CN114557349B - 一种包含异丙甲草胺的复合除草剂及其在抑制杂草生长中的应用 - Google Patents

一种包含异丙甲草胺的复合除草剂及其在抑制杂草生长中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种包含异丙甲草胺的复合除草剂及其在抑制杂草生长中的应用，所述复合除草剂中，除草剂为异丙甲草胺，除草剂增效剂为邻苯二甲醛或2,3‑二羟基苯甲醛。邻苯二甲醛或2,3‑二羟基苯甲醛这两种化合物对异丙甲草胺具有显著的增效效果，其复配的复合除草剂除草效果好，可降低除草剂异丙甲草胺的使用剂量，减少这种除草剂对环境的影响，降低杂草对异丙甲草胺产生抗药性的风险，还可降低药剂的成本。所述复合除草剂配方简单，成本低，除草效果优异，可广泛用于抑制反枝苋、醴肠、稗、马唐、牛筋草和香附子等杂草的生长。

Description

一种包含异丙甲草胺的复合除草剂及其在抑制杂草生长中的应用
技术领域
本发明涉及除草剂技术领域，尤其涉及一种包含异丙甲草胺的复合除草剂及其在抑制杂草生长中的应用。
背景技术
杂草作为三大农业有害生物之一，容易导致农产品产量以及品质的降低，严重时甚至导致颗粒无收。因此，在农业生产中一直关注除草技术。目前，随着技术的飞速发展，化学除草剂快速发展，利用化学除草剂防除农田杂草已成为现代农业生产中必不可少的技术措施之一。目前已开发出多种不同的化学除草剂，但是单一除草剂的除草性能有限，逐渐发展出由多种除草剂混合使用的除草剂组合物，用以提高除草剂的除草效果。除草剂的混合施用是通过将不同作用机制的除草剂进行混用以实现提高除草效果、延缓杂草对除草剂抗药性的形成以及扩大杀草谱等目的；添加增效剂的方式是通过在除草剂制剂中添加具有增效效果的化合物来提高该除草剂的除草效果。
异丙甲草胺（Metolachlor）是一种酰胺类除草剂，被广泛用于运用于旱地作物、蔬菜作物和果园、苗圃，可防除牛筋草、马唐、狗尾草、棉草等一年生禾本科杂草以及苋菜、马齿苋等阔叶杂草和碎米莎草、油莎草。因其具有高效、低毒、安全等优势，被广泛使用。进一步提高异丙甲草胺的除草性能对与我国除草剂事业的健康发展以及保障我国的粮食安全具有重要的意义。但是，目前还没有对异丙甲草胺具有显著增效作用的除草增效剂。
因此，现有技术有待进一步改进。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种包含异丙甲草胺的复合除草剂及其应用，该复合除草剂以邻苯二甲醛和2,3-二羟基苯甲醛作为除草剂增效剂，该增效剂通过协同配合有效提高异丙甲草胺的除草活性。
申请人通过大量实验和探索首次发现邻苯二甲醛或2,3-二羟基苯甲醛这两种化合物不仅单独使用具有良好的除草活性，能够有效抑制反枝苋、醴肠、稗、马唐、牛筋草和香附子幼苗根茎的生长，并在盆栽茎叶处理条件下，对反枝苋具有不同程度的除草效果，而且其作为除草剂增效剂使用对异丙甲草胺表现出较高的增效活性。因此，可将邻苯二甲醛或2,3-二羟基苯甲醛作为除草剂增效剂与异丙甲草胺搭配使用，在提高除草活性的同时，还能降低除草剂成本。
为此，本发明提供以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种包含异丙甲草胺的复合除草剂，其包括以异丙甲草胺作为主要成分的除草剂和除草剂增效剂。
在此基础上，为了延长除草剂增效剂的持效期，可在增效剂中添加载体、抗氧化剂或其他助剂。
进一步地，所述包含异丙甲草胺的复合除草剂中，除草剂增效剂为邻苯二甲醛。
优选地，邻苯二甲醛的浓度范围为1.5625 mg/L~12.5 mg/L，异丙甲草胺的浓度范围为0.8 mg/L~100.0 mg/L。
