CN106458777A - 利用矿物化合物的农业组合物和应用 - Google Patents

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Abstract

实施方式提供了无机矿物螯合组合物、矿物质的无机盐和有机盐、钴化合物和组合物以及处理组合物，以及其制备和使用方法。矿物螯合组合物与矿物盐组合已经被证明改善植物健康，植物出苗，作物产量，植物健康一致性，植物、种子或土壤中和周围养分的一致性或时释性生物利用度，植物抗病和抗旱性以及微生物催化。本文所述的组合物可以直接施用于种子、土壤或植物，或者它们可以与现有的农业处理和过程结合，从而降低农户实施本文所述的方法的成本和时间。本文所述的组合物还可以与其他商品组合以增强其功效。

Description

利用矿物化合物的农业组合物和应用
背景技术
氮、钾和磷(即“NPK”)作为对于植物或作物生长和健康的基本需求经常获得农业产业的焦点。有时将钙、镁和硫作为植物健康生长所需的基本大量营养素(巨量营养素)进行测量和监测。除了这些重要成分之外，已经发现了许多微量无机矿物质(即微量营养素)来进一步促进农作物的生长、产量和健康。这样的微量营养素包括氯、铁、硼、锰、锌、铜、钼、钠、硅和钴。
钴对根瘤菌的生长是必不可少的，根瘤菌是合成维生素B12的在豆科植物中很重要的特定细菌。钴有助于植物中的固氮，并且增加其他微量营养素或甚至大量营养素的可利用性(利用度)和吸收。
在土壤中发现的或在土壤中补充的其他微量矿物质具有另外的益处。例如，锌改善植物中的磷利用，调节生长，增加叶片大小以及玉米穗大小，促进抽丝，加速成熟，并且为作物增加健康的重量。锰改善氮的利用，在授粉中发挥重要作用，并且有助于细胞能量释放机制。铁用于叶绿素生产，并且在光合作用中起作用。铜帮助调节植物的免疫系统，控制霉菌和真菌，有助于光合作用过程，并且增加茎强度。硼增加钙吸收，是植物内糖转移(运输，translocation)所必需的，促进开花以及花粉的产生，并且是细胞分裂和植物生长所必需的。
尽管在许多类型的土壤中天然地发现了微量矿物质，但微量矿物质的量随着地理、土壤类型、农业经营(农业劳作/农业操作，agricultural operation)密度以及补充计划而改变。为植物或作物提供理想的微量矿物质供应的限制包括耕作成本、时间、对植物的可利用性以及与其他农业组合物和耕作设备的化学和物理相容性。例如，除了杀真菌剂之外，用农业组合物对种子进行预处理(或播种之前的处理)并没有得到广泛利用。种子对化学和物理(搅拌、混合等)的敏感度很高，而涂覆和保留组合物的效率很低。在农业经营过程中，农户和耕作操作通过减少在田间的时间以及额外的化学或生物应用的成本，力求保持盈利。
在植物的一生中，植物的养分(营养素)吸收以及总体健康特征(诸如湿重和叶片大小)可能会根据土壤条件、天气、害虫以及其他因素而急剧变化。植物健康可以是收获时间的决定因素。可替换地，当植物养分含量、健康或大小不理想时，酌情情况可能需要收获。
发明内容
通常，本发明的实施方式提供了矿物产品；种子、土壤和植物处理组合物；以及制备和使用这些产品和组合物的方法。这些产品和组合物的使用可增加各种种子和植物(诸如作物和禾草)的生长、健康和产量，并且进一步对土壤提供类似的益处。
因此，本发明的实施方式提供了一种种子、土壤或植物处理组合物，该组合物包含矿物螯合化合物和同一矿物(矿物质)的盐，其中该矿物为钪、硒、钛、钒、镁、钙、锰、钴、铁、镍、铜、锡、锌或钼中的一种，其中螯合剂为乳酸盐、乙二胺、乙二胺四乙酸盐(EDTA)、丙酸盐、丁酸盐、乙酸盐中的一种，并且其中盐的阴离子为溴化物(溴酸根)、氯化物(氯酸根)、氟化物(氟酸根)、碳酸盐(碳酸根)、氢氧化物(氢氧根)、硝酸盐(硝酸根)、氧化物、磷酸盐(磷酸根)、硫酸盐(硫酸根)、甲酸盐(甲酸根)、乙酸盐(乙酸根)、丙酸盐(丙酸根)、丁酸盐(丁酸根)、草酸盐(草酸根)、柠檬酸盐(柠檬酸根)、苹果酸盐(苹果酸根)、乳酸盐(乳酸根)或酒石酸盐(酒石酸根)中的一种。尽管在农产品中通常没有发现或使用，但对于本文所公开的一些实施方式，铝、锡和铬中的一种或多种可以为合适的矿物。
实施方式可以进一步包括多种矿物螯合化合物和/或矿物盐，或矿物螯合矿物盐(MCMS)组合物。这样的实施方式可以提供螯合和/或盐形式的额外的矿物。
本文所描述的组合物可以进一步与例如无机肥料、除草剂、杀虫剂、生物肥料或它们的组合相结合。组合物还可以包括载体、纤维、酶和粘附剂中的一种或多种。这样的组合物可以施用于种子、土壤或植物。
本文所描述的特定组合物为包括硫酸钴和至少一种钴螯合化合物的种子、土壤或植物处理组合物。在一些实施方式中，该钴螯合化合物为乳酸钴。
本文所描述的特定组合物为包括一种或多种酶的种子、土壤或植物处理组合物。合适的酶混合物可以包括源自米曲霉的糖酶、源自米曲霉的蛋白酶、源自黑曲霉的纤维素酶、源自黑曲霉的脂肪酶以及源自黑曲霉的果胶酶中的一种或多种。
一个或多个实施例的详细内容将在附图和以下描述中阐述。其他特征、目的和优点将从说明书和附图以及从权利要求书中显而易见。
附图说明
图1A-1B示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的使用矿物产品的方法的方框流程图。
图2A-2B示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于玉米种子预处理研究的湿重数据。
图3A-3D示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于玉米种子预处理研究的叶高数据。
图4A-4F示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于玉米种子预处理研究的早期养分吸收数据。
图5A-5F示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于玉米种子预处理研究的晚期养分吸收数据。
图6A-6B示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于大豆种子预处理研究的湿重数据。
图7A-7F示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于大豆种子预处理研究的叶测量数据。
图8A-8C示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于大豆种子预处理研究的早期养分吸收数据。
图9A-9C示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于大豆种子预处理研究的晚期养分吸收数据。
图10A示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于玉米种子预处理研究的出苗数据。
图10B示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于玉米种子预处理研究的加长的叶高数据。
图10C示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于玉米种子预处理研究的加长的叶高数据。
图10D示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于玉米种子预处理研究的加长的叶高数据。
图10E示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于玉米种子预处理研究的叶面积数据。
图10F示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于玉米种子预处理研究的加长的叶高数据。
图10G示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于玉米种子预处理研究的叶高数据。
