JP2019503371A - 制御放出性農薬送達ユニット、これらの製造および使用 - Google Patents

Abstract

水に対して不浸透性である材料から作製されるセルである不浸透性セルと、不浸透性セル内の農薬と、ヒドロゲルを含み、不浸透性セル内に配置されている部分および不浸透性セルの外部に配置されている部分を有するウイックとを含む農薬送達ユニットが開示される。ａ）少なくとも１個のセグメントが水に対して不浸透性であり、少なくとも１個のセグメントが水に対して浸透性である、２個以上のセル壁セグメントを含むセルと、（ｉｉ）セル内の農薬とを含む農薬送達ユニットも開示される。本発明は、ユニットの作製および使用方法を提供する。

Description

関連出願の相互参照

本出願は、２０１５年１２月２８日出願の米国特許仮出願第６２／２７１，８６２号の優先権を主張し、その全ての内容は参照によりここに組み込まれる。

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発明の背景

肥料は、最も多くの場合、単一の、もしくは配合された（Ｎ−Ｐ−Ｋ）固体、粒剤、もしくは粉末剤として、または液剤として、肥料が与えられる領域に施用される。一般に、肥料は、水溶性肥料または「徐放性」肥料であってもよい。水溶性肥料は、徐放性肥料より一般に安価であるが、栄養素が土壌の中を通って非常に素早く浸出するという欠点を有する。何年もの間、様々な技術が、植物成長用に栄養素を送達するため、および肥料源からの栄養素の放出を制御するために開発されてきた。

制御放出性肥料は、延長された期間にわたって栄養素を土壌に放出するように設計され、このことは、水溶性肥料の複数回の施用より効率的である。様々な制御放出技術が知られており、たとえば、放出が主にコーティングの破裂によって決定される、比較的に厚いカプセル化コーティングである。（たとえば、Ｏｓｍｏｃｏｔｅ（登録商標）、Ｅｖｅｒｒｉｓ，ＩＣＬ）。

Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ２００６，３２３０−３２３５は、ゲルでコーティングされている肥料粒剤（徐放性粒剤）を開示する。

ＵＳ３３０４６５３は、肥料を送達するためにウイック（wick）を備えたデバイスを開示する。

ＥＰ０４３８３５６は、可溶性肥料を湿潤土壌に制御的および長期的に放出するデバイスであって、前記湿潤土壌に放出される少なくとも１種の可溶性成分を含む材料の乾燥混合物を含有する１つの開口部を有するエンクロージャを含み、少なくとも１種の成分が、水への透水係数を１日あたり１ミリメートル未満に低減することができる増粘剤として機能する、吸水性微細分散材料であり、放出される可溶性成分が、前記デバイスの内容物が初めに湿潤したときに、有意な不溶解部分を残すような量および組成で適切に選択され、前記混合物が、水不浸透性膜により部分的に、および、あたかも不浸透性であるように作用する淀み区域により部分的に囲まれており、前記不浸透性膜と淀み区域の組合せが、エンクロージャに１つの開口部を有し、水が前記エンクロージャの容積に流れ込むことを可能にし、前記エンクロージャの開口部の面積が、エンクロージャの横断面の５分の１を超えない、デバイスを開示する。しかし、このデバイスは、内部に発生する高い浸透圧に耐えるエンクロージャを必要とする。このデバイスは、肥料の乾燥混合物と混合される吸水性成分も必要とし、エンクロージャ開口部と肥料源の間に気泡を閉じ込めるので、デバイスの再現性能が制限されるという大きな欠点を有する。さらに、デバイスは乾燥土壌において、またはエンクロージャ開口部と土壌の間に不十分な接触を有する全ての場合において、非常に制限された機能性を有する。

ＥＰ０６２８５２７は、（ａ）水溶性有効成分を含むコアと、（ｂ）コア（ａ）の表面にあり、有効成分を制御率で放出する能力を有する、第１のコーティング層と、（ｃ）（ａ）および（ｂ）をカプセル化し、低い水蒸気透過率を有し、それによって、有効成分の実質的な放出を、生成物が最初に水分に曝露されてから少なくとも４週間遅延させる第２のコーティング層とを含む遅延制御放出性生成物を含む、生成物を開示する。

ＣＮ１０２４２４６４０は、化学肥料粒剤、制御放出性内側フィルムおよび保水性外側フィルムを含む肥料を開示する。内側フィルムは、カラギーナンおよび可溶性Ｋ塩またはＮＨ₄塩から形成され、外側フィルムは、超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）、たとえば、アクリレートグラフトデンプン、グラフトＣＭセルロース、ポリアクリル酸、またはポリアクリルアミドから形成される。標記生成物は、吸水／保水、持続放出、および土壌改良の効果を有する。

ＵＳ５１４７４４２およびＵＳ６５００２２３は、樹脂フィルムでコーティングされている肥料の粒剤を開示する。

ＵＳ５５６０７６８は、放出が、防水材料のポリマーまたはコポリマー膜を通した水の浸透率によって、およびそれぞれのコーティング粒子から周囲の土壌への肥料の拡散率によって決定される、カプセル化徐放性肥料を開示する。

しかし、これらの方法は、単一肥料源に装填できる肥料の量によって制限される。加えて、これらの方法は複雑で、異なるＮ−Ｐ−Ｋ比をもたらす。さらに、これらの方法は限られており、肥料の粒子表面における欠陥の影響を受けやすい。

ＷＯ２００９／０２３２０３は、水および少なくとも１種のさらなる化合物を送達するデバイスを開示し、デバイスは、少なくとも１種の第１の化合物を含有する少なくとも１つの第１の部分と、前記第１の部分を実質的に取り囲み、水に対して、および第１の化合物または少なくとも１種の第１の化合物に対して少なくとも部分的に浸透性である、少なくとも１つの第２の部分と、前記第２の部分を実質的に取り囲み、吸水性材料を含む、少なくとも１つの第３の部分とを含む。

さらに、農薬の過剰な施用は、環境に有害な影響を与え、農民にとって損害が大きい（Ｓｈａｖｉｖ ａｎｄ Ｍｉｋｋｅｌｓｅｎ １９９３）。多くの施用方法が、人を毒性化学薬品に曝露する危険性を有している。たとえば、作業者、農地の中にいる人々、および近隣地域社会は、取り扱い、飲料水の汚染、および必要な収穫後採取間隔の前に収穫された農産物の汚染を介して化学薬品に曝露される可能性がある。ＰＰＰが上記に確認されている方法を使用して施用されると、非標的生物も同様に影響を受ける可能性がある。加えて、多くの土壌および気候は、作物を育てることに適していない（Ｈａｂａｒｕｒｅｍａ ａｎｄ Ｓｔｅｉｎｅｒ，１９９７、Ｎｉｃｈｏｌｓｏｎ ａｎｄ Ｆａｒｒａｒ，１９９４）。

したがって、植物の成長を改善する肥料および他の農薬の経済的、汎用的、および効率的な施用および放出の必要性が引き続き存在する。たとえば、周囲の水分および温度に最小限に依存するようなシステムを有することが、有利である。たとえば、植物送達用ユニットに高い装填量の農薬を提供するシステムを有することが、有利であろう。たとえば、植物の成長環境における空間定位（spatial orientation）に依存しないユニットを有するシステムを有することが、有利であろう。

本発明は、
ａ）水に対して不浸透性である材料から作製されるセルである、不浸透性セルと、
ｂ）不浸透性セル内の農薬と、
ｃ）ヒドロゲルを含み、不浸透性セル内に配置されている部分および不浸透性セルの外部に配置されている部分を有するウイックと
を含む、農薬送達ユニットを提供する。

１つの態様において、農薬送達ユニットは、
ａ）不浸透性セルと、
ｂ）不浸透性セル内の農薬と、
ｃ）農薬と接触する、不浸透性セル内に配置されている部分、および不浸透性セルの外部にある媒体と接触する、不浸透性セルの外側に配置されている部分を有するウイックと
を含み、不浸透性セルの内部から不浸透性セルの外部にある媒体へ、ウイックを通して農薬を制御放出することが可能なように配列されている。

いくつかの側面において、本発明は、農薬送達方法であって、複数の農薬送達ユニットを植物成長媒体に配布することを含み、ユニットが、
ａ）水不浸透性セルと、
ｂ）セル内の農薬と、
ｃ）部分的にセル内および部分的にセルの外部に配置されているウイックと
を個別に含み、
ユニットが、セルからウイックを介して農薬の延長制御送達を提供する
方法を提供する。

いくつかの側面において、本発明は、農薬送達ユニットを作製する方法であって、少なくとも１種の農薬が水と接触した後にウイックから制御的に放出されるように、部分的にセル内および部分的にセルの外部に位置付けられているウイックを備えた非浸透性ポリマーセルに、農薬をカプセル化することによって、セルを作り出すことを含む方法を提供する。

本発明は、
ａ）少なくとも１個のセグメントが水に対して不浸透性であり、少なくとも１個のセグメントが水に対して浸透性である、２個以上のセル壁セグメントを含むセルと、
ｂ）セル内の農薬と
を含む、農薬送達ユニットも提供する。

１つの態様において、農薬送達ユニットは、
ａ）少なくとも１個のセグメントが水に対して不浸透性であり、少なくとも１個のセグメントが水に対して浸透性である、２個以上のセル壁セグメントを含むセルと、
ｂ）セル内の農薬と
を含み、セル内部からセルの外部にある媒体へ、セルの少なくとも１個の浸透性セグメントを通して農薬を制御放出することが可能なように配列されている。

いくつかの側面において、本発明は、農薬送達方法であって、複数の農薬送達ユニットを植物成長媒体に配布することを含み、ユニットが、
ａ）少なくとも１個のセグメントが水に対して不浸透性であり、少なくとも１個のセグメントが水に対して浸透性である、２個以上のセル壁セグメントを含むセルと、
ｂ）セル内の農薬と
を個別に含み、
ユニットが、セルからセルの少なくとも１個の浸透性セグメントを介して農薬の延長制御送達を提供する
方法を提供する。

いくつかの側面において、本発明は、農薬送達ユニットを作製する方法であって、少なくとも１個のセグメントが水に対して不浸透性であり、少なくとも１個のセグメントが水に対して浸透性である、２個以上のセル壁セグメントを含むセルを作り出すこと、および少なくとも１種の農薬が水と接触した後にセルの少なくとも１個の浸透性セグメントから制御的に放出されるように、農薬をセルにカプセル化することを含む方法を提供する。

本発明のいくつかの側面において、送達方法は、複数の農薬送達ユニットを植物成長媒体に配布することを含む。本発明のいくつかの側面において、ユニットは、媒体表面下の１つ以上の深さで植物成長媒体に加えられる。本発明のいくつかの側面において、ユニットは、１〜５０ｃｍの深さで加えられる。本発明のいくつかの側面において、ユニットは、１平方メートルあたり約１〜５０個、５〜５０個、または１０〜３０個のユニットの濃度で成長媒体に加えられる。

