15%吡唑醚菌酯悬浮种衣剂的制备及性能

齐麟　王昱翔　段一鸣

摘要：水稻病虫害的发生给水稻农业生产造成了重大的经济损失，在水稻种子时期给予有效保护，是减少水稻病虫害的一种重要途径。确定最佳种衣剂配方及其最佳制备工艺条件，用于防治水稻稻瘟病；并采用盆栽试验对种衣剂处理的水稻幼苗的生物学性质进行评价。结果表明，最佳制剂配方为150%吡唑醚菌酯、05%快T、80%FS3000、02%硅酸镁铝、01%黄原胶、50%成膜剂、05%皂土、50%乙二醇以及50%海舒液体红2R，该种衣剂各项指标均符合悬浮种衣剂质量标准的要求。采用药种质量比1 ∶[KG-3]50处理水稻种子，其发芽率、株高、根系活力、叶绿素含量、游离脯氨酸含量、超氧化物歧化酶活性均显著提高（P<005）。吡唑醚菌酯对水稻稻瘟病病菌的EC50为732 μg/L，当吡唑醚菌酯的浓度为 200 mg/L 时，其对水稻稻瘟病病菌相对抑制率达到了974%。该种衣剂成膜性好、持效期长、发芽率高，对稻瘟病病菌的室内生物活性良好，对水稻种子安全，无不良影响。

关键词：水稻；稻瘟病；吡唑醚菌酯；悬浮种衣剂；配方；制备工艺；生物学性质；毒力测定

中图分类号： S511041文献标志码：

文章编号：1002-1302（2017）16-0082-04

收稿日期：2017-02-24

基金项目：国家重点研发计划（编号：2016YFD0201200）；湖南省平台开放基金（编号：15K064）；湖南省研究生科研创新项目（编号：CX2016B304）。

作者简介：齐麟（1991—），女，吉林吉林人，硕士研究生，主要从事农药制剂与加工研究。E-mail：qlqlqlql7@163com。

通信作者：李晓刚，博士，教授，主要从事农药制剂与加工研究。E-mail：lxgang@aliyuncom。

可持续化的粮食生产系统是植物免受病虫草害及拮抗植物危害的重要保证[1-3]。随着社会的不断进步与发展，环境保护、食品安全越来越受到大家的关注，一种有效的种子包衣技术是提高食品质量的关键。种子是农业生产的基础，种子本身携带的病原菌或土壤中的病原菌以及地下害虫等会严重影响种子的萌发，导致病虫害的发生，造成作物减产，给农民带来经济损失[4]。种衣剂技术的发展在节约农药使用、减少环境污染、提高种子成苗率、促进幼苗生长等方面具有重要作用。

吡唑醚菌酯是巴斯夫公司1993年开发的一种甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂，是一种线粒体呼吸抑制剂，通过阻止细胞色素b和c1间电子传递而抑制线粒体的呼吸作用，使线粒体不能产生和提供细胞正常代谢所需要的能量（ATP），最终导致细胞死亡[5]。吡唑醚菌酯对作物及作物病害具有保护、治疗作用，并具有内吸传导性、耐雨水冲刷、药效持效期较长、应用范围较广等优点；主要用于玉米、小麦等作物。同时，吡唑醚菌酯在防治青霉菌、镰刀菌、曲霉菌等真菌引起的多种病害上具有显著的效果，对穗颈病的防效高达907%，对纹枯病的防效高达894%。

包衣技术广泛应用于冬小麦[8]、玉米[9]、大豆[10]、甜菜[11]等旱地作物，但在水稻中应用较少，尤其在南方雨水较多的地方；脱落率高、药效发挥不稳定等问题依然是现阶段制作水稻种衣剂的难点。本研究研制获得15%吡唑醚菌酯悬浮种衣剂，用于水稻种子包衣防治稻瘟病，该种衣剂具有良好的生物活性，且对水稻种子萌发和生长安全。

