CN105934154A - 向作物施加二甲酰基脲的方法 - Google Patents
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Abstract
发现向作物种子施加二甲酰基脲(DFU)增强了作物的饲养根从土壤环境吸收水和矿物质的能力。还发现通过向作物种子、向植物周围的土壤或者向植物的叶子施加DFU，之后进行种植，使得饲养根附近的作物细胞水和土壤维持得到了增加。还发现当被过多雨水水淹或者其他类型的水淹时，防止了作物被淹死。还发现通过向作物土壤的DFU和氮肥的结合，增强了作物产率。
Description
临时申请申请日的权益
本申请要求2013年12月4日的临时申请61/911,909的优先权。
背景技术
(1)发明领域
本发明涉及通过向作物施加二甲酰基脲(DFU)来增强作物生产的新方法。
(2)现有技术描述
Dean的先前美国专利(U.S.6,040,273，U.S.6,448,440，U.S.6,710,085)描述了向作物施加DFU的有益效果，以增强种子发芽速率和多种作物的幼苗生长变量，例如发芽和根部新鲜重量。
(3)本发明目的的确定
本发明的一个重要目的是施加DFU来实现作物根部系统的功能能力的较大增加，从而实现选择性根部组织合成，产生更多且有效的饲养根，其可以从土壤吸收水和矿物质，这不同于较厚的根部(其具有较少的根尖用于从土壤摄入水和营养)，这是异构整体根群(heterogeneous overall root mass)的部分。
本发明的另一个目的是向作物施加DFU，以增强饲养根附近的土壤水分和作物细胞水。
本发明的另一个目的是向经受洪水区域的作物施加DFU，在该洪水区域中，所述作物的种植是为了防止洪水区域中的植物的水淹。
本发明的另一个目的是向作物施加DFU，从而增强作物生长和产率，同时不对杀虫剂、除草剂或杀真菌剂的作用造成抑制。
发明内容
本发明的作物组织的DFU处理方法包括：在作物生长阶段，用DFU溶液，以0.1-10品脱/英亩的比率对作物进行外源性处理，或者DFU的优选比率为0.5-1.5品脱每英亩。
可以以如下方式实现作物的外源性处理方法：在第一或第二片叶形成之后或者在作物的生长季的后阶段，在株冠(canopy)(叶片)上进行叶片的处理(重复(优选情况)或单次施加)，比率为2-16盎司的DFU每英亩作物每次单独施加，或者在整个作物生长季以重复施加来进行施加高至10品脱/英亩。
作物的处理包括作物种植时的“犁沟内”处理，在开放的播种犁沟中的种子上和土壤上，比率是0.1-10品脱/英亩，优选比率为0.5-1.5品脱每英亩，作为犁沟内施加来进行施加。
作为优选方法，在犁沟内施加的外源性DFU的比率为0.1-10品脱/英亩，但是优选比率为0.5-1.5品脱/英亩，作为“开放”土壤犁沟的喷洒，其中，作物的种子首先播种，然后DFU溶液的喷洒同时覆盖“开放”犁沟内的种子和土壤之后使得犁沟闭合并后续压缩闭合犁沟上的土壤，使得重要且适当闭合“土壤”接触种子进行最佳种子发芽和作物秧苗生长。
上述此类施加的优选时间是紧接作物种子播种的时候。
在作物的整个生长季的DFU施加可以作为叶片或“土壤内”施加，比率为2-16盎司每英亩。如果与DFU以5-25加仑水每英亩的比率施加额外水的话，DFU施加总是更为有效的。
附图说明
图1的照片显示两种作物的根部结构，一种用DFU进行了处理(右侧)，另一个没有经过处理(左侧)；
图2是根部结构的照片，显示未用DFU进行处理的作物的根部附近的干燥土壤；
图3是根部结构的照片，显示用DFU进行处理的作物(其生长的条件与图2相同)的根部附近的潮湿土壤；
图4显示DFU玉米秧苗的吐水增加与DFU施加的关系图；
图5是由于过多雨水被淹没的玉米作物田地的照片；
图6是图5的田地在水部分退去之后的照片，但是显示用DFU处理过的玉米作物在水中存活；
图7的特写照片显示DFU处理过的图6玉米作物；
图8是从图5的洪水存活下来的DFU处理过的玉米作物的照片；
