CN1332607A - 防止生理失调而不减弱光合作用的方法 - Google Patents

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Abstract

在一个实施方案中,本发明涉及一种在不减少光合作用的条件下防止晒伤和其他生理失调如水心病、木栓化和苦陷病的方法,包括向植物表面的至少一部分施用有效量的细分散的颗粒物质以防止晒伤和植物中的其他生理失调如水心病、木栓化和苦陷病,其中的颗粒物质含有热处理过的颗粒物质并且施用该颗粒物质时能使植物表面上的气体交换,该颗粒物质的厚度为大约1μm至大约1000μm。

Description

防止生理失调而不减弱光合作用的方法
交叉参考的相关申请
本申请是于1997年11月18日申请的美国专利申请08/972659的部分继续申请，该美国专利申请是于1997年3月5日申请的美国专利申请08/812301的部分继续申请，为其涉及本文公开的发明的教导，本文引用这两项申请作为参考。
发明领域
本发明涉及保护植物不受极端环境条件的伤害并且防止包括晒伤的生理失调而不减弱光合作用的方法。
发明背景
陆地上的粮食生产在上述土地环境中会经历极端的环境条件。环境条件包括气温、风速、光照水平、相对湿度和有效养分与水的变化。由于保护植物不受极端环境条件伤害的方法能增加粮食生产的产量和稳定性，因此需要这样的方法。
当叶片反射率被公认是缓和环境极端的方式时，这种技术导致光合作用降低。一般来说，叶面喷洒引起CO2吸收(光合作用)率的长期降低并促进了叶的衰老。因此，尽管叶面施用反射材料可增加植物的存活率，但会出现不希望的蒸腾作用降低和光合作用降低。植物中的光合作用和蒸腾作用确实相关连，表现在蒸腾作用下降通常导致光合作用下降。
例如，为了防治称为“晒伤”的情况，向水果和蔬菜表面涂布反射涂层以减少水果表面过量的热和光(包括紫外线(UV)和红外线(IR))。尽管晒伤的确切原因是未知的，但晒伤是一种失调，表现为水果和蔬菜表面的变黑区。在晒伤区域下，水果组织被破坏并可能发展成病症。变色和罹病性增加使水果不适宜出售。施用反射处理的对策是为了通过反射热或通过阻挡包括UV和IR的光而降低水果的温度。
通过用水喷洒水果蒸发冷却降低水果温度可减少其他的苹果生理失调如水心病、木栓化和苦陷病。蒸发冷却也被用于减少晒伤。施用蒸发冷却通过增加植物可用水分和增加光合作用而使产量增加。然而，高成本、高维持费用和受水限制支配的可能性的负面是与蒸发冷却相联系的。
在多年生作物如乔性果树的生产中，当前生长季节的果实正在发育时，次年的花芽开始发端。实际上，植物可能或不能产生次年的花芽。花芽发育的许多生化信号之一是光合作用速率和光合衍生的碳水化合物对花芽发育的可用性。
碳水化合物的可用性受植物光合能力的限制，碳水化合物库在木质组织、叶片组织、发育中的花芽和发育中的果实的竞争碳水化合物需求之间分配。如果在花芽发端期，光合作用受到过热或缺水的限制，花芽发端减少，下一季产生的花较少。花数减少导致果实数减少。次年中，树木的果实数减少，因为当花芽发端时缺少竞争发育的果实，树木会长出过多数目的花芽。大量和少量果实的交替生产是不希望的情况，称为隔年结果”。
与隔年结果相关的问题被称为“过量落果”。在果实发育、树木生长和花芽发端的同时出现正常的落果。在生长季节中此时光合衍生的碳水化合物对所有生长组织是有限的，植物异常中断发育中的果实并限制花芽发端。当环境条件有害地影响或减少光合作用，落果过多。此外，紫外线和红外线辐照损害植物的光合机制并减少植物生产率。
使用了各种物质来(1)减少冬害；(2)为避免春冻延迟开花；和(3)防治紫外线损伤。然而，与向果实施用各种物质相关有许多问题。例如，尽管各种物质可解决上述三种问题的一种或多种，但这些物质易于减少光合作用。另一个问题涉及向植物提供使用惰性和低毒物质的困难。然而另一问题是容易地和/或彻底地清洗或漂洗水果表面的物质。
发明概述
本发明提供通过减少植物表面的过量的热和光并不减少光合作用来缓解晒伤和其他生理失调如水心病、木栓化和苦陷病的方法。本发明提供减少热应激和缺水的方法，由此降低产生隔年结果的可能。本发明还提供限制降低光合作用的极端环境的方法，由此增加碳水化合物的可用性，因此减少落果。
本发明提供增加植物细胞内含溶质的方法，由此增加细胞对冻结脱水的抵抗力。换句话说，增加细胞溶质内容物可在发生细胞死亡的温度以下降低出现冻结使细胞脱水的可能性。本发明还提供减少植物表面的紫外线辐照和降低这一环境应力并增加光合作用的方法。
本发明涉及增强植物如园艺作物的光合作用的方法，包括向植物表面施用有效量的一种或多种高反射性颗粒材料，该颗粒材料是细分散的，并且其中施用的颗粒能容许植物表面的气体交换。
