CN1139322C - 对环境安全的农药和植物生长促进剂 - Google Patents

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Abstract

一种基本上对环境安全的农药，它含有约3-10重量%表面活性剂，约1-5重量%碱金属硅酸盐，约5-25重量%矿物油，以及其余是水。该农药还可含有约0-30重量%一种或多种添加物，其中这一种或多种添加物中没有一种本身是农药。较佳地，这一种或多种添加物是约1-10重量%植物提取物，约0.2-5重量%鱼提取物，或它们的组合。植物提取物和鱼提取物用于抵消其他物质的植物毒性和促进植物生长。农药的其余部分基本上是水。

Description

对环境安全的农药和植物生长促进剂
背景
本发明涉及对环境基本上安全而且对大型动物基本上无毒的农药。
农业和园艺业的产量受许多因素和条件的限制。在影响植物产量的因素和条件中有昆虫、真菌和不最满意的土壤。
各种不同的人造组合物已经被用于农业和园艺业，以防治破坏性的昆虫和真菌。此外，还使用大量的组合物以提高不最满意的土壤的状况，从而促进植物的生长。
以前已知的农药具有各种问题。这些组合物中的许多种类除了对昆虫或真菌有毒性之外，对包括人在内的大型动物也有毒性。此外，许多作为农药的组合物会在环境中累积到认为不安全的水平。此外，已发现，许多这些组合物会污染天然的饮水源。
这些问题已导致政府禁止使用许多农药，其中包括滴滴涕、氯丹、林丹、艾氏剂、七氯、狄氏剂和灭蚁灵。其他的组合物尽管仍在使用，但是存在不同程度有害的毒性。
除了有害的毒性之外，目前已知的农药还有其他问题。它们对于生产而言常常复杂和昂贵，而且许多还有不利的储存要求。此外，一般需要施用多种农药才能获得对各种不同病虫害令人满意的防治。需要避免在数次单独的施用(一次一种)中施用数种农药的劳力成本。
因此，具有一种对广谱病虫害有活性而且对大型动物基本上无毒且对环境安全的组合物是有利的。此外，该组合物还能作为植物生长促进剂也是有利的。而这种组合物的生产和使用应以方便和价廉为理想。
概要
本发明涉及一种符合这些要求的农药。该农药含有约3-10重量％表面活性剂，较佳地是非离子型表面活性剂，约1-5重量％碱金属硅酸盐，较佳地是硅酸钠，以及约5-25重量％矿物油，较佳地是轻矿物油。它可任选地含有约0-30重量％一种或多种添加物，其中这一种或多种添加物中没有一种本身是农药。农药的其余部分是水。
优先地，一种或多种添加物包括植物生长促进剂，如约1-10重量％植物提取物、约0.2-5重量％鱼提取物以及它们的组合。
本发明的农药可用水，以水和农药之比为约0∶1至50∶1，较佳地水和农药之比为约2∶1至10∶1之间进行稀释。
本发明还涉及一种防治病虫害的方法，它包括，将有效量的本发明农药施用于病虫害或施用于含有或可能含有病虫害的表面、植物或土壤。
附图
本专利申请含有至少一张彩色照片。根据请求，在付了必要的费用之后，该专利及彩色照片的复印件可由专利商标局(Patent and Trademark office)提供。
结合下列的描述、所附的权利要求和附图，可更好地理解本发明的特征、方面和优点。附图有：
图1A和1B分别显示了放大了约20-25倍的在施用本发明的农药之前的粉蚧的顶视图和底视图；
图1C和1D分别显示了放大了约20-25倍的对图1A和1B的粉蚧施用本发明的农药10分钟之后的顶视图和底视图；
图1E和1F分别显示了放大了约20-25倍的对图1A和1B的粉蚧施用本发明的农药20分钟之后的顶视图和底视图；
图1G和1H分别显示了放大了约20-25倍的对图1A和1B的粉蚧施用本发明的农药30分钟之后的顶视图和底视图.
