CN101637156A - 一种脂肪酸及其衍生物的组合物 - Google Patents
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Abstract
一种脂肪酸及其衍生物的组合物，将脂肪酸、它们的酯、它们的盐或衍生物或它们的混合物与香料、糖、阴离子表面活性剂等制成的组合物，这种组合物在调节植物生长发育、增强植物抗性和防治植物病虫害和杀灭卫生害虫方面呈现出意想不到的多重效果。
Description
一.技术领域
本发明涉及脂肪酸、它们的酯、它们的盐或衍生物或它们的混合物及其组合物在植物保护和促进植物生长方面的新用途，属于微生物学、化学和农业技术领域，涉及微生物学、化学、农学和生物化学等。
二.技术背景
随着化学工业的发展和农药肥料使用范围的扩大，化学农药的数量和品种都在不断增加，现在世界化学农药总产量(以有效成分计)超过300万吨。由于化学农药和化肥的长期大量施用，已带来了严重的环境污染和病虫抗药性的不断增加。许多国家都投入了大量资金研究开发能够替代或减少化学农药和化肥的新制剂，以保持农业生产的可持续发展。
农药化肥造成的环境污染和农药残留在我国更为严重。我国平均每亩施用农药931.3克，蔬菜和瓜果更达到6.67公斤/亩，而且由于缺乏有效而农民又买得起的低毒低残留农药，许多高毒高残留的农药仍在大量使用。
随着人们物质文化生活水平的提高，人们对食品安全的要求逐渐提高，农产品中农药残留已成为我国消费者最为关注的问题。2007年我国政府连续展开了4个月的食品安全专项检查，国务院明确提出了要从源头控制食品污染的战略计划，其中最重要的就是农产品农药残留的污染控制。我国许多城市已经建立了农产品市场准入制度的实施，一些高毒高残留的化学农药已被禁用(2007年1月1日起，我国有5种有机磷农药禁用)。
农药残留不仅受到我国消费者的高度关注，而且直接影响我国农产品的出口和国际形象。2007年中美战略对话我国的食品安全成为重要议题，而占我国农产品出口2/3的日本和欧盟已相继实施了农产品农药残留限制的肯定列表制度，实施仅6个月，日方共检出农药残留超标产品364批，其中我国产品占了31.6％，鉴于此，日本已确定对我国出口日本的多种农产品如豆夹，木耳，茶叶和蘑菇等实行重点命令检查。更为严峻的是，化学农药的长期大量使用还无助地杀死了对人类有益的微生物和昆虫，而病原微生物和害虫却在化学农药的长期大量使用下产生了抗性，这又促使农药的用量进一步增加，形成恶性循环，加重了环境污染的负担。
不仅如此，目前已知的农业用肥料、杀菌剂、杀虫剂、除草剂、植物生长调节剂等在生产、运输、储存和使用过程中都会挥发出令人不愉快的气味，污染空气环境。
脂肪酸是大量存在于自然界具有生物活性的化合物，脂肪酸、它们的酯、它们的盐或衍生物或它们的混合物已广泛应用在食品、化工等领域。本发明发现的脂肪酸尤其是短链脂肪酸、它们的酯、它们的盐或衍生物或它们的混合物具有促进植物生长，防治植物病害和虫害的作用。
本发明的脂肪酸、它们的酯、它们的盐或衍生物或它们的混合物与下述任意一种或多种香料、糖、阴离子硫酸盐或磺酸盐表面活性剂、或无机或有机化合物、增稠剂等制成最适宜的pH为2.0-3.3的组合物，这种组合物在调节植物生长发育、增强植物抗性和防治植物病害和虫害方面呈现出意想不到的多重效果，这在先前是没有报道过的。
