一种草甘膦复配水剂及其制备方法以及应用与流程

1.本发明属于农药制剂技术领域，尤其是涉及一种草甘膦复配水剂及其制备方法以及应用。


背景技术：

2.草甘膦，化学名称为n
‑
(磷酸甲基)甘氨酸，化学式为c3h8no5p，是一种对环境友好的内吸传导型广谱灭生性除草剂，对多年生杂草及二年生禾本科杂草有非常好的效果。由于草甘膦优异的杀草活性、广泛的杀草谱、较低的土壤残留、较长的控草时间，以及抗除草剂转基因作物的大量种植，使其成为了全球销量第一的除草剂品种。然而，近年来，长期、单一、连续、广泛的使用草甘膦，导致了抗性杂草个体和种群逐年增加，降低了除草剂的防治效果，增加了杂草防治成本。截止目前，已经公布了有31种100多个生物的杂草对草甘膦产生了抗性，例如牛筋草、小飞蓬、黑麦草、地肤、狗牙根属等。此外，草甘膦使用剂量的增加也易造成农作物药害风险和环境污染。
3.当前杂草的综合管理(iwm)已经成为了农业生产的首要原则，iwm中最重要的就是化学防治的多样性，即指不同作用方式除草剂的合理复配或轮换用药，避免过量使用单一的活性成分或相同作用方式的不同活性成分；其目的是为了相互增效，扩大防治普，延缓杂草抗性的产生，同时实现优劣势互补，弥补草甘膦对某些阔叶杂草效果的不足。
4.不同化合物的复配已经成为农药创新的重要方向，瑞士先正达公司分别于2009年、2010年在美国获得草甘膦和氟磺胺草醚的复配登记，这类复配产品可有效防除棉花田和大豆田的某些抗草甘膦的杂草(如苋科杂草)，而且可以有效防除单独使用草甘膦效果不佳的牵牛花和苘麻。美国fmc公司于2010年在澳大利亚获得了草甘膦和唑草酮复配登记，产品名称为broadway，这两种除草剂活性成分效果优于单独使用草甘膦。一方面，broadway速效性优于草甘膦单剂；另一方面，该产品能防除马齿苋、锦葵等对草甘膦耐药力较强的阔叶杂草。由此可见，将草甘膦与不同作用方式化合物的复配已成为解决杂草抗性问题的一种有效手段。我国在草甘膦复配登记方面已有16个复配证件，草甘膦复配业已取得一定成效，但登记的复配除草剂中全部以化学药剂呈现，化学农药成分量增大，难以降解，导致农药残留、植物药害、环境污染等问题日益严峻。
5.植物源农药大多是植物长期进化过程中与环境相互作用产生的次级代谢产物，在自然界有合理的降解途径，对非靶标生物和环境相对安全，其研究日益受到人们的重视。植物源农药通过生化物质(即他感物质)相互促进和相互抑制两方面感应，已被鉴定的他感化学物质大多是莽草酸和乙酸途径的产物，例如酚类、肉桂酸、单宁、类黄酮、类萜、生物碱、类固醇、甾类化合物和醌。
6.综上所述，本发明研发一种新型、环保、天然、安全的除草剂，其以草甘膦与植物源农药进行复配，既减少了化学农药的使用量，同时也弥补了生物农药缓慢、使用成本较高的缺点，不仅有效的保护了农作物免受害虫的侵害，而且避免了很多污染和对生态环境的破坏，具有广阔的市场前景、经济效益和社会效益。


技术实现要素：

7.为解决上述问题，本发明的目的是提供一种使用高效显著的草甘膦复配水剂，同时，提供上述草甘膦复配水剂的制备方法，以及草甘膦复配水剂的应用。
8.为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
