专利名称：微生物组合物和方法
技术领域：
公开的是组合物和配料，其包含农业上可接受的溶解的有机材料的复杂混合物和至少一种农业上可接受的微生物，该溶解的有机材料特征在于部分润湿的天然有机物质，以及使用该组合物来处理种子的方法(该方法用于改进结瘤、萌发、出苗(emergence)、根系发育和养分摄取中的至少一种)，和用于降低种子或者植物对于疾病的易感性和/或改进植物生产的方法。具体的，该农业上可接受的微生物是接种体、预接种体或者转接种体。
背景技术：
在本领域中已经提出了将有机化合物不同的混合物用作肥料添加剂。具体的，BioAg Technologies International (1999)www. phelpstek. com/portfolio/Humic_acid. pdf声称腐殖酸组合物Bio-Liquid Complex 有助于将微量营养素(更具体的是阳离子营养素)从土壤转移到植物中。American Agritech的TriFlex Bloom式营养素组合物据称含有“磷酸、磷酸钾、硫酸续、硫酸钾、娃酸钾[和]娃酸钠”。American Agritech的TriFlex Grow Formula2-4-1营养素组合物据称含有“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”。两种组合物据称是“用所选择的维生素、植物组织培养成分、基础氨基酸、海草、腐殖酸、棕黄酸和碳水化合物强化的”。参见例如www. horticulturesource. com/product_info. php/products_id/82。这些产品据称主要配制用于水果和花丼作物的“无土水园艺”(即，溶液培养)，但是还据称优于在容器土壤花园中的常规化学肥料。没有提及与用于溶液培养或者土壤生长介质相反的，它们对于叶敷的适应性或者将它们用于叶敷。参见 www. Americanagritech. com/product/product_detai1. asp ID = I&pro_id_pk =4-0。商标Monarch (拥有者Actagro，LLC)是一种肥料组合物，其含有2-20-15主要的植物养分，并且具有3%的来源 于天然有机材料的非植物食品有机组合物。
发明内容
现在提供一种组合物，其包含包含农业上可接受的溶解的有机材料的复杂混合物的第一组分，该溶解的有机材料特征在于部分润湿的天然有机物质；至少一种农业上可接受的微生物的第二组分；和选自下面的至少一种任选地组分农业上可接受的除草剂、农药、肥料、生长调节剂及其混合物。现在还提供一种种子组合物，其包含种子；和包含农业上可接受的溶解的有机材料的复杂混合物的第一组分，该溶解的有机材料特征在于部分润湿的天然有机物质；至少一种农业上可接受的微生物的第二组分；和选自下面的至少一种任选地组分农业上可接受的农药源、肥料、生长调节剂及其混合物。仍然另外提供一种方法，其包含将植物的种子、叶面或者场所与第一组分和至少一种农业上可接受的微生物第二组分接触，该第一组分包含农业上可接受的溶解的有机材料的复杂混合物，该溶解的有机材料特征在于部分润湿的天然有机物质，这里与没有与第二或者第二组分接触的种子相比，该第一和第二组分增强了下面的一种或多种萌发、出苗、根系发育、产率提高和养分摄取。仍然另外提供一种改进种子的结瘤、萌发、生长、产率或者营养的方法，其包含将包含第一组分和至少一种农业上可接受的微生物的组合物施用到种子或者种子的场所上。
图1图示了此处公开的实施方案的测试方面的试验结果。图2图示了此处公开的实施方案的测试方面的试验结果。图3图示了此处公开的实施方案的测试方面的试验结果。图4图示了此处公开的实施方案的测试方面的试验结果。
