CN102892292A - 稳定的生物可利用的可溶的硅酸盐溶液 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及溶解的硅酸盐组合物，其中，所述溶解的硅酸盐被至少两种选择的渗压剂稳定，并且因此为生物可利用的。所述组合物及其稀释物在长周期的时间内稳定，并可用于广泛的应用领域而有益于活的生物体，例如植物、动物和人。

Description

稳定的生物可利用的可溶的硅酸盐溶液
技术领域
本发明涉及包含生物可利用形式的硅的水溶液的领域。更具体而言，本发明涉及渗压剂稳定的碱金属硅酸盐的组合物，例如，适用于用于植物肥料项目或药物、化妆品或营养制剂，以及方法，例如，用于制备渗压剂稳定的碱金属硅酸盐。
背景技术
在自然界中没有发现元素(金属)形式的硅(Si)，尽管其是在地壳中仅次于铝(Al)的含量第二丰富的元素。实际上，其对氧具有非常大的吸引力，并且以在水中稳定和最主要形式形成连接到四个氧上的四面体结构为单硅酸Si(OH)4。这种弱酸显示四个酸官能团，并显示最低的pKa值9.8。这表明：在pH为9.8时，单硅酸的50%是以未离解的酸形式和50%是以单离子盐的形式(硅酸根离子)存在。其它的pKa值为11.8至13.5之间。这表示只有非常强的碱加入时才能够从硅酸开始将其所有的四个酸基团解离成四个硅酸根离子。在pH值大于10.8时，主要形成硅酸盐。
在pH为2至8之间时，单硅酸或原硅酸为中性分子。在pH为2至3之间时，其大部分没有荷电。在浓度大于3mM时，其开始通过缩合反应聚合。因此，难以在不引入特别的稳定剂的情况下合成高浓度(>4mM)的在室温下最终稳定的单硅酸。在两分子的单硅酸的第一缩合反应的过程中，释放水分子，形成二硅酸(即，二聚体(OH)3Si-O-Si(OH)3)。这种二聚体为用于进一步聚合反应的关键起始分子。根据Si浓度、温度和其它分子或离子的存在，继续聚合，形成三聚体、四聚体和更大的低聚物(线性或环形)。在更高的浓度下，形成更大的线性分子硅酸，其进一步增长并开始一起缩合形成胶体结构或二氧化硅。
在悬浮体系的所有的这些结构中，随着稀释水解及时进行，以及随着消耗水分子，再次形成更小的分子。
在形成沉淀或凝胶的情况下，胶体的进一步聚合导致形成无定形二氧化硅。仅有最小形式的硅酸(单硅酸和二硅酸)为生物体(植物、藻类、苔藓、动物、人等)生物可利用的。这些分子可在土壤水、河流、大海、水源、大洋等得到。在水中的这些生物可利用的酸的硅浓度限于低浓度(<3-5mM)。特别地，植物和藻类将这些酸转化为生物源的二氧化硅，其非常慢地溶于水中成为单硅酸。
在最近的十年，已经能够存在证据表明除了硅酸，还有单硅酸和单硅酸复合物显示生物利用度特征。然而，难以证明这些化合物的生物利用度。
小的硅酸分子能够通过所有种类的细胞膜和特定的水通道蛋白(进入通道)或传递蛋白扩散，因为在植物和藻类中检测到了单硅酸。很显然硅酸根离子(单-或二硅酸根离子)能够以类似的方式进入膜。化学上难以显示小硅酸和它们的衍生的硅酸根离子之间的区别。以下也是可能的：在进入膜的过程中将硅酸根离子转化为硅酸或者它们通过其它通道作为复合物进入。本发明是从如下发现开始的：相容的溶质(它们具有自己的特别的水通道蛋白)能够将硅酸盐传递到细胞膜中。
在细胞中硅酸和硅酸盐完成不同的活动是可能的。在不同的生物体中，对于离子形式的细胞特异性可以不同。我们已经知道在植物、动物和人体中，两种类型的硅为生物可利用的，并且在施用后可检测结构或生理学效应。直至目前为止,在补充硅酸之后,检测到大多数的突出的效应。
硅酸为水中的天然的生物可利用的硅源。食品中的硅以不同的形式存在，大部分作为生物源的硅酸和与大分子(如蛋白质和糖)的复合物存在。还可以存在硅酸盐复合物和不溶的硅酸盐。食品中的硅含量与人体吸收的硅之间不存在关联。因此，硅化合物的生物利用度是重要的。除了(单)硅酸之外，大多数的化合物的生物利用度没有被研究。
根据本发明，已经证明补充同等量的渗压剂稳定的可溶性硅酸盐能够显示与硅酸补充物相似的效果，然而，未稳定的硅酸盐效果较差。
在自然界中，最常见的硅形式为硅酸(从单硅酸至不溶的二氧化硅)和硅酸盐。大部分的硅酸盐为存在于土壤矿物和岩石中的铝硅酸盐。这些结构稳定，仅通过物理力(机械和生物破碎冻融等)，接着通过酸作用的化学风化粉碎。单硅酸是由与新的硅酸盐一起的这些化学或生物反应形成的，并增溶于水中。硅酸盐主要形成非常复杂的结构，且可以包含不同矿物的混合物。在强碱性条件下，硅酸盐通常增溶和溶解。
在大于硅酸的pH、2至8的pH的水中，大多数的硅酸盐更易于溶解。
二氧化硅(高度聚合的硅酸)在水中的溶解度通常低于200ppm。在高浓度的二氧化硅工业用水中，使用反渗透或离子交换技术除去二氧化硅以抑制膜干扰沉淀或沉积。因此，使用这些技术纯化的饮用水不包含或包含较少的硅。
二氧化硅粒子在其表面上显示不规则的负电荷，但是它们不被认为是导致盐沉淀的真正的阴离子。它们确实沉淀为硅酸，并且仅是缓慢的增溶。二氧化硅粒子中包含的水越多(较少交联且存在更多的OH)，它们越容易再次被增溶。对于聚合的硅酸的溶解和将硅酸盐转化为单硅酸或单硅酸盐而言，与OH-和水的接触是必要的。
二氧化硅粒子包含通过氢(O-H)键吸引并结合大分子(例如，多糖，蛋白质、酚等)的高度羟基化的表面，所述表面包含OH基团。
硅酸盐为在强碱条件下通过导致形成Si-OM(M为金属离子)的Si-O-Si键的离解和Si-OH酸基团的离子化由二氧化硅工业制备。所得到的硅酸盐的溶解度取决于补充的OH-离子的浓度和Si-O-Si键的溶出度。二氧化硅的浓度越高，需要越多的碱用于导致更高的单硅酸盐和二硅酸盐浓度的完全溶解和增溶，其是生物利用度所需要的。
最令人感兴趣的可溶的硅酸盐为碱金属硅酸盐，并且优选硅酸钠或硅酸钾。它们由纯化的二氧化硅合成，并且在特别是递送单硅酸盐和二硅酸盐的碱性条件下高度可溶。
这种溶液通常包含硅酸根阴离子的混合物。所有这些阴离子的结构单元为四面体阴离子，其中硅原子在四面锥体的中心，以及氧在角落：SiO4 4-，类似于单硅酸。其为单硅酸根阴离子(单硅酸根阴离子或原硅酸阴离子)。氢、钾或钠离子与各氧相连。在聚合后，四面体通过Si-O-Si相互连接。未共享的氧原子的负电荷被碱阳离子的存在而平衡，其无规地位于所述硅酸盐结构中的间隙中。