9.一种草甘膦复配水剂，其主要活性成分为：草甘膦、核桃叶水提物、长春花生物碱；复配水剂包括以下重量份的原料：草甘膦15～20g、核桃叶水提物5～8g、长春花生物碱4～6g、增溶剂1～2g、稳定剂0.5～1g、水500～600ml。
10.进一步地，上述的核桃叶水提物，其按照以下步骤制备得到：将核桃叶干燥、粉粹，加水在常温下浸泡0.5～1.5小时，核桃叶与水的料液比为1g：25～30ml，过滤，将滤液用萃取剂萃取3次，合并有机相，脱溶，得到核桃叶水提物，即黄酮类化合物。
11.更进一步地，上述的萃取剂为无水乙醚、乙酸乙酯、氯仿、正丁醇或二氯甲烷。
12.进一步地，上述的长春花生物碱，其按照以下步骤制备得到：
13.s1、长春花放入80～90℃的烘箱中干燥2～3h，粉粹，用质量百分比浓度70～95％的乙醇常温浸提，长春花与乙醇的料液比为1g:10～15ml，提取时间为20～25h，用纱布和滤纸依次进行过滤，分别收集滤液和滤渣；
14.s2、将步骤s1中的滤渣再次用质量百分比浓度20～30％的乙醇在60～80℃温度下超声波辅助浸提20～30min，超声波的功率为300～500w，滤渣与乙醇的料液比为1g:5～7ml，过滤，收集滤液，合并此滤液和步骤s1中的滤液，得到两次的提取液；提取液用旋转蒸发仪减压浓缩，得到乙醇提取物；
15.s3、将步骤s2中的乙醇提取物缓慢倒入大孔树脂中进行吸附处理，再用正己烷或石油醚洗脱，至洗脱液呈无色透明为止；然后再用洗脱剂洗脱大孔树脂，收集洗脱液，用tlc法检测，直至检测无生物碱时，停止收集；浓缩脱溶，即得到长春花生物碱。
16.更进一步地，上述的步骤s3中，大孔树脂的型号为ab
‑
8、d101、d201、d301、或hpd100。
17.更进一步地，上述的步骤s3中，洗脱剂为体积比1:3～5的第一溶剂与第二溶剂的混合溶液，第一溶剂为乙醇、甲醇、或丙酮，第二溶剂为正己烷或石油醚。
18.进一步地，上述的增溶剂为β
‑
环糊精、γ
‑
环糊精、2
‑
羟乙基
‑
β
‑
环糊精、2
‑
羟丙基
‑
β
‑
环糊精、2,6
‑
二甲基
‑
β
‑
环糊精中的一种。
19.进一步地，上述的稳定剂为亚磷酸三甲酯、乙二醇、环氧氯丙烷中的一种。
20.一种草甘膦复配水剂的制备方法，其步骤为：按配比将草甘膦、核桃叶水提物、长春花生物碱、增溶剂和稳定剂置于水中，在常温条件下以搅拌速度500～800r/min高速搅拌20～30min，使之混合均匀，得到草甘膦复配水剂。
21.进一步地，上述的草甘膦复配水剂中草甘膦的质量百分比为2.0～4.0％。
22.本发明的另一目的是提供由上述制备方法得到的草甘膦复配水剂作为除草剂的应用。
23.一种草甘膦复配水剂的除草活性测试方法，其步骤为：取20～30粒杂草种子，均匀摆放在附有滤纸的培养皿中，每个培养皿添加草甘膦复配水剂5～8ml，草甘膦复配水剂中的草甘膦质量百分比浓度均为2～4％，放入温度为25
±
2℃、光照10～12h、湿度为70～80％的智能植物培养箱培养7天；测量杂草的根长与茎长，并与蒸馏水处理的空白对照组和质量
百分比浓度10％的草甘膦单剂溶液处理的阳性对照组做比较。
24.核桃科植物具有化感作用和胡桃醌能够抑制植物生长发育，固有核桃木下不长杂草等的记载。经研究，核桃叶水提物含有酚类、黄酮类、植物甾醇、萜类，其中，黄酮类化合物含量高达7.26％，这也是核桃叶水提物表现除草活性的主要成分，为开发无公害植物源农药提供了依据。