具体实施例方式此处公开和描述的部分的是种子结瘤、生长、营养素或者健康组合物和种子处理和其涂层，其包含第一组分和至少一种农业上可接受的微生物，该第一组分包含所述组合物的天然有机材料。在一方面中，该微生物是接种体、预接种体和/或转接种体。可以使用至少一种任选地组分，其包含至少一种农药(单个或者共同的杀虫剂、杀真菌剂、灭菌剂、抗病毒剂、植物养分或者其组合)。此处公开和描述的组合物是根据打算的施用方法、它们施用到其上的种子物质、植物的生长条件和其他因素而变化的。此处公开和描述的组合物可以采用水溶液、水包油乳液或者油包水乳液、分散体、种子涂层、或者含聚合物涂料的形式。第一组分此处公开和描述的组合物的第一组分包含从富含天然有机物质的来源中分离和提取到水溶液中的有机分子的混合物。该天然有机物质主要来源于植物材料，该植物材料已经改性来改变在土壤环境中的随时间变化程度。该植物材料中的一些最近已经在所述环境中沉积。将至少一部分的该天然有机物质送过部分的腐殖化方法中，来变成部分润湿的天然有机物质。腐殖化包括天然有机物质的微生物、真菌和/或环境(热、压力、日光、闪电、火等)的降解和/或氧化。最优选的，该第一组分包含基本上还没有经历腐殖化的天然有机物质(部分润湿的天然有机物质)。在一方面，该天然有机物质获自典型的含有或者具有大约5ppm-大约500ppm之间任意量的溶解的有机物质(DOM)的环境。在其他方面，该天然有机物质获自典型的含有或者具有大约500ppm-大约3000ppm或者更高之间的任意量的DOM的环境。天然有机物质是极其复杂的，通常存在几千种化合物，这取决于所述来源和该来源周围占优的环境条件。腐殖物质例如棕黄酸(CAS No. 479-66-3)和腐殖酸(CASNo. 1415-93-6)是来源于天然有机物质的有机络合物的例子，但是如下所详述的，该第一组分在化学和生物上不同于棕黄酸和腐殖酸。该第一组分包含溶解的有机物质，该有机物质是在上述腐殖化方法过程中形成的，例如在微生物、真菌和/或环境(热、压力、日光、闪电、火等)降解方法中形成。其他天然或者合成的天然有机物质降解方法可以包括或者可以使用。在一方面，该第一组分主要包含没有经历明显腐殖化的天然有机物质(例如部分润湿的天然有机物质)。腐殖化的量可以使用已知的方法例如通过13C NMR来测量和表征。在一方面，该第一组分是如下来获得的从它的来源中除去天然有机物质，任选地加工，和/或浓缩来提供该第一组分，其的溶解的有机物质(DOM)的浓度水平是相对于它的初始来源的大约IOX-大约5000X之间的任意量。在另一方面，该第一组分的溶解的有机物质(DOM)的浓度水平可以是大约7500X高到大约50000X。该第一组分可以进行调整，以使得DOM的浓度是大约IOppm-大约700000ppm。优选该第一组分可以进行调整，以使得DOM的浓度是大约IOOOppm-大约500000ppm。该第一组分可以调整到在水溶液中DOM值是1000ppm-50000ppm之间的任何值，包括在500ppm增量中的任何值(例如10500ppm、IlOOOppm、11500ppm、12000ppm等)。可以使用其他的DOM浓度，例如可以制备大约75000ppm-大约750000ppm的极浓的组合物。例如，初始来源的大约30000X的浓缩物可以包含大约550000ppm的D0M。在某些方面中，该第一组分是大约大约91% -大约99%的水，其余的有机材料主要是DOM以及少量的碱金属、碱土金属和过渡金属的盐。在仍然的其他方面，该第一组分的DOM已经干燥或者冻干成适于用水溶液再制的形式。该第一组分是物质的复杂混合物，典型的是化合物的非均匀混合物，对该非均匀混合物来说，不满足单个的结构式。如下面将要进一步讨论的，该第一组分的元素和分光特性使得它不同于大部分其他的腐殖基有机络合物，例如腐殖酸和棕黄酸。可以进行单个批次的第一组分的混合，来提供一致性和来补偿天然来源的材料的常规变化。详细的化学和生物测试已经显示第一组分的物质的复杂混合物是一种独特的组合物，这体现在它对于植物的生物作用和它与腐殖酸和棕黄酸相比的化学组成二者上。用于第一组分的表征和方法
