CN106417402A - 提高植物产量的组合物和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明包括用于增加植物的养分吸收以增加其生长的组合物和方法，其包括：鉴定当与未处理的植物相比时需要增强的养分吸收和生长的植物；获得全叶芦荟提取物和至少一种选自氮(N)、磷(P)或钾(K)的植物养分；和将所述全叶芦荟提取物混合到植物生长培养基中，其中植物以更高的速率吸收一种或多种植物养分，并且植物与单独添加一种或多种养分相比时具有以下至少一种：生长增加、谷粒尺寸增大、谷粒产量提高、穗增多或每株植物的苗数量增加。

Description

提高植物产量的组合物和方法
技术领域
总的来说，本发明涉及植物处理的领域，更具体地涉及用于处理植物以增加生产的组合物和方法。
背景技术
在不限制本发明的范围的前提下，描述本发明有关处理植物对抗病原体的背景。
近年来，针对植物病原体的处理的研究和开发工作集中在两种主要方法上，化学方法和基因方法。多年以来，已开发和精制了越来越多的强效化学剂以预防和处理植物。这些化学剂经设计或分离，以影响目标生物体的生长、成熟或分化中的关键复制步骤。然而，通常，化学剂对其它植物和动物有影响。
用于保护水果的方法的实例可见于授予Gunnerson等人的第4,946,694号美国专利，题为“用于水果的液体涂层(Liquid coating for fruits)”。这些发明人教导了用于粘性水果的改进的涂层和用于制备这样的被涂覆的水果的方法。更具体地，该发明的涂层包括植物蜡、植物油、润湿剂和蛋白质。据称该方法包括以下步骤：(a)使用包括润湿剂和植物蜡在植物油中的悬浮液的组合物涂覆水果，(b)将含有蛋白质的组合物添加到水果，(c)从水果去除过量的混合物，和(d)干燥水果。然而，蛋白质的添加明显提高了应用的成本并提供了潜在的附着底物。
在授予Kalmar的题为“用于水果和蔬菜的保护性涂层(Preservative coating for fruits and vegetables)”的第4,039,470号美国专利中教导了又一种 化学涂层。该发明人使用苯并咪唑的酸溶液的微细雾化喷雾涂覆水果，所述 苯并咪唑的酸溶液必须保存在单独的抗腐蚀室中，之后刚好在施用前与蜡或 树脂溶液混合。然而，与该专利的教导不同，本发明不必放进腐蚀物室中。
在授予Polovina的题为“用于植物、蔬菜和水果免受干旱的聚合物膜涂 层”(Polymeric film coating method for protecting plants,vegetables and fruit from drought)的第4,783,342号美国专利中教导了又一种涂层，所述专利涉 及在干旱期间通过向植物表面施加控制失水的固态的、水可渗透的膜保存植 物的方法。相同的膜还可以用于保存蔬菜和水果。水可渗透的膜还可有效保 存切花。
最后，授予Winslow的第5,922,774号美国专利教导了用于控制由食草昆虫导致的植物损害的方法。简言之，该专利教导了使用化学合成的蒽醌驱赶食草昆虫离开植物表面，并通过向植物的叶片和/或向植物在其中生根的周围土壤施加多环醌或其前体的水分散体阻止它们在植物表面上取食。
尽管在这方面作出许多努力，但自然界为不再耐受化学或基因修饰的那些病原体寻找规避和选择的途径。此外，这些方法对季节性或每年更替的那些作物和植物是最有用的。然而，在更替前存活多年的树、植物和作物不能受益于基因操作。此外，许多树、植物和作物不能被容易地操作。这些植物仍然需要保护和处理以避免病原体，而对当地环境、植物和动物群没有影响。
发明内容
在一个实施方案中，本发明包括用于增加植物的养分吸收以增加其生长的方法，包括：鉴定当与未处理的植物相比时需要增加的养分吸收和生长的植物；获得全叶芦荟提取物和至少一种选自氮(N)、磷(P)或钾(K)的植物养分；和将全叶芦荟提取物混合到植物生长培养基中或将全叶芦荟提取物喷洒到植物上中的至少一种，其中植物以更高的速率吸收一种或多种植物养分，并且植物与单独添加一种或多种养分相比时具有以下至少一种：增加的生长、增大的谷粒尺寸、提高的谷粒产量、提高的产量、增多的穗或每株植物的苗数量增加。在一个方面，芦荟为液体、凝胶，是干燥的、磨碎的、冻干的、热干燥的、真空干燥的、风干的、喷雾干燥的或其组合。在另一个方面，所述方法还包括向全叶芦荟提取物添加以下至少一种：稳定剂、抗氧化剂、防水剂、紫外线吸收剂、抗菌剂或其组合。在另一个方面，将所述全叶芦荟提取物添加到植物生长培养基或原位喷洒到植物上。在另一个方面，以8、16、24、32、48、72、80、88、96或120升每10,000m2将所述全叶芦荟提取物添加到植物生长培养基或喷洒到植物上。在另一个方面，芦荟凝胶包含至少600、800、1,000、2000ppm或更多的芦荟素含量。在另一个方面，在不添加杀害虫剂或杀昆虫剂的情况下实现增加的植物生长或产量。在另一个方面，所述植物包括草、谷物、水果或蔬菜。在另一个方面，在使用前在植物生长培养基或水中将全叶芦荟提取物稀释到10、9、8、7、6、5、4、3、2或1％。在另一个方面，所述植物生长培养基选自以下至少一种：土壤、养分增化的土壤、体外生长培养基、水培生长培养基或琼脂生长培养基。在另一个方面，所述方法还包括使植物养分的量降低75、50或25％，同时仍观察到植物生长或产量的增加。在另一个方面，所述植物是水稻。