描述
本发明涉及含有数种物质的农药。出于各种目的，已经将各种物质或化学上相关的物质，如乳化剂、分散剂或载体，加入到农药组合物中。在本领域中还已知将某些物质或化学上相关的物质合并到含有至少一种添加物(其具体为用作农药)的组合物中。然而，我们发现，当构成本发明的数种物质以特定的相对比例混合时，其本身可作为有增效作用的农药，而不必含有单独的农药物质。结果是，构成本发明的数种物质可有利地形成一种农药，其制造方便而价廉，易于施用而且对环境安全。此外，在一个例子中，除了作为农药之外，本发明还可有利地作为植物生长促进剂。
如此处所用，“农药”指表现出杀昆虫或杀真菌性能或两种性能的组合物。如此处所用，术语“杀虫剂”指基本上使昆虫无害或杀死昆虫的组合物。如此处所用，“杀菌剂”指基本上使昆虫无害或杀死真菌的组合物。
如此处所指的“昆虫”为节肢动物门的动物或与节肢动物门有关的动物。该术语包括(但并不限于)同翅目(Homoptera)，鞘翅目(Coleoptera)，鳞翅目(Lepidoptera)，双翅目(Diptera)，原尾目(Protura)，缨翅目(Thysanoptera)，直翅目(Orthoptera)，等翅目(Isoptera)，革翅目(Dermptera)，食毛目(Mallophaga)，虱目(Anoplura)，半翅目(Hemiptera)和膜翅目(Hymenoptera)目的软体和硬体动物。
如此处所用的术语“真菌”为一组包括霉菌(mold)、伞菌(mushroom)和霉菌(mildew)的生物体。其例子包括(但并不限于)：叶斑病、根腐病、黑斑病、褐腐病、炭疸病、葡萄孢属、猝倒病、霜霉病、白粉病、桃缩叶病、黄萎病、镰刀菌萎焉病、锈病病菌、pithium和黄麻苗枯病。
如此处所用的术语“植物生长促进剂”指可明显提高植物生长的速度高于无此物质时的速度的物质。
据本发明的一个例子所提供的农药，它含有少数体积比或重量比处于具体范围内的可轻易获得的物质。当复配时，可增效而得对环境安全的农药，而且这种农药还起植物生长促进剂的作用。
本发明的农药含有至少3种物质：表面活性剂、硅酸盐和矿物油。此外，农药可含有一种或多种物质，这一种或多种物质中没有一种本身是农药。农药的其余部分是水。较佳地，一种或多种物质是植物提取物、鱼提取物或两者。
表面活性剂是一类当以较低浓度存在时，能够减少液体的表面张力的材料。表面活性剂可以是离子型、阴离子型或非离子型。在本发明中，以非离子型表面活性剂为优。尽管大量不同的非离子型表面活性剂是本领域技术人员已知的，而且适合加入本发明的农药中，但是特优的是伯醇烷氧化物(alkoxylate)。这种表面活性剂烷氧基聚乙烯氧聚丙烯氧乙醇(alkyloxypolyethyleneoxypolypropyleneoxyethanol)的商品名为Triton TM XL-80N表面活性剂，可从Union Carbide Corp.，Houston，TX得到。
本发明的农药还含有碱金属硅酸盐。它以硅酸钠较佳。较佳地，它包括式为Na2SiO3的硅酸钠。硅酸钠优于其他形式的钠硅酸盐是因为它不会象其他形式的钠硅酸盐如硅酸钠五水合物那样易从大气中吸收水分。而且硅酸钠天然地不含有大量的水分。因此，它是特别有效的钠硅酸盐形式(按重量百分比计)，可与构成本发明的其他物质相组合。硅酸钠可从本领域技术人员已知的各种不同的来源获得，包括商品OxyChem(Niagara Falls，New York)。当使用硅酸钠时，农药的pH应至少约为7.5或更高，而以8.5或更高较佳。
本发明的农药还含有矿物油。矿物油以轻矿物油，如石蜡油较佳。合适的轻矿物油可从Penreco，Karns City，PA或Los Angeles，CA获得，品名为Drakeol 7。
此外，农药还可含有一种或多种物质，其中这一种或多种物质中没有一种本身是农药。这就是说，这一种或多种物质，当单独大量使用时并不表现有实质的农药性能。这一种或多种物质以植物提取物为好。一种合适的植物提取物是从海草制备的，如水解的巨藻(kelp)。一种合适的植物提取物是产品GardenMaxiCrop，可从Maxicrop U.S.A.，Inc.获得。合适的植物提取物的其他来源包括Kelco Co.，Los Angeles，CA和可从Acadian Seaplants Ltd.，Dartmouth，Nova Scotia，Canada获得的产品Acadian Seaplants Seaweed ExtractTM。