由于硅酸盐是由二氧化硅制备的，根据二氧化硅聚合的程度、加入的碱氢氧化物的浓度和溶出度而存在不同的结构。在溶解后，增溶的硅酸盐导致分子种的形成（speciation）。在溶液中的硅酸盐的混合物显示由下面的通式表示的单、二、三和更多的线性、环状和三维硅酸根阴离子结构的复合物
xSiO2:M2O
其中，M为碱金属(锂、钠或钾)，x表示二氧化硅与金属氧化物的摩尔比(MR)，其限定二氧化硅的摩尔数/摩尔的碱金属氧化物。摩尔比越高，存在于二氧化硅网络中的碱金属离子就越少，以及硅酸盐的碱性就越低。对于工业应用而言，表示为重量比(WR)，其是由MR衍生的。对于硅酸钾而言，MR=1.56WR。硅酸钾主要以1.3至2.5范围内的重量比制备。
在碱性水溶液中，形成单硅根离子、低聚的硅酸根粒子和聚合的硅酸根离子的混合物，其处于动态平衡中。该x比率影响阴离子的分布。较低的(<2)比率将会导致较高浓度的单硅酸盐和二硅酸盐以及更低浓度的低聚物，而较高的(>2.2)比率将会导致更复杂的结构、更大的环和聚合物。浓缩产物的pH值通常在10和13之间。在pH为11至12以上时，获得单硅酸根离子和聚合的硅酸根离子的稳定溶液，而没有不溶的无定形的二氧化硅，但是，当pH低至9时，溶解度快速降低。低于该pH，仅有非常低比例存在作为单硅酸根阴离子和不溶的硅酸盐。形成聚合物和无定形的二氧化硅凝胶，其特征在于在三位网络中的间隙的碱离子减少。
在水中浓缩的硅酸盐溶液的稀释导致硅酸盐结构的新分布。稀释的溶液的pH将会下降，以及根据硅的浓度，形成不溶的硅酸盐。稀释的硅酸盐的pH的降低比可以预期的少，是因为硅酸盐的缓冲效果，以及它们的pK值在10至13之间。所述硅酸盐将缓慢沉淀或聚合。
必须在稀释的样品中加入酸以由浓缩的硅酸盐溶液(>0.1M Si)形成硅酸。在pH大于8时，硅酸根阴离子能够与包含OH的大分子配合。可溶的硅酸盐还可以与多价的阳离子反应，其存在于所有种类的水和介质中，形成相应的不溶的金属硅酸盐，由于消耗了这些离子导致生物利用度下降。
根据EU的规定，注册了以下可溶的硅酸盐：
硅酸钠(NaO:x SiO2)，
偏硅酸二钠，无定形，
偏硅酸二钠，五水合物，
偏硅酸二钠，一水合物，
硅酸钾(K2O:x SiO2)，
硅酸锂(Li2O:X SiO2)。
尽管存在充分的证据表明硅在植物、微生物、动物和人体中的有益效果，但是硅还没有被接受作为所有活的生物体的必需元素。
在暴露于非生物和生物应激的植物中，其有益效果显得更加显著(Epstein E.(1999)Silicon Annual Review of Plant Physiology andPlant Molecular Biology,50,641-664)。Epstein和Bloom甚至修改了植物的必需元素的定义以加入硅(Epstein E.和Bloom A.J.(2005)Mineral Nutrition of Plants Principles and Perspectives；2ndEdition Sunderland,M A,USA;Sinauer associates)。在植物的地上部分，硅浓度在干重的0.1%至10.0%内变化。由于关于硅吸收的植物的分类不同，硅的吸收和转运存在差异。存在显示主动吸收并且硅积聚(一些莎草科和禾本科，例如，水稻、小麦、黑麦草和大麦)的植物，其它组的容忍硅的被动扩散(一些双子叶植物，例如，黄瓜、甜瓜、草莓和大豆)，而一些双子叶植物甚至排斥硅(例如，西红柿和豆(bean))。在水稻中的硅转运被确认是担负根和木质部载入。在其它单子叶植物和双子叶植物中，Si的吸收和转运几乎没有任何资料。显示主动和被动机制都在Si的元素积聚植物中的Si的吸收和转运中运转(Epstein E.(2009)Annals of Applied Biology，155,155-160;Kvedaras O.L.等，(2009)Annals of Applied Biology,155,177-186;Liang Y.C.等，(2007)Environmental Pollution，147,422-428;Brunings A.M.等，(2009)Annals of Applied Biology，155,161-170)。
本发明的发明人使用硅元素积聚植物、硅扩散植物和硅排斥植物进行了一些实验，每周使用叶喷施用使用强酸化的硅酸盐，导致用品质保证的硅酸的叶面施肥(溶液包含0.02mg/ml的Si)。
在所有的这些试验中，存在对于生长、生产和抗感染、果实的颜色、保存期等的显著效果，显示使用叶面施肥硅确实在所有植物中作为硅酸被吸收。一些科学家不接受叶面施肥技术，并且仅仅相信根改良技术。
一般而言，在文献中，公开的使用硅施肥的实验通过如下方式进行：使用与土壤混合的固体(例如，硅酸钙和硅酸钠)，或者使用土壤灌溉或土壤混合技术且具有在包含多价矿物质和其它杂质的工艺用水(pH<9)的合适稀释的增溶的硅酸盐溶液(例如，硅酸钠或硅酸钾)。通常使用浓度为1至100mM的硅(1mM Si=28微克Si/ml)。叶面施肥并不经常使用，但是应用类似的浓度，并且据信这种叶面施肥在实验室实验时显示较低的效率。在土壤施肥过程中，硅酸盐在根周围保持较长时间并缓慢地溶解，而在叶面施用硅酸盐的情况下，包含硅的薄水膜迅速干燥。
大部分的作者声称单硅酸为活性成分，而不是硅酸盐。稀释的硅酸盐浓度难以或不可能显示完全地转化为硅酸，硅酸为确认的且被证明为生物可利用的化合物。首先，在稀释产生聚合的二氧化硅后，pH急剧下降。全部存在的多价金属离子导致形成不溶的硅酸盐，以及从浓缩的Si溶液(pH>12)开始，工艺用水(pH>6)中缺乏足够的质子抑制硅酸的完全形成。还可以发生与包含-OH的天然化合物的配合作用。
使用在高度浓缩的可溶的硅酸盐溶液中的选择的渗压剂的混合物的本发明导致新的制剂，其可能保护硅酸根离子在它们的浓缩的形式和在稀释过程中不被聚合，与硅酸相比，在稀释后其显示高的生物活性。
硅赋予植物对各种非生物和生物应激的耐受性。其不仅通过在细胞壁内聚合作为生物源二氧化硅积聚抑制真菌或细菌入侵，还保护木质部的流动性，中和有毒金属，起到抵抗盐分和干燥的作用，影响膜的结构、完整性和功能，抑制脂质过氧化反应，改善养分平衡，提高蔬菜和水果的储藏期等。
在最近的二十年，出现了数以百计的出版物说明硅在植物、动物和人体中的益处(Robberecht H.等(2009)，Science of the TotalEnvironment,407,16,4777-4782；Sripanyakorn S.等(2009).BritishJournal of Nutrition,102,6,825-834)。然而，还没有提出合适的浓度、最好和最便宜的硅化合物的种的形成、在施用时的最佳的pH、主要活性的测定和与其它化合物的协同效应。甚至没有简单的测试来证明某种硅组合物在植物中的生物活性。
