不使用熏蒸剂的含杀有害生物剂的土壤除害材料的制作方法

本技术一般地涉及含杀有害生物剂的土壤除害材料以及在不使用土壤熏蒸剂的情况下实现可靠、可预期和经济的种植前土壤除害的方法。

背景技术：

1、与耕地作物相比，集约农业的特征可以在于在小面积上种植高产量的经济作物。每m2的投资高并因此需要高回报。高产量可能带来高利润，但强烈地取决于两个因素。一方面，产品的市场价格是可能很难由种植者控制的因素，但另一方面，产品的品质和数量二者对种植者的收入是决定性的。连续种植单一作物或针对同一有害生物或病原体的不同寄主植物通常导致严重病虫感染的土壤。真菌土传病原体和寄生线虫经常威胁这些作物，这迫使种植者对土壤进行彻底地除害。虽然用热的气体和液体、太阳热和/或局部汽化隔氧的几种物理土壤除害方法在全世界应用，但最广泛的方法是用合成(熏蒸剂)或天然植物衍生的(生物熏蒸剂)挥发性有毒化学物质的化学土壤除害，因为它们为集约化田间作物提供有效的土壤除害，并且对种植者是负担得起的。

2、土壤熏蒸是土壤除害的一种形式，其涉及在种植之前施加挥发性化学化合物(熏蒸剂)以将杂草、土传有害生物和病害减少到可接受的水平。种植前土壤熏蒸在商业化覆膜水果和蔬菜生产中是必不可少的以实现高的可销售产量。在种植之前需要用土壤熏蒸剂除害的在土壤中种植的作物包括果类蔬菜例如西红柿、胡椒和葫芦；根类蔬菜例如胡萝卜和马铃薯；浆果和小果例如蓝莓和草莓；柑橘类水果例如甜橙；柠檬和葡萄柚、芦笋等等。因此，为了生产这些作物每年使用数百万磅的熏蒸剂。由于它们每英亩数百磅的高施用量，因此使用最广泛的土壤熏蒸剂基于每年施加的磅数而排在前20名杀有害生物剂中。

3、土壤熏蒸剂是独特的高挥发性化学物质，在通过直接注入到土壤中或经由地下灌溉管线(滴灌施加)的施加之后，使其能够在表土剖面中快速地分散。此外，只有在称为熏蒸膜的不透气塑料防水布下土壤熏蒸剂可以在几天或几周内在整个表土中保持均匀和适当的致死浓度(浓度时间乘积)，所述熏蒸膜使熏蒸剂的排放最小化，增加其随时间在土壤中的保留并且降低有效土壤除害所需的熏蒸剂的量。

4、即使在多次喷洒或滴灌施加的情况下，非挥发性杀有害生物剂也不能像熏蒸剂一样在整个表土中均匀施加并在几天内保持适当的致死剂量水平。已知在灌溉水“低于”表土水平的情况下，喷洒或滴灌施加的杀有害生物剂相当迅速地“向下”移动。

5、为了有效，土壤熏蒸剂(作为单一组分或者作为混合物)必须对包括细菌、真菌、卵菌、昆虫、线虫以及既作为种子又处于植物状态的不需要的植物(杂草)的宽范围的生物体是极其有毒的以用于有效的土壤除害。

6、土壤熏蒸的实践在提供如上概述的显著益处的同时，也对施加熏蒸剂的农业工人以及周围环境中的人和其他生物体的健康和安全带来显著的风险，因为熏蒸剂气体可以容易离开用地。

7、因此，已实施法规以防护公众、施药者(applicator)和操作者以及环境免受有害熏蒸剂排放，例如限制其一般用途、提高呼吸防护要求和禁止无防水布的熏蒸剂施加。

8、另外的新标签要求包括强制使用利用熏蒸膜以使熏蒸剂排放最小化以及在熏蒸剂施加用地周围建立限制进入缓冲区以保护操作者和旁观者。

9、土壤熏蒸是昂贵的实践，但与可替代的物理非熏蒸剂土壤除害方法例如蒸汽灭菌、日晒和厌氧土壤除害相比，更快，更高效，且更有效。

10、us 8,372,418教导了优选用于农业的尤其作为覆盖膜、熏蒸膜、繁殖膜的具有杀生物剂功能的聚合物复合材料及其生产方法，所述聚合物复合材料包括基本上由聚合物组成的膜；和包含至少一种杀生物剂活性成分的至少一个涂层，其中所述杀生物剂活性成分包含可以通过扩散和/或渗透从所述聚合物复合材料排放的有机杀生物剂。

11、us 8,372,417教导了特别用于熏蒸法的具有杀生物剂和阻挡功能的聚合物复合材料，其包含至少一种基础聚合物化合物和至少一个阻挡功能层(以保留熏蒸剂)，其中阻挡功能层包含至少一种可交联且在交联之后能够吸水并形成凝胶的粘结剂。