本发明的农药还可含有鱼提取物。鱼提取物以基本上可溶于水的粉末或液体较佳。一种合适的鱼提取物来源是产品Neptunes＂Supreme＂，可从Island Seed andFeed，Goleta，Ca获得。
植物提取物和鱼提取物的作用是作为缓冲剂以回避或至少大大降低本发明的农药中其他物质组合的植物毒性。植物提取物的营养性，尤其是与水解鱼的营养性结合时，还可用于通过叶面施用而促进植物的生长。
本发明农药的其余部分是水。尽管水可以是各种来源的水包括过滤水和蒸馏水，但是一般的饮用水是合适的。
根据本发明的一个例子，农药是如下生产的。将约303克TritonTM XL-80N表面活性剂加入至约3,790克水中，并混合。接着，将约126克硅酸钠加入至水和表面活性剂中，并混合。应有足够时间混合，以便让硅酸钠充分溶解。然后，加入约755克轻矿物油，充分混合组分并尽量少引入空气。
形成的组合物是有效的农药。然而，该溶液对各种农业上或园艺上有用的植物品种还有植物毒性。为了抵消该混合物的植物毒性，加入约210克植物提取物和39克鱼提取物。这样，最终的农药组合物为约73重量％水，约14.5重量％轻矿物油，约5.8重量％TritonTMXL-80N表面活性剂，约4重量％植物提取物，约2.4重量％硅酸钠和约0.75重量％鱼提取物。
使用本发明的农药担心有植物毒性时，应加入植物提取物。此外，最好还加人鱼提取物。
一旦按本发明制造农药(含或不含植物提取物或鱼提取物)，那么便可以稀释至合适的浓度以供使用，或者可以用更少量的物质(除水之外)来加以生产。例如，将除水之外的1/6量的物质加入水中，以生产出农药。
稀释量取决于农药所用于的植物类型和病虫害类型。因而应先作些试验，以确定合适的稀释量。
稀释液的产生可以通过加水，其中水和农药之比约等于0∶1至50∶1。而稀释度为水和农药之比等于约2∶1至10∶1之间更佳。
构成本发明的农药的物质可以在一定范围的相对比例内存在。表I提供了预稀释物质较好的大致范围(重量百分比)以及最佳的范围。尽管显示的较好范围，但正如本领域的技术人员所领悟的那样，其他范围也是可能的。
                     表I
      以重量百分比表示的预稀释的优选范围
物质 较好的范围 最佳范围
水 45-90 68-76
非离子型表面活性剂 3-10 5-7
硅酸盐粉末 1-5 2-3
矿物油 5-25 16-16
植物提取物 1-10 3-5
鱼提取物 0.2-5 0.2-2
当以使用本发明的农药不必担心植物毒性时，植物提取物和鱼提取物可以被省略。而当用本发明的农药担心有植物毒性时，应加入植物提取物。此外，最好还应加入鱼提取物。植物提取物和鱼提取物都用于抵消植物毒性并提高农药的植物生长促进性能。
本发明的农药以一定的稀释度和一定的施用率进行施用较好。施用率指每一段时间内施用的农药的具体数量。
如果需要，可根据待处理的作物和需要防治的病虫害而稀释全浓度溶液。例如，用于防治蚜虫或防治红叶螨的稀释液是用于防治粉蚧的稀释液的一半。最好在大规模施用之前进行小规模的试验性施用，以确定是否可能发生植物毒性反应。任何明显的植物毒性反应都可通过提高稀释度而降低。
稀释度部分地受施用时的气温而定。气温越高，稀释度应越高。
稀释度和施用率两者都部分地受施用时作物的新生长数量和成熟度的影响。在幼嫩的新叶生长出现之前，在较早季节施用较低的稀释度可使许多病虫害的蛹发育停止，从而不必在以后施用，并且给施用作物以刺激使其对虫害有更大的抗性。
当施用农药时有足够的时间使其在施用表面上干燥，那么可获得最大的效率。对于最佳较果，以充分覆盖所有的叶子、木茎和枝条，包括土壤表面较好。此外，清晨或下午后期至黄昏是较好的施用时间。
作物对于施肥和刺激生长而施用的充分的土壤喷洒液或土壤浸液会作出良好而有力的回应。此外，它们还表现出可减少因干旱和极端温度造成的不利影响。当用作土壤浸液时，以约3-4加仑与100加仑水进行稀释较好。相同的稀释度对于冬眠期喷洒于木质的装饰作物、冬眠果树和绿荫树以及移植协助物上或者作为土壤调节剂也较好。刚好在早春发芽之前，尤其是已发生了或预计会发生多雨潮湿天气时，作为冬眠喷洒的第二次施用较好。
应根据政府的标准和规定穿着保护性的衣服和装备。该配方对环境是安全的且无腐蚀性。因此，是否在对施用设备和衣服进行冲洗或漂洗可自定。
合适的施用例子如下。对于气温约75°F时，对于在季节中期防治蚧(scale)或粉蚧，可将约4.5盎司农药兑1加仑水进行稀释，或者对于更大规模的施用可将约3.5加仑农药兑100加仑水进行稀释。对于在季节早期，在幼嫩的新芽春天生长时防治同样的病虫害，以将约2.5加仑农药兑100加仑水的更大稀释度更好。然后，最好在约5-7天内第二次施用农药。这第二次施用对于防治某些病虫害如桔黄粉虱(因为在靶作物上卵的孵化)则特别好的。