在一个实施方案中，本发明涉及一种防止晒伤和其他生理紊乱如水心病、木栓化和苦陷病，而不减少植物的光合作用的方法，该方法包括向植物表面的至少一部分施用有效量的细分散颗粒物质以防止晒伤和植物中的其他生理紊乱如水心病、木栓化和苦陷病，其中的颗粒物质包含曾被加热至约300-1200℃的热处理过的颗粒物质并且施用的颗粒物质能容许植物表面的气体交换，该颗粒物质膜的厚度是大约1-1000μm。
在另一实施方案中，本发明涉及一种减少落果的方法，包括向植物表面的至少一部分施用有效量的细分散颗粒材料以增加植物中碳水化合物的可用性，该颗粒材料包含至少25重量％的煅烧高岭土，其中施用的颗粒物质能容许果树表面的气体交换，并且颗粒物质在其施用的植物表面部分形成连续的颗粒物质膜，在连续的颗粒物质膜中最大平均孔径小于约100μm。
在另一实施方案中，本发明涉及一种增加植物细胞对冻结脱水的抵抗力的方法，包括向植物包括植物细胞表面的至少一部分施用有效量的细分散颗粒材料以增加植物中植物细胞内溶质的含量，该颗粒物质包含至少25重量％的煅烧高岭土，其中施用的颗粒物质能容许植物表面的气体交换，并且颗粒物质在其施用的果树表面部分形成连续的颗粒物质膜，，覆盖该表面的大约75％至大约100％。
发明详述
本发明涉及增强植物光合作用的方法，如在不减少光合作用的情况下保护植物不受极端环境条件伤害的方法。在一个实施方案中，本发明涉及向植物上施用可形成保护膜的颗粒物质，由此降低极端环境条件对植物的影响，同时增强园艺效果。在另一实施方案中，本发明涉及保护植物不受极端环境条件的伤害，其中植物的表面被涂布包含一层或多层颗粒物质的膜，该颗粒物质是细分散的。当植物光合作用未被减弱时，极端环境条件对植物的影响被降低或消除。
光合作用是光合植物使用太阳能由二氧化碳和水制造碳水化合物和其他有机分子的过程。二氧化碳转化成上述有机分子通常被称为固碳作用或光合作用，在大多数植物中表现为戊糖磷酸还原循环，称为C-3循环。另外一种固碳生化途径通常被称为C-4循环。增强光合作用的结果通常可观察到产量/生产率增加，例如水果尺寸或产量(一般以重量/英亩为单位测量)增加，色泽改善，可溶性固体如糖、酸度等增加，和植物温度下降。
本发明涉及的植物包括园艺作物，如活跃生长的农业作物、结果农业作物、活跃生长的观赏作物、结果观赏作物及其产品。具体实例包括水果、蔬菜、树木、花、草和景观植物和景观植物和观赏植物。特别优选的植物包括苹果树、梨树、桃树、李树、柠檬树、柚子树、鳄梨树、桔树、杏树、胡桃树、番茄植物、花椰菜植物、葡萄树和胡椒植物。
在一个实施方案中，适用于本发明的颗粒物质是高反射性的。如本文所用，“高反射性”表示一种物质，其具有根据TAPPI标准T452测量的至少约80的“Block Brightness”，优选至少约90，更优选至少约95。测量是在Technidyne Corporation制造的ReflectanceMeter Technidyne S-4 Brightness Tester上进行的，在仪器在不超过60天内使用由Institute of Paper Science或TechnidyneCorporation提供的亮度标样(纸片和乳白玻璃标样)进行过内部校准。颗粒块或片一般是由12克干粉(游离水分＜1％)制备的。将样本松散地放在圆筒容器中，将一个活塞缓慢降低到样本上至压力达29.5-30.5psi并保持约5秒。释放压力并检查盘上的疵点。总共制备三个盘，通过在读数仪之间将片旋转约120度，在每个片上记录三个亮度值。然后平均九个数值并记录。
适用于本发明的颗粒物质是热处理过的颗粒物质。对本发明来说，热处理过的颗粒物质是曾被加热至高温的颗粒物质，并包括烘焙过的颗粒物质、煅烧过的颗粒物质和燃烧过的颗粒物质。热处理过的颗粒物质是亲水的。具体实例包括煅烧碳酸钙、煅烧滑石、煅烧高岭土、烘焙高岭土、燃烧过的高岭土、煅烧膨润土、煅烧粘土、煅烧叶蜡石、煅烧硅石、煅烧长石、煅烧沙、煅烧石英、煅烧白垩、煅烧石灰石、煅烧沉积碳酸钙、烘焙碳酸钙、煅烧硅藻土、煅烧重晶石、煅烧三水合铝、锻烧的气相法二氧化硅、和煅烧二氧化钛。
本发明的热处理包括在约300-1200℃的温度下加热颗粒物质约10秒至约24小时。在一个优选实施方案中，热处理包括在约400-1100℃温度下加热颗粒物质约1分钟至约15小时。在一个更优选的实施方案中，热处理包括在约500-1000℃温度下加热颗粒物质约10分钟至约10小时。热处理可在空气中、惰性气氛中或真空下进行。
在大多数实施方案中，颗粒物质含有至少约25重量％，特别是约25-100重量％的热处理颗粒物质。在另一实施方案中，颗粒物质含有至少约40重量％，特别是约40-99重量％的热处理颗粒物质。在另一实施方案中，颗粒物质含有至少约60重量％，特别是约60-95重量％的热处理颗粒物质。在另一实施方案中，颗粒物质含有至少约70重量％，特别是约70-90重量％的热处理颗粒物质。
