CN114554844B - 硅酸盐在温室膜中用于提高植物的果实发育的用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及硅酸盐在温室膜中用于提高植物的果实发育的用途,其中该膜至少包含基质和硅酸盐。所述发明还涉及至少包含基质和所述硅酸盐的用于提高植物的果实发育的膜,以及至少包含基质和所述硅酸盐的膜在温室中用于提高植物的果实发育的用途。
Description
本发明涉及硅酸盐在温室膜中用于提高植物的果实发育的用途,其中该膜至少包含基质和硅酸盐。所述发明还涉及至少包含基质和所述硅酸盐的用于提高植物的果实发育的膜,以及至少包含基质和所述硅酸盐的膜在温室中用于提高植物的果实发育的用途。
背景技术
随着全球人口的增长,持续需要提供用于农业需求的改进的组合物。这样的农用化学组合物在促进植物生长和增加作物产量方面应是有效的。因此,对于获得高的植物生产率存在着普遍的期望。为了改善所述生产率,已非常大量地使用有机产品来提高作物生产率,但是对于这些产品对哺乳动物尤其是对人类的长期效应已引起担忧。因此,对于在产品的帮助下改善作物的生产率而不会引起对于所述产品的长期效应的任何担忧也存在着需求。
尽管如此,植物生长(通常定义为促进、提高或改善植物的生长率或者提高或促进植物的尺寸增大)并不是植物发育达到成熟的唯一因素。除了植物生物质增长之外,还需要确保果实的适当发育;即,植物所生产的果实的数目、它们的尺寸和/或品质。确实,新鲜果蔬是易腐烂的生活产品,其需要种植者、储存运营者、加工者和零售者的协作来维持尺寸和品质,尤其是降低食物损失和浪费。联合国粮农组织(Food and AgricultureOrganization)估计,2009年全世界生产的所有食物的32%(按重量计)损失或浪费。当换算成卡路里时,全部损失大约占生产的所有食物的24%。提高新鲜果蔬的品质并降低其损失和浪费是重要的,因为这些食物提供必需营养物并且代表国内和国际收入的来源。
农业的可持续性要求以具有成本效益的方式提高每单位土地面积的生产量。种植者长久以来的目标就是能够操控植物以设法提高果实的数量和品质。果实的总产量受许多因素的影响。例如,果实数量取决于花数目和能够承载花的枝条的数目,而果实尺寸取决于坐果的数目。果实尺寸还受到将光合作用产物输出到果实的叶子数目的影响。根、块茎和鳞茎作物类似地受到将光合作用产物输出到植物地下部分的叶子数目的影响。植物的地上部分和地下部分产生进一步影响果实的生产的激素。根发育、养分吸收、水分利用、气候和胁迫(非生物胁迫和生物胁迫)都会影响光合作用和植物代谢,从而影响果实尺寸。另外,生产的所有方面都受到农业措施的影响,比如修剪、施肥、灌溉和使用营养补充剂和植物生长调节剂。
目前,植物生长调节剂(PGR)是可用来操控果实发育的最有力的工具之一。对于很多种一年生、二年生和多年生作物,PGR已被用来解决生产问题。例如,PGR已被成功地作为叶面喷剂用于提高开花、使花期同步或者改变开花时间以避免不利气候条件,或者用于将收获时间改至当市场在经济上更有利时的时间。出乎意料的是,用适中数量的商业PGR就实现了这些成功,这些商业PGR属于以下五种经典组之一的成员或影响以下五种经典组之一的合成:生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸和乙烯。
但是,由于许多PGR是模拟天然植物激素的作用的合成化合物,它们受到各种法规管制,并且在不断壮大的偏好有机农产品的消费者群体中也不受欢迎。因此,本领域所需要的是采用天然化合物来提高果实生产量的组合物和方法。
此外,诸如外观、口感、风味和营养价值的新鲜农产品属性一直是传统的品质标准,但是对于从农田到消费者的整个供应链的所有参与者而言,安全性(化学、毒理学和微生物学安全性)和可追溯性变得日益重要。
发明内容
本发明旨在解决这个技术问题及未得到解决的问题。确实,看来不与植物直接接触并且具有辐射诱导的发射效率的农用化学组合物在果实的发育方面展现出优异的结果,比如植物所产生的果实的数量、其尺寸和/或品质。于是,看来现在有可能设定植物处理剂,该植物处理剂允许不采用影响天然植物激素的化学品并且没有对于所述产品的长期效应的任何担忧地提高果实的发育。
本发明于是提供植物处理剂,其在提高果实发育方面非常有效,并且导致作物产量改善。此外,本发明中使用的处理剂具有优异的物理化学特性并且特别是改善的储存稳定性。颗粒的无机性质对环境的影响也较小,特别是对哺乳动物尤其是人类的长期效应减低。
本发明于是涉及硅酸盐S1在温室膜中用于提高植物的果实发育的用途,其中该膜至少包含基质和硅酸盐S1,优选地是在基质中分散的硅酸盐S1颗粒,所述硅酸盐S1展现出:
(a)光发射,该光发射的第一峰值波长在从400nm至500nm、优选地从420nm至455nm的范围,并且第二峰值波长在从550nm至700nm、优选地从590nm至660nm的范围,以及
(b)在大于440nm的波长下低于或等于20%、优选地低于或等于15%、更优选地低于或等于10%、可能低于或等于5%的吸收。
本发明还涉及至少包含基质和所述硅酸盐S1的用于提高植物的果实发育的膜,以及至少包含基质和所述硅酸盐S1的膜在温室中用于提高植物的果实发育的用途。这样的膜并且因此该硅酸盐S1被有利地用于温室(温室顶部、壁)的制造或建造。
看来本发明的硅酸盐允许膜将太阳辐射或人工辐射(优选UV辐射)转变成蓝光和/或尤其是红光,或者可替代地将太阳辐射或人工辐射(优选UV辐射,并且尤其是太阳UV辐射)转变成低能量辐射,然后允许改善果实发育。
具体实施方式
定义
虽然认为以下术语为本领域普通技术人员所理解,但列出以下定义以利于解释本发明披露的主题。除非另外定义,否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明披露的主题所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。尽管与本文中描述的那些类似或等同的任何方法、装置和材料都可以用于实践或测试本发明披露的主题,但是现将描述代表性的方法、装置和材料。
如果通过援引并入本文的任何专利、专利申请和公开物的披露内容与本申请的说明相冲突到了可能导致术语不清楚的程度,则本说明应优先。
贯穿本说明书,除非上下文另外规定,词语“包含(comprise)”或“包括(include)”或变体,如“包含(comprises)”、“包含(comprising)”、“包括(includes)”、“包括(including)”应理解为是指包括所陈述的要素或方法步骤或者要素或方法步骤的组,但不排除任何其他要素或方法步骤或者要素或方法步骤的组。根据优选的实施例,词语“包含”和“包括”及其变体意指“仅由......组成”。
如在本说明书中所使用的,单数形式“一个/种(a/an)”和“该(the)”包括复数情况,除非上下文另外清楚地指出。术语“和/或”包括“和”、“或者”的含义并且也包括与该术语相连的要素的所有其他可能组合。
术语“在…之间”应理解为包括极限值。
本文可以以范围形式表示比率、浓度、量、以及其他数值数据。应理解仅是为了方便和简洁使用了这种范围形式并且应该灵活理解为不仅包括以范围的极限值明确地叙述的数值,而且还包括涵盖在该范围内的所有单个数值或子范围,就像明确叙述每个数值和子范围一样。例如,约120℃至约150℃的温度范围应理解为不仅包括明确叙述的约120℃至约150℃的极限值,而且包括子范围,如125℃至145℃、130℃至150℃等,以及在所指定的范围内的单个量,包括小数量,例如像122.2℃、140.6℃和141.3℃。
术语“芳基”是指具有6至18个碳原子的芳香族碳环型基团,该碳环型基团具有单环(例如苯基)或多环(例如联苯基)、或多个缩合的(稠合的)环(例如萘基或蒽基)。芳基还可以与脂环族环或不是芳香族的杂环稠合或桥联以便形成多环,如四氢化萘。术语“芳基”包括芳香族基团,比如苯基、萘基、四氢萘基、茚满和联苯基。“亚芳基”是芳基的二价类似物。
术语“杂芳基”是指具有3至10个碳原子并且在至少一个环(如果存在多于一个环)中具有选自氧、氮和硫的杂原子的芳香族环状基团。
术语“脂肪族化合物”是指具有从1至18个碳原子的取代或未取代的饱和的烷基链、具有从1至18个碳原子的取代或未取代的烯基链、具有从1至18个碳原子的取代或未取代的炔基链。
如本文使用的,“烷基”包括具有一个或多个碳原子的饱和烃,包括直链烷基,如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基;环状烷基(或“环烷基”或“脂环族的”或“碳环型的”基团),如环丙基、环戊基、环己基、环庚基和环辛基;支链烷基,如异丙基、叔丁基、仲丁基和异丁基;以及烷基取代的烷基,如烷基取代的环烷基和环烷基取代的烷基。术语“脂肪族基团”包括其特征是直链或支链的有机部分,典型地具有在1与18之间的碳原子。在复杂结构中,这些链可以是支链的、桥联的、或交联的。脂肪族基团包括烷基、烯基和炔基。