农药是渗透性接触喷洒。对于严重的虫害，可以例如每隔5-7天喷洒一次而完成。对于较轻的虫害，可降低施用的频率。在约3-5周内按规定间隔喷洒组合物可在整个生长季节中维持良好的病虫害防治效果。组合物可以在直至收获季节中安全地使用。
实施例1
急性口服毒性限度试验
单一口服施用剂量的本发明农药对大型动物毒性，进行评估如下：使用5只雄性的和5只雌性的年轻、健康的成年Wistar系大鼠白，每只重约200-300克。给动物随意地喂养水和Purina Rat Chow。在服药之前18-24小时，将动物断食，但是允许其随意地饮水。在服药之后立刻恢复随意的喂养。
单一口服剂量的本发明农药，其组成约为73重量％水、约14.5重量％轻矿物油，约5.8重量％TritonTM XL-80N表面活性剂，约4重量％植物提取物，约2.4重量％硅酸钠和约0.75重量％鱼提取物，用喂养管按5.0克/千克体重给药。将大鼠单独关在笼中，观察死亡或毒性进展症状14天。在试验期结束时，所有的存活的动物都称重并杀死，进行尸体解剖。
该研究的结果总结于表II。在观察期内，所有的测试动物是健康的而且体重增加。对存活的测试动物的尸体解剖揭示，所有的器官都是完好的。没有异常或变色。
                       表II
动物#      性别             体重            剂量      服药剂量*    死亡率
                    最初(g)      最后(g)    (g)       (ml)          天
3009       M        236          251        1.18      1.20          NA
3011       M        240          261        1.20      1.22          NA
3020       M        235          242        1.18      1.20          NA
3021       M        238          255        1.19      1.21          NA
3026       M        236          248        1.18      1.20          NA
X                  237          251        1.19      1.21
范围                190-284
3029       F        234          259        1.17      1.19          NA
3031       F        234          263        1.17      1.19          NA
3033       F        236          261        1.18      1.20          NA
3034       F        236          249        1.18      1.20          NA
3038       F        234          256        1.17      1.19          NA
X                  235          258        1.17      1.19
范围                188-282
*-1毫升重0.9777克。
实施例2
对粉蚧的药效
如下评估本发明组合物对粉蚧的杀虫效率。粉蚧是同翅科的昆虫。同翅科的其他成员包括蚜虫、桔黄粉虱和叶蝉(leafhopper)。
粉蚧有长椭圆形身体，并有发达的腿。粉蚧科(Pseudococcidea)的一类本身包裹蜡质分泌物，这对虫体接触农药有保护作用。
粉蚧通过吮吸植物汁而获取营养。它们咬植物，从而常导致引起真菌感染。除了昆虫本身造成的损害之外，真菌感染也造成植物的严重损害。
图1A至1H显示了施用本发明农药一次所得的效果。其中该农药的组成是73重量％水，约14.5重量％轻矿物油，约5.8重量％TritonTM XL-80N表面活性剂，约4重量％植物提取物，约2.4重量％硅酸钠和约0.75重量％鱼提取物。所有的照片都是在放大20-25倍下拍摄的。图1A和1B分别显示了未处理的粉蚧的顶视图和底视图。未处理的虫的腿大体上是动的。将本发明的稀释农药(约4.5盎司兑1加仑水)直接喷洒在昆虫上一次，使昆虫充分湿润。然后让昆虫浸泡约2分钟，然后取出并置于照相的显微镜下。