12、此外，us 8,372,417教导了包含至少一个涂层的覆盖膜、熏蒸膜或繁殖膜，其中并入选自以下中的有机杀生物剂：杀有害生物剂、除草剂、杀昆虫剂、杀藻剂、杀真菌剂、杀软体动物剂、杀螨剂、杀鼠剂、杀菌剂、抗生素、抗菌药、抗病毒剂、抗真菌剂、防腐剂、抗原生动物剂、抗寄生虫剂、防腐剂和灭菌剂。

13、us 8,383,549教导了通过将聚合物复合材料施加至土壤、杂草或其组合来保护作物免受杂草侵扰并降低作物保护中的熏蒸剂剂量的方法，其中所述聚合物复合材料包含涂覆有以下的基础聚合物化合物：包含聚丙烯酸酯的第一阻挡层；包含明胶和除草剂氯吡嘧磺隆(halosulfuron-methyl)杀生物剂的第二层；以及包含明胶和甲醛硬化剂的第三保护层。对于本领域技术人员明显的是，在不另外使用熏蒸剂以实现有效土壤除害的情况下，除草剂以每公顷20克至500克的浓度的释放将不适用于减少土传有害生物和病害，例如有害昆虫或线虫，以及植物病原真菌。

14、然而，这些现有技术参考文献均未表明或指出含杀有害生物剂的土壤除害材料的方向或者教导朝向以下的技术方向：如何使排放到土壤的有机杀生物剂中的一者或组合的量增加超过20克/公顷至500克/公顷的浓度，以及如何从用于有效土壤除害的杀有害生物剂、除草剂、杀昆虫剂、杀藻剂、杀真菌剂、杀软体动物剂、杀螨剂、杀鼠剂、杀菌剂、抗生素、抗菌药、抗病毒剂、抗真菌剂、防腐剂、抗原生动物剂、抗寄生虫剂、防腐剂和灭菌剂的组中选择合适的杀生物剂，而是通过教导以下偏离并指向远离本发明的技术方向：特别有用的复合材料涉及其中涂覆材料优选为超吸收剂，更优选为聚丙烯酸酯、明胶并且与硬化剂(优选甲醛)交联的基础聚合物以提供使有机杀生物剂通过扩散和/或渗透有效排放至目标有害生物或杂草所需的流动性，并且涂层限制熏蒸化学物质并因此减少有效处理所需的量。

15、鉴于化学熏蒸的危险、局限性和法规以及当前非熏蒸剂方法的经济劣势，需要在不使用熏蒸剂的情况下像熏蒸剂一样促进可盈利且可持续的水果和蔬菜生产的土壤除害。

技术实现思路

1、根据多个方面，本技术涉及像土壤熏蒸剂一样有效土壤除害的替代材料和方法，但与土壤熏蒸剂相比，具有显著降低的杀有害生物剂施用量以及健康和环境风险，以及更少的施加步骤，因此材料和人工成本更低。

2、在阅读以下具体实施方案的描述之后，本公开内容的其他方面和特征对于本领域普通技术人员将变得明显。

技术特征：

1.一种含杀有害生物剂的土壤除害材料，包含：

2.根据权利要求1所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料，其中所述至少两种非挥发性杀有害生物剂以提供约1000克/公顷至约5000克杀有害生物剂/公顷土壤的浓度的量释放。

3.根据权利要求1所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料，其中所述至少两种非挥发性杀有害生物剂以提供约1500克/公顷至约5000克杀有害生物剂/公顷土壤的浓度的量释放。

4.根据权利要求1所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料，其中所述聚合物复合材料包含不可生物降解的聚乙烯或可生物降解的聚酯中的一者或更多者。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料，其中所述聚乙烯为线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯或高密度聚乙烯。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料，其中所述聚乙烯为低密度聚乙烯、低密度聚乙烯或高密度聚乙烯的混合物。

7.根据权利要求4所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料，其中所述可生物降解的聚酯为聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯。

8.根据权利要求4所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料，其中所述可生物降解的聚酯为聚乳酸聚琥珀酸丁二醇酯。

9.根据权利要求4所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料，其中所述可生物降解的聚酯为聚琥珀酸丁二醇酯。

10.根据权利要求4所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料，其中所述可生物降解的聚酯包含聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯与聚乳酸或聚琥珀酸丁二醇酯的混合物。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料，其中所述聚合物复合材料还包含uv稳定剂、uv吸收剂和ir吸收剂中的一者或更多者。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料，其中所述聚合物复合材料为金属化的。

13.根据权利要求12所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料，所述聚合物复合材料为用铝层金属化的。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料，包括涂覆材料的至少一个层。

15.根据权利要求14所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料，其中所述涂覆材料的至少一个层为下面的杀有害生物剂储存涂层。

16.根据权利要求15所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料，其中下面的所述杀有害生物剂储存涂层包含所述至少两种非挥发性杀有害生物剂。

17.根据权利要求1至13中任一项所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料，包括涂覆材料的至少两个层。

18.根据权利要求16所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料，其中第一涂层为杀有害生物剂储存涂层，以及第二层为保护涂层。

19.根据权利要求1至13中任一项所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料，包括涂覆材料的三个层。

