CN1162903A - 用于给植物施用活性物质的可植入装置 - Google Patents

Abstract

在一种用于向植物释放活性物质的可植入装置中，其中所述的装置是一种散布有孔的陶瓷模制品，其中的活性物质分布在开口气孔中，装入时的气孔体积使得它能够包含带释放活性物质的总量，全部气孔的种类，容积，大小和散布方式及其分布在给定的范围内。

Description

用于给植物施用活性物质的可植入装置

本发明涉及一种用于给植物施用活性物质的可植入装置。利用可植入装置给植物施用活性物质本身是已知技术，并在有关文献中有所涉及。例如，专利文献JP58039602和AU8431497对这种装置有所说明。

公开专利JP58039602揭示了一种可植入、可膨胀活性物质系统，它由亲水性的吸水性聚合物构成。这种系统的作用原理是，活性物质由于溶解作用而释放，并受到植物吸水作用的调控。但是，这种调控机制存在着以下缺点：由于活性物质的释放受吸水作用的控制，释放速度决定于施用部位的植物组织细胞的水合状态。过去的实验表明，细胞的水合程度变化很大，而这些变化的程度取决于植物的水平衡状态。植物细胞的极低或极高水势位会导致活性物质释放的中断或是会使系统过早耗尽的快速释放。使用这种系统无法做到对活性物质在单位时间内释放量的长效、可靠的调控。

专利AU8431497涉及一种主要开发以灌溉和施肥为目的的释放系统。它由多孔陶瓷植入体和彼此连通的外部的气体或液体容器构成。此时，水和活性物质的提供利用了植入体的毛细作用力，植物本身的蒸发流代表了传输活性物质其液态载体所需的驱动力。这样，向传导性系统的液体流动和活性物质供给都受植物自身的调控。由于，这种系统明显不适合于精确控制活性物质的剂量，因而不能用于引入植物保护剂或生长调节剂。在树林和园艺作物的保护中，重要的是根据有关的基质-病原-关系(病虫害随时间的发展，经济损失阈值的程度)的特殊需要来调节活性物质的需要量。活性物质的释放速度不是影响处理大量例如作物或树木的成本的最终因素。

所以，本发明的目的是提供一种用于给植物施用活性物质的可植入装置，其中，活性物质释放与植物水平衡之间的关联性被限制到最小，并且通过避免上述困难和技术局限，以经济的方法实现了对活性物质释放速度的调控。

利用了具有权利要求1所述特征的可植入装置来得到该目的。该装置合适的其它实施方式提供在从属权利要求中。就此，令人惊奇地发现，活性物质可进入多孔陶瓷体的空穴系统，而且这些活性物质在陶瓷体植入后甚至可释放到已木质化的器官中。本发明的主体是一种用于对植物施以活性物质的可植入装置，其形式为一散布有许多气孔的模制品，活性物质分布在开口气孔中，根据本发明，确定植入时的气孔体积使其包含待释放活性物质的总量。

本发明装置最重要的特征之一是多孔性的种类和程度，即气孔体积，气孔的大小和散布方式，及其分布。由于在陶瓷制品的多孔性空穴系统中将包含要求量的活性物质，上述参数对活性物质的释放来说是决定性的。本发明装置的优点在于，它以多孔性系统为活性物质释放中的驱动力和控制力。这就实现了较大程度地将活性物质的释放与植物的水平衡分开。

各种粘土矿物，从Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O到Al₂O₃·4SiO₂·H₂O，都可用作生产本发明装置的起始原料。其中包括，例如，高岭土(高岭土，水铝英石，多水高岭土)，伊利石(海绿石)，蒙脱石(蒙脱石，绿脱石，贝得石)和蛭石；它们通常以混合物形式存在。上述粘土的特征在于它们会在潮湿条件下膨胀而变成可塑性的，但在干燥后保持其原来的形状并通过在800℃至2000℃烘烤形成吹制气孔而硬化，1000℃至1200℃更好。高岭石，伊利石和海绿石被认为尤其适合这一目的；它们通常被用作不同应用领域中的陶瓷材料。若将粘土(不同矿物的机械混合物)按照本发明装置模生产，其矿物组成和颗粒结构必须是已知的，因为这些特征参数决定了陶瓷制品的性能，尤其是气孔率。

