一种植物源除草剂水剂的制备方法与流程

本发明属于植物源农药领域，具体是一种以无患子提取物过大孔树脂柱的除草活性馏分为原料加工为一种植物源除草剂水剂及其制备方法。

背景技术

农田杂草危害巨大，全世界每年因草害造成农作物减产达到14％左右。目前，农田杂草的防治方式主要依赖于化学除草剂，随着化学除草剂的大量施用，造成环境水体污染和食品安全等问题日趋严重。植物源农药具有安全高效，低毒低污染等特点，因此，研发生态安全、高效低毒的植物源除草剂是除草剂发展的一个重要方向。

无患子(sapindusmukurossigatren)是无患子科(sapindaceae)无患子属(sapindus)的一种落叶乔木，分布于我国长江流域以南以及中南半岛各地、印度和日本。无患子已作为人工林在我国南方地区大面积种植，资源丰富，生物量大。研究表明，无患子中含有多种次生代谢产物，特别是富含皂苷类成分，具有良好的生物活性，已广泛应用于日化、医药等领域。在自然界中，无患子树下通常表现出植物种类稀少的现象，申请人课题组首次报道了关于无患子提取物的除草活性。

经对现有的文献资料查阅表明，目前，有关无患子提取物除草的报道有：申请人所在课题组获中国发明专利(zl201210166838.9)和李文斌的中国专利(zl201310555253.0)公开了无患子提取物制备除草剂粉剂的方法；雒东的硕士论文和期刊论文报道了无患子提取物防除玉米田间杂草的研究，结果表明，无患子提取物制成的水剂及其与商用除草剂复配均对玉米田间杂草表现出较好的防治效果。陶吴群的硕士论文报道了无患子外种皮95％乙醇提取物具有较好的除草活性，采用活性追踪的方法，经大孔树脂层析，发现50％(乙醇/水，v/v)和70％(乙醇/水，v/v)馏分具有较好的除草活性。上述2篇硕士论文和1篇期刊论文均为本课题组报道。另有，付磊磊的硕士论文报道了无患子乙醇提取物具有良好的除草活性，经液液分配萃取，其中石油醚相的除草活性较好。

上述专利和论文中提到的粉剂或采用粉剂制备成水剂存在的问题如下：(1)论文中所提到的水剂仅是无患子提取物与水搅拌混合后的溶液，未对无患子提取物中存在的游离糖等无效成分进行分离去除，在实验中发现，含有糖分的提取物与水混合后在室温条件下放置2-3天即会长出菌落，造成溶液的不稳定等问题。(2)粉剂中含有游离糖等无效成分，在生产中为了达到一定药效需要加大制剂的用量，因此，影响了田间的作业效率；另外在大量的实际应用中，用户在使用30％无患子提取物可溶性粉剂时发现，粉剂在水中的溶解速度慢，严重影响工作效率，用户提出建议对制剂的问题改进。基于以上原因，课题组对上述制剂进行优化，把无患子提取物中的游离糖去除，并利用无患子提取物除草活性组分加工制备成均匀稳定的水剂。无患子富含皂苷类组分，从理论上说，皂苷组分易溶于水，但在实验中发现，皂苷水溶液在浓缩过程中存在絮状沉淀。本发明在水剂的开发中，经过系统研究，最终确定重点研究不同表面活性剂对除草活性组分的助溶效果，最终解决了上述制剂所提到的实际问题。

进一步检索表明，至今没有以无患子提取物层析馏分为有效成分的植物源除草剂水剂的产品。因此，开发以无患子提取物活性馏分为有效组分的植物源除草剂水剂的产品，具有安全高效，低毒无污染，环境友好等优点，具有广阔应用前景。

技术实现要素：

本发明提供一种以无患子提取物层析馏分为除草有效组分的植物源除草剂水剂及其制备方法。

一种无患子提取物层析活性馏分的制备方法，其特征在于，将无患子外种皮干燥粉碎后，在无患子外种皮粉末中加入提取剂，料液比(无患子外种皮粉末:提取溶剂的质量比)为1:1～1:10，常温搅拌浸提3-5小时，重复2-4次，合并提取液、减压浓缩，即得到无患子外种皮粗提物浸膏；再利用大孔树脂柱进一步分离有效组分，采用乙醇:水的体积比范围是0:100～95:5的混合液进行乙醇浓度逐渐增加的梯度淋洗，把体积百分含量为70％乙醇水溶液所洗脱获得洗脱馏分浓缩、冷冻干燥，即为具有除草活性的无患子提取物层析馏分，即除草有效组分。

优选梯度淋洗为依次采用纯水、30％乙醇水溶液、50％乙醇水溶液、70％乙醇水溶液和95％乙醇水溶液进行洗脱。

本发明上述所述的提取溶剂为：甲醇、乙醇、异丙醇和水等中的一种或多种混合物。优选乙醇或乙醇水溶液，乙醇:水的体积比范围是1:0～1:1。

本发明涉及的一种植物源除草剂的水剂，其特征在于：原料重量的百分含量为：上述无患子提取物层析活性馏分的干燥粉状物5-40％，抗冻剂1-5％，表面活性剂2-6％，水为余量，总量为100％。