更为特别的本发明的组合物不仅在调节植物生长发育、增强植物抗性和防治植物病害和虫害方面呈现出意想不到的多重效果，而且因为组合物含有香料使组合物具有令人愉悦的香味。
更为先进的是本发明选用的组合物成分是对环境友好的，应用这种组合物可以在实现促进植物生长，增加作物产量，防治植物病害和虫害的多重效果的同时，节能减排，减少大量施用化肥和农药对农产品和环境的污染。
更为优秀的是本发明的组合物还能有效杀灭危害人体健康的蚊虫等害虫的幼虫例如孓孓等。
三.发明内容
要解决的技术问题
本发明的目的一是提供可以替代传统的化学农药的具有促进植物生长，增强植物抗性，并防治植物病害和虫害，以及杀灭卫生害虫功能的下式一种或多种的脂肪酸、它们的酯、它们的盐或衍生物或它们的混合物：
和/或
式中X是H，C1-C31烷基或烯基，2-羟基乙基，2-羟基丙基或这些基团的组合，更为优选的是短链的C1-C4烷基或烯基；Y是H，C1-C4烷基或烯基，金属或非金属元素或基团，或这些基团的组合；Z是H，OH，C1-C4烷基或烯基，烷氧基化的衍生物，金属或非金属元素或基团，或这些基团的组合；将含有上式结构的脂肪酸、它们的酯、它们的盐或衍生物或它们的混合物与下述任意一种或多种成分任意组合，一种阴离子硫酸盐或磺酸盐表面活性剂，一种或多种香料，一种或多种糖，一种或多种无机或有机化合物以及一种或多种高分子聚合物按0.1-99.9999％混合制成的具有促进植物生长，增强植物抗性，并防治植物病害和虫害，以及用于杀灭或驱避危害人畜的卫生害虫的组合物。组合物在促进植物生长，增强植物抗性，并防治植物病害和虫害，以及杀灭蚊虫方面呈现出意想不到的多重效果。
本发明的目的二是提供的组合物含有令人愉快的香味，这与传统使用得农药是不同的，选用的组合物成分是对环境友好的。
本发明的目的三是制成的组合物的使用方法是可以将组合物通过喷洒，浇灌，浸种和浸果等方式施用于病原菌、害虫或它们的栖生地，植物的叶，根，茎，果实，种子，或施用于植物生长或存放的环境或植物生长或存放需要的环境。而且所述的组合物以喷洒或浇灌的方式施用到目标部位时，优选的施用时间为每隔1-5天施用一次，连续施用2-5次，更为优选的是每隔3天施用一次，10天内连续施用3次。
本发明的目的是这样实现的。
技术方案
本技术领域的技术人员知道脂肪酸是大量存在于自然界具有生物活性的化合物。在美国专利3,983,214中，Misato等人强调了蔗糖脂肪酸脂的预防真菌病害的活性，美国专利4,771,571中，Obrero等人描述了脂肪酸表面活性剂防治菠萝病害的效果，而Kabera等人在美国专利4,002,775中对1-2单月桂酸多元酯组成的杀菌食品添加剂提出了权利要求。在其它发表的期刊和专业学会的书中也刊登了多篇脂肪酸及其衍生物的抗微生物作用。尽管如此，脂肪酸及其衍生物并没有在生产中普遍应用于防治植物病害，可能的原因在于，脂肪酸及其衍生物的有效浓度范围很窄，在低浓度时没有效果，浓度高时则伤害植物(美国专利5,366,995，6,103,768)，同时，有的脂肪酸盐在防治一种病害的同时又会促进其它病害的发生(Chase，A.R.，L.S.Osborne(1983)Plase Disease67：1021-1-1023)。Savage等人在美国专利6,136,856中提出不产生植物毒性又能有效防治植物病害的C7-C20的长链脂肪酸及其衍生物的有效浓度为0.1-2％w/v。