在另一个实施方案中，本发明包括用于处理用于培养草、水果、蔬菜的生长培养基的增加养分吸收的组合物，其包含：芦荟凝胶提取物和适合混合到用于草、水果或蔬菜的生长培养基中的一种或多种养分和降低的量的植物养分，以使植物与单独添加一种或多种养分相比时具有增加的生长、增大的谷粒尺寸、提高的谷粒产量或每株植物的苗数量增加。在另一个方面，所述芦荟凝胶是浓缩的、冻干的、液体或凝胶。在另一个方面，所述组合物还包括以下至少一种：稳定剂、抗氧化剂、防水剂、紫外线吸收剂、抗菌剂或其组合。在另一个方面，所述芦荟凝胶是干燥的、磨碎的、完整的或浓缩的。在另一个方面，所述组合物在不添加另外的杀昆虫剂或杀害虫剂的情况下可以进行驱赶昆虫或驱赶害虫中的至少一种。
又一个实施方案包括用于使用无毒的、可生物降解的组合物增加植物生长的方法，其包括：鉴定缺少一种或多种养分的植物生长培养基；将植物生长培养基缺失的一种或多种养分与芦荟提取物一起混合到植物生长培养基中或喷洒到植物上，以使植物与单独添加一种或多种养分相比时具有增加的生长、增大的谷粒尺寸、提高的谷粒产量、穗增多或每株植物的苗数量增加，并且不需要使用杀昆虫剂或杀害虫剂处理植物。在另一个方面，所述芦荟提取物是液体、凝胶、干燥的、磨碎的、完整的、冻干的、热干燥的、真空干燥的、风干的、喷雾干燥的及其组合。在另一个方面，所述方法还包括向芦荟提取物添加以下至少一种：稳定剂、抗氧化剂、防水剂、紫外线吸收剂、抗菌剂或其组合。在另一个方面，混合或原位喷洒所述植物生长培养基、芦荟提取物和一种或多种养分。在另一个方面，所述植物包括水果或蔬菜，并且其中所述水果或蔬菜的水果或蔬菜尺寸、水果或蔬菜数量及其组合的尺寸和数量增加。在另一个方面，所述植物包括草、谷物、水果、蔬菜或树。在另一个方面，以8、16、24、32、48、72、80、88、96或120升每10,000m2将所述芦荟提取物添加到植物生长培养基或喷洒到植物上。在另一个方面，N、P或K化肥的量降低25、50或75％，同时仍观察到由于混合或喷洒芦荟提取物导致的植物生长或产量的增加。
附图说明
为了更完整地理解本发明的特征和优点，现在参照本发明的详细描述以及附图，其中：
图1显示在不同水平的NPK化肥KP下，给予GroAloe的Ciherang谷粒产量(千克/公顷(kg/ha))。
图2A至2C显示在不同水平的NPK化肥，KP Sukamandi MH 2012/13下，给予GroAloe的穗/簇数量(图2A)、谷粒总量/簇(图2B)和实粒/簇数量(图2C)。
具体实施方式
虽然以下详细讨论了本发明的各种实施方案的形成和使用，但是应理解的是，本发明提供了可以体现在多处具体上下文中的许多可应用的发明构思。本文讨论的具体实施方案仅说明制备和使用本发明的具体方式，而不界定本发明的范围。
为了便于理解本发明，以下定义了许多术语。本文定义的术语具有与本发明相关领域的普通技术人员通常理解的含义。术语如“一(a)”、“一(an)”和“该(the)”不旨在仅指代单一实体，而是包括其可以用具体实例说明的大类。本文的术语用于描述本发明的具体实施方案，但其使用不限定本发明，除非在权利要求中概述。
芦荟(Aloe vera)，芦荟属的热带或亚热带植物，具有包含粘性但基本上透明的凝胶的披针形叶片，其通过贯穿其的毛发样连接纤维而具有结构刚性。芦荟的透明凝胶与出现在植物叶片根部周围并且邻近叶片外皮的稠的粘液质黄色汁液是不同的。该汁液被称为芦荟素，多年以来已被用作许多通便药和泻药中的成分。芦荟的芦荟素组分通常包括数种蒽醌。与本发明一起使用的蒽醌可以包括来自芦荟、番泻叶(senna)、大黄、以及美国鼠李(Cascarabuckthorn)、真菌、地衣和昆虫的那些。
Coats Agri芦荟应用的优点。芦荟已在大量的实验室研究中显示杀灭其所测试的所有细菌、病毒、真菌、酵母和霉菌。重要的是，在将水果、谷物、草或蔬菜浸泡在GroAloe的溶液中(GroAloe是水溶性的)后，其可以从水果、谷物、草或蔬菜上冲掉，而没有副作用或毒性。本发明具有各种用途，包括：(1)增加水分和养分吸收；(2)驱赶昆虫；(3)实验室测试的杀灭细菌、霉菌、酵母和真菌的能力；(4)增强光合作用；(5)植物产量提高；(6)在洗涤植物、水果、草或蔬菜后不具有已知的毒性；和/或(7)不危害环境。