1材料与方法

11试验材料及仪器

水稻品种为湘早籼6号，购自湖南农丰种业有限公司。97%吡唑醚菌酯原药，购自贵州道元生物技术有限公司；咪鲜胺，购自山东高盛化工有限公司；丙烯酸丁酯，购自天津市永大化学试剂有限公司；双丙酮丙烯酰胺，购自国药集团化学试剂有限公司；25%噻虫·咯·霜灵（迈舒平），购自先正达（苏州）作物保护有限公司。磷酸酯类（YUS-FS3000）、木质素（YUS-WG4）、聚羧酸盐（YUS-WG5）、YUS-A51G增效剂、YUS-D3020水乳剂、YUS-5050PB水乳劑，均购自日本竹本油脂株式会社；油酸山梨坦（司盘80），购自国药集团化学试剂有限公司；十二烷基硫酸钠，购自天津恒兴化学试剂制造有限公司；苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚（农乳600#），购自南京太化化工有限公司；吐温 80，购自国药集团化学试剂有限公司；SP -2850、SP -2845W（磺酸盐类润湿剂），均购自江苏擎宇化工科技有限公司；黄原胶，购自淄博中轩生化有限公司；硅酸镁铝，购自湖南朋泰高新材料有限公司；磺化琥珀酸二辛酯钠盐（快T），购自广州市康源洗涤原料有限公司；海舒液体红2R，购自海舒色彩。

DJ-1型旋转式黏度计NDJ-1，购自上海麦聚瑞电子仪器有限公司；IKA T18 ULTRA-TURRAX高速分散机，购自广州仪科实验室技术有限公司；Motic光学显微镜，购自麦克奥迪实业集团有限公司；DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器，购自邦西仪器科技（上海）有限公司；ZNCL-S-5D磁力搅拌器，购自河南爱博特科技发展有限公司；Rise-2006激光粒度分析仪，购自济南润之科技有限公司；SPF400型试验多用分散机，购自莱州市腾源化工机械厂；Uvmini-1240紫外可见分光光度计，购自长沙市八方科学仪器有限公司；CP214电子天平，购自奥豪斯仪器（上海）有限公司。

12试验方法

12115%吡唑醚菌酯水稻悬浮种衣剂的制备

通过对助剂的筛选，采用湿法砂磨法，按照预先计算的物料质量配比，将原药、分散剂、增稠剂、水等称量后混合均匀，经高速剪切组织分散机剪切后将浆料移入砂磨机中进行砂磨，加入成膜剂，搅拌均匀后制得15%吡唑醚菌酯水稻悬浮种衣剂，筛选出最佳配方并确定其最佳制备工艺条件。

122盆栽试验

用15%吡唑醚菌酯水稻悬浮种衣剂对水稻种子进行包衣处理，按药种比1 ∶50（本研究中药种比均为质量比）进行包衣，以不包衣种子作为空白对照，以迈舒平处理为阳性对照，处理后晾干备用。

将试验种子播于花盆中，10粒/盆，每个处理5盆，在水稻种子播种后每天观察种子的出芽情况，并在7 d后记录每个处理的发芽率。待种子出苗后观察其生長情况，在第25天测定并记录每个处理幼苗的株高、根长、白根数、叶数。取3叶期水稻叶片，测定其根系活力、游离脯氨酸含量、叶绿素含量等常规生理指标以及过氧化物酶（peroxidase，POD）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）和过氧化氢酶（catalase，CAT）的活性[12-14]。

123室内毒力测定试验

供试病原菌选用水稻苗期主要稻瘟病致病菌，菌种由湖南农业大学植物病理研究室提供。用打孔器（内径055 cm）将正常生长的菌落打孔制成若干菌饼，分别接种到不同药剂浓度的PDA平板上。75%吡唑醚菌酯原药和咪鲜胺分别设置005、010、020、050、100、200、1000 mg/L等7个浓度梯度，每个浓度设4个重复，于28 ℃恒温培养箱中培养，待对照组（不作任何处理）菌落长满培养皿时，采用十字交叉法测量其直径，并计算抑菌率。根据试剂浓度对数和抑菌率值计算试剂的毒力回归方程y=ax+b、抑制中浓度（EC50）和相关系数（r）。

