CN106604908A - 利用精油的农业组合物和应用 - Google Patents

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Abstract

一般而言，本发明的实施方式提供了种子、土壤和植物处理组合物以及制备和使用这样的产品和组合物的方法。这些产品和组合物的用途可以用作植物保护剂并且提高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。

Description

利用精油的农业组合物和应用
相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年7月2日提交的美国临时申请第62/020,059号的权益，并且将该申请通过引用并入本文中。提出了优先权要求。
背景技术
杀虫剂(农药，pesticide)或杀虫方法(诸如杀虫剂)通常用于增加食物生产，减少携带有害物(害虫，pest)的疾病的量，并限制人类与这种有害物的接触。目前，控制这种有害物的主要方法是通过施用含有合成化合物的杀虫剂。这种化学品不仅在控制和/或消灭有害物方面变得不太有效，而且其还会对环境和人类二者都造成不期望的影响。
最初，用作杀虫剂的许多合成化学品在控制和/或消灭有害物方面是非常有效的。然而，在广泛使用后，有害物最终对一些这样的化学品形成耐受性或抗受性。一旦一种化学品失去其效用，则使用有害物尚未形成耐受性的其他合成化学品。该循环可导致极其大量的合成化学品大量未加制止(未经检查的，unchecked)地释放到环境中。任何合成化学品，更不用说许多这样的化学品与环境的相互作用总会带来意想不到的后果。合成化学品控制有害物的非选择性方式也使它们不受欢迎。化学品可通常对期望的昆虫或动物以及害虫或有害动物具有意想不到的且严重的有害影响。化学品也可能污染人类具有显著接触的区域，并对人类健康造成严重影响。由于环境中的大量的这种合成化学品，这种化学品的相互作用是不可避免的。通常，这种化学品的组合作用(通常称为协同作用)可以大大超过它们的单一作用。
此外，合成化学品可以通常几乎无限地存留在环境中。这些担忧及其他担忧导致美国环境保护局(United States Environmental Protection Agency)(EPA)管制甚至禁止许多合成化学品用作杀虫剂。
由于合成化学杀虫剂的通常有害的影响以及EPA对一些这样的化学品的管制禁令，已经提出并研究了合成化学杀虫剂的许多替代方案(替代品，alternative)。
一种这样的替代方案是使用生物有机体来控制不期望的有害物。虽然该方案已经取得了一些重大的进步和胜利，但是关于被释放以控制有害物的有机体的担忧将始终存在。另一种看起来更高的感兴趣水平的替代方案是使用天然杀虫剂。天然杀虫剂是存在于自然界中(例如在植物、动物或其他昆虫中)的化合物，并且具有允许它们直接使用、组合或改性用作杀虫剂的性质。
在使用精油的应用中，精油乳液的稳定性和挥发性使它们难以在农业中使用。某些乳化剂由于其对养分的亲和力、最终抑制了组合物向种子、植物或土壤递送预期值的能力而使用无效。
发明内容
一般而言，本发明的实施方式提供了种子、土壤和植物处理组合物以及制备和使用这样的产品和组合物的方法。这些产品和组合物的用途可以用作植物保护剂并且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。
在一些实施方式中，种子、土壤或植物处理组合物可以包含一种或多种精油和一种或多种乳化剂，其中所述一种或多种精油作为乳液存在，并且所述乳液中的所述一种或多种精油的平均粒度小于约25微米。
在其他实施方式中，种子、土壤或植物处理组合物可以包含一种或多种精油、一种或多种乳化剂和金属螯合化合物，其中所述一种或多种精油包括百里香精油、牛至精油或肉桂精油。
在其他实施方式中，种子、土壤或植物处理组合物可以包含合成肉桂醛和一种或多种来自唇形科的精油。在一个实例中，来自唇形科的精油可以包括来自百里香属、牛至属的精油或它们的组合。
在另一实施方式中，处理种子、土壤或植物的方法可以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乳化剂和一种或多种精油，其中所述一种或多种精油作为乳液存在，并且所述乳液中的所述一种或多种精油的平均粒度小于约25微米。
在另一实施方式中，处理种子、土壤或植物以提高种子和所生长植物的健康的方法可以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，所述处理组合物包括一种或多种精油，其中所述一种或多种精油包括百里香精油、牛至精油或肉桂精油，并且提高种子和所生长植物的健康可以包括增加产量、发芽率、生长、养分吸收(摄取)和保持性(retention)、耐旱性和种子或植物中和周围养分的时间生物利用度。
附图说明
图1示出了根据一个或多个实施方式的制备精油分散体的方法的方框流程图。
图2示出了根据一个或多个实施方式的用精油处理组合物处理种子、土壤、植物或它们的组合的方法的方框流程图。
图3A-3D示出了根据一个或多个实施方式使用精油组合物的大豆温室研究的结果。
图4A-4B示出了根据一个或多个实施方式使用精油组合物的大豆田间研究的产量结果。
图5示出了根据一个或多个实施方式使用精油组合物的田间玉米研究的结果。
图6示出了根据一个或多个实施方式使用精油组合物的温室玉米研究的结果。
图7A-7B示出了根据一个或多个实施方式的真菌病原体的圆周生长(环周生长，circumferential growth)以证明精油和微量营养素组合物的真菌抑制性质。
具体实施方式
一般而言，本发明的实施方式提供了种子、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用途可以用作植物保护剂并且提高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。实施方式涉及包含精油的组合物，用于保护植物种子或叶子，通过优选增强有益的土壤微生物来改善土壤健康，增强植物生长、产量和对不利条件的耐受性。这种包含精油的组合物进一步提供了附带的杀虫有益效果，其有益于处理的种子、土壤和植物。本发明的实施方式提供了用于增强种子或所生长植物的健康的各种处理组合物。
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“精油”是指从植物材料提取的芳香(芳香族)的挥发性液体。精油通常是含有挥发性芳香化合物的浓缩疏水液体。精油化学成分可以属于一般类别，诸如萜烯(例如，对伞花烃、苎烯、桧烯、α-蒎烯、γ-萜品烯、β-石竹烯)、萜类化合物(例如，香茅醛、百里酚、香芹酚、香芹酮、冰片)和苯丙素类(例如，肉桂醛、丁子香酚、香草醛、黄樟素)。精油可以是天然的(即，源自植物)或合成的。例如，精油可以包括非洲罗勒、羊角芹、肉桂、丁香、香菜、小茴香、大蒜、青柠、柠檬、柠檬草、芥子油、薄荷醇、牛至、迷迭香、香薄荷、西班牙牛至、百里香、茴香、姜、月桂叶、鼠尾草、香柠檬、桉树、白玉兰、薄荷、留兰香、冬青、大麻(cannibus)、甘牛至(马郁兰)、橙橘、玫瑰及它们的组合中的一种或多种。
如本文中所使用的，“植物”和“植物衍生物”可以指生长中的植物的任何部分，包括根、茎、柄、叶、枝、种子、花和果实等。例如，肉桂精油可以衍生自肉桂植物的叶或树皮。
如本文中所使用的，“肉桂精油”是指一种或多种天然肉桂油(即，源自樟属植物的精油)或合成肉桂油。合成的肉桂精油可以包含合成的肉桂醛。合成的肉桂精油可以进一步包含天然肉桂精油的一种或多种主要成分。主要成分是包含天然精油测定的至少1重量％、至少2.5重量％或至少5重量％的成分。
