；雙丙酮丙烯酰胺，購自國藥集團化學試劑有限公司；25%噻蟲·咯·霜靈（邁舒平），購自先正達（蘇州）作物保護有限公司。磷酸酯類（YUS-FS3000）、木質(zhì)素（YUS-WG4）、聚羧酸鹽（YUS-WG5）、YUS-A51G增效劑、YUS-D3020水乳劑、YUS-5050PB水乳劑，均購自日本竹本油脂株式會社；油酸山梨坦（司盤80），購自國藥集團化學試劑有限公司；十二烷基硫酸鈉，購自天津恒興化學試劑制造有限公司；苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚（農(nóng)乳600#），購自南京太化化工有限公司；吐溫 80，購自國藥集團化學試劑有限公司；SP -2850、SP -2845W（磺酸鹽類潤濕劑），均購自江蘇擎宇化工科技有限公司；黃原膠，購自淄博中軒生化有限公司；硅酸鎂鋁，購自湖南朋泰高新材料有限公司；磺化琥珀酸二辛酯鈉鹽（快T），購自廣州市康源洗滌原料有限公司；海舒液體紅2R，購自海舒色彩。

DJ-1型旋轉(zhuǎn)式黏度計NDJ-1，購自上海麥聚瑞電子儀器有限公司；IKA T18 ULTRA-TURRAX高速分散機，購自廣州儀科實驗室技術(shù)有限公司；Motic光學顯微鏡，購自麥克奧迪實業(yè)集團有限公司；DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器，購自邦西儀器科技（上海）有限公司；ZNCL-S-5D磁力攪拌器，購自河南愛博特科技發(fā)展有限公司；Rise-2006激光粒度分析儀，購自濟南潤之科技有限公司；SPF400型試驗多用分散機，購自萊州市騰源化工機械廠；Uvmini-1240紫外可見分光光度計，購自長沙市八方科學儀器有限公司；CP214電子天平，購自奧豪斯儀器（上海）有限公司。

12試驗方法

12115%吡唑醚菌酯水稻懸浮種衣劑的制備

通過對助劑的篩選，采用濕法砂磨法，按照預先計算的物料質(zhì)量配比，將原藥、分散劑、增稠劑、水等稱量后混合均勻，經(jīng)高速剪切組織分散機剪切后將漿料移入砂磨機中進行砂磨，加入成膜劑，攪拌均勻后制得15%吡唑醚菌酯水稻懸浮種衣劑，篩選出最佳配方并確定其最佳制備工藝條件。

122盆栽試驗

用15%吡唑醚菌酯水稻懸浮種衣劑對水稻種子進行包衣處理，按藥種比1 ∶50（本研究中藥種比均為質(zhì)量比）進行包衣，以不包衣種子作為空白對照，以邁舒平處理為陽性對照，處理后晾干備用。

將試驗種子播于花盆中，10粒/盆，每個處理5盆，在水稻種子播種后每天觀察種子的出芽情況，并在7 d后記錄每個處理的發(fā)芽率。待種子出苗后觀察其生長情況，在第25天測定并記錄每個處理幼苗的株高、根長、白根數(shù)、葉數(shù)。取3葉期水稻葉片，測定其根系活力、游離脯氨酸含量、葉綠素含量等常規(guī)生理指標以及過氧化物酶（peroxidase，POD）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）和過氧化氫酶（catalase，CAT）的活性[12-14]。

123室內(nèi)毒力測定試驗

供試病原菌選用水稻苗期主要稻瘟病致病菌，菌種由湖南農(nóng)業(yè)大學植物病理研究室提供。用打孔器（內(nèi)徑055 cm）將正常生長的菌落打孔制成若干菌餅，分別接種到不同藥劑濃度的PDA平板上。75%吡唑醚菌酯原藥和咪鮮胺分別設置005、010、020、050、100、200、1000 mg/L等7個濃度梯度，每個濃度設4個重復，于28 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，待對照組（不作任何處理）菌落長滿培養(yǎng)皿時，采用十字交叉法測量其直徑，并計算抑菌率。根據(jù)試劑濃度對數(shù)和抑菌率值計算試劑的毒力回歸方程y=ax+b、抑制中濃度（EC50）和相關(guān)系數(shù)（r）。

[JZ]抑菌率=[SX（]對照菌落直徑-處理菌落直徑對照菌落直徑-055[SX）]×100%。

124統(tǒng)計分析

采用IBM SPSS Statics 21軟件對所測數(shù)據(jù)進行單因素方差分析，用“平均值±標準差”表示測定結(jié)果，并應用Duncan氏新復極差法對處理間的差異性進行檢驗，P<005被認為具有顯著性差異。