Ａ−１１２（繊維１１２本）およびＡ−５６（繊維５６本）サッシュの繊維の数の関数としてのカリウム放出率である。 Ａ−３００、Ａ−９０、Ａ−７０、およびＡ−６０サッシュの繊維密度の関数としてのカリウム放出率である。 Ａ−１１２（繊維）およびＡ−１１２ＨＧ（ヒドロゲルで飽和された繊維）のカリウム放出率である。 Ａ−５６Ｄ（乾燥粉末剤）およびＡ−５６（湿潤ペースト剤）サッシュの灌漑された土壌におけるカリウム放出率である。 Ａ−１．２（１．２ｇ）およびＡ−２．２（２．２ｇ）サッシュのカリウム放出率である。 様々な肥料混合物の（Ａ−６０−Ｋのみ）、（Ａ−６０−Ｎ＆Ｋ）、および（Ａ−６０−Ｐ＆Ｋ）からの塩化カリウム放出率である。 Ａ−５６ＤおよびＡ−１１２Ｄサッシュの灌漑された土壌におけるカリウム放出率である。 時間の関数としての窒素（Ｎ）およびカリウム（Ｋ）の放出率である。 様々な土壌水分下での経時的な放出率である。 根の貫入写真である。 塩化カリウム肥料および綿繊維ネットを有する長方形のＡ−１１２サッシュである。 尿素が充填され、単一の綿ウイックを含有する三角形のサッシュである。 塩化カリウム肥料およびヒドロゲルに浸けた綿繊維ネットが充填されている、長方形のＡ１１２サッシュである。 リン酸二アンモニウムおよびヒドロゲルに浸けた綿繊維ネットが充填されている、サッシュである。 不浸透性セルおよび複数のウイックを有し、それぞれのウイックが、不浸透性セルの内部に２つの部分および不浸透性セルの外部に３つの部分を有する、農薬送達ユニットである。 不浸透性セルおよび導管を有する送達ユニットの例である。 不浸透性セルおよび複数のウイックを有する、１グラムおよび４グラムの農薬送達ユニットである。

発明の詳細な説明

本発明は、
ａ）水に対して不浸透性である材料から作製されるセルである、不浸透性セルと、
ｂ）不浸透性セル内の農薬と、
ｃ）ヒドロゲルを含み、不浸透性セル内に配置されている部分および不浸透性セルの外部に配置されている部分を有するウイックと
を含む、農薬送達ユニットを提供する。

１つの態様において、農薬送達ユニットは、
ａ）不浸透性セルと、
ｂ）不浸透性セル内の農薬と、
ｃ）農薬と接触する、不浸透性セル内に配置されている部分、および不浸透性セルの外部にある媒体と接触する、不浸透性セルの外側に配置されている部分を有するウイックと
を含み、不浸透性セルの内部から不浸透性セルの外部にある媒体へ、ウイックを通して農薬を制御放出することが可能なように配列されている。

いくつかの側面において、セルの外部に配置されているウイックの部分は、ヒドロゲルを含む。いくつかの側面において、セル内に配置されているウイックの部分は、ヒドロゲルを含まない。いくつかの態様において、農薬と接触しないウイックの部分は、ヒドロゲルを含む。

本発明のいくつかの側面において、ウイックの２つ以上の部分は、不浸透性セルの外部にある。別の側面において、ウイックの２つ以上の部分は、農薬と接触する。

いくつかの側面において、農薬は、ウイックを通してのみセルから放出される。

いくつかの態様において、ユニットは、１個を超える不浸透性セルを含む。本発明のいくつかの側面において、ユニットは、２個以上の不浸透性セルを含む。いくつかの態様において、ユニットは、２〜５個の不浸透性セルを含む。いくつかの態様において、ユニットは、２、３、４、５、６、７、８、９、１０個、または１０個を超える不浸透性セルを含む。

本発明のいくつかの側面において、ユニットは、２種以上の農薬を含む。

いくつかの態様において、農薬は肥料化合物である。いくつかの態様において、ユニットは１種の肥料化合物を含む。いくつかの態様において、ユニットは２種の肥料化合物を含む。いくつかの態様において、ユニットは３種の肥料化合物を含む。いくつかの態様において、ユニットは３種を超える肥料化合物を含む。

いくつかの態様において、肥料化合物は、窒素、カリウム、リン、またはこれらの組合せの何れかを含む。

いくつかの態様において、ユニットは、ユニットの一部として媒体中の（ＮＨ₄）₂ＳＯ₂、ＮＨ₄Ｈ₂ＰＯ₄、およびＫＣｌとしてのＮ、Ｐ、および／またはＫの総含有量が、それぞれ約５〜５０、１〜１０、および５〜１５０ｇ／ｍ²であるように、１〜３種の肥料化合物を含む。

いくつかの態様において、ユニットは、ユニットの一部として媒体中の（ＮＨ₄）₂ＳＯ₂、ＮＨ₄Ｈ₂ＰＯ₄、およびＫＣｌとしてのＮ、Ｐ、および／またはＫの総含有量が、それぞれ約２５、５、および３０ｇ／ｍ²であるように、３種の肥料化合物を含む。

いくつかの態様において、肥料化合物は合成肥料である。

いくつかの態様において、肥料化合物は、微量栄養素、たとえば、ホウ素、鉄、コバルト、クロム、銅、ヨウ素、マンガン、セレニウム、亜鉛、またはモリブデンである。

いくつかの態様において、肥料化合物は、ＰＯ₄、ＮＯ₃、（ＮＨ₄）₂ＳＯ₂、ＮＨ₄Ｈ₂ＰＯ₄、および／またはＫＣｌである。いくつかの態様において、肥料化合物は、ＰＯ₄、ＮＯ₃、（ＮＨ₄）₂ＳＯ₂、ＮＨ₄Ｈ₂ＰＯ₄、および／またはＫＣｌを含む、複数の肥料化合物を含む。

いくつかの態様において、２個以上の別々の不浸透性セルは、それぞれ独立して、異なる農薬または農薬の異なる組合せを含有する。

特定の態様において、ユニットは、不浸透性セルの内部から不浸透性セルの外部にある媒体へ、ウイックを通して農薬を制御放出することが可能なように配列されている。

別の態様において、農薬は、使用前に乾燥している、またはユニットの使用前に、農薬は、水を含有するペースト剤、液剤、濃厚液剤、飽和液剤、もしくは分散剤である。

いくつかの態様において、２枚以上のシートは、それらの縁または縁の近くが一緒に封止されて、それぞれ不浸透性セルを形成する。特定の態様において、３枚のシートが一緒に封止されて、２個の不浸透性セルを形成する。

特定の態様において、ウイックの異なる部分が、それぞれの不浸透性セルの農薬と接触するように、同じウイックが、異なるそれぞれの不浸透性セルの農薬と接触する。

本発明のいくつかの側面において、ユニットは、１個のウイックのみを有する。本発明のいくつかの側面において、ユニットは、２〜１００個のウイックを有する。本発明のいくつかの側面において、ウイックは、繊維束を含む。

本発明のいくつかの側面において、ユニットは、１〜１０、１〜２０、または１〜１００個のウイックを有する。

本発明のいくつかの側面において、ウイックは、繊維材料を含む。本発明のいくつかの側面において、１つのウイックは、繊維メッシュを含む。本発明のいくつかの側面において、ウイックは、綿もしくは他のセルロース繊維、セラミック、またはガラス系繊維を含む。本発明のいくつかの側面において、ウイックは、毛管構造を有する多孔質材料を含む。本発明のいくつかの側面において、ウイックは、マイクロ多孔質材料を含む。本発明のいくつかの側面において、ウイックは、マクロ多孔質材料を含む。

本発明のいくつかの側面において、ウイックは、約１０〜１００ｍｇ／メートルの密度を有する繊維を含む。本発明のいくつかの側面において、ウイックは、約１０〜２０ｍｇ／メートルの密度を有する繊維を含む。本発明のいくつかの側面において、ウイックは、約５０〜１００ｍｇ／メートルの密度を有する繊維を含む。本発明のいくつかの側面において、ウイックは、約１〜５００本の繊維を含む。本発明のいくつかの側面において、ウイックは、約１０〜２００本の繊維を含む。

本発明のいくつかの側面において、ウイックは、長さが０．１〜１０ｃｍである。本発明のいくつかの側面において、ウイックは、長さが１〜５ｃｍである。本発明のいくつかの側面において、ウイックは、長さが２．５ｃｍである。本発明のいくつかの側面において、ウイックは、直径が１μｍ〜２００μｍである。本発明のいくつかの側面において、ウイックは、直径が５０μｍ〜１００μｍである。本発明のいくつかの側面において、ウイックは、直径が８０μｍである。本発明のいくつかの側面において、ウイックは、１〜２００本の不織フィラメント（non-woven filament）を含む。本発明のいくつかの側面において、ウイックは、５０〜１５０本の不織フィラメントを含む。本発明のいくつかの側面において、ウイックは、１００本の不織フィラメントを含む。

本発明のいくつかの側面において、セルは、生物分解性フィルムを含む。本発明のいくつかの側面において、セルは、生物分解性ポリマーを含む。

いくつかの態様において、セルは、それらの縁または縁の近くで接合されており、かつウイックを部分的に囲んでいる少なくとも２枚の構成シートにより形成および画定される。

いくつかの態様において、セルはポリエステルを含む。いくつかの態様において、セルはポリ乳酸を含む。いくつかの態様において、ポリ乳酸を含むセルは、尿素をさらに含む。いくつかの態様において、セルはポリ乳酸シートを含む。

別の態様において、セルは水溶性ポリマーを含む。特定の態様において、セルはポリビニルアルコールを含む。

本発明のいくつかの側面において、ヒドロゲルは、超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）を含む。本発明のいくつかの側面において、ＳＡＰは、天然の超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）、多糖（poly-sugar）ＳＡＰ、半合成ＳＡＰ、完全合成ＳＡＰ、またはこれらの何れかの組合せを含む。本発明のいくつかの側面において、ヒドロゲルは、合成ヒドロゲル、天然炭水化物ヒドロゲル、またはペクチンもしくはタンパク質ヒドロゲル、あるいはこれらの何れかの組合せを含む。本発明のいくつかの側面において、ヒドロゲルは、アクリルアミド、アクリル誘導体、またはこれらの何れかの組合せを含む。

本発明のいくつかの側面において、セルは、ポリエチレン、ポリプロピレン、またはポリエステルのうちの１種以上を含む。本発明のいくつかの側面において、セルは、ポリ乳酸、ポリヒドロキシアルカノエート、ポリヒドロキシブチレート、またはポリヒドロキシバレレートうちのの１種以上を含む。本発明のいくつかの側面において、セルは、熱可塑性デンプン、酢酸セルロース、または他のセルロース系材料を含む。本発明のいくつかの側面において、セルは、ポリカプロラクトン、ポリグリコリド（polyglycolide）、ポリジオキサノン、またはこれらの何れかの組合せまたはコポリマーを含む。

いくつかの態様において、ウイックは、ヒドロゲルでコーティングされている。他の態様において、ウイックは、ヒドロゲルで飽和されている。いくつかの態様において、ウイックはポリエステル繊維である。いくつかの態様において、ウイックはポリプロピレン繊維である。

いくつかの態様において、天然炭水化物ヒドロゲルは、寒天、セルロース、キトサン、デンプン、ヒアルロン酸、デキストリン、天然ガム、硫酸化多糖、またはこれらの何れかの組合せを含む。

いくつかの態様において、ペクチンまたはタンパク質ヒドロゲルは、ゼラチン、ゼラチン誘導体、コラーゲン、コラーゲン誘導体、またはこれらの何れかの組合せを含む。

いくつかの態様において、ＳＡＰは半合成ＳＡＰを含む。いくつかの態様において、半合成ＳＡＰは、ＣＭＣ−ｇ−ポリアクリル酸ＳＡＰである。いくつかの態様において、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）グラフトポリアクリル酸ＳＡＰは、アクリルモノマー（アクリルアミド−アクリル）に対して６％のＣＭＣ、アクリル酸に対して６％のＣＭＣ、アクリル酸に対して２５％のＣＭＣ、またはＣＭＣ ５０％ ＡＡを含む。いくつかの態様において、ＣＭＣグラフトＳＡＰは、アクリルモノマーに対して５〜５０％のＣＭＣを含む。いくつかの態様において、ＣＭＣグラフトＳＡＰは、アクリルモノマーに対して６〜１２％のＣＭＣを含む。

いくつかの態様において、半合成ＳＡＰは、ｋ−カラギーナン架橋ポリアクリル酸ＳＡＰである。いくつかの態様において、ＳＡＰは、アルギン酸塩またはｋ−カラギーナン架橋ポリアクリル酸ＳＡＰ以外のものである。