如本文中所使用的，“百里香精油”是指一种或多种天然百里香油(即，源自百里香属植物的精油)或合成的百里香油。合成的百里香精油可以包含合成的百里酚。合成的百里香精油可以进一步包含天然百里香精油的一种或多种主要成分。
如本文中所使用的，“牛至精油”是指一种或多种天然牛至油(即，源自牛至属植物的精油)或合成的牛至油。合成的牛至精油可以包含合成的香芹酚。合成的牛至精油可以进一步包含天然牛至精油的一种或多种主要成分。
如本文中所使用的，术语“搅动”是指对材料施加外力，诸如搅拌、摇动或振动。可以通过转动、倾斜、摇动等搅拌容器。例如，可以在容器内使用桨或搅拌器来搅拌。
如本文中所使用的，术语“乳液”是指含有两种或更多种液体的体系，其中至少一种液体基本上不溶于或不混溶于至少一种其他液体中。在乳液中，一种液体即“分散相”分散在整个第二液体即“连续相”中，并且通常作为液滴的精细分散体存在。精油可以在载体介质诸如水内乳化或基本乳化。在该实例中，水是连续相，并且精油是作为液滴分散体存在的分散相。乳液可以可选地包括乳化剂和/或稳定剂，其可以促进通过分散相来形成液滴，保持分散相液滴的尺寸或形状，有助于减小或可以减小分散相液滴的尺寸，或它们的组合。乳液可以显著增加分散相的表面积。一些乳液可以进一步包含分散的不溶性颗粒，诸如固体载体、矿物螯合物、矿物盐等。分散相的低液滴尺寸可以有利地帮助不溶性颗粒分散在整个连续相中。
如本文中所使用的，术语“乳化剂”是指稳定乳液的物质。乳化剂可以利用物理性质、化学性质或利用物理性质和化学性质两者以与乳液中的一种或多种物质相互作用。单宁酸(丹宁酸，tannic acid)是精油和水的乳化剂的实例。
如本文中所使用的，术语“单宁化合物”是指包含至少十二个羟基和至少五个苯基的多酚类生物分子。单宁化合物包括使用没食子酸、黄酮和间苯三酚作为基本单元的化合物。单宁酸(C76H52O46)是单宁化合物的一种形式。例如，单宁酸可以包括栎单宁酸(quercitannic acid)和鞣酸(丹宁酸，gallotannic acid)。
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)的羧酸，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、铬、锰、镁、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。
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、铬、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)。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肥料或已知的商品肥料等。
如本文中所使用的，“生物肥料”、“天然肥料”或“有机肥料”是指包括活生物体或者植物或动物物质的肥料。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、杀虫药、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。杀虫剂可以是有机的或无机的。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，“杀虫药”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，或将物质施用于植物或作物的叶子。
如本文中所使用的，“侧施(side dressing)”是指将物质施用于一排植物或所播种种子旁边的、多排植物或所播种种子之间的、或单一植物或所播种种子周围的土壤或犁沟中。
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，“转基因植物”或“转基因生物体”是指其遗传物质已经使用遗传工程技术(诸如重组DNA技术)改变的生物体。
如本文中所使用的，“快速溶解的矿物螯合产物”是指已经改变以增加在溶剂中的溶解度的矿物螯合化合物。改变可以包括减小尺寸、过滤、筛选或化学反应。无机矿物化合物可以是有机螯合的，使得其溶解度从不溶变为可溶于所选的溶剂。
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的植物。例如，种子可以指整个或部分的马铃薯块茎。
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。
如本文中所使用的，“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”是指在种植或施肥前使种子与组合物化学地和/或物理地接触。
如本文中所使用的，“反应”是指经历化学变化。反应可以包括其中物质氧化、还原、分解、与其他物质结合或与其他物质交换成分的变化或转化。
如本文中所使用的，“过滤”或“滤除”是指用于将固体与液体分离或通过尺寸或形状分离组分的机械方法。这可以通过重力、压力或真空(吸力)完成。
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。粘合剂的实例是可溶性纤维。
如本文中所使用的，“酶”是指能够分解纤维素材料的一种或多种生物分子。酶包括淀粉、蛋白质、可溶性和不溶性非淀粉多糖、木质素以及促进植物和动物内的化学反应的那些生物分子。
实施方式涉及包含精油的组合物，用于保护植物种子或叶子，通过优选增强有益的土壤微生物来改善土壤健康，增强植物生长、产量和对不利条件的耐受性。这样的包含精油的组合物进一步提供了附带的杀虫有益效果，其有益于处理的种子、土壤和植物。本发明的实施方式提供了用于增强种子或所生长植物的健康的多种处理组合物。增强种子或所生长植物的健康包括向种子和/或植物提供不同于杀虫有益效果的益处。例如，增强种子和/或所生长植物的健康可以包括增强产量、发芽率、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更一致的增强。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。
本文的组合物可以用作杀虫剂，诸如除草剂、杀真菌剂和杀虫药。杀真菌剂可以包括保护性杀真菌剂和根除性杀真菌剂。例如，精油组合物可以阻碍繁殖(增殖，propagation)或根除出苗前和/或出苗后致病性真菌。虽然真菌侵染通常是周期性的(例如，每五年一次)，并因此理论上不需要在每个种植年度都进行杀真菌处理，但是通常每年都会在田间部署杀真菌剂以防止风险。然而，这样的处理可能是昂贵的并且通常对植物性能(特别是植物出苗)是有害的。因此，提供不仅增强植物生长和健康而且还提供杀真菌性的精油组合物是非常有益的。
许多实施方式涉及可用于处理种子、植物和土壤的精油组合物，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，并且减少了杀虫剂漂移问题。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。
如本文提供的精油组合物含有源自植物的精油(即，“天然”精油)，并且另外或可替换地含有它们的合成类似物。许多实施方式包括精油的组合。一些实施方式包括天然精油和合成精油的组合。在一些实施方式中，合成精油可以是“性质等同的”合成共混物，其通常通过在天然精油内包括至少5种、至少10种、至少15种或至少20种最关键的精油来模拟天然精油的精油测定。关键的精油可以通过重量百分比和/或通过药理功效来确定。例如，天然的等效合成油可以包含如表1中提供的以下成分：
表1：天然的等效合成百里香精油：
成分 重量％
百里酚 42.7-44.08
对伞花烃 26.88-27.09
芳樟醇 4.3-4.34
α-蒎烯 4.1-4.26
α-萜品醇 3.14-3.14