如本文中使用的,“烯基”或“烯基”是指脂肪族烃基,该脂肪族烃基可以是直链或支链的、含有至少一个碳-碳双键。烯基的实例包括,但不限于,乙烯基、丙烯基、正丁烯基、异丁烯基、3-甲基丁-2-烯基、正戊烯基、庚烯基、辛烯基、癸烯基等。术语“炔基”是指具有至少一个碳碳三键的直链或支链烃基,如乙炔基。
术语“芳基脂肪族化合物”是指共价地连接到脂肪族化合物上的芳基,其中芳基和脂肪族化合物是在本文中定义的。
术语“环脂肪族化合物”是指具有从3至20个碳原子的碳环型基团,该碳环型基团具有可以是部分不饱和的单环状环或多个缩合的环,其中芳基和脂肪族化合物是在本文中定义的。术语“杂环基团”包括类似于碳环型基团的闭合环结构,其中在环中的一个或多个碳原子是除碳之外的元素,例如,氮、硫、或氧。杂环基团可以是饱和或不饱和的。
术语“烷氧基”是指直链或支链的含有氧基的基团,这些基团各自具有一个至大约二十四个碳原子或者优选地一个至大约十二个碳原子的烷基部分。这样的基团的实例包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基和叔丁氧基。
如本文使用的,关于有机基团的术语“(Cn-Cm)”,其中n和m各自为整数,表示该基团可以每个基团含有从n至m个碳原子。
如本文使用的,术语“植物”是指植物界的成员,并且包括植物生命周期的所有阶段(包括但不限于种子),并且包括所有植物部分。根据本发明的植物可以是农业的以及园艺的植物、灌木、树木以及草类,以下有时统称为植物。
如本文使用的,术语“果实”要理解为意指植物产生的具有经济价值的任何东西。它可以例如是植物学的果实(botanical fruit)、蔬菜、厨用蔬菜、浆果和种子。在植物学上,果实是从开花植物的子房发育而成的结种子的结构,而蔬菜是所有其他植物部分,比如根、叶和茎。植物学的果实产生自一朵或多朵花的成熟,而花的雌蕊形成果实的全部或部分。蔬菜通常被定义为旨在获得用作餐桌蔬菜的可食用部分而进行栽培的草本植物,比如卷心菜、土豆、豆类、芜菁等。植物的可食用部分比如种子、叶、根、鳞茎等与果实形成对比。但是,番茄在植物学上被认为是果实,因此就本发明披露内容的目的而言,术语果实或蔬菜被定义为植物所产生的那些,无论是蔬菜还是果实。
术语“生物质”意指植物的某个组织、植物的多个组织、整株植物或植物群体在给定时间的总质量或重量(新鲜的或干燥的)。生物质通常以每单位面积的重量给出。增加的生物质包括但不限于增加的结荚生物质、茎生物质和根生物质。
术语“膜”可以在一般意义上用来包括膜或片材,具有为三维立体几何构型、但与膜的其他特征尺寸(特别是长度、宽度)相比时其厚度(平面之间的距离)小的结构元件。膜通常用来分隔区域或体积、保持物品、充当屏障或作为可印刷表面。
术语“温室”在本文中应以其最广义的含义理解为覆盖用于作物保护和生长的任何类型的遮蔽物。例如,它们可以是塑料温室和大型塑料拱棚、玻璃温室、大型遮蔽物、半促成拱棚、平坦保护片材、壁、覆盖物(地面覆膜),尤其是如CIPA(国际农用塑料委员会(Congrès International du Plastique dans l’Agriculture),巴黎普罗尼街(rue de Prony)65号)出版的小册子“L’évolution de la plasticulture dans le Monde[世界塑料栽培的演变]”,Jean-Pierre 著中描述的。温室也可称为园艺成套设备或发芽成套设备。
术语“发射”对应于发光材料在与发光材料的激发光谱匹配的激发波长下发射的光子。
术语“峰值波长”意指公认的含义,在本申请中可以既包括发射/吸收(优选发射)光谱的具有最大强度/吸收的主峰,也包括具有比主峰小的强度/吸收的侧峰。术语峰值波长可以与侧峰有关。术语峰值波长可以与具有最大强度/吸收的主峰有关。
术语“辐射诱导的发射效率”应也按此进行理解,即,硅酸盐吸收一定波长范围内的辐射,并以一定的效率在另一波长范围内发射辐射。
植物
根据本发明的植物,比如农业植物或园艺植物,可以是单子叶植物或双子叶植物,并且可以为了生产农业产品或园艺产品而种植,所述产品例如谷物、食物、纤维等。植物可以是谷类植物。
本发明的膜和用途可以应用于几乎任何种类的植物和果实。植物可以选自但不限于以下清单:
-食物作物:比如谷类,包括玉蜀黍/玉米(Zea mays)、高粱(高粱属物种)、粟(猪粟(Panicum miliaceum)、细柄黍(P.sumatrense))、稻(籼稻(Oryza sativa indica)、粳稻(Oryza sativa japonica))、小麦(普通小麦(Triticum sativa))、大麦(Hordeumvulgare)、黑麦(Secale cereale)、黑小麦(小麦属(Triticum)X黑麦属(Secale))和燕麦(野燕麦(Avena fatua));
-叶菜:比如芸苔属植物,比如卷心菜、西兰花、白菜、芝麻菜;色拉用绿叶蔬菜,比如菠菜、水芹、罗勒和生菜;
-结果蔬菜和开花蔬菜:比如鳄梨、甜玉米、朝鲜蓟,葫芦科植物(curcubits),例如南瓜(squash)、黄瓜、甜瓜、西瓜、南瓜(squashes),比如小胡瓜、南瓜(pumpkin);茄属(solononaceous)蔬菜/果实,例如番茄、茄子和辣椒;
-结荚蔬菜:比如花生、豌豆、豆类、扁豆、鹰嘴豆和秋葵;
-球茎和茎类蔬菜:比如芦笋、芹菜、葱属作物,例如大蒜、洋葱和韭菜;
-根和块茎类蔬菜:比如胡萝卜、甜菜、竹笋、木薯、山药、姜、洋姜、欧洲防风草、小萝卜、土豆、红薯、芋头、芜菁和山葵;
-糖料作物:比如甜菜(Beta vulgaris)和甘蔗(Saccharum officinarum);
-为了生产非酒精饮料和兴奋剂而种植的作物:比如咖啡、红茶、花草茶和绿茶、可可和烟草;
-水果作物:比如真浆果类水果(例如猕猴桃、葡萄、黑醋栗、醋栗、番石榴、费约果(feijoa)、石榴)、柑橘类水果(例如橙子、柠檬、酸橙、葡萄柚)、上位水果(例如香蕉、蔓越莓、蓝莓)、聚合果(黑莓、树莓、博伊森莓(boysenberry))、聚花果(例如菠萝、无花果)、核果作物(例如杏、桃、樱桃、李子)、仁果类水果(例如苹果、梨)和其他水果,比如草莓和葵花籽;
-烹饪和药用草本植物:比如迷迭香、罗勒、月桂、芫荽、薄荷、莳萝、金丝桃、毛地黄、阿洛维拉(alovera)和玫瑰果;
-产香料的作物植物:比如黑胡椒、小茴香、肉桂、肉豆蔻、生姜、丁香、藏红花、小豆蔻、豆蔻(mace)、红辣椒、马沙拉(masalas)和八角;
-为生产坚果和油类而种植的作物:比如杏仁和核桃、巴西坚果、腰果、椰子、栗子、澳洲坚果、开心果;花生、山核桃、大豆、棉花、橄榄、向日葵、芝麻、羽扇豆物种和芸苔属作物(例如卡诺拉油菜/油籽油菜);
-为生产啤酒、葡萄酒和其他酒精饮料而种植的作物,例如葡萄、酒花;
-可食用真菌,例如白蘑菇、香菇和平菇;
-用于草地农业的植物:比如豆科植物:三叶草属(Trifolium)物种、苜蓿属(Medicago)物种和百脉根属(Lotus)物种;白三叶草(T.repens);红三叶草(T.pratense);高加索三叶草(T.ambigum);地下三叶草(T.subterraneum);苜蓿/紫花苜蓿(Medicagosativum);一年生苜蓿;桶苜蓿;黑苜蓿;红豆草(Onobrychis viciifolia);鸟足三叶草(Lotus corniculatus);大鸟脚三叶草(Lotus pedunculatus);
-牧草和赏悦草(amenity grass):比如温带草,比如黑麦草属(Lolium)物种;羊茅属(Festuca)物种;剪股颖属(Agrostis)物种,多年生黑麦草(Lolium perenne);杂交黑麦草(Lolium hybridum);一年生黑麦草(Lolium multiflorum)、高羊茅(Festucaarundinacea);草甸羊茅(Festuca pratensis);红羊茅(Festuca rubra);羊茅(Festucaovina);羊茅黑麦草属(Festuloliums,黑麦草属(Lolium)与羊茅属(Festuca)杂交);鸭茅(Dactylis glomerata);狭颖早熟禾(Poa pratensis);泽地早熟禾(Poa palustris);林地早熟禾(Poa nemoralis);普通早熟禾(Poa trivialis);压缩早熟禾(Poa compresa);雀麦属(Bromus)物种;虉草属(Phalaris)(梯牧草属(Phleum)物种);燕麦草(Arrhenatherumelatius);冰草属(Agropyron)物种;伏毛燕麦(Avena strigosa);和斜体狗尾草(Setariaitalic);
