（森林保护学专业论文）球孢白僵菌微胶囊剂的研制.pdf

摘要 由于球孢白僵菌杀虫剂杀虫有效成份为活的分生孢子，抗紫外能力较差，因 此，在野外防治过程中，易受外界不良环境的影响而失效。为保证其贮存稳定性， 延长储存期，增强抗逆性，方便田间使用并延长田间宿存能力，应针对不同目标 害虫选择适合的剂型。微胶囊剂具有保护芯材物质免受环境影响的显著特点，能 大大增强孢子的抗逆性，提高贮藏的稳定性与田间使用的持效性，但成本相对较 高，因此适用于防治经济影响较大的害虫。本研究以重要茶树害虫茶小绿叶蝉为 、目标害虫，筛选出优良的球孢白僵菌菌株，研制出适用的微胶囊剂型。 1 菌株的筛选与孢子粉的生产对1 0 株分离自不同叶蝉和角蝉的球孢白僵 菌的生物学特征、胞外蛋白酶水平及毒力大小等性状进行了研究，从中筛选出生 长快、产孢多、毒力强的b b 2 1 5 1 菌株( 从安徽黄山茶园中的叶蝉上分离) 作为 研制微胶囊剂的供试菌株。并用该菌株进行液固双相发酵工艺发酵，生产出含孢 量1 7 1 0 1 1 儋，活孢率9 1 8 7 ，经冷冻干燥后含水量为3 的孢子粉。 2 囊壁材料的筛选通过6 小时短时混合和一周年长期混合后的发芽试验， 从1 0 种不同的高分子材料中，筛选出与球孢白僵菌分生孢子相容性较好的材料 供进一步的微胶囊化研究，其中首推预胶化淀粉、m j 和甲基纤维素钠，其次是 a j 、b j 、h j 和羧甲基纤维素钠。 3 微胶囊的加工工艺比较了单凝聚相法、复凝聚相法、凝固浴法及预胶 化淀粉包囊制剂等方法制备球孢白僵菌微胶囊剂。结果表明，用复凝聚相法制备 微胶囊，不同壁材所得的微胶囊化包囊率、平均粒径、贮存稳定性等指标均高于 其他方法。比较以m j 二a j 、a j - h j 以及a j 二羧甲基纤维素钠为壁材用复凝聚 相法制备的微胶囊剂，其中以m 卜a j 为壁材的微胶囊剂的包囊率、平均粒径、 贮存稳定性与抗紫外力等指标均明显优于其它壁材。 4 微胶囊剂的田问药效将以m j 为壁材制备的球孢白僵菌微胶囊粉 剂( 含孢量为1 0 1 0 g ) 稀释成不同浓度喷施茶树丛，不同程度地压低了茶园中小 绿叶蝉的种群密度，其中以稀释5 0 0 倍( 2 x 1 07 孢子m 1 ) 为佳，施药后2 1 天防治效 果达7 8 5 7 ；1 0 0 0 倍( 1x 1 07 孢子m 1 ) 处理效果稍差，药后2 1 天防效最高也可 达6 7 6 2 ；1 5 0 0 倍( 6 x 1 0 6 孢子m 1 ) 处理效果最差，防效仅为5 3 6 4 。因此， 使用本剂型在茶园防治茶小绿叶蝉，使用浓度推荐为为5 0 0 - - - 1 0 0 0 倍。 5 工艺与产品以包囊率、平均粒径、贮存稳定性、抗紫外力为指标，经 综合评价确定m j - a j 复凝聚相法工艺为制备球孢白僵菌微胶囊水悬浮剂的最 佳制备工艺与配方：体系温度3 5 。c ，搅拌转速为2 0 0 r m i n ，孢子粉2 ( w v ) ， m j 3 ，a j 3 。产品规格为：包囊率8 1 5 + 3 4 1 ，平均粒径1 1 6 - a ：1 3 1 t m ，平均包 埋孢子数3 2 5 + 0 3 5 个。将该水悬浮剂用5 0 0 目的高岭土粉吸附后制成球孢白僵 菌微胶囊可湿性粉剂；产品规格为白色粉末，含孢量5 1 0 9 g ，含水量茎1 0 ，细 度( 过5 0 p , m 筛) 8 5 等。 关键词：微胶囊水悬浮剂，微胶囊可湿性粉剂，加工工艺，复凝聚相法，茶小绿 叶蝉，田间药效 a bs t r a c t f u n g a li n s e c t i c i d e sa r ed e v e l o p e dw i t hl i v i n gc o n i d i ao fb e a u v e r i ab a s s i a n a ， p o o r l vr e s i s t e n tt ou vl i g h t ，a n d a res o o ni n a c t i v a t e do u t d o o r sb ye n v i r o n m e n t a l s t i e s s e s v a r i o u sf o r m u l a t i o n ss h o u l db ed e v e l o p e dt o w a r d sd i f f e r e n tt a r g e ti n s e c t st o e 1 1 1 1 a n c et h e i rs h e l fl i f e ，r a i s et h e i rs t r e s sr e s i s t e n c e ，i n h e r et h e i re a s i n e s sf o rf i e l d o p e r a t i o n a n de l o n g a t et h e i rs u r v i v a l m i c r o c a p s u l ef o r m u l a t i o ni s c h a r a c t e r i z e db y s u b s t a n t i a lp r o t e c t i o no