CN111386043A - 作物保护剂的土壤施用 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及用于为植物提供营养素、根增殖剂、作物保护剂和其他作物输入物的系统、组合物和方法。本公开还涉及用于增加生长植物对作物活性化合物的摄取量的方法。

Description

作物保护剂的土壤施用
技术领域
本公开涉及用于为植物提供作物保护剂的系统、组合物和方法。
背景技术
来自害虫和致病因子的压力可能需要多次施用杀虫剂和其他作物保护活性物质,诸如杀昆虫剂、杀真菌剂和杀线虫剂。在其中施用设备进入田地中可能伤害生长植物并且可能需要多个道次以进行有效防治并且通常是不经济的大型田地中,通常难以有效地防治晚季害虫压力。
需要改进杀虫剂和其他作物保护材料到作物的递送,使得在作物发育适当阶段和害虫压力下可获得适当量的此类作物输入物(crop inputs)。希望提供总体上较低的作物保护剂的比率来实现相似或更好的保护以免受害虫侵害。
发明内容
一种农用组合物,所述农用组合物包含可生物降解聚合物、作物保护剂、根增殖剂(proliferant)、和任选地惰性成分,其中所述作物保护剂和所述根增殖剂基本上分散在基质中,所述基质被聚合物层包封,使得所述农用组合物在25摄氏度下具有约1至约2000g/m2/天的总水渗透率;(b)所述根增殖剂包含重量%为约1%-70%的磷酸盐;并且(c)所述农用组合物具有约0.01g至约0.750g的质量和约0.5-2.0的长径纵横比(length to diameteraspect ratio)。
一种农用组合物,所述农用组合物包含可生物降解粘合剂、作物保护剂、根增殖剂、和任选地惰性成分,其中所述作物保护剂和所述根增殖剂基本上分散在包含所述粘合剂的基质中,使得所述根增殖剂在土壤中展现出低至中等的溶解度,或者所述作物保护剂施用在包含所述根增殖剂的芯结构的表面上;(b)所述根增殖剂选自由以下组成的组:磷酸盐、铵、硝酸盐、及其组合,重量%为约1%-95%;并且(c)所述农用组合物具有约0.0100g至约5.000g的质量和约0.5-2.0的长径纵横比。
一种农用组合物,所述农用组合物包含多糖粘合剂、作物保护剂、根增殖剂、任选的惰性成分、和可生物降解聚合物层,其中(a)所述作物保护剂和所述根增殖剂基本上分散在包含所述多糖粘合剂的基质中,其中所述基质基本上被所述可生物降解聚合物层包封,使得所述农用组合物在25摄氏度下具有约1至约2000g/m2/天的总水渗透率;(b)所述根增殖剂包含重量%为约1%-50%的磷酸盐;并且(c)所述农用组合物具有约0.01g至约0.750g的质量和约0.5-2.0的长径比。
一种农用组合物,所述农用组合物包含可生物降解聚合物、作物保护剂、根增殖剂、和任选地惰性成分,其中(a)选自由以下组成的组的重量%为约1%-95%的所述根增殖剂基本上分散在中心芯中:磷酸盐、铵、硝酸盐、及其组合;(b、)所述可生物降解聚合物层基本上包封所述中心芯;(c)所述作物保护剂包衣在所述聚合物层的表面上;并且(d)所述农用组合物具有约0.0100g至约5.000g的质量和约0.5-2.0的长径纵横比。
在实施例中,所述磷酸盐是磷酸钙或磷酸铵镁。在实施例中,所述农用组合物进一步包含选自由N、K、Mg、Zn、NH3、Mn、Fe、Cu、及其组合组成的组的大量或微量营养素,其浓度有效诱导作物植物的根生长。
在实施例中,所述聚合物是可生物降解脂族聚酯。在实施例中,所述聚合物是聚(琥珀酸己二酸丁二酯)(poly(butylene succinate adipate))(PBSA)。在实施例中,所述聚合物是具有约20kDa至约150kDa的重均分子量的聚乳酸。
一种生产包含可生物降解聚合物、作物保护剂、根增殖剂、和任选地惰性成分的农用组合物的方法,所述方法包括进行挤出过程,使得所述作物保护剂、所述根增殖剂与所述可生物降解聚合物组分充分混合,使得所述作物保护剂和所述根增殖剂基本上分散在包含所述聚合物的基质中,其中所述农用组合物在25摄氏度下具有约1至约2000g/m2/天的总水渗透率。
一种增加作物植物对作物保护剂的摄取量的方法,所述方法包括提供农用组合物,所述农用组合物包含可生物降解聚合物、作物保护剂、根增殖剂、和任选地惰性成分,其中将所述农用组合物放置在有效地促进所述作物植物的根增殖的距离处;并且从而当与未暴露于所述农用组合物的对照植物相比时,增加所述作物保护剂的摄取量。在实施例中,所述根增殖剂是可低至中等溶解的磷酸盐。
一种农用组合物,所述农用组合物包含粘合剂、作物保护剂、根增殖剂、和任选的惰性成分,其中(a)所述作物保护剂和所述根增殖剂基本上分散在包含所述多糖粘合剂的基质中,其中所述根增殖剂和所述作物活性剂以约1∶100至约100∶1的比率存在;其中所述作物活性物质是(b)所述根增殖剂包含重量%为约1%-50%的低至中等溶解度的磷酸盐;并且(c)所述农用组合物具有约0.01g至约0.750g的质量和约0.5-2.0的长径比。
一种农用组合物,所述农用组合物包含根增殖剂芯;和包围肥料芯的聚合物的层;其中所述农用组合物在25摄氏度下具有约1至约2000g/m2/天的水渗透率;并且其中所述肥料组合物的直径为约6至14mm。
在实施例中,所述农用组合物具有约1至3的纵横比。在实施例中,所述农用组合物呈球体的形式。在实施例中,所述农用组合物呈非球形的形式。在实施例中,所述农用组合物呈圆柱体的形式。在实施例中,所述圆柱体包括扁平或修圆的端部。在实施例中,所述农用组合物呈压块的形式。在实施例中,所述农用组合物呈单分散组合物(例如,球体)的形式。
在实施例中,所述农用组合物被配置成流过播种机(seed planter)。在实施例中,所述播种机以约5-15mph的速度移动,并且所述农用组合物以约10,000至约300,000/英亩的密度种植,其中各农用组合物包含约100-500、500、600、700mg根增殖剂和杀害虫有效量的一种或多种作物保护剂。
在实施例中,所述聚合物层是可生物降解脂族聚酯。在实施例中,所述聚酯是具有约20kDa至约150kDa的重均分子量的聚乳酸。在实施例中,所述聚合物层的厚度为约0.3密耳至约10.0密耳。在实施例中,所述聚合物层占所述农用组合物的总重量(或量)的约0.5%或2%至不大于约10%。在实施例中,所述聚合物是聚氨酯。
在实施例中,所述农用组合物具有约50N至约500N的硬度参数。在实施例中,所述硬度参数是约100N。
在实施例中,所述聚合物层的厚度为约0.3密耳至约10.0密耳;并且施加力,使得所述聚合物层基本上包裹所述根增殖剂芯并且所述聚合物层基本上与所述芯接触。
在实施例中,将热量施加到所述聚合物层以基本上包裹所述农用组合物。在实施例中,所述聚合物层在25摄氏度下具有10至500g/m2/天的水渗透率,并且其中所述农用组合物被配置成以距中耕作物种子预定距离放置在田地中,由此所述农用组合物在中耕作物的生长阶段期间递送有效量的根增殖剂。在实施例中,农用芯包含约0.1至0.8克磷酸盐。
在实施例中,所述作物选自由以下组成的组:玉蜀黍、大豆、小麦、稻、高粱、棉花、粟和大麦。
在实施例中,肥料组合物营养素选自由以下组成的组:氮、磷、钾、及其组合。在实施例中,氮源包括尿素,磷源包括例如磷酸铵、过磷酸盐和磷酸岩(rock phosphate);并且钾源包括钾碱。
在实施例中,在种植所述作物种子时或在种植所述作物种子之前提供所述农用组合物。在实施例中,所述土壤被分类为具有较低持水能力的土壤类型。
在实施例中,作物保护组合物选自由以下组成的组:杀昆虫剂、杀真菌剂、杀线虫剂、及其组合。在实施例中,所述作物保护组合物选自由以下组成的组:氨茴酸二酰胺杀昆虫剂(anthranilic diamide insecticide)、新烟碱杀昆虫剂、及其组合。在实施例中,所述新烟碱杀昆虫剂释放到所述土壤中,使得当在所述作物的较后期发育阶段期间所述田地中存在目标害虫时,所述土壤中存在有效量的所述杀昆虫剂。在实施例中,所述氨茴酸二酰胺杀昆虫剂释放到所述土壤中,使得从在所述田地中提供所述农用组合物起约20-100天后,所述土壤中存在约5-60g/公顷的有效量。
在实施例中,所述田地的特征在于存在靶向玉米或大豆的一种或多种晚季害虫。在实施例中,中-晚季害虫是玉米根虫(corn root worm)、玉米穗虫(corn ear worm)和/或秋粘虫(fall army worm)。
在实施例中,所述作物保护组合物选自由以下组成的组:噻虫嗪、噻虫胺、吡虫啉、硫双威、西维因、氯虫苯甲酰胺、溴氰虫酰胺、甲硫威、福美双、嘧菌酯、多效唑、阿拉酸式苯-S-甲基、百菌清、双炔酰菌胺、噻苯哒唑、百菌清、唑菌醇、嘧菌环胺、戊菌唑、啶酰菌胺、联苯吡菌胺、氟吡菌酰胺、苯锈啶、氟唑菌酰胺、戊苯吡菌胺、氟嘧菌酯、醚菌酯、苯噻菌胺、苯噻菌胺异丙酯、烯酰吗啉、磺菌胺、甲基硫菌灵、灭菌唑、粉唑醇、福美双、萎锈灵、多菌灵、及其组合。
在实施例中,所述作物是玉蜀黍,并且与其中施用具有氮正常释放特征曲线的对照肥料组合物的对照田地相比,在所述田地中的产量增加是约5%至约50%,其中所述肥料组合物和所述对照肥料组合物在种植时均包含基本上相同的总氮含量。与适当的对照相比,合适的产量增加包括例如至少约3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%和30%。
在实施例中,所述作物是玉蜀黍,并且以约15,000至约70,000株植物/英亩的种植密度、以约15英寸至约40英寸的行间距种植所述作物种子。
在实施例中,所述作物保护组合物包含有效量的杀虫剂,如果所述有效量的杀虫剂作为种子处理剂施用于所述作物种子,则所述有效量的杀虫剂导致种子发芽(seedgermination)减少或成苗(seedling stand)减少或作物响应减少。
在实施例中,所述作物保护组合物包含有效量的杀虫剂,如果所述有效量的所述杀虫剂作为犁沟内施用剂施用于所述土壤,则所述有效量的杀虫剂导致种子发芽减少或成苗减少。
一种向包含多个作物种子的作物田地提供多个延长释放农用珠粒的方法,所述方法包括以到所述作物田地中约1/3英寸、0.5英寸和1英寸至约10英寸的深度;以距所述作物种子约1英寸至约15英寸的距离来提供所述农用珠粒;并且其中所述农用珠粒包含可生物降解聚合物层和肥料组合物,使得在种植所述作物种子后约50-120天实现约70累积%-90累积%的氮进入土壤中的氮释放特征曲线,并且其中所述农用珠粒的数目基本上不大于田地中作物种子的数目。对于所述农用组合物的合适种植深度包括例如距表面土0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11和12英寸。在实施例中,本文公开的农用组合物单独地或呈与其他表面施用组分(诸如土壤)的共混物撒施,使得当所述农用组合物在田地中时,它们部分地被土壤覆盖。
在实施例中,所述农用珠粒进一步包含作物保护组合物,其中所述作物保护组合物释放到土壤中,使得在种植所述作物种子后约50-150天期间所述作物可获得约90累积%的在所述作物保护组合物中的一种或多种活性成分。
一种对作物施肥的方法,所述方法包括在种植期间向包含多个作物种子的作物田地提供多个延长释放农用珠粒,所述方法包括以到所述作物田地中约2英寸至约10英寸的深度;以距所述作物种子约1英寸至约15英寸的距离来提供所述农用珠粒,其中所述农用珠粒包含可生物降解聚合物层和肥料组合物,使得在种植所述作物种子后约50-120天实现约70累积%-90累积%的氮进入土壤中的氮释放特征曲线,并且其中所述农用珠粒的数目基本上不大于田地中作物种子的数目;以及在种植时或在种植前充分地提供正常释放肥料组合物。
一种农用组合物,所述农用组合物包含含有可生物降解聚合物层的延长释放肥料组合物和正常释放肥料组合物的共混物,其中所述延长释放肥料组合物在种植后约50-120天以约70累积%-90累积%的氮的释放速率释放氮到土壤中,其中所述可生物降解聚合物层包封所述肥料组合物,所述肥料组合物被配置成种植在充分邻近作物种子的土壤中。在实施例中,所述共混物包含约十分之一至约三分之二的延长释放肥料组合物。合适的共混范围包括例如比率为1∶10、1∶9、1∶8、1∶7、1∶6;1∶5、1∶4、1∶3、1∶2和1∶1的延长释放肥料∶正常释放肥料。取决于每个片利或珠粒中存在的肥料组分的量,可以将共混比率改变为例如1∶20至约1∶1。在实施例中,所述共混物包含约三分之一的延长释放肥料组合物。在实施例中,所述可生物降解聚合物层选自由以下组成的组:聚乳酸、聚己二酸琥珀酸丁二醇酯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚己内酯、藻酸盐、黄原胶、及其组合。在实施例中,将所述组合物种植在犁沟中。在实施例中,将所述组合物种植在地面下。
在实施例中,含有聚合物的农用组合物,例如PLA包衣尿素片剂或者含有作物保护剂的PLA或PBSA挤出珠粒,可以包含另外的填充剂组分,诸如淀粉或另一种可生物降解组分,以改变释放特征曲线或降低延长释放组合物的制造成本。
一种农用组合物,所述农用组合物包含:含有约0.01至约0.5克磷酸盐或钾碱的肥料芯;和包围所述肥料芯的聚合物层;其中所述聚合物层在25摄氏度下具有约1至约2000g/m2/天的水渗透率,并且其中所述肥料组合物被配置成以距中耕作物种子预定距离放置在田地中,由此所述肥料组合物在中耕作物的生殖生长阶段期间递送有效量的氮。在实施例中,所述肥料组合物的直径为约6至14mm。
一种增加作物植物的产量的方法,所述方法包括向包含多株作物植物的田地提供延长释放农用组合物,其中所述作物植物表达农艺性状,并且其中所述延长释放组合物包含在25摄氏度下具有约1至约2000g/m2/天的水渗透率的聚合物层;并且其中所述延长释放组合物的直径为约6至14mm;使所述作物植物在作物生长环境中生长并且从而增加所述作物植物的产量。在实施例中,所述农艺性状是氮利用效率性状。在实施例中,所述农艺性状是抗昆虫性性状。在实施例中,所述农艺性状由重组DNA构建体表达。在实施例中,所述农艺性状是耐旱性性状。在实施例中,所述农艺性状是通过对内源DNA进行基因组修饰而工程化的。在实施例中,所述农艺性状是抗病性性状。在实施例中,所述抗昆虫性性状归因于以下组分的表达,所述组分选自由以下组成的组:Bt基因、靶向害虫的短干扰RNA分子、异源非Bt杀昆虫蛋白、及其组合。在实施例中,所述作物植物选自由以下组成的组:玉蜀黍、大豆、稻、小麦、高粱、棉花、低芥酸菜籽(canola)、苜蓿和甘蔗。
一种农用系统,所述农用系统包括多种延长释放农用组合物,所述延长释放农用组合物包含在25摄氏度下具有10至500g/m2/天的水渗透率的聚合物层;其中每种延长释放组合物的直径为约6至14mm;种植设备,所述种植设备被配置成以足够的深度将所述延长释放农用组合物放置在作物田地的土壤表面中;以及多个作物种子,其中所述作物种子被种植在距所述农用组合物的放置位置足够的距离处,并且其中在放置所述农用组合物之前或之后立即种植所述作物种子。
在实施例中,所述延长释放组合物包含肥料组合物。在实施例中,所述延长释放组合物包含作物保护活性成分。在实施例中,所述作物种子是玉蜀黍。
在实施例中,所述种植设备是播种机。在实施例中,所述种植设备跨越田地单道次种植农用组合物和作物种子两者。在实施例中,所述种植设备在放置农用组合物与放置种植作物种子之间交替。在实施例中,所述种植设备是气动盘式播种机(pneumatic discplanter)。在实施例中,所述种植设备递送包含肥料组分和作物保护活性成分的农用组合物。在实施例中,所述种植设备同时递送包含肥料组分和作物保护活性成分的农用组合物。
一种增加作物植物的产量的方法,所述方法包括向包含多株作物植物的田地撒播延长释放农用组合物,其中所述延长释放组合物包含在25摄氏度下具有10至500g/m2/天的水渗透率的聚合物层;并且其中所述延长释放组合物的直径为约6至14mm;并且使所述作物植物在作物生长环境中生长并且从而增加所述作物植物的产量。在实施例中,所述农用组合物包含约0.1至0.8克氮,并且所述聚合物层的厚度为约8-250微米。
在实施例中,芯材料的规格包括:圆芯“球体”;目标质量-535mg+/-25mg(平均);直径-9.3mm+/-0.5mm(在+/-0.3mm内);球形度(形状一致性,使得在珠粒内从任意点测量的直径一致)。描述球形度的一种方法如下:在相同的球体中心点,由球体表面上的3个高点生成的任何四分之一球体必须具有所述四分之一球体的在0.1mm内的到低点的半径。描述此规格的另一种方法可以是说将0.22”(5.5mm)直径的环(或2D圆)放置在球体上的任何位置以与球体表面完全接触,其中最大间隙小于0.1mm(.004”);表面粗糙度约-<24微英寸;硬度->200N(使用Sotax HT1(韦斯特伯鲁(Westborough),马萨诸塞州)测量的硬度,与方法USP1217一致)。
在实施例中,片剂芯的规格包括例如:用于片剂生产的自由流动颗粒;筛网孔筛上料(>18目,1.00mm);获得<18目部分并且经由空气分级器或筛除去细粉,使得约80%至90%的产物颗粒为18至60目(1.0-0.25mm)。可以将尿素颗粒与中值粒径为0.50至0.70mm的其他颗粒充分混合,并且其中>80%的其他颗粒为18至60目(1.0-0.25mm)。片剂-3/8”直径,超深杯形,535mg;片剂目标质量=535mg,+/-25mg;片剂的直径和形状-9.55+/-0.10mm,优选超深杯形,与3/8”冲头和冲模一致(表10,Tableting Specification Manual[压片规范手册],第7版(American Pharmaceutical Association[美国药学会],2005年)。厚度-7.45mm+/-0.10mm(可以更改厚度以确保平均质量一致);硬度->200N。
附图说明
图1是通过熔融挤出形成的延长释放组合物的图示,所述延长释放组合物由作物保护剂、磷酸盐根饵(phosphate root bait)、淀粉和可挤出的可生物降解聚合物的混合物组成(原型1和2)。
图2是示意图(对于原型#3和#4),其描绘了由尿素营养素芯组成的延长释放组合物,所述尿素营养素芯被聚合物壳包围,其中喷涂包衣的作物保护剂位于所述聚合物壳的外部。
图3是示意图(对于原型#5和#6),其描绘了通过将作物保护剂、磷酸盐根饵和多糖粘合剂的混合物压实成片剂或珠粒形式而形成的延长释放组合物。
图4是示意图(替代性原型),其描绘了通过将作物保护剂、磷酸盐根饵和多糖粘合剂的混合物压实成被外部可生物降解聚合物层包围的片剂或珠粒形式而形成的延长释放组合物。
图5是示意图(替代性原型),其描绘了通过将作物保护剂、尿素营养素、磷酸盐根饵和多糖粘合剂的混合物压实成片剂或珠粒形式而形成的延长释放组合物。
图6是示意图(替代性原型),其描绘了通过将作物保护剂、尿素营养素、磷酸盐根饵和多糖粘合剂的混合物压实成被可生物降解聚合物层包围的片剂或珠粒形式而形成的延长释放组合物。
图7示出了作物保护剂HGW从原型#1到土壤中的时间依赖性释放以及在受控环境和位点1田地设置中生长的玉米植物对HGW的相应摄取量。
图8示出了作物保护剂HGW从原型#3到土壤中的时间依赖性释放以及在受控环境和位点1田地设置中生长的玉米植物对HGW的相应摄取量。
图9示出了作物保护剂HGW从原型#5到土壤中的时间依赖性释放以及在田地中位点1中生长的玉米植物对HGW的相应摄取量。
图10示出了作物保护剂HGW从原型#1到土壤中的时间依赖性释放以及在受控环境和位点1田地设置中生长的大豆植物对HGW的相应摄取量。
图11示出了作物保护剂HGW从原型#3到土壤中的时间依赖性释放以及在受控环境和位点1田地设置中生长的大豆植物对HGW的相应摄取量。
图12示出了作物保护剂HGW从原型#5到土壤中的时间依赖性释放以及在田地中位点1中生长的大豆植物对HGW的相应摄取量。
图13示出了作物保护剂E2Y从原型#2到土壤中的时间依赖性释放以及在受控环境和位点1田地设置中生长的玉米植物对E2Y的相应摄取量。
图14示出了作物保护剂E2Y从原型#4到土壤中的时间依赖性释放以及在受控环境和位点1田地设置中生长的玉米植物对E2Y的相应摄取量。
