專利名稱：農藥投放體系的制作方法
發明的領域本發明是關于殺蟲劑投放體系和經改進的通過改善對目標生物體的投放而強化農藥活性的方法。
發明的背景有害生物，從有害微生物到有害昆蟲，破壞非同尋常的量的農作物。因此經改進的保護植物不受有害生物危害的方法受到歡迎，因為這將增加食物生產量的數量和穩定性。但是，農藥的施用可能是困難的，并且使用后的維持是昂貴的。以被稱為粉劑的干燥農藥的形式使用毒劑是不受歡迎的，因為這帶來了具有潛在危險的化學物質的不加控制的漂流。以液體如農藥噴霧劑的形式使用毒劑比粉劑的使用帶來的漂流較少。盡管如此，不論配方和使用方法如何，毒劑的功效主要依賴于其對目標生物體的投放。
典型地，農藥噴霧劑在植物表面上留下殘留物。這些殘留物代表了與昆蟲和其他有害生物體相接觸的低效方式。低效的農藥投放導致農藥的劑量不到致死劑量。即使有了足夠的噴霧或投放，僅由水載體投放的常規農藥噴霧劑的殘留物也經常不能對昆蟲提供適當的(例如致命的)劑量。植物表面上的農藥殘留物的功效的發揮需要殘留物保持在表面上足夠長時間從而接觸有害生物。例如葉和皮的表面、土壤和木質可能不受歡迎地吸收農藥殘留物并從而降低其有效性。換而言之，當農藥被用于吸著性表面時，由于其與有害生物的接觸被抑制而使其有效性受到了損失。
此外，農藥的使用可以帶來光合所用的降低。一般而言，農藥噴霧劑引起短期或長期的CO2(在光合作用中需要)吸收速度下降和葉片衰老化的加強，因此，盡管植物的存活率可能隨著農藥的使用而上升，蒸騰作用的下降和光合作用的下降則不受歡迎地發生了。從蒸騰作用的減少一般引起光合作用的減少來看，植物的光合作用和蒸騰作用肯定是相互聯系的。
在例如樹上生長的果實的多年生種植業中，第二年的花芽在本生長期內果實發育時就發端了。在實踐中，植物在第二年可能產生也可能不產生花芽?；ㄑ可L的多種生物化學信號中的一種是光合作用的速度和花芽發育所需的由光合作用產生的碳水化合物的可獲得性。
碳水化合物的可獲得性受植物光合作用能力的限制，而碳水化合物的資源被互相競爭的木質組織、葉片組織、發育中的花芽和發育中的果實的碳水化合物的需求所分割。如果在花芽發端時的階段光合作用受到限制，花芽的發端將被減少，下一季節所產生的花就將減少?；〝档臏p少導致了果實數的減少。第二年，樹木結出的果實數將減少，并因為在花芽發端時沒有果實發育的競爭而產生出過多的花芽。大量和少量果實的交替生產(被稱為“大年/小年”(alternating bearing))是不受歡迎的。
一個與交替結果有關的問題被稱作“過多落果”。正常的落果在果實發育、樹生長和花芽發端同時發生時出現。在生長期中的這個時侯，光合作用所產生的碳水化合物成為所有組織生長的限制性因素，植物放棄發育中的果實并限制花芽的發端。當農藥的使用有害地影響或減少光合作用時，落果將過多地發生。
農藥的顆粒載體一般適用于控制土壤中生長的有害生物。它們并不經常用于植物上的昆蟲的葉片控制，其原因與其難以粘在樹葉上、妨礙光合作用和/或由此帶來的易被風、雨或其他干擾因素除去有關。從這些困難看，用于植物保護的顆粒載體不一定是有效的或經濟的。
發明的概述本發明提供了一種農藥投放體系和經改進的向目標生物體投放農藥的方法。本發明提供了與常規方法相比提高了農藥或其他有害生物控制劑向目標生物體投放的量和/或效力的方法。本發明還提供了在加強光合作用(或至少不減弱植物的光合作用)的同時向植物投放有害生物控制劑的方法。
在一個實現方案中，本發明涉及包含連續的具有由約1μm至約1000μm的厚度的膜和尺寸小于約100μm的非連續區域的農藥投放體系，其中連續的膜含有其中至少90重量％的顆粒材料的顆粒度小于約10微米或更小尺寸的顆粒材料，且有害生物控制劑至少部分包覆該顆粒材料。
在另一個實現方案中，本發明涉及向目標生物體投放有害生物控制劑的方法，該方法包括以下步驟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劑包覆的精細分割顆粒材料，該精細分割顆粒材料含有約25重量％至約100重量％經熱處理的顆粒材料，如此使用的該精細分割顆粒材料使植物表面能夠進行氣體交換，且部分包覆精細分割顆粒材料在所施用的植物的表面上形成連續的膜，該連續膜上的最大平均孔隙尺寸為約100μm。
在再另一個實現方案中，本發明涉及制造有害生物控制膜的方法，該方法包括以下步驟將揮發性液體、有害生物控制劑和一種顆粒材料(其中至少90重量％的顆粒材料具有約5微米或更小尺寸)混合并制成料漿，將該料漿用于一種基底上，并允許料漿的至少一部分揮發性液體蒸發從而在基底上形成包含被有害生物控制劑包覆的顆粒材料的有害生物控制膜，該有害生物控制膜含有由約0.01重量％至約10重量％的生物控制劑和由約90重量％至約99.99重量％的顆粒材料，其中有害生物控制膜允許園藝基底和環境間的氣體交換。