本发明的新颖性在于通过脂肪酸，它们的酯，它们的盐及其衍生物与其它化合物的适宜组合获得了高效的协同作用，这种协同作用表现在不仅促进植物生长，增强植物抗性，而且能防治多种植物病害和虫害，以及杀灭卫生害虫等，而且由于这些成分的高效协同作用，实现本发明目的的脂肪酸，它们的酯，它们的盐及其衍生物的有效浓度显著低于Savage等人提出的有效浓度范围。本发明的另一个创新点还在于本发明的组合物含有香味，这在目前的肥料和农药中是不曾有的。而组合物的最适宜pH为2.0-3.3，这在先前是没有报道过的。Savage等人在美国专利6,130,768中提出的防治植物病害的脂肪酸盐的pH为7.4-7.8。
本发明的主要方法是将脂肪酸、它们的酯、它们的盐或衍生物或它们的混合物与下述任意一种或多种香料、糖、阴离子硫酸盐或磺酸盐表面活性剂、或无机或有机化合物、增稠剂等制成的具有促进植物生长，增强植物抗性，防治植物病害和虫害多重效果的组合物，通过成分间的协同作用，使组合物以低浓度的脂肪酸、它们的酯、它们的盐或衍生物或它们的混合物就获得了促进植物生长，提高植物产量，防治植物病虫害和杀灭蚊虫幼虫的显著效果。
所述脂肪酸、它们的酯、它们的盐或衍生物或它们的混合物包括但不局限于从C1到C31的饱和或不饱和的脂肪酸、它们的酯、它们的盐或衍生物，更为优选的是C1-C4的短链脂肪酸、它们的酯、它们的盐或衍生物，例如乙酸，丁酸，乙酸乙烯酯等。
所述的糖包含但不局限于单糖，双糖和低聚糖例如葡萄糖，蔗糖，壳聚糖，海藻糖等。所述的无机或有机化合物包括但不局限于含有钙，镁，硅，钾，硼，铝，锰，锌，铁，铜和/或钠的无机或有机盐，例如硫酸盐，盐酸盐，磷酸盐，硝酸盐，碳酸盐，硅酸盐，水杨酸盐等。所述的增稠剂包括但不局限于天然产生的或人工合成的高分子聚合物例如甲基纤维素等。
所述的香料包括但不局限于萜烯类、芳香类、脂肪族类、含氮、含硫、杂环和稠环类以及合成麝香类等，例如异罗勒烯，庚酸烯丙酯，莰烯，香芹酚，β-石竹烯，香茅醇乙酸酯，香茅醇异丁酸酯，香茅基腈，香茅醇丙酸酯，乙酸环己基乙酯，癸醛，γ-甲基紫罗兰酮，乙酸香叶酯，甲酸香叶酯，异丁酸香叶酯，香叶酯基腈，d-柠檬烯，乙酸里钠酯，乙酸薄荷酯，甲基胡椒酚，甲基壬基乙醛，橙花醇乙酸酯，乙酸壬酯，壬醛，辛醛，萜品油烯，乙酸萜品酯等。
这些成分可以容易地通过商业途径买到。选用的脂肪酸、它们的酯、它们的盐或衍生物以及低聚糖也可以采用已知的方法从植物，动物，海洋生物或微生物发酵液中获取。
本发明的实施步骤为：
实例1.组合物的配制
按重量百分比配制下列组合物。根据下述介绍制备这些组合物。将脂肪酸、它们的酯、它们的盐或衍生物、糖、香料和醇混合形成浆料，加入少量水，在不断搅拌下加入无机或有机化合物，以无机或有机酸或碱调节组合物的pH值到3.0，再加水平衡到100％。
表1、组合物的组分
| A | B | C | D | |
| 乙酸 | 15 | - | 13 | 15 |
| 椰油酸单乙醇酰胺 | 3 | 3.5 | - | - |
| 乙酸乙烯酯 | - | 2.5 | 3.0 | 2 |
| 脂肪醇硫酸钠盐 | 3 | 5 | 2.1 | - |
| 蔗糖 | - | 1.5 | 0.8 | 20 |
| 壳聚糖 | 0.5 | - | - | 0.5 |
| 乙酸香叶酯 | 0.1 | 0.1 | 0.3 | 1 |
| 甲基纤维素 | 0.3 | 0.8 | 0.5 | 0.5 |
| CaSO4 | 1 | 1.5 | - | 1 |
