专利名称：对除草剂百草枯具有安全剂作用的地黄提取物和一种安全剂组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种从地黄(Rehmannia glutinosa)植物中得到的对除草剂百草枯有安全剂作用的提取物，一种安全剂组合物及其使用方法。
用作除草剂的百草枯能不加选择地使几乎所有绿色植物枯萎。当把百草枯洒在杂草上时，因为它的非选择特性，目的农作物也会受其植物毒性的伤害。
在农事栽培中，要花费大量时间付出巨大努力来控制杂草。在大规模种植中，通常把除草剂用于杂草控制。可将除草剂分为有选择地杀灭杂草而不会对作物造成严重伤害的选择性除草剂和在洒除草剂的区域伤害所有植物的非选择性除草剂。不过，只有极少的优良的选择性除草剂，大多数除草剂是非选择型的。也可根据喷洒方法把除草剂分为土壤残留型除草剂和叶面喷洒型除草剂。土壤残留型除草剂在杂草发芽前使用，因而对作物的伤害较轻。然而，这种除草剂较昂贵，而且杂草控制效力随着杂草生长而降低。叶面喷洒型除草剂较为便宜，然而尚没有关于选择性叶面喷洒除草剂的报导。
作为一种出色的非选择性除草剂，百草枯是一种可在约两天的短时间内使大多数绿色植物枯萎的叶面喷酒型除草剂。百草枯是通过在植物体内形成超氧化物阴离子直接抑制细胞代谢而使植物枯萎的。由于其很强的杂草控制效力，百草枯在全球范围内被使用，然而，由于其非选择性特性，它的应用范围受到很大局限。
“安全剂”是为了通过降低或避免作物的植物毒性(这种毒性能提供足够的杂草控制效果)使除草剂便于使用而设计和制备的产品通称。
当然，也可将这一概念应用于杀虫剂或杀真菌剂。不过，实际上大多数情况还是用于除草剂。百草枯-出色的叶面喷洒型非选择性除草剂，因为其强力杂草控制效力而在世界上被广泛使用，然而，其应用范围也因为其非选择特性而受到很大的局限。
因此，如果能提供一种对百草枯表现出良好效果的安全剂，便可大大减少杂草控制所需时间和精力。
为了获得足够的植物保护性能，要求安全剂在洒于叶面上时具有良好的渗透能力和转移能力。此外，还要具备良好的喷洒、湿润、附着和抗雨冲性能，从而使安全剂在足够长的时间内不会从叶面上流失或降解。
百草枯能使大多数绿色植物枯萎，但是已发现一些杂草对百草枯有抗性。
在Korean Journal of Weed Science Vol.12，No.4，pp374～379上，题为“Resistance of the medicinal plant Jiwhang(Rehmannia glutinosa)on paraquat”的文章报导了一种药用植物地黄(Rehmannia glutinosa)对百草枯有抗性。
在发现地黄对百草枯的特异抗性并研究了将地黄提取物用作百草枯的安全剂之后，本发明人获得了对百草枯具有良好安全剂作用的地黄提取物，并在提纯该提取物之后发现了对百草枯有安全剂作用的成份，如水苏糖。
本发明提供了一种从地黄中提取的对百草枯有安全剂作用的提取物和一种包括水苏糖、水苏糖水合物或其衍生物的安全剂组合物。
本发明还提供了一种地黄提取物，一种包括水苏糖，水苏糖水合物或其衍生物的安全剂组合物，在使用百草枯除草剂时该安全剂组合物可以通过降低或消除百草枯对目的植物的植物毒性，能被稳定地用作抗百草枯的安全剂，并提供了一种在百草枯处理之前或与百草枯同时使用上述提取物或组合物的方法。
图1是一幅表示本发明的地黄提取物在大白菜上对百草枯有安全剂作用的生物验证结果的照片。
图2是一幅表示本发明的地黄提取物在大白菜上对百草枯有安全剂作用的生物验证结果的照片。
图3是一幅表示本发明的地黄提取物在大豆上对百草枯有安全剂作用的生物验证结果的照片。
图4是一幅表示本发明的地黄提取物在玉米上对百草枯有安全剂作用的生物验证结果的照片。
图5是一幅表示水苏糖四水合物在大白菜上的生物验证结果的照片，其中，UNTREATED表示未经处理的植株，Paraquat＋PTRS表示经水苏糖四水合物和百草枯处理过的植株，而PARAQUAT则表示经百草枯处理过的植株。
本发明的安全剂组合物包括对地黄(Rehmannia glutinosa)有安全剂作用的地黄提取物。本发明的对地黄有安全剂作用的地黄提取物含有水苏糖。
