一种2%氨基寡糖素水剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于天然杀菌剂技术领域，尤其涉及一种2％氨基寡糖素水剂及其制备方法和应用。
背景技术
水稻是稻属谷类作物，水稻原产于中国和印度，七千年前中国长江流域的先民们就曾种植水稻。水稻按稻谷类型分为籼稻和粳稻、早稻和中晚稻、糯稻和非糯稻。按留种方式分为常规水稻和杂交水稻。还有其它分类，按是否无土栽培分为水田稻与浮水稻；按生存周期分为季节稻与“懒人稻”(越年再生稻)；按高矮分为普通水稻与2米左右的巨型稻；按耐盐碱性分为普通淡水稻与“海水稻”(其实它主要使用淡水)。水稻所结子实即稻谷，稻谷脱去颖壳后称糙米，糙米碾去米糠层即可得到大米。世界上近一半人口以大米为主食。水稻除可食用外，还可以酿酒、制糖作工业原料，稻壳和稻秆可以作为牲畜饲料。中国水稻主产区主要是东北地区、长江流域、珠江流域。水稻属于直接经济作物，大米饭是中国东北居民与南方居民的主食，目前国内的水稻种植面积常规稻是2.45亿亩，而杂交稻的种植面积是2亿亩。
种植水稻过程中常出现水稻四大病害，即水稻纹枯病、水稻稻瘟病、水稻白枯病和水稻病毒病，目前水稻病害的防治技术，单一地采用化学药剂进行防治，虽然防治效果较高，但造成农药残留较高。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种2％氨基寡糖素水剂及其制备方法和应用。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供了一种2％氨基寡糖素水剂，所述2％氨基寡糖素水剂以水为溶剂，每1000L包括氨基寡糖素20kg、冰醋酸14～16kg和山梨酸钾0.5～1.5kg；
所述氨基寡糖素的化学名称为β-(1,4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡聚糖；
所述氨基寡糖素的分子式为(C6H11O4N)n·H2O，2≤n≤20；
所述氨基寡糖素的结构式如式I所示：
式I。
本发明还提供了上述技术方案所述的2％氨基寡糖素水剂的制备方法，包括以下步骤：
1)将水、壳聚糖、冰醋酸和多糖内切酶水溶液混合，将得到的混合物料在38～40℃下进行酶解，得到第一酶解物，所述第一酶解物的粘度在20〞/0.05ml以下；
2)将所述步骤1)得到的第一酶解物与壳聚糖混合后在38～40℃下进行酶解，得到第二酶解物，所述第二酶解物的粘度在20〞/0.05ml以下；
3)将所述步骤2)得到的第二酶解物与壳聚糖混合后在38～40℃下进行酶解，得到第三酶解物，所述第三酶解物的粘度在20〞/0.05ml以下；
4)将所述步骤3)得到的第三酶解物与壳聚糖混合后在38～40℃下进行酶解，得到第四酶解物，所述第四酶解物的粘度在20〞/0.05ml以下；
5)将所述步骤4)得到的第四酶解物与壳聚糖混合后在38～40℃下进行酶解，得到第五酶解物，所述第五酶解物的粘度在20〞/0.05ml以下；
6)将所述步骤5)得到的第五酶解物与壳聚糖混合后在38～40℃下进行酶解，得到第六酶解物，所述第六酶解物的粘度在20〞/0.05ml以下；
7)将所述步骤6)得到的第六酶解物过滤，得到的滤液为质量百分含量为10％的氨基寡糖素溶液，将所述10％氨基寡糖素溶液与水、冰醋酸、山梨酸钾混合后，得到质量百分含量为2％氨基寡糖素水剂；
所述10％氨基寡糖素溶液的体积与水的体积、冰醋酸的质量、山梨酸钾的质量比为200L:800L:(14～16)kg:(0.5～1.5)kg。
优选的，所述步骤1)水的体积、壳聚糖的质量、冰醋酸的质量和多糖内切酶溶液的体积比为(490～510)L:(24～26)kg:(17～18)kg:(22～23)L。
优选的，所述多糖内切酶溶液的质量浓度为8～12％。