图15示出了作物保护剂E2Y从原型#6到土壤中的时间依赖性释放以及在田地中位点1中生长的玉米植物对E2Y的相应摄取量。
图16示出了作物保护剂E2Y从原型#2到土壤中的时间依赖性释放以及在受控环境和位点1田地设置中生长的大豆植物对E2Y的相应摄取量。
图17示出了作物保护剂E2Y从原型#4到土壤中的时间依赖性释放以及在受控环境和位点1田地设置中生长的大豆植物对E2Y的相应摄取量。
图18示出了作物保护剂E2Y从原型#6到土壤中的时间依赖性释放以及在田地中位点1中生长的大豆植物对E2Y的相应摄取量。
图19示出了基于植物油的聚氨酯(PU)包衣尿素片剂的水释放。
图20示出了基于植物油的聚氨酯(PU)包衣尿素圆芯的水释放。
具体实施方式
公开了一种农用组合物,所述农用组合物包含可生物降解聚合物、作物保护剂、根增殖剂、和任选地惰性成分,其中所述作物保护剂和所述根增殖剂基本上分散在基质中,并且在实施例中,所述基质被聚合物层包封,使得所述农用组合物在25摄氏度下具有约1至约2000g/m2/天的总水渗透率;(b)所述根增殖剂包含重量%为约1%-70%的磷酸盐;并且(c)所述农用组合物具有约0.01g至约5.00g的质量和约0.5-2.0的长径纵横比。在实施例中,所述根增殖剂和所述作物保护剂没有被聚合物层包围,但是组合物包含粘合剂或降低所述根增殖剂和/或所述作物保护剂的快速扩散的一种或多种组分。
所述根增殖剂的合适的重量%范围包括例如1%-5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%或99%。所述作物保护剂的合适的重量范围包括例如0.01%、0.05%、0.10%、0.20%、0.25%、0.50%、0.75%、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%或取决于作物保护剂的性质而可能需要的这样的更高或更低百分比。例如,作物保护剂的功效、水溶解度、在土壤中的生物利用度、稳定性、在植物内的运动、降解速率和其他因素,在特定组合物中的重量%可以改变。
一种农用组合物,所述农用组合物包含可生物降解粘合剂、作物保护剂、根增殖剂、和任选地惰性成分,其中所述作物保护剂和所述根增殖剂基本上分散在包含所述粘合剂的基质中,使得所述根增殖剂在土壤中展现出低至中等的溶解度,或者所述作物保护剂施用在包含所述根增殖剂的芯结构的表面上;(b)所述根增殖剂选自由以下组成的组:磷酸盐、铵、硝酸盐、及其组合,重量%为约1%-95%;并且(c)所述农用组合物具有约0.0100g至约5.000g的质量和约0.5-2.0的长径纵横比。所述农用组合物的其他合适的质量包括例如0.05、0.25、0.5、1.0、1.5、2.0、3.0、4.0、5.0或更高。
一种农用组合物,所述农用组合物包含多糖粘合剂、作物保护剂、根增殖剂、任选的惰性成分、和可生物降解聚合物层,其中(a)所述作物保护剂和所述根增殖利基本上分散在包含所述多糖粘合剂的基质中,其中所述基质基本上被所述可生物降解聚合物层包封,使得所述农用组合物在25摄氏度下具有约1至约2000g/m2/天的总水渗透率;(b)所述根增殖剂包含重量%为约1%-50%的磷酸盐;并且(c)所述农用组合物具有约0.01g至约0.750g的质量和约0.5-2.0的长径比。磷酸盐根增殖剂的合适的重量%范围包括例如1%-5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%或99%。
一种农用组合物,所述农用组合物包含可生物降解聚合物、作物保护剂、根增殖剂、和任选地惰性成分,其中(a)选自由以下组成的组的重量%为约1%-95%的所述根增殖剂基本上分散在中心芯中:磷酸盐、铵、硝酸盐、及其组合;(b)所述可生物降解聚合物层基本上包封所述中心芯;(c)所述作物保护剂包衣在所述聚合物层的表面上;并且(d)所述农用组合物具有约0.0100g至约5.000g的质量和约0.5-2.0的长径纵横比。
在实施例中,所述磷酸盐是磷酸钙或磷酸铵镁。在实施例中,所述农用组合物进一步包含选自由N、K、Mg、Zn、NH3、Mn、Fe、Cu、及其组合组成的组的大量或微量营养素,其浓度有效诱导作物植物的根生长。
在实施例中,所述聚合物是可生物降解脂族聚酯。在实施例中,所述聚合物是聚(琥珀酸己二酸丁二酯)(PBSA)或聚氨酯(PU)。在实施例中,所述聚合物是具有约20kDa至约150kDa的重均分子量的聚乳酸。
一种生产包含可生物降解聚合物、作物保护剂、根增殖剂、和任选地惰性成分的农用组合物的方法,所述方法包括进行挤出过程,使得所述作物保护剂、所述根增殖剂与所述可生物降解聚合物组分充分混合,使得所述作物保护剂和所述根增殖剂基本上分散在包含所述聚合物的基质中,其中所述农用组合物在25摄氏度下具有约1至约2000g/m2/天的总水渗透率。
一种增加作物植物对作物保护剂的摄取量的方法,所述方法包括提供农用组合物,所述农用组合物包含可生物降解聚合物、作物保护剂、根增殖剂、和任选地惰性成分,其中将所述农用组合物放置在有效地促进所述作物植物的根增殖的距离处;并且从而当与未暴露于所述农用组合物的对照植物相比时,增加所述作物保护剂的摄取量。在实施例中,所述根增殖剂是可低至中等溶解的磷酸盐。
一种农用组合物,所述农用组合物包含粘合剂、作物保护剂、根增殖剂、和任选的惰性成分,其中(a)所述作物保护剂和所述根增殖剂基本上分散在包含所述多糖粘合剂的基质中,其中所述根增殖剂和所述作物活性剂以约1000∶1至约10∶1的比率存在;(b)所述根增殖剂包含重量%为约1%-50%的低至中等溶解度的磷酸盐;并且(c)所述农用组合物具有约0.01g至约5.00g的质量和约0.5-2.0的长径比。根增殖剂∶作物保护剂的合适比率包括例如5000∶1;4000∶1;3000∶1;2500∶1;2000∶1;1500∶1;1000∶1;900∶1;800∶1;700∶1;600∶1;500∶1;400∶1;300∶1;250∶1;200∶1;150∶1;100∶1;至约10∶1。
在实施例中,本公开设想所述聚合物层的厚度为约0.3密耳至约10.0密耳,并且合适的子范围诸如0.5-1;1-2;2-3;3-4;4-5;5-6;6-7;7-8;8-9;和9-10密耳厚度。在实施例中,所述聚合物层占所述组合物的总重量的约0.5%至不大于约10%。在实施例中,所述聚合物占所述组合物的总重量的约5%至不大于约90%。在实施例中,所述惰性占所述组合物的总重量的约1%至约50%
在实施例中,所述农用组合物呈非球形形式、球体、珠粒、圆柱体、片剂或压块。在实施例中,所述根增殖剂和所述作物保护剂是单分散的。在实施例中,所述组合物被配置成流过播种机或者通过撒播机(broadcast spreader)施用。在实施例中,所述播种机以约5-15mph的速度移动,并且所述农用组合物以约10,000至约300,000/英亩的密度种植。
在实施例中,所述农用组合物在种植后约40天在作物生长田地中具有所述作物保护剂的约10%-50%累积释放的释放特征曲线。在实施例中,所述农用组合物在种植后约60-90天在玉蜀黍生长田地中具有所述作物保护剂的约60%-90%累积释放的释放特征曲线。
一种生产包含可生物降解聚合物、作物保护剂、根增殖剂、和任选地惰性成分的农用组合物的方法,所述方法包括进行挤出过程,使得所述作物保护剂、所述根增殖剂与所述可生物降解聚合物组分充分混合,使得所述作物保护剂和所述根增殖剂基本上分散在包含所述聚合物的基质中,其中所述农用组合物在25摄氏度下具有约1至约2000g/m2/天的总水渗透率。
在实施例中,所述挤出过程是热熔挤出。在实施例中,所述农用组合物包含填充剂。在实施例中,所述填充剂是亲水的。在实施例中,所述填充剂是淀粉或多糖或其组合。在实施例中,所述聚合物组分占所述农用组合物的约50重量%至约90重量%。
一种增加作物植物对作物保护剂的摄取量的方法,所述方法包括提供农用组合物,所述农用组合物包含可生物降解聚合物、作物保护剂、根增殖剂、和任选地惰性成分,其中将所述农用组合物放置在有效地促进所述作物植物的根增殖的距离处;并且从而当与未暴露于所述农用组合物的对照植物相比时,增加所述作物保护剂的摄取量。在实施例中,可优先将农用组合物放置在距种子的位置或位点约1-12英寸内并且约1-6英寸深。
在实施例中,所述根增殖剂是可低至中等溶解的磷酸盐。在实施例中,所述根增殖剂具有的水溶解度范围为约0.0.01g/L至约25.00g/L;0.05g/L至约10.00g/L;约0.08g/L至约10.0g/L;约0.10g/L至约2.00g/L;约0.15g/L至约5.00g/L;0.20g/L至约0.50g/L;约0.25g/L至约1.0g/L。
在实施例中,所述根增殖剂选自由以下组成的组:脱水磷酸二钙、磷酸铵、磷酸镁铵、及其组合。其他合适的根增殖剂包括例如生物诱导剂分子、微生物、微生物衍生的产物、LCO、合成的根增殖剂化合物、以及开发用于刺激根增殖的其他组分。
在实施例中,所述作物保护剂选自由以下组成的组:杀昆虫剂、杀真菌剂、杀线虫剂、除草剂、及其组合。
在实施例中,当与未暴露于所述农用组合物的对照植物相比时,所述作物保护剂的摄取量高至少约10%至约90%,但是其中所述对照植物暴露于种子施用组合物,所述种子施用组合物包含至少基本上相同量的存在于所述农用组合物中的作物保护剂。在实施例中,在种植的约14-48天测量摄取量。在实施例中,与已暴露于与本文公开的农用组合物至少相同量的在作物保护剂中存在的活性成分但通过不同的递送方式-包括例如作为种子施用组分、作为叶面喷雾剂、或犁沟内/浸液施用剂-的对照植物相比,植物(例如,玉蜀黍、大豆、棉花、稻、小麦、大麦、高粱)的摄取效率增加高达10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%、150%和200%。
在实施例中,当与未暴露于所述农用组合物的对照植物相比时,所述作物保护剂的摄取量高至少约0%至约50%,但是其中所述对照植物暴露于种子施用组合物,所述种子施用组合物包含与所述农用组合物相比多至少约10%-50%的作物保护剂或含有基本上相同量的存在于所述农用组合物中的作物保护剂。
在实施例中,当在种植后例如约40天测量时,如在作物植物的叶中测量的作物保护剂浓度比其中所述作物保护剂作为种子处理剂以标记率(label rate)施用的对照植物高约10%至约200%。
一种增加田地中作物的产量的方法,所述方法包括在所述田地中种植所述作物种子期间提供农用组合物,其中所述农用组合物包含根增殖剂组分,其中在种植所述作物种子后约30-90天所述根增殖剂向土壤中释放约70累积%-90累积%的磷酸盐,并且包含约0.002至约2.0克磷酸盐;和作物保护剂,其中所述作物保护剂释放到土壤中,使得在种植所述作物种子后约20-100天期间所述作物可获得约70累积%-90累积%的所述作物保护剂;其中所述农用组合物包含可生物降解聚合物层,所述可生物降解聚合物层在25摄氏度下具有约1至约2000g/m2/天的水渗透率并且从而增加所述作物的产量。
除非另有明确指示,否则本申请中指定的各个范围内的数值的使用被陈述为近似值,如同所述范围内的最小值和最大值二者前面都有词语“约”。以这种方式,可以使用高于和低于所述范围的轻微变化来实现与在所述范围内的值基本上相同的结果。而且,这些范围的公开旨在作为包括在最小值与最大值之间的每一个值的连续范围。
基本上不含通常是指不存在一种或多种组分,使得可检测量的这类组分低于某一水平,其中这样的低水平存在不改变组合物的希望特征。例如,基本上不含可以意指组分的存在占总组合物的小于0.01重量%、0.1重量%、1重量%、2重量%、3重量%、4重量%、5重量%或高达10重量%。基本上不含也可包括组分低于可检测的极限阈值。例如,术语“基本上不含聚氯酯”意指聚氨酯仅以不改变组合物(例如像PLA)的希望特征的痕量或低水平存在。
一种农用组合物,所述农用组合物包含含有约0.1至0.8克根增殖剂的根增殖剂芯;和包围所述芯的聚合物层;其中所述聚合物层在25摄氏度下具有约1至约2000g/m2/天的水渗透率,并且其中所述组合物被配置成以距中耕作物种子预定距离放置在田地中,由此所述肥料组合物在中耕作物的生殖生长阶段期间递送有效量的氮。所述聚合物层的水渗透率的其他合适范围包括例如在25摄氏度下约10至约500;100-200、50-500、100-500;200-500;300-600;500-1000;50-100;100-1000g/m2/大。
水溶解度以mg/L测量,将溶解于一升水(L)中的例如杀虫剂的重量(以毫克计)。
低水溶解度:小于10mg/L或10ppm
中等水溶解度:10-1,000mg/L或10-1,000ppm1
高水溶解度:大于1,000mg/L或1,000ppm1
Ronald Ney,“Fate and Transport of Organic Chemicals in theEnvironment[有机化学物在环境中的归趋和输送]”(1995);第10页。
一种农用组合物,所述农用组合物包含根增殖剂芯;和包围所述芯的聚合物的层:以及与所述聚合物或根增殖剂芯结合的作物保护剂,其中所述农用组合物在25摄氏度下具有约1至约2000g/m2/天的水渗透率;并且其中所述组合物的直径为约6至14mm。所述组合物的其他合适的直径范围包括例如约8-12mm;7-10mm;8-14mm;7-14mm;6-10mm;9-13mm;5-15mm和10-15mm。
在实施例中,所述农用组合物具有约1至3的纵横比。在实施例中,所述农用组合物呈球体的形式。在实施例中,所述农用组合物呈非球形的形式。在实施例中,所述农用组合物呈圆柱体的形式。在实施例中,所述圆柱体包括扁平或修圆的端部。在实施例中,所述农用组合物呈压块的形式。在实施例中,所述农用组合物呈单分散球体的形式。
在实施例中,所述农用组合物被配置成流过播种机。在实施例中,播种机以约2-20或5-15mph的速度移动,并且所述农用组合物以约10,000至约300,000/英亩的密度种植,其中各农用组合物包含约100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、和1200mg根增殖剂。根增殖剂(例如呈磷酸钙二水合物的形式)的合适范围包括例如高达200、300、400、500、600、700、800、900、1000和1500mg/本文公开的珠粒或片剂。
在实施例中,所述聚合物层是可生物降解脂族聚酯。在实施例中,所述聚酯是具有约20kDa至约150kDa的重均分子量的聚乳酸。在实施例中,所述聚合物层的厚度为约0.3密耳至约10.0密耳。在实施例中,其他厚度包括例如0.2-5;0.5-2.0;1.0-5.0;0.4-4;0.5;0.6;0.7;0.8;0.9;1.0;1.5;2.0;2.5;3.0;3.5;4.0;4.5;5;5.5;6.0;6.5;7.0;7.5;8.0;8.5;9.0;9.5;和10.0密耳。在实施例中,所述聚合物层占所述肥料组合物的总重量(或量)的约0.5%或2%至不大于约10%。合适的重量%包括例如0.2、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、1.0、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5和10。
在实施例中,农用组合物具有如称为‘圆形凸起’片剂的形状,使用如在TabletingSpecification Manual[压片规范手册],第7版,第71页,American PharmacistsAssociation[美国药剂师协会],华盛顿特区,2006(TSM-7)中的表10中所定义的“标准杯深度”或“超深杯深度”的工具制造。“压片规范手册”的表10描述了冲头尖端直径的范围为约3.175mm(针对0.432mm的标准杯深度或0.762mm的超深杯深度)至约25.4mm(针对1.854mm的标准杯深度或4.851mm的超深杯深度)。基于本文提供的描述和指导,本领域普通技术人员可以为本文描述的农用组合物选择适当的尺寸和形状。
在实施例中,所述农用组合物在种植后约40天在作物生长田地中具有约15%-25%累积磷酸盐释放的释放特征曲线。在实施例中,在种植后约30-90天在玉蜀黍生长田地中的累积磷酸盐释放为约60%-90%。在实施例中,合适的累积磷酸盐释放包括在种植后约20-150天内约40%-70%;50%-80%;40%-90%;50%-90%;70%-90%;80%-90%;60%-80%;60%-95%和50%-100%。其他合适的累积%N释放包括约30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95和100。
取决于作物(例如,一年生或多年生),释放的磷酸盐%和这种释放的计时可以基于本文的公开内容和所公开的组合物的各种释放特征曲线来确定。合适的计时范围包括例如对于一年生作物约20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190和200天,以及对于多年生作物较长持续时间,在高达约30、90、120、150、180、210、240、270和300天的范围内。
在实施例中,所述农用组合物具有约50N至约150N的硬度参数。在实施例中,所述硬度参数是约100N。合适的硬度参数包括例如高达200N、250N、300N、350N、400N和500N;100-300N、50-500N、200-300N、250-500N、以及在50-500N内的任何范围。
一种生产延长释放农用组合物的方法,所述方法包括提供具有约1至3的尺寸纵横比的根增殖剂芯;将所述根增殖剂芯放置在聚合物层薄膜中,其中所述聚合物层的厚度为约0.4密耳至约10.0密耳;并且施加力,使得所述聚合物层基本上包裹所述芯并且所述聚合物层基本上与所述芯接触。
在实施例中,将热量施加到所述聚合物层以基本上包裹所述肥料组合物。在实施例中,所述聚合物层在25摄氏度下具有10至500g/m2/天的水渗透率,并且其中所述农用组合物被配置成以距中耕作物种子预定距离放置在田地中,由此所述肥料组合物在中耕作物的actove生长阶段期间或在最易受害虫侵害的发育阶段期间递送有效量的根增殖剂和作物保护剂。
一种增加田地中作物的产量的方法,所述方法包括在所述田地中种植所述作物种子期间或者种植之前或种植之后提供农用组合物,其中所述农用组合物包含根增殖剂和一种或多种作物保护剂,其中所述根增殖剂组合物在种植所述作物种子后约30-90天释放约70累积%-90累积%的根增殖剂(例如,磷酸盐)到土壤中;以及作物保护剂组合物,其中所述作物保护组合物释放到土壤中,使得在种植所述作物种子后约20-100天期间所述作物可获得约70累积%-90累积%的在所述作物保护组合物中的一种或多种活性成分;其中所述农用组合物包含可生物降解聚合物层并且从而增加产量。在实施例中,合适的累积作物保护活性成分释放包括在种植的约20-150天内在组合物中存在的总活性成分的约40%-70%;50%-80%;40%-90%;50%-90%;70%-90%;80%-90%;60%-80%;60%-95%和50%-100%。其他合适的累积%作物保护活性成分释放包括30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95和100。特定作物的中季至晚季害虫取决于作物的性质、位点和害虫压力的出现。例如,中季/晚季害虫可能在植物的生殖阶段期间出现。
在实施例中,所述作物选自由以下组成的组:玉蜀黍、大豆、小麦、稻、高粱、粟和大麦。在实施例中,肥料组合物营养素选自由以下组成的组:氮、磷、钾、及其组合。在实施例中,在种植所述作物种子时或在种植所述作物种子之前提供所述农用组合物。在实施例中,所述土壤被分类为具有较低持水能力的土壤类型。
在实施例中,作物保护组合物选自由以下组成的组:杀昆虫剂、杀真菌剂、杀线虫剂、及其组合。
