脲嘧啶类除草剂Tiafenacil的合成及除草活性测定

为了探索除草剂Tiafenacil在防治农业杂草方面的应用前景,以3-氨基-4,4,4-三氟丁烯酸乙酯为原料,经6步反应制备得到Tiafenacil,其结构经1H NMR和ESI-MS确证,并对Tiafenacil进行除草活性测定。结果表明:Tiafenacil在苗前浓度为300 g a.i.·hm^(-2)条件下,其对稗草、苘麻的除草活性均优于对照药剂97%莠去津原药;在苗前浓度为75 g a.i.·hm^(-2)条件下,其对稗草、苘麻的除草活性均优于对照药剂97%氟磺胺草醚原药。苗后浓度为37.5、75、150、300 g a.i.·hm^(-2)条件下,其对稗草、金色狗尾草、百日草、苘麻的除草活性均可达100%,明显优于对照药剂97%氟磺胺草醚原药和97%莠去津原药。

野燕麦病原真菌的鉴定及其除草活性和对作物的安全性

[目的]旨在筛选安全性高、抗药性低、除草性强的生防菌株,为防除农田恶性杂草野燕麦提供新的生防思路。[方法]采集自然感病的瓜叶葵(Helianthus cucumerifo)、大叶藜(Chenopodium hybridum)、蜀葵(Alcea rosea)和青稞(Hordeum vulgare)植物叶片,通过组织及单孢分离法、离体叶片(初筛)和活体盆栽(复筛),获得具有生防潜力的菌株,接着采用不同浓度(10^(1)~10^(4))孢子悬浮液测定其对野燕麦活体植株的发病率、病情指数和鲜重防效,通过观察菌落形态、运用核糖体内转录间隔区(Internal transcribed spacer, ITS)和转录延伸因子(EF-1α,EF-1/EF-2)基因及MEGA 7.0软件构建系统发育树,最后选取青海地区主栽作物(油菜‘青杂5号’、小麦‘青春38号’、青稞‘昆仑18号’、蚕豆‘青海9号’、豌豆‘草原224号’、玉米‘青玉517号’)和部分蔬菜(白菜‘浙白6号’、番茄‘博玉368号’、黄瓜‘中农5号’、菠菜‘华菠1号’、辣椒‘中椒4号’、萝卜‘春白2号’)进行安全性测试,为菌株选择最适宜的应用条件。[结果]从自然感病的植株叶片中分离出7株对野燕麦具有除草活性的真菌菌株,将其命名为DT-YSB1、DT-04A2、DT-DYLC、DT-XRKA、DT-08C、DT-14A2和DT-QKBD004A。通过离体叶片和温室盆栽试验,综合评价获得1株对野燕麦具有较强除草活性的菌株DT-QKBD004A,菌落形态与镰刀菌相似,对其rDNA ITS和EF-1α(EF-1/EF-2)基因进行共同鉴定及系统发育分析,表明该菌株为燕麦镰刀菌(Fusarium avenaceum);不同浓度菌株DT-QKBD004A孢子悬浮液对野燕麦的发病率、病情指数和鲜重防效达到45.09%~89.48%、42.68~88.53和38.70%~88.42%,其中浓度9.40×10^(4)个/mL对野燕麦的防除效果最优;作物安全性测试发现,菌株DT-QKBD004A孢子浓度9.40×10^(4)个/mL对蚕豆、玉米、白菜、番茄、黄瓜和辣椒安全。[结论]燕麦镰刀菌DT-QKBD004A对野燕麦具有较强的致病性,且对部分作物安全,具有较好的应用价值,可为防除农田恶性杂草野燕麦提供良好的生防菌株。

