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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 一種基于胡桃青皮的植物源生物除草劑研制
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 該項(xiàng)目以胡桃果皮廢棄物作原料，利用原果膠酶、果膠甲酯水解酶與果膠酸酶分解胡桃果皮細(xì)胞胞間層與初生壁，使天然果膠完全分解，破壞細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，以達(dá)到分離細(xì)胞的目的；利用纖維素酶分解初生壁與次生壁中的纖維素分子，以促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)各種化學(xué)活性物質(zhì)的釋放；采用索氏抽取技術(shù)提取醌類及其衍生物；觀察其對各雜草種子萌發(fā)及其幼株生長的抑制效應(yīng)。通過胡桃果皮廢棄物進(jìn)行傳導(dǎo)型生物除草劑的研發(fā)。
- 詳細(xì)介紹：
- 以胡桃果皮廢棄物作原料，利用原果膠酶、果膠甲酯水解酶與果膠酸酶分解胡桃果皮細(xì)胞胞間層與初生壁，使天然果膠完全分解，破壞細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，以達(dá)到分離細(xì)胞的目的；利用纖維素酶分解初生壁與次生壁中的纖維素分子，以促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)各種化學(xué)活性物質(zhì)的釋放；采用索氏抽取技術(shù)提取醌類及其衍生物；觀察其對各雜草種子萌發(fā)及其幼株生長的抑制效應(yīng)。結(jié)果顯示：胡桃果皮提取液對早熟禾、黑麥、高羊茅、紫羊茅種子萌發(fā)有明顯的抑制作用，并且隨著提取液濃度的加大其抑制作用越來越強(qiáng)。2.5%提取液濃度對高羊茅種子的抑制率為97%。同時對早熟禾、黑麥、高羊茅、紫羊茅幼株生長也有明顯的抑制作用，結(jié)果致使其幼株矮小，株形萎縮、枯萎壞死；幼葉窄小、重度卷曲、失綠枯黃；根系發(fā)黑、畸形或爛根。其中提取液對黑麥與高羊茅幼株生長的抑制率分別為65.4%與64.5%；對高羊茅與紫羊茅幼根生長的抑制率分別為70.0%與69.2%。結(jié)論：通過胡桃果皮廢棄物進(jìn)行傳導(dǎo)型生物除草劑研發(fā)，將解決當(dāng)前胡桃采摘及加工過程中果皮廢物物利用，變廢為寶的問題。同時能有效地消除含有胡桃（Juglans regia L.）醌及其衍生物等大量有毒有害物質(zhì)的胡桃果皮遺棄物對農(nóng)村生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的危害和對當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來嚴(yán)重的次生災(zāi)害。
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 作品設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路：以胡桃青皮提取液作供試材料，以早熟禾等4種雜草作應(yīng)試材料，研究其對各雜草種子萌發(fā)及其幼株生長的化感抑制效應(yīng)，將進(jìn)行植物源生物除草劑的研發(fā)。 創(chuàng)新點(diǎn)：利用酶解法，用索氏抽取法從胡桃青皮中獲取醌及衍生物，進(jìn)行植物源生物除草劑研制。 技術(shù)關(guān)鍵：1．利用果膠酶分解胡桃果皮細(xì)胞胞間層與初生壁，使天然果膠完全分解，破壞細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)；利用纖維素酶分解初生壁與次生壁中的纖維素分子；2．采用索氏抽取技術(shù)提取醌類及其衍生物。 主要技術(shù)指標(biāo)：褐色粉劑，原藥質(zhì)量：含量≥95% ，水分≤0.5%，溶解性：合格，噸原料成本：零元。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 胡桃青皮含有豐富的1, 8-桉葉素、胡桃醌、胡桃甙、金絲桃甙、揮發(fā)油等多種植物次生物質(zhì)，具有明顯的植物化感作用。利用胡桃青皮中含有的化感物質(zhì)進(jìn)行植物源生物除草劑的研制是解決當(dāng)前胡桃采摘及加工過程中廢物利用，變廢為寶，以及保護(hù)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境的有效措施之一。 有關(guān)胡桃青皮提取液的化感除草作用的研究還未曾見正式報(bào)道。