已知芦荟叶片的透明凝胶的治疗质量在很大程度上取决于凝胶的新鲜度。例如，通过施加来自刚切割的叶片的透明凝胶可以使水母蜇伤的疼痛停止不复发，但如果凝胶已暴露于空气和光约一个半小时，则这些作用如果不丧失也显著减弱。然而，在一些情况下，已发现相对旧的不稳定的凝胶有效，并且用于不同医疗目的的新鲜凝胶的不同功效明显地反映了这样的事实，即凝胶是物质的复杂混合物，所述物质在不同温度下暴露于空气和光时的天然稳定性因批次而不同。
用于制备冷加工稳定的芦荟胶(称为GroAloe)的原材料获自完整的成熟芦荟植物的叶片。例如，四至五岁的植物用于确保完全成熟以获得更高质量的包含更大量凝胶的叶片。植物在可控的条件下生长以使叶片的尺寸和结构更均匀，以在纯化过程中能精确测量和选择要使用的材料的量。
芦荟叶片在从植物切下后尽可能快地加工。芦荟叶片的即时加工尽可能地防止凝胶材料的降解性分解，所述降解性分解由于天然酶促反应以及氧的存在导致凝胶内的细菌的生长而在切割时开始。在切割后，在水或水和清洁剂混合物中洗涤芦荟叶片。然后使用适合的杀细菌剂和杀真菌剂洗涤叶片。例如，叶片可以浸泡在水和氯溶液中约5至10分钟，使用无菌水冲洗，并干燥以限制叶片上的任何碎屑(lint)。
首先通过切割和研磨叶片从叶片分离芦荟凝胶。从外皮移除凝胶的最常见的方法是手工切片方法，但是半自动和自动的方法也是存在的。可以使用在芦荟领域中已知的任何研磨机。然后研磨透明的芦荟凝胶以形成包括芦荟素的凝胶。通常，所述凝胶将包括固相或网(reticle)，其被称为叶肉。已发现芦荟领域中已知的任何整理机可以用于将纯凝胶从叶肉分离。简言之，将研磨的叶片混合物进料到精加工腔中，所述精加工腔是由具有特别设计的线路(flight)的螺旋产生的空间，并且内部包含多个360度的具有直径为约四分之一英寸的开口的圆柱形筛，以去除大块的绿色叶肉部分，并且以具有直径为约0.5微米的开口的圆柱形筛作为末端。当螺旋转动时，当液相朝向筛外部的区域移动时，更多的研磨的叶片混合物的液相与固相分离。一旦通过筛，液相流入例如完全封闭的不锈钢盘。此时，芦荟凝胶提取物的外观通常是透明的黄色。黄色是由于在芦荟混合物中存在芦荟素。一旦从液相分离，丢弃研磨的叶片混合物的固相。该芦荟凝胶在本文中被称为GroAloe。当整个叶片用于获得芦荟凝胶提取物时，通常称其为全叶片芦荟凝胶或提取物。那么仅获得凝胶(并丢弃叶片)，则称其为芦荟凝胶。全叶片或芦荟凝胶提取物可以用于本发明而不经进一步加工。为了易于运输，可能使凝胶保持其原始形式，将其转化为干燥的、研磨的、冻干的、热干燥的、真空干燥的、风干的、喷雾干燥的芦荟凝胶(或其组合)。芦荟提取物还可以包括以下一种或多种：稳定剂、抗氧化剂、防水剂、紫外线吸收剂、抗菌剂或其组合。通常，芦荟凝胶或提取物可以以8、16、24、32、48、72、80、88、96或120升/10,000m2用于植物生长培养基中或喷洒到植物上。例如，成熟植物用于获得更高质量的包含更大量凝胶的叶片。
在必要的情况下，细菌、真菌和其它生物体的去除可以通过使用方法的组合来实现，以确保去除所有细菌。这可以包括使用化学化合物，如葡萄糖氧化酶，煮沸，紫外线和使用除菌过滤器。在一些实施方案中，芦荟凝胶还可以包括添加剂或防腐剂，例如，苯甲酸钠可以以足量添加以在最终混合物中获得0.1％的苯甲酸钠溶液。添加剂的另一个实例可以是0.1％的葡萄糖氧化酶/过氧化氢酶溶液。在添加添加剂后，这些可以使用混合机或共混机掺入到凝胶中，并且组分充分混合约10分钟。随后使凝胶静置约1小时。在需要的情况下，可以向凝胶加入足够的柠檬酸或其它酸以调节pH。
如果希望，在以该方式处理后，芦荟组合物可以通过使用液氮冻干浓缩至预定的浓缩体积。其随后可以转移到琥珀色瓶中并存放在阴凉处用于未来使用。或作为供选择的方案，其可以不经这样的浓缩储存在具有塑料衬里的桶中。
出于说明本发明的一个实施方案的目的阐述以下实例，并且以下实例不应被解释为其限制或以任何限定的方式来解释。
以不同的强度配置，组合在不同剂量百分比的NPK化肥氮(N)、磷(P)和/或钾(K)，使用GroAloe(全叶芦荟提取物或芦荟凝胶)对水稻进行一系列测试。以下信息总结了结果。
在世界范围内，使用化肥和杀害虫剂时，每季每公顷水稻的平均产量为4.7公吨(Central Research Institute for Food Crops)。在不使用NPK养分或GroAloe的情况下，测试的土壤的平均产量仅为每公顷4.03公吨。测试的土壤为在从事水稻研究的Sukamandi Center的试验区。
使用100％的NPK剂量和4％的GroAloe稀释液时，产量提高至每公顷6.97公吨，实现了每公顷2.94公吨(6,479.76磅)的产量提高(超过以上列出的国家平均值)。基于目前的印度尼西亚市场(Index Mundi,March 2013)，每公吨白米为$507.06，使用GroAloe使每公顷的收入提高$1,151.02USD或产量提高48％。