| MgSO4 | - | 1.5 | 2.5 | 1 |
| KH2PO4 | 5 | 3 | - | 5 |
| Ca(NO3)2 | 3 | 1.5 | - | - |
| 乙醇 | 3 | 5.5 | 3 | 3 |
实例2.组合物在促进植物生长，增加产量上的效果
取组合物A加水稀释500倍，均匀喷洒到田间新移栽的黄瓜叶片上，每隔15天喷洒一次，不使用任何化学杀菌剂和追肥，相邻地块以喷化学农药和追施化肥的常规管理作对照。试验按随机区组排列，重复3次，使用4次后调查结果如表2，组合物显著促进作物生长，并获得了高达22％的增产效果。
表2组合物促进黄瓜生长和增产效果的比较
| 项目 | 节间数 | 产量(公斤/小区) |
| 对照 | 9a1 | 474a |
| 组合物A | 11b | 578b |
注1：同列数字后不同字母表示处理和对照的显著差异
实例3.组合物在控制桃树黄化病上的效果
取组合物A加水稀释400倍，叶面喷雾缺铁黄化的桃树，每隔15天喷洒一次，不使用任何化学农药和追肥，以常规管理作对照。处理和对照各5株，重复3次。使用3次后调查结果如表3。
表3组合物在控制桃树黄化病上的效果
| 处理 | 效果 |
| 组合物A | 喷一次后黄化叶叶脉转绿，喷3次后叶片转绿 |
| 对照 | 全株叶片黄化，严重的叶片小而且变白 |
实例4.组合物防治蚜虫的效果
取发生蚜虫危害的黄瓜作组合物防治蚜虫试验。处理取组合物B稀释200倍，以化学杀虫剂吡虫琳作对比，间隔7天喷施一次，处理前和施药2次后的第二天随机抽取100片叶调查瓢虫和蚜虫的数量，组合物B能有效防治蚜虫但不伤害蚜虫的天敌瓢虫，吡虫琳能更为有效地防治蚜虫但也同时杀灭了蚜虫的天敌瓢虫。
表4、组合物防治蚜虫的效果
注1：同列数字后不同字母表示处理和对照的显著差异
实例5.组合物防治植物白粉病的效果
以发生白粉病的黄瓜作白粉病防治试验，取组合物D加水按表5稀释，以常规管理的化学杀菌剂戊唑醇悬浮剂(430克/升，拜耳作物科学(中国)有限公司)作对照，每个处理各50株按随机区组设计，重复4次。每隔3天喷洒一次，连续喷3次后，第一次和第三次施用后2天调查病情指数，结果如表5，组合物D在3种不同稀释倍数下都对黄瓜白粉病有非常显著的防治效果。
表5组合物D防治植物白粉病的效果
| 处理 | 施用一次后病情指数1 | 施用三次后病情指数 |
| 稀释500倍液 | 4.11c2 | 1.15b |
| 稀释300倍液 | 2.93b | 0.55ab |
| 稀释100倍液 | 1.25ab | 0.32a |
| 戊唑醇(a.i.129g/kg) | 0.77a | 0.72ab |
| 清水对照 | 5.32d | 7.52c |
注：1病情指数的调查按中国农业部农药检定所制定的田间试验方法进行；2同列数字后不同字母表示处理和对照的显著差异。
实例6.组合物防治植物霜霉病的效果
以发生霜霉病的黄瓜作效果试验，分别取组合物A和组合物B加水稀释300倍，以常规管理的化学杀菌剂甲霜灵作对照，两个处理和对照各30株按随机区组设计，重复3次。每隔3天喷洒一次，喷3次后调查结果如表6，化学杀菌剂甲霜灵，组合物A和B都对黄瓜霜霉病有非常显著的防治效果。
表6组合物防治植物霜霉病的效果
| 处理 | 处理前发病率％ | 处理后发病率％ |
| 组合物A | 36.1a1 | 1.2a |
