CN103598241B - 处理土壤的组合物和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及处理土壤的方法，所述方法提高或促进微生物活性。

Description

处理土壤的组合物和方法

本申请是国际申请号为PCT/US2010/001094，国际申请日为2010年4月13日，进入中国国家阶段的申请号为201080040367.6，名称为“控制线虫和土传病害的组合物和方法”的发明专利申请的分案申请。

本申请是2009年9月9日提交的同在审理中的美国申请序列号12/585,232的部分继续申请，美国申请序列号12/585,232是基于2008年2月6日提交的PCTUS2008/01530的国家阶段申请美国申请序列号12/449,358的部分继续申请，该PCT申请要求2007年2月6日提交的美国临时申请60/899,625的优先权，通过引用将这些文献的全部内容纳入本文。

技术领域

本发明涉及利用包含高含萜油和一种或多种表面活性剂的组合物控制线虫和土传病害的组合物和方法。本发明还涉及使用公开的组合物增加植物根部可进行水利用的湿土体积的方法。本文引用的所有参考文献、专利和出版物均通过引用全文纳入本文。

背景技术

“蛔虫”或“线虫”(线虫动物门)是假体腔动物中最多样化的门，也是所有动物中最多样化的类群之一。已经记载了超过80,000个种，其中超过15,000种是寄生动物。据估算，已记载和未记载的线虫总数可能超过500,000种。与刺胞动物或扁虫动物不同，线虫具有两端类似管道的消化系统。

线虫已成功适应了基本上所有的生态环境，从海洋到淡水，从极地区域到热带，以及从最高海拔到最低海拔。它们广泛分布于淡水、海洋和陆地环境，无论从个体数量还是从种类数量来看，它们的数量常常超过其它动物，并且在从南极洲到海沟的各种地方都有它们的踪迹。例如，它们占地球海床上所有生命的90%。多种寄生形式包括大部分植物和动物(包括人类)中的病原体。根据种类不同，线虫可能对植物健康有益或有害。

从农业角度看，有两类线虫：捕食性线虫，它们会杀死园林病虫害如切根虫；和有害线虫，如攻击植物的根结线虫。

可购得捕食性线虫作为虫害控制的有机形式。

植物与线虫抗性物种或品种的轮种是控制寄生线虫侵扰的一种手段。例如，在生长了一季或多季的金盏花(效果累加)可用于控制线虫。另一种手段是用天然对抗物如真菌粉红粘帚霉(Gliocladiumroseum)处理。壳聚糖是天然生物控制剂，其引发植物防御应答来破坏大豆、玉米、制糖甜菜、马铃薯和番茄根部的寄生包囊线虫，但不破坏土壤中的有益线虫。

杀线虫剂是可用于杀死或控制线虫的药剂。一种常见的杀线虫剂获自印度楝树饼，这是印度楝树的果实和果仁经冷压榨获得的残渣。这种树在世界各地有不同叫法，在印度自古就有种植，现已遍布世界。食线虫真菌是一类食肉真菌，它们也可用于控制线虫，拟青霉属则是一个例子。

1985年以前，持久性卤烃DBCP是广泛使用的杀线虫剂和土壤熏蒸剂。然而，发现与男性农场工人不育的关联后，该物质已被禁用。除化学品外，可利用土壤蒸汽处理杀死线虫。可将过热的蒸汽导入土壤，使得几乎所有有机材料都变质。

尽管尝试控制线虫和其它土传病害，但尚未满足对控制和阻止不良线虫有害生物和其它土传病害的有效的杀线虫剂和土传病害控制组合物的大量需求。

发明概述

在某些实施方式中，本发明涉及杀死、控制或驱除土壤中存在的植物有害生物的方法。目标有害生物是影响植物的一种或多种土传病害的病原体。在某些优选实施方式中，有害生物包括但不限于：线虫(Nematodes)、疫霉属(Phytophthora)、镰刀菌属(Fusarium)、腐霉属(Pythium)、丝核菌属(Rhizoctonia)、核盘菌属(Sclerotinia)、欧文氏菌属(Erwinia)和轮枝孢属(Verticillium)。本发明方法包括选择需要处理的土壤和向所选需要处理的土壤中施用有效量的包含一种或多种表面活性剂和一种或多种高含萜油(highterpenecontainingoil)的组合物的步骤，从而杀死选择进行处理的土壤中的植物有害生物。

在某些实施方式中，选择土壤的步骤包括鉴定其中目标有害生物中任何一种的含量足以危害或降低该土壤中种植植物生长的土壤。在某些实施方式中，选择土壤的步骤包括鉴定其中所述有害生物中任何一种的含量足以降低该土壤中种植植物产量的土壤。

在某些实施方式中，根据该土壤中的在先种植，确定所述有害生物中任何一种在该土壤中的含量足以危害该土壤中种植的植物或降低该土壤中种植植物的产量或生长，从而鉴定需要处理的土壤。

在某些优选实施方式中，准备杀死、控制或驱除的土壤中的植物有害生物是疫霉属。在某些优选实施方式中，准备杀死的土壤中的植物有害生物是根结线虫。

在某些实施方式中，本发明涉及增加湿土体积，以使该土壤中种植的植物根部可摄取的水量增加的方法。在某些实施方式中，所述方法包括选择需要处理的土壤并将有效量的包含一种或多种表面活性剂和一种或多种高萜基油的组合物施用于需要处理的土壤，从而增加湿土体积，以使该土壤中种植的植物根部可摄取的水量比未处理土壤有增加。

在某些实施方式中，与未经处理的土壤中水的侧向移动相比，经处理的土壤中水的侧向移动增加。

在某些实施方式中，与未经处理的土壤相比，该处理通过增加植物根区的水含量提高所述土壤中种植植物可利用的水量。

在某些实施方式中，与未处理土壤相比，经处理土壤中植物根部可进行水摄取的湿土体积增加至少约5%、至少约10%、至少约15%、至少约20%、至少约25%、至少约30%或至少约33%。

在某些实施方式中，本发明涉及包括以下步骤的方法：提供包含一种或多种表面活性剂和一种或多种高含萜油的浓缩物；将所述浓缩物注入滴灌系统中以稀释所述浓缩物；并将所述稀释的浓缩物通过所述滴灌系统施用于土壤。在某些实施方式中，施用所述浓缩物的速率为约每英亩2夸脱至约5加仑。在某些实施方式中，在农场灌溉系统的中心点使用注入器，或者在特定地块需要接受处理时，种植者可在该地块使用局部注入器。泵所在的中央点的注入器大部分由电力驱动，而区域内没有电力供应的注入器可使用从系统中排出的少量水的压力来驱动。注入器可与罐联用以容纳该产品。种植者可将注入器系统安置在轮上，以便拖动到地块中需要该系统的区域。这能通过在多个区域使用一套系统而降低成本。

在某些实施方式中，本发明涉及滴灌系统，其中所述滴灌系统中的水包含一种或多种表面活性剂和一种或多种高含萜油。在某些实施方式中，所述滴灌系统中的水直接输送给土壤，而不直接施用于植物或植物的任何部分。在某些实施方式中，在种植前将所述水输送至土壤。在某些实施方式中，在种植后将所述水输送给土壤。在某些实施方式中，种植包括转基因植物。在某些实施方式中，种植包括非转基因植物。

在某些实施方式中，本发明涉及在滴灌系统中通过滴灌器提高水输送的均匀性的方法，所述方法包括以下步骤：提供包含一种或多种表面活性剂和一种或多种高含萜油的浓缩物；将所述浓缩物注入滴灌系统，从而稀释所述浓缩物；通过所述滴灌系统将所述稀释的浓缩物施用于土壤，其中与用浓缩物处理之前该滴灌系统的水输送相比，该滴灌系统的水输送均匀性提高。

在某些实施方式中，本发明涉及滴灌系统去矿化的方法，所述方法包括以下步骤：提供包含一种或多种表面活性剂和一种或多种高含萜油的浓缩物；将所述浓缩物注入滴灌系统，从而稀释所述浓缩物；通过所述滴灌系统将所述稀释的浓缩物施用于土壤，其中与用浓缩物处理之前的滴灌系统相比，该滴灌系统含有较少的矿物沉淀或水垢。本发明方法改进了滴灌系统的用水效率。

在某些优选实施方式中，滴灌器相互比较时，用本发明浓缩物处理之前，滴灌系统中单一滴灌器输送的水体积相差至少约10%、至少约20%、至少约30%或至少约35%。

在某些实施方式中，本发明组合物直接施用于土壤，而不是植物或植物的任何部分。在某些优选实施方式中，本发明组合物通过滴灌系统施用。在某些实施方式中，本发明组合物在种植前通过滴灌施用于土壤。在某些实施方式中，所述组合物在种植后通过滴灌施用于土壤。

在某些实施方式中，本发明组合物通过喷灌施用。在某些实施方式中，本发明组合物通过麦洁(microjet)喷洒器施用。在某些实施方式中，本发明组合物在种植前通过喷灌施用于土壤。在某些实施方式中，所述组合物在种植后通过喷灌施用于土壤。

在某些实施方式中，本发明涉及包含一种或多种表面活性剂和一种或多种高含萜油的组合物。在某些实施方式中，一种或多种高含萜油是柑桔油。在某些实施方式中，所述高含萜油选自下组：橙油、柠檬油、酸橙油、葡萄柚油或红橘油。在优选实施方式中，所述高含萜油是冷压榨的橙油。

在某些实施方式中，所述组合物还包含硼砂。在某些实施方式中，所述组合物是含有约0.5%重量至约5%重量硼砂的浓缩物。在某些实施方式中，所述浓缩物包含约1.0%至约4.5%重量的硼砂。在某些实施方式中，所述浓缩物包含约1.5%至约4.0%重量的硼砂。在某些实施方式中，所述浓缩物包含约2.0%至约3.5%重量的硼砂。在某些优选实施方式中，所述浓缩物包含约2.5%至约3.0%重量的硼砂。

在某些实施方式中，所述组合物还包含肥料。在某些实施方式中，所述组合物还可包含海藻提取物。

在某些实施方式中，所述组合物还包含微量营养素。

在某些实施方式中，所述组合物还包含丙二醇。在某些实施方式中，所述组合物是包含约5%重量至约10%重量的丙二醇的浓缩物。在某些实施方式中，所述浓缩物包含约6%至约9%重量的丙二醇。在某些实施方式中，所述浓缩物包含约8%至约9%的丙二醇。在某些优选实施方式中，所述浓缩物包含约8.8%丙二醇。

在某些实施方式中，所述组合物还包含月桂醇聚醚硫酸酯钠。在某些实施方式中，所述组合物是包含约3%重量至约10%重量的月桂醇聚醚硫酸酯钠的浓缩物。在某些实施方式中，所述浓缩物包含约4%至约9%重量的月桂醇聚醚硫酸酯钠。在某些实施方式中，所述浓缩物包含约5%至约7%月桂醇聚醚硫酸酯钠。在某些优选实施方式中，所述浓缩物包含约6%月桂醇聚醚硫酸酯钠。在某些优选实施方式中，所述月桂醇聚醚硫酸酯钠是CalfoamES-603。

在某些实施方式中，所述组合物还包含仲醇乙氧化物。在某些实施方式中，所述组合物是含有约10%重量至约30%重量仲醇乙氧化物的浓缩物。在某些实施方式中，所述浓缩物包含约15%至约25%重量的仲醇乙氧化物。在某些实施方式中，所述浓缩物包含约18%至约22%仲醇乙氧化物。在某些优选实施方式中，所述浓缩物包含约20%仲醇乙氧化物。在某些优选实施方式中，所述仲醇乙氧化物是Tergitol15-S-9。