[JZ]抑菌率=[SX（]对照菌落直径-处理菌落直径对照菌落直径-055[SX）]×100%。

124统计分析

采用IBM SPSS Statics 21软件对所测数据进行单因素方差分析，用“平均值±标准差”表示测定结果，并应用Duncan氏新复极差法对处理间的差异性进行检验，P<005被认为具有显著性差异。

2结果与分析

21种衣剂制备工艺

在200、400、600、800 r/min的转速条件下，每05 h取样1次，使用激光粒径分析仪测定15%吡唑醚菌酯悬浮种衣剂的粒径D90。由图1可知，砂磨转速为800 r/min、砂磨1 h时粒径D90为086 μm；砂磨转速为600 r/min、砂磨15 h时粒径D90为077 μm；砂磨转速为400 r/min、砂磨3 h时粒径D90为 068 μm；砂磨转速为200 r/min、砂磨3 h时粒径D90为121 μm。综上所述，当砂磨转速为400 r/min，砂磨3 h时，粒径D90为068 μm，符合悬浮剂粒径的要求。

通过激光粒度分析仪测得在砂磨转速为400 r/min、砂磨时间为3 h时，15%吡唑醚菌酯水稻悬浮种衣剂产品的粒径分布情况如图2所示，粒径呈正态分布，粒径D90为068 μm，跨距为135。粒径小于300 μm达到100 %，符合悬浮剂的粒径要求。

22润湿分散剂的筛选

采用流点法对YUS-FS3000、YUS-WG4、YUS-WG5、司盘80、十二烷基硫酸钠、农乳600#、吐温80、YUS-A51G、YUS-D3020、YUS-5050PB、SP-2850、SP -2845W等12种润湿分散剂进行初步筛选，然后选择5种流点最低的润湿分散剂并设置不同的质量分数，共配制10个配方进行砂磨，根据其悬浮率、分散性、热贮稳定性等指标筛选出最佳比例。由表1可知，分散剂YUS-FS3000为8 %时（2号配方），悬浮率为965 %，分散性、热贮稳定性良好，符合悬浮剂要求。

23增稠剂的筛选

增稠剂以其增稠、助悬浮性能广泛应用于农药悬浮剂中。增稠剂可以通过增加悬浮液的黏度来减缓颗粒的沉降，但同时又要求不影响产品的倾倒性。另外，增稠剂还能调整液体的流动性，防止分散的粒子因受重力作用产生分离、沉淀或脱水收缩，同时保证产品在喷雾桶中容易稀释和流动。根据分散剂的筛选结果，以2号配方为基础，对增稠剂进行筛选。由表2可知，当黄原胶和硅酸镁铝的加入量比值为1 ∶[KG-3]2时，即5号配方，其悬浮率为9955%，黏度为050 Pa·s，热贮稳定性良好，达到了增稠剂的要求。

24成膜剂的筛选

成膜剂是种衣剂的关键助剂，1层成膜性良好的外衣既可以保证其透气透水不影响种子呼吸和发芽率，又可以在种子表面形成毛细管薄膜，并能将杀虫剂、杀菌剂等活性成分及其他非活性成分网结在一起，从而在种子周围形成一个小型的活性物质库，减少苗期病虫害对植物的影响。试验对自制成膜剂用量进行筛选， 以包衣脱落率、发芽率、包衣均匀度等为成膜剂的筛选指标。由表3可知， 当成膜剂含量为5%时，

注：“—”表示无此项。表2同。[

包衣脱落率为301%，种子发芽率为9563%，包衣均度为9521%，倾倒性良好。

25种衣剂优选配方及性能检测

根据对种衣剂的配方组成要求，通过对分散剂、增稠剂、成膜剂的筛选，15%吡唑醚菌酯水稻悬浮种衣剂配方为150%吡唑醚菌酯、80%分散剂FS3000，01%黄原胶，02%硅酸镁铝，05%快T，50%海舒液体红2R，05%皂土，50%成膜剂，50%乙二醇。