1,8-桉树脑 2.82-3.01
β-石竹烯 1.98-2.27
柠檬烯 1.59-1.78
δ-3-蒈烯 1.3-1.41
β-月桂烯 1.26-1.31
乙酸芳樟酯 1.11-1.24
β-蒎烯 1.04-1.22
萜品烯-4-醇 0.96-1.14
α-石竹烯 0.71-0.71
γ-萜品烯 0.7-0.7
桧烯 0.37-0.5
冰片 0.27-0.32
莰烯 0.13-0.17
本文的公开内容表明了包含多种精油的组合物的效力，所述组合物提供了超过孤立使用的精油的协同作用。此外，本文提供的精油组合物在组合物内的精油部分之间不表现出拮抗作用。精油组合物通常包括精油馏分和一种或多种另外的组分。组合物中精油馏分与一种或多种另外的组分的比例可取决于若干因素，诸如给药方法以及施用该组合物的种子、土壤或植物或供给该组合物的消费对象(使用受试者/消耗受试者，consumingsubject)的营养/健康需要。组合物可以包含另外的组分，该另外的组分包括载体、乳化剂和稳定剂等。如本文提供的组合物可以是乳液的形式。
在一些实施方式中存在的精油可以包括来自萜类、萜类化合物类、苯丙烯类及它们的组合的油。在一些实施方式中存在的精油可以包括来自唇形(Labiatae)科或唇形(唇形花，Lamiaceae)科和樟科的植物油，包括来自一个或两个科的植物的混合物。来自樟科的合适精油可以包括来自樟属的精油。在樟属中，合适的物种可以包括阴香(Cinnamomumburmannii)、中国肉桂(肉桂，Cinnamomum cassia)、香樟(Cinnamomum camphora)、越南肉桂(Cinnamomum loureiroi)、默卡多肉桂Cinnamomum mercadoi)、擦木桂(Cinnamomumoliveri)、土肉桂(Cinnamomum osmophloeum)、卵叶肉桂(Cinnamomum ovalifolium)、黄樟(Cinnamomum parthenoxylon)、天竺桂(Cinnamomum pedunculatum)、细叶香桂(Cinnamomum subavenium)、柴桂(Cinnamomum tamala)、锡兰肉桂(Cinnamomum verum)、锡兰肉桂(Cinnamomum verum)及它们的混合物(hybrid)。本段落中提供的物种构成每个属内的合适物种的非限制性列表，部分突出这种适合性，以指导本领域技术人员从每个相应属中选择另外的合适物种。
来自唇形科的合适精油可以包括来自百里香属、牛至属、马薄荷属中的一个或多个属的精油。在百里香属中，合适物种的非限制性列表可以包括簇生百里香(Thymuscaespititius)、头状百里香(Thymus capitatu)、多肉百里香(Thymus carnosus)、柠檬百里香(Thymus citriodorus)、腺毛百里香(Thymus glandulosus)、荷巴百里香(ThymusHerba-borana)、冻土百里香(Thymus hyemalis)、叶全缘百里香(Thymus integer)、假毛百里香(Thymus pseudolanuginosus)(旧称羊毛百里香(T.lanuginosus))、乳香色百里香(Thymus mastichinia)、高山百里香(Thymus montanus)、显脉百里香(Thymus moroderi)、东欧百里香(Thymus pannonicus)、早花百里香(Thymus praecox)、宽叶百里香(Thymuspulegioides)、铺地百里香(Thymus serpyllum)、银斑百里香(Thymus vulgaris)、洋百里香(Thymus zygis)及它们的混合物。在牛至属中，合适物种的非限制性列表可以包括白豆蔻牛至(Origanum amanum)、密生牛至(Origanum compactum)、心叶荚蒾(cordifolium)、白藓状牛至(Origanum dictamnus)、光叶牛至(Origanum laevigatum)、利博纳蒂牛至(Origanum libanoticum)、甘牛至(甜牛至，马郁兰，墨角兰，Origanum majorana)、小叶牛至(Origanum microphyllum)、欧尼花薄荷(马祖林/马约兰，Origanum onites)、圆叶牛至(Origanum rotundifolium)、牛肝菌牛至(Origanum scabrum)、叙利亚牛至(Origanumsyriacum)、希腊牛至(普通牛至，Origanum vulgare)及它们的混合物。在马薄荷属中，合适物种的非限制性列表可包括柠檬马薄荷(Monarda citriodora)、唇香草薄荷(Monardaclinopodioides)、美国薄荷(Monarda didyma)、拟美国薄荷(Monarda fistulosa)、中型美国薄荷(Monarda media)、斑点马薄荷(Monarda punctata)及它们的混合物。本段落中提供的物种构成每个属内的合适物种的非限制性列表，部分突出这种适合性，以指导本领域技术人员从每个相应属中选择另外的合适物种。
在一些实施方式中存在的精油还可以包括来自薰衣草属的薰衣草精油、来自益母草属(例如，灰白益母草(L.glaucescens))的墨西哥月桂叶精油、来自多香果属(例如，香叶多香果(P.racemosa))的西印度月桂树精油、来自蒲桃属的印度尼西亚月桂叶精油、来自月桂属(例如，月桂(L.nobilis)的月桂精油、来自伞桂属(例如，加利福尼亚月桂(U.californica))的加利福尼亚月桂精油、来自香茅属(例如，迭香香茅(C.ambiguous)、香茅(C.citratus)、曲序香茅(C.flexuosus)、香茅马提尼(C.martini)、亚香茅(C.nardus)、蔺花香茅(C.schoenanthus))的香茅草精油、来自薄荷属(例如，留兰香(M.spicata)、胡椒薄荷(M.piperita))的留兰香和薄荷精油、来自迷迭香属(例如，迷迭香(R.officinalis))的迷迭香精油、来自鼠尾草属(例如，鼠尾草(S.sclarea))的鼠尾草精油、来自茴芹属(例如，洋茴香(P.anisum)、塞浦路斯茴芹(P.cypria)、大茴芹(P.major)和虎耳草茴芹(P.saxifraga))的茴香精油、来自姜属(例如，毛姜(Z.barbatum)、襄荷(Z.mioga)、生姜(Z.officinale)、红球姜(Z.Zerumbet)和蜂巢姜(Z.spectabile))的姜精油、来自柑橘属(例如，香柠檬(C.bergamia))的佛手柑(bergamot，香柠檬)精油、来自桉树属的桉树精油、来自白千层属的白千层精油、来自白珠树属(例如，羊角白珠(G.antipoda)、苍山白珠(G.appresas)、四川白珠(G.cuneata)、车前草(G.depressa)、白珠刚毛(G.hispida)、茶白珠树(G.hispidula)、白珠地锦草(G.humifusa)、杜鹃白珠(G.insipida)、白珠树负鼠(G.lanigera)、胡枝子白珠(G.lechenaultii)、尖叶白珠(G.mucronata)、铜钱叶白珠(G.nummularioides)、对叶白珠(G.oppositifolia)、卵叶白珠(G.ovatifolia)、平铺白珠树(G.procumbens)、石生白珠树(G.rupestris)、北美白珠树(G.shallon)和刺毛白珠(G.trichophylla))的冬青精油、来自大麻属的大麻精油、来自牛至属(例如，甘牛至(甜牛至，马郁兰，O.majorana)和白藓状牛至(O.dictamnus))的甘牛至精油、来自柑橘属的橙橘精油、来自蔷薇属的玫瑰精油、它们的混合物及它们的组合。本段落中提供的物种构成每个属内的合适物种的非限制性列表，部分突出这种适合性，以指导本领域技术人员从每个相应属中选择另外的合适物种。