-热带草类,比如:虉草属(Phalaris)物种;臂形草属(Brachiaria)物种;画眉草属(Eragrostis)物种;黍属(Panicum)物种;巴哈雀稗(Paspalum notatum);短柄草属(Brachypodium)物种;
-用于生产生物燃料的草类:比如柳枝稷(Panicum virgatum)和芒属(Miscanthus)物种;
-纤维作物:比如大麻、黄麻、椰子、剑麻、亚麻(亚麻属(Linum)物种)、新西兰亚麻(麻兰属(Phormium)物种);为生产纸制品和工程木纤维制品而收获的人工林和天然林物种,比如针叶林和阔叶林物种;
-人工林和生物燃料作物中使用的树木和灌木物种:比如松树(松属(Pinus)物种);冷杉(黄杉属(Pseudotsuga)物种);云杉(云杉属(Picea)物种);柏树(柏木属(Cupressus)物种);金合欢树(相思树属(Acacia)物种);桤木(桤木属(Alnus)物种);栎树物种(栎属(Quercus)物种);红杉(巨杉属(Sequoiadendron)物种);柳树(柳属(Salix)物种);桦树(桦木属(Betula)物种);雪松(雪松属(Cedurus)物种);梣木(梣属(Fraxinus)物种);落叶松(落叶松属(Larix)物种);桉属(Eucalyptus)物种;竹子(簕竹族(Bambuseae)物种)和杨树(杨属(Populus)物种);
-为通过提取处理、生物处理、物理处理或生化处理转化为能源、生物燃料或工业产品而种植的植物:比如产油植物,比如油棕、麻风树和亚麻籽;
-产乳胶的植物:比如三叶橡胶树(Hevea brasiliensis)和美洲橡胶树(Castillaelastica);
-用作生产生物燃料(即在生物燃料、工业溶剂或化学产物(例如乙醇或丁醇、丙二醇或其他燃料或工业材料)的生产过程中在化学转化、物理转化(例如热转化或催化转化)或生化转化(例如酶促前处理)或生物转化(例如微生物发酵)之后)的直接或间接原料的植物,包括糖料作物(例如甜菜、甘蔗),产淀粉作物(例如C3和C4谷类作物和块茎作物),纤维质作物比如林木(例如松树、桉树)以及禾谷类植物(Graminaceous plants)和禾本科植物(Poaceous plants),比如竹子、柳枝稷、芒属(miscanthus);
-用于通过气化和/或微生物转化或催化转化气体成为生物燃料或其他工业原料(比如溶剂或塑料)进行能源、生物燃料或工业化学品的生产、伴以或不伴以生物炭的生产的作物,例如生物质作物,比如针叶树、桉树、热带或阔叶林木、禾谷类作物(Graminaceouscrops)和禾本科植物(Poaceous crops)作物,比如竹子、柳枝稷、芒属(miscanthus)、甘蔗或大麻或软木,比如杨树、柳树;
-用于生产生物炭的生物质作物;
-生产可用于制药行业、农业保健品行业和药妆品行业的天然产物的作物:比如生产药物前体或化合物或保健品和药妆品化合物和材料的作物,例如八角茴香(莽草酸)、日本虎杖(白藜芦醇)、奇异果(可溶性纤维、蛋白水解酶);
-为了其美感特性或环境特性而种植的花卉植物、观赏植物和赏悦植物(amenityplants):比如花卉,比如玫瑰、郁金香和菊花;
-观赏灌木,比如黄杨属(Buxus)、长阶花属(Hebe)、蔷薇属(Rosa)、杜鹃花属(Rhododendron)和常春藤属(Hedera);
-赏悦植物,比如悬铃木属(Platanus)、墨西哥橘属(Choisya)、南鼠刺属(Escallonia)、大戟属(Euphorbia)和薹草属(Carex);
-藓类植物,比如泥炭藓;以及
-为了进行生物修复而种植的植物:向日葵属(Helianthus)、芸苔属植物(Brassica)、柳属(Salix)、杨属(Populus)和桉属(Eucalyptus)。
植物物种包括但不限于玉米(Zea mays)、芸苔属植物(Brassica)物种(比如油菜(B.napus)、芜青(B.rapa)、芥菜(B.juncea))、苜蓿(Medicago sativa)、水稻(Oryzasativa)、黑麦(Secale graine)、高粱(Sorghum bicolor、Sorghum vulgare)、小米(如珍珠粟(Pennisetum glaucum)、黍(Panicum miliaceum)、谷子(Setaria italica)、龙爪稷(Eleusine coracana))、向日葵(Helianthus annuus)、红花(Carthamus tinctorius)、小麦(Triticum aestivum)、大豆(Glycine max)、烟草(Nicotiana tabacum)、马铃薯(Solanum tuberosum)、花生(Arachis hypogaea)、棉花(Gossypium barbadense、Gossypium hirsutum)、红薯(Ipomoea batatus)、木薯(Manihot esculenta)、咖啡(咖啡属(Cofea))、椰子(Cocos nucifera)、菠萝(Ananas comosus)、柑橘树(柑橘属(Citrus)物种)、可可(Theobroma cacao)、茶(Camellia sinensis)、香蕉(芭蕉属(Musa)物种)、鳄梨(Persea americana)、无花果(Ficus casica)、番石榴(Psidium guajava)、芒果(Mangifera indica)、橄榄(Olea europaea)、木瓜(Carica papaya)、腰果(Anacardiumoccidentale)、澳洲坚果(Macadamia integrifolia)、杏仁(Prunus amygdalus)、甜菜(Beta vulgaris)、甘蔗(甘蔗属(Saccharum)物种)、番茄(Solanum lycopersicum)、生菜(例如Lactuca sativa)、青豆(Phaseolus vulgaris)、利马豆(Phaseolus limensis)、豌豆(Lathyrus spp.)、花椰菜(Brassica oleracea)、西兰花(Brassica oleracea)、芜菁(Brassica rapa var.rapa)、小萝卜(Raphanus raphanistrum Sativus亚种)、菠菜(Spinacia oleracea)、卷心菜(Brassica oleracea)、芦笋(Asparagus officinalis)、洋葱(Allium cepa)、大蒜(Allium sativum)、胡椒科(Piperaceae)比如胡椒(Pipernigrum)、荜澄茄(Piper cubeba)、荜拔(Piper longum)、假荜拔(Piper retrofractum)、波尔本荜拔(Piper borbonense)和几内亚荜拔(Piper guineense)、芹菜(ApiumGraveolens)、黄瓜属(Cucumis)的成员比如黄瓜(Cucumis sativus)、哈密瓜(Cucumiscantalupensis)和香瓜(Cucumis melo)、燕麦(Avena sativa)、大麦(Hordeum vulgare)、南瓜科(Cucurbitaceae)植物比如南瓜(Cucurbita pepo)、南瓜(印度南瓜(Cucurbitamaxima))和西葫芦(Cucurbita pepo)、苹果(Malus domestica)、梨(梨属物种)、榅桲(Cydonia oblonga)、李子(李属(Prunus)李亚属(subg.Prunus)、桃(Prunus persica)、樱桃(比如欧洲甜樱桃(Prunus avium)和欧洲酸樱桃(Prunus cerasus))、油桃(桃(Prunuspersica)nucipersica变种)、杏树(比如杏(Prunus armeniaca)、布莱甘提纳杏(Prunusbrigantina)、东北杏(Prunus mandshurica)、梅(Prunus mume)、政和杏(Prunuszhengheensis)和山杏(Prunus sibirica))、草莓(Fragaria×ananassa、葡萄(Vitisvinifera)、树莓(悬钩子属(Rubus)植物)、黑莓(熊悬钩子(Rubus ursinus)、羽叶悬钩子(Rubus laciniatus)、尖齿黑莓(Rubus argutus)、亚美尼亚悬钩子(Rubus armeniacus)、有褶悬钩子(Rubus plicatus)、榆叶黑莓(Rubus ulmifolius)和阿勒格尼黑莓(Rubusallegheniensis))、高粱(Sorghum bicolor)、油菜(Brassica napus)、三叶草(Syzygiumaromaticum)、胡萝卜(Daucus carota)、扁豆(Lens culinaris)和拟南芥(Arabidopsis thaliana)。