fc o r em a t e r i a la g a i n s te n v i r o n m e n t a lf r o me n v i r o n m e n t a l i n f l u e n c e c a ni n c r e a s es t o r a g es t a b i l i t ya n de x t e n df i e l dp e r s i s t e n c e t h e y a r es u i t a b l e f o rt h ea p p l i c a t i o ni nh i g hv a l u ec r o p sc o s tf o rt h e i rp r e p a r a t i o n i sc o m p a r a t i v e l yh i g h i nt h ep r e s e n ts t u d y , am i c o c a p s u l eo fb b a s s i a n a ，w a sd e v e l o p e dw i t ht h el e s s e rt e a 1 e a f l l o p p e m p o a $ c af l a v e s c e n s ，a st h et a r g e tp e s t , b a s e d o nt h es e l e c t e di s o l a t eo fb b a s s i a n a 1 i s o l a t es c r e e n i n ga n dp r o d u c t i o no fc o n i d i ap o w d e rb i o l o g i c a lc h a r a c t e r s ， e x t r a c e l l u l a rp r o t e i n a s el e v e la n dv i r u l e n c eo f10i s o l a t e so f b b a s s i a n af r o mv a n o u s l e a f h o p p e r sa n dt r e eh o p p e r sw e r es t u d i e da n db b 2 151 ，af a s tg r o w i n g , f e r t i l l d y s p o r u l a t i n g ，a n dh i g h l yv i r u l e n t i s o l a t ef r o mat r e eh o p p e rw a ss e l e c t e da s t h e c a n d i d a t ef o rm i c r o c a p s u l ed e v e l o p m e n ts t u d y b i p h a s i cc u l t u r ew a sm a d e w i t ht h e i s o l a t e r e s u l t i n gi nc o n i d i a lp o w d e rw i t hs p o r ec o n t e n ta t 1 7 x10 g ，s p o r ev i t a l i t ya t 9 1 8 7 ，a n dw a t e rc o n t e n ta t3 2 s c r e e n i n go ft h em a t e r i a lf o rm i c r o c a p s u l ew a l l t h r o u g hag e r m i n a t i o n t e s to ft h ec o n i d i ap r e r n i x e dw i t h10d i f f e r e n tm a c r o m o l e c u l a rm a t e r i a l sr e s p e c t i v e l y f o r6 ha n df o raw h o l ey e a r , s o m ew e l lc o m p a t i b l em a t e r i a l sw e r es e l e c t e d ，i na l lo r d e r o fp r e s c r e e n e dp l a s t i cs t a r c h ，g e l a t i na n dm e t h y lc e l l u l o s es o d i u m ，f o l l o w e db y a r a b i cg u m ，a l g i n a t ej e l l y , a n dc a r b o x y m e t h y lc e l l u l o s es o d i u m 3 p r o c e s s i n gt e c h n i q u eo fm i c r o c a p s u l a t i o n m e t h o d sf o rp r e p a r a t i o no f m i c r o c a p s u l eo fb b a s