图10H示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于玉米种子预处理研究的叶面积数据。
图10I示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于玉米种子预处理研究的植物高度数据。
图10J示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于玉米种子预处理研究的植物生物量数据。
图11A示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于玉米种子预处理研究的出苗数据。
图11B示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于玉米种子预处理研究的高度数据。
图11C示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于玉米种子预处理研究的高度数据。
图11D示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于玉米种子预处理研究的高度数据。
图11E示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于玉米种子预处理研究的高度数据。
图11F示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于玉米种子预处理研究的叶面积数据。
图11G示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于玉米种子预处理研究的植物生物量数据。
图12A示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于玉米种子预处理研究的出苗数据。
图12B示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于玉米种子预处理研究的第二片叶的高度数据。
图12C示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于玉米种子预处理研究的第四片叶的高度数据。
图12D示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于玉米种子预处理研究的第六片叶的高度数据。
图12E示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于玉米种子预处理研究的最终植物高度数据。
图12F示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于玉米种子预处理研究的茎直径数据。
图12G示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于玉米种子预处理研究的叶面积数据。
图12H示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于玉米种子预处理研究的植物生物量数据。
图13A示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于大豆种子预处理研究的出苗数据。
图13B示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于大豆种子预处理研究的单叶高度数据。
图13C示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于大豆种子预处理研究的第一三叶高度数据。
图13D示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于大豆种子预处理研究的第二三叶高度数据。
图13E示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于大豆种子预处理研究的第三三叶高度数据。
图13F示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于大豆种子预处理研究的第四三叶高度数据。
图13G示出了根据本公开内容的一个或多个实施方式的用于大豆种子预处理研究的第五三叶高度数据。
具体实施方式
本文提供了用于处理种子、土壤和植物的矿物组合物。这些产品和组合物的使用可以增加各种种子和植物(诸如作物和禾草)的生长、健康和产量，并且进一步对土壤提供类似的益处。本文所公开的组合物有益于很多商业肥料产品。由于这些组合物可以以类似或更低的速率来施用，并且不造成与现今使用的许多商业农产品有关的生物体内累积以及毒性风险，因此这些组合物更环保。
本文所提供的矿物组合物特别适合于处理种子。从传统上说，种子更易受到严酷的化学处理所造成的伤害或损害，因此农户被迫在农作过程或植物生长周期中的后期施加处理。这样的实践会成本更高并且更耗时。本公开内容的实施方式描述了有利于种子健康的处理，并且可以早期并以集中的形式施加这些处理，这不仅节省了金钱和时间，而且还在植物生长周期中更早地向植物提供养分。
定义
如本文中所使用的，所列举的术语具有以下含义。本说明书中使用的所有其他术语和短语都具有其如本领域技术人员在阅读本公开内容之后所能理解的普通含义。
如本文中所使用的，术语“螯合”是指在多齿(多键合的)配体与单个中心原子(典型地为金属离子)之间形成两个或更多个单独的配位键。配体典型地为有机化合物，通常为阴离子形式，并且配体可以指螯合掩蔽剂、螯合剂或多价螯合剂。配体与底物(诸如金属离子)形成螯合复合物(络合物，complex)。虽然螯合复合物典型地由多齿配体形成，但如本文中所使用的，术语螯合物还指由单齿配体和中心原子形成的配位复合物。矿物螯合组合物包括螯合作用。
如本文中所使用的，“羧酸”是指以羧基的存在为特征的有机酸，羧基具有式-C(＝O)OH，通常写作-COOH或-CO2H。羧酸的实例包括乳酸、乙酸、EDTA、丙酸和丁酸。
如本文中所使用的，“脂肪酸”是指通常具有长的无支链的脂肪族尾部(链)的羧基，其可以是饱和的或不饱和的。短链脂肪酸典型地具有六个或更少碳原子的脂肪族尾部。短链脂肪酸的实例包括乳酸、丙酸和丁酸。中链脂肪酸典型地具有6-12个碳原子的脂肪族尾部。中链脂肪酸的实例包括辛酸、癸酸和月桂酸。长链脂肪酸典型地具有多于12个碳原子的脂肪族尾部。长链脂肪酸的实例包括肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸。仅具有一个羧酸基团的脂肪酸可以为矿物的配体。
如本文中所使用的，“乳酸”是指化学结构式为CH3CH(OH)CO2H的羧酸。乳酸与许多重要矿物形成高度可溶的螯合物。
如本文中所使用的，“无机矿物化合物”或“矿物”是指包括一种或多种无机物的元素或化合物组合物。例如，无机矿物化合物可以是钴、碳酸钴、氧化锌、氧化铜、氧化锰或它们的组合。例如，无机矿物化合物还可以包括钪、硒、钛、钒、锰、镁、钙、铁、镍、铜、钼和锌。也可以包括过渡金属，并且上述化合物的盐、氧化物、氢氧化物和碳酸盐可以是合适的无机矿物化合物。尽管在农产品中通常没有发现或使用，但对于本文所公开的一些实施方式，铝、锡和铬中的一种或多种可以是合适的矿物。
如本文中所使用的，“矿物螯合化合物”是指包括至少一种无机物质和羧酸的衍生物的化合物或混合物，或羧酸和无机矿物化合物的反应产物。矿物螯合化合物的实例包括但不限于与一种或多种配体螯合的钴、钪、硒、钛、钒、锰、铁、镍、铜、锌或它们的组合，以形成螯合物(螯合复合物或配位复合物)。尽管在农产品中通常没有发现或使用，但在本文所公开的一些实施方式中，矿物螯合化合物可以包括铝、锡和铬中的一种或多种。合适的配体的实例包括乳酸盐、乙酸盐、丙酸盐、丁酸盐、乙二胺和EDTA。
