专利名称：肥料组合物和方法
技术领域：
本公开涉及与含有有机物的农业可接受的复杂混合物的第一组分接触的颗粒形式及它们的控释制剂，以及使用该颗粒形式及它们的控释制剂用于全面改善植物健康和减低植物对疾病或虫害的易感性的方法。
背景技术：
在本领域内，已提出有机物的多种混合物作为肥料添加剂。具体地，Bio Ag Technologies International (1999)www. phelpstek. com/portfolio/humic_acid. pdf 提出了一种腐殖酸组合物(Bio-Liquid Complex )，以帮助从土壤到植物输送微量营养物，更具体地说是阳离子营养素。American Agritech 的 TriFlex Bloom Formula 营养组合物被描述为包含“憐酸、磷酸钾、硫酸镁、硫酸钾、娃酸钾(和)娃酸钠”。American Agritect^tJTriFlexlltGrow Formula 2-4-1营养组合物被描述为包含“硝酸钾、硝酸镁、硝酸铵、磷酸钾、硫酸钾、硫酸镁、硅酸钾(和)硅酸钠”。据称这两种组合物都“采用选取的维生素、植物组织培养成分、必需的氨基酸、海藻、腐殖酸、富里酸和碳水化合物进行加强”(见WWW. horticulturesource. com/product_inf0. php/products_id/82)。这些产品据称主要被配制用于果树和花丼作物的“无土水栽培”(即水培)，但还据说在容器土壤园中优于常规化学肥料。没有提及它们用于叶面施用的适宜性或其他方面(与应用于溶液培养或土壤生长介质相对照)(见WWW. americana gritech. com/product/product_detaiI. asp ID = I&pro_id_pk = 4-0)。Actagro, LLC拥有的商标Monarch 是一种包含2-20-15主要植物营养素的肥料组合物，其具有来源于天然有机物的3%非植物养料有机组合物。
发明内容
现提供一种包括与第一组分接触的颗粒形式的物质组合物，其中该第一组分被分散在所述颗粒形式的至少一部分上，或与所述颗粒形式混合或掺杂。可选地，第二组分也被分散在所述颗粒形式的至少一部分上，或与所述颗粒形式混合或掺杂，所述第二组分选自农药、微量营养物、大量营养物、生长调节素及其混合物的农业可接受来源。还进一步提供了一种改善植物健康的方法，该方法包括步骤将被播种的种子或植物的位点与颗粒形式以及含有部分腐殖化的天然有机物的农业可接受的混合物的第一组分接触，其中，在接触步骤，所述第一组分被最初或随后分散在颗粒形式的至少一部分上，或与所述颗粒形式混合或掺杂。还进一步提供了一种方法，包括将被播种的种子或植物的位点与颗粒形式以及含有部分腐殖化的天然有机物的农业可接受的混合物的第一组分接触，其中，在接触步骤，所述第一组分是被最初或随后分散在颗粒形式的至少一部分上的，或与所述颗粒形式混合或掺杂；并且，与没有接触过该颗粒形式和第一组分的被播种的种子或植物相比，强化被播种种子或植物的发芽、出苗、根系发育和营养素吸收中的一项或多项。
还进一步提供了一种用于改善植物的生长或营养的方法，包括将包含所述第一组分和农药、可选的植物营养素的组合物应用于种子、植物的叶表面，或植物位点(locus)。还进一步提供了一种用于植物或种子的缓释营养的方法。该方法包括将植物或种子的位点或叶表面与颗粒形式以及含有部分腐殖化的天然有机物的农业可接受的混合物的第一组分接触，其中，在接触步骤，所述第一组分是被最初或随后分散在颗粒形式的至少一部分上的，或与所述颗粒形式混合或掺杂；其中，在接触步骤后，有效量的所述第一组分从所述颗粒形式的释放被延迟一段预定的时间。
图I描述了与本文中公开并描述的第一组分和颗粒肥料组合物接触的植物以及对照组在出苗后第20、34、54天(DAE)的株重的实验数据。图2描述了在初步处理后，与本文中公开并描述的第一组分和颗粒肥料组合物接触一段预定时间的植物以及对照组在出苗后第20、34、54天(DAE)的株重的实验数据。