20.根据权利要求19所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料，其中第一涂层为杀有害生物剂储存涂层，第二层为保护涂层，以及第三层为水均衡涂层。

21.根据权利要求1至20中任一项所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料，其中所述涂覆材料包含明胶。

22.根据权利要求1至20中任一项所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料，其中所述涂覆材料除明胶之外还包含水溶性聚合物粘结剂。

23.根据权利要求22所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料，其中所述水溶性聚合物粘结剂为己二酸聚丙烯酸酯。

24.根据权利要求22或23所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料，其中所述涂覆材料包含每重量约85％至约100％的明胶和每重量约0％至约15％的水溶性聚合物粘结剂。

25.根据权利要求1至24中任一项所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料，其中所述涂覆材料不包含超吸收性聚合物。

26.根据权利要求1至25中任一项所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料，其中所述涂覆材料硬化剂。

27.根据权利要求1至26中任一项所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料，其中所述涂覆材料为未交联的。

28.根据权利要求1至27中任一项所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料，其中所述至少两种非挥发性杀有害生物剂选自除草剂、杀真菌剂、杀昆虫剂和杀线虫剂。

29.根据权利要求1至27中任一项所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料，其中所述至少两种非挥发性杀有害生物剂由除草剂、杀真菌剂和杀昆虫剂组成。

30.根据权利要求1至27中任一项所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料，其中所述至少两种非挥发性杀有害生物剂由除草剂、杀真菌剂和杀线虫剂组成。

31.根据权利要求28所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料，其中所述除草剂选自乙酰乳酸合成酶(als)抑制剂、原卟啉原氧化酶(ppo)抑制剂、长链脂肪酸抑制剂和脂肪酶合成抑制剂中的一者或更多者。

32.根据权利要求28所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料，其中所述杀真菌剂选自核酸合成抑制剂、信号转导抑制剂、呼吸抑制剂以及细胞骨架和马达蛋白质抑制剂中的一者或更多者。

33.根据权利要求28所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料，其中所述杀昆虫剂为乙酰胆碱酯酶(acne)抑制剂。

34.根据权利要求1至33中任一项所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料，其中所述聚合物复合材料的厚度在约10μm至约250μm、或约10μm至约150μm、或约20μm至约120μm、或约20μm至约50μm的范围内。

35.根据权利要求1至33中任一项所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料，其中所述聚合物复合材料的厚度在约0.075μm至约150μm或约150μm至约500μm的范围内。

36.根据权利要求1至35中任一项所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料，其中所述涂覆材料的厚度小于约12.5μm、或小于约6μm、或小于约3.0μm、或小于约1.5μm、或小于约0.75μm。

37.根据权利要求1至36中任一项所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料，其中所述聚合物复合材料为膜。

38.根据权利要求1至37中任一项所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料，其中所述聚合物复合材料的至少一部分为未涂覆的。

39.根据权利要求1所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料，其中所述聚合物复合材料涂覆有：

40.根据权利要求39所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料，其中所述第二涂层还包含所述至少两种杀有害生物剂。

41.根据权利要求39或40所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料，其中所述至少两种非挥发性杀有害生物剂选自除草剂、杀真菌剂、杀昆虫剂和杀线虫剂。

42.一种在种植之前通过将根据权利要求1至41中任一项所限定的含杀有害生物剂的土壤除害材料施加至土壤从而减少杂草、土传病害和线虫有害生物的数量的方法。

43.一种用于实现土壤除害的方法，所述方法包括：用塑料覆盖层设备将根据权利要求1至41中任一项所述的含杀有害生物剂的土壤除害机械地施加至所述土壤。

44.根据任一权利要求1至41所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料作为用于农作物移植和生长的塑料覆盖膜的用途。

45.根据权利要求44所述的用途，其中所述含杀有害生物剂的土壤除害材料在通过所述含杀有害生物剂的土壤除害材料实现土壤除害之后被利用。

46.根据权利要求1至41中任一项所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料，其中在从所述含杀有害生物剂的土壤除害材料中释放所述至少两种非挥发性杀有害生物剂之后，所述聚合物复合材料基本上适用于生物降解、回收和/或堆肥。

47.根据权利要求46所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料，其中所述含杀有害生物剂的土壤除害材料包含至少作为除草剂的氯吡嘧磺隆和作为杀真菌剂和杀线虫剂的氟吡菌酰胺。

48.根据权利要求47所述的含杀有害生物剂的土壤除害材料，其中所述氯吡嘧磺隆和所述氟吡菌酰胺以提供至少500克/公顷的浓度的组合量释放。

技术总结
本技术一般地涉及含杀有害生物剂的土壤除害材料，其包含：聚合物复合材料；涂覆所述聚合物复合材料的至少一部分的涂覆材料；和非挥发性杀有害生物剂。所述非挥发性杀有害生物剂以提供约500克/公顷至约5000克杀有害生物剂/公顷土壤的浓度的量释放。

技术研发人员：拉尔夫·杜雅尔丁
受保护的技术使用者：伊玛弗莱克斯股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13