ТОТАЛЬНАЯ БОРЬБА С СОРНЫМИ РАСТЕНИЯМИ НА НЕ ИМЕЮЩИХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ЗНАЧЕНИЯ ТЕРРИТОРИЯХ
TOTAL FIGHT AGAINST WEEDS IN TERRITORIES HAVING NO AGRICULTURAL VALUE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится, в частности, к композиции, предназначенной для уничтожения сорных растений на не используемых в сельском хозяйстве территориях (NAA), пригодной к применению в разбавленном в воде виде и наносимой на растительность. Эта разбавленная композиция является, в частности, подходящей для обработки растений в течение периода с марта по ноябрь.
Уровень техники
В частности, компании, занятые обслуживанием дорог, в том числе территорий, прилегающих к ним (NAA), постоянно ищут эффективные решения для экологического контроля сорных растений. Эти компании отказываются от применения общепринятых гербицидов в пользу механической прополки, такой как косьба. Однако выполнение косьбы не всегда легко осуществимо и зависит от конфигурации обрабатываемой территории, поэтому применение гербицидов во многих ситуациях по-прежнему остается единственным возможным решением.
Гербициды, как правило, представляют собой рецептуры, которые могут распыляться на растения, чаще всего вызывая загрязнение окружающей среды во время их применения. Кроме того, гербициды, получаемые способами химического синтеза, агрессивны и вызывают разрушение как корневой системы растения, так и его воздухопроводящих путей.
Для избежания этого ставится задача применения продуктов, которые делают возможным целенаправленное воздействие и не являются агрессивными (не всасываются корнями во все растение через посредство сока), то есть которые являются особенно эффективными в отношении уничтожаемых растений, оставаясь безопасными для других живых организмов.
Для избежания последствий, наиболее часто возникающих вследствие применения токсичных синтетических химических веществ, возможно использование гербицидов, основывающихся на натуральных продуктах. В этой связи известна, например, рецептура гербицида из заявки JP 2010047489, использующая различные эфирные масла, такие как масло Eucalyptus globulus. Однако существует необходимость улучшения специфичности действия таких гербицидов и повышения эффективности уничтожения растений, называемых «сорняками».
Раскрытие изобретения
В связи с этим и для преодоления некоторых или всех вышеупомянутых недостатков известного уровня техники, согласно первому аспекту настоящее изобретение относится к композиции гербицида тотального действия для борьбы с сорными растениями на не используемых в сельском хозяйстве территориях, содержащей водный настой натуральной хны в количестве от 14 до 18 масс. % относительно общей массы композиции, по меньшей мере одно неионогенное поверхностно-активное вещество и содержащей, кроме того, следующие ингредиенты:
по меньшей мере один оксид терпена
от 40 до 50%
по меньшей мере один монотерпенол
от 5 до 9%
по меньшей мере один монотерпен
от 4 до 8%
и в которой масса сухой натуральной хны, используемой для настоя, составляет по меньшей мере 2% от общей массы композиции.
В контексте данного изобретения термин «оксид терпена» охватывает терпены, как они традиционно определяются в номенклатуре органических соединений, содержащие по меньшей мере одну эфироксидную функциональную группу.
Кроме того, термин «монотерпен» обозначает соединение, определяемое так номенклатурой органических соединений, исключая монотерпенолы, и термин «монотерпенол» обозначает монотерпен, содержащий по меньшей мере одну спиртовую функциональную группу.
Три класса соединений (оксид терпена, монотерпен и монотерпенол) будут обозначаться общим термином «терпеновые производные».
Натуральный настой хны получается из сухой хны, которая настаивается в течение по меньшей мере 5 минут: 200 г сухого вещества в 2 л питьевой воды, нагретой до 70-80°c (объем полученного настоя составляет около 1,25 л).