总而言之，Si目前被认为是植物的必需的营养元素，并且存在充分的证据证明在微生物、动物和人体中的有益效果。硅特别有益于暴露于非生物和生物应激的植物。在最近十年，已经存在证据表明：除了单硅酸和双硅酸之外，硅酸盐和硅酸盐复合物在某种程度上也可以为生物可利用的硅源。
使用硅酸或硅酸盐的困难在于它们迅速沉淀和聚合的趋势，因而降低了它们的生物利用度。硅酸盐仅在强碱性条件下溶解。在pH<9.5时，单硅酸迅速聚合，导致形成三聚物、四聚物和更大的线性或环状低聚物。在更高的浓度下，形成了更大的线性分子硅酸，其进一步增长并开始缩合形成胶体结构。这些胶体的进一步聚合导致形成二氧化硅凝胶或作为沉淀物的无定形二氧化硅。生物可利用的硅(例如，在水中的硅酸)仅以<3-5mM的浓度存在。
可溶的硅酸盐为碱金属硅酸盐，例如硅酸钠和硅酸钾。它们由纯化的二氧化硅的合成，并且在特别是递送单硅酸盐和二硅酸盐的碱性条件下高度可溶。硅酸盐的工业制备方法形成浓缩的硅酸盐，其需要被适当地稀释。然而，这些浓缩的硅酸盐溶液不是非常稳定，它们的稀释物也不稳定。在稀释后，pH将会下降，以及根据硅浓度和多价金属离子的存在，形成不溶的硅酸盐。与多价阳离子(例如，来自水和介质)的反应可以引起相应的金属硅酸盐沉淀，因此降低其生物利用度。
在国际专利申请WO2003/077657中描述了一种获得生物可利用的硅的方法。在此，描述了使用在非常低的pH下的且适当地用无游离羟基的碱性化合物碱化的硅酸(例如，原硅酸)导致pH小于2。在所述制剂中不存在硅酸盐。这是完全的硅酸方法(silicic acid approach)。
在国际专利申请WO2001/047807中描述了一种获得生物可利用的硅的方法。该专利描述了通过在无毒溶剂(液体)的存在下使硅酸盐水解为pH为0-4的溶液的原硅酸的制备方法。其既没有提及渗压剂，也不需要渗压剂用于制备硅酸溶液。这也是完全的硅酸方法。
因此，本领域急切需要由便宜的大量物质(例如，硅酸盐)制备生物可利用的硅溶液，由其可以容易地获得在浓缩形式和稀释形式中都具有高度稳定性的高度的浓缩物。还需要用任何形式的水稀释所述浓缩的硅溶液。实际上，在稀释后碱增溶的硅酸盐的稳定性取决于介质的组成。
发明内容
本发明的一个目的是提供用于向生物体提供生物可利用的硅酸盐的良好的组合物和用于制备所述生物可利用的硅酸盐组合物的良好的方法。
上述目的是通过本发明的组合物、方法和用途实现的。
本发明涉及一种包含碱金属硅酸盐的稳定的水性硅酸盐组合物，其特征在于所述组合物包含选自尿素和糖醇及其组合的至少一种第一渗压剂化合物和选自N-甲基化的化合物的至少一种第二渗压剂化合物。以下是必要的：使碱金属硅酸盐增溶，从而使其成为生物可利用的硅源。
根据本发明优选的实施方案，所述碱金属硅酸盐选自硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂及其组合。本发明的优点在于所述溶解的硅酸盐为碱金属硅酸盐，以实现本发明的稳定的水性硅酸盐组合物的稳定的溶解状态。
本发明的一个重要特征为：使用最少两种渗压剂使所述碱金属硅酸盐在本发明的稳定的水性硅酸盐组合物中稳定。因此，所述稳定的水性硅酸盐组合物在室温下稳定至少一年。而且，随着硅酸盐被溶解，所述组合物是有益于活的生物体(例如，植物、微生物、动物和人)健康的生物可利用的硅源。
令人吃惊地，本发明的稳定的水性硅酸盐组合物向植物提供生物可利用的硅源，具有以下令人惊奇的效果，当施用于作物时，杀真菌剂的速率下降，而杀真菌剂的杀真菌效率提高，作物产率增加，并且收获的作物的质量参数提高。
本发明的优点为所述稳定的水性硅酸盐组合物是非常多用途的。因此，其可以应用于，或者，加入至，所有范围的产品中，例如，营养补充剂、治疗组合物、化妆品组合物、肥料或植物保护组合物等。
根据本发明优选的实施方案，所述糖醇选自甘油、右旋肌醇甲醚、半乳糖醇、塔罗糖醇、赤藻糖醇、苏糖醇（threitol）、阿糖醇、木糖醇、核糖醇、甘露醇、山梨糖醇、卫矛醇、艾杜糖醇、麦芽糖醇、乳糖醇、聚乙二醇及其组合。优选地，使用甘油，其为便宜的、广泛可得的且易于应用的产品。
根据本发明的另一优选的实施方案，所述N-甲基化的化合物选自三甲铵基乙内盐、肉碱、N-甲基丙氨酸、三甲基氨基丁酸、脯氨酸-甜菜碱、肌氨酸、N-甲基-甘氨酸、N,N-二甲基甘氨酸、N-甲基天门冬氨酸、丙氨酸-甜菜碱、组氨酸-甜菜碱、N-甲基牛磺酸、胆碱、胆碱衍生物、三甲胺-N-氧化物(TMAO)及其组合和它们的盐。
所述稳定的水性硅酸盐组合物可以进一步任选地包含第三渗压剂化合物，其选自：牛磺酸、肌酸、胆碱硫酸酯（choline-o-sulphate）、甘油磷酰胆碱、磷酸二甘油酯、三甲铵基乙内盐的锍基类似物、二甲基巯基丙酸、四氢甲基嘧啶羧酸（ectoine）、羟基-四氢甲基嘧啶羧酸、脯氨酸、缬氨酸、天门冬氨酸、异亮氨酸、甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸、蔗糖、肌醇、果糖、麦芽糖、海藻糖、腐胺、亚精胺、精胺、尸胺及其组合和它们的盐。
所述稳定的水性硅酸盐组合物可以进一步任选地包含选自肥料、植物保护化合物、杀虫剂、生长调节剂、辅助剂、矿物、杀生物剂、洗涤剂、乳化剂、饲料或食品添加剂、饲料或食品补充剂及其组合的一种或多种添加剂。因此，有利地，本发明的组合物是对植物具有多重健康益处的组合物，因为其不仅提供生物可利用的硅，还提供其它保护性的或生长支持性化合物,例如上面列出的第四种化合物。
优选地，在所述稳定的水性浓缩的硅酸盐组合物中的多价金属离子的浓度低于10mM，和/或所述组合物的pH高于10.8，从而维持所述溶解的硅酸盐的延长的稳定性。
还优选地，所述组合物的硅浓度为0.02至1.60M的硅。
优选地，所述第一渗压剂化合物以至少1.0%(w/v)的浓度存在。在所述组合物中包含的所有的渗压剂的总的渗压剂浓度优选低于70.0%(w/v)。
在优选的实施方案中，本发明的组合物伴随有一种或多种载体，例如，吸附在无毒的载体或树胶上，或者吸附在载体(例如增稠剂或珠)上。