以6％和4％的两种稀释强度测试GroAloe。虽然两种稀释度均显示产量提高，但一般较低的4％在添加NPK的情况下在每个类别中的表现最佳。
发现GroAloe在有或没有不同水平的NPK化肥的情况下对水稻植物始终有效。有趣的是，GroAloe处理的土壤中的植物未被害虫或病害侵袭，而在该测试过程中未对任何植物使用化学杀昆虫剂或杀真菌剂。
植物生长培养基是老成土土壤类型。气候类型是具有长的湿润月份和干旱月份(3个月，4个月)的Oldeman E类。灌溉土地并且该土地位于海平面以上15米。使用随机区组设计(随机完全区组设计)重复3次进行研究。针对提供的各种剂量的NPK化肥并喷洒稀释在水中的4％或6％的GroAloe溶液的处理进行测试。所测试的处理具体如下：
A.没有NPK化肥或GroAloe
B.推荐100％剂量的N-P-K
C.没有化肥NPK+16加仑GroAloe/公顷
D.没有化肥NPK+23加仑GroAloe/公顷
E.25％的N-P-K剂量+16加仑GroAloe/公顷
F.25％的N-P-K剂量+23加仑GroAloe/公顷
G.50％的N-P-K剂量+16加仑GroAloe/公顷
H.50％的N-P-K剂量+23加仑GroAloe/公顷
I.75％的N-P-K剂量+16加仑GroAloe/公顷
J.75％的N-P-K剂量+23加仑GroAloe/公顷
K.100％的NPK剂量+16加仑GroAloe/公顷
L.100％的NPK剂量+23加仑GroAloe/公顷
提供的100％NPK化肥为：335千克/公顷的Phonska提供2次(种植后2天(das after planting，dap)一半和30dap另一半，每次一半)，和165千克/公顷尿素给予2次(14dap一半和45dap另一半)。同时，4次施肥提供的GroAloe在种植后16、30、44和58天(dap)均匀地喷洒到植物上。
耕耘并使用旋转式耕耘机(手扶拖拉机)翻匀土地，然后以灌溉渠和排水沟划分(形成研究样地)。研究样地尺寸为20-30cm宽和30cm高的有边框的6x 5m2的样地。每块研究样地在其自身中具有进出的水道，以避免研究样地之间的混淆，同时重复研究限于两个边界/区组。耕耘后，保持肥料-土壤条件并在种植前放置2天。
为了比较，100％NPK化肥如下：335千克/公顷的Phonska提供2次(2dap(种植后2天)和30dap，每次一半)，和165千克/公顷尿素给予2次(14dap和45dap，每次一半)。当直接用在植物上时，在4次施肥中添加GroAloe，在种植后16、30、44和58天(dap)均匀地喷洒到植物上。
在第21天HST手动修剪植物，手工去除和清除草/野草，然后在没有野草的情况下栽培。虽然通常根本不采用害虫和植物病害的对照，但发现GroAloe能够控制水稻植物的害虫和病害。
在移动到制成20cm x 20cm的土地面积的种植区域后第16天，种植Ciherang类型的水稻种子，每个栽植穴两粒种子。收集的数据包括：
(1)在研究前通过采集多达12个点的研究中的土壤样品来分析土壤并综合以分析土壤物理和化学特性。
(2)16、30、44和58dap的分蘖数量和植物高度，每块研究样地12簇样品。
(3)使用数字工具SPAD-502观察来自叶片簇样品的叶片的绿色强度。
(4)收集要素前一天，12块研究样地的观察结果的形式为：每穗的簇数量、每播种穴的谷粒数量(总的、实粒和空粒)、空粒百分比、谷粒的水分含量和实粒的1000粒实粒重量。
(5)从3x 4m2的土地采集谷粒以及在收获时规定水分含量。谷粒产量通过干糙米(MPD)确定，千克/公顷。
使用Fingerprint Variety分析平均化并制成表格后获得的数据，而通过Tukey分析HSD(真正显著差异)测试确定在5％水平下的平均处理之间的差异。使用相关和回归技术分析相关变量之间的关系。
一般地，土壤的质地是具有5.6的pH的粉状粘壤土，是相当酸性的。0.11％的低N含量，以及P205和K20低。NPK施肥用于改善水稻植物的生长和产量。
在16HST(种植后的天数)，仅在推荐的100％NPK化肥而不施肥之间发现植物高度的显著差异。100％施肥的植物高度为45-48cm，而完全未施肥的为39-40cm。种植后30天，相对于在未施肥的情况的50-51cm，采用100％NPK的植物高度为55-58cm。在经历44HST时以及经历58HST时，发现100％施肥和不施肥之间的植物高度的差异。在收获时，当以75％和100％NPK推荐剂量施肥时，观察到不同的植物高度。这表明植物生长需要NPK化肥，因为土壤的N、P和K水平降低。在16、30、44、58HST(种植后的天数)以及在Sukamandi中进行的收获研究之后，测量平均植物高度。