在实施例中,所述作物保护组合物选自由以下组成的组:氨茴酸二酰胺杀昆虫剂、新烟碱杀昆虫剂、及其组合。在实施例中,所述新烟碱杀昆虫剂释放到所述土壤中,使得当在所述作物的较后期发育阶段期间所述田地中存在目标害虫时,所述土壤中存在有效量的所述杀昆虫剂。在实施例中,所述氨茴酸二酰胺杀昆虫剂释放到所述土壤中,使得从在所述田地中提供所述农用组合物起约20-100天后,所述土壤中存在约5-60g/公顷的有效量。
在实施例中,所述田地的特征在于存在靶向玉米或大豆的一种或多种晚季害虫。在实施例中,中-晚季害虫是玉米根虫(corn root worm)、玉米穗虫(corn ear worm)和/或秋粘虫(fall army worm)。
在实施例中,所述作物保护组合物选自由以下组成的组:噻虫嗪、噻虫胺、吡虫啉、硫双威、西维因、氯虫苯甲酰胺、溴氰虫酰胺、甲硫威、福美双、嘧菌酯、多效唑、阿拉酸式苯-S-甲基、百菌清、双炔酰菌胺、噻苯哒唑、百菌清、唑菌醇、嘧菌环胺、戊菌唑、啶酰菌胺、联苯吡菌胺、氟吡菌酰胺、苯锈啶、氟唑菌酰胺、戊苯吡菌胺、氟嘧菌酯、醚菌酯、苯噻菌胺、苯噻菌胺异丙酯、烯酰吗啉、磺菌胺、甲基硫菌灵、灭菌唑、粉唑醇、福美双、萎锈灵、多菌灵、及其组合。
在实施例中,所述作物是玉蜀黍,并且与其中施用具有氮正常释放特征曲线的对照肥料组合物的对照田地相比,在所述田地中的产量增加是约10%至约50%,其中所述肥料组合物和所述对照肥料组合物在种植时均包含基本上相同的总氮含量。
在实施例中,所述作物是玉蜀黍,并且以约15,000至约70,000株植物/英亩的种植密度、以约15英寸至约40英寸的行间距种植所述作物种子。合适的种植密度包括例如约10,000;15,000;20,000;25,000;30,000;35,000;40,000;45,000;50,000;55,000;60,000;65,000;70,000和75,000。
在实施例中,所述作物保护组合物包含有效量的杀虫剂,如果所述有效量的杀虫剂作为种子处理剂施用于所述作物种子,则所述有效量的杀虫剂导致种子发芽减少或成苗减少或作物响应减少。
在实施例中,所述作物保护组合物包含有效量的杀虫剂,如果所述有效量的所述杀虫剂作为犁沟内施用剂施用于所述土壤,则所述有效量的杀虫剂导致种子发芽减少或成苗减少。
一种向包含多个作物种子的作物田地提供多个延长释放农用珠粒的方法,所述方法包括以到所述作物田地中约1英寸至约10英寸的深度;以距所述作物种子约1英寸至约15英寸的距离来提供所述农用珠粒;并且其中所述农用珠粒包含可生物降解聚合物层和肥料组合物,使得在种植所述作物种子后约50-120天实现约70累积%-90累积%的氮进入土壤中的氮释放特征曲线,并且其中所述农用珠粒的数目基本上不大于田地中作物种子的数目。在实施例中,珠粒的合适种植深度包括例如距土壤表面顶部0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11和12英寸,并且远离放置作物种子的地方约0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11和12英寸。
在实施例中,所述农用珠粒进一步包含作物保护组合物,其中所述作物保护组合物释放到土壤中,使得在种植所述作物种子后约50-150天期间所述作物可获得约90累积%的在所述作物保护组合物中的一种或多种活性成分。
一种对作物施肥的方法,所述方法包括在种植期间向包含多个作物种子的作物田地提供多个延长释放农用珠粒,所述方法包括以到所述作物田地中约2英寸至约10英寸的深度;以距所述作物种子约1英寸至约15英寸的距离来提供所述农用珠粒,其中所述农用珠粒包含可生物降解聚合物层和肥料组合物,使得在种植所述作物种子后约50-120天实现约70累积%-90累积%的氮进入土壤中的氮释放特征曲线,并且其中所述农用珠粒的数目基本上不大于田地中作物种子的数目;以及在种植时或在种植前充分地提供正常释放肥料组合物。
一种农用组合物,所述农用组合物包含含有可生物降解聚合物层的延长释放肥料组合物和正常释放肥料组合物的共混物,其中所述延长释放肥料组合物在种植后约50-120天以约70累积%-90累积%的氮的释放速率释放氮到土壤中,其中所述可生物降解聚合物层包封所述肥料组合物,所述肥料组合物被配置成种植在充分邻近作物种子的土壤中。在实施例中,所述共混物包含约四分之一至约三分之二的延长释放肥料组合物。在实施例中,所述共混物包含约三分之一的延长释放肥料组合物。在实施例中,所述可生物降解聚合物层选自由以下组成的组:聚乳酸、聚己二酸琥珀酸丁二醇酯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚己内酯、藻酸盐、黄原胶、及其组合。在实施例中,将所述组合物种植在犁沟中。在实施例中,将所述组合物种植在地面下。
一种肥料组合物,所述肥料组合物包含:含有约0.01至约0.5克磷酸盐或钾碱的肥料芯;和包围所述肥料芯的聚合物层;其中所述聚合物层在25摄氏度下具有约1至约2000g/m2/天的水渗透率,并且其中所述肥料组合物被配置成以距中耕作物种子预定距离放置在田地中,由此所述肥料组合物在中耕作物的生殖生长阶段期间递送有效量的氮。在实施例中,所述肥料组合物的直径为约6至14mm。
一种增加作物植物的产量的方法,所述方法包括向包含多株作物植物的田地提供延长释放农用组合物,其中所述作物植物表达农艺性状,并且其中所述延长释放组合物包含在25摄氏度下具有约1至约2000g/m2/天的水渗透率的聚合物层;并且其中所述延长释放组合物的直径为约6至14mm;使所述作物植物在作物生长环境中生长并且从而增加所述作物植物的产量。在实施例中,所述农艺性状是氮利用效率性状。在实施例中,所述农艺性状是抗昆虫性性状。在实施例中,所述农艺性状由重组DNA构建体表达。在实施例中,所述农艺性状是耐旱性性状。在实施例中,所述农艺性状是通过对内源DNA进行基因组修饰而工程化的。在实施例中,所述农艺性状是抗病性性状。在实施例中,所述抗昆虫性性状归因于以下组分的表达,所述组分选自由以下组成的组:Bt基因、靶向害虫的短干扰RNA分子、异源非Bt杀昆虫蛋白、及其组合。在实施例中,所述作物植物选自由以下组成的组:玉蜀黍、大豆、稻、小麦、高粱、棉花、低芥酸菜籽、苜蓿和甘蔗。
一种农用系统,所述农用系统包括多种延长释放农用组合物,所述延长释放农用组合物包含在25摄氏度下具有10至500g/m2/天的水渗透率的聚合物层;其中每种延长释放组合物的直径为约6至14mm;种植设备,所述种植设备被配置成以足够的深度将所述延长释放农用组合物放置在作物田地的土壤表面中;以及多个作物种子,其中所述作物种子被种植在距所述农用组合物的放置位置足够的距离处,并且其中在放置所述农用组合物之前或之后立即种植所述作物种子。
在实施例中,所述延长释放组合物包含肥料组合物。在实施例中,所述延长释放组合物包含作物保护活性成分。在实施例中,所述作物种子是玉蜀黍。
在实施例中,所述种植设备是播种机。在实施例中,所述种植设备跨越田地单道次种植农用组合物和作物种子两者。在实施例中,所述种植设备在放置农用组合物与放置种植作物种子之间交替。在实施例中,所述种植设备是气动盘式播种机。在实施例中,所述种植设备递送包含根增殖剂组分和作物保护活性成分的农用组合物。在实施例中,所述种植设备同时递送包含根增殖剂组分和作物保护活性成分的农用组合物。
一种增加作物植物的产量的方法,所述方法包括向包含多株作物植物的田地撒播延长释放农用组合物,其中所述延长释放组合物包含在25摄氏度下具有10至500g/m2/天的水渗透率的聚合物层;并且其中所述延长释放组合物的直径为约2至14mm;并且使所述作物植物在作物生长环境中生长并且从而增加所述作物植物的产量。在实施例中,所述农用组合物包含约0.1至0.8克氮,并且所述聚合物层的厚度为约10-250微米。
一种向包含多个作物种子的作物田地提供多个延长释放农用珠粒的方法,所述方法包括以到所述作物田地中约0.5英寸至约10英寸的深度;以邻近所述作物种子约1英寸至约15英寸的距离来提供所述农用珠粒;并且其中所述农用珠粒包含:(i)根增殖剂组合物,使得在种植所述作物种子后约50-120天,约70累积%-90累积%的所述根增殖剂被释放到土壤中,和(ii)基本上与所述根增殖剂混合或紧密结合的一种或多种作物保护剂,并且其中在种植所述作物种子后约40-150天,约50累积%-90累积%的所述作物保护剂被释放到土壤中。合适的深度包括例如距土壤的顶面O英寸(即,表面)、0.3.0.6、1.0、1.52、3、4、5、6、7、8、9、10、12、和15英寸。
在实施例中,所述农用片剂或芯进一步包含可生物降解聚合物层,所述可生物降解聚合物层选自由以下组成的组:聚乳酸(PLA)、聚己二酸琥珀酸丁二醇酯(PBSA)、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚己内酯、藻酸盐、黄原胶、聚氨酯、及其组合。在实施例中,将所述农用组合物种植在犁沟中。在实施例中,所述农用组合物的直径为约4至14mm。
在实施例中,所述抗昆虫性性状归因于以下组分的表达,所述组分选自由以下组成的组:Bt基因、靶向害虫的短干扰RNA分子、异源非Bt杀昆虫蛋白、及其组合。在实施例中,所述作物植物选自由以下组成的组:玉蜀黍、大豆、稻、小麦、高粱、棉花、低芥酸菜籽、苜蓿和甘蔗
术语“杀虫剂”是指由适当的管理机构(例如,美国的环境保护署(EnvironmentalProtection Agency,EPA))归类为杀虫剂或活性成分(a.i.)的任何化学物。通常,杀虫剂是当以杀害虫足够量施用于易感植物、害虫和/或微生物和/或其所在地时杀死、抑制或改变所述植物、害虫和/或微生物的生长的化学物。
如本文所用,术语“繁殖体”意指种子。术语“可再生的植物部分”意指除种子以外的植物部分,当将所述植物部分放置在园艺或农业生长介质(例如像润湿的土壤、泥煤苔、沙、蛭石、珍珠岩、石棉、玻璃纤维、椰壳纤维、树蕨纤维、或完全液体的介质(诸如水))中时,可以从其生长或再生出整株植物。术语“向地性繁殖体”意指从通常设置在生长介质表面下方的、从植物部分获得的种子或可再生植物部分。向地性可再生植物部分包括保留分生组织(诸如芽眼)的根茎、块茎、鳞茎和球茎的有活力的部分。可再生植物部分,诸如来源于植物的叶子的切割或分离的茎和叶,不是向地性的并且因此不被认为是向地性繁殖体。如本公开中所提及的,除非另有指示,否则术语“种子”特别是指一个或多个未发芽的种子。术语“叶子”是指暴露于地上的植物部分。因此,叶子包括叶、茎、枝、花、果实和/或芽。短语“所得植物”是指已从已放置于生长介质中的繁殖体生长或再生的植物。
术语“根增殖剂”通常是指促进接近根增殖剂或在其附近内的根生长或根量增加的一种或多种特定组分,包括化学、生物组分。根增殖剂还可以包含从有益微生物释放的组分。根增殖剂可以改善根生长,如通过多种参数测量,所述参数包括根生长速率、根密度、根生物质、根毛的存在、根尖伸长、根分支角和通常相关的根特征。例如,根增殖剂使根响应于局部增加浓度的根增殖剂的可用性而分支。一种结果包括在根增殖剂附近的根量显著增加以及高渗透性根尖的密度更大,并且作为结果,植物吸收与根增殖剂共同定位或紧邻的低溶解度作物保护剂的能力显著增加。诸如磷酸盐的营养素是合适的根增殖剂。根增殖剂还包括其他植物营养素,诸如钾和微量营养素(或其组合),以进一步增强植物的营养状况。生物化合物和合成化学化合物也适合充当特定的根增殖剂。
术语“根际”是指直接受植物根和在根周围的土壤中的微生物影响的土壤区域。根周围的土壤区域通常被认为是约1毫米(mm)宽,但没有明显的边缘。
如本文所用,术语“包封”或“包封的”通常是指包含在聚合物基质内或被其包围的分布式活性组分的组合物。
本文可互换使用的术语“延长释放”或“持续释放”或“延迟释放”或“控制释放”通常是指配制的组合物,例如像片剂、胶囊或珠粒,由于存在限制扩散的一种或多种聚合物组分,所以所述组合物的活性成分(诸如营养素、尿素、作物保护剂)与不含此类聚合物组分的组合物相比更缓慢地排放到周围区。
在聚合物的上下文中,术语“可生物降解的”通常是指这样的聚合物,所述聚合物在其预期目的(诸如营养素和/或作物保护剂的释放)之后分解,以在预期的周围环境(诸如土壤)中产生天然副产物,诸如气体(CO2、N2)、水、生物质和无机盐。在某些方面,可能希望使用可生物降解聚合物,使得其在生长季节期间或在2-4个生长季内在土壤中分解。此外,普遍接受的用于确定聚合物组合物的生物降解性的方案,例如像ASTM标准D6868-11或历史版本D6868-03(Standard Specification for Labeling of End Items that IncorporatePlastics and Polymers as Coatings or Additives[将塑料和聚合物作为包衣或添加剂合并的最终产品贴标签的标准规范])。
如本文所用,短语“生物有效量”是指对植物、昆虫或植物害虫产生所希望的作用所需的物质的量。所述物质的有效量取决于若干因素,包括处理方法、植物物种、害虫物种、繁殖材料类型和环境条件。例如,生物有效量的杀昆虫剂将是保护植物免受损害的杀昆虫剂的量。这并不意味着受保护的植物不会受到害虫的损害,而是所述损害处在允许植物提供可接受的作物产量的水平。
术语“作物保护剂”或“作物保护活性成分”通常是指靶向害虫和/或杂草的一种或多种组分。作物保护剂包括例如杀昆虫剂、杀真菌剂、杀线虫剂、除草剂、安全剂,并且可以是化学物或生物剂(例如,微生物、多肽、核酸)或其组合。
微量营养素包括例如硼、锌、锰、铁、铜、钼、氯化物和可作为本文公开的延长递送农用组合物的一部分而包括在内的其他微量营养素。术语“Log Kow”是有机化合物吸附到土壤中的趋势的相对指标。对于各种农业上重要的杀虫剂,这些值通常由制造商提供或者是本领域已知的。
“水溶解度”是化合物在水中的溶解度,典型地在25℃下测量。与Log Kow值一样,各种杀虫剂的这些值典型地由制造商提供并且是本领域已知的。
如在一种特定组分或多种组分、在方法中列举的一个或多个步骤的上下文中使用的过渡短语“基本上由……组成”通常意指那些指定的组分或步骤以及那些不对所要求保护的组分或方法步骤的一个或多个基本特征和新型特征产生实质性影响的组分或步骤。例如,包含基本上由聚乳酸(PLA)组成的聚合物层的农用组合物可以包含其他组分,包括聚合物组分,所述其他组分当以这样的水平存在时不实质上改变针对其而使用PLA的PLA的基本特征。
聚乳酸(PLA)可以是无定形或半结晶形式或呈聚-L-丙交酯的形式。例如,用于薄膜包裹或挤出的PLA的合适等级具有更高的熔点(例如约150℃-170℃)、15kpsi(MD)或21kpsi(TD)的拉伸强度。合适的PLA聚合物包括由以下制成的可商购聚合物:一定等级的含有约2%的D-异构体单元的半结晶聚乳酸,其数均分子量为72KDa;一定等级的含有8%-10%的D-异构体单元的无定形聚乳酸,其数均分子量为48KDa;一定等级的含有8%-10%的D-异构体单元的无定形聚乳酸,其数均分子量为118KDa。
所公开的方法包括以下步骤或基本上由其组成:
A)提供农用组合物;以及
B)将所述农用组合物和繁殖体放置于诸如土壤的生长介质中,其中所述农用组合物和所述繁殖体放置在彼此的远端;并且
其中所述农用组合物包含:
i)包含营养素材料和杀虫剂的珠粒;
其中在所述珠粒中的杀虫剂具有1.2至3.0的log Kow和在25℃下0.5至150毫克/升(mg/L)的水溶解度。可以将所述农用组合物放置在繁殖体的远端。术语“共同定位”意指将农用组合物和繁殖体在生长季节内的任何时间放置到生长介质中。在一些实施例中,繁殖体和农用组合物可以在种植时、在种植的一周内、在种植的一个月内、在开花时或在害虫压力之前或期间共同定位。远端意指繁殖体与农用组合物之间的距离为0.1厘米(cm)至100厘米。在某些实施例中,繁殖体与农用组合物之间的距离为0.5cm至50cm。在仍另外的实施例中,繁殖体与农用组合物之间的距离为1cm至25cm。在共同定位的珠粒的情况下,可以将多于一个珠粒与每个繁殖体共同定位。珠粒与繁殖体之间的距离可以是每个珠粒与繁殖体之间的平均距离。在一些实施例中,可以将所述农用组合物作为与繁殖体共同定位的珠粒簇放置于生长介质中。术语“珠粒簇”意指将多个珠粒放置在一起,使得簇的各珠粒之间的平均距离小于所述簇的质量中心与繁殖体之间的距离。在其他实施例中,可以将所述农用组合物并集(banded)或放置到与一行繁殖体大致平行的一行中。在一些实施例中,例如,在利用机械化农业过程的那些情况下,可以配备用于将繁殖体放置在生长介质中的种植装置,以刚好在将繁殖体递送到生长介质之前或之后将呈一个或多个珠粒的形式的农用组合物共同定位在繁殖体远端的点处。
氮源可以是例如尿素、草酰胺、三聚氰胺、二氰基二胺、脲甲醛硝酸铵、硝酸铵镁、硝酸钾或其组合。磷源可以是例如磷酸铵镁、偏磷酸铵、骨粉、水镁石、煅烧磷酸盐、偏磷酸钙、磷酸钙、多磷酸钙、二酰氨基磷酸盐、磷酸钙镁、磷酸盐矿石、磷酸钾、磷酸镁、焦磷酸一钙二铵、磷酸氨肟、磷酸脲、多磷酸钾或其组合。
用于本发明的颗粒肥料芯可以是任何常规颗粒肥料,其含有肥料成分,诸如氮、磷、钾、硅、镁、钙、锰、硼、铁等,用于向栽培作物供给营养素。其典型实例包括氮肥料,诸如尿素、硝酸铵、硝酸铵镁、氯化铵、硫酸铵、磷酸铵、硝酸钠、硝酸钙、硝酸钾、石灰氮、脲甲醛(UF)、亚巴豆基二脲(CDU)、亚异丁基二脲(IBDU)、脒基脲(GU);磷酸盐肥料,诸如过磷酸钙、浓过磷酸盐、熔凝磷酸盐、腐殖酸磷肥、煅烧磷酸盐、煅烧浓磷酸盐、过磷酸镁、多磷酸铵、偏磷酸钾、偏磷酸钙、磷酸镁、磷酸硫酸铵、磷酸硝酸铵钾和磷酸氯化铵;钾碱肥料,诸如氯化钾、硫酸钾、硫酸钾钠、硫酸钾氧化镁、碳酸氢钾和磷酸钾;硅酸盐肥料,诸如硅酸钙;镁肥料,诸如硫酸镁和氯化镁;钙肥料,诸如氧化钙、氢氧化钙和碳酸钙;锰肥料,诸如硫酸锰、硫酸锰氧化镁和锰渣;硼肥料,诸如硼酸和硼酸盐;以及铁肥料,诸如熔渣。
例如,“氮的克数”通常意指肥料组合物中存在的氮的按重量计的量。例如,尿素是47重量%的N。因此,例如,0.1至0.8克N对应于约0.21至1.7克尿素。
在一些实施例中,所述珠粒可以是一种或多种根增殖剂组分和诸如杀虫剂的作物保护剂的均质或非均质混合物。作为非均质混合物的实例,所述珠粒可以是包含根增殖剂材料的芯和包含杀虫剂的壳的芯组合物。所述壳可进一步包含聚合物或填充聚合物。除了根增殖剂和杀虫剂材料之外,所述农用组合物还可以包含惰性剂(例如如果需要以符合所希望的形状和/或体积的话)。在一些实施例中,所述聚合物例如是聚乳酸、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯和聚乙烯醇的共聚物、藻酸盐、黄原胶或其组合。可以将所述杀虫剂直接施用于根增殖剂芯、聚合物包衣的肥料芯,或者在其他实施例中,可以与成膜聚合物一起配制。填充聚合物是聚合物与一种或多种填充剂的共混物。填充剂可以是本领域已知的任何填充剂,例如淀粉、矿物、颜料、粘土、增塑剂、稳定剂、杀虫剂或其组合。作为均质混合物的实例,可以将肥料材料和杀虫剂充分混合,并且然后压实成包含根增殖剂和杀虫剂两者的珠粒。
可以在种植繁殖体之前、在种植繁殖体的同时或在种植繁殖体之后不久或之前不久将珠粒与繁殖体(例如像种子)共同定位。在一些实施例中,尤其是在大规模商业耕作应用中,可以将繁殖体和珠粒在繁殖体种植操作期间共同定位或者在种植时或之前撒播。所述珠粒可以具有各种尺寸,并且例如,它们被配置成流过播种机并且直径可以为约3mm至约15mm。与繁殖体共同定位的珠粒的数目将取决于在生长植物的整个生命中对其提供所希望的保护作用所需的杀虫剂的量。在一些实施例中,可以将一个珠粒与每个繁殖体共同定位,而在其他实施例中,一个珠粒可以为多于一个繁殖体提供营养素和杀虫剂。
释放计时可以例如通过土壤类型、土壤pH、用于聚合物袋的聚合物的类型/共混物、所使用的填充剂、薄膜的厚度、薄膜均匀性、或这些或其他因素的组合来确定。在一些实施例中,薄膜厚度可以是0.3、0.4至约0.6、0.7密耳。一密耳(千分之一英寸)大约等于25.4μm。在某些实施例中,薄膜厚度可以是约5微米至约200微米。