發明的詳述本發明涉及農藥投放體系和向目標生物體投放有害生物控制劑的方法。該方法可以包括在植物上使用可以形成膜的、含有至少一種有害生物控制劑的顆粒材料，從而增加有害生物控制劑的效果。在光合作用不被減少的同時，有害生物對植物的有害作用得可以減輕或消滅。
光合作用是光合植物利用太陽能由二氧化碳和水建造碳水化合物和其他有機分子的過程。二氧化碳向此類有機分子的轉化一般被稱為碳固定化或光合作用。典型地，光合作用加強的效果可以通過產量/生產率的增加而觀察到，例如果實大小或產量(經常用重量/英畝衡量)的加大、顏色的改善、可溶性固體例如糖、酸性等的增加和植物溫度的下降。典型地，光合作用未減弱的效果可以通過產量/生產率的少許變化或不變而觀察到。
本發明所涉及的基底包括培育出來的作物(例如正在生長的農作物、正在結果的農作物、正在生長的觀賞性植物、正在結果的觀賞性植物及其制品)以及其他滋生了有害生物的表面(例如人造結構和儲存的谷物/果實/堅果/種子)。具體的例子包括果實、蔬菜、樹木、花卉、草、景觀植物和觀賞植物。特別優選的植物包括蘋果樹、梨樹、桃樹、李子樹、檸檬樹、柚子樹、鱷梨樹、桔樹、杏樹、胡桃樹、覆盆子植株、草莓植株、藍莓植株、黑莓植株、bosenberry植株、玉米、包括大豆的豆類、西葫蘆、煙草、玫瑰、紫羅蘭、郁金香、番茄植株、葡萄藤、胡椒植株、小麥、大麥、燕麥、裸麥、黑小麥和啤酒花。人造結構包括多種材料如塑料、木材、石頭、水泥和金屬等制成的建筑物、貯藏容器、房屋。
本發明的農藥投放體系包含至少一種顆粒材料和至少一種有害生物控制劑。有害生物控制劑至少部分包覆在顆粒材料的外表面。在另一個實現方案中，有害生物控制劑基本包覆顆粒材料外表面。在再另一個方案中，有害生物控制劑完全包覆顆粒材料外表面。
盡管不希望被任何理論所限制，我們相信由于顆粒材料容易粘附在目標生物體上，并且由于有害生物控制劑至少部分包覆顆粒材料而形成連續的基體，相對大量的有害生物控制劑將被投放到目標生物體上。
就本發明而言，有害生物控制劑是影響目標生命體的行為或死亡率的化合物，例如殺蟲劑。有害生物控制劑包括殺蟲劑、殺昆蟲劑、殺螨劑、殺真菌劑、殺菌劑、除草劑、抗生素、抗微生物劑、殺線蟲劑、滅鼠劑、昆蟲病原微生物、信息素、引誘劑、植物生長調節劑、昆蟲生長調節劑、化學不育劑、微生物有害生物控制劑、驅蟲劑、病毒、誘食劑和植物營養素。植物營養素包括氮、鎂、鈣、硼、鉀、銅、鐵、磷、錳和鋅。這些農藥的具體例子是為熟悉該領域的人員所熟知的，很多是商業上可以得到的。
目標生物體由于暴露在農藥或有害生物控制劑中而容易產生行為變化和身體衰弱。目標生物體的范圍從細菌到節肢動物到微生物到植物。例如，目標生物體包括細菌、真菌、包括線蟲的蠕蟲、昆蟲、例如蜘蛛、螨的蛛形綱節肢動物、鳥、嚙齒動物、鹿、兔和不受歡迎的植物(草)。
在某些實現方案中，將兩種或更多種有害生物控制劑使用在本發明的農藥投放體系中。例如，農藥投放體系可以含有殺蟲劑和信息素或其他引誘劑。在這個例子中，使用了吸引和殺死的機理。有害生物控制劑部分、基本或完全包覆顆粒材料的外表面。換而言之，有害生物控制劑不必完全包覆顆粒材料的外表面。在有些例子中，有害生物控制劑以部分包覆顆粒材料外表面為宜，其原因在于顆粒材料暴露的部分可以加強對目標生物體的可靠附著。在其他例子中，有害生物控制劑以基本或完全包覆顆粒材料外表面為宜，其原因在于有害生物控制劑(特別是油基農藥)對目標生物體的附著是可靠的。
在一個實現方案中，適合用于本發明中的顆粒材料是高反射的。在此，“高反射”指材料所具有的“塊亮度(block brightness)”至少為約80，優選約90，更優選至少約95，上述數據由TAPPI標準T 452測量。測量可以用Technidyne公司制造的Technidyne S-4亮度測試儀的反射率計測量。該儀器以不多于60日的間隔時間使用紙科學和技術研究所或Technidyne公司提供的亮度標準(紙標簽和乳色玻璃標準)校準。典型的顆粒的塊或片由12克干燥(＜1％自由水份)的粉末制得。將該樣品松散地放進圓筒支架，緩慢將活塞在樣品上壓下至壓強為29.5-30.5psi并保持5秒。釋放壓力并檢查片上是否有缺陷。共制備3片，并通過每次讀數間旋轉片120度而對每片測定3次亮度值。取九個數值的平均值并報告。