表1.经历16、30、44、58HST(种植后的天数)和在Sukamandi GroAloe,MH 2012/13中的收获研究之后的平均植物高度。
每列中后面跟着相同字母的数字是指在测试HSD(真正显著差异)5％中没有显著差异。表中的每个数字是36次观察的平均值。
移植后16天(HST)，在没有化肥NPK的情况下仅获得平均8棵幼苗(pup)/簇。真实差异仅在50％的推荐NPK化肥的分蘖数量后产生。100％NPK化肥获得11-13分蘖/簇。一般地，水稻苗生长直到种植后的约35-40天，然后降低直到收获。在收获时，在没有NPK施肥的情况下，分蘖的数量仅为8-9苗/群落(family)，而100％NPK化肥获得11-12分蘖/簇(表2)。
表2.在Sukamandi MH 2012/13中的GroAloe研究，经历16、30、44和58DAP(种植后的天数)的幼苗(chick)平均数量。
每列中后面跟着相同字母的数字是指在测试HSD(真正显著差异)5％中没有显著差异。表中的每个数字是36次观察的平均值。
在叶片细胞中的叶绿体以及叶绿素色素在光合作用的过程中起作用，其中碳水化合物由H2O和CO2制备。这导致绿色的叶片。因此，绿色的强度表明叶片中存在的叶绿素，并且使用数字工具土壤和作物分析仪器开发(Soiland Plant Analyzer Development(SPAD))502Minolta观察。种植后在16至58天之间测量SPAD值，提供在表3中。
一般地，叶片SPAD值从16HST到44HST降低(视距原基(stadiaprimordia))，但在58HST(开花视距(flowering stadia))SPAD值升高，如表3所示。
表3.在Sukamandi MH 2012/13中的GroAloe研究，16、30、44和58HST(种植后的天数)的叶片SPAD值的平均值
每列中后面跟着相同字母的数字是指在测试HSD(真正显著差异)5％中没有显著差异。
在没有化肥NPK的情况下谷粒产量最低，为4.03至4.20吨/公顷，并且与使用推荐的NPK化肥的25％施肥处理不具有显著差异。在NPK施肥的所有水平下，使用GroAloe施肥未显著提高谷粒产量。此外，当提供的16加仑/公顷增加至23加仑/公顷时，使用GroAloe增加浓度并未提高谷粒产量，甚至下降。
在不添加GroAloe NPK的情况下，得到4.03吨/公顷的谷粒产量，并且当给予GroAloe时，产量为4.14至4.20吨/公顷。此处，GroAloe导致的产量提高为110至170千克/公顷。当在100％-0(在没有GroAloe的情况下推荐的100％NPK化肥)之间处理时，获得6.254吨/公顷的谷粒产量。在75％NPK施肥的情况下，获得6.583吨/公顷(用16加仑GroAloe/公顷)和6.185吨/公顷(用23加仑的GroAloe/公顷)的谷粒产量(表4)。这显示提供GroAloe，尤其是16加仑GroAloe/公顷，可以代替25％的NPK施肥。
表4.在不同施肥水平下和提供GroAloe时的平均谷粒产量(吨/公顷DUP)和产量要素，在Sukamandi中的GroAloe研究，MH 2012/13。
每列中后面跟着相同字母的数字是指在测试HSD(真正显著差异)5％中没有显著差异。
*在14％的谷粒水分含量下。
在100％的NPK化肥剂量下，提供的GroAloe提高了谷粒产量。在没有GroAloe的情况下，获得了6.25吨/公顷的谷粒产量，而添加GroAloe得到6.97吨/公顷(16加仑/公顷)和6.48吨/公顷(23加仑/公顷)的产量；谷粒产量提高712千克/公顷和224千克/公顷。在25％、50％和75％NPK施肥的情况下，以16加仑/公顷至23加仑添加GroAloe。在100％的剂量下，在添加化肥GroAloe的情况下获得最高产量提高。给予16加仑GroAloe/公顷等于712千克/公顷(11.38％)，而添加23加仑GroAloe/公顷产量仅提高224千克/公顷的(3.58％)。更具体地，表5中给出了在23加仑GroAloe/公顷下的平均谷粒产量与16加仑/公顷相比的下降。在这些条件下，23加仑GroAloe/公顷是过量的，并导致谷粒产量降低。
表5.在提供23加仑GroAloe/公顷时的谷粒产量与16加仑/公顷相比降低的幅度，KP Sukamandi MH 2012/13。
由提供23加仑GroAloe/公顷而降低的谷粒产量在所有NPK化肥的水平下明显一致，即无化肥从100％至推荐化肥剂量。其与在提供23加仑GroAloe/公顷-5.4％至6.0％的浓度时给予的浓度可能过高有关。而提供16加仑/公顷产生4.0％(参见表4)。