本发明的安全剂组合物还包括水苏糖、水苏糖水合物，优选为水苏糖四水合物或其衍生物。
已知水苏糖可从水苏(Stachys)类植物的根部、白菜莉(whitejasmine)的茎干、黄羽扇豆和大豆(Soja max)的种子和西方水曲柳的树液等中分离出(参见Dictionary of Natural Products，Vol.5，P5229，1994，Chapman&Hall)。尚未见水苏糖特殊用途的报导。不过，最近已做了将水苏糖用于增加肠道中有用微生物的研究。
在本发明中含水苏糖的提取物是从地黄的叶、茎或根中提取的。然而，水苏糖、水苏糖水合物或其衍生物的来源并不局限于这些。
本发明的安全剂组合物还可以包括表面活性剂或辅助剂，以提高其活性。
就表面活性剂而言，可以采用非离子型的非离子表面活性剂和/或既表现出阳离子特性又表现出阴离子特性的两性离子表面活性剂。相反，某些阴离子表面活性剂可抑制本发明提取物的安全剂活性。因此，那些不显示任何电荷的阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂或非离子表面活性剂是有效的。其中，以非离子表面活性剂为最佳。
作为非离子表面活性剂用于本发明安全剂组合物的物质有C12～C18脱水山梨醇脂肪酸酯、C12～C18聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯、C12～C18聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯树酯、C12～C18聚氧乙烯二酯、聚氧乙烯蓖麻油、聚氧乙烯硫化的蓖麻油、C12～C18聚氧乙烯烷基醚、C12～C18聚氧乙烯烷基苯基醚、C12～C18聚氧乙烯二烷基苯基醚、C12～C18聚氧乙烯烷基苯基醚甲醛缩合物、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚合物、C12～C18烷基聚氧二乙烯聚氧丙烯嵌段聚合物醚、C12～C18烷基苯基聚氧二乙烯聚氧二丙烯嵌段聚合物醚、C12～C18聚氧乙烯烷基胺、C12～C18聚氧乙烯脂族酰胺、聚氧乙烯双苯基醚、聚氧亚烷基(乙烯或丙烯)苯并苯基(或苯代苯基)醚、聚氧亚烷基(乙烯和丙烯)苯乙烯基苯基(或苯代苯基)醚、聚氧乙烯醚、酯硅、氟基表面活性剂等。
可将辅助剂用于本发明的组合物中以提高其渗透和转移能力的输导性能。可以有效地使用N-烷基吡咯烷酮、烷基乙烯基吡咯烷酮共聚物、聚乙烯吡咯烷酮均聚物等，这里的烷基为C1～C12。
本发明还涉及一种从地黄中提取或纯化对百草枯有安全剂作用的提取物或水苏糖四水合物的方法。
本发明的提取和纯化方法如下。
切碎或研碎地黄的叶、茎或根并称重。加入4～5倍重量的水、极性溶剂或二者的混合物，并加热所得混合物以进行提取。
就极性溶剂而言，可以使用醇，如甲醇和乙醇。当把水和醇的混合物用作提取溶剂时，醇的量占20～80％(体积)，30～60％(体积)较好，40～50％(体积)更好。
为了提高提取物的纯度，可以用上述同一种溶剂反复进行采用极性溶剂的初提。将初提得到的提取物用普通过滤设备，如棉塞、多层滤机、压滤机等过滤，然后，用旋转真空蒸发器或普通筒形真空蒸发器、膜式真空蒸发器等进行浓缩。
用不可与水混溶的非极性溶剂除去上述浓缩提取物中的杂质如色素。即，将非极性溶剂加入所得浓缩提取物中并搅拌。静置一会儿后收集水相。可以采用的非极性溶剂有二氯甲烷、乙酸甲酯、乙酸乙酯、三氯甲烷、乙醚、异辛烷、环己烷等。重复上述过程2～3次以后可将大部分诸如色素之类的杂质除去。为便于从溶剂层中分离水层，可加入2或3倍体积的水或水与C1～C4醇的混合物。所得提取物无须进一步纯化即可直接或用水稀释后用于大田试验。也可以进一步纯化该提取物以提高活性成分的浓度。
通过在叶面喷洒地黄提取物之后系统喷洒百草枯获得了良好的安全效果。在喷洒含有或没有表面活性剂的经纯化提取物后再用百草枯处理的情况下，用该提取物处理过的植株未见受植物毒性的症状。而未经提取物处理的植株和杂草则完全枯萎。在用表面活性剂/辅助剂处理提取物的情况下，可以延长植物保护的持续时间。