いくつかの態様において、ＳＡＰは完全合成ＳＡＰを含む。いくつかの態様において、完全合成ＳＡＰは、アクリル酸もしくはアクリルアミド、またはこれらの組合せの何れかである。

いくつかの態様において、ＳＡＰは、水中においてその重量の少なくとも約５０、７５、８０、８５、９０、９５、１００、２００、３００、４００、５００、または１０００倍を吸収することができる。

本発明のいくつかの側面において、セルは、熱封止性材料を含む。

本発明のいくつかの側面において、セルは、それぞれ１０〜１００マイクロメートルの厚さを有するシートを含む。

本発明のいくつかの側面において、農薬は、質量流によりユニットから放出される。本発明のいくつかの側面において、農薬は、拡散によりユニットから放出される。

本発明のいくつかの側面において、農薬は、ユニットが室温で水に浸漬されてから４０日以内にユニットから放出される。本発明のいくつかの側面において、農薬は、ユニットが室温で水に浸漬されてから４０日以内にユニットから放出される。本発明のいくつかの側面において、２０重量％未満の農薬が、ユニットが室温で水に浸漬されてから４０日以内にユニットから放出される。本発明のいくつかの側面において、５０重量％未満の農薬が、ユニットが室温で水に浸漬されてから６０日以内にユニットから放出される。

本発明のいくつかの態様において、ウイックのそれぞれのパラメータを調整して、所望の放出プロファイルを達成することができる。たとえば、ウイックの長さ、幅、材料、密度、および数をそれぞれ調整して、１種以上の農薬の所望の放出プロファイルを達成することができる。

本発明の他の態様において、不浸透性セルの内容物の配合を調整して、１種以上の農薬の所望の放出プロファイルを達成していてもよい。不浸透性セルの内容物は、必要に応じて不活性剤を含有して、所望の放出プロファイルに到達することができる。

本発明のいくつかの側面において、１種以上の農薬の放出プロファイルは、セルの内容物の配合によって影響を受けない。本発明のいくつかの側面において、１種以上の農薬の放出プロファイルは、セル内部の１種以上の農薬の量によって影響を受けない。本発明のいくつかの側面において、１種以上の農薬の放出プロファイルは、ウイックのパラメータによってのみ制御される。

いくつかの態様において、農薬は、植栽土壌に施用した約１０、１５、２０、２５、または３０日後まで実質的に放出されない。いくつかの態様において、農薬は、植栽土壌に施用した後、少なくとも約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、または２０週間の期間にわたってユニットから放出される。

いくつかの態様において、農薬は、１か月間〜８か月間にわたって放出される。特定の態様において、農薬は、作物の生長期にわたって放出される。

いくつかの態様において、ユニットは複数の不浸透性セルを含み、１つのセルの農薬がユニットの別の不浸透性セルからの農薬の放出と異なる期間にわたって、および／または異なる率で放出されるように配列されている。特定の態様において、ユニットは、成長期に異なる農薬を異なる期間で放出するように配列される。

本発明のいくつかの側面において、セルの容積は約０．５〜２０ｃｍ³である。本発明のいくつかの側面において、セルの容積は約１〜１０ｃｍ³である。本発明のいくつかの側面において、セルの容積は約１〜５ｃｍ³または約２〜３ｃｍ³である。いくつかの態様において、セルの容積は、約１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０ｃｍ³である。

本発明のいくつかの側面において、セルは、１〜２０、１〜１０、または１〜５ｇの１種の農薬を含む。本発明のいくつかの側面において、ユニットの乾燥重量は、約０．１ｇ〜２０ｇである。本発明のいくつかの側面において、ユニットの乾燥重量は、約１〜１０ｇである。

本発明のいくつかの側面において、ユニットは、約１〜１０ｇの農薬の容量を有する。いくつかの態様において、セルは、少なくとも約０．０５、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１、２、５、１０ｍｇ、または０．０５、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、もしくは１グラムの農薬を含む。いくつかの態様において、セルは１ｇの農薬を含む。いくつかの態様において、セルは４ｇの農薬を含む。いくつかの態様において、セルは１０ｇの農薬を含む。

本発明のいくつかの側面において、ユニットは、円筒体、球体、多面体、立方体、または円板の形状である。本発明のいくつかの側面において、ユニットは、三角形、長方形、円形、または正方形の横断面を有する形状である。

本発明のいくつかの側面において、農薬は、窒素、カリウム、リン、またはこれらの組合せの何れかを含む肥料を含む。本発明のいくつかの側面において、農薬は、肥料、殺有害生物剤、ホルモン、薬剤、化学成長剤、酵素、成長促進剤、生物刺激剤（biostimulant）、または微量元素のうちの少なくとも１種を含む。

本発明のいくつかの側面において、ユニットは、ユニットを部分的または完全に取り囲んでいるゲルをさらに含む。本発明のいくつかの側面において、ゲルは、ヒドロゲル、エアロゲル、またはオルガノゲルを含む。いくつかの態様において、ゲルは、ユニットのセル内部の農薬と同じ、または異なる１種以上の農薬を含有するように配合される。

本発明のいくつかの側面において、ユニットは、ユニットを部分的または完全に取り囲んでいる根発育区域をさらに含む。たとえば、両方とも２０１４年９月１８日に公開され、その全体が参照によりここに組み込まれているＷＯ２０１４／１４０９１８Ａ２およびＵＳ２０１４／０２５９９０６Ａ１は、いくつかの側面において、コアまたは農薬区域および根発育区域を含むユニットを開示している。本発明のいくつかの側面において、根発育区域は、ヒドロゲル、エアロゲル、またはオルガノゲルを含む。

本発明のいくつかの側面において、農薬送達方法であって、複数の農薬送達ユニットを植物成長媒体に配布することを含み、ユニットが、
ａ）水不浸透性セルと、
ｂ）セル内の農薬と、
ｃ）部分的にセル内および部分的にセルの外部に配置されているウイックと
を個別に含み、
ユニットが、セルからウイックを介して農薬の延長制御送達を提供する
方法が提供される。

本発明のいくつかの側面において、方法は、複数の農薬送達ユニットを植物成長媒体に配布することを含む。本発明のいくつかの側面において、ユニットは、媒体表面下の１つ以上の深さで植物成長媒体に加えられる。本発明のいくつかの側面において、ユニットは、１〜５０ｃｍの深さで加えられる。本発明のいくつかの側面において、ユニットは、１平方メートルあたり約１〜５０個、５〜５０個、または１０〜３０個のユニットの濃度で成長媒体に加えられる。

いくつかの態様において、植物が成長する媒体は、土壌を含む。いくつかの態様において、植物が成長する媒体は、土壌である。いくつかの態様において、土壌は、砂、沈泥、埴土、またはこれらの何れかの組合せを含む。いくつかの態様において、土壌は、埴土、壌土、埴壌土、または沈泥質壌土である。いくつかの態様において、土壌は、人工土壌である。いくつかの態様において、土壌は、天然土壌である。

いくつかの態様において、少なくとも１個のユニットは、土壌表面下の１つ以上の深さで土壌に加えられる。いくつかの態様において、少なくとも１個のユニットは、１〜５０ｃｍの深さで加えられる。いくつかの態様において、少なくとも１個のユニットは、１ｃｍ、５ｃｍ、１０ｃｍ、１５ｃｍ、２０ｃｍ、２５ｃｍ、３０ｃｍ、３５ｃｍ、４０ｃｍ、４５ｃｍもしくは５０ｃｍの深さ、または前述の深さの２、３、もしくは４つの何れかの組合せの深さで加えられる。

本発明は、
ａ）少なくとも１個のセグメントが水に対して不浸透性であり、少なくとも１個のセグメントが水に対して浸透性である、２個以上のセル壁セグメントを含むセルと、
ｂ）セル内の農薬と
を含む、農薬送達ユニットも提供する。

１つの態様において、農薬送達ユニットは、
ａ）少なくとも１個のセグメントが水に対して不浸透性であり、少なくとも１個のセグメントが水に対して浸透性である、２個以上のセル壁セグメントを含むセルと、
ｂ）セル内の農薬と、
を含み、セル内部からセルの外部にある媒体へ、セルの少なくとも１個の浸透性セグメントを通して農薬を制御放出することが可能なように配列されている。

本発明は、
ａ）水に対して不浸透性である材料から作製されるセルである、不浸透性セルと、
ｂ）不浸透性セル内の農薬と、
ｃ）ヒドロゲルを含むセルのセグメントと
を含む、農薬送達ユニットを提供する。

１つの態様において、農薬送達ユニットは、
ａ）不浸透性セルと、
ｂ）不浸透性セル内の農薬と、
ｃ）農薬と接触する、不浸透性セル内に配置されている部分、および不浸透性セルの外部にある媒体と接触する、不浸透性セルの外側に配置されている部分を有するセルのセグメントと
を含み、不浸透性セルの内部から不浸透性セルの外部にある媒体へ、セグメントを通して農薬を制御放出することが可能なように配列されている。

いくつかの態様において、浸透性セグメントは障壁である。いくつかの態様において、浸透性セグメントは導管である。いくつかの態様において、浸透性セグメントは伝導体（conductive）である。いくつかの態様において、障壁は、セルから周囲域への農薬の放出率を制御する。いくつかの態様において、導管は、セルから周囲域への農薬の放出率を制御する。いくつかの態様において、伝導体は、セルから周囲域への農薬の放出率を制御する。

いくつかの態様において、障壁はヒドロゲルを含む。いくつかの態様において、導管はヒドロゲルを含む。いくつかの態様において、伝導体はヒドロゲルを含む。

いくつかの態様において、導管は、少なくとも１つのウイックを含む。いくつかの態様において、導管は、少なくとも１つのウイックおよびヒドロゲルを含む。１つの態様において、導管は、ウイックに取り込まれたヒドロゲルを含む。いくつかの態様において、導管は、少なくとも１つの毛管を含む。１つの態様において、導管は、少なくとも１つの毛管およびヒドロゲルを含む。１つの態様において、導管は多孔質媒体を含む。１つの態様において、多孔質媒体はシリカである。１つの態様において、多孔質材料はセラミックプレートである。１つの態様において、導管は、シリカに取り込まれたヒドロゲルを含む。１つの態様において、導管は、セラミックプレートに取り込まれたヒドロゲルを含む。

いくつかの態様において、セラミックプレートは、６μｍの孔径を有する。いくつかの態様において、毛管は有孔である。いくつかの態様において、毛管は、直径が６０μｍの粒状石英で充填されている。

いくつかの態様において、障壁は、少なくとも１つのウイックおよびヒドロゲルを含む。いくつかの態様において、障壁は、ゲルおよび多孔質媒体を含む。いくつかの態様において、障壁は管である。

いくつかの側面において、農薬は、セルの浸透性セグメントを通してのみセルから放出される。

本発明のいくつかの側面において、ユニットは、２個以上のセルを含む。いくつかの態様において、ユニットは、２〜５個のセルを含む。いくつかの態様において、ユニットは、２、３、４、５、６、７、８、９、１０個、または１０個を超えるセルを含む。

本発明のいくつかの側面において、ユニットは、２種以上の農薬を含む。

いくつかの態様において、農薬は肥料化合物である。いくつかの態様において、ユニットは１種の肥料化合物を含む。いくつかの態様において、ユニットは２種の肥料化合物を含む。いくつかの態様において、ユニットは３種の肥料化合物を含む。いくつかの態様において、ユニットは３種を超える肥料化合物を含む。

いくつかの態様において、肥料化合物は、窒素、カリウム、リン、またはこれらの組合せの何れかを含む。

いくつかの態様において、ユニットは、ユニットの一部として媒体中の（ＮＨ₄）₂ＳＯ₂、ＮＨ₄Ｈ₂ＰＯ₄、およびＫＣｌとしてのＮ、Ｐ、および／またはＫの総含有量が、それぞれ約５〜５０、１〜１０、および５〜１５０ｇ／ｍ２であるように、１〜３種の肥料化合物を含む。

