技术领域
本发明涉及一种生物农药制剂，具体地说，是一种西瓜生物种衣剂及其制备和应用。
背景技术
西瓜是一年生蔓性草本植物。瓜瓤脆嫩，味甜多汁。除不含脂肪和胆固醇外，西瓜含有大量葡萄糖、苹果酸、果糖、蛋白氨基酸、番茄素及丰富的维生素C等物质，是夏季主要的消暑果品，并且对治疗肾炎、糖尿病及膀胱炎等疾病有辅助疗效。此外，其种子含油量达50%，可榨油、炒食或作糕点配料。西瓜病害有10多种，其中危害较严重的有西瓜蔓枯病、西瓜枯萎病、西瓜炭疽病、西瓜病毒病、西瓜白粉病、西瓜叶枯病、西瓜疫病、西瓜根结线虫病等，这些病害的危害不仅影响西瓜产量，也影响品质。其中西瓜枯萎病、西瓜猝倒病、西瓜立枯病等危害较大的病害主要通过土壤传播，可通过对种子进行包衣处理来进行有效的防治。
种衣技术是在传统浸种、拌种的基础上发展起来的一项国际上应用比较普遍的种子处理技术，是种子质量的标准化、种子加工的现代化与苗期田间病虫害综合防治的有机结合。使用种衣技术对作物种子进行处理具有以下好处：(1)将杀虫、杀菌、杀鼠、杀菌复合、调节植物生长；(2)改变种子周围小环境，提供营养和氧气，促进植物早发芽、发育快、早成熟；(3)调节种子形状、大小，利于机播，以及打破种子休眠期，达到连续播种的目的等。种衣技术中所采用的种衣剂通常由活性成分和非活性成分组成。活性成分主要包括杀虫剂、杀菌 剂、激素、肥料或有益微生物及其代谢产物等，是种衣剂中直接发挥作用的有效成分。非活性成分指种衣剂中的成膜剂及相应助剂，是维持种衣剂的物理及化学性状，控制膜内活性成分缓释的重要成分，包括成膜剂、分散剂、悬浮剂、防冻剂、警戒色、消泡剂、增稠剂、防腐剂等。非活性成分的组成直接影响种衣剂的质量及包衣效果。目前使用较多的是化学种衣剂，其具有高毒高残留以及活性成分持效期短等一系列问题。
生物型种衣剂是一种新型种衣剂，它是生物农药的重要组成部分，其活性成分是能够控制植物病原菌的天然产物、微生物活体或其代谢产物，主要包括微生物型(活体微生物和农用抗生素等)、植物源型、以微生物代谢产物为先导合成的剂型、遗传工程菌株等，可以有效克服化学种衣剂的高毒高残留以及活性成分持效期短等问题，对作物本身还具有一定的营养功能，可改善作物的品质。但是生物型种衣剂，尤其是具有防治病虫害功能的生物型种衣剂的针对性相对较强，不同的作物根据其处理目的的不同，需要不同功能的生物型种衣剂。
芽孢杆菌（Bacillus spp.）是重要的植物根际促生菌（Plant Growth-Promoting Rhizobacteria，PGPR），嗜温、好氧、产芽孢，其生理特征多样，分布广泛，极易分离培养。该菌在自然界中广泛存在，对人畜无毒无害，不污染环境，能产生多种抗菌素和酶，具有广谱抗菌活性和极强的抗逆能力。由于芽孢杆菌具有生长快、营养简单以及产生耐热、抗逆芽孢等突出特征，而使其不仅有利于生防菌剂在生产、剂型加工及在环境中的存活、定殖与繁殖，并且批量生产工艺简单，成本较低，施用方便，储存期长，现已成为一种理想的生防细菌。
在本领域中，有对于包含能够有效防治西瓜的多种土传病害，提高西瓜产 量的新型生物型种衣剂的需要。
发明内容
本发明目的在于提供一种对环境无公害、低毒、安全的生物种衣剂，其不但对西瓜有促生作用，而且能够有效防治西瓜的多种土传病害，提高西瓜产量。
本发明是通过如下技术手段实现的：
