专利名称：用于防治害虫的包含植物材料和糖的组合物及其制备方法
技术领域：
本文所述的发明涉及包含含有硫代葡萄糖苷的植物材料，特别是芥菜植物材料的组合物，及其制备方法。这些组合物，还包含糖，所述组合物可用于防治害虫。
背景技术：
杀虫剂用于在诸如农作物、家庭和食品储存区域的区域中防治害虫。然而，特别是在二十世纪后半期和二十一世纪前期杀虫剂的大规模使用已经导致了对环境影响、害虫种群中对杀虫剂增加的抗性以及对非靶标生物体包括人类的毒性方面的极大关注。例如，对多氯烃诸如DDT的使用是有争议的，因为它们在环境中长期存在并且例如对鱼类和食肉鸟类是有害的。另一类杀虫剂，甲基溴，除了对人类神经和呼吸系统有毒性以外，会损害平流层臭氧层，因此在许多国家的政府已经严格地限制了甲基溴的使用。其他广泛使用的有效杀虫剂包括有机磷酸盐和氨基甲酸酯类，并且尽管这些化合物在环境中快速分解，但它们 仍然被认为是高度毒性的。一种替代方法是使用可从天然来源获得的杀虫剂，它们在本领域中也被称为生物杀虫剂。这些生物杀虫剂由诸如这样的植物的来源制备，所述植物经常包含针对昆虫和其他害虫的天然防御机制。广泛地在芥菜植物家族(在本领域中也称为“十字花科(Cruciferae或Brassicaceae) ”)内发现的硫代葡萄糖苷在许多植物中充当杀虫剂,芥菜植物家族包括例如，芥菜和油菜。芥菜植物材料的杀虫功效可归因于硫代葡萄糖苷分解产物，包括硫氰酸烯丙酯和异硫氰酸烯丙酯，而非硫代葡萄糖苷本身。在涉及芥菜植物材料中内源存在的酶的酶促反应后形成这些硫代葡萄糖苷产物。基于芥菜植物材料的杀虫剂产品在本领域中是已知的。例如，美国专利申请2008/0182751公开了芥菜植物材料防治植物害虫包括昆虫的用途，美国专利5，717，056教导了芥子麸(mustard bran)防治土壤害虫的用途。芥子柏防治植物害虫的用途公开在 Brown, J.和 Morra, M. J,2005, Subcontract Report NationalRenewable EnergyLaboratory NREL/SR-5 10-35254中。用于处理害虫的可从芥菜植物获得的纯化产品和有机提取物在现有技术中也是已知的。就此而言，美国专利7，087，553公开了一种用于清除农业中的有害生物体的方法，包括共同应用含水芥子油和磷的水溶液。美国专利6，545，043教导了用于使用包含可从芥菜植物获得的纯化的硫代葡萄糖苷分解产物的组合物抑制目标害虫的方法。基于硫代葡萄糖苷产物的芥子柏已经被证明表现出针对节肢动物以及杂草、真菌和细菌的抑制效应(参见Brown, J.和 Morra, M. J, 2005, Subcontract ReportNationalRenewable Energy Laboratory NREL/SR-510-35254)0尽管如上所述，但仍存在与芥菜植物材料，且特别是基于芥菜籽的材料，诸如籽柏作为杀虫剂使用有关的重大问题，这限制了芥菜植物材料作为杀虫剂的广泛使用和认可。首先，来源于芥菜籽的材料由于种子油的存在而不易溶于水中。因此，将芥子柏制成商业上可接受的杀虫剂和肥料制剂面临挑战，形成了例如当应用时在表面上留下不期望残留物的制剂。其次，当压制芥子柏时，由于其粉末状的结构，难以将压制的柏配制成商业上可应用的产品。粉末很轻，因此不容易配制，难以应用到目标区域并且易于在风中飘扬。第三，当将芥子柏压制成商业上可接受的产品时，难以控制产品的粒度。对粒度的控制是需要的，因为其容许控制生成杀虫化合物的酶促反应和改善的对表面区域的可应用性。第四，重要的是，负责形成杀虫化合物的芥菜籽酶与它们的底物，即硫代葡萄糖苷接触。在基于芥菜植物材料的杀虫剂的制备中，芥菜籽酶与它们的底物部分保持分离，形成了没有完全反应的产物，因此不太有功效和有效。第五，用于酶促反应的必需试剂是水，然而，芥子柏的亲脂性导致了亚最佳反应，降低了产物的功效。总之，对于本领域已知的能够防治害虫的基于芥菜植物材料的制剂仍然存在明显的缺点。具体地，需要一种有效的、易于配制且易于应用的由芥菜植物材料制备的杀虫剂。