在一個實現方案中，適合用于本發明中的顆粒材料是經熱處理的顆粒材料。對于本發明，熱處理顆粒材料是經加熱至高溫的顆粒材料，并包括烘焙顆粒材料、脫水顆粒材料、煅燒顆粒材料和燒制顆粒材料。熱處理顆粒材料可以是憎水的。具體的例子包括煅燒碳酸鈣、煅燒滑石、煅燒高嶺土、烘焙高嶺土、燒制高嶺土、變高嶺土、煅燒膨潤土、煅燒粘土、煅燒葉蠟石、煅燒硅石、煅燒長石、煅燒沙子、煅燒石英、煅燒白堊、煅燒石灰石、煅燒沉淀碳酸鈣、烘焙碳酸鈣、煅燒硅藻土、煅燒重晶石、煅燒三水合氧化鋁、煅燒火成硅石、煅燒二氧化鈦、脫水高嶺土、脫水碳酸鈣、脫水膨潤土和脫水石灰石。
按照本發明的熱處理包括在約300℃至約1200℃加熱顆粒材料約10秒至約24小時。在優選的實現方案中，熱處理包括在約400℃至約1100℃加熱顆粒材料約1分鐘至約15小時。在更優選的實現方案中，熱處理包括在約500℃至約1000℃加熱顆粒材料約10分鐘至約10小時。熱處理可以在空氣、惰性氣氛或真空中進行。
在多數實現方案中，顆粒材料含有至少約25重量％，特別是約25重量％至約100重量％的熱處理顆粒材料。在另一個實現方案中，顆粒材料含有至少約40重量％，特別是約40重量％至約99重量％的熱處理顆粒材料。在再另一個實現方案中，顆粒材料含有至少約60重量％，特別是約60重量％至約95重量％的熱處理顆粒材料。在又再另一個實現方案中，顆粒材料含有至少約70重量％，特別是約70重量％至約90重量％的熱處理顆粒材料。
在一個實現方案中，熱處理顆粒材料包含熱處理高嶺土，例如變高嶺土和/或煅燒高嶺土。在另一個實現方案中，熱處理顆粒材料包含經憎水處理的熱處理高嶺土。優選的熱處理顆粒材料的例子是商業上可以從美國新澤西州伊澤林(Iselin)市的Engelhard公司得到的以MetaMax為商品名銷售的變高嶺土、在Satintone商標下銷售的煅燒高嶺土和在SurrounTM和Translink為商品名銷售的經硅氧烷處理的煅燒高嶺土。
在一個實現方案中，顆粒材料是憎水的。在另一個實現方案中，顆粒材料是親水的。在再另一個實現方案中，顆粒材料包含憎水材料和親水材料。
除了熱處理顆粒材料，顆粒材料還可以任選地包括例如親水或憎水材料的補充顆粒材料，而憎水材料可以是其內部為憎水的或其本身即為憎水的(例如礦物滑石粉)，也可以是通過使用適宜的憎水性濕潤劑外涂層而表現為憎水的親水材料(例如具有親水性內核和憎水性外表面的顆粒材料)。
在一個實現方案中，顆粒材料包含約1重量％至約75重量％的補充顆粒材料。在另一個實現方案中，顆粒材料包含約5重量％至約60重量％的補充顆粒材料。在再另一個實現方案中，顆粒材料包含約10重量％至約30重量％的補充顆粒材料。
適合用于本發明的典型的補充顆粒親水材料包括例如碳酸鈣、滑石、水合高嶺土、膨潤土、葉蠟石、硅石、長石、沙子、石英、白堊、石灰石、沉淀碳酸鈣、硅藻土、重晶石的礦物和例如三水合氧化鋁、火成硅石、硫和二氧化鈦的官能填充劑。
憎水性補充或熱處理材料的表面可以是通過與憎水性濕潤劑接觸而被制成憎水性的。許多工業礦物應用，特別是在有機體系(例如在塑料復合物、膜、有機涂層或橡膠)中，正是依賴于此類表面處理以使礦物表面呈憎水性的；參看例如紐約的Van Nostrand Reinhold 1992年出版的JesseEdenbaum所著的《塑料添加劑和改性劑手冊》第497-500頁，該文有關此類表面處理材料和它們的應用的內容通過引用結合于此。所謂偶聯劑(例如脂肪酸和硅烷)一般用來對這類工業中所用的填充劑或添加劑的固體顆粒進行表面處理。此類憎水性試劑在該領域中是眾所周知的，其常見的例子包括例如Tioxide化學品公司出品的Tilcom的有機鈦酸鹽、例如Kenrich石化公司出品的有機鋯酸鹽或鋁酸鹽偶聯劑、例如Witco出品的Silquest產品或PCR出品的Prosil產品的有機官能硅烷、例如Shin Etsu出品的DM-Fluids的改性硅油液體和例如Witco出品的Hystrene或Industrene產品或漢高公司出品的Emersol產品的脂肪酸(硬脂酸和硬脂酸鹽是特別有效的產生顆粒表面憎水性的脂肪酸和鹽)。
商業上可以得到的優選的補充顆粒材料的例子包括商業上可以從英格蘭陶土(English China Clay)公司得到的以Atomite和Supermite為商標的碳酸鈣和商業上可以從英格蘭陶土公司得到的以Supercoat和Kotamite為商標的經硬脂酸處理的研磨碳酸鈣。
在一個實現方案中，顆粒材料和/或本發明的農藥投放體系不包含氫氧化鈣。在另一個實現方案中，顆粒材料和/或本發明的農藥投放體系不包含淀粉。在再另一個實現方案中，顆粒材料和/或本發明的農藥投放體系不包含水合高嶺土。在又再另一個實現方案中，顆粒材料和/或本發明的農藥投放體系不包含硅石。