图9是在洪水退去之后，未经DFU处理的玉米作物的照片；
图10是在经受了洪水状态之后，无DFU处理的玉米作物的特写照片；
图11是在经受了洪水状态之后，(未经DFU处理的)死掉的玉米作物的特写照片；
图12是从洪水存活下来的经DFU处理的玉米作物的另一照片；
图13是从图5的洪水存活下来的玉米棒子作物的照片；
图14显示DFU处理对于玉米作物的作用，从而需要使用较少的水来进行生长；以及
图15显示DFU处理过的玉米作物中强化的组织发育(茎的容积的增强)。该图还显示了增强的效率和内部水与“生长”溶质的体积流。
发明描述
发现向生长的作物施加DFU产生作物根部系统的功能能力的大幅增加，这是因为选择性根部组织合成和细小饲养根的发育，其运转从土壤环境吸收水和矿物质。本文所述的作物组织的处理包括：在作物生长阶段，用DFU溶液，以0.1-10品脱/英亩的比率对作物进行外源性处理，或者优选比率为0.5-1.5品脱每英亩。优选地，以如上比率施加的DFU的浓度是来自0.001-1.0摩尔(优选摩尔浓度为0.001-0.05摩尔)的储备溶液。图1是两种植物的照片：左侧的植物未经DFU处理；右手侧的植物经过DFU处理。右手侧经处理的植物比左手侧未经处理的植物具有明显更好的细小饲养根系统发育。图1右手侧经过处理的植物不同于左手侧植物的较厚、较深根部(其具有较少的“根尖”从土壤摄取水和营养物)。右侧经DFU处理过的植物具有较小的饲养根，来从根部摄取水、矿物质和营养物到发芽。
还发现向作物施加DFU导致了饲养根附近的土壤水分和作物细胞水的强化。将未施加DFU的图2的植物的饲养根系统与施加了DFU的图3的植物的饲养根进行对比。在图3的根部系统附近能够看到多得多的潮湿土壤。
向被天然雨水或者其他类型的水淹覆盖的作物施加DFU的方法，是作物的DFU处理的与众不同的强化特征，从而改善诸如水淹之类的田地突然过多水的损害影响。对于该特征的DFU处理的最为有效的方法是：在作物种子播种时，以DFU喷洒向开放土壤犁沟内进行“犁沟内”施加，其计量为种子上和进入开放犁沟的土壤的1-1.5品脱每英亩，之后开放犁沟闭合，并向闭合犁沟施加压力使得土壤与种子发生最优接触。
还发现作物(例如，玉米)的处理增加了植物叶片上的水的吐水作用。图4显示秧苗叶片上吐水增加的结果与DFU量的关系。
还发现，向作物施加DFU防止了当作物田地被过多雨水水淹或其他类型的水淹时植物被淹死。DFU处理防止淹死的最为有效的方法是在作物种子播种时的DFU开放土壤犁沟的犁沟内施加。喷洒的DFU剂量优选为开放犁沟的种子上和土壤上的1-1.5品脱每英亩，之后开放犁沟闭合，并向闭合犁沟施加压力使得土壤与种子发生任选的接触。
图5是由于过多雨水被完全淹没的玉米田地的照片。图6和7显示在过多的水已经稍微退却之后的经DFU处理的玉米作物。看得出玉米作物在生长。图8是看得出从洪水存活下来的玉米作物的照片。图9是未经DFU处理(但是经过洪水之后)的玉米田地的照片，由于水使其被几乎全部杀死。图10是由于洪水被杀死的玉米的特写照片。图11是由于洪水被杀死的余下玉米作物的照片。图12是用DFU处理的玉米作物的照片，作物在过量水分中生长。图13是用DFU处理并且如图5、6和7被水淹的玉米作物的玉米棒子的照片。
还发现玉米作物的DFU处理增加了玉米作物的节间体积。下表1证实了这样的发现：计算得到未经处理的玉米作物的节间茎体积为311.71cc每个植物，而DFU处理过的玉米作物的节间茎体积为355.47，相对于对照植物增加了14％。
表1
还发现用DFU处理的作物生长所需的水较少。参见如图14所示的结果。在顶部密封的两个桶中，用适当的肥料添加精确量的生长媒介和精确量的水。一个桶仅具有肥料，而第二个桶具有0.0015％的DFU溶液。在每个桶中播种7个玉米秧苗并在生长媒介中生长，时间为37天。在第37天，确定玉米作物的新鲜重量和干重。图4的右侧图显示水和从桶生长出来的植物的总重。左图显示经过处理的玉米与未经处理的玉米生长所需的平均水量，表明相比于未经处理的植物，DFU处理过的植物节约了28％。两个桶以电子方式恒定称重。
