本發(fā)明屬于生物農(nóng)藥技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種具除草活性的植物禿杉，以及禿杉及其物提取物作為除草劑的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

農(nóng)業(yè)領(lǐng)域除草劑的應(yīng)用廣泛，用于防治農(nóng)田、果園、花卉苗圃、草原及非耕地、鐵路線、河道、水庫、倉庫等地雜草、雜灌、雜樹等有害植物。除草劑的過度使用對人體及其它生物、環(huán)境都產(chǎn)生了嚴重危害。

我國植物資源極為豐富，也是研究和應(yīng)用植物源農(nóng)藥較早的國家。植物源農(nóng)藥具有不破壞生態(tài)環(huán)境、靶標有害生物不易產(chǎn)生抗藥性、對非靶標生物安全、活性成分的作用方式特異等特點，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。植物體內(nèi)代謝產(chǎn)生的生物堿類、黃酮類、萜烯類、酚類、木脂素類等化學(xué)成分具有多種多樣的農(nóng)用生物活性，已有許多植物品種被開發(fā)成農(nóng)藥進行使用。由于植物源農(nóng)藥的上述特點，在國家提倡農(nóng)藥減量增效的政策下，該領(lǐng)域的研究倍受關(guān)注。在植物源除草劑的研究中，目前人們已發(fā)現(xiàn)了近100種具有殺草活性的化合物，少數(shù)活性成分已開發(fā)成為除草劑。

例如，ben報道香漆柏屬中的tetraclinisarticulate(vahl.)masters葉精油對野芥(sinapisarvensisl.)和虉草(phalariscanariensisl.)的種子萌發(fā)和根莖增長均有抑制作用，對兩種雜草的萌發(fā)和根莖增長的抑制隨濃度的增加而明顯，并指出香漆柏屬的tetraclinisarticulate中所含的烯萜類化合物中有可能含有可做為新型除草劑的化合物來源。amri和hamrouni等人從不同地方采集的松科哈列棚松(pinushalepensismiller)，研究了其松針、莖精油化學(xué)成分和抑制3種麥田常見雜草的活性，并指出哈列棚松精油在生物源除草劑上有研究價值。

但是，不同的植物及其有效成分同樣存在作用對象和除草效果的差異，因此，更多更好的植物來源除草劑的研發(fā)和探索，具有重要的意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中除草劑的缺陷和不足，一種具有除草活性的植物及其應(yīng)用，其提取物對多種雜草具有生物活性，能明顯抑制各類雜草的萌發(fā)和生長，活性顯著。

本發(fā)明的目的是提供禿杉及其提取物在除草方面的應(yīng)用。

本發(fā)明的另一目的是提供一種具有除草活性的禿杉提取物或精油。

本發(fā)明的再一目的是提供一種新型除草劑。

本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案給予實現(xiàn)的：

本發(fā)明首次研究發(fā)現(xiàn)，禿杉及其提取物對多種雜草具有顯著的抑制萌發(fā)、抑制生長的作用，因此，以下應(yīng)用均應(yīng)在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

禿杉除草或制備除草劑方面的應(yīng)用。

禿杉提取物在除草或制備除草劑方面的應(yīng)用。

其中，所述草包括多種典型的農(nóng)田雜草、入侵雜草和/或水生雜草。

優(yōu)選地，所述草包括雙子葉雜草、單子葉雜草和/或水生雜草。

更優(yōu)選地，所述草為馬唐、反枝莧、勝紅薊、青葙、三葉鬼針草、薇甘菊、大薸、浮萍和/或水綿等雜草。

更優(yōu)選地，所述草為勝紅薊(雙子葉雜草)、三葉鬼針草(雙子葉雜草)、馬唐(單子葉雜草)、大薸、浮萍和/或水綿(水生雜草)等。

另外，優(yōu)選地，所述禿杉提取物為禿杉水提取物、禿杉有機溶劑(甲醇等)提取物或禿杉精油。禿杉精油為禿杉采用水蒸氣蒸餾所得。

一種具有除草活性的禿杉提取物，是以禿杉為原料提取得到，提取溶劑為水或有機溶劑。

優(yōu)選地，作為一種可選擇的實施方案，所述禿杉提取物的提取方法為：將禿杉(莖皮、樹枝和/或葉片)烘干、粉碎后，采用常規(guī)提取方法，用甲醇或乙醇等有機溶劑提取，或水提，濃縮后得到提取物。