这种装置还可以是类似于空气混凝土的的多孔陶瓷模制品，它由水凝性的矿物基料构成，通过化学成份的可控反应来生成材料的气孔率。

本领域熟练技术人员有以下选择，可影响气孔结构：

选择粘土矿，改变初级颗粒大小，添加助剂，改变热过程或反应过程制造方法的条件(温度和时间)。

根据本发明，原材料的选择应使得由其制造的可植入装置呈开口气孔结构，气孔体积约为70％至95％，80％更好。本发明装置具有较宽的孔径范围，从0.05μm到5.0μm。较好的孔径范围是0.1到2.0μm。

如果使用的是具有相同初级颗粒大小的粘土原料，通常可获得较为均匀的孔径范围(孔径尺寸调节小)。可以通过过筛分级和在水中的沉降来确定使用的原料的颗粒尺寸。较好的颗粒尺寸是≤2μm。可以通过改变颗粒尺寸来控制气孔率。

改变本发明装置中的气孔率的另一种可能性是在生成过程中使用不同种类的添加剂。正如陶瓷制品生产中常知的，脱水会减小体积。为了防止可能发生的气孔空间减小，使用了所谓的缩短材料。加入这种物质时，失去的水份被代之以空气穴。合适的补充剂包括例如硅酸(石英或石英砂形式)或粉碎的耐火粘土。使用缩短材料还同时提高了最终产品的物理强度。

在本发明装置的生产中，可以使用的进一步改进产品的添加剂是可产生多孔结构的试剂。这些包括有机纤维材料(例如纸浆和木屑灰)或其它可燃性材料，例如褐煤、石灰石和多孔聚苯乙烯。它们被掺和在原料中，然后在烧结过程中燃烧气化。

最后，调控本发明装置中气孔率的另一种可能性是其生产的热条件，尤其是烘烤操作中的热条件。正如常知的，延长烘烤时间会减小陶瓷制品的气孔率而提高其机械性能。因此，熟练技术人员可调节各烘烤阶段的烧成行为，从而获得本发明装置要求的气孔率的性能。为此，较好的烘烤温度是相应于950至1050的1000℃至1200℃。

为了装入活性物质，在本发明装置(多孔性模制品)中灌注以活性物质的水溶液。可利用溶液中的活性物质浓度来调控装置中活性物质的含量。也可以任意地重复进行活性物质的灌注，以获得较高的活性物质含量。根据本发明，装置中可装入1至20％(重量)的活性物质，活性物质可以单独或与其它活性物质混合存在。

原则上，能够影响植物或动物器官中生物过程的各种材料都可用作活性物质。在本发明范围中，较好的是使用植物保护剂，例如杀真菌剂和杀虫剂。

可利用本发明装置释放的活性物质的说明性(非限制性)实例如下：

-杀真菌剂，例如苯菌灵，糠菌唑，双苯三唑醇，乙环唑，解草安，呋霜灵，乙磷铝，抑霉唑，甲霜灵，戊菌唑，丙环唑，噻菌灵，三唑酮，三唑醇，或嗪氨灵。

-杀虫剂，例如丁酮威，乐果，双氧威，威百亩，杀线威，亚砜吸磷，抗蚜威或残杀威。

-化肥，例如过磷酸盐，托马斯磷肥。

本发明装置可以是不同形状的模制品。特别好的是柱状、棒状和球形的模制品。适当确定其大小，使其可以方便得用手操作。通常，制品大小直径在2.0至100mm，5.0至50mm更好。