图1C和1D分别显示了施用10分钟之后粉蚧的顶视图和底视图。在施用后的第一个10分钟内，昆虫显示出其腿节扩散性的瘫痪，瘫痪从近端开始并扩散至远端。
图1E和1F，以及图1G和1H分别显示了施用20分钟之后和施用30分钟之后粉蚧的顶视图和底视图。可以看出，昆虫的保护性蜡质层基本上被溶解。此外，昆虫身体变得肿胀和变色，并致死亡。
实施例3
对葡萄根瘤蚜的药效
还在下面3个试验中进一步测试本发明组合物对不同生命阶段的葡萄根瘤蚜的药效。根瘤蚜是属于同翅科的一种蚜虫。它主要生存在地下并攻击葡萄树的根。在附着于根之后，昆虫以植物的汁为食。根会在根瘤蚜附着的地方产生瘤，这是有外来物质进入根的证据。真菌通过附着点而侵入植物的现象是常见的。根瘤蚜的繁殖力很高，在一个季节会产生亿计的后代，因而对葡萄生产者造成极大的金钱损失。
A. 对根瘤蚜卵的药效检定
本发明农药对葡萄根瘤蚜卵的药效：用于这些检定的卵是产生1-3天的。将卵按70个一组移至塑料培养皿中直径9厘米的滤纸片上，该滤纸片已先用0.5毫升的蒸馏水湿润过。在本发明的一个例子中，用于该分析的农药的组成是73重量％水，约14.5重量％轻矿物油，约5.8重量％TritonTM XL-80N表面活性剂，约4重量％植物提取物，约2.4重量％硅酸钠和约0.75重量％鱼提取物。在这些测试中包括用蒸馏水的对照。
将含有卵的滤纸用1毫升蒸馏水或1毫升农药湿润。在每个分析中使用3组。用石蜡膜封闭培养皿，放入塑料袋中，置于生长箱的塑料盒中。箱的温度维持在24℃。
在7天后确定卵的死亡率。在分析结束时应估量卵的孵化。如果卵死亡或新孵化的昆虫(爬虫)在完全从卵壳中出来之前便死亡的话，便认为卵因处理而死亡。如果爬虫在出来后不久因滤纸上的农药而死亡的话，则认为孵化的卵从处理中存活了下来。该研究的数据直接列于表III。
                          表III 处理         死亡          存活        总数        死亡率％蒸馏水        0              70           70           0
          1              69           70           1.4
          0              70           70           0农药          70             0            70           100
          70             0            70           100
          70             0            70           100
B. 对根瘤蚜蛹和成虫的药效
本发明的农药对蛹和成虫阶段的根瘤蚜药效：在培养皿箱中，将CabernetSauvignon根片段，每个长4厘米而直径为2-4毫米，用20-30个根瘤蚜卵/根片段进行感染。在3周后，计数每个根片段上小的、中等的和大的蛹和成虫。将根片段浸在蒸馏水或农药中10秒，农药的组成是73重量％水，约14.5重量％轻矿物油，约5.8重量％TritonTM XL-80N表面活性剂，约4重量％植物提取物，约2.4重量％硅酸钠和约0.75重量％鱼提取物。然后让根片段在空气中干燥。
将处理的根置于培养皿中的滤纸上。用石蜡膜封闭培养皿，放入塑料袋中，置于生长箱的塑料盒中。箱的温度维持在24℃。
对于每个分析用4个根片段。在1周后计数存活的动物。该研究的数据直接于表IV。
                             表IV 处理             死亡        存活        总数      死亡率％蒸馏水            2            17           19         10.5
              1            14           15         6.7
              5            16           21         23.8
              1            15           16         6.3农药              15           0            15         100