本发明还涉及一种通过将本发明的稳定的水性硅酸盐组合物稀释至少100倍、任选地至少250倍、任选地至少500倍、任选地至少750倍或任选地至少1500倍可获得的稳定的稀释的水性硅酸盐溶液。
本发明的优点为：通过使用在高度浓缩的可溶的硅酸盐溶液中选择的渗压剂的混合物(例如本发明的组合物)，不仅它们的浓缩形式，而且在稀释后，保护硅酸根离子没有聚合，甚至在稀释后显示高的生物活性。
本发明的优点为：所述稳定的稀释的水性硅酸盐溶液适合于为活的生物体(例如植物、微生物、动物和人)提供健康益处。
有利地，可以使用可得的任何形式的水进行稀释，例如，饮用水，如动物的饮用水。所述稀释液还可以与人或动物食用的食品混合。
优选地，所述稳定的稀释的水性硅酸盐溶液的pH为5.0至10.0。
在优选的实施方案中，本发明的稳定的稀释的水性硅酸盐溶液伴随有一种或多种载体，例如，吸附在无毒的载体或树胶上，或者吸附在载体(例如增稠剂或珠)上。
本发明进一步涉及一种通过以下方法可获得的粉末，所述方法包括蒸发本发明的稳定的水性硅酸盐组合物或本发明的稳定的稀释的水性硅酸盐溶液直至获得干燥的粉末的步骤。
本发明的优点为本发明的这种粉末容易存储、运输、出售和处理。粉末也是消费者友好的形式，因为其重量轻、容易存储直至需要，并且其提供了在任何所得水中恢复至所需的浓度的益处。
本发明还涉及本发明的稳定的水性硅酸盐组合物或本发明的稳定的稀释的水性硅酸盐溶液的用途，其用于保护作物或制备药物组合物或化妆品组合物或食品或饲料补充剂。这样，本发明的稳定的水性硅酸盐组合物可以用于向活的生物体提供生物可利用的硅。
本发明还涉及用于制备稳定的水性硅酸盐组合物的方法。
本发明进一步涉及通过将有效量的本发明的稳定的水性硅酸盐组合物施用于作物的至少部分的表面上而保护作物的方法。
本发明进一步涉及有助于制备本发明的稳定的水性硅酸盐组合物或本发明的稳定的稀释的水性硅酸盐溶液的成套部件(a kit of parts)，所述成套部件包含至少一种碱金属硅酸盐和选自尿素和糖醇及其组合的至少一种第一渗压剂。
任选地，所述成套部件还可以包含选自N-甲基化的化合物的第二渗压剂化合物。
任选地，所述成套部件还可以包含第三渗压剂化合物，其选自：牛磺酸、肌酸、胆碱硫酸酯、甘油磷酰胆碱、磷酸二甘油酯、三甲铵基乙内盐的锍基类似物、二甲基巯基丙酸、四氢甲基嘧啶羧酸、羟基-四氢甲基嘧啶羧酸、脯氨酸、缬氨酸、天门冬氨酸、异亮氨酸、甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸、蔗糖、肌醇、果糖、麦芽糖、海藻糖、腐胺、亚精胺、精胺、尸胺及其组合和它们的盐。
本发明还涉及有助于制备本发明的稳定的水性硅酸盐组合物或本发明的稳定的稀释的水性硅酸盐溶液的成套部件，所述成套部件包含至少一种碱金属硅酸盐和选自N-甲基化的化合物的至少一种第二渗压剂。
任选地,所述成套部件还可以包含选自尿素和糖醇及其组合的第一渗压剂。
任选地，所述成套部件还可以包含第三渗压剂化合物，其选自：牛磺酸、肌酸、胆碱硫酸酯、甘油磷酰胆碱、磷酸二甘油酯、三甲铵基乙内盐的锍基类似物、二甲基巯基丙酸、四氢甲基嘧啶羧酸、羟基-四氢甲基嘧啶羧酸、脯氨酸、缬氨酸、天门冬氨酸、异亮氨酸、甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸、蔗糖、肌醇、果糖、麦芽糖、海藻糖、腐胺、亚精胺、精胺、尸胺及其组合和它们的盐。
本发明还涉及用作用于制备本发明的稳定的水性硅酸盐组合物或本发明的稳定的稀释的水性硅酸盐溶液的成分的渗压剂化合物溶液，其特征在于所述渗压剂化合物溶液包含选自尿素和糖醇及其组合的至少一种第一渗压剂化合物。
任选地，所述渗压剂化合物溶液还可以包含选自N-甲基化的化合物的第二渗压剂化合物。
任选地，所述渗压剂化合物溶液还可以包含第三渗压剂化合物，其选自：牛磺酸、肌酸、胆碱硫酸酯、甘油磷酰胆碱、磷酸二甘油酯、三甲铵基乙内盐的锍基类似物、二甲基巯基丙酸、四氢甲基嘧啶羧酸、羟基-四氢甲基嘧啶羧酸、脯氨酸、缬氨酸、天门冬氨酸、异亮氨酸、甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸、蔗糖、肌醇、果糖、麦芽糖、海藻糖、腐胺、亚精胺、精胺、尸胺及其组合和它们的盐。
本发明还涉及用作用于制备本发明的稳定的水性硅酸盐组合物或本发明的稳定的稀释的水性硅酸盐溶液的成分的渗压剂化合物溶液，其特征在于所述渗压剂化合物溶液包含选自N-甲基化的化合物的至少一种第二渗压剂化合物。任选地,所述渗压剂化合物溶液还可以包含选自尿素和糖醇及其组合的第一渗压剂。
任选地，所述渗压剂化合物溶液还可以包含第三渗压剂化合物，其选自：牛磺酸、肌酸、胆碱硫酸酯、甘油磷酰胆碱、磷酸二甘油酯、三甲铵基乙内盐的锍基类似物、二甲基巯基丙酸、四氢甲基嘧啶羧酸、羟基-四氢甲基嘧啶羧酸、脯氨酸、缬氨酸、天门冬氨酸、异亮氨酸、甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸、蔗糖、肌醇、果糖、麦芽糖、海藻糖、腐胺、亚精胺、精胺、尸胺及其组合和它们的盐。
本发明的特别的和优选的方面在所附的独立权利要求和从属权利要求中列出。
尽管在本领域已经对硅酸盐组合物作出了持续的改进、变化和发展，但是相信本发明的理念代表实质上的新的和新颖的改进，其包括背离现有技术的实践导致提供这种性质的更有效、稳定和可靠的组合物。
本发明的教导允许设计用于提供溶解的硅酸盐的改进的方法和产品。结合附图，从下面的详细描述，本发明的上述的和其它特性、特征和优点将变得显而易见，在附图中，其通过示例的方式显示本发明的原理。这种描述仅用于示例的目的，而不是限制本发明的范围。下面引用的参考附图请参照附图。
附图说明
图1为显示在使用不同浓度的抗真菌剂1和/或本发明的组合物的三种不同的田间测试中早疫病链格孢（Alternaria solani）感染的马铃薯的马铃薯产量增加的图。
图2为显示葡萄的白粉病（powdery mildew）感染的严重性的图：(A)：未处理的葡萄；(B)：用1L/ha的本发明的组合物处理的葡萄。
图3为显示在没有使用(空白柱)和使用(斜线柱)含有不同浓度的抗真菌剂的0.65L/ha的本发明的组合物的三种不同的田间测试中的马铃薯叶的晚疫病感染的减少的图。
图4为显示在含有0.65L/ha的本发明的组合物的抗真菌剂的三个不同的喷雾项目中的晚疫病感染的马铃薯的马铃薯产量增加的图。
图5为显示对于从果园中没有使用(空白柱)和使用(斜线柱)2L/ha的本发明的组合物进行的田间测试所收获的水果的质量的效应的图。
