TW202143841A

TW202143841A - 除草劑保護劑

Info

Publication number: TW202143841A
Application number: TW109116420A
Authority: TW
Inventors: 黃雅文; 黃卓君; 李桂俊; 夏凱
Original assignee: 正瀚生技股份有限公司
Priority date: 2020-05-18
Filing date: 2020-05-18
Publication date: 2021-12-01
Also published as: US11882825B2; US20210352893A1; TWI738345B

Abstract

本發明涉及一種除草劑保護劑，包含約1-10 mg/L麩胺酸、約10-100 mg/L脯胺酸，以及約50-200 mg/L γ-胺基丁酸。本發明並涉及一種保護植物免於除草劑傷害的方法。

Description

除草劑保護劑

本發明關於一種除草劑保護劑，特別是一種包含麩胺酸、脯胺酸，以及γ-胺基丁酸(γ-Aminobutyric acid, GABA)的除草劑保護劑。

雜草是作物生產的主要限制因子之一。農田中的雜草可能會與作物競爭土壤水分及養分，降低作物生長速率。某些雜草會分泌一些對作物有害的物質，而產生植物相剋作用(allelopathy)。許多雜草為某些病原菌或昆蟲的寄主，進而促進病蟲害的散佈，危害作物生長。農田中的雜草若生長過旺，容易變成蛇鼠及其他有害動物的藏匿場所，這些有害動物會傷害作物的根部。此外，雜草也會造成作物施肥、修剪、採收等操作的不便。

施用除草劑是管理農田雜草最有效且經濟的方法。根據除草效果，除草劑可分為選擇性除草劑與非選擇性除草劑二類。著名的選擇性除草劑如2’,4’-二氯苯氧乙酸(2’,4’-dichlorophenoxyacetic acid, 2,4-D)這種合成生長素(synthetic auxins)類型的除草劑。2,4-D為一種合成的生長素(Auxin)，其結構與植物內生的天然生長素吲哚乙酸(Indole-3-acetic acid, IAA)相似。2,4-D進入植物體內的量較植物內生的生長素高出許多，且更具持久性而不易消失。高濃度的2,4-D在植物體內會造成荷爾蒙失去平衡，干擾植物正常生長，因此能殺除對2,4-D敏感的闊葉型雜草，有效防止穀類作物田間的雙子葉雜草及闊葉性雜草的生長。

合成生長素類型的除草劑雖然具有選擇性的除草效果，但會因為霧滴揮發與漂移、土壤殘留、混用不當、器具汙染、誤用、異常不良的環境條件等原因而產生非選擇性藥害，影響作物生長，間接造成作物生產量的下降。為降低除草劑對作物的傷害，並提升除草劑對雜草的選擇性，本發明提供一種除草劑保護劑，以調節作物在除草劑逆境下的不良反應。

於一方面，本發明涉及一種除草劑保護劑，包含約1-10 mg/L麩胺酸、約10-100 mg/L脯胺酸，以及約50-200 mg/L γ-胺基丁酸。

於另一方面，本發明涉及一種保護植物免於除草劑傷害的方法，包含將一除草劑保護劑施用於一植物上，該除草劑保護劑包含約1-10 mg/L麩胺酸、約10-100 mg/L脯胺酸，以及約50-200 mg/L γ-胺基丁酸。

本發明係以下面的實施例及圖式予以示範闡明，但本發明不受下述實施例所限制。

本案申請人意外地發現，將包含外源性麩胺酸、脯胺酸，以及γ-胺基丁酸(GABA)之組合物與除草劑一同施用於一植物時，可明顯降低除草劑對非目標植物的傷害，減緩作物於施用除草劑後生長勢受抑制的情形。

