一种防控小麦白粉病的纳米制剂及其制备方法与流程

1.本发明涉及小麦白粉病防控技术领域，具体涉及一种防控小麦白粉病的纳米制剂及其制备方法。


背景技术：

2.小麦是世界上种植最广泛的粮食作物，产量仅次于玉米，提供了人类饮食中超过20％的总能量和蛋白质。小麦白粉病是由小麦白粉菌(blumeria graminis f.sp.tritici)引起的一种叶片病害，流行于世界温暖高湿地区。小麦白粉病是严重影响小麦产量和品质的世界性病害。白粉病对小麦地上植株各器官均有损害，但主要损害小麦叶片和叶束，当白粉病感染小麦时，白粉病孢子覆盖小麦叶片表面，导致小麦叶绿素降解，光合面积减少，光合效率下降，发病时产量损失5％
‑
34％。
3.目前，小麦白粉病的发生主要通过选育抗病品种和使用化学杀菌剂来控制。致病性相关(pr)蛋白的表达与植物抗病性的提高密切相关。在拟南芥、水稻和大豆中诱导pr基因表达赋予了对不同病原体的抗性。这意味着pr基因可以作为小麦抗性改良的候选基因。但由于病原菌生理种的变化，品种的抗性容易丧失，生产品种一般3
‑
5年后就会失去抗性，因此，喷施杀菌剂仍是预防和控制白粉病发生的有效措施。我国白粉病的防治主要以三唑酮为主。随着杀菌剂用量的增加，小麦品质变差，蛋白质含量下降，数量下降，面包体积下降。杀菌剂的使用伴随着农药残留的增加，对环境安全产生影响。因此，人们迫切希望开发一种绿色、高效、无害化的产品来防治小麦生产中的白粉病。
4.公开号为cn107371913a的专利公开一种小麦白粉病抑制剂及其制备方法，该抑制剂包括控失调控剂，改性硅油，纳米硒，水；其中，控失调控剂由氨基化凹凸棒土和微纳生物硅/碳按照质量比(3
‑
5):(1
‑
2)混合而成，但是该抑制剂处理后，小麦白粉病抑制效果仍有待改善。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题在于现有技术中小麦白粉病的抑制效果仍有待改善，提供一种防控小麦白粉病的纳米隔离膜及其制备方法。
6.本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题：
7.一种防控小麦白粉病的纳米制剂，所述纳米制剂主要由以下百分比的原料制成：控失调控剂1
‰‑
1％(m/v)、二甲基硅油1
‰‑
30％(v/v)、经γ辐照后的纳米蒙脱石1
‰‑
1％(m/v)，余量为水；
8.所述控失调控剂的制备方法包括以下步骤：
9.(1)以氧气和氨气为气体源，利用温度为500
‑
1000℃、功率为1
‑
3kw的等离子体在真空条件下对100
‑
1500目吸附级凹凸棒土粉末进行间歇性辐照处理，处理1
‑
20分钟，停1
‑
20分钟，总有效辐照时间达到60
‑
120分钟，制得氨基化凹凸棒土；
10.(2)在氮气保护的厌氧条件下，采用马弗炉对水稻秸秆在500
‑
800℃下进行高温裂
解50
‑
100分钟，即可得到微纳生物硅/碳；
11.(3)将氨基化凹凸棒土与微纳生物硅/碳按照3
‑
5:1
‑
2质量比混合均匀，即得到控失调控剂。
12.有益效果：本发明相对于现有技术，防控小麦白粉病效果增强，喷施后能使白粉病发病率降低99％以上的同时，成本降低至一半，且对环境更友好。
13.本发明通过二甲基硅油配以纳米蒙脱石的材料，喷施于小麦叶片后，在小麦叶片表面形成隔离膜，添加γ辐照后的纳米蒙脱石后可以提高隔离膜的均一性和持久性，提高纳米隔离膜的作用效果，高效阻隔小麦白粉菌真菌孢子与小麦表面蜡质层的识别，抑制小麦白粉菌的孢子萌发过程，可以有效预防小麦白粉病，保障粮食安全。
14.当各原料的百分比低于上述范围时，没有显著的防控效果，当各原料的百分比超过上述范围时，防控效果不会增加，反而增加防控成本，且过高浓度地使用将导致叶片发黄影响小麦正常生长。