优选的，所述步骤2)第一酶解物与壳聚糖的质量比为(515～535):(18～22)，所述壳聚糖在混合前用水浸湿，每18～22kg的壳聚糖的浸湿水量为100～110kg。
优选的，所述步骤3)第二酶解物与壳聚糖的质量比为(620～640):(18～22)，所述壳聚糖在混合前用水浸湿，每18～22kg的壳聚糖的浸湿水量为115～125kg。
优选的，所述步骤4)第三酶解物与壳聚糖的质量比为(740～760):(18～22)，所述壳聚糖在混合前用水浸湿，每18～22kg的壳聚糖的浸湿水量为115～125kg。
优选的，所述步骤5)第四酶解物与壳聚糖的质量比为(860～880):(18～22)，所述壳聚糖在混合前用水浸湿，每18～22kg的壳聚糖的浸湿水量为115～125kg。
优选的，所述步骤6)第五酶解物与壳聚糖的质量比为(980～1000):(18～22)，所述壳聚糖在混合前用水浸湿，每18～22kg的壳聚糖的浸湿水量为100～110kg。
本发明还提供了上述技术方案所述的2％氨基寡糖素水剂在防治植物病害中的应用。
本发明提供了一种2％氨基寡糖素水剂及其制备方法和应用。本发明提供的2％氨基寡糖素水剂中的氨基寡糖素分子量在300～2600之间，适用于植物吸收利用，并且氨基寡糖素在此分子量范围内，有大量的氨基存在，一是可以抑制病原菌，二是可以为植物提供氮源，促进植物的生长发育，三是能激发植物产生多种搞逆境物质，提高植物对冷害、寒害、涝害等不利植物生长的环境抵抗能力。
具体实施方式
本发明提供了一种2％氨基寡糖素水剂，所述2％氨基寡糖素水剂以水为溶剂，每1000L包括氨基寡糖素20kg、冰醋酸14～16kg和山梨酸钾0.5～1.5kg；所述氨基寡糖素的化学名称为β-(1,4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡聚糖；所述氨基寡糖素的分子式为(C6H11O4N)n·H2O，2≤n≤20；所述氨基寡糖素的结构式如式I所示：
式I。
在本发明中，所述2％氨基寡糖素水剂以水为溶剂，每1000L包括优选包括15.1kg的冰醋酸。
在本发明中，所述2％氨基寡糖素水剂以水为溶剂，每1000L包括优选包括1kg的山梨酸钾。
本发明还提供了上述技术方案2％氨基寡糖素水剂的制备方法，包括以下步骤：
1)将水、壳聚糖、冰醋酸和多糖内切酶水溶液混合，将得到的混合物料在38～40℃下进行酶解，得到第一酶解物，所述第一酶解物的粘度在20〞/0.05ml以下；
2)将所述步骤1)得到的第一酶解物与壳聚糖混合后在38～40℃下进行酶解，得到第二酶解物，所述第二酶解物的粘度在20〞/0.05ml以下；
3)将所述步骤2)得到的第二酶解物与壳聚糖混合后在38～40℃下进行酶解，得到第三酶解物，所述第三酶解物的粘度在20〞/0.05ml以下；
4)将所述步骤3)得到的第三酶解物与壳聚糖混合后在38～40℃下进行酶解，得到第四酶解物，所述第四酶解物的粘度在20〞/0.05ml以下；
5)将所述步骤4)得到的第四酶解物与壳聚糖混合后在38～40℃下进行酶解，得到第五酶解物，所述第五酶解物的粘度在20〞/0.05ml以下；
6)将所述步骤5)得到的第五酶解物与壳聚糖混合后在38～40℃下进行酶解，得到第六酶解物，所述第六酶解物的粘度在20〞/0.05ml以下；
7)将所述步骤6)得到的第六酶解物过滤，得到的滤液为质量百分含量为10％的氨基寡糖素溶液，将所述10％氨基寡糖素溶液与水、冰醋酸、山梨酸钾混合后，得到质量百分含量为2％氨基寡糖素水剂；
所述10％氨基寡糖素溶液的体积与水的体积、冰醋酸的质量、山梨酸钾的质量比为200L:800L:(14～16)kg:(0.5～1.5)kg。
本发明将水、壳聚糖、冰醋酸和多糖内切酶水溶液混合，将得到的混合物料在38～40℃下进行酶解，得到第一酶解物，所述第一酶解物的粘度在20〞/0.05ml以下。