在某些实施方式中，所述组合物还包含尿素。在某些实施方式中，所述组合物是含有约0.1%重量至约2.0%重量尿素的浓缩物。在某些实施方式中，所述浓缩物包含约0.5%至约1.5%重量的尿素。在某些实施方式中，所述浓缩物包含约0.8%至约1.2%尿素。在某些优选实施方式中，所述浓缩物包含约1.0%尿素。

在某些实施方式中，所述组合物还包含乙二胺四乙酸四钠(EDTA)。在某些实施方式中，所述组合物是含有约0.1%重量至约2.0%重量EDTA的浓缩物。在某些实施方式中，所述浓缩物包含约0.2%至约1.5%重量的EDTA。在某些实施方式中，所述浓缩物包含约0.3%至约1.0%EDTA。在某些优选实施方式中，所述浓缩物包含约0.5%EDTA。在某些优选实施方式中，所述EDTA是Versene220。

在某些实施方式中，所述组合物还包含对羟基苯甲酸甲酯。在某些实施方式中，所述组合物是含有约0.01%重量至约2.0%重量对羟基苯甲酸甲酯的浓缩物。在某些实施方式中，所述浓缩物包含约0.02%至约1.5%重量的对羟基苯甲酸甲酯。在某些实施方式中，所述浓缩物包含约0.03%至约1.0%对羟基苯甲酸甲酯。在某些优选实施方式中，所述浓缩物包含约0.1%对羟基苯甲酸甲酯。在某些优选实施方式中，所述对羟基苯甲酸甲酯是苯甲酸的甲基酯。

在某些实施方式中，所述组合物还包含对羟基苯甲酸丙酯。在某些实施方式中，所述组合物是含有约0.01%重量至约2.0%重量对羟基苯甲酸丙酯的浓缩物。在某些实施方式中，所述浓缩物包含约0.02%至约1.5%重量的对羟基苯甲酸丙酯。在某些实施方式中，所述浓缩物包含约0.03%至约1.0%对羟基苯甲酸丙酯。在某些优选实施方式中，所述浓缩物包含约0.1%对羟基苯甲酸丙酯。在某些优选实施方式中，所述对羟基苯甲酸丙酯是苯甲酸的丙基酯。

在某些实施方式中，所述组合物还包含橙油。在某些实施方式中，所述组合物是含有约1%重量至约20%重量橙油的浓缩物。在某些实施方式中，所述浓缩物包含约2%至约15%重量的橙油。在某些实施方式中，所述浓缩物包含约5%至约12%橙油。在某些优选实施方式中，所述浓缩物包含约10%橙油。在某些优选实施方式中，所述橙油是瓦伦西亚(Valentia)橙油。在其它优选实施方式中，所述橙油是冷压榨橙油。

在某些实施方式中，所述组合物还包含乙醇。

在某些实施方式中，所述组合物是包含约1%重量至约15%重量乙醇的浓缩物。在某些实施方式中，所述浓缩物包含约2%至约10%重量的乙醇。在某些实施方式中，所述浓缩物包含约3%至约7%乙醇。在某些优选实施方式中，所述浓缩物包含约5.5%乙醇。

在某些实施方式中，所述组合物还包含柠檬酸。在某些实施方式中，所述组合物是含有约0.01%重量至约2.0%重量柠檬酸的浓缩物。在某些实施方式中，所述浓缩物包含约0.02%至约1.5%重量的柠檬酸。在某些实施方式中，所述浓缩物包含约0.03%至约1.0%柠檬酸。在某些优选实施方式中，所述浓缩物包含约0.1%柠檬酸。

在某些实施方式中，所述组合物还包含杀昆虫剂、杀真菌剂、除草剂、杀线虫剂或杀螨剂。

在某些实施方式中，本发明涉及增加或促进土壤中微生物活性的方法，所述方法包括：选择需要处理的土壤并将有效量的包含一种或多种表面活性剂和一种或多种高萜基油的组合物施用至需要处理的土壤；从而与未处理土壤相比，增加或促进选择处理的土壤中的微生物活性。

在某些实施方式中，微生物活性增量为未处理土壤的微生物活性水平的约1.5至约15.0倍。在某些实施方式中，微生物活性增量为未处理土壤的微生物活性水平的约1.5至约10.0倍。在某些实施方式中，微生物活性增量为未处理土壤的微生物活性水平的约1.5至约8.0倍。在某些实施方式中，微生物活性增量为未处理土壤的微生物活性水平的约1.5至约7.0倍。在某些实施方式中，微生物活性增量为未处理土壤的微生物活性水平的约1.5至约6.0倍。

在某些实施方式中，微生物活性用PMN(氮素矿化势)衡量，其单位是μgN/g/单位时间(微克氮/克/单位时间)。在某些其它实施方式中，微生物活性可以用测定微生物活性的其它单位或其它量度来衡量。在某些实施方式中，PMN是的测量单位是μgN/g/周(微克氮/克/周)。

在某些实施方式中，与未处理土壤中种植植物的根部相比，经处理土壤中种植植物的根部发育增加。在某些实施方式中，与未处理土壤中种植植物的根部相比，经处理土壤中种植植物的根部发育受到刺激。

在某些实施方式中，与未处理土壤中种植植物的产量相比，经处理土壤中种植植物的产量增加。

在某些实施方式中，与未处理土壤相比，经处理土壤中水稳定颗粒聚集体的百分数较高。在某些实施方式中，与未处理土壤相比，经处理土壤中水稳定颗粒聚集体的百分数较高且更松散。

在某些实施方式中，本发明组合物的施用速率为约5L/ha至约100L/ha。在某些实施方式中，本发明组合物的施用速率为约5L/ha至约40L/ha。在某些实施方式中，本发明组合物的施用速率为约5L/ha至约30L/ha。在某些实施方式中，本发明组合物的施用速率为约5L/ha至约20L/ha。在某些实施方式中，本发明组合物的施用速率为约10L/ha。在本发明某些实施方式中，该组合物的施用速率为约20L/ha。在某些优选实施方式中，本发明组合物是浓缩物。

在某些实施方式中，在生长季节施用一次本发明组合物于土壤。在其它实施方式中，在生长季节施用两次该组合物于土壤。在其它实施方式中，在生长季节施用多于两次该组合物于土壤。

在某些实施方式中，本发明涉及去矿化施用或输送农业化学品所用设备或容器上的硬化化学物质的方法，该方法包括提供含有一种或多种表面活性剂和一种或多种高含萜油的浓缩物；将所述浓缩物混入或注入所述容器或施用设备，从而疏松和清洁所述容器和施用设备；以使所述设备或容器去矿化。

在某些实施方式中，本发明涉及溶解施用或输送农业化学品所用设备或容器上的硬化化学物质的方法，该方法包括提供含有一种或多种表面活性剂和一种或多种高含萜油的浓缩物；将所述浓缩物混入或注入所述容器或施用设备，从而疏松和清洁所述容器和施用设备；以便溶解所述硬化化学物质。

附图说明

本发明或申请文件包括至少一幅彩色的附图。本专利或专利申请公开的包括彩色附图的副本将根据要求，在支付所需的费用之后提供。

图1：叶片提供极好的覆盖度，以保护免于晒伤(经处理)。与未处理对照相比，疫霉属已停止向其它植株扩散，观察到生长增加。最大植株高度约为17英寸。观察到的开花数量比未处理地块超出8%(开花数量是每单位的开花数量，例如每个植株或一行中每一定距离的开花数量)。经处理植株提供优秀覆盖度，以保护免于晒伤。如图所示，植株总体健康状况优。

图2：在处理的植物中，叶片覆盖内的胡椒难以观察。

图3：未处理植物与其它图片的株龄相同。注意植物叶片看上去有多么硬。最大植株高度为13英寸。

图4：未处理植物不能提供足够的荫影来保护胡椒免遭晒伤。晒伤的胡椒呈黄色。

图5：未处理植物。更多晒伤。注意植物倒伏。本文所称的倒伏是由于根系问题引起植物中的胁迫，造成植物不能基本竖直地生长。这可以是任何相关疾病、土壤贫瘠病症和水分胁迫。

具体实施方式

在某些实施方式中，本发明涉及控制、杀死、驱除或防止线虫和土传病害。这类土传病害包括但不限于镰刀属、腐霉属、丝核菌属、核盘菌属、欧文氏菌属和轮枝孢属。已发现，本文所述组合物在杀伤植物病原性线虫以及土传病害的诱因生物方面令人惊讶地和出乎意料地有效。还发现，本文所述组合物显著提高用该组合物处理的土壤中植物根部可进行水利用的湿土体积。

申请人已发现，本文所述组合物直接施用于土壤时，能杀死线虫，这出乎意料且令人惊讶。

申请人还发现，该组合物能杀死镰刀菌属、腐霉属、丝核菌属、核盘菌属、欧文氏菌属和轮枝孢属，这出乎意料且令人惊讶。

通过滴灌施用时，与形成较垂直的通道不同，该组合物以较横向的方式湿润处理的土壤。结果是植物根部可进行水利用的湿土体积较大，根区下方的排水损失有限。这出乎意料并且令人惊讶。

因为该组合物能增加植物可进行水利用的湿土体积，所以有较大储水量可用于周期性水分胁迫期间，例如植物失水的日常波动或干旱期间。

在水分胁迫期间改进根区膨胀和吸水能力的任何处理提高整个植株的生长和活力、使其更耐包括但不限于线虫等有害生物的攻击的任何处理。包括但不限于螨在内的许多地上有害生物在感知到植物出于胁迫状态时，会加强其攻击并加速其繁殖速率。植物出于胁迫状态对有害生物是食物来源可能耗尽的信号，引起繁殖速率提高。

植物的生长和活力改善导致植物叶片面积快速增加，导致同化作用净速率增加，最终产生更多的光合产物。这会增加种子、果实、可食用叶片或可利用植物部分如草皮叶的产量。

胁迫状态的植物倾向于繁殖性发育，形成种子作为最后的手段并忽视除种子外的其它可食用植物部分例如果实的发育，而这往往是种植该植物的目的。这包括但不限于草莓、核果、梨果、番茄、胡椒、葫芦果。特别为生产种子而种植的植物，例如坚果，在胁迫状态下生长时产生不符合市场需求的较小的种子。

本发明组合物注入滴灌系统时，能提高处理的滴灌系统中单独滴灌器的效率，并使该滴灌系统中单一滴灌器输送的水体积更均一。换言之，用本发明组合物处理后，滴灌系统中的滴灌器头在相同时间内向土壤输送的水量接近相同。这提高了滴灌体积的精确度，并使滴灌系统更有效率，因为这使得种植者能更精确地控制输送至土壤的水量。

滴灌系统中的单独滴灌器和管路内有时可能因矿化或产生矿物质沉淀或水垢而“堵塞”。某些营养素持续施用一段时间时可能出现这种情况。在一些滴灌系统中，滴灌系统中的单独滴灌器输送的水体积可能不同，不同滴灌器的差异可高达约35％。使用含有大量钙和/或矿物质和/或盐的硬水时，滴灌器之间也可能出现差异。

虽然不希望受理论限制，但用本发明组合物处理滴灌系统后改善单独滴灌器之间滴灌体积的均一性的一种解释是该组合物溶解了滴灌系统内随时间推移形成的矿物质沉淀或水垢。因此，用本发明组合物处理后，能减少滴灌系统内矿物质沉淀或水垢的量。结果是，该滴灌系统较少发生堵塞，水流所受限制较少，滴灌器的开口较少发生堵塞或阻塞。