因此，本發明提供一種除草劑保護劑，包含約1-10 mg/L麩胺酸、約10-100 mg/L脯胺酸，以及約50-200 mg/L γ-胺基丁酸(GABA)。

於某些具體實施例中，麩胺酸的濃度為約1-10 mg/L，較佳包括但不限於約1、約2、約3、約4、約5、約6、約7、約8、約9、約10，或為約1-10 mg/L任一濃度，不限為整數之濃度，例如，但不限於約3.86 mg/L、約7.31 mg/L、約9.63 mg/L等；於某些具體實施例中，麩胺酸的濃度為約2.5 mg/L，或約5 mg/L，或約10 mg/L。

於某些具體實施例中，脯胺酸的濃度為約10-100 mg/L，較佳包括但不限於約10、約15、約20、約25、約30、約35、約40、約45、約50、約55、約60、約65、約70、約75、約80、約85、約90、約95、約100，或為約10-100 mg/L任一濃度，不限為整數之濃度，例如，但不限於約26.87 mg/L、約61.42 mg/L、約92.89 mg/L等；於某些實施例中，脯胺酸的濃度為約10 mg/L，或約25 mg/L，或約50 mg/L。

於某些具體實施例中，γ-胺基丁酸(GABA)的濃度為約50-200 mg/L，較佳包括但不限於約50、約60、約70、約80、約90、約100、約110、約120、約130、約140、約150、約160、約170、約180、約190、約200，或為約50-200 mg/L任一濃度，不限為整數之濃度，例如，但不限於約73.65 mg/L、約101.47 mg/L、約128.69 mg/L等；於某些實施例中，γ-胺基丁酸(GABA)的濃度為約50 mg/L，或約100 mg/L，或約200 mg/L。

於某些具體實施例中，本發明之除草劑保護劑可進一步包含約0.01~1% (v/v)界面活性劑。在其他實施例中，本發明之除草劑保護劑可以不包含界面活性劑。

於某些具體實施例中，該界面活性劑包括但不限於陽離子介面活性劑、陰離子介面活性劑、兩性離子介面活性劑、非離子介面活性劑，較佳包括但不限於，Tween 20、Tween 40、Tween 60、Tween 65、Tween 80、Tween 85、Laureth-4、Ceteth-2、Ceteth-20、Steareth-2、PEG40、PEG100、PEG150、PEG200、PEG600、Span 20、Span 40、Span 60、Span 65、Span 80。

於某些具體實施例中，界面活性劑的濃度為約0.01~1% (v/v) ，較佳包括但不限於約0.01、約0.02、約0.03、約0.04、約0.05、約0.06、約0.0.7、約0.08、約0.09、約0.1、約0.2、約0.3、約0.4、約0.5、約0.6、約0.7、約0.8、約0.9、約1% (v/v)；於某些實施例中，界面活性劑的濃度為約0.1%(v/v)。

本發明並提供一種保護植物免於除草劑傷害的方法，包含將一除草劑保護劑施用於一植物上，該除草劑保護劑包含約1-10 mg/L麩胺酸、約10-100 mg/L脯胺酸，以及約50-200 mg/L γ-胺基丁酸。

本發明之除草劑保護劑可與除草劑一起使用，或在植物因除草劑造成損傷後單獨使用。

非本文另有定義，否則用以與本文結合的科學與技術術語應具有本領域普通技術人員通常理解的含義。此外，除非上下文另有要求，單數術語應包括複數，並且複數術語應包括單數。本發明的方法與技術一般可根據本領域已知的常規方法進行。一般而言，本文所描述之用以連結以下技術的命名法，以及生物化學、酵素學、分子及細胞生物學、微生物學、遺傳學與園藝學的技術皆為本領域已知且經常使用者。除非另有說明，本發明的方法與技術一般可根據本領域已知的常規方法進行，且被描述於在本說明書中被引用且討論的各種一般及更具體的參考文獻中。

如本文所用，術語「麩胺酸(glutamic acid)」，又稱2-胺基戊二酸(2-aminopentanedioic acid)，意指具有化學式C₅ H₉ NO₄ 並具有下列化學結構的胺基酸：

或

。

如本文所用，術語「脯胺酸(proline)」，又稱吡咯烷-2-羧酸(Pyrrolidine-2-carboxylic acid)，意指具有化學式C₅ H₉ NO₂ 並具有下列化學結構的胺基酸：

