一种除草剂及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及农药领域，尤其涉及一种除草剂，具体涉及一种以微生物代谢产物为 有效成分的除草剂，及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 随着化学除草剂在我国的广泛使用，给环境带来的负面影响日益显著。大量施用 化学农药不仅会污染了地下水，而且造成了土地退化。长远的观点来看，长残效除草剂的大 量使用所造成的残毒药害，甚至会导致农作物严重减产。目前全世界已有100余种化学除 草剂在30多个国家被禁用。但此举又带来了新的问题，即反复施用单一品种的除草剂，导 致抗药性杂草种群的形成。根据国际除草剂抗性的调查，至少有66个国家的84种作物中 存在竞争性的抗性杂草，在全球范围已有437个除草剂抗性的案例被证实，包括对一种或 多种化学类别产生抗性的品种。除草剂作用于杂草的25个已知作用位点，已有22个位点 由于抗性而作用减弱，导致了杂草的抗性和交叉抗性没有机理上的阻碍。全球已经发现188 种杂草的324个生物类型对19类化学除草剂产生了抗药性，使得药效降低，用药量增加，成 本提高，也加重了环境污染。
[0003] 利用自然界活体生物所产生的代谢物，研制和开发生物源除草剂，是一个有光明 前景的革命性举措。开发生物源除草剂不仅具有研宄周期短和开发费用低等优点，同时，发 展绿色除草剂可以减少或取代现有化学除草剂的使用量，提高环境保护与粮食安全，符合 农业可持续发展的战略要求。
[0004] 据统计，国外创制一个新除草剂品种需投资一亿美元以上，并耗时10年以上。对 这样一个耗时耗力又有极大风险的领域，国内企业很少愿意涉足。因此，化学除草剂的专 利技术大多掌握在几家大型跨国公司手中。而对于环境更加友好的生物除草剂国外大公 司也未放弃研发，在中国投入人力和物力，收集天然产物活性信息，收购天然产物化合物 库。由于生物农药的开发，仅仅为传统的化学农药开发成本的十分之一。国内外也有许 多研发机构进行了生物源除草剂的开发，早在1970年日本的田村竹松等人发现了第一个 具有除草活性的微生物代谢产物放线菌酮。1972年德国的Zohne研宄组分离的一株链霉 菌（Streptomyces viridichromogenes)产生既抗细菌又抗真菌的抗生素，以后又发现它 有强烈的除草活性，能防治一年生和多年生的农田杂草。该化合物后被命名为双丙氨膦 (Bialaphos)，它是第一个直接开发成商品除草剂的微生物代谢产物。作为一种非选择性内 吸除草剂，它对单子叶植物杂草和双子叶植物杂草都有很好的效果。
[0005] 自20世纪80年代以来，全世界已经成功开发的生物除草剂产品有20余个品种， 目前市场上可用的生物除草剂大约有11个。有8个商业化的生物除草剂是以真菌及其代 谢物质为主要基础的。自2002年至今，加拿大就登记注册了 3个真菌生物除草剂产品。在 最近的4年间美国登记的生物农药品种76个，其中5个品种是生物除草剂新品种。然而， 目前国内微生物源除草剂研宄方向多集中在放线菌与细菌领域，真菌源除草剂的开发仍然 是空白。我国幅员辽阔，微生物资源多样性显著，从微生物代谢产物库中筛选具有除草活性 的天然化合物，具有广阔的开发前景。
【发明内容】
[0006] 在上述大背景的前提下，本发明的发明人于2013年从辽宁省采集的土壤中分离 得到一株微生物菌种，菌种纯化后，对菌株进行摇瓶发酵，发酵液及菌丝体有机溶剂提取液 显示，该培养物对稗草、马齿苋、反枝苋等多种农田杂草有良好的防除效果。
[0007] 进一步地，通过对这种菌株的生理生化鉴定以及分子遗传学鉴定，将其分类归属 为桔绿木霉菌（Trichoderm citrinoviridevs)，该菌株在中国普通微生物保藏中心保藏， 保藏号为CGMCC No8722。
[0008] 因此，本发明的首要目的在于提供一种以该微生物的代谢产物为有效成分的除草 剂。
