本發明屬于農藥制劑,具體涉及一種基于自組裝技術的葉面黏附型納米農藥及其制備方法和應用。
背景技術:
1、在控制植物病、蟲、草害傳播、提高作物產量等方面,農藥發揮著至關重要的作用。然而,農藥的過量使用引起的病蟲的抗藥性,同時造成嚴重的環境問題,如殘留量多、生態失衡、生物多樣性下降等。在農業應用過程中,約90%以上的農藥分子會因噴霧時彈跳、淋溶、光降解和蒸騰等方式,流失或擴散到周圍環境中。環境中的農藥分子對人類健康和動植物的生存構成風險,而減少流失途徑,提高生物利用度可以顯著提高農藥施用效率。因此,增強農藥在作物葉片上的沉積,延長農藥的作用時間非常重要。
2、納米農藥作為一種新型農藥劑型,它的小尺寸、大比表面積等優點在提高農藥的生物利用度、霧滴覆蓋效率、藥物沉積量及劑量傳輸效率等方面極具優勢。
3、葉面黏附力是決定農藥緩釋體系滯留能力的關鍵因素,增大農藥的葉面粘附力可以顯著提高農藥在植物葉片上的滯留率,提高農藥利用率。對于傳統農藥的研究表明,由于黏附力低、親水性差等特點,只有不到0.1%的農藥作用在有害生物靶標上。納米農藥粒徑小、靶向性強,有望成為解決這些問題的重要方法。
4、葉面黏附型納米農藥能與葉面微納結構相互作用,使藥液黏附于葉面上,避免雨水沖刷而導致的藥液損失,增加農藥在葉面上的滯留量。因此,增強納米農藥在作物表面的沉積和黏附對提高農藥有效利用率尤為關鍵,這也是實現農藥可持續和綠色發展的重要策略。
5、然而,現有的葉面黏附型納米農藥的制備工藝存在以下缺陷,在實際應用過程中,仍面臨諸多挑戰,導致其量產化之路艱難。
6、1、制備工藝復雜,有時需要多步化學反應,需要用到大量有毒溶劑,造成環境污染。
7、2、為了提高農藥的葉面滲透性和黏附性,在制備過程中往往在水相中添加各種助劑和表面活性劑,容易對環境造成不良影響。
8、3、制備過程的載體為無機材料或者不可降解的有機材料,導致農藥不能完全釋放,造成農藥使用效率偏低,農藥殘留量大。
技術實現思路
1、為了解決上述的技術問題,提高傳統農藥的生物利用度,減少環境中的殘留農藥,降低農業的生產成本。本發明提供以下技術方案。
2、第一方面,本發明提供一種基于自組裝技術的葉面黏附型納米農藥,所述葉面黏附型納米農藥載藥粒子由攜帶氨基的農藥和綠原酸通過自組裝制備而成。
3、優選地,所述農藥包括但不限于甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽、多殺菌素、乙基多殺菌素、苦參堿或藜蘆堿中的任意一種或兩種以上的組合。
4、優選地,所述農藥與所述綠原酸的摩爾比為1:1~10范圍內,例如:1:1、1:2.3、1:25、1:2.8、1:3.3、1:3.4、1:4.6、1:6.9、1:8、1:10。
5、優選地,所述納米農藥的粒徑為40~120?nm,例如:40?nm、50?nm、60?nm、70?nm、80nm、90?nm、101?nm、104?nm、105?nm、108?nm、112?nm、115?nm、120?nm。
6、進一步的,所述納米農藥的粒徑為70~120?nm。
7、第二方面,本發明提供第一方面所述葉面黏附型納米農藥的制備方法,其包括以下步驟:
8、(1)將所述農藥溶解于乙醇中,得到農藥乙醇溶液;
9、(2)將綠原酸溶解于水中,得到綠原酸溶液;
10、(3)將所述農藥乙醇溶液慢慢加入所述綠原酸溶液,經攪拌、透析、干燥獲得所述葉面黏附型納米農藥。
11、優選地,步驟(1)中,所述農藥乙醇溶液的質量百分比濃度為2~10%,例如:2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%。
12、優選地,步驟(2)中,所述綠原酸溶液的質量百分比濃度為4~12%,例如:4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%。
13、優選地,步驟(2)中,所述綠原酸溶液的ph=6.2~6.8,例如:6.2、6.4、6.5、6.6、6.8。
14、優選地,步驟(3)中,所述攪拌的轉速為400~1000?rpm,例如:400?rpm、500?rpm、600?rpm、700?rpm、800?rpm、900?rpm、1000?rpm。
15、優選地,步驟(3)中,攪拌時間為2-4?h,例如2?h、2.5?h、3?h、3.5?h、4?h。
16、優選地,步驟(1)、(2)和(3)中的溫度條件為50~60℃,例如50℃、52℃、55℃、58℃、60℃。
17、第三方面,本發明提供第一方面所述葉面黏附型納米農藥在防治作物病蟲害中的應用。
18、優選地,所述病蟲害包括但不限于菜青蟲、蚜蟲、小菜蛾或薊馬,進一步優選為蚜蟲。
19、本發明的有益效果:
20、1、本發明使用綠原酸和帶氨基的農藥為原料,兩種分子通過靜電、疏水和氫鍵等作用自組裝形成納米粒子,形成內核疏水,外層親水的納米粒子,自組裝工藝簡單,僅在低速攪拌下即可制備葉面黏附型納米農藥。
21、2、本發明充分利用綠原酸天然黏附型分子的特性,減少了傳統農藥使用過程中為提高葉片滲透性和黏附性添加的各種助劑,降低了生產和施用成本。
22、3、本發明的葉面黏附型納米農藥在自然條件下可完全降解,環境友好、農藥殘留低、藥效高、生物利用度高,為新型納米農藥劑型的開發提供了新的研發思路和技術基礎。
1.一種基于自組裝技術的葉面黏附型納米農藥,其特征在于,所述葉面黏附型納米農藥載藥粒子由帶氨基的農藥和綠原酸通過自組裝制備而成。
2.根據權利要求1所述的葉面黏附型納米農藥,其特征在于,所述農藥包括甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽、多殺菌素、乙基多殺菌素、苦參堿或藜蘆堿中的任意一種或兩種以上的組合。
3.根據權利要求1所述的葉面黏附型納米農藥,其特征在于,所述農藥與所述綠原酸的摩爾比為1:1~10。
4.根據權利要求1所述的葉面黏附型納米農藥,其特征在于,所述納米農藥的粒徑為40~120?nm。
5.權利要求1所述葉面黏附型納米農藥的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
6.根據權利要求5所述的制備方法,其特征在于,步驟(1)中,所述農藥乙醇溶液的質量百分比濃度為2~10%。
7.根據權利要求5所述的制備方法,其特征在于,步驟(2)中,所述綠原酸溶液的質量百分比濃度為4~12%,所述綠原酸溶液的ph=6.2~6.8。
8.根據權利要求5所述的制備方法,其特征在于,步驟(3)中,所述攪拌的轉速為400~1000?rpm,時間2-4?h。
9.根據權利要求5所述的制備方法,其特征在于,步驟(1)、(2)和(3)中的溫度條件為50~60℃。
10.權利要求1~4任一所述葉面黏附型納米農藥在防治作物病蟲害中的應用。