或

。

如本文所用，術語「γ-胺基丁酸(γ-Aminobutyric acid, GABA)」，又稱4-胺基丁酸(4-aminobutanoic acid)或胺酪酸，意指具有化學式C₄ H₉ NO₂ 並具有下列化學結構的非蛋白質胺基酸(non-protein amino acid)：

。

如本文所用，術語「合成生長素類型的除草劑」意指以類似於天然生長素(auxin)結構的人工合成生長調節劑為活性成分的除草劑。合成生長素類型的除草劑的作用機制係透過人工合成的生長素迅速傳導到目標植物的各個部位，干擾目標植物細胞內荷爾蒙平衡及蛋白質合成之調控，抑制目標植物細胞伸長及分裂；當傳到生長點時，會造成生長點停止生長，幼葉不能展開，抑制光合作用的進行；當傳導到莖部時，會造成細胞異常分裂，根莖膨大，喪失吸收能力，當形成層膨大成團狀物時，韌皮部壞死，堵塞篩管，營養吸收受阻，進而造成植物死亡。

如本文所用，術語「除草劑傷害」意指除草劑造成非目標植物的葉片細窄、地上部瘦長、根系變小，使非目標植物的地上部生長比例大於地下部，降低根莖重量比，失去原有正常植株的矮壯型態，植株頭重腳輕而容易產生倒伏現象，植株倒伏會影響後期生長發育，最終影響產量。

如本文所用，術語「保護植物免於除草劑傷害」意指在除草劑(特別是合成生長素類型的除草劑)的存在下，非除草劑目標的植物受除草劑影響生長的情況減緩，趨於該植物在沒有除草劑存在下的生長型態。於某些具體實施例中，保護植物免於除草劑傷害係指，在除草劑存在的情況下，相較於未處理本發明之除草劑保護劑的植物，處理本發明之除草劑保護劑的植物，包含但不限於，葉片寬度較寬、根系生長較佳、根部乾重較重、根莖重量比較高。

如本文所用，術語「界面活性劑」意指化學簡式為RCOOM的分子，其中R表示長鏈烷基，M表示鹼基，亦即一個分子中同時含有長鏈烷基(例如，但不限於，脂肪酸)的親油基，以及可讓油性物質在水中分散或溶解的親水基之化學分子。本文所述之界面活性劑包括但不限於陽離子介面活性劑、陰離子介面活性劑、兩性離子介面活性劑、非離子介面活性劑，例如，但不限於，Tween系列、Laureth系列、Ceteth系列、Steareth系列、PEG系列、Span系列的介面活性劑。

本文所使用的「約」、「大約」或「近乎」一詞實質上代表所述之數值或範圍位於20%以內，較佳為於10%以內，以及更佳者為於5%以內。於本文所提供之數字化的量為近似值，意旨若術語「約」、「大約」或「近乎」沒有被使用時亦可被推得。

如本文所用，冠詞「一」、「一個」以及「任何」是指一個或多於一個(即至少一個)的物品的文法物品。例如，「一個元件」意指一個元件或多於一個元件。

本發明通過下列的實施例進一步說明，其提供了用於示範而非限制的目的。根據本發明公開內容，本領域中的技術人員應當理解，許多變化可以在所公開的特定具體實施例中產生，且仍然獲得相同或類似的結果而不脫離本發明的精神和範圍。