s i a n aw e r ec o m p a r e d ，i n c l u d i n gs i n g i ep h a s es e p a r a t i o n c o a c e n ，a t i o n ，d o u b l ep h a s es e p a r a t i o n c o a c e r v a t i o r t , a n dc o a g u l a t i o n b a t h t h er e s u l t s h o w e dt h a ta l lt h es p e c i f i c i t i e s ，i n c l u d i n gi n w r a pr a t e ，a v e r a g ed i a m e t e ra n ds t o m g e s t a b i l i t y , w e r eb e t t e rb yd o u b l ep h a s es e p a r a t i o n - c o a c e r v a t i o nt h a n b yt h eo t h e r m e t h o d s b yt h i sm e t h o d ，a l lt h es p e c i f i c i t i e si n c l u d i n gi n w r a pr a t e ，a v e r a g ed i a m e t e r , s t o r a 2 es t a b i l i t ya n du vr e s i s t e n c eo ft h em i c r o c a p s u l e sm a d e o fg e l e t i n a r a b i cg u m w e r es u p e r i o rt ot h o s em a d eo fg e l e t i n a lg i n a t ej e l l y , g e l e t i n c a r b o x y m e t h y lc e l l u l o s e s o d i u m 4 f i e l de f f i c a c yo ft h em i c r o c a p s u l a t ef o r m u l a t i o n t h em i e r o c a p s u l e 1 1 1 p r e p a r a t i o nb a s e do ng e l e t i n a r a b i cg u ma sw a l lm a t e r i a lw a sd i l u t e di n t od i 行h e n t c o n c e n t r a t i o n sa n ds p r a y e do n t ot e af o l i a g e t h ep o p u l a t i o no ft h el e s s e rt e ah o p p e r w a ss u p p r e s s e dt od i f f e r e n te x t e n t a m o n gt h et r e a t m e n t s ，t h e5 0 0 f o l ds u s p e n s i o n ( 2 1 07 c o n i d i a m 1 ) r e s u l t e di nt h eh i g h e s te f f i c a c yu pt o7 8 5 8 a f t e r2 1 d ，f o l l o w e db v t h e10 0 0 - f o l ds u s p e n s i o n ( 1xlo 7 c o n i d i a m 1 ) u pt o7 8 5 7 w h i l et h e15 0 0 f o l do n e ( 6 x10 c o n i d i a m 1 ) i nt h ep o o r e s t e f f i c a c y a t o n l y5 3 6 4 c o n s e q u e n t l v t h e c o n c e n t r a t i o no f5 0 0 - t o10 0 0 - f o l do ft h e p r e s e n tm i c r o c a p s u l ef o r m u l a t i o ni s r e c o m m e n d e df o rt h el e a f h o p p e rc o n t r o l i nt e ap l a n t a t i o n s 5 p r e p a r a t i o nt e c h n o l o g ya n dp r o d u c ts p e c i f i c i t i e st h r o u g ha l li n t e g r a t e d e v a l u a t i o n ，a l lo p t i m a lp r e p a r a t i o nt e c h n o l o g yw a sd e t e