25.长春花中含长春碱、长春新碱、环氧长春碱之类的生物碱，该类物质的长春质碱环是由哌啶环和吲哚结构相连形成的一个九元环结构。哌啶和吲哚类杂环化合物具有广泛的生物活性，如杀虫、杀菌、除草、抗植物病毒活性，具有选择性好、活性高、毒性低等特点。因此，兼具哌啶和吲哚杂环结构的长春花生物碱在农用除草剂方面具有良好的发展前景。
26.由于长春花生物碱呈碱性，因此，在本发明中，与草甘膦复配时，通过长春花生物碱结构上的胺基与草甘膦羧基成盐增强其水溶性，还能够增强该类生物碱释放的长效性，其浓度能够在长时间内维持稳定的状态，增强对杂草防治的持久性。
27.由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：
28.本发明草甘膦复配水剂，其原料来源广，成本低，复配操作简单，以草甘膦为基本原料，利用以黄酮为主要成分的核桃叶水取物与以生物碱为主要成分的长春花醇取物为增效剂，协效作用突出，毒副作用小，同时配以增溶剂和稳定剂，通过复配与融合，充分发挥彼此间的协效作用，形成强效的草甘膦复配水剂，能够实现扩大除草谱、增加(抗性杂草)除草效果以及加快草甘膦的除草速度的目的；使用草甘膦复配水剂处理除杂、消毒后的杂草种子(反枝苋和稗草)，以种子萌芽法测定复配剂对杂草的抑制效果，与草甘膦单剂相比较，草甘膦复配水剂对杂草的根与茎抑制率能够分别提高40～50％，效果显著，具有良好的市场前景。
具体实施方式
29.参照以下实施例可以对本发明作进一步详细说明；但是，以下实施例仅仅是例证，本发明并不局限于这些实施例。
30.实施例1
31.(1)、制备核桃叶水提物
32.将核桃叶干燥、粉粹，加水在常温下浸泡0.5h，核桃叶与水的质量比为1g：25ml，过滤，将滤液用无水乙醚萃取3次，合并有机相，脱溶，得到核桃叶黄酮提取物；备用；
33.(2)、制备长春花生物碱
34.s1、长春花放入80℃的烘箱中干燥2h，粉粹，用质量百分比浓度70％的乙醇常温浸提，长春花与乙醇的料液比为1g:10ml，提取时间为20h，用纱布和滤纸进行过滤，分别收集滤液和滤渣；
35.s2、将步骤s1中的滤渣再次用质量百分比浓度20％的乙醇在60℃温度下超声波辅助浸提20min，超声波的功率为300w，滤渣与乙醇的料液比为1g:5ml，过滤，收集滤液，合并此滤液和步骤s1中的滤液，得到两次的提取液；提取液用旋转蒸发仪减压浓缩，得到乙醇提取物；
36.s3、将步骤s2中的乙醇提取物中缓慢倒入ab
‑
8型大孔树脂中进行吸附处理，并用正己烷洗脱除去极性小的物质和部分色素，至洗脱液呈无色透明为止；然后用体积比1:3的
乙醇和正己烷混合溶液作为洗脱剂洗脱大孔树脂，收集洗脱液，用tlc法(薄层色谱法)检测，直至检测无生物碱时，停止收集；浓缩脱溶，即得到长春花生物碱；备用；
37.(3)、利用步骤(1)、(2)中分别得到的核桃叶水提物、长春花生物碱来制备草甘膦复配水剂
38.将草甘膦15g、核桃叶水提物5g、长春花生物碱4g、β
‑
环糊精1g、亚磷酸三甲酯0.8g加入600ml水中；在常温条件下，以500r/min的搅拌速度在磁力搅拌器上搅拌20min，得到均一溶液的草甘膦复配水剂。