如本文中所使用的，“无机肥料”是指旨在通过提供大量营养素(诸如氮、钾、磷、钙、镁和硫中的一种或多种)来增强植物生长的组合物。无机肥料典型地不包括显著量的活生物体。无机肥料通常包括微量营养素，诸如硼、氯、铜、铁、锰、钼和锌。无机肥料还可以包括可选的成分，诸如绿砂或磷矿粉。无机肥料例如可以是NPK肥料、已知的商品肥料等。
如本文中所使用的，“生物肥料”、“天然肥料”或“有机肥料”是指包括活生物体、植物或动物物质或它们的组合的肥料。生物肥料可以包括诸如粪肥、血粉、苜蓿粉、海藻或堆肥的组分。肥料可以以颗粒或液态的多种形式提供。
如本文中所使用的，“杀虫剂(农药，pesticide)”是指消灭或驱除植物或种子有害物(害虫，pest)的组合物或产品，并且可以划分为多个特定亚群，包括但不限于杀螨剂、杀鸟剂、杀菌剂、杀真菌剂、除草剂、杀虫剂、杀螨药、杀软体动物剂、杀线虫剂、杀鱼剂、杀捕食动物剂(毒杀剂，predacide)、灭鼠剂和杀树剂。杀虫剂还可以包括通常不用作有害物控制剂的化学品，诸如植物生长调节剂、脱叶剂和干燥剂，或者不直接对有害物有毒性的化学品，诸如引诱剂和驱避剂。一些微生物杀虫剂可以是在给定有害物种中引起疾病的细菌、病毒和真菌。杀虫剂可以是有机或无机的。施用于植物种子的杀虫剂可以在施用后保留在种皮的表面上，或者可以吸收到种子内并且转移到整个植物中。
如本文中所使用的，“除草剂”是指消灭或阻止杂草生长的组合物或产品。除草剂的一个实例包括草甘膦(即除草剂)。
如本文中所使用的，“杀虫剂”是指消灭或驱除昆虫的组合物或产品。杀虫剂的实例包括西维因(Sevin)(甲萘威(carbaryl))、氯菊酯和苏云金杆菌。
如本文中所使用的，“叶施(叶面，foliar)”或“叶子(小叶，folial)”是指植物或作物的叶子，或施用于植物或作物的叶子。
如本文中所使用的，“沟内(犁沟内，in-furrow)”是指在与种子接触或接近种子的种植沟内施用物质。沟内施用可以在播种之前进行、与播种同时进行或在播种后进行。
如本文中所使用的，“种子”是指可以播种以生长出植物的任何物质。种子可以指未受精的植物胚珠、受精的植物胚珠、植物胚胎。“种子”还可以指播种的整个或部分植物。例如，“种子”可以指整个或部分马铃薯块茎。在其他实施例中，“种子”可以指被种植以生长出植物的豆类，诸如大豆。
如本文中所使用的，“溶液”是指两种或更多种物质的均匀或基本均匀的混合物，所述物质可以是固体、液体、气体或它们的组合。
如本文中所使用的，“混合物”是指彼此物理或化学接触的两种或更多种物质的组合。
术语“接触”是指触及、接触或达到密切或紧密接近的行为，例如包括在细胞或分子水平的接触，以例如在溶液中、在反应混合物中、在体外或体内引起生理反应、化学反应或物理变化。因此，处理、滚动、振动、摇动、混合和施用是使两种或更多种组分在一起的接触形式。
如本文中所使用的，“施用”是指使一种或多种组分靠近或接触另一组分。施用可以指接触或给药。
如本文中所使用的，“预处理”或“种子处理”是指在种植前使种子与组合物化学和/或物理接触。
如本文中所使用的，“载体”是指物理地或化学地与靶或活性物质结合或组合以促进靶或活性物质的使用、储存或应用的物质。载体通常是惰性材料，但是也可以包括与靶或活性物质相容的非惰性材料。载体的实例包括但不限于用于受益于液体载体的组合物的水，或用于受益于固体载体的组合物的硅藻土。
如本文中所使用的，“粘附剂”是指在种子预处理过程中促进一种或多种化学品与种子接触或结合的材料，诸如聚合物。
如本文中所使用的，“酶”是指能够分解材料(诸如纤维素、蛋白质和脂肪及许多其他材料)的一种或多种生物分子。例如，纤维素酶是能够分解纤维素材料的酶。
如本文中所使用的，“MCMS组合物”是指具有一种或多种矿物螯合化合物和一种或多种矿物盐化合物的组合物。MCMS组合物在适用于种子、植物和土壤时可以是有益的。MCMS组合物的具体实例是含有乳酸钴和硫酸钴的组合物。
本发明的实施方式提供了多种处理组合物，用于增强种子和生长植物的发芽率、健康、生长、养分吸收和保持性(retention)、抗旱性以及种子或植物中和周围养分的时间生物利用度。实施方式进一步提供了在植物的整个生命期这些益处的更早且更一致的增强。在收获时间基于独立于植物生长的因素(诸如一年中的时间、天气和市场需求等)的情况下，这些益处的更早且更一致的增强可以是特别有利的。处理组合物可以用于改善土壤的质量。处理组合物还可以通过在种子和微生物之间以及在植物和微生物之间提供生物和/或生理协同作用而用作微生物催化剂。
许多实施方式涉及可用于处理种子、植物和土壤的组合物，其包括具有天然肥料、有机肥料、无机肥料或生物肥料或它们的组合与一种或多种相容性杀虫剂的混合物。这些组合物还可以含有本文所讨论的酶、纤维、水和矿物质。这样的混合物确保或增强了种子发芽和植物生长、健康和产量，同时保护种子和植物免受感染或侵染和恶劣条件诸如干旱。由于多个原因，种子预处理已经显示出有益性。种子预处理可以在种植后在种子的附近区域中形成有害物抑制区。因此，需要更少的杀虫剂施用，这最小化了对植物的物理损害、降低了施用和处理成本并且减少了农药漂移问题。种子预处理可以允许每个种子或每英亩更准确地施用活性成分。进一步地，种子再(预)处理每个种子或每英亩需要的活性成分可以比其他施用方法(诸如沟内)更少。
对于一些有害物，诸如真菌疾病，保护剂种子处理优于侵染后或感染后处理，因为病原体的生存与宿主植物如此密切关联，其可能难以在不伤害宿主的情况下消灭有害物。其他类型的杀真菌种子预处理包括：种子灭虫，其控制了种子表面上的孢子和其他形式的致病生物；以及种子消毒，其消除了已经渗透到种子的活细胞中的病原体。
处理方法包括直接种子处理、叶面处理和沟内处理。图1A示出了根据一些实施方式的在种子的直接种子处理或预处理中使用组合物(诸如MCMS组合物)的方法100的方框流程图。方法100可以包括在预处理阶段在种植之前将一种或多种MCMS化合物102施用104于一个或多个种子106。直接种子处理方法可以远离种植地点完成、在种植地点完成、在种植期间完成或它们的一些组合来完成。例如，种子可以在种植期间与种子处理接触。直接种子处理通过减少浪费的活性成分从而减少给定种子批次或土地面积必须的或足够的处理产品的总量，可以相对于叶面处理方法和沟内处理方法提供优点。此外，直接种子处理制剂(配方)可以比针对叶面处理方法和沟内处理方法的制剂更浓缩。在一些情况下，这是因为针对叶面处理方法和沟内处理方法的制剂具有较高百分比的载体材料。因此，更高浓度的直接种子处理制剂还提供了优点，因为它们更容易运输，并且额外地或可替换地不需要用于将制剂与载体或其他元素混合的设施和设备。种子处理方法还可以减少由叶面施用方法和沟内施用方法中的一些方法所引起的对植物的损害，并且可以进一步减少这些方法所需的能源使用和设备。
种子预处理农药可以作为粉剂施用，但通常为均匀的溶液或不均匀的浆料或悬浮液。种子处理或预处理106可以在种子袋内或通过机械装置(诸如在滚筒中)完成。可以在施用104后搅拌一个或多个种子。搅拌可以包括滚动、振动、混合、摇动及它们的组合。施用104可以通过喷雾、浇注或其他使MCMS化合物与种子接触的方法来完成。施用104MCMS化合物可以例如以约4-5克/英亩、约2-5克/英亩、约5-35克/英亩、约25-70克/英亩、约45-95克/英亩、约75-140克/英亩、约100-500克/英亩或约5-5000克/英亩的最终量来进行。种子预处理可以在种植前立即在场外设施或农场现场或车载种植设备上进行。
图1B示出了根据一些实施方式的使用组合物(诸如MCMS组合物)处理植物和土壤的方法100'的方框流程图。方法100’可以包括在种植前、种植期间或种植后将一种或多种MCMS化合物102施用104’于一种或多种土壤和植物106’。方法100’可以与方法100组合使用或者作为方法100的替代方案使用。
MCMS化合物可以与包括除草剂、杀虫剂、杀真菌剂的一种或多种农药以及包括商品的粘附剂组合，而不会对商品或种子产生负面影响。粘附剂可以是聚合物(例如，多糖)，诸如在农业环境中使用的生物相容性和生物可降解的粘附剂材料。粘附剂可以包括粘性纤维。粘附剂可以与稳定剂组合使用，包括商品诸如TIC胶。TIC胶包含藻酸丙二醇酯和黄原胶。