| 组合物B | 37.5a | 0.8a |
| 甲霜灵 | 41.2a | 1.5a |
注：1同列数字后不同字母表示处理和对照的显著差异
实例7相对湿度对组合物防治植物病害的影响
以在温室大棚种植的黄瓜进行试验，以发生白粉病的黄瓜作药效试验，取组合物A和组合物D加水稀释300倍，以常规管理的化学杀菌剂戊唑醇悬浮剂(430克/升，拜耳作物科学(中国)有限公司)作对照，每个处理各50株按随机区组设计，重复4次。分成2组分别在相对湿度为95％和50％的环境中试验，每隔3天喷洒一次，连续喷3次后第7天调查病情指数，结果如表7，组合物D在相对湿度达到95％时失去对黄瓜白粉病的防治效果，但在相对湿度为50％时对黄瓜白粉病有非常显著的防治效果。
表7组合物A和组合物D防治植物白粉病的效果
| 处理 | 施药7天后病情指数1(相对湿度95％) | 施药7天后病情指数(相对湿度50％) |
| 组合物A | 17.01bc2 | 1.05ab |
| 组合物D | 12.50b | 0.65a |
| 戊唑醇(a.i.129g/kg) | 7.78a | 1.44b |
| 清水对照 | 15.50bc | 11.52c |
注：1病情指数的调查按中国农业部农药检定所制定的田间试验方法进行；2同列数字后不同字母表示处理和对照的显著差异。
实例8组合物杀灭蚊虫孓孓的效果
取含有蚊虫孓孓的水液测试组合物C杀灭孓孓的效果。取组合物C100毫升加入到10升含有蚊虫孓孓的水液中，以含有孓孓的10升水液中加100毫升清水作对照，3天后调查孓孓的数量，试验共安排5个重复。组合物显著有效地杀灭了蚊虫的幼虫孓孓。
表8组合物杀灭蚊虫孓孓的效果
| 处理 | 处理前孓孓数(个) | 处理后孓孓数(个) |
| 组合物C | 35.6a1 | 0.0a |
| 对照 | 32.8a | 32.4b |
注：1同列数字后不同字母表示处理和对照的显著差异
本发明所述的实施例和实施方案仅仅是为了说明目的，本领域的技术人员可以根据这些实例和方案作各种改进和变换，这些都不超出本申请的精神和范围以及所要保护的权利要求的范围。本领域的技术人员也可以取用本发明的组合物或组合物成分与化学的或生物的杀虫剂，杀菌剂或植物生长调节剂混合使用，这些都不超出本申请的精神和范围以及所要保护的权利要求的范围。
Claims (10)
1.一种脂肪酸及其衍生物的组合物，其特征在于该方法包括下述步骤：
1)选用含有0.01-99.9999％的一种或多种下式的脂肪酸、它们的酯、它们的盐或衍生物或它们的混合物：
和/或
式中X是H，C1-C31烷基或烯基，2-羟基乙基，2-羟基丙基或这些基团的组合，更为优选的是短链的C1-C4烷基或烯基；
Y是H，C1-C4烷基或烯基，金属或非金属元素或基团，或这些基团的组合；
Z是H，OH，C1-C4烷基或烯基，烷氧基化的衍生物，金属或非金属元素或基团，或这些基团的组合；
2)将步骤1)所述脂肪酸、它们的酯、它们的盐或衍生物或它们的混合物与下述任意一种或多种成分在施用到目标部位前或在施用到目标部位时任意组合，一种阴离子硫酸盐或磺酸盐表面活性剂，一种或多种香料，一种或多种糖，一种或多种无机或有机化合物以及一种或多种高分子聚合物按0.1-95％混合制成的具有促进植物生长，增强植物抗性，并防治植物病害和虫害，以及用于杀灭或驱避危害人畜的卫生害虫的组合物。