r m i n e df o rt h ew a t e r s u s p e n s i o no fm i c r o c a p s u l eo fb b a s s i a n ab yt h ed o u b l ep h a s e s e p a r a t i o n c o a c e r v a t i o nm e t h o d ，w i t hs y s t e mt e m p e r a t u r ea t 3 5 ，s t i r r i n gs p e e da t2 0 0 r m i n t h ef o r m u l af o rt h ew a t e rs u s p e n s i o nf o r m u l a t i o ni sc o n i d i a l p o w d e r2 ( w v ) ， g e l e t i n3 ，a r a b i cg u m3 t h es p e c i f i c i t i e so ft h ep r o d u c tw a si n w r a pr a t ea t 8 1 5 - - 1 ：3 4 1 ，a v e r a g ec a p s u l ed i a m e t e ra t1 1 6 4 - 1 3 1 a m ，a v e r a g ec o n i d i u mn e r n b e r a t 3 2 5 4 - 0 3 5 t h ew a t e rs u s p e n s i o nw a sa b s o r b e dw i t hk a o l i n ( m e s h5 0 0 ) a n dd r i e d 12 ht om a k ew e t t a b l e p o w d e ro fm i c r o c a p s u l e s ，w i t hs p e c i f i c i e ss p o r u l a t i o n c o n t a i n i n g ? _ 5 1 0 9 g ，w a t e rc o n t e n t 茎1 0 ，f i n e n e s s ( o v e r5 0 1 t ms i e v e ) 8 5 k e yw o r d s ：w a t e rs u s p e n s i o n m i c r o c a p s u l ef o r m u l a t i o n ，w e t t a b l ep o w d e r m i c r o c a p s u l ef o r m u l a t i o n ，p r e p a r a t i o nt e c h n o l o g y , b i p h a s i cs e p a r a t i o n c o a c e r v a t i o n m e t h o d ，l e s s e rt e al e a f h o p p e r , f i e l de f f i c a c y i v 独创- 性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得安徽农业大学或其它教育机构的学位或证书 而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示了谢意。 研究生签名： 帆砂口7 年钐月多日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解安徽农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留 送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复 制手段保存、汇编学位论文。同意安徽农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、 传播学位论文的全部或部分内容。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 研究生签名： 第一导师签名： 二乒 鬓盟 时间：沙汐7 年多月少日 时间：妒f 年6 月隔 1 文献综述 据联合国粮农组织( f a 0 ) 估计，全世界每年因病虫草害损失约占粮食总产 量的三分之一，其中因病害损失1 0 ，因虫害损失1 4 ，因草害损失1 1 。农 作物病虫害除造成产量损失外，还可以直接造成农产品品质下降，出现腐烂、霉 变等，营养、口感也会变异，甚至产生对人体有毒、有害的物质。我国是一个以 种植业为基础的农业大国，近几年来农作物病虫害常年发生面积大约有5 4 亿亩， 每年因各种病虫害而损失粮食4 0 0 0 万吨，约占全国粮食总产量的8 8 左右。每 年用于防治病虫害的化学农药制剂近百万吨，导致了2 0 以上的果蔬和1 0 以 上的粮食农药含量超标，给人们的健康和生态环境带来了巨大的安全隐患【l 】。生 物农药具有对人、畜及生态环境影响小，对农产品无污染，对靶标害虫针对性强， 有利于保护害虫天敌以及害虫不易产生抗性等优点，是防治害虫最有效途径之 一，也是绿色农业理想的选择。