Ингредиенты, которые составляют рецептуру по изобретению, являются гербицидными продуктами, которые не имеют долгосрочных рисков и обладают очень небольшим воздействием на здоровье и окружающую среду. На самом деле активные субстанции и добавки в композиции согласно изобретению полностью доступны для получения из сырья растительного, сельскохозяйственного и возобновимого происхождения и, кроме того, являются поддающимися полному биологическому разложению естественным образом и в краткие сроки. Более того, данные ингредиенты в диапазонах указываемых величин нетоксичны, в частности для людей и домашних животных.
Авторы данного изобретения неожиданно обнаружили, что обладающая упомянутыми выше преимуществами композиция по изобретению является также особенно эффективной в отношении уничтожения сорняков. Эта комбинация различных ингредиентов демонстрирует синергическое действие, которое является селективным и быстропроявляющимся на растениях, разрушая хлоропласты их дыхательной системы и нарушая их фотосинтетическую функцию. Кроме того, композиция гербицида по изобретению является подходящей для разрушения сосудистой системы нежелательных растений и делает возможным их уничтожение на ранней стадии развития.
Авторы изобретения случайно обнаружили, что терпеновые производные в представленных выше в контексте изобретения концентрациях и в комбинации с натуральной хной позволяли, вследствие синергического действия, уничтожать сорняки. Натуральная хна содержит полифенолы, например производные кумарина или некоторых флавоноидов. Авторы изобретения показали, что натуральная хна содержит значительное количество полифенолов, которые растворяются в настое. Кроме того, авторы изобретения продемонстрировали, что эти полифенолы увеличивают эффективность присутствующих в композиции терпеновых производных в отношении уничтожения сорняков. Благодаря этому синергическому взаимодействию между натуральной хной и такими терпеновыми производными композиция по изобретению оказывается особенно эффективной.
Флавоноиды из натурального настоя хны выполняют две функции:
- они закрепляют монотерпены на поверхности обрабатываемых растений и таким образом усиливают их гербицидное воздействие во времени; и
- они вызывают прямые биохимические воздействия с помощью вторичных метаболитов, которые ингибируют рост растения.
Ингибиторная активность флавоноидных соединений обуславливается их полифенольным (подобным метилбутадиену) молекулярным строением. Их молекулы на практике способны играть роль в окислительно-восстановительных цепях, модифицируя некоторые реакции, связанные с ростом, дыханием и морфогенезом.
Кроме того, данная композиция предлагает преимущество нацеленности только на нежелательные виды, а также обеспечивает очень широкий спектр действия, так как она способна разрушать как однолетние растения, так и многолетние, стойкие двудольные растения, а также травы.
В качестве варианта настоящее изобретение относится к композиции гербицида общего (тотального) действия, предназначенного для борьбы с сорными растениями на не используемых в сельском хозяйстве территориях, содержащей салициловую кислоту в концентрации от 6 до 20 масс. % по отношению к общей массе композиции, по меньшей мере одно неионогенное поверхностно-активное вещество и содержащей, кроме того, следующие ингредиенты:
по меньшей мере один оксид терпена
от 40 до 50%
по меньшей мере один монотерпенол
от 5 до 9%
по меньшей мере один монотерпен
от 4 до 8%
Содержание салициловой кислоты может предпочтительно составлять от 8 до 15% или даже от 9 до 12%. Неионогенное поверхностно-активное вещество может выбираться из сложных эфиров cахаров. Природа используемого неионогенного поверхностно-активного вещества применительно к настоящему изобретению более подробно обсуждается далее в тексте описания.
Предпочтительно композиция гербицида по изобретению содержит следующие ингредиенты в следующих концентрациях:
по меньшей мере один оксид терпена
от 43,0 до 48,5%
по меньшей мере один монотерпенол
от 6,3 до 7,1%
по меньшей мере один монотерпен
от 5,5 до 6,2%
Композиция гербицида по изобретению предпочтительно содержит от 45,0 до 47,0% оксида терпена, от 6,5 до 7,0% монотерпенола и от 5,7 до 6,0% монотерпена.