15%吡唑醚菌酯水稻悬浮种衣剂悬浮率为9955%，高悬浮率可使有效成分的粒子在较长时间内均匀地悬浮在药液中。在包衣过程中，高悬浮率使药液浓度保持一致，均匀地包在种子上，有利于药效的发挥。该水稻种衣剂成膜时间为 12 min，有较好的成膜性，包衣脱落率为301%，可以充分保持药效，黏度为050 Pa·s，流动性较好，包衣均匀度为9521%，分散性良好，热贮、冷贮稳定性、抗冻性良好，有效成分相对分解率小于5%。种衣剂各项指标均达到悬浮种衣剂的相关标准。

对15%吡唑醚菌酯水稻悬浮种衣剂（药种质量比1 ∶[KG-3]50）与迈舒平（推荐剂量药种质量比1 ∶[KG-3]75）进行包衣，结果如图3所示，15%吡唑醚菌酯水稻悬浮种衣剂包衣均匀，颜色鲜亮，包衣效果较好，迈舒平包衣较不均匀。将水稻种子和水按照 1 ∶[KG-3]2（体积比）放入50 mL锥形瓶中，放置2 h后如图4所示，迈舒平种子处理剂在水中迅速溶解扩散，水变成迈舒平警戒色的颜色，而15%吡唑醚菌酯水稻悬浮种衣剂仍旧保持原来形态，锥形瓶中的水稍微变红，药剂缓慢释放，可以达到保持药效的作用。

26种衣剂对常规生理指标的影响

由表4可知，当按照药种质量比1 ∶50对水稻种子进行包衣时，其对幼苗的发芽率、株高、白根数、叶绿素含量、游离脯氨酸含量、超氧化物歧化酶活性等具有一定的促进作用。其中，株高比空白对照组提高542%，比迈舒平处理组提高833%；发芽率比空白对照组提高2326%；白根数比空白对照组提高4049%；根系活力比空白对照组提高4384%，比迈舒平处理组提高1186%；叶绿素含量比空白对照组提高13782%，比迈舒平处理组提高11439%；游离脯氨酸含量比空白对照组提高483%， 比迈舒平处理组提高833%； 超氧化物歧化酶（SOD）活性比空白对照组提高2563%，比迈

注：同列数据后不同小写字母表示在005水平上差异显著。

舒平处理组提高1118%。

27室内抑菌试验

对咪鲜胺和吡唑醚菌酯2种不同的药剂进行水稻稻瘟病病菌的毒力测定，由表5可知，咪鲜胺和15%吡唑醚菌酯（悬浮剂）对稻瘟病致病菌菌丝的生长均具有较强的抑制作用，当15%吡唑醚菌酯的浓度为200 mg/L时，抑菌率达到了9740%。15%吡唑醚菌酯对稻瘟病病菌的EC50为 732 μg/L，对照药剂咪鲜胺对稻瘟病病菌的EC50为 693 μg/L。15%吡唑醚菌酯比咪鲜胺的抑菌活性高，对稻瘟病病菌具有较好的抑制效果。

注：“M”表示菌饼上长出较多菌丝，培养基上未长出菌丝；“T”表示菌饼上长出少量菌丝，培养基上未长出菌丝；“O”表示菌饼上未长出菌丝；“—”表示无此项。

3讨论与结论

本研究制备的15%吡唑醚菌酯悬浮种衣剂成膜性能好、成膜时间短、脱落率低、包衣均匀度高、流动性好、悬浮率高，种衣剂各项指标均达到悬浮种衣剂相关标准。

抗氧化酶活性、脯氨酸含量、根系活力是体现植物抗逆性的重要指标。植物是固着的有机体，经常受到各种环境压力的影响，导致一些生理失调甚至死亡[15]。氧化胁迫是植物体内非生物胁迫的结果，是由活性氧（ROS）过量产生引起的[16-17]。有时ROS的产生超过抗氧化防御系统的能力，从而导致氧化应激。在植物中，脯氨酸也参与多种发育过程，各种生物和非生物胁迫下造成了脯氨酸积累[18]。脯氨酸含量的增加也是鹽度和耐旱性的一个积极指标[19]。