2.如权利要求1所述的脂肪酸、它们的酯、它们的盐或衍生物，其特征在于，所述的脂肪酸、它们的酯、它们的盐或衍生物包括但不局限于：从C1到C31的饱和或不饱和的脂肪酸、它们的酯、它们的盐或衍生物，更为优选的是C1-C4的短链脂肪酸、它们的酯、它们的盐或衍生物，例如乙酸，丁酸，乙酸乙烯酯等。
3.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述的糖包含但不局限于单糖，双糖和低聚糖例如葡萄糖，蔗糖，壳聚糖，海藻糖等，更为优选的是低聚糖。
4.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述的组合物的pH值为1.5-9.0，更为优选的是2.0-5.7，最为优选的是2.0-3.3。
5.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述的化合物包括但不局限于：含有钙，镁，硅，钾，硼，铝，锰，锌，铁，铜和/或钠的无机或有机盐，例如硫酸盐，盐酸盐，磷酸盐，硝酸盐，碳酸盐，硅酸盐，水杨酸盐等。
6.如权利要求1所述的香料，其特征在于，所述的香料包括但不局限于：萜烯类、芳香类、脂肪族类、含氮、含硫、杂环和稠环类以及合成麝香类等，例如异罗勒烯，庚酸烯丙酯，莰烯，香芹酚，β-石竹烯，香茅醇乙酸酯，香茅醇异丁酸酯，香茅基腈，香茅醇丙酸酯，乙酸环己基乙酯，癸醛，γ-甲基紫罗兰酮，乙酸香叶酯，甲酸香叶酯，异丁酸香叶酯，香叶酯基腈，d-柠檬烯，乙酸里钠酯，乙酸薄荷酯，甲基胡椒酚，甲基壬基乙醛，橙花醇乙酸酯，乙酸壬酯，壬醛，萜品油烯，乙酸萜品酯等；更优选的是脂肪族类的香料。
7.如权利要求1所述的植物病虫害和卫生害虫，其特征在于，所述的植物病害包括但不局限于：由真菌，细菌，病毒，类病毒或线虫引起的病理性植物病害或由缺氮，磷，钾，钙，镁，硫，铁，锌，锰，硼等营养元素引起的生理性植物病害，由咀嚼式口器或刺吸性口器的害虫引起的植物虫害和危害人畜的卫生害虫包括但不局限于蚊虫，蝇，螨等。
8.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述的组合物施用到目标部位包括但不局限于病原菌、害虫或它们的栖生地，植物的叶、根、茎、果实、种子，或植物生长或存放的环境或植物生长或存放需要的环境时，脂肪酸、它们的酯、它们的盐或衍生物作用于促进植物生长，增强植物抗性，防治植物病害和虫害，以及杀灭蚊虫的有效浓度为：C5-C31的长链脂肪酸、它们的酯、它们的盐或衍生物的有效浓度为0.001-0.099％w/v，更优选的有效浓度为0.01-0.049％w/v；C1-C4的短链脂肪酸、它们的酯、它们的盐或衍生物的有效浓度为0.001-25％w/v，更优选的有效浓度为0.01-0.5％w/v。
9.如权利要求1所述的组合物，其施用方法的特征在于，所述的组合物以喷洒或浇灌的方式施用到目标部位时，优选的施用时间为每隔1-5天施用一次，连续施用2-5次，更为优选的是每隔3天施用一次，10天内连续施用3次。
10.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述的制成组合物施用到目标部位时，目标部位所处环境的相对湿度应≤90％，更为优选的目标部位所处环境的相对湿度为45-65％。
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