在一个实施方案中，热处理颗粒物质包括热处理过的高岭土，如煅烧高岭土。在另一实施方案中，热处理颗粒物质包括疏水处理过的热处理过的高岭土。可从Engelhard Corporation，Iselin，NJ买到的优选热处理颗粒物质的实例是商标为Satinone的煅烧高岭土和商标为Translink的硅氧烷处理的煅烧高岭土。
除热处理颗粒物质以外，颗粒物质还可选择包括补充颗粒物质如亲水或疏水物质，疏水物质可以是本身疏水的，例如矿物滑石，或者可以是亲水物质，通过施加合适的疏水润湿剂外涂层变成疏水的(例如具有亲水核和疏水外表面的颗粒物质)。
在一个实施方案中，颗粒物质含约1-75重量％的补充颗粒物质。在另一实施方案中，颗粒物质含约5-60重量％的补充颗粒物质。在另一实施方案中，颗粒物质含约10-30重量％的补充颗粒物质。
适用于本发明的典型的补充粒状亲水物质包括：矿物，如碳酸钙、滑石、含水高岭土、膨润土、粘土、叶蜡石、硅石、长石、沙、石英、白垩、石灰石、沉淀的碳酸钙、硅藻土和重晶石；功能性填料如三水合铝、气相法二氧化硅和二氧化钛。
疏水的补充物质或热处理物质的表面可通过与疏水润湿剂接触而变成疏水的。许多工业矿物应用，特别是在有机系统中如塑料复合材料、膜、有机涂层或橡胶，恰恰取决于上述表面处理使矿物表面疏水化；参见例如Jesse Edenbaum，塑料添加剂和改良剂手册，VanNostrand Reinhold，纽约，1992，第497-500页，由于该书教导上述表面处理物质和其涂布，在此引用作为参考。通常所说的偶联剂如脂肪酸和硅烷一般用于表面处理固体颗粒作为用于这些工业的填料或添加剂。这种疏水剂是本领域已知的，一般实例包括：有机钛酸盐，如得自Tioxide Chemicals的Tilcom；有机锆酸盐或铝酸盐偶联剂，得自Kenrich Petrochemical，Inc.；有机官能的硅烷，如得自Witco的Silquest或得自PCR的Prosil；改性硅酮油，如得自Shin Etsu的DM-Fluids；和脂肪酸，如得自Witco Corporation的Hysterne或Industrene或得自henkel Corporation的Emersol产品(硬脂酸和硬脂酸盐是能使颗粒表面疏水化特别有效的脂肪酸及其盐)。
可从市场上买到的优选的补充颗粒物质的实例包括可从EnglishChina Clay买到的商标为Atomite和Supermite的碳酸钙，和可从English China Clay买到的商标为Supercoat和Kotamite的硬脂酸处理的碳酸钙粉。
在一个实施方案中，颗粒物质不包括氢氧化钙。换句话说，在一个实施方案中，植物处理包括向植物施用氢氧化钙以及任选的其他颗粒物质。
当在本文使用时，术语“细分散的”表示颗粒物质具有的平均粒径低于约10微米，优选低于约3微米，更优选平均粒径是大约1微米或更小。本文所用粒径和粒径分布是用Micromeritics Sedigraph5100 Particle Size Analyzer测量的。亲水颗粒的测量在去离子水中进行。称重4克干样本，加入塑料烧杯中，加入分散剂并用去离子水稀释到80ml标记来制备分散体。然后将稀浆搅拌并放置在超声波浴中290秒。通常对于高岭土，使用0.5％焦磷酸四钠作为分散剂；对于碳酸钙，使用1.0％Calgon T。将各种粉末的特征密度编制成沉降图表(sedigraph)，例如高岭土是2.58g/ml。用样本稀浆充满样本小室并记录X-射线，通过Stokes方程将X-射线转化成粒径分布曲线。平均粒径是在50％水平上测定。
在一个实施方案中，颗粒物质具有至多90重量％的颗粒的粒径低于约10微米的粒径分布。在另一实施方案中，颗粒物质具有至多90重量％的颗粒的粒径低于约3微米的粒径分布。在一个优选实施方案中，颗粒物质具有至多90重量％的颗粒的粒径为约1微米或更小的粒径分布。就此而言，本发明的颗粒物质具有较窄的粒径分布。
特别适用于本发明的颗粒物质是惰性的且低毒的。本文所用的惰性”颗粒物质是无植物毒性的颗粒。颗粒物质优选具有极低的毒性，这表示在有效增强园艺效果所需量下，认为该颗粒物质对动物、环境、施用者和最终消费者是无害的。
如前所述，本发明涉及园艺作物，其中该作物的表面用一种或多种颗粒物质处理。这一处理应不显著影响所述作物表面的气体交换。透过颗粒处理的气体是一般通过活植物的表层交换的气体。这种气体一般包括水蒸气、二氧化碳、氧气、氮气和挥发性有机物。