可以采用诸如高效液相色谱(HPLC)之类的已知方法进一步纯化。在经过最后的纯化以后，用核磁共振(NMR)光谱测定水苏糖四水合物。将其数据与The aldrich library of13C and1H FT-NMRSpectra(lst ed.vol.1，P30，Aldrich Chemical Company)中的标准水苏糖(Aldrich Chemical Company)的数据进行比较。
如果必要的话，上述提取物可原样使用，或是浓缩或干燥成粉状使用。所得干粉可原样使用，或稀释到通过实验确定的针对每种植物的合适浓度。
为了验证根据本发明的地黄提取物和含水苏糖或水苏糖水合物的安全剂组合物对百草枯的安全作用，用包括单子叶植物和双子叶植物的植物群体进行生物验证试验。
该提取物在包括单子叶植物和双子叶植物在内的所有植物上均可作为百草枯的安全剂。其中，对水稻、大豆、玉米、棉花、大白菜、萝卜、菠萝、树胶树、椰子、其它蔬菜和水果的效果特别好。
本发明还涉及一种使用该安全剂组合物的方法。本发明的安全剂组合物可以根据情况以各种方式使用。作为方法之一，可在稀释的安全剂组合物中浸泡作物种子，而且，如果必要可在播种前干燥。
作为另一种方法，将本发明的安全剂组合物稀释到合适的浓度，并将所得溶液叶面喷洒在作物上。作为将该安全剂喷洒在作物上的例子，可在用百草枯处理之前将安全剂喷洒在待保护的植物上。
在密集农业中，百草枯被小心地用于地沟中以避免对作物的植物毒性。然而，溅上去的百草枯会伤害垄上的作物。在这种情况下，可以通过在喷洒百草枯之前或同时喷洒本发明的提取物/安全剂组合物来保护作物同时控制杂草。
另一种方法是这样的。为了移植作物，如水稻、辣椒、大白菜、萝卜等，在移植之前或之后将提取物或安全剂组合物喷洒到作物上，在杂草长出之前作物被移植到除去杂草的土地上。然后，当杂草长出时喷洒百草枯。
下面将通过实施例对本发明做详细说明。但是，本发明并不局限于此。
实施例1、安全剂活性化合物的提取和纯化将100g洗净并切片的地黄块茎状根放入一个1l的带有回流装置的圆形容器中，然后加入500ml 80％的甲醇。在80℃进行提取6hr，并间或进行搅拌。用纱布除去大块并用滤纸过滤溶液得到500ml的滤液。
在旋转真空蒸发器中在200rpm和80℃条件下，把滤液浓缩至100ml。所得提取物为粘性暗褐色液体。将300ml二氯甲烷加入所获得的浓缩溶液中并搅拌。静置1小时后除去水层。将300ml环己烷加入除去的水层中并搅拌。静置1小时后再次除去水层。将上述过程重复3次以得到初步纯化的提取物，该提取物几乎无粘度并为一种几乎透明的无色液体。
将30ml经初步纯化的提取物装在装有用乙酸乙酯和二氯甲烷(60∶40，V/V)平衡过的硅胶(200目用于层析)的2.0cm×50cm的柱中。
用500ml乙酸乙酯和丙醇混合物(60∶40，V/V)缓慢洗脱，并用相同体积的乙酸乙酯和丙醇混合物(30∶70，V/V)进行洗脱。在由500ml的甲醇和水的混合物(95∶5，V/V)洗出的部分中收集有安全剂活性的部分并浓缩至30ml以得到第二次纯化的提取物。该第二次纯化提取物在UV280nm和330mm处表现出最大的光吸收。
实施例2、水苏糖的纯化在下列条件下，用HPLC分析1ml实施例1中所得到的第二次纯化提取物。得到一个显著峰(保留时间4.87分)。
泵TOSOH，CCPM检测器(254nm)TOSOF，UV8010柱MERCK，C18，10×250mm；流速3.0ml/分；浓度梯度0分(H2O/MeOH＝100/0，V/V)，5分(H2O/MeOH＝100/0，V/V)，20分(H2O/MeOH＝0/100，V/V)，25分(H2O/MeOH＝0/100，V/V)，27分(H2O/MeOH＝100/0，V/V)，32分(H2O/MeOH＝100/0，V/V)。
HPLC上单峰部分的NMR数据如下13C-NMR(100MHz)108.47，104.48，98.94，98.66，92.84，81.95，77.27，74.85，73.35，71.92，71.58，70.23，70.10，69.99，69.88，69.44，68.93，68.83，67.23，66.55，63.27，62.18，61.72.13H-NMR(400MHz)5.44(d，J＝3.9Hz，1H)，5.01(s，2H)，4.25-3.50(m，25H)