在本发明的一个方面，提供了一种生物种衣剂，所述生物种衣剂包含生防菌发酵液，所述生防菌为短小芽孢杆菌（Bacillus pumilus）LNXM12（保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心（CGMCC）（北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所），保藏日期为2009年11月02日，保藏号为CGMCC No.3380）。
在本发明的生物种衣剂中，所述生防菌发酵液中菌体浓度可以在108cfu/mL以上。
本发明的生物种衣剂还可以包含植物生长调节剂、营养元素和成膜剂溶液，以及任选地分散剂、增稠剂、防冻剂、防腐剂、着色剂或其至少2种的组合。
本发明的生物种衣剂可以按照重量百分比由如下成分混合而成：生防菌发酵液10%～30%，优选地15-25%，更优选地20%；植物生长调节剂0.01～0.05%，优选地0.02-0.04%，更优选地0.03%；营养元素10～15%，优选地11-14%，更优选地12-13%；成膜剂溶液40%～60%，优选地45-55%，更优选地50%；分散剂1%～3%，优选地1.5-2.5%，更优选地2%；增稠剂0.3%～0.7%，优选地0.4-0.6%，更优选地0.5%；防冻剂3%～8%，优选地4-7%，更优选地5-6%；防腐剂0.3%～1.0%，优选地0.5-0.9%，更优选地0.7%；着色剂0.5%～1.5%，优选地0.7-1.3%，更优选地1.0%；和余量为水。
在本发明的生物种衣剂中，生防菌发酵液的重量百分比可以为10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%或30%。
在本发明的生物种衣剂中，植物生长调节剂的重量百分比可以为0.01%、0.02%、0.03%、0.04%或0.05%。
在本发明的生物种衣剂中，营养元素的重量百分比可以为10%、11%、12%、13%、14%或15%。
在本发明的生物种衣剂中，成膜剂溶液的重量百分比可以为40%、41%、42%、43%、44%、45%、46%、47%、48%、49%、50%、51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%或60%。
在本发明的生物种衣剂中，分散剂的重量百分比可以为1%、1.5%、2%、2.5%或3%。
在本发明的生物种衣剂中，增稠剂的重量百分比可以为0.3%、0.4%、0.5%、0.6%或0.7%。
在本发明的生物种衣剂中，防冻剂的重量百分比可以为3%、4%、5%、6%、7%或8%。
在本发明的生物种衣剂中，防腐剂的重量百分比可以为0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%或1.0%。
在本发明的生物种衣剂中，着色剂的重量百分比可以为0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%、1.2%、1.3%、1.4%或1.5%。
在本发明的生物种衣剂中，所述生防菌发酵液中菌体浓度可以在108cfu/mL以上。
在本发明的生物种衣剂中，所述植物生长调节剂可以为萘乙酸；
在本发明的生物种衣剂中，所述营养元素可以由重量百分比的如下物质组成：硫酸钾1-4%，优选地2-3%，更优选地2.5%；硼酸0.5-0.7%，优选地0.55-0.65%，更优选地0.6%；硫酸锰0.2-0.4%，优选地0.25-0.35%，更优选地0.3%；硫酸锌0.1-0.5%，优选地0.2-0.4%，更优选地0.3%；和硫酸铜0.1-0.2%，优选地0.12-0.18%，更优选地0.15%。
