用于在开花植物上分布的花粉组合物和方法
【专利说明】
[0001] 本申请要求于2012年11月28日提交的美国临时申请号61/730,639和于2013 年9月27日提交的美国临时申请号61/883,969的权益，出于所有目的这些申请的每者的 内容通过引用以其全部内容特此结合。
技术领域
[0002] 本申请涉及使花粉组合物农业分布在开花植物上以增加这些开花植物的授粉。本 发明确切地涉及增强和能够实现使花粉组合物机械分布在开花植物上以降低与标准递送 方式相关联的风险的新型能生育花粉组合物、机械化分布系统和方法。
【背景技术】
[0003] 蜜蜂对三分之一的所有食用的食物进行授粉（1)。然而，蜜蜂正处于危机之中。 它们正因蜂群衰竭失调症（CCD)而以创记录的速率相继死去（2)。已经对为什么每个冬天 全国都有30%的蜜蜂相继死去的这个问题投入数百万美金的研宄。在最近的官方报道中， USDA没有发现该问题的清楚原因，虽然他们列出了可能促成该问题的若干因素（3)。这些 相继死去也是非常突然的。有一天养蜂人会检查他们的蜂房并且发现他们的蜜蜂是健康 的，而下周他们发现所有的蜜蜂死亡。
[0004] 这个问题可以对全国食物供应具有破坏性影响。过去七年里蜜蜂相继死去的平均 速率是大约29% (4)。这比认为是可承受损失百分比远高10%-15% (5)。蜜蜂数量不足 将导致由于不能进行充分授粉而引起的作物损失。大多数作物是仅部分地依赖于蜜蜂，并 且蜂群减少对于该作物而言将不是灾害性的但将引起产率减少。然而，一些作物如巴旦杏 是完全依靠蜜蜂授粉的。实际上，全国有60%的蜜蜂被卡车载运到加利福利亚中部用于两 周的短授粉周期（6)。这意味着如果没有足够的蜜蜂，巴旦杏树将不能被授粉并且巴旦杏产 量将下降。由于CCD的突发性质，一些养蜂人发现他们的蜜蜂死亡而他们将不能够在授粉 季节之前的短时间内履行他们的蜜蜂合约。这增加了巴旦杏农的恐惧和风险。很明显，这 是可以影响全国食物供应的大问题。然而，该问题不止存在于美国。整个世界正与CCD作 斗争。因此，全世界依赖于昆虫授粉的作物正处于危险中（7)。
[0005] 当农业方法继续变得更紧密集中时该问题加重。这种情况的一个实例是在加利福 利亚高密度生产巴旦杏。超过90%的所有美国巴旦杏产量来自加利福利亚的三个县。当是 时候对这些作物进行授粉时，美国所有蜜蜂中的60%被引进到该国家的一个小地区中。一 个地区中的所有这些蜜蜂会引起涉及蜂群衰竭失调症的问题。当在短时间内一个蜂群失去 超过30%的蜂蜜时发生这种综合征。这可以起因于许多来源，包括疾病和寄生虫的转移或 仅仅由缺乏丰富觅食材料引起的饥饿。农民每英亩巴旦杏引进两个或更多个蜂房以确保在 短受精季节里完成授粉。巴旦杏是一种开花非常早的作物并且这些巴旦杏覆盖几乎单一培 养的广大地区，所以在这个时间过程中几乎不存在其他饲料供这些蜜蜂喂食并且会引起蜜 蜂的不健康状况和死亡。对于这些巴旦杏种植者而言存在其他重大风险。这些风险包括气 候和跨越该国家的蜜蜂运输，该蜜蜂运输涉及许多物流风险。蜂房疾病可以意味着即使这 些蜜蜂被运输并且气候配合，这些蜜蜂仍可能不能够充分地移动花粉。
[0006] CXD的另一个经济影响是对于许多作物如巴旦杏租用蜂房的成本迅速增加。在刚 刚过去的五年里，蜂房租金从一英亩$100涨到一英亩$350的现价（8)。这个问题因以下事 实而加剧：由于巴旦杏需求增加，巴旦杏英亩数不断增加因而引起对不断增加的蜜蜂有限 供应的需求更多。