可以进一步提及观赏植物物种,这些观赏植物物种包括但不限于绣球花(Macrophylla hydrangea)、木槿(Hibiscus rosasanensis)、喇叭花(Petunia hybrida)、玫瑰(蔷薇属(Rosa)物种)、杜鹃花(杜鹃属(Rhododendron)物种)、郁金香(郁金香属(Tulipa)物种)、水仙花(水仙属(Narcissus)物种)、康乃馨(Dianthus caryophyllus)、圣诞红(Euphorbia pulcherrima)、和菊花(Chrysanthemum indicum);以及针叶树物种,这些针叶树物种包括但不限于针叶松树如厚皮刺果松(Pinus taeda)、沼泽松(Pinuselliotii)、杰克松(Pinus ponderosa)、美国黑松(Pinus contorta)、和蒙特利松(Pinusradiata)、花旗松(Pseudotsuga menziesii);西部铁杉(Tsuga canadensis);西加云杉(Picea glauca);红杉(Sequoia sempervirens);冷杉比如银杉(Abies amabilis)和胶冷杉(Abies balsamea);以及香柏比如西红杉(Thuja plicata)和阿拉斯加黄杉(Chamaecyparis nootkatensis)。
本发明情形内的植物可以尤其是多年生果实植物,尤其是选自由以下构成的组:苹果、杏、鳄梨、柑橘(例如橙、柠檬、葡萄柚、橘子、酸橙和香橼)、桃、梨、美洲山核桃、开心果和李子。本发明中的植物可以尤其是一年生作物植物,比如尤其选自由以下构成的组:芹菜、菠菜和番茄。
优选地,植物选自由以下项组成的组:番茄(Solanum lycopersicum)、西瓜(Cucurbitaceae lanatus)、辣椒、西葫芦、黄瓜、甜瓜、草莓、蓝莓和树莓。植物例如是番茄。
具体地,令人感兴趣的番茄类别选自由以下项组成的组:长寿命番茄、有沟番茄、串番茄、光滑或色拉番茄、樱桃番茄和罗马番茄。一些品种实例可包括阿里坎特番茄(Alicante)、特鲁希略番茄(Trujillo)、杰尼奥番茄(Genio)、Cocktail、Beefsteak、Marmande、Conquista、Kumato、Adoration、Better Boy、Big Raimbow、Black Krim、Brandwyne、Campari、Canario、Tomkin、Early Girl、Garden peach、Hanover、Jersey Boy、Jubilee、Matt’s Wild Cherry、Micro Tom、Montesora、Mortgage Lifter、Plum Tomato、Raf Tomato、Delizia、Roma、San Marzano、Santorini、Super Sweet 10、Tomaccio、梨果番茄(Pear Tomato)、和黄梨番茄(Yellow Pear)。
硅酸盐
根据本发明,硅酸盐S1展现出:
(a)光发射,该光发射的第一峰值波长在从400nm至500nm、优选地从420nm至455nm的范围,并且第二峰值波长在从550nm至700nm、优选地从590nm至660nm的范围,以及
(b)在大于440nm的波长下低于或等于15%、优选地低于或等于10%、更优选地低于或等于5%的吸收。
光发射光谱可以使用Jobin Yvon HORIBA fluoromax-4+(配备有氙灯和2个单色器(一个用于激发波长并且一个用于发射波长))获得。激发波长固定在370nm,并且光谱在390nm与750nm之间记录。
吸收可以从漫反射光谱获得。这样的光谱可以使用Jobin Yvon HORIBAFluoromax-4+光谱仪记录,该光谱仪配备有氙灯和2个能够同步工作的单色器(一个用于激发波长并且一个用于发射波长)。关于产品,对于每个给定的波长值,获得反射(R产品)值(强度),其最终提供反射光谱(作为波长的函数的R产品)。在280nm与500nm之间记录BaSO4的第一反射(R白色)光谱。BaSO4光谱代表100%的光反射(称为“白色”)。在280nm与500nm之间记录炭黑的第二反射(R黑色)光谱。炭黑光谱代表0%的光反射(称为“黑色”)。在280nm与500nm之间记录样品的反射(R样品)光谱。对于每个波长,计算以下关系:A=1-R,R等于(R样品-R黑色)/(R白色-R黑色),即A=(R白色-R样品)/(R白色-R黑色),其代表每个波长下的吸收并且提供吸收光谱(作为波长的函数)。
本发明中使用的硅酸盐S1可以是至少包含钡、镁和硅的化合物。优选地,在硅酸盐S1中,钡和镁可以用至少另一种元素取代,比如例如:铕、镨和/或锰。
硅酸盐S1可以尤其是式(I)的化合物:
aMO.a’M’O.bM”O.b’M”’O.cSiO2 (I)
其中:M和M”选自由以下构成的组:锶、钡、钙、锌、镁或这些的组合,并且M’和M”’选自由以下构成的组:铕、锰、镨、钆、钇,其中0.5<a≤3,0.5<b≤3,0<a’≤0.5,0<b’≤0.5并且1≤c≤2。
除了硅酸盐S1之外,膜还可以包含其他类型的硅酸盐,比如例如Ba2SiO4(例如作为痕量物质)。
硅酸盐S1可以尤其是式(II)的化合物:
aBaO.xEuO.cMgO.yMnO.eSiO2 (II)
其中:0.5<a≤3,0<x≤0.5,0<c≤1,0<y≤0.5,1≤e≤2。
优选地,a+b+c+d+e占从90%至100%,优选地从95%至99%,通常超过或等于98重量%。
在式(II)中,优选地,0.0001≤x≤0.4且0.0001≤y≤0.4,更优选地0.01≤x≤0.35且0.04≤y≤0.15。
在式(II)的化合物中,钡、镁和硅可以部分地用上述那些以外的元素代替。因此,钡可以部分地用钙和/或锶代替,代替比例可以最高达大约30%,这个比例是以代替元素/(代替元素+钡)的原子比来表示。镁可以部分地用锌代替,代替比例可以最高达大约30%,这个比例也是以Zn/(Zn+Mg)的原子比来表示。最后,硅可以部分地用锗、铝和/或磷代替,代替比例可以最高达大约10%,这个比例是以代替元素/(代替元素+硅)的原子比来表示。
鉴于掺铕的硅酸钡镁在蓝色范围内发射,锰作为掺杂剂存在使得可以将此化合物的发射移向红色范围。通过改变Eu/Mn比,可以调整本发明的添加剂的发射的比色法(colorimetry)。
在式(II)的硅酸盐S1中,钡、镁和硅优选地不用除铕和锰以外的元素代替。
式(II)的硅酸盐S1可以选自由以下构成的组:
- Ba2.7Eu0.3Mg0.9Mn0.1Si2O8,
- Ba2.7Eu0.3Mg0.8Mn0.2Si2O8,
- Ba2.94Eu0.06Mg0.95Mn0.05Si2O8,
- Ba2.9Eu0.1Mg0.95Mn0.05Si2O8,和
- BaMg2Si2O7:Eu,Mn。
硅酸盐S1也可以对应于式(III)的化合物:
Ba3(1-x-y)Eu3xPr3yMg1-zMnzSi2(1-3v/2)M3vO8 (III)
其中M表示铝、镓或硼,并且0<x≤0.3;0<y≤0.1;0<z≤0.3;0≤v≤0.1。
用于本发明的硅酸盐S1总体上通过高温下的固态反应来制备。
作为起始材料,可以直接使用所需的金属氧化物,或者使用能够通过加热形成这些氧化物的有机或无机化合物,例如所述金属的碳酸盐、草酸盐、氢氧化物、乙酸盐、硝酸盐或硼酸盐。
形成呈细碎形式的所有起始材料的适当浓度的均匀混合物。
还可以设想到使用所期望的氧化物的前体的溶液和/或氧化物的浆料(例如在水性介质中)通过共沉淀来制备起始混合物。
然后将起始材料的混合物在大约500℃与大约1600℃之间的温度下加热至少一次持续在一小时与大约一百小时之间的时间段;优选的是,至少部分地在还原性气氛(例如在氩气中的氢气)中进行加热,以使铕完全变成二价形式。在加热步骤之前,还可以向原料混合物中加入比如BaF2、BaCl2、NH4Cl、MgF2、MgCl2、Li2B4O7、LiF、H3BO3的熔剂(flux)。
用于本发明的硅酸盐可以尤其按WO2004/044090、WO2004/041963中所述的来生产。
还可能可以通过如下方式来生产本发明的硅酸盐:将二氧化硅悬浮液和起始材料(比如硝酸盐)混合,然后进行喷雾干燥和煅烧,尤其是通过空气和/或还原性气氛煅烧。这样的硅酸盐可以尤其按WO2016/001219中所述的来生产。