本发明所述的表面活性剂为：脂肪醇硫酸酯类、烷基磷酸酯类、烷基萘磺酸盐类、聚羧酸盐类和烷基苯磺酸盐等中的一种或多种组合，优选烷基苯磺酸盐。

本发明所述的抗冻剂为：丙三醇、丙二醇、乙二醇、尿素、1，2—丁二醇、氯化钙、氯化钠等中的一种或多种组合。

本发明所述的含无患子提取物的植物源除草剂的水剂配制方法，主要包括以下步骤：

无患子提取物层析活性馏分的干燥粉状物加入水中，再加入抗冻剂、表面活性剂，搅拌均匀混合，在高速剪切机搅拌5-20min，制成澄清透明的匀质液，即为含无患子提取物层析活性馏分的植物源除草剂水剂。

本发明有以下优点：本制剂是水剂，对环境友好，是一种无公害植物源农药；本发明加工工艺简单，对设备要求较低，具有很好的推广应用前景。本发明的除草剂可用于对农林杂草的防治。与现有技术相比，本发明的植物源除草剂具有溶液稳定，良好的界面浸润性，杀草活性高，对环境安全，无农药残留等问题。

附图说明

图1为无患子提取物过大孔树脂获得70％乙醇水溶液洗脱的馏分，经浓缩出现絮状沉淀物。

图2为20％无患子提取物除草活性馏分水剂外观图

图3为20％无患子粗提取物水剂外观图

图4为无患子提取物对红三叶的抑制作用，左面培养皿为空白对照，右面培养皿为添加0.64g/l的20％无患子提取物除草活性馏分水剂。

图5十二烷基苯磺酸钠添加量对水剂表面张力的影响。

具体实施方法

下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。

实施例1:20％无患子提取物除草活性馏分水剂的配制

将无患子外种皮风干或40-60℃烘干，粉碎，按料液比1∶10加入提取溶剂(具体提取溶剂为95％乙醇)，浸渍提取4h，重复3次，合并提取液，浓缩除去有机溶剂，再利用大孔树脂柱进一步分离，用乙醇水溶液(乙醇:水的体积比范围是0:100～95:5)(具体为依次用纯水、30％乙醇水溶液、50％乙醇水溶液、70％乙醇水溶液和95％乙醇水溶液)进行梯度淋洗，把70％乙醇水溶液所洗脱获得洗脱馏分浓缩、冷冻干燥，即为具有除草活性的无患子提取物层析馏分，准确称取20g该层析馏分的粉末置于73g水中，再加入4％的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠)，抗冻剂(丙三醇)3％，在4000r/min的高速剪切机搅拌10min，形成澄清透明的溶液，即得20％无患子提取物除草活性馏分水剂。

对实施例1中制备的20％无患子提取物水剂进行稀释稳定性、低温稳定性、热贮稳定性等实验，结果表明该制剂不沉淀、不分层的呈现匀一液体，符合农药制剂质量标准要求。(采用中国化工行业标准hg/t2467.6-2003)

对比例1:20％无患子粗提取物水剂的配制

将无患子外种皮风干或40-60℃烘干，粉碎，按料液比1∶10加入提取溶剂(95％乙醇)，浸渍提取4h，重复3次，合并提取液，浓缩去除有机溶剂(不进行大孔树脂柱分离)再冷冻干燥，准确称取20g粉末置于73g水中，再加入4％的表面活性剂(十二烷基苯磺酸钠)，抗冻剂(丙三醇)3％，在4000r/min的高速剪切机搅拌10min，形成深褐色的溶液，即得20％无患子粗提取物水剂。

2种水剂的实验室内防效实验

以红三叶为供试靶标植物，采用水琼脂培养基法(带毒培养基)评价20％无患子提取物除草活性馏分水剂的除草活性。

表1不同制剂对红三叶(根)的毒力测定结果

由表1可看出无患子提取物对供试红三叶植物根的生长具有显著抑制作用。其中，以无患子提取物除草活性馏分制备的水剂对根生长抑制的ec50值为0.032g/l，明显优于直接用粗提物制备的水剂(ec50值为0.095g/l)。

实施例2不同表面活性剂的筛选和用量比较

从市场上购买不同的表面活性剂进行比较，包括木质素(sunamd106)、十二烷基苯磺酸钠、椰油基酰胺丙基甜菜碱(cab)、烷基糖苷(apg)、脂肪醇乙烯醚(aeo)、聚羧酸盐(tersperse2700)等为供试材料，分别配制20％无患子提取物水剂，通过观察制剂的外观、表面张力等指标，开展表面活性剂的优化筛选，结果见表2。

表2表面活性剂的筛选比较

由表2可以看出，未加表面活性剂，制剂会出现絮状物，溶液变混浊。经不同表面活性剂的添加效果比较，发现添加2％的十二烷基苯磺酸钠，溶液外观均匀，透明，且流动性、稀释稳定性较好，优于其他表面活性剂，因此选择十二烷基苯磺酸钠作为制剂的助溶助剂。

进一步对十二烷基苯磺酸钠的用量进行比较，通过制剂的表面张力、接触角的测定和外观指标等进行综合比较，表面活性剂用量分别为0％、2％、4％、6％、8％、10％，配制成20％无患子提取物水剂后的外观和稀释稳定性结果，见表3；该制剂的表面张力测定结果见图5。

表3表面活性剂用量筛选

从表3可知，随着十二烷基苯磺酸钠添加量的增加，制剂的外观和稀释稳定性均能符合水剂的要求，同时制剂表面张力呈下降趋势(见图5)，当表面活性剂的添加量超过4％时，表面张力的增加幅度减小，考虑到制剂成本控制和环境安全等因素，本发明制剂的推荐添加剂量为4％。