发明内容
本发明提供了新的制剂，其包含可用于处理害虫的含有硫代葡萄糖苷的植物材料。本文公开的制剂在许多方面优于此前已知的基于硫代葡萄糖苷植物材料的制剂，包括它们的功效、易于制造和易于应用。
因此，本发明提供了一种用于防治害虫的组合物，其包含(a)可从植物获得的包含有效量的硫代葡萄糖苷分解产物的材料和(b)糖。在本发明的优选实施方案中，可从植物获得的材料是可从芥菜植物获得的。在特别优选的实施方案中，芥菜植物材料是芥菜籽柏。本发明还提供了一种制备杀虫剂组合物的方法，该方法包括提供可从植物获得的包含有效量的硫代葡萄糖苷分解产物的材料和将获自芥菜植物的所述材料与糖混合。本发明还提供了一种用于防治害虫的方法，所述方法包括向害虫施用组合物，所述组合物包含(a)可从植物获得的并包含有效量的硫代葡萄糖苷分解产物的材料和(b)糖。本发明还进一步提供了一种用于防治害虫的方法，所述方法包括(a)制备组合物，所述组合物包含(i)可从植物获得的并包含有效量的硫代葡萄糖苷分解产物的材料；和(ii)将获自植物的所述材料与糖混合；以及(b)将所述组合物施用于害虫。从下面的详述，本发明的其他特征和优点将变得显而易见。然而，应当理解的是，尽管显示了本发明的优选实施方案，但所述详述和具体实施例仅通过说明的方式给出，因为从下面的详述，在本发明的精神和范围内的各种变化和改动对于本领域技术人员来说将变得显而易见。
图I描绘在暴露于来自各种浓度的西亚大蒜芥子柏(Oriental mustard meal)和西亚大蒜芥子柏+糖的蒸汽后三天对立枯丝核菌(R. solani)菌丝生长的抑制，以水对照的百分比表示。图2描绘了在暴露于不同浓度的西亚大蒜芥子柏+蔗糖后立枯丝核菌菌丝随时间的平均径向生长。
图3描绘了在暴露于来自不同浓度的西亚大蒜芥子柏的蒸汽后立枯丝核菌菌丝随时间的平均径向生长。
具体实施例方式如前所述，本发明涉及用于防治害虫的包含植物材料的新组合物。本发明人已经发现包含硫代葡萄糖苷的植物材料当与糖一起配制时产生了表现出优异的杀虫剂特性的组合物。具体地，出人意料地，本文提供的组合物容许控制负责将硫代葡萄糖苷转化为具有杀虫活性的产物的酶促反应，因此允许制备具有宽范围的不同功效的组合物。另外，使用本发明的组合物可以实现的功效超过了现有技术中已知的基于植物材料的组合物的功效。此夕卜，本文提供的制剂以下述方式制备，即该方式容许制备具有多种粒度的组合物，由此允许制备粉末基制剂以外的杀虫剂制剂。根据本发明制备的组合物还比常规的基于植物材料的制剂更容易分解，从而减少或消除了应用杀虫剂产品的表面上留下的残余物的量。最后，本文提供的组合物的其他益处在于它们是天然的、有机的和生物可降解的。
因此，本发明提供了一种用于防治害虫的组合物，其包含(a)可从植物获得的或获自植物的且包含有效量的硫代葡萄糖苷分解产物的材料和(b)糖。在优选的实施方案中，根据本发明使用的植物是芥菜植物。术语“芥菜植物”和“芥菜植物家族”当在本文中使用时表示属于十字花科家族的任何植物，包括属于芸苔属和芥属的任何植物。根据本发明可以使用的芥菜植物的代表性实例包括甘蓝型油菜(Brassicanapus)(油菜籽)、褐芥(Brassica juncea)(印度，西亚大蒜芥或褐色芥菜)、埃塞俄比亚芥(Brassica carinata)(阿比西尼亚芥菜或埃塞俄比亚芥菜)、黑芥(Brassica nigra)(黑色芥菜)、芜菁(Brassica rapa)(油菜)、白芥(Sinapis alba)(白色芥菜)、野芥(Sinapisarvensis)(野生芥菜)，以及前述的任何品种包括甘蓝型油菜的加拿大品种。术语“硫代葡萄糖苷分解产物”是指在硫代葡萄糖苷的水解后可获得的产物。硫代葡萄糖苷的通式为