用一定量的一种或多种高反射性细分散的颗粒物质处理植物如园艺作物的表面，这能有效保护植物不受极端环境条件的伤害而且不减弱植物的光合作用。处理的覆盖度可由本领域技术人员决定。优选完全覆盖。完全覆盖直接阳光下的面积也是优选的。未完全覆盖植物是在本发明范围内的，并且可以是高效的，例如植物的下表面(该表面未直接暴露于光源下)不需要通过本发明的方法处理，而且植物的上表面也不必须完全覆盖；尽管完全或基本完全覆盖植物底物是优选的。特别是当植物的其他区域不需这种处理时，完全或基本完全覆盖水果(或需保护的区域)是优选的。完全或基本完全覆盖植物底物能提供额外利益如有效防治病害、光滑水果表面、减少树皮和水果干裂和减少褐斑。参考U.S.08/972648，于1997年11月11日申请，名称为“处理过的园艺底物”，由于该文献教导获得这些额外利益的有关方法而在此引用作为参考。本发明的方法可导致在植物表面形成一层或多层高反射性颗粒物质膜的处理的残余物。
适用于本发明的颗粒物质可以以细分散颗粒在挥发性液体中的稀浆形式施用，所述挥发性液体如水、低沸点有机溶剂或低沸点有机溶剂/水混合物。可加入助剂如表面活性剂、分散剂、铺展剂/粘着剂(粘合剂)、润湿剂、消泡剂和/或减少漂移剂(drift reducing agent)制备本发明颗粒物质的含水稀浆。
在一个实施方案中，细分散颗粒的稀浆基本由颗粒物质和水以及可选的至少一种补充颗粒物质、低沸点有机溶剂、表面活性剂、分散剂、铺展剂/粘着剂、润湿剂、消泡剂和减少漂移剂组成。
表面活性剂和分散剂包括非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和/或两性表面活性剂，并增进颗粒物质在喷洒过程中保留在溶液中的能力(有助于形成优质的稀浆)。表面活性剂和分散剂还起到分散颗粒物质附聚物的作用。
铺展剂/粘合剂增进颗粒物质粘附到植物表面的能力。润湿剂降低水在稀浆中的表面张力并因此增加一定量的稀浆可涂布的表面积。消泡剂减少喷洒过程中形成泡沫。减少漂移剂防治液滴变得过小，因此降低了稀浆液滴在喷洒过程中漂移的能力。
可将一层或多层稀浆喷洒或涂布到植物表面上。优选令挥发性液体在两次涂布间挥发。这一处理的残留物可以是亲水或疏水的。尽管由于漂移、吸入危险和较差的残效性而不能在商业上大规模应用，但以粉尘或刷涂的形式施用颗粒是实施本发明方法的可供选择的方法。喷洒是优选的施用方法。
可与亲水性颗粒(水中3％或更多固体)混和以帮助向植物或园艺底物上喷洒均匀处理的铺展剂/粘着剂是：改性的邻苯二甲酸甘油醇酸树脂，如Rohm & Haas Co.的Latron B-1956；植物油基矿物(cocodithalymide)与乳化剂，如Salsbury lab，Inc.的Sea-wet；聚萜烯如Drexel Chem.Co.的Pinene II；非离子清洁剂(乙氧基化妥尔油脂肪酸)如Steppan的Toximul 859和Ninex MT-600系列。在一个实施方案中，铺展剂/粘合剂不包括乳胶型物质。
在另一实施方案中，助剂在颗粒物质含水稀浆中的含量是大约0.01-20重量％。在另一实施方案中，助剂在颗粒物质含水稀浆中的含量是大约0.1-10重量％。在另一实施方案中，助剂在颗粒物质含水稀浆中的含量是大约0.5-5重量％。
颗粒处理可以涂布成一层或多层细分散颗粒物质层。颗粒物质的涂布量在本领域普通技术人员的技能范围内。该用量应足以保护植物不受极端环境条件的伤害并且不减弱这些颗粒施用的植物的光合作用。通常，当植物表面看上去是白色时，这一处理是最有效的。例如，这可通过以约25到至多约5000微克颗粒物质/cm2植物表面的量向植物表面施用比重约2-3g/cm3的颗粒来实现，更有代表性的是以约100到至多约3000微克颗粒物质/cm2植物表面的量向植物表面施用比重约2-3g/cm3的颗粒，优选以约100到至多约500微克颗粒物质/cm2植物表面的量向植物表面施用比重约2-3g/cm3的颗粒。当高反射性颗粒的亮度增加时，有效达成本发明目的必需的这些较亮的颗粒的量更少。此外，环境条件如风和雨可降低高反射性颗粒物质的植物覆盖度，因此在所述园艺植物生长季节内一次或多次施用高反射性颗粒是在本发明范围内的，以便保持本发明的预期效果。
在本发明的处理能防止晒伤和其他生理紊乱如水心病、木栓化和苦陷病而且不减弱光合作用的实施方案中，优选将颗粒物质施用到植物接收直接阳光的部分。这可通过将颗粒物质施用到整株植物或植物的向阳面来实现。作为选择，可通过将颗粒物质施用到整只水果或水果的向阳面来实现。
可用于本发明的低沸点有机液体优选是水溶性的并且含1至大约6个碳原子。本文所用术语“低沸点”应表示其沸点通常不高于约100℃的有机液体。这些液体有助于颗粒物质保持细分散形式而无显著结块的能力。这种低沸点有机液体例如是：醇类如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、异丁醇等，酮类如丙酮、甲乙酮等和环状醚类如环氧乙烷、环氧丙烷和四氢呋喃。也可使用上述液体的组合物。甲醇是优选的低沸点有机液体。