本文所用术语“去矿化”或“去矿物质化”指与本发明组合物处理之前的所研究系统相比，系统中的矿物质沉淀或水垢量减少。

滴灌系统中单独滴灌器之间滴灌体积均一的一项优势是使得种植者能更好地控制通过滴灌器输送至土壤的水量。这是本发明组合物的令人惊讶和出乎意料的特性。

本文所用的高含萜天然油指萜含量至少为50%的天然油。高萜天然油优选含有至少65%萜。合适的高含萜天然油包括来自针叶树的油，如柑桔皮油，优选橙油、葡萄柚油、柠檬油、酸橙油、红橘油或松油。其中优选橙油，最优选冷压榨的橙油。以重量计，优选萜含量为约80%至约95%，还优选约85%至约87%，最优选约90至约97%。也可使用D-柠檬烯(柑桔油或其它天然油中的萜)。

本文所用术语″萜″或″高萜″指广泛分布于自然界，主要分布于植物中的用作精油成分的任何化合物种类。许多萜是烃类，但也可发现含氧化合物如醇、醛或酮(萜类化合物)。它们的结构单元是烃异戊二烯，即CH₂=C(CH₃)-CH=CH₂。某些萜烃类具有分子式(C₅H₈)_n，并且可按照异戊二烯单元数量分类。对萜进行化学修饰，如氧化或碳骨架重排时，所得化合物总称为“萜类化合物”。本文所用术语″萜″包括所有″萜类化合物″。单萜的例子是：蒎烯、橙花醇、柠檬醛、樟脑、薄荷醇、柠檬烯。倍半萜的例子是：橙花叔醇、法呢醇。二萜的例子是：植醇，维生素A₁。鲨烯是三萜的例子，而胡萝卜素(维生素A₁原)是四萜。

在杀死、控制或驱除植物有害生物的方法的语境中，本文所用的″需要处理的土壤″指含有对植物有害的病原体、线虫、真菌、微生物、病毒或其它致病生物的土壤。

在增加湿土体积的方法的语境中，本文所用术语″需要处理的土壤″指经历干旱条件或贫瘠条件，以至于所述土壤中种植植物因根部缺乏足够的可用水而处于胁迫状态的土壤。

本文所用的“鉴定含有本文所述的任何有害生物，其含量足以损害或降低所述土壤中种植植物的生长的土壤”指含有对植物有害的病原体、线虫、真菌、微生物、病毒或其它致病生物的土壤。

在有关植物有害生物的上下文中，本文所用的″控制″指调节或降低植物有害生物的严重程度。

在有关植物有害生物的上下文中，本文所用的″驱除″指驱赶走或挡住植物有害生物。

本文所用的植物的″根区″指植物下方根生长的全部区域。

本文所用术语“除害剂效应”或“除害剂活性”指对目标有害生物的任何直接或间接作用，导致与未处理植物相比，对任何植物部分，包括但不限于植物的种子、根、枝和叶摄食损害降低。

术语″对(第一或第二)有害生物有活性″也具有相同含义。这种直接或间接作用包括诱导有害生物死亡，将该有害生物从任何植物部分(包括但不限于种子、根、枝和/或叶)驱除，抑制有害生物摄食植物种子、根、枝和/或叶或在这些部位产卵，和抑制或防止有害生物繁殖。

″植物有害生物″指已知与植物关联，且关联的结果是对植物健康和活力产生有害影响的任何有机体。植物有害生物包括但不限于：真菌、细菌、病毒、霉菌、昆虫、螨虫和线虫，或对植物健康或活力产生有害作用的任何其它有机体，但哺乳动物、鱼类和鸟类除外。

本文所用术语“植物”包括完整植株和植物部分，如根、枝、茎、叶、芽、苗、发芽种子和种子，以及植株和植物部分内的细胞和组织。

术语″杀虫活性″与除害活性的含义相同，但仅限于所述有害生物是昆虫的情况。

本文所用的植物的″枝和叶″应理解为种子发芽后的枝、茎、叉、叶、芽以及植物茎和叉的其它附属物，包括植物的根。优选将植物的枝和叶理解为由种子长出的植物部分和/或“母体”植物的枝。

本文所用的“种子区域”应理解为大约在种子1英寸范围内的区域。

本文所用术语″水稳定性颗粒聚集体″或″水稳定性颗粒聚集体百分数″是土壤聚集体被雨滴湿润和击打时抵抗瓦解的程度的衡量。使用雨水模拟喷洒器在含有已知重量的土壤聚集体的筛上稳定降雨来测定。不稳定聚集体消解(瓦解)并通过该筛。用留在筛上的土壤分数计算聚集体稳定性百分数。

本文所用术语″氮素矿化势″或″PMN″是土壤微生物群落将结合在复杂有机残留物中的氮转化(矿化)成植物可利用的铵形式的能力的指标。

可利用含水量指土壤中可被植物利用的水量。土壤中的水储量对植物生长而言至关重要。水储存在土壤孔隙中和有机物中。在野外，水储量的湿端始于重力排水停止时(野外容量)。储量范围的干端在‘永久凋萎点’。土壤中保持的不能被植物利用的水称为吸湿水。与沙土相比，粘土倾向于保持更多的水。与粘土相比，沙土倾向于因重力流失更多的水。

本文所用“活性炭”是容易被土壤微生物群落用作碳源和能源的土壤有机物(即土壤食物网的食物)的分数的指标。

本文所用术语“增加或提高微生物活性”指刺激或增加微生物生长或微生物代谢。

涉及增加或促进土壤微生物活性时，本文所用术语″选择需要处理的土壤″指鉴定按照标准农业或园艺或任何其它植物生产规则具有较低微生物活性且增加这种活性将对土壤产生就植物生产目的而言的有益作用的土壤。

提到杀死、控制或驱除土壤中的植物有害生物的方法时，本文所用术语″选择需要处理的土壤″指鉴定含有植物有害生物，其含量足以损害或降低土壤中种植植物的生长的土壤。

提到增加湿土体积的方法时，本文所用术语″选择需要处理的土壤″指鉴定处理后湿土体积将比未处理土壤增加的土壤。

本文所用术语“根发育”指根在土壤中的发育程度，包括有根的土壤体积以及形成广大良好发育的摄取根系的根的分支。该术语包括特定后果是根随时间进展从形成到成熟结构的过程。

本文所用″植物产量″指就种植该特定植物的目的而言，每单位面积的作物产量。

本文所用的″松散″指与易碎性和土壤碎成小块的容易程度有关的土壤特性。

本发明中一种或多种高萜(50%重量或更高)基油，例如但不限于柑桔油的组合物可以是以下形式：液体或固溶体；悬浮液；乳液；乳液浓缩物；颗粒在水性介质(如水)中形成的浆液；可湿性粉末；可湿性颗粒(干悬浮剂)；干燥颗粒；桩或棒。制剂中活性成分的浓度优选为约0.5%至约99%重量(w/w)，优选5-40%。

优选地，本发明中所述一种或多种高萜(50%重量或更多萜)基油，例如但不限于柑桔油的组合物可包括约0.5%至约99%，或优选约1%至约30%重量的一种或多种高含萜(50%重量或更多萜)油，例如但不限于柑桔油。在某些优选实施方式中，本发明中所述一种或多种高萜(50%重量或更多萜)基油，例如但不限于：柑桔油的组合物可包含约5%至约20%、约12%至约20%、约12%至约18%，或约10%重量的柑桔油。

优选地，本发明中所述一种或多种高萜(50%重量或更多萜)基油，例如但不限于：柑桔油的组合物可包含约3%至约90%重量或该范围内任何重量百分数的表面活性剂。优选约5%至约20%重量的表面活性剂。用作辅助剂时，最终表面活性剂浓度优选为约0.05%至约0.8%重量的表面活性剂。在一些实施方式中，这可以是约0.25%至约0.33%重量的表面活性剂。在其它实施方式中，表面活性剂浓度为约0.05%重量至约0.2%重量，在其它实施方式中为约0.025%至约0.05%。

在某些实施方式中，本发明所述一种或多种高萜(50%重量或更多萜)基油例如但不限于：柑桔油的组合物还可包含一种或多种杀虫剂、杀真菌剂、杀螨剂、除草剂、营养素、植物生长调节剂和/或肥料。在这些实施方式中，本发明所述一种或多种高萜(50%重量或更多萜)基油例如但不限于：柑桔油的组合物还可包含约0.5%至约65%重量的杀虫剂、杀真菌剂、杀螨剂、除草剂、营养素、植物生长调节剂和/或肥料。在某些优选实施方式中，本发明所述一种或多种高萜(50%重量或更多萜)基油例如但不限于：柑桔油的组合物还可包含约90%至约99.99%重量的杀虫剂、杀真菌剂、杀螨剂、除草剂、营养素、植物生长调节剂和/或肥料。

在本文考虑的一种或多种高萜(50%重量或更多的萜)基油，例如但不限于柑桔油组合物的某些实施方式中，该组合物的pH约为6.0至约9.0，或优选约7.8至约8.0。

在某些实施方式中，本发明所述的一种或多种高萜(50%重量或更多的萜)基油，例如但不限于柑桔油组合物可以在临用前用水稀释。优选地，可以将约1份的一种或多种高萜(50%重量或更多的萜)基油，例如但不限于柑桔油组合物与约2,000份水(1:2000)混合；或者将约2.5份柑桔油组合物与约100份水(2.5:100)混合，以便稀释所述柑桔油组合物。在某些实施方式中，与杀虫剂或杀真菌剂一起使用时，本发明组合物可用水稀释，例如将约100份水与约1份该组合物(100:1)的稀释度，或以最高达约2000份水与约1份该组合物的任何间插稀释度混合。用作辅助剂时，约1份本发明组合物可与约500份水混合，或以最高达约2000份水或约4000份水与约1份该组合物的任何间插稀释度混合。

其它常规的无活性或惰性成分可掺入该柑桔油制剂。这类惰性成分包括但不限于：常规粘着剂，分散剂如甲基纤维素(例如MethocelA15LV或MethocelA15C，用作处理种子的混合的分散剂/粘着剂)，聚乙烯醇(如Elvanol51-05)，卵磷脂(如YelkinolP)，高分子分散剂(如聚乙烯吡咯烷酮/醋酸乙烯酯PVP/VAS-630)，增稠剂(例如粘土增稠剂，如VanGelB，用于提高粘度和减少颗粒悬液的沉积)，乳化稳定剂，表面活性剂，防冻化合物(如尿素)，染料，色素等。

可用于本发明的其它惰性成分可参见McCutcheon氏，第1卷，“EmulsifiersandDetergents”(《乳化剂和洗涤剂》)，MC出版公司(MCPublishingCompany)，美国新泽西州格伦洛克市(GlenRock,N.J.,U.S.A.)，1996。可用于本发明的其它惰性成分可参见McCutcheon氏，第2卷，″FunctionalMaterials″(《功能性材料》)，MC出版公司，美国新泽西州格伦洛克市，1996。

表面活性剂

提供以下化合物作为表面活性剂的非限制性例子：

非离子型表面活性剂包括以下试剂，例如去水山梨糖醇单油酸酯、去水山梨糖醇单棕酸酯、失水山梨糖醇倍半油酸酯、失水山梨糖醇三油酸酯、聚氧乙烯失水山梨糖醇单月桂酸酯、聚氧乙烯失水山梨糖醇单硬脂酸酯、聚乙二醇单油酸酯、聚乙二醇烷基酯、聚氧乙烯烷基醚、聚乙二醇二醚、月桂酰二乙醇酰胺、脂肪酸异丙醇酰胺、麦芽糖醇羟基脂肪酸醚、烷基化多糖、烷基葡糖苷、糖酯、亲油性甘油单硬脂酸酯、可乳化甘油单硬脂酸酯、聚甘油单硬脂酸酯、聚甘油烷基酯、失水山梨糖醇单油酸酯、聚乙二醇单硬脂酸酯、聚氧乙烯失水山梨糖醇单油酸酯、聚氧乙烯鲸蜡基醚、聚氧乙烯固醇、聚氧乙烯羊毛脂、聚氧乙烯蜂蜡和聚氧乙烯氢化蓖麻油；等等。