當術語“精細分割”與術語“顆粒材料”在此處連用時，指顆粒材料的單個顆粒尺寸中值小于約10微米，優選小于約3微米，更優選約1微米或更小，甚至更優選約0.5微米或更小。
此處使用的顆粒度和顆粒度分布由Micromeritics Sedigraph 5100顆粒度分析儀測得。對于親水顆粒，測量值在去離子水中得到。稱量4克干燥樣品至塑料燒杯中，加入分散劑并用去離子水稀釋至80ml刻度，從而制備分散液。將料漿攪拌并放入超聲波浴290秒。典型地，對于煅燒高嶺土，使用0.5％焦磷酸四鈉作為分散劑；對于煅燒碳酸鈣，則使用1.0％Calgon T。將多種粉末的典型密度編入沉降曲線，例如高嶺土為2.58g/ml。用樣品料漿充滿樣品池，記錄X-射線并按Stokes公式轉化為顆粒度分布。顆粒度中值在50％水平確定。
在一個實現方案中，顆粒材料具有的顆粒度分布使至少90重量％的顆粒具有小于約10微米的顆粒度。在另一個實現方案中，顆粒材料所具有的顆粒度分布使至少90重量％的顆粒具有小于約3微米的顆粒度。在一個優選的實現方案中，顆粒材料所具有的顆粒度分布使至少90重量％的顆粒具有約一微米或更小的顆粒度。在又再另一個優選的實現方案中，顆粒材料所具有的顆粒度分布使至少90重量％的顆粒具有小于約0.5微米的顆粒度。在此背景下，本發明的顆粒材料具有比較窄的顆粒度分布。
特別適合用于本發明的顆粒材料是惰性的和低毒性的。此處所說的“惰性”顆粒材料是指對植物無害的顆粒。顆粒材料以具有極低的毒性為宜，指在產生強化的園藝效果所需要的量下，顆粒材料不被認為是對動物、環境、施放者和最終消費者有害的。盡管如此，有害生物控制劑可以被也可以不被定性為惰性的和具有低毒性的。由此，盡管顆粒材料可以是惰性的，農藥投放體系可以被也可以不被定性為是惰性的和具有低毒性的，此處所說的“惰性”顆粒材料是指不分解有害生物控制劑的顆粒。
本發明還涉及經處理的基底，例如表面經包含一種或多種顆粒的農藥投放體系處理的園藝作物。這種處理不應顯著影響植物表面的氣體交換。典型的透過農藥投放體系處理物的氣體是通過活的植物的表皮交換出來的。典型地，這些氣體包括水蒸汽、二氧化碳、氧氣、氮氣和揮發性有機物。
將例如園藝作物的植物的表面用一定量的、含有一種或多種高反射率精細分割顆粒材料和一種或多種有害生物控制劑的、可以有效地減少或消滅目標生物體而不減少植物的光合作用的農藥投放體系進行處理。處理物覆蓋植物的程度可以由熟悉該領域的人員確定。以完全覆蓋為宜。宜可對可能與目標生物體相接觸的區域進行完全覆蓋。少于完全覆蓋是在本發明的范圍內的，并可能是有效的，例如，盡管優選完全覆蓋或基本覆蓋整個植物基底，植物的內表面(該部分不經常與某些目標生物體接觸)不需要用本發明的方法處理，而植物的上表面也不必須被完全覆蓋。特別地，由于植物的其它區域不需要此處理，以完全或基本覆蓋整個果實(或希望保護的部分)為宜。整個植物基底的完全或基本覆蓋可以帶來額外的好處，例如有效的疾病控制、更光滑的果實表面、減少表皮和果實的破裂和減少皮色變褐。本發明的方法可能導致處理物的殘留物在植物的表面上形成一層或多層含有高反射顆粒材料和農藥的農藥投放體系的膜。
適合于在本發明中使用的農藥投放體系可以以精細分割顆粒材料在一種或多種揮發性液體中的料漿的形式使用，其中揮發性液體的例子包括水、低沸點有機溶劑或低沸點有機溶劑/水混合物。在一個優選的實現方案中，有害生物控制劑至少部分溶于揮發性液體。
在本發明中有用的低沸點有機液體以可以與水混合并帶有1至約6個碳原子為宜。此處所用的術語“低沸點”應指有機液體具有一般不高于約100℃的沸點。這類液體對農藥投放體系保持在精細分割的狀態而不發生顯著聚集的能力做出貢獻。此類低沸點有機液體的例子包括例如甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、異丁醇及類似物質的醇，例如丙酮、甲乙酮及類似物質的酮，例如氧化乙烯、氧化丙烯和四氫呋喃及類似物質的環醚。也可以使用上述液體的組合。甲醇是優選的低沸點有機液體。
低沸點有機液體可以用于出于本發明的目的而針對植物基底的農藥投放體系的使用中。該液體的典型用量足以形成農藥投放體系的分散液。低沸點有機液體的典型的量最高可達分散液的約30體積％，優選約1至約20體積％，優選約3至約5體積％，最優選約3.5至約4.5體積％。優選將農藥投放體系加入低沸點有機液體而形成料漿，然后將該料漿用水稀釋而形成含水分散液。在產生的料漿中將農藥投放體系維持在精細分割的狀態中。