N-(5-(3,5-二硝基苯基)噻唑-2-基)-2-苯氧乙酰胺类化合物的设计、合成及除草活性

为了发现高活性的除草化合物,设计合成了29个N-(5-(3,5-二硝基苯基)噻唑-2-基)-2-苯氧乙酰胺类衍生物(Ⅵaa~Ⅵbc),并通过核磁共振氢谱、碳谱和高分辨质谱确认其结构。利用X-射线单晶衍射确定化合物Ⅵaa的空间构型。以单子叶植物稗草和双子叶植物生菜为供试靶标,采用平皿法测试了目标化合物的除草活性。结果显示:多数化合物在100 mg/L下对稗草和生菜的生长抑制率达70%以上;整株茎叶喷雾法测定结果表明:在375 g/hm^(2)下,化合物Ⅵam、Ⅵas、Ⅵat、Ⅵav和Ⅵaw对生菜的鲜重抑制率达80%以上,其中化合物Ⅵas的抑制率为100%。作物安全性试验结果表明,在750 g/hm^(2)下,化合物Ⅵas对玉米、高粱、水稻、大豆、亚麻和油菜均有不同程度的药害,但对高粱的药害程度最小,明显低于对照药剂2,4-D。透射电子显微镜观察结果显示,用18.17 g/hm^(2)的化合物处理生菜叶片72 h后,叶片叶绿体被膜扭曲变形,叶绿体基粒片层排列散乱,部分类囊体发生断裂。酶活性测定试验结果表明,化合物Ⅵas对过氧化氢酶(CAT)活性和过氧化氢(H_(2)O_(2))含量均表现出先促进后抑制的效应。由此推断,化合物Ⅵas可能是通过破坏生菜叶绿体结构和影响CAT活性和H_(2)O_(2)含量而抑制生菜的正常生长。

链格孢菌DT-XRKA菌株的除草活性及对作物的安全性

从青海省大通县达隆村农田采集自然感病的植物叶片并分离出真菌菌株,以密花香薷为靶标草,通过离体叶片和温室盆栽试验以及作物安全性评价,筛选获得1株具有较好除草活性的生防菌DT-XRKA。结果表明,离体叶片接种DT-XRKA 7 d后,密花香薷叶片上出现产3~4倍于菌饼大小的灰褐色病斑,病斑面积达到了整个叶片的50%以上,在接种处可见大量灰褐色的菌丝,中心黑色,边缘褐色,且叶片开始逐渐失绿变黄,病级达到5级。不同浓度(1.47×10^(1)~1.47×10^(4)个/mL)的DT-XRKA孢子悬浮液对密花香薷的发病率达到67.84%~96.42%,病情指数为51.11~97.97,鲜质量防效达到52.44%~82.67%。作物安全性评价结果表明,DT-XRKA菌株孢子悬浮液对油菜、白菜、番茄、黄瓜和辣椒安全。经形态学特征和rDNA-ITS序列分析将DT-XRKA鉴定为链格孢Alternaria alternata。

不同大豆品种浸提液对稗草和苜蓿的除草活性

为探索大豆在种植过程中潜在的化感作用,研究了6个不同大豆品种浸提液对稗草和苜蓿的除草活性。采用培养皿滤纸法、土壤封闭法和茎叶喷雾法测定了其对稗草和苜蓿的化感作用,并挑选出除草活性最高的大豆品种浸提液进行除草活性物质分析。结果表明:种子萌发试验中,在0.01 g/mL浓度下,2701品种大豆乙醇浸提液对稗草和苜蓿的根长抑制率分别是65.3%和62.0%、对二者的芽长抑制率分别是80.2%和17.5%,湘24品种大豆乙醇浸提液对稗草和苜蓿的根长抑制率为79.8%和70.9%、对二者的芽长抑制率分别是46.0%和35.6%;土壤封闭试验中,在0.01 g/mL浓度下,湘24品种大豆乙醇浸提液对稗草和苜蓿的抑制率为48.4%和35.2%;茎叶喷雾试验中,在0.01 g/mL浓度下,湘24品种大豆乙醇浸提液对稗草和苜蓿的抑制率为67.0%和93.6%,2701品种大豆乙醇浸提液的抑制率为76.4%和93%;除草活性物质追踪结果表明黄酮类次生代谢物质在浸提液中含量相对较高。由此可见,湘24、2701品种大豆乙醇粗提液具有一定的除草活性。