图6为显示对于从果园中没有使用(空白柱)和使用(斜线柱)2L/ha的本发明的组合物进行的田间测试所收获的水果的存储病污染的延迟的图。
在不同的图中，相同的附图标记指示相同或类似的要素。
具体实施方式
将关于具体的实施方案和参照某些附图描述本发明，但是本发明并不限于此，而是仅受权利要求限制。描述的附图仅为示意性的，而非限制性的。
应该注意到在权利要求中使用术语“包含”或“包括”不能解释为限制为其后所列举项目的含义，其并不排除其它的要素或步骤。因此，应该解释为详细说明如所提及的所列出的特征、步骤或组分的存在，而不能排除一种或多种其它特征、步骤或组分或其组合的存在或加入。
提供的下面的术语仅用于帮助理解本发明。这些定义不应解释成具有小于本领域的技术人员所理解的范围。
“硅酸盐”指硅酸盐类或硅酸盐粉末。
“总渗压剂浓度”指第一、第二和第三渗压剂化合物的浓度之和。
“作物”可以指任何类型的植物或植物产品，例如水果类、蔬菜类、谷物类、豆科植物类、树、灌木、花、草、根、园林植物、观赏植物和作物植物。
“保护作物”指本发明的产品预防和/或降低和/或最小化太阳和/或热的不希望的作用的能力。太阳和/或热对作物的不希望的作用包括晒伤和热应激,所有的这些可以提高光合作用过程中的蒸腾作用或引起植物产品(例如水果、蔬菜和纤维)的外观损伤。保护作物还指本发明的化合物预防和/或降低和/或最小化遭受虫害和/或对植物产品的损害的能力。
如在本公开中所使用，术语“稳定性”特别指本发明的组合物中的单独的硅酸盐抑制在悬浮液中不聚合(溶胶或凝胶形成)、沉淀、聚集或絮凝或在容器的底部聚结。基于本公开的实际的应用的目的，如果所述聚合或聚结过程如此慢以至于需要花至少5天在无干扰的运输容器中形成可觉察的沉淀，则该悬浮液被认为是稳定的。
在第一方面，本发明涉及一种稳定的水性硅酸盐组合物。
在具体的实施方案中，这种组合物的硅浓度>0.02M且pH>10.8，以及第一渗压剂化合物的摩尔浓度大于硅摩尔浓度的1/4：[第一渗压剂化合物]>0.25[Si]。
在第二方面，本发明涉及一种稳定的稀释的水性硅酸盐溶液。
在具体的实施方式中，本发明的稳定的水性硅酸盐组合物被稀释，从而获得稳定的稀释的水性硅酸盐溶液。稀释可以在所有种类的水中或溶液、乳液、悬浮液或饮料(例如，软饮料、汤、咖啡、茶、果汁或牛奶或其组合)中进行。这样，所述稳定的稀释的水性硅酸盐溶液为原核细胞和真核细胞、植物、动物和人的生物可利用的硅源。
所述稳定的稀释的水性硅酸盐溶液的pH优选为5.0至10.0。例如，包含0.55M的Si的本发明稳定的水性硅酸盐组合物的500倍稀释液，例如，当在自来水中稀释时，pH为7.0至8.0，当在纯化水中稀释时，pH为8.0至9.0。
在具体的实施方案中，所述组合物或其稳定的稀释液伴随有一种或多种载体，例如，吸附在选自导致形成溶液、乳液、凝胶或悬浮液的纤维素、纤维素衍生物、蛋白质、盐、糖、淀粉、改性淀粉、处理过的淀粉、磷酸淀粉及其酯、羟丙基淀粉和水解淀粉和它们的混合物的无毒的载体上。
所述稳定的水性硅酸盐组合物或其稳定的稀释液还特别适合于吸附在一种或多种载体上，例如，增稠剂，其选自白明胶、胶原、面粉、脂肪、谷粒、糖、乳糖、甘露醇、多糖、氨基糖、糖聚合物和凝胶及其混合物。
所述稳定的水性硅酸盐组合物或其稳定的稀释液还特别适合于吸附在一种或多种载体上，例如，珠，其选自藻酸盐、藻酸盐、纤维素和果胶，和其改性物和聚合物，及其混合物。
在具体的实施方式中，所述组合物或其稳定的稀释液吸附在一种或多种载体上，例如，树胶，其选自琼脂、海藻酸、β-葡聚糖、角叉菜胶、达玛树脂(dammar gum)、葡甘露聚糖、瓜尔胶、海藻酸钠和黄原胶，及其混合物。
在第三方面，本发明涉及一种粉末。
在具体的实施方式中，本发明的稳定的水性硅酸盐组合物或其稀释液被蒸发从而获得粉末。
在具体的实施方案中，本发明的粉末伴随有一种或多种载体，例如，如，吸附在无毒的载体或树胶上，或者吸附在载体(例如增稠剂或珠)上。
在第四方面，本发明涉及所述用途。
正如从上面的描述中可以理解，所述稳定的水性硅酸盐组合物或其稳定的稀释液可以作为生物可利用的硅源用于微生物、植物、动物和人体用途的广泛的应用。
在具体的实施方案中，所述稳定的水性硅酸盐组合物或其稳定的稀释液用于生产作物。除了溶解的硅酸盐之外，所述组合物或其稳定的稀释液可以进一步包含植物保护化合物、杀虫剂、生长调节剂或用于作物生产中的其它化合物。更具体而言，所述组合物可以用作肥料，例如，液体肥料或叶面施肥或滴灌中的植物保护化合物。另外，例如，其在灌溉流中混合(“滴灌施肥”)、在土壤滴灌施肥中混合或通过液体注入而混合。例如，其可以使用喷液机、旋转圆盘施肥机(spinning discspreader)、撒播机(drop spreader)、沟灌和漫灌、表面涂布和水流涂布(water run application)。
在另一具体的实施方案中，所述稳定的水性硅酸盐组合物或其稳定的稀释液用于药物组合物或治疗制剂中，或用于制备药物组合物或治疗制剂，例如在软膏、乳膏、乳状液、凝胶、水基液体、乳液、溶液、洗液、面膜、贴剂、喷雾剂、饮料(drink)、饮料(beverage)、糖浆、胶囊、药丸、药片、软凝胶等。
在另一具体的实施方案中，所述稳定的水性硅酸盐组合物或其稳定的稀释液用于化妆品组合物中或用于制备化妆品组合物。
在另一具体的实施方案中，所述稳定的水性硅酸盐组合物或其稳定的稀释液用于食品或饲料补充剂中或用于制备食品或饲料补充剂。
在第五方面，本发明涉及用作用于制备本发明的稳定的水性硅酸盐组合物或本发明的稳定的稀释的水性硅酸盐溶液的成分的渗压剂化合物溶液，其特征在于所述渗压剂化合物溶液包含选自尿素和糖醇及其组合的至少一种第一渗压剂化合物。在具体的实施方案中，所述渗压剂化合物溶液可以为，例如，包含尿素或糖醇或者这二者的水溶液，以及选自N-甲基化的化合物的第二渗压剂化合物任选地存在于上述后面的渗压剂化合物溶液中或加入到上述后面的渗压剂化合物溶液中。
在优选的实施方案中，本发明的渗压剂化合物溶液用作用于制备本发明的稳定的水性硅酸盐组合物或本发明的稳定的稀释的水性硅酸盐溶液的成分，其特征在于所述渗压剂化合物溶液包含选自N-甲基化的化合物的至少一种第二渗压剂化合物。在具体的实施方案中，所述渗压剂化合物溶液可以为，例如，包含N-甲基化的化合物的水溶液，以及选自尿素和糖醇及其组合的第一渗压剂化合物任选地存在于上述后面的渗压剂化合物溶液中或加入到上述后面的渗压剂化合物溶液中。