在一些实施方式中，精油组合物可以包括包含来自樟科和/或唇形科的两种或更多种精油的精油馏分。在一些实施方式中，精油组合物可以包括精油馏分，该精油馏分包含来自樟属的肉桂精油、来自百里香属的百里香精油和来自牛至属的牛至精油中的两种或更多种。在一个具体实施方式中，精油组合物可以包括包含来自樟属的肉桂精油和来自百里香属的百里香精油的精油馏分。在另一个具体实施方式中，精油组合物可以包括包含来自樟属的肉桂精油和牛至属牛至精油的精油馏分。在又一个具体实施方式中，精油组合物可以包括包含来自百里香属的百里香精油和牛至属牛至精油的精油馏分。
在一些实施方式中，精油组合物可以包括精油馏分，该精油馏分包含合成肉桂醛、以及来自百里香属的百里香精油和来自牛至属的牛至精油中的一种或多种。在一个具体实施方式中，精油组合物可以包括包含合成肉桂醛和来自百里香属的百里香精油的精油馏分。在另一个具体实施方式中，精油组合物可以包括包含合成肉桂醛和牛至属的牛至精油的精油馏分。在一些实施方式中，牛至精油可以包含香芹酚。另外或可替换地，百里香精油可以包含百里酚。
在一些实施方式中，精油馏分可以包含约1％至约49.5％的牛至精油、约1％至约49.5％的百里香精油和约1％至约49.5％的肉桂精油。在其他实施方式中，精油馏分可以包含约15％至约42.5％的牛至精油、约15％至约42.5％的百里香精油和约15％至约42.5％的肉桂精油。在所有这样的实施方式中，肉桂精油可以可选地包含合成肉桂醛。
在一些实施方式中，精油馏分可以包含约0.5％至约99.5％的牛至精油和约0.5％至约99.5％的百里香精油。在具体实施方式中，精油馏分可以包含约25％至约75％的牛至精油和约25％至约75％的百里香精油。在另一个具体实施方式中，精油馏分可以包含约40％至约60％的牛至精油和约40％至约60％的百里香精油。在一个具体实施方式中，精油馏分可以包含约50％的牛至精油和约50％的百里香精油。
在一些实施方式中，精油馏分可以包含约0.5％至约99.5％的牛至精油和约0.5％至约99.5％的肉桂精油。在具体实施方式中，精油馏分可以包含约25％至约75％的牛至精油和约25％至约75％的肉桂精油。在一个具体实施方式中，精油馏分可以包含约50％的牛至精油和约50％的肉桂精油。在另一个具体实施方式中，精油馏分可以包含约50％至约80％的牛至精油和约20％至约50％的肉桂精油。在又一个具体实施方式中，精油馏分可以包含约60％至约70％的牛至精油和约25％至约40％的肉桂精油。在一个具体实施方式中，精油馏分可以包含约66％的牛至精油和约33％的肉桂精油。在所有这样的实施方式中，肉桂精油可以可选地包含合成肉桂醛。
在一些实施方式中，精油馏分可以包含约0.5％至约99.5％的百里香精油和约0.5％至约99.5％的肉桂精油。在具体的实施方式中，精油馏分可以包含约25％至约75％的百里香精油和约25％至约75％的肉桂精油。在一个具体实施方式中，精油馏分可以包含约50％的百里香精油和约50％的肉桂精油。在另一个具体实施方式中，精油馏分可以包含约50％至约80％的百里香精油和约20％至约50％的肉桂精油。在又一个具体实施方式中，精油馏分可以包含约60％至约70％的百里香精油和约25％至约40％的肉桂精油。在一个具体实施方式中，精油馏分可以包含约66％的百里香精油和约33％的肉桂精油。在所有这样的实施方式中，肉桂精油可以可选地包含合成肉桂醛。
许多精油组合物包含精油馏分，该精油馏分包含有效量的香芹酚、有效量的百里酚、有效量的肉桂醛、有效量的对伞花烃或它们的组合。在包含含有牛至精油、百里香精油和肉桂精油的精油馏分的精油组合物中，精油馏分可以包含两种或更多种天然精油，其中组合的精油包含至少有效量的香芹酚、至少有效量的百里酚和至少有效量的肉桂醛。合适的精油可以包括来自樟属的精油、来自牛至属的精油、来自百里香属的精油、来自马薄荷属(例如，柠檬马薄荷(M.citriodora)、唇香草薄荷(M.clinopodioides)、美国薄荷(M.didyma)、拟美国薄荷(M.fistulosa)、中型美国薄荷(M.media)、斑点马薄荷(Monardapunctata))的精油、来自蔓芹属(例如，阿米糙果芹(T.ammi))的精油、来自黑种草属(例如，黑种草(N.sativa))的精油及它们的组合。可以使用其他精油，使得在精油馏分中获得有效量的香芹酚、百里酚、对伞花烃和肉桂醛。这样的包含天然精油的组合物可以补充一种或多种合成精油，以获得有效量的香芹酚、百里香酚、对伞花烃和肉桂醛。
在包含含有牛至精油、百里香精油和合成肉桂醛中的两种或更多种的精油馏分的精油组合物中，精油馏分可以包含一种或多种天然精油以及合成肉桂醛，其中组合的精油和合成肉桂醛包含至少有效量的香芹酚、至少有效量的百里酚和至少有效量的肉桂醛中的两种或更多种。合适的精油可以包括来自樟属的精油、来自牛至属的精油、来自百里香属的精油、来自马薄荷属(例如，美国薄荷(M.didyma)和拟美国薄荷(M.fistulosa))的精油、来自蔓芹属(例如，阿米糙果芹(T.ammi))的精油、来自黑种草属(例如，黑种草(N.sativa))的精油及它们的组合。还可以使用其他天然精油，使得在精油馏分中获得有效量的香芹酚、百里香酚和肉桂醛中的两种或更多种。
一些精油组合物包含精油馏分，该精油馏分包含有效量的百里酚、有效量的对伞花烃、有效量的香芹酚或有效量的肉桂醛中的一种或多种。有效量的百里酚可以包含至少约5重量％、至少约10重量％、至少约15重量％、至少约18重量％、至少约20重量％或至少约25重量％的精油馏分。在一些实施方式中，有效量的百里酚可以包含最高达约10重量％、最高达约15重量％、最高达约18重量％、最高达约20重量％、最高达约35重量％或最高达约50重量％的精油馏分。有效量的对伞花烃可以包含至少约5重量％、至少约10重量％、至少约15重量％、至少约18重量％、至少约20重量％或至少约25重量％的精油馏分。在一些实施方式中，有效量的对伞花烃可以包含最高达约10重量％、最高达约15重量％、最高达约18重量％、最高达约20重量％、最高达约35重量％或最高达约50重量％的精油馏分。有效量的香芹酚可以包含至少约10重量％、至少约25重量％、至少约40重量％、至少约55重量％、至少约60重量％或至少约65重量％的精油馏分。在一些实施方式中，有效量的香芹酚可以小于1重量％。有效量的肉桂醛包含至少约10重量％、至少约15重量％、至少约20重量％、至少约25重量％、至少约30重量％、至少约33重量％或至少约40重量％的精油馏分。在一些实施方式中、有效量的肉桂醛可以包含最高达约10重量％、最高达约15重量％、最高达约20重量％、最高达约25重量％、最高达约30重量％、最高达约33重量％或最高达约40重量％的精油馏分。
在一些实施方式中，牛至精油可以用包含至少45重量％的香芹酚、至少55重量％的香芹酚、至少65重量％的香芹酚或至少75重量％的香芹酚的一种或多种油代替。在一些实施方式中，百里香精油可以用包含至少30重量％的百里酚、至少35重量％的百里酚、至少40重量％的百里酚或至少45重量％的百里酚的一种或多种油代替。在一些实施方式中，百里香精油可以用包含至少30重量％的对伞花烃、至少35重量％的对伞花烃、至少40重量％的对伞花烃或至少45重量％的对伞花烃的一种或多种油代替。在一些实施方式中，肉桂精油可以用包含至少35重量％的肉桂醛、至少40重量％的肉桂醛、至少50重量％的肉桂醛或至少75重量％的肉桂醛的一种或多种油代替。有效量的香芹酚、百里酚和/或肉桂醛的合适来源可以包括天然精油和/或合成精油。