在本发明中，所述水的体积、壳聚糖的质量、冰醋酸的质量和生物酶溶液的体积比为(490～510)L:(24～26)kg:(17～18)kg:(22～23)L，更优选为500L:25kg:17.5kg:22.5L。在本发明中，所述冰醋酸满足在酸性条件下发生酶解反应。在本发明中，所述酶解反应优选在2M3酶解釜中进行，优选在酶解釜中先加入水，待水温达到38～40℃时，在搅拌下依次加入壳聚糖、冰醋酸和生物酶水溶液。
在本发明中，所述多糖内切酶水溶液的浓度优选为8～12％，更优选为10％。在本发明中，壳聚糖通过多糖内切酶在特定的酸性条件及温度下将壳聚糖降解成一定长度的低聚氨基寡糖-由3～7个氨基葡萄糖连接的低聚氨基寡糖，低聚氨基寡糖的长度将影响到产品的预防效果。在本发明中，所述多糖内切酶购买于中科院大连化学物理研究所。
本发明将得到的第一酶解物与壳聚糖混合后在38～40℃下进行酶解，得到第二酶解物，所述第二酶解物的粘度在20〞/0.05ml以下。在本发明中，所述第一酶解物与壳聚糖的质量比优选为(515～535):(18～22)，更优选为520:20。在本发明中，所述壳聚糖在混合前优选用水浸湿，每18～22kg的壳聚糖的浸湿水量优选为100～110kg，更优选为105kg。壳聚糖在酶解前，用水浸湿目的是加料过程对稳定控制粘度值变化有一定作用。
本发明将得到的第二酶解物与壳聚糖混合后在38～40℃下进行酶解，得到第三酶解物，所述第三酶解物的粘度在20〞/0.05ml以下。在本发明中，所述第二酶解物与壳聚糖的质量比优选为(620～640):(18～22)，更优选为630:20。在本发明中，所述壳聚糖在混合前优选用水浸湿，每18～22kg的壳聚糖的浸湿水量优选为115～125kg，更优选为120kg。
本发明将得到的第三酶解物与壳聚糖混合后在38～40℃下进行酶解，得到第四酶解物，所述第四酶解物的粘度在20〞/0.05ml以下。在本发明中，所述第三酶解物与壳聚糖的质量比优选为(740～760):(18～22)，更优选为750:20。在本发明中，所述壳聚糖在混合前优选用水浸湿，每18～22kg的壳聚糖的浸湿水量优选为115～125kg，更优选为120kg。
本发明将得到的第四酶解物与壳聚糖混合后在38～40℃下进行酶解，得到第五酶解物，所述第五酶解物的粘度在20〞/0.05ml以下。在本发明中，所述第四酶解物与壳聚糖的质量比优选为(860～880):(18～22)，更优选为870:20。在本发明中，所述壳聚糖在混合前优选用水浸湿，每18～22kg的壳聚糖的浸湿水量优选为115～125kg，更优选为120kg。
本发明将得到的第五酶解物与壳聚糖混合后在38～40℃下进行酶解，得到第六酶解物，所述第六酶解物的粘度在20〞/0.05ml以下。在本发明中，所述第五酶解物与壳聚糖的质量比优选为(980～1000):(18～22)，更优选为990:20。在本发明中，所述壳聚糖在混合前优选用水浸湿，每18～22kg的壳聚糖的浸湿水量优选为115～125kg，更优选为120kg。
本发明将得到的第六酶解物过滤(孔径为3～5μm)，得到的滤液为质量百分含量为10％的氨基寡糖素溶液，将所述10％氨基寡糖素溶液与水、冰醋酸、山梨酸钾混合后，得到质量百分含量为2％氨基寡糖素水剂。
在本发明中，所述10％氨基寡糖素溶液的体积与水的体积、冰醋酸的质量、山梨酸钾的质量比为200L:800L:(14～16)kg:(0.5～1.5)kg，优选为200L:800L:15.1kg:1kg。
本发明还提供了上述技术方案所述的2％氨基寡糖素水剂在防治植物病害中的应用。
在本发明中，所述植物病害优选包括水稻叶瘟病和/或水稻穗茎瘟病。在本发明中，所述2％氨基寡糖素水剂的使用量优选为218～250ml/亩。本发明对所述2％氨基寡糖素水剂的使用方法没有特殊限定，采用常规使用方法即可，如喷雾。
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