杀虫剂也可用作农用组合物或农用组合物的组分。在一些实施例中,杀虫剂可以是杀昆虫剂、杀真菌剂、杀线虫剂、除草剂或其组合。在另外的实施例中,杀虫剂可以是杀昆虫剂、杀真菌剂或其组合。还包括某些除草剂以控制根的专性半寄生物,例如,需要活宿主以进行发芽和初始发育的一些列当属和独脚金属物种。在一些实施例中,可以使用两种或更多种杀虫剂的组合。例如,可以存在杀真菌剂和杀昆虫剂两者。在其他实施例中,可以存在两种不同的杀昆虫剂,其中使用或不使用杀真菌剂。在其他实施例中,所述杀虫剂可以是内吸性杀虫剂。只要目的作物或植物对此类除草剂具有耐受性,则防治杂草的合适除草剂也可以包含在本文公开的农用组合物中。例如,可以将内吸性活性除草剂与包含营养素和诸如杀虫剂的另一种作物保护剂的片剂预混合。
合适的杀虫剂可以包括杀昆虫剂,例如,氨茴酸二酰胺、N-氧化物或其盐、新烟碱、氨基甲酸酯、二酰胺、多杀菌素、苯基吡唑、砜虫啶或其组合。在其他实施例中,杀昆虫剂可以包括例如硫双威、西维因、氯虫苯甲酰胺、溴氰虫酰胺、甲硫威、福美双或其组合。杀虫剂可以具有1.2至3.0的任何值的Log Kow。在其他实施例中,Log Kow可以是在1.22至2.9,诸如1.25至2.9或1.35至2.86的任何值。杀虫剂在25℃下的水溶解度可以是0.5至150mg/L,包括其间的任何值或子范围,诸如0.55至140mg/L和0.6至120mg/L。
所公开的方法包括以下步骤或基本上由其组成:
A)提供农用组合物;以及
B)将所述农用组合物和繁殖体放置于生长介质中,其中所述农用组合物和所述繁殖体放置在彼此的远端;并且
其中所述农用组合物包含:
ii)包含根增殖剂材料和杀虫剂的珠粒;或
iii)小袋,包括密封的聚合物袋、根增殖剂材料和杀虫剂;
其中在所述珠粒或小袋中的杀虫剂具有1.2至3.0的log Kow和在25℃下0.5至150毫克/升(mg/L)的水溶解度。可以将所述农用组合物放置在繁殖体的远端。术语“共同定位”意指将农用组合物和繁殖体在生长季节内的任何时间放置到生长介质中。在一些实施例中,繁殖体和农用组合物可以在种植时、在种植的一周内、在种植的一个月内、在开花时或在害虫压力之前或期间共同定位。远端意指繁殖体与农用组合物之间的距离为0.1厘米(cm)至100厘米。在某些实施例中,繁殖体与农用组合物之间的距离为0.5cm至50cm。在仍另外的实施例中,繁殖体与农用组合物之间的距离为1cm至25cm。在共同定位的珠粒的情况下,可以将多于一个珠粒与每个繁殖体共同定位。珠粒与繁殖体之间的距离可以是每个珠粒与繁殖体之间的平均距离。在一些实施例中,可以将所述农用组合物作为与繁殖体共同定位的珠粒簇放置于生长介质中。术语“珠粒簇”意指将多个珠粒放置在一起,使得簇的各珠粒之间的平均距离小于所述簇的质量中心与繁殖体之间的距离。在其他实施例中,可以将所述农用组合物并集(banded)或放置到与一行繁殖体大致平行的一行中。在小袋的情况下,所述距离是小袋的近似质量中心到繁殖体的。在一些实施例中,例如,在利用机械化农业过程的那些情况下,可以配备用于将繁殖体放置在生长介质中的种植装置,以刚好在将繁殖体递送到生长介质之前或之后将呈一个或多个珠粒或一个或多个小袋的农用组合物共同定位在繁殖体远端的点处。
所述根增殖剂可以是化合物或组合物,例如,一种或多种至少具有氮源的可商购缓慢释放组合物。在一些实施例中,根增殖剂可以是包含氮源和磷源的组合物。在其他实施例中,根增殖剂可以是一种或多种硝酸盐、铵和/或磷酸盐化合物。一种特定的根增殖剂是
Figure BDA0002510721200000331
14-14-14(下文为“OC”),其提供了具有氮源和磷源两者的微粒。氮源可以是例如尿素、草酰胺、三聚氰胺、二氰基二胺、脲甲醛或其组合。磷源可以是例如磷酸铵镁、偏磷酸铵、骨粉、水镁石、煅烧磷酸盐、偏磷酸钙、磷酸钙、多磷酸钙、二酰氨基磷酸盐、磷酸钙镁、磷酸盐矿石、磷酸钾、磷酸镁、焦磷酸一钙二铵、磷酸氨肟、磷酸脲、多磷酸钾或其组合。在其他实施例中,根增殖剂可以是鸟粪石、磷酸铵镁、磷酸钙或其组合。
在一些实施例中,珠粒可以是根增殖剂和杀虫剂的均质或非均质混合物。作为非均质混合物的实例,所述珠粒可以是包含根增殖剂的芯和包含杀虫剂的壳的芯/壳组合物。所述壳可进一步包含聚合物或填充聚合物。成膜聚合物是在农业领域中众所周知的,例如,可以使用已知用于种子包衣领域的聚合物和组合物以及任何种子包衣聚合物或种子包衣组合物。在一些实施例中,所述聚合物例如是聚乳酸、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯和聚乙烯醇的共聚物、藻酸盐、黄原胶或其组合。可以将所述杀虫剂直接施用于根增殖剂芯、聚合物包衣的根增殖剂芯,或者在其他实施例中,可以与成膜聚合物一起配制。填充聚合物是聚合物与一种或多种填充剂的共混物。填充剂可以是本领域已知的任何填充剂,例如颜料、粘土、增塑剂、稳定剂、杀虫剂或其组合。作为均质混合物的实例,可以将根增殖剂材料和杀虫剂充分混合,并且然后压实成包含根增殖剂和杀虫剂两者的珠粒。
可以在种植繁殖体之前、在种植繁殖体的同时或在种植繁殖体之后将珠粒与繁殖体共同定位。在一些实施例中,尤其是在大规模商业耕作应用中,可以将繁殖体和珠粒在繁殖体种植操作期间共同定位。珠粒可以具有各种尺寸,直径为100微米至几厘米。与繁殖体共同定位的珠粒的数目将取决于在生长植物的整个生命中对其提供所希望的保护作用所需的杀虫剂的量。在一些实施例中,可以将一个珠粒与繁殖体共同定位,而在其他实施例中,可以包括多个珠粒/繁殖体。珠粒形式可以是压实微粒、颗粒、小球、一个或多个薄膜包衣的微粒薄膜包衣的结构。
根增殖剂材料和杀虫剂的释放可以计时为与植物的需要、害虫的预期出现或其他因素相符。释放计时可以例如通过土壤类型、土壤pH、用于聚合物袋的聚合物的类型/共混物、所使用的填充剂、薄膜的厚度、薄膜均匀性、或这些或其他因素的组合来确定。在一些实施例中,薄膜厚度可以是2.5微米至150微米。在其他实施例中,薄膜厚度可以是6微米至100微米。
氨茴酸二酰胺杀昆虫剂含有非常大数目的活性成分,并且可以使用其中任何一种。氨茴酸二酰胺的两个具体实例包括氯虫苯甲酰胺和溴氰虫酰胺。
在某些实施例中,杀虫剂可以是其他已知的氨茴酸二酰胺杀昆虫剂,例如US 8,324,390、US 2010/0048640、WO 2007/006670、WO 2013/024009、WO 2013/024010、WO 2013/024004、WO 2013/024170或WO 2013/024003中描述的那些。来自US 8,324,390的具体实施例可以包括如实例1至544公开的那些化合物中的任何一种。来自US 2010/0048640的具体实施例可以包括表1至68中公开的那些化合物或由化学式44至118表示的化合物中的任何一种。将以上专利和申请的每个参考文献通过引用特此并入。
还可以包含杀线虫剂作为杀虫剂。合适的实例可以包括例如阿维菌素杀线虫剂、氨基甲酸酯杀线虫剂和有机磷杀线虫剂、苯菌灵、本克洛赛斯(benclothiaz)、及其组合。杀线虫剂还包括杀线虫活性生物有机体,诸如细菌或真菌。例如,坚强芽孢杆菌(Bacillusfirmus)、蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)、芽孢杆菌属(Bacillus spp)、巴斯德氏菌属(Pasteuria spp)、厚垣孢普可尼亚菌(Pochonia chlamydosporia)、普可尼亚属(Pochoniaspp)和链霉菌属(Streptomyces spp)。合适的杀线虫剂是阿维菌素。
也可以包括杀真菌剂。合适的杀真菌剂可以包括例如嗜球果伞素杀真菌剂、唑类杀真菌剂、康唑类杀真菌剂、三唑类杀真菌剂、酰胺类杀真菌剂、苯并噻二唑类杀真菌剂或其组合。在其他实施例中,杀真菌剂可以包括嘧菌酯、苯氧菌胺、肟醚菌胺、多效唑、阿拉酸式苯-S-甲基、百菌清、双炔酰菌胺、噻苯哒唑、百菌清、唑菌醇、嘧菌环胺、戊菌唑、啶酰菌胺、联苯吡菌胺、氟吡菌酰胺、苯锈啶、氟唑菌酰胺、戊苯吡菌胺、氟嘧菌酯、苯噻菌胺、苯噻菌胺异丙酯、烯酰吗啉、磺菌胺、甲基硫菌灵、灭菌唑、粉唑醇、福美双、萎锈灵、多菌灵或其组合。
在一些实施例中,所述农用组合物还可以包含一种或多种植物生长调节剂。合适的植物生长调节剂可以包括例如叠氮化钾、2-氨基-4-氯-6-甲基嘧啶、N-(3,5-二氯苯基)琥珀酰亚胺、3-氨基-1,2,4-三唑、2-氯-6-(三氯甲基)吡啶、磺胺噻唑、二氰基二胺、硫脲、脒基硫脲或其组合。
所述农用组合物还可以包含一种或多种结瘤因子。如本文所用,“结瘤因子”是典型地由细菌(例如,根瘤菌科(Rhizobiaceae family)中的一种或多种)产生的信号分子,借助所述信号分子使能够侵染植物并且诱导根瘤形成的共生细菌被传导信号。侵染根的细菌为植物产生氮,而植物运走将抑制固氮酶活性的氧。结瘤因子是本领域已知的,并且典型地包括称为脂质几丁寡糖(LCO)的化合物。这些LCO具有3至5个N-乙酰化葡糖胺环的酰化几丁质骨架,其中末端葡糖胺环之一被脂肪酸(例如不饱和或多不饱和脂肪酸)酰化。
所述繁殖体可以是任何已知的繁殖体。在一些实施例中,所述繁殖体是种子,其中所述种子是小麦、硬质小麦、大麦、燕麦、黑麦、玉米、高粱、稻、野生稻、棉花、亚麻、向日葵、大豆、四季豆、利马豆、蚕豆、豌豆、花生、苜蓿、甜菜、田园生菜、油菜籽、油菜作物、芜菁、叶芥菜、黑芥、番茄、马铃薯、胡椒、茄子、烟草、黄瓜、甜瓜、西瓜、南瓜、胡萝卜、百日草、大波斯菊、菊花、松虫草(sweet scabious)、金鱼草(dragon)、非洲菊(gerbera)、满天星(babys-breath)、星晨花(statice)、蓟植物(blazing star)、洋桔梗、蓍草、万寿菊、三色堇、凤仙花、矮牵牛、天竺葵和锦紫苏的种子。值得注意的是棉花、玉米、大豆和稻的种子。与根据本公开的珠粒共同种植的繁殖材料还包括根茎、块茎、鳞茎或球茎,或其有活力的部分。合适的根茎、块茎、鳞茎和球茎、或其有活力的部分包括马铃薯、甘薯、薯蓣、菜园洋葱、郁金香、剑兰、百合、水仙、大丽花、鸢尾花、番红花、银莲花、风信子、麝香兰(grape-hyacinth)、小苍兰、观赏洋葱、酢浆草、海葱、仙客来、四萼齿草(glory-of-the-snow)、蓝条海葱(stripedsquill)、马蹄莲(calla lily)、大岩桐和块茎秋海棠的那些部分。还合适的是马铃薯、甘薯、菜园洋葱、郁金香、水仙、番红花和风信子的根茎、块茎、鳞茎和球茎、或其有活力的部分。与本公开的珠粒接触的繁殖材料还包括茎和叶插条。在一些实施例中,可以将所述农用组合物施用于已生长植物,例如树木或灌木,例如果园树,向植物提供营养素和杀虫剂。
实例
实例1-6描述了含有作物保护剂HGW(溴氰虫酰胺)或E2Y(氯虫苯甲酰胺)的六种珠粒或片剂原型的制备。表1中总结了这些原型的相关特性。
实例1
含有作物保护剂HGW的挤出珠粒原型#1的制备
使用热熔挤出工艺以及随后造粒至所需重量来制备此原型。使用同向旋转、相互啮合、双螺杆挤出机技术进行所有成分的混合。使用两个K-Tron失重式进料器来进料成分:PBSA粒料、淀粉、磷酸氢钙和HGW。将这三种粉末成分一起装袋摇动一分钟,然后将其装载到进料器中。将挤出机上的机筒设定点温度设定在90-130摄氏度的任何温度,开启在入口处的冷却器(以避免进料和粘连问题),并且使温度向挤出机的出口渐进地增加。将螺杆RPM设定为500。通过挤出机的总进料速率是12lbs/hr。挤出物的实际温度为135摄氏度。将离开冲模的材料的熔融温度保持低于140摄氏度,以避免作物活性成分和PBSA的热降解。在机筒#8上抽真空以除去气体,并且将材料递送到下游(无空隙)。将离开挤出机的材料引导通过冲模,所述冲模与最后一个机筒附接。冲模的几何形状包括单个8mm直径的孔。挤出机产生的压力迫使材料流过冲模并且形成股料。接近圆柱形的切割粒料的标称尺寸为8x 5mm。
表1.如实例1-6中所描述制备的珠粒或片剂原型的简要描述,所述珠粒或片剂原型用于土壤释放、受控环境(CE)和位点1田地试验
Figure BDA0002510721200000381
E2Y是指氯虫苯甲酰胺,并且HGW是指溴氰虫酰胺。
实例2
含有作物保护剂E2Y的挤出珠粒原型#2的制备
使用与原型#1完全相同的程序制备原型#2,不同之处在于在这种情况下,作物活性物质是E2Y。另外,以比实例#1中的HGW更高的负载量使用E2Y,如表#1所示。这通过以下方式实现:除去一些PBSA以导致在最终配制品中的附加的作物保护剂。
实例3
含有作物保护剂HGW的片剂原型#3的制备
通过以下方式制备片剂:将尿素颗粒(Kirby Agri,兰开斯特,宾夕法尼亚州)和磷酸铵镁六水合物颗粒(Crystal GreenTM,奥斯塔拉营养素恢复技术公司(Ostara NutrientRecovery Technologies Inc),温哥华,不列颠哥伦比亚省)碾磨成小于18目,并且以9∶1的比率共混并且使用电机驱动的单级压片机(TDP-30,tabletpress.net,雅典,俄亥俄州)制成片剂。首先将片剂用含有40mg D&C绿色6号染料(Pylam Products,坦佩,亚利桑那州)/kg溶液的10wt%聚乳酸(PLA)在甲基乙基酮(MEK)中的聚合物溶液喷涂包衣。首先使用穿孔的盘将片剂包衣。将400克聚合物溶液喷涂到1000克片剂上以产生具有相对于芯片剂4.0wt%聚合物的包衣片剂。使用第二包衣悬浮液将作物保护剂施用到PLA包衣的片剂上。将60.0克含有HGW的杀昆虫剂处理剂(一种含有50wt%作物保护剂HGW(也称为HGW86或溴氰虫酰胺)的可流动悬浮液)与40.0克Flo
Figure BDA0002510721200000391
1197可种植性聚合物(巴斯夫公司(BASF),三角研究园,北卡罗莱纳州)混合。使用Hege 11实验室种子处理机(温特施泰格公司(WINTERSTEIGERInc.),盐湖城,犹他州)将11.5克混合种子处理悬浮液施用到1042克包衣的片剂上。原型具有580土5mg的标称质量、9.72±0.02mm的直径、和7.86±0.03mm的厚度。
实例4
含有作物保护剂E2Y的片剂原型#4的制备
以与实例3中相同的方式制备PLA包衣的片剂。使用第二包衣悬浮液将作物保护剂施用到PLA包衣的片剂上。将35.2克氯虫苯甲酰胺杀昆虫剂处理剂(一种含有50wt%作物保护剂E2Y(也称为E2Y45或氯虫苯甲酰胺)的可流动悬浮液)与26.0克可种植性聚合物混合。使用实验室种子处理机将6.1克混合处理悬浮液施用到1042克包衣的片剂上。
实例5
含有作物保护剂HGW的水晶绿片剂原型#5的制备
以不同的浓度并且使用不同的技术将作物保护剂与小于18目的经碾磨的磷酸铵镁六水合物颗粒(奥斯塔拉营养素恢复技术公司,温哥华,不列颠哥伦比亚省)混合。将粉末使用HPLC-MS测定,并且然后与粘合剂共混以递送目标量的活性成分/个珠粒。
一种用于将颗粒和作物保护活性物质混合的方法使用间歇式混合器。将175克溴氰虫酰胺(一种含有50wt%作物保护剂HGW(也称为HGW86或溴氰虫酰胺)的可流动悬浮液)与175克去离子水和0.087克Pylakor Gojiberry红色染料(Pylam Products,坦佩,亚利桑那州)混合。将1500克经碾磨的颗粒加入到间歇式混合器中,并且以缓慢速度混合。在使用前将稀释的悬浮液通过60目筛筛选,并且通过雾化喷嘴以3克/分钟的速率添加2分钟或20分钟,取决于目标浓度(0.1wt%,1.0wt%)。在喷雾后,将批料与通过混合的热空气混合10分钟,以使样品干燥。
用于制备经碾磨的颗粒和作物保护活性物质的混合物的连续方法利用带有1”直径混合室的喷射混合器设备。将少量如上描述的稀释的悬浮液经由在另一个同心管内的管引入,通过所述同心管引入高压气体,这从而提供较大量经碾磨的颗粒被引入其中的湍流区,并且将这种气体和材料的混合物然后输送通过处理室以产生均匀混合物。在此实例中,通过将2g/min稀悬浮液进料到500g/分钟(0.1wt%活性物质)持续4分钟,并且将8g/min稀悬浮液进料到200g/min(1.0wt%活性物质)持续4分钟来生产样品。使用60psig、60℃的空气作为高压气体。
在分批v型锥共混器中制造粉末共混物之前,测定通过两种方法生产的颗粒(表2)。添加硬脂酸镁NF(KIC化学公司(KIC Chemicals),新帕尔茨,纽约州)和玉米糖浆固体(Corn Syrup Solids)(
Figure BDA0002510721200000401
M200,谷物加工公司(Grain Processing Corporation),马斯卡廷(Muscatine),爱荷华州)以改进片剂的形成。
表2.用于生产珠粒原型#5的颗粒特性。
Figure BDA0002510721200000411
使用电机驱动的单级压片机将粉末共混物制成片剂。片剂冲头具有标准曲率杯深度,与表14,压片规范手册,第7版(美国药学会,2005)一致。使用Sotax HT1(韦斯特伯鲁,马萨诸塞州)测量片剂硬度和尺寸,与方法USP 1217一致。典型的6.5mm直径片剂具有242±30mg的平均质量、5.3±0.5mm的厚度和90N±30N的硬度。
实例6
含有作物保护剂E2Y的水晶绿片剂原型#6的制备
以与在实例5中给出相似的方式将颗粒(表3)与作物保护活性物质混合,不同之处在于从氯虫苯甲酰胺杀昆虫剂处理剂(一种含有50wt%的作物保护剂E2Y的可流动悬浮液)制备活性成分,将其与等量去离子水混合,并且用250ppm的FD&C蓝色#2染料着色。
表3.用于生产珠粒原型#6的颗粒特性。
Figure BDA0002510721200000412
Figure BDA0002510721200000421
以与实例5类似的方式将粉末共混物制成片剂。典型的6.5mm直径片剂具有253±10mg的平均质量、5.4±0.3mm的厚度和130N±20N的硬度。
实例7-11涉及表1中列出的珠粒和片剂原型#1-#6,并且详述了HGW和E2Y的静态土壤释放特征曲线以及如在受控环境和位点1田地设置中测定的对于玉米和大豆植物两者的植物摄取行为。
实例7
含有作物保护剂HGW和E2Y的珠粒和片剂原型的静态土壤释放特征曲线的确定
此实例表明,对于表1中列出的六种珠粒和片剂原型,作物保护剂HGW和E2Y在五周的时间段内逐渐释放到土壤中。
对于表1中列出并且在实例1-6中描述的六种原型,在没有生长植物的静态土壤样品中确定作物保护剂HGW和E2Y的五周时间-释放特征曲线。在进行建立实验之前,测量用于此程序的土壤的水含量。一旦水含量被确定,就将其调节至作为田地容量负载量的27wt%的水,然后种植珠粒原型。接下来,对于每种原型,通过对于各测量时间点向三个罐中装载土壤来建立五周静态土壤研究。所使用的土壤的量典型地是100-500克,取决于待筛选的作物保护剂的水溶解度。然后将珠粒或片剂原型种植在土壤中,并且将罐用胶带覆盖以阻止水蒸发。在五周的时间段内每周对土壤释放实验进行采样。对于每个指定的时间点,采样涉及从土壤中轻轻除去珠粒或片剂。然后将土壤转移到玻璃瓶中,并且用乙腈提取以除去已释放到土壤中的任何作物保护剂。然后将瓶涡旋,超声处理,并且在振动台上放置三天,以确保所有作物保护剂已被完全提取。三天后,从每个瓶中移除样品,将其过滤到0.2微米PTFE HPLC过滤小瓶中,并且然后在使用(或不使用)偶联的质谱仪操作的HPLC上进行分析,以确定已释放到土壤中的作物保护剂的浓度。借助针对此测定采用的相同HPLC仪器创建的针对HGW和E2Y的单独HPLC校准曲线来确定实际浓度值。在五周的测试时间段内,对所有六种原型重复这些采样过程,以生成单独的时间依赖性释放曲线或特征曲线。这些曲线以虚线的形式图形化地描绘在图7-图18中。
实例8
如通过受控环境研究确定的从珠粒和片剂原型释放的作物保护剂HGW和E2Y的玉 米叶摄取量
此实例表明,表1中列出的珠粒或片剂原型所递送的作物保护剂HGW和E2Y在受控环境(CE)设置中在延长的时间段内被玉米植物吸收。