所述N-甲基化的化合物为，例如，选自三甲铵基乙内盐、肉碱、N-甲基丙氨酸、三甲基氨基丁酸、脯氨酸-甜菜碱、肌氨酸、N-甲基-甘氨酸、N,N-二甲基甘氨酸、N-甲基天门冬氨酸、丙氨酸-甜菜碱、组氨酸-甜菜碱、N-甲基牛磺酸、胆碱、胆碱衍生物及其盐、三甲胺-N-氧化物(TMAO)及其组合和它们的盐的N-甲基化的化合物。
在第六方面，本发明涉及有助于制备本发明的稳定的水性硅酸盐组合物或本发明的稳定的稀释的水性硅酸盐溶液的成套部件，所述成套部件包含至少一种碱金属硅酸盐和选自尿素和糖醇及其组合的至少一种第一渗压剂。
任选地，所述成套部件还可以包含选自N-甲基化的化合物的第二渗压剂化合物。
本发明还涉及有助于制备本发明的稳定的水性硅酸盐组合物或本发明的稳定的稀释的水性硅酸盐溶液的成套部件，所述成套部件包含至少一种碱金属硅酸盐和选自N-甲基化的化合物的至少一种第二渗压剂。
任选地,所述成套部件还可以包含选自尿素和糖醇及其组合的第一渗压剂。
所述N-甲基化的化合物为，例如，选自三甲铵基乙内盐、肉碱、N-甲基丙氨酸、三甲基氨基丁酸、脯氨酸-甜菜碱、肌氨酸、N-甲基-甘氨酸、N,N-二甲基甘氨酸、N-甲基天门冬氨酸、丙氨酸-甜菜碱、组氨酸-甜菜碱、N-甲基牛磺酸、胆碱、胆碱衍生物及其盐、三甲胺-N-氧化物(TMAO)及其组合和它们的盐的N-甲基化的化合物。
在第七方面，本发明涉及一种用于制备稳定的水性硅酸盐组合物的方法。
在具体实施方案中，本发明的稳定的水性硅酸盐组合物的制备方法涉及用最少两种选择的渗压剂使其稳定。这种制备方法包括，例如，如下步骤。
首先，使碱性硅酸盐或二氧化硅粉末完全增溶在强碱性氢氧化物中。或者，还可以使用增溶的碱性硅酸盐。因此获得浓缩的硅溶液，其中硅浓度大于，例如，3M Si。优选地，pH随着碱性氢氧化物的加入而升高，直至pH大于12.5。接着，在包含糖醇(例如，甘油)、尿素或这二者的混合物的溶液中稀释这种强碱性硅酸盐。获得澄清的溶液。然后，加入第二N-甲基化的渗压剂。此时，可以加入其它任选的渗压剂。优选地，获得的硅浓度为0.02M至1.6M。使溶液在室温下保持。这种最终的制剂在矿泉水、纯化水或自来水中的二十倍或更高倍数的稀释物产生澄清的溶液，在室温下稳定至少2周。
在具体的实施方案中，所述方法进一步包括如下步骤：以高于1%且优选在5%至20%之间的浓度加入来自植物或动物源的omit(碱性)可溶性蛋白质或蛋白质水解物。在纯化水中稀释后，加入所述蛋白质。溶液的蒸发产生包含生物可利用的硅酸盐的粉末。
在第八方面，本发明涉及一种保护作物的方法。
在具体的实施方案中，用本发明的组合物处理作物，例如，包含溶解的硅酸盐作为如上所述的生物可利用的硅酸盐的源的组合物。更具体而言，还可以用本发明的组合物处理作物，所述组合物包含溶解的硅酸盐作为生物可利用的硅酸盐的源以及一种或多种植物保护化合物、杀虫剂、生长调节剂或其它用于作物生产的化合物。通过向生长作物的田地以所需的剂量提供本发明的组合物而保护作物。
实施例
实施例1
硅酸钾：0.9M Si
甘油：10%(v/v)
尿素：20%(w/v)
三甲铵基乙内盐：5%(w/v)
在水中形成100体积%(pH13.0)
实施例2
硅酸钾：0.25M Si
甘油：25%(v/v)
尿素：5%
三甲铵基乙内盐：3%
在水中形成100体积%(pH12.3)
实施例3
硅酸钾：0.5M Si
甘油：25%
尿素：20%
硝酸钾：6%
三甲铵基乙内盐：3%
在水中形成100体积%(pH12.9)
实施例4
硅酸钾：0.5M Si
甘油：20%
N-甲基-甘氨酸：6%
尿素：20%
在水中形成100体积%(pH12.8)
实施例5
硅酸钾：0.3M Si
甘油：20%
尿素：20%
山梨糖醇：5%
二甲基甘氨酸：5%
硝酸钾：5%
在水中形成100体积%(pH12.5)
实施例6
硅酸钠：0.3M Si
甘油：10%
三甲铵基乙内盐：3%
甘露醇：10%
在水中形成100体积%(pH12.4)
实施例7
硅酸钠：0.55M Si
甘油：15%
三甲铵基乙内盐：12%
蔗糖：10%
在水中形成100体积%(pH13.0)
实施例8
硅酸钾：0.55M Si
甘油：20%
TMAO(三甲胺-N-氧化物)：6%
三甲铵基乙内盐:6%
在水中形成100体积%(pH12.8)
实施例9
硅酸钾：0.25M Si
三甲铵基乙内盐：6%
L-脯氨酸:10%
甘油：10%
在水中形成100体积%(pH12.5)
实施例10
硅酸钾：0.5M Si
三甲铵基乙内盐：6%
甘油：20%
氯化胆碱：20%
在水中形成100体积%(pH12.9)
实施例11
硅酸钠：0.3M
甘油：25%
三甲铵基乙内盐：6%
山梨糖醇:8%
在水中形成100体积%(pH12.3)
实施例12
硅酸钾：0.3M Si
甘油：10%
尿素：10%
三甲铵基乙内盐：1%
在水中形成100体积%(pH12.9)
实施例13
硅酸钾：0.3M Si
甘油：15%
尿素：10%
TMAO(三甲胺-N-氧化物)：1%
硅酸锂：0.02% Si
在水中形成100体积%(pH12.9)
实施例14
硅酸钾：0.535M Si
甘油：20%(v/v)
三甲铵基乙内盐：5%(w/v)
尿素：10%(w/v)
在水中形成100体积%(pH12.9)
实施例15：包含硅酸盐而不包含相容的溶质的组合物的制备
将硅酸钾(2.15M Si,pH13)在纯化水(pH6.4)、自来水(pH6.6)、矿泉水(pH7.0)、用于温室中的工艺用水(pH6.5)、液体植物养分混合物中稀释1000倍，并在2天内在室温下稳定之后，使用钼蓝法测量最终的硅酸(单硅酸或硅酸盐)浓度。SiF6被用作Si的标准对照。仅仅在纯化的水中的稀释液产生可接受的值(超过60%的单硅酸或单硅酸盐检测)。其它的检测值大于50%或以下。因此，显而易见的是用于植物营养的稀释的硅酸盐实际上为悬浮液中增溶的单硅酸盐、聚合的硅酸盐和沉淀的硅酸盐的混合物。
实施例16：用没有渗压剂的对照的硅酸溶液处理的作物的持水容量
在仔细观察用包含硅酸且不包含渗压剂的对照溶液处理的尿素之后，开发了一种测试。令人惊奇地，检测到用小剂量(小于1mM)的单硅酸(溶液1)处理（一周两次）的植物生长的叶保持水分的时间比对照植物的更长。收获(采摘)叶并在室温或在40℃下干燥。结果的解释直接且快速。收集(摘取)在硅施用期间新形成的三至六周龄的叶，并仔细散开在塑料片上在户外干燥。对照(未用硅酸处理)的叶比用硅处理的叶收缩并干燥得快得多。