精油组合物可以进一步包含有效量的丁子香酚或有效量的香茅油中的一种或多种。有效量的丁子香酚可以包含至少约5重量％、至少约7.5重量％、至少约10重量％或至少约12.5重量％的精油馏分。有效量的香茅油可以包含至少约5重量％、至少约7.5重量％、至少约10重量％或至少约12.5重量％的精油馏分。
在一些实施方式中，精油馏分包括100％的精油组合物。精油组合物可以可选地包含载体。载体理想地是惰性材料，其不与组合物的活性组分(即，精油馏分)化学地反应或通过吸附或吸收物理地结合活性组分。液体载体包括水、纯水(诸如反渗透水)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)。在一些实施方式中，组合物将是约80％至约99％的液体载体、约70％至约99％的液体载体、约60％至约99％的液体载体或者约40％至约99％的液体载体。
可以使用固体载体，诸如石灰石和硅藻土。固体载体可用于实际目的，诸如用于用精油组合物涂覆种子或将精油组合物分配(散播，distribute)到田地中的机械。在一些实施方式中，组合物可以是按重量计至少约30％的固体载体、按重量计至少约55％的固体载体、按重量计至少约75％的固体载体或至少约80％的固体载体。在一些实施方式中，组合物将是约80％至约99％的固体载体、约70％至约99％的固体载体、约60％至约99％的固体载体或约40％至约99％的固体载体。
组合物中载体的总量可以基于组合物内的一种或多种载体与一种或多种元素的比例来确定。在一些实例中，可以基于植物营养、生长或其他因素来确定组合物内的一种或多种载体与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组合物内的一种或多种载体与元素的特定比例或比例范围。
精油组合物可以进一步包含一种或多种乳化剂。当与种子、土壤、植物或土壤接触时，乳化的精油馏分可以增加精油组合物的生物利用度和功效。精油馏分可以与乳化剂和干载体组合，或者可替换地，精油馏分可以与乳化剂和如上所公开的液体载体组合以形成乳液。乳化剂可以以约3:1至约1:3、约2:1至约1:2、约1.5:1至约1:1.5或约1:1的比例与精油馏分组合。包含精油馏分、液体载体和乳化剂的精油组合物可以具有小于约25微米、小于约15微米、小于约10微米或小于约5微米的平均精油液滴尺寸。
与液体载体组合的乳化剂通常可以称为液体乳化剂。在一些实施方式中，乳液可以包含最高达约35％、最高达约40％、最高达约45％或最高达约50％的精油馏分和乳化剂，同时其余包含液体载体。在一些实施方式中，乳液可以包含小于约20％、小于约15％、小于约10％、约5％或小于约5％的精油馏分和乳化剂，同时其余包含液体载体。在一些实施方式中，乳液可以包含约40％至约60％或约45％至约55％的精油馏分和乳化剂，同时其余包含液体载体。在一些实施方式中，乳液可以包含约1％至约10％、约2.5％至约7.5％或约5％的精油馏分和乳化剂，同时其余包含液体载体。在许多实施方式中，液体载体是水。液体载体的含量可以根据乳化剂的量和类型而变化。
合适的乳化剂是落叶松阿拉伯半乳聚糖。其他合适的乳化剂包括聚葡萄糖、壳多糖、洋车前子、甲基纤维素、水解瓜尔胶、瓜尔胶、大豆多糖、燕麦麸、果胶、菊粉、低聚果糖(FOS)、黄原胶、藻酸盐、化学改性纤维素、阿拉伯树胶和阿拉伯胶。可以使用一种或多种乳化剂来形成乳液。在一些实施方式中，一种或多种乳化剂可另外或可替换地用作稳定剂。稳定剂可用于改变乳液的粘度。改变粘度可以包括保持粘度、增加粘度或降低粘度。
在一些实施方式中，合适的乳化剂可以包括单宁化合物，诸如单宁酸。单宁可以被用作上述乳化剂的替代物或与上述乳化剂组合使用。在一些实施方式中，液体乳化剂可以包含约100％的单宁酸、约80％至约95％的单宁酸、约60％至约85％的单宁酸、约40％至约60％或约1％至约50％的单宁酸，同时其余为液体载体。
图1示出了根据一些实施方式制备精油组合物(诸如在水性载体中的精油乳化)的方法100的方框流程图。搅拌102一种或多种液体乳化剂。使一种或多种液体乳化剂与一种或多种精油接触104足以产生乳液。搅拌106乳液，同时至少监测乳液温度。
诸如通过搅动在容器中将液体乳化剂(即，水和一种或多种乳化剂)搅拌102一段足以在一种或多种液体乳化剂的表面上产生可见运动的时间。可见运动可以是从接近表面中心到例如容器的周边处的一个或多个表面边缘。达到这种可见运动所需的时间取决于液体乳化剂的类型以及乳化剂与水的比例(例如，粘度)。一旦在液体乳化剂的表面建立合适的运动，就添加(例如，接触104)一种或多种精油。继续搅拌液体，并且在接触时开始形成乳液。接触速率或添加速率应该足够慢，以基本上防止精油的挥发。
在添加精油的过程中继续搅拌。假定精油添加速率足够慢以防止高剪切环境，不利地影响油的挥发，则乳液开始形成。然后继续搅拌106乳液，直到乳液温度达到约100°F至约110°F、约103°F至约108°F或约104°F至约107°F。随着乳液的形成，粘度增加。应该调节搅拌的方法以补偿粘度的增加。例如，如果使用搅动方法，则搅拌器或桨叶应当增加力以当乳液变稠时保持液体运动的相同水平。
最终的乳液可以具有小于约25微米、小于约15微米、小于约10微米或小于约5微米的平均液滴尺寸。较小的液滴尺寸使得乳液和由于不稳定性和高挥发速率而以前不能用于农业用途的乳液更稳定。
参考图2，示出了根据一个或多个实施方式用精油处理组合物处理种子、土壤、植物或它们的组合的方法200。精油处理组合物202可以施用206于种子、植物和土壤中的一种或多种204。
精油处理组合物202可以包括一种或多种精油和一种或多种乳化剂。一种或多种乳化剂可以包括阿拉伯半乳聚糖、至少一种单宁化合物(诸如单宁酸)及它们的组合。组合物的平均粒度可以小于约25微米、小于约15微米、小于约10微米或小于约5微米。单宁化合物(诸如单宁酸)比传统的精油乳化剂提供了更好的稳定性、抗微生物性和稳定特性。虽然可以使用稳定剂(诸如黄原胶或瓜尔胶)，但是使用单宁酸作为乳化剂使得以前需要的这些稳定剂充其量是可选的。该组合物还提供了诸如水的载体。
施用于种子、土壤或植物的精油量取决于多个因素，所述因素包括施用(例如，对土壤施用的量可以高于种子)、目的(即，动物阻碍剂对植物保护剂)和总组合物组分。作为种子处理(预处理)，对待种植的种子，精油的量可以为约50ppm至约200ppm。精油的量可以是包括矿物化合物、载体、纤维等的整个产品的约0.1％至约10％。在叶面施用中，由于对植物组织的潜在损害，对植物所施用的精油的量可以是施用的约0.0001％至约0.005％或最高达约50ppm。侧施、沟内或土壤施用可最高达产品的约20％。此外，对于土壤施用，可以有意增加芳香族浓度以阻止动物(例如鹿)接近作物或饲料场(feed plot)(至少直到所期望的为止)。
处理方法包括直接种子处理、叶面、侧施和沟内。直接种子处理方法可以远离种植地点完成、在种植地点完成和在种植期间完成。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，更高浓缩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、侧施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。
种子预处理杀虫剂可以作为粉剂施用，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。施用可以通过喷雾、浇注或其他使精油组合物与种子接触的方法来完成。种子预处理可以在种植前立即在场外设施、农场现场或者种植设备上进行。
精油组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(杀虫剂)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。尽管乳化的精油对种子和植物提供了优异的粘附性，但是可以可选地使用另外的粘附剂，诸如聚合物(例如，多糖)。