[0009] 本发明的另一个目的在于提供一种以该微生物的代谢产物为有效成分的除草剂 的制备方法。
[0010] 本发明还有一个目的是提供一种以该微生物的代谢产物为有效成分的除草剂的 应用。
[0011] 本发明的第一方面的主题是一种除草剂的制备方法，其特征在于，包括：
[0012] 步骤1 :对能产生除草活性物质的橘绿木霉菌进行发酵培养，得到含有除草活性 代谢产物的培养液；
[0013] 步骤2 :将得到的含有除草活性代谢产物的培养液进行粗提取操作，得到除草活 性物质的粗提物；
[0014] 步骤3 :使用本技术领域已知的农药所通用的载体，将所述粗提物配制成任意剂 型，得到所述除草剂。
[0015] 优选地，所述橘绿木霉菌为中国普通微生物保藏中心保藏，保藏号为CGMCC No8722的菌株。
[0016] 在本发明的实施例中，所述步骤1通过常规的微生物源抗生素的生产方法，培养 所述桔绿木霉菌即可得到它的代谢产物，也即本发明的除草剂中的有效成分。优选地，所述 发酵培养方法既可为深层液体培养，也可为固体培养，进一步地，为了有利于工业性培养， 亦将所述木霉菌的孢子悬浮液接种到培养基上，维持一定温度进行通气搅拌。
[0017] 优选地，所述发酵培养使用的培养基中的营养源无特殊的规定，可使用常规的碳 源、氮源、及其它营养物。其中，所述碳源优选自淀粉、糊精、葡萄糖、甘油、蔗糖、甘露醇中的 任意一种或几种；所述氮源优选自黄豆饼粉、花生粉、土豆粉、肉膏、肉胨、酵母、玉米浆、麦 麸、尿素、硝酸盐以及其它有机或无机含氮化合物中的任意一种或几种；其它营养物可以为 一些适当的无机盐，优选为氯化钠、硫酸二氢钾、氯化钾、钙、锰、铁金属离子中的任意一种 或几种；培养基中还可加入吐温80等表面活性剂以增加除草剂在发酵液中的积累，必要时 可添加消泡剂，优选为植物油、泡敌。
[0018] 优选地，所述发酵培养的环境要求，如温度、PH，无严格限制，以适合所述橘绿木霉 菌的发酵培养为准，并以选择除草活性最高的条件为好。更加优选地，培养基的PH范围为 4-8 ;培养温度在24-37°C，以接近30°C为更好；通气量以通气比1:0. 3-3之间为宜；培养时 间为72小时-144小时，以122小时为最佳。
[0019] 上述所述这些培养基的组分、pH、培养温度、通气条件，培养时间等均应根据实际 情况进行适当调整，以获得最好效果。
[0020] 在本发明的另外一个优选实施例中，所述步骤2的粗提取操作，由于除草活性物 质易溶于有机溶剂，因此可以通过正丁醇或醋酸乙酯进行萃取；或通过一些常规的大孔吸 附树脂吸附解析方法进行提取，以获得初提物；另外，菌丝体可以通过常规的丙酮或乙醇浸 泡后提取活性物质。
[0021] 在本发明的实施例中，所述步骤3中，优选地，通过使用该技术领域已知的农药所 通用的固相液相及乳化剂分散润湿剂等各种载体，配制成颗粒剂、粉剂、乳剂、可湿性粉剂、 胶悬剂，微胶囊剂中的任意剂型。
[0022] 进一步地，各种剂型中的有效成分配比，可根据不同的使用目的而适量的增减。一 般来说，粉剂、可湿性粉剂、颗粒剂的有效成分含量（重量）在1-30%，乳油、胶悬剂的有效 成分含量（重量）在〇· 2-10%，微胶囊的有效成分含量（重量）在10-30%。
[0023] 在实际使用中，该除草剂在使用前可以用水稀释至合适的浓度。
[0024] 优选地，在配制过程中，适当添加一些助剂，包括分散剂、润湿剂、乳化剂、渗透剂、 粘着剂、消泡剂、发泡剂、增稠剂、稳定剂中的任意一种或几种，但不能加入碱性助剂。进一 步地，所述分散剂包括十二烷基磺酸钙、NNO、GY-D04、GY-D06、GY-D10、GY-800、EL-20、SG-50 中的任一种或几种。所述助剂还可以是羧甲基纤维素、聚乙二醇、阿拉伯胶、黄原胶。
[0025] 所述载体，包括滑石粉、膨润土、高岭土、白炭黑、蛭石粉、轻质碳酸钙、尿素、硫酸 铵的固体载体，以及包括异丙醇、二甲苯、环己烷