农药投放体系的制作方法

专利名称：农药投放体系的制作方法
发明的领域本发明是关于杀虫剂投放体系和经改进的通过改善对目标生物体的投放而强化农药活性的方法。
发明的背景有害生物，从有害微生物到有害昆虫，破坏非同寻常的量的农作物。因此经改进的保护植物不受有害生物危害的方法受到欢迎，因为这将增加食物生产量的数量和稳定性。但是，农药的施用可能是困难的，并且使用后的维持是昂贵的。以被称为粉剂的干燥农药的形式使用毒剂是不受欢迎的，因为这带来了具有潜在危险的化学物质的不加控制的漂流。以液体如农药喷雾剂的形式使用毒剂比粉剂的使用带来的漂流较少。尽管如此，不论配方和使用方法如何，毒剂的功效主要依赖于其对目标生物体的投放。
典型地，农药喷雾剂在植物表面上留下残留物。这些残留物代表了与昆虫和其他有害生物体相接触的低效方式。低效的农药投放导致农药的剂量不到致死剂量。即使有了足够的喷雾或投放，仅由水载体投放的常规农药喷雾剂的残留物也经常不能对昆虫提供适当的(例如致命的)剂量。植物表面上的农药残留物的功效的发挥需要残留物保持在表面上足够长时间从而接触有害生物。例如叶和皮的表面、土壤和木质可能不受欢迎地吸收农药残留物并从而降低其有效性。换而言之，当农药被用于吸着性表面时，由于其与有害生物的接触被抑制而使其有效性受到了损失。
此外，农药的使用可以带来光合所用的降低。一般而言，农药喷雾剂引起短期或长期的CO2(在光合作用中需要)吸收速度下降和叶片衰老化的加强，因此，尽管植物的存活率可能随着农药的使用而上升，蒸腾作用的下降和光合作用的下降则不受欢迎地发生了。从蒸腾作用的减少一般引起光合作用的减少来看，植物的光合作用和蒸腾作用肯定是相互联系的。
在例如树上生长的果实的多年生种植业中，第二年的花芽在本生长期内果实发育时就发端了。在实践中，植物在第二年可能产生也可能不产生花芽。花芽生长的多种生物化学信号中的一种是光合作用的速度和花芽发育所需的由光合作用产生的碳水化合物的可获得性。
碳水化合物的可获得性受植物光合作用能力的限制，而碳水化合物的资源被互相竞争的木质组织、叶片组织、发育中的花芽和发育中的果实的碳水化合物的需求所分割。如果在花芽发端时的阶段光合作用受到限制，花芽的发端将被减少，下一季节所产生的花就将减少。花数的减少导致了果实数的减少。第二年，树木结出的果实数将减少，并因为在花芽发端时没有果实发育的竞争而产生出过多的花芽。大量和少量果实的交替生产(被称为“大年/小年”(alternating bearing))是不受欢迎的。
一个与交替结果有关的问题被称作“过多落果”。正常的落果在果实发育、树生长和花芽发端同时发生时出现。在生长期中的这个时侯，光合作用所产生的碳水化合物成为所有组织生长的限制性因素，植物放弃发育中的果实并限制花芽的发端。当农药的使用有害地影响或减少光合作用时，落果将过多地发生。
农药的颗粒载体一般适用于控制土壤中生长的有害生物。它们并不经常用于植物上的昆虫的叶片控制，其原因与其难以粘在树叶上、妨碍光合作用和/或由此带来的易被风、雨或其他干扰因素除去有关。从这些困难看，用于植物保护的颗粒载体不一定是有效的或经济的。
发明的概述本发明提供了一种农药投放体系和经改进的向目标生物体投放农药的方法。本发明提供了与常规方法相比提高了农药或其他有害生物控制剂向目标生物体投放的量和/或效力的方法。本发明还提供了在加强光合作用(或至少不减弱植物的光合作用)的同时向植物投放有害生物控制剂的方法。
在一个实现方案中，本发明涉及包含连续的具有由约1μm至约1000μm的厚度的膜和尺寸小于约100μm的非连续区域的农药投放体系，其中连续的膜含有其中至少90重量％的颗粒材料的颗粒度小于约10微米或更小尺寸的颗粒材料，且有害生物控制剂至少部分包覆该颗粒材料。
在另一个实现方案中，本发明涉及向目标生物体投放有害生物控制剂的方法，该方法包括以下步骤至少在植物的部分表面上使用有效量的、至少部分被有害生物控制剂包覆的精细分割颗粒材料，该精细分割颗粒材料含有约25重量％至约100重量％经热处理的颗粒材料，如此使用的该精细分割颗粒材料使植物表面能够进行气体交换，且部分包覆精细分割颗粒材料在所施用的植物的表面上形成连续的膜，该连续膜上的最大平均孔隙尺寸为约100μm。
在再另一个实现方案中，本发明涉及制造有害生物控制膜的方法，该方法包括以下步骤将挥发性液体、有害生物控制剂和一种颗粒材料(其中至少90重量％的颗粒材料具有约5微米或更小尺寸)混合并制成料浆，将该料浆用于一种基底上，并允许料浆的至少一部分挥发性液体蒸发从而在基底上形成包含被有害生物控制剂包覆的颗粒材料的有害生物控制膜，该有害生物控制膜含有由约0.01重量％至约10重量％的生物控制剂和由约90重量％至约99.99重量％的颗粒材料，其中有害生物控制膜允许园艺基底和环境间的气体交换。