在一個實現方案中，料漿含有約0.5重量％至約50重量％的固體(顆粒材料)，少于約5重量％的有害生物控制劑和約70重量％至約99.5重量％的揮發性液體。在另一個實現方案中，料漿含有約1重量％至約25重量％的固體(顆粒材料)，少于約2重量％的有害生物控制劑和約75重量％至約99重量％的揮發性液體。在再另一個實現方案中，料漿含有約2重量％至約15重量％的固體(顆粒材料)，少于約1重量％的有害生物控制劑和約85重量％至約98重量％的揮發性液體。
可以將例如表面活性劑、分散劑、鋪展劑/粘著劑(膠粘劑)、潤濕劑、消泡劑和/或漂流減低劑的輔助劑在制備本發明的農藥投放體系的水基料漿時混入。在一個實現方案中，農藥投放體系的料漿實際由顆粒材料、一種或多種有害生物控制劑和水以及任選的至少以下物質中的一種構成補充顆粒材料、低沸點有機溶劑、表面活性劑、分散劑、鋪展劑/粘著劑、潤濕劑、消泡劑和/或漂流減低劑。
表面活性劑和分散劑包括非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑和/或兩性表面活性劑，它們在噴霧時促進聚合體保持在溶液中(使料漿的質量更好)。表面活性劑和分散劑同時有打碎顆粒材料的聚集體的功能。
鋪展劑/粘著劑提高農藥投放體系粘附在植物表面的能力。潤濕劑減少料漿中的水的表面張力從而增加一定量的料漿的可以施用的表面積。消泡劑在噴霧時減少泡沫。漂流減低劑阻止小液滴變得太小從而減少噴霧時料漿小液滴的漂流。
可將一層或多層料漿噴霧或涂抹于植物表面上。施涂之間宜允許揮發性液體蒸發。該處理物的殘留物可以是親水的或憎水的。盡管在大規模使用中由于漂流、吸入危害和殘留率差而沒有商業實用性，以粉末形式或用刷的方法使用顆粒仍是實施本發明的方法的另一個方法。噴霧是優選的使用的方法。
鋪展劑/粘著劑可以與親水顆粒(0.5％或更多在水中的固體)混合以幫助均勻地將處理物在植物或園藝基底上噴霧，它們的例子包括例如羅門哈斯公司出品的Latron B-1956的改性苯二甲酸甘油醇酸樹脂、帶有乳化劑的基于植物油的材料(cocodithalymide)、聚合萜烯、非離子清潔劑(乙氧基化塔羅油脂肪酸)、瓜爾膠、黃原膠、乳膠、瓊脂、淀粉以及類似物質。
在另一個實現方案中，農藥投放體系的水基料漿中的輔助劑的量為約0.001重量％至約20重量％。在再另一個實現方案中，農藥投放體系的水基料漿中的輔助劑的量為約0.01重量％至約10重量％。在又再另一個實現方案中，農藥投放體系的水基料漿中的輔助劑的量為約0.1重量％至約5重量％。
農藥處理可以為施用一層或多層精細分割顆粒材料基體/有害生物控制劑的物。所使用的材料的量在本領域中的一般技術人員的知識范圍內。該量應足以保護植物、結構和谷物不受被防治的有害生物體的侵害，并且對于植物，還應不減少施用了顆粒的植物的光合作用。例如，對于比重約2-3g/cm3的顆粒材料，這可以通過使用約25上至約5000微克的農藥投放體系/cm2植物表面而做到，更典型的是，對于比重約2-3g/cm3的顆粒材料，使用約100上至約3000微克的農藥投放體系/cm2植物表面，并且，對于比重約2-3g/cm3的顆粒材料，優選使用約100上至約500微克的農藥投放體系/cm2植物表面。此外，例如風和雨的環境條件可能減少農藥投放體系對植物的覆蓋，因此，在生長期內將農藥投放體系一次或多次使用以維持發明的效果也是在本發明的范圍之內的。
將料漿使用在基底上之后，允許料漿干燥(揮發性液體蒸發)，在此期間形成顆粒材料的連續的或基本連續的膜?！斑B續的”是指在施用處干燥的膜是連續的(或基本連續的)。例如，在按照本發明將果實的上三分之一用顆粒材料覆蓋的實現方案中，覆蓋上果實的上三分之一的膜是連續的或基本連續的，而果實的下三分之二不被顆粒材料所覆蓋。
在基底表面被覆蓋的部分，約75％至約100％的表面積被農藥投放膜覆蓋，故農藥投放膜是連續的。由此，農藥投放膜的開放的或非連續的區域的面積為表面積的約0％至約25％。在另一個實現方案中，約90％至約99.9％的表面積被農藥投放膜覆蓋，故農藥投放膜是連續的。由此，農藥投放膜的開放的或非連續的區域的面積為表面積的約0.1％至約10％。在再另一個實現方案中，約95％至約99％的表面被農藥投放膜覆蓋，故農藥投放膜是連續的。由此，農藥投放膜的開放的或非連續的區域的面積為表面積的約5％至約1％。
在連續的膜中，農藥投放膜上的孔或非連續部分的最大平均尺寸(平均直徑)一般小于約100μm。在另一個實現方案中，農藥投放膜上的孔或非連續部分的最大平均尺寸(平均直徑)一般小于約10μm。在又另一個實現方案中，農藥投放膜上的孔或非連續部分的最大平均尺寸(平均直徑)一般小于約5μm。