对本发明来说，可使用低沸点有机液体将颗粒施用到植物底物上。通常，液体的用量应足以形成颗粒物质的分散体。低沸点有机液体的量一般至多为分散体的约30体积％，优选约3到至多约5体积％，最优选约3.5至约4.5体积％。优选将颗粒物质加入到低沸点有机液体中形成稀浆，然后用水稀释稀浆形成水分散体。最终得到的稀浆保持这细分散形式的颗粒，其中大多数颗粒被分散至粒径小于约10微米。
将稀浆施用到植物上后，令稀浆干燥(挥发性液体挥发)，在此过程中形成连续或基本连续的颗粒物质膜。连续的意思是当施用时，干膜是连续的(或基本连续的)。例如，在一个果实的上面三分之一被本发明的颗粒物质覆盖的实施方案中，覆盖该果实上面三分之一的膜是连续的或基本连续的，而果实的下面三分之二没有被颗粒物质覆盖。
在植物表面被覆盖的部分，颗粒物质膜是连续的，即其覆盖了表面积的大约75-100％，因此颗粒物质膜的孔或非连续区占表面积的大约0-25％。在另一实施方案中，颗粒物质膜是连续的在于其覆盖了表面积的大约90-99.9％，因此颗粒物质膜的孔或非连续区占表面积的大约0.1-10％。在另一实施方案中，颗粒物质膜是连续的在于其覆盖了表面积的大约95-99％，因此颗粒物质膜的孔或非连续区占表面积的大约5-1％。
在连续的颗粒物质膜中，膜中孔或非连续区的最大平均尺寸(平均直径)一般小于约100微米。在另一实施方案中，颗粒物质膜中孔或非连续区的最大平均尺寸(平均直径)一般小于约10微米。在另一实施方案中，颗粒物质膜中孔或非连续区的最大平均尺寸(平均直径)一般小于约5微米。
使用稀浆涂布的颗粒物质膜的厚度范围是约1-1000微米。在另一实施方案中，颗粒物质膜的厚度范围是约3-750微米。在另一实施方案中，颗粒物质膜的厚度范围是约5-500微米。
尽管是连续的，颗粒物质膜容许其涂布的植物表面部分上的气体交换(水和二氧化碳分别的蒸腾作用和光合作用)。在这一关系中，连续的颗粒物质膜是可透过气体的或多孔的，但非不连续的。
根据本发明形成的颗粒物质膜能有效阻挡(吸收、散射和/或反射)对植物组织有破坏作用的过量的紫外线和/或红外线辐照。在一个实施方案中，根据本发明形成的颗粒物质膜能阻挡(吸收、散射和/或反射)其暴露的紫外线和/或红外线的大约1-10％。在另一个实施方案中，根据本发明形成的颗粒物质膜能阻挡其暴露的紫外线和/或红外线的大约2-5％。结果，植物的光合机制和生化机制基本未受到紫外线和/或红外线的破坏。在这一实施方案中本发明提供了一种减少植物表面的紫外线和/或红外线辐照，又减少了环境压力和增加了光合作用的方法。
本发明形成的颗粒物质膜降低了植物上的热负荷并防止在晚冬期间由于植物温度上升出现休眠中断。
根据本发明形成的颗粒物质膜通过增加植物组织的碳水化合物含量防御植物中的水冻结，从而防止冻伤。这是因为当植物冻结时，植物细胞起初过度冷却至0℃以下，之后细胞外的水分冻结，冰扩散至整个细胞外空间。当冰扩散时，细胞内的水分移出细胞并在细胞外冻结。当冻结继续时，水分持续移出细胞，并且这一过程浓缩了细胞的溶质并使细胞脱水。严重的脱水会杀死细胞、组织和整株植物。由于高溶质含量能减少脱水，植物细胞的溶质含量能控制有多少水分丧失。因此，在一些实施方案中颗粒物质膜通过增加光合作用增加细胞溶质含量和降低在发生细胞死亡的温度以下发生冻结使细胞脱水的可能。在一个实施方案中，本发明包括一种减少环境压力，增加光合作用和植物细胞溶质含量的方法，因此增强细胞对冻结脱水的抵抗力。
根据本发明形成的颗粒物质膜可以容易地从如此处理的植物上除掉。在一个实施方案中，颗粒物质膜可以使用高压喷水器从植物上除掉，其中的水含有或不含合适的表面活性剂。表面活性剂的特性取决于颗粒物质的具体特性，是否存在任何助剂和如果有助剂的话，任何助剂的含量。在另一实施方案中，颗粒物质膜可以使用水浴或喷水器从植物或果实上除掉，其中的水含有或不含合适的表面活性剂，并且可选择刷涂植物或果实。
尽管颗粒物质被涂布到植物上，颗粒物质不会减弱植物的光合作用。换句话说，与能防止生理紊乱，但同时不受欢迎地减弱了光合作用的常规处理相反，本发明提供的被施用到植物上的颗粒物质能防止一种或多种生理紊乱，同时不会减弱光合作用。在一个实施方案中，根据本发明施用颗粒物质能增强被处理植物的光合作用。
下面的实施例是本发明的实施方案的说明，而非旨在限制本发明，本发明的范围由本申请权利要求部分涵盖。
实施例1