阴离子表面活性剂包括以下试剂，例如硬脂酸钠、棕榈酸钾、十六烷基硫酸钠、月桂基磷酸钠、聚氧乙烯月桂基硫酸钠、三乙醇胺棕榈酸盐、聚氧乙烯月桂基磷酸钠和N-酰基谷氨酸钠；等等。

阳离子型表面活性包括以下试剂，例如硬脂基二甲基苄基氯化铵、硬脂基三甲基氯化铵、苯扎氯铵和氧化月桂胺；等等。

两性表面活性剂如烷基氨乙基氯化甘氨酸和卵磷脂；等等。

CalfoamES-603是醇乙氧基硫酸酯的澄清液态钠盐，具有微弱醇香。这种生物可降解的表面活性剂在室温下可浇注且可泵吸，并且在含水体系中用作快速起泡剂和泡沫稳定剂。

从化学角度看，TERGITOL^TM15-S-9表面活性剂为仲醇乙氧基化物。它是非离子型表面活性剂。

柑桔油和一种或多种高萜(50%重量或更多的萜)基油

柑桔油包括橙油、柠檬油、酸橙油、葡萄柚油和红橘油。

本发明组合物和方法中的一种或多种高萜(50%重量或更多的萜)基油，例如但不限于柑桔油，可通过任何方法从所讨论的柑桔果实中获得。具体说，柑桔油获自所讨论果实的果皮或外皮。获得所述柑桔油的优选方法包括但不限于冷压榨技术。可用于本发明组合物的含萜油的例子包括但不限于：松油和含有50%萜或更多萜的天然产生的植物油。

杀虫剂、杀螨剂和杀真菌剂

术语“杀虫剂”、“杀螨剂”、“杀真菌剂”和“其它作物保护性化学品的辅助剂”包括主要通过防止、破坏、驱除或缓和可能存在于任何环境中的任何昆虫和/或螨虫或霉菌来控制昆虫和/或螨虫或真菌的任何药剂。这些术语包括以下概念：“杀螨剂”(主要用于控制摄食植物的螨虫，特别是蛛螨的药剂)、“杀线虫剂”(主要用于控制侵扰作物根部的线虫的药剂)、“昆虫信息素”(主要用于控制昆虫的行为应答的药剂)。

除草剂

本发明的柑桔油组合物也可包含一种或多种除草剂。

肥料和营养素

本发明组合物也可包含肥料和营养素(例如，含氮、含钾或含磷的肥料)。优选仅包含掺入，例如涂有柑桔油组合物的肥料颗粒的组合物。这种颗粒适合包含最高达25%重量的柑桔油组合物。因此，本发明还提供包含肥料和本文所述的柑桔油组合物的肥料组合物。

海藻是随意的口语，包括宏观、多细胞、底栖的海洋藻类。海藻提取物可用作肥料。该术语包括红藻、褐藻和绿藻的一些成员。海藻可能属于多细胞藻类的以下若干类别之一：红藻、绿藻和褐藻。由于不认为这三类具有共同的多细胞祖先，所以海藻是并系群。此外，一些形成丛的蓝绿藻类(蓝细菌(Cyanobacteria))有时被认为是海藻。

植物需要的常量营养素可分为两组，即主要和次级营养素。主要营养素是氮、磷和钾。植物使用大量这些营养素供其生长和存活。

次级营养素是钙、镁和硫。

对植物生长和健康而言必需的至少八种微量营养素的需要量非常少。它们是锰、硼、铜、铁、氯、钴、钼和锌。某些人认为硫是微量营养素。虽然它们的含量非常低，但它们都是必需的。

认为硼参与植物的碳水化合物运输；它还辅助代谢调节。缺硼常常导致芽梢枯。硼也是植物生长花粉管所必需的。

氯是渗透作用和离子平衡必需的；它也在光合作用中发挥作用。

钴为植物健康所必需。钴被认为是固氮作用中的重要催化剂。在播种豆科植物之前可能需要将其加入一些土壤中。

铜是某些酶和维生素A的组分。缺铜的症状包括叶尖褐变和萎黄病。

铁是叶绿素合成中必需的，因此缺铁导致萎黄病。

锰能激活参与叶绿素形成的某些重要酶。缺锰的植物会在叶脉之间发生萎黄病。锰的可用性部分取决于土壤pH。

钼是植物健康必需的。植物使用钼将硝酸盐还原成可用形式。一些植物使用它进行固氮，因此在播种豆科植物之前可能需要将它加入一些土壤中。

锌参与叶绿素形成，并激活许多酶。缺锌的症状包括萎黄病和生长障碍。

表1液体肥料中元素含量最小值和最大值的列表

植物生长调节剂

植物生长调节剂也称为植物激素，是调节植物生长的化学物质。按照标准动物定义，激素是特定位置产生的浓度很低的信号分子，它们引起其它位置的靶细胞的过程改变。另一方面，植物激素不同于动物激素，因为它们通常不被运输到植物的其它部分，且其产生不限于特定位置。植物没有专门产生激素的组织或器官；不同于动物，植物没有产生和分泌随后在躯体中循环的激素的腺体。植物激素塑造植物，影响种子生长、开花时间、花的性别、叶和果实的衰老，它们决定哪个组织向上生长哪个组织向下生长，叶的形成和茎的生长，果实发育和成熟，植物长寿和植物死亡。

植物品种和作物

本文所述的柑桔油组合物优选以组合物的形式用于农业和园艺目的。在任何情况下使用的组合物类型取决于所考虑的具体目的。

本发明考虑到，本发明方法可用于保护田野、饲料、栽培、温室、暖房、果园或葡萄园作物、青草、草皮、观赏植物、栽培、家庭或森林树木的种子、根和/或地上部分。

可用本文所述方法和组合物处理的植物可以是任何植物种类。然而，优选农业经济上或园艺学上重要的植物种类。具体说，植物种类可以是玉米、花生、菜籽/油菜籽、大豆、葫芦、十字花科植物、棉花、甜菜、水稻、高粱、制糖甜菜、小麦、大麦、黑麦、向日葵、番茄、甘蔗、烟草、燕麦以及其他植物和叶用作物。在某些实施方式中，作物或植物种类可包括葡萄树、柑桔、山核桃、杏树、全部核果树、苹果、梨、香蕉、草坪、草皮、家居庭院和园艺植物品种。

植物也可以是任何观赏植物，包括但不限于玫瑰、郁金香、紫罗兰、黄水仙、剑兰、熏衣草、百合、水仙、兰花、风信子、菊花、藏红花、鸢尾、牡丹、菖蒲莲(zephyranthes)、康乃馨、安祖花、大岩桐、杜鹃花、一品红、藿香、竹、秋海棠、山茶、大丽花、石竹、天竺葵、凤仙花、铃兰和山梗菜。

在本发明的一个实施方式中，植物或种子是非转基因的植物或种子。

在本发明的另一实施方式中，植物或种子是转基因植物或可由其长成转基因植物的种子。可工程改造本发明的转基因植物和种子，以表达所需特性，具体说，以具有至少一种编码蛋白质表达的异源基因，该蛋白质有除害活性，特别是杀虫活性。本发明的转基因植物或种子中的异源基因可衍生自微生物，例如芽孢杆菌属(Bacillus)、根瘤菌属(Rhizobium)、假单胞菌属(Pseudomonas)、沙雷氏菌属(Serratia)、木霉属(Trichoderma)、棍状杆菌属(Clavibacter)、菌根真菌(Glomus)、胶枝霉属(Gliocladium)和菌根真菌。具体说，本发明考虑到当所述异源基因衍生自芽孢杆菌属微生物且所述蛋白质对玉米根线虫有活性时，本方法特别有益。

本发明还考虑到当所述异源基因衍生自芽孢杆菌属微生物且所述蛋白质对欧洲玉米螟(borer)有活性时，本方法特别有益。优选的芽孢杆菌属微生物是苏云金芽孢杆菌(Bacillusthuringiensis)。特别优选异源基因编码衍生自苏云金芽孢杆菌的修饰的Cry3Bbδ-内毒素。

施用方法

本文所述组合物可以多种方式施用。在大部分优选的施用方法中，本文所述组合物直接施用于选择进行处理的土壤。施用方法包括滴灌、喷灌、喷雾或喷粉，或者作为霜剂或糊剂施用，或者作为蒸气或缓释颗粒施用。

可利用下述方法施用该组合物，包括但不限于：喷雾、润湿、浸浴、雾化、浸透、喷淋、成雾、浸湿、回潮、细喷(drizzling)、浸泡、通过飞机或直升机从空气中向作物喷粉，和喷溅。

该组合物可以是可尘化的粉末或颗粒形式，所述粉末或颗粒包含干燥形式的柑桔油组合物和固体稀释剂或载体，例如，填料如高岭土、膨润土、硅藻土、白云石、碳酸钙、滑石、镁砂粉末、漂白土、石膏、硅质土和陶土。这种颗粒可以是无需进一步处理即可施用于土壤的预成型颗粒。这些颗粒可通过以下方法制备：用柑桔油组合物浸渍填料团块，或将柑桔油组合物和填料粉末的混合物造粒。

敷裹种子的组合物可包括帮助柑桔油组合物粘附于种子的试剂(例如，矿物油)；或者活性成分可根据种子敷裹目的使用有机溶剂(例如，N-甲基吡咯烷酮、丙二醇或N,N-二甲基甲酰胺)配制。该组合物也可以是可湿性粉剂或水可分散颗粒的形式，其中包含润湿剂或分散剂以促进分散到液体中。粉末和颗粒还可含有填料和悬浮剂。

可乳化的浓缩物或乳液可通过如下方法制备：将柑桔油组合物溶解于任选含有润湿剂或乳化剂的有机溶剂中，然后将该混合物加入水中，水中也可包含润湿剂或乳化剂。合适的有机溶剂是芳族溶剂，如烷基苯和烷基萘，酮如环己酮和甲基环己酮，氯化烃如氯苯和三氯乙烷，醇如苄醇、糠醇、丁醇和二醇醚。

基本不溶性固体的悬浮浓缩物可通过球磨或珠磨制备，使用分散剂和悬浮剂以防止固体沉淀。

用作喷雾的组合物可以是气溶胶形式，其中该制剂被装在有推进剂压力的容器中，推进剂包括例如氟三氯甲烷或二氯二氟甲烷。

柑桔油组合物可以干燥状态与烟火混合物混合，形成适合在密闭空间内产生含有柑桔油组合物的烟的组合物。

或者，柑桔油组合物可以微囊化形式使用。它们也可配制成生物可降解的聚合配方，以便缓释或控释所述柑桔油组合物。

通过包括适合的添加剂，例如改善在处理表面上分布、粘合力和耐雨水性的添加剂，所述柑桔油组合物可更好地适应各种应用。

可湿性粉末、可乳化浓缩物和悬浮浓缩物通常包含表面活性剂，例如润湿剂、分散剂、乳化剂或悬浮剂。这些试剂可以是阳离子、阴离子或非离子药剂。

种衣剂

本发明所述的一种或多种高萜(50%重量或更多的萜)基油，例如但不限于柑桔油组合物可用作种衣剂。有用的种衣剂包含一种或多种粘合剂和至少一种所述柑桔油组合物。可用于本发明的粘合剂优选包含粘合剂聚合物，它可以是天然或合成的，并且对待包衣种子没有植物毒性。所述粘合剂可选自：聚乙酸乙烯酯；聚乙酸乙烯酯共聚物；聚乙烯醇；聚乙烯醇共聚物；纤维素，包括乙基纤维素、甲基纤维素、羟甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素和羧甲基纤维素；聚乙烯吡咯烷酮；多糖，包括淀粉、改性淀粉、糊精、麦芽糖糊精、藻酸盐和壳聚糖；脂肪；油；蛋白质，包括明胶和玉米醇溶蛋白；阿拉伯胶；紫胶；1,1-二氯乙烯和1,1-二氯乙烯共聚物；木质素磺酸钙；丙烯酸系共聚物；聚乙烯丙烯酸酯；聚氧化乙烯；丙烯酰胺聚合物和共聚物；聚羟乙基丙烯酸酯，甲基丙烯酰胺单体；和聚氯丁二烯。