2％氨基寡糖素水剂的制备方法：
1、在2M3酶解釜中加入水500L；
2、升温至釜温达40℃；
3、搅拌下，将25kg壳聚糖分批缓慢加入釜内；
4、再加入17.5kg冰醋酸，维持釜温38～40℃；
5、38～40℃下，加入计量之多糖内切酶水溶液，多糖内切酶水溶液质量浓度10％，生物酶水溶液22.5L；
6、当加入多糖内切酶水溶液，釜内物料粘度迅速下降，每隔30分钟取1次样，测粘度值，当粘度达度在20〞/0.05ml以下，即可投第二批浸湿之20kg壳聚糖壳聚糖，其中浸湿水量为105kg；
7、保持釜温38～40℃下，继续酶解，直至粘度达度在20〞/0.05ml以下，即可投入第三批次浸湿之壳聚糖，其中浸湿水量为120kg；
8、38～40℃下，继续酶解，直至粘度达度在20〞/0.05ml以下，即可投入第四批次浸湿之壳聚糖，其中浸湿水量为120kg，壳聚糖20kg；
9、38～40℃下，继续酶解，直至粘度达度在20〞/0.05ml以下，即可投入第四批次浸湿之壳聚糖，其中浸湿水量为120kg；，壳聚糖20kg；
10、38～40℃下，继续酶解，直至粘度达度在20〞/0.05ml以下，即可投入第五批次浸湿之壳聚糖，其中浸湿水量为105kg，壳聚糖20kg；
11、38～40℃下，继续酶解，直至粘度达度在20〞/0.05ml以下，等终止酶解反应；过滤，得10％氨基寡糖素溶液；
12、将800L水与200L的10％氨基寡糖素溶液、冰醋酸15.1kg、山梨酸钾1kg混合，得到2％氨基寡糖素水剂。
其中，氨基寡糖素的化学名称为β-(1,4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡聚糖，氨基寡糖素的分子式为(C6H11O4N)n·H2O，2≤n≤20；氨基寡糖素的结构式如式
式Ⅰ。
实施例2
实施例1制备的2％氨基寡糖素水剂对水稻叶瘟田间防治
试验方案：
药剂用量与编号见表1。
表1药剂用量与编号
小区排列见表2
表2小区排列情况
小区面积和重复：
小区面积：36平方米(6米*6米)。
重复次数：4次。
施药方法：
使用时期和方法：
防治叶瘟：于田间气候条件适宜水稻稻瘟病发生或田间始见水稻稻瘟病病斑时喷药；使用电动喷雾器均匀喷雾。
施药器械：
3WBD-20L背负式电动喷雾器，工作压力为0.48MPa。
施药时间和次数：
全生育期共施药3次，第一次2018年6月23日16：00，第二次2018年7月1日16:00，第三次2018年7月23日16:00。
使用容量：
450升/公顷。
调查时间和次数：
叶瘟调查：6月23日首次施药前调查病情基数，7月1日第二次施药后14天、21天和28天调查病情指数并计算防效。共调查4次。
结果见表3。
表3 2％氨基寡糖素可溶液剂对水稻叶瘟田间防治效果
注：1.表中前三个处理，分别是每亩用2％氨基寡糖素可溶液剂186.67毫升、218.33毫升、250毫升，加水30升在田间气候适宜水稻稻瘟病发生或田间始见稻瘟病病斑时进行喷施。
2.表中是从第二次施药后记载药效效果，因为防治叶瘟病在水稻生育期需要施药3次，第二次施药前根据病情基本概况以及杀菌剂本身在第二次施药后效果显著，试验单位于第二次施药后开始调查防治效果。
3.处理四使用的是江苏克胜集团股份有限公司“显胜”牌的5％氨基寡糖素水剂，每亩地用87.33毫升加水30升进行喷施。
从表3中可以得出，于田间始见水稻稻瘟病病斑时茎叶喷雾防治叶瘟，施药后14天防效最高的为试验药剂250.00毫升/亩处理，防效为78.12％，显著优于对照药剂，218.33毫升/亩的处理防效为72.35％，与对照药剂防效相当。施药后21天防效最高的为试验药剂250.00毫升/亩处理，防效达到79.00％，显著优于对照药剂。剂218.33毫升/亩处理的防效为70.06％，与对照药剂防效相当。施药后28天防效最高的为试验药剂250.00毫升/亩处理，达到79.76％，极显著优于对照药剂，其次为218.33毫升/亩处理防效达到70.43％，与对照药剂防效相当。