对于如此获得的硅酸盐的形式、形态、粒度或粒度分布没有限制。这些产品可以进行研磨、微粉化、筛分和表面处理,尤其是用有机添加剂处理,以促进其在应用介质中的相容性或分散。
硅酸盐S1的颗粒优选地使得分散体在一定时间段内保持稳定。
硅酸盐S1优选地呈具有在1μm与50μm之间、更优选地在2μm与10μm之间的D50粒度的固体颗粒的形式,比如结晶颗粒。硅酸盐S1还可以呈具有在0.1μm与1.0μm之间、优选地在0.1μm与0.5μm之间的D50粒度的固体颗粒的形式,比如结晶颗粒。
D50具有统计学中使用的通常的含义。D50对应于分布的中值。它代表这样的粒度,使得50%的颗粒小于或等于所述尺寸,并且50%的颗粒大于或等于所述尺寸。D50是根据用激光衍射粒度分析仪获得的颗粒尺寸分布(按体积计)来确定的。可以使用MalvernMastersizer 3000仪器。
基质
根据本发明,作为基质材料,可以优选地使用透明光固性聚合物、热固性聚合物、热塑性聚合物、玻璃基材或这些材料中任何的组合。此基质可以是天然或非天然的纤维,比如丝、羊毛、棉或麻、或可替代地人造丝、尼龙、聚酰胺、聚酯及其共聚物。基质还可以是无机玻璃(硅酸盐)或有机玻璃。基质还可以基于聚合物,尤其是热塑性类型的聚合物。基质可以包含至少一种聚合物,或者基质可以是聚合物。
作为聚合物材料,可以优选地使用聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基戊烯、聚丁烯、丁二烯苯乙烯聚合物、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯醚、聚丙烯腈、聚乙烯醇、丙烯腈聚碳酸酯、聚偏二氯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚缩醛、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚四氟乙烯、乙烯基乙酸乙酯共聚物、乙烯丙烯酸丁酯共聚物、乙烯四氟乙烯共聚物、苯酚聚合物、三聚氰胺聚合物、脲聚合物、氨基甲酸酯、环氧树脂、不饱和聚酯、聚烯丙基砜、聚芳酯、羟基苯甲酸聚酯、聚醚酰亚胺、聚对苯二甲酸环己二甲酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酯碳酸酯、聚乳酸、酚醛树脂、硅酮。
作为光固性聚合物,可以优选地使用几个种类的(甲基)丙烯酸酯。比如未取代的(甲基)丙烯酸烷基酯,例如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯;取代的(甲基)丙烯酸烷基酯,例如羟基、环氧基或卤素取代的(甲基)丙烯酸烷基酯;(甲基)丙烯酸环戊烯酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、(甲基)丙烯酸苄酯、二(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯。
基质材料可以具有优选地从0.1至50g/10min、尤其从0.1至7g/10min的范围内的熔体流动指数(对于聚乙烯),以及从0.7至4g/min的范围内的熔体流动指数(对于乙烯基乙酸乙酯共聚物);尤其是使用MFI仪器确定的,样品在190℃下预热5分钟,所使用的砝码重2.16kg(根据ISO1133标准方法)。
作为热固性聚合物,优选地可以使用公知的透明热固性聚合物。
作为热塑性聚合物,热塑性聚合物的类型没有特别限制。例如,可以按需优选地使用天然橡胶(折射率(n)=1.52)、聚异戊二烯(n=1.52)、聚1,2-丁二烯(n=1.50)、聚异丁烯(n=1.51)、聚丁烯(n=1.51)、聚-2-庚基1,3-丁二烯(n=1.50)、聚-2-叔丁基-1,3-丁二烯(n=1.51)、聚-1,3-丁二烯(n=1.52)、聚氧乙烯(n=1.46)、聚氧丙烯(n=1.45)、聚乙烯基乙醚(n=1.45)、聚乙烯基己醚(n=1.46)、聚乙烯基丁醚(n=1.46)、聚醚、聚乙酸乙烯酯(n=1.47)、聚酯比如聚丙酸乙烯酯(n=1.47)、聚氨酯(n=1.5-1.6)、乙基纤维素(n=1.48)、聚氯乙烯(n=1.54-1.55)、聚丙烯腈(n=1.52)、聚甲基丙烯腈(n=1.52)、聚砜(n=1.63)、聚硫化物(n=1.60)、苯氧树脂(n=1.5-1.6)、聚丙烯酸乙酯(n=1.47)、聚丙烯酸丁酯(n=1.47)、聚丙烯酸2-乙基己酯(n=1.46)、聚丙烯酸叔丁酯(n=1.46)、聚丙烯酸3-乙氧基丙酯(n=1.47)、聚氧羰基四甲基丙烯酸酯(n=1.47)、聚丙烯酸甲酯(n=1.47-1.48)、聚甲基丙烯酸异丙酯(n=1.47)、聚甲基丙烯酸十二烷基酯(n=1.47)、聚甲基丙烯酸十四烷基酯(n=1.47)、聚甲基丙烯酸正丙酯(n=1.48)、聚甲基丙烯酸3,3,5-三甲基环己酯(n=1.48)、聚甲基丙烯酸乙酯(n=1.49)、聚甲基丙烯酸2-硝基-2-甲基丙酯(n=1.49)、聚甲基丙烯酸1,1-二乙基丙酯(n=1.49)、聚(甲基)丙烯酸酯比如聚甲基丙烯酸甲酯(n=1.49)、或这些中任何的组合。
作为适用于本发明的热塑性聚合物的实例,可以提及:聚碳酸酯,例如聚[甲烷双(4-苯基)碳酸酯]、聚[1,1-醚双(4-苯基)碳酸酯]、聚[二苯基甲烷双(4-苯基)碳酸酯]、聚[1,1-环己烷双(4-苯基)碳酸酯]和同族的聚合物;聚酰胺,例如聚(4-氨基丁酸)、聚(六亚甲基己二酰二胺)、聚(6-氨基己酸)、聚(间亚二甲苯基己二酰二胺)、聚(癸二酰对苯二甲胺)、聚(2,2,2-三甲基六亚甲基对苯二甲酰胺)、聚(间亚苯基异酞酰胺)、聚(对亚苯基对苯二甲酰胺)和同族的聚合物;聚酯,例如聚(壬二酸乙二酯)、聚(1,5-萘二甲酸乙二酯)、聚(1,4-环己烷二亚甲基对苯二甲酸酯)、聚(氧苯甲酸乙二酯)、聚(对羟基苯甲酸酯)、聚(1,4-亚环己基二亚甲基对苯二甲酸酯)、聚(1,4-亚环己基二亚甲基对苯二甲酸酯)、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯和同族的聚合物;乙烯基聚合物及其共聚物,例如聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚氯乙烯;聚乙烯醇缩丁醛、聚偏二氯乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和同族的聚合物;丙烯酸类聚合物、聚丙烯酸酯及其共聚物,例如聚丙烯酸乙酯、聚(丙烯酸正丁酯)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚(甲基丙烯酸正丁酯)、聚(甲基丙烯酸正丙酯)和乙烯丙烯酸丁酯共聚物、聚丙烯酰胺、聚丙烯腈、聚(丙烯酸)、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、丙烯腈共聚物、甲基苯乙烯甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、ABS和同族的聚合物;聚烯烃,例如低密度聚(乙烯)、聚(丙烯)和一般地,与其他[α]-烯烃(比如1-丁烯和1-己烯,其可以以最高达1%使用)共聚的乙烯的和丙烯的[α]-烯烃。所使用的其他共聚单体可以是环状烯烃,比如1,4-己二烯、环戊二烯和亚乙基降冰片烯。共聚物还可以是羧酸,比如丙烯酸或甲基丙烯酸。最后,可以提及低密度的氯化的聚(乙烯)、聚(4-甲基-1-戊烯)、聚(乙烯)和聚(苯乙烯)。
在这些热塑性聚合物中,最特别优选的是聚乙烯和共聚物,包括低密度聚乙烯(LDPE),线性低密度聚乙烯(LLDPE),高密度聚乙烯(HDPE),通过茂金属合成获得的聚乙烯,乙烯基乙酸乙酯共聚物(EVA),乙烯丙烯酸丁酯共聚物(EBA),聚氯乙烯(PVC),聚对苯二甲酸乙二酯(PET),聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),(共)聚烯烃,聚乙烯-乙烯醇(EVOH),聚碳酸酯(PC),以及基于这些(共)聚合物的混合物和共聚物。
组合物
在本发明的情形中使用的组合物至少包含基质和根据本发明使用的硅酸盐。硅酸盐S1可以分散在基质中,并且本发明的膜可以包含基质和分散在基质中的硅酸盐颗粒。优选地,硅酸盐S1可以分散在聚合物中,并且本发明中使用的膜可以包含聚合物和分散在聚合物中的硅酸盐颗粒。
相对于膜的总量,膜中的硅酸盐的量可以尤其是从0.01重量%至10重量%,特别是从0.1重量%至5重量%,并且更特别是从0.3重量%至3重量%。优选地,此量等于0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9和2、以及这些值构成的任何范围。