用于玉米植物生长的盆直径为10英寸并且深度为7.5英寸。向盆中填充Farfard无土壤盆栽混合物。将500ml瓶放置在每个盆的中间以产生不包含盆栽混合物的内腔。对于所有测试的盆,瓶的放置相同。将盆栽混合物轻轻下压以除去空气空间,并且添加另外的盆栽混合物以使水平达到盆的边缘。将每个盆中的盆栽混合物用水饱和并且允许过量水排出。在此过程之后,使盆栽混合物沉降至盆边缘下方一英寸的水平。为了种植,在盆栽混合物中制造一英寸深乘1/2英寸直径的孔。所述孔距离瓶1/4英寸,使得孔的中心距离瓶的中心两英寸。以这种方式在每个盆中制造围绕500ml瓶均匀间隔的三个孔。种植玉米种子(杂交种1),每孔一个,并且将每个种子压入孔的底部。使用干盆栽混合物填充种植孔并且轻轻地给所述盆浇水。
使玉米植物白天在29℃并且晚上在25℃生长。光周期为16小时,在盆的顶部有约400μmol/m2/s光合有效辐射的辐照度。在播种后四天,植物开始从盆栽混合物出苗。在播种后十天,通过在土壤表面处切割茎来除去一株幼苗(最小活力的),每盆留下两株实验植物。此时,将用于测试的珠粒原型添加到每个盆中。将在盆准备期间放置在每个盆中间的500ml瓶移除,在盆栽混合物中留下空腔。小心地将这完成,以确保没有盆栽混合物落回孔中并且避免干扰幼小植物。向每个孔中倒入100ml通过将等份沙和经蒸汽灭菌的筛分的Matapeake土壤混合而制备的干土壤。Matapeake是低有机碳土壤。将两个相同类型的珠粒放置到沙/Matapeake混合物的中心中,并且将孔用更多沙/Matapeake混合物填充至在盆栽混合物的1/4英寸水平内。使用另外的Farfard盆栽混合物来将孔完全填充,使得表面与盆的其余部分平齐。通过使用以上体积的盆栽混合物和沙/Matapeake混合物,最终的盆含有在表面下方两英寸并且距珠粒或片剂侧两英寸处的种子。所述珠粒或片剂包含在沙/Matapeake土壤混合物的内部、种子水平下方两英寸处,并且在种子下方有一英寸的沙/Matapeake土壤混合物,并且在沙/Matapeake土壤混合物与盆底之间有2.5英寸的盆栽混合物。在第11天,将生长植物间疏至一株植物/盆。
表1和实例1-4中描述了测试的原型。针对检查的每种原型使用三个重复盆。播种后,使植物生长49天(用珠粒或片剂定量给料后45天)。在播种后十天,通过在土壤表面处切割茎来除去一株幼苗(最小活力的),每盆留下两株实验植物。此时,将用于测试的珠粒原型添加到每个盆中。
图7-图10中图形化地绘制了在受控环境(CE)条件下评价的珠粒或片剂原型#1-#4的玉米叶摄取量结果。这些结果表明,表1中列出的珠粒或片剂原型所递送的作物保护剂HGW和E2Y在延长的时间段内被玉米植物吸收。此外,对于每种原型,植物摄取量结果与针对HGW和E2Y单独测量的土壤释放特征曲线相关。
实例9
如通过受控环境研究确定的从珠粒和片剂原型释放的作物保护剂HGW和E2Y的大 豆叶摄取量。
此实例表明,表1中列出的珠粒或片剂原型所递送的作物保护剂HGW和E2Y在使用标准大豆生长条件的受控环境(CE)设置中在延长的时间段内被大豆植物吸收。将两个相同类型的珠粒放置到沙/Matapeake混合物的中心中,并且将孔用更多沙/Matapeake混合物填充至在盆栽混合物的1/4英寸水平内。使用另外的Farfard盆栽混合物来将孔完全填充,使得表面与盆的其余部分平齐。通过使用以上体积的盆栽混合物和沙/Matapeake混合物,最终的盆含有在表面下方两英寸并且距珠粒侧两英寸处的种子。所述珠粒包含在沙/Matapeake土壤混合物的内部、种子水平下方两英寸处,并且在种子下方有一英寸的沙/Matapeake土壤混合物,并且在沙/Matapeake土壤混合物与盆底之间有2.5英寸的盆栽混合物。在第11天,将生长植物间疏至一株植物/盆。
表1和实例1-4中描述了测试的珠粒或片剂原型。针对检查的每种原型使用三个重复盆。播种后,使植物生长49天(用珠粒或片剂定量给料后45天)。如结果所指出的,在植物生长期间定期地从最新鲜的完全展开的叶收集叶样品。在第42天,收集来自12片最新鲜叶(其中一些仍然完全封闭在内轮(inner whorl)中)中的每一片的样品。在这个阶段,存在总体上约15-17片叶/株植物,所以不对最老的3-5片叶进行采样。通过从在叶尖与基部之间中部的叶片(小心以避免中脉)取得五个约1/4英寸直径的叶冲切片(leaf punch)来收集叶样品。对于在第49天收集的最新鲜的1-2片叶,叶太小而无法收集叶冲切片,并且代替地,收集叶的约1/2英寸宽的横切部分。记录叶样品的鲜重,并且然后将样品在-80℃下冷冻直至加工。使用标准方案测量叶中的活性成分浓度。
图7-图10中图形化地绘制了在受控环境(CE)条件下评价的珠粒或片剂原型#1-#4的叶摄取量结果。这些结果表明,表1中列出的珠粒或片剂原型所递送的作物保护剂HGW和E2Y在延长的时间段内被大豆植物吸收。此外,对于每种原型,植物摄取量结果与针对HGW和E2Y单独测量的土壤释放特征曲线相关。
实例10
如通过在位点1的田地试验中确定的从珠粒和片剂原型释放的作物保护剂HGW和 E2Y的玉米叶摄取量
基于第2年位点1田地试验的此实例表明,表1中列出的珠粒或片剂原型所递送的作物保护剂HGW和E2Y在延长的时间段内被玉米植物吸收。
此田地试验利用针对评价的每种原型由四个重复组成的随机化的田地地图(field map)。每个复制由四个相邻的15’行的种子组成。在一行内的种子间距为6”,总种植密度为35,000株植物/英亩。如果使用的话,种植50个原型珠粒或片剂/15’行,总种植密度为70,000个珠粒或片剂/英亩。原型珠粒或片剂的目标HGW施用率是120g ai/ac。原型珠粒或片剂的目标E2Y施用率是60g ai/ac。以拖拉机两道次通过田地来种植原型珠粒或片剂和玉米种子,使得原型总体上在种子的2”内。遵循实例8中详述的相同程序,在指示的时间点从每个重复的中心行之一收集玉米植物组织样品。以与实例8中描述的相同方式测量植物对HGW或E2Y的摄取量。
图7-图12中图形化地绘制了在位点1田地试验中评价的珠粒或片剂原型#1-#6的玉米叶摄取量结果。这些结果表明,表1中列出的珠粒或片剂原型所递送的作物保护剂HGW和E2Y在延长的时间段内被玉米植物吸收。此外,对于每种原型,植物摄取量结果与针对HGW和E2Y单独测量的土壤释放特征曲线相关。对于原型#1-#4,通常还观察到两种作物保护剂的田地摄取量与受控环境摄取量之间的良好相关性。
实例11
如通过在位点1的田地试验中确定的从珠粒和片剂原型释放的作物保护剂HGW和 E2Y的大豆叶摄取量
基于第2年位点1田地试验的此实例表明,表1中列出的珠粒或片剂原型所递送的作物保护剂HGW和E2Y在延长的时间段内被大豆植物吸收。
此田地试验利用针对每种原型由四个重复组成的随机化的田地地图。每个复制由四个相邻的10’行的种子组成。在一行内的种子间距为1”。如果使用的话,种植25个原型珠粒/10’行,总种植密度为72,000个珠粒/英亩。原型珠粒或片剂的目标HGW施用率是70g ai/ac。原型珠粒或片剂的目标E2Y施用率是70g ai/ac。以拖拉机两道次通过田地来种植原型珠粒或片剂和大豆种子,使得原型在种子的2”内。遵循实例9中详述的相同程序,在指示的时间点从每个重复的中心行之一收集植物组织样品。以与实例9中描述的相同方式测量HGW或E2Y的摄取量。
图7-图12中图形化地绘制了在位点1田地试验中评价的珠粒或片剂原型#1-#6的大豆叶摄取量结果。这些结果表明,表1中列出的珠粒或片剂原型所递送的作物保护剂HGW和E2Y在延长的时间段内被大豆植物吸收。此外,对于每种原型,植物摄取量结果与针对HGW和E2Y单独测量的土壤释放特征曲线相关。对于原型#1-#4,通常还观察到两种作物保护剂的田地摄取量与受控环境摄取量之间的良好相关性。
实例12和13表明,表1中列出的珠粒和片剂原型#1-#6为在田地中生长的玉米和大豆植物提供了不同水平的害虫保护。
实例12
如通过位点1田地试验确定的含有HGW和E2Y的珠粒和片剂原型的玉米植物保护。
基于针对玉米的第2年位点1田地试验的此实例表明,表1中列出的珠粒和片剂原型提供了一定的免受秋粘虫侵害的保护水平,所述保护水平与作物保护剂HGW和E2Y的植物摄取量一致。
如实例10中详述进行位点1玉米田地试验。害虫压力是由于自然侵染。通过由训练有素的专业人员以1(高伤害)至9(无伤害)的尺度进行由秋粘虫进食造成的叶损害评分来评估原型功效。通过对每个重复的中心行之一的中间的10株植物的损害取平均值来完成针对每个重复的叶损害评分。还利用未施用杀昆虫剂的阴性对照以进行比较。以这种方式测试的六种珠粒或片剂原型的结果发布在表4中。
表4.在位点1田地试验中确定的每种珠粒或片剂原型的针对玉米的作物保护剂摄取量和叶损害得分。
Figure BDA0002510721200000481
(*)数值等级为1(最高可能损害)至9(最低可能损害)
实例13
如通过位点1田地试验确定的含有HGW和E2Y的珠粒和片剂原型的大豆植物保护。
基于针对大豆植物的第2年位点1田地试验的此实例表明,表1中列出的珠粒和片剂原型提供了一定的保护水平,所述保护水平与作物保护剂HGW和E2Y的植物摄取量一致。
如实例11中详述进行位点1田地试验。害虫压力是由于自然侵染。通过评价由于害虫进食而引起的叶脱叶的程度来评估原型功效,如通过由训练有素的专业人员确定。通过对每个重复的中心行之一的中间的10株植物的损害取平均值来完成针对每个重复的植物脱叶评分。还利用未施用杀昆虫剂的阴性对照以进行比较。以这种方式测试的六种珠粒或片剂原型的结果发布在表5中。
表5.在位点1田地试验中确定的每种珠粒或片剂原型的针对大豆的作物保护剂摄取量和叶脱叶百分比。
Figure BDA0002510721200000491
实例14
用于植物摄取根增殖剂基作物保护剂的珠粒的制备
OsmocoteTM肥料可从俄亥俄州马里斯维尔的史考兹奇迹公司(Scotts Miracle-Gro Company)获得。包衣组合物#1的制备
通过将39.45份去离子水、3份聚合物表面活性剂、2份非离子表面活性剂、0.3份消泡剂、0.05份杀生物剂、1.5份丙二醇、0.5份矿物微粒、0.2份黄原胶和3份甘油在合适的混合容器中混合来制备包衣组合物。将包衣组合物和工业溴氰虫酰胺(98.8%)的1∶1(wt∶wt)混合物在合适的混合容器中混合。然后将红色种子包衣染料添加到此混合物中,并且搅拌组合物以确保均质混合物。
珠粒#1的制备
将OC 14-14-14微粒放置在混合器中,所述混合器使用带螺旋顶盖的8盎司(236毫升)容量杯。将微粒包衣单一包衣,旨在提供约100微克(μg)溴氰虫酰胺/个珠粒。首先将珠粒称重到混合器杯中。测量包衣组合物#1,并且使用移液器将其转移到杯中,并且将配制品滴到珠粒上。使用棉签除去任何多余材料。立即将罐立即加盖并且放置到“Max 100 Heavy”杯架中,并且然后将这些放置到混合器中。使珠粒以1,000rpm旋转20秒,并且然后将罐从机器中移除,从而可以目视检查珠粒。将其重复直到珠粒看起来是干的,这需要30至40秒的总旋转时间。将包衣珠粒在实验室通风橱中无盖放置过夜以干燥。
珠粒#2的制备
重复用于珠粒#1的程序。对珠粒#2的溴氰虫酰胺量的分析确定为58.3μg溴氰虫酰胺/个珠粒。使用此测试,珠粒#1显示出84.3μg溴氰虫酰胺/个珠粒的平均值。
对比珠粒A的制备
使用以上给出的程序,将包衣组合物#1包衣到4mm直径玻璃珠粒(可从实验室玻璃仪器公司(LabGlass,Inc.)获得)上。对干燥的玻璃珠粒的分析显示出75.6μg溴氰虫酰胺/个珠粒的平均值。
对比珠粒B的制备
使用以上给出的程序,将包衣组合物#1包衣到4mm直径玻璃珠粒(可从实验室玻璃仪器公司获得)上。对干燥的玻璃珠粒的分析显示出17μg溴氰虫酰胺/个珠粒的平均值。
大豆盆和大豆植物的制备
当植物已生长到大约V3发育阶段时,即,当3组三叶形叶出现并且张开时,将其中一株植物剔除(通过在介质表面处将其剪断),每盆留下两株植物。然后使用带有延长颈部的漏斗添加实验珠粒(以上),这有助于将呈直径大约2cm的簇的珠粒直接放置在Matapeake:沙塞的中心中。对于含有珠粒#1的盆,向4个盆中的每一个中添加31个珠粒#1的珠粒,提供2.6毫克溴氰虫酰胺/盆或1.3毫克/株植物。对于对比珠粒A,将34个对比珠粒A的珠添加到4个盆中的每一个中,提供2.6毫克溴氰虫酰胺/盆或1.3毫克/株植物。作为对照,不向在8个盆中的Matapeake:沙柱中添加珠粒。四个对照罐(对照实例)不接受进一步处理,而4个其他罐(液体注射(对比实例B))接受向Matapeake:沙塞中注射溴氰虫酰胺(如下所描述)。
在制备过程中,给来自每种珠粒处理的两个盆和对照装配MicroRhizon采样器(可从荷兰瓦格宁根(Wageningen)的根际研究产品公司(Rhizosphere Research Products)获得)。放置采样器,其中采样器的多孔尖端在Matapeake:沙柱的底部并且采样管从此点以约45度的角度向上延伸直到到达空隙的一侧并且从那里竖直延伸到盆的表面;Matapeake:沙柱将MicroRhizon保持在适当位置。在定量给料后的前7天每24小时并且之后在实验的持续时间内每周一次从MicroRhizon采样器中收集水,以便确定有多少活性成分移动通过土壤。每次采样期间抽取约0.25毫升的体积。在分析之前,将样品储存在冰箱中。
珠粒#3的制备
遵循用于珠粒#1的程序,不同之处在于将OC 14-14-14替换为不同的肥料珠粒AGRIUM-ESNTM(可从科罗拉多州丹佛的阿格瑞姆公司(Agrium)购得)。对珠粒#3的溴氰虫酰胺量的分析鉴定出17μg溴氰虫酰胺/个珠粒。
珠粒#4的制备
遵循用于珠粒#1的程序,不同之处在于将OC 14-14-14替换为不同的肥料珠粒
Figure BDA0002510721200000521
(可从科罗拉多州丹佛的阿格瑞姆公司(Agrium)购得)。包衣后,分析珠粒并且发现具有38μg溴氰虫酰胺/个珠粒的平均值。
珠粒#5的制备
遵循用于珠粒#1的程序。基于对珠粒#5的溴氰虫酰胺量的分析,发现所述珠粒具有40μg溴氰虫酰胺/个珠粒的平均值。
珠粒#6的制备
重复用于珠粒#1的程序。对珠粒#6的溴氰虫酰胺量的分析确定为0.205μg/毫克珠粒。
珠粒#7的制备
重复用于珠粒#1的程序。对珠粒#7的溴氰虫酰胺量的分析确定为0.492μg溴氰虫酰胺/毫克珠粒。
珠粒#8的制备
使用用于珠粒#1的程序将
Figure BDA0002510721200000522
ESN微粒包衣以给出具有1.037μg溴氰虫酰胺/毫克珠粒的包衣珠粒。
珠粒#9的制备
重复用于珠粒#1的程序,然而,所使用的微粒是OC肥料,并且所使用的杀虫剂是溴氰虫酰胺。对珠粒#9的溴氰虫酰胺量的分析确定为0.362μg溴氰虫酰胺/毫克珠粒。
珠粒#10的制备
使用Crystal
Figure BDA0002510721200000523
肥料替代OC肥料,重复用于珠粒#9的程序。对珠粒#10的溴氰虫酰胺量的分析确定为0.868μg溴氰虫酰胺/毫克珠粒。
珠粒#11的制备
使用OC肥料重复用于珠粒#1的程序,并且所使用的杀虫剂是50%氯虫苯甲酰胺杀昆虫剂配制品。对珠粒#11的氯虫苯甲酰胺量的分析确定为1.43μg氯虫苯甲酰胺/毫克珠粒。
珠粒#12的制备
使用OC肥料,使用用于珠粒#1的程序,并且所使用的杀虫剂是溴氰虫酰胺。对珠粒#12的溴氰虫酰胺量的分析确定为1.53μg氯虫苯甲酰胺/毫克珠粒。
采样和分析
在已将珠粒添加到盆后一周和四周,从每株植物中从三叶形叶上收获三片小叶(leaflet)。一片小叶从尽可能靠近植物的底部结点处收获,一片小叶从靠近植物的中间的结点收获,并且一片小叶从靠近末端生长点的新近完全展开的三叶形小叶收获。将所述小叶放置到预先称重的塑料闪烁小瓶中,将所述塑料闪烁小瓶加盖,重新称重并且冷冻(在-80℃下)直到实验结束。然后将含有小叶的小瓶从冰箱中移除并且进行分析。小心以确保在收集与添加萃取溶剂之间的任何时间不允许叶组织解冻。使用建立的组织制备和HPLC-MS-MS方案进行叶组织中活性成分的定量。对于昆虫测试,使用新鲜叶。
实验完成后,从盆中收集土壤芯。提取并且使用HPLC-MS-MS技术分析这些芯,以进行土壤中活性成分的定量。
对于表1的每个实例,每个试验由4个盆/处理组成。
摄取实例珠粒#1
向4个盆中的每一个中添加31个珠粒#1的珠粒,提供2.6毫克溴氰虫酰胺/盆(1.3毫克/株植物)。
对照实例
对照实例遵循以上程序,不同之处在于在将Matapeake:沙柱添加到每个盆中时,不向4个盆中的每一个中添加珠粒。
对比实例A
向4个盆中的每一个中添加34个对比珠粒A的珠粒,提供2.6毫克溴氰虫酰胺/盆(1.3毫克/株植物)。
液体注射(对比实例B)
将50%溴氰虫酰胺配制品用水稀释,以提供包含5.2毫克溴氰虫酰胺/100毫升的混合物。使用以上给出的程序制备大豆盆和植物,不同之处在于不向Matapeake:沙柱中添加珠粒。在制备含有珠粒的处理剂时,通过将50毫升对照溴氰虫酰胺混合物注射到四个重复罐中的每一个中的Matapeake:沙柱的中心中来制备注射对照。使用装配在50ml注射器上的10cm长12号皮下注射针以接近珠粒的放置位置的深度进行注射。
对比珠粒C的制备
以与对比珠粒A相同的方式将玻璃微粒包衣,以给出具有0.367μg溴氰虫酰胺/毫克珠粒的包衣珠粒。
对比珠粒D的制备
根据珠粒#1的程序,将硅酸盐微粒用溴氰虫酰胺在二氯甲烷中的溶液包衣。对对比珠粒D的溴氰虫酰胺量的分析确定为1.937μg溴氰虫酰胺/毫克珠粒。
对照D水溶液的制备
将50%溴氰虫酰胺在水中的悬浮液用去离子水稀释以给出具有254.6μg溴氰虫酰胺/毫升的混合物。
对照E溶液的制备
将溴氰虫酰胺(98%,工业级)溶解在乙腈中以提供含有1988μg溴氰虫酰胺/毫升的溶液。
对比珠粒E的制备
使用4mm直径玻璃珠粒(可从实验室玻璃仪器公司获得),使用50%氯虫苯甲酰胺杀昆虫剂配制品,重复用于珠粒#1的程序。对对比珠粒E的氯虫苯甲酰胺量的分析确定为0.733μg氯虫苯甲酰胺/毫克珠粒。
对比珠粒F的制备
使用NPK 14-14-14商业肥料重复用于珠粒#1的程序,并且所使用的杀虫剂是啶氧菌酯杀真菌剂处理剂。对对比珠粒F的啶氧菌酯量的分析确定为1.45μg啶氧菌酯/毫克珠粒。已知啶氧菌酯杀真菌剂具有3.6的Log Kow和3.25毫克/升的水溶解度,这使其超出了所要求保护的log Kow的范围。
对比珠粒G的制备
使用4mm直径玻璃珠粒(可从实验室玻璃仪器公司获得),使用啶氧菌酯杀真菌剂处理剂,重复用于珠粒#1的程序。对对比珠粒E的啶氧菌酯量的分析确定为0.266μg啶氧菌酯/毫克珠粒
实例15
大豆植物对二酰胺杀昆虫剂的摄取
在此实例中,添加足够量的珠粒以提供2.6毫克溴氰虫酰胺/盆。为了完成所希望的负载量,向每个盆中添加31个珠粒#1的珠粒,并且添加34个对比珠粒A的珠粒。在液体注射和添加珠粒后一周以及在液体注射和添加珠粒后4周从大豆植物上收集叶。
表6
Figure BDA0002510721200000551
基于公式(叶重量*每株植物的平均摄取量)/剂量计算摄取效率,其中剂量是1.3毫克。结果显示,到第4周,当与对比实例A和液体注射(对比实例B)相比时,珠粒#1提供了增加的溴氰虫酰胺摄取效率。对Matapeake:沙柱的目视分析显示出对于每个实例显著的根渗透。对照实例显示出非常低量的溴氰虫酰胺,其被认为是由与基于非常低量的活性材料的这些样品发生交叉污染问题引起的。
大豆摄取-实施例A
在田地测试中,使用机械化播种机来种植两个4排乘18行的测试区块。每行长10英尺(3.05m),并且每排之间有1.5英尺(45.7cm)的间隙。行间间距是30”(76.2cm)。每行以约1.5英寸(3.8cm)的深度种植大约90个商业大豆种子(先锋良种公司(Pioneer Hi-Bred)的品种)。为了使珠粒沿着沟槽的长度均匀分布,将已纵向切成两半的直径约5cm(2英寸)和长3.75m的PVC管放置在邻接沟槽处。将珠粒沿着管的长度均匀分布,所述管与行的种植部分对应。然后将管子倾斜到沟槽中,以将珠粒均匀地分布在沟槽底部。然后将沟槽小心地用土壤回填。向每行供应足够的珠粒,以基于80株植物/行的假设提供0.5毫克溴氰虫酰胺活性成分/株植物的施用率。
对于对照施用C(对比C),以与以上相似的方式挖出沟槽,但是将所述沟槽用沙回填(大约23千克沙/3.05米行)。将液体对照施用物直接喷雾到沙表面上,并且将沙立即用一层土壤覆盖,以便使作物活性物质的光暴露最小化。
