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一种适用于植物病虫害防治及采后保鲜的纳米态隔离缓释膜制剂及其制备方法和应用与流程

花匠小妙招
2024-11-30 20:34

本发明属于涉及高分子材料制备及植物保护领域，特别是一种适用于植物病虫害防治及采后保鲜的纳米态隔离缓释膜制剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、农药作为重要的农业投入品，为保障粮食安全做出了巨大贡献。2022年，我国化学农药原药(折有效成分100％)产量近250万吨，主要是乳油、可湿性粉剂和水乳剂等常规农药剂型。由于传统农药组分、剂型、环境条件、使用方法、施药器械等的限制及影响，导致农药利用率不高，当前国内农药在作物上的有效利用率只有20％～30％左右，70％以上的农药以挥发、飘移等形式散失到非靶标环境中，农药长期大量与低效施用，使农产品、土壤、水体中的农药残留超标，不仅对非靶标生物及人体健康构成了威胁，也导致了生态系统的结构和功能的破坏。

2、因此，推进农作物病虫害绿色防控新技术、新产品开发，是实现农药减量控害、促进农业发展全面绿色转型的战略需求。利用先进的功能材料和制备工艺，开发新型病虫害绿色防控产品、开发兼具物理隔离和农药缓释的施药新材料，增加对靶沉积率，调控农药释放，协同化学农药减量增效为当下研究前沿和热点，也将推动新型绿色防控产品和技术创新。

3、植物病虫害的绿色防治需要药剂具有叶面隔离、缓释，耐受雨水冲刷等优点，从而实现对外防治害虫吸食，对内缓释传导药物、有效克服农药产品因药滴滚落、挥发快、雨水冲刷等造成的利用率低下和环境污染问题，助力农药施用减量增效和保障农产品质量安全。

4、目前鲜见具有这些功能的病虫害绿色防治制剂。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对上述问题，提供一种适用于植物病虫害防治及采后保鲜的纳米态隔离缓释膜制剂及其制备方法和应用。

2、本发明为了实现其目的，采用的技术方案是：

3、本发明的第一方面提供一种改性成膜剂，按照重量份数计，包括10～20份聚醋酸乙烯乳液或醋丙乳液、5～10份1～2.5wt％壳聚糖醋酸溶液、1～5份9～11wt％过硫酸铵溶液。

4、本发明的第二方面提供上述的改性成膜剂的制备方法，将10～20份聚醋酸乙烯乳液或醋丙乳液、5～10份1～2.5wt％壳聚糖醋酸溶液加入搅拌反应器中升温至60～90℃，在150～300r/min的搅拌速度下乳化反应30min～1h，然后滴加1～5份9～11wt％过硫酸铵溶液，滴加完毕后，保温反应40min～90min制得，优选保温反应60min～90min；

5、聚醋酸乙烯乳液的含固量为18-45％，优选为20-40％或25-35％；

6、醋丙乳液的含固量为40-60％，优选为45-60％或50-58％。

7、本发明的第三方面提供一种适用于植物病虫害防治及采后保鲜的纳米态隔离缓释膜制剂及其制备方法和应用，按照重量份数计，包括以下组分：5～10份权利要求1所述的改性成膜剂、1～5份活性微乳剂、5～10份填料、5～10份水；所述活性微乳剂包括如下组分：按重量份数计，10～30份乳化剂、10～20份5-10wt％碱溶液、5～10份百里香酚、2～5份纳米流体碘；

8、优选所述乳化剂为op-10乳化剂，所述碱溶液为koh溶液或naoh溶液；

9、优选所述填料选自纳米碳酸钙、硫酸钙、过磷酸钙、灰钙粉。

10、本发明的第四方面提供上述的适用于植物病虫害防治及采后保鲜的纳米态隔离缓释膜制剂及其制备方法和应用的制备方法，包括如下步骤：

11、步骤1：制备活性微乳剂：取10～30份乳化剂与10～20份5～10wt％碱溶液混合，然后加入5～10份百里香酚，在150～400r/min的速度下搅拌充分溶解后，再加入2～5份纳米流体碘充分搅拌溶解，得活性微乳剂；

12、步骤2：取5～10份改性成膜剂与5～10份水混合，充分搅拌溶解，形成膜基质溶液；取10～20份膜基质溶液与1～5份活性微乳剂混合后搅拌均匀，加入5～10份填料，充分搅拌混合均匀后，即得所述隔离缓释膜；或者，