松油烯基邻苯二甲酰亚胺衍生物的合成及其除草活性研究

以α-松油烯(1)为起始原料,通过与丁炔二酸二甲酯发生Alder-Rickert反应制备了松油烯基丁烯二酸二甲酯(2),并通过闭环反应合成了松油烯基邻苯二甲酸酐(3),继而与一系列芳胺化合物发生取代反应,合成了13个新型结构的松油烯基邻苯二甲酰亚胺衍生物(4a~4m)。通过红外光谱、质谱、核磁共振氢谱和碳谱等手段对目标化合物的结构进行了表征,相关表征数据表明目标化合物4a~4m成功合成。初步的除草活性测试结果表明:在1.5 kg/hm^(2)施药量下,当采用茎叶处理时,大部分化合物对稗草、马唐、苘麻和反枝苋均具有一定的除草活性,其中化合物4b(R=p-CH_(3))和4c(R=p-OCH_(3))对苘麻的抑制活性最好,抑制率分别为62.2%和64.0%,均达到B级。

含苯并噻唑结构的吡唑类衍生物设计、合成及除草活性研究

为寻求高活性的吡唑类除草剂新品种,以苯唑草酮为先导化合物,基于药效团拼接原理,设计并合成了11个含苯并噻唑结构的吡唑类衍生物,所得化合物的结构经过氢谱、碳谱和高分辨质谱表征确认,并对其合成方法进行了条件优化。初步除草活性测试结果表明,化合物6-氟苯并[d]噻唑-2-(5-羟基-1-甲基-1H-吡唑-4-基)甲酮(1d)和5-氯苯并[d]噻唑-2-(5-羟基-1-甲基-1H-吡唑-4-基)甲酮(1i)表现出良好的稗草和反枝苋抑制生长活性,具有进一步的应用和研究潜力。

美国环保署拟登记新除草活性成分精草铵膦

5月9日,美国环境保护署(EPA)宣布了其对含有新型活性成分L-草铵膦(精草铵膦)的农药产品的拟议登记决定,并征询公众意见。除了发布评审草案外,US EPA还发布了根据《濒危物种保护法》(ESA)对该农药的生物学评估草案。

含喹唑啉-4-酮结构的芳氧苯氧丙酸二苯醚酯衍生物的设计、合成及除草活性研究

为了开发新型芳氧苯氧丙酸酯类除草剂,以前期工作发现的QPP-I为先导化合物,采用活性亚结构拼接法,设计、合成了19个含喹唑啉-4-酮结构的芳氧苯氧丙酸二苯醚酯衍生物,其结构经^(1)H NMR和^(13)C NMR确证。利用小杯平皿法初步测试除草活性发现,目标化合物对单子叶植物稗草具有较高的生长抑制率。其中,化合物QPPD-16在10ug/mL浓度下对稗草的生长抑制率达到81.6%,与商品化除草剂-精喹禾灵的抑制效果相当。利用温室盆栽法进一步测试除草活性发现,在土壤处理、750 g/hm2施药量情况下,化合物QPPD-16对稗草、马唐、狼尾草和狗尾草的生长抑制率分别为79.6%,83.1%,84.0%和70.0%。更重要的是,化合物QPPD-16对农作物大豆和花生具有较高的安全性。该研究结果表明,化合物QPPD-16具有作为芳氧苯氧丙酸酯类除草剂先导化合物的潜力。

新型膦酸酯类化合物的合成及除草活性

为获得具有良好除草活性的新型膦酸酯化合物,基于活性亚结构拼接原理,将呋喃环引入先导结构IV的R位设计合成了8个结构新颖的膦酸酯类化合物,并对其进行了除草活性和杀草谱测试.测试结果表明大部分化合物都具有较高的除草活性,其中化合物V-1在75 g·hm^(-2)(a.i.)的浓度下,对测试杂草的效果与草甘膦相当,显示了具有作为除草剂先导化合物进一步研究的价值.