Предпочтительно общая масса настаиваемой натуральной хны, то есть используемый для получения настоя, составляет менее 10%, предпочтительно менее 8% и еще более предпочтительно менее 6% от общей массы композиции. Авторы изобретения неожиданно обнаружили, что переходящие в настой материалы натуральной хны, в частности, в этих диапазонах концентраций демонстрируют синергическое взаимодействие с терпеновыми производными, обеспечивая гербицидный эффект.
Предпочтительно оксид терпена является 1,8-цинеолом; монотерпенолы выбираются из линалоола, терпинен-4-ола, альфа-терпинеола и гераниола; и монотерпены выбираются из альфа-пинена, бета-пинена, терпинена, такого как гамма-терпинен, лимонен, сабинен и пара-цимол.
Предпочтительно композиция гербицида по настоящему изобретению в дополнение к натуральному настою хны готовится по меньшей мере из трех эфирных масел. Предпочтительно она готовится из следующих трех эфирных масел: эфирного масла Eucalyptus radiata, предпочтительно от 40 до 46%, эфирного масла Eucalyptus globulus, предпочтительно от 15 до 18% и эфирного масла capo, предпочтительно от 6 до 8 масс. % от общей массы полученной композиции. Эти масла позволяют получать композиции, содержащие желательные количества терпеновых производных.
Композиция по изобретению также предпочтительно содержит консервирующее средство, предпочтительно салициловую кислоту в концентрации от 10 до 30%. В качестве варианта (или в комбинации) салициловая кислота применяется в концентрации от 6 до 20%, предпочтительно от 8 до 15% и предпочтительно в концентрации от 9 до 12%.
+
Помимо ее роли в качестве консервирующего средства, салициловая кислота является химическим медиатором, который помогает улучшать системное действие композиции по изобретению. Фенолокислоты нарушают поглощение минеральных веществ растением: салициловая кислота ингибирует поглощение ионов K корнями. Степень ингибирования зависит от концентрации фенолокислоты и от показателя pH. Снижение pH приводит к увеличенному поглощению фенольных соединений и, вследствие этого, к усилению ингибирования. Это нарушение происходит вследствие того, что фенолокислоты деполяризуют мембранный потенциал клеток корня, что изменяет мембранную проницаемость и, таким образом, скорость истечения ионов, как анионов, так и катионов. Степень деполяризации возрастает с увеличением концентрации фенолокислот. Авторы изобретения показали, что этот результат оказывается еще более неожиданным в случае применения салициловой кислоты.
Композиция по изобретению содержит неионогенное поверхностно-активное вещество. Это неионогенное поверхностно-активное вещество оказывается полезным при растворении всех терпеновых веществ или масел в воде; предпочтительным является применение поверхностно-активного вещества, выбранного из сложных эфиров сахаров (которые являются сложными эфирами, образующимися при конденсации сахара и жирных кислот). Предпочтительно применяется по меньшей мере один полисорбат, по меньшей мере один сложный эфир сорбитана и/или каприловый глюкозид. Эти поверхностно-активные вещества обладают тем преимуществом, что они готовятся из материалов естественного происхождения, получаемых из возобновимых и поддающихся биологическому разложению источников.
Композиция по изобретению также предпочтительно содержит улучшающий текстуру эмульгирующий агент, который повышает адгезию раствора к растениям. Предпочтительно текстурирующий агент является аравийской камедью, предпочтительно в количестве от 3 до 15%, более предпочтительно от 6 до 12%, или даже от 7 до 10%.
Также в контексте настоящего изобретения возможны любые комбинации приведенных выше диапазонов величин.
Композиция предпочтительно находится в форме пригодного к нанесению распылением раствора, делающего возможной легкую обработку растений. Когда он содержит улучшающий текстуру эмульгирующий агент, раствор согласно изобретению делает возможным чистое распыление, поскольку этот агент улучшает адгезию распыляемого раствора на растительности: не происходит немедленного перераспределения раствора в почву, и он не так легко испаряется.