15.蒙脱石经γ辐照后质量不会有明显变化，但γ射线辐照后，改变了蒙脱石空间片层间隙，使得蒙脱石的杀菌作用增强，二甲基硅油和γ射线辐照后的纳米蒙脱石二者具有协同作用，可以减少白粉病菌在叶片上的结合侵染。控失调控剂有控制流失作用，提高了纳米隔离膜的作用时间，增强了对白粉病的防控效果。
16.优选地，所述氧气和氨气的体积比为1:1
‑
5。
17.上述防控小麦白粉病的纳米制剂的制备方法包括以下步骤：
18.(1)将纳米蒙脱石用剂量10
‑
400kgy的高能电子束加速器进行辐照处理1
‑
24h，得到γ辐照后的纳米蒙脱石；
19.(2)将控失调控剂、二甲基硅油、γ辐照后的纳米蒙脱石、水振荡混合，得到防控小麦白粉病的纳米制剂。
20.有益效果：本发明中纳米制剂的制备方法简单，简便，绿色安全，可进行规模化操作，且成本低廉，制得的纳米制剂相对于现有技术，防控小麦白粉病效果增强，成本降低至一半，且对环境更友好。
21.优选地，所述步骤(2)中先将控失调控剂与水混合制得纳米悬浮液，然后将纳米悬浮液与二甲基硅油、γ辐照后的纳米蒙脱石混合。
22.优选地，所述步骤(2)中在400
‑
6000rpm转速下振荡处理5
‑
60min。
23.优选地，将得到防控小麦白粉病的纳米制剂喷施于小麦叶片，形成纳米隔离膜。
24.本发明的优点在于：本发明相对于现有技术，防控小麦白粉病效果增强，喷施后能使白粉病发病率降低99％以上，成本降低至一半，且对环境更友好。
25.本发明通过二甲基硅油配以纳米蒙脱石的材料，喷施于小麦叶片后，在小麦叶片表面形成隔离膜，添加γ辐照后的纳米蒙脱石后可以提高隔离膜的均一性和持久性，提高纳米隔离膜的作用效果，高效阻隔小麦白粉菌真菌孢子与小麦表面蜡质层的识别，抑制小麦白粉菌的孢子萌发过程，可以有效预防小麦白粉病，保障粮食安全。
26.当各原料的百分比低于上述范围时，没有显著的防控效果，当各原料的百分比超过上述范围时，防控效果不会增加，反而增加防控成本，且过高浓度地使用将导致叶片发黄影响小麦正常生长。
27.蒙脱石经γ辐照后质量不会有明显变化，但γ射线辐照后，改变了蒙脱石空间片
层间隙，使得蒙脱石的杀菌作用增强，二甲基硅油和γ射线辐照后的纳米蒙脱石二者具有协同作用，可以减少白粉病菌在叶片上的结合侵染。控失调控剂有控制流失作用，提高了纳米隔离膜的作用时间，增强了对白粉病的防控效果。
28.本发明中纳米制剂的制备方法简单，简便，绿色安全，可进行规模化操作，且成本低廉，制得的纳米制剂相对于现有技术，防控小麦白粉病效果增强，成本降低至一半，且对环境更友好。
附图说明
29.图1为本发明对比例1和实施例1中纳米制剂处理小麦苗期叶片的结果图；
30.图2为本发明对比例1和实施例1中纳米制剂处理小麦苗期叶片后叶片表面白粉菌孢子的萌发电镜图；
31.图3为本发明对比例1
‑
对比例3、实施例1中纳米制剂处理小麦苗期叶片的结果图；
32.图4为本发明对比例1
‑
对比例3、实施例1中纳米制剂处理小麦病情指数测定结果图；
33.图中：a为对比例1，b为对比例2，c为对比例3，d为实施例1。
具体实施方式
34.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.下述实施例中所用的试验材料和试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
36.实施例中未注明具体技术或条件者，均可以按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
37.实施例1
38.防控小麦白粉病的纳米制剂由以下百分比的原料组成：控失调控剂1
‰
(m/v)、二甲基硅油2％(v/v)、经γ辐照后的纳米蒙脱石1
‰
(m/v)，余量为水。