含香豆素结构的芳氧苯氧丙酸酯衍生物的设计、合成及除草活性研究

为了开发新型芳氧苯氧丙酸酯类除草剂,采用活性亚结构拼接的方法,设计合成了一系列含香豆素结构的芳氧苯氧丙酸酯衍生物,其结构经1HNMR,13CNMR及高分辨质谱确证。利用平皿小杯法初步评价了目标化合物的除草活性,结果显示部分化合物对稗草表现出较好的抑制活性。其中,化合物CPP-4在100μg/mL浓度下对稗草的抑制率达到87.4%,与商品化除草剂-喹禾灵的抑制效果相当。温室盆栽实验结果显示,在土壤处理、1 500 g/hm2施药量情况下,化合物CPP-4对稗草和马唐呈现出很好的防除效果,抑制率达到80%以上。该研究结果表明,化合物CPP-4可以作为新型芳氧苯氧丙酸酯类除草剂的先导化合物继续优化。

四氢芳樟基酰胺类化合物的合成及除草活性研究

以四氢芳樟醇为原料,设计合成了17种四氢芳樟基酰胺类化合物(2,4a~4p),得率64.8%~96.9%。通过FT-IR、^(1)H NMR、^(13)C NMR和HRMS表征了系列化合物的结构,并评价了目标化合物对黑麦草和稗草的除草活性。研究结果表明:四氢芳樟基酰胺类化合物对黑麦草和稗草均有一定的生长抑制活性,化合物2、4a、4o对黑麦草的萌芽前(芽前)除草活性最好,对黑麦草根长的半数抑制浓度(IC_(50))值分别为0.05、0.05和0.03 mmol/L(稍差于阳性对照草甘膦),对黑麦草茎长的IC_(50)值分别为0.06、0.05和0.05 mmol/L(优于草甘膦)。化合物4b对稗草根长和茎长的IC_(50)值分别为0.06和0.15 mmol/L(与草甘膦相同)。构效关系分析表明:四氢芳樟基酰胺类化合物在不同杂草间具有选择性;含烷基取代的化合物除草活性强于含苯环和呋喃环的,苯环上含给电子基团时活性强于含吸电子基团的,且给电子基团位于苯环邻位和间位时除草活性更好。

牡丹皮提取物除草活性初步研究

为明确牡丹皮(Cortex Moutan Radicis)的除草活性并初步探索其活性成分分离条件,采用平皿法、土壤喷雾法及茎叶喷雾法测定了牡丹皮不同极性溶剂萃取物对反枝苋Amaranthus retroflexus和稗Echinochloa crus-galli的除草活性。平皿法测定结果显示,在1 mg/mL浓度下,牡丹皮正丁醇萃取物的除草活性最强,对反枝苋幼根和幼茎的抑制率分别为67.88%和65.71%,对稗草幼根和幼茎的抑制率分别为68.72%和71.32%;毒力测定结果表明,牡丹皮正丁醇萃取物对反枝苋幼根和幼茎的IC50分别为12.28 mg/L和19.67 mg/L,对稗草幼根和幼茎的IC50分别为43.35 mg/L和72.79 mg/L。土壤喷雾法和茎叶喷雾法测定结果显示,在5 mg/mL浓度下,牡丹皮正丁醇萃取物对反枝苋和稗草的鲜重抑制率最高,其中土壤喷雾法对反枝苋和稗草的鲜重抑制率分别为81.43%和83.18%;茎叶喷雾法对两种杂草的鲜重抑制率分别为80.83%和83.65%。由此可见,牡丹皮的除草活性成分主要集中在正丁醇萃取物中,值得进一步研究。