本文所述的处理组合物可有益于多种种子、植物和土壤。所述组合物可以特别有益于作物和禾草，并且用于改善作物和禾草所使用的土壤的健康。
受益于用本文所述的组合物处理的作物植物的实例包括但不限于玉米、苜蓿、豆类、甜菜、马铃薯、小麦、水果、燕麦、棉花、水稻、大豆等。另外，上述植物和其他植物的GMO变体可以从本发明的实施方式得到加强并受益。
受益于用本文所述的组合物处理的禾草的实例包括但不限于草坪草、草皮草(诸如用于运动场和绿地的草)。具体实例包括肯塔基早熟禾、一年生早熟禾、三叶草、百慕大草、小糠草、黑麦草、印度落芒草、具节山羊草、紫三芒草、旱雀麦、普通黑麦等。
可以用于处理种子、植物和土壤的一种组合物为矿物螯合物或矿物螯合化合物。矿物螯合物的具体实例是乳酸钴(CoL)。另外的或可替换的组合物包括钴化合物，诸如无机盐或有机盐，并且可以包括碳酸钴、葡萄糖酸钴、硫酸钴、氧化钴或它们的组合，以及如本文中将确定的其他化合物。
该组合物可以包括多种矿物质作为螯合物、盐或两者。该螯合物可以是本文所述的任何合适的和有效的螯合物。矿物螯合化合物的实例包括钴螯合化合物、钪螯合化合物、硒螯合化合物、钛螯合化合物、钒螯合化合物、锰螯合化合物、铁螯合化合物、镍螯合化合物、铜螯合化合物、锌螯合化合物或它们的组合。尽管在农产品中通常没有发现或使用，但对于本文所公开的一些实施方式，铝螯合化合物、锡螯合化合物和铬螯合化合物中的一种或多种可以是合适的矿物螯合化合物。该螯合部分可以包括乳酸盐、乙二胺、乙二胺四乙酸盐(EDTA)、丙酸盐、丁酸盐、乙酸盐及它们的组合。螯合矿物化合物的实例包括矿物乳酸盐化合物、矿物丙酸盐化合物、矿物丁酸盐化合物、矿物EDTA化合物、矿物乙酸盐化合物或它们的组合。
螯合化合物的一个具体的非限制性实例为有机螯合钴，例如具有化学式：(CH3-CH(OH)COO-)2-Co，其可以表示为：
矿物螯合化合物中的矿物质包括钪、硒、钛、钒、镁、钙、锰、钴、铁、镍、铜、锌、钼。例如，钴、铁、锰、铜和锌可以处于乳酸盐化合物或EDTA化合物中。
盐化合物可以包括钪、硒、钛、钒、镁、锰、钙、钴、铁、镍、铜、锌、钼。尽管在农产品中通常没有发现或使用，但对于本文所公开的一些实施方式，盐化合物可以包括铝、锡和铬中的一种或多种。盐阴离子可以包括溴化物(溴酸根)、氯化物(氯酸根)、氟化物(氟酸根)、碳酸盐(碳酸根)、氢氧化物(氢氧根)、硝酸盐(硝酸根)、氧化物、磷酸盐(磷酸根)、硫酸盐(硫酸根)、甲酸盐(甲酸根)、乙酸盐(乙酸根)、丙酸盐(丙酸根)、丁酸盐(丁酸根)、草酸盐(草酸根)、柠檬酸盐(柠檬酸根)、苹果酸盐(苹果酸根)、乳酸盐(乳酸根)或酒石酸盐(酒石酸根)。
可以使用载体来制备组合物。载体理想地是惰性材料，其不与组合物的活性组分化学反应或通过吸收或吸附物理地结合活性组分。液体载体包括纯水，诸如反渗水；或其他液体，诸如作物油或与组合物和植物组织相容的表面活性剂。组合物可以是按重量计至少约50％的液体、按重量计至少约75％的液体、按重量计至少约85％的液体或至少约90％的液体。在一些实施方式中，组合物将是约80％至约99％的液体、约85％至约98％的液体、约90％至约95％的液体或约91％至约94％的液体。在其他实施方式中，该组合物可以是约60％的液体至约74％的液体、约63％的液体至约71％的液体、约66％的液体至约68％的液体，或约67％的液体。
组合物中载体的总量可以基于一种或多种载体与组合物中的一种或多种元素的比例来确定。在一些实例中，可以基于植物养分、生长或其他因素来确定一种或多种载体与组合物中的元素的特定比例或比例范围。在一些其他实例中，可以基于农业或加工机械的技术限制来确定一种或多种载体与组合物中的元素的特定比例或比例范围。
在一些其他组合物中，优选的是使用一种或多种固体载体，诸如硅藻土、细磨的石灰石(CaCO3)或碳酸镁(MgCO3)。糖(诸如蔗糖、麦芽糖、麦芽糖糊精或右旋糖(葡萄糖，dextrose)也可以用作固体载体。在其他组合物中，使用固体载体和液态载体的组合是有利的。载体还可以包括可用于流化固体组合物的气体或蒸气，诸如蒸汽、空气或惰性气体(诸如双原子氮)。如本领域技术人员在阅读本公开内容后将认识到的，其他类似的或不同的载体可以适合于本文所述的技术。
组合物还可以包括纤维，例如可以作为用于土壤或另一种生长培养基中的有益菌的食物来源的纤维。纤维也可以作为粘附剂。可以使用可溶性纤维，因为它们通常通过其固有电荷和在溶液中分散其他带电组分的能力而将难溶性材料保持在溶液或悬浮液中，从而增强了产品功效和稳定性。可溶性纤维还允许在预处理中更高的组合物与种子粘附。该组合物内的纤维含量是可调节的，以更好地将难溶性材料保持在溶液或悬浮液中，并改变组合物的“粘性”或粘附性能。在种子预处理中通常需要较高的纤维含量和“粘性”，以便确保足够的组合物与种子结合和种子的覆盖率。因此，表现出足够粘性的纤维可以用作粘附剂。
还可以改变纤维含量和类型以控制组合物-种子的粘附时间和粘附强度。由于种子可以在场外预处理并且必须运输到农场，因此粘附强度对于确保预处理组合物在加工、运输、储存或种植期间不从种子上抖落、擦掉或脱落是很重要的。与叶面施用组合物和沟内施用组合物相比，预处理组合物的更高纤维含量和总浓度可以增加组合物密度。更低的纤维含量对于液体叶面施用组合物或沟内施用组合物可能是优选的，这些组合物理想地具有更低的固体百分比和粘度，以允许更易于运输和施用，并使设备堵塞降到最低。合适和有效的纤维包括半纤维素，例如从落叶松提取的半纤维素。合适的纤维的另一实例为丝兰植物提取物，其具有如下所述的另外的用途。
该组合物可以进一步包括一种或多种酶，包括酶的混合物。如本文提供的组合物可以包括一种或多种有用的和有益的酶，其包括：分解淀粉的酶，诸如淀粉酶；分解蛋白质的酶，诸如蛋白酶；分解脂肪和脂质的酶，诸如脂肪酶；以及分解纤维素材料的酶，诸如纤维素酶。可以在本文所述的组合物内提供酶，例如以促进种子、土壤或植物中和/或周围的纤维素材料的降解。在一个实施例中，酶可以分解纤维素材料和其他材料，诸如收获后留在田地上的秸秆。
在一个实施方式中，酶混合物可以包括源自米曲霉的糖酶、源自米曲霉的蛋白酶、源自黑曲霉的纤维素酶、源自黑曲霉的脂肪酶、源自黑曲霉的果胶酶及它们的组合中的一种或多种。称为酶W的特定酶混合物包括源自米曲霉的糖酶、源自米曲霉的蛋白酶、源自黑曲霉的纤维素酶、源自黑曲霉的脂肪酶、源自黑曲霉的果胶酶。酶W可任选地包括稻米。酶混合物可以施用于种子、土壤和植物。
酶混合物可以与MCMS组合物组合使用、与矿物螯合组合物组合使用、与矿物硫酸盐组合物组合使用，或作为独立的农产品用于处理种子、土壤和植物。例如，可以将酶混合物直接施用于犁沟内的土壤、植物的叶子或种子上作为预处理。合适的酶混合物的实例是酶W。在其他实施方式中，酶W可以与水溶性载体组合。在一些这样的实施方式中，水溶性载体可以部分地或完全地替代稻米载体。水溶性载体的非限制性实例的列举包括糖，诸如右旋糖、蔗糖等以及许多其他糖。更一般地，合适的酶混合物可以包括糖酶、蛋白酶、纤维素酶、脂肪酶、果胶酶以及可选的载体中的一种或多种。
该组合物可以进一步包括一种或多种化学润湿剂，诸如非离子润湿剂。润湿剂典型地由表面活性剂组成，润湿剂可以促进土壤的水渗透。商业润湿剂的实例是由美国德克萨斯州沃思堡市的Royal Oil Co.公司出售的X-Celerate。合适的表面活性剂的另一个实例是丝兰植物提取物。丝兰提取物可作为Saponix 5000或BioLiquid 5000从商业上购得。
该组合物可以进一步包括一种或多种相容的杀虫剂，诸如草甘膦。该组合物可以包括许多不同类型的杀真菌剂，其可以含有以下活性成分，包括但不限于：百菌清、氢氧化铜、硫酸铜、代森锰锌、硫华、霜脲氰、噻菌灵、克菌丹、苯菌灵、代森锰、代森联、福美双、福美锌、异菌脲、乙磷铝、嘧菌酯和甲霜灵。
该组合物可以包括许多不同类型的杀虫剂，其可以含有以下活性成分，包括但不限于：涕灭威、乙酰甲胺磷、毒死蜱、拟除虫菊酯、马拉硫磷、甲萘威、硫酰氟、二溴磷、百治磷、亚胺硫磷、甲拌磷、二嗪农、乐果、谷硫磷、硫丹、吡虫啉和氯菊酯。