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构成所述组合物的第一组分的有机化合物可以通过多种方式来表征(例如通过分子量，碳在不同官能团中的分布，相对元素组成，氨基酸含量，碳水化合物含量等)。在一方面,该第一组分是相对于已知的常规`腐殖基物质来表征的。为了表征碳在不同的官能团中的分布，合适的技术包括但不限于13C-NMR、元素分析、傅里叶变换离子回旋加速器共振质谱(FTICR-MS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)。第一组分和腐殖物标准物的化学表征是如下来进行的使用电喷离子化傅里叶变换离子回旋加速器共振质谱(ES1-FTICR-MS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和用于金属的元素分析(使用ICP-AES,由 Huffman Laboratories, Inc.和华盛顿大学进行)。该第一组分的元素、分子量和分光表征是与这样的有机络合物一致的，该有机络合物主要是由木质素和丹宁酸化合物(和缩合的和未缩合的丹宁酸的混合物)、缩合的芳烃和痕量的脂质和无机物组成。存在几千种化合物，分子量是225-700道尔顿，并且大多数化合物每个分子中具有大约10-大约39个碳原子。该第一组分通常包括碳、氧和氢以及少量的氮和硫。该第一组分还包含高于5%水平的钾和铁。表A中给出了典型的存在于第一组分中的溶解的固体的元素组成。如果将有机化合物与无机元素分离，则该元素细分为C 55%,H 4%,O 38%,N1. 8%和S 2.2%。
权利要求
1.一种种子组合物，其包含 种子； 包含农业上可接受的溶解的有机材料复杂混合物的第一组分，该溶解的有机材料特征在于部分润湿的天然有机物质；和 至少一种农业上可接受的微生物。
2.权利要求1的种子组合物，其中该第一组分的特征在于下面的两种或者多种 (i)缩合的烃、木质素和丹宁酸和/或缩合的丹宁酸的混合物； ( )对于该溶解的有机物质来说，氧碳比大于大约O. 5 ； (iii)通过质谱所测量的丹宁酸化合物的总数大于大约200，该丹宁酸化合物的氢碳比是大约O. 5-大约1. 4，和芳香度指数小于大约O. 7 ;或者 (iv)通过质谱所测量的质量分布是大约47-56%的木质素化合物、33-42%的丹宁酸化合物和大约8-11%的缩合的烃。
3.权利要求1或者2任一项的种子组合物，其中该第一组分特征在于包含缩合的烃、木质素和丹宁酸和/或缩合的丹宁酸的混合物，特征在于该组合物的化合物的总百分比中，至少10%是丹宁酸和/或缩合的丹宁酸。
4.权利要求1或者2任一项的种子组合物，其中该第一组分特征在于包含缩合的烃、木质素和丹宁酸和/或缩合的丹宁酸的混合物，特征在于该组合物的化合物的总百分比中，至少20%是丹宁酸和/或缩合的丹宁酸。
5.权利要求1的种子组合物，其中该至少一种农业上可接受的微生物是下面的至少一种接种体、预接种体和转接种体。
6.权利要求5的种子组合物，其中该微生物是下面的至少一种固氮细菌、磷酸盐增溶性细菌、真菌接种体和复合接种体。
7.权利要求5的种子组合物，其中该微生物是下面种中的至少一种根瘤菌、慢生大豆根瘤菌、杆状菌、固氮菌、节杆菌(节杆菌)、假单胞菌、固氮螺菌、蓝细菌和菌根真菌。
8.权利要求1的种子组合物，其进一步包含下面的至少一种除草剂、杀虫剂、杀真菌剂、灭菌剂、抗病毒剂、植物养分或者其组合。
9.权利要求8的种子组合物，其中该第一组分和该至少一种的除草剂、杀虫剂、杀真菌齐U、灭菌剂、抗病毒剂、植物养分或者其组合能释放的包含在与所述种子接触的聚合物基质中。