以料漿形式而使用的農藥投放膜的厚度的范圍為約1μm至約1,000μm。在另一個實現方案中，農藥投放膜的厚度的范圍為約3μm至約750μm。在再另一個實現方案中，農藥投放膜的厚度的范圍為約5μm至約500μm。
在一個實現方案中，農藥投放膜包含從約0.01重量％至約30重量％的有害生物控制劑和從約70重量％至約99.99重量％的至少部分被有害生物控制劑所包覆的顆粒材料。在另一個實現方案中，農藥投放膜包含從約0.05重量％至約10重量％的有害生物控制劑和從約90重量％至約99.5重量％的至少部分被有害生物控制劑所包覆的顆粒材料。在再另一個實現方案中，農藥投放膜包含從約0.1重量％至約5重量％的有害生物控制劑和從約95重量％至約99.9重量％的至少部分被有害生物控制劑所包覆的顆粒材料。
所使用的農藥投放體系的量隨多種因素而變化，其中包括施用的方法、基底的種類、每英畝的植物數量以及顆粒材料和有害生物控制劑在料漿中的濃度。所使用的農藥投放體系的典型的施用率為每英畝約10加侖到每英畝約1,000加侖(此處顆粒材料/有害生物控制劑在料漿中的濃度約為6重量％固體)。
盡管農藥投放膜是連續的，它允許植物表面上施用了農藥投放膜的部分進行氣體交換(水和二氧化碳的散發和光合作用)。就此而論，連續農藥投放膜是可以透過氣體和多孔的，但不是非連續的。
此外，由于被防治的目標生物體部分為本發明的農藥投放體系的基體所覆蓋，目標生物體的清理和攝食或者將有害生物控制劑完全傳播到生物體的表面(由此使接觸面積最大化)，或者將有害生物控制劑帶入有害生物的內部臟器/系統中。以上兩種途徑都加強了有害生物控制劑所導致的目標生物體的行為或死亡率。而且由于本發明的農藥投放體系有效地粘附在目標生物體上，而且由于與常規體系/方法相比同樣劑量的有害生物控制劑通過本發明使用而得到了更加有效的使用，過去(不與本發明的顆粒材料一起使用的)有害生物控制劑的無效劑量的變成了有效的致死劑量。
按照本發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)對植物組織和有害生物控制劑有害的過多的UV和/或IR輻射。在一個實現方案中，按照本發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輻射的約1％至約10％的。在另一個實現方案中，按照本發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輻射的約2％至約5％的。其結果是，植物的光合作用和生物化學機制不被UV和/或IR輻射所損害或妨礙。在這個實現方案中，本發明提供了一種減少植物表面上的UV和/或IR輻射，從而減少環境壓力和增加光合作用的方法。在許多情況下，UV和/或IR輻射的減少了有害生物控制劑的降解；由此，本發明的農藥投放體系延長了有效期或加強了有害生物控制劑在長時間內的效果。
按照本發明形成的農藥投放體系可以迅速地和容易地被從如此處理的基底表面除去。在一個實現方案中，農藥投放膜可以迅速地和容易地用高壓水噴霧器被從所處理的基底表面除去，其中所用的水含有或不含有適當的表面活性劑。表面活性劑的種類取決于農藥投放體系的具體種類、是否有其他輔助劑存在和(如果存在的話)輔助劑的量。在另一個實現方案中，農藥投放膜可以迅速地和容易地用水浴或水噴霧(其中所用的水含有或不含有適當的表面活性劑)和任選地刷洗植物或果實的表面被從植物或果實的表面除去。
盡管可以將農藥投放體系用于植物上，該體系不顯著地影響并且在多數情況下不減弱植物的光合作用。換而言之，與試圖降低目標生物體數量而同時不受歡迎地減弱光合作用的常規農藥處理相反，本發明提供了一種施用在植物上從而降低目標生物體數量但不同時減弱光合作用的農藥投放體系。在一個實現方案中，按照本發明的農藥投放體系的使用加強了所處理的植物的光合作用。
以下實施例是用來闡明本發明的。在以下實施例中以及說明書和權利要求書的其他部分中，除特別說明外，所有溫度均以攝氏度為單位，壓強均為大氣壓強或其附近。
實施例1考察使用本發明的含殺菌劑的農藥投放體系所得到的蘋果樹的火疫病減少效果的加強效果并與常規農藥對比。