39.防控小麦白粉病的纳米制剂的制备方法，具体包括以下步骤：
40.(1)以氧气和氨气(氧气：氨气(v/v)＝1：5)为气体源，利用等离子体(500℃、2kw)在真空条件下对凹凸棒土粉末(800目，吸附级)进行间歇性辐照处理(处理10分钟，停10分钟)，总有效辐照时间达到60分钟，便可以在凹凸棒土棒晶表面接上氨基，制得氨基化凹凸棒土；
41.(2)在氮气保护的厌氧条件下，采用马弗炉对水稻秸秆进行高温裂解(800摄氏度)50分钟，即可得到微纳生物硅/碳；
42.(3)将氨基化凹凸棒土与微纳生物硅/碳按照3:1质量比混合均匀，即得到控失调控剂；
43.(4)将纳米蒙脱石用剂量300kgy的高能电子束加速器进行辐照处理24h，得到γ辐照后的纳米蒙脱石；
44.(5)将上述百分比的控失调控剂与水充分震荡(3000rpm转速下处理10分钟)混匀
制得纳米悬浮液，再将纳米悬浮液与二甲基硅油、γ辐照后的纳米蒙脱石混合并充分震荡(3000rpm转速下处理20分钟)混匀制得纳米制剂。
45.盆栽小麦处理：
46.(1)对盆栽小麦叶片进行细雾状均匀喷施1次，用量以所喷部位全部湿润为准。
47.(2)在实验室培养箱内培养大量白粉菌孢子(blumeria graminis f.sp.tritici，原始菌种由南京农业大学王秀娥教授实验室提供，公知公用材料two members of tarlk family confer powdery mildew resistance in common wheat.bmc plant biology(2016)16:27)，稀释成1000u/ml白粉病孢子悬浮液用于田间白粉菌孢子的接种。
48.(3)对喷施处理的小麦进行喷雾接种白粉病孢子(一亩地50l)。
49.(4)对处理后7
‑
15天的盆栽小麦统计发病情况。(每个处理统计五十个叶片，病情指数di，其中i发病级别(0
‑
100％)，xi为发病级别为i的叶片数，si为发病级别i的严重程度值，i为发病率。
50.经统计该实施例可使小麦白粉病发病率降低99％以上，有效降低白粉病对小麦产量、品质造成的危害。
51.实施例2
52.防控小麦白粉病的纳米制剂由以下百分比的原料组成：控失调控剂1
‰
(m/v)、二甲基硅油5％(v/v)、经γ辐照后的纳米蒙脱石1
‰
(m/v)，余量为水。
53.防控小麦白粉病的纳米制剂的制备方法，具体包括以下步骤：
54.(1)以氧气和氨气(氧气：氨气(v/v)＝1：5)为气体源，利用等离子体(500℃、2kw)在真空条件下对凹凸棒土粉末(800目，吸附级)进行间歇性辐照处理(处理10分钟，停10分钟)，总有效辐照时间达到60分钟，便可以在凹凸棒土棒晶表面接上氨基，制得氨基化凹凸棒土；
55.(2)在氮气保护的厌氧条件下，采用马弗炉对水稻秸秆进行高温裂解(800摄氏度)50分钟，即可得到微纳生物硅/碳；
56.(3)将氨基化凹凸棒土与微纳生物硅/碳按照3:1质量比混合均匀，即得到控失调控剂；
57.(4)将纳米蒙脱石用剂量400kgy的高能电子束加速器进行辐照处理20h，得到γ辐照后的纳米蒙脱石；
58.(5)控失调控剂与水充分震荡(3000rpm转速下处理10分钟)混匀制得纳米悬浮液，再将纳米悬浮液与二甲基硅油、γ辐照后的纳米蒙脱石混合并充分震荡(3000rpm转速下处理20分钟)混匀制得纳米制剂。
59.田间小麦绿叶期处理：
60.(1)对绿叶期田间小麦叶片进行细雾状均匀喷施1次，用量以所喷部位全部湿润为准。
61.(2)在实验室培养箱内培养大量白粉菌孢子，稀释成1000u/ml白粉病孢子悬浮液用于田间白粉菌孢子的接种。
62.(3)对喷施处理的小麦进行喷雾接种白粉病孢子，喷施量与实施例1相同。
63.(4)对处理后15
‑
45天的田间小麦统计发病情况，统计方法与实施例1相同。