表6显示当给予GroAloe时升高的NPK施肥剂量导致化肥N的农业效率降低，25％、50％、75％和100％化肥的农业效率分别显示为32-35、27-34、23-27和19-23kg谷粒/kg N。在100％NPK施肥且没有GroAloe的条件下，仅获得17.66kg谷粒/kg N。但是在100％NPK施肥的情况下，添加GroAloe得到23.31N(16加仑GroAloe/公顷)、19.44(23加仑GroAloe/公顷)kg谷粒/kg N的效率值。因此，发现GroAloe提高N的农业效率，尤其在16加仑GroAloe/公顷下。
表6.不同NPK施肥和GroAloe下的谷粒产量和农业效率，KPSukamandi MH 2012/13
有趣的是，还应注意到75％NPK施肥和递送16加仑GroAloe/公顷NPK化肥使得NPK化肥节省25％，这时N农业效率为27.03kg谷粒/kg N(表6)。
在没有NPK施肥的情况下处理时形成的穗数量结果为7.5至8.2个穗/簇。当使用50％、75％和100％下的NPK化肥时，穗数量明显不同，为9.9至11.1个穗/簇。在无化肥和50％、75％和100％NPK化肥之间的谷粒总量和谷粒含量也显著不同(表4)。使用16加仑GroAloe的穗数量与23加仑GroAloe的不同。在相同水平的NPK化肥下，16加仑GroAloe的穗数量更高。当提供GroAloe时发现显著效果，实现谷粒总量和谷粒含量/簇的提高。在对照中，处理(没有NPK和GroAloe)获得829颗总谷粒，640颗谷粒含量/簇(表4)。从16至23加仑的GroAloe/公顷增加GroAloe使用剂量，得到更高的总谷粒和实粒。100％NPK施肥处理仅得到1282颗总谷粒和948颗实粒，但使用16加仑/公顷GroAloe时，其提高到1411颗总谷粒和1047颗实粒/簇，而提供GroAloe 23加仑/公顷仅得到1164颗总谷粒和932颗谷粒含量/簇。空粒未受到所有处理的显著影响。但提供16加仑GA/公顷的75％NPK化肥和23加仑GA/公顷的100％NPK化肥，观察到实粒和重量增加(表4)。
提供GroAloe影响谷粒产量，在给予100％推荐剂量的化肥NPK和GroAloe的情况下，特别是在16加仑GA/公顷下，观察到712千克/公顷(11.38％)的谷粒产量提高，化肥N的农业效率从17.66kg谷粒/kg N提高到23.31kg谷粒/kg N。观察到在75％NPK施肥下更高的谷粒产量和递送16加仑GA/公顷的谷粒产量(与100％NPK化肥相比)，给予16加仑GA/公顷可以代替25％化肥NPK的作用(84kg和41kg尿素Phonska)，使农业效率从25％N提高到27.03kg谷粒/kg N。
当察看谷粒总量和谷粒含量/簇时，发现GroAloe的另外的提高。相关矩阵(表7)以产量的要素显示了GroAlo在谷粒产量中的最大作用，其显示谷粒产量和穗数量/簇、总谷粒/簇和实粒/簇之间的高相关性，分别具有0.7616、0.8676和0.8881的相关系数。从图1和图2A至2C中可以得出结论，即数据的分布是由谷粒产量相对于表格的谷粒总量和谷粒含量确定的。
表7.针对NPK化肥研究和GroAloe具有水稻产量要素的谷粒产量之间的相关矩阵，KP Sukamandi MH 2012/13。
图1显示在不同水平的NPK化肥KP下给予GroAloe的Ciherang谷粒产量(千克/公顷)。
图2A至2C显示在不同水平的NPK化肥，KP Sukamandi MH 2012/13下给予GroAloe的穗数量/簇(图2A)、谷粒总量/簇(图2B)和实粒数量/簇(图2C)。
表8.土壤位点分析总结
在没有化肥NPK或在不同水平下的NPK化肥的情况下，GroAloe在水稻植物中持续有效。该物质的有效性在使用16加仑GroAloe/公顷时最佳，得到谷粒产量提高712千克/公顷(11升高，38％)。而使化肥量降低25％。
进一步发现使用16加仑GroAloe/公顷可以用于使NPK化肥的量降低25％。此外，发现当使用GroAloe时，这些植物未被害虫和病害侵袭。重要的是，该研究未使用化学杀昆虫剂和/或杀真菌剂。GroAloe具有天然驱赶昆虫的作用和具有杀真菌特性，其还可以用于控制水稻害虫。
虽然GroAloe对植物生长不是很有效，但通过提供GroAloe，其实现了产量要素的显著提高(尤其是谷粒和谷粒总含量)，即数量增加，以使谷粒产量也更高。因此，GroAloe和另外的材料如主要养分和微量养分、腐殖酸或有益土壤细菌一起提高植物生长和产量。本发明可以在土壤条件，如印尼、中国、菲律宾和新西兰的那些下具有特别应用。
这些实施例说明本发明具有各种用途，包括：(1)增加水分和养分吸收；(2)驱赶昆虫；(3)实验室测试的杀灭细菌、霉菌、酵母和真菌的能力；(4)增强光合作用；(5)植物产量提高；(6)在洗涤植物、水果、草或蔬菜后不具有已知的毒性；和/或(7)不危害环境。
考虑的是，就本发明的任何方法、试剂盒、试剂或组合物而言，本说明书中讨论的任何实施方案都可以实施，反之亦然。此外，本发明的组合物可以用于实现本发明的方法。
