文档介绍：该【提高处理植物组合物生物活性的方法 】是由【421989820】上传分享，文档一共【84】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【提高处理植物组合物生物活性的方法 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。提高处理植物组合物生物活性的方法
专利名称:提高处理植物组合物生物活性的方法
技术领域:
本发明涉及施用至植物叶面的外源化学物质,以及更具体的涉及提高上述外源化学物质组合物的生物活性的方法。
此处使用的术语“外源化学物质”表示一种化学物质,不论它是天然的或是合成的,将其施用至植物以获得所需的生物活性。此处使用的术语“生物活性”表示在植物本身或病原体、寄生物或存在于植物体内或体表上的取食有机体上诱导出刺激、抑制、调节、治疗、毒性或坏死反应的结果。外源化学物质的实例包括,但不限于此,化学农药(如除草剂、杀藻剂、杀菌剂、杀细菌剂、杀病毒剂、杀虫剂、杀螨剂、杀线虫剂和杀软体动物剂)、植物生长调节剂、肥料和养料、杀配子剂、脱叶剂、干燥剂及其混合物等。
此处使用的术语“生物有效性”表示当将外源化学物质施用至植物叶面后表现的所需生物活性程度,或还可以表示为获得可表现一定水平的所需生物活性时使用的外源化学物质的剂量或比率。例如,当外源化学物质是除草剂时,可通过施用特定量的除草剂获得的植物生长抑制水平,或通过达到一定程度的抑制率,例如50%或85%抑制率所需除草剂使用量来确定生物有效性。因此增加或提高的除草剂生物有效性例如可表示为在给定的除草剂使用比例条件下增加的植物生长抑制水平,或表示为获得某一临界值的植物生长抑制水平时除草剂减少的最低使用量。
背景技术:
对于农业及其相关领域的许多应用场合需要用各种外源化学物质处理植物。许多外源化学物质施用至植物的叶面(即叶片和其它非木本的地上部分),并在靠近或远离植物施用位置具有作用位点。上述物质此处是指叶面施用的外源化学物质。
通常,当利用本领域已知的植物处理方法将外源化学物质施用至叶面时,仅有施用量的一小部分到达其中可用于表达所需的外源化学物质生物活性的植物作用位点。因此农业及其相关领域迫切要求提高叶面施用外源化学物质输送至植物作用位点的效率,从而在使用外源化学物质的场合提高外源化学物质的生物有效性。
通过本领域已知方法将外源化学物质施用至叶面并不总是导致不充分输送至作用位点的。在某些情况下上述方法可提供很好的生物有效性,即使在外源化学物质的低施用量下。在同样方法的另一些情况下,使用同样数量的相同外源化学物质获得不充分的生物有效性。因此,上述方法获得的结果是不一致的,或者它们不可能确保获得所需效果。
一个问题是不大可能提前判断将获得好的生物有效性的那些条件,这部分因为有大量因素影响输送效率。这些因素包括施用前,施用过程中和施用后的天气情况
(温度、相对湿度、日长、云量、降水量、风等),土壤条件(土壤肥力,通气情况等),植物生长阶段,健康及生理状态,施用装置的精密度以及其它因素。因此,为帮助确保叶面施用外源化学物质的可靠的或一致的生物有效性,通常使用者在大多数情况下施用比实际需要的数量更高的化学物质剂量。
当外源化学物质是酸性物质,并通常制成水溶性盐其中外源化学物质以阴离子形式存在时,在田间条件下生物有效性的变化是特别棘手的问题。有时将上述酸性物质转化为酯,从而可调节上述生物有效性的变化;然而,许多情况下酯的生物有效性降低,这是因为例如进入被处理植物内部后酯不能充分地转化回原来的酸性物质。目前迫切要求提高叶面施用的外源化学物质,特别是阴离子外源化学物质的生物有效性并提高其生物有效性的稳定性。
此处使用的术语“阴离子外源化学物质”表示一种外源化学物质其分子结构中包括一种或多种酸基团,或给质子位,并因此在质子接受体存在时可形成阴离子。因此该术语包括***离子化学物质。在上述作为“阴离子的”外源化学物质中,并没有暗示外源化学物质必定是阴离子形式或游离状态。
提供了更高稳定性的生物有效性的方法的好处包括在不牺牲生物有效性的一致性的条件下能够降低外源化学物质的施用量。农业产业迫切要求减少使用农药,特别是除草剂,这一要求在该主题的专题讨论中得到充分地证实,如
WeedScienceSocietyofAmerica1993年召开并出版的WeedTechnology8,331-386(1994)。减少施用量带来的好处不仅在环境方面而且也在经济方面,例如每单位面积的处理费用降低。