其中，硫酸钾可以的重量百分比为1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%或4%；硼酸的重量百分比可以为0.5%、0.55%、0.6%、0.65%或0.7%；硫酸锰的重量百分比可以为0.2%、0.25%、0.3%、0.35%或0.4%；硫酸锌的重量百分比可以为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%或0.5%；硫酸铜的重量百分比可以为0.1%、0.11%、0.12%、0.13%、0.14%、0.15%、0.16%、0.17%、0.18%、0.19%或0.2%。
在本发明的生物种衣剂中，所述成膜剂溶液可以为3%羧甲基纤维素钠与4%聚乙烯醇和2%壳聚糖中任意一种或至少两种的混合物；
在本发明的生物种衣剂中，所述分散剂可以为木质素磺酸钠，十二烷基苯磺酸钠和木质素磺酸钙中的任意一种或至少两种的混合物；
在本发明的生物种衣剂中，所述增稠剂可以为黄原胶、阿拉伯胶和硅酸铝镁中的任意一种或至少两种的混合物；
在本发明的生物种衣剂中，所述防冻剂可以为乙二醇和/或丙二醇；
在本发明的生物种衣剂中，所述防腐剂可以为苯甲酸钠、山梨酸钾和水杨酸钠中的任意一种或至少两种的混合物；
在本发明的生物种衣剂中，所述着色剂可以为番红或碱性玫瑰精。
在本发明的第二方面，提供了如第一方面所述的生物种衣剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）将短小芽孢杆菌LNXM12经过发酵，得到菌浓度≥108cfu/ml的发酵液，备用；
（2）将成膜剂在热水中溶解，制得成膜剂溶液。
（3）将上述成膜剂溶液与短小芽孢杆菌LNXM12的发酵液以一定的比例混合，并搅拌均匀；
（4）向上述混合液中分别添加一定比例的植物生长调节剂、营养元素、分散剂、增稠剂、防冻剂、防腐剂、着色剂，搅拌均匀，获得所述生物种衣剂。
在本发明的第三方面，提供了如第一方面所述的生物种衣剂的使用方法，其包括将所述生物种衣剂与西瓜种子接触。
在本发明的所述的生物种衣剂的使用方法中，所述生物种衣剂与西瓜种子可以1:50-1:200的重量比进行包衣，优选地以1:70-1:150的重量比进行包衣，更优选地以1:100的重量比进行包衣。
在本发明的第四方面，提供了如第一方面所述的生物种衣剂在西瓜土传病害的防治中的用途。
在本发明的如第一方面所述的生物种衣剂的用途中，所述西瓜土传病害为西瓜枯萎病、西瓜猝倒病和/或西瓜立枯病。
在本发明中，土传病害是指病原体如真菌、细菌、线虫和病毒随病残体生活在土壤中，条件适宜时从作物根部或茎部侵害作物而引起的病害。
本发明的有益效果如下：
（1）本发明的生物种衣剂能够有效防治西瓜的多种土传病害，并且对西瓜 有促生作用，可显著提高西瓜产量；
（2）本发明的生物种衣剂对环境无公害，是一种低毒、安全的生物种衣剂；
（3）本发明的生物种衣剂施用方便，储存期长，适于大规模的种子处理；
（4）本发明的生物种衣剂生产工艺简单，生产成本较低，适于大规模的工业生产。
具体实施方式
以下通过具体实施方式进一步描述本发明，由技术常识可知，本发明也可通过其它的不脱离本发明技术特征的方案来描述，因此所有在本发明范围内或等同本发明范围内的改变均被本发明包含。
实施例1：
本实施例种衣剂由各成分以如下重量比配制而成：
生防菌发酵液30%、植物生长调节剂0.02%、营养元素10%、成膜剂溶液50%（3%羧甲基纤维素钠溶液）、增稠剂0.3%（黄原胶），分散剂2.5%（木质素磺酸钠），防冻剂5%（乙二醇），防腐剂0.5%（苯甲酸钠），着色剂0.5%（番红），其余为水。