實施例

實施例 1 以本發明之除草劑保護劑降低除草劑對玉米生長抑制的影響

1. 試驗植物準備

以玉米(玉美珍，Zea mays ‘White Pearl’)為試驗材料。將玉米種子播種於含有介質(泥炭土：珍珠石 = 3：1)的盆栽中備用。

2. 試驗植物處理方法

以Salvo®除草劑(為一種2,4-D除草劑；Loveland Products公司，科羅拉多州，美國)作為玉米萌發前的除草劑。於本實施例中，分別使用低濃度[4.8美式液量盎司(fluid ounces, fl. oz.)/英畝(acre)，相當於約0.0351 ml/m² ]以及高濃度(9.6 fl. oz./acre，相當於約0.0702 ml/m² )的Salvo®除草劑，結合不同配方比例的本發明之除草劑保護劑一起施用。對照組則以蒸餾水處理。以土面噴溼方式施用於上述含有尚未發芽的玉米種子的盆栽中。試驗期間共施用1次。植物每週澆水2次，於施用除草劑後14天進行植物分析。各組植物施用的試劑如下表1所示。

表1 本實施例中各組植物施用的試劑成分

組別	Salvo®除草劑 (fl. oz./acre)	麩胺酸 (mg/L)	脯胺酸 (mg/L)	γ-胺基丁酸 (mg/L)
對照組	0	0	0	0
處理組a-0：低劑量除草劑	4.8	0	0	0
處理組a-1：低劑量除草劑＋配方1	4.8	2.5	10	50
處理組a-2：低劑量除草劑＋配方2	4.8	5	25	100
處理組a-3：低劑量除草劑＋配方3	4.8	10	50	200
處理組b-0：高劑量除草劑	9.6	0	0	0
處理組b-1：高劑量除草劑＋配方1	9.6	2.5	10	50
處理組b-2：高劑量除草劑＋配方2	9.6	5	25	100
處理組b-3：高劑量除草劑＋配方3	9.6	10	50	200

3. 植物分析方法

I) 地上部分析

針對施用除草劑14天後的玉米植株地上部進行觀察，並測量地上部(包含莖與葉)的鮮重與乾重，每組3重複。另外，以葉面分析儀(WinFOLIA^TM Pro LA2400，Regent Instrument公司，魁北克省，加拿大)分析玉米植株葉片。

II) 地下部分析

針對施用除草劑14天後的玉米植株根部進行型態觀察。另外，將玉米根部組織以50^o C隔夜風乾後，測量根部乾重，每組3重複。

III) 統計方法

每批次測得之數值取3次生物性重複與標準差後，以Student’s T-test分析，並以p ＜0.05視為具有顯著差異。

4. 結果

施用除草劑14天後的玉米植株地上部型態及鮮重統計分別如圖 1 、圖 2 所示。相較於對照組，單獨施用除草劑造成玉米葉片的鮮重稍微下降(處理組a-0、b-0)。而相較於單獨施用4.8 fl. oz./acre除草劑的玉米植株(處理組a-0)，同時施用4.8 fl. oz./acre除草劑與本發明之除草劑保護劑的植株(處理組a-1、a-2、a-3)的地上部具有多出24~30%的鮮重，且具有統計上的顯著差異(p ＜0.01或p ＜0.001)。類似地，相較於僅施用9.6 fl. oz./acre除草劑的玉米植株(處理組b-0)，同時施用9.6 fl. oz./acre除草劑與本發明之除草劑保護劑的植株(處理組b-1、b-2、b-3)的地上部具有多出17~33%的鮮重，且具有統計上的顯著差異(p ＜0.01或p ＜0.001)。

另外，以葉面分析儀分析玉米植株第三片葉型態的結果，以及第三片葉的長寬比的統計結果，分別如圖 3 及圖 4 所示。相較於對照組，施用除草劑會對玉米的葉片型態產生不良的效應，亦即使玉米植株的第2片葉與第3片葉伸長且葉寬縮窄，葉片的長寬比增加(處理組a-0、b-0)。而相較於僅施用除草劑的玉米植株(處理組a-0、b-0)的葉片，同時施用除草劑與本發明之除草劑保護劑的玉米植株的第三片葉較寬，葉片的長寬比下降，具有統計上的顯著差異(p ＜0.05、p ＜0.01，或p ＜0.001)，較接近未施用除草劑的對照組植株的葉片長寬比。這些結果顯示，本發明之除草劑保護劑可改善因除草劑對作物地上部生長的不良影響。