具体实施例方式在某种程度上，在本文中公开和描述的是植物生长、营养素或健康组合物、组合物以及包括颗粒形式和含有确定构成的天然有机物的第一组分的方法。可选地，包括含有至少一种农药(单独的或一起的，除草剂、杀虫剂、杀真菌剂(fungicide)、杀细菌剂 (bactericide)、抗病毒剂、植物营养素或它们的组合)的第二组分。在本文中公开和描述的组合物和方法根据预期的应用方法、它们将应用的植物物种、植物的生长条件及其它因素而变化。在本文中公开并描述的组合物通常采用颗粒或微粒形式，通常该形式对于被播种的种子或植物的位点是农业可接受的。该颗粒形式的类型可以为随着时间和/或在农业条件下降解或释放，以将至少所述第一组分提供至所述位点。该颗粒形式本身可以是用于种子或植物的营养素的来源。在本文中应用于材料或组合物的术语“农业可接受的”意为不会不能接受地伤害或毒害植物或其环境，并对使用者或如本文描述使用时可能会接触到该材料的其他人不会是不安全的。词组“有效量”指的是农业上无毒但是足以提供所需效果的活性制剂或成分 (a. i.)的量。例如，含有部分腐殖化的天然有机物的农业可接受的混合物的第一组分的有效量为足以适度改善被播种的种子或植物的发芽、出苗、根系发育和营养素吸收的量。所述有效量根据种子，位点，气候，季节，使用模式，位点、植物或种子原有的性质，以及与之相关的任意在先处理，或任意并行相关或不相关的处理或位点、植物或种子的情况而变化。有效剂量可由所属领域任意技术人员不用过度实验确定，或通过遵循在本应用中阐明的示范性的指导确定。本文中“叶表面”通常为叶子的表面，以及植物的其它绿色部分(其具有允许吸收所述第一或第二组分的表面)，包括叶柄、托叶、茎、苞片、花芽等，并且用于本发明目的，“叶表面”将被理解为包括这些绿色部分的表面。在本文中使用的术语“颗粒”和词组“颗粒形式”指的是颗粒、微粒、小球以及它们的组合。例如，颗粒形式为适合于在农业装置中常用的配料设备的那些颗粒形式。颗粒形式可以是适用于农业装置或农业设备的任意形状或尺寸。本文中使用的“位点”包括叶表面，还包括植物附近的区域或播种了多个种子或即将播种种子的区域。例如，作物的位点包括土壤，并可进一步包括栽种或生长于土壤中的作物的部分。本文中使用的术语“种子”不限于任意特定类型的种子，并且可指来自单个植物物种的种子、来自多个植物物种的种子的混合物、来自于一个植物物种中的不同品系的种子的混合或转基因种子(GM)。可将公开和描述的组合物和方法用于处理裸子植物种子、双子叶被子植物种子和单子叶被子植物种子。所述第一组分在本文中公开和描述的组合物的所述第一组分包括从富含天然有机物的来源中分离和萃取至水溶液的有机分子的混合物。所述天然有机物主要来源于在土壤环境中随着时间已被改变成不同程度的植物材料。一些所述的植物材料近来已堆积在环境中。至少部分天然有机物已经过腐殖化的部分过程，变成部分腐殖化的天然有机物。腐殖化包括天然有机物的微生物的、真菌的和/或环境的(热、压力、阳光、闪电、火等等)降解和/或氧化作用。最优选，所述第一组分包含还没有充分经过腐殖化的天然有机物(部分腐殖化的天然有机物)。在一个方面，所述天然有机物从通常包含或提供约5ppm至约500ppm之间任意点的溶解有机物(DOM)的环境获得。在另一些方面，所述天然有机物从通常包含或提供约 500ppm至约3000ppm之间或更多的DOM的环境获得。天然有机物非常复杂，通常存在数千种的化合物，其依赖于来源和与来源普遍相关的环境条件。腐殖质例如富里酸(CAS No. 479-66-3)和腐殖酸(CASNo. 1415-93-6)是来源于天然有机物的有机复合物的实例，然而，所述第一组分在化学上和生物学上不同于富里酸和腐殖酸，如以下详细描述。所述第一组分包含溶解有机物，所述有机物在如上文所述的腐殖化过程中形成， 例如微生物的、真菌的和/或环境(热、压力、阳光、闪电、火等等)的降解过程。其他的天然或合成天然有机物降解过程可能被涉及或可能被使用。在一个方面，所述第一组分包含还没有经过充分腐殖化的主要的天然有机物(例如，部分腐殖化的天然有机物)。可使用已知的方法，例如通过13C NMR，测定和表征腐殖化的量。