发明的详述本发明涉及农药投放体系和向目标生物体投放有害生物控制剂的方法。该方法可以包括在植物上使用可以形成膜的、含有至少一种有害生物控制剂的颗粒材料，从而增加有害生物控制剂的效果。在光合作用不被减少的同时，有害生物对植物的有害作用得可以减轻或消灭。
光合作用是光合植物利用太阳能由二氧化碳和水建造碳水化合物和其他有机分子的过程。二氧化碳向此类有机分子的转化一般被称为碳固定化或光合作用。典型地，光合作用加强的效果可以通过产量/生产率的增加而观察到，例如果实大小或产量(经常用重量/英亩衡量)的加大、颜色的改善、可溶性固体例如糖、酸性等的增加和植物温度的下降。典型地，光合作用未减弱的效果可以通过产量/生产率的少许变化或不变而观察到。
本发明所涉及的基底包括培育出来的作物(例如正在生长的农作物、正在结果的农作物、正在生长的观赏性植物、正在结果的观赏性植物及其制品)以及其他滋生了有害生物的表面(例如人造结构和储存的谷物/果实/坚果/种子)。具体的例子包括果实、蔬菜、树木、花卉、草、景观植物和观赏植物。特别优选的植物包括苹果树、梨树、桃树、李子树、柠檬树、柚子树、鳄梨树、桔树、杏树、胡桃树、覆盆子植株、草莓植株、蓝莓植株、黑莓植株、bosenberry植株、玉米、包括大豆的豆类、西葫芦、烟草、玫瑰、紫罗兰、郁金香、番茄植株、葡萄藤、胡椒植株、小麦、大麦、燕麦、裸麦、黑小麦和啤酒花。人造结构包括多种材料如塑料、木材、石头、水泥和金属等制成的建筑物、贮藏容器、房屋。
本发明的农药投放体系包含至少一种颗粒材料和至少一种有害生物控制剂。有害生物控制剂至少部分包覆在颗粒材料的外表面。在另一个实现方案中，有害生物控制剂基本包覆颗粒材料外表面。在再另一个方案中，有害生物控制剂完全包覆颗粒材料外表面。
尽管不希望被任何理论所限制，我们相信由于颗粒材料容易粘附在目标生物体上，并且由于有害生物控制剂至少部分包覆颗粒材料而形成连续的基体，相对大量的有害生物控制剂将被投放到目标生物体上。
就本发明而言，有害生物控制剂是影响目标生命体的行为或死亡率的化合物，例如杀虫剂。有害生物控制剂包括杀虫剂、杀昆虫剂、杀螨剂、杀真菌剂、杀菌剂、除草剂、抗生素、抗微生物剂、杀线虫剂、灭鼠剂、昆虫病原微生物、信息素、引诱剂、植物生长调节剂、昆虫生长调节剂、化学不育剂、微生物有害生物控制剂、驱虫剂、病毒、诱食剂和植物营养素。植物营养素包括氮、镁、钙、硼、钾、铜、铁、磷、锰和锌。这些农药的具体例子是为熟悉该领域的人员所熟知的，很多是商业上可以得到的。
目标生物体由于暴露在农药或有害生物控制剂中而容易产生行为变化和身体衰弱。目标生物体的范围从细菌到节肢动物到微生物到植物。例如，目标生物体包括细菌、真菌、包括线虫的蠕虫、昆虫、例如蜘蛛、螨的蛛形纲节肢动物、鸟、啮齿动物、鹿、兔和不受欢迎的植物(草)。
在某些实现方案中，将两种或更多种有害生物控制剂使用在本发明的农药投放体系中。例如，农药投放体系可以含有杀虫剂和信息素或其他引诱剂。在这个例子中，使用了吸引和杀死的机理。有害生物控制剂部分、基本或完全包覆颗粒材料的外表面。换而言之，有害生物控制剂不必完全包覆颗粒材料的外表面。在有些例子中，有害生物控制剂以部分包覆颗粒材料外表面为宜，其原因在于颗粒材料暴露的部分可以加强对目标生物体的可靠附着。在其他例子中，有害生物控制剂以基本或完全包覆颗粒材料外表面为宜，其原因在于有害生物控制剂(特别是油基农药)对目标生物体的附着是可靠的。
在一个实现方案中，适合用于本发明中的颗粒材料是高反射的。在此，“高反射”指材料所具有的“块亮度(block brightness)”至少为约80，优选约90，更优选至少约95，上述数据由TAPPI标准T 452测量。测量可以用Technidyne公司制造的Technidyne S-4亮度测试仪的反射率计测量。该仪器以不多于60日的间隔时间使用纸科学和技术研究所或Technidyne公司提供的亮度标准(纸标签和乳色玻璃标准)校准。典型的颗粒的块或片由12克干燥(＜1％自由水份)的粉末制得。将该样品松散地放进圆筒支架，缓慢将活塞在样品上压下至压强为29.5-30.5psi并保持5秒。释放压力并检查片上是否有缺陷。共制备3片，并通过每次读数间旋转片120度而对每片测定3次亮度值。取九个数值的平均值并报告。