其中营养元素的重量百分比组成为硫酸钾4%，硼酸0.5%，硫酸锰0.4%，硫酸锌0.1%，硫酸铜0.2%，其余为水。
实施例2：
本实施例种衣剂由各成分以如下重量比配制而成：
生防菌发酵液20%、植物生长调节剂0.05%、营养元素15%、成膜剂溶液40%（4%聚乙烯醇溶液）、增稠剂0.7%（阿拉伯胶），分散剂2.5%（木质素磺酸钠），防冻剂5%（乙二醇），防腐剂0.3%（山梨酸钾），着色剂0.5%（番红），其余为水。
其中营养元素的重量百分比组成为硫酸钾1%，硼酸0.7%，硫酸锰0.2%，硫酸锌0.5%，硫酸铜0.1%，其余为水。
实施例3：
本实施例种衣剂由各成分以如下重量比配制而成：
生防菌发酵液30%、植物生长调节剂0.03%、营养元素12%、成膜剂溶液45%（2%壳聚糖溶液）、增稠剂0.5%（硅酸镁铝），分散剂3%（十二烷基苯磺酸钠），防冻剂3%（丙二醇），防腐剂0.7%（水杨酸钠），着色剂1%（碱性玫瑰精），其余为水。
其中营养元素的重量百分比组成为硫酸钾2%，硼酸0.6%，硫酸锰0.3%，硫酸锌0.3%，硫酸铜0.15%，其余为水。
实施例4
本实施例种衣剂由各成分以如下重量比配制而成：
生防菌发酵液10%、植物生长调节剂0.04%、营养元素11%、成膜剂溶液60%（3%羧甲基纤维素钠溶液）、增稠剂0.4%（黄原胶），分散剂1%（木质素磺酸钙），防冻剂4%（乙二醇），防腐剂0.9%（苯甲酸钠），着色剂1.5%（番红），其余为水。
其中营养元素的重量百分比组成为硫酸钾3%，硼酸0.55%，硫酸锰0.35%，硫酸锌0.2%，硫酸铜0.19%，其余为水。
实施例5
本实施例种衣剂由各成分以如下重量比配制而成：
生防菌发酵液25%、植物生长调节剂0.01%、营养元素13%、成膜剂溶液45%（2%壳聚糖）、增稠剂0.6%（硅酸铝镁），分散剂2%（十二烷基苯磺酸钠），防冻剂8%（乙二醇），防腐剂1%（水杨酸钠），着色剂1.2%（番红），余量为水，
其中营养元素的重量百分比组成为硫酸钾2%，硼酸0.65%，硫酸锰0.25%，硫酸锌0.4%，硫酸铜0.13%，其余为水。
实施例6
本实施例种衣剂由各成分以如下重量比配制而成：
生防菌发酵液15%、植物生长调节剂0.03%、营养元素14%、成膜剂溶液55%（2%壳聚糖）、增稠剂0.4%（硅酸铝镁），分散剂1.5%（木质素磺酸钠），防冻剂7%（乙二醇），防腐剂0.6%（水杨酸钠），着色剂0.8%（番红），余量为水，
其中营养元素的重量百分比组成为硫酸钾3%，硼酸0.6%，硫酸锰0.3%，硫酸锌0.3%，硫酸铜0.17%，其余为水。
上述实施例种衣剂制备方法相同，首先将短小芽孢杆菌LNXM12经过发 酵，得到菌浓度≥108cfu/ml的发酵液，备用；将成膜剂在热水中溶解，制得成膜剂溶液；将上述成膜剂溶液与短小芽孢杆菌LNXM12的发酵液以相应比例混合，并搅拌均匀；向上述混合液中分别添加相应比例的植物生长调节剂、营养元素、分散剂、增稠剂、防冻剂、防腐剂、着色剂，搅拌均匀，即得所发明的生物种衣剂。
所制得的种衣剂与西瓜种子以1:50-1:200的重量比进行包衣，可有效防治西瓜多种土传病害。
为了考察所研制生物种衣剂在实际应用中的作用效果，做盆栽试验如下。
试验实施例1：
本试验实施例在于研究生物种衣剂对西瓜枯萎病的防病以及对西瓜的促生效果，做了如下试验：