いくつかの態様において、ユニットは、ユニットの一部として媒体中の（ＮＨ₄）₂ＳＯ₂、ＮＨ₄Ｈ₂ＰＯ₄、およびＫＣｌでとしてのＮ、Ｐ、およびＫの総含有量が、それぞれ約２５、５、および３０ｇ／ｍ２であるように、３種の肥料化合物を含む。

いくつかの態様において、肥料化合物は合成肥料である。

いくつかの態様において、肥料化合物は、微量栄養素、たとえば、ホウ素、鉄、コバルト、クロム、銅、ヨウ素、マンガン、セレニウム、亜鉛、またはモリブデンである。

いくつかの態様において、肥料化合物は、ＰＯ₄、ＮＯ₃、（ＮＨ₄）₂ＳＯ₂、ＮＨ₄Ｈ₂ＰＯ₄、および／またはＫＣｌである。いくつかの態様において、肥料化合物は、ＰＯ₄、ＮＯ₃、（ＮＨ₄）₂ＳＯ₂、ＮＨ₄Ｈ₂ＰＯ₄、および／またはＫＣｌを含む複数の肥料化合物を含む。

いくつかの態様において、２個以上の別々のセルは、それぞれ独立して、異なる農薬または農薬の異なる組合せを含有する。

特定の態様において、ユニットは、セル内部からセルの外部にある媒体へ、セルの少なくとも１個の浸透性セグメントを通して農薬を制御放出することが可能なように配列されている。

別の態様において、農薬は、使用前に乾燥している、またはユニットの使用前に、農薬は、水を含有するペースト剤、液剤、濃厚液剤、飽和液剤、もしくは分散剤である。

本発明のいくつかの側面において、セルは、１つの不浸透性セグメントを有する。本発明のいくつかの側面において、セルは、２〜２５個の不浸透性セグメントを有する。本発明のいくつかの側面において、セルは、５個を超える不浸透性セグメントを有する。

本発明のいくつかの側面において、２％未満のセル壁が浸透性である。本発明のいくつかの側面において、５％未満のセル壁が浸透性である。本発明のいくつかの側面において、１０％未満のセル壁が浸透性である。本発明のいくつかの側面において、２５％未満のセル壁が浸透性である。本発明のいくつかの側面において、２５％以上のセル壁が浸透性である。

本発明のいくつかの側面において、セルの浸透性セグメントは、多孔質材料を含む。本発明のいくつかの側面において、多孔質材料は、マイクロ多孔質材料である。本発明のいくつかの側面において、多孔質材料は、マクロ多孔質材料である。

本発明のいくつかの側面において、浸透性セグメントは、ヒドロゲルを含む。

本発明のいくつかの側面において、ヒドロゲルは、超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）を含む。本発明のいくつかの側面において、ＳＡＰは、天然の超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）、多糖ＳＡＰ、半合成ＳＡＰ、完全合成ＳＡＰ、またはこれらの何れかの組合せを含む。本発明のいくつかの側面において、ヒドロゲルは、合成ヒドロゲル、天然炭水化物ヒドロゲル、またはペクチンもしくはタンパク質ヒドロゲル、あるいはこれらの何れかの組合せを含む。本発明のいくつかの側面において、ヒドロゲルは、アクリルアミド、アクリル誘導体、またはこれらの何れかの組合せを含む。

いくつかの態様において、天然炭水化物ヒドロゲルは、寒天、セルロース、キトサン、デンプン、ヒアルロン酸、デキストリン、天然ガム、硫酸化多糖、またはこれらの何れかの組合せを含む。

いくつかの態様において、ペクチンまたはタンパク質ヒドロゲルは、ゼラチン、ゼラチン誘導体、コラーゲン、コラーゲン誘導体、またはこれらの何れかの組合せを含む。

１つの態様において、ヒドロゲルは、アクリル酸およびカルボキシメチルセルロースを含む。

いくつかの態様において、ＳＡＰは半合成ＳＡＰを含む。いくつかの態様において、半合成ＳＡＰは、ＣＭＣ−ｇ−ポリアクリル酸ＳＡＰである。いくつかの態様において、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）グラフトポリアクリル酸ＳＡＰは、アクリルモノマー（アクリルアミド−アクリル）に対して６％のＣＭＣ、アクリル酸に対して６％のＣＭＣ、アクリル酸に対して２５％のＣＭＣ、またはＣＭＣ ５０％ ＡＡを含む。いくつかの態様において、ＣＭＣグラフトＳＡＰは、アクリルモノマーに対して５〜５０％のＣＭＣを含む。いくつかの態様において、ＣＭＣグラフトＳＡＰは、アクリルモノマーに対して６〜１２％のＣＭＣを含む。

いくつかの態様において、半合成ＳＡＰは、ｋ−カラギーナン架橋ポリアクリル酸ＳＡＰである。いくつかの態様において、ＳＡＰは、アルギン酸塩またはｋ−カラギーナン架橋ポリアクリル酸ＳＡＰ以外のものである。

いくつかの態様において、ＳＡＰは完全合成ＳＡＰを含む。いくつかの態様において、完全合成ＳＡＰは、アクリル酸もしくはアクリルアミド、またはこれらの組合せの何れかである。

いくつかの態様において、ＳＡＰは、水中においてその重量の少なくとも約５０、７５、８０、８５、９０、９５、１００、２００、３００、４００、５００、または１０００倍を吸収することができる。

本発明のいくつかの側面において、セルは、ポリエチレン、ポリプロピレン、またはポリエステルのうちの１種以上を含む。いくつかの態様において、セルはポリプロピレンを含む。本発明のいくつかの側面において、セルは、ポリ乳酸、ポリヒドロキシアルカノエート、ポリヒドロキシブチレート、またはポリヒドロキシバレレートのうちの１種以上を含む。いくつかの態様において、セルはポリ乳酸を含む。本発明のいくつかの側面において、セルは、熱可塑性デンプン、酢酸セルロース、または他のセルロース系材料を含む。本発明のいくつかの側面において、セルは、ポリカプロラクトン、ポリグリコリド、ポリジオキサノン、またはこれらの何れかの組合せまたはコポリマーを含む。

本発明のいくつかの側面において、農薬は、質量流によりユニットから放出される。本発明のいくつかの側面において、農薬は、拡散によりユニットから放出される。

本発明のいくつかの側面において、農薬は、ユニットが室温で水に浸漬されてから４０日以内にユニットから放出される。本発明のいくつかの側面において、農薬は、ユニットが室温で水に浸漬されてから４０日以内にユニットから放出される。本発明のいくつかの側面において、２０重量％未満の農薬が、ユニットが室温で水に浸漬されてから４０日以内にユニットから放出される。本発明のいくつかの側面において、５０重量％未満の農薬が、ユニットが室温で水に浸漬されてから６０日以内にユニットから放出される。

いくつかの態様において、農薬は、植栽土壌に施用した約１０、１５、２０、２５、または３０日後まで実質的に放出されない。いくつかの態様において、農薬は、植栽土壌に施用した後、少なくとも約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、または２０週間の期間にわたってユニットから放出される。

いくつかの態様において、農薬は、１か月間〜８か月間にわたって放出される。特定の態様において、農薬は、作物の成長期にわたって放出される。いくつかの態様において、農薬は、８〜１２か月間にわたって放出される。いくつかの態様において、農薬は、１２か月間を超えて放出される。

いくつかの態様において、ユニットは複数のセルを含み、１つのセルの農薬がユニットの別のセルからの農薬の放出と異なる期間にわたって、および／または異なる率で放出されるように配列されている。特定の態様において、ユニットは、成長期に異なる農薬を異なる放出率で放出するように配列される。

本発明のいくつかの側面において、セルのそれぞれのパラメータを調整して、所望の放出プロファイルを達成することができる。

本発明のいくつかの側面において、セルの内容物の配合を調整して、１種以上の農薬の所望の放出プロファイルを達成していてもよい。セルの内容物は、必要に応じて不活性剤を含有して、所望の放出プロファイルに到達することができる。

本発明のいくつかの側面において、少なくとも１個の浸透性セグメントのそれぞれのパラメータを調整して、所望の放出プロファイルを達成することができる。本発明のいくつかの側面において、パラメータは、浸透性セグメントの数である。本発明のいくつかの側面において、パラメータは、セル壁における浸透性セグメントの割合である。本発明のいくつかの側面において、パラメータは、浸透性セグメントの直径である。本発明のいくつかの側面において、パラメータは浸透性セグメントの組成である。

本発明のいくつかの側面において、１種以上の農薬の放出プロファイルは、セルの内容物の配合によって影響を受けない。本発明のいくつかの側面において、１種以上の農薬の放出プロファイルは、セル内部の１種以上の農薬の量によって影響を受けない。本発明のいくつかの側面において、１種以上の農薬の放出プロファイルは、少なくとも１個の浸透性セグメントのパラメータによってのみ制御される。

いくつかの態様において、浸透性セグメントは、完全なセル壁の少なくとも０．００２％である。

いくつかの態様において、浸透性セグメントは、完全なセル壁の０．００２％〜５％である。

いくつかの態様において、浸透性セグメントはヒドロゲルのみである。いくつかの態様において、浸透性セグメントはヒドロゲルのみであり、放出率は１×１０^-5〜１×１０^-3（ｇ×ｄ^-1）である。

いくつかの態様において、浸透性セグメントは、ヒドロゲルを含む配向（oriented）多孔質媒体であり、放出率は１×１０^-5〜１×１０^-3（ｇ×ｄ^-1）である。いくつかの態様において、配向多孔質媒体はウイックである。

いくつかの態様において、浸透性セグメントは、ヒドロゲルを含む無配向多孔質媒体であり、放出率は１×１０^-6〜１×１０^-4（ｇ×ｄ^-1）である。いくつかの態様において、無配向多孔質媒体は、シリカまたはセラミックプレートである。

いくつかの態様において、少なくとも１種の農薬の放出率は、１×１０^-8〜１×１０^-1（ｇ×ｄ^-1）である。いくつかの態様において、少なくとも１種の農薬の放出率は、１×１０^-3〜４×１０^-1（ｇ×ｄ^-1）である。いくつかの態様において、少なくとも１種の農薬の放出率は、１．７×１０^-3〜２．０×１０^-3（ｇ×ｄ^-1）である。いくつかの態様において、少なくとも１種の農薬の放出率は、１．０×１０^-3〜２．９×１０^-3（ｇ×ｄ^-1）である。いくつかの態様において、少なくとも１種の農薬の放出率は、１．７×１０^-3〜２．７×１０^-3（ｇ×ｄ^-1）である。いくつかの態様において、少なくとも１種の農薬の放出率は、２．２×１０^-3〜３．１×１０^-1（ｇ×ｄ^-1）である。

いくつかの態様において、少なくとも１種の農薬は肥料である。いくつかの態様において、肥料の放出率は、１×１０^-4〜１×１０^-1（ｇ×ｄ^-1）である。いくつかの態様において、少なくとも１種の農薬は、植物保護製品または植物成長増強剤である。いくつかの態様において、植物保護製品または植物成長増強剤の放出率は、１×１０^-8〜１×１０^-2（ｇ×ｄ^-1）である。いくつかの態様において、浸透性セグメントの長さは少なくとも１ｍｍである。いくつかの態様において、浸透性セグメントの長さは約１ｍｍ〜２０ｍｍである。いくつかの態様において、浸透性セグメントの直径は少なくとも０．０１ｍｍである。いくつかの態様において、浸透性セグメントの直径は約０．０１ｍｍ〜２ｍｍである。

本発明のいくつかの側面において、セルの容積は約０．５〜２０ｃｍ³である。本発明のいくつかの側面において、セルの容積は約１〜１０ｃｍ³である。本発明のいくつかの側面において、セルの容積は約１〜５ｃｍ³または約２〜３ｃｍ³である。いくつかの態様において、セルの容積は、約１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０ｃｍ³である。