在一个实现方案中，适合用于本发明中的颗粒材料是经热处理的颗粒材料。对于本发明，热处理颗粒材料是经加热至高温的颗粒材料，并包括烘焙颗粒材料、脱水颗粒材料、煅烧颗粒材料和烧制颗粒材料。热处理颗粒材料可以是憎水的。具体的例子包括煅烧碳酸钙、煅烧滑石、煅烧高岭土、烘焙高岭土、烧制高岭土、变高岭土、煅烧膨润土、煅烧粘土、煅烧叶蜡石、煅烧硅石、煅烧长石、煅烧沙子、煅烧石英、煅烧白垩、煅烧石灰石、煅烧沉淀碳酸钙、烘焙碳酸钙、煅烧硅藻土、煅烧重晶石、煅烧三水合氧化铝、煅烧火成硅石、煅烧二氧化钛、脱水高岭土、脱水碳酸钙、脱水膨润土和脱水石灰石。
按照本发明的热处理包括在约300℃至约1200℃加热颗粒材料约10秒至约24小时。在优选的实现方案中，热处理包括在约400℃至约1100℃加热颗粒材料约1分钟至约15小时。在更优选的实现方案中，热处理包括在约500℃至约1000℃加热颗粒材料约10分钟至约10小时。热处理可以在空气、惰性气氛或真空中进行。
在多数实现方案中，颗粒材料含有至少约25重量％，特别是约25重量％至约100重量％的热处理颗粒材料。在另一个实现方案中，颗粒材料含有至少约40重量％，特别是约40重量％至约99重量％的热处理颗粒材料。在再另一个实现方案中，颗粒材料含有至少约60重量％，特别是约60重量％至约95重量％的热处理颗粒材料。在又再另一个实现方案中，颗粒材料含有至少约70重量％，特别是约70重量％至约90重量％的热处理颗粒材料。
在一个实现方案中，热处理颗粒材料包含热处理高岭土，例如变高岭土和/或煅烧高岭土。在另一个实现方案中，热处理颗粒材料包含经憎水处理的热处理高岭土。优选的热处理颗粒材料的例子是商业上可以从美国新泽西州伊泽林(Iselin)市的Engelhard公司得到的以MetaMax为商品名销售的变高岭土、在Satintone商标下销售的煅烧高岭土和在SurrounTM和Translink为商品名销售的经硅氧烷处理的煅烧高岭土。
在一个实现方案中，颗粒材料是憎水的。在另一个实现方案中，颗粒材料是亲水的。在再另一个实现方案中，颗粒材料包含憎水材料和亲水材料。
除了热处理颗粒材料，颗粒材料还可以任选地包括例如亲水或憎水材料的补充颗粒材料，而憎水材料可以是其内部为憎水的或其本身即为憎水的(例如矿物滑石粉)，也可以是通过使用适宜的憎水性湿润剂外涂层而表现为憎水的亲水材料(例如具有亲水性内核和憎水性外表面的颗粒材料)。
在一个实现方案中，颗粒材料包含约1重量％至约75重量％的补充颗粒材料。在另一个实现方案中，颗粒材料包含约5重量％至约60重量％的补充颗粒材料。在再另一个实现方案中，颗粒材料包含约10重量％至约30重量％的补充颗粒材料。
适合用于本发明的典型的补充颗粒亲水材料包括例如碳酸钙、滑石、水合高岭土、膨润土、叶蜡石、硅石、长石、沙子、石英、白垩、石灰石、沉淀碳酸钙、硅藻土、重晶石的矿物和例如三水合氧化铝、火成硅石、硫和二氧化钛的官能填充剂。
憎水性补充或热处理材料的表面可以是通过与憎水性湿润剂接触而被制成憎水性的。许多工业矿物应用，特别是在有机体系(例如在塑料复合物、膜、有机涂层或橡胶)中，正是依赖于此类表面处理以使矿物表面呈憎水性的；参看例如纽约的Van Nostrand Reinhold 1992年出版的JesseEdenbaum所著的《塑料添加剂和改性剂手册》第497-500页，该文有关此类表面处理材料和它们的应用的内容通过引用结合于此。所谓偶联剂(例如脂肪酸和硅烷)一般用来对这类工业中所用的填充剂或添加剂的固体颗粒进行表面处理。此类憎水性试剂在该领域中是众所周知的，其常见的例子包括例如Tioxide化学品公司出品的Tilcom的有机钛酸盐、例如Kenrich石化公司出品的有机锆酸盐或铝酸盐偶联剂、例如Witco出品的Silquest产品或PCR出品的Prosil产品的有机官能硅烷、例如Shin Etsu出品的DM-Fluids的改性硅油液体和例如Witco出品的Hystrene或Industrene产品或汉高公司出品的Emersol产品的脂肪酸(硬脂酸和硬脂酸盐是特别有效的产生颗粒表面憎水性的脂肪酸和盐)。
商业上可以得到的优选的补充颗粒材料的例子包括商业上可以从英格兰陶土(English China Clay)公司得到的以Atomite和Supermite为商标的碳酸钙和商业上可以从英格兰陶土公司得到的以Supercoat和Kotamite为商标的经硬脂酸处理的研磨碳酸钙。
在一个实现方案中，颗粒材料和/或本发明的农药投放体系不包含氢氧化钙。在另一个实现方案中，颗粒材料和/或本发明的农药投放体系不包含淀粉。在再另一个实现方案中，颗粒材料和/或本发明的农药投放体系不包含水合高岭土。在又再另一个实现方案中，颗粒材料和/或本发明的农药投放体系不包含硅石。