本发明制品一种特别好的实施方式是这样一种装置，其中，将一个或几个陶瓷模制品固定在一块硬板上。板由与植物组织可相容的机械抗性材料构成。木材尤其适合于此目的。这种实施方式的特殊优点在于，板-通过密封植物中的空穴-形成保护性覆盖体，由此消除了、至少尽可能减少了不利的、活性物质渗出的可能性。通过将其插入预先形成的空腔(例如钻好的孔)，将本发明装置植入植物的芽轴。该装置尤其适用于具有木质化芽的植物(灌木和树木)。以下实施例将更具体地说明本发明：

实施例1

将25g在水中胀泡过的木屑灰机械掺和(搅拌)在500g粘土混合物中，混合物由等重量的Witterschlick蓝粘土38/40和Satzvey蓝粘土组成，含水量为15％，具有以下颗粒大小结构：

                 颗粒大小          重量％

                φμm

                 ＞63               2.0

                63-20               1.7

                20-6.3              1.7

               6.3-2.0              7.2

                 ＜20               88.4

然后，通过加水将由此获得的混合物的含水量提高到40％(重量)。在挤塑机中，先将由此获得的可塑性混合物加工成“面条状制品”，然后切割成柱状模制品(6cm×2cm×1cm)。然后将由此制得的半成品在干燥箱中于30℃下干燥24小时。然后，干的物料放在电加热炉中(Naber-Therm)，在连续升温下烘烤。成形制品在烧成温度范围(950℃)的维持时间为1.5小时。将模制品冷却后，其最终大小(5.1cm×1.7cm×0.85cm)和总气孔率(60％)即被确定。

为了装入活性物质，将它们以10％乙磷铝溶液灌注。进入多孔系统的活性物质的量达到每装置0.2g；这是根据装置重量的变化和溶液中活性物质浓度的变化来测定的。

本发明提供了一种非常简单，易于使用和价格低廉的活性物质释放系统，它代表了对传统技术作了有价值的改进，尤其是在难以对树木进行化学处理的市政地区。

Claims (11)

1.一种用于向植物释放活性物质的可植入装置，它是一种散布有气孔的陶瓷模制品，其中，活性物质分布在开口气孔中，其特征在于植入时孔体积的确定使得气孔体积可包含全部待释放活性物质的总量，全部气孔的种类，容积，大小和散布方式及其分布在预先的设定范围内。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，它是一种矿物基料的模制品，材料在800℃至2000℃的温度下烘烤，1000℃至2000℃更好，，其材料选自以下粘土矿物：高岭土(高岭土，水铝英石，多水高岭土)，伊利石(海绿石)，蒙脱石(蒙脱石，绿脱石，贝得石)和蛭石。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，它是一种矿物基料的模制品，材料是水凝性的，而且由化学反应产生气孔体积。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，其生产除了使用粘土矿物外还使用了调控气孔形成的添加剂，例如选自木屑灰、纸浆、褐煤、多孔聚苯乙烯、石灰石和粉笔灰。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，水溶液或分散形式的待释放活性物质在其孔中的分布，使其在植入期内向植物的释放尽可能均匀。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，活性物质的释放速度是由开口气孔的尺寸和气孔分布决定的。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于，选择起始原料并调控模制品的生产过程，使得由此制造出的模制品呈开口气孔结构，具有70％至95％的气孔体积，80％更好，孔径范围为0.05至0.5μm，0.1至2.0μm更好。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其特征在于，被包含的活性物质是系统性或局部系统性活性植物保护剂，植物补给剂，生长调节剂，营养物质或用于调控生物过程的其它试剂。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，其特征在于，它与板状保护性覆盖体相连，其连接方式使得覆盖体封闭了植物中的空腔。

10.根据前述权利要求中任一项所述的装置的用途，它是用于植入在植物芽轴中预先形成的空腔中。

11.根据前述权利要求中任一项所述的装置的生产方法，其特征在于，首先制成多孔性陶瓷模制品，然后利用灌注，装入流动态的活性物质。