在一个方面，所述第一组分通过从它的来源中去除天然有机物，可选地进行处理， 和/或浓缩以提供其溶解有机物(DOM)浓度水平为其原始来源的约IOX至约5000X之间的任一值的所述第一组分而获得。在另一个方面，溶解有机物(DOM)的所述第一组分浓聚物的浓度水平可在约7500X高至约50000X之间。可调整所述第一组分，使得DOM的浓度在约 IOppm至约700000ppm之间。优选地,可调整所述第一组分,使得DOM的浓度在约IOOOppm 至约500000ppm之间。在水溶液中，所述第一组分可被调整至由IOOOppm和50000ppm之间的任意ppm值代表的DOM值，包括以500ppm为增量的任意ppm值(例如，10500ppm> 11000ppm> 11500ppm> 12000ppm等等)。可使用其它DOM浓度,例如，可制备在约75000ppm 和约750000ppm之间的极度浓缩的组合物。例如，原始来源的约30000X的浓度可包含约 550000ppm的DOM。在某些方面，所述第一组分大概有约91%至约99%之间的水，其余的有机物主要是D0M，还有少量的碱金属、碱土金属和过渡金属的盐。而在另一些方面，所述第一组分的DOM已被以适合于再形成水溶液的形式干燥或冻干。所述第一组分是物质的复杂混合物，通常为没有单一的结构式能对其满足的化合物的一种异构混合物。所述第一组分的元素和光谱学表征能将它跟大多数其他腐殖类有机复合物(例如腐殖酸和富里酸)区分开，如下文进一步的讨论。可进行所述第一组分的个别批次的混合以提供一致性并弥补天然产生的材料的正常变化。详细的化学和生物学测试显示，与腐殖酸和富里酸相比，所述第一组分的物质的复杂混合物，在它对植物的生物学效应方面和它的化学构成方面都是一种独特的组合物。对所述第一组分的表征和方法组成组合物的所述第一组分的有机物可以多种途径表征(例如，通过分子量、在不同官能团之间的碳分布、相关元素组成、氨基酸含量、碳水化合物含量等等)。在一个方面，相对腐殖类物质的已知标准品对所述第一组分进行表征。为了表征在不同官能团之间的碳分布，合适的技术包括，但不局限于，13C-NMR、元素分析、傅里叶变换离子回旋共振质谱法(FTICR-MS)和傅里叶变换红外光谱学(FTIR)。使用电喷雾离子源傅里叶变换离子回旋共振质谱法(ESI-FTICR-MS)、傅里叶变换红外光谱学 (FTIR)和由Huffman Laboratories, Inc和华盛顿大学施用的使用ICP-AES对金属的元素分析来进行所述第一组分和腐殖质标准品的化学表征。所述第一组分的元素、分子量和光谱学表征与主要由木质素和单宁化合物(以及缩合单宁和未缩合单宁的混合物)、稠环芳烃以及微量的脂质和无机盐组成的有机复合物一致。数千种的化合物以从225至700道尔顿的分子量范围存在，多数化合物每分子具有约10至约39个之间的碳原子。所述第一组分通常由碳、氧和氢，以及少量的氮和硫组成。 所述第一组分还含有超过5%水平的钾和铁。通常存在于所述第一组分中的溶解性固体的元素组成显示在表A中。如果从无机元素中分离有机物，元素明细为C 55%,H 4%,O 38%,N I. 8%和S 2. 2%。
权利要求
1.一种物质组合物，包括与第一组分接触的颗粒形式，该第一组分含有由部分腐殖化的天然有机物表征的有机材料的农业可接受的复杂混合物。
2.如权利要求I所述的物质组合物，其中，所述第一组分由两种或更多种以下因素进行表征a.缩合烃、木质素和单宁和/或缩合单宁的混合物；b.可溶有机物的0/C比大于约O.5 ；c.单宁化合物的总数大于约200，且根据质谱法测定，所述单宁化合物的Η/C比为约 O. 5至约1.4，芳香度指数小于约O. 7 ;或d.根据质谱法测定，质量分布为约55-60%的木质素化合物，27-35%的单宁化合物， 和约8-15%的缩合烃。
3.如权利要求I或2中任一项所述的物质组合物，其中，所述第一组分通过含有缩合烃、木质素和单宁和/或缩合单宁的混合物来表征，其特征在于，所述组合物中化合物的总百分含量的至少10%为单宁和/或缩合单宁。
4.如权利要求I或2中任一项所述的物质组合物，其中，所述第一组分通过含有缩合烃、木质素和单宁和/或缩合单宁的混合物来表征，其特征在于，所述组合物中化合物的总百分含量的至少20%为单宁和/或缩合单宁。