当术语“精细分割”与术语“颗粒材料”在此处连用时，指颗粒材料的单个颗粒尺寸中值小于约10微米，优选小于约3微米，更优选约1微米或更小，甚至更优选约0.5微米或更小。
此处使用的颗粒度和颗粒度分布由Micromeritics Sedigraph 5100颗粒度分析仪测得。对于亲水颗粒，测量值在去离子水中得到。称量4克干燥样品至塑料烧杯中，加入分散剂并用去离子水稀释至80ml刻度，从而制备分散液。将料浆搅拌并放入超声波浴290秒。典型地，对于煅烧高岭土，使用0.5％焦磷酸四钠作为分散剂；对于煅烧碳酸钙，则使用1.0％Calgon T。将多种粉末的典型密度编入沉降曲线，例如高岭土为2.58g/ml。用样品料浆充满样品池，记录X-射线并按Stokes公式转化为颗粒度分布。颗粒度中值在50％水平确定。
在一个实现方案中，颗粒材料具有的颗粒度分布使至少90重量％的颗粒具有小于约10微米的颗粒度。在另一个实现方案中，颗粒材料所具有的颗粒度分布使至少90重量％的颗粒具有小于约3微米的颗粒度。在一个优选的实现方案中，颗粒材料所具有的颗粒度分布使至少90重量％的颗粒具有约一微米或更小的颗粒度。在又再另一个优选的实现方案中，颗粒材料所具有的颗粒度分布使至少90重量％的颗粒具有小于约0.5微米的颗粒度。在此背景下，本发明的颗粒材料具有比较窄的颗粒度分布。
特别适合用于本发明的颗粒材料是惰性的和低毒性的。此处所说的“惰性”颗粒材料是指对植物无害的颗粒。颗粒材料以具有极低的毒性为宜，指在产生强化的园艺效果所需要的量下，颗粒材料不被认为是对动物、环境、施放者和最终消费者有害的。尽管如此，有害生物控制剂可以被也可以不被定性为惰性的和具有低毒性的。由此，尽管颗粒材料可以是惰性的，农药投放体系可以被也可以不被定性为是惰性的和具有低毒性的，此处所说的“惰性”颗粒材料是指不分解有害生物控制剂的颗粒。
本发明还涉及经处理的基底，例如表面经包含一种或多种颗粒的农药投放体系处理的园艺作物。这种处理不应显著影响植物表面的气体交换。典型的透过农药投放体系处理物的气体是通过活的植物的表皮交换出来的。典型地，这些气体包括水蒸汽、二氧化碳、氧气、氮气和挥发性有机物。
将例如园艺作物的植物的表面用一定量的、含有一种或多种高反射率精细分割颗粒材料和一种或多种有害生物控制剂的、可以有效地减少或消灭目标生物体而不减少植物的光合作用的农药投放体系进行处理。处理物覆盖植物的程度可以由熟悉该领域的人员确定。以完全覆盖为宜。宜可对可能与目标生物体相接触的区域进行完全覆盖。少于完全覆盖是在本发明的范围内的，并可能是有效的，例如，尽管优选完全覆盖或基本覆盖整个植物基底，植物的内表面(该部分不经常与某些目标生物体接触)不需要用本发明的方法处理，而植物的上表面也不必须被完全覆盖。特别地，由于植物的其它区域不需要此处理，以完全或基本覆盖整个果实(或希望保护的部分)为宜。整个植物基底的完全或基本覆盖可以带来额外的好处，例如有效的疾病控制、更光滑的果实表面、减少表皮和果实的破裂和减少皮色变褐。本发明的方法可能导致处理物的残留物在植物的表面上形成一层或多层含有高反射颗粒材料和农药的农药投放体系的膜。
适合于在本发明中使用的农药投放体系可以以精细分割颗粒材料在一种或多种挥发性液体中的料浆的形式使用，其中挥发性液体的例子包括水、低沸点有机溶剂或低沸点有机溶剂/水混合物。在一个优选的实现方案中，有害生物控制剂至少部分溶于挥发性液体。
在本发明中有用的低沸点有机液体以可以与水混合并带有1至约6个碳原子为宜。此处所用的术语“低沸点”应指有机液体具有一般不高于约100℃的沸点。这类液体对农药投放体系保持在精细分割的状态而不发生显著聚集的能力做出贡献。此类低沸点有机液体的例子包括例如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、异丁醇及类似物质的醇，例如丙酮、甲乙酮及类似物质的酮，例如氧化乙烯、氧化丙烯和四氢呋喃及类似物质的环醚。也可以使用上述液体的组合。甲醇是优选的低沸点有机液体。
低沸点有机液体可以用于出于本发明的目的而针对植物基底的农药投放体系的使用中。该液体的典型用量足以形成农药投放体系的分散液。低沸点有机液体的典型的量最高可达分散液的约30体积％，优选约1至约20体积％，优选约3至约5体积％，最优选约3.5至约4.5体积％。优选将农药投放体系加入低沸点有机液体而形成料浆，然后将该料浆用水稀释而形成含水分散液。在产生的料浆中将农药投放体系维持在精细分割的状态中。