一種具有除草活性的禿杉精油，是以禿杉為原料，采用水蒸餾(水蒸氣蒸餾)得到。

上述制備得到的提取物或者精油中含有高活性的除草成分，可抑制馬唐、反枝莧、勝紅薊、青葙、三葉鬼針草、薇甘菊、大薸、浮萍、水綿等單子葉雜草、雙子葉雜草和水生雜草的萌發(fā)和生長，具有顯著的具有除草活性，，可用作除草劑。

向上述提取物中加入乳化劑、溶劑、助劑等，可制成植物源除草劑，用于農(nóng)田雜草的防除。

因此，一種包含有上述禿杉提取物和/或禿杉精油的除草劑，也應(yīng)在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

該除草劑適用于多種典型的農(nóng)田雜草、入侵雜草和/或水生雜草，包括雙子葉雜草、單子葉雜草和/或水生雜草，如馬唐、反枝莧、勝紅薊、青葙、三葉鬼針草、薇甘菊、大薸、浮萍和/或水綿等。

禿杉(taiwaniaflousianagaussen)屬于杉科(taxodiaceae)臺灣杉屬(taiwaniahayata)，共有禿杉和臺灣杉(taiwaniacryptomerioideshayata)2個種及金葉臺灣杉(t.cryptomerioideshayatacv‘a(chǎn)ureiflia’)1個變種?，F(xiàn)有技術(shù)中已有研究發(fā)現(xiàn)，臺灣杉提取物對白蟻、真菌、細菌及腫瘤細胞等均有很好的生物活性。chang等發(fā)現(xiàn)臺灣杉心材精油具有抗細菌，抗白蟻和殺螨活性的化合物。ho等人還研究了臺灣杉樹枝精油的抗菌和抗木材腐朽活性，并發(fā)現(xiàn)其中的鐵銹醇是主要活性成分。此外，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，研究還發(fā)現(xiàn)臺灣杉精油對包括a-549肺癌，mcf-7乳腺癌和ht-29結(jié)腸腺癌在內(nèi)的三種人類腫瘤細胞的生存力存在影響，其中taiwanina、taiwanine和甲基牛蒡子素對所有測試的腫瘤細胞表現(xiàn)出顯著的細胞毒性。因此，禿杉在作為安全的植物源藥劑方面具有很好的應(yīng)用前景。

本發(fā)明人課題組通過多種植物的活性篩選，研究發(fā)現(xiàn)并公開了禿杉提取物對多種雜草(包括多種入侵雜草)均具有顯著的除草效果。試驗結(jié)果顯示，禿杉甲醇提取物對三葉鬼針草、薇甘菊、青葙、勝紅薊、馬唐、擬南芥、浮萍、水綿以及大薸等雜草具有顯著的除草活性。例如：25μg/ml粗提物處理三葉鬼針草7天后，三葉鬼針草生長極其緩慢，根不能長出，對根生長的抑制率近100％；25μg/ml粗提物處理馬唐種子7天后，根不能長出，對根生長的抑制率近100％。由此提出，禿杉可開發(fā)成除草劑使用。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果：

馬唐、反枝莧、勝紅薊、青葙、三葉鬼針草、薇甘菊、大薸、浮萍、水綿分別是典型的農(nóng)田雜草、入侵雜草、水生雜草，禿杉的有機溶劑提取物或精油對這些雜草具有顯著的生長抑制作用，抑制各類雜草的萌發(fā)和生長，抑制葉綠素a的合成，抑制效果顯著。

根據(jù)禿杉的這種特點，可用于農(nóng)田雜草的防除，可將其開發(fā)出高效、無污染的綠色除草劑，或者為新型除草劑的創(chuàng)制提供先導(dǎo)化合物，具有顯著的社會效益和經(jīng)濟效益。

附圖說明

圖1為不同濃度禿杉甲醇提取物對馬唐(單子葉雜草)生長抑制作用(7d)結(jié)果，圖中從左至右、從上到下處理濃度依次為：0、12.5、25、50、100和200μg/ml。