5.如权利要求I所述的物质组合物，还含有第二组分，该第二组分选自农药、微量营养物、大量营养物、生长调节素及它们的混合物的农业可接受来源。
6.如权利要求5所述的物质组合物，其中，所述农药选自至少一种除草剂、杀虫剂、杀真菌剂、杀细菌剂、抗病毒剂或它们的组合。
7.如权利要求I所述的物质组合物，其中，所述颗粒形式由蒙脱土、凹凸棒土、硅铝酸盐、尿素、脲醛、甲叉脲、异丁叉二脲、涂硫尿素或聚合物包膜尿素构成。
8.如权利要求I所述的物质组合物，其中，所述颗粒形式为蒙脱土、凹凸棒土或硅铝酸盐。
9.如权利要求7所述的物质组合物，其中，所述颗粒形式为聚合物包膜尿素或涂硫尿素。
10.如权利要求1、5、8或9中的任一项所述的物质组合物，其中，所述第一组分从所述颗粒形式的释放被延迟。
11.一种改善植物健康的方法，所述方法包括步骤将被播种的种子或植物物种的位点与颗粒形式以及第一组分接触，该第一组分含有部分腐殖化的天然有机物的农业可接受的混合物；其中，在接触步骤，所述第一组分被最初或随后分散在颗粒形式的至少一部分上，或与所述颗粒形式混合或掺杂。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述第一组分由两种或更多种以下因素进行表征(a)缩合烃、木质素和单宁和/或缩合单宁的混合物；(b)可溶有机物的0/C比大于约O.5 ；(c)单宁化合物的总数大于约200，且根据质谱法测定，所述单宁化合物的Η/C比为约O. 5至约1.4，芳香度指数小于约O. 7 ;或(d)根据质谱法测定，质量分布为约55-60%的木质素化合物，27-35%的单宁化合物， 和约8-15%的缩合烃。
13.如权利要求11或12中的任一项所述的方法，其中，所述第一组分通过含有缩合烃、 木质素和单宁和/或缩合单宁的混合物来表征，其特征在于，所述组合物中化合物的总百分含量的至少10%为单宁和/或缩合单宁。
14.如权利要求11或12中的任一项所述的方法，其中，所述第一组分通过含有缩合烃、 木质素和单宁和/或缩合单宁的混合物来表征，其特征在于，所述组合物中化合物的总百分含量的至少20%为单宁和/或缩合单宁。
15.如权利要求11所述的方法，还包括将所述位点与第二组分接触，其中，所述第二组分选自农业可接受的农药、微量营养物、大量营养物、生长调节素及它们的混合物。
16.如权利要求15所述的方法，其中，所述农药为除草剂、杀虫剂、杀真菌剂、杀细菌剂、抗病毒剂或它们的组合。
17.如权利要求11所述的方法，其中，所述颗粒形式用硫或聚合物涂覆。
18.如权利要求11所述的方法，其中，为涂硫尿素或聚合物包膜尿素。
19.如权利要求17或18所述的方法，其中，所述聚合物或硫可释放性地包含所述第一组分。
20.如权利要求15所述的方法，其中，所述颗粒形式含有所述第二组分。
21.—种方法,包括将被播种的种子或植物物种的位点与颗粒形式以及第一组分接触，该第一组分含有部分腐殖化的天然有机物的农业可接受的混合物，其中，在该接触步骤，所述第一组分被最初或随后分散在颗粒形式的至少一部分上，或与所述颗粒形式混合或掺杂；和关于所述被播种的种子或植物物种，与没有接触所述颗粒形式和所述第一组分的被播种的种子或植物物种相比，强化了发芽、出苗、根系发育和营养素吸收中的一项或多项。
22.如权利要求21所述的方法，其中，所述第一组分由两种或更多种以下因素进行表征a.缩合烃、木质素和单宁和/或缩合单宁的混合物；b.可溶有机物的0/C比大于约O.5 ；c.单宁化合物的总数大于约200，且根据质谱法测定，所述单宁化合物的Η/C比为约 O. 5至约I. 4，芳香度指数小于约O. 7 ;或d.根据质谱法测定，质量分布为约55-60%的木质素化合物，27-35%的单宁化合物， 和约8-15%的缩合烃。
23.如权利要求21或22中的任一项所述的方法，其中，所述第一组分通过含有缩合烃、 木质素和单宁和/或缩合单宁的混合物来表征，其特征在于，所述组合物中化合物的总百分含量的至少10%为单宁和/或缩合单宁。