权利要求
1.一种用于防治害虫的组合物，其包含(a)可从植物获得的包含有效量的硫代葡萄糖苷分解产物的材料和(b)糖。
2.根据权利要求I所述的组合物，其中所述植物是芥菜植物。
3.根据权利要求2所述的组合物，其中可从芥菜植物获得的所述材料是加工的植物材料。
4.根据权利要求2所述的组合物，其中可从芥菜植物获得的所述材料是芥菜籽。
5.根据权利要求3所述的组合物，其中所述加工的芥菜植物材料是籽柏。
6.根据权利要求1或5中任一项所述的组合物，其还包含载体。
7.根据权利要求I或6中任一项所述的组合物，其中所述硫代葡萄糖苷分解产物是腈、硫氰酸酯或异硫氰酸酯。
8.根据权利要求I或6中任一项所述的组合物，其中所述硫代葡萄糖苷分解产物是异硫氰酸烯丙酯并且以至少10微克/摩尔的浓度存在于所述组合物中。
9.根据权利要求2至8中任一项所述的组合物，其中所述芥菜植物选自由下列植物组成的组甘蓝型油菜(油菜)、芜菁(油菜)、褐芥(印度芥菜)、埃塞俄比亚芥(阿比西尼亚芥菜)、黑芥(黑色芥菜)、白芥(白色芥菜)、野芥(野生芥菜)。
10.根据权利要求I至9中任一项所述的组合物，其中所述糖是二糖或单糖。
11.根据权利要求I至9中任一项所述的组合物，其中所述糖选自由下列糖组成的组蔗糖、果糖、葡萄糖或乳糖。
12.根据权利要求5所述的组合物，其中所述组合物的粒度选自下列的粒度范围.0.01mm 至 O. 25mm ；0. 25mm 至 O. 75mm ;和 2mm 至 6mm。
13.—种制备杀虫剂组合物的方法，所述方法包括(a)提供可从植物获得的包含有效量的硫代葡萄糖苷分解产物的材料和(b)将获自芥菜植物的该材料与糖混合。
14.一种制备杀虫剂组合物的方法，所述方法包括(a)提供可从芥菜植物获得的包含有效量的硫代葡萄糖苷分解产物的材料，(b)使用选自由下列设备组成的组的设备加工该芥菜材料以制备杀虫剂组合物造粒设备、粉碎设备和筛分设备，和(C)将该加工的植物材料与糖混合。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其中该芥菜植物材料是芥菜籽柏。
16.一种用于防治害虫的方法，所述方法包括向害虫施用组合物，所述组合物包含(a)可从植物获得的并包含有效量的硫代葡萄糖苷分解产物的材料和(b)糖。
17.根据权利要求16所述的用于防治害虫的方法，所述方法包括 (a)制备组合物，所述组合物包含 (i)可从植物获得的并包含有效量的硫代葡萄糖苷分解产物的材料；和 ( )将获自芥菜植物的所述材料与糖混合；以及 (b)将所述组合物施用于害虫。
18.根据权利要求16或17所述的方法，其中所述植物是芥菜植物。
全文摘要
描述了用于防治害虫的组合物和方法。该组合物包含(a)可从植物获得的包含有效量的硫代葡萄糖苷分解产物的材料，和(b)糖。新的组合物表现出相对于已知制剂改善的性质，例如，关于它们的功效、易于制备和易于应用。
文档编号A01M29/12GK102883614SQ201180016259
公开日2013年1月16日 申请日期2011年3月25日 优先权日2010年3月26日
发明者尼尔·瓦格纳 申请人:Mpt芥末产品和技术公司