由于DFU处理导致的作物产率增加的进一步证据参见下表2。未经处理的大豆作物产率为52.5蒲式耳每英亩。经DFU处理的大豆作物产率为111蒲式耳每英亩。这表示水使用效率的增加为111％。
表2
如图15所示的实验显示了DFU处理过的玉米作物中增强的组织发育。还发现向玉米作物的土壤结合DFU和氮肥，相比于仅简单使用氮肥，显著增强了玉米作物的产率。
还发现，向作物施加DFU促进了杀虫剂或除草剂或杀真菌剂的效率，从而增强了作物生长和作物产率，同时没有减弱或抑制杀虫剂或除草剂或杀真菌剂的功能。
还发现当用DFU处理作物，实现了高至28％的水使用效率的极大增强。
下表3显示了通过向作物添加DFU，使得除草剂和杀真菌剂对于作物性能的增加。在生长的R1阶段，施加QuadrisTM杀真菌剂(先正达作物保护有限公司(Syngenta Crop Protection,Inc.)的产品)，得到的产率增加为15蒲式耳每英亩。DFU自身使得大豆产率增加40蒲式耳每英亩。DFU和Quadris一起施加使得产率增加52蒲式耳。
表3
下表4显示以向作物施加DFU所实现的矿物质使用效率。总计为180磅的氮肥/英亩，1/2的氮在V4(第四叶)施加，以及1/2在V7(第七叶)施加，作为侧裙(side dress)(植物侧部3英寸以及土壤表面下方3英寸)。田地玉米栽培品种DKC 66-96种植为2/11/13，以及收获为7/12/13。收获产率结果反映了通过对种子进行DFU处理，可用的氮矿物质肥料的使用效率得到了60.7％的增加。
表4
下表5显示在V4(作物生长的第4叶阶段)施加的DFU的叶片施加的作用，其比率为田地玉米上的1/2品脱每英亩以及除草剂Round-UpTM除草剂。对照样和处理样还都施加了0.9磅的硫酸铵，与除草剂和二甲酰基脲(DFU)一起。在2012年3月3日，在得克萨斯州南部种植田地玉米，种群密度为35000植物每英亩。对于所有处理，杂草控制是类似且良好的。大的差异在于，用二甲酰基脲处理过的植物相比于仅接收除草剂的对照品的收获产率。
表5
Claims (9)
1.一种强化产率和植物内的整体植物活力从而抑制虫类、细菌、真菌、病毒和其他有害有机物的侵袭的方法，所述方法在种植所述植物之前向种子施加二甲酰基脲，向土壤植物附近的土壤施加二甲酰基脲，或者向所述植物的叶片施加二甲酰基脲。
2.一种强化作物或者其他植物内的能量水平从而鼓励有益有机物与所述植物相互作用来强化互惠的方法，所述方法在种植所述植物之前向种子施加二甲酰基脲，向所述植物附近的土壤施加二甲酰基脲，或者向所述植物的叶片施加二甲酰基脲。
3.一种强化作物的饲养根从土壤环境吸收水和矿物质的能力的方法，所述方法在种植所述植物之前向种子施加二甲酰基脲，向土壤植物附近的土壤施加二甲酰基脲，或者向所述植物的叶片施加二甲酰基脲。
4.一种强化饲养根附近的土壤水分和作物细胞水的方法，所述方法在种植所述植物之前向种子施加二甲酰基脲，向土壤植物附近的土壤施加二甲酰基脲，或者向所述植物的叶片施加二甲酰基脲。
5.一种防止当被过多雨水或者其他类型的水淹淹没时作物发生淹死的方法，所述方法在作物种子播种时在开放土壤犁沟内施加DFU。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，喷洒到种子上和开放犁沟的土壤上的DFU剂量为1-1.5品脱每英亩，之后闭合所述开放犁沟。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，向所述闭合犁沟施加压力。
8.一种通过向作物土壤结合DFU和氮肥来增强作物产率的方法。
9.一种通过用DFU来处理玉米作物，来增强玉米棒子的节间体积的方法。
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