施用除草劑14天後的玉米植株根部型態及乾重分別如圖 5 、圖 6 所示。相較於對照組，施用除草劑會造成玉米的根部生長減緩(如圖5所示，處理組a-0、b-0)、乾重下降(如圖6所示，處理組a-0、b-0)。而相較於僅施用4.8 fl. oz./acre除草劑的玉米植株(處理組a-0)根部，同時施用4.8 fl. oz./acre除草劑與本發明之除草劑保護劑的玉米植株(處理組a-1、a-2、a-3)根部生長則明顯增加(如圖5所示)、具有多出8~22%的乾重(如圖6所示)，且具有統計上的顯著差異(p ＜0.05)。類似地，相較於僅施用9.6 fl. oz./acre除草劑的玉米植株(處理組b-0)根部，同時施用9.6 fl. oz./acre除草劑與本發明之除草劑保護劑的玉米植株(處理組b-1、b-2、b-3)根部生長則明顯增加(如圖5所示)、具有多出11~21%的乾重(如圖6所示)，且具有統計上的顯著差異(p ＜0.05)。這些結果顯示，本發明之除草劑保護劑可以改善因除草劑對作物地下部生長的不良影響。

將玉米植株根部乾重除以地上部乾重，得到根/莖乾重比，如圖 7 所示。以除草劑處理過的玉米植株的根/莖乾重比(處理組a-0、b-0)明顯低於對照組，顯示除草劑造成玉米植株失去原有的矮壯型態，植株頭重腳輕容易有倒伏現象，進而影響後期生長發育及產量。而同時施用除草劑與本發明之除草劑保護劑的玉米植株的根/莖乾重比(處理組a-1、a-2、a-3、b-1、b-2、b-3)則較單獨施用除草劑的玉米植株的根/莖乾重比(處理組a-0、b-0)高，且具有統計上的顯著差異(p ＜0.05)。上述結果顯示，本發明之除草劑保護劑可以降低除草劑造成非目標植物的地上部生長比例大於地下部的情形，使植株趨於正常的矮壯型態，而不容易產生倒伏現象。

上列詳細說明係針對本發明之一可行實施例之具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。

綜上所述，本案所揭露之技術特徵已充分符合新穎性及進步性之法定發明專利要件，爰依法提出申請，懇請　貴局核准本件發明專利申請案，以勵發明，至感德便。

圖 1 所示為施用除草劑14天後的玉米植株的地上部型態。

圖 2 所示為施用除草劑14天後的玉米植株的地上部鮮重的統計結果。**表示p ＜0.01，***表示p ＜0.001。

圖 3 所示為施用除草劑14天後的玉米植株的第三片葉型態。

圖 4 所示為施用除草劑14天後的玉米植株的第三片葉的長寬比的統計結果。*表示p ＜0.05，**表示p ＜0.01，***表示p ＜0.001。

圖 5 所示為施用除草劑14天後的玉米植株的根部型態。

圖 6 所示為施用除草劑14天後的玉米植株的根部乾重的統計結果。*表示p ＜0.05。

圖 7 所示為施用除草劑14天後的玉米植株的根/莖乾重比的統計結果。*表示p ＜0.05。

Claims

一種除草劑保護劑，包含約1-10 mg/L麩胺酸、約10-100 mg/L脯胺酸，以及約50-200 mg/L γ-胺基丁酸。
如請求項1之除草劑保護劑，進一步包含0.01~1% (v/v) 介面活性劑。
一種保護植物免於除草劑傷害的方法，包含將一除草劑保護劑施用於一植物上，該除草劑保護劑包含約1-10 mg/L麩胺酸、約10-100 mg/L脯胺酸，以及約50-200 mg/L γ-胺基丁酸。
如請求項3所述之方法，其中該除草劑保護劑係以土壤澆灌的方式施用於該植物。
如請求項3所述之方法，其中該除草劑保護劑進一步包含0.01~1% (v/v) 介面活性劑。
如請求項5所述之方法，其中該除草劑保護劑係施用於該植物的葉面。