实验发现，邻苯二甲醛对异丙甲草胺具有增效作用。实验证明，邻苯二甲醛的0mg/L、1.5625 mg/L、3.125 mg/L、6.25 mg/L和12.5 mg/L浓度与异丙甲草胺0 mg/L、0.8mg/L、4.0 mg/L、20.0 mg/L和100.0 mg/L浓度相互混配，显示出良好的增效作用。
优选地，所述复合除草剂中，异丙甲草胺与邻苯二甲醛的质量比为（8~185）:1。在此范围内，邻苯二甲醛对异丙甲草胺的增效效果较好。优选地，异丙甲草胺与邻苯二甲醛的质量比为171:1；这种比例条件下，可获得更好的增效效果，对反枝苋幼苗胚轴和胚根的共毒系数分别为166.09和143.22，这说明这两种化合物具有很好的协同增效效果。
优选地，所述复合除草剂中，异丙甲草胺与邻苯二甲醛的质量百分浓度分别为99.4%和0.6%。在这种浓度条件下，复合除草剂的除草效果显著。
另一种优选实施方式中，本发明提供的包含异丙甲草胺的复合除草剂中，其所述除草增效剂为2,3-二羟基苯甲醛。
优选地，2,3-二羟基苯甲醛的浓度范围为3.125 mg /L~25 mg/L，异丙甲草胺的浓度范围为0.8 mg/L~100.0 mg/L。
实验证明，2,3-二羟基苯甲醛0、3.125 mg /L、6.25 mg /L、12.5 mg /L和25 mg /L五个浓度与异丙甲草胺0 mg/L、0.8 mg/L、4.0 mg/L、20.0 mg/L和100.0 mg/L五个浓度相互混配，显示出良好的增效作用。
优选地，所述复合除草剂中，异丙甲草胺与2,3-二羟基苯甲醛的质量比为（1-100）:1。在此范围内，邻苯二甲醛对异丙甲草胺的增效效果较好。进一步优选地，异丙甲草胺与2,3-二羟基苯甲醛的质量比为39.1:1时，其混合物的增效效果显著，其对反枝苋幼苗胚轴和胚根的共毒系数分别为164.06和146.53。
进一步优选地，所述复合除草剂中，异丙甲草胺、2,3-二羟基苯甲醛的质量百分浓度分别为97.5%和2.5%。在这种浓度条件下，该复合除草剂的除草效果最佳。
第二方面，本发明还提供上述的复合除草剂在抑制杂草生长中的应用，其中，所述杂草为反枝苋、醴肠、稗、马唐、牛筋草、香附子等。
本发明具有以下有益效果：
1、首次发现邻苯二甲醛和2,3-二羟基苯甲醛对目前常用的除草剂异丙甲草胺具有显著的增效效果。可通过混配制备复合除草剂，该复合除草剂对反枝苋、醴肠、马唐、稗、牛筋草和香附子六种杂草幼苗胚根（种子根）和胚轴（胚芽鞘）的生长均有明显的抑制活性，具有优异的除草效果。
2、本发明通过对上述化合物的混配浓度及比例的优化，不仅可使邻苯二甲醛或2,3-二羟基苯甲醛对异丙甲草胺的增效效果最大化，并且该增效剂的使用可明显降低除草剂异丙甲草胺的使用剂量，不仅减少这种除草剂对环境的影响，降低杂草对异丙甲草胺产生抗药性的风险；同时，因邻苯二甲醛和2,3-二羟基苯甲醛的价格远低于异丙甲草胺，因此混用还可降低药剂的成本。
附图说明
图1为邻苯二甲醛和2,3-二羟基苯甲醛在盆栽条件下土壤处理对反枝苋的防除效果。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在本发明中，若非特指，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
实验材料和活性测定方法
1. 受体植物种子
以下实施例以反枝苋（ Amaranthus retroflexus）、醴肠（ Edipta prostrata）、稗（ Echinchloaerusgalli）、马唐（ Digitariasanguinalis）、牛筋草（ Eleusineindica）、香附子（ Cyperusrotundus）这6种农田常见杂草为受体植物。其种子采自青岛市即墨区高盛农场及青岛农业大学附近未使用过除草剂的荒地。植物种子于使用前存放于6℃的种子柜中保存、备用。