圖2為不同濃度禿杉提取物對三葉鬼針草(雙子葉雜草)的生長抑制作用(7d)結(jié)果，圖中從左至右、從上到下處理濃度依次為：0、12.5、25、50、100和200μg/ml。

圖3為禿杉甲醇提取物對浮萍生長的抑制作用，從上往下依次是處理后24h、48h、72h的生長情況。

具體實施方式

下面結(jié)合說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明作出進一步地詳細闡述，所述實施例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。下述實施例中所使用的試驗方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法；所使用的材料、試劑等，如無特殊說明，為可從商業(yè)途徑得到的試劑和材料。

實施例1制備禿杉有機溶劑提取物——甲醇提取物

禿杉莖皮經(jīng)50℃烘干，粉碎過60目篩，然后將干粉置于容器中，加入3倍體積的甲醇(m/v)進行提取48-72h。重復(fù)提取3次，合并濾液，濃縮后得到禿杉甲醇提取物。

實施例2制備禿杉水蒸氣蒸餾物——精油

禿杉莖皮粉碎后過篩，將500g干粉裝入1000ml圓底燒瓶內(nèi)，再加入800ml雙蒸水，通過電爐加熱進行水蒸氣蒸餾，可得到禿杉精油。

實施例3禿杉對勝紅薊、三葉鬼針草、馬唐的除草實驗

1、實驗方法

(1)實驗植物：以勝紅薊(雙子葉雜草)、三葉鬼針草(雙子葉雜草)、馬唐(單子葉雜草)為例進行研究。

(2)為明確禿杉的除草活性，采用“小杯法”測定了其對不同雜草的抑制效果。在一次性小塑料杯底放2-3層玻璃珠，加入一定濃度的禿杉甲醇提取物5ml，每個小杯中放入萌芽的種子10粒，保鮮膜封口，膜上留一些小孔透氣。設(shè)置濃度梯度為：200、100、50、25、12.5和0μg/ml，每個濃度三次重復(fù)。處理后，將小杯放入光照培養(yǎng)箱中，溫度26℃，光照4000lux，光周期16∶8。

(3)7d后，測量根長和鮮重，按照下式計算相對應(yīng)的抑制率：

根長(鮮重)抑制率＝(對照根長(鮮重)-處理根長(鮮重))/對照根長(鮮重)

2、結(jié)果如表1、表2、表3所示。

表1禿杉甲醇提取物對勝紅薊的生長抑制作用(7d)

注：數(shù)據(jù)差異性采用dmrt法，顯著水平α＝0.05；數(shù)值為平均值±標準誤。

表2禿杉甲醇提取物對三葉鬼針草的生長抑制作用(7d)

注：數(shù)據(jù)差異性采用dmrt法，顯著水平α＝0.05；數(shù)值為平均值±標準誤。

表3禿杉甲醇提取物對馬唐的生長抑制作用(7d)

注：數(shù)據(jù)差異性采用dmrt法，顯著水平α＝0.05；數(shù)值為平均值±標準誤。

從表1、表2、表3可以看出，禿杉對勝紅薊和三葉鬼針草表現(xiàn)出良好的抑制活性，25μg/ml處理后7d，對兩種雜草的根長抑制率均達到80％以上，對單子葉馬唐的根長抑制率達到90％以上。同時，對這三種雜草的鮮重抑制率分別為77.65％、59.53％和49.38％。說明禿杉可以顯著地抑制雜草的生長。

另外，不同濃度禿杉甲醇提取物對馬唐(單子葉雜草)生長抑制作用(7d)結(jié)果如圖1所示，對三葉鬼針草(雙子葉雜草)的生長抑制作用(7d)結(jié)果如圖2所示。禿杉甲醇提取物對馬唐和三葉鬼針草具有顯著的抑制作用。

實施例4禿杉對大薸和浮萍的除草實驗

1、將帶有禿杉提取物的營養(yǎng)液(霍格蘭液體培養(yǎng)液)倒入一次性的塑料小盆中，每個處理放2-3葉期的大薸或浮萍20株。保鮮膜封口，膜上留小孔，濃度梯度設(shè)置為200、100、50、25、12.5和0μg/ml，每個濃度三次重復(fù)。將小盆放入光照培養(yǎng)箱中，培養(yǎng)條件同上文。