本発明のいくつかの側面において、セルは、１〜２０、１〜１０、または１〜５ｇの１種の農薬を含む。本発明のいくつかの側面において、セルは、１ｇの１種の農薬を含む。本発明のいくつかの側面において、セルは、４ｇの１種の農薬を含む。本発明のいくつかの側面において、ユニットの乾燥重量は、約０．１ｇ〜２０ｇである。本発明のいくつかの側面において、ユニットの乾燥重量は、約１〜１０ｇである。

本発明のいくつかの側面において、ユニットは、約１〜１０ｇの農薬の容量を有する。いくつかの態様において、セルは、少なくとも約０．０５、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１、２、５、１０ｍｇ、または０．０５、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、もしくは１グラムの農薬を含む。

本発明のいくつかの側面において、ユニットは、円筒体、球体、多面体、立方体、または円板の形状である。本発明のいくつかの側面において、ユニットは、三角形、長方形、円形、または正方形の横断面を有する形状である。

本発明のいくつかの側面において、農薬は、窒素、カリウム、リン、またはこれらの組合せの何れかを含む肥料を含む。本発明のいくつかの側面において、農薬は、肥料、殺有害生物剤、ホルモン、薬剤、化学成長剤、酵素、成長促進剤、生物刺激剤、または微量元素のうちの少なくとも１種を含む。

本発明のいくつかの側面において、ユニットは、ユニットを部分的または完全に取り囲んでいるゲルをさらに含む。本発明のいくつかの側面において、ゲルは、ヒドロゲル、エアロゲル、またはオルガノゲルを含む。いくつかの態様において、ゲルは、ユニットのセル内部の農薬と同じ、または異なる１種以上の農薬を含有するように配合される。

いくつかの側面において、本発明は、農薬送達方法であって、複数の農薬送達ユニットを植物成長媒体に配布することを含み、ユニットが、
ａ）少なくとも１個のセグメントが水に対して不浸透性であり、少なくとも１個のセグメントが水に対して浸透性である、２個以上のセル壁セグメントを含むセルと、
ｂ）セル内の農薬と
を個別に含み、
ユニットが、セルから、セルの少なくとも１個の浸透性セグメントを介して農薬の延長制御送達を提供する
方法を提供する。

いくつかの側面において、本発明は、農薬送達方法であって、複数の農薬送達ユニットを植物成長媒体に配布することを含み、ユニットが、
ａ）水不浸透性セルと、
ｂ）セル内の農薬と、
ｃ）部分的にセル内および部分的にセルの外部に配置されている、セルのセグメントと
を個別に含み、
ユニットが、セルからセグメントを介して農薬の延長制御送達を提供する
方法を提供する。

本発明のいくつかの側面において、方法は、複数の農薬送達ユニットを植物成長媒体に配布することを含む。本発明のいくつかの側面において、ユニットは、媒体表面下の１つ以上の深さで植物成長媒体に加えられる。本発明のいくつかの側面において、ユニットは、１〜５０ｃｍの深さで加えられる。本発明のいくつかの側面において、ユニットは、１平方メートルあたり約１〜５０個、５〜５０個、または１０〜３０個のユニットの濃度で成長媒体に加えられる。

いくつかの態様において、植物が成長する媒体は、土壌を含む。いくつかの態様において、植物が成長する媒体は、土壌である。いくつかの態様において、土壌は、砂、沈泥、埴土、またはこれらの何れかの組合せを含む。いくつかの態様において、土壌は、埴土、壌土、埴壌土、または沈泥質壌土である。いくつかの態様において、土壌は、人工土壌である。いくつかの態様において、土壌は、天然土壌である。

いくつかの態様において、少なくとも１個のユニットは、土壌表面下の１つ以上の深さで土壌に加えられる。いくつかの態様において、少なくとも１個のユニットは、１〜５０ｃｍの深さで加えられる。いくつかの態様において、少なくとも１個のユニットは、１ｃｍ、５ｃｍ、１０ｃｍ、１５ｃｍ、２０ｃｍ、２５ｃｍ、３０ｃｍ、３５ｃｍ、４０ｃｍ、４５ｃｍ、もしくは５０ｃｍ、または前述の深さの２、３、もしくは４つの何れかの組合せの深さで加えられる。

いくつかの側面において、本発明は、農薬送達ユニットを作製する方法であって、少なくとも１個のセグメントが水に対して不浸透性であり、少なくとも１個のセグメントが水に対して浸透性である、２個以上のセル壁セグメントを含むセルを作り出すこと、および少なくとも１種の農薬が水と接触した後にセルの少なくとも１個の浸透性セグメントから制御的に放出されるように、農薬をセルにカプセル化することを含む方法を提供する。

いくつかの態様において、本発明は、農薬によって引き起こされる環境被害を低減する方法であって、植物の媒体に少なくとも１個の本発明のユニットを加えることによって、植物の根に農薬を送達することを含む方法を提供する。

いくつかの態様において、本発明は、農薬への曝露を最小限にする方法であって、植物の媒体に少なくとも１個の本発明のユニットを加えることによって、植物の根に農薬を送達することを含む方法を提供する。

いくつかの態様において、本発明は、植物の優先的な根発育区域を作り出すために農薬を送達する方法であって、
ｉ）１個以上の本発明のユニットを植物の根区域に加えることと、
ｉｉ）１個以上の本発明のユニットを、植物の成長が予想される媒体の予想される根区域に加えることと
を含む方法を提供する。

いくつかの態様において、植物は農地で栽培される。いくつかの態様において、植物は作物植物である。いくつかの態様において、作物植物は、穀物または樹木作物植物である。いくつかの態様において、作物植物は、果実または野菜植物である。

いくつかの態様において、植物は、バナナ、オオムギ、インゲンマメ、キャッサバ、トウモロコシ、ワタ、ブドウ、オレンジ、エンドウマメ、ジャガイモ、イネ、ダイズ、サトウダイコン、トマト、またはコムギである。いくつかの態様において、植物は、ヒマワリ、キャベツ植物、レタス、またはセロリ植物である。いくつかの態様において、植物は、家庭（植木鉢）および庭で栽培される。いくつかの態様において、植物は作物植物である。いくつかの態様において、作物植物は、鑑賞植物、穀物、または樹木作物植物である。いくつかの態様において、作物植物は、果実または野菜植物である。

本発明は、植物の収量を増加する方法であって、（ｉ）１個以上の本発明のユニットを、植物が成長している、または成長する媒体に加えること、および（ｉｉ）植物を成長させることを含み、植物の収量が、ユニットを含有しない媒体よりユニットを含有する媒体中に成長させたときのほうが高い方法を提供する。

本発明は、植物の成長率を増加する方法であって、（ｉ）１個以上の本発明のユニットを、植物が成長している、または成長する媒体に加えること、および（ｉｉ）植物を成長させることを含み、植物が、ユニットを含有しない媒体よりユニットを含有する媒体において速く成長する方法を提供する。

本発明は、植物のサイズを増加する方法であって、（ｉ）１個以上の本発明のユニットを、植物が成長している、または成長する媒体に加えること、および（ｉｉ）植物を成長させることを含み、植物が、ユニットを含有しない媒体よりユニットを含有する媒体において大きく成長する方法を提供する。

本発明は、植物によるＮ、Ｐ、および／またはＫの吸収を増加する方法であって、（ｉ）１個以上の本発明のユニットを、植物が成長している、または成長する媒体に加えること、および（ｉｉ）植物を成長させることを含み、ユニットを含有する媒体への植物のＮ、Ｐ、および／またはＫの吸収が、ユニットを含有しない媒体へ吸収より大きい方法を提供する。

本発明は、低い周囲温度での農薬の効率的な制御放出の方法であって、（ｉ）１個以上の本発明のユニットを、植物が成長している、または成長する媒体に加えること、および（ｉｉ）植物を成長させることを含み、放出率に対する低周囲温度の影響が低減される方法を提供する。

いくつかの態様において、低周囲温度は、１５℃未満、１２℃未満、１０℃未満、８℃未満、６℃未満、４℃未満、２℃未満、または０℃未満である。

本発明は、高い周囲温度での農薬の効率的な制御放出の方法であって、（ｉ）１個以上の本発明のユニットを、植物が成長している、または成長する媒体に加えること、および（ｉｉ）植物を成長させることを含み、放出率に対する高周囲温度の影響が低減される方法を提供する。

いくつかの態様において、高周囲温度は、２３℃超、２５℃超、３０℃超、または４０℃超である。

本発明は、低い周囲水分での農薬の効率的な制御放出の方法であって、（ｉ）１個以上の本発明のユニットを、植物が成長している、または成長する媒体に加えること、および（ｉｉ）植物を成長させることを含み、放出率に対する低周囲水分の影響が低減される方法を提供する。

いくつかの態様において、作物植物は、コムギ植物、トウモロコシ植物、ダイズ植物、イネ植物、オオムギ植物、ワタ植物、エンドウマメ植物、ジャガイモ植物、樹木作物植物、または野菜植物である。

いくつかの態様において、本発明は、植物を成長させる方法であって、少なくとも１個の本発明のユニットを、植物が成長する媒体に加えることを含む方法を提供する。

いくつかの態様において、ユニットは、１平方メートルあたり約１〜５０個、５〜５０個、１０〜３０個のユニットの濃度で成長媒体に加えられる。

本発明のいくつかの側面において、農薬送達ユニットを作製する方法であって、少なくとも１種の農薬が水と接触した後にウイックから制御的に放出されるように、部分的にセル内および部分的にセルの外部に位置付けられているウイックを備えた非浸透性ポリマーセルに少なくとも１種の農薬をカプセル化することによって、セルを作り出すことを含む方法が提供される。

本発明のいくつかの側面において、農薬送達ユニットを作製する方法であって、（ｉ）少なくとも１個のセグメントが水に対して不浸透性であり、少なくとも１個のセグメントが水に対して浸透性である、２個以上のセル壁セグメントを含むセルを作り出すこと、および（ｉｉ）少なくとも１種の農薬が水と接触した後に少なくとも１個の浸透性セグメントから制御的に放出されるように、少なくとも１種の農薬をセルにカプセル化することを含む方法が提供される。

本発明のいくつかの側面において、カプセル化は、少なくとも１種の農薬を取り囲むポリマー層を付着させる押出機を使用することを含む。本発明のいくつかの側面において、カプセル化は、農薬をポリマーセルに充填すること、およびセルをウイックと一緒に封止することを含む。本発明のいくつかの側面において、ヒドロゲルがセルの周りに重合される。本発明のいくつかの側面において、カプセル化は、第１の重合工程および第２の重合工程を含む。

別の態様において、農薬送達ユニットは、ポリマーシートを真空の使用によって伸張することによって、セルを生じること、肥料をセルに装填すること、次に任意に並行して、ウイックをノッチ付きポリマーシートの上部に置くこと、ノッチおよびウイックの上部に第２のポリマーシートを溶着させること、ならびにウイックを有するノッチ付き被覆シートをセルの上部に溶着させることを含む方法によって、作製される。いくつかの態様において、ノッチ付きポリマーシートは、熱パルスの使用によってセルに溶着される。

特に定義されない限り、ここで使用される全ての技術および科学用語は、本発明が属する技術の当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。

ここで使用されるとき、特に記述されない限り、または文脈によって必要とされない限り、以下の用語は、それぞれ下記に記載されている定義を有する。

パラメータ範囲が提供される場合、範囲内の全ての整数およびその小数第１位も、本発明によって提供されることが理解される。たとえば、「０．２〜５ｍｇ／ｋｇ／日」は、０．２ｍｇ／ｋｇ／日、０．３ｍｇ／ｋｇ／日、０．４ｍｇ／ｋｇ／日、０．５ｍｇ／ｋｇ／日、０．６ｍｇ／ｋｇ／日など、５．０ｍｇ／ｋｇ／日までの開示である。