64.经统计该实施例可使小麦白粉病发病率降低99％以上，有效降低白粉病对小麦产量、品质造成的危害。
65.实施例3
66.防控小麦白粉病的纳米制剂由以下百分比的原料组成：控失调控剂5
‰
(m/v)、二甲基硅油8％(v/v)、经γ辐照后的纳米蒙脱石5
‰
(m/v)，余量为水。
67.防控小麦白粉病的纳米制剂的制备方法，具体包括以下步骤：
68.(1)以氧气和氨气(氧气：氨气(v/v)＝1：5)为气体源，利用等离子体(500℃、2kw)在真空条件下对凹凸棒土粉末(800目，吸附级)进行间歇性辐照处理(处理15分钟，停15分钟)，总有效辐照时间达到70分钟，便可以在凹凸棒土棒晶表面接上氨基，制得氨基化凹凸棒土；
69.(2)在氮气保护的厌氧条件下，采用马弗炉对水稻秸秆进行高温裂解(800摄氏度)50分钟，即可得到微纳生物硅/碳；
70.(3)将氨基化凹凸棒土与微纳生物硅/碳按照3:1质量比混合均匀，即得到控失调控剂；
71.(4)将纳米蒙脱石用剂量350kgy的高能电子束加速器进行辐照处理22h，得到γ辐照后的纳米蒙脱石；
72.(5)控失调控剂与水充分震荡(3500rpm转速下处理15分钟)混匀制得纳米悬浮液，再将纳米悬浮液与二甲基硅油、γ辐照后的纳米蒙脱石混合并充分震荡(4000rpm转速下处理30分钟)混匀制得纳米制剂。
73.田间小麦绿叶期处理：
74.(1)对绿叶期田间小麦叶片进行细雾状均匀喷施1次，用量以所喷部位全部湿润为准。
75.(2)在实验室培养箱内培养大量白粉菌孢子，稀释成1000u/ml白粉病孢子悬浮液用于田间白粉菌孢子的接种。
76.(3)对喷施处理的小麦进行喷雾接种白粉病孢子，喷施量与实施例1相同。
77.(4)对处理后15
‑
45天的田间小麦统计发病情况，统计方法与实施例1相同。
78.经统计该实施例可使小麦白粉病发病率降低99％以上，有效降低白粉病对小麦产量、品质造成的危害。
79.实施例4
80.本实施例与实施例1的区别之处在于：防控小麦白粉病的纳米制剂主要由以下百分比的原料制成：控失调控剂1％(m/v)、二甲基硅油15％(v/v)、经γ辐照后的纳米蒙脱石1％(m/v)，余量为水。
81.对比例1
82.本对比例与实施例1的区别之处在于未喷施防控小麦白粉病的纳米制剂。
83.对比例2
84.本对比例与对比例1的区别之处在于：防控小麦白粉病的纳米制剂中仅含有经γ辐照后的纳米蒙脱石1
‰
(m/v)和水。
85.对比例3
86.本对比例与对比例1的区别之处在于：防控小麦白粉病的纳米制剂中仅含有二甲
基硅油2％(v/v)和水。
87.图1为对比例1和实施例1中纳米制剂处理小麦苗期叶片的结果图，对照未经纳米隔离膜喷施防控，七天后叶片表面布满白粉菌菌落，菌斑明显，白粉菌生长旺盛。处理组小麦经纳米隔离膜喷施防控，有效阻隔了白粉菌孢子与小麦叶片蜡质层信号接触萌发，显著抑制了小麦白粉菌的萌发及分化，叶片生长状态优良，无显著白粉菌菌落及菌斑。
88.图2为对比例1和实施例1中纳米制剂处理小麦苗期叶片后叶片表面白粉菌孢子的萌发电镜图，可以看出，对照组显示小麦叶片表面白粉菌孢子丰富，萌发旺盛。处理组扫描电镜图显示小麦叶片表面白粉菌孢子稀少，其萌发生长受到抑制。
89.图3和图4分别为对比例1
‑
对比例3、实施例1中纳米制剂处理小麦苗期叶片的结果图和病情指数测定结果图。对照组病情指数为95.8；γ辐照后的纳米蒙脱石处理后病情指数为54.33；甲基硅油处理后病情指数为2.3；而这叠加处理后的病情指数为0.54，发病指数相对于对照组降低了99.46％。可以看出，二甲基硅油和γ射线辐照后的纳米蒙脱石的结合，可以减少白粉病菌在叶片上的结合侵染，二者产生了协同作用。
90.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。