种植种子后直接(即,当天)进行珠粒的施用和对比C的液体施用。作为第二液体对照(对比D),在种植时创建填充沙的沟槽,但是在第二昆虫侵染之前七天(种植后38天;参见下文)进行活性成分的液体施用。液体施用后,将填充沙的沟槽用土壤覆盖。对每种液体施用进行计算以递送40毫克溴氰虫酰胺活性成分/80株植物(即,0.5mg/株植物)。
由于在挖出沟槽和递送测试材料之前种子已被掩埋,因此难以将微粒与种子精确对准。这只有在种子已出苗后并且已进行第一田地内昆虫侵染(种植后22天)后才变得明显。在此阶段,明显的是,在行末端的一些植物没有受到保护。因此,在随后的采样日期对收获过程进行修改,以避免在每行的最前和最后30cm内对植物进行采样。
表6A描述了在测试过程中进行的每次采样、侵染和评估的计划表。如所报告的,种植后的天数是指在种植大豆种子和递送媒介物后的天数。
表6A
种植后的天数 事件
0 大豆、珠粒的种植和液体对照的施用;对比C
22 组织采样
22 在田地中的藜豆夜蛾(Velvet Bean Caterpillar)侵染
35 叶损害评估
38 液体对照的土壤施用;对比D
45 组织采样
45和53 在田地中的玉米穗虫侵染
66 叶损害评估
80 秋粘虫(基于实验室的体外分析)
80 组织采样
藜豆夜蛾(Anticarsia gemmatalis)结果
在种植后二十二天,将大豆植物(其处于V3发育阶段)通过以下方式用藜豆夜蛾侵染:将装满卵的滤纸切片(大约100个卵/片)装订到在处理行内每第4株植物的单叶形叶的背轴面;大约2000个卵/行。在侵染后13天(这时植物处于V5发育阶段),进行评估以确定大豆植物的百分比脱叶。结果在表8中示出。
表8
Figure BDA0002510721200000571
结果显示,珠粒#3和珠粒#5均可以提供比在种植时液体施用(对比C)更好或与其相当的结果。另外,当与在种植时液体注射(对比C)相比时,珠粒#5提供了增加的保护。保护程度与在侵染时(即,在种植后22天)从植物收获的叶中测量的溴氰虫酰胺量密切相关。
玉米穗虫(Helicoverpa zea)结果
在种植后45天,这时大豆植物处于R1发育阶段,将所述植物用玉米穗虫卵片侵染。施用方法如以上针对藜豆夜蛾所描述,不同之处在于从植物顶部算起,将卵片装订到距冠层向下约1/3处的三叶形小叶的背轴面。在种植后53天还用新生玉米穗虫进行第二侵染(2000只/处理行)。在用卵片侵染后21天进行叶损害评估。脱叶结果在表9中示出。还给出了在大豆的第一批完全展开的叶中的溴氰虫酰胺浓度。在即将施用玉米穗虫卵片之前(即,在种植后45天),从植物收获用于分析的叶。
表9
处理 百分比脱叶 溴氰虫酰胺浓度(μg/g叶)
珠粒#3 2.0 0.087+/-0.03
珠粒#4 3.3 0.051+/-0.47
珠粒#5 1.0 0.418+/-0.166
未经处理的对照 3.8 0.00
液体施用(对比C) 4.3 0.012+/-0.002
液体施用(对比D) 1.7 0.060+/-0.045
结果显示,与在种植时液体注射(液体施用(对比C))相比,珠粒的施用提供了更好的免受叶损害的保护。与在种植时处理的植物中的量相比,在用珠粒处理的植物中的溴氰虫酰胺的量/克叶也更高。在用珠粒#5处理的叶中发现了最高水平的溴氰虫酰胺。用珠粒#5处理的植物具有最低的叶损害程度。
秋粘虫(Spodoptera frugiperda)结果
在种植后80天,从代表每种处理的植物收获第一批完全展开的叶。使用冲头(创建12mm直径圆盘)对叶进行采样,并且将圆盘放置到预先加入1ml水琼脂/孔以维持湿度的24孔培养板中。将一个圆盘背轴侧朝下放置到每个孔中,并且对于每个处理行,冲切8片叶。一旦已将所有圆盘排列在板中,就将两个新生秋粘虫幼虫放置到每个孔中,并且将盖放置在每个板上。然后将板在黑暗中于28℃孵育7天,然后进行评分。评分使用1-9的目视等级尺度,其中得分1指示圆盘完全破坏(即,没有保护)并且9代表无可见损害(即,完全保护)。测试结果在表10中示出。
表10
处理 目视等级 溴氰虫酰胺浓度(μg/g叶)
珠粒#3 7.17+/-1.38 0.064+/-0.016
珠粒#4 7.83+/-0.19 0.134+/-0.036
珠粒#5 7.92+/-1.35 0.178+/-0.061
未经处理的对照 1.06+/-0.13 0.003+/-0.00
液体注射(对比C) 1.13+/-0.22 0.013+/-0.027
液体注射(对比D) 1.46+/-0.59 0.017+/-0.004
数据显示,当与在种植时(对比C)或在种植后38天(对比D)液体施用或者未经处理的对照所提供的保护水平相比时,用珠粒3、4和5处理的植物具有高的免受昆虫损害的保护水平。保护程度与从用于体外昆虫测定的叶中取得的子样品中测量的溴氰虫酰胺浓度密切相关。
大豆摄取-实施例B
构建由植物生长介质柱组成的根窗箱(Rhizotron)生长室。将经洗涤的土壤均匀地放置在根窗箱室中。对于根窗箱室#1,将所述室填充土壤,然后放置呈水平位置,其中前面板被移除。移除四个直径约6cm的圆形土壤塞。所述土壤塞是2x 2阵列,其中顶行在距土壤柱顶部约15cm处并且水平间距为21cm。顶行与底行之间的间距是23cm。一旦土壤塞被移除,就将0.305克珠粒#6放置在每个空隙中,总共1.22g珠粒并且0.25毫克(mg)溴氰虫酰胺,这是成簇珠粒的实例。在放置珠粒后,将空隙填充Matapeake土壤和沙的1∶1混合物。将2至3mm厚的沙层施用到土壤柱的整个正面,替换前面板,并且将室放置呈直立位置。
对于根窗箱#2,将所述室填充土壤,然后放置呈水平位置,其中前面板被移除。移除八个土壤塞。从顶行移除三个土壤塞,距土壤顶部15cm并且各空隙之间的间距是11cm。第二行移除2个土壤塞,其中在顶行的外塞下方约11cm移除每个塞。底行在第二行下方约11cm,并且具有与顶行的间距近似的间距。将0.305g OC 14-14-14肥料微粒添加到根窗箱#2的四个空隙中的每一个中。在顶行中,将0.305g添加到最左侧的空隙中以及还有最右侧的空隙中。不向第二行添加肥料微粒。对于底行,将0.305g肥料微粒添加到最左边和最右边的空隙中。然后,将含有珠粒的空隙填充Matapeake土壤和沙的1∶1混合物。以这种方式,根窗箱#2的肥料放置模仿了根窗箱#1中的放置。将其余四个空隙填充Matapeake土壤和沙的1∶1混合物,并且每个塞注射615微升溴氰虫酰胺储备溶液(6.1mg含有在30ml去离子水中的溴氰虫酰胺悬浮液的配制品)。注射后,添加2至3mm厚的沙层以覆盖土壤柱的正面,替换前面板,并且将室放置呈直立位置。以这种方式,根窗箱#2含有总共1.22克肥料微粒和0.25毫克溴氰虫酰胺。
根窗箱#1和#2两者均向前朝着前透明板稍微倾斜,并且将前板用铝箔覆盖。将两个大豆种子(先锋良种公司的商业品种)种植在室的中心附近,深度约2.5cm。在种植后4天,从每个室中移除一株幼苗。
将两个根窗箱室维持在具有受控温度和光照(日间14小时/夜间10小时的昼夜周期)的生长室中。在实验过程中,日间/夜间的温度平均值分别是27℃和19℃,并且光合有效辐射的平均值是373μmol/米2/秒。每天对在根窗箱室内的植物浇水(100-440毫升(ml)/株植物)并且稀释1000倍。定期灌施彼得(Peter)20-20-20营养素溶液或改进的Hoagland溶液(1mM KNO3代替3mM)。在实验过程中,将4.6升水、2.7升改进的Hoagland和0.9升1000倍稀释的彼得营养素溶液(Peter’s nutrient solution)施用于根窗箱室中的植物。
在种植后25天(对应于大豆植物的R1生长阶段),对叶进行采样并且加工以进行大豆叶中溴氰虫酰胺浓度的定量。分别从第1和3片三叶形叶收集小叶并且加工。在每片小叶上使用#5木塞穿孔器(直径8.2mm)从每片小叶上切下11至13个叶圆盘,以获得102-136mg新鲜组织。将叶组织转移到已具有1/4英寸(约0.64cm)预清洗钢球的2ml聚丙烯微量离心管中。将另一个钢球添加到在管内的叶圆盘的顶部,接着添加1.2ml含有75%乙腈(v/v,乙腈∶水=75∶25)和乙酸(终浓度0.01%)的提取溶液。将管加盖,并且在珠粒打浆器中将内部的叶圆盘均化25-45秒。目视检查匀浆以确保叶组织的圆盘被粉碎。之后,将所有管以10000rpm离心大约4分钟,并且将上清液通过0.2μm孔PTFE过滤器过滤,以通过LC-MS-MS方法使用电喷雾正电离模式定量溴氰虫酰胺。表7中总结了叶样品中的溴氰虫酰胺浓度。
表7
Figure BDA0002510721200000611
结果显示,来自根窗箱#1的大豆植物的叶样品中的溴氰虫酰胺浓度高于根窗箱#2的大豆植物的溴氰虫酰胺浓度。
在种植后55天(对应于大豆植物的R6生长阶段),移除两个根窗箱室的前板,并且将集中在珠粒#5(根窗箱#1)和肥料微粒(根窗箱#2)周围的四个土壤塞收集用于进一步分析。另外,从每个根窗箱室中的土壤柱中移除三个土壤塞。最后,从根窗箱#2中从集中在溴氰虫酰胺施用位点区域周围的区域移除四个土壤塞。收集用于根收获的土壤塞的直径范围为4.2至6.3cm。首先将来自塞的根风干,并且然后在烘箱内大约80℃下孵育2小时。将与收获的根相关的多余土壤除去,并且用分析天平测量根重量。根密度数据可以在表15中找到,指示在包含根增殖剂的那些珠粒附近的根增殖。
表15
Figure BDA0002510721200000612
Figure BDA0002510721200000621
大豆摄取实例#4
系统包括填充有盆栽介质的盆和在盆中心的土壤塞。所述盆具有顶部和底部分别为23.5cm和20cm的直径和23.5cm的高度。
对于每个盆,将盆栽介质添加到2加仑盆中,至约5.1厘米的深度。将一个0.5升聚乙烯瓶放在盆的中心。将更多盆栽介质添加至瓶肩。将盆用自来水饱和。盆栽介质的最大持水能力是约400%。将每个盆放置在桶内,并且设置在直径和高度约12厘米的塑料环的顶部上以捕获流出物。将三个大豆种子(商业品种)均匀地种植在盆栽介质表面周围。从每个盆中移除一株幼苗,前提是所有3个种子均完全出苗。将多余的幼苗移植到其中只有一个种子发芽的那些盆中。将植物维持在具有受控温度和光照(日间14小时/夜间10小时的昼夜周期)的生长室中。在实验过程中,日间/夜间的温度平均值分别是27℃和19℃,并且光合有效辐射的平均值是373μmol//m2s-1。每天给盆内的植物浇水(73-800毫升/盆),并且定期灌施1000倍稀释的彼得营养素溶液(0.2%N、0.2%P2O5和0.2%K2O)。在实验过程中,将15.9升水和2.4升稀释的彼得营养素溶液施用于每个盆中的植物。在实验过程中,只有极少或没有流出物从每个盆中出来,并且因此不尝试收集和分析流出物。
在种植后第11天(V1生长阶段),将瓶从每个盆中移除。在漏斗作为导引的情况下,将Matapeake土壤/沙(1∶1)混合物添加到空隙空间的底部,至大约2.5厘米深度。然后,通过漏斗将珠粒11、12,对比珠粒E、F、G和OC肥料珠粒(作为对照)施用到单独的盆中。作为进一步的对照,5个盆中不含珠粒。生产每种类型的珠粒和对照的5个重复。在漏斗处在适当位置的情况下,将更多Matapeake土壤/沙混合物添加到空隙空间中,直到到达盆栽介质表面。将漏斗从盆中轻轻移除,以对于每个盆留下土壤塞。将另外的盆栽介质添加到土壤塞表面。对于对照施用,将Matapeake土壤/沙混合物添加到空隙空间中直至盆栽介质表面。然后,将50毫升氯虫苯甲酰胺杀昆虫剂处理剂或啶氧菌酯水溶液缓慢注射到土壤塞中,深度为大约10厘米。注射后,将另外的盆栽介质添加到土壤塞表面。
在种植后14天(V5生长阶段)、28天(R2)和45天(R5.5)收获植物叶3次,并且在种植后45天收获豆英以定量活性成分浓度。从每个盆中的两株植物收获第1和3个以及第6和8个三叶形小叶,分别到两个小瓶中。将每株植物的6个豆英的种子合并到一个小瓶中。将收获的叶和种子样品立即在干冰上冷冻,并且在样品加工之前储存在-80℃。将一份小叶或种子与10份提取溶液[80%乙腈加乙酸(终浓度为0.01%)或氢氧化铵水溶液(对于啶氧菌酯,约10ppm的终浓度)]、六个1/4英寸钢球混合,并且通过高通量振动器提取(均化)4-10分钟。将叶或种子提取物通过0.2μm孔PTFE过滤器过滤以进行CPC定量。使用来自检验(Check)(仅施用OC 14-14-14微粒)的叶或种子提取物构建标准校准曲线(基质匹配方法)。通过LC-MSMS方法使用电喷雾正电离模式对每个CPC进行定量。
收获包括叶、茎和豆荚的地上冠层后,通过用刀和小手锯将塞与每个土壤盆中的盆栽介质分离而小心地将土壤塞移除。将土壤塞切成两半,并且将含有珠粒或经水溶液处理的土壤塞的下半部(平均约198毫升)用于收集根。从下半部土壤塞收集各种微粒以定量活性成分。将收集的微粒立即储存在-80℃,然后用200毫升用于小叶和种子样品的相同提取溶液在轨道振动器中在室温(约20℃)下以200rpm水平摇动过夜来提取。将提取物通过0.2μm孔PTFE过滤器过滤,以通过LC-MSMS定量杀虫剂。从下半部土壤塞收集微粒后,除去土壤和结节,并且将来自每个塞的剩余根转移到铝盘中以进行干燥。将与干燥的根相关的任何剩余土壤除去,并且用分析天平测量根的干重。然后通过使用干重除以198毫升的下半部土壤塞的平均体积来计算根密度。对于珠粒#11的根密度确定为3.03±0.58g干根/升土壤;对于对比E,1.78±0.79g干根/升土壤;对于对比F,3.07±0.34g根/升土壤;对于对比G,1.30±0.14g干根/升土壤;对于珠粒#12,2.93±0.71g干根/升土壤;用于检验(未包衣的OSMOCOTETM 14-14-14微粒,3.41±0.93g干根/升土壤。根密度计算为对于每个试验5个重复的平均值。
结果在表16中示出,作为对于每个试验5个重复的平均值。
表16
Figure BDA0002510721200000641
表16中的结果显示,本公开的珠粒能够提供大得多的杀虫剂(即,氯虫苯甲酰胺和溴氰虫酰胺)摄取量,而水溶解度和log Kow值超出所公开的范围之外的杀虫剂不提供相同的到植物中的摄取量水平。
大豆摄取实例#5
珠粒#13的制备
使用OC肥料重复用于珠粒#1的程序,并且所使用的杀虫剂是溴氰虫酰胺杀昆虫剂处理剂。对珠粒#13的溴氰虫酰胺量的分析确定为1.52μg溴氰虫酰胺/毫克珠粒。
珠粒#14的制备
使用CRYSTAL
Figure BDA0002510721200000651
肥料重复用于珠粒#1的程序,并且所使用的杀虫剂是50%氯虫苯甲酰胺杀昆虫剂处理剂。对珠粒#14的氯虫苯甲酰胺量的分析确定为2.15μg氯虫苯甲酰胺/毫克珠粒。使用单独的根窗箱生长室作为测试设备,如前所描述。将珠粒#13和14或对照溶液施用到土壤塞的中心区域,深度为约4mm。然后将所有的根窗箱室转移到生长房,并且装配到黑色设施盒中,其中预切的4英寸深度槽口位于所述盒的左边缘和右边缘,允许所述室设置在约90度的直立位置。然后将一个大豆种子(先锋良种公司的商业品种)种植在盆栽介质表面下方一英寸并且每个室的中心处,距左间隔物和右间隔物大约18cm。
将根窗箱维持在具有受控温度和光照(日间14小时/夜间10小时的昼夜周期)的生长室中。在实验过程中,日间/夜间的温度平均值分别是27.7±1.2℃和19±1.4℃,并且光合有效辐射的平均值是424±61μmol/m2s-1。借助
Figure BDA0002510721200000652
水动力肥料注射器(可从法国波尔多的多寿国际公司(Dosatron International)获得)给室浇水,其中滴头放置在种播区域附近。借助dositron有规律地进行营养素(1000倍稀释的彼得营养素溶液(Peter′s),0.2%N、0.2%P2O5和0.2%K2O)灌施。记录所使用的水或营养素的量。还定期记录植物的生长阶段并且拍照。在实验过程中,将10.4升水和0.73升稀释的彼得营养素溶液施用于每个根窗箱室中的植物
在种植后24天(R1生长阶段)、38天(R4)和49天(R5.5)收获植物小叶3次,以定量杀虫剂浓度。从每个盆中的植物收获第1和3个(下冠层)和第5和7个三叶形小叶(上冠层),分别到两个小瓶中。将收获的叶样品立即在干冰上冷冻,并且在样品加工和分析之前储存在-80℃。通过LC-MSMS方法使用电喷雾正电离模式对每个CPC进行定量。除去相关的结节后,首先将根(直径≤2.5mm)风干,并且然后在烘箱内大约80℃下孵育4-6小时。将与干燥的根相关的剩余土壤除去,并且使用分析天平测量根重量。
表12示出了叶样品中溴氰虫酰胺和氯虫苯甲酰胺的浓度。与当将溴氰虫酰胺作为液体溶液注射到土壤塞时0.053μg/g鲜叶相比,在将溴氰虫酰胺经由OC微粒递送到土壤塞中后24至49天,溴氰虫酰胺浓度的平均值为0.388μg/g鲜叶。当将氯虫苯甲酰胺经由CRYSTAL
Figure BDA0002510721200000663
微粒递送时在24至49天,在叶样品中的氯虫苯甲酰胺浓度的平均值为0.097μg/g鲜叶。
表12
Figure BDA0002510721200000661
大豆摄取-实施例C
珠粒#15的制备
使用CRYSTAL
Figure BDA0002510721200000662
肥料重复用于珠粒#1的程序,并且所使用的杀虫剂是50%氯虫苯甲酰胺杀昆虫剂处理剂。对珠粒#15的氯虫苯甲酰胺量的分析确定为13.0μg氯虫苯甲酰胺/个珠粒。
珠粒#16的制备
使用OC肥料重复用于珠粒#1的程序,并且所使用的杀虫剂是溴氰虫酰胺杀昆虫剂处理剂。对珠粒#16的溴氰虫酰胺量的分析确定为36.3μg溴氰虫酰胺/个珠粒。
在田地试验中,使用随机化区块设计,其中每种处理重复三次。实验区块由26个排列在13排中的3.05米的行组成。行间距距离为76.2厘米。每个排被45.7厘米的未种植间隙隔开。不对在小区的任一侧的末端两排和外部两行施用处理剂。每个经处理的行还被未经处理的行隔开。种植一百个大豆种子/行。在种子的种植过程中,使用与大豆摄取实例#2类似的程序施用珠粒#15。种植种子和珠粒后,立即根据大豆摄取实例#2的程序施用对照液体注射,以递送溴氰虫酰胺(0.5毫克杀虫剂/株植物)和氯虫苯甲酰胺(0.36毫克杀虫剂/株植物)两者。对于液体对照施用,将沟槽用沙回填,大约23千克/行。将液体对照直接递送至沙层的顶部,并且然后用土壤覆盖,以使杀虫剂的光暴露最小化。一旦出苗和幼苗建立已发生(在种植后约15天),就将行间疏至80株幼苗/行。以使幼苗分布/行相对均匀的方式进行间疏。
在种植后15和25天,用6.4毫米孔冲切器将叶冲切来移除叶样品,小心避免叶中的主脉。从每行采样25株植物。在采样过程中,将圆盘直接注射到ThermoScientific Nunc1.0毫升cryobank小瓶(目录#374110)中,将所述cryobank小瓶保持在冲头砧座(修补工具公司(Tinker Tooling),阿尔图纳,爱荷华州)内的推合式接收器中。为了在第15天采样,从单叶形叶中取得叶样品。在第25天时,从植物的第一批完全展开的三叶形叶的侧部小叶中取得样品。为了确保从每行中对植物材料进行代表性采样,收集各含有5个圆盘的五个管。采样到每个管中的五个单独的圆盘取自行的整个长度分布的植物,避免在每行的前30厘米内的植物。一旦将管填充,就将其加盖并且放置到含有干冰的绝缘容器中。随后在分析之前将管转移到-80℃的冰箱中。使用LC-MS-MS技术进行化学分析。通过使用从保护行中的植物在每个采样点取得的叶圆盘的重量,在湿组织基础上对浓度进行归一化。从先前已冲切用于化学分析的植物中移除至少20个单叶形或三叶形小叶。将叶移除并且放置到贴有标签的纸袋中。一旦已从行收集到所有叶,就将所述叶转移到16孔H.I.S托盘(项目#托盘B-2160-T,可从伊利诺斯州富兰克林公园的Clear Pack公司获得)的单独孔中。每个托盘含有约2毫升琼脂(项目#7060,可从新泽西州弗伦奇敦(Frenchtown)的Bioserv公司获得)。