本发明包衣中的粘合剂用量可变，但范围是占种子重量的约0.01至约25%，优选约0.05至约15%，更优选约0.1%至约10%。

本发明柑桔油制剂可任选包含填料。所述填料可以是如本领域已知的吸收剂或惰性填料，可包括木屑、粘土、活性炭、糖类、硅藻土、谷粉、细粒无机固体、碳酸钙等。可以使用的粘土和无机固体包括钙膨润土、高岭土、陶土、滑石、珍珠岩、云母、蛭石、硅酸盐、石英粉末、蒙脱石和其混合物。可以使用的糖类包括糊精和麦芽糖糊精。谷粉包括小麦粉、燕麦粉和大麦粉。

选择填料使其为种子提供合适的微气候，例如用填料提高活性成分加载速率并调节活性成分的控释。填料可辅助包衣种子的生产或工艺。填料的用量可变，但通常填料组分的重量范围是占种子重量的约0.05至约75%，更优选约0.1至约50%萜，更优选约0.5%至15%。

本领域技术人员能够确定混合包含在包衣中的活性成分的确切量，该量随待包衣种子的大小而变。所述包衣的活性成分不得抑制种子发芽，且应在对种子或植物造成危害的目标昆虫的生命周期期间有效保护该种子和/或植物。通常，该包衣将在播种后约0至120天有效。

该包衣在容纳高活性成分载量同时防止由于活性成分载量提高引起不可接受的植物毒性方面特别有效，处理通常难治的有害生物如玉米根线虫时可能需要高活性成分载量。

任选地，所述包衣制剂中可使用增塑剂。通常使用增塑剂使包衣层形成的膜更具柔性，以改进粘合性和铺展性，并提高加工速率。改善膜柔性对最大程度降低储藏、处理或播种过程中的碎裂、破碎或片落至关重要。然而，可使用多种增塑剂，有用的增塑剂包括聚乙二醇、甘油、丁基苄基邻苯二甲酸酯、二醇苯甲酸酯和相关化合物。包衣层中增塑剂的范围是约0.1至约20%重量。

杀线虫剂

杀线虫剂是用于杀死寄生线虫(蛔虫)的一类化学除害剂。

线虫

植物寄生线虫包括造成严重作物损失的若干类群。最常见的属是滑刃线虫属(Aphelenchoides)(叶线虫)、双垫刃属(Ditylenchus)、包囊线虫属(Globodera)(马铃薯包囊线虫)、异皮线虫属(Heterodera)(大豆包囊线虫)、长针线虫属(Longidorus)、根结线虫属(Meloidogyne)(根结线虫)、珠线虫属(Nacobbus)、短体线虫属(Pratylenchus)(病损线虫)、木霉属(Trichodorus)和剑线虫属(Xiphinema)(桑大型针线虫)。若干植物寄生线虫种类对根造成组织伤害，包括形成可见的瘿(例如，根结线虫)，这是田间诊断的有用特征。有些线虫种类会通过它们对根的摄食活动传播植物病毒。这些线虫的一个例子是标准剑线虫(Xiphinemaindex)，它是一种很重要的葡萄疾病GFLV(葡萄扇叶病毒)的载体。

其它的线虫会攻击树皮和森林中的树。这类线虫中最重要的代表是松材线虫(Bursaphelenchusxylophilus)，常见于亚洲及美洲，最近也于欧洲发现。

通常寄生于人体的线虫包括蛔虫(Ascaris)、丝虫、钩虫、蛲虫(Enterobius)和鞭虫(Trichuristrichiurd)。旋毛形线虫(Trichinellaspiralis)常称为旋毛虫，可见于大鼠、猪和人中，并导致旋毛虫病。拜林蛔虫(Baylisascaris)通常侵染野生动物，但也可能导致人的死亡。捻转血矛线虫(Haemonchuscontortus)是世界上绵羊中最常见的传染物之一，对养羊业造成巨大的经济损失。相反，昆虫病原性线虫寄生于昆虫，人们认为它们是有益生物。

一种线虫完全依赖榕小蜂(figwasps)，它是无花果受精的唯一来源。它们以这种蜂为食，从这种峰出生的成熟无花果一直到其死亡的无花果花一直如影随形，最后它们杀死这种峰，而其后代等待着无花果成熟时下一代蜂的出生。

植物致病线虫的例子

玉米上的主要有害生物

刺线虫(Belonolaimus)

轮线虫(Criconemoides)

螺旋线虫(Helicotylenchu)

玉米胞囊线虫(HeteroderaZeae)

纽带线虫(Hoplolaimus)(长矛线虫)

剑线虫(Xiphinema)

长针线虫(Longidorus)(针线虫)

根结线虫(Meloidogyne)

短体线虫(Pratylenchus)(病损线虫)

拟毛刺线虫(Paratrichodorus)(短粗根线虫)

矮化线虫(Tylenchorhynchus)(矮小线虫)

马铃薯上的主要有害生物

花生根结线虫(MeloidogyneChitwoodi)(哥伦比亚根结线虫)

北方根结线虫(MeloidogyneHapla)

马铃薯白线虫(GloboderaPallida)(苍白马铃薯包囊线虫)

马铃薯金线虫(GloboderaRostochiensis)(金线虫)

腐烂茎线虫(DitylenchusDestructor)(马铃薯腐烂线虫)

大豆上的主要有害生物

大豆包囊线虫(HeteroderaGlycines，SCN)

刺线虫(Belonolaimusspp.)

制糖甜菜上的主要有害生物

甜菜包囊线虫(HeteroderaSchachtti)

异常珍珠线虫(NacobbusAberrans)(假根结线虫)

草皮上的主要有害生物

刺线虫(Belonolaimus)

根结线虫(Meloidogyne)

盔状纽带线虫(Hoplolaimus)(长矛线虫)

轮线虫(Criconemoides)

树、果园和葡萄园的主要有害生物

松材线虫(BursaphelenchusXylophilus)(松材凋萎病线虫)

香蕉穿孔线虫(RadopholusSimilis)(穿孔线虫)

美洲剑线虫(XiphinemaAmericanum)(剑线虫)

北方根结线虫(MeloidogyneHapla)(根结线虫)

肾形线虫(Rotylenchulusspp.)

半穿刺线虫(TylenchulusSemipenetrans)(柑桔线虫)

长尾刺线虫(BelonolaimusLongicaudatus)(轮线虫)

异盘大刺环线虫(MacroposthoniaXenoplax)(轮线虫)

矮化线虫(Tylenchorhynchusspp.)(矮小线虫)

短体线虫(Pratylenchusspp.)(病损线虫)

观赏植物和园艺植物的主要有害生物

滑刃线虫(Aphelenchoidesspp.)(叶线虫)

茎线虫(Ditylenchusdipsaci)(茎和鳞茎线虫)

根结线虫(Meloidogynespp.)

长尾刺线虫(BelonolaimusLongicaudatus)(刺线虫)

疫霉属

疫霉属(来自希腊语phyton，“植物”和phthora，“毁灭”，“植物毁灭者”)，是卵菌纲的植物破坏性原生生物的一个属（水霉）。

疫霉属大多是双子叶植物的病原体，是相对具有宿主特异性的寄生物。疫霉属的许多种是具有相当可观经济重要性的植物病原体。致病疫霉(Phytophthorainfesfans)是马铃薯枯萎病的传染物，该疾病造成爱尔兰大饥荒(1845-1849)。该属造成的植物疾病难以化学控制，因此培养抗性栽培品种作为控制策略。始于1990年代的研究将欧洲森林枯梢病部分归因于输入的亚洲疫霉的活动。

其他重要的疫霉疾病是：

·埃尔尼疫霉(Phytophthoraalni)—引起赤杨根腐病

·恶疫霉(Phytophthoracactorum)–引起影响杜鹃花属、杜鹃花的杜鹃花根腐病，并引起阔叶树的伤流溃疡病。

·樟疫霉(Phytophthoracinnamomi)–引起肉桂根腐病，影响包括侧柏、杜鹃花、扁柏、山茱萸、连翘、美国香脂冷衫、毒芹、钝齿冬青、桧、粉蝶、杜鹃花属、紫杉、白松和美洲栗在内的木本观赏植物。

·草莓疫霉–引起影响草莓的血根腐病

·康沃尔疫霉(Phytophthorakernoviae)–山毛榉和杜鹃花的病原体，也发现于其他树木和灌木，包括栎树和圣栎。最先在2003年发现于英国的康沃尔。

·棕榈疫霉(Phytophthorapalmivora)–引起椰子和槟榔的果实腐烂

·栎树疫霉(Phytophthoraramorum)–感染超过60个植物属和超过100个宿主种-引起栎树猝死

·栎辛疫霉(Phytophthoraquercina)–引起栎树死亡

·大豆疫霉(Phytophthorasojae)–引起大豆根腐病

镰刀菌属

镰刀菌属是广泛分布于土壤并与植物相关的丝状真菌的一个大属。它出现在货物，如大米、豆类、大豆和其他作物的正常真菌菌丛中。虽然大部分种在热带和亚热带更常见，但某些种栖息在寒冷气候的土壤中。镰刀菌属的一些种具有有性型状态。大部分种是无害的腐生生物，并且是土壤微生物群落中相对丰富的成员。一些种在谷类作物中产生真菌毒素，如果进入食物链可能影响人类和动物健康。这些镰刀菌种类产生的主要毒素是烟曲霉毒素类和单端孢菌毒素类。

该属包括许多经济重要植物的病原性物种。如果季节后期有雨，禾谷镰刀菌通常会感染大麦。这对麦芽制造和酿造工业和饲料大麦有经济影响。镰刀菌污染大麦可导致顶端枯萎，极端污染情况下大麦可呈现粉色。此种小麦和玉米病原体的基因组已被测序。禾谷镰刀菌也可引起根腐病和幼苗枯萎病。估计1991至1996年间美国大麦和小麦作物的总损失为三十亿美元。

与草皮草相关的镰刀菌枯萎病由广泛分布的粉红镰刀菌(Fusariumroseum)和三线镰刀菌(F.tricinctum)所致。

镰刀菌根腐病是世界上针叶树幼苗的最常见疾病之一，在北美苗木基地广泛存在。

镰刀菌凋萎病影响多种不同的园艺植物，并且是用人工栽培介质培养植物中最重要的致病性问题。由于这种真菌优选较温暖的温度，所以有加热的苗木基地是滋生该疾病的理想温床。

茄科作物(番茄、马铃薯、胡椒和茄子)可在任何阶段感染能引起镰刀菌凋萎病和轮枝孢菌凋萎病的真菌。凋萎有机体通常通过嫩根进入植物，然后顺着根和茎的水导管进入和上行。随着导管阻塞和皱缩，叶的供水被阻断。在供水受限的情况下，叶开始在晴天萎蔫，夜间恢复。