因此，虫生真菌在害虫的持续控制及维护生物多 样性方面所发挥的作用也越来越受到人们的关注。 目前，在农林害虫生物防治方面，虫生真菌是最重要的生物类群之一，而其 中球孢自僵菌( b e a u v e r i ab a s s i a n a ) 是研究和应用最多的虫生真菌，它能侵染 1 5 个目1 4 9 个科的7 0 0 多种昆虫【2 叫。同时由于此菌对环境和温血动物无害，且 易于培养和大量生产，原料价廉易得，杀虫谱较广，致病性强，从而成为目前国 内应用最广泛的虫生真菌，而且自上世纪7 0 年代以来我国应用此菌防治农林害 虫的规模一直居世界的前列【5 ，6 j 。 1 1 球孢白僵菌制剂研究现状 真菌作为生物体，对外界环境，如温度、湿度、光照等，较为敏感，真菌杀 虫剂剂型的加工比化学杀虫剂更为复杂。球孢白僵菌杀虫剂生产初期采用的剂型 是含有大量载体或培养基质的粉剂，体积大不便运输，而且也不便使用，问题的 核心是白僵菌的制剂及保存问题。早期我国一直使用土法生产的白僵菌粉，其中 培养基占有极大比例，含孢量很低，使用中出现喷雾易堵喷头、撒粉附着力差、 无法与机械配套应用等缺点。由于贮存稳定性问题没有解决，因而也没有实现制 剂的标准化及其商业化。上世纪8 0 年代，孢子粉提纯生产工艺研制成功，大大方 便了产品的运输与应用。此后陆续有多种剂型被研制出来。目前，真菌杀虫剂已 研制出的剂型主要有：原粉剂、粉剂、可湿性粉剂、混合粉剂、油悬浮剂、悬乳 剂、膏剂、干菌丝及无纺布菌条等剂型，与各剂型相配套的应用技术也随之得到 很大的发展。 1 1 1 原粉剂和粉剂 利用真菌杀虫剂固体发酵结束经干燥的初产品，利用旋风分离方法，将固体 培养基表面的真菌孢子分离提纯，便可得到含孢量很高的孢子粉，俗称“孢子粉”。 初产品也可连同固体培养基一起粉碎，便成为原粉剂。为增强分生孢子对周围环 境的抵抗力，增加真菌杀虫剂的存活力，有研究者将孢子粉加入各种填充剂进行 进一步加工，制成粉剂。w a r d 认为，填充剂的p h 、缓冲能力、对化学抑制性物质 的吸收能力及对微生境的优化能力都是影响粉剂中孢子存活率的主要因素【7 j 。汤 坚等通过对球孢白僵菌制剂载体的筛选，得出滑石粉、高岭土、凹凸棒土、硅藻 土和铁红均是较好的填充料1 8 j 。为了防止太阳光紫外线对孢子的杀伤作用，在粉 剂中加入抗紫外剂是十分必要的。荧光素钠、七叶灵和小蘖碱等均可增加孢子在 环境中的抗逆性。人们曾用脱脂牛奶作为布氏白僵菌芽生孢子的粘着剂和紫外保 护剂，用来防治鳃角丽金龟( m e l o l o n t h am e l o l o n t h a ) ，用量2 1 0 1 4 4 x 1 0 1 4 孢子 1 1 1 n 2 ，雌虫子代的感染率可达到8 5 ，并可延续2 代p j 。黄长春等根据白僵菌孢子 对2 8 0 n m 紫外光最为敏感的特性，筛选出o x i 佗为最优抗紫外剂，2 8 0n l l l 下照射 5 h ，孢子的萌发率与未经照射的对照组相比，无显著性差异【l0 1 。各种助剂的研 究使得粉剂的研究得到发展与完善。 1 1 2 可湿性粉剂、油悬浮剂和悬乳剂 可湿性粉剂是以孢子粉加入湿润剂与载体混合而成的一种固态剂型；油悬浮 剂是以油为稀释剂、粘着剂，将分生孢子制成孢悬液的一种液态剂型制剂。悬乳 剂是利用乳化剂将分生孢子制成悬浮液的种液态制剂。美国学者于上世纪8 0 年代集中研究过白僵菌的可湿性粉剂，但其产品的填充料与稳定性都存在着一定 的问题。前苏联学者k y b a l 和k a l a l o v a 开发出一种n b o v e r o l 的球孢白僵菌可湿性 粉剂，其含孢量超过1 0 1 0 孢子g ，活孢率超过7 0 ，在i oo c 下贮藏可保存1 2 个月【l 。 在我国，张爱文等对白僵菌的可湿性粉剂进行了研制。他们以白碳黑为填充料研 制出的可湿性粉剂，润湿性小于3 m i n ，悬浮率及孢子萌发率均在8 5 以上，并具 有较好的细度和贮藏稳定性，1 0 - 2 0 室温贮存8 个月后，孢子萌发率仍达8 5 左右【1 2 】。而我国自2 0 世纪8 0 年代开始就尝试应用白僵菌乳剂防治马尾松毛虫 ( d e n d r o l i m u s p u n c t a t u s ) ，并研制出适用于超低量喷雾的乳化剂，在以每亩1 0 0 m l 乳剂稀释液( 6 0 - 1 0 0 亿孢子m 1 ) 超低量防治马尾松毛虫时，杀虫率达n 8 0 1 【l 引。 国外报道，醇烷氧基化合物也是一种有效的乳化剂。与水剂相比，油剂在低的相 对湿度下更利于球孢白僵菌孢子的萌发，同时在高温下也更能延长孢子的寿命 f l 引。油剂有利于球孢白僵菌孢子对疏水基质的吸附，如昆虫体壁或植物表面 【l m 。m o o r e 等研究了溶剂油对黄绿绿僵菌( m e t a r h i z i u mf l a v o v i r i d e ) 孢子活性 的影响，结果表明，菜籽油、花生油或色拉油是较好的溶剂油，制成的油剂在1 7 ( 2 2 下贮藏二年后的孢子萌发率仍达到6 0 【l8 1 。