10.权利要求9的种子组合物，其中该至少一种微生物沉积到与所述种子接触的聚合物基质上。
11.一种处理种子的方法，该方法包含 将种子与第一组分和至少一种农业上可接受的微生物第二组分进行接触，该第一组分包含农业上可接受的溶解的有机材料复杂混合物，该溶解的有机材料特征在于部分润湿的天然有机物质。
12.权利要求11的方法，其中该第一组分的特征在于下面的两种或者多种 (i)缩合的烃、木质素和丹宁酸和/或缩合的丹宁酸的混合物； ( )对于该溶解的有机物质来说，氧碳比大于大约O. 5 ； (iii)通过质谱所测量的丹宁酸化合物的总数大于大约200，该丹宁酸化合物的氢碳比是大约O. 5-大约1. 4，和芳香度指数小于大约O. 7 ;或者 (iv)通过质谱所测量的质量分布是大约47-56%的木质素化合物、33-42%的丹宁酸化合物和大约8-11%的缩合的烃。
13.权利要求11或者12任一项的方法，其中该第一组分特征在于包含缩合的烃、木质素和丹宁酸和/或缩合的丹宁酸的混合物，特征在于该组合物的化合物的总百分比中，至少10%是丹宁酸和/或缩合的丹宁酸。
14.权利要求11或者12任一项的方法，其中该第一组分特征在于包含缩合的烃、木质素和丹宁酸和/或缩合的丹宁酸的混合物，特征在于该组合物的化合物的总百分比中，至少20%是丹宁酸和/或缩合的丹宁酸。
15.权利要求11或者12任一项的方法，其中该至少一种农业上可接受的微生物是下面的至少一种接种体、预接种体和转接种体.
16.权利要求15的方法，其中该接种体、预接种体或者转接种体是下面种中的至少一种根瘤菌、慢生大豆根瘤菌、杆状菌、固氮菌、节杆菌、假单胞菌、固氮螺菌、蓝细菌、和菌根真菌。
17.权利要求11或者12任一项的方法，其进一步包含将该种子与至少一种农药接触，并且限定该杀真菌剂、灭菌剂和抗病毒剂对于所述的至少一种微生物是农艺学无抗性的，其中该农药包含下面的至少一种除草剂、杀虫剂、杀真菌剂、灭菌剂、抗病毒剂和植物养分。
18.权利要求17的方法，其中将种子与第一组分和至少一种农药接触，随后与至少一种农业上可接受的微生物、和聚合物基质接触。
19.权利要求18的方法，其中该第一组分和该农药包含在与至少一部分的种子接触着的聚合物基质中，并且至少一部分的聚合物基质是与至少一种微生物接触的。
20.权利要求18的方法，其中该第一组分或者该至少一种农药是从聚合物基质中受控释放的。
21.—种方法,其包含 将植物的种子、叶面或者场所与组合物接触，该组合物包含第一组分和至少一种农业上可接受的微生物，该第一组分包含农业上可接受的溶解的有机材料的复杂混合物，该溶解的有机材料特征在于部分润湿的天然有机物质，和； 其中与没有接触该第一组分或者至少一种农业上可接受的微生物的种子相比，该组合物提高了下面的一种或多种结瘤、萌发、出苗、根系发育、秧苗茁壮、秧苗生长或者养分摄取。
22.权利要求21的方法，其中该第一组分的特征在于下面的两种或者多种 (i)缩合的烃、木质素和丹宁酸和/或缩合的丹宁酸的混合物； ( )对于该溶解的有机物质来说，氧碳比大于大约O. 5 ； (iii)通过质谱所测量的丹宁酸化合物的总数大于大约200，该丹宁酸化合物的氢碳比是大约O. 5-大约1. 4，和芳香度指数小于大约O. 7 ;或者 (iv)通过质谱所测量的质量分布是大约47-56%的木质素化合物、33-42%的丹宁酸化合物和大约8-11%的缩合的烃。
23.权利要求21或者22任一项的方法，其中该第一组分特征在于包含缩合的烃、木质素和丹宁酸和/或缩合的丹宁酸的混合物，特征在于该组合物的化合物的总百分比中，至少10%是丹宁酸和/或缩合的丹宁酸。
24.权利要求21或者22任一项的方法，其中该第一组分特征在于包含缩合的烃、木质素和丹宁酸和/或缩合的丹宁酸的混合物，特征在于该组合物的化合物的总百分比中，至少20%是丹宁酸和/或缩合的丹宁酸。