该组合物可以包括许多不同类型的除草剂，其可以含有以下活性成分，包括但不限于：敌草隆、2-甲基-4-氯苯氧乙酸(MCPA)、百草枯、二甲吩草胺、西玛津、氟乐灵、敌稗、二甲戊乐灵、精异丙甲草胺、草甘膦、莠去津、乙草胺、“2,4-D”、甲基氯苯氧丙酸(MCPP)、二甲戊乐灵、麦草畏、壬酸、绿草定、甲基砷酸钠(MSMA)、稀禾定、精喹禾灵、氟嘧磺隆、咪草啶酸、氰草津、溴苯腈、s-乙基二丙基硫代氨基甲酸酯(EPTC)、草铵膦、达草灭、异恶草酮、氟磺胺草醚、甲草胺、敌草快和异恶唑草酮。
在一个实施方式中，制备该组合物以提供水溶性矿物质。另外的可选的组分包括可溶性钙、硼酸等的形式。
在一些实施方式中，MCMS组合物包含一种或多种矿物螯合化合物(例如，钴螯合化合物)和一种或多种有机矿物盐或无机矿物盐(例如，硫酸钴)。矿物螯合化合物可以包括钴螯合化合物、钪螯合化合物、硒螯合化合物、钛螯合化合物、钒螯合化合物、锰螯合化合物、铁螯合化合物、镍螯合化合物、铜螯合化合物和锌螯合化合物中的一种或多种。尽管在农产品中通常没有发现或使用，但对于本文所公开的一些实施方式，铝螯合化合物、锡螯合化合物和铬螯合化合物中的一种或多种可以是合适的矿物螯合化合物。矿物螯合化合物还可以包括一种或多种矿物乳酸盐化合物、矿物丙酸盐化合物、矿物丁酸盐化合物、矿物EDTA化合物、矿物乙酸盐化合物或它们的组合。乳酸钴是矿物螯合化合物的一个具体实例。
本实施方式特别的一些有机盐或无机盐包括钪、硒、钛、钒、镁、钙、锰、钴、铁、镍、铜、锌、钼或它们的组合的盐。尽管在农产品中通常没有发现或使用，但对于本文所公开的一些实施方式，盐化合物可以包括铝、锡和铬中的一种或多种。合适的盐阴离子可以包括溴化物、氯化物、氟化物、碳酸盐、氢氧化物、硝酸盐、氧化物、磷酸盐、硫酸盐、甲酸盐、乙酸盐、丙酸盐、丁酸盐、草酸盐、柠檬酸盐、苹果酸盐、乳酸盐或酒石酸盐。硫酸钴是无机矿物盐的一个具体实例。
一些实施方式可以特别地排除铁的(三价铁的，ferric)和/或亚铁的含量。排除铁的和/或亚铁的含量的许多原因之一是在某些组合物内可能难以提供稳定形式的铁。一些实施方式可以特别地排除氮含量。一些实施方式可以特别地既排除铁的和/或亚铁的含量，又排除氮含量。
这样的一般矿物复合物的进一步实施方式包括载体、可溶性纤维和酶中的一种或多种。在共同拥有的美国专利申请序列号12/835,545中描述了这种化合物和制备方法的实例，将其公开内容通过引用并入本文。
在一些实施方式中，一种或多种矿物螯合化合物与一种或多种有机矿物盐或无机矿物盐组合，以便例如有利地增强养分的时间生物利用度。这种组合可以通过在种子和微生物之间以及植物和微生物之间提供生物的和/或生理的协同作用而用作微生物催化剂。这种组合可以在植物的一生中进一步提供已提高的和/或更一致的植物养分含量和健康。本领域已知的一些处理组合物可以增强例如植物生命早期或后期的植物养分吸收。因此，可以理想地仅在植物生命早期或仅在其生命后期收获植物，以提供具有所需养分含量的收获作物。这样的限制不允许具有固有收获影响的灵活性，诸如天气、作物的市场需求、有害物大量涌入和其他考虑因素。
如本文所述的MCMS组合物可以在植物生命(例如，种植到收获)的整个过程中提供更高且更一致水平的植物健康和养分含量。虽然有许多吸收机制可以描述并且可以适用于MCMS组合物与种子、土壤或植物的相互作用，但是在一些实施方式中，矿物螯合物组分可以比矿物盐组分，特别是无机盐组分更具生物利用度。在其他潜在的机制中，MCMS组合物可以以增强养分吸收和植物健康的方式催化微生物。在许多情况下，将MCMS组合物施用于种子、土壤和植物可以致使前期植物出苗，这是未来植物性能和健康的强烈指标，包括高度、叶面积、加长的叶高、生长速率、生物量和豆产品等等。
在一些实施方式中，MCMS组合物可以包含螯合化合物和矿物质的无机盐或有机盐(诸如先前描述的那些)二者的配对。例如，MCMS组合物可以包含钴螯合化合物和钴盐、钪螯合化合物和钪盐、硒螯合化合物和硒盐、钛螯合化合物和钛盐、钒螯合化合物和钒盐、锰螯合化合物和锰盐、铁螯合化合物和铁盐、镍螯合化合物和镍盐、铜螯合化合物和铜盐、锌螯合化合物和锌盐或钼螯合化合物和钼盐。在一个实施例中，MCMS组合物可以包含乳酸钴和硫酸钴。尽管在农产品中通常没有发现或使用，但在本文所公开的一些实施方式中，矿物螯合物和矿物盐配对可以包括铝螯合化合物和铝盐、锡螯合化合物和锡盐、铬螯合化合物和铬盐中的一种或多种。
螯合化合物中的矿物质与盐中相同矿物质的重量或摩尔比可以是1:100至100:1、50:40至90:10以及6:94至12:88。螯合化合物中的矿物质与盐中相同矿物质的比例可以为20:80至30:70。在一个实施方式中，螯合化合物中的矿物质与盐中相同矿物质的比例为21:79至25:75，或为约23:77。
MCMS组合物中的矿物螯合化合物和矿物盐配对的组合重量百分比可以最高达约6％、最高达约12％、最高达约24％、最高达约36％或最高达约48％。例如，MCMS组合物可以是按重量计约36％的硫酸钴和乳酸钴。
在一些实施方式中，MCMS组合物可以进一步包含一种或多种另外的矿物螯合化合物和/或盐。在这样的实施方式中，MCMS组合物可以是按重量计最高达约1％、最高达约2％、最高达约3％、最高达约4％、最高达约7％、最高达约9％、最高达约12％、最高达约17％、最高达约19％、最高达约23％、最高达约28％或最高达约35％的一种或多种另外的矿物螯合化合物和/或盐。例如，MCMS组合物可以包含乳酸钴；硫酸钴；以及EDTA铁钠、乳酸锰、硫酸铜和硫酸锌中的一种或多种。这种MCMS组合物可以进一步包含一种或多种矿物酸，诸如钼酸。
MCMS组合物可以进一步包含如本文所述的其他矿物螯合化合物和矿物盐，并且另外可以包含其他矿物质、载体、纤维、粘附剂和酶。例如，MCMS组合物可以包含矿物螯合化合物(例如乳酸钴)、矿物盐(例如硫酸钴)和载体(例如水)。
MCMS组合物可以进一步包含多种矿物螯合物和矿物盐配对。例如，MCMS组合物可以包含钴螯合化合物和钴盐、钪螯合化合物和钪盐、硒螯合化合物和硒盐、钛螯合化合物和钛盐、钒螯合化合物和钒盐、锰螯合化合物和锰盐、铁螯合化合物和铁盐、镍螯合化合物和镍盐、铜螯合化合物和铜盐、锌螯合化合物和锌盐以及钼螯合化合物和钼盐中的两种或更多种。尽管在农产品中通常没有发现或使用，但在本文所公开的一些实施方式中，矿物螯合物和矿物盐配对可以包括铝螯合化合物和铝盐、锡螯合化合物和锡盐以及铬螯合化合物和铬盐中的一种或多种。
在一个实施方式中，MCMS组合物可以包含乳酸钴；硫酸钴；以及乳酸锰和硫酸锰的组合、乳酸铜和硫酸铜的组合、乳酸镍和硫酸镍的组合或乳酸锌和硫酸锌的组合中的一种。在一些实施方式中，MCMS组合物可以包含乳酸钴；硫酸钴；以及乳酸锰和硫酸锰的组合、乳酸铜和硫酸铜的组合、乳酸镍和硫酸镍的组合或乳酸锌和硫酸锌的组合中的两种。在一些实施方式中，MCMS组合物可以包含乳酸钴；硫酸钴；以及乳酸锰和硫酸锰的组合、乳酸铜和硫酸铜的组合、乳酸镍和硫酸镍的组合或乳酸锌和硫酸锌的组合中的三种。在一些实施方式中，MCMS组合物可以包含乳酸钴、硫酸钴、乳酸锰和硫酸锰、乳酸铜和硫酸铜、乳酸镍、硫酸镍、乳酸锌和硫酸锌。在一些实施方式中，MCMS组合物可以包含乳酸钴和硫酸钴的组合、乳酸锰和硫酸锰的组合、乳酸铜和硫酸铜的组合、乳酸镍和硫酸镍的组合以及乳酸锌和硫酸锌的组合中的两种。在一些实施方式中，MCMS组合物可以包含乳酸钴和硫酸钴的组合、乳酸锰和硫酸锰的组合、乳酸铜和硫酸铜的组合、乳酸镍和硫酸镍的组合以及乳酸锌和硫酸锌的组合中的三种。在一些实施方式中，MCMS组合物可以包含乳酸钴和硫酸钴的组合、乳酸锰和硫酸锰的组合、乳酸铜和硫酸铜的组合、乳酸镍和硫酸镍的组合以及乳酸锌和硫酸锌的组合中的四种。
在一些实施方式中，MCMS组合物可以包含一种或多种螯合化合物和矿物质的一种或多种盐的配对。例如，MCMS组合物可以包含乳酸钴、丙酸钴和硫酸钴。类似地，MCMS组合物可以包含乳酸钴、硫酸钴和碳酸钴。