本文所描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转基因(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。
组合物可另外包括多种矿物质，作为螯合物或化合物，诸如盐。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、铬螯合化合物、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。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包括铝、钪、硒、钛、钒、铬、镁、锰、钴、铁、镍、铜、锡、锌、钼。例如，钴、铁、锰、铜和锌可以是乳酸盐、EDTA络合物或硫酸盐，而钼可以是水合钼酸。
盐化合物可以包括铝、钪、硒、钛、钒、铬、镁、锰、钴、铁、镍、铜、锡、锌、钼。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、硝酸盐(硝酸根)、氧化物、磷酸盐(硝酸根)、硫酸盐(硝酸根)、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)。
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。纤维也可以用作粘附剂。可溶性纤维是优选的，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，并以改变组合物的“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。
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、侧施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、侧施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，并以使设备堵塞降到最低。合适的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。合适的纤维的另一个实例是丝兰植物提取物，可作为Saponix 5000或BioLiquid5000市售。
该组合物可以进一步包括一种或多种酶，包括酶的混合物。酶可用于分解纤维素材料和其他材料，包括收获后留在田地上的秸秆。有用的和有益的酶包括：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。例如可以在本文所述的组合物内提供酶，以促进种子、土壤或植物中和/或周围的纤维素材料的降解。
该组合物还可以包括一种或多种相容的除草剂，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高百分比的水溶性矿物质。另外的可选组分包括可溶性钙、硼酸等的形式。
在一些实施方式中，该组合物包含一般的矿物复合物，包括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、铬螯合化合物、锰螯合化合物、铁螯合化合物、镍螯合化合物、铜螯合化合物、镁螯合化合物、锡螯合化合物和锌螯合化合物中的一种或多种。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铝、钪、硒、钛、钒、铬、镁、锰、钴、铁、镍、铜、锡、锌、钼或它们的组合的盐。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。
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(将其公开内容通过引用并入本文)中描述了这种化合物和制备方法的实例。
在一些实施方式中，本文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，本文公开的组合物可以与由TJ Technologies，Inc制造的QUICK组合。在其他实施方式中，本文公开的组合物可以与Novozymes制造的400或Valent制造的组合。
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：
在实施例中，施用率诸如15g/a表示每英亩施用15g，或约每50磅种子施用15g。以ppm给出的精油施用率表示每单位重量种子的油的重量。例如，50ppm的精油(EO)表示精油占种子和精油组合的0.005重量％。
Commence是指种子处理微量营养素包，其具有以下组成：
用于小麦的Commence
成分 重量％
反渗透水 90.869
乳酸 1
碱式碳酸钴，一水合物(50.5％的Co) 0.403
硫酸钴，七水合物(20.965％的Co) 2
EDTA铁钠(13.26％的Fe) 2.71
乳酸锰，二水合物(20.42％的Mn) 0.75
硫酸铜，五水合物(25.46％的Cu) 0.68
硫酸锌，一水合物(36％的Zn) 0.49
钼酸(59.2％的Mo) 0.004
酶W 0.004
Larafeed液体 0.28
Saponix 5000 0.81
由于液体AG和Saponix 5000中的水含量，用于小麦的Commence具有约10％的总固体含量(即，约90％的水)。类似地，由于液体AG和Saponix 5000中的水含量，用于大豆和玉米的Commence具有约33％的总固体含量(即，约67％的水)。
通过将溶液施加到种子的表面，将Commence用作种子处理剂。Generate是指与Commence具有相同配方的微量营养素包，其在种植期间或种植之后施用于种子、土壤或植物。例如Generate可以叶面施用、沟内施用或侧施。
通过用两种乳化剂ActiFibe(例如阿拉伯半乳聚糖)或单宁(甜栗提取物)中的一种乳化牛至精油、百里香精油和/或合成肉桂醛中的一种或多种来开发精油处理剂。符号XD表示作为乳化剂的阿拉伯半乳聚糖，而符号TD表示作为乳化剂的单宁酸。
RALCO SELECT 4XL(SEL或精油2(EO2))是指精油(约18.75重量％)、水(约67.9重量％)以及乳化剂(约12.75重量％)和TIC胶(小于1％)的乳液。精油馏分包含66.66％的百里香油(大约0.13重量％的香芹酚、30.5重量％的百里酚、18.0重量％的对伞花烃、18.0重量％的其他次级百里香油成分)和33.33％的合成肉桂醛。
REGANO 4XL(REG或精油1(EO1))是指类似于RALCO SELECT 4XL的配方，但具有百里香精油和牛至精油，其中精油馏分包含50％的牛至油和50％的百里香油(大约60.4重量％的香芹酚、10.8重量％的百里酚、9.9重量％的对伞花烃以及来自牛至油和百里香油的18.9重量％的次级油成分)。在实施例中，REGANO 4XL TD可以称为“精油1(EO1)”。
是指由Valent Technologies制造的市售的杀真菌剂种子处理剂，并具有以下组成：
活性成分 按重量计
噻虫胺1 14.340％
甲霜灵2 1.153％
种菌唑3 0.720％
其他成分 83.787％
1(E)-1-(2-氯-1,3-噻唑-5-基甲基)-3-甲基-2-硝基胍
2 N-(2,6-二甲基苯基)-N-(甲氧基乙酰基)-DL-丙氨酸甲酯
3 2-[(4-氯苯基)甲基]-5-(1-甲基乙基)-1-(1H-1,2,4-三唑-1-基甲基)环戊醇
实施例1：温室大豆精油1(EO1)种子处理
