技术领域
[0001] 本
发明属于
纳米技术和农药技术领域，具体涉及一种水包油型生物纳米农药及其制备方法。
背景技术
[0002] 农药对农业生产有着重要意义，同时也是我国国民经济中不可缺少的一个产业。我国是世界上农药生产和使用的第一大国，每年
化学防治面积高达70亿亩次，每年农药产量超过300万吨，国内使用量达200多万吨。但是目前我国生产和使用的农药仍以
乳油、
可湿性粉剂等传统剂型为主，由于载药粒子粗大和分散性性差，农药使用过程中损失量极大，有效生物受药量不足0.1％，并使用了大量有毒的有机极性
溶剂，导致严重的农药残留和环境污染问题。
[0003] 纳米科技是研究100纳米尺度空间内物质特性及其相互作用规律的一
门科学，是现代科技前沿的主导学科领域。当物质尺寸小到1～100nm时，由于其小尺寸效应、量子效应、物质的局域性及表面界面效应，使物质呈现出许多传统物质材料不具备的奇异特性。纳米技术和农药有机结合形成了一个蓬勃兴起的纳米农药研究领域。纳米农药利用纳米载体的靶向传输与
控释功能，降低了用药量，提高农药的利用率，减少农药残留和环境污染。
[0004]
印楝素是从印楝树
种子中提取出的一种
杀虫活性成分，具有广谱、高效、低毒的优点，印楝素极易
水解，并且在紫外线和高温条件下易发生光解、
氧化等作用而降解失活。因而目前含有印楝素的农药大多采用乳油剂型，例如华南农业大学的研究团队就利用
甲苯、二甲苯等
有机溶剂研制出了多种含有印楝素的乳油，但这些有机溶剂大多有毒，生产和使用过程中存在许多安全隐患，对环境污染较大。也有相关人员采用微胶囊技术制取含有印楝素的农药，但存在制取步骤复杂、包封率较低的问题，这些不利因素限制了印楝素在农药领域的发展应用。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于克服
现有技术中存在的技术
缺陷，采用超声和均质的方法将苦楝油制成纳米微乳剂，以无毒环保的水作为溶剂，将杀虫活性成分存于胶束中，充分保护了印楝素的
稳定性和活性。利用
植物源的原料来制作农药能有效地解决生产和使用
化学农药所带来的环境污染、生态破坏以及农药残留等问题，有利于生态环境保护和农业可持续发展，并且本发明制取步骤简单易操作，原料利用率高，具有广阔的应用前景。
[0006] 为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
[0007] 本发明首先提供一种水包油型生物纳米农药，由以下
质量百分比的原料组成：
生物农药0.5％～5％，植物精油5％～10％，乳化剂10％～20％，稳定剂0.05％～1％，抗
氧化剂0.05％～1％，助
表面活性剂1％～5％，
防腐剂0.05％～1％，余量为蒸馏水，上述原料的质量百分比之和为100％。
[0008] 优选的，所述生物农药被包裹在大小均一的微胶束中，水包油型生物纳米农药的粒径为80nm～300nm。
[0009] 优选的，所述生物农药包括苦楝油；所述生物农药还包括印楝素、苦参
碱、
鱼藤酮、烟碱或番茄碱中的一种或多种的组合。
[0010] 优选的，所述植物精油包括尤加利精油、荷荷巴油、香樟精油、
艾草精油、香茅精油、甜橙精油中的一种或多种的组合。
[0011] 优选的，所述乳化剂包括聚氧乙烯油醇醚、聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯(Tween 80)、聚氧乙烯单
硬脂酸酯、聚氧乙烯单油酸酯、聚氧乙烯油基醚、月桂基
硫酸钠、烷基苯磺酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种的组合。
[0012] 优选的，所述稳定剂包括环氧化豆油、环氧化亚麻仁油、环氧化
脂肪酸酯等一种或多种的组合。
[0013] 优选的，所述抗氧化剂为包括生育酚、茶多酚(TP)、丁基羟基茴香醚(BHA)、二丁基羟基甲苯(BHT)、
没食子酸丙酯(PG)或叔丁基对苯二酚(TBHQ)一种或多种的组合。
[0014] 优选的，所述助表面活性剂包括
乙醇、丙三醇、异丙醇或1,2-丙二醇中的一种或多种的组合。
[0015] 优选的，所述防腐剂包括苯
甲酸钠、山梨酸