39.上述的草甘膦复配水剂的除草活性测试方法，其步骤为：分别取20粒反枝苋和稗草种子，均匀摆放在附2层滤纸的培养皿中，每个培养皿添加草甘膦复配水剂5ml，草甘膦复配水剂中的草甘膦质量百分比浓度均为2.4％，放入温度25℃、光照10h、湿度70％的智能植物培养箱培养7天；通过测量杂草反枝苋和稗草的根长、茎长，比较草甘膦复配水剂对稗草与反枝苋的生长抑制效果，并与蒸馏水处理的空白对照组和质量百分比浓度为10％的草甘膦单剂溶液处理的阳性对照组做比较，结果显示：使用草甘膦质量百分比浓度为2.4％的草甘膦复配水剂处理后，稗草的根长为3.8cm，茎长为7.5cm，反枝苋的根长为5.2cm，茎长为6.4cm。
40.实施例2
41.(1)、制备核桃叶水提物
42.将核桃叶干燥、粉粹，加水在常温下浸泡0.8h，核桃叶与水的质量比为1g：25ml，过滤，将滤液用乙酸乙酯萃取3次，合并有机相，脱溶，得到核桃叶黄酮提取物；备用；
43.(2)、制备长春花生物碱
44.s1、长春花放入83℃的烘箱中干燥2.2h，粉粹，用质量百分比浓度75％的乙醇常温浸提，长春花与乙醇的料液比为1g:11ml，提取时间为20h，用纱布和滤纸进行过滤，分别收集滤液和滤渣；
45.s2、将步骤s1中的滤渣再次用质量百分比浓度22％的乙醇在65℃温度下超声波辅助浸提20min，超声波的功率为350w，滤渣与乙醇的料液比为1g:5.5ml，过滤，收集滤液，合并此滤液和步骤s1中的滤液，得到两次的提取液；提取液用旋转蒸发仪减压浓缩，得到乙醇提取物；
46.s3、将步骤s2中的乙醇提取物中缓慢倒入d101型大孔树脂中进行吸附处理，并用正己烷洗脱除去极性小的物质和部分色素，至洗脱液呈无色透明为止；然后用体积比1:3的甲醇和正己烷混合溶液作为洗脱剂洗脱大孔树脂，收集洗脱液，用tlc法(薄层色谱法)检测，直至检测无生物碱时，停止收集；浓缩脱溶，即得到长春花生物碱；备用；
47.(3)、利用步骤(1)、(2)中分别得到的核桃叶水提物、长春花生物碱来制备草甘膦复配水剂
48.将草甘膦17g、核桃叶水提物6g、长春花生物碱4g、γ
‑
环糊精1.2g、乙二醇0.5g加入500ml水中；在常温条件下，以700r/min的搅拌速度在磁力搅拌器上搅拌25min，得到体系均一的草甘膦复配水剂。
49.上述的草甘膦复配水剂的除草活性测试方法，其步骤为：分别取20粒反枝苋和稗草种子，分别均匀摆放在附2层滤纸的培养皿中，每个培养皿添加草甘膦复配水剂溶液6ml，草甘膦复配水剂中的草甘膦质量百分比浓度均为3.2％，放入温度23℃、光照12h、湿度75％
的智能植物培养箱培养7天；通过测量杂草反枝苋和稗草的根长、茎长，比较草甘膦复配水剂对稗草与反枝苋的生长抑制效果，并与蒸馏水处理的空白对照组和质量百分比浓度10％的草甘膦单剂溶液处理的对照组做比较，结果显示：使用草甘膦质量百分比浓度为3.2％的草甘膦复配水剂处理后，稗草的根长为2.8cm、茎长为6.9cm，反枝苋的根长为4.2cm、茎长为5.5cm。
50.实施例3
51.(1)、制备核桃叶水提物
52.将核桃叶干燥、粉粹，加水在常温下浸泡1.0h，核桃叶与水的质量比为1g：28ml，过滤，将滤液用乙酸乙酯萃取3次，合并有机相，脱溶，得到核桃叶黄酮提取物；备用；
53.(2)、制备长春花生物碱
54.s1、长春花放入85℃的烘箱中干燥2.5h，粉粹，用质量百分比浓度80％的乙醇常温浸提，长春花与乙醇的料液比为1g:13ml，提取时间为22h，用纱布和滤纸进行过滤，分别收集滤液和滤渣；