将第2龄期的Spodptera frugiperda(秋粘虫)放置到每个孔中,并且将托盘用透明-on塑料盖(项目#9073R3,可从新泽西州帕特森的Brisar Delvco Packaging Services公司获得)密封。将托盘保持在生长室中,在23℃-25℃和70%相对湿度下日间16小时、夜间8小时的周期。检查孔的死亡率,并且在侵染后96小时进行进食。如果昆虫在3-4秒后无法翻转,则认为昆虫已死亡或垂死。测试结果可以在表13中找到。
表13
处理 死亡率(%) 浓度(纳克/克叶组织)
珠粒#15 94±5 64.3±41.3
珠粒#16 83±3 102.6±51.5
溴氰虫酰胺对照 2.0±6.5 n/a
氯虫苯甲酰胺对照 56.3±15.6 12.8±6.9
未经处理的检验 0.0 n/a
当与从用液体施用(溴氰虫酰胺对照和氯虫苯甲酰胺对照)处理的植物收获的叶观察到的昆虫死亡率相比时,从用珠粒#15和#16处理的植物收获的叶显示出高的昆虫死亡率。在所有情况下,高死亡率得分与叶组织中高水平的活性物质有关
实例16
玉米对二酰胺杀昆虫剂的摄取
每个根窗箱生长室由土壤柱(表层土,38cm款x 71cm高x 0.95cm厚)组成,所述土壤柱限制在两块刚性板之间,侧边具有0.95cm透明丙烯酸方形间隔棒。室的前板由透明丙烯酸塑料制成,允许观察和定量土壤柱内的根生长。在将单个玉米种子种植到每个根窗箱室中之前,将珠粒#2和对比珠粒B沉积在土壤柱内的一个或多个特定位置。为了将珠粒放置在室中,将透明前板从每个室中移除,并且使用其中预切孔作为导引的塑料模板将珠粒沉积在特定位置。在施用包衣的组合物之后,将前板重新附接并且固定。制备20个根窗箱生长室:根窗箱#1(对照)-2个仅含有表层土的室;根窗箱#2(对照)-3个其中OC 14-14-14肥料以网格构型沉积的室;根窗箱#3(对照)-3个其中OC 14-14-14肥料以簇构型沉积的室;根窗箱#4-3个其中珠粒#2以网格构型沉积的室;根窗箱#5-3个其中珠粒#2以簇构型沉积的室,根窗箱#6-3个其中对比珠粒B以网格构型沉积的室,根窗箱#7-3个其中对比珠粒B以簇构型沉积的室。
对于以网格构型的施用,将珠粒沉积在网格图案的每个位置。对于珠粒#2,将25个珠粒以5 x 5的阵列放置,其中顶行被定位在种子下方约23cm(9英寸)处。珠粒之间的竖直和水平间距是约7.6cm(3英寸)。对于对比珠粒B,将15个珠粒以5 x 3(列x行)的阵列放置,其中底行珠粒被定位在种子下方约23cm(9英寸)处。珠粒之间的竖直间距是约9.5cm(3.75英寸),并且水平间距是约12.7cm(5英寸)。
对于以簇构形(cluster formation)的施用,将全部25个珠粒#2的微粒放置在具有约3.8cm直径的区域中。对于对比珠粒B,簇构形的布置涉及将15个珠粒放置在约3.8cm直径的区域内。每个簇区域的中心在种子下方偏移约17.8cm并且侧面偏移约5.1cm。
在实验过程中,将根窗箱放置到支撑盒的内部,以保持室均匀间隔并且直立,同时还使土壤柱和根的光暴露延长最小化。为了将土壤水含量维持接近田地容量,用100-200ml去离子水从顶部向每个室浇水,2至6次/周,取决于植物尺寸和用水量。在种植后两周和三周,用定制的宏观成像平台将室单独成像。然后对捕获的图像进行预加工,并且分析土壤柱局部区域的根生长和增殖。在生长30天后,收集叶和根样品并且分析作物活性物质的摄取量。对于叶,每株植物收集大约0.5g鲜重的老叶组织和成熟叶组织两者,并且将其分别放置到预先称重的闪烁小瓶中,然后称重并且立即冷冻。在叶收集过程中,成熟叶被分类为在具有可见叶领的最近展开的叶上方的第一个未完全展开的轮叶(whorl leaf),并且老叶被分类为在具有可见叶领的最近展开的叶下方的第一个完全展开的叶。对于根,每株植物收集大约0.5克鲜重的经洗涤的根组织到预先称重的闪烁小瓶中,称重并且立即冷冻。从根系的一部分采样得到根组织,所述根系的一部分是在土壤柱的未经处理的区域内生长的,所述未经处理的区域在最近的珠粒上方大于约7.6cm(3英寸)处。
通过LC-MS-MS分析叶组织的溴氰虫酰胺浓度。发现结果列出在下表11中,并且显示出从珠粒#2中显著的溴氰虫酰胺摄取量以及从对比珠粒B中较少的摄取量。另外,当包衣的微粒成簇在一起时,植物的杀虫剂摄取量好于当其分散在网格中时的摄取量。在收获叶组织时对根区的检查显示出在珠粒#2附近显著的根密度。术语“老”是指在玉米植物上的仍是绿色且目视健康的最低的叶。术语“成熟”是指来自玉米植物的中间的叶,并且这些具有其完整的叶面积。因此,“成熟”叶比“老”叶更新鲜。
表11
Figure BDA0002510721200000701
Figure BDA0002510721200000711
实例17
土壤降解实验
通过追踪溴氰虫酰胺浓度随时间的变化来相对于储备水溶液确定各种珠粒中溴氰虫酰胺的有氧土壤降解。
收集Tama土壤(粘土-壤土)并且在使用前将其储存在冷柜中。土壤由8%的沙、55%的粉土、37%的含2%有机物的粘土组成,具有5.8的pH和以干重计约27%的初始重量水分含量。将土壤(10.0至68.3克)称重到玻璃罐或聚丙烯小瓶中,并且通过向容器中添加去离子水将水分含量调节至32.4%(对于此土壤的田地容量)。将容器用胶带覆盖,并且在25℃的温控培养箱中预孵育4天。预孵育并且将胶带从容器移除后,将珠粒7、8和对比珠粒C添加到每个容器中单独的位置,使得每个容器含有四个珠粒。另外,作为对照,将10微升溴氰虫酰胺储备溶液(0.443mg溴氰虫酰胺/ml乙腈)添加到容器中。将容器再次用胶带覆盖并且在25℃下孵育。通过数字温度计监测培养箱温度,并且在实验过程中通过称重每个样品容器来监测土壤失水。实验过程中温度变化在+/-2℃之内。每两周通过添加相当于损失的水分量的去离子水,使土壤水分含量恢复到田地容量。
以0、3、7、14、21、28、35、56、100和120天的采样间隔,从培养箱中移除每个处理的三个容器,并且收集每个容器中的四个含有溴氰虫酰胺的微粒或珠粒并且将其转移到100mL聚丙烯瓶中以进行提取。提取溶液是在水中含有9份丙酮和一份1M甲酸的溶剂混合物。在水平轨道振动器内部,在200至250rpm摇动下,在室温(大约20℃)下用40mL提取溶液提取每个瓶中的四个微粒或珠粒,以回收溴氰虫酰胺。将每个容器中的剩余土壤转移到0.2-1.0升聚丙烯瓶中,并且将每个容器用提取溶液冲洗。将另外的提取溶液添加到每个瓶中以给出约1∶6(重量/体积)的土壤:提取溶液比率。例如,对于10g土壤,将总共60mL提取溶液添加到瓶中。将瓶盖紧并且保持在水平轨道振动器内部在200至250rpm的摇动下在室温(大约20℃)下过夜,以从土壤中回收溴氰虫酰胺。过夜提取后,允许提取物沉降,并且将上清液通过0.4μm孔径聚丙烯过滤器过滤并且在定量溴氰虫酰胺之前储存在-20℃冰箱中。将溴氰虫酰胺通过HPLC分离,并且使用分析标准品的外部校准曲线通过在210nm处的UV检测进行定量。在每次分析中,还会对具有已知溴氰虫酰胺浓度的品质控制标准溶液与样品一起进行定量,以确保随时间的仪器再现性。实验过程中品质控制溶液的浓度变化在±10%以内。
实验显示,当与溴氰虫酰胺储备溶液的液体施用相比时,本公开的珠粒中的溴氰虫酰胺被土壤微生物降解得更慢。当将溴氰虫酰胺经由储备溶液递送到土壤中时,它很容易被土壤微生物生物降解,半衰期为大约43天,并且到第100天近76%被生物降解。相比之下,与采用储备溶液递送相比,当经由所公开的珠粒递送时,溴氰虫酰胺的降解慢得多。到第56天,经由OC 14-14-14微粒降解了仅16%的溴氰虫酰胺,经由
Figure BDA0002510721200000721
微粒降解了24%,经由玻璃微粒降解了22%。到第100天,经由OC 14-14-14珠粒降解了28%的溴氰虫酰胺,经由AGRIUM-ESNTM珠粒降解了26%,并且经由玻璃珠粒降解了31%。这些结果表明,OC 14-14-14、
Figure BDA0002510721200000722
和玻璃珠粒在有氧条件下为溴氰虫酰胺提供了免受土壤微生物生物降解的显著保护。从OC14-14-14、AGRIUM-ESNTM和玻璃珠粒中溴氰虫酰胺的释放相对缓慢,其中到第100天,分别有47%、40%和50%的最初施用的化合物仍保留在微粒中。
土壤降解
壤土具有29%的沙、50%的粉土、和21%的含2.9%有机物的粘土,并且具有5.7的pH。在使用之前,将土壤通过2mm金属筛网筛分,并且经筛分的土壤具有以干重计大约21%的初始重量水分含量。将土壤(20.0至50g)称重到单独的玻璃容器中,并且通过向容器中添加去离子水,将水分调节至大约27重量%的田地水分容量。之后,将容器用透气胶带覆盖,并且在25℃的温控培养箱中预孵育6天。所述胶带允许容器顶部空间与环境空气之间进行自由氧气交换,同时使由于蒸发导致的土壤失水最小化。在预孵育并且将胶带从容器移除后,将5个含有溴氰虫酰胺的珠粒#9、#10和对比珠粒D)的微粒、0.1mL对照E溶液或0.5mL对照D水溶液施用至5个土壤的单独斑点(位点),使得每个斑点含有一个微粒、0.020mL对照E溶液或0.1mL对照D水溶液。将容器再次用胶带覆盖并且在25℃下孵育。通过数字温度计和Hobo数据记录器监测培养箱温度,并且在实验过程中通过称重每个样品容器来监测土壤失水。实验过程中温度变化在±2℃之内。每1-2周通过添加相当于损失的水分量(通过每周称重每个容器来监测)的去离子水,使土壤水分含量恢复到田地容量。
以0、3、7、14、28、56和90天的采样间隔,从培养箱中移除每个处理的三个容器,并且收集5个含有溴氰虫酰胺的微粒并且将其转移至100mL聚丙烯瓶中以进行提取。提取溶液是在水中含有9份丙酮和一份1M甲酸的溶剂混合物。在水平轨道振动器内部,在200至250rpm摇动下,在室温(大约20℃)下用50mL提取溶液提取每个瓶中的5个微粒,以回收溴氰虫酰胺。将每个容器中的剩余土壤转移到0.2-1.0升聚丙烯瓶中,并且将每个容器用提取溶液冲洗。将另外的提取溶液添加到每个瓶中以给出1∶6(重量/体积)的土壤:提取溶液比率。例如,对于20g土壤,将总共120mL提取溶液添加到瓶中。将瓶盖紧并且保持在水平轨道振动器内部在200至250rpm的摇动下在室温(大约20℃)下过夜,以从土壤中回收溴氰虫酰胺。过夜提取后,允许提取物沉降,并且将上清液通过0.4μm孔径聚丙烯过滤器过滤并且在定量溴氰虫酰胺之前储存在-20℃冰箱中。将一毫升经过滤的微粒或土壤提取物添加到每个HPLC玻璃小瓶中,并且在化学通风橱内部风干过夜。然后将1.0mL含有最终浓度为90%的乙腈、0.1%乙酸和9.9%HPLC级水的溶液添加到每个小瓶中,以将干燥的溴氰虫酰胺重新溶解,以通过HPLC-UV方法进行定量。将溴氰虫酰胺通过HPLC分离,并且使用分析标准品的外部校准曲线通过在220nm处的UV检测进行定量。
发现当将溴氰虫酰胺经由对照溶液D和E递送到土壤中时,它很容易被土壤微生物生物降解,半衰期为大约10-13天,并且到第90天近79%被生物降解。相比之下,与溶液递送相比,当经由珠粒#9和#10进行递送时,溴氰虫酰胺的降解更慢。到第56天,从珠粒#9降解了仅18%的溴氰虫酰胺,从珠粒10#降解了31%,并且从对比珠粒D降解了61%。到第90天,从珠粒#9降解了26%的溴氰虫酰胺,从珠粒10#降解了59%,并且从对比珠粒D降解了71%。这些结果表明,珠粒#9和#10提供了在有氧条件下免受土壤微生物生物降解的最大保护。从珠粒#9中的溴氰虫酰胺释放较慢,其中到90天时34%的最初施用的化合物仍残留在微粒中。相比之下,到第90天,仅7%的最初施用的化合物仍然保留在珠粒#10中,并且12%保留在对比珠粒D中。
实例18
根增殖剂和作物活性物质的组合和变化以增加作物活性物质的摄取效率
实例1-6例示了各种根增殖剂∶作物活性物质配置以增加摄取效率。基于所针对的根增殖有助于增加作物活性成分(包括具有较低总体水溶解度和本公开中提供的指导的那些)的发现结果,根增殖剂∶作物活性剂的各种组合和比率是容易设想到的。例如,实例1-6例示了表14中捕获的物理范围。宽范围的根饵-作物活性物质比率是可能的,取决于以下因素:作物活性物质的性质(例如,溶解度特征曲线);根增殖剂的类型及其溶解度;所涉及的作物物种和其他次要参数,诸如土壤类型、温度和土壤湿度。
表14:例示的根增殖剂∶作物活性物质的组合。
Figure BDA0002510721200000741
Figure BDA0002510721200000751
除了表14中例示的比率外,根增殖剂∶作物活性物质比率的范围可以是约5000∶1;2500∶1;2000∶1;1500∶1;1000∶1;500∶1;400∶1;300∶1;200∶1;100∶1;90∶1;80∶1;70∶1;60∶1;50∶1;40∶1;30∶1;20∶1;15∶1;10∶1;5∶1;1∶1;1∶5;1∶10;1∶15;1∶20;1∶30;1∶40;1∶50;1∶60;1∶70;1∶80;1∶90;1∶100;1∶200;1∶300;1∶500;和1∶1000。
例如,与活力较小的根增殖剂相比,较强的根增殖剂可以较低存在。类似地,与较强的根增殖剂相比,较低可溶性的作物活性物质可以以较高的比率存在。此外,中等至低可溶性根增殖剂,当希望其具有持续的根增殖剂释放以覆盖作物生长周期的末期时,组合物中存在的根增殖剂的量的比率可以增加例如至约1000∶1或更高,诸如2000∶1。例如,尿素(如果用作根增殖剂的话)的土壤降解产物,根增殖剂∶作物活性物质比率的范围可以是约500∶1至约2000∶1。然而,如果将根增殖剂经由被作物活性物质包衣的颗粒递送,则根增殖剂∶作物活性物质的比率可以落在较低的范围内,例如约2∶1至约5∶1。因此,基于本文提供的指导,生产农用有效比率的根增殖剂∶作物活性物质组合并且将其用于特定类型的作物、作物活性物质和土壤类型。
实例19
作物保护剂向大豆植物的中季/晚季递送
进行大豆田地试验以确定杀昆虫剂的中-晚季递送对诸如藜豆夜蛾、玉米穗虫和秋粘虫的害虫的功效。在评价中使用七种实验递送系统,每种的溴氰虫酰胺递送率是约0.5mg溴氰虫酰胺/株植物(70g/英亩),其对应于例如叶面施用的标记率的约80%。种植密度是80株植物/10英尺行,对应于140,000株植物/英亩,是典型的大豆种植实践。大豆品种是可商购的。在此试验中使用的害虫是藜豆夜蛾、玉米穗虫和秋粘虫,已知所有的鳞翅目害虫都对溴氰虫酰胺敏感。在试验的各个时间点,将这些害虫侵染到田地(如下所描述)。当侵染成功时,使用体内测定以进行生物功效评价。否则,从植物中收获叶组织,并且在这些情况下使用体外测定以进行生物功效评价。通过HPLC-MS-MS确定叶组织中的溴氰虫酰胺浓度。
实验包括未经处理的阴性对照和两种类型的阳性对照。一种阳性对照是配制的液体溴氰虫酰胺,如无粘合剂的商业种子处理配制品,在种植时将其注射到土壤中。另一个阳性对照是相同的液体配制品,但是在收获叶组织前七天被注射到土壤中。第一对照用于评价液体配制品在无根增殖剂且无计时释放的情况下其迅速释放到土壤中时的生物功效。第二对照(在组织收获前七天注射的对照)用于说明在某些土壤条件下(取决于土壤条件)溴氰虫酰胺的保留时间。如下将递送系统和对照实际放置到土壤中:借助机械化播种机将大豆种子种植到土壤中约1.5英寸深。从距种子行超过两英寸处挖出4英寸深的沟槽,与并集(banding)一致。然后将递送系统(在表中指示为处理编号“Trt编号”)放置到沟槽中。然后将沟槽用土壤回填。然而,对于对照,将沟槽用沙回填,并且将液体对照注射到沙中。这在种子种植时完成,第二类型的阳性对照除外,对于第二类型的阳性对照,在每次叶收获前七天进行液体注射,如上所述。
在种植后22、45和80天进行组织采样和生物功效评价,如所指示。表17中总结了来自藜豆夜蛾侵染的体外生物功效数据。这来自种植后22天的侵染,并且对应于这些大豆植物的生命周期中的约V4/V5。阴性对照未显示出生物功效,在种植时注射配制品的对照显示出显著程度的生物功效。溴氰虫酰胺包衣的Osmocote 14-14-14具有超过阳性对照的生物功效,而被两种不同量的溴氰虫酰胺包衣的两种
Figure BDA0002510721200000771
基材料具有与对照(液体注射)可比较的生物功效。
表17:免受藜豆夜蛾侵害的保护
Figure BDA0002510721200000772
*溴氰虫酰胺活性物质的施用率是0.50mg/株植物,其中种植密度为80株植物/10英尺行。**不确定度是标准偏差
溴氰虫酰胺的对应叶组织浓度数据在表18中给出,如通过HPLC-MS-MS确定。处理3(溴氰虫酰胺包衣的Osmocote 14-14-14)的浓度最高,而其他两个包衣处理编号4-5具有类似于Trt编号2的叶组织浓度。
表18:在V5和R2时的溴氰虫酰胺叶组织浓度
Figure BDA0002510721200000773
Figure BDA0002510721200000781
*不确定度是平均值的95%置信区间。
表19示出了在体内测定中在中季对玉米穗虫的生物功效。因为百分比脱叶得分总体上低,所以在此阶段使用体内测定来进一步验证发现结果的显著性。表19中是第45天玉米穗虫的体外数据。在此体外测定中,高得分代表更好的生物功效。
表19:免受玉米穗虫侵害的保护
Figure BDA0002510721200000782
*不确定度是平均值的95%置信区间。
¥损害得分:1=完全破坏;9=无损害
对应的溴氰虫酰胺叶组织浓度数据在表20中给出。在Osmocote上的溴氰虫酰胺显示出最高的叶组织浓度,并且所有实验材料均显示出比对照更好的摄取量。80天生物效能评价是在R5时针对秋粘虫的体外测定。表20中总结了生物功效结果和叶组织溴氰虫酰胺数据。
表20:在种植后80天(DAP)的溴氰虫酰胺浓度
Figure BDA0002510721200000791
*不确定度是平均值的95%置信区间。
¥损害得分:1=完全破坏;9=样品未被触及
将生物功效数据和叶组织浓度数据关联,以生成针对这些从土壤的递送系统的剂量-响应曲线。此分析表明,可以优化递送系统,以提供在任何田地作物中针对中-晚季害虫的有效防治。
实例20
基于植物油的聚氨酯(PU)包衣尿素片剂和圆芯的制备
以与实例3中所描述相同的方式制备尿素片剂。包衣过程在鼓式包衣机中完成,所述鼓式包衣机配备有热枪和由空气驱动电机控制的转鼓。向转鼓中装载1000g预干燥的尿素片剂,并且将片剂加热至70℃-80℃的表面温度。在单独的容器中,将1.4g聚合物二苯基甲烷二异氰酸酯(PAPI 27)、3.5g蓖麻油、0.01g三乙醇胺和50mg蓝色染料混合。混合后,通过移液器将包衣材料添加到翻滚的片剂上并且在加热下搅拌15min。这给出在片剂上大约0.5wt%的包衣,并且重复直到达到所希望的比率。使片剂在加热下翻滚30min以允许完全固化。最终的聚氨酯包衣比率通过相对于尿素片剂的初始负载量增加的重量来确定。通过喷雾制粒过程制备尿素圆芯。圆芯的直径典型地是8-10mm。包衣过程如本文所描述。
实例21
含有作物保护剂噻虫胺原型#7和#8的基于植物油的聚氨酯(PU)包衣尿素圆芯的 制备
通过喷雾制粒过程制备不含作物保护剂的尿素圆芯,并且将其用如实例20所描述的基于植物油的聚氨酯包衣。
在开始作物活性处理过程之前,制备以1∶1的比率含有商业作物活性物质噻虫胺(600g/L)和商业级聚合物的混合物,所述混合物增加了配制品到珠粒表面上的结合。使用小规模低速碗式处理机以500克批次处理圆芯。将圆芯添加到碗中,并且将搅拌器电机设置为最低速度,使珠粒在碗中翻滚。通过注射器将作物活性物质/粘合剂混合物添加到翻滚珠粒的中心。混合物的施用率是3.575g/500g片剂。在添加配制品/粘合剂混合物后,使圆芯翻滚45秒。将经处理的圆芯倒入足够大以允许其散布成单层或双层的托盘中,并且然后放置到设定为45℃的对流烘箱中干燥。将圆芯干燥8分钟以给出原型#7。在另一个实施例中,通过喷雾制粒过程制备含有噻虫胺的尿素圆芯,以产生原型#8。
实例22
含有作物保护剂粉唑醇原型#9和#10的基于植物油的聚氨酯(PU)包衣尿素片剂的 制备
通过压片过程制备不含作物保护剂的尿素片剂。将尿素片剂用基于植物油的聚氨酯包衣,如实例20所描述。以与原型#7相似的方式制备原型#9,不同之处在于使用作物活性物质商业粉唑醇,混合物的施用率为13.75g/500g片剂并且干燥时间为20分钟。在另一个实施例中,PU包衣过程与在实例21中使用的过程相同。