该组合物可以任选地进一步包含一种或多种另外的无机荧光材料,尤其是发射蓝光或红光的无机荧光材料。作为发射蓝光或红光的另外的无机荧光材料,任何类型的公知的材料都可以按需使用,例如如Phosphor handbook[磷光剂手册](Yen,Shinoya,Yamamoto)第二章中描述的那些。
该组合物还可以包含其他添加剂,例如稳定剂,增塑剂,阻燃剂,染料,光亮剂,润滑剂,抗粘连剂,消光剂,加工助剂,弹性体或弹性体组合物,例如丙烯酸类共聚物或甲基丙烯酸酯-丁二烯苯乙烯共聚物,用于改善膜的柔韧性或机械强度,粘合剂,例如用马来酸酐接枝的聚烯烃(允许粘合到聚酰胺),分散剂(允许使硅酸盐更好地分布在材料中),或制备多层热塑性膜的结构所需的任何其他添加剂,尤其是那些已知并经常用于制造温室用膜的添加剂,例如不滴流添加剂或抗雾添加剂,或催化剂。该清单本质上是非限制性的。
用来获得硅酸盐在基质中的分散体并且尤其是在比如上述聚合物的类型的大分子化合物中的分散体的任何方法都可以用来制备根据本发明使用的组合物和膜。
硅酸盐和任选的另外组分掺入聚合物中可以通过已知方法来进行,比如以粉末形式的干共混,或以溶液、分散体或悬浮液(例如在惰性溶剂、水或油中)的形式的湿混合。硅酸盐和任选的另外添加剂可以例如在模制之前或之后掺入,或者也可以通过以下方式掺入:将溶解的或分散的添加剂或添加剂混合物施加到聚合物材料,随后蒸发或者不蒸发溶剂或悬浮剂/分散剂。它们可以例如作为干混合物或粉末,或者作为溶液或分散体或悬浮体或熔体被直接加入到加工装置(例如挤出机、密炼机)中。
特别地,第一工艺在于将硅酸盐和其他上述添加剂在熔体形式的聚合物化合物中混合,并任选地使混合物经历高剪切,例如在双螺杆挤出装置中经历高剪切,以便实现良好的分散。另一工艺在于将待分散的添加剂与单体在聚合介质中混合,并且然后进行聚合。
另一工艺在于将例如根据上述工艺之一制备的聚合物与被分散添加剂的浓缩共混物(母料)与熔体形式的聚合物混合。用于母料的聚合物和基质的聚合物可以是相同类型,或者也可以不同。这两种聚合物优选地是相容的以便形成均匀的混合物。例如,当一种聚合物是乙烯-乙酸乙烯酯共聚物时,另一聚合物可以是相同的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物或不同的聚合物,或还可以是相容的聚合物,像例如聚乙烯。母料是通过以上描述的相同常规技术制备的,例如它可以用挤出机制备。使用母料的意义是这些颗粒可以使用展现出高剪切速率的混合设备很好地预分散。各种添加剂(例如以上描述的交联剂、助剂)可以存在于聚合物中的任何一种中,或者可以分开添加。
在制备本发明情形的组合物的工艺中,将聚合物(聚合物1)和硅酸盐进行挤出,或者将聚合物(聚合物1)和包含预分散于聚合物(聚合物2)中的硅酸盐的母料进行挤出。
可以将硅酸盐引入到大分子化合物的合成介质中,或者引入到任何形式的热塑性聚合物熔体中。它可以例如以固体粉末的形式引入,或者以在水中或在有机分散剂中的分散体的形式引入。
还可以将粉末形式的硅酸盐化合物直接分散在基质中,例如通过搅拌来分散,或者可替代地在液体介质或糊状介质中制备粉末浓缩物,然后将其添加到基质。该浓缩物可以在水基介质或溶剂介质中制备,任选地加上为使混合物稳定以便避免其倾析所需要的表面活性剂、水溶性或疏水性聚合物、或者可替代地包含亲水末端和疏水末端(可以是极性的或非极性的)的聚合物。对于可以被包括在该浓缩物的组成中的添加剂没有限制。
膜
本发明情形内的温室膜可以具有各种形状,比如例如板材、平坦片材、正方形、长方形、圆形、壁、拱棚、椭圆形、半圆形、遮蔽物、保护片材和温室建筑材料。
根据本发明使用的膜至少包含基质和硅酸盐S1,优选地是分散的硅酸盐S1颗粒,所述硅酸盐S1展现出:
(a)光发射,该光发射的第一峰值波长在从400nm至500nm、优选地从420nm至455nm的范围,并且第二峰值波长在从550nm至700nm、优选地从590nm至660nm的范围,以及
(b)在大于440nm的波长下低于或等于20%、优选地低于或等于15%、更优选地低于或等于10%、可能低于或等于5%的吸收。
本发明情形内的膜可以原样使用,或者可以放置于另一基材上或与另一基材组合,该另一基材比如另一膜或玻璃。此放置或此组合可以例如通过共挤出、层压和包覆的已知方法来制备。可以如下形成多层结构:将一个或多个层的根据本发明使用的材料经共挤出粘合剂层组合到一个或多个其他层的一种或多种热塑性聚合物,例如聚乙烯或聚氯乙烯,该热塑性聚合物可以构成支撑部件,该支撑部件在膜的构造中占主导。根据用于转化塑料的已知技术,如此获得的膜可以被单轴拉伸或双轴拉伸。片材或板材可以进行切割、热成型或冲压以便给予它们所期望的形状。
膜还可以包覆有上述聚合物或硅酮基涂层(例如SiOx)或氧化铝或任何其他通过等离子体、卷绕涂布(web coating)或电子束涂布施加的涂层。
本发明情形内的膜还可以是具有至少2个层的多层膜,其由通过任何常规的或合适的方法结合在一起的聚合物材料或其他材料形成,该方法包括以下方法中的一种或多种:共挤出、挤出涂布、层压、气相沉积涂布、溶剂涂布、乳液涂布和/或悬浮液涂布。多层膜中的至少一个层至少包含硅酸盐S1。
总体上,膜透明且柔韧。
膜的层厚可以在从50μm至1mm、优选地从100μm至800μm、更优选地从200μm至700μm的范围内。
本发明情形内的膜可以展现出大于或等于80%、优选地从85%至98%的透射率。透射率可以用来自毕克化学公司(BYK)的Gardner Haze-gard i(4775)雾度计,例如根据ASTM D1003标准方法来测量。
应用
本发明还涉及一种用于通过将根据本发明的温室膜提供给处于具有光处理的生长介质中的植物来提高植物的果实发育的方法。本发明还涉及一种用于提高植物的果实发育的方法,其中通过由温室膜所提供的光发射来刺激果实发育。本发明还涉及一种用于提高植物的果实发育的方法,其中植物处于包括温室膜的温室中。
膜可以形成温室的覆盖物(顶部、壁),保护植物免于周围环境的影响,或者膜可以用于温室的内部,以覆盖或保护植物或植物部分使其免于源自内部的影响,比如人工浇水或喷洒除草剂和/或杀昆虫剂。
生长介质是公知的农艺学上合适的在其中可以栽培植物的介质。实例包括含有农艺学上合适的组分(例如,沙子、土壤、蛭石、腐植土)的各种介质中的任何一种;琼脂凝胶;以及各种水培介质中的任何一种,比如水、玻璃棉或水和无机营养物是任何园艺或农业操作中必需的两种输入物,并且这些物质的应用管理对产量和品质都可能具有大影响。有各种各样的不同的方式可施加这两种物质,以满足植物需求。在一些实施例中,可以将它们施加到土壤或无土基材(即,椰糠(Coco coir)、腐植土等),在这种情况中,土壤或无土基材吸收水和无机营养物,并充当这些物质的储器。在其他实施例中,还可以将它们在水培系统中供应,水培系统通过淹没、下雾、滴落、芯吸或直接浸没根部的方式恒定、直接地供应水和无机营养物。植物根可以直接在溶液中生长,或者生长到基材中。如果植物以水培方式在基材中生长,则称为“基于介质的水培”。如果基材具有高的阳离子交换能力(以及阴离子交换能力),则典型地将其归类为无土生产,并且当基材具有很少的阳离子/阴离子交换能力或无这种能力时,则归类为基于介质的水培。水培基材的实例包括但不限于椰子纤维、蛭石、珍珠岩、膨胀粘土粒料和岩棉(石棉)。
光处理,太阳或人工光照,都可以具有对于整个生长季的长期、高速率的光合作用足够的强度和持续时间。合适的光照强度位于400与2000μmol/m2/s之间光合作用有效辐射(400-700nm),直射阳光通常提供足够的光照。人工光照可以例如通过使用LED灯或钠灯和/或汞灯来获得。
可以向植物施加热处理以获得最佳生长,通常在包括从10℃至35℃或更高的温度下。
如前所述,果实发育尤其涵盖植物产生的果实的数量、它们的尺寸和/或品质,这些因素导致果实产量提高。
根据本发明的果实发育可以认为与未经处理的植物相比,植物产生的果实的数量提高至少10%、优选地从10%至80%、优选地从15%至50%。这可以例如按每株植物、每块地块或每m2进行计算。
在一些实施例中,果实尺寸的增大包括以下中的一种或多种:
-与未经处理的作物植物相比,每株作物植物的平均果实直径增大至少10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%或90%,或介于10%至90%之间;
-与未经处理的作物植物相比,每株作物植物的平均果实重量增大至少10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%或90%,或介于10%至90%之间;
-与未经处理的作物植物相比,每株作物植物的总果实重量增大至少10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%或90%,或介于10%至90%之间。