在该试验中，对照未处理的对照组，用INOVATE、Commence、精油和它们的组合处理大豆，并在温室中生长。在该实施例中，Commence以15g/a的速率施用。除了未处理的对照组(阴性对照物)之外，各种大豆处理组还允许阳性对照物。从处理的种子的总量中随机选择来自每个处理组的10个种子，并将这些种子单独种植在8英寸直径的盆中。将盆放置在气候和光线受控的温室中的桌子上。盆的土壤是在水泥搅拌机中彻底混合的75:25的田间土壤与水洗砂。植物每周浇3次水，并允许自然出苗并长成豆荚/豆。图3A-3D分别示出了单位植物数量的总豆荚重量、单位植物数量的种子总数、每株植物的平均植物重量(即，生物量)和平均豆荚数。向大豆种子处理剂中添加精油显著增加了植物性能，并且这些结果表明还能够显著增加每英亩的田间产量。含精油的组合物对在温室环境中示范的植物健康和生长的影响提供了超过精油的其他附带功能(诸如杀虫功能)的益处的证据。
实施例2：田间大豆精油1(EO1)种子处理
在一项研究中，将用精油1(EO1)处理的大豆与未处理的对照物一起种植在田地中。图4A示出了用EO1处理的大豆植株与未处理的那些种子相比，每英尺行豆荚的重量显著增加。在另一项研究中，种植了用EO1处理的大豆、用EO1与以1品脱/英亩(pt./acre)(即，每50磅种子1品脱)施用的Generate组合处理的大豆，并且剩下未处理的大豆作为对照物。图4B示出了所得的大豆植株的产量结果。可以看出，用EO1处理的大豆优于对照物，而用EO1和Generate处理的大豆总体表现最好。
实施例3：田间玉米种子处理
在该试验中，用15g/a的Commence处理转基因和非转基因玉米种子，并且另外用15g/a的Commence与50ppm至200ppm的不同浓度的EO1组合处理转基因和非转基因玉米种子。该玉米试验的种植程序与实施例2中大豆的种植程序相同，其中处理的玉米种子被种植(1.5英寸深，为大豆种植深度的两倍)，在受控条件下浇水，用常规进行的测量监测生长和健康并允许生长直到期望的终点。从处理的种子和未处理的种子生长出的植物的生物量数据示于图5中。在该图中，“EO”是指EO1精油配方。
实施例4：温室玉米种子处理
在该试验中，用8盎司/英担(oz/cwt)(即，4盎司/英亩)的Commence、精油及它们的组合处理转基因玉米种子。从处理的种子的总量中随机选择来自每个预处理组的10个种子，并将这些种子单独种植在8英寸直径的盆中。将盆放置在气候和光线受控的温室中的桌子上。盆的土壤是在水泥搅拌机中彻底混合的75:25的田间土壤与水洗砂。植物每周浇3次水，并允许自然出苗。随后以1夸脱/英亩(qt./acre)用Generate在犁沟内处理一些种植的种子。未处理的种子作为对照物种植。所有处理物和对照物的生物量数据示于图6中。表现最佳的两种种子处理剂包括REGANO 4XL TD和RALCO SELECT 4XL TD，各自均与Commence组合。含精油的组合物对在温室环境中示范的植物健康和生长的影响提供了超过精油的其他附带功能(诸如杀虫功能)的益处的证据。
实施例5：真菌抑制
在该试验中，测试了Commence、Innovate、精油共混物及它们的组合，以确定它们对于瓜果腐霉(出苗前病原性真菌)和立枯丝核菌(出苗后病原性真菌)的真菌抑制能力。将每种病原体投在适用的琼脂培养基的表面上并生长。从菌落前缘取出5mm的菌丝栓，并将菌丝侧向朝下放置在经杀真菌剂改良的琼脂培养基(马铃薯葡萄糖琼脂或玉米粉琼脂)上用于评价(评估)。每24小时测量菌丝生长的周长。精油共混物相对于琼脂以100ppm施用。大豆和小麦标签的(标记的)Commence的施用率为每50磅琼脂2盎司，而玉米标签的Commence的施用率为两倍，即每50磅琼脂4盎司。在图7A中示出了瓜果腐霉在168小时时的圆周生长，而图7B中示出了立枯丝核菌在168小时时的圆周生长(环周生长)。用于玉米的Commence、用于大豆的Commence和用于小麦的Commence之间的真菌抑制差异可以通过配方差异(用于玉米/大豆的Commence的固体含量较高)和本试验中的施用率来解释。图7A-7B中的结果显示了Commence和精油共混物用作杀真菌剂的前景。

Claims (36)

1.一种种子、土壤或植物处理组合物，所述组合物包括：
一种或多种精油；和
一种或多种乳化剂；
其中，所述一种或多种精油以乳液的形式存在，并且所述乳液中的所述一种或多种精油的平均粒度小于约25微米。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述一种或多种乳化剂包括单宁化合物、阿拉伯半乳聚糖以及它们的组合。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其中，所述组合物通过阻止真菌繁殖来提高种子、土壤和植物的健康。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的组合物，其中，所述一种或多种精油包括牛至精油、百里香精油、肉桂精油以及它们的组合中的一种或多种。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的组合物，其中，所述百里香精油包括源自簇生百里香(Thymus caespititius)、头状百里香(Thymus capitatu)、多肉百里香(Thymuscarnosus)、柠檬百里香(Thymus citriodorus)、腺毛百里香(Thymus glandulosus)、荷巴百里香(Thymus Herba-borana)、冻土百里香(Thymus hyemalis)、叶全缘百里香(Thymusinteger)、假毛百里香(Thymus pseudolanuginosus)(旧称羊毛百里香(T.lanuginosus))、乳香色百里香(Thymus mastichinia)、高山百里香(Thymus montanus)、显脉百里香(Thymus moroderi)、东欧百里香(Thymus pannonicus)、早花百里香(Thymus praecox)、宽叶百里香(Thymus pulegioides)、铺地百里香(Thymus serpyllum)、银斑百里香(Thymusvulgaris)或洋百里香(Thymus zygis)中的一种或多种的精油。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的组合物，其中，所述牛至精油包括源自白豆蔻牛至(Origanum amanum)、密生牛至(Origanum compactum)、心叶荚蒾(cordifolium)、白藓状牛至(Origanum dictamnus)、光叶牛至(Origanum laevigatum)、利博纳蒂牛至(Origanumlibanoticum)、甘牛至(Origanum majorana)、小叶牛至(Origanum microphyllum)、欧尼花薄荷(Origanum onites)、圆叶牛至(Origanum rotundifolium)、牛肝菌牛至(Origanumscabrum)、叙利亚牛至(Origanum syriacum)或希腊牛至(Origanum vulgare)中的一种或多种的精油。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的组合物，其中，所述肉桂精油包括源自阴香(Cinnamomum burmannii)、中国肉桂(Cinnamomum cassia)、香樟(Cinnamomum camphora)、越南肉桂(Cinnamomum loureiroi)、默卡多肉桂(Cinnamomum mercadoi)、擦木肉桂(Cinnamomum oliveri)、土肉桂(Cinnamomum osmophloeum)、卵叶肉桂(Cinnamomumovalifolium)、黄樟(Cinnamomum parthenoxylon)、天竺桂(Cinnamomum pedunculatum)、细叶香桂(Cinnamomum subavenium)、柴桂(Cinnamomum tamala)、锡兰肉桂(Cinnamomumverum)、锡兰肉桂(Cinnamomum verum)的油。