钾、乳酸钠、丙酸
钙或对羟
苯甲酸及其酯类中的一种或多种的组合。
[0016] 本发明还提供一种水包油型生物纳米农药的制备方法，具体步骤如下：
[0017] (1)将生物农药与植物精油按一定的比例混合，搅拌一定时间后，分别加入乳化剂、抗氧化剂和稳定剂，搅拌后形成油相；再将助表面活性剂和防腐剂加入到蒸馏水中，搅拌分散均匀，形成水相；
[0018] (2)将步骤(1)中的油相以一定速率加入水相中，持续搅拌至油相完全分散于水相中，然后再进行超声分散，得到乳液；
[0019] (3)将步骤(2)中得到的乳液经均质、
超声波处理，得到澄清透明、有浅蓝色乳光的
纳米乳液；即为水包油型生物纳米农药。
[0020] 优选的，步骤(1)中所述生物农药与植物精油的质量比为1:1～1:5
[0021] 优选的，步骤(1)中所述植物精油为荷荷巴油和尤加利精油的组合，其中荷荷巴油和尤加利精油的质量比为1:1～1:4。
[0022] 优选的，步骤(1)中所述乳化剂为聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯。
[0023] 优选的，步骤(2)中所述的一定速率为1mL/min～5mL/min；所述超声分散的时间为1min～15min。
[0024] 优选的，步骤(2)中所述油相和水相的质量比为1:2～1:4。
[0025] 优选的，步骤(3)中所述均质使用高速分散均质机，处理的时间为1min～5min；所述
超声波处理是使用超声波细胞
粉碎机处理，时间为1min～10min。
[0026] 步骤(1)～(3)中所述搅拌的速率均为100r/min～800r/min。
[0027] 本发明的优点和技术效果是：
[0028] (1)本发明提供的生物农药纳米乳液澄清透明、性质稳定，室温下放置数月不发生分层或变质现象，农药被包裹在大小均一的微胶束中，大小在80nm～300nm之间，且分散良好。
[0029] (2)本发明使用水为分散剂，避免了有毒有机溶剂的使用，具有安全无毒，绿色环保，原料易获取等优点。
[0030] (3)本发明通过向含印楝素的农药中加入抗氧化剂，防腐剂，稳定剂等各种助剂，有效的降低了有效成分印楝素的降解失活；通常情况下，在光照和氧气的作用下，苦楝油中的有效成分印楝素会迅速降解损失，而本发明制备的纳米农药可以使其杀虫效果延长至2～3天。
[0031] (4)本发明制备的生物纳米农药杀虫和拒食效果显著。经过抗虫实验证明，蝗虫在喂食含有该农药的青草后，7天之内就能达到100％的致死率，并且实验组蝗虫的取食量远远少于对照组。
具体实施方式
[0032] 下面结合
说明书附表和具体实施实例对本发明做进一步说明。
[0034] (1)按配方称取0.5g的苦楝油与0.5g荷荷巴油、1.5g尤加利精油用磁
力搅拌器进行充分的混合，搅拌速度为500r/min，搅拌时间为10min。再向苦楝油与植物精油的
混合液中加入4g吐温-80、0.1g环氧化豆油、0.1g丁基羟基茴香醚、用磁力搅拌器充分的搅拌形成油相，其中搅拌的速度为600r/min，搅拌的时间为15min；再取1g丙三醇和0.2g山梨酸钾加入到30g蒸馏水中，用磁力搅拌器充分搅拌，搅拌速率为500r/min，使其分散均匀，形成水相；
[0035] (2)将油相用
注射器缓慢的加入到水相中，边加边搅拌，滴
加速率为3mL/min，搅拌速度为800r/min，油相和水相的质量比为1:3，滴加完后，继续搅拌3h至油相完全分散于水相，再用超声波清洗机震荡8min，得到乳液；
[0036] (3)将上一步骤的乳液用高速分散均质机处理4min，再用超声波细胞粉碎机处理2min，得到澄清透明、有淡蓝色乳光的水包油型生物纳米农药。
[0037] 实施例2：
[0038] (1)将2g的苦楝油与1g荷荷巴精油、1g尤加利精油用磁力搅拌器进行充分的混合，搅拌速度为600r/min，搅拌时间为10min。再向苦楝油与植物精油的混合液中加入4.5g烷基酚聚氧乙烯醚、0.1g环氧化亚麻仁油、0.1g二丁基羟基甲苯、用磁力搅拌器充分的搅拌形成油相，搅拌速度为600r/min，搅拌时间为15min；将1g丙三醇和0.2g苯甲酸钠加入到30g蒸馏水中，用磁力搅拌器充分搅拌，搅拌速度为100r/min，使其分散均匀，形成水相；