实例23
含有作物保护剂噻虫胺和粉唑醇原型#11和原型#12的基于植物油的聚氨酯(PU) 包衣尿素圆芯的制备
制备含有全负载量一半的噻虫胺和粉唑醇的尿素圆芯。PU包衣过程如本文所描述。将含有全负载量一半的噻虫胺和粉唑醇的PU包衣尿素圆芯用另一半噻虫胺和粉唑醇处理,如下所描述。在开始处理过程之前,制备两种混合物,所述混合物以1∶1的比率含有作物活性物质配制品和商业种子整理剂聚合物。所使用的两种作物活性物质配制品是商业粉唑醇杀真菌剂和噻虫胺杀昆虫剂。首先施用杀昆虫剂混合物,如实例21所描述。将圆芯在烘箱中干燥指定的时间并且然后施用杀真菌剂配制品/粘合剂混合物,如实例22中所描述,并且将珠粒在烘箱中干燥第二时间。在另一方面,将含有全负载量噻虫胺的PU包衣尿素片剂用粉唑醇处理,如实例22中所描述。
实例24
基于植物油的聚氨酯(PU)包衣尿素片剂和圆芯的水释放
将五种被3.3wt%PU包衣的尿素片剂浸入到加盖玻璃罐中的在室温(约22℃)下的200mL DI水中。在预定时间测量在水中的尿素浓度。以一式三份进行实验。作为比较,在相同条件下测试三个样品,即4.1wt%PLA包衣的535mg尿素片剂、6.5wt%PLA包衣的535mg尿素片剂和Agrium
Figure BDA0002510721200000811
颗粒。这些样品的释放特征曲线展示在图19中。3.3wt%的PU包衣尿素片剂显示出控制释放行为,其中释放速率低于6.5wt%的PLA包衣的535mg尿素片剂。
在35℃的水中测试不同表面粗糙度(粗糙、中等和光滑)的三个PU包衣尿素圆芯样品。这三个样品具有相同的目标包衣比率(3.4wt%);然而,由于表面粗糙度对包衣效率的作用,对于粗糙、平均和光滑芯,三个样品的实际包衣比率分别是3.2、2.0和2.3wt%。将每个样品的十个包衣圆芯浸入到在加盖玻璃罐中的300mL去离子水中,所述加盖玻璃罐被放置在设定为35℃的培养箱中。在预定时间测量在水中的尿素浓度。作为比较,在相同条件下测试三个样品,即3.4wt%PLA包衣的535mg尿素片剂、6.5wt%PU包衣的535mg尿素片剂和Agrium
Figure BDA0002510721200000821
颗粒。这些样品的释放特征曲线展示在图20中。具有平均和粗糙表面的PU包衣圆芯的释放比具有光滑表面的PU包衣圆芯快得多。

Claims (86)

1.一种农用组合物,所述农用组合物包含聚合物、作物保护剂、根增殖剂、和任选地惰性成分,其中,
(a)所述作物保护剂和所述根增殖剂基本上分散在基质中,所述基质被聚合物层包封,使得所述农用组合物在25摄氏度下具有约1至约2000g/m2/天的总水渗透率;
(b)所述根增殖剂包含重量%为约1-70%的磷酸盐;并且
(c)所述农用组合物具有约0.01g至约5.00g的质量和约0.5-2.0的长径纵横比。
2.一种农用组合物,所述农用组合物包含可生物降解粘合剂、作物保护剂、根增殖剂、和任选地惰性成分,其中
(a)所述作物保护剂和所述根增殖剂基本上分散在包含所述粘合剂的基质中,使得所述根增殖剂在土壤中展现出低至中等的溶解度,或者所述作物保护剂施用在包含所述根增殖剂的芯结构的表面上:
(b)所述根增殖剂选自由以下组成的组:磷酸盐、铵、硝酸盐、及其组合,重量%为约1-95%;并且
(c)所述农用组合物具有约0.0100g至约5.000g的质量和约0.5-2.0的长径纵横比。
3.一种农用组合物,所述农用组合物包含多糖粘合剂、作物保护剂、根增殖剂、任选的惰性成分、和可生物降解聚合物层,其中
(a)所述作物保护剂和所述根增殖剂基本上分散在包含所述多糖粘合剂的基质中,其中所述基质基本上被所述可生物降解聚合物层包封,使得所述农用组合物在25摄氏度下具有约1至约2000g/m2/天的总水渗透率;
(b)所述根增殖剂包含重量%为约1-50%的磷酸盐;并且
(c)所述农用组合物具有约0.01g至约5.00g的质量和约0.5-2.0的长径比。
4.一种农用组合物,所述农用组合物包含可生物降解聚合物、作物保护剂、根增殖剂、和任选地惰性成分,其中
(a)选自由以下组成的组的重量%为约1-95%的所述根增殖剂基本上分散在中心芯中:磷酸盐、铵、硝酸盐、及其组合;
(b)所述可生物降解聚合物层基本上包封所述中心芯;
(c)所述作物保护剂包衣在所述聚合物层的表面上;并且
(d)所述农用组合物具有约0.0100g至约5.000g的质量和约0.5-2.0的长径纵横比。
5.如权利要求1、2、3或4中任一项所述的农用组合物,其中所述磷酸盐是磷酸钙或磷酸铵镁。
6.如权利要求1、2、3或4中任一项所述的农用组合物,所述农用组合物进一步包含选自由N、K、Mg、Zn、NH3、Mn、Fe、Cu、及其组合组成的组的大量或微量营养素,其浓度有效诱导作物植物的根生长。
7.如权利要求1、3或4所述的农用组合物,其中所述聚合物是可生物降解脂族聚酯。
8.如权利要求1、3或4所述的农用组合物,其中所述聚合物是聚(琥珀酸己二酸丁二酯)(PBSA)或聚氨酯。
9.如权利要求1、3或4所述的农用组合物,其中所述聚合物是具有约20kDa至约150kDa的重均分子量的聚乳酸。
10.如权利要求1、3或4所述的农用组合物,其中所述聚合物层的厚度为约0.3密耳至约10.0密耳。
11.如权利要求1、3或4所述的农用组合物,其中所述聚合物层占所述组合物的总重量的约0.5%至不大于约10%。
12.如权利要求1、3或4所述的农用组合物,其中所述聚合物占所述组合物的总重量的约5%至不大于约90%。
13.如权利要求1、2、3或4所述的农用组合物,其中所述惰性成分占所述组合物的总重量的约1%至约50%。
14.如权利要求1、2、3或4所述的农用组合物,所述农用组合物呈非球形的形式。
15.如权利要求1、2、3或4所述的农用组合物,所述农用组合物呈球体的形式。
16.如权利要求1、2、3或4所述的农用组合物,所述农用组合物呈珠粒的形式。
17.如权利要求1、2、3或4所述的农用组合物,所述农用组合物呈圆柱体的形式。
18.如权利要求1、2、3或4所述的农用组合物,所述农用组合物呈片剂或压块的形式。
19.如权利要求1、2、3或4所述的农用组合物,其中所述根增殖剂和所述作物保护剂是单分散的。
20.如权利要求1、2、3或4所述的农用组合物,所述农用组合物被配置成流过播种机。
21.如权利要求1、2、3或4所述的农用组合物,所述农用组合物被配置成由撒播机进行施用。
22.如权利要求10所述的农用组合物,其中所述播种机以约5-15mph的速度移动,并且所述农用组合物以约10,000至约300,000/英亩的密度种植。
23.如权利要求1、2或3所述的农用组合物,所述农用组合物在种植后约40天在作物生长田地中具有所述作物保护剂的约10-50%累积释放的释放特征曲线。
24.如权利要求1、2或3所述的农用组合物,所述农用组合物在种植后约60-90天在玉蜀黍生长田地中具有所述作物保护剂的约60-90%累积释放的释放特征曲线。
25.如权利要求1、2或3所述的农用组合物,所述农用组合物在种植所述农用组合物后40天具有所述作物保护剂和/或所述根增殖剂的不大于约50%累积释放的释放特征曲线以及在种植后约60-90天在玉蜀黍生长田地中具有所述作物保护剂的约60-100%累积释放的释放特征曲线。
26.如权利要求1、2、3或4所述的农用组合物,所述农用组合物具有约50N至约500N的硬度参数。
27.如权利要求26所述的农用组合物,其中所述硬度参数是约100N。
28.如权利要求1、2、3或4所述的农用组合物,其中所述作物保护剂选自由以下组成的组:杀昆虫剂、杀真菌剂、杀线虫剂、除草剂、生长调节剂、生物剂或其组合。
29.如权利要求28所述的农用组合物,其中所述杀昆虫剂选自由以下组成的组:噻虫胺、噻虫嗪、氯虫苯甲酰胺、溴氰虫酰胺、砜虫啶、吡虫啉、联苯菊酯、及其组合。
30.如权利要求28所述的农用组合物,其中所述杀真菌剂选自由以下组成的组:嘧菌酯、啶氧菌酯、精甲霜灵、甲霜灵、氟吡菌酰胺、氟噻唑吡乙酮、Tioxazafen、吡噻菌胺、种菌唑、丙硫菌唑、福美双、及其组合。
31.一种生产包含可生物降解聚合物、作物保护剂、根增殖剂、和任选地惰性成分的农用组合物的方法,所述方法包括进行挤出过程,使得所述作物保护剂、所述根增殖剂与所述可生物降解聚合物组分充分混合,使得所述作物保护剂和所述根增殖剂基本上分散在包含所述聚合物的基质中,其中所述农用组合物在25摄氏度下具有约1至约2000g/m2/天的总水渗透率。
32.如权利要求31所述的方法,其中所述挤出过程是热熔挤出。
33.如权利要求31所述的方法,其中所述农用组合物包含填充剂。
34.如权利要求33所述的方法,其中所述填充剂是亲水的。
35.如权利要求34所述的方法,其中所述填充剂是淀粉或多糖、或其组合。
36.如权利要求31所述的方法,其中所述聚合物组分占所述农用组合物的约50重量%至约90重量%。
37.如权利要求30所述的方法,其中所述作物保护剂选自由以下组成的组:杀昆虫剂、杀真菌剂、杀线虫剂、除草剂、及其组合。
38.一种生产包含作物保护剂、根增殖剂、和任选地惰性成分以及可生物降解聚合物层的农用组合物的方法,所述方法包括:
a)提供呈粉末、液体分散体或溶液的形式的所述作物保护剂,其中将所述作物保护剂与所述根增殖剂或所述根增殖剂的一部分混合;
b)将所述作物保护剂和所述根增殖剂的分散溶液与粘合剂和任选地填充剂混合,使得形成包含所述作物保护剂和所述根增殖剂的可流动的可压缩粉末;以及
c)施加压缩力以获得在25摄氏度下具有约1至约2000g/m2/天的总水渗透率的农用组合物,所述根增殖剂包含重量%为约1-50%的低至中等溶解度的磷酸盐;并且所述农用组合物具有约0.01g至约0.750g的质量和约0.5-2.0的长径纵横比。
39.如权利要求38所述的方法,其中所述作物保护剂选自由以下组成的组:杀昆虫剂、杀真菌剂、生物剂、及其组合。
40.如权利要求38所述的方法,其中所述农用组合物进一步包含氮稳定剂。
41.如权利要求37所述的方法,其中肥料芯包含约0.05至0.10克根增殖剂,其有效促进根增殖以增加所述作物保护剂的摄取量。
42.一种生产农用组合物的方法,所述方法包括在多个农用珠粒上挤出第一可生物降解聚合物层,使得所述多个珠粒基本上被所述聚合物层包封,其中所述聚合物层在25摄氏度下具有约1至约2000g/m2/天的水渗透率,并且其中所述农用组合物包含作物保护剂、约10重量%至约70重量%的低至中等溶解度的磷酸盐根增殖剂,由此与不包含所述根增殖剂的对照组合物相比,所述农用组合物增加所述作物保护剂的摄取量。
43.如权利要求42所述的方法,其中所述农用组合物的直径为约6至14mm并且具有约1至3的纵横比。
44.如权利要求42所述的方法,其中所述挤出进一步包括第二聚合物层。
45.一种增加作物植物对作物保护剂的摄取量的方法,所述方法包括提供农用组合物,所述农用组合物包含可生物降解聚合物、作物保护剂、根增殖剂、和任选地惰性成分,其中将所述农用组合物放置在有效地促进所述作物植物的根增殖的距离处;并且从而当与未暴露于所述农用组合物的对照植物相比时,增加所述作物保护剂的摄取量。
46.如权利要求45所述的方法,其中所述根增殖剂是可低至中等溶解的磷酸盐。
47.如权利要求45所述的方法,其中所述根增殖剂具有的水溶解度范围为约0.0.01g/L至约25.00g/L;0.05g/L至约10.00g/L;约0.08g/L至约10.0g/L;约0.10g/L至约2.00g/L;约0.15g/L至约5.00g/L;0.20g/L至约0.50g/L;约0.25g/L至约1.0g/L。
48.如权利要求45所述的方法,其中所述根增殖剂选自由以下组成的组:脱水磷酸二钙、磷酸铵、磷酸镁铵、及其组合。
49.如权利要求45所述的方法,其中所述作物保护剂选自由以下组成的组:杀昆虫剂、杀真菌剂、杀线虫剂、除草剂、及其组合。
50.如权利要求45所述的方法,其中当在种植的约14-48天测量时,当与未暴露于所述农用组合物的对照植物相比时,所述作物保护剂的摄取量高至少约10%至约50%,但是其中所述对照植物暴露于种子施用组合物,所述种子施用组合物包含至少基本上相同量的存在于所述农用组合物中的所述作物保护剂。
51.如权利要求45所述的方法,其中当与未暴露于所述农用组合物的对照植物相比时,所述作物保护剂的摄取量高至少约0%至约50%,但是其中所述对照植物暴露于种子施用组合物,所述种子施用组合物包含与所述农用组合物相比多至少约10-50%的作物保护剂,或含有基本上相同量的存在于所述农用组合物中的所述作物保护剂。
52.如权利要求45所述的农用组合物,其中当在种植后约40天测量时,在作物植物的叶中测量的作物保护剂浓度比其中所述作物保护剂作为种子处理剂以标记率施用的对照植物高约10%至约200%。
53.一种增加田地中作物产量的方法,所述方法包括在所述田地中种植作物种子期间提供农用组合物,其中所述农用组合物包含
a)根增殖剂组分,其中在种植所述作物种子后约30-90天所述根增殖剂向土壤中释放约70-90累积%的磷酸盐,并且包含约0.002至约2.0克磷酸盐;以及
b)作物保护剂,其中所述作物保护剂释放到土壤中,使得在种植所述作物种子后约20-100天期间所述作物可获得约70-90累积%的所述作物保护剂;
其中所述农用组合物包含可生物降解聚合物层,所述可生物降解聚合物层在25摄氏度下具有约1至约2000g/m2/天的水渗透率并且从而增加所述作物的产量。
54.如权利要求53所述的方法,其中所述作物选自由以下组成的组:玉蜀黍、大豆、小麦、稻、棉花、高粱、粟和大麦。
55.如权利要求53所述的方法,其中所述根增殖剂选自由以下组成的组:脱水磷酸二钙、磷酸铵、磷酸镁铵、及其组合。
56.如权利要求53所述的方法,其中在种植所述作物种子时或在种植所述作物种子之前提供所述农用组合物。
57.如权利要求53所述的方法,其中所述土壤被分类为具有较低持水能力的土壤类型。
58.如权利要求53所述的方法,其中,所述作物保护剂选自由以下组成的组:杀昆虫剂、杀真菌剂、杀线虫剂、除草剂、生物组分、及其组合。
59.如权利要求53所述的方法,其中所述作物保护剂选自由以下组成的组:氨茴酸二酰胺杀昆虫剂、新烟碱杀昆虫剂、及其组合。
60.如权利要求59所述的方法,其中所述新烟碱杀昆虫剂释放到所述土壤中,使得当在所述作物的较后期发育阶段期间所述田地中存在目标害虫时,所述土壤中存在有效量的所述杀昆虫剂。
61.如权利要求59所述的方法,其中所述氨茴酸二酰胺杀昆虫剂释放到所述土壤中,使得从在所述田地中提供所述农用组合物起约20-100天后,所述土壤中存在约5-60g/公顷的有效量。
62.如权利要求53所述的方法,其中所述田地的特征在于存在针对玉蜀黍、大豆、稻、小麦、高粱、大麦、粟、低芥酸菜籽或棉花的一种或多种晚季害虫。
63.如权利要求62所述的方法,其中所述中季至晚季害虫是玉米根虫、玉米穗虫、秋粘虫或其组合。
64.如权利要求53所述的方法,其中所述作物保护组合物选自由以下组成的组:噻虫嗪、噻虫胺、吡虫啉、硫双威、西维因、氯虫苯甲酰胺、溴氰虫酰胺、甲硫威、福美双、嘧菌酯、多效唑、阿拉酸式苯-S-甲基、百菌清、双炔酰菌胺、噻苯哒唑、百菌清、唑菌醇、嘧菌环胺、戊菌唑、啶酰菌胺、联苯吡菌胺、氟吡菌酰胺、三氟咪啶酰胺、氟噻唑吡乙酮、吡噻菌胺、苯锈啶、氟唑菌酰胺、戊苯吡菌胺、氟嘧菌酯、醚菌酯、苯噻菌胺、苯噻菌胺异丙酯、烯酰吗啉、磺菌胺、甲基硫菌灵、种菌唑、丙硫菌唑、砜虫啶、灭菌唑、粉唑醇、福美双、萎锈灵、多菌灵及其组合。
65.如权利要求53所述的方法,其中所述作物是玉蜀黍,并且与其中施用具有氮正常释放特征曲线的对照肥料组分的对照田地相比,在所述田地中的产量增加是约10%至约50%,其中所述肥料组分和所述对照肥料组分在种植时均包含基本上相同的总氮量。
66.如权利要求53所述的方法,其中所述作物是玉蜀黍,并且以约15,000至约70,000株植物/英亩的种植密度、以约15英寸至约40英寸的行间距种植所述作物种子。
67.如权利要求53所述的方法,其中所述作物保护组合物包含有效量的杀虫剂,如果所述有效量的杀虫剂作为种子处理剂施用于所述作物种子,则所述有效量的杀虫剂导致种子发芽减少或成苗减少或作物响应减少。
68.如权利要求53所述的方法,其中所述作物保护组合物包含有效量的杀虫剂,如果所述有效量的杀虫剂作为犁沟内施用剂施用于所述土壤,则所述有效量的杀虫剂导致种子发芽减少或成苗减少。
69.一种农用组合物,所述农用组合物包含粘合剂、作物保护剂、根增殖剂、任选的惰性成分,其中
(a)所述作物保护剂和所述根增殖剂基本上分散在包含所述多糖粘合剂的基质中,其中所述根增殖剂和所述作物活性剂以约1:100至约100:1的比率存在;
(b)所述根增殖剂包含重量%为约1-50%的低至中等溶解度的磷酸盐;并且
(c)所述农用组合物具有约0.01g至约0.750g的质量和约0.5-2.0的长径比。
70.一种向包含多个作物种子的作物田地提供多个延长释放农用珠粒的方法,所述方法包括
a)以到所述作物田地中约0.5英寸至约10英寸的深度;
b)以邻近所述作物种子约1英寸至约15英寸的距离来提供所述农用珠粒;并且
其中所述农用珠粒包含:(i)根增殖剂组合物,使得在种植所述作物种子后约50-120天,约70-90累积%的所述根增殖剂被释放到土壤中,和(ii)基本上与所述根增殖剂混合或紧密结合的一种或多种作物保护剂,并且其中在种植所述作物种子后约40-150天,约50-90累积%的所述作物保护剂被释放到土壤中。
71.如权利要求70所述的方法,其中所述根增殖剂是可低至中等溶解的磷酸盐。
72.如权利要求70所述的方法,其中通过气动播种机将所述农用珠粒种植在所述田地中。
73.如权利要求70所述的方法,其中所述农用珠粒进一步包含可生物降解聚合物层,所述可生物降解聚合物层选自由以下组成的组:聚乳酸(PLA)、聚己二酸琥珀酸丁二酯(PBSA)、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚己内酯、藻酸盐、黄原胶、及其组合。
74.如权利要求70所述的方法,其中将所述农用组合物种植在犁沟中。
75.如权利要求70所述的方法,其中所述农用组合物的直径为约4至14mm。
76.一种增加作物植物的产量的方法,所述方法包括:
a)向包含多株作物植物的田地提供如权利要求1-4中任一项所述的农用组合物,其中所述作物植物表达农艺性状;
b)使所述作物植物在作物生长环境中生长并且从而增加所述作物植物的产量。
77.如权利要求76所述的方法,其中所述农艺性状是氮利用效率性状。
78.如权利要求76所述的方法,其中所述农艺性状是抗昆虫性性状。
79.如权利要求76所述的方法,其中所述农艺性状由重组DNA构建体表达。
80.如权利要求76所述的方法,其中所述农艺性状是耐旱性性状。
81.如权利要求76所述的方法,其中所述农艺性状是通过使用选自由CRISPR-cas、TALEN和位点特异性大范围核酸酶组成的组的工具对内源DNA进行基因组修饰而工程化的。
82.如权利要求76所述的方法,其中所述农艺性状是抗病性性状。
83.如权利要求78所述的方法,其中所述抗昆虫性性状归因于以下组分的表达,所述组分选自由以下组成的组:Bt基因、靶向害虫的短干扰RNA分子、异源非Bt杀昆虫蛋白、及其组合。
84.如权利要求76所述的方法,其中所述作物植物选自由以下组成的组:玉蜀黍、大豆、稻、小麦、高粱、棉花、低芥酸菜籽、苜蓿和甘蔗。
85.一种农用组合物,所述农用组合物包含:
a)根增殖剂芯;
b)包围所述肥料芯的聚合物层;和
c)嵌入所述聚合物层内的作物保护剂,
其中所述农用组合物(i)在25摄氏度下具有约1至约2000g/m2/天的水渗透率;并且(ii)直径为约5至20mm。
86.如权利要求85所述的农用组合物,其中所述作物保护剂选自由以下组成的组:杀昆虫剂、杀真菌剂、杀线虫剂、生物剂、安全剂、除草剂、及其组合。
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