ここで使用されるとき、数値または範囲の文脈における「約」は、文脈がより限定された範囲を必要としない限り、列挙または主張される数値または範囲の±１０％を意味する。

ここで使用されるとき、用語「不浸透性」は、セル壁セグメントを記載するのに使用される場合、セル壁セグメントが流体の実質的な量を通過させないことを意味する。流体には、水が含まれるが、これに限定されない。

ここで使用されるとき、用語「浸透性」は、セル壁セグメントを記載するのに使用される場合、セル壁セグメントが流体の実質的な量を通過させることを意味する。流体には、水が含まれるが、これに限定されない。

ここで使用されるとき、用語「浸透性セグメント」は、セルから周囲域への化学薬品の放出率を制御する障壁および／または導管および／または伝導体を指す。

用語「制御放出」は、ここに記載されているユニットを指すのに使用される場合、ユニットが不浸透性セルの１種以上の農薬を徐々に経時的に放出するように配列されていることを意味する。いくつかの態様において、ユニットは、セルを取り囲んでいる媒体に、たとえば、根発育区域に、根発育区域が膨潤している場合は少なくとも約１週間にわたって農薬を放出するように配列される。いくつかの態様において、ユニットは、農薬を４週間、３か月間、または８か月間まで、最も好ましくは作物の成長期にわたって放出するように配列される。「制御放出」は、用語「徐放」（「ＳＲ」）と交換可能である。

「ＤＡＰ」は、植え付け後の日数を意味する。

文脈によって必要とされない限り、「ユニット」は、ここに記載されている植物の根に農薬を送達するためのユニットを指す。「肥料ユニット」は、肥料を含む、ここに記載されている植物の根に農薬を送達するためのユニットを指す。「肥料／殺有害生物剤ユニット」は、肥料および殺有害生物剤を含む、ここに記載されている植物の根に農薬を送達するためのユニットを指す。

ここで使用されるとき、「ウイック」は、横断面より大きな長さを有する、ここに記載されている農薬送達ユニットの構成要素である。「ウイック」は、繊維メッシュ、綿または他のセルロース繊維、セラミック、ガラス系繊維、毛管構造を有する多孔質材料、マイクロ多孔質材料、マクロ多孔質材料が含まれる、何れかの適する材料から作製されうる。

ここで使用されるとき、「浸透性セグメント」は、長さより大きな横断面を有する、ここに記載されている農薬送達ユニットの構成要素である。

「根発育区域」は、水和されると、成長根（growing root）によって貫入されうる、本発明のユニットの構成要素である。いくつかの態様において、成長根は、ユニットの根発育区域内で成長および発育することができる。いくつかの態様において、根発育区域は、超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）である。いくつかの態様において、根発育区域は、エアロゲル、ジオテキスタイル、またはスポンジである。いくつかの態様において、根発育区域は、たとえば、後に灌漑される土壌（人工または天然）にユニットが置かれたとき、周辺環境から水を吸収する。いくつかの態様において、水和された根発育区域は、成長根が水および栄養素を吸収することができる人工的な環境を作り出す。いくつかの態様において、ユニットの根発育区域は、ユニットの農薬区域の農薬と同じ、または異なる１種以上の農薬を含有するように配合される。ここで記載されている発明は、何れかの特定の作用機構に限定されないが、成長根は、根発育区域の水および／または農薬（たとえば、ミネラル）の存在のため、ユニットの根発育区域に引き寄せされると考えられる。根は、ユニットにおける水および／または農薬の継続的な利用可能性のため、ユニットの根発育区域内で成長および発育し続けることができると考えられる。

本発明の態様における使用のために提供される、または考慮される植物には、単子葉植物と双子葉植物の両方が含まれる。いくつかの態様において、植物は作物植物である。ここで使用されるとき、「作物植物」は商業的に栽培される植物である。いくつかの態様において、本発明の植物は、作物植物（たとえば、穀類およびマメ類、トウモロコシ、コムギ、ジャガイモ、タピオカ、イネ、ソルガム、ギビ、キャッサバ、オオムギ、もしくはエンドウマメ）、または他のマメ科である。いくつかの態様において、作物植物は、食用根、塊茎、葉、茎、花、または果実の生産のために栽培されるものであってもよい。植物は、野菜または観賞植物であってもよい。本発明の作物植物の非限定例には、アクロコミア・アクレアタ（Acrocomia aculeata）（モモヤシ（macauba palm））、シロイヌナズナ（Arabidopsis thaliana）、アラシニス・ヒポガエア（Aracinis hypogaea）（ピーナッツ）、アストロカリウム・ムルムル（Astrocaryum murumuru）（ムルムル）、アストロカリウム・ブルガレ（Astrocaryum vulgare）（ツクマ）、アッタレア・ゲラエンシス（Attalea geraensis）（インダイア−ラテイロ（Indaia-rateiro））、アッタレア・フミリス（Attalea humilis）（アメリカンオイルパーム（American oil palm））、アッタレア・オレイフェラ（Attalea oleifera）（アンダイア（andaia））、アッタレア・ファレラタ（Attalea phalerata）（ウリクリ（（uricuri））、アッタレア・スペキオサ（Attalea speciosa）（ババス）、アベナ・サティバ（Avena sativa）（エンバク）、ベタ・バルガリス（Beta vulgaris）（テンサイ）、アブラナ属の種（Brassica sp.）、たとえば、ブラシカ・カリナタ（Brassica carinata）、ブラシカ・ユンセア（Brassica juncea）、ブラシカ・ナポブラシカ（Brassica napobrassica）、ブラシカ・ナプス（Brassica napus）（キャノーラ）、カメリナ・サティバ（Camelina sativa）
（アマナズナ）、カンナビス・サティバ（Cannabis sativa）（タイマ）、カーサムス・チンクトリウス（Carthamus tinctorius）（ベニバナ）、カリオカー・ブラシリエンス（Caryocar brasiliense）（ペキー）、ココス・ヌシフェラ（Cocos nucifera）（ココナッツ）、クランベ・アビシニカ（Crambe abyssinica）（アビシニアンケール）、ククミス・メロ（Cucumis melo）（メロン）、エライス・ギニエンシス（Elaeis guineensis）（ギニアアブラヤシ）、グリシン・マックス（Glycine max）（ダイズ）、ゴシピウム・ヒルスツム（Gossypium hirsutum）（ワタ）、ヘリアンタス属の種（Helianthus sp.）、たとえば、ヘリアンタス・アヌス（Helianthus annuus）（ヒマワリ）、ホルデウム・ヴァルガレ（Hordeum vulgare）（オオムギ）、ジャトロファ・クルカス（Jatropha curcas）（ナンヨウアブラギリ）、ヨアネシア・プリンセプス（Joannesia princeps）（アララナッツツリー）、レムナ属の種（Lemna sp.）（ウキクサ）、たとえば、レムナ・エクイノクティアリス（Lemna aequinoctialis）、レムナ・ディスペルマ（Lemna disperma）、レムナ・エクアドリエンシス（Lemna ecuadoriensis）、レムナ・ギバ（Lemna gibba）（イボウキクサ）、レムナ・ジャポニカ（Lemna japonica）、レムナ・ミノル（Lemna minor）、レムナ・ミヌタ（Lemna minuta）、レムナ・オブスキュラ（Lemna obscura）、レムナ・ポーシコスタータ（Lemna paucicostata）、レムナ・ペルプシラ（Lemna perpusilla）、レムナ・テネラ（Lemna tenera）、レムナ・ツリスルカ（Lemna trisulca）、レムナ・ツリオニフェラ（Lemna turionifera）、レムナ・ヴァルジビアナ（Lemna valdiviana）、レムナ・ユンゲンシス（Lemna yungensis）、リカニア・リジダ（Licania rigida）（オイチシカ）、リヌム・ユーシタティシマム（Linum usitatissimum）（アマ）、ルピナス・アングスティフォリウス（Lupinus angustifolius）（ルピナス）、モーリシア・フレックスオーサ（Mauritia flexuosa）（ブリチーヤシ）、マクシミリアナ・マリパ（Maximiliana maripa）（イナジャ・パーム（inaja palm））、ミスカンサス属の種（Miscanthus sp.）、たとえば、ミスカンサスＸギガンテウス（Miscanthus x giganteus）およびミスカンサス・シネンシス（Miscanthus sinensis）、ニコチアナ属の種（Nicotiana sp.）（タバコ）、たとえば、ニコチアナ・タバカム（Nicotiana tabacum）またはニコチアナ・ベンサミアナ（Nicotiana benthamiana）、オエノカルプス・バカバ（Oenocarpus bacaba）（バカーバデアゼイテ）、オエノカルプス・バタウア（Oenocarpus bataua）（パタウア（pataua））、オエノカルプス・ディスティクス（Oenocarpus distichus）（バカーバ−デ−レクウェ（bacaba-de-leque））、オリザ属の種（Oryza sp.）（イネ）、たとえば、オリザ・サティバ（Oryza sativa）およびオリザ・グラベリマ（Oryza glaberrima）、パニカム・ヴィルガタム（Panicum virgatum）（スイッチグラス）、ポラクエイバ・パラエンシス（Paraqueiba paraensis）（マリ（mari））、パーシー・アメリカーナ（Persea amencana）（アボカド）、ポンガミア・ピンナタ（Pongamia pinnata）（クロヨナ）、ポプルス・トリコカルパ（Populus trichocarpa）、リシナス・コムニス（Ricinus communis）（トウゴマ）、サトウキビ属の種（Saccharum sp.）（サトウキビ）、セサマム・インディカム（Sesamum indicum）（ゴマ）、ソラナム・チュベロッサム（Solanum tuberosum）（ジャガイモ）、モロコシ属の種（Sorghum sp.）、たとえば、ソルガム・ビカラー（Sorghum bicolor）、ソルガム・バルガレ（Sorghum vulgare）、テオブロマ・グランディフローラム（Theobroma grandiforum）（キュプアス）、トリフォリウム属の種（Trifolium sp.）、トリツリナクス・ブラジリエンシス（Trithrinax brasiliensis）（ブラジリアンニードルパーム（Brazilian needle palm））、コムギ属の種（Triticum sp.）（コムギ）、たとえば、トリティークム・アエスティウム（Triticum aestivum）、ゼアメイズ（Zea mays）（トウモロコシ）、アルファルファ（メディカゴ・サティバ（Medicago sativa））、ライムギ（セカーレ・セレアーレ（Secale cerale））、サツマイモ（ロプモエア・バタツス（Lopmoea batatus））、キャッサバ（マニホット・エスクレンタ（Manihot esculenta））、コーヒー（コーヒーノキ属の種（Cofea spp.））、パイナップル（アナナス・コモサス（Anana comosus））、柑橘類（ミカン属の種（Citrus spp.））、ココア（テオブロマ・カカオ（Theobroma cacao））、チャ（カメリア・シネンシス（Camellia senensis））、バナナ（ムサ属の種（Musa spp.））、アボカド（パーシー・アメリカーナ（Persea americana））、イチジク（フィクス・カリカ（Ficus casica））、グァバ（プシディウム・グアジャバ（Psidium guajava））、マンゴー（マンギフェラ・インディカ（Mangifer indica)）、オリーブ（オレア・ヨーロパエア（Olea europaea））、パパイヤ（カリカ・パパイヤ（Carica papaya））、カシュー（アナカルディウム・オクシデンタール（Anacardium occidentale））、マカダミア（マカダミア・インテルグリフォリア（Macadamia intergrifolia））、ならびにアーモンド（プルヌス・アミグダルス（Prunus amygdalus））が含まれる。