              19           0            19         100
              15           0            15         100
              16           0            16         100
C. 对根瘤蚜龄虫定居的药效检定
对本发明农药作进一步试验，以确定其对一龄(爬虫)定居的药效。
在培养皿箱中，将Cabernet Sauvignon根片段浸在蒸馏水或农药中，农药的组成是73重量％水，约14.5重量％轻矿物油，约5.8重量％TritonTMXL-80N表面活性剂，约4重量％植物提取物，约2.4重量％硅酸钠和约0.75重量％鱼提取物。然后让根片段在空气中干燥。
将处理的根置于培养皿中的滤纸上。在每个根上放20个卵。用石蜡膜封闭培养皿，放入塑料袋中，置于生长箱的塑料盒中。箱的温度维持在24℃。
对于每个检定用4个根片段。在2周后交叉根片段，并且对存活和顺利进食的存活昆虫进行计数。该研究的数据直接于表V。
                            表V 处理              死亡虫数        存活虫数       总数        死亡率％蒸馏水             6                14              20           30
               4                16              20           20
               8                12              20           40
               4                16              20           20农药               20               0               20           100
               20               0               20           100
               20               0               20           100
               20               0               20           100
尽管本发明是结合某些优选例子相当详细地进行描述的，其他情况也有可能。例如，可含有一种或多种赋予非杀虫性能如颜色和气味的物质。因此，在所附权利要求中的情况和范围不受此处所述的优选例子描述的限制。

Claims (10)

1.一种农药，其特征在于，它包括：
a)3-10重量％表面活性剂，
b)1-5重量％碱金属硅酸盐，
c)5-25重量％矿物油，
d)0.2-30重量％一种或多种添加物，其中这一种或多种添加物中没有一种本身是农药，和
e)其余是水。
2.如权利要求1所述的农药，其特征在于，它含有5-7重量％表面活性剂，2-3重量％碱金属硅酸盐，和13-16重量％矿物油。
3.如权利要求1所述的农药，其特征在于，表面活性剂是非离子型表面活性剂。
4.一种权利要求1所述的农药的稀释液，其特征在于，它含有权利要求1所述的农药和50份之内额外的水，其中水和农药之比为2∶1至50∶1。
5.如权利要求1所述的农药，其特征在于，碱金属硅酸盐是硅酸钠。
6.如权利要求1所述的农药，其特征在于，矿物油是轻矿物油。
7.如权利要求1所述的农药，其特征在于，一种或多种添加物选自下组：1-10重量％植物提取物，0.2-5重量％鱼提取物，以及它们的组合。
8.如权利要求1所述的农药，其特征在于，添加物是海草提取物或是水解的巨藻提取物。
9.一种防治虫害的方法，其特征在于，包括步骤：将有效量的权利要求1所述的农药施用于虫害、出现或可能出现病虫害的表面、植物或土壤。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括选自下组的步骤：按每5-7天一次的固定间隔重复施用步骤以防治虫害，在3-5周内按固定间隔重复施用，以便在生长季节中保持防治虫害，以及上述步骤的组合。
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