Согласно другому аспекту настоящее изобретение относится к применению описанной выше композиции после разбавления в воде в целях уничтожения сорняков в качестве профилактической или терапевтической меры. Разбавление предпочтительно составляет от 10 до 30% и предпочтительно от 15 до 25% композиции, доводимой водой до достижения 100 масс. %.
Экспериментальный раздел
1) Приготовление натурального настоя хны.
200 г сухого экстракта натуральной хны в порошкообразной форме в течение 6 минут настаивается в 2 литрах воды, нагретой до 70-80°С. Затем раствор оставляют для возвращения к комнатной температуре и после этого при необходимости отфильтровывают для удаления сухих остатков.
Это дает 1,25 литра подходящего для применения настоя, который способен сохранять свои свойства в течение 72 часов без консервирующих средств при температуре от 5 до 20°С и без доступа света.
2) Химическая композиция эфирных масел.
Таблицы 1, 2 и 3 представляют результаты химического анализа терпенов, выполненного на эфирных маслах, используемых для приготовления композиции согласно изобретению.
Эти исследования выполняются методом хроматографии:
жидкостная хроматография (LC) для определения органических соединений (растворы и летучие соединения устанавливались газовой хроматографией в свободном пространстве над продуктом).
3) Физико-химические показатели неионогенного поверхностно-активного вещества.
Описание:
Внешний вид:
жидкость
Цвет:
<3,0 VCS - прозрачная, от бесцветной до светло-желтого цвета
Дозировка и применение: неионогенное поверхностно-активное вещество, ожижающий агент, идеально для чистящих рецептур
Композиция неионогенное поверхностно-активное вещество, получаемое из спиртов жирного ряда и глюкозы растительного происхождения
Технические данные:
pH/РН
(от 5,5 до 6,0)
Вязкость
при 25°C 700-1100 мПа⋅с
Сухое вещество (%)
(от 58 до 62)
Консервант
Нет
Температура вспышки в закрытом тигле, °C
>100
Плотность
1,150 г/см<sup>3</sup> при 20°С
Растворимость
растворимо в холодной воде
Другие неионогенные пригодные к применению в композиции гербицида поверхностно-активные вещества, выбираемые из сложных эфиров сахаров: по меньшей мере один полисорбат, по меньшей мере один сложный эфир сорбитана и/или каприловый глюкозид.
4) Приготовление композиции гербицида.
Были приготовлены три композиции из следующих ингредиентов, которые смешивались для получения композиции гербицида.
Композиция 1.
Натуральный настой хны 15-16%, салициловая кислота 10-11%, неионогенное поверхностно-активное вещество (сложный эфир сахара) 7-8%, эфирное масло Eucalyptus radiata 40-41%, эфирное масло Eucalyptus globulus 15-16%, эфирное масло capo 6-7% и аравийская камедь 4%.
Композиция 2.
Настой отличался от композиции 1 только наличием салициловой кислоты, которая содержалась в количестве 6-7% (доводилось водой до получения 100%).
Композиция 3.
Настой отличался от композиции 1 только 0% содержанием салициловой кислоты (доводилось водой до получения 100%).
5) Оценка эффективности композиции согласно изобретению по сравнению с другими композициями
Нанесение на листву выполнялось исходя из целой композиции согласно изобретению, описанной в разделе 4) настоящего экспериментального раздела, которая разбавлялась до 20 масс. %. Эти нанесения осуществлялись распылением на сухую растительность на протяжении всего сезона и в нормальных агроклиматических условиях:
- температуры между 14°C и 22°C;
- влажность от 50% до 70%; и
- при отсутствии осаждения в течение 3 час после нанесения.
Обрабатываемые растения - двудольные и чертополох в различных стадиях развития: розетка, всходы и в фазе роста.