所有这样的实施方式可以是各组分的干混合物。这样的实施方式还可以提供不同的粘度范围，使得组合物可以是糊剂等。进一步地，实施方式可以包括水溶液、或水性分散体或悬浮液。
在一些实施方式中，本文所公开的处理组合物可以进一步包含一种或多种商业性种子、土壤或植物处理组合物。例如，本文所公开的组合物可以容易地与商业肥料和杀虫剂组合，而不会发生反应或以其他方式不利地影响植物健康或生长。这种可组合性为农业实践带来了效率和便利性。在一个实施例中，本文所公开的组合物可以与由TJ Technologies，Inc.所制造的QUICK组合。QUICK包含解淀粉芽孢杆菌和绿木霉。在其他实施方式中，本文所公开的组合物可以与由Novozymes所制造的400组合。400包含大豆慢生根瘤菌和脂壳寡糖。
以下实施例旨在说明上述发明，而不应被解释为缩小其范围。本领域技术人员将容易地认识到，实施例给出了可以实施本发明的许多其他方式的启示。应当理解的是，可以在保持在本发明的范围内的情况下进行多种变化和修改。
实施例1：玉米种子处理
进行了研究，其中以按克/英亩(ai/a)计55ai/a、70ai/a、85ai/a、100ai/a、115ai/a和130ai/a的活性成分重量将钴MCMS组合物预处理施用于玉米种子。在这种情况下，“活性成分”是指MCMS组合物中所有非载体组分的总重量，并且1英亩相当于50磅种子。在组合输送机/滚筒中将钴MCMS组合物施用于玉米种子，其中通过喷雾器控制施用量。钴MCMS组合物详述于表1中：
表1：用于实施例1的钴MCMS组合物
钴MCMS组合物成分 ％/wt 克
反渗水(载体) 67.13 671.3
乳酸钴，二水合物(21.579％的Co) 2.8 28
硫酸钴，七水合物(20.965％的Co) 9.18 91.8
EDTA铁钠(13.26％的Fe) 9.38 93.8
乳酸锰，二水合物(20.42％的Mn) 3.99 39.9
硫酸铜，五水合物(25.46％的Cu) 2.34 23.4
硫酸锌，一水合物(36％的Zn) 1.41 14.1
钼酸(59.2％的Mo) 0.01 0.1
酶W 0.01 0.1
Larafeed Liquid(商品) 0.94 9.4
Saponix 5000(商品) 2.81 28.1
总计 100 1000
以每种活性成分比率针对乳酸钴组合物和硫酸钴组合物对钴MCMS组合物进行试验。不管有无载体(反渗水)，所有这三种组合物每单位都含有相同百分比的钴。硫酸钴组合物详述于表2中，以及乳酸钴组合物详述于表3中：
表2：用于实施例1的硫酸钴组合物：
硫酸钴组合物 ％/wt 克
反渗水(载体) 67.047 670.47
硫酸钴，七水合物(20.964％的Co) 12.063 120.63
EDTA铁钠(13.26％的Fe) 9.38 93.8
乳酸锰，二水合物(20.42％的Mn) 3.99 39.9
硫酸铜，五水合物(25.46％的Cu) 2.34 23.4
硫酸锌，一水合物(36％的Zn) 1.41 14.1
钼酸(59.2％的Mo) 0.01 0.1
酶W 0.01 0.1
Larafeed Liquid(商品) 0.94 9.4
Saponix 5000(商品) 2.81 28.1
总计 100 1000
表3：用于实施例1的乳酸钴组合物：
乳酸钴组合物 ％/wt 克
反渗水(载体) 66.79 667.9
TIC胶 0.6 6
乳酸钴，二水合物(21.579％的Co) 11.72 117.2
EDTA铁钠(13.26％的Fe) 9.38 93.8
乳酸锰，二水合物(20.42％的Mn) 3.99 39.9
硫酸铜，五水合物(25.46％的Cu) 2.34 23.4
硫酸锌，一水合物(36％的Zn) 1.41 14.1
钼酸(59.2％的Mo) 0.01 0.1
酶W 0.01 0.1
Larafeed Liquid(商品) 0.94 9.4
Saponix 5000(商品) 2.81 28.1
总计 100 1000
研究在具有完全随机化区组格式的温室中进行。种子的种植深度为11/2英寸，并在整个试验中持续浇水。对已用这三种组合物处理的种子测量湿重、叶高和NPK(氮磷钾)养分吸收，并且还针对对照物(未处理的种子)测量湿重、叶高和氮磷钾养分吸收。重复10次，以及有19个处理物。如图2A-2B中所示，在两个分开的日期，13年12月19日(种植后45天)和14年1月08日(种植后65天)对湿重进行测量。如图3A-3D中所示，在四个分开的日期，13年11月18日、13年12月4日、13年12月19日和14年1月08日对加长的叶高进行测量。在两个分开的日期(即“早期”13年12月19日(如图4A-4F中所示)(水平实线表示对照物)和“晚期”14年1月8日(如图5A-5F中所示)(水平实线表示对照物))取组织样品，以测量NPK(氮磷钾)养分吸收。Midwest(美国中西部)实验室进行了完整的养分分析。
图4A-4F和图5A-5F中所示的养分吸收数据显示了乳酸钴组合物表现出早期养分吸收较高和晚期养分吸收较低的一般趋势。相反，图4A-4F和图5A-5F中所示的养分吸收数据显示了硫酸钴组合物表现出早期养分吸收较低和后期养分吸收较高的一般趋势。这些数据证明了钴MCMS组合物随时间释放的方面，其由图4A-4F和图5A-5F中所示的养分吸收数据支持。在大部分ai/a水平下，钴MCMS组合物都具有比乳酸钴组合物和硫酸钴组合物更一致的、并且通常更高的养分吸收。钴MCMS也在所有ai/a水平下优于对照物。
实施例2：大豆种子处理
进行研究，其中以按克/英亩(ai/a)计15ai/a、20ai/a和25ai/a的活性成分重量将钴MCMS组合物预处理施用于大豆种子。在这种情况下，“活性成分”是指MCMS组合物中所有非载体组分的总重量，并且1英亩相当于50磅种子。在组合输送机/滚筒中将钴MCMS组合物施用于大豆种子，其中通过喷雾器控制施用量。钴MCMS组合物详述于表4中：
表4：用于实施例2的钴MCMS组合物
钴MCMS组合物成分 ％/wt 克
反渗水(载体) 67.13 671.3
乳酸钴，二水合物(21.579％的Co) 2.8 28
硫酸钴，七水合物(20.965％的Co) 9.18 91.8
EDTA铁钠(13.26％的Fe) 9.38 93.8
乳酸锰，二水合物(20.42％的Mn) 3.99 39.9
硫酸铜，五水合物(25.46％的Cu) 2.34 23.4
硫酸锌，一水合物(36％的Zn) 1.41 14.1
钼酸(59.2％的Mo) 0.01 0.1
酶W 0.01 0.1
Larafeed Liquid(商品) 0.94 9.4
Saponix 5000(商品) 2.81 28.1
总计 100 1000
以每种活性成分比率针对乳酸钴组合物和硫酸钴组合物对钴MCMS组合物进行试验。不管有无载体(反渗水)，所有这三种组合物每单位都含有相同百分比的钴。硫酸钴组合物详述于表5中，以及乳酸钴组合物详述于表6中：
表5：用于实施例2的硫酸钴组合物：
硫酸钴组合物 ％/wt 克
反渗水(载体) 67.047 670.47
硫酸钴，七水合物(20.964％的Co) 12.063 120.63
EDTA铁钠(13.26％的Fe) 9.38 93.8
乳酸锰，二水合物(20.42％的Mn) 3.99 39.9
硫酸铜，五水合物(25.46％的Cu) 2.34 23.4
硫酸锌，一水合物(36％的Zn) 1.41 14.1
钼酸(59.2％的Mo) 0.01 0.1
酶W 0.01 0.1
Larafeed Liquid(商品) 0.94 9.4
Saponix 5000(商品) 2.81 28.1
总计 100 1000
表6：用于实施例2的乳酸钴组合物：
乳酸钴组合物 ％/wt 克
反渗水(载体) 66.79 667.9
TIC胶 0.6 6
乳酸钴，二水合物(21.579％的Co) 11.72 117.2
EDTA铁钠(13.26％的Fe) 9.38 93.8
乳酸锰，二水合物(20.42％的Mn) 3.99 39.9