在一个实现方案中，料浆含有约0.5重量％至约50重量％的固体(颗粒材料)，少于约5重量％的有害生物控制剂和约70重量％至约99.5重量％的挥发性液体。在另一个实现方案中，料浆含有约1重量％至约25重量％的固体(颗粒材料)，少于约2重量％的有害生物控制剂和约75重量％至约99重量％的挥发性液体。在再另一个实现方案中，料浆含有约2重量％至约15重量％的固体(颗粒材料)，少于约1重量％的有害生物控制剂和约85重量％至约98重量％的挥发性液体。
可以将例如表面活性剂、分散剂、铺展剂/粘着剂(胶粘剂)、润湿剂、消泡剂和/或漂流减低剂的辅助剂在制备本发明的农药投放体系的水基料浆时混入。在一个实现方案中，农药投放体系的料浆实际由颗粒材料、一种或多种有害生物控制剂和水以及任选的至少以下物质中的一种构成补充颗粒材料、低沸点有机溶剂、表面活性剂、分散剂、铺展剂/粘着剂、润湿剂、消泡剂和/或漂流减低剂。
表面活性剂和分散剂包括非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和/或两性表面活性剂，它们在喷雾时促进聚合体保持在溶液中(使料浆的质量更好)。表面活性剂和分散剂同时有打碎颗粒材料的聚集体的功能。
铺展剂/粘着剂提高农药投放体系粘附在植物表面的能力。润湿剂减少料浆中的水的表面张力从而增加一定量的料浆的可以施用的表面积。消泡剂在喷雾时减少泡沫。漂流减低剂阻止小液滴变得太小从而减少喷雾时料浆小液滴的漂流。
可将一层或多层料浆喷雾或涂抹于植物表面上。施涂之间宜允许挥发性液体蒸发。该处理物的残留物可以是亲水的或憎水的。尽管在大规模使用中由于漂流、吸入危害和残留率差而没有商业实用性，以粉末形式或用刷的方法使用颗粒仍是实施本发明的方法的另一个方法。喷雾是优选的使用的方法。
铺展剂/粘着剂可以与亲水颗粒(0.5％或更多在水中的固体)混合以帮助均匀地将处理物在植物或园艺基底上喷雾，它们的例子包括例如罗门哈斯公司出品的Latron B-1956的改性苯二甲酸甘油醇酸树脂、带有乳化剂的基于植物油的材料(cocodithalymide)、聚合萜烯、非离子清洁剂(乙氧基化塔罗油脂肪酸)、瓜尔胶、黄原胶、乳胶、琼脂、淀粉以及类似物质。
在另一个实现方案中，农药投放体系的水基料浆中的辅助剂的量为约0.001重量％至约20重量％。在再另一个实现方案中，农药投放体系的水基料浆中的辅助剂的量为约0.01重量％至约10重量％。在又再另一个实现方案中，农药投放体系的水基料浆中的辅助剂的量为约0.1重量％至约5重量％。
农药处理可以为施用一层或多层精细分割颗粒材料基体/有害生物控制剂的物。所使用的材料的量在本领域中的一般技术人员的知识范围内。该量应足以保护植物、结构和谷物不受被防治的有害生物体的侵害，并且对于植物，还应不减少施用了颗粒的植物的光合作用。例如，对于比重约2-3g/cm3的颗粒材料，这可以通过使用约25上至约5000微克的农药投放体系/cm2植物表面而做到，更典型的是，对于比重约2-3g/cm3的颗粒材料，使用约100上至约3000微克的农药投放体系/cm2植物表面，并且，对于比重约2-3g/cm3的颗粒材料，优选使用约100上至约500微克的农药投放体系/cm2植物表面。此外，例如风和雨的环境条件可能减少农药投放体系对植物的覆盖，因此，在生长期内将农药投放体系一次或多次使用以维持发明的效果也是在本发明的范围之内的。
将料浆使用在基底上之后，允许料浆干燥(挥发性液体蒸发)，在此期间形成颗粒材料的连续的或基本连续的膜。“连续的”是指在施用处干燥的膜是连续的(或基本连续的)。例如，在按照本发明将果实的上三分之一用颗粒材料覆盖的实现方案中，覆盖上果实的上三分之一的膜是连续的或基本连续的，而果实的下三分之二不被颗粒材料所覆盖。
在基底表面被覆盖的部分，约75％至约100％的表面积被农药投放膜覆盖，故农药投放膜是连续的。由此，农药投放膜的开放的或非连续的区域的面积为表面积的约0％至约25％。在另一个实现方案中，约90％至约99.9％的表面积被农药投放膜覆盖，故农药投放膜是连续的。由此，农药投放膜的开放的或非连续的区域的面积为表面积的约0.1％至约10％。在再另一个实现方案中，约95％至约99％的表面被农药投放膜覆盖，故农药投放膜是连续的。由此，农药投放膜的开放的或非连续的区域的面积为表面积的约5％至约1％。
在连续的膜中，农药投放膜上的孔或非连续部分的最大平均尺寸(平均直径)一般小于约100μm。在另一个实现方案中，农药投放膜上的孔或非连续部分的最大平均尺寸(平均直径)一般小于约10μm。在又另一个实现方案中，农药投放膜上的孔或非连续部分的最大平均尺寸(平均直径)一般小于约5μm。