在自然照明的溫室中的盆栽“Rome”蘋果樹上進行試驗。當約80％的花打開時，在打開的花上用108CFU解淀粉歐文氏菌(Erwinia amylovora)(Ea)品系AFRS-581噴霧至液體滴下。干燥約1小時后，將以下每一種處理方法用于六棵被感染的樹上。將以下物質使用于蘋果樹上含有顆粒材料(PM)(按體積3重量％)、水和0.5g/l的氫氧化銅(美國北卡羅來納州夏洛特市(Charlotte)的礦物研究開發公司(Miheral ResearchDevelopment Co.)出品的Copper Count N，為殺菌劑)、1g/l的BlightBan(美國愛達荷州博伊西市(Boise)的植物健康技術公司(Plant HealthTechnologies)出品的一種微生物殺菌劑)或0.5g/l的鏈霉素(美國北卡羅來納州格林斯博羅(Greensboro)市的Novartis作物保護公司(Novartis Corp Protection Inc.)出品的一種抗生素)的料漿；含有顆粒材料(PM)(按體積3重量％)和水的料漿；水、0.5g/l的氫氧化銅、1g/l的Blight Ban或0.5g/l的鏈霉素的混合物。在實施例1和2(見下)中，顆粒材料是可以從美國新澤西州伊澤林(Iselin)市的Engelhard公司(Engelhard Corp.)得到的SurroundTMWP(一種帶有有機鋪展劑/粘著劑的煅燒高嶺土)。
7天后，有花壞死綜合癥(blossom necrosis symptons)存在加以記錄。疾病數據以花的感染率百分數表示。數據列在表1中。
表1處理％花感染PM 71.1氫氧化銅 87.1Blight Ban 82.4鏈霉素 83.3PM/氫氧化銅60.2PM/Blight Ban 46.3PM/鏈霉素 44.2實施例2考察以本發明的農藥投放體系使用殺蟲劑針對在“Sekel”梨樹上的梨木虱的活性的加強并與常規殺蟲劑對比。
四棵滋生了梨木虱蛹的“Sekel”梨樹各自以下物質處理和不處理PM(按體積3％重量)和水；PM(按體積3％重量)、水和4 oz AI/a和8 oz AI/a的Dimilin(一種昆蟲生長調節劑)(AI/a為“活性成分/英畝”)；PM(按體積3％重量)、水和2.5 oz AI/a和5 oz AI/a的Agri-Mek(一種神經性殺蟲劑)；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。處理物施用前和處理14天后，每一棵樹的每一處理物取四片被滋生的葉片，從而評價活的和死的梨木虱蛹。表2報告了死亡率％。
表2處理死亡率％未處理 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顯示，施用按照本發明的農藥投放體系后，解淀粉歐文氏菌對蘋果樹的感染率顯著降低。即，當殺菌劑、微生物殺菌劑或抗生素與顆粒材料按此處的描述(按照本發明)組合使用時，與使用殺菌劑、微生物殺菌劑或抗生素而不使用顆粒材料相比，感染率下降了。表2顯示了類似的結果。特別是，表2說明當殺蟲劑與顆粒材料按照本發明組合使用時，與僅使用殺蟲劑或不使用顆粒材料相比，在梨樹上蛹的死亡率增加了。
盡管本發明是與其優選的實現方案相聯系得到了說明，應當明白的是，對于熟悉這一領域的人員，在閱讀說明書后，其多種變型變得顯而易見的。因此，應當明白的是，此處公開的發明是旨在包括屬于附帶的權利要求的范圍中的此類變型的。
權利要求
1.農藥投放體系，該體系包含具有厚度為約1μm至約1000μm且非連續區域尺寸小于約100μm的連續膜，該連續膜包含其中至少90重量％的顆粒材料具有10μm或更小的顆粒度的顆粒材料，和至少部分包覆了顆粒材料的有害生物控制劑。
2.根據權利要求1的農藥投放體系，其中顆粒材料是憎水性的。
3.根據權利要求1的農藥投放體系，其中顆粒材料包含加熱至溫度約300℃至約1,200℃的熱處理顆粒材料。
4.根據權利要求1的農藥投放體系，其中顆粒材料所具有的顆粒度分布使至少90重量％的顆粒材料的顆粒度在約3微米以下。
5.根據權利要求1的農藥投放體系，其中顆粒材料包含親水性的內核和憎水性的外表面。
6.根據權利要求1的農藥投放體系，其中連續膜包含約0.01重量％至30重量％的有害生物控制劑和約70重量％至約99.99重量％的顆粒材料。
7.根據權利要求1的農藥投放體系，其中顆粒材料包含以下物質中的一種或多種煅燒碳酸鈣、煅燒滑石、煅燒高嶺土、變高嶺土、煅燒膨潤土、煅燒粘土、煅燒葉蠟石、煅燒硅石、煅燒長石、煅燒沙子、煅燒石英、煅燒白堊、煅燒石灰石、煅燒沉淀碳酸鈣、煅燒硅藻土、煅燒重晶石、煅燒三水合鋁、煅燒火成硅石和煅燒二氧化鈦。
8.根據權利要求5的農藥投放體系，其中所述憎水外表面材料選自以下物質有機鈦酸鹽、有機鋯酸鹽或鋁酸鹽偶聯劑，有機官能硅烷、改性硅油流體和脂肪酸及其鹽。
9.根據權利要求1的農藥投放體系，其中連續膜還包含以下物質中的至少一種表面活性劑、分散劑、鋪展劑/粘著劑、潤濕劑、消泡劑和漂流減低劑。
10.根據權利要求1的農藥投放體系，其中顆粒材料包含約25重量％至約100重量％的熱處理顆粒材料。