Представленная ниже таблица показывает эффективность композиций согласно изобретению (1, 2 и 3; см. раздел 4) по сравнению с контрольными композициями (5, 6, 7, 8 и 9), которые имели такие же содержания в масс. % неионогенного поверхностно-активного вещества (сложный эфир сахара), эфирного масла Eucalyptus radiata, эфирного масла Eucalyptus globulus, эфирного масла capo и аравийской камеди. Варьировали только содержания натуральной хны и салициловой кислоты, доводимые в случае необходимости водой для достижения 100%.
Пояснения
- Композиция 1 после 12 дней больше никаких изменений:
-> 40% двудольных уничтожены в фазе всходов,
-> молодая поросль чертополоха уничтожена, тогда как развившиеся чертополохи вновь начинают активный рост спустя 15 дней после нанесения.
- Композиция 2 в день 12 уже имеется 78% гибель растений:
-> 80% двудольных уничтожены в фазе молодых и развившихся растений.
-> травы: райграс - однолетний мятлик - овсяница в молодой стадии уничтожены на 75%,
-> молодой чертополох уничтожен; листовая система чертополохов в течение 10 дней после нанесения разрушена на 90%.
- Композиция 3 в день 12 уже имеется 95% гибель растений:
-> двудольные в фазе всходов и развившейся стадии уничтожены на 100%,
-> травы в фазе роста уничтожены на 100%,
-> чертополох в фазе роста и цветения уничтожен на 100%.
- Композиция 4:
-> только 20% двудольных уничтожены в фазе всходов,
-> все чертополохи, безотносительно их вегетативной стадии, оказываются стойкими и вновь начинают активный рост спустя 15 дней после нанесения.
- Композиция 5:
-> 30% двудольных уничтожены в фазе всходов,
-> молодая поросль чертополоха уничтожена, тогда как развившиеся чертополохи вновь начинают активный рост спустя 15 дней после нанесения.
- Композиция 6:
-> 40% двудольных уничтожены в фазе всходов,
-> молодая поросль чертополоха уничтожена, тогда как развившиеся чертополохи вновь начинают активный рост спустя 15 дней после нанесения.
- Композиция 7:
-> 40% двудольных уничтожены в фазе всходов,
-> молодой чертополох уничтожен; листовая система чертополохов в течение 10 дней после нанесения разрушена на 80%.
- Композиция 8:
-> 60% двудольных уничтожены в фазе всходов,
-> молодой чертополох уничтожен; листовая система чертополохов в течение 10 дней после нанесения разрушена на 80%.
- Композиция 9:
-> 60% двудольных уничтожены в фазе всходов,
-> молодой чертополох уничтожен; листовая система чертополохов в течение 10 дней после нанесения разрушена на 80%.
Выводы.
Применение одних монотерпенов обеспечивает норму уничтожения в 20%.
Исключительное включение экстрактов хны в 10% концентрации позволяет получить уровень эффективности 30%, тогда как при включении 15% степень уничтожения составляет 40%, т.е. это приводит к повышению гербицидной эффективности на 10%. При включении в 20% результаты идентичны 15% концентрации.
Включение салициловой кислоты в 6% концентрации позволяет получить уровень эффективности 40%, тогда как при включении 11% степень уничтожения составляет 60%, т.е. это приводит к повышению гербицидной эффективности на 20%. Увеличение уровня салициловой кислоты от 11% до 15% оказалось неоправданным: оптимальная концентрация салициловой кислоты в концентрированной рецептуре составляет 11%.
Таким образом, найдено, что увеличение концентраций хны или салициловой кислоты, когда каждый из этих компонентов применяется в композиции без другого, не позволяет получить степень уничтожения выше 60%.
Включение экстрактов хны в концентрации 15% и салициловой кислоты в 6% позволяет получить эффективность 80% для двудольных и 75% для трав.
Включение экстрактов хны в концентрации 15% и салициловой кислоты в 11% делает возможным достижение 100% эффективности. Все растения уничтожаются.
Это является очевидным синергическим результатом комбинации хны и салициловой кислоты в присутствии терпеновых производных, как описано выше.