为了制备(对照)硅酸溶液，在pH小于2.0的强酸中首先快速水解浓缩的硅酸钾溶液(pH13.0)，以获得硅酸(0.535M Si)。将这种浓缩的溶液直接在纯化水中稀释，产生包含低得多的浓度的低聚物和单硅酸的溶液，以在稳定性的渗压剂不存在的情况下抑制聚合(溶液1)。将同样浓缩的硅酸钾溶液在pH为6.5的工艺用水中稀释至0.7mM Si浓度，作为在没有渗压剂的工艺用水中稀释的硅酸盐。(溶液2)
在5周内每周一次用工艺用水稀释液(溶液2)处理(叶喷)五周龄的芹菜植物。使用剪刀从3棵植物采集叶，并在室温下在塑料片上干燥。在1小时后，叶开始卷曲，而处理过的叶保持它们原来的形状。
在1天后，差异更加明显。对照(未处理)和溶液2处理的植物收缩，它们的颜色开始变苍白并可见干枯的边缘，而溶液1(硅酸)处理的植物仍然保持它们原来的形状和颜色。
实施例17：用实施例14的组合物处理的作物的持水容量
将实施例14的组合物在自来水中稀释直至硅浓度达到0.7mM，意味着750倍稀释。
制备了4个对照制剂：
Figure BDA00002213778900231
如上所述，用芹菜植物进行实验。在室温下使芹菜叶在塑料片上干燥2天之后，两组叶显示明显更好的持水容量特性，即，对照1组和已经使用实施例14的组合物处理的组。未处理组(对照4)显示完全收缩的叶。使用对照2和3制剂的处理显示收缩的叶类似于未处理组(对照4)的收缩的叶，但是叶边缘干枯的程度较低，并且保持更多的绿色。对照1组与已经使用实施例14的组合物处理的组之间具有明显的相似性。在这些组中，芹菜叶的形态和形状几乎没有受到影响，它们的颜色最好地保留，并且它们仍然具有弹性。这种实验显示硅酸和由浓缩的碱制备的以及用特别的相容的溶质稳定的稀释的硅酸盐的叶面施肥显示对叶类似的生物效应。单独的硅酸(对照1)不需要渗压剂，而单独的渗压剂(对照2)不能够导致相同的效果。这种实验还显示向硅酸盐溶液中加入渗压剂(即，实施例14的组合物)对赋予予植物保护性能是必要的，因为在不存在渗压剂(即，对照3)时，没有观察到任何植物保护性能。
这表明：渗压剂稳定的可溶性硅酸盐的施用导致更高的保水性，因此，植物受激产生特定结构以表现这种关键的活性。
实施例18：使用以0.375%浓度的实施例1的组合物的稀释液的田间测试
应用实施例1的组合物以测试蔬菜的干物质的含量。在该田间测试中，种植芹菜的地块每隔10天接收实施例1的组合物以0.375％的比率(意味着266倍稀释)在水中的稀释物的4次叶喷。收获时，测量产率和汁液的体积(表1)。固态物质的含量计算为茎的重量与汁液的量之间的差异。
表1：用实施例1的组合物处理芹菜种植地块的结果。
  处理   茎重量(g)   汁液体积(ml)   固态物质%
  未处理的   650   550   16
  处理的   950(=+46%)   450   47
用所述组合物的处理不仅仅增加了茎重量，还增加了固态物质的含量。固态物质的增加使得新鲜收割的芹菜具有更长的贮存期(进一步的评估已经显示：与未处理的植物相比，用实施例1的组合物处理的芹菜的收割植物保持新鲜增加6天)。
实施例19
组合物在水中的稀释液包含：
硅酸钾：0.03M Si
胶原水解产物：20%(w/v)
三甲铵基乙内盐：5%(w/v)
木糖醇：8%(w/v)
在低于70℃的温度下使pH为7.5的溶液快速蒸发形成粉末。
实施例20
组合物在水中的稀释液包含：
硅酸钾：0.01M Si
胆碱：0.5%(w/v)
甘露醇：2%(w/v)
脯氨酸：5%(w/v)
肉碱：2%(w/v)
硼酸：0.15%(w/v)
柠檬酸：0.1%
硒酸钠：0.01%(w/v)
将该pH为6.8的溶液在饮用水中稀释供动物使用。
实施例21
组合物在水中的稀释液包含：
硅酸钾：180mM Si
三甲铵基乙内盐：0.1%(w/v)
TMAO(三甲胺-N-氧化物)：0.9%(w/v)
天门冬氨酸：0.5%(w/v)
尿素：0.2%(w/v)
硝酸钾：2%(w/v)
杀真菌剂
pH为6.3的这种溶液用作肥料和用于植物的渗压剂源。
实施例22
将1升的实施例9的组合物吸附在0.5kg的纤维素和0.75kg的瓜尔胶的混合物上。所得的膏状物用作硅和渗压剂源，并与动物饲料混合。
实施例23：使用实施例12的组合物处理早疫病链格孢感染的马铃薯的田间测试
这种组合物用于降低抗真菌剂的比率。
结果示于图1中,其中,(A)：用福美锌76WG(1.5kg/ha)和无实施例12的组合物的田间测试；(B)：用福美锌76WG(1.5kg/ha)和实施例12的组合物(0.39L/ha)的田间测试；(C)：用福美锌76WG(2.5kg/ha)和无实施例12的组合物的田间测试。
将0.5%的这种实施例12的组合物(意味着250倍的稀释，等于0.39L/ha)加入到60%的批准比例(authorised rate)的接触型杀真菌剂中使得达到相同的效率(使用1.5kg/ha的杀真菌剂代替2.5kg/ha的杀真菌剂)。在被早疫病链格孢感染的马铃薯上进行田间测试。五次处理，喷雾体积为260L/ha。
实施例24：使用实施例12的组合物处理白粉菌(E.necator)感染的葡萄的田间测试
实施例12的组合物用于白粉病白粉菌(powdery mildew Erysiphenecator)感染的葡萄上的田间测试。七次处理，喷雾体积为400L/ha。
结果示于图2中。单独的0.25%的实施例12的组合物(意味着500倍的稀释液，等于1L/ha)使白粉病的感染的严重性降低54%。
实施例25：使用实施例12的组合物处理晚疫病感染的马铃薯的田间测试
将实施例12的组合物用于对马铃薯进行的田间测试，以控制晚疫病(马铃薯晚疫病(Phytophtora infenstan))，单独施用三种不同类型的杀真菌剂(内吸收型、接触型、治疗型)，以及与实施例12的组合物(0.25%的比率，意味着250倍稀释液)的组合。
结果示于图3中,其中,(A)：用内吸杀真菌剂1(霜霉威(propamocarb)72SL，1.0L/ha)的田间测试；(B)：用接触型杀真菌剂2(福美锌76WG，3.0kg/ha)和实施例12的组合物(0.39L/ha)的田间测试；(C)：用接触型杀真菌剂3(2.0kg/ha)的田间测试。