該項(xiàng)目以胡桃青皮廢棄物作供試材料，選用早熟禾、黑麥、高羊茅、紫羊茅種子與幼株作為應(yīng)試材料；以石油醚作提取劑，采用索氏抽取法提取醌類及其衍生物，觀察其對雜草種子萌發(fā)抑制作用與幼株生長狀況，研究胡桃青皮廢棄物提取液對4種雜草種子萌發(fā)和幼株生長的抑制效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)中利用原果膠酶、果膠甲酯水解酶與果膠酸酶分解胡桃果皮細(xì)胞胞間層與初生壁，使天然果膠完全分解，破壞細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，以達(dá)到分離細(xì)胞的目的；利用纖維素酶分解初生壁與次生壁中的纖維素分子，以促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)各種化學(xué)活性物質(zhì)的釋放。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品及樣品
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢：植物化感作用是一種重要的生態(tài)機(jī)制，即植物通過向環(huán)境中釋放一些特殊的化學(xué)物質(zhì)而對其它植物或微生物產(chǎn)生直接或間接的、有益或有害的作用。該作品將胡桃青皮中醌及其衍生物研發(fā)為植物源生物除草劑，既可以預(yù)防或消除有毒有害遺棄物對農(nóng)村自然環(huán)境的造成的破壞，又可以避免農(nóng)業(yè)生產(chǎn)次生災(zāi)害發(fā)生。對保護(hù)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境有著十分重要的作用。 適用范圍與推廣的技術(shù)性：廢物利用，變廢為寶，以及保護(hù)環(huán)境是當(dāng)前果蔬采摘與加工過程中急需解決的一個問題。該產(chǎn)品具有植物毒素自身廣譜高效、易被生物降解等特點(diǎn)。 市場分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測: 1．植物源胡桃生物除草劑以植物毒素自身廣譜高效、易被生物降解等特點(diǎn)，將促進(jìn)在雜草防除中的應(yīng)用和發(fā)展。 2．以胡桃果皮廢棄物為原料研發(fā)新型的植物源生物除草劑具有成本低廉，適用范圍廣泛的特點(diǎn)。 3．最大的效益是環(huán)境效益。既可以預(yù)防或消除有毒有害遺棄物對農(nóng)村自然環(huán)境的造成的破壞，又可以避免農(nóng)業(yè)生產(chǎn)次生災(zāi)害發(fā)生。
同類課題研究水平概述
- 胡桃青皮又稱青龍衣，為胡桃外部的一層厚厚綠色果皮。胡桃果皮中化學(xué)成分有39種揮發(fā)油和7種脂肪酸，結(jié)果顯示揮發(fā)油占79.09%、脂肪酸占19.02%，其中的揮發(fā)油有烴類（26種、71.80%）、酮類（3種、10.83%）、醇類（6種、7.96%）、呋喃類（1種、5.79%）、酚類（1種、1.99%）、肟類（1種、0.95%）、酯類（1種、0.71%）七大類化合物。1985年，許紹惠等首次從胡桃果皮廢棄物中分離提純出胡桃醌（植物化感物質(zhì)），實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：新鮮山胡桃青皮中胡桃醌含量較高，達(dá)到0.42%，隨著存儲時間的延長，胡桃醌含量逐漸減少，存儲9年的青皮中只含有0.09%。另外，姚煥英等人分析了胡桃果皮中的9種醌類衍生物。并且得知，胡桃醌是胡桃果皮中主要的毒性物質(zhì)，具有明顯的抑菌和抗癌作用。醌類衍生物的毒性，一般都小于胡桃醌。胡桃果皮中的醌類物質(zhì)對多種體內(nèi)移植性腫瘤有明顯的抑制作用，體外殺傷細(xì)胞的作用更強(qiáng)，且毒性較低，其他成分的提取物也有不同程度的抗菌、抗腫瘤、鎮(zhèn)痛等作用。 植物化感作用是一種重要的生態(tài)機(jī)制，即植物或微生物通過向環(huán)境中釋放一些特殊的化學(xué)物質(zhì)而對其它植物或微生物產(chǎn)生直接或間接的、有益或有害的作用。植物化感物質(zhì)是通過淋溶、揮發(fā)、根系分泌和殘?bào)w分解向環(huán)境中釋放化學(xué)物質(zhì)，對自身或周圍其他植物及微生物間接產(chǎn)生有利或有害的作用。植物外皮或根莖提取液中含有特殊的化學(xué)物質(zhì)而具有化感作用，可用于生物除草和新型農(nóng)藥的開發(fā)。胡桃青皮中含有大量的植物化感物質(zhì)，會對其它生物有一定的化感抑制作用。與其他植物一樣，對其他植物生長的影響一定是通過化感作用方式來實(shí)現(xiàn)的。胥耀平等（2008）就胡桃葉提取物對萵苣、小麥、西紅柿種子萌發(fā)的化感作用做過一些研究。楊衛(wèi)民等（2009）、（2010）指出胡桃葉水提取物對黑豆種子萌發(fā)與黑豆幼苗形成有明顯的抑制作用。但目前為止，有關(guān)核桃青皮提取液對雜草的化感除草作用的研究正式文獻(xiàn)報(bào)道還沒有。