2結(jié)果與分析

21種衣劑制備工藝

在200、400、600、800 r/min的轉(zhuǎn)速條件下，每05 h取樣1次，使用激光粒徑分析儀測定15%吡唑醚菌酯懸浮種衣劑的粒徑D90。由圖1可知，砂磨轉(zhuǎn)速為800 r/min、砂磨1 h時粒徑D90為086 μm；砂磨轉(zhuǎn)速為600 r/min、砂磨15 h時粒徑D90為077 μm；砂磨轉(zhuǎn)速為400 r/min、砂磨3 h時粒徑D90為 068 μm；砂磨轉(zhuǎn)速為200 r/min、砂磨3 h時粒徑D90為121 μm。綜上所述，當砂磨轉(zhuǎn)速為400 r/min，砂磨3 h時，粒徑D90為068 μm，符合懸浮劑粒徑的要求。

通過激光粒度分析儀測得在砂磨轉(zhuǎn)速為400 r/min、砂磨時間為3 h時，15%吡唑醚菌酯水稻懸浮種衣劑產(chǎn)品的粒徑分布情況如圖2所示，粒徑呈正態(tài)分布，粒徑D90為068 μm，跨距為135。粒徑小于300 μm達到100 %，符合懸浮劑的粒徑要求。

22潤濕分散劑的篩選

采用流點法對YUS-FS3000、YUS-WG4、YUS-WG5、司盤80、十二烷基硫酸鈉、農(nóng)乳600#、吐溫80、YUS-A51G、YUS-D3020、YUS-5050PB、SP-2850、SP -2845W等12種潤濕分散劑進行初步篩選，然后選擇5種流點最低的潤濕分散劑并設置不同的質(zhì)量分數(shù)，共配制10個配方進行砂磨，根據(jù)其懸浮率、分散性、熱貯穩(wěn)定性等指標篩選出最佳比例。由表1可知，分散劑YUS-FS3000為8 %時（2號配方），懸浮率為965 %，分散性、熱貯穩(wěn)定性良好，符合懸浮劑要求。

23增稠劑的篩選

增稠劑以其增稠、助懸浮性能廣泛應用于農(nóng)藥懸浮劑中。增稠劑可以通過增加懸浮液的黏度來減緩顆粒的沉降，但同時又要求不影響產(chǎn)品的傾倒性。另外，增稠劑還能調(diào)整液體的流動性，防止分散的粒子因受重力作用產(chǎn)生分離、沉淀或脫水收縮，同時保證產(chǎn)品在噴霧桶中容易稀釋和流動。根據(jù)分散劑的篩選結(jié)果，以2號配方為基礎(chǔ)，對增稠劑進行篩選。由表2可知，當黃原膠和硅酸鎂鋁的加入量比值為1 ∶[KG-3]2時，即5號配方，其懸浮率為9955%，黏度為050 Pa·s，熱貯穩(wěn)定性良好，達到了增稠劑的要求。

24成膜劑的篩選

成膜劑是種衣劑的關(guān)鍵助劑，1層成膜性良好的外衣既可以保證其透氣透水不影響種子呼吸和發(fā)芽率，又可以在種子表面形成毛細管薄膜，并能將殺蟲劑、殺菌劑等活性成分及其他非活性成分網(wǎng)結(jié)在一起，從而在種子周圍形成一個小型的活性物質(zhì)庫，減少苗期病蟲害對植物的影響。試驗對自制成膜劑用量進行篩選， 以包衣脫落率、發(fā)芽率、包衣均勻度等為成膜劑的篩選指標。由表3可知， 當成膜劑含量為5%時，

注：“—”表示無此項。表2同。[

包衣脫落率為301%，種子發(fā)芽率為9563%，包衣均度為9521%，傾倒性良好。

25種衣劑優(yōu)選配方及性能檢測

根據(jù)對種衣劑的配方組成要求，通過對分散劑、增稠劑、成膜劑的篩選，15%吡唑醚菌酯水稻懸浮種衣劑配方為150%吡唑醚菌酯、80%分散劑FS3000，01%黃原膠，02%硅酸鎂鋁，05%快T，50%海舒液體紅2R，05%皂土，50%成膜劑，50%乙二醇。

15%吡唑醚菌酯水稻懸浮種衣劑懸浮率為9955%，高懸浮率可使有效成分的粒子在較長時間內(nèi)均勻地懸浮在藥液中。在包衣過程中，高懸浮率使藥液濃度保持一致，均勻地包在種子上，有利于藥效的發(fā)揮。該水稻種衣劑成膜時間為 12 min，有較好的成膜性，包衣脫落率為301%，可以充分保持藥效，黏度為050 Pa·s，流動性較好，包衣均勻度為9521%，分散性良好，熱貯、冷貯穩(wěn)定性、抗凍性良好，有效成分相對分解率小于5%。種衣劑各項指標均達到懸浮種衣劑的相關(guān)標準。