2. 供试药剂
98%邻苯二甲醛（上海麦克林生化科技有限公司）
2,3-二羟基苯甲醛（上海阿拉丁生化科技股份有限公司）
98%的异丙甲草胺（海利尔药业有限公司）
99%的3,6-二氯吡啶羧酸（Ark Pharm）
3. 药剂处理
⑴测定邻苯二甲醛和2,3-二羟基苯甲醛杀草活性
根据每种杂草的敏感性分别设置了不同的浓度系列，每个系列5个浓度。
⑵等效果线测定
将邻苯二甲醛或2,3-二羟基苯甲醛的五个系列浓度与异丙甲草胺的五个系列浓度相互混配，共设置了25个混合浓度处理。配制前，三种试剂均用二甲基亚砜溶解后配制成高浓度的母液待用。其中，邻苯二甲醛的系列浓度是0 mg/L、1.5625 mg/L、3.125 mg/L、6.25 mg/L和12.5 mg/L；2,3-二羟基苯甲醛的系列浓度是0 mg/L、3.125 mg/L、6.25 mg/L、12.5 mg/L和25 mg/L；异丙甲草胺的系列浓度是0 mg/L、0.8 mg/L、4.0 mg/L、20.0 mg/L和100.0 mg/L。
⑶共毒系数测定
该方法需要分别测定混配组分各单剂及混剂的EC50，并结合各单剂在混剂所占的百分比来计算共毒系数。
设置异丙甲草胺与邻苯二甲醛的混合比例为171:1（二者的重量百分比分别为99.4%和0.6%）。其中异丙甲草胺的系列浓度为0 mg/L、0.688 mg/L、3.44 mg/L、17.2 mg/L和86.0 mg/L，邻苯二甲醛的系列浓度为0 mg/L、1.5625 mg/L、3.125 mg/L、6.25 mg/L和12.5 mg/L，二者混合处理的系列浓度为0 mg/L、0.688 mg/L、3.44 mg/L、17.2 mg/L和86.0mg/L。
设置异丙甲草胺与2,3-二羟基苯甲醛的混合比例为39.1:1（二者的重量百分比分别为97.5%和2.5%）。其中异丙甲草胺单独处理的系列浓度为0 mg/L、0.688 mg/L、3.44 mg/L、17.2 mg/L和86.0 mg/L，2,3-二羟基苯甲醛单独处理的系列浓度为0 mg/L、3.125 mg/L、6.25 mg/L、12.5 mg/L和25.0 mg/L，二者混合物处理的系列浓度为0 mg/L、0.16 mg/L、0.8mg/L、4.0 mg/L和20.0 mg/L。
4.生物活性测定
⑴琼脂法
①供试植物种子的处理
用2%次氯酸钠溶液浸泡反枝苋的种子10-15min后，用蒸馏水洗涤5-6次，然后放置在器皿中流水下冲泡6-8h让其吸水。在清洗干净并用75%酒精消毒的方盘中铺两层厨房用纸，用蒸馏水润湿，将吸水后的反枝苋种子用蒸馏水冲洗数次后均匀摆放在厨房用纸上，上盖后置于25℃的恒温气候培养箱内催芽，待植物幼苗的胚根（种子根）长到3-5 mm时备用。
②含药剂琼脂的配制
吸取邻苯二甲醛（或2,3-二羟基苯甲醛）和异丙甲草胺的母液于0.5%的琼脂溶液中，配制成不同混合浓度的100 ml琼脂基质，然后均匀分注在三个小烧杯中，放置冷凝。以只含有DMSO的琼脂基质为空白对照处理。各处理中DMSO的含量保持一致，其中等效果线法中均为1%，共毒系数法中均为0.5%。
③受试植物幼苗的移栽
选择根长基本一致的植物发芽种子，先在已凝固的琼脂培养基表面用尖嘴镊子插5个小孔，然后将种子的胚根轻轻的插入，每烧杯5粒，重复3次，放置在纸箱内遮光后，在植物生长箱内培养3-4 d。生长箱的设置条件是光照14 h（25℃）和黑暗10 h（20℃）的不断循环，箱内相对湿度为60 %。
④结果测量及数据分析