叶面施用的外源化学物质经常与***物质,特别是***表面活性剂或称为表面活性剂的物质一起使用。表面活性剂可在多方面影响叶面施用的外源化学物质的生物有效性。
当通过常规水力喷雾方法将外源化学物质的含水稀释组合物施用至叶面时,在含水的稀释组合物中加入表面活性剂可改变喷雾液滴的粒径分布,特别是增加小液滴形式的喷雾体积百分率并减少大液滴形式的喷雾体积百分率。由于小液滴比大液滴具有更低的动量,小液滴不易从叶面回弹因此更易于保持在叶面上。喷雾保持还可以借助于喷雾液滴中的表面活性剂分子的粘合作用粘合至叶面上而得以加强,其中大多数植物的叶面是蜡质并且是疏水的。这种粘合作用不仅减少了回弹现象而且减少了喷雾液滴从叶面上的流失。表面活性剂还有利于增加喷雾液滴和叶面之间的接触面积,并在许多情况下增进外源化学物质液滴的渗透并穿过叶面角质层到达叶片组织的内部。
通过上述及其它可能作用,早已知道包括表面活性剂的***物质可提高外源化学物质的生物有效性。因此通常将一种或多种表面活性剂加入到叶面施用的外源化学物质商品制剂中,甚至在不需要为了可接受的物理稳定性或处理特性而加入表面活性剂,例如作为乳化或悬浮剂或分散剂的制剂中。
从表面活性剂在提高生物有效性的作用角度看,研究最多的叶面施用阴离子外源化学物质之一是除草剂草甘膦。在作为植物毒性剂同时,草甘膦可用作植物生长调节剂。
严格地说,草甘膦(N-膦酰基***甘氨酸)是酸性化合物,但除非上下文另有说明,此处使用的名称“草甘膦”很少有限制性含义,不仅包括草甘膦酸而且包括它的盐,加合物和酯,以及可在植物组织中转化为草甘膦或其它可提供草甘膦离子的化合物。在大多数草甘膦商品制剂中,草甘膦是以水溶性盐的形式存在。在这方面,草甘膦是大多数酸性或可形成阴离子的外源化学物质的典型。
,799,758、,853,530、,140,513、,315,765、,405,531、,481,,507,250。上述盐的实例包括碱金属,例如钠和钾盐;铵盐;以及由1-3个有机基团取代的总共l-6个碳原子的含铵、锍或氧化锍阳离子的多种盐,例如二***铵、异丙基铵、乙醇铵和三***锍盐。
草甘膦盐的商品制剂包括,例如孟山都公司的Roundup_,Accord_,Roundup_Ultra和Roundup_Xtra除草剂,其中含有异丙铵盐,孟山都公司的Roundup_Dry和Rival_除草剂,其中含有铵盐,孟山都公司的Roundup_Geoforce除草剂,其中含有钠盐以及捷利康公司的Touchdown_除草剂,其中含有三***锍盐。
草甘膦作为除草剂具有很多优点,特别是环境效益包括可生物降解和低生态毒性。然而,研究表明即使是目前使用的最高生物有效性的草甘膦制剂也不能充分地将草甘膦输送至草甘膦可发挥其植物毒性作用的植物位点。通常,仅有小部分施用的草甘膦到达上述位点。
小部分到达植物毒性作用位点的被施用的草甘膦,是与草甘膦必须通过几道屏障的事实密切相关的。其中,认为最重要的一个屏障是草甘膦所施用的叶面上的亲脂角质层。因此,推论最理想的是将草甘膦加入***介质中,该介质可提供亲脂角质层和亲水草甘膦之间更高的亲和性,从而有利于草甘膦渗透并穿过角质层。类似的想法已经应用于其它外源化学物质,特别是那些通常制成水溶性盐的制剂。
有助于角质渗透的***介质并从而可提高例如草甘膦的生物有效性的概念,是通过表面活性剂可提高叶片吸收或生物有效性的许多研究所证明的。Wyrill&Burnside的大量研究得出结论,WeedScience25,275-287,1977,
“有效的表面活性剂是任何草甘膦喷雾混合物中的关键组分”,但值得注意的是不同表面活性剂类型在提供的除草剂有效性提高程度上存在很大的差别。作者提醒人们“表面活性剂混合物的有效性变化很大难以预测”,“应避免不加选择地向已含有表面活性剂的草甘膦喷雾混合物中加入表面活性剂或湿润剂”。Wyrill&Burnside的研究一般是以相对于草甘膦施用量以很高的用量使用表面活性剂。在上述条件下,对于他们研究的特定植物种类,作者发现通常阳离子表面活性剂比非离子表面活性剂可获得更高的草甘膦除草有效性的增加。本领域技术人员很容易理解表面活性剂在提高外源化学物质,特别是草甘膦生物活性方面的相对有效性,在本发明范围内高表面活性剂含量不能可靠地预测更低表面活性剂含量时的相对有效性。
国际公开WO98/06259中报导了各种阳离子,非离子,阴离子和***表面活性剂,既可以混合物方式使用,也可以随草甘膦组合物顺次使用。