硫酸铜，五水合物(25.46％的Cu) 2.34 23.4
硫酸锌，一水合物(36％的Zn) 1.41 14.1
钼酸(59.2％的Mo) 0.01 0.1
酶W 0.01 0.1
Larafeed Liquid(商品) 0.94 9.4
Saponix 5000(商品) 2.81 28.1
总计 100 1000
研究在具有完全随机化区组格式的温室中进行。种子的种植深度为3/4英寸，并在整个试验中持续浇水。对已用这三种组合物处理的种子测量湿重、叶高和NPK(氮磷钾)养分吸收，并且还针对对照物(未处理的种子)测量湿重、叶高和氮磷钾养分吸收。所有这三种组合物各自还与商品Optimize400和Quick Roots结合，用于进一步比较叶测量值和NPK(氮磷钾)养分吸收。重复10次，以及有30个处理物。如图6A-6B中所示(水平实线表示对照物)，在两个分开的日期，13年12月23日(种植后48天)和14年1月08日(种植后64天)对湿重进行测量。叶测量值取真叶尺寸，如第一三叶、第二三叶和第三三叶的顶叶和侧叶(图7A-7F)。在两个分开的日期(即“早期”13年12月23日(如图8A-8C中所示)(水平实线表示对照物)和“晚期”14年1月8日(如图9A-9C中所示)(水平实线表示对照物))取组织样品，以测量NPK(氮磷钾)养分吸收。Midwest(美国中西部)实验室进行了完整的养分分析。
图8A-8C和图9A-9C中的养分吸收数据显示了乳酸钴组合物表现出早期养分吸收较高和晚期养分吸收较低的一般趋势。相反，图8A-8C和图9A-9C中所示的养分吸收数据显示了硫酸钴组合物表现出早期养分吸收较低和晚期养分吸收较高的一般趋势。这些数据证明了钴MCMS组合物随时间释放的方面，其由图4A-4F和图5A-5F所示的养分吸收数据支持。在大部分ai/a水平下，钴MCMS组合物都具有比乳酸钴组合物和硫酸钴组合物更一致的、并且通常更高的养分吸收。数据也显示，当与一种或多种MCMS组合物(特别是本文所述的钴MCMS组合物)组合使用时，可以增强商品(诸如Optimize 400和Quick Roots)的性能。
实施例3：玉米种子处理
进行研究，其中以从100％:0％的硫酸钴:乳酸钴到0％:100％的硫酸钴:乳酸钴的均等递增比例(12.5％的间隔)将钴MCMS预处理施用于玉米种子。该研究部分地遵循实施例1，以确定硫酸钴与乳酸钴的最佳一级比例用于各种农业应用，包括种子预处理、沟内施用、叶面施用等。在该试验中钴的总施用量等同于实施例1的100g ai/a水平，而没有表4中所详述的其他配方成分，其中1英亩相当于50磅种子。“活性成分”是指MCMS组合物中所有非载体组分的总重量。在这种情况下，施用于玉米种子时，施用量总计为每英亩2.5g的元素Co和100ppm的元素钴。在简单的实验室容器中将钴MCMS组合物施用于玉米种子，用手滚动该容器直到所有的载体液体被种子吸收。在温室中用完全随机化区组格式进行研究。种子的种植深度为11/2英寸，并在整个试验中持续浇水。在10个处理物和2个对照物的每个中有10次重复。
如图10A-10J中所示，对包括未处理的对照物在内的所有处理物测量出苗时间、加长的叶高、叶面积以及收获时的植物高度和植物生物量。数据显示，乳酸钴和硫酸钴的组合优于硫酸钴本身、乳酸钴本身和阴性对照物。一般来说，植物出苗是植物健康的关键预测因子，其中较快出苗与植物高度、叶面积、生物量和其他因素相关。在该研究中，硫酸盐:乳酸盐组合在许多不同比例下都显示出最快出苗。与纯净形式和对照物相比，V6加长的叶高和叶面积也显示出了来自钴组合的良好响应。在三种比例下，收获时的总体玉米植物高度与对照物和纯钴化合物相比显示出优异的植物性能。总之，由硫酸钴、乳酸钴组合所促成的植物响应测量的优势超过了纯钴化合物和对照物所促成的植物响应测量的优势。
实施例4：玉米种子处理
进行研究，其中以从100％:0％的硫酸锌:乳酸锌到0％:100％的硫酸锌:乳酸锌的均等递增比例(25％的间隔)将锌MCMS预处理施用于玉米种子。施用于种子的总的元素锌总计为25ppm。此外，在50％:50％的硫酸锌:乳酸锌比例下，施用于种子的总的元素锌的量从12.5ppm变化至200ppm。该试验中总锌的控制施用量(施用于种子的25ppm元素锌)等同于实施例1的100g ai/a水平时的锌的水平，而没有表4中所详述的其他配方成分，其中1英亩相当于50磅种子。“活性成分”是指所施用的组合物中所有非载体组分(例如，含锌化合物)的总重量。在简单的实验室容器中将锌MCMS组合物施用于玉米种子，用手滚动该容器直到所有的载体液体被种子吸收。在温室中用完全随机化区组格式进行研究。种子的种植深度为11/2英寸，并在整个试验中持续浇水。在10个处理物和2个对照物的每个中有10次重复。
如图11A-11G中所示，对包括阳性和未处理的对照物在内的所有处理物测量出苗时间、加长的叶高、叶面积以及收获时的植物高度和植物生物量。数据显示，乳酸锌和硫酸锌的组合优于单独的硫酸锌和乳酸锌。这里特别感兴趣的是出苗时间以及收获(V8)植物高度、叶面积和生物量的趋势。具体地，V8叶面积显示出了超过阴性和阳性对照物以及两种纯锌形式的两种比例的硫酸盐与乳酸盐。这些比例之一是50:50的硫酸盐:乳酸盐，当在各种总锌水平下进行试验时，对于出苗时间、收获植物高度、收获叶面积和生物量，该比例都显示出比一种或多种对照物和纯锌化合物更好的性能。该试验的目的是为了如先前已经用其他微量矿物质证明的那样证明硫酸锌和乳酸锌的组合对于许多植物生长参数(玉米)都优于单独的纯锌化合物，并基于试验结果帮助优化特定植物微量矿物质锌的总水平。
实施例5：玉米种子处理
实施例1-4显示了利用微量矿物质微量营养素(例如，钴和锌)的乳酸盐-硫酸盐形式的组合来改善植物性能。这些结果可以在温室环境中进行优化，用于可转化为田间示范的进一步的产品开发。该实施例5继续对包括锰和铜在内的其他微量矿物质微量营养素进行乳酸盐-硫酸盐试验。
进行研究，其中以50:50的硫酸锰:乳酸锰和50:50的硫酸铜:乳酸铜将锰和铜MCMS预处理施用于玉米种子，随后发现50:50的矿物质比例水平在前述微量矿物质微量营养素研究中是有效的。施用于玉米种子的锰和铜的总量从与前述实施例中类似的水平在锰的当前水平的一半至两倍和铜的当前水平的四分之一至两倍上下变化。在该试验中，总的锰和铜的控制施用量等同于当将每英亩100克活性“用于玉米的Commence”(在图12A-12H中表示为“Com.”)施用于玉米种子时那些矿物质的水平，不过除了若干Commence阳性对照物之外，该试验中不包括其他配方成分。“Com.”组合物详述于表7中，以及“Com.大豆”组合物详述于表8中：
表7：用于实施例5的Commence组合物(“Com.”)：
硫酸钴/乳酸钴组合物 ％/wt 克
反渗水(载体) 70.670 706.700
乳酸钴，二水合物(21.579％的Co) 2.800 28.000
硫酸钴，一水合物(34.063％的Co) 5.650 56.500
EDTA铁钠(13.26％的Fe) 9.380 93.800
乳酸锰，二水合物(20.42％的Mn) 3.990 39.900
硫酸铜，五水合物(25.46％的Cu) 2.340 23.400
硫酸锌，一水合物(36％的Zn) 1.410 14.100
酶W 0.010 0.100
Larafeed Liquid(商品) 0.940 9.400
Saponix 5000(商品) 2.810 28.100
总计 100 1000
表8：用于实施例5的用于大豆的Commence组合物(“Com.大豆”)：
硫酸钴/乳酸钴组合物 ％/wt 克
反渗水(载体) 53.367 533.670
乳酸钴，二水合物(21.579％的Co) 2.114 21.140
硫酸钴，一水合物(34.063％的Co) 4.267 42.670
EDTA铁钠(13.26％的Fe) 7.084 70.840
乳酸锰，二水合物(20.42％的Mn) 3.013 30.130
硫酸铜，五水合物(25.46％的Cu) 1.767 17.670