以料浆形式而使用的农药投放膜的厚度的范围为约1μm至约1,000μm。在另一个实现方案中，农药投放膜的厚度的范围为约3μm至约750μm。在再另一个实现方案中，农药投放膜的厚度的范围为约5μm至约500μm。
在一个实现方案中，农药投放膜包含从约0.01重量％至约30重量％的有害生物控制剂和从约70重量％至约99.99重量％的至少部分被有害生物控制剂所包覆的颗粒材料。在另一个实现方案中，农药投放膜包含从约0.05重量％至约10重量％的有害生物控制剂和从约90重量％至约99.5重量％的至少部分被有害生物控制剂所包覆的颗粒材料。在再另一个实现方案中，农药投放膜包含从约0.1重量％至约5重量％的有害生物控制剂和从约95重量％至约99.9重量％的至少部分被有害生物控制剂所包覆的颗粒材料。
所使用的农药投放体系的量随多种因素而变化，其中包括施用的方法、基底的种类、每英亩的植物数量以及颗粒材料和有害生物控制剂在料浆中的浓度。所使用的农药投放体系的典型的施用率为每英亩约10加仑到每英亩约1,000加仑(此处颗粒材料/有害生物控制剂在料浆中的浓度约为6重量％固体)。
尽管农药投放膜是连续的，它允许植物表面上施用了农药投放膜的部分进行气体交换(水和二氧化碳的散发和光合作用)。就此而论，连续农药投放膜是可以透过气体和多孔的，但不是非连续的。
此外，由于被防治的目标生物体部分为本发明的农药投放体系的基体所覆盖，目标生物体的清理和摄食或者将有害生物控制剂完全传播到生物体的表面(由此使接触面积最大化)，或者将有害生物控制剂带入有害生物的内部脏器/系统中。以上两种途径都加强了有害生物控制剂所导致的目标生物体的行为或死亡率。而且由于本发明的农药投放体系有效地粘附在目标生物体上，而且由于与常规体系/方法相比同样剂量的有害生物控制剂通过本发明使用而得到了更加有效的使用，过去(不与本发明的颗粒材料一起使用的)有害生物控制剂的无效剂量的变成了有效的致死剂量。
按照本发明形成的有害生物控制膜有效地阻塞(吸收、散射和/或反射走)对植物组织和有害生物控制剂有害的过多的UV和/或IR辐射。在一个实现方案中，按照本发明形成的有害生物控制膜有效地阻塞(吸收、散射和/或反射走)有害生物控制膜暴露于其中的UV和/或IR辐射的约1％至约10％的。在另一个实现方案中，按照本发明形成的有害生物控制膜有效地阻塞(吸收、散射和/或反射走)有害生物控制膜暴露于其中的UV和/或IR辐射的约2％至约5％的。其结果是，植物的光合作用和生物化学机制不被UV和/或IR辐射所损害或妨碍。在这个实现方案中，本发明提供了一种减少植物表面上的UV和/或IR辐射，从而减少环境压力和增加光合作用的方法。在许多情况下，UV和/或IR辐射的减少了有害生物控制剂的降解；由此，本发明的农药投放体系延长了有效期或加强了有害生物控制剂在长时间内的效果。
按照本发明形成的农药投放体系可以迅速地和容易地被从如此处理的基底表面除去。在一个实现方案中，农药投放膜可以迅速地和容易地用高压水喷雾器被从所处理的基底表面除去，其中所用的水含有或不含有适当的表面活性剂。表面活性剂的种类取决于农药投放体系的具体种类、是否有其他辅助剂存在和(如果存在的话)辅助剂的量。在另一个实现方案中，农药投放膜可以迅速地和容易地用水浴或水喷雾(其中所用的水含有或不含有适当的表面活性剂)和任选地刷洗植物或果实的表面被从植物或果实的表面除去。
尽管可以将农药投放体系用于植物上，该体系不显著地影响并且在多数情况下不减弱植物的光合作用。换而言之，与试图降低目标生物体数量而同时不受欢迎地减弱光合作用的常规农药处理相反，本发明提供了一种施用在植物上从而降低目标生物体数量但不同时减弱光合作用的农药投放体系。在一个实现方案中，按照本发明的农药投放体系的使用加强了所处理的植物的光合作用。
以下实施例是用来阐明本发明的。在以下实施例中以及说明书和权利要求书的其他部分中，除特别说明外，所有温度均以摄氏度为单位，压强均为大气压强或其附近。
实施例1考察使用本发明的含杀菌剂的农药投放体系所得到的苹果树的火疫病减少效果的加强效果并与常规农药对比。