实施例3、在水稻上的生物验证将选择的水稻种子浸泡、发芽并种植在水稻苗床上，长至三叶期。将200株三叶期的水稻幼苗移植到装有稻田土壤的20个塑料盆(直径9cm)中(每盆栽10株)。用1000ml的水稀释20ml第二次纯化提取物(从200g的地黄块茎状根中获得350ml这样的提取物)。用该溶液对15个塑料盆进行叶面喷洒。一周后，用由水稀释到400ppm的百草枯对所有20个盆进行处理。该处理是通过用一个小喷雾器把稀释液均匀喷洒在植株上进行的。5个对照仅用百草枯进行处理。
通过作物是否坏死或褐变来判断地黄提取物的效力，将用提取物处理过的小区与对照小区进行比较，看是否出现典型的百草枯植物毒性系统。如
图1所示，仅用百草枯处理过的对照小区在处理后48小时开始坏死，96小时后植株被全部杀死。而对先用地黄提取物处理再用百草枯处理的小区来说，看不到植物毒性症状。
实施例4、在大白菜、大豆和玉米上的生物验证将每种植物的种子分别播种在装有高原土壤的9cm的塑料盆里。在大白菜和大豆长至二叶期、玉米长至三叶期后，用以与实施例3相同的比例稀释的提取物对其进行处理。1周后，用稀释至400ppm的百草枯处理所有的盆。处理是通过用一个小喷雾器把溶液均匀喷洒在植株上进行的。对照仅用百草枯进行处理。地黄提取物的效力是通过目测观察百草枯植物毒性的典型症状--坏死或褐变的发生来进行评价的。如图2～4所示，对于仅用百草枯处理过的对照来说，12～24小时以后开始坏死，48小时后植物被全部杀死。而对于先用地黄提取物处理再用百草枯处理的小区来说，未见植物毒性的症状。
实施例5、水苏糖四水合物的生物验证用水把在实施例2中获得的水苏糖四水合物稀释到0.015％。用200ppm的百草枯按实施例4所述方法在大白菜上对水苏糖四水合物进行生物验证，结果如图5所示。以相同的方法用购自Wako PureChemical Industries，Ltd.的标准水苏糖四水合物进行上述证验，获得相同的效果。
实施例6、安全剂组合物的制备制备含1.0％(体积)的实施例1中的地黄提取物、25.0％(体积)的聚氧乙烯壬基酚乙氧化物，0.5％(体积)的N-十二烷基-2-吡咯烷酮，0.5％(体积)的聚乙烯吡咯烷酮均聚物和73.0％(体积)的水的安全剂组合物。
权利要求
1.一种对除草剂百草枯有安全剂作用的地黄(Rehmanniaglutinosa)提取物。
2.如权利要求1所述的地黄提取物，其特征在于所述提取物含有水苏糖四水合物。
3.一种对百草枯有安全剂作用的安全剂组合物，包括水苏糖、水苏糖水合物或其衍生物作为主要成分。
4.如权利要求3所述的安全剂组合物，其特征在于所述主要成分是水苏糖四水合物。
5.如权利要求3所述的安全剂组合物，还包括至少一种选自阳离子型表面活性剂，两性离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂中的表面活性剂，或至少一种选自N-烷基(C1～C12)吡咯烷酮、烷基(C1～C12)乙烯基吡咯烷酮共聚物和聚乙烯基吡咯烷酮均聚物中的辅助剂。
6.如权利要求5所述的安全剂组合物，其特征在于所述安全剂组合物的量约占5～20％(重量)，所述辅助剂的量约占1～5％(重量)。
7.一种用安全剂组合物进行处理的方法，其特征在于在用百草枯处理的同时或之前用权利要求3的组合物进行处理。
8.一种用安全剂组合物处理的方法，其特征在于在用百草枯处理的同时或之前用权利要求4的组合物进行处理。
9.一种用安全剂组合物处理的方法，其特征在于，在用百草枯处理的同时或之前用权利要求5的组合物进行处理。
10.一种用安全剂组合物处理的方法，其特征在于在用百草枯处理的同时或之前用权利要求6的组合物进行处理。
全文摘要
本发明涉及一种从地黄(Rehmannia glutinosa)植物中得到的对百草枯有安全剂作用的提取物，一种安全剂组合物和一种使用该组合物的方法。当在用百草枯处理作用之前或同时用本发明的提取物或安全剂组合物处理作物时，可以减少或避免对目标种植作物的植物毒性，从而使作物受到保护。
文档编号A01N25/32GK1118215SQ95108440
公开日1996年3月13日 申请日期1995年6月20日 优先权日1994年6月20日
发明者李熙 申请人:李熙