将理解的是，本文描述的具体实施方案以说明的方式显示，而不是作为对本发明的限制。本发明的主要特征可以用于各种实施方案中，而不脱离本发明的范围。本领域技术人员将认识到或仅使用常规实验就能够确定本文描述的具体过程的多种等同物。这样的等同物被认为在本发明的范围内并涵盖在权利要求中。
说明书中提及的所有出版物和专利申请显示与本发明相关的领域中的技术人员的技术水平。所有出版物和专利申请通过引用并入本文，其程度如同表明每个单独的出版物或专利申请具体且分别地通过引用并入。
当在权利要求和/或说明书中与术语“包括(comprising)”联合使用时，词语“一(a)”或“一(an)”的使用可以指“一个(one)”，但其也符合“一个或多个”、“至少一个”和“一个或多于一个”的含义。在权利要求中使用术语“或”用来指“和/或”，除非明确指出其仅指代供选择的方案或供选择的方案相互排斥，但本发明内容支持仅指代供选择的方案和“和/或”的定义。在该申请中，术语“约”用来表示包括装置、用于确定值的方法或研究对象中存在的变化的误差的固有变化的值。
如在本说明书和权利要求(多项权利要求)中所使用的，词语“包含(comprising)”(和包含(comprising)的任何形式，如“包含(comprise)”和“包含(comprises)”，“具有(having)”(和具有(having)的任何形式，如“具有(have)”和“具有(has)”，“包括(including)”(和包括(including)的任何形式，如“包括(includes)”和“包括(include)”或“含有(containing)”(和含有(containing)的任何形式，如“含有(contains)”和“含有(contain)”是包括性或开放式的，并且不排除另外的、未列举的要素或方法步骤。在本文提供的任何组合物和方法的实施方案中，“包含(comprising)”可以被“基本上由……组成(consisting essentially of)”或“由......组成(consisting of)”代替。如本文所使用的，术语“基本上由......组成”需要限定的整体(integer)(或多个整体)或步骤以及不实质上影响要求保护的发明的特性或功能的那些。如本文所使用的，术语“组成(consisting)”仅用来表示列举的整体(例如，特征、要素、特性、性质、方法/加工步骤或限定)或整体的组(例如特征(多个特征)、要素(多个要素)、特性(多个特性)、性质(多个性质)、方法/加工步骤或限定(多个限定))的存在。
本文使用的术语“或其组合”是指在该术语之前的所列举项目的所有排列和组合。例如，“A、B、C或其组合”旨在包括以下至少一个：A、B、C、AB、AC、BC或ABC，并且在具体上下文中如果顺序是重要的，则还包括BA、CA、CB、CBA、BCA、ACB、BAC或CAB。继续该实例，明确包括的是包含一个或多个项目或条目的重复的组合，如BB、AAA、AB、BBC、AAABCCCC、CBBAAA、CABABB等等。技术人员将理解在任意组合中项目或条目的数量通常没有限制，除非从上下文可以显而易见。
如本文所使用的，近似的词语例如但不限于“约(about)”、“基本的(substantial)”或“基本上(substantially)”是指当如此修饰时，条件理解为不必然是绝对的或完美的，而是应考虑为足够接近本领域普通技术人员来确保指明所述条件是存在的。描述可以变化的程度将取决于能够实施的变化的程度，并且仍使本领域普通技术人员认识到修饰的特征仍具有未修饰的特征所需要的特性和能力。一般地，并且受之前的讨论的限制，由近似词如“约(about)”修饰的本文的数值可以由所述值变化至少±1、2、3、4、5、6、7、10、12或15％。
另外，提供本文的段落标题是为了符合37CFR 1.77的建议或另外提供组织线索。这些标题不应限制或表征由本公开内容产生的任何权利要求中所述的发明(或多项发明)。具体地并且以举例的方式，虽然标题是指“发明领域”，但该权利要求不应被该标题下的描述所谓的技术领域的语言限制。此外，在“发明背景”部分中的技术的描述不应解释为承认该技术是本公开内容中的任何发明(或多项发明)的现有技术。“概述”也不应被视为对公布的权利要求中所述的发明(或多项发明)的表征。此外，在本公开内容中的任何以单数形式对“发明”的引述不应用于质疑本公开内容中仅有单一的新颖性要点。多项发明可以根据从本公开内容产生的多个权利要求的限制进行阐述，并且这些权利要求因此限定发明(或多项发明)以及由此保护的其等同方案。在所有的情况下，这样的权利要求的范围应视为根据本公开内容有其自身的优点，但不应被本文阐述的标题限制。