果实尺寸可以涵盖果实的重量、长度、面积、直径、周长或体积。
在优选的实施例中,果实生产的提高是,对应于每株作物植物(总的、大的或商业上有价值的)果实的数量、每株作物植物(总的、大的或商业上有价值的)果实的重量或每株作物植物果实的总产量的果实生产与未经处理的对照植物的相应的值相比,净提高至少10%、20%、30%、40%、50%、75%、85%、95%、100%、150%、200%。
果实生产通常按以下方式表示:每株作物植物果实的总公斤数、每株作物植物每个果实的平均公斤数、每株作物植物果实的总数、每株作物植物果实的平均数、每个果实的平均直径毫米数、或每个果实的平均克数。
实验部分
现将通过以下非限制性的实例对本发明作进一步说明。
实例1:Ba2.7Eu0.3Mg0.9Mn0.1Si2O8的合成
根据如下的工艺合成Ba2.7Eu0.3Mg0.9Mn0.1Si2O8(P1)的颗粒:
由具有以下组成的硝酸钡、硝酸镁、硝酸铕和硝酸锰的混合物制备水溶液:
Ba(NO3)2 113.51g
Mg(NO3)3.6H2O 37.11g
Mn(NO3)2.4H2O 4.00g
Eu(NO3)3 40.44g
将水添加到此硝酸盐混合物中以达到0.27mol/l的最终阳离子浓度。还制备气相二氧化硅(比表面积:50m2/g)悬浮液,其中Si浓度为0.71mol/l。将该硝酸盐溶液和该气相二氧化硅悬浮液混合以得到总悬浮液。
在具有350℃的输入温度和140℃的输出温度的闪蒸喷雾干燥器中干燥该悬浮液。在900℃下在空气中煅烧所干燥的产物持续6小时并且然后在1200℃下在Ar/H2(95/5)气氛中煅烧持续6小时。
颗粒具有5.2μm的粒度D50。
这些颗粒展现出:
(a)第一峰值波长为438nm并且第二峰值波长在620nm的范围的光发射,和
(b)在大于440nm的波长下低于10%的吸收。
实例2:Ba2.94Eu0.06Mg0.95Mn0.05Si2O8的合成
根据如下的工艺合成Ba2.94Eu0.06Mg0.95Mn0.05Si2O8(P2)的颗粒:
由具有以下组成的硝酸钡、硝酸镁、硝酸铕和硝酸锰的混合物制备溶液:
Ba(NO3)2 124.60g
Mg(NO3)3.6H2O 39.49g
Mn(NO3)2.4H2O 2.01g
Eu(NO3)3 8.15g
将水添加到此硝酸盐混合物中以达到0.27mol/l的最终阳离子浓度。还制备气相二氧化硅(比表面积:50m2/g)悬浮液,其中Si浓度为0.71mol/l。将该硝酸盐溶液和该气相二氧化硅悬浮液混合以得到总悬浮液。
在具有350℃的输入温度和140℃的输出温度的闪蒸喷雾干燥器中干燥该悬浮液。在900℃下在空气中煅烧所干燥的产物持续6小时并且然后在1200℃下在Ar/H2(95/5)气氛中煅烧持续6小时。
颗粒具有5.2μm的粒度D50。
这些颗粒展现出:
(a)第一峰值波长为438nm并且第二峰值波长在620nm的范围的光发射,和
(b)在大于440nm的波长下低于10%的吸收。
实例3:聚合物膜的生产
此实例说明实例1和实例2的颗粒在聚合物膜中分别用于生产膜1和膜2的用途。
使用同向旋转双螺杆挤出机型号Prism 25D(直径为16mm并且L/D比为25,螺杆外形(screw profile)为25.5)制备包含90重量%的乙烯/乙酸乙烯酯共聚物(150,可从杜邦公司(DuPont)商购)和10重量%的硅酸盐的母料MB1。
将该乙烯/乙酸乙烯酯共聚物和硅酸盐S1的粒料在回转式混合机中预混合10分钟并且然后在以下条件下引入挤出机中:
原料流速(kg/h) | 1.8 |
螺杆旋转速度(rpm) | 250 |
温度(℃) | 90 |
如此获得呈粒料形式的母料MB1。
为获得膜1,将402g的MB1与7650g的纯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物(在最终组成中代表0.5重量%的硅酸盐加载量)在回转式共混机中混合10分钟,然后使用配有狭缝式模具(slot die,宽度300mm并且厚度450至500微米)的同向旋转双螺杆挤出机Leistritz LMM30/34型(直径34mm并且L/D比为25,螺杆外形:L16,无脱气)进行挤出。挤出参数在下表中报告:
原料流量(kg/h) | 3 |
螺杆旋转速度(rpm) | 200 |
挤出温度(℃) | 90 |
冷却辊温度(℃) | 10 |
膜输出速度(m/min) | 0.5 |
膜张力(N) | 6 |
通过将1206g的MB1与6848g的纯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物(在最终组成中代表1.5重量%的硅酸盐加载量)混合制备类似的膜而得到膜2。
所得的膜具有450μm的平均厚度。
膜1具有的透射率是90.6%并且膜2具有的透射率是85.7%(用来自毕克化学公司(BYK)的Gardner Haze-gard i(4775)雾度计根据ASTM D1003标准方法测量)。
所得的膜1当受到365nm波长的光照时发射深红色。
所得的膜2当受到365nm波长的光照时发射深红色。
还生产了无任何颗粒的膜0。所得的膜0当受到365nm波长的光照时不发射任何颜色。
实例4:农艺学测试
已在使用膜0、1和2的温室的塑料顶之下进行了番茄作物的农艺学行为评估。
这些试验在总面积为20m2的特定温室中进行。此温室被分成五个不同的笼子,并且每个笼子的顶部安装有不同膜的塑料遮盖物。此温室配有带冷却系统的主动气候控制系统,该冷却系统通过自动化系统进行控制,其中设定点温度和冷却激活被设定在26℃。番茄作物种植在椰子纤维袋中的基材中。通过使用滴灌系统进行番茄作物的灌溉和施肥,该滴灌系统在每株植物处有双行滴头线,并且在同一滴管支架分支内每隔50cm有发射器。该滴灌装置具有自补偿式滴头,单位流量是3升/小时/滴头。在本试验中使用的滴灌施肥系统用配有编程器和一个浓缩营养物溶液罐的灌溉单元进行自动控制。
田间试验是在冬春番茄种植周期(五个月长)期间开展。将番茄作物(番茄品种“特鲁希略番茄”)移植到温室中,该番茄作物自苗圃中发芽起超过20日龄并且有三片完全发育的叶子。
使用的植株密度是6株/m2。在此试验期间,使用竖直连接到温室的金属丝结构上的黑色聚丙烯绳引导番茄植株。番茄种植周期的总持续时间是131天。
在移植番茄作物之前,在温室内安装了3块不同的塑料膜。在每个笼子的顶部安装不同的塑料膜,使得温室的每个笼子是不同的实验处理。每个实验处理(笼子)具有六株植物。所评估的实验处理按区块分布在温室内进行分布。
在整个试验期间,使用冷却系统持续控制空气温度,在超过26℃的设定点温度时,通过将空气从处理的外部排入处理的内部激活冷却系统,从而更新空气并降低空气温度。
在番茄作物的发育过程中的七个不同时刻测量了不同的参数。
在每个测量中,评估了每个处理的六株番茄植株。所测量的参数是:茎的基部直径、植株的长度、发育的叶子的数目、及发育的果实的数目。授粉是通过人工花振动系统(manual system of flower vibration)来进行的。
每个果实收获季(在4个果实收获季期间)所收获的产量是通过测量每个实验处理中收获的果实的鲜重和数目来表征,区分商业果实和非商业果实。此表征是在每个实验处理的一组六株植株中的每株植株上进行的。
结果在下表1中报告如下:
表1
参数 | 天数 | 膜0 | 膜1 | 膜2 |
高度变化(cm/植株) | ||||
7 | 36.3 | 36.2 | 36.7 | |
32 | 75.0 | 80.0 | 79.2 | |
45 | 113.5 | 119.8 | 119.3 | |
74 | 210.8 | 208.2 | 209.8 | |
基部直径变化(cm/植株) | 7 | 0.43 | 0.5 | 0.4 |
32 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | |
61 | 0.88 | 0.98 | 0.96 | |
88 | 1.12 | 1.07 | 1.14 | |
叶子数目变化(数目/植株) | 7 | 5.3 | 5.5 | 5.9 |
32 | 11.2 | 11.8 | 11.3 | |
74 | 15.6 | 17.0 | 16.8 | |
88 | 16.8 | 18.0 | 19.6 |
表2示出了发育的果实的数目变化以及累计商业产量的结果,表示为:在试验期间收获的商业果实产量的在每个果实收获季中和在每个被评估的实验处理中所收获的果实的鲜重的累计值。所述表格还示出了在每个实验处理和每个果实收获季中所收获的果实的鲜重的累计值的结果。