本研究制备的种衣剂有较好的室内生物活性，能促进种子的萌发和秧苗生长、增强植株的根系活力、叶绿素含量和抗逆性，对稻瘟病病菌的抑菌率高达9740%，EC50为 732 μg/L。15%吡唑醚菌酯悬浮种衣剂对水稻种子安全、无不良影响。该种衣剂的制备为农药朝水基性、粒状、多功能、省力、安全和降低环境影响的发展方向提供了实践支持，为绿色种植、精准施药、统防统治奠定了技术基础。

参考文献：

Godfray H C，Beddington J R，Crute I R，et al Food security：the challenge of feeding 9 billion people[J] Science，2010，327（5967）：812-818

Conway G，Waage J，Delaney S Science and innovation for development[M] London：UK Collaborative on Development Sciences，2010

[3]Timmer C P One billion hungry：can we feed the world？[J] Journal of Economic Literature，2014，52（1）：243-245（3）

[4]Tekrony D M Seeds：the delivery system for crop science[J] Crop Science，2006，46（5）：2263-2269

[5]袁传卫，姜兴印，殷万元，等 吡唑醚菌酯对土壤微生物呼吸作用及土壤酶活性的影响[J] 农业环境科学学报，2015，34（5）：897-903[HT][HJ][HT][FL）]

[KH4D]

[HT8]

[6][ZK（#]管磊，张鹏，王晓坤，等 吡唑醚菌酯在水环境中的光解及微囊化对其光稳定性的影响[J] 农业环境科学学报，2015，34（8）：1493-1497

[7]冯桂梅，刘世彬，王振兰 9%吡唑醚菌酯微囊悬浮剂防治水稻穗颈瘟及增产效果[J] 农药，2016（6）：466-468

[8]Asano H Water repellents for coating seeds：0333182[P] 1991-02-13

[9]Vinogradov S V，Yurkova A P，Klimova V A Water-soluble cellulose ethers for prosowing seed treating[J] Plast Massy，1984（11）：53-54

[10][ZK（#]Struszczyk H，Kotlinski S，Koch S Method for manufacturing a modified coating preparation for seeds：159474[P] 1992-12-31

[11]Ortiz R，Fernandez F Effectivity of pregerminated rice seed coating by means of arbuscular mycorrhizal inoculant（ECOMIC）[J] Cultivos Tropicales，1998，19（2）：15-18

[12]耿艷秋，金峰，朱明霞，等 灌浆乳熟期土壤水势对苏打盐渍土水稻产量及生理性状的影响[J] 中国水稻科学，2014，28（5）：534-540

[13]Wang B，Wang J，Zhao H，et al Stress induced plant resistance and enzyme activity varying in cucumber[J] Colloids and Surfaces B（Biointerfaces），2006，48（2）：138-142

[14]Rao K M，Sresty T S Antioxidative parameters in the seedlings of pigeonpea [Cajanus cajan （L） Millspaugh]in response to Zn and Ni stresses[J] Plant Science，2000，157（1）：113-128

[15]Hasanuzzaman M，Nahar K，Hossain M S，et al Coordinated actions of glyoxalase and antioxidant defense systems in conferring abiotic stress tolerance in plants[J] International Journal of Molecular Sciences，2017，18（1）：200

[16]Hasanuzzaman M，Nahar K，Alam M M，et al Physiological，biochemical，and molecular mechanisms of heat stress tolerance in plants[J] International Journal of Molecular Sciences，2013，14（5）：9643-9684

[17]Hasanuzzaman M，Nahar K，Fujita M Extreme temperatures，oxidative stress and antioxidant defense in plants[J] Journal of the National Cancer Institute，2013，65（1）：81-93

[18]Szabados L，Savouré A Proline：a multifunctional amino acid[J] Trends in Plant Science，2010，15（2）：89-97

[19]Yaish M W Proline accumulation is a general response to abiotic stress in the date palm tree （Phoenix dactylifera L）[J] Genetics and Molecular Research，2015，14（3）：9943-9950