13、步骤2为：取5～10份改性成膜剂、5～10份水与1～5份活性微乳剂混合后搅拌均匀，加入5～10份填料，充分搅拌混合均匀后，即得所述隔离缓释膜。

14、所述的制备方法的技术方案中，

15、所述纳米流体碘的制备方法为：将单质碘与溶剂按照质量比1:1～3混合，在120-170℃温度下搅拌反应10～60min，产物冷却后静止分层，所得下层液为纳米流体碘；所述溶剂选自二甲基亚砜、二苯砜、三乙醇胺、n-甲基吡咯烷酮、环丁砜、n,n-二甲基甲酰胺中的一种或多种；

16、优选所述纳米流体碘中原子碘含量为80-93wt％，其对光热稳定，不升华不降解。

17、本发明的第五方面提供上述的纳米态隔离缓释膜制剂在植物病虫害防治中的应用，所述病害包括各类植物细菌性或真菌性病害，所述虫害包括木虱类、飞虱类、叶螨类、叶蝉、锈壁虱、蓟马和蚜虫；

18、优选所述叶螨类包括柑橘红蜘蛛、茶小绿叶蝉，所述飞虱类包括稻飞虱，所述木虱类包括柑橘木虱；

19、优选防治稻飞虱的纳米态隔离缓释膜制剂用量为25-100g·hm-1，优选为50-100g·hm-1；

20、优选田间防治柑橘红蜘蛛的纳米态隔离缓释膜制剂的浓度为5-20g/kg，优选为10-20g/kg。

21、上述的纳米态隔离缓释膜制剂在植物病虫害防治中的应用技术方案中，所述纳米态隔离缓释膜制剂与其它农药联用在制备防治植物虫害的农药中的应用；所述其它农药包括香芹酚；

22、优选纳米态隔离缓释膜制剂与香芹酚联用的混合农药中含有45-90mg/kg纳米态隔离缓释膜制剂+30-35mg/kg香芹酚；优选含有45-90mg/kg纳米态隔离缓释膜制剂+31.25mg/kg香芹酚。

23、上述的纳米态隔离缓释膜制剂在植物病虫害防治中的应用技术方案中，所述植物细菌性病害包括黄瓜细菌性角斑病，所述真菌性病害包括番茄灰霉病、烟草白粉病和马铃薯晚疫病；

24、优选田间防治植物细菌性或真菌性病害时，纳米态隔离缓释膜制剂的用量为50-120毫升/亩或50-100毫升/亩或100-120毫升/亩。

25、本发明的第六方面提供上述的纳米态隔离缓释膜制剂在作为苹果套袋原料替代品用于苹果免套袋技术中的应用，喷施纳米态隔离缓释膜制剂的果实整个生育期不需要套袋；优选在苹果套袋前喷施浓度为100～500倍液或者100～400倍液或者200～300倍液的纳米态隔离缓释膜制剂，待果实膨大期或被雨水冲刷掉时再喷施1次。

26、本发明的第七方面提供上述的纳米态隔离缓释膜制剂作为蔬菜水果采后保鲜防腐剂的应用，优选所述膜制剂制备的保鲜防腐剂中膜制剂的浓度为800-1200mg·l-1，优选为900-1100mg·l-1；

27、优选应用方式为：将采摘后的水果浸入800-1200mg·l-1膜制剂的水溶液中浸泡2～5min，优选2～3min，然后取出晾干、贮藏；

28、优选所述水果为芒果。

29、本发明的纳米态隔离缓释膜制剂可采用常规喷雾法、喷涂、无人机飞防的方式对需放置区域和作物部位(全株，包括茎叶果实)施用所述隔离缓释膜。

30、本发明的有益效果是：

31、本发明的纳米态隔离缓释膜制剂具有长期叶面隔离和药物缓释双效作用，在植物叶片附着时间最长可达60天，对百里香酚和流体碘的缓释释放期为20-40天，具有突出的病虫统防、减药减工，节约成本、提质增效的效果，为农业绿色植保、果蔬采后防腐保鲜提供安全、高效、广谱及稳定的新型材料。

32、还可作为桶混喷雾助剂，以提高农药抗雨水冲刷能力、防药液漂移蒸发，提高农药持效性，减缓农药药害发生。