特に記述されない限り、または文脈から必要とされない限り、「膨潤している」とは、材料が、脱イオン水の中に２１℃で２４時間置かれると吸収するであろう水量の少なくとも約１％の吸水量を有することを意味する。材料がヒドロゲルである場合、「膨潤」ヒドロゲルを「水和」ヒドロゲルと呼ぶことができる。いくつかの態様において、膨潤材料は、材料が、脱イオン水の中に２１℃で２４時間置かれると吸収するであろう水量の少なくとも約２％の吸水量を有する。いくつかの態様において、膨潤材料は、材料が、脱イオン水の中に２１℃で２４時間置かれると吸収するであろう水量の少なくとも約３％の吸水量を有する。いくつかの態様において、膨潤材料は、材料が、脱イオン水の中に２１℃で２４時間置かれると吸収するであろう水量の少なくとも約４％の吸水量を有する。いくつかの態様において、膨潤材料は、材料が、脱イオン水の中に２１℃で２４時間置かれると吸収するであろう水量の少なくとも約５％の吸水量を有する。

特に記述されない限り、または文脈から必要とされない限り、「水和されている」とは、少なくとも約１％水和されていることを意味する。いくつかの態様において、「水和されている」とは、少なくとも約２％水和されていることを意味する。いくつかの態様において、「水和されている」とは、少なくとも約３％水和されていることを意味する。いくつかの態様において、「水和されている」とは、少なくとも約４％水和されていることを意味する。いくつかの態様において、「水和されている」とは、少なくとも約５％水和されていることを意味する。

ここで使用されるとき、本発明の「完全に膨潤している」ユニットは、ユニットが脱イオン水の中に２１℃で２４時間置かれると吸収するであろう水量に等しい吸水量を含有するユニットである。

ここで使用されるとき、人工環境は、農地の根区域内に配置された媒体、または農薬が装填された園芸植物が、内部の周辺部内で根の成長および吸収活性を促すことを意味する。農薬の非限定例には、殺虫剤、除草剤、および殺真菌剤を含む殺有害生物剤が含まれる。農薬は、天然および合成肥料、ホルモン、ならびに他の化学成長剤を含んでいてもよい。

ユニットは、根発育区域への放出を制御する構造に、投入量（肥料、殺有害生物剤、または他の農薬）を含有していてもよい。放出率は、成長期にわたって植物の要求を満たすように設計される。いくつかの態様において、所定の作用期間の終了時に、投入量の残留物は残っていない。

水溶性殺有害生物剤により作製されるユニットは、水溶性殺有害生物剤が他の農薬、たとえば肥料を一緒に伴って、または伴うことなく１個以上のセルに含有されるように配合されていてもよい。殺有害生物剤を、根発育区域または植物周辺土壌に制御放出的に放出するように、これらのユニットが配列されていてもよい、またはセルの内容物が配合されていてもよい。

疎水性殺有害生物剤が他の農薬、たとえば肥料を一緒に伴って、または伴うことなく含有されるように、疎水性殺有害生物剤により作製されるユニットが配列されていてもよい、またはセルの内容物が配合されていてもよい。これらのユニットは、何れかの追加の制御放出機構、たとえばコーティングシステムを有する必要はなく、それは、殺有害生物剤の疎水的な性質が、根発育区域への放出を含む放出率を制限するからである。したがって、殺有害生物剤の疎水的な性質は、殺有害生物剤がユニットから周辺媒体へ浸出する率を制限する。したがって、いくつかの場合において、制御放出機構を欠いている１個以上のセルに疎水性殺有害生物剤を配合すること、および／または１つ以上の根発育区域の全体に殺有害生物剤を分散することが、経済的に有利である。

いくつかの態様において、セルは、シリカがコーティングされた高度に架橋されたポリマー、または高度に架橋されたポリアクリル酸／多糖から作製された蜂の巣様構造中に、１種以上の肥料、殺有害生物剤、および／または他の農薬、たとえば、窒素、リン、カリウムなどを埴土充填剤と共に含む。いくつかの態様において、セルは、蜂の巣様構造中に、肥料、殺有害生物剤、および／または少なくとも１種の他の農薬を、外部コーティングと共に、または外部コーティングなしで含む。

本発明の根発育区域は、土壌の中で持続性があり、根発育区域における根の貫入、吸収活性、および成長、ならびに／または発育を促す。いくつかの態様において、超吸収性ポリマーは、灌水の際に、土壌の水分を吸収し、膨潤し、高い含水量を長期間にわたって維持することができるので、根発育区域として機能を果たすことができる。セルと、根発育区域の周辺部との間に存在する化学薬品濃度の漸進的移行が、本発明のユニットのライフサイクルにわたって根の吸収活性を可能にする区域が、これらの特徴により形成される。いくつかの態様において、根発育区域は特徴、たとえば、機械抵抗（土壌の中で形状および構造を維持するため）、膨潤サイクル能（土壌の含水量に応じて水和および脱水を繰り返す能力）、酸素透過性（根の活動、たとえば根の発育を支持するために十分な酸素レベルを維持する）、ならびに根の貫入性（その中への根の成長を可能にする）を有する。

本発明に使用されていてもよい材料には、１）埴土、２）ゼオライト、３）凝灰岩、４）フライアッシュ、５）ヒドロゲル、６）発泡体が含まれるが、これらに限定されない。

いくつかの態様において、本発明の人工環境は、土壌種類およびｐＨに対して緩衝材としての機能を果たして、汎用的な根成長環境を提供する。いくつかの態様において、本発明の人工環境は、所望の条件に必要な材料および栄養素、たとえば、水、肥料、薬剤、および他の添加剤を含有するが、これらに限定されない。

超吸収性ポリマー
超吸収性ポリマーは、それ自体の質量に対して著しく大量の液体を吸収および保持することができるポリマーである。本発明の態様に有用なＳＡＰの非限定例は、Ｋ．Ｈｏｒｉｅ，Ｍ．Ｂａｒｏｎ，Ｒ．Ｂ．Ｆｏｘ，Ｊ．Ｈｅ，Ｍ．Ｈｅｓｓ，Ｊ．Ｋａｈｏｖｅｃ，Ｔ．Ｋｉｔａｙａｍａ，Ｐ．Ｋｕｂｉｓａ，Ｅ．Ｍａｒｅｃｈａｌ，Ｗ．Ｍｏｒｍａｎｎ，Ｒ．Ｆ．Ｔ．Ｓｔｅｐｔｏ，Ｄ．Ｔａｂａｋ，Ｊ．Ｖｏｈｌｉｄａｌ，Ｅ．Ｓ．Ｗｉｌｋｓ，ａｎｄ Ｗ．Ｊ．Ｗｏｒｋ（２００４）．“Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｅｒｍｓ ｒｅｌａｔｉｎｇ ｔｏ ｒｅａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｐｏｌｙｍｅｒｓ ａｎｄ ｔｏ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌｓ （ＩＵＰＡＣ Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎｓ ２００３）”．Ｐｕｒｅ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ７６（４）：８８９−９０６；Ｋａｂｉｒｉ，Ｋ．（２００３）．“Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｆａｓｔ−ｓｗｅｌｌｉｎｇ ｓｕｐｅｒａｂｓｏｒｂｅｎｔ ｈｙｄｒｏｇｅｌｓ： ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｒ ｔｙｐｅ ａｎｄ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｎ ｐｏｒｏｓｉｔｙ ａｎｄ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｒａｔｅ”．Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｊｏｕｒｎａｌ ３９（７）：１３４１−１３４８；“Ｈｉｓｔｏｒｙ ｏｆ Ｓｕｐｅｒ Ａｂｓｏｒｂｅｎｔ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ”．Ｍ２ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．（ｗｗｗ．ｍ２ｐｏｌｙｍｅｒ．ｃｏｍ／ｈｔｍｌ／ｈｉｓｔｏｒｙ＿ｏｆ＿ｓｕｐｅｒａｂｓｏｒｂｅｎｔｓ．ｈｔｍｌで利用可能）；“Ｂａｓｉｃｓ ｏｆ Ｓｕｐｅｒ Ａｂｓｏｒｂｅｎｔ Ｐｏｌｙｍｅｒ ＆ Ａｃｒｙｌｉｃ Ａｃｉｄ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ”．Ｍ２ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．（ｗｗｗ．ｍ２ｐｏｌｙｍｅｒ．ｃｏｍ／ｈｔｍｌ／ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ＿ｓａｐ．ｈｔｍｌで利用可能）；Ｋａｔｉｍｅ Ｔｒａｂａｎｃａ，Ｄａｎｉｅｌ；Ｋａｔｉｍｅ Ｔｒａｂａｎｃａ，Ｏｓｃａｒ；Ｋａｔｉｍｅ Ａｍａｓｈｔａ，Ｉｓｓａ Ａｎｔｏｎｉｏ（Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ２００４）．Ｌｏｓ ｍａｔｅｒｉａｌｅｓ ｉｎｔｅｌｉｇｅｎｔｅｓ ｄｅ ｅｓｔｅ ｍｉｌｅｎｉｏ：Ｌｏｓ ｈｉｄｒｏｇｅｌｅｓ ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌａｒｅｓ．Ｓｉｎｔｅｓｉｓ，ｐｒｏｐｉｅｄａｄｅｓ ｙ ａｐｌｉｃａｃｉｏｎｅｓ．（１ｅｄ．）．Ｂｉｌｂａｏ：Ｓｅｒｖｉｃｉｏ Ｅｄｉｔｏｒｉａｌ ｄｅ ｌａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｄａｄ ｄｅｌ Ｐａｉｓ Ｖａｓｃｏ（ＵＰＶ／ＥＨＵ）；およびＢｕｃｈｈｏｌｚ，Ｆｒｅｄｒｉｃ Ｌ；Ｇｒａｈａｍ，Ａｎｄｒｅｗ Ｔ，ｅｄ．（１９９７）．Ｍｏｄｅｒｎ Ｓｕｐｅｒａｂｓｏｒｂｅｎｔ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（１ ｅｄ．）．Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓに記載されており、それぞれの内容は、全て参照によりここに組み込まれる。

本発明の態様に有用なヒドロゲルの非限定例は、Ｍａｔｈｕｒ ｅｔ ａｌ．，１９９６．“Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ Ｈｙｄｒｏｇｅｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ： Ａ Ｒｅｖｉｅｗ”Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｐａｒｔ Ｃ：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｒｅｖｉｅｗｓ Ｖｏｌｕｍｅ ３６，Ｉｓｓｕｅ ２，４０５−４３０；およびＫａｂｉｒｉ ｅｔ ａｌ．，２０１０．“Ｓｕｐｅｒａｂｓｏｒｂｅｎｔ ｈｙｄｒｏｇｅｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ａｎｄ ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ：Ａ ｒｅｖｉｅｗ”Ｖｏｌｕｍｅ ３２，Ｉｓｓｕｅ ２，ｐａｇｅｓ ２７７−２８９に記載されており、それぞれの内容は、全て参照によりここに組み込まれる。

ジオテキスタイル
ジオテキスタイルは、地面と接触したときに土壌または砂の移動を防止するために典型的に使用される浸透性の布である。本発明の態様に有用なジオテキスタイルの非限定例は、米国特許第３，９２８，６９６号、同第４，００２，０３４号、同第６，３１５，４９９号、同第６，３６８，０２４号、および同第６，６３２，８７５号に記載されており、それぞれの内容は、全て参照によりここに組み込まれる。

エアロゲル
エアロゲルは、固化したマトリックス中に空気を分散させることにより形成されたゲルである。本発明の態様に有用なエアロゲルの非限定例は、Ａｅｇｅｒｔｅｒ，Ｍ．，ｅｄ．（２０１１）Ａｅｒｏｇｅｌｓ Ｈａｎｄｂｏｏｋ．Ｓｐｒｉｎｇｅｒに記載されており、その内容は、全て参照によりここに組み込まれる。

農薬
ここで使用されるとき、用語「農薬」は、作物を栽培するために土壌を耕作することを含む、農業を実施するのに使用される有効成分を意味する。しかし、農薬材料の使用は、作物への施用に限定されない。農薬材料を、何れかの植物の周辺の土壌に、たとえば、生物の成長を助長または抑制する目的で施用していてもよい。