[0039] (2)将油相用注射器缓慢的加入到水相中，边加边搅拌，滴加速率为3ml/min，搅拌速度为800r/min，油相和水相的质量比为1:3，滴加完后，继续搅拌3h至油相完全分散于水相，再用超声波清洗机震荡8min得到乳液；
[0040] (3)将上一步骤的乳液用高速分散均质机处理4min，再用超声波细胞粉碎机处理3min，得到澄清透明、有淡蓝色乳光的水包油型生物纳米农药。
[0041] 实施例3：
[0042] (1)将0.4g的苦楝油与0.4荷荷巴油、1.6尤加利精油用磁力搅拌器进行充分的混合，搅拌速度为500r/min，搅拌时间为10min。再向苦楝油与植物精油的混合液中加入4.5g聚氧乙烯单硬脂酸酯、0.1g环氧化脂肪酸酯、0.2g叔丁基对苯二酚、用磁力搅拌器充分的搅拌形成油相，搅拌速度为800r/min，搅拌时间为15min；将1g丙三醇和0.2g乳酸钠加入到30g蒸馏水中，用磁力搅拌器充分搅拌，搅拌速度为500r/min，使其分散均匀，形成水相；
[0043] (2)将油相用注射器缓慢的加入到水相中，边加边搅拌，滴加速率为3mL/min，搅拌速度为800r/min，油相和水相的质量比为1:4，滴加完后，继续搅拌3h至油相完全分散于水相，再用超声波清洗机震荡8min得到乳液；
[0044] (3)将上一步骤的乳液用高速分散均质机处理5min，再用超声波细胞粉碎机处理10min，得到澄清透明、有淡蓝色乳光的水包油型生物纳米农药。
[0045] 实施例4：
[0046] (1)将0.5g的苦楝油与1.5g尤加利精油、0.5g荷荷巴油用磁力搅拌器进行充分的混合，搅拌速度为500r/min，搅拌时间为10min。再向苦楝油与植物精油的混合液中加入4g聚氧乙烯油基醚、0.1g环氧化豆油、0.1g二丁基羟基甲苯、用磁力搅拌器充分的搅拌形成油相，搅拌速度为600r/min，搅拌时间为5min；将1g乙醇、0.5g丙三醇和0.2g山梨酸钾加入到30g蒸馏水中，用磁力搅拌器充分搅拌，搅拌速率为500r/min，使其分散均匀，形成水相；
[0047] (2)将油相用注射器缓慢的加入到水相中，边加边搅拌，滴加速率为3ml/min，搅拌速度为800r/min，油相和水相的质量比为1:2，滴加完后，继续搅拌3h至油相完全分散于水相，再用超声波清洗机震荡8min得到乳液；
[0048] (3)将上一步骤的乳液用高速分散均质机处理1min，再用超声波细胞粉碎机处理6min，得到澄清透明、有淡蓝色乳光的水包油型生物纳米农药。
[0049] 用实施例1中的生物农药纳米乳液进行稳定性观测和抗虫实验
[0050] (1)稳定性观测；
[0051] 取部分生物农药纳米乳液装入玻璃瓶中，密封置于日光下，室温光照，于10d，20d，30d，40d、60d取样。结果表明，该生物农药纳米乳液
颜色未发生变化，仍保持澄清透明，而且也未发生分层现象。该生物农药纳米乳液持久透明，未发现浑浊，则说明经时稳定性好。
[0052] (2)抗虫实验；
[0053] 实验组取10只大小、形态、年龄相似的东亚飞蝗，喂食足量喷洒有所制取的实施例1中的含有印楝素的生物纳米农药的青草，对照组取10只同实验组相似的东亚飞蝗，喂食足量喷洒有蒸馏水的青草。每天固定时间统计蝗虫的存活数量及其
排泄物的质量。实验组蝗虫全部死亡后，用喷洒含有印楝素的生物纳米农药的青草喂食对照组蝗虫，并统计其存活个数和平均排泄物的量。
[0054] 表一：蝗虫存活率统计表
[0055]
[0056] 表二：蝗虫平均排泄物的质量统计表
[0057]
[0058] 表三：对照组蝗虫喂食喷洒农药青草后存活率及排泄物统计表
[0059]
[0060] 如上表所述，表一说明了该生物纳米农药具有显著杀虫效果，表二说明了该生物纳米农药具有很好的拒食效果，表三说明进行抗虫实验所得出的结果切实可靠，不具有偶然性。
[0061] 说明：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行
修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的
权利要求范围内。