55.s2、将步骤s1中的滤渣再次用质量百分比浓度25％的乙醇在70℃温度下超声波辅助浸提25min，超声波的功率为400w，滤渣与乙醇的料液比为1g:6ml，过滤，收集滤液，合并此滤液和步骤s1中的滤液，得到两次的提取液；提取液用旋转蒸发仪减压浓缩，得到乙醇提取物；
56.s3、将步骤s2中的乙醇提取物中缓慢倒入d201型大孔树脂中进行吸附处理，并用石油醚洗脱除去极性小的物质和部分色素，至洗脱液呈无色透明为止；然后用体积比1:4的甲醇和石油醚混合溶液作为洗脱剂洗脱大孔树脂，收集洗脱液，用tlc法(薄层色谱法)检测，直至检测无生物碱时，停止收集；浓缩脱溶，即得到长春花生物碱；备用；
57.(3)、利用步骤(1)、(2)中分别得到的核桃叶水提物、长春花生物碱来制备草甘膦复配水剂
58.将草甘膦16g、核桃叶水提物5g、长春花生物碱6g、2
‑
羟乙基
‑
β
‑
环糊精1.8g、亚磷酸三甲酯1g加入510ml水中；在常温条件下，以500r/min的搅拌速度在磁力搅拌器上搅拌30min，得到均一溶液的草甘膦复配水剂。
59.上述的草甘膦复配水剂的除草活性测试方法，其步骤为：分别取20粒反枝苋和稗草种子，分别均匀摆放在附2层滤纸的培养皿中，每个培养皿添加草甘膦复配水剂溶液7ml，草甘膦复配水剂中的草甘膦质量百分比浓度均为2.9％，放入温度26℃、光照11h、湿度78％的智能植物培养箱培养7天；通过测量杂草反枝苋和稗草的根长、茎长，比较草甘膦复配水剂对稗草与反枝苋的生长抑制效果，并与蒸馏水处理的空白对照组和质量百分比浓度10％的草甘膦单剂溶液处理的对照组做比较，结果显示：使用草甘膦质量百分比浓度为2.9％的草甘膦复配水剂处理后，稗草的根长为3.4cm，茎长为7.1cm，反枝苋的根长为4.0cm，茎长为6.1m。
60.实施例4
61.(1)、制备核桃叶水提物
62.将核桃叶干燥、粉粹，加水在常温下浸泡1.3h，核桃叶与水的质量比为1g：30ml，过滤，将滤液用氯仿萃取3次，合并有机相，脱溶，得到核桃叶黄酮提取物；备用；
63.(2)、制备长春花生物碱
64.s1、长春花放入88℃的烘箱中干燥3h，粉粹，用质量百分比浓度88％的乙醇常温浸提，长春花与乙醇的料液比为1g:14ml，提取时间为25h，用纱布和滤纸进行过滤，分别收集滤液和滤渣；
65.s2、将步骤s1中的滤渣再次用质量百分比浓度28％的乙醇在75℃温度下超声波辅助浸提30min，超声波的功率为450w，滤渣与乙醇的料液比为1g:7ml，过滤，收集滤液，合并此滤液和步骤s1中的滤液，得到两次的提取液；提取液用旋转蒸发仪减压浓缩，得到乙醇提取物；
66.s3、将步骤s2中的乙醇提取物中缓慢倒入d301型大孔树脂中进行吸附处理，并用正己烷洗脱除去极性小的物质和部分色素，至洗脱液呈无色透明为止；然后用体积比1:5的丙酮和正己烷混合溶液作为洗脱剂洗脱大孔树脂，收集洗脱液，用tlc法(薄层色谱法)检测，直至检测无生物碱时，停止收集；浓缩脱溶，即得到长春花生物碱；备用；
67.(3)、利用步骤(1)、(2)中分别得到的核桃叶水提物、长春花生物碱来制备草甘膦复配水剂
68.将草甘膦18g、核桃叶水提物6g、长春花生物碱6g、2,6
‑
二甲基
‑
β
‑
环糊精1.8g、环氧氯丙烷1g加入550ml水中；在常温条件下，以800r/min的搅拌速度在磁力搅拌器上搅拌20min，得到均一溶液的草甘膦复配水剂。