李农昌等对溶剂油、抗氧化剂、增活 剂、紫外吸收剂、增效剂及稀释剂进行了全面研究，并提出了生产工艺流程；同 时制定了自僵菌油剂的质量检测方法与9 5 1 白僵菌油剂的企业生产标准，在生产 中具有重要的参考价值【2 2 2 5 】。与粉剂相比，可湿性粉剂、悬- n 和油悬浮剂更 利于孢子的分散与附着。三者均在使用前才开始稀释使用，以确保混合剂型的稳 定性与防治效果。 1 1 3 混合剂 杀虫速度较慢，是真菌杀虫剂使用受到限制的重要因素之一。为了克服这个 缺点，人们将化学杀虫剂、植物源杀虫剂和其它生物杀虫剂与真菌杀虫剂混合制 剂以取得更快的杀虫效果。自) , ) l a n d e r s o n 和r o b e r t s 在研究球孢白僵菌混合剂时选 择了西维因、呋喃丹、谷硫磷、甲基谷硫磷、伏虫脲和硫丹等6 种化学农药作为 复配剂以来，菊脂类农药在近些年也不断用于与真菌杀虫剂的复配当中，并取得 了良好的杀虫效果。为了避免产生害虫的抗药性及对环境的污染，特异性的杀虫 剂灭幼脲3 号得到了较多的研究。灭幼脲3 号是苯甲酰基类杀虫剂，具有胃毒和触 杀作用，作用机理是干扰昆虫体壁的形成( 脱皮等) 。杨瑞华等研究发现用灭幼 脲3 号和球孢白僵菌的混合剂防治马尾松毛虫，其防治效果比二者单独施用均提 高2 0 以上；同时幼虫僵虫率提高1 7 5 左右【2 6 1 。邱国森等也对灭幼脲3 号与白僵 菌混合剂防治马尾松毛虫的效果进行了试验，在以白僵菌孢子粉4 5 9 h m 2 ( 1 2 0 0 亿孢子儋) 与2 5 灭幼脲3 号粉剂2 2 5 9 1 1 m 2 。比例混合后防治，当代虫口减退率可 达到9 8 以上，并具有防效持续作用【27 1 。丁珊等也研究了灭幼脲与球孢白僵菌的 相容性与增效性，在添3 n 2 5 和5 的灭幼脲的两个处理中，在3 0 d 内对球孢白僵 菌孢子的增效作用分别为5 和2 7 3 ，l t 5 0 分别提前5 d 和8 d 【2 8 1 。何益良还将白僵 菌与c p v 、杀灭菊酯等相混合以取得增效效果【2 9 】。陈顺立等按每升含5 x1 0 1 0 b t 孢 子、5 1 0 1 u p l l 3p s n p v 和1 0 1 0 白僵菌孢子的比例制备的复合微生物杀虫剂，林 间应用可使双线盗毒蛾( p o r t h e s i as c i n t i l l a n s ) 3 龄幼虫，当代死亡率达9 2 3 2 以 上，比单独使用相同浓度该3 种微生物杀虫剂防效分别提高1 2 8 0 、2 2 4 和 5 3 7 7 【3 0 】。为进一步提高杀虫速率，分别防治刚竹毒蛾( p a n t a n ap h y l l o s t a c h y s a e ) 和木麻黄毒蛾( l y m a n t r i ax y l i n a ) 时，罗群荣和黄芙蓉在混合白僵菌、n p v 、b t 时分别增添了1 3 0 0 0 0 的8 0 的敌敌畏和2 0 的0 0 5 的溴氢菊酯粉剂，均取得了 明显的增效效果【3 引。 以上研究均是将真菌杀虫剂在使用前与其它生物农药或化学农药相混合，属 于“桶配剂型”，并未将它们制成永久剂型。汤坚等在混合剂研究方面做出了有益 的探索，研究了自僵菌混合粉剂最佳配方( 2 0 的紫外保护剂o f 、4 的灭幼脲 原粉、2 5 的凹凸棒土及5 1 的孢子粉) ，且对产品所要达到的技术指标、包装 3 标准均进行了规定【3 3 】。李农昌等对该产品制定了详细的企业标准，从而为混合 粉剂的工厂化生产提供了参考1 3 4 j 。 1 1 4 干菌丝 到目前为止，真菌杀虫剂多采用液固双相发酵，以获取分生孢子；而单独由 液体发酵产生的芽生孢子由于寿命短且生活力弱，从而在使用方面受到限制。干 菌丝的研制为液体发酵产物的应用提供了新的应用空间。早在2 0 世纪8 0 年代， m c c a b e 和s o p e r 就对虫霉的干菌丝进行了研究【3 5 j 。r o r n b a e h 等利用真菌的液体发 酵物，将其制成直径0 6 m m 左右的干菌丝颗粒，该颗粒在田间应用时，可在作物 上产孢侵染害虫；干茵丝颗粒若在5 下贮存，则8 个月后仍有7 5 的萌发率【3 6 j 。 p e r e i i a ：和r o b e n s 则研究不同糖溶液、预干燥时间及菌丝冲洗程序对白僵菌和绿僵 菌干菌丝贮存寿命的影响，他们认为低温预干对干菌丝并无好处【3 7 】。农向群等 研究也认为，菌丝体在：4 0 c 下烘干l h ，失水率达8 0 0 o 时不影响菌丝恢复生长【3 引。 李增智【3 9 】等较全面地研究了新蚜虫疠霉( p a n d o r an e o a p h i d i s ) 、根虫瘟霉 ( z c o p h t h o r am d i c a n s ) 干菌丝生产过程中预干温度、保护剂处理、粉碎及冷藏 对菌丝活力的影响。对这两种虫霉来说，在4 c 下预干的产孢量显著高于室温下 预干的产孢量，这与脚r o b e a s 对半知菌的研究结果相反，表明对不同真菌 种类应采用不同的预干温度，而蔗糖则可作为较好的保护剂；同时，指出虫霉干 菌丝在干燥工艺、保护剂，尤其是粉碎技术方面尚需作更进一步的研究，才能满 足工业生产及田间应用的需要【”, 4 0 1 。