對15%吡唑醚菌酯水稻懸浮種衣劑（藥種質(zhì)量比1 ∶[KG-3]50）與邁舒平（推薦劑量藥種質(zhì)量比1 ∶[KG-3]75）進行包衣，結(jié)果如圖3所示，15%吡唑醚菌酯水稻懸浮種衣劑包衣均勻，顏色鮮亮，包衣效果較好，邁舒平包衣較不均勻。將水稻種子和水按照 1 ∶[KG-3]2（體積比）放入50 mL錐形瓶中，放置2 h后如圖4所示，邁舒平種子處理劑在水中迅速溶解擴散，水變成邁舒平警戒色的顏色，而15%吡唑醚菌酯水稻懸浮種衣劑仍舊保持原來形態(tài)，錐形瓶中的水稍微變紅，藥劑緩慢釋放，可以達到保持藥效的作用。

26種衣劑對常規(guī)生理指標的影響

由表4可知，當按照藥種質(zhì)量比1 ∶50對水稻種子進行包衣時，其對幼苗的發(fā)芽率、株高、白根數(shù)、葉綠素含量、游離脯氨酸含量、超氧化物歧化酶活性等具有一定的促進作用。其中，株高比空白對照組提高542%，比邁舒平處理組提高833%；發(fā)芽率比空白對照組提高2326%；白根數(shù)比空白對照組提高4049%；根系活力比空白對照組提高4384%，比邁舒平處理組提高1186%；葉綠素含量比空白對照組提高13782%，比邁舒平處理組提高11439%；游離脯氨酸含量比空白對照組提高483%， 比邁舒平處理組提高833%； 超氧化物歧化酶（SOD）活性比空白對照組提高2563%，比邁

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示在005水平上差異顯著。

舒平處理組提高1118%。

27室內(nèi)抑菌試驗

對咪鮮胺和吡唑醚菌酯2種不同的藥劑進行水稻稻瘟病病菌的毒力測定，由表5可知，咪鮮胺和15%吡唑醚菌酯（懸浮劑）對稻瘟病致病菌菌絲的生長均具有較強的抑制作用，當15%吡唑醚菌酯的濃度為200 mg/L時，抑菌率達到了9740%。15%吡唑醚菌酯對稻瘟病病菌的EC50為 732 μg/L，對照藥劑咪鮮胺對稻瘟病病菌的EC50為 693 μg/L。15%吡唑醚菌酯比咪鮮胺的抑菌活性高，對稻瘟病病菌具有較好的抑制效果。

注：“M”表示菌餅上長出較多菌絲，培養(yǎng)基上未長出菌絲；“T”表示菌餅上長出少量菌絲，培養(yǎng)基上未長出菌絲；“O”表示菌餅上未長出菌絲；“—”表示無此項。

3討論與結(jié)論

本研究制備的15%吡唑醚菌酯懸浮種衣劑成膜性能好、成膜時間短、脫落率低、包衣均勻度高、流動性好、懸浮率高，種衣劑各項指標均達到懸浮種衣劑相關(guān)標準。

抗氧化酶活性、脯氨酸含量、根系活力是體現(xiàn)植物抗逆性的重要指標。植物是固著的有機體，經(jīng)常受到各種環(huán)境壓力的影響，導致一些生理失調(diào)甚至死亡[15]。氧化脅迫是植物體內(nèi)非生物脅迫的結(jié)果，是由活性氧（ROS）過量產(chǎn)生引起的[16-17]。有時ROS的產(chǎn)生超過抗氧化防御系統(tǒng)的能力，從而導致氧化應激。在植物中，脯氨酸也參與多種發(fā)育過程，各種生物和非生物脅迫下造成了脯氨酸積累[18]。脯氨酸含量的增加也是鹽度和耐旱性的一個積極指標[19]。

本研究制備的種衣劑有較好的室內(nèi)生物活性，能促進種子的萌發(fā)和秧苗生長、增強植株的根系活力、葉綠素含量和抗逆性，對稻瘟病病菌的抑菌率高達9740%，EC50為 732 μg/L。15%吡唑醚菌酯懸浮種衣劑對水稻種子安全、無不良影響。該種衣劑的制備為農(nóng)藥朝水基性、粒狀、多功能、省力、安全和降低環(huán)境影響的發(fā)展方向提供了實踐支持，為綠色種植、精準施藥、統(tǒng)防統(tǒng)治奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

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