硫酸锌，一水合物(36％的Zn) 1.065 10.650
酶W 0.080 0.080
Larafeed Liquid(商品) 0.711 7.110
Saponix 5000(商品) 2.122 21.22
Regano 4XL 12.241 122.410
Ralco Select 12.241 122.410
总计 100 1000
Regano 4XL包含67.9重量％的反渗水、12.75重量％的商品Larafeed粉末(落叶松阿拉伯半乳聚糖)提取物、0.60重量％的TIC胶和18.75重量％的精油。精油馏分包含60.4重量％的香芹酚、10.8重量％的百里酚、9.9重量％的对异丙基甲苯(对伞花烃，paracymene)和18.9％的来自牛至油和百里香油的次级油组分。Ralco Select包含67.9重量％的反渗水、12.75重量％的商品Larafeed粉末(落叶松阿拉伯半乳聚糖)提取物、0.60重量％的TIC胶和18.75重量％的精油。精油馏分包含66.66％的百里香油和33.33％的合成肉桂醛，总测定为0.13重量％的香芹酚、30.5重量％的百里酚、18.0重量％的对异丙基甲苯、18.0重量％的其他次级百里香油组分以及33.33重量％的肉桂醛。
在这种情况下，“活性成分”是指MCMS组合物中所有非载体成分的总重量，1英亩相当于50磅种子。在简单的实验室容器中将锰和铜MCMS组合物施用于玉米种子，用手滚动该容器直到所有的载体液体被种子吸收。在温室中用完全随机化区组格式进行研究。种子的种植深度为11/2英寸，并在整个试验中持续浇水。在10个处理物和若干对照物的每个中有10次重复。
如图12A-12H中所示，对包括阳性和未处理的对照物在内的所有处理物测量出苗时间、加长的叶高、叶面积以及收获时的植物高度和植物生物量。
数据显示，锰和铜的乳酸盐和硫酸盐的50:50矿物质重量组合优于目前配制成用于玉米的Commence(乳酸锰和硫酸铜)的任一单独矿物的纯形式。锰的50:50组合在其当前Commence水平的一半时植物出苗最快，改善了阴性和阳性对照物和纯的乳酸锰。在后续的叶高测量、最终植物高度以及可能最重要的植物生物量上，该试验水平继续优于阴性和阳性对照物和纯的乳酸锰。对于铜，与硫酸铜、阴性对照物和阳性对照物的当前水平相比，当前Commence水平的四分之一产生了若干顶叶高、茎直径、叶面积和收获时的生物量。令人惊讶的是，明显看出较低水平的锰和铜两者都优于以前试验的具有阳性结果的较高水平。
进一步地，该试验对各种水平下的酶W相比其当前制剂水平进行了评价，酶W曾经被认为是相对较小的制剂成分。这是由美国Ralco Agnition公司从俄勒冈州的ABTechnologies公司购买的酶混合物产品，其作为动物饲料出售。混合酶套装含有α-淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶、脂肪酶和果胶酶。由于其使用水平非常低，因此在当前制剂水平的十倍和一百倍时测试植物响应。在其当前水平的一百倍时，酶W记录了这整组处理物中所有出苗时间最快的。与较低水平的酶W相比，尽管直到最终植物高度和生物量才再次观察优异的性能。在该水平下，尽管只有锰和铜的50:50硫酸盐:乳酸盐形式表现较好，但使其同时优于阴性和阳性对照处理物。由于酶被铺板在似乎是不溶性的载体上，因此进一步的工作方向正在研究中，并且当与更易溶的载体(诸如糖、右旋糖和蔗糖等)配对时，将进一步具有甚至更好的预期结果。
温室中的试验已经开始研究植物对化学润湿剂的响应，在该试验中为来自美国德克萨斯州沃思堡市的Royal Oil Co公司的称为X-Celerate的非离子型润湿剂。该产品被宣传与除草剂、杀虫剂和更多一起使用。该产品被添加到阳性对照物中的一个和阴性对照物中的一个，但是在种子处理中其并不作为叶面施用助剂。可能已经看到小的响应，并需要进一步的工作来记录其潜在的植物响应。
实施例6：大豆种子处理
进行研究，其中以50％:50％的硫酸镍:乳酸镍比例将镍MCMS预处理施用于大豆。本研究遵循在前述微量矿物微量营养素研究中被发现有效的50:50的矿物质比例水平，虽然许多其他比例也被认为是有效的。特别是，除了包括12.5％:87.5％至87.5％:12.5％的较宽范围之外，25％:75％至75％:25％之间的硫酸镍:乳酸镍比例被认为是有效的比例范围。在该试验中总镍的施用量等同于实施例1的100g ai/a水平，而没有表4中详述的其他配方成分，其中1英亩相当于50磅种子。“活性成分”是指MCMS组合物中所有非载体组分的总重量。在这种情况下，施用于大豆时，施用量总计为每英亩2.5g元素Ni和100ppm的元素Ni。在简单的实验室容器中将镍MCMS组合物施用于大豆，用手滚动该容器直到所有载体液体被豆吸收。在温室中用完全随机化区组格式进行研究。豆的种植深度为3/4英寸，并在整个试验中持续浇水。硫酸镍乳酸镍处理物重复10次，以及1个对照物重复10次。
如图13A-13F中所示，对已处理的豆和未处理的对照物测量出苗时间以及在单叶、第一三叶、第二三叶、第三三叶和第四三叶阶段的高度。数据显示，乳酸镍和硫酸镍的组合优于阴性对照物。本文中的所有上述结果表明，乳酸镍和硫酸镍在各种比例下的组合都将优于硫酸镍的单独处理和乳酸镍的单独处理。

Claims (20)

1.一种种子、土壤或植物处理组合物，所述组合物包含：
硫酸钴；以及
钴螯合化合物。
2.根据权利要求1所述的处理组合物，其中，所述钴螯合化合物的螯合剂为乳酸盐、乙酸盐、丙酸盐、丁酸盐、乙二胺或EDTA中的一种。
3.根据权利要求1所述的处理组合物，其中，硫酸钴与总的钴螯合化合物的比例最高达100:1。
4.根据权利要求1所述的处理组合物，其中，总的钴螯合化合物与硫酸钴的比例最高达100:1。
5.根据权利要求1所述的处理组合物，还包含锌、锰、镍或铜中的一种或多种，其中，所述锌、锰、镍或铜中的一种或多种各自以矿物盐和矿物螯合物两者的形式存在。
6.根据权利要求5所述的处理组合物，其中，所述矿物盐包含硫酸盐。
7.根据权利要求5所述的处理组合物，其中，所述矿物螯合物包含矿物乳酸盐。
8.根据权利要求1所述的处理组合物，还包含一种或多种金属；其中，所述一种或多种金属包括铁、钴、镁、钙、锰、锌、铜、钪、硒、钛、钒、铬、铝、锡和镍。
9.根据权利要求8所述的处理组合物，其中，所述一种或多种金属以盐的形式存在，其中，所述盐的阴离子为溴化物、氯化物、氟化物、碳酸盐、氢氧化物、硝酸盐、氧化物、磷酸盐、硫酸盐、甲酸盐、乙酸盐、丙酸盐、丁酸盐、草酸盐、柠檬酸盐、苹果酸盐、乳酸盐或酒石酸盐中的一种。
10.根据权利要求8所述的处理组合物，其中，所述一种或多种金属以螯合化合物的形式存在，其中，所述螯合剂为乳酸盐、乙酸盐、丙酸盐、丁酸盐、乙二胺或EDTA中的一种。
11.根据权利要求1所述的处理组合物，还包含一种或多种商业性种子、土壤或植物处理组合物。
12.根据权利要求1所述的处理组合物，还包含粘附剂。
13.根据权利要求1所述的处理组合物，还包含载体。
14.根据权利要求1所述的处理组合物，还包含一种或多种酶。
15.根据权利要求1所述的处理组合物，还包含一种或多种杀虫剂。
16.根据权利要求1所述的处理组合物，还包含一种或多种化学润湿剂。
17.根据权利要求1所述的处理组合物，其中，所述组合物不含氮。
18.根据权利要求1所述的处理组合物，其中，所述组合物不含铁。
19.一种处理种子、土壤或植物的方法，所述方法包括：
将处理组合物施用于种子、土壤和植物中的一种或多种，其中，所述处理组合物包含硫酸钴和至少一种钴螯合化合物。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，施用所述处理组合物促进种子生长，种子发芽，微生物催化，植物健康，种子和植物抗旱性，增强的植物健康一致性，以及种子、土壤或植物中和周围养分的稳定的生物利用度中的一种或多种。
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