真菌除草活性次级代谢产物研究进展

在农业生产中,化学除草剂的广泛使用虽然能确保作物产量,但也引发了许多环境问题,同时杂草对除草剂的抗性也会随之进化。因此,亟需开发安全性更强、作用机制更新颖的除草剂。真菌可以合成多种结构复杂的次级代谢产物,其中一些具有良好的除草活性。按照结构类型,综述了近十年国内外从真菌中分离的具有除草活性的次级代谢产物,并对真菌除草活性化合物的发展方向及应用前景进行了展望,以期为新型除草剂的研究与开发提供参考。

30%氨氯·二氯·氯氨吡啶酸可溶液剂的除草活性评价

为筛选防除青海省农田恶性杂草的高效除草剂,采用茎叶喷雾法室内测定了30%氨氯·二氯·氯氨吡啶酸可溶液剂(SL)对密花香薷、藜、苣荬菜、地肤、野芥菜的除草活性。结果表明:30%氨氯·二氯·氯氨吡啶酸SL施药后7 d对供试的5种杂草株高均有不同程度的抑制,施药后14 d对杂草的抑制作用比施药后7 d明显增强。施药后21 d 30%氨氯·二氯·氯氨吡啶酸SL 45.0、67.5、90.0、112.5、135.0 g a.i/hm2处理对密花香薷的鲜重防效分别为71.85%、75.87%、82.80%、89.81%、90.42%;对藜的鲜重防效分别为87.25%、100.00%、100.00%、100.00%、100.00%;对苣荬菜的鲜重防效分别为71.95%、72.14%、80.39%、85.84%、89.26%;对地肤的鲜重防效分别为68.48%、75.30%、78.33%、80.00%、85.76%;对野芥菜的鲜重防效分别为48.76%、66.56%、72.47%、78.22%、84.71%。30%氨氯·二氯·氯氨吡啶酸SL对密花香薷、藜、苣荬菜、地肤、野芥菜的ED90分别为130.27、33.36、161.38、241.20、185.49 g a.i/hm2。说明30%氨氯·二氯·氯氨吡啶酸SL能够扩大杀草谱,有效防除青海省农田中的阔叶杂草,本研究结果可为青海省农田阔叶杂草防除提供参考数据。

链霉菌YJ-81中活性成分的分离、鉴定及除草活性

YJ-81是从黑龙江地区岩蕨植物根际土壤分离到的具有除草活性的链霉菌,为了明确其活性化合物的分子结构及除草活性,利用硅胶柱层析、凝胶柱层析和半制备高效液相色谱对菌株YJ-81的发酵液采用除草活性跟踪法进行了活性化合物的分离纯化,并运用核磁共振波谱技术确定活性化合物1为除莠霉素A。杂草和农作物种子萌发试验结果表明,质量浓度100 mg/L的除莠霉素A可完全抑制狗尾草和稗草的种子萌发,对反枝苋、马齿苋、藜等杂草以及玉米、西瓜、水稻和番茄种子的萌发也有一定程度的抑制。盆栽试验结果表明,100 mg/L的除莠霉素A可显著抑制反枝苋、马齿苋、藜的生长,同时对狗尾草、稗草和番茄也有不同程度的抑制作用,但对玉米、水稻和西瓜的生长无影响,特别是对玉米安全,即使喷施1000 mg/L时也不会对玉米的叶片产生药害症状,玉米的地上部分鲜重和叶片叶绿素含量与未喷施药物的对照相比无显著性差异。以上结果表明,除莠霉素A对玉米具有很高的安全性,可作为玉米田间的苗后选择性除草剂进行开发。