腐霉属

腐霉属是寄生性卵菌纲的一个属。因为这类有机体曾被分类为真菌，所以有时仍然这样对待它们。

腐霉根腐病是常见的作物疾病，其由称为″腐霉属″的有机体所致。它们通常称为水霉菌。腐霉猝倒病是田间和温室中非常常见的问题，其中生物体杀死新生幼苗。这种复杂疾病通常涉及其他病原体，例如疫霉属和丝核菌属。腐霉凋萎病由游动孢子感染较老植物所致，导致活体营养型感染，因定居建群/再感染压力或环境胁迫变成死体营养型，导致根功能受阻所致的轻微或严重的萎蔫。

草皮草中的腐霉属许多腐霉属品种及其近亲疫霉品种是农业经济中重要的植物病原体。腐霉属的宿主范围非常普遍且不具特异性。它们感染大量宿主，而疫霉的宿主特异性通常较高。

因此，腐霉在作物中所致的根腐病更具破坏性，因为单独的作物轮种常常不能消除该病原体(土地休耕也不行，因为腐霉也是出色的食腐生物，可以依靠腐败的植物质长时间存活)。

已注意到，在田间作物中，腐霉损害常常仅限于受感染区域，因为活动的游动孢子需要足够的表面水才能长距离传播。此外，土壤颗粒形成的毛细管是天然过滤器，能有效捕获许多游动孢子。然而，在温室内的水培系统中，在连续重循环给作物的植物培养液(含有氮、钾、磷酸根和微量营养素)中进行广泛的植物单体培养时，腐霉造成广泛的破坏性根腐病，并且常常难以防止或控制。因为水培系统的根部无保护地暴露于游动孢子可在其中自由移动的水培养基中这一固有性质，根腐病在2至4天内影响整个操作(在很多情况下是几万株植物)。

包括寡雄腐霉(P.oligandrum)、努氏腐霉(P.nunn)、缠器腐霉(P.periplocum)和棘腐霉(P.acanthicum)在内的几个腐霉属品种是植物病原真菌和卵菌的真菌寄生物，作为可能的生物防治剂而受到关注。

丝核菌属

丝核菌属是宿主范围宽泛并且遍布全世界的植物病原性真菌。丝核菌属品种由一个多种多样的巨大群体构成。所有这些品准均主要以无孢菌丝体的形式存在。它们在许多宿主上造成严重疾病，影响土地中发育的植物部分。这些植物宿主包括蔬菜、观赏植物、草皮草和花卉。立枯丝核菌(Rhizoctoniasolani)是最重要的一种，菌丝体细胞中含有若干核。该真菌有时以小棕色菌核体的形式存在。

丝核菌属导致的最常见症状是猝倒病，这种疾病主要影响幼苗，但它在猝倒病幸存的植物中可能持续而出现其他症状。在较嫩的幼苗中，该疾病造成茎变得多水而柔软，不能支撑该幼苗。在较老的幼苗中，可能在外皮质中显示病损，最终环绕茎。

在对疾病较为不利和幼苗能活过猝倒期的条件下，烟草、棉花和其他幼苗中出现丝核菌属造成的幼苗茎溃疡。在幼苗至成熟阶段的植物形成根部损伤。这导致植物发生枯黄和严重衰弱。植物也可能死亡。

在块茎、肉质的茎和根以及鳞茎上，丝核菌造成各种深度的棕色腐烂区域。这些区域最终干燥形成凹陷区域。茎腐病(Craterrot)出现于胡萝卜，而黑痣病出现于马铃薯块茎上。

在草皮草中，丝核菌将其自身表现为具有圆形棕色斑块的棕色斑点，在该范围内草叶干枯。

丝核菌以菌丝或菌核的形式在土壤中或在植物质中越冬。

核盘菌属

核盘菌属是核盘菌科(Sclerotiniaceae)真菌的一个属。该属中，向日葵核盘菌(S.sclerotiorum)和小核盘菌(S.minor)造成许多疾病，例如果实、根、茎、叶、花、鳞茎和球茎的发霉、枯萎和腐烂。它们感染所有生长阶段的植物。该疾病的外部症状常常表现为，植物茎上的病损，然后是白色棉花状菌丝生长，随后形成黑色菌核。菌核也可在茎髓中形成。银斑核盘菌(Sclerotiniahomeocarpa)是草皮币斑病的病因。

菌核核盘菌(Sclerotiniasclerotiorum)以菌核形式在患病植物组织上或组织中，或在地上，或者以菌丝体形式在活植物体上越冬。

欧文氏菌属

欧文氏菌属是肠杆菌科(Enterobacteriaceae)细菌的一个属，包含的主要是植物的致病种，以第一位植物细菌学家ErwiniaSmith的名字命名。它是革兰阴性细菌，与大肠杆菌(E.coli)、志贺氏菌(Shigella)、沙门氏菌属(Salmonella)和耶尔森氏菌(Yersinia)有关联。它主要是杆状细菌。该属的熟知成员是解淀粉欧文氏菌(E.amylovora)，它造成苹果树、梨树和其他蔷薇科作物的火疫。胡萝卜软腐欧文氏菌(Erwiniacarotovora)(现在称为胡萝卜果胶杆菌(Pectobacteriumcarotovora))是在许多植物中致病的另一品种。这些品种产生水解单个植物细胞之间的果胶的酶。这引起细胞分离，这种疾病被植物病理学家称为植物腐烂。

胡萝卜软腐欧文氏菌(Erwiniacarotovora)。这种细菌是宿主范围广泛(胡萝卜、马铃薯、番茄、多叶绿色植物、南瓜和其他葫芦科植物、洋葱、青椒等)的植物病原体，能够在所侵入的几乎任何植物组织中致病。就收割期后损失而言，它是经济上非常重要的病原体，并且是贮存水果和蔬菜发生腐败的常见原因。胡萝卜软腐欧文氏菌造成的腐败常常称为细菌软腐(BSR)。除非存在某些类型的伤口，大部分植物或植物部分可抵挡这种细菌的入侵。高湿度和大约30℃的温度有利于发生腐败。可产生毒力较低的突变型。毒力因子包括：果胶酶、纤维素酶(降解植物细胞壁)，以及蛋白酶、脂肪酶、木聚糖酶和核酸酶(以及病原体的正常毒力因子–Fe获取、LPS完整性、多个整体调节系统)。

轮枝孢属

轮枝孢属是子囊菌门(Ascomycota)真菌的一个属。该属中形成多种多样的群体，包括高等植物、昆虫、线虫、软体动物卵和其他真菌的食腐生物和寄生物，可见该属是一个范围广泛的分类群，由简单但有欠明了的性状来分类鉴定。该属可以宽泛地分成三个生态群：1)真菌病原体(mycopathogen)；2)昆虫病原体；和3)植物病原体和相关食腐生物。然而，该属近来被进一步修订，将大部分昆虫病原性和真菌病原性隔离群分入称为蜡蚧轮枝菌(Lecanicillium)的新类群。植物致病性隔离群仍然保持原来的属名轮枝孢属。

轮枝孢属中更熟知的品种是大丽花轮枝孢菌(V.dahliae)和黄萎轮枝孢菌(V.albo-atrum)，它们在超过300种真双子叶植物品种中造成凋萎病，称为轮枝孢属凋萎病。

滴灌

滴灌也称为滴流灌溉或微量灌溉，是通过使水缓慢滴流至植物根部而最大程度减少水和肥料或任何其他添加物的使用的灌溉方法，该方法可通过阀、管、管道和滴头的网络将水缓慢滴流至土壤表面或直接至根区。

滴灌大概已成为从上世纪三十年代发明冲击式喷洒器代替漫灌以来，世界上最有价值的农业创新。滴灌也可利用称为微量喷头的在小区域中喷水的装置来代替滴头。这些装置通常用于根区宽广的树木和蔓生作物。表面下滴灌(SDI)使用位于植物根部或植物根部下方的永久或临时埋入的滴灌器管线或滴带。滴灌在行栽作物灌溉中日渐普遍，特别是在供水有限或使用循环水进行灌溉的区域。需要仔细研究所有相关因素，例如土地拓扑结构、土壤、水、作物和农业气候条件才能决定用于特定设置的最适合的滴灌系统和组件。

如果滴灌系统的运作持续时间太长或输送速率太高，可能发生深度渗漏，水在根区下方移动。滴灌方法的范围可以从高科技的计算机化方法到低科技含量的劳动密集型方法。除了低能量中心枢轴系统和表面灌溉系统外，该系统通常需要的水压低于大部分其他类型的系统，该系统可设计成均匀分布在整个田地中或将水精确输送至包含混合植物种类的田地中的单个植物。虽然难以调节陡坡上的压力，但可使用压力补偿滴头，因此不一定需要田地是水平的。高科技解决方案包括沿管线分布的精确校准的滴头，所述管线是从计算机控制阀门组延伸出来的。压力调节和过滤去除颗粒都很重要。管道通常是黑色(或埋入土壤下方或覆盖起来)，以防止藻类生长和保护聚乙烯免于因紫外线而降解。但滴灌也可以是低科技含量的方法，例如将多孔粘土管道放入土壤和有时通过软管或吊桶灌注。表面下滴灌已成功应用于草坪，但它比更传统的喷洒器系统昂贵。

喷灌

在喷洒器或顶部灌溉中，通过管道将水输送至田地中的一个或多个中心位置，并通过顶部高压喷洒器或喷枪进行分配。利用永久安装的支架架在顶部的喷洒器、喷雾器或喷枪的系统常常称为固定式灌溉系统。较高压力的旋转的喷洒器称为转子，由球传动、齿轮传动或冲击机制驱动。可将转子设计成能旋转完整一圈或其中一部分。喷枪与转子类似，但它们通常在40至130lbf/in²(275至900kPa)的很高压力下操作，流速为50至1200USgal/min(3至76L/s)，喷嘴直径范围通常为0.5至1.9英寸(10至50mm)。喷枪不仅用于灌溉，还用于工业应用，例如如抑制粉尘和采伐。

喷洒器也可安装在通过软管连接于水源的移动平台上。称为移动喷洒器的自动移动的有轮系统可灌溉诸如小农场、运动场、公园、牧地和无人照料的墓地等区域。其中大部分利用卷在钢鼓上的聚乙烯管的一段长度。由于管道卷在灌溉水或小燃气发动机驱动的鼓上，所以喷洒器被拖曳于整个田地中。当喷洒器返回卷轴时，该系统关闭。大部分人将这种类型的系统称为″水辘″移动灌溉喷洒器，它们被广泛用于抑制粉尘、灌溉和土地施用废水。其他移动装置采用拖在后面的平板式橡皮软管，而喷洒器平台由线缆拖曳。

中心枢轴灌溉是喷洒器灌溉的一种形式，它由若干段管道(通常是镀锌钢或铝)构成，这些管道段连接在一起并由桁架支撑，安装在轮式塔上，喷洒器延其长度布置。该系统以回旋模式运动，由圆弧中心的枢轴点供水。

现在，大部分中心枢轴系统具有由U形管上垂下的滴落器，称为鹅颈管的U形管连接在管道顶端，喷洒器头位于作物上方数英尺(最多)的地方，从而限制蒸发损耗。滴落器也可与将水直接滴在作物之间地面上的拖曳软管或喷水口一起使用。在圆圈中种植作物，以便与中央枢轴相适应。这种类型的系统称为LEPA(低能耗精确灌溉法)。