在自然照明的温室中的盆栽“Rome”苹果树上进行试验。当约80％的花打开时，在打开的花上用108CFU解淀粉欧文氏菌(Erwinia amylovora)(Ea)品系AFRS-581喷雾至液体滴下。干燥约1小时后，将以下每一种处理方法用于六棵被感染的树上。将以下物质使用于苹果树上含有颗粒材料(PM)(按体积3重量％)、水和0.5g/l的氢氧化铜(美国北卡罗来纳州夏洛特市(Charlotte)的矿物研究开发公司(Miheral ResearchDevelopment Co.)出品的Copper Count N，为杀菌剂)、1g/l的BlightBan(美国爱达荷州博伊西市(Boise)的植物健康技术公司(Plant HealthTechnologies)出品的一种微生物杀菌剂)或0.5g/l的链霉素(美国北卡罗来纳州格林斯博罗(Greensboro)市的Novartis作物保护公司(Novartis Corp Protection Inc.)出品的一种抗生素)的料浆；含有颗粒材料(PM)(按体积3重量％)和水的料浆；水、0.5g/l的氢氧化铜、1g/l的Blight Ban或0.5g/l的链霉素的混合物。在实施例1和2(见下)中，颗粒材料是可以从美国新泽西州伊泽林(Iselin)市的Engelhard公司(Engelhard Corp.)得到的SurroundTMWP(一种带有有机铺展剂/粘着剂的煅烧高岭土)。
7天后，有花坏死综合症(blossom necrosis symptons)存在加以记录。疾病数据以花的感染率百分数表示。数据列在表1中。
表1处理％花感染PM 71.1氢氧化铜 87.1Blight Ban 82.4链霉素 83.3PM/氢氧化铜60.2PM/Blight Ban 46.3PM/链霉素 44.2实施例2考察以本发明的农药投放体系使用杀虫剂针对在“Sekel”梨树上的梨木虱的活性的加强并与常规杀虫剂对比。
四棵滋生了梨木虱蛹的“Sekel”梨树各自以下物质处理和不处理PM(按体积3％重量)和水；PM(按体积3％重量)、水和4 oz AI/a和8 oz AI/a的Dimilin(一种昆虫生长调节剂)(AI/a为“活性成分/英亩”)；PM(按体积3％重量)、水和2.5 oz AI/a和5 oz AI/a的Agri-Mek(一种神经性杀虫剂)；水和4 oz AI/a和8 oz AI/a的Dimilin；水和2.5 oz AI/a和5 oz AI/a的Agri-Mek。处理物施用前和处理14天后，每一棵树的每一处理物取四片被滋生的叶片，从而评价活的和死的梨木虱蛹。表2报告了死亡率％。
表2处理死亡率％未处理 5PM 33A-M-2.5 31A-M-528Dimilin-445Dimilin-826PM/A-M-2.5 32PM/A-M-5 50PM/Dimilin-4 62PM/Dimilin-8 68表1显示，施用按照本发明的农药投放体系后，解淀粉欧文氏菌对苹果树的感染率显著降低。即，当杀菌剂、微生物杀菌剂或抗生素与颗粒材料按此处的描述(按照本发明)组合使用时，与使用杀菌剂、微生物杀菌剂或抗生素而不使用颗粒材料相比，感染率下降了。表2显示了类似的结果。特别是，表2说明当杀虫剂与颗粒材料按照本发明组合使用时，与仅使用杀虫剂或不使用颗粒材料相比，在梨树上蛹的死亡率增加了。
尽管本发明是与其优选的实现方案相联系得到了说明，应当明白的是，对于熟悉这一领域的人员，在阅读说明书后，其多种变型变得显而易见的。因此，应当明白的是，此处公开的发明是旨在包括属于附带的权利要求的范围中的此类变型的。
权利要求
1.农药投放体系，该体系包含具有厚度为约1μm至约1000μm且非连续区域尺寸小于约100μm的连续膜，该连续膜包含其中至少90重量％的颗粒材料具有10μm或更小的颗粒度的颗粒材料，和至少部分包覆了颗粒材料的有害生物控制剂。
2.根据权利要求1的农药投放体系，其中颗粒材料是憎水性的。
3.根据权利要求1的农药投放体系，其中颗粒材料包含加热至温度约300℃至约1,200℃的热处理颗粒材料。
4.根据权利要求1的农药投放体系，其中颗粒材料所具有的颗粒度分布使至少90重量％的颗粒材料的颗粒度在约3微米以下。
5.根据权利要求1的农药投放体系，其中颗粒材料包含亲水性的内核和憎水性的外表面。
6.根据权利要求1的农药投放体系，其中连续膜包含约0.01重量％至30重量％的有害生物控制剂和约70重量％至约99.99重量％的颗粒材料。
7.根据权利要求1的农药投放体系，其中颗粒材料包含以下物质中的一种或多种煅烧碳酸钙、煅烧滑石、煅烧高岭土、变高岭土、煅烧膨润土、煅烧粘土、煅烧叶蜡石、煅烧硅石、煅烧长石、煅烧沙子、煅烧石英、煅烧白垩、煅烧石灰石、煅烧沉淀碳酸钙、煅烧硅藻土、煅烧重晶石、煅烧三水合铝、煅烧火成硅石和煅烧二氧化钛。
8.根据权利要求5的农药投放体系，其中所述憎水外表面材料选自以下物质有机钛酸盐、有机锆酸盐或铝酸盐偶联剂，有机官能硅烷、改性硅油流体和脂肪酸及其盐。
9.根据权利要求1的农药投放体系，其中连续膜还包含以下物质中的至少一种表面活性剂、分散剂、铺展剂/粘着剂、润湿剂、消泡剂和漂流减低剂。