同样,表2示出了在试验期间获得的商业果实产量和总果实产量(商业果实+非商业果实)的所产生的果实的累积量的结果(表示为在每个果实多次收获季中和在每个所评估的实验处理中所收获的果实的数目的平均值)。表2还示出了在试验期间进行的在每个实验处理中和在每个果实多次收获季中所收获的果实的数目的平均值。
还报告了MMM类(直径为40mm至47mm)的累计商业产量。
表2
nm=未测量
Claims (42)
1.硅酸盐S1在温室膜中用于提高植物的果实发育的用途,其中该膜至少包含基质和硅酸盐S1,该硅酸盐S1展现出:
(a)光发射,该光发射的第一峰值波长在从400nm至500nm的范围,并且第二峰值波长在从550nm至700nm的范围,以及
(b)在大于440nm的波长下低于或等于20%的吸收;
其中,该硅酸盐S1是式(II)的化合物:
aBaO.xEuO.cMgO.yMnO.eSiO2(II)
其中:0<a≤3,0<c≤1,0<e≤2;并且0.01≤x≤0.35并且0.04≤y≤0.15。
2.根据权利要求1所述的用途,其中,该硅酸盐S1展现出光发射的第一峰值波长在从420nm至455nm的范围。
3.根据权利要求1所述的用途,其中,该硅酸盐S1展现出光发射的第二峰值波长在从590nm至660nm的范围。
4.根据权利要求1所述的用途,其中,该硅酸盐S1展现出在大于440nm的波长下低于或等于15%的吸收。
5.根据权利要求1所述的用途,其中,该硅酸盐S1展现出在大于440nm的波长下低于或等于10%的吸收。
6.根据权利要求1所述的用途,其中,该硅酸盐S1展现出在大于440nm的波长下低于或等于5%的吸收。
7.根据权利要求1所述的用途,其中,在式(II)中,该钡、该镁和该硅不用除铕和锰以外的元素代替。
8.根据权利要求1所述的用途,其中,该式(II)的化合物是Ba2.7Eu0.3Mg0.9Mn0.1Si2O8。
9.根据权利要求1所述的用途,其中,该式(II)的化合物是Ba2.94Eu0.06Mg0.95Mn0.05Si2O8。
10.根据权利要求1至6中任一项所述的用途,其中,相对于膜的总量,该膜中的硅酸盐S1的量是从0.01重量%至10重量%。
11.根据权利要求10所述的用途,其中,相对于膜的总量,该膜中的硅酸盐S1的量是从0.1重量%至5重量%。
12.根据权利要求1至6中任一项所述的用途,其中,该硅酸盐S1呈具有在1μm与50μm之间的D50粒度的固体颗粒的形式。
13.根据权利要求12所述的用途,其中,该硅酸盐S1呈具有在2μm与10μm之间的D50粒度的固体颗粒的形式。
14.根据权利要求1至6中任一项所述的用途,其中,该硅酸盐S1呈具有在0.1μm与1.0μm之间的D50粒度的固体颗粒的形式。
15.根据权利要求14所述的用途,其中,该硅酸盐S1呈具有在0.1μm与0.5μm之间的D50粒度的固体颗粒的形式。
16.根据权利要求1至6中任一项所述的用途,其中,该基质包含至少一种聚合物,或者其中,该基质是聚合物。
17.根据权利要求16所述的用途,其中,该基质基于选自由以下构成的组的聚合物:聚乙烯和共聚物,包括低密度聚乙烯(LDPE),线性低密度聚乙烯(LLDPE),高密度聚乙烯(HDPE),通过茂金属合成获得的聚乙烯,乙烯基乙酸乙酯共聚物(EVA),乙烯丙烯酸丁酯共聚物(EBA),聚氯乙烯(PVC),聚对苯二甲酸乙二酯(PET),聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),(共)聚烯烃,聚乙烯-乙烯醇(EVOH),聚碳酸酯(PC),以及基于这些(共)聚合物的混合物和共聚物。
18.根据权利要求1至6中任一项所述的用途,其中,植物选自由以下构成的组:番茄、西瓜、辣椒、西葫芦、黄瓜、甜瓜、草莓、蓝莓和树莓。
19.一种至少包含基质和硅酸盐S1的用于提高植物的果实发育的膜,所述硅酸盐S1展现出:
(a)光发射,该光发射的第一峰值波长在从400nm至500nm的范围,并且第二峰值波长在从550nm至700nm的范围,以及
(b)在大于440nm的波长下低于或等于20%的吸收;
其中,该硅酸盐S1是式(II)的化合物:
aBaO.xEuO.cMgO.yMnO.eSiO2(II)
其中:0<a≤3,0<c≤1,0<e≤2;并且0.01≤x≤0.35并且0.04≤y≤0.15。
20.根据权利要求19所述的膜,其中,该硅酸盐S1展现出光发射的第一峰值波长在从420nm至455nm的范围。
21.根据权利要求19所述的膜,其中,该硅酸盐S1展现出光发射的第二峰值波长在从590nm至660nm的范围。
22.根据权利要求19所述的膜,其中,该硅酸盐S1展现出在大于440nm的波长下低于或等于15%的吸收。
23.根据权利要求19所述的膜,其中,该硅酸盐S1展现出在大于440nm的波长下低于或等于10%的吸收。
24.根据权利要求19所述的膜,其中,该硅酸盐S1展现出在大于440nm的波长下低于或等于5%的吸收。
25.至少包含基质和硅酸盐S1的膜在温室中用于提高植物的果实发育的用途,所述硅酸盐S1展现出:
(a)光发射,该光发射的第一峰值波长在从400nm至500nm的范围,并且第二峰值波长在从550nm至700nm的范围,以及
(b)在大于440nm的波长下低于或等于20%的吸收;
其中,该硅酸盐S1是式(II)的化合物:
aBaO.xEuO.cMgO.yMnO.eSiO2(II)
其中:0<a≤3,0<c≤1,0<e≤2;并且0.01≤x≤0.35并且0.04≤y≤0.15。
26.根据权利要求25所述的用途,其中,该硅酸盐S1展现出光发射的第一峰值波长在从420nm至455nm的范围。
27.根据权利要求25所述的用途,其中,该硅酸盐S1展现出光发射的第二峰值波长在从590nm至660nm的范围。
28.根据权利要求25所述的用途,其中,该硅酸盐S1展现出在大于440nm的波长下低于或等于15%的吸收。
29.根据权利要求25所述的用途,其中,该硅酸盐S1展现出在大于440nm的波长下低于或等于10%的吸收。
30.根据权利要求25所述的用途,其中,该硅酸盐S1展现出在大于440nm的波长下低于或等于5%的吸收。
31.一种用于提高植物的果实发育的方法,其中通过由温室膜所提供的光发射来刺激该果实发育;所述膜至少包含基质和硅酸盐S1,所述硅酸盐S1展现出:
(a)光发射,该光发射的第一峰值波长在从400nm至500nm的范围,并且第二峰值波长在从550nm至700nm的范围,以及
(b)在大于440nm的波长下低于或等于20%的吸收;
其中,该硅酸盐S1是式(II)的化合物:
aBaO.xEuO.cMgO.yMnO.eSiO2(II)
其中:0<a≤3,0<c≤1,0<e≤2;并且0.01≤x≤0.35并且0.04≤y≤0.15。
32.根据权利要求31所述的方法,其中,该硅酸盐S1展现出光发射的第一峰值波长在从420nm至455nm的范围。
33.根据权利要求31所述的方法,其中,该硅酸盐S1展现出光发射的第二峰值波长在从590nm至660nm的范围。
34.根据权利要求31所述的方法,其中,该硅酸盐S1展现出在大于440nm的波长下低于或等于15%的吸收。
35.根据权利要求31所述的方法,其中,该硅酸盐S1展现出在大于440nm的波长下低于或等于10%的吸收。
36.根据权利要求31所述的方法,其中,该硅酸盐S1展现出在大于440nm的波长下低于或等于5%的吸收。
37.一种用于提高植物的果实发育的方法,其中该植物处于包括温室膜的温室中;所述膜至少包含基质和硅酸盐S1,所述硅酸盐S1展现出:
(a)光发射,该光发射的第一峰值波长在从400nm至500nm的范围,并且第二峰值波长在从550nm至700nm的范围,以及
(b)在大于440nm的波长下低于或等于20%吸收;
其中,该硅酸盐S1是式(II)的化合物:
aBaO.xEuO.cMgO.yMnO.eSiO2(II)
其中:0<a≤3,0<c≤1,0<e≤2;并且0.01≤x≤0.35并且0.04≤y≤0.15。
38.根据权利要求37所述的方法,其中,该硅酸盐S1展现出光发射的第一峰值波长在从420nm至455nm的范围。
39.根据权利要求37所述的方法,其中,该硅酸盐S1展现出光发射的第二峰值波长在从590nm至660nm的范围。
40.根据权利要求37所述的方法,其中,该硅酸盐S1展现出在大于440nm的波长下低于或等于15%的吸收。
41.根据权利要求37所述的方法,其中,该硅酸盐S1展现出在大于440nm的波长下低于或等于10%的吸收。
42.根据权利要求37所述的方法,其中,该硅酸盐S1展现出在大于440nm的波长下低于或等于5%的吸收。
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