李农昌等则对绿僵菌的干菌丝粉的发酵条件 及加工工艺进行了研究；应用含菌量达5 x 1 0 9 g 干菌丝粉防治青杨天牛( s a 霉e r d a p o p u l n e a ) 和桃小食心虫( 国印d c 砌口n i p o n e n e s i s ) ，在施用量分别为3 7 5 k g h m 2 和2 2 5k g 1 1 m 2 时，防效分别达7 3 5 - 8 4 9 和9 2 以上【4 1 1 。然而关于干菌丝生产 的工业化生产技术并未解决，这方面的研究始终只陷于实验室和田问小区试验。 1 1 5 无纺布菌条 无纺布菌条原是日东电工公司f u k u s h i m a 等发明的用于防治天牛等蛀干害虫 的一种新型的真菌杀虫剂剂型【4 2 1 。该剂型是利用无纺布为培养基载体，让虫生 真菌在其上生长，害虫因主动接触无纺布菌条上的孢子或被动接受到来自菌条的 孢子而受到侵染，从而达到控制害虫的目的。s h i b a t a 等发现，交配后的柳杉天牛 ( s e m a n o t u sj a p o n i c u s ) 雌成虫在无纺布菌条上爬过以后，其寿命与产卵量分别 下降6 6 和6 7 ，因此具有良好的控制效果【4 3 1 。 t s u t s u m i 和y a m a n a k a 禾l j 用布氏白僵菌无纺布菌条防治无花果树上的黄星天 牛( p s a c o t h e ah a s ) 。在悬挂无纺布菌条1 0 d 后，成虫的死亡率达到9 0 ，1 个月后的死亡率降到5 7 ；在悬挂5 5 d 后，无纺布菌条上孢子数仍超过1 c t e m ， 仍可以感染黄星天牛成虫。黄星天牛在含孢量为1 x 1 0 6 个孢子e m z 和l x l o7 个孢子 4 c m 2 的无纺布菌条上爬行，其死亡率可分别达到8 5 和1 0 0 ；其死亡率与爬行时 间关系不大【4 4 , 4 5 】。y o n e z a w a 发现无纺布菌条对桑楔天牛( g l e n e ac e n t r o g u t t a t a ) 也有良好的控制效果【4 6 1 。o k i t s u 等利用球孢白僵菌无纺布菌条防治松树干上的松 墨天牛( m o n o c h a m u sa l t e r n a t u s ) 。在每个树干上放置6 条无纺布菌条，天牛羽 化1 5 d 、3 0 d 、4 5 d 、6 0 d 后的存活率分别为4 5 9 、2 3 2 、5 9 和2 7 ，而对照 组的死亡率则下降缓慢，6 0 d 时的存活率仍达4 4 9 ；同时，处理区天牛的产卵量 汉为对照组的2 4 3 【4 。丌。我国也广泛利用无纺布菌条防治各种天牛。张波等利用 布氏白僵菌无纺布菌条防治光肩星牛( a n o p l o p h o r ag l a b r i p e n n i s ) ，对罩笼成虫 的感染率可达6 1 1 ，而在旱柳林地内的感染率仅为3 8 ；而无纺布上的孢子萌 发率在1 9d 后仍可达7 0 以上【4 8 1 。近年来，我国已尝试无纺布菌条和引诱剂结合， 对林业害虫进行防治，表现出巨大的应用潜力。因此，无纺布菌条是一种新型的、 应用方便的真菌杀虫剂剂型，不仅可广泛应用于各种天牛的防治，而且可以应用 于众多具有越冬、越夏或每天具迁移习性害虫的防治。 从现代农药研究开发的趋势及社会对农药的要求来看，作为公认的“无公害 农药”的微生物农药在2 1 世纪将有更广阔的发展前景和开发价值。微生物农药多 半是使用生物活体制成的制剂，一般不耐紫外线的照射，太阳光中的紫外线是降 低微生物农药田间防治效果的首要限制因素，球孢白僵菌也存在此问题，且现有 的几种常规剂型( 表1 ) 均不能很好地保护农药中的活性成分不受u v 的钝化作用。 然而，微胶囊剂则可以其特有的优势，有效地防止或减弱紫外线的杀伤，从而提 高杀虫效果，延长残效期。 表l 微生物农药剂型的特点 t a b l eic h a r a c t e r i s t i c sa n dp r o b l e m sf o rm i c r o b i a lp e s t i c i d ef o r m u l a t i o n 5 1 2 微胶囊技术研究现状 1 2 1 微胶囊技术概念 微胶囊技术是以天然或合成的高分子材料等材料作为囊壁，通过化学法、物 理法或物理化学法将活性物质( 囊心) 包裹起来，形成具有半透性或密封的囊膜 的技术；其优势在于形成微胶囊时，囊心物质被包覆而与外界环境隔离，从而免 受外界的温度、氧气、紫外线等因素的影响，使其特有的性质能较完好地甚至毫 无影响地保留下来，使性质不稳定的囊心物质也不会变质【4 9 1 ；在一定条件下， 壁材被破坏时又能将囊心物质释放出来，发挥其活性作用。微胶囊粒子的大小和 形状，根据具体的制备工艺不同而存在较大范围内变化，通常制备的微胶囊粒子 大小在l 1 0 0 0 岬范围，壁材的厚度在o 0 1 岬1 0 肛m 之间变化。囊心在微胶 囊总质量中所占比例在2 0 - - 9 5 范围内变化。若选用的壁材具有半透性，则液 体囊心和水溶性囊心可以通过溶解、渗透、扩散的过程，透过膜壁而缓慢地释放 出来，释放速度可通过改变囊壁的化学组成、厚度、硬度、孔径大小等加以控制。 