11.向目標生物體投放有害生物控制劑的方法，包括在選自植物、人造結構和儲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劑包覆的精細分割顆粒材料，上述顆粒材料包含約25重量％至約100重量％的熱處理顆粒材料，其中所施用的部分被包覆的精細分割顆粒材料允許基底表面上的氣體的交換，并且部分包覆精細分割顆粒材料在其所施用的基底表面的部分上形成連續的膜，并且連續膜上的最大平均孔隙尺寸小于約100μm。
12.根據權利要求11的方法，其中部分被包覆的精細分割顆粒材料的膜具有約1μm至約100μm的厚度。
13.根據權利要求11的方法，其中植物選自果實、蔬菜、樹木、花卉、草、根、種子、景觀或觀賞植物。
14.根據權利要求11的方法，其中至少90重量％的精細分割非吸收性顆粒材料所具有的顆粒度分布使至少90重量％的顆粒材料的顆粒度在約3微米以下。
15.根據權利要求11的方法，其中有害生物控制劑包含以下物質中的至少一者殺蟲劑、殺螨劑、殺真菌劑、殺菌劑、除草劑、抗生素、抗微生物劑、殺線蟲劑、滅鼠劑、昆蟲病原微生物、信息素、化學不育劑、病毒、引誘劑、植物生長調節劑、昆蟲生長調節劑、驅蟲劑、植物營養素和誘食劑。
16.根據權利要求11的方法，其中目標生物體包含以下生物中的至少一者細菌、真菌、蠕蟲、昆蟲、蛛形綱節肢動物、鳥、有害植物和嚙齒動物。
17.根據權利要求11的方法，其中精細分割顆粒材料還包含以下物質中的至少一種碳酸鈣、滑石、水合高嶺土、膨潤土、粘土、葉蠟石、硅石、長石、沙子、石英、白堊、石灰石、沉淀碳酸鈣、硅藻土、重晶石、三水合鋁、火成硅石和二氧化鈦。
18.根據權利要求11的方法，其中部分包覆精細分割顆粒材料通過以料漿的形式噴霧而使用。
19.根據權利要求11的方法，其中向目標生物體投放有害生物控制劑的方法的進行不減弱植物的光合作用。
20.根據權利要求15的方法，其中植物營養素包含氮、鎂、鈣、硼、鉀、銅、鐵、磷、錳和鋅。
21.制造有害生物控制膜的方法，包含將揮發性液體、有害生物控制劑和顆粒材料混合形成料漿，其中至少90重量％的顆粒材料具有約5微米或更小的顆粒度；將料漿在基底上使用；和允許料漿的至少一部分揮發性液體蒸發，從而在基底上形成包含被有害生物控制劑包覆的顆粒材料的有害生物控制膜，該有害生物控制膜包含由約0.01重量％至約30重量％的有害生物控制劑和由約70重量％至約99.99重量％的顆粒材料，其中有害生物控制膜允許基底表面上的氣體交換。
22.根據權利要求21的方法，其中將以下物質中的至少一者與水、有害生物控制劑和顆粒材料混合而形成料漿表面活性劑、分散劑、鋪展劑/粘著劑、潤濕劑、消泡劑和漂流減低劑。
23.根據權利要求21的方法，其中將低沸點有機液體與水、有害生物控制劑和顆粒材料混合而形成料漿。
24.根據權利要求21的方法，其中顆粒材料包含以下物質中的一種或多種煅燒碳酸鈣、煅燒滑石、煅燒高嶺土、煅燒膨潤土、煅燒粘土、煅燒葉蠟石、煅燒硅石、煅燒長石、煅燒沙子、煅燒石英、煅燒白堊、煅燒石灰石、煅燒沉淀碳酸鈣、煅燒硅藻土、煅燒重晶石、煅燒三水合鋁、煅燒火成硅石和煅燒二氧化鈦。
25.根據權利要求21的方法，其中顆粒材料包含由約25重量％至約100重量％的熱處理顆粒材料。
26.根據權利要求21的方法，其中料漿包含約由約1重量％至約25重量％的顆粒材料，少于約2重量％的有害生物控制劑和由約75重量％至約99重量％的揮發性液體。
全文摘要
在一個實現方案中，本發明涉及包含厚度為約1μm至約1000μm且不連續部分尺寸為小于約100μm的連續的膜的農藥投放體系。該連續的膜包含其中至少90重量％具有約10μm或更小的顆粒度的顆粒材料和至少部分包覆顆粒材料的有害生物控制劑。在另一個時下方案中，本發明涉及向目標生物體投放有害生物控制劑的方法，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劑包覆的精細分割顆粒材料的步驟。該顆粒材料含有約25重量％至約100重量％熱處理顆粒材料，其中所施用的部分包覆的精細分割顆粒材料允許織物表面上的氣體交換，并且部分包覆的精細分割顆粒材料在其所施用的植物的表面的一部分上形成連續的膜。該膜的孔隙的最大平均尺寸小于100μm。
文檔編號A01N25/26GK1484490SQ01818363
公開日2004年3月24日 申請日期2001年10月2日 優先權日2000年10月2日
發明者D·G·塞庫陶斯基, G·J·普特卡, D·M·格倫, D G 塞庫陶斯基, 普特卡, 格倫 申請人:恩格哈德公司, 由農業部長代表的美利堅合眾國