将0.25%的实施例12的组合物(意味着500倍稀释，等于0.65L/ha)加入到喷雾混合物中产生对抗晚疫病的60%至200%的更高的效率，而不论杀真菌剂的类型。在试验1中，杀真菌剂1具有60%的效率，而杀真菌剂1+实施例12的组合物具有80%的效率。因此，实施例12的组合物在试验1中使杀真菌剂1的效率提高30%，在试验2中使杀真菌剂2的效率提高50%，以及在试验3中使杀真菌剂3的效率提高200%。在用260L/ha的喷雾体积8次处理后对叶进行评估，在未处理的叶中50%的叶被感染。
实施例26：使用实施例12的组合物对马铃薯的田间测试
实施例12的组合物的500倍稀释液用于对马铃薯进行田间测试，评估由于11次施用0.65L/ha的实施例12的组合物的商业产量的增加。使用三种不同的杀真菌剂的喷雾项目，已经评估了实施例12的组合物对产量的影响。
结果示于图4中,其中,(A)：使用内吸杀真菌剂1(霜霉威72SL，1L/ha)的喷雾项目；喷雾项目(B)：使用接触型杀真菌剂2(福美锌76WG，3kg/ha)的喷雾项目；喷雾项目(C)：使用接触型杀真菌剂3(2L/ha)的喷雾项目。未处理的商业产量为20.0t/ha,以及由于实施例12的组合物引起的产量的增加为2.1%至16.1%。
实施例27：使用实施例12的组合物对李树(布拉斯李树)的田间测试
将实施例12的组合物的400倍稀释液用于在李树(变种布拉斯李树1725)上进行的田间测试，以评估本发明的组合物对于收获时和存储期间产生的水果的质量参数的影响。在收获前每隔一周以0.25%的比率施用实施例12的组合物四次。通过评估酸度(图5，A)、颜色(绿色更淡)(图5，B)、色素沉着(图5，C)、被疾病念珠菌污染的水果的百分比(图5，D)、过成熟水果的百分比(图5，E)和具有果柄的水果(图5，F)，在收获时实施例12的组合物的影响是显著的。与未处理的水果相比，本发明提高了水果的所有的质量参数。
从用实施例12的组合物处理的树上收获的水果对存储疾病念球菌具有更高的抵抗力，使得存储的天数比对照多额外的六天（图6）。
应该理解尽管在本文中描述了本发明的组合物的优选的实施方案和特定的浓度和稀释液，以及用于制备它们的方法，但是可以作出形式上和具体的多种变化或修改。例如，尽管在本发明中描述了例如浓缩的组合物，本发明还涉及这种浓缩的组合物的任何可能的稀释液。

Claims (19)

1.一种稳定的包含碱金属硅酸盐的水性硅酸盐组合物，其特征在于，所述组合物包含：
选自尿素和糖醇及其组合的至少一种第一渗压剂化合物，
选自N-甲基化的化合物的至少一种第二渗压剂化合物，
和另外的第三渗压剂化合物，其选自：牛磺酸、肌酸、胆碱硫酸酯、甘油磷酰胆碱、磷酸二甘油酯、三甲铵基乙内盐的锍基类似物、二甲基巯基丙酸、四氢甲基嘧啶羧酸、羟基-四氢甲基嘧啶羧酸、脯氨酸、缬氨酸、天门冬氨酸、异亮氨酸、甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸、蔗糖、肌醇、果糖、麦芽糖、海藻糖、腐胺、亚精胺、精胺、尸胺及其组合和它们的盐。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述第一渗压剂化合物选自甘油、右旋肌醇甲醚、半乳糖醇、塔罗糖醇、赤藻糖醇、苏糖醇、阿糖醇、木糖醇、核糖醇、甘露醇、山梨糖醇、卫矛醇、艾杜糖醇、麦芽糖醇、乳糖醇、聚乙二醇及其组合。
3.根据权利要求1-2所述的组合物，其中，所述N-甲基化的化合物选自三甲铵基乙内盐、肉碱、N-甲基丙氨酸、三甲基氨基丁酸、脯氨酸-甜菜碱、肌氨酸、N-甲基-甘氨酸、N,N-二甲基甘氨酸、N-甲基天门冬氨酸、丙氨酸-甜菜碱、组氨酸-甜菜碱、N-甲基牛磺酸、胆碱、胆碱衍生物、三甲胺-N-氧化物(TMAO)及其组合和它们的盐。
4.根据权利要求1-3所述的组合物，进一步包含选自肥料、植物保护化合物、杀虫剂、生长调节剂、辅助剂、矿物、杀生物剂、洗涤剂、乳化剂、饲料或食品添加剂、饲料或食品补充剂及其组合的一种或多种添加剂。
5.根据权利要求1-4所述的组合物，包含小于10mM的多价金属离子。
6.根据权利要求1-5所述的组合物，其中，所述组合物的pH为大于10.8。
7.根据权利要求1-6所述的组合物，其中，所述硅的浓度为0.02M至1.6M硅。
8.根据权利要求1-7所述的组合物，其中，所述第一渗压剂化合物以至少1%(w/v)的浓度存在。
9.根据权利要求1-8所述的组合物，其中，所述总的渗压剂浓度为小于70%(w/v)。
10.根据权利要求1-9所述的组合物，伴随有至少一种载体。
11.通过稀释权利要求1-10所述的稳定的水性硅酸盐组合物至少100倍可获得的稳定的稀释的水性硅酸盐溶液。
12.根据权利要求11所述的稳定的稀释的水性硅酸盐溶液，其pH为5.0至10.0。
13.根据权利要求11-12所述的稳定的稀释的水性硅酸盐溶液，伴随有至少一种载体。
14.通过以下方法可获得的粉末，所述方法包括蒸发权利要求1-10所述的稳定的水性硅酸盐组合物或权利要求11-12所述稳定的稀释的水性硅酸盐溶液直至获得干燥的粉末的步骤。
15.权利要求1-10所述的稳定的水性硅酸盐组合物或权利要求11-13所述的稳定的稀释的水性硅酸盐溶液的用途，用于保护作物或制备药物组合物或化妆品组合物或食品或饲料补充剂。
16.有助于制备权利要求1-10所述的稳定的水性硅酸盐组合物或权利要求11-13所述的稳定的稀释的水性硅酸盐溶液的成套部件，所述成套部件包含：
-至少一种碱金属硅酸盐；和
-选自尿素和糖醇及其组合的至少一种第一渗压剂。
17.有助于制备权利要求1-10所述的稳定的水性硅酸盐组合物或权利要求11-13所述的稳定的稀释的水性硅酸盐溶液的成套部件，所述成套部件包含：
-至少一种碱金属硅酸盐；和
-选自N-甲基化的化合物的至少一种第二渗压剂。
18.一种用作用于制备权利要求1-10所述的稳定的水性硅酸盐组合物或权利要求11-13所述的稳定的稀释的水性硅酸盐溶液的成分的渗压剂化合物溶液，其特征在于，所述渗压剂化合物溶液包含选自尿素和糖醇及其组合的至少一种所述第一渗压剂化合物。
19.一种用作用于制备权利要求1-10所述的稳定的水性硅酸盐组合物或权利要求12-13所述的稳定的稀释的水性硅酸盐溶液的成分的渗压剂化合物溶液，其特征在于，所述渗压剂化合物溶液包含选自N-甲基化的化合物的至少一种所述第二渗压剂化合物。
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