将各处理的幼苗从烧杯中取出，用游标卡尺测量其胚根和胚芽鞘的长度，计算生长量。用Excel软件对数据进行分析，计算对胚根和胚轴的抑制率及标准误差，用SPSS软件分析各处理的有效中浓度（EC50）。主要计算公式如下：
生长量=处理后的胚根（或胚轴）长－处理前的胚根（或胚轴）长
抑制率（%）=(对照生长量－处理生长量)/对照生长量×100
其中：A为药剂A；B为药剂B；M为药剂A和B的混剂；PA和PB分别为A药剂和B药剂在混剂中所占的百分比。
⑵盆栽法（茎叶处理）
将反枝苋种子播种在蛭石里，待其出苗后定期喷施营养液，培养至4-6片真叶，间苗至相同数量，而后用农业部南京农业机械化研究所生产的3WP-2000型行走式喷雾塔喷洒已配制好的药剂处理溶液，以含有相同含量DMSO和吐温20的水溶液作对照，以喷清水为空白对照，用药液量为667 L/hm2，每个处理重复三次。施药后每天观察幼苗生长情况及受害症状。当长势差异明显时，调查存活株数，测定鲜重和株高，计算株防效、鲜重防效和株高防效。
实施例一 邻苯二甲醛、2,3-二羟基苯甲醛除草活性的测定
1、琼脂法测定
（1）实验方法：
采用前述琼脂法分别测定了邻苯二甲醛和2,3-二羟基苯甲醛对六种主要农田杂草幼苗胚根（种子根）和胚轴（胚芽鞘）生长的抑制效果。
（2）实验结果及分析：
表1邻苯二甲醛和2,3-二羟基苯甲醛抑制杂草幼苗生长的有效中浓度（EC50，mg/L）
从表1的结果可知，邻苯二甲醛和2,3-二羟基苯甲醛对供试的六种杂草（特别是胚根（种子根））的生长均有明显的抑制活性，以对反枝苋、醴肠、稗、马唐的抑制活性最高，对香附子和牛筋草特别是二者胚芽鞘的生长抑制活性相对较低，且两种药剂之间表现出相似的抑制趋势。
2、盆栽法测试
（1）实验方法：采用前述盆栽法通过茎叶处理进一步测定了两种药剂对最敏感的反枝苋的防治效果。
（2）实验结果及分析
表2 邻苯二甲醛和2,3-二羟基苯甲醛在盆栽条件下茎叶处理对反枝苋的防除效果
表2结果显示，邻苯二甲醛和2,3-二羟基苯甲醛茎叶处理对反枝苋的防效与常用除草剂3,6-二氯吡啶羧酸的防效基本相当，在0.2 g/L~5 g/L处理浓度下，邻苯二甲醛、2,3-二羟基苯甲醛和3,6-二氯吡啶羧酸依次对株高的防效分别为7.1%~55.7%、13.1%~51.4%和1.1%~45.6%，对鲜重的防效分别为27.3%~75.0%、32.3%~72.6%和33.4%~71.0%。
实施例二 邻苯二甲醛和异丙甲草胺不同浓度混配的除草效果
1、实验方法：
（1）分别配置邻苯二甲醛（0 mg/L、1.5625 mg/L、3.125 mg/L、6.25 mg/L和12.5mg/L）和异丙甲草胺（0 mg/L、0.8 mg/L、4.0 mg/L、20.0 mg/L和100.0 mg/L）各五个浓度的试剂，并分别将其互相混配，并对混配试剂的除草效果进行测定。
（2）配置复合除草剂：异丙甲草胺与2,3-二羟基苯甲醛的质量比为171:1（两种药剂的质量份数分别为99.4%和0.6%），按照前述药剂处理部分所列的单剂和混剂的系列浓度分别进行处理，求得各自的EC50值，进而通过前述方法计算共毒系数。
2、实验结果：
表3邻苯二甲醛与异丙甲草胺混配对反枝苋幼苗胚轴生长的影响
注：表中数据为抑制率（%）±标准误差。
表4 邻苯二甲醛与异丙甲草胺混配对反枝苋幼苗胚根生长的影响
注：表中数据为抑制率（%）±标准误差。
（1）从表3和表4的结果可知：发现无论是邻苯二甲醛还是异丙甲草胺，在其每个浓度下，对反枝苋胚轴和胚根生长的抑制率均随另一药剂混配浓度的增加而提高，表现出良好的增效效果。
表5 异丙甲草胺与邻苯二甲醛按171:1混配对反枝苋幼苗胚根及胚轴生长的共毒系数