[0007] 蜜蜂具有除了蜂群衰竭失调症以外的另外的风险。即使这些蜜蜂在适当时间是在 农场里，也存在关键时期过程中这些蜜蜂将不能对这些作物进行授粉的风险。一些作物仅 具有两天的窗口期（window)来对这些作物进行授粉。如果在该时间过程中由于如疾病或 气候条件较差的因素这些蜜蜂没有对该作物进行授粉，产率受到严重影响（9)。在丰年里， 这些蜜蜂可以仅对高达10%的花进行授粉。恶劣气候使这个数值显著降低。种植者拼命地 寻找降低这些授粉风险的方法。
[0008] 该蜜蜂授粉问题影响着极大的市场。在美国，2012年蜜蜂授粉的作物具有$150亿 价值（10)。蜜蜂授粉的作物的全球价值是$2170亿。巴旦杏、苹果、樱桃、李、梨、蓝莓、鳄 梨、甜瓜、黄瓜、猕猴桃以及杏是使用蜜蜂作为一种授粉方法的几种作物（11)。该巴旦杏作 物是最受目前蜜蜂危机影响的。该巴旦杏市场由在加利福利亚种植约810, 000英亩巴旦杏 的约6, 500位农民构成（12)。该巴旦杏产业还正经历强劲增长，其中需求以每年7. 3%增 长（13)。2009年，该巴旦杏收获的价值是$22亿（14)。2012年，该巴旦杏产业的价值达到 $41亿（15)。结果英亩数从2005年的590, 000英亩增加到2012年的810, 000英亩（16)。
[0009] 2011年/2012年出口了 71%的种植于加利福利亚的这些巴旦杏（17)。35%的那 些出口物去往西欧、38%去往亚洲并且17%去往中东（18)。中国是位列美国之后的最大目 的地，接着是西班牙、印度和德国（19)。在美国，巴旦杏是最有价值的特产作物出口物，并且 在加利福利亚是最有价值的农业出口物。加利福利亚种植世界上80%的巴旦杏。
[0010] 需要依靠蜜蜂而对巴旦杏和其他作物进行授粉的替代和更可靠的方式。还希望找 到替换或补充蜜蜂授粉的方法以为在过去仅依赖于昆虫授粉的这些农民降低风险并增加 利润。
【发明内容】
[0011] 本发明涉及在一种开花植物上分配（disburse)能生育的花粉的改进型花粉组合 物和方法。这些改进型花粉组合物通过机械方式例如静电施加来增强花粉生育力持续时间 和/或花粉分配。这些能生育花粉组合物优选包括多个能生育的花粉粒和选自下组的至 少两种水可混溶载体的组合，该组由以下各项组成：丙二醇、甘油、乙二醇、1，3-丁二醇和 1，4-丁二醇以及乙酸乙酯。在一个替代配制品中，这些能生育花粉组合物包括能生育的花 粉粒和按重量计以至少20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%或98%的该花 粉组合物的量存在的至少一种水可混溶载体，其中该至少一种水可混溶载体选自下组，该 组由以下各项组成：丙二醇、甘油、乙二醇、1，3- 丁二醇和1，4- 丁二醇以及乙酸乙酯，例如 包含至少丙二醇的一种能生育的组合物。
[0012] 在某些方面中，该组合物包含多个能生育的花粉粒；和选自下组的至少两种水可 混溶载体的组合，该组由以下各项组成：丙二醇、甘油、乙二醇、1，3- 丁二醇、1，4- 丁二醇以 及乙酸乙酯；或按重量计以至少40%的该花粉组合物的量存在的至少一种水可混溶载体， 其中该至少一种水可混溶载体是选自下组，该组由以下各项组成：丙二醇、甘油、乙二醇、 1，3- 丁二醇、1，4- 丁二醇以及乙酸乙酯。在其他方面中，该组合物包含多个能生育的花粉 粒；和选自下组的至少一种水可混溶载体，该组由以下各项组成：丙二醇和乙二醇。
[0013] 该至少两种水可混溶载体或该至少一种水可混溶载体可以是以下各项中的任何 一种：丙二醇和甘油；甘油和乙二醇；丙二醇和乙二醇；乙酸乙酯和甘油；乙酸乙酯和丙二 醇；以及乙酸乙酯和乙二醇。