“Red Delicious”苹果树接受下列处理：1)根据害虫的经济水平施用常规的农药应用，使用Virginia、West Virginia and MarylandCooperative Extension 1997 Spray Bulletin for Commercial treeFruit Growers publication 456-419，2)无处理，3)自1997年3月11日开始，每周施用Translink77一次，4)自1997年4月29日开始，每周施用煅烧高岭土(Satintone5HP)一次，和5)自1997年4月29日开始，每周施用处理过的碳酸钙一次(SuperCoat-可自English China Clay买到)。处理(3)和(5)施用25磅物质，该物质先悬浮于4加仑甲醇中并被加入到100加仑水中。处理(4)施用25磅物质，该物质悬浮于100加仑水中并添加27盎司NinexMT-603和2品脱Toximul。这些处理使用果园喷雾机以125加仑/英亩的用量施用。这一混合物是使用果园喷雾机以125加仑/英亩的用量施用的。处理以完全区组设计排列，四次重复，每个小区3棵树。处理不进行灌溉，自1997年5月1日至8月30接受21.58cm的降雨量。到成熟期收获水果；测定水果数目、重量和色泽。色泽的测定使用Hunter比色计。色值代表Hunter“a”值单位，其中数值增加代表红色增加。在1997年8月6日和8日测定光合作用和气孔传导性。使用Licor6300光合作用系统收集光合作用和气孔传导性数据。光合作用值和气孔传导性值的增加分别代表同化大气中二氧化碳增加和水分从叶片的蒸腾增加；当数值增加，这两个数值均反映了植物产量的提高。处理(1)和(3)在上午10-11时和下午2-3时每天测定两次。每个小区中的三棵树测定每棵树上的2片被阳光照射的叶子。测定树冠温度使用EverestInterscience(110型)红外线温度计，其精确度±0.5℃，其中测定树木阳光直射面上直径约1米的植物表面温度。树冠温度的数值表示叶片和空气的温差。负树冠温度表示由于蒸腾作用和热反射，树冠的温度低于空气温度。数值列于表1中。
表1
处理  产量/树(Kg)  水果重量(g)   红色   光合作用率(微摩尔CO2/m2/秒)    气孔传导性(摩尔/m2/秒)   树冠-(空气)温度(C)
常规  43.7  136   19.7  6.7  0.35 -4.2
对照  30.1  123   23.2
Translink77  51.6  135   23.9  9.2  0.57 -5.2
煅烧高岭土  37.6  124   21.0
处理过的CaCO3  39.1  130   24.1 -5.5
与常规处理相比，使用疏水高岭土(Translink77)增加产量(43.7Kg对51.6Kg)且水果尺寸无显著降低(136g对135g/水果)。
与常规处理相比，使用疏水高岭土(Translink77)改善水果色泽(19.7对23.9)。与常规处理相比，处理过的CaCO3(SuperCoat)和煅烧高岭土(Satintone5HB)也能改善色泽(19.7对24.1和21.0)。与常规处理相比，未处理的对照也改善了色泽(19.7对23.2)，但这可能是由于未施用农药导致对害虫的防治较差而使树木落叶所至(参见Lord and Greene，Ibid.)害虫损伤导致的落叶增加了到达水果表面的阳光，这提高了显色。在所有其他处理中，害虫防治是充分的，不会导致落叶。
自4月1日至8月30日的平均降雨量是大约35.6cm；降雨量比正常低40％。
施用Translink77增加了光合作用、气孔传导性和降低了植物的温度。气孔传导性是测量叶片下表面的气孔宽度。以蒸腾作用的形式散失水分通过气孔发生，并通过气孔口的大小来控制。孔的尺寸越大，气孔传导性越强，因此蒸腾作用越强。同样地，气孔口的尺寸越大，光合作用必需的二氧化碳流入得越多。施用Translink77降低了树冠温度，这要归因于与由施用Translink77引起气孔传导性增加以及红外线反射率增加相联系的叶片蒸腾冷却增加。施用碳酸钙(SuperCoat)也降低了植物的温度，这大概是由于与气孔传导性和红外线反射率增加相联系的叶片的蒸腾冷却增加。
实施例2
Yakima，WA
“Red Delicious”苹果树接受下列处理：1)无处理；这个未处理对照的害虫压力未超过需施用农药的极限，2)在4月5日、5月8日、29日；6月25日；7月14日；9月4日施用Translink77，3)在与“(2)”相同的日期和5月22日、6月9日和7月31日施用Translink77。处理(2)和(3)施用25磅物质，该物质先悬浮于4加仑甲醇中并被加入到96加仑水中。使用果园喷雾机以125加仑/英亩的用量施用这一混合物。处理以完全区组设计排列，设三次重复，每个小区3棵树。使用设置在树下的喷灌钻杆对各处理每周进行灌溉以满足植物的需水量。在1997年7月17日至20日测定光合作用和气孔传导性。使用Licor6300光合作用系统收集光合作用数据。