链格孢菌DT-DYLC菌株的除草活性及对作物的安全性

本研究从青海省大通县达隆村农田采集自然感病的植物叶片中分离出真菌菌株,以藜为靶标草,通过离体叶片和温室盆栽试验以及作物安全性评价,筛选获得1株具有较好的除草活性的生防菌DT-DYLC。结果表明,离体叶片接种DT-DYLC 7 d后,在接种处可见大量灰白色的菌丝,且于叶片反面有菌丝穿透生长,发病率为60.04%,病级达到4级。不同浓度1.20×(10^(1)~10^(4))孢子/mL的DT-DYLC孢子悬浮液对藜的发病率达到50.35%~95.81%,病情指数为49.34~89.44,鲜重防效达到52.95%~83.25%。作物安全性评价结果表明,DT-DYLC菌株孢子悬浮液对小麦、青稞、玉米、番茄和黄瓜安全。经形态学特征和r DNA-ITS序列分析将DT-DYLC鉴定为链格孢Alternariaalternata。上述结果为该菌株下一步田间应用提供了理论基础。

3种不同结构型10%草铵膦水剂的除草活性比较

为进一步比较普通草铵膦与精草铵膦的除草活性,明确同等药效下普通草铵膦与精草铵膦的用量比例,本试验采用室内盆钵法,比较了3种不同结构型10%草铵膦水剂(1#、3#为普通草铵膦、2#为精草铵膦)对马唐、狗尾草、稗草、牛筋草、鸭跖草、铁苋菜和空心莲子草7种靶标材料的除草活性。试验结果显示,3种药剂对各靶标杂草均有较好的防效,而2#药剂整体表现出更高的生物活性,对7种靶标杂草防效的ED_(90)值为60.55~628.55 mL/667 m^(2),而1#、3#药剂的ED_(90)值分别为74.02~621.44 mL/667 m^(2)和33.7~753.58 mL/667 m^(2)。综合考虑药剂对多个靶标的除草活性,对5~6种供试靶标杂草达到90%的防效,1#和3#普通草铵膦的用量分别为2#精草铵膦用量的1.37~1.47倍与1.23~1.47倍。

蒈烷-3,4-二醇的除草活性

采用平皿培养法考察蒈烷-3,4-二醇在水溶液中对一年生黑麦草和油菜根、茎伸长的抑制作用,探讨其作为水基除草剂的应用潜力。结果表明:蒈烷-3,4-二醇微溶于水,可在少量亲水性有机溶剂和表面活性剂作用下配制成浓度大于20 mmol/L水乳液,能够抑制黑麦草和油菜根、茎的伸长,表现与浓度相关的除草活性,对黑麦草的根、茎伸长的半数抑制浓度(IC 50)分别达到1.12和1.73 mmol/L,而对油菜根、茎伸长的IC 50分别达到1.23和2.12 mmol/L。其除草活性明显高于天然单萜二醇对孟烷-3,8-二醇,而稍低于商业除草剂草甘膦,有望进一步研究开发作为水基植物源除草剂。

茄链格孢Alternaria solani DT-15除草活性及生物学特性初步研究

为了筛选获得高效除草生防菌株,本研究以青海省大通县野薄荷病样中分离到的DT-15菌株作为研究对象,对其进行离体致病性测定、活体除草效果评价、安全性评价、菌株分类鉴定及菌株最适碳氮源筛选研究。离体条件下DT-15菌株对3种杂草的致病性由强到弱依次为密花香薷>冬葵>藜。盆栽条件下藜、冬葵发病率高达91%以上,鲜重防效达94%以上,且对主栽作物蚕豆、小麦、豌豆、油菜表现为相对安全。菌株DT-15鉴定为茄链格孢Alternaria solani。对菌落直径、孢子悬浮液的OD值进行了测定,结果表明:小麦麸皮是最适的碳源,硝酸钠是最适的氮源。DT-15菌株具有蚕豆、小麦、豌豆、油菜田防除部分阔叶杂草的微生物除草剂开发潜力。