水培

水培(来自希腊词语hydro水和ponos劳动)是使用矿物质营养液无土栽培植物的方法。陆地植物可以在将其根部埋入矿物质营养溶液中或惰性介质如珍珠岩、砂砾或矿棉中的情况下培养。

植物生理学研究者在19世纪发现，植物以水中无机离子的形式吸收必需的矿物营养素。在天然条件下，土壤用作矿物质营养储器，但土壤本身不是植物生长必需的。当土壤中的矿物质营养溶解于水时，植物根部能够吸收它们。将所需的矿物质营养素人工引入植物的水供给中时，则植物生长不再需要土壤。几乎任何陆生植物都能在水培条件下生长。

水培的两种主要类型是溶液培养和培养基介质。溶液培养在根部不使用固体介质，只用营养液。溶液培养的三种主要类型是静态溶液培养、连续流溶液培养和气栽法。介质培养法在根部使用固体介质，按介质类型命名名，例如砂培、砂砾培养或石棉培养。每种介质有两种主要变化形式，下部灌溉和顶部灌溉。在所有技术中，大部分水培储器目前由塑料制成，但也可采用其他材料，包括混凝土、玻璃、金属、植物固体物质和木材。容器应能遮挡光线，以防止营养液中的藻类生长。

在静态溶液培养中，植物培养在营养液容器中，例如梅森玻璃瓶(Masonjar)(通常是家庭应用)、塑料桶、浴盆或罐中。通常可对该溶液温和通气，但也可不通气。如果不通气，将溶液水平保持得足够低，以便溶液上方有足够根部面积使其获得足够的氧气。在各植物的储器盖上开孔。每个储器中可以有一株至多株植物。储器大小可随植物大小增大。自制系统可用塑料食品容器或玻璃罐头瓶构建，由水族箱泵、水族箱空气管路和水族箱阀提供通气。用铝箔、包肉纸、黑色塑料或其他材料覆盖透明容器以避光，从而帮助消除藻类的形成。依计划更换培养液，例如每周一次，或者用电导计测定其浓度下降到某一特定水平时更换培养液。溶液被消耗到某一特定水平以下时，加入水或新鲜的营养液。可使用马略特瓶自动保持溶液水平。在浮筏式溶液培养中，将植物放入漂浮在营养液表面的漂浮塑料片中。通过这种方式，溶液水平永远不会下降到根部以下。

在连续流溶液培养中，营养液持续流动通过根部。与静态溶液培养相比，这更容易自动化，因为可以在可能用于上千株植物的大型储器中进行温度和营养素浓度的采样和调节。常见的变化形式是营养素膜技术或NFT，其中在称为渠道的水密集水槽中，将溶解有植物生长所需的所有营养素的极浅水流循环通过植物的裸露根部。理想情况下，循环水流的纵深应非常浅，比水膜稍高些许，因此称为′营养素膜′。这保证能保证在该渠道底部展开的厚根垫虽然潮湿，但保持在空气中。因此，植物根部有充足的氧气供应。适当设计的NFT系统基于使用正确的渠道斜度、正确的流速和正确的渠道长度。与其他水培形式相比，NFT系统的主要优点是植物根部能接触到充足的水、氧气和营养素的供给。在所有其他生产形式中，满足这些要求时会有冲突，因为某一种物质过多或缺乏会导致另外一种或两种物质的失衡。倘若总是记住和实施NFT的简单理念，得益于其设计，NFT提供了健康植物生长的所有三种需求都能同时得到满足的系统。这些优势的结果是在延长的耕作时间中以较高产量产生高质量的产品。

相同的设计特点适用于所有常规NFT系统。虽然推荐1:100的渠道斜度，但实际上难以建造足够保证营养素膜流动而不会在局部凹陷区域形成淤积的渠道底部。因此，推荐使用的斜度是1:30至1:40。这容许表面上的轻微不规则，但即使在这些斜度下，仍可能发生淤积和渍水。斜度可由地面提供，或者可利用长台或长架保持该渠道并提供所需的斜度。这两种方法都有使用且取决于场地要求，常常由地点和作物需求决定。

作为一般指导，各集水槽的流速应为1升/分钟。在种植时，速率可以是该速率的一半，最大值似乎是上限2升/分钟。超过这些极限的流速常常与营养素有问题相关联。渠道长度超过12米时观察到许多作物的生长速率降低。在快速生长的作物中，测试表明，虽然氧气水平保持充足，但在集水槽长度上氮气可能被耗尽。因此，渠道长度不应超过10-15米。在无法实现这一条件的情形下，可通过在集水槽的半程处设置另一营养素给料点并将通过各出口的流速降低至1升/分钟来消除生长减缓。

气栽法是根部连续或不连续地保持在营养液细滴(烟雾或气溶胶)饱和的环境中的系统。该方法不需要基材，导致在根悬浮在深度空气或生长室的情况下培养植物，根部定期用雾化营养素的细喷雾浸湿。优秀的通气是气栽法的主要优势。

气栽法技术已在繁殖、种子发芽、种子马铃薯生产、番茄生产、叶用作物和微小绿色植物中获得商业成功。

与水培法相比，气栽法的优点是任何植物品种均可在真实的气栽法系统中培养，因为气栽法微环境可精确控制。水培法的限制是只有某些植物品种在发生渍水之前可以在水中长时间存活。气栽法的优点是悬浮的气栽植物接受100%可获得的氧气和CO₂至根区、茎和叶，从而加速生物质生长和缩短发根时间。

被动下方灌溉也称为被动水培法或半水培法，是在惰性多孔介质中培养植物的方法，所述惰性多孔介质按需将水和肥料通过毛细作用从单独储器中运输至根部，减少劳动量并向根部持续提供水。在最简单的方法中，该罐设置在浅的肥料和水的溶液中或设置在用营养液饱和的毛细管垫上。可利用的各种水培介质，如膨胀粘土和椰子壳，比更传统的盆栽混合物含有更多空气空间，向根部输送的氧气增加，这对附生植物如兰花和凤梨科植物非常重要，在天然情况下它们的根暴露在空气中。被动水培法的其他优点是减少根腐病和通过蒸发提高环境湿度。

植物营养素溶解于用于水培法的水中，并且大部分是无机和离子形式。溶解的阳离子(带正电的离子)中重要的是Ca²⁺(钙)、Mg²⁺(镁)和K⁺(钾)；营养液中较多的营养素阴离子是NO₃ ^-(硝酸根)、SO₄ ^2-(硫酸根)和H₂PO₄ ^-(磷酸二氢根)。

可获得水培溶液的多种配方。许多人使用化学物质的不同组合来达到类似的最终总组成。常常用作常量营养素的化学物质包括硝酸钾、硝酸钙、磷酸钾和硫酸镁。通常向水培溶液中加入各种微量营养素，以提供必需元素；包括Fe(铁)、Mn(锰)、Cu(铜)、Zn(锌)、B(硼)、Cl(氯)和Ni(镍)。常常使用螯合剂保持Fe可溶。整个植物生命周期中不同的搭配变化进一步优化其营养价值。

通过较快地消耗某些特定营养素、去除溶液中的水和由酸度或碱度的排出而改变pH，植物在接触营养液后会改变营养液的组成。需要小心，不要让盐浓度过高、营养素过分耗尽或pH偏离所需值。

农业用水和土壤润湿

在作物灌溉中，最适宜的用水效率意味着最大程度减少因蒸发、溢流或水通过土壤快速垂直穿透引起的损耗。可利用蒸发盘来确定灌溉该块土地需要多少水。漫灌是最古老的和最普通的灌溉类型，其分布常常很不均匀，为了向田地的某些部分输送足量的水可能使另一些部分接受过量水。顶部灌溉中使用中心枢轴或侧向移动的喷洒器，分配方式更均匀且可控，但在极端干燥条件下，大部分水可能在到达地面之前蒸发掉。

滴灌提供了将水输送至植物根部的最佳结果，损耗最小。

由于改变灌溉系统可能是昂贵的行动，保守努力常常集中在最大程度发挥现有系统的效率上。这可能包括凿开压实的土壤，产生犁沟垅防止溢流，使用土壤水分和降水传感器优化灌溉计划。水分保持努力包括但不限于下述内容：

补给坑，其收集雨水和溢流水，并用其重新补给地下水供给。这有助于形成地下水井等，最后减少水流动所致的土壤流失。

水流失、用量或废料的有益降低。

通过实施水分保持或用水效率措施减少水的用量。

降低或提高水的有益使用，改进水管理实践。水分保持措施是用于降低水分损耗、废水或用量的行动、行为改变、装置、技术或改进的设计或工艺。用水效率是水分保持的手段。这导致用水效率提高，因此减少水需求量。用水效率措施的价值和成本效能必须与其对其他自然资源(例如能源或化学物质)使用和成本的影响关联考量。

如上所述，滴灌现在非常流行。不幸的是，通过滴灌施用的水倾向于通过沟道效应导入可用深度以下。本发明组合物具有令人惊讶的影响，通过以水平而非垂直方式引起处理土壤润湿从而减少沟道效应。这会提高植物根部可用的水量并降低灌溉时必须施用的总水量，从而导致节约用水和农业耗水量降低。水需求量降低至少33%和至多55%。

渗透

渗透是地表水进入土壤的过程。土壤科学中的渗透速率是土壤能够吸收降水或灌溉的速率的衡量。它的测量单位是每小时的英寸数或每小时的毫升数。该速率随土壤饱和而降低。如果降水速率超过渗透速率，通常会发生溢流，除非设置一些物理障碍。这与近表面土壤的饱和导水率有关。渗透速率可用渗透计测量。

渗透由两种因素控制：重力和毛细作用。虽然较小孔隙对重力提供较大阻力，但非常小的孔隙会作为重力的补充或者甚至对抗重力，通过毛细作用拉动水。

渗透速率受土壤性质的影响，包括进入容易性、储存容量和通过土壤的传输速率。土壤质地和结构、植被类型和覆盖度、土壤含水率、土壤温度和降水强度都在控制渗透速率和容量方面起到一定作用。例如，粗粒砂质土壤的颗粒之间具有较大孔隙，使水快速渗透。植被通过保护土壤抵御冲蚀雨水(可封闭土壤颗粒之间的天然孔隙)和通过根的作用疏松土壤产生多孔性较高的土壤。这就是在所有植被类型中，森林区域的渗透率最高的原因。

尚未腐烂分解的顶层落叶保护土壤抵御雨水的冲蚀作用，没有这一保护层的土壤可能渗透性低很多。在丛林植被区域，可用火将多汁叶片中的疏水油撒播在土壤表面，产生大面积的疏水土壤。可降低渗透率或阻断它的其他条件包括抵抗再润湿的干燥的植物枯枝落叶或霜。如果土壤在强冰冻期饱和，该土壤可变成凝结的霜冻，几乎不发生任何渗透。在整个分水岭上，在凝结霜冻或疏水土壤中可能有缺口，水可从该缺口渗透。

一旦水渗透土壤后，它保持在土壤中，渗透至地下水层，或变成表面下溢流过程的一部分。

只有在土壤表面存在额外水可利用的空间时，渗透过程才可持续进行。土壤中额外水的可用体积取决于土壤的多孔性和先前渗透水从表面移开通过土壤的速率。在给定条件下水进入土壤的最大可能速率是渗透容量。到达土壤表面的水少于渗透容量时，所有水都能渗透。如果土壤表面的降水强度速率超过渗透容量，则开始淤积，随后一旦充满凹陷储存空间后，水从地表溢流。这种溢流称为霍顿(Horton)地面漫流。有时用水文运输模型分析分水岭的整个水文系统，所述模型是考虑渗透、溢流和明渠流动来预测河道流速和河水质量的数学模型。