培養(yǎng)一定時間后測定大薸的葉片死亡率、根長抑制率和鮮重抑制率，測定浮萍的葉綠素含量及其抑制率，葉綠素含量測定參考相關(guān)文獻，采用常規(guī)方法進行。

2、結(jié)果如表4和表5所示。

表4禿杉甲醇提取物對大薸的生物活性(7d)

表4結(jié)果表明，禿杉處理大薸后，雖然大薸葉片死亡情況不明顯，但其根的生長受到明顯抑制，即使最低濃度12.5μg/ml處理后，7d的抑制率也超過了50％；同時，大薸的鮮重受到明顯的抑制，200μg/ml處理引起的鮮重抑制率達到96％以上，說明其生長基本停止。因而，結(jié)果表明禿杉極顯著地抑制了大薸的生長。

表5禿杉甲醇提取物對浮萍的生物活性(72h)

表5結(jié)果表明，處理后，浮萍植株中的葉綠素a的含量受到了明顯的抑制，50μg/ml禿杉提取物處理后，葉綠素a的抑制率達到95％以上，從而間接導(dǎo)致其光合作用減少，生長變緩，表現(xiàn)出良好的除草活性。

另外，不同濃度禿杉甲醇提取物對浮萍生長的抑制作用如圖3所示，處理后，浮萍植株中的葉綠素a的含量受到了明顯的抑制，隨著提取物濃度和處理時間的增加，浮萍的綠色越淡。

實施例5禿杉對水綿的除草實驗

1、采用水培法，用u型六孔細胞培養(yǎng)板，每孔放入已吸干水分的水綿0.1g，然后每孔分別加入10ml對應(yīng)濃度的培養(yǎng)液。培養(yǎng)液中加有禿杉提取物，濃度依次設(shè)置為12.5、25、50、100、200μg/ml，設(shè)空白對照。

水綿為絲狀藻類，采取測定其葉綠素含量分析抑制活性。處理72h后測定其葉綠素含量及其抑制率，測定方法參照相關(guān)文獻采用常規(guī)方法進行。

2、結(jié)果如表6所示。

表6禿杉甲醇提取物對水綿的生物活性(72h)

表6結(jié)果表明，禿杉提取物對水綿葉綠素a的合成具有明顯的抑制作用，低濃度12.5μg/ml禿杉提取物處理后抑制率達到50％左右，100μg/ml濃度處理超過90％，說明水綿的光合作用受到顯著影響。

實施例6禿杉精油除草實驗

1、以水綿為例，采用水培法，用u型六孔細胞培養(yǎng)板測定了禿杉精油對水綿的抑制作用。每孔放入已吸干水分的水綿0.1g，每孔分別加入10ml對應(yīng)濃度的培養(yǎng)液。精油用丙酮溶解。培養(yǎng)液設(shè)定的精油濃度依次為12.5、25、50、100、200μg/ml。處理后加蓋密封置于培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)，培養(yǎng)條件為26℃，光照4000lux，光周期16∶8(光照∶黑暗)。對照藥劑丁草胺的處理方法同上。

水綿為絲狀藻類，采取測定其葉綠素含量分析抑制活性。培養(yǎng)24h，48h，72h后取出。每孔吸干水分后加入2ml丙酮，少許碳酸鈣研磨，研磨液全部吸取到1.5ml離心管中，使用離心機在4000r/min的條件下離心10min，取全部上層清夜加丙酮稀釋至4ml，再取2ml稀釋液加入丙酮定容至10ml，以丙酮為標準測定663nm，645nm處的吸光度，重復(fù)3次。

2、結(jié)果如表7所示。

表7禿杉精油對水綿葉綠素的總量抑制率(％)

從表7可以看出，禿杉精油處理水綿后，200μg/ml處理24h后葉綠素的總量抑制率達到85％以上，對照藥劑丁草胺的抑制率為95％以上；48h和72h的抑制率都達到90％以上。對于兩種藥劑處理來講，抑制率和劑量之間均表現(xiàn)出明顯的正相關(guān)?？傮w來看，禿杉精油對水綿葉綠素的總量具有明顯的抑制作用，在相同濃度處理下，與水田廣泛使用的除草劑丁草胺基本無顯著差異，說明禿杉精油對水綿等水生雜草也具有良好的抑制作用。