69.上述的草甘膦复配水剂的除草活性测试方法，其步骤为：分别取20粒反枝苋和稗草种子，分别均匀摆放在附2层滤纸的培养皿中，每个培养皿添加草甘膦复配水剂溶液8ml，草甘膦复配水剂中的草甘膦质量百分比浓度均为3.1％，放入温度25℃、光照11h、湿度78％的智能植物培养箱培养7天；通过测量杂草反枝苋和稗草的根长、茎长，比较草甘膦复配水剂对稗草与反枝苋的生长抑制效果，并与蒸馏水处理的空白对照组和质量百分比浓度10％的草甘膦单剂溶液处理的对照组做比较，结果显示：使用草甘膦质量百分比浓度为3.1％的草甘膦复配水剂处理后，稗草的根长为3.1cm，茎长为6.9cm，反枝苋的根长为4.4cm，茎长为5.8cm。
70.实施例5
71.(1)、制备核桃叶水提物
72.将核桃叶干燥、粉粹，加水在常温下浸泡1.5h，核桃叶与水的质量比为1g：30ml，过滤，将滤液用无水乙醚萃取3次，合并有机相，脱溶，得到核桃叶黄酮提取物；备用；
73.(2)、制备长春花生物碱
74.s1、长春花放入90℃的烘箱中干燥2h，粉粹，用质量百分比浓度95％的乙醇常温浸提，长春花与乙醇的料液比为1g:15ml，提取时间为25h，用纱布和滤纸进行过滤，分别收集滤液和滤渣；
75.s2、将步骤s1中的滤渣再次用质量百分比浓度30％的乙醇在80℃温度下超声波辅助浸提30min，超声波的功率为500w，滤渣与乙醇的料液比为1g:7ml，过滤，收集滤液，合并此滤液和步骤s1中的滤液，得到两次的提取液；提取液用旋转蒸发仪减压浓缩，得到乙醇提取物；
76.s3、将步骤s2中的乙醇提取物中缓慢倒入hpd100型大孔树脂中进行吸附处理，并用正己烷洗脱除去极性小的物质和部分色素，至洗脱液呈无色透明为止；然后用体积比1:5的丙酮和石油醚混合溶液作为洗脱剂洗脱大孔树脂，收集洗脱液，用tlc法(薄层色谱法)检
测，直至检测无生物碱时，停止收集；浓缩脱溶，即得到长春花生物碱；备用；
77.(3)、利用步骤(1)、(2)中分别得到的核桃叶水提物、长春花生物碱来制备草甘膦复配水剂
78.将草甘膦20g、核桃叶水提物8g、长春花生物碱6g、2
‑
羟丙基
‑
β
‑
环糊精2g、亚磷酸三甲酯1g加入500ml水中；在常温条件下，以800r/min的搅拌速度在磁力搅拌器上搅拌30min，得到均一溶液的草甘膦复配水剂。
79.上述的草甘膦复配水剂的除草活性测试方法，其步骤为：分别取20粒反枝苋和稗草种子，分别均匀摆放在附2层滤纸的培养皿中，每个培养皿添加草甘膦复配水剂溶液8ml，草甘膦复配水剂中的草甘膦质量百分比浓度均为3.7％，放入温度27℃、光照12h、湿度80％的智能植物培养箱培养7天；通过测量杂草反枝苋和稗草的根长、茎长，比较草甘膦复配水剂对稗草与反枝苋的生长抑制效果，并与蒸馏水处理的空白对照组和质量百分比浓度10％的草甘膦单剂溶液处理的对照组做比较，结果显示：使用草甘膦质量百分比浓度为3.7％的草甘膦复配水剂处理后，稗草的根长为2.0cm，茎长为6.0cm，反枝苋的根长为3.5cm，茎长为5.0cm。
80.本发明的草甘膦复配水剂，其各项性能指标见下表所示：
[0081][0082][0083]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。