（2）经过对表3和表4数据以及等效果线结果的分析确定其增效的配比范围为，异丙甲草胺与邻苯二甲醛的质量比在8:1~185:1之间。考虑到异丙甲草胺为生产上常用的除草剂，本着混剂以异丙甲草胺为主体、以邻苯二甲醛为增效剂的思路，选择表现出较好增效效果的异丙甲草胺：邻苯二甲醛=171:1的比例进行混合（两种药剂的质量份数分别为99.4%和0.6%），按照前述药剂处理部分所列的单剂和混剂的系列浓度分别进行处理，求得各自的EC50值，进而通过前述的共毒系数计算公式进行计算，测得二者在该比例混用时对反枝苋幼苗胚轴和胚根生长的共毒系数分别为166.09和143.22，明显高于100，表现为增效效果，如表5所示。
实施例三 2,3-二羟基苯甲醛和异丙甲草胺混配的除草活性的测定
1、实验方法
（1）对2,3-二羟基苯甲醛（0、3.125 mg/L、6.25 mg/L、12.5 mg/L和25 mg/L）和异丙甲草胺（0 mg /L、0.8 mg /L、4.0 mg /L、20.0 mg /L和100.0 mg /L）各五个浓度互相混配的除草效果测定。
（2）配置复合除草剂：异丙甲草胺与2,3-二羟基苯甲醛的质量比为39.1:1（两种药剂的质量份数分别为97.5%和2.5%），按照前述药剂处理部分所列的单剂和混剂的系列浓度分别进行处理，求得各自的EC50值，进而通过前述方法计算共毒系数。
2、实验结果及分析：
表6 2,3-二羟基苯甲醛与异丙甲草胺混配对反枝苋幼苗胚轴生长的影响
注：表中数据为抑制率（%）±标准误差。
表7 2,3-二羟基苯甲醛与异丙甲草胺混配对反枝苋幼苗胚根生长的影响
注：表中数据为抑制率（%）±标准误差。
（1）从表6和表7的结果可知，发现无论是2,3-二羟基苯甲醛还是异丙甲草胺，在其每个浓度下，对反枝苋胚轴和胚根生长的抑制率均随另一药剂混配浓度的增加而提高，表现出良好的增效效果。
表8 异丙甲草胺与2,3-二羟基苯甲醛按39.1:1混配对反枝苋幼苗胚根及胚轴生长的共毒系数
（2）经过对表6和表7数据以及等效果线结果的分析确定其增效的配比范围为，异丙甲草胺与邻苯二甲醛的质量比在1:1~100:1之间。考虑到异丙甲草胺为生产上常用的除草剂，本着混剂以异丙甲草胺为主体、以2,3-二羟基苯甲醛为增效剂的思路，选择表现出较好增效效果的异丙甲草胺：2,3-二羟基苯甲醛=39.1:1（两种药剂的质量份数分别为97.5%和2.5%），按照前述药剂处理部分所列的单剂和混剂的系列浓度分别进行处理，求得各自的EC50值，进而通过前述的共毒系数计算公式进行计算，测得二者在该比例混用时对反枝苋幼苗胚轴和胚根生长的共毒系数分别为164.06和146.53，明显高于100，表现为一定的增效效果（结果见表8）。

Claims (5)

1.一种包含异丙甲草胺的复合除草剂，其包括作为主要成分的除草剂以及除草剂增效剂，其特征在于，除草剂为异丙甲草胺，所述除草剂增效剂为邻苯二甲醛或2,3-二羟基苯甲醛，异丙甲草胺与邻苯二甲醛的质量比为（8~185）:1，异丙甲草胺与2,3-二羟基苯甲醛的质量比为（1~100）:1。
2.根据权利要求1所述的复合除草剂，其特征在于，邻苯二甲醛的浓度范围为1.5625mg/L~12.5 mg/L，2,3-二羟基苯甲醛的浓度范围为3.125 mg /L~25 mg/L，异丙甲草胺的浓度范围为0.8 mg/L~100.0 mg/L。
3.根据权利要求2所述的复合除草剂，其特征在于，异丙甲草胺与邻苯二甲醛的质量比为171:1。
4.根据权利要求2所述的复合除草剂，其特征在于，异丙甲草胺与2,3-二羟基苯甲醛的质量比为39.1:1。
5.如权利要求1-4中任一项所述的复合除草剂在抑制杂草生长中的应用，其特征在于，所述杂草为反枝苋、醴肠、稗、马唐、牛筋草和香附子。
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