渗透是一般质量衡算水文预算的组成。有若干方式来估计水渗入土壤的体积和/或速率。三种优秀的估算方法是GA法(Green-Amptmethod)、SCS法、霍顿法(Horton′smethod)和达西定律(Darcy′slaw)。

一般水文预算。一般水文预算，所有组成，与渗透F有关。已知所有其他变量且只有渗透未知，简单代数即可解出该渗透问题。

F=B₁+P-E-T-ET-S-R-I_A-B₀

其中，

F是渗透，其可通过体积或长度测定。

B₁是边界输入，其本质上是来自相邻的直接连接的不渗透区域的输出分水岭；

B₀是边界输出，它也与表面溢流R有关，取决于选择限定边界输出的一个或多个出口的地点；

P是降水；

E是蒸发作用；

ET是蒸散作用；

S是通过保留或滞留区域的储量；

I_A是初始引水(abstraction)，它是短期表面储量如水坑或甚至可能是滞留水塘，这取决于大小；

R是表面溢流。

该方法中唯一需要注意的是人们必须注意使用哪种变量而忽略哪种变量，因为很容易重复计算。重复计算变量的简单例子是当蒸发作用E、蒸腾作用T和蒸散作用ET放入该方程中。ET中包含了T以及部分E。

GA得名于两个人；Green和Ampt。估计渗透的GA法考虑了其他方法如达西定律没有考虑的许多变量。它是土壤吸引高度、孔隙率、导水率和时间的函数。

${\∫}_0^{F\left(t\right)}\frac{1-\mathrm{\ψ\Δ\θ}}{F+\mathrm{\ψ\Δ\θ}}\mathrm{dF}={\∫}_0^t\mathrm{Kdt}$

其中，

ψ是湿润锋土壤吸引高度；

Θ是含水量；

K是导水率；

F是已渗透的总体积。

积分后，可以容易地选择求解渗透体积或瞬时渗透速率：

$F\left(t\right)=\mathrm{Kt}+\mathrm{\ψ\Δ\θ}\ln [1+\frac{F\left(t\right)}{\mathrm{\ψ\Δ\θ}}]$

用此模型，可通过求解F(t)容易地找出体积。然而，求解的变量本身在该方程中，因此求解释必须设定所研究的变量趋近于零，或另一个方便的常数。对F的首次良好猜测是Kt。使用该公式时唯一需要注意的是，淤积水在表面以上的水位差或深度h₀必须假定为可忽略不计。使用源自该方程的渗透体积时，可将F代入下文中对应的渗透速率方程，以便获得测量F的时间t上的瞬时渗透速率。

$f\left(t\right)=K[\frac{\mathrm{\ψ\Δ\θ}}{F\left(t\right)}+1]$

霍顿方程。霍顿方程是测定地面渗透速率或体积的另一可选选项。它是经验公式，称渗透以恒定速率f₀开始，随时间t呈指数性降低。一段时间后，当土壤饱和水平达到某个特定值时，渗透速率趋近于速率f_c。

f_t=f_c+(f₀-f_c)e^-kt

式中：

f_t是时间t时的渗透速率；

f₀是初始渗透速率或最大渗透速率；

f_c是土壤饱和后的恒定或平衡渗透速率，或是最小渗透速率；

k是某土壤特定的衰退常数。

使用霍顿方程的其他方法如下。可用它获得时间t后的总渗透体积F。

$F_t=f_{c}t+\frac{(f_0-f_c)}{k}(1-e^{-\mathrm{kt}})$

科氏(Kostiakov)方程。该方程以其建立者Kostiakov的名字命名，是经验方程，假定摄入速率按照幂函数随时间下降。

f(t)=akt^a-1

其中a和k是经验参数。

该表达式的主要限制是其依赖最终摄入速率为0。但是，在大部分情况下，渗透速率逐步接近有限的稳定值，在某些情况下可能在短时间后出现这种情况。Kostiakov-Lewis变型(也称为″改良型科氏″方程)通过在初始方程中加入稳定摄入条件纠正了这个缺陷。

f(t)=akt^a-1+f₀

累积体积以积分形式表示为：

F(t)=kt^a+f₀t

式中：

f₀接近、但不一定等于土壤的最终渗透速率。

达西定律。用于渗透的此种方法是使用达西定律的简化版。在该模型中，假定淤积水等于h₀并且假定湿润锋土壤吸引顶端深度下方的干燥土壤的高差(head)等于-ψ-L。

$f=K\left[\frac{h_0-(-\mathrm{\ψ}-L)}{L}\right]$

其中，

h₀是淤积水在地表以上的深度；

K是导水率；

L是所研究的地表下总深度。

总之，所有这些方程应用于相对准确地估计所研究土壤的渗透特性。

聚集体稳定性

聚集体稳定性是土壤聚集体被雨滴润湿和击打时对抗瓦解的程度的衡量。可使用雨水模拟喷洒器进行测定，该喷洒器在含有已知重量的土壤聚集体的0.5mm至2mm的筛上稳定降雨。不稳定聚集体消解(瓦解)并通过该筛。留在筛上的土壤分数用于计算聚集体稳定性百分数。

基本方法：

1.将一份土壤40℃烘干。

2.使用具有集料盘的2.0mm和0.25mm的叠层筛，将干燥土壤在泰勒(Tyler)粗筛振荡器上振荡10秒，使其分成不同大小的组分；小组分(0.25-2.0mm)和大组分(2.0-8.0mm)。

3.将一层小聚集体(0.25-2.0mm)散布在0.25mm筛(筛直径是200mm(8英寸))上。

4.将筛设置在降雨模拟器下方500mm(20英寸)处，该降雨模拟器输送的单个雨滴直径为4mm。

5.运行该测试5分钟，以雨滴形式向各筛输送12.5mm深度的水(约0.5英寸)。这相当于大暴雨。观察土壤开始湿润。在这5分钟降雨期间，各筛接受总共0.74J的能量冲击。由于每4.0mm直径输送的能量是0.164mJ，所以可计算出各筛每秒接受15滴水的冲击。

6.收集模拟降雨事件期间流掉(fallthrough)的消解土壤材料和留在筛上的任何石粒，干燥并称重，用下述方程计算稳定的土壤聚集体的比例：

WSA=W_稳定/W_总，

式中：

W_稳定=W_总-(W_消解+W_石粒)

其中W=稳定土壤聚集体(稳定)，测试的总聚集体(总)，聚集体从筛流失的聚集体(消解)和测试后留在筛中的石粒(石粒)的重量(g)。对石粒进行校正。

可用的水容量

土壤中的水存储对植物生长而言至关重要。水储存在土壤孔隙中和有机物中。在田间，水存储的湿端始于重力排水停止时(田间容水量)。存储范围的干端在‘永久萎蔫点’。土壤中保持的不能供植物利用的水称为吸湿水。与沙土相比，粘土土壤倾向于保持更多的水。与粘土相比，沙土倾向于因重力流失更多的水。

基本方法：

1.将土壤放置在陶瓷板上，该板插入高压舱内，抽取田间容水量(10kPa)和永久萎蔫点(1500kPa)的水。

2.样品在目标压力下平衡后，对样品称重，然后105℃烘干过夜。

3.然后测定样品干重，计算各压力下的土壤含水量。可用的水容量是10kPa和1500kPa压力之间的土壤失水量。

活性炭

“活性炭”是容易被用作土壤微生物群落的碳源和能源的土壤有机物(即土壤食物网的食物)的分数的指标。将土壤与高锰酸钾(深紫色)混合，随着活性碳的氧化，颜色发生改变(变成较浅的紫色)，可目测观察这一现象，但用分光光度计测量则更为准确。

基本方法：

1.从较大的彻底混合的复合土壤中采集小样并进行空气干燥。碾碎该土壤并筛至2mm。

2.将2.5g空气干燥的土壤样品放入填充有20ml0.02M高锰酸钾(KMnO₄)溶液的50ml离心管中，所述高锰酸钾溶液是深紫色。

3.振荡土壤和KMnO₄2分钟，以便氧化样品中的“活性”碳。这种氧化导致紫色变得较浅。

4.离心该样品5分钟，用蒸馏水稀释上清液，测定550nm的吸光度。

5.还测定KMnO₄的标准连续稀释液的吸光度，以建立用于解释样品吸光度数据的校准曲线。

6.利用简单公式将样品吸光度值转化成活性碳，其单位是毫克碳/千克土壤。

氮素矿化势

“氮素矿化势”(PMN)是土壤微生物群落将结合在复杂有机残留物中的氮转化(矿化)成植物可利用的铵形式的能力指标。将土壤样品孵育7天，该期间铵的产量反映出氮素矿化能力。

基本方法：

1.在取样后，尽快将混合的复合土壤样品(贮存于5℃(40℉))筛分，取出两个8g土壤样品，加入50ml离心管中。

2.一管中加入40ml2.0M氯化钾(KCl)，在机械振荡器上振荡1小时，离心10分钟，然后收集20ml上清液，并分析铵浓度(“时间0点”的测量)。

3.将10ml蒸馏水加入第二管，手工振荡，并在30℃(86℉)储存(孵育)7天。

4.孵育7天后，将30ml2.67MKCl加入第二管(产生2.0M溶液)，该管在机械振荡器上振荡1小时，离心10分钟，然后收集20ml上清液，并分析铵浓度(“7天时间”的测量)。

5.时间0点和7天时间的铵浓度差值是土壤微生物矿化土壤样品中有机氮的速率。结果的报告单位是微克矿化氮/克土壤干重/周。

实施例

施用方法：每英亩的滴灌管线系统中直接注入未稀释的2夸脱至5加仑本文所述组合物。体积计算取决于

1.每英亩所施用的水的加仑数

2.线虫和疫霉预期的压力水平

3.重复施用的频率

施用频率：理想情况下种植前3至5天。如果这不可能实现，则在种植后10-14天。种植后3至5周重复，之后仅在需要时重复。

本文所述组合物可具有制造商不时添加的额外营养素。

在这种情况下，该组合物是66.66%强度，所述营养素包含在33.3%配方中。

在这种情况下，施用体积提高50%。

Claims (15)

1.一种提高或促进土壤中微生物活性的方法，所述方法包括：

选择需要处理的土壤，并向所述需要处理的土壤施用有效量的组合物，该组合物包含一种或多种表面活性剂、一种或多种包含至少50％萜油的高萜基油和丙二醇；

从而与未处理土壤相比，提高或促进选择进行处理的土壤中的微生物活性。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微生物活性的增量为未处理土壤的微生物活性水平的1.5至15.0倍。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述微生物活性用PMN(氮素矿化势)衡量，其单位是μgN/g/单位时间(微克氮/克/单位时间)或μgN/g/周(微克氮/克/周)。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，与未处理土壤中种植植物的根部相比，所述土壤中种植植物的根部发育增加或刺激了所述土壤中种植植物的根部发育。

5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，与未处理土壤中种植植物的产量相比，所述土壤中种植植物的产量增加。

6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，与未处理土壤相比，所述土壤具有较大百分数的水稳定性颗粒聚集体。

7.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，施用所述组合物的速率为5L/ha至100L/ha之间。

8.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述一种或多种高萜基油选自柑桔皮油。

9.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述一种或多种高萜基油选自橙油、葡萄柚油、柠檬油、酸橙油、红橘油或松油，以及天然产生的含有50％萜的植物油。

10.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述组合物还包含肥料。

11.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述组合物还包含丙二醇。

12.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述组合物还包含乙醇。

13.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述组合物是浓缩物。

14.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述组合物通过滴灌施用、喷灌施用或浸透施用。

15.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，施用至少一次所述组合物于所述土壤。