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开发微生物农药

微生物在整个农业中发挥着有益作用。最为人们熟知的生物农药可以控制昆虫(生物杀虫剂)或病原体(生物杀菌剂)。其他重要产品还包括生物肥料,它与植物形成共生关系,为植物提供养分;而生物刺激素可以提高养分吸收、非生物胁迫耐受性和作物品质。其他微生物能够对环境产生重大影响,如固氮剂和碳封存剂,有助于减少温室气体。

然而,微生物本身很难高效应用于农业生产中,因为微生物在到达靶标(无论是土壤还是叶片)之前,容易失去活性。微生物农药的开发能够提供有效递送系统,可在田间使用前保持微生物的活性。

在这里,您可以获得关于如何开发微生物农药(或生物控制产品)的建议,包括开发前需要考虑的问题和推荐产品。

如何开发微生物农药

开发微生物农药会面临最终产品的稳定性乃至保持微生物活性等一系列挑战。开发之前,需要首先考虑几个基本问题:

  • 产品货架期?
  • 最终的配方是液体还是固体?
  • 靶标是什么(土壤或叶片)?
  • 如何施用(种子处理或喷洒)?
  • 是否需要考虑微生物应免受哪些外部因素(如紫外线)的影响?

解决这些问题有助于为您的微生物产品设计理想配方。

选择好的传输系统

根据微生物选择合适的递送体系至关重要,因此了解微生物特点是成功开发微生物制剂的关键。微生物的形态结构具有极强的疏水性,因此在水中的稀释效果不佳,分散不均匀,进而影响田间药效。另外,水分会促使休眠的孢子苏醒生长,因此使用前遇水会降低微生物的活性。

无水体系可以在储存期间为微生物提供惰性环境。因此,在开发微生物制剂时,油悬浮剂 (OD)或可湿性粉剂(WP)是最合适的制剂类型。

OD微生物制剂

在OD配方技术中,微生物分散在油相中。这样做的好处是,液体配方更便于使用,且不含水,减少了储存期间的孢子发芽问题,且无需添加对微生物有害的防腐剂。制剂组分可作为制剂内添加的增效剂,并可增强渗透性和改善喷雾持留效果。开发这种配方确实面临一些挑战,如可能会出现沉淀,且需要多种表面活性剂来稳定配方,这些都会影响微生物的活性。

开发OD时主要需考虑的因素:

  • 选择的油相不能影响微生物的活性
  • 配方助剂必须不含水或水分含量很低,以确保微生物的活性不受影响
  • 分散剂应有效地锚固在基质上,且不破坏微生物
  • 制剂的加工方法应考虑在内
  • 如何使用乳化剂和增稠剂取决于具体的油相 - 推荐使用禾大的OD基础配方,该配方已按照特定油相确定好其中的表面活性剂和增稠剂的比例。

开发微生物油悬浮剂 (OD)制剂

开发微生物油悬浮剂 (OD)制剂
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OD feature card

提高OD开发的效率

为了简化开发进程,我们设计了四种乳液基础配方系统,可用于在一系列油相中负载微生物。选择这些基础配方是为了满足不同微生物的独特要求,是着手用微生物进行开发的很好的起点,在完成初步的兼容性测试后可以进一步优化配方。

使用OD基础配方来筛选的主要优点是可大大缩短制剂研发时间,也适合研发经验有限的初级人员,因为以下几点:

  • 配方与常规微生物具有非常明确的兼容性
  • 配方针对不同油相,初步确定表面活性剂种类和配比,提高筛选效率
  • 基础配方经过反复实践与验证
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可湿性粉剂(WP)的微生物制剂

WP是粉剂,在喷洒前与水混合后形成悬浮液。WP呈固态,所以易于生产,而且不存在储存沉淀问题。无水环境可减少储存期间出现孢子发芽问题,且无需添加对微生物有害的防腐剂,这是WP的优点之一。粉剂也存在局限性,如潜在的吸入风险和农户使用产品时面临的风险。

开发WP微生物制剂时需考虑的因素:

  • 表面活性剂应能够克服微生物的强疏水性,以提高其润湿性和悬浮性
  • 制剂助剂应为固态
Seed biologicals

微生物种衣剂

微生物应用于种子中,可带来诸多好处,如最大限度地提高根系定殖效率,能够从植物发育的最初阶段改善营养吸收效果,并可以为幼苗提供关键保护。作为禾大集团的一部分,Incotec公司掌握种子增值技术的专业知识,并运用其在应用技术和种子生理学方面的知识来开发微生物种衣剂。欲了解更多微生物种衣剂的相关信息,请访问Incotec网站。
请访问Incotec网站

在整个开发过程中,建议进行初步的兼容性测试,以了解每个组分或整个配方是否与微生物兼容。可以采用几种方法来评估配方如何影响微生物的存活率。以下向您推荐我们使用的一些行业标准方法。

  • 抑菌圈法(Kirby - Bauer试验)评估微生物与各种制剂助剂或整体配方的兼容性。
  • 菌落形成单位法(CFU)测定 - 添加制剂助剂后,评估微生物在基质上时的定殖能力(或强度)。
  • 分生孢子萌发法(CGT直接活性),主要用于评估真菌分生孢子的发芽能力,以及原料、助剂、农用化学品等成分如何影响真菌的存活率。
  • 分生孢子的活性测量是我们实验室最新开发的方法,用来衡量真菌微生物发芽的速度。有些产品会特别影响分生孢子的活性,进而影响真菌在田间应用时的性能。我们的PrecisionBio™软件通过光学显微镜上的图像来测量分生孢子保持活性的时间,并分析每个配方(或组分本身)如何影响分生孢子的活性。因此,这种方法可以更深入地了解配方组分如何影响微生物。

下面的例子展示的是,使用抑菌圈方法来测试禾大的一些产品与芽孢杆菌、毛霉菌和假单胞菌的兼容性。

Microbes for formulation if microbial biopesticides

Atlox™ 4916

Atlas™ G-1086

Tween™ L-1505

Tween™ 22

Atlox Rheostux™ 200

产品推荐

了解和认识微生物的特性至关重要。需要关注的要点:

  • 相同的菌种,但不同菌株,与助剂的兼容性亦不同
  • 同一菌株在不同的环境条件下,会表现出不同的性能
  • 作用靶标不同,一种菌株的性能可能优于另一种
  • 每种菌株都有其自身的特殊性

因此,我们很难推荐通用的产品。欢迎下载微生物OD基础配方的产品推荐表,将其做为着手开发OD制剂的起点。此外,建议您联系我们,以便为您的农用微生物提供更有针对性的方案。

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