处理(1)、(2)和(3)在上午10-11时和下午2-3时每天测定两次。每个小区中的三棵树测定每棵树上的2片被阳光照射的叶子。数值均为全天采样的平均值。测定树冠温度使用Everest Interscience红外线(110型)温度计，其精确度±0.5℃，其中测定树木阳光直射面上直径约1米的植物表面温度。树冠温度的数值表示叶片和空气的温差。负树冠温度表示由于蒸腾作用和热反射，树冠的温度低于空气温度。在1997年8月17-20日收集树冠温度值。列于表II的数据是整个数据集的代表。收获时，每个小区的3棵树上分别随机收集20个水果(总共180个水果/处理)。称重果实并测定颜色。用Hunter比色计测定颜色。色值代表Hunter“a”值。这些数据未列于表II中。
表II
处理  果实重量(g/果实)  光合作用(微摩尔CO2/m2/秒)    气孔传导性(摩尔/m2/秒)  树冠(空气)温度(℃)
对照 164  8.8  0.24 -4.5
Translink77施用7次 177  11.8  0.43 -5.7
Translink77施用10次 195  12.9  0.46 -6.0
随着Translink77施用的增加，水果尺寸增加。
由于使用灌溉，本研究中果树的果实尺寸大于Kearneysville，WV的研究。两项Translink77处理的树冠温度均降低说明施用这些颗粒能降低植物温度。
施用Translink77能增加光合作用、气孔传导性和降低植物温度。施用Translink77降低了树冠温度，这要归因于与由施用Translink77引起气孔传导性增加以及红外线反射率增加相联系的叶片蒸腾冷却增加。
与施用10次相比，施用频率降低到7次并未使光合作用、气孔传导性和树冠温度降低，这证明增加Translink77覆盖量有有益反应。
实施例3
圣地亚哥，智力
“September Lady”桃树，间隔4m×6m，接受下列处理：1)根据害虫存在的经济水平施用常规的农药应用，2)无处理，3)自1996年10月29日开始，每周施用Translink77一次。处理(3)施用25磅物质，该物质先悬浮于4加仑甲醇中并被加入到96加仑水中。使用高压手动喷雾器以100加仑/英亩的用量施用这一混合物。各处理使用表面灌溉每周灌溉一次。到成熟期收获水果并称重。数据列于表III中。
表III
处理 产量/树(Kg) 水果重量(g) 果实数目/树
常规 13.9  156  94
对照 14.6  139  109
Translink77 25.4  137  156
与常规处理和对照相比，使用疏水高岭土(Translink77)通过增加果实数目/树增加产量。尽管并不令人满意，由于桃树上果实的数目较多，果实的尺寸降低了(94对156)。
实施例4
Biglerville，Pan-Dan Pack Orchard
“Golden Delicious”苹果接受3种处理：1)根据害虫存在的经济水平施用商品农药应用，使用Virginia、West Virginia and MarylandCooperative Extension 1997 Spray Bulletin for Commercial treeFruit Growers publication 456-419，2)施用全量Translink，和3)施用半量Translink77。处理(2)和(3)分别施用25磅和12.5磅颗粒物质，该物质分别悬浮于4加仑和2加仑甲醇中，并被加入到100加仑水中。使用果园喷雾机以200加仑/英亩的用量施用这一混合物。在完全区组设计中，每个处理重复2次，小区处理面积大约1英亩。到成熟期通过商业化分级传送带对各小区进行商品化采集和加工。在分级时，每个小区随机选择100只果实测定果实尺寸、色泽和表面瑕疵。施用Hunter比色计测定颜色。绿色值代表Hunter“a”值，其中值越高代表绿色越浅，这是“Golden Delicious”苹果中的有益特性。数据列于表IV中。
表IV
处理 果实尺寸(mm) 绿色
Translink77全量 69 -8.0
Translink77半量 67 -8.9
常规 67 -10.0
全量和半量施用Translink77能减少绿色，并且与半量和常规处理相比，全量的Translink77能增加果实尺寸。
“Stayman”苹果接受2种处理：1)根据害虫存在的经济水平施用商品农药应用，使用Virginia、West Virginia and MarylandCooperative Extension 1997 Spray Bulletin for Commercial treeFruit Growers publication 456-419，2)Translink处理施用25磅颗粒物质，该物质悬浮于4加仑中，并被加入到96加仑水中。使用果园喷雾机以200加仑/英亩的用量施用这一混合物。每种处理非随机化施用到1英亩区块中。在商业化分级传送带上商品化采集和加工苹果。所示数据代表从商业化分级传送带上挑选出的百分比。数据列于表V中。