本文公开和要求保护的所有组合物和/或方法可以根据本公开内容而在没有过度实验的情况下形成和实施。虽然本发明的组合物和方法就优选的实施方案进行描述，但对本领域技术人员显而易见的是，在不背离本发明的构思、精神和范围的情况下，可以对本文所述的组合物和/或方法和方法的步骤或步骤的顺序施加变化。对本领域技术人员显而易见的所有这样相似的替代和修改被视为在所附权利要求限定的本发明的精神、范围和构思内。

Claims (25)

1.一种用于增加植物的养分吸收以增加其生长的方法，其包括：
鉴定当与未处理的植物相比时需要增强的养分吸收和生长的植物；
获得全叶芦荟提取物和至少一种选自氮(N)、磷(P)或钾(K)的植物养分；和
将全叶芦荟提取物混合到植物生长培养基中或将全叶芦荟提取物喷洒到植物上中的至少一种，其中所述植物以更高的速率吸收一种或多种植物养分，并且所述植物与单独添加一种或多种养分相比时具有以下至少一种：增加的生长、增大的谷粒尺寸、提高的谷粒产量、提高的产量、增多的穗或每株植物的苗数量增加。
2.权利要求1所述的方法，其中所述芦荟为液体、凝胶，是干燥的、磨碎的、冻干的、热干燥的、真空干燥的、风干的、喷雾干燥的或其组合。
3.权利要求1所述的方法，其还包括向全叶芦荟提取物添加以下至少一种：稳定剂、抗氧化剂、防水剂、紫外线吸收剂、抗菌剂或其组合。
4.权利要求1所述的方法，其中将所述全叶芦荟提取物添加到植物生长培养基或原位喷洒到植物上。
5.权利要求1所述的方法，其中以8、16、24、32、48、72、80、88、96或120升每10,000m2将所述全叶芦荟提取物添加到植物生长培养基或喷洒到植物上。
6.权利要求1所述的方法，其中所述芦荟凝胶包含至少600、800、1,000、2000ppm或更多的芦荟素含量。
7.权利要求1所述的方法，其中在不添加杀害虫剂或杀昆虫剂的情况下实现增加的植物生长或产量。
8.权利要求1所述的方法，其中所述植物包括草、谷物、水果或蔬菜。
9.权利要求1所述的方法，其中在使用前在植物生长培养基或水中将所述全叶芦荟提取物稀释到10、9、8、7、6、5、4、3、2或1％。
10.权利要求1所述的方法，其中所述植物生长培养基选自以下至少一种：土壤、养分强化的土壤、体外生长培养基、水培生长培养基或琼脂生长培养基。
11.权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括使植物养分的量降低75、50或25％，同时仍观察到植物生长或产量的增加。
12.权利要求1所述的方法，其中所述植物是水稻。
13.一种用于处理用于培养草、水果、蔬菜的生长培养基的强化养分吸收的组合物，其包含：芦荟凝胶提取物和适合混合到用于草、水果或蔬菜的生长培养基中的一种或多种养分和降低的量的植物养分，以使植物与单独添加一种或多种养分相比时具有增加的生长、增大的谷粒尺寸、提高的谷粒产量或每株植物的苗数量增加。
14.权利要求13所述的组合物，其中所述芦荟凝胶是浓缩的、冻干的、液体或凝胶。
15.权利要求13所述的组合物，其还包括以下至少一种：稳定剂、抗氧化剂、防水剂、紫外线吸收剂、抗菌剂或其组合。
16.权利要求13所述的组合物，其中所述芦荟凝胶是干燥的、磨碎的、完整的或浓缩的。
17.权利要求13所述的组合物，其中所述组合物在不添加另外的杀昆虫剂或杀害虫剂的情况下进行驱赶昆虫或驱赶害虫中的至少一种。
18.一种用于使用无毒的、可生物降解的组合物增加植物生长的方法，其包括：
鉴定缺少一种或多种养分的植物生长培养基；
将植物生长培养基缺失的一种或多种养分和芦荟提取物一起混合到植物生长培养基中或喷洒到植物上，以使植物与单独添加一种或多种养分相比时具有增加的生长、增大的谷粒尺寸、提高的谷粒产量、穗增多或每株植物的苗数量增加，并且不需要使用杀昆虫剂或杀害虫剂处理植物。
19.权利要求18所述的方法，其中所述芦荟提取物是液体、凝胶、干燥的、磨碎的、完整的、冻干的、热干燥的、真空干燥的、风干的、喷雾干燥的及其组合。
20.权利要求18所述的方法，其还包括向芦荟提取物添加以下至少一种：稳定剂、抗氧化剂、防水剂、紫外线吸收剂、抗菌剂或其组合。
21.权利要求18所述的方法，其中混合或原位喷洒所述植物生长培养基、芦荟提取物和一种或多种养分。
22.权利要求18所述的方法，其中所述植物包括水果或蔬菜，并且其中所述水果或蔬菜具有水果或蔬菜尺寸、水果或蔬菜数量及其组合的尺寸和数量的增加。
23.权利要求18所述的方法，其中所述植物包括草、谷物、水果、蔬菜或树。
24.权利要求18所述的方法，其中以8、16、24、32、48、72、80、88、96或120升每10,000m2将所述芦荟提取物添加到植物生长培养基或喷洒到植物上。
25.权利要求18所述的方法，其中N、P或K化肥的量降低25、50或75％，同时仍观察到由于混合或喷洒所述芦荟提取物导致的植物生长或产量的增加。
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