10.根据权利要求1的农药投放体系，其中颗粒材料包含约25重量％至约100重量％的热处理颗粒材料。
11.向目标生物体投放有害生物控制剂的方法，包括在选自植物、人造结构和储存的谷物的基底的表面的至少一部分上施用有效量的、至少部分被有害生物控制剂包覆的精细分割颗粒材料，上述颗粒材料包含约25重量％至约100重量％的热处理颗粒材料，其中所施用的部分被包覆的精细分割颗粒材料允许基底表面上的气体的交换，并且部分包覆精细分割颗粒材料在其所施用的基底表面的部分上形成连续的膜，并且连续膜上的最大平均孔隙尺寸小于约100μm。
12.根据权利要求11的方法，其中部分被包覆的精细分割颗粒材料的膜具有约1μm至约100μm的厚度。
13.根据权利要求11的方法，其中植物选自果实、蔬菜、树木、花卉、草、根、种子、景观或观赏植物。
14.根据权利要求11的方法，其中至少90重量％的精细分割非吸收性颗粒材料所具有的颗粒度分布使至少90重量％的颗粒材料的颗粒度在约3微米以下。
15.根据权利要求11的方法，其中有害生物控制剂包含以下物质中的至少一者杀虫剂、杀螨剂、杀真菌剂、杀菌剂、除草剂、抗生素、抗微生物剂、杀线虫剂、灭鼠剂、昆虫病原微生物、信息素、化学不育剂、病毒、引诱剂、植物生长调节剂、昆虫生长调节剂、驱虫剂、植物营养素和诱食剂。
16.根据权利要求11的方法，其中目标生物体包含以下生物中的至少一者细菌、真菌、蠕虫、昆虫、蛛形纲节肢动物、鸟、有害植物和啮齿动物。
17.根据权利要求11的方法，其中精细分割颗粒材料还包含以下物质中的至少一种碳酸钙、滑石、水合高岭土、膨润土、粘土、叶蜡石、硅石、长石、沙子、石英、白垩、石灰石、沉淀碳酸钙、硅藻土、重晶石、三水合铝、火成硅石和二氧化钛。
18.根据权利要求11的方法，其中部分包覆精细分割颗粒材料通过以料浆的形式喷雾而使用。
19.根据权利要求11的方法，其中向目标生物体投放有害生物控制剂的方法的进行不减弱植物的光合作用。
20.根据权利要求15的方法，其中植物营养素包含氮、镁、钙、硼、钾、铜、铁、磷、锰和锌。
21.制造有害生物控制膜的方法，包含将挥发性液体、有害生物控制剂和颗粒材料混合形成料浆，其中至少90重量％的颗粒材料具有约5微米或更小的颗粒度；将料浆在基底上使用；和允许料浆的至少一部分挥发性液体蒸发，从而在基底上形成包含被有害生物控制剂包覆的颗粒材料的有害生物控制膜，该有害生物控制膜包含由约0.01重量％至约30重量％的有害生物控制剂和由约70重量％至约99.99重量％的颗粒材料，其中有害生物控制膜允许基底表面上的气体交换。
22.根据权利要求21的方法，其中将以下物质中的至少一者与水、有害生物控制剂和颗粒材料混合而形成料浆表面活性剂、分散剂、铺展剂/粘着剂、润湿剂、消泡剂和漂流减低剂。
23.根据权利要求21的方法，其中将低沸点有机液体与水、有害生物控制剂和颗粒材料混合而形成料浆。
24.根据权利要求21的方法，其中颗粒材料包含以下物质中的一种或多种煅烧碳酸钙、煅烧滑石、煅烧高岭土、煅烧膨润土、煅烧粘土、煅烧叶蜡石、煅烧硅石、煅烧长石、煅烧沙子、煅烧石英、煅烧白垩、煅烧石灰石、煅烧沉淀碳酸钙、煅烧硅藻土、煅烧重晶石、煅烧三水合铝、煅烧火成硅石和煅烧二氧化钛。
25.根据权利要求21的方法，其中颗粒材料包含由约25重量％至约100重量％的热处理颗粒材料。
26.根据权利要求21的方法，其中料浆包含约由约1重量％至约25重量％的颗粒材料，少于约2重量％的有害生物控制剂和由约75重量％至约99重量％的挥发性液体。
全文摘要
在一个实现方案中，本发明涉及包含厚度为约1μm至约1000μm且不连续部分尺寸为小于约100μm的连续的膜的农药投放体系。该连续的膜包含其中至少90重量％具有约10μm或更小的颗粒度的颗粒材料和至少部分包覆颗粒材料的有害生物控制剂。在另一个时下方案中，本发明涉及向目标生物体投放有害生物控制剂的方法，包括在植物的表面的至少一部分上使用有效的量的至少部分被有害生物控制剂包覆的精细分割颗粒材料的步骤。该颗粒材料含有约25重量％至约100重量％热处理颗粒材料，其中所施用的部分包覆的精细分割颗粒材料允许织物表面上的气体交换，并且部分包覆的精细分割颗粒材料在其所施用的植物的表面的一部分上形成连续的膜。该膜的孔隙的最大平均尺寸小于100μm。
文档编号A01N25/26GK1484490SQ01818363
公开日2004年3月24日 申请日期2001年10月2日 优先权日2000年10月2日
发明者D·G·塞库陶斯基, G·J·普特卡, D·M·格伦, D G 塞库陶斯基, 普特卡, 格伦 申请人:恩格哈德公司, 由农业部长代表的美利坚合众国