[0014] 该组合物可以进一步包含糖类、钾、钙、硼以及硝酸根离子以促进花粉管生长。在 某些实施例中，该组合物进一步包含蜂引诱剂。在其他实施例中，该组合物进一步包含抗氧 化剂和/或防腐剂。
[0015] 本发明还涉及花粉分布系统。在某些实施例中，该花粉分布系统包括：至少一个第 一罐，该第一罐含有一种能生育花粉组合物；与该第一罐流体联通的一个第二罐，该第二罐 含有一种水溶液；一个混合阀或一个混合罐，该混合阀或该混合罐用于使来自该第一罐的 该能生育花粉组合物与来自该第二罐的该水溶液相混合。该花粉分布系统典型地进一步包 括与所述混合阀或混合罐流体联通的一个喷雾喷嘴；和任选地，连接到所述喷雾喷嘴上的 一个雾化气体源。
[0016] 本发明进一步涉及使能生育的花粉分配在一种开花植物上的方法，该开花植物例 如巴旦杏；樱桃；梨；苹果；开心果；李；桃；杏；鳄梨；蓝莓；瓜；黄瓜；棉；咖啡豆；芦笋；洋 葱；花椰菜；苜蓿；大豆；芹菜；橘；柠檬；草莓；榲梓；黑莓；番茄以及树莓。使能生育的花 粉分配在一种开花植物上的一种示例性方法包括以下步骤：将一种水溶液添加至在此描述 的该能生育花粉组合物以产生一个喷雾体积；并且将该喷雾体积的至少一部分喷雾在一种 开花植物上，因而使该能生育的花粉分配在该开花植物上以对该开花植物进行授粉。有利 地，在某些实施例中，可以使用一个静电喷雾器对该能生育花粉组合物进行分配。可以在喷 雾于该开花植物上之前使用一个混合阀或混合罐以按重量计至少50 %、75 %、85 %、95 %或 97%的量将该水溶液添加至该能生育花粉组合物。
[0017] 在某些实施例中，在用该能生育花粉组合物对该开花植物进行喷雾的5秒、10秒、 5分钟、15分钟、30分钟、45分钟或1小时内将该水溶液添加至该能生育花粉组合物。
[0018] 本发明还涉及一种分配能生育的花粉的方法，该方法包括以下步骤：将如在此所 描述的一种能生育花粉组合物添加至适合用于连接到一个分配装置上的一个花粉储存容 器，该能生育花粉组合物包含多个能生育的花粉粒和选自下组的至少两种水可混溶载体， 该组由以下各项组成：丙二醇、甘油、乙二醇、1，3_ 丁二醇和1，4-丁二醇以及乙酸乙酯；或 按重量计以至少20%、30%、40%、50%或60%的该能生育花粉组合物的量存在的至少一 种水可混溶载体，其中该至少一种水可混溶载体选自下组，该组由以下各项组成：丙二醇、 甘油、乙二醇、1，3- 丁二醇和1，4- 丁二醇以及乙酸乙酯以产生一种能生育花粉组合物；并 且使用该分配装置从该花粉储存容器中将该能生育花粉组合物的至少一部分推送到一种 开花植物上以对该开花植物进行授粉。
[0019] 本发明可以用来对任何开花植物进行授粉，包括但不限于菊类植物、蔷薇类植物、 真双子叶植物以及来自蔷薇科的植物。
【附图说明】
[0020] 图1描绘了用于提供花粉分布的一个系统，该系统具有含有一种花粉悬浮液的一 个第一罐（1)、含有一种水溶液的一个第二罐（2)以及连接这两个罐的一个混合阀（3)或混 合罐（未示出）。一个喷雾喷嘴（5)是与该混合阀（3)流体联通的。还示出了一个雾化气 体源（4)和离开喷雾喷嘴（5)的喷雾（6)。
[0021] 图2描绘了在离开该喷雾喷嘴之后的一个液滴（7)内部的一种花粉粒（8)。该液 滴可以由于在该喷雾喷嘴上产生的电离或诱导而带静电荷。
[0022] 图3描绘了加利福利亚马德罗（Madera)附近的36英亩巴旦杏树试验区，其中用 每英亩10克花粉或每英亩40克花粉对树进行处理并且测量所得到的巴旦杏产率并与未处 理的对照进行比较。
[0023] 图4描绘了在加