实施例3
实施例1制备的2％氨基寡糖素水剂对水稻穗颈瘟田间防治
试验方案：
药剂用量与编号见表4。
表4药剂用量与编号
小区排列见表5。
表5小区排列
小区面积和重复：
小区面积：36平方米(6米*6米)。
重复次数：4次。
施药方法：
使用时期和方法：
防治穗颈瘟：于水稻齐穗期防治。使用电动喷雾器均匀喷雾。
施药器械：
3WBD-20L背负式电动喷雾器，工作压力为0.48MPa。
施药时间和次数：
全生育期共施药3次，第一次2018年6月23日16：00，第二次2018年7月1日16:00，第三次2018年7月23日16:00。
使用容量：
450升/公顷。
调查时间和次数：
穗颈瘟调查：7月23日施药前调查病情基数，第三次施药后20天调查病情指数并计算防效。共调查2次。
结果见表6。
表6 2％氨基寡糖素可溶液剂对水稻穗颈瘟田间防治效果
注：1.表中前三个处理，分别是每亩用2％氨基寡糖素可溶液剂186.67毫升、218.33毫升、250毫升，加水30升进行喷施；第四个处理使用的是江苏克胜集团股份有限公司“显胜”牌的5％氨基寡糖素水剂，每亩地用87.33毫升加水30升进行喷施。第五个处理CK组每亩地直接喷施水30升。
2.全生育期共施药3次。
从表6中可以得出，2％氨基寡糖素水剂对穗颈瘟也有很好的防治效果，施药后20天，为250.00毫升/亩处理的防效最高，达到86.15％。显著高于对照药剂，218.33毫升/亩处理与对照药剂防效相当。
实施例4
试验方案：
药剂用量与编号见表7。
表7药剂用量与编号
小区排列见表8。
表8小区排列
小区面积和重复：
小区面积：36平方米(6米*6米)。
重复次数：4次。
施药方法：
使用时期和方法：
防治叶瘟：于田间气候条件适宜水稻稻瘟病发生或田间始见水稻稻瘟病病斑时喷药；防治穗颈瘟：于水稻齐穗期防治。使用电动喷雾器均匀喷雾。
施药器械：
3WBD-20L背负式电动喷雾器，工作压力为0.48MPa。
施药时间和次数：
全生育期共施药3次，第一次2018年6月23日16：00，第二次2018年7月1日16:00，第三次2018年7月23日16:00。
使用容量：
450升/公顷。
产品的产量和质量：
记录每个小区的产量，用kg/hm2(千克/公顷)表示。考虑不实率、千粒重。
结果见表9。
表9 2％氨基寡糖素可溶液剂对水稻产量及产量构成因素的影响
注：1.表中上标⑴注释：2％氨基寡糖素可溶液剂186.67毫升/亩；上标⑵注释：2％氨基寡糖素可溶液剂218.33毫升/亩；上标⑶注释：2％氨基寡糖素可溶液剂250毫升/亩；上标⑷注释：为对照药剂5％氨基寡糖素水剂87.33毫升/亩；上标⑸注释：为CK(清水对照)，加水30升在田间气候适宜水稻稻瘟病发生或田间始见稻瘟病病斑时进行喷施。
2.表中是从第二次施药后记载药效效果，因为防治叶瘟病在水稻生育期需要施药3次，第二次施药前根据病情基本概况以及杀菌剂本身在第二次施药后效果显著，试验单位于第二次施药后开始调查防治效果。
3.处理四使用的是江苏克胜集团股份有限公司“显胜”牌的5％氨基寡糖素水剂，每亩地用87.33毫升加水30升进行喷施。
从表9中可以得出，2％氨基寡糖素水剂的250.00毫升/亩处理的千粒重很高，达到26.53g，显著高于对照药剂，2％氨基寡糖素水剂218.33毫升/亩处理的千粒重与对照药剂相当。2％氨基寡糖素水剂的250.00毫升/亩处理的不实率最低，为3.60％，与对照药剂相当。2％氨基寡糖素水剂的250.00毫升/亩处理的产量最高，达到9070.78kg/hm2，与对照药剂相当。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