表V
处理 果实大小(mm) ＜2.5英寸(％) 2.5-2.75英寸(％) 2.75-3.0英寸(％) ＞3.0英寸(％)
Translink77 69  11  38  44  7
常规 62  66  28  6  0
与常规处理性比，施用Translink77增加了较大果实的选出率和降低了由于小果实造成的损失(＜2.5英寸)。
当相对于优选实施方案解释本发明时，很清楚在阅读了本说明书的基础上，其各种改变对本领域技术人员而言是显然的。因此，很清楚本文公开的发明旨在将上述改变覆盖在附加权利要求的范围内。

Claims (21)

1.一种防止至少一种晒伤、水心病、木栓化和苦陷病而不减弱光合作用的方法，包括：
向植物表面至少一部分施用有效量的细分散颗粒物质以防止植物中的至少一种晒伤、水心病、木栓化和苦陷病，
其中的颗粒物质含有一种曾被加热到约300-1200℃的热处理颗粒物质，施用该颗粒物质能容许植物表面的气体交换，且该颗粒物质的厚度是约1-1000μm。
2.根据权利要求1的方法，其中的颗粒物质通过喷洒被施用到植物表面的至少一部分。
3.权利要求1的方法，其中的热处理颗粒物质是疏水的。
4.权利要求1的方法，其中的热处理颗粒物质不包含氢氧化钙。
5.权利要求1的方法，其中的颗粒物质具有的粒径分布为至多90％的颗粒的粒径小于约10微米。
6.权利要求1的方法，其中的颗粒物质包含亲水核和疏水外表面。
7.权利要求1的方法，其中的颗粒物质还包含一种或多种碳酸钙、云母、含水高岭土、膨润土、粘土、叶蜡石、二氧化硅、长石、沙、石英、白垩、石灰石、硅藻土、重晶石、三水合铝和二氧化钛。
8.权利要求1的方法，其中的热处理颗粒物质包含煅烧碳酸钙、煅烧滑石、煅烧高岭土、煅烧膨润土、煅烧粘土、煅烧叶蜡石、煅烧硅石、煅烧长石、煅烧沙、煅烧石英、煅烧白垩、煅烧石灰石、煅烧沉积碳酸钙、煅烧硅藻土、煅烧重晶石、煅烧三水合铝、锻烧的气相法二氧化硅、和煅烧二氧化钛。
9.权利要求6的方法，其中所述疏水外表面物质选自有机钛酸盐，有机锆酸盐或铝酸盐偶联剂，有机官能的硅烷，改性硅酮油和脂肪酸及其盐。
10.权利要求1的方法，其中的植物选自活跃生长或结果的农业作物和观赏作物。
11.权利要求1的方法，其中的植物选自水果、蔬菜、树木、花、草、根、种子和景观植物和观赏植物。
12.权利要求1的方法，其中的细分散颗粒物质的平均个体粒径低于约3微米。
13.权利要求1的方法，其中的颗粒物质包含约25-100重量％的热处理颗粒物质。
14.权利要求1的方法，其中的颗粒物质包含约40-99重量％的热处理颗粒物质。
15.一种减少落果和隔年结果中至少一种的方法，包括：
向果树表面至少一部分施用有效量的细分散颗粒物质以增加果树中碳水化合物的可用性，该颗粒物质包含至少约25重量％的煅烧高岭土，
其中的颗粒物质在施用时能容许果树表面的气体交换，该颗粒物质在其施用的果树表面形成连续的颗粒物质膜，连续的颗粒物质膜中孔的最大平均粒径小于约100μm。
16.权利要求15的方法，其中的细分散颗粒物质在所述园艺作物的生长季节中被施用一次或多次。
17.一种增强植物细胞对冻结脱水的抵抗力的方法，包括：
向植物表面的至少一部分包括植物细胞施用有效量的细分散颗粒物质以增加植物中植物细胞的溶质含量，该颗粒物质包含至少约25重量％的煅烧高岭土，
其中的颗粒物质在施用时能容许植物表面的气体交换，该颗粒物质在其施用的果树表面形成连续的颗粒物质膜，覆盖该表面的约75-100％。
18.权利要求17的方法，其中的植物选自水果、蔬菜、树木、花、草、根、种子，景观植物和观赏植物。
19.权利要求17的方法，其中的颗粒物质还包含至少一种碳酸钙、滑石、含水高岭土、膨润土、粘土、叶蜡石、二氧化硅、长石、沙、石英、白垩、石灰石、沉淀碳酸钙、硅藻土、重晶石、三水合铝、气相法二氧化硅和二氧化钛。
20.权利要求17的方法，其中的颗粒物质是以稀浆的形式通过喷洒施用的。
21.一种防止晒伤、水心病、木栓化和苦陷病中至少一种，而不减弱光合作用的方法，包括：
向植物表面至少一部分施用有效量的稀浆以防止植物中的至少一种晒伤、水心病、木栓化和苦陷病，
其中的稀浆基本由热处理颗粒物质和水构成，并可选至少一种补充颗粒物质、低沸点有机溶剂、表面活性剂、分散剂、铺展剂/粘着剂、润湿剂、消泡剂、和减少漂移剂，该稀浆在施用时能容许植物表面的气体交换并且施用的稀浆的厚度是约1-1000μm。
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