这种具有控制释放速率功能的微胶囊在生物农药中的应用大有潜力【5 叭。 1 2 2 几种微胶囊制备技术与材料 微胶囊制备技术主要有界面聚合法、原位聚合法、凝聚相分离法、囊心交换 法、锐孔凝固浴法、干燥浴法、粉末床法、空气悬浮成膜法、喷雾干燥法、真 空蒸发沉积法、静电络合法及生物微胶囊法等，其中界面聚合法和凝聚相分离法 是农药微胶囊制备最常用的方法【5 l 5 2 j 。因为这两种方法都不需要复杂的设备装 置，微胶囊粒径、壁厚等参数可通过调节搅拌速度、囊壁材料百分含量来控制， 最易于产业化。 凝聚相分离法是根据天然高分子化合物在某一固定p h 值下呈相反电性的原 理，使高分子天然化合物凝积在芯材表面，从而形成双层壁的微胶囊【5 引。界面 聚合法是把农药原药和油溶性囊材i 相互混溶再均匀分散于水相中，然后加入亦 溶于水相的囊材i i ，使两种囊材在农药微滴表面迅速发生聚合反应，生成高分子 聚合物包裹微滴，从而形成的微胶囊【5 引。合成的微胶囊经过成囊情况，抗环境 降解情况，生测效果及其它理化性质综合对比，确定一种具有较高药效和较长持 效期的囊材。凝固浴法则与界面聚合法所依据的化学反应不同，不是以单体为原 料通过聚合反应生成膜材料的，一般是以可溶性高聚物做原料包覆囊心，而在凝 固浴中固化形成微胶囊的，固化反应可能是化学反应，也可能是物理反应【5 熨。 心材亦称囊心物质，是微胶囊活性组分，通常是液体、固体或气体物质，其 组成可以是单一物质也可以是混合物。微生物农药微胶囊心材是病原物活体，也 可为其代谢产物。 壁材亦称包囊材料，是影响微胶囊性能的关键因烈5 6 1 。壁材首先应具有成 6 膜性，能在囊心物质上形成一层具有粘附力的薄膜，又不能与其发生化学反应， 对其没有毒副作用，有时还要考虑到产品的渗透性、稳定性、强度及囊心的释放 速率等因素。工业上常用的壁材可分为两类，即天然的高分子化合物、半合成的 高分子化合物或合成的高分子化合物【删。 天然或半合成高分子化合物包括：蛋白质类，如酪蛋白、m j 等；高分 子碳水化合物，如a j 、淀粉、琼脂、黄原胶等；纤维素类，如甲基纤维素、 羧甲基纤维素、醋酸纤维素、乙基纤维素等；脂肪酸及衍生物，如硬脂酸、软 脂酸、蜂蜡、虫胶等：无机高分子，如水玻璃胶等。 合成高分子化合物包括：乙烯基聚合物，如聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、 聚乙烯毗咯烷酮、聚乙烯醇( p v a ) 等；聚酞胺、聚氨酯、聚脲、聚酯等； 其它，如氨基树脂、聚硅氧烷、醇酸树脂、环氧树脂等。 1 3 真菌农药微胶囊剂研究现状 微胶囊剂( m i c r o c a p s u l e s ) 是受控释放( c o n t r o l l e dr e l e a s e ) 的剂型，其特点 是能增强农药的抗逆性，增强微生物农药贮藏稳定性和田间使用的持效性【了丌。 1 3 1 微胶囊剂的特点 微胶囊技术可以把微生物农药活性物质包覆在囊壁材料中形成微小的囊状 制剂，从而起到延长药效、降低农药毒性，降低药物挥发，减少溶剂用量，减轻 对环境的污染、提高药剂选择性等作用。其优势在于形成微胶囊时，囊心物质被 包覆而与外界环境隔离，可使囊心物质免受外界的温度、氧气、紫外线等因素的 影响，且性质不稳定的囊心也不会变质，从而将它的活性能较完好甚至毫无影响 地被保留下来；在适当条件下，囊壁被破坏时又能将囊心材料释放出来，发挥其 活性作用。微胶囊剂从外观看，很像悬乳剂，也是以水为基质的非均相体系，活 性成份包含在分散的油相之中，所不同的是在分散的油粒外层，包以高分子聚合 物构成极薄的囊膜，此囊膜赋于该新剂型许多重要的功能1 5 s , 5 9 】：减少了因环境 因素( 如光，热、空气、雨水、土壤) 和其它微生物因素造成的影响，提高了药 剂本身的稳定性。囊膜可抑制囊心活性成份的挥发性，掩蔽其原有的异味，降 低它的接触毒性、吸入毒性和药害。引入控制释放的功能，提高农药的利用率， 延长其持效期，从而减少施药的用量和频率。为不同性能的多种农药活性物质 的有效复配提供极大的方便，如具杀虫活性的球孢白僵菌与杀菌活性的阿维菌素 的复配。囊壁材料是惰性的，不会改变昆虫病原物的休眠状态。粒状或液状 的防护剂，增效剂都易于加入到微胶囊中，提高农药的药效。 1 3 2 微生物农药微胶囊化的方法 微生物农药微胶囊化的方法有：界面聚合法、粉末床法、原位聚合法、凝聚 相分离法、锐孔凝固浴法、干燥浴法、喷雾干燥法、囊心交换法、空气悬浮成 7 膜法、真空蒸发沉积法、静电络合法和生物微胶囊法等，其中界面聚合法和凝聚 相分离法是农药微胶囊制备常用的方法印，6 。因为这两种方法都不需要复杂的设 备装置，微胶囊粒径、壁厚与包囊率等参数可通过调节搅拌速度、囊壁材料百分 含量来控制，易于产业化。 到目前为止，也有不少科研单位致力于微生物农药微胶囊的开发研制。为了 延长球孢白僵菌杀虫剂的干菌丝或孢子暴露在环境中的存活时间和增加侵染效 果，有学者尝试着用可溶性淀粉、m j 、氯化钙溶液等为囊壁材料，对菌丝或孢 子进行微胶囊化包被。伊可儿等生产的球孢白僵菌微胶囊剂在贮藏1 0 个月后球 孢白僵菌的孢子萌发率最高可达8 0 2 8 ；贮藏1 2 个月后，对马尾松毛虫的校正 死亡率仍可达6 6 以上