24.如权利要求21或22中的任一项所述的方法，其中，所述第一组分通过含有缩合烃、 木质素和单宁和/或缩合单宁的混合物来表征，其特征在于，所述组合物中化合物的总百分含量的至少20%为单宁和/或缩合单宁。
25.如权利要求21所述的方法，还包括将所述位点与第二组分接触，其中，所述第二组分选自农业可接受的农药、微量营养物、大量营养物、生长调节素及它们的混合物。
26.如权利要求25所述的方法，其中，所述农药为至少一种的除草剂、杀虫剂、杀真菌剂、杀细菌剂、抗病毒剂或它们的组合。
27.如权利要求21所述的方法，其中，所述颗粒形式包括聚合物包膜尿素或涂硫尿素。
28.如权利要求27所述的方法，其中，所述聚合物包膜尿素或所述涂硫尿素可释放性地包含所述第一组分。
29.如权利要求25所述的方法，其中，所述颗粒形式还含有所述第二组分。
30.如权利要求25所述的方法，还包括增强农药的杀虫活性；改善植物或种子的营养素吸收；或增强农药的杀虫活性并改善植物或种子的营养素吸收。
31.一种用于提供用于植物或种子物种的缓释营养素的方法，所述方法包括将植物或种子物种的位点或叶面与颗粒形式以及含有部分腐殖化的天然有机物的农业可接受的混合物的第一组分接触，其中，在该接触步骤，所述第一组分被最初或随后分散在颗粒形式的至少一部分上，或与所述颗粒形式混合或掺杂；和其中，在接触步骤后，从所述颗粒形式释放出有效量的所述第一组分被延迟预定时间。
32.如权利要求30或31中的任一项所述的方法，其中，所述第一组分由两种或更多种以下因素进行表征a.缩合烃、木质素和单宁和/或缩合单宁的混合物；b.可溶有机物的0/C比大于约O.5 ；c.单宁化合物的总数大于约200，且根据质谱法测定，所述单宁化合物的Η/C比为约 O. 5至约1.4，芳香度指数小于约O. 7 ;或d.根据质谱法测定，质量分布为约55-60%的木质素化合物，27-35%的单宁化合物， 和约8-15%的缩合烃。
33.如权利要求30或31中的任一项所述的方法，其中，所述第一组分通过含有缩合烃、 木质素和单宁和/或缩合单宁的混合物来表征，其特征在于，所述组合物中化合物的总百分含量的至少10%为单宁和/或缩合单宁。
34.如权利要求30或31中的任一项所述的方法，其中，所述第一组分通过含有缩合烃、 木质素和单宁和/或缩合单宁的混合物来表征，其特征在于，所述组合物中化合物的总百分含量的至少20%为单宁和/或缩合单宁。
35.如权利要求11、21或31中的任一项所述的方法，其中，所述颗粒形式具有酸性表面化学。
36.如权利要求11、21或31中的任一项所述的方法，其中，所述颗粒形式具有碱性表面化学。
37.如权利要求11、21或31中的任一项所述的方法，还包括非禾本科作物的种子。
38.如权利要求11、21或31中的任一项所述的方法，还包括果树或蔬菜作物的种子。
39.如权利要求11、21或31中的任一项所述的方法，还包括转基因种子。
40.如权利要求I所述的物质组合物，还包括种子。
41.如权利要求11、21或31中的任一项所述的方法，其中，播种在预定尺寸位点的植物的产量与播种在相同预定尺寸位点的相同植物相比得到提高。
42.如权利要求11、21或31中的任一项所述的方法，其中，植物物种的叶绿素的量与没有接触过所述第一组分的相同植物物种相比增加。
43.如权利要求11、21或31中的任一项所述的方法，其中，过量氮对植物的影响与没有接触过所述第一组分的相同植物相比降低。
全文摘要
一种物质组合物，其包括与第一组分接触的颗粒形式，该第一组分含有通过部分腐殖化的天然有机物进行表征的有机物的农业可接受的复杂混合物，其中所述第一组分分散在所述颗粒形式的至少一部分上，或与所述颗粒形式混合或掺杂。一种改善植物健康的方法，包括步骤将被播种的种子或植物的位点与颗粒形式、含有部分腐殖化天然有机物的农业可接受的混合物的第一组分接触，其中，在接触步骤，所述第一组分是最初或随后分散在颗粒形式的至少一部分上的，或与所述颗粒形式混合或掺杂。
文档编号C05F11/00GK102612503SQ201080043562
公开日2012年7月25日 申请日期2010年9月28日 优先权日2009年9月28日
发明者布莱恩·古德温 申请人:Fb科技控股公司