25.权利要求21的方法，其进一步包含将该种子与至少一种农药接触，并且限定该杀真菌剂、灭菌剂和抗病毒剂对于所述的至少一种微生物是农艺学无抗性的，其中该农药包含下面的至少一种除草剂、杀虫剂、杀真菌剂、灭菌剂、抗病毒剂和植物养分。
26.权利要求25的方法，其中该农药是杀虫剂、杀真菌剂、灭菌剂、抗病毒剂或者其组口 ο
27.权利要求25或者26的方法，其中将种子与第一组分和至少一种农药接触，随后与所述微生物接触。
28.权利要求25或者26的方法,其中将种子与该第一组分、该至少一种微生物和农药基本上同时进行接触。
29.权利要求27的方法，其中该接触着种子的聚合物或者基质进一步包含至少一种农业上可接受的微生物。
30.一种方法，其包含将种子与第一组分和至少一种农业上可接受的微生物进行接触，该第一组分包含农业上可接受的溶解的有机材料的复杂混合物，该溶解的有机材料特征在于部分润湿的天然有机物质； 其中该第一组分与至少一种农业上可接受的微生物相结合 增强了种子的根瘤生长或者茁壮度；或者 改进了种子的萌发；或者 改进了种子的出苗；或者 改进了种子的根系发育；或者 提高了接种体的活性。
31.一种植物养分组合物，其包含 包含农业上可接受的部分润湿的天然有机物质的混合物的第一组分；和 至少一种农业上可接受的微生物。
32.权利要求31的植物养分组合物，其中该第一组分的特征在于下面的两种或者多种 (i)缩合的烃、木质素和丹宁酸和/或缩合的丹宁酸的混合物； ( )对于该溶解的有机物质来说，氧碳比大于大约O. 5 ； (iii)通过质谱所测量的丹宁酸化合物的总数大于大约200，该丹宁酸化合物的氢碳比是大约O. 5-大约1. 4，和芳香度指数小于大约O. 7 ;或者 (iv)通过质谱所测量的质量分布是大约47-56%的木质素化合物、33-42%的丹宁酸化合物和大约8-11%的缩合的烃。
33.权利要求32的植物养分组合物，其中该第一组分特征在于包含缩合的烃、木质素和丹宁酸和/或缩合的丹宁酸的混合物，特征在于该组合物的化合物的总百分比中，至少10%是丹宁酸和/或缩合的丹宁酸。
34.权利要求32的植物养分组合物，其中该第一组分特征在于包含缩合的烃、木质素和丹宁酸和/或缩合的丹宁酸的混合物，特征在于该组合物的化合物的总百分比中，至少20%是丹宁酸和/或缩合的丹宁酸。
35.通过权利要求11的方法所制备的种子。
36.权利要求11、21、30或者31任一项的方法，这里该植物或者种子是豆类作物的。
37.权利要求11、21、30或者31任一项的方法，其中该植物或者种子是水果或者蔬菜作物的。
38.权利要求11、21、30或者31任一项的方法，其中该植物或者种子是基因改变的。
39.权利要求1-10任一项的种子组合物，这里该植物或者种子是豆类作物的。
40.权利要求1-10任一项的种子组合物，其中该植物或者种子是水果或者蔬菜作物的。
41.权利要求1-10任一项的种子组合物，其中该植物或者种子是基因改变的。
全文摘要
组合物，其包含第一组分，该第一组分包含农业上可接受的溶解的有机材料复杂混合物，该溶解的有机材料特征在于其是部分润湿的天然有机物质；和至少一种农业上可接受的微生物。一种方法，包含将种子与第一组分和至少一种农业上可接受的微生物接触，该第一组分包含农业上可接受的溶解的有机材料复杂混合物，该溶解的有机材料特征在于其是部分润湿的天然有机物质，与没有与第一组分或者至少一种农业上可接受的微生物接触的种子相比，所述的接触提供了结瘤，萌发，出苗，根系发育和养分摄取中的至少一种的增强。
文档编号A01C1/00GK103052311SQ201180035024
公开日2013年4月17日 申请日期2011年7月15日 优先权日2010年7月15日
发明者布莱恩·B·古德温 申请人:Fb科技控股公司