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的组合物，其中，所述肉桂精油包括合成肉桂醛。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的组合物，其中，所述一种或多种精油包括牛至精油、百里香精油、肉桂精油、西印度月桂树精油、印度尼西亚月桂叶精油、柠檬草精油、姜精油、桉树精油、白千层精油、大麻精油、马郁兰精油以及它们的混合物中的一种或多种。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的组合物，其中，所述一种或多种精油包括牛至精油、百里香精油、肉桂精油、薰衣草精油、墨西哥月桂叶精油、西印度月桂树精油、印度尼西亚月桂叶精油、月桂精油、加利福尼亚月桂精油、柠檬草精油、留兰香精油、薄荷精油、迷迭香精油、鼠尾草精油、茴香精油、姜精油、佛手柑精油、桉树精油、白千层精油、大麻精油、马郁兰精油、橙橘精油、玫瑰精油以及它们的混合物中的一种或多种。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的组合物，还包含一种或多种金属；其中，所述一种或多种金属包括铝、铁、钴、镁、锡、锰、锌、铜、钪、硒、钛、钒、铬和镍。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的处理组合物，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。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的处理组合物，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。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的处理组合物，还包含一种或多种杀虫剂。
15.一种种子、土壤或植物处理组合物，所述组合物包括：
一种或多种精油；
一种或多种乳化剂；和
金属螯合化合物，
其中，所述一种或多种精油包括百里香精油、牛至精油或肉桂精油。
16.根据权利要求15所述的组合物，其中，所述一种或多种金属包括铝、铁、钴、镁、锡、锰、锌、铜、钪、硒、钛、钒、铬或镍。
17.根据权利要求15-16中任一项所述的组合物，其中，所述一种或多种金属包括铁、钴或锰。
18.根据权利要求15-17中任一项所述的组合物，其中，所述金属螯合化合物的螯合剂是乳酸盐、乙酸盐、丙酸盐、丁酸盐、乙二胺或EDTA中的一种。
19.一种种子、土壤或植物处理组合物，所述组合物包括：
合成肉桂醛；和
一种或多种来自唇形科的精油。
20.根据权利要求19所述的组合物，其中，所述一种或多种来自唇形科的精油包括来自百里香属的精油、来自牛至属的精油或它们的组合。
21.根据权利要求19-20中任一项所述的组合物，其中，所述一种或多种来自唇形科的精油包括簇生百里香(Thymus caespititius)、头状百里香(Thymus capitatu)、多肉百里香(Thymus carnosus)、柠檬百里香(Thymus citriodorus)、腺毛百里香(Thymusglandulosus)、荷巴百里香(Thymus Herba-borana)、冻土百里香(Thymus hyemalis)、叶全缘百里香(Thymus integer)、假毛百里香(Thymus pseudolanuginosus)(旧称羊毛百里香(T.lanuginosus))、乳香色百里香(Thymus mastichinia)、高山百里香(Thymusmontanus)、显脉百里香(Thymus moroderi)、东欧百里香(Thymus pannonicus)、早花百里香(Thymus praecox)、宽叶百里香(Thymus pulegioides)、铺地百里香(Thymusserpyllum)、银斑百里香(Thymus vulgaris)、洋百里香(Thymus zygis)、白豆蔻牛至(Origanum amanum)、密生牛至(Origanum compactum)、心叶荚蒾(cordifolium)、白藓状牛至(Origanum dictamnus)、光叶牛至(Origanum laevigatum)、利博纳蒂牛至(Origanumlibanoticum)、甘牛至(Origanum majorana)、小叶牛至(Origanum microphyllum)、欧尼花薄荷(Origanum onites)、圆叶牛至(Origanum rotundifolium)、牛肝菌牛至(Origanumscabrum)、叙利亚牛至(Origanum syriacum)、希腊牛至(Origanum vulgare)以及它们的混合物的精油。
22.根据权利要求19-21中任一项所述的方法，其中，所述处理组合物还包括乳化剂。
23.根据权利要求19-22中任一项所述的方法，其中，所述一种或多种精油以乳液的形式存在，并且所述乳液中的所述一种或多种精油的平均粒度小于约25微米。
24.根据权利要求19-23中任一项所述的组合物，其中，来自唇形科的精油还包括来自薰衣草属、薄荷属、迷迭香属和鼠尾草属的精油。
25.根据权利要求19-24中任一项所述的组合物，还包括来自益母草属、多香果属、蒲桃属、月桂属、伞桂属、香茅属、茴芹属、姜属、柑橘属、桉树属、白千层属、白珠树属、大麻属、柑橘属和蔷薇属的一种或多种精油。
26.根据权利要求19-25中任一项所述的组合物，还包含金属螯合化合物。
27.一种处理种子、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括一种或多种精油和乳化剂，其中所述一种或多种精油以乳液的形式存在，并且所述乳液中的所述一种或多种精油的平均粒度小于约25微米。
28.根据权利要求27所述的方法，其中，所述一种或多种精油包括百里香精油、牛至精油或肉桂精油。
29.根据权利要求27-28中任一项所述的组合物，其中，所述一种或多种精油包括合成肉桂醛。
30.根据权利要求27-29中任一项所述的组合物，其中，所述一种或多种精油包括合成肉桂醛和一种或多种来自唇形科的精油。
31.根据权利要求27-30中任一项所述的方法，其中，所述种子包括用于种植或农业目的的种子。
32.一种处理种子、土壤或植物以提高种子和生长的植物的健康的方法，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，所述处理组合物包括一种或多种精油；
其中，所述一种或多种精油包括百里香精油、牛至精油或肉桂精油，并且提高种子和生长的植物的健康包括增加产量、发芽率、生长、养分吸收和保持性、耐旱性以及种子或植物中和种子或植物周围养分的时间生物利用度。
33.根据权利要求32所述的方法，其中，所述处理组合物还包括乳化剂。
34.根据权利要求32-33中任一项所述的方法，其中，所述一种或多种精油以乳液的形式存在，并且所述乳液中的所述一种或多种精油的平均粒度小于约25微米。
35.根据权利要求32-34中任一项所述的组合物，还包括一种或多种杀虫剂。
36.根据权利要求32-35中任一项所述的方法，其中，提高种子、土壤和植物的健康还包括阻止真菌繁殖。
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