此处与表面活性剂疏水部分相关使用的术语“烷基”,具有很宽的含义,除非上下文另有说明,作为表面活性剂领域惯用的情况指脂族烃基,包括不饱和的基团,例如烯基和炔基,以及饱和的烷基。
具有亲水部分的表面活性剂是用于加工草甘膦和其它阴离子外源化学物质的优选表面活性剂,其中亲水部分含有一个或多个可提供质子的氨基或阳离子铵基以及在一个或多个
氧化乙烯链中总共含有1至约100个氧化乙烯基单元。例如,用基于聚氧乙烯C8-22烷基***的表面活性剂组合物加工成的标有Roundup_商标名的商品草甘膦除草剂。例如,孟山都公司的表面活性剂组合物MON0818已广泛用于制备Roundup_除草剂,其中含有每分子平均约15个氧化乙烯基单元的聚氧乙烯牛油脂肪***。
大量专利公开了含有草甘膦和氧化乙烯基或聚氧乙烯***或铵表面活性剂的组合物。
Forbes等人的美国专利US5,668,085公开了含有草甘膦和每分子平均至多约12个氧化乙烯基单元的聚氧乙烯C8-22烷基***表面活性剂的组合物。澳大利亚专利申请AU57565/90中公开了含有草甘膦和聚氧乙烯C8-22烷基二氨基丙烷表面活性剂的组合物。Kassebaum&,317,003中公开了含有草甘膦和每分子约5至约50个氧化乙烯基单元的季铵化的聚氧乙烯C6-14烷基***铵表面活性剂的组合物。,652,197中公开了含有草甘膦和每分子2-20个氧化丙烯基单元的季铵化的聚氧丙烯基氧化乙烯基三-(C1-3烷基)铵表面活性剂的组合物。,118,444中公开了含有草甘膦和每分子约5至约25个氧化乙烯基单元的聚氧乙烯C6-20烷基***氧化物表面活性剂的组合物。Wright的美国专利
,750,468中公开了含有草甘膦和聚氧乙烯叔烷基醚***,聚氧乙烯季烷基醚铵或聚氧乙烯烷基醚***氧化物表面活性剂的组合物。法国专利申请FR2648316中公开了含有草甘膦和聚氧乙烯N-烷基-1,3-二氨基丙烷表面活性剂的组合物。
聚氧乙烯C16-22烷基醚表面活性剂在已公开的草甘膦组合物中是不常见的,并且通常表面活性剂与草甘膦的重量比超出本发明范围。例如,欧洲专利EP0206537中公开了含有草甘膦和BASF公司的PlurafacTMA-39表面活性剂的固体组合物,其中表面活性剂是每分子平均约55个氧化乙烯基单元的聚氧乙烯C16-18烷基醚表面活性剂。其中公开的PlurafacTMA-39与草甘膦酸当量的最低重量比,∶1(所引用的该专利的表IV中的组合物12)。
在所引用的书中,Wyrill&Burnside公开了含有草甘膦以及聚氧乙烯烷基醚表面活性剂,以PlurafacTMA-46表示与聚氧乙烯烷基***表面活性剂,Akzo的EthomeenTMT/15和孟山都公司的MON0818的1∶1的混合物组成的植物处理组合物,表面活性剂与草甘膦的比例远远超出本发明范围。可能因为组合物中表面活性剂浓度过高(1%重量/体积),混合物与单独使用烷基***表面活性剂相比效果是不明显的。
已报道在表面活性剂与草甘膦重量比较低时,聚氧乙烯烷基***或烷基铵表面活性剂和聚氧乙烯烷基醚表面活性剂混合物可显著提高草甘膦除草有效性,其中烷基醚如国际公开
WO95/16351,来源于仲醇,,663,117公开的Guerbet醇,,639,711公开的炔二醇。欧洲专利申请EP0582561公开了固体颗粒状草甘膦组合物,其中含有聚氧乙烯烷基季铵表面活性剂(Akzo的EthoquadTM18/25)和聚氧乙烯C13烷基醚表面活性剂(Henkel的TrycolTM5943),但没有公开该组合物的除草效果。
Townson的博士论文InfluenceofformulationandapplicationvariablesinrelationtotheperformanceofglyphosateandimazapyrforcontrolofImperatacylindrica(L.)Raeuschel,UniversityofBristol,.,312页,1990,分别比较了具有3,12和19个氧化乙烯基单元的聚氧乙烯C16-18烷基醚对提高草甘膦和灭草烟的叶面保持,吸收,运输和除草有效性方面的效果。还对具有更短的烷基链长(C9-11,C12-15和C13-15)的聚氧乙烯烷基醚进行了比较。研究还包括聚氧乙烯烷基***表面活性剂但没有对烷基醚和***表面活性剂混合物进行试验。
本发明的目的之一是提供一种新的用以提高施用至植物叶面的外源化学物质,特别是阴离子外源化学物质生物有效性的方法。
本发明的另一目的是提供一种用于提高阴离子外源化学物质生物有效性的现有方法的可替代方法。