按实施例1所述配方制备的种衣剂以1:200的重量比对西瓜种子进行包衣，同时设两组对照，其一是用化学农药10%福美·拌种灵悬浮种衣剂（由江苏华农种衣剂有限公司生产）对西瓜种子以1:50的重量比进行包衣；其二是用清水处理西瓜种子。将包衣种子晾干后按常规方式播种在盛有灭菌土并拌有西瓜枯萎病病原菌（尖孢镰刀菌西瓜转化型）的花盆中。生长一个月后，查看不同方式处理之后西瓜的发病情况，和生长发育情况，结果如表1所示：
表1.不同方式处理后西瓜的生长及发病情况
由表1可知，由本发明生物种衣剂包衣的西瓜无论在发芽率还是在株高，鲜重，根长等生长指标上都优于化学农药以及清水处理的西瓜，说明本发明生物种衣剂能有效促进西瓜生长。比较各处理的病情指数可知，由生物种衣剂处理的西瓜发病最轻，对西瓜枯萎病的防效达76.74%，优于化学农药处理。说明本发明生物种衣剂对西瓜枯萎病有良好的防治效果。
试验实施例2：
本试验实施例在于研究生物种衣剂对西瓜立枯病的防病以及对西瓜的促生效果，做了如下试验：
按实施例3所述配方制备的种衣剂以1:150的重量比对西瓜种子进行包衣，同时设两组对照，其一是用化学农药10%福美·拌种灵悬浮种衣剂（由江苏华农种衣剂有限公司生产）对西瓜种子以1:50的重量比进行包衣；其二是用清水处理西瓜种子。将包衣种子晾干后按常规方式播种在盛有灭菌土并拌有西瓜立枯病病原菌（立枯丝核菌）的花盆中。生长一个月后，查看不同方式处理之后西瓜的发病情况，和生长发育情况，结果如表2所示：
表2.不同方式处理后西瓜的生长及发病情况
由表2可知，由本发明生物种衣剂包衣的西瓜无论在发芽率还是在株高，鲜重，根长等生长指标上都优于化学农药以及清水处理的西瓜，说明本发明生物种衣剂能有效促进西瓜生长。比较各处理的病情指数可知，由生物种衣剂处理的西瓜发病最轻，对西瓜立枯病的防效达78.20%，优于防效为35.54%的化学农药处理。说明本发明生物种衣剂对西瓜立枯病有良好的防治效果。
试验实施例3
本试验实施例在于研究生物种衣剂对西瓜猝倒病的防病以及对西瓜的促生效果，做了如下试验：
按实施例2所述配方制备的种衣剂以1:100的重量比对西瓜种子进行包衣，同时设两组对照，其一是用化学农药10%福美·拌种灵悬浮种衣剂（由江苏华农种衣剂有限公司生产）对西瓜种子以1:50的重量比进行包衣；其二是用清水处理西瓜种子。将包衣种子晾干后按常规方式播种在盛有灭菌土并拌有西瓜猝倒病病原菌（瓜果腐霉菌）的花盆中。生长一个月后，查看不同方式处理之后西瓜的发病情况，和生长发育情况，结果如表3所示：
表3.不同方式处理后西瓜的生长及发病情况
由表3可知，由本发明生物种衣剂包衣的西瓜无论在发芽率还是在株高，鲜重，根长等生长指标上都优于化学农药以及清水处理的西瓜，说明本发明生物种衣剂能有效促进西瓜生长。比较各处理的病情指数可知，由生物种衣剂处理的西瓜发病最轻，对西瓜猝倒病的防效达77.32%，优于防效为35.75%的化学农药处理。说明本发明生物种衣剂对西瓜猝倒病有良好的防治效果。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细特征以及方法，但本发明并不局限于上述详细特征以及方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细构特征以及方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用组分的等效替换以及辅助组分的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。