農薬の例には、殺有害生物剤、ホルモン、生物刺激剤、および植物成長剤が含まれるが、これらに限定されない。

ここで使用されるとき、用語「殺有害生物剤」、「殺有害生物剤化合物」、または「殺有害生物化合物」は、植物保護であっても、非作物用施用であっても、有害生物を死滅させる、または有害生物の成長もしくは繁殖を抑制することができる化合物を意味する。ここで使用されるとき、「殺有害生物剤」、「殺有害生物剤化合物」、または「殺有害生物化合物」は、全て「農薬」の範囲内に入る。用語「殺有害生物剤」、「殺有害生物剤化合物」、または「殺有害生物化合物」には、殺虫剤、殺線虫剤、除草剤、殺真菌剤、殺藻剤、動物忌避剤、およびダニ殺有害生物剤が含まれるが、これらに限定されない。ここで使用されるとき、用語「有害生物」には、昆虫、線虫、雑草、真菌、藻、ダニ、マダニ、および動物が含まれるが、これらに限定されない。ここで使用されるとき、用語「雑草」は何れかの不要な植生を指す。

肥料
肥料は、植物の成長を促進する１種以上の栄養素を供給するために植物媒体に加えられる、天然または合成（生体材料以外）由来の何れかの有機または無機材料である。

本発明の態様に有用な肥料の非限定例は、Ｓｔｅｗａｒｔ，Ｗ．Ｍ．；Ｄｉｂｂ，Ｄ．Ｗ．；Ｊｏｈｎｓｔｏｎ，Ａ．Ｅ．；Ｓｍｙｔｈ，Ｔ．Ｊ．（２００５）．“Ｔｈｅ Ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ Ｎｕｔｒｉｅｎｔｓ ｔｏ Ｆｏｏｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ”．Ａｇｒｏｎｏｍｙ Ｊｏｕｒｎａｌ ９７：１−６．；Ｅｒｉｓｍａｎ，Ｊａｎ Ｗｉｌｌｅｍ；ＭＡ Ｓｕｔｔｏｎ，Ｊ Ｇａｌｌｏｗａｙ，Ｚ Ｋｌｉｍｏｎｔ，Ｗ Ｗｉｎｉｗａｒｔｅｒ（Ｏｃｔｏｂｅｒ ２００８）．“Ｈｏｗ ａ ｃｅｎｔｕｒｙ ｏｆ ａｍｍｏｎｉａ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｃｈａｎｇｅｄ ｔｈｅ ｗｏｒｌｄ”．Ｎａｔｕｒｅ Ｇｅｏｓｃｉｅｎｃｅ １（１０）：６３６．；Ｇ．Ｊ．Ｌｅｉｇｈ（２００４）．Ｔｈｅ ｗｏｒｌｄ’ｓ ｇｒｅａｔｅｓｔ ｆｉｘ：ａ ｈｉｓｔｏｒｙ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｎｄ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ． Ｏｘｆｏｒｄ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ ＵＳ．ｐｐ．１３４−１３９；Ｇｌａｓｓ，Ａｎｔｈｏｎｙ（Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ２００３）．“Ｎｉｔｒｏｇｅｎ Ｕｓｅ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ Ｃｒｏｐ Ｐｌａｎｔｓ： Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ ｕｐｏｎ Ｎｉｔｒｏｇｅｎ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ”．Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗｓ ｉｎ Ｐｌａｎｔ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ ２２（５）：４５３；Ｖａｎｃｅ；Ｕｈｄｅ−Ｓｔｏｎｅ ＆ Ａｌｌａｎ（２００３）．“Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｕｓｅ：ｃｒｉｔｉｃａｌ ａｄａｐｔａｔｉｏｎｓ ｂｙ ｐｌａｎｔｓ ｆｏｒ ｓｅｃｕｒｉｎｇ ａ ｎｏｎ ｒｅｎｅｗａｂｌｅ ｒｅｓｏｕｒｃｅ”．Ｎｅｗ Ｐｈｙｔｈｏｌｏｇｉｓｔ（Ｂｌａｃｋｗｅｌｌ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ）１５７（３）：４２３−４４７．；Ｍｏｏｒｅ，Ｇｅｏｆｆ（２００１）．Ｓｏｉｌｇｕｉｄｅ−Ａ ｈａｎｄｂｏｏｋ ｆｏｒ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ａｎｄ ｍａｎａｇｉｎｇ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｓｏｉｌｓ．Ｐｅｒｔｈ，Ｗｅｓｔｅｒｎ Ａｕｓｔｒａｌｉａ：Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ Ｗｅｓｔｅｒｎ Ａｕｓｔｒａｌｉａ．ｐｐ．１６１−２０７；Ｈａｅｕｓｓｉｎｇｅｒ，Ｐｅｔｅｒ；Ｒｅｉｎｅｒ Ｌｏｈｍｕｅｌｌｅｒ，Ａｌｌａｎ Ｍ．Ｗａｔｓｏｎ（２０００）．Ｕｌｌｍａｎｎ’ｓ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｖｏｌｕｍｅ １８．Ｗｅｉｎｈｅｉｍ，Ｇｅｒｍａｎｙ：Ｗｉｌｅｙ−ＶＣＨ Ｖｅｒｌａｇ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ．ＫＧａＡ．ｐｐ．２４９−３０７．；Ｃａｒｒｏｌｌ ａｎｄ Ｓａｌｔ，Ｓｔｅｖｅｎ Ｂ．ａｎｄ Ｓｔｅｖｅｎ Ｄ．（２００４）．Ｅｃｏｌｏｇｙ ｆｏｒ Ｇａｒｄｅｎｅｒｓ．Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ：Ｔｉｍｂｅｒ Ｐｒｅｓｓ．；Ｅｎｗａｌｌ，Ｋａｒｉｎ；Ｌａｕｒｅｎｔ Ｐｈｉｌｉｐｐｏｔ，２ ａｎｄ Ｓａｒａ Ｈａｌｌｉｎ１（Ｄｅｃｅｍｂｅｒ ２００５）．“Ａｃｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｄｅｎｉｔｒｉｆｙｉｎｇ Ｂａｃｔｅｒｉａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ Ｒｅｓｐｏｎｄ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｙ ｔｏ Ｌｏｎｇ−Ｔｅｒｍ Ｆｅｒｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ”．Ａｐｐｌｉｅｄ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ）７１（２）：８３３５−８３４３．；Ｂｉｒｋｈｏｆｅｒａ，Ｋｌａｕｓ；Ｔ．Ｍａｒｔｉｊｎ Ｂｅｚｅｍｅｒｂ，ｃ，ｄ，Ｊａａｐ Ｂｌｏｅｍｅ，Ｍｉｃｈａｅｌ Ｂｏｎｋｏｗｓｋｉａ，Ｓｏｒｅｎ Ｃｈｒｉｓｔｅｎｓｅｎｆ，Ｄａｖｉｄ Ｄｕｂｏｉｓｇ，Ｆｌｅｍｉｎｇ Ｅｋｅｌｕｎｄｆ，Ａｎｄｒｅａｓ Ｆｌｉｅｂｂａｃｈｈ，Ｌｕｃｉｅ Ｇｕｎｓｔｇ，Ｋａｔａｒｉｎａ Ｈｅｄｌｕｎｄｉ，Ｐａｕｌ Ｍａｅｄｅｒｈ，Ｊｕｈａ Ｍｉｋｏｌａｊ，Ｃｈｒｉｓｔｏｐｈｅ Ｒｏｂｉｎｋ，Ｈｅｉｋｋｉ Ｓｅｔａｅｌａｅｊ，Ｆａｂｉｅｎｎｅ Ｔａｔｉｎ−Ｆｒｏｕｘｋ，Ｗｉｍ Ｈ．Ｖａｎ ｄｅｒ Ｐｕｔｔｅｎｂ，ｃ ａｎｄ Ｓｔｅｆａｎ Ｓｃｈｅｕａ（Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ２００８）．“Ｌｏｎｇ−ｔｅｒｍ ｏｒｇａｎｉｃ ｆａｒｍｉｎｇ ｆｏｓｔｅｒｓ ｂｅｌｏｗ ａｎｄ ａｂｏｖｅｇｒｏｕｎｄ ｂｉｏｔａ：Ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｓｏｉｌ ｑｕａｌｉｔｙ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ”．Ｓｏｉｌ Ｂｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ（Ｓｏｉｌ Ｂｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）４０（９）：２２９７−２３０８．；Ｌａｌ，Ｒ．（２００４）．“Ｓｏｉｌ Ｃａｒｂｏｎ Ｓｅｑｕｅｓｔｒａｔｉｏｎ Ｉｍｐａｃｔｓ ｏｎ Ｇｌｏｂａｌ Ｃｌｉｍａｔｅ Ｃｈａｎｇｅ ａｎｄ Ｆｏｏｄ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ”．Ｓｃｉｅｎｃｅ（Ｓｃｉｅｎｃｅ（ｊｏｕｒｎａｌ））３０４（５６７７）：１６２３−７．；およびＺｕｂｌｅｎａ，Ｊ．Ｐ．；Ｊ．Ｖ．Ｂａｉｒｄ，Ｊ．Ｐ．Ｌｉｌｌｙ（Ｊｕｎｅ １９９１）．“ＳｏｉｌＦａｃｔｓ−Ｎｕｔｒｉｅｎｔ Ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ ａｎｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ”．Ｎｏｒｔｈ Ｃａｒｏｌｉｎａ Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ Ｓｅｒｖｉｃｅ．（ｗｗｗ．ｓｏｉｌ．ｎｃｓｕ．ｅｄｕ／ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ／Ｓｏｉｌｆａｃｔｓ／ＡＧ−４３９−１８／で利用可能）に記載されており、それぞれの内容は、全て参照によりここに組み込まれる。

本発明の態様に有用であってもよい肥料の非限定例には、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、無水アンモニア、硝酸カルシウム／尿素、オキサミド、硝酸カリウム、尿素、硫酸尿素、アンモニア化過リン酸石灰、リン酸二アンモニウム、ニトリックホスフェート（nitric phosphate）、炭酸カリウム、メタリン酸カリウム、塩化カルシウム、リン酸アンモニウムマグネシウム、硫酸マグネシウム、硫酸アンモニウム、硫酸カリウム、およびここに開示されている他のものが含まれる。

殺有害生物剤
殺有害生物剤は、何れかの有害生物病害虫を予防、破壊、忌避、または緩和することができる物質または物質の混合物である。殺有害生物剤には、殺虫剤、殺線虫材、除草剤、および殺真菌剤が含まれる。

殺虫剤
殺虫剤は、昆虫に対して有用な殺有害生物剤であり、有機塩化物、有機リン酸エステル、カルバメート、ピレスロイド、ネオニコチノイド、およびリアノイド（ryanoid）殺虫剤が含まれるが、これらに限定されない。

本発明の態様に有用な殺虫剤の非限定例は、ｖａｎ Ｅｍｄｅｎ ＨＦ，Ｐｅａｌａｌｌ ＤＢ（１９９６）Ｂｅｙｏｎｄ Ｓｉｌｅｎｔ Ｓｐｒｉｎｇ，Ｃｈａｐｍａｎ ＆ Ｈａｌｌ，Ｌｏｎｄｏｎ，３２２ｐｐ；Ｒｏｓｅｍａｒｙ Ａ．Ｃｏｌｅ“Ｉｓｏｔｈｉｏｃｙａｎａｔｅｓ，ｎｉｔｒｉｌｅｓ ａｎｄ ｔｈｉｏｃｙａｎａｔｅｓ ａｓ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｏｆ ａｕｔｏｌｙｓｉｓ ｏｆ ｇｌｕｃｏｓｉｎｏｌａｔｅｓ ｉｎ Ｃｒｕｃｉｆｅｒａｅ”Ｐｈｙｔｏｃｈｅｍｕｔｒｙ，１９７６．Ｖｏｌ．１５，ｐｐ．７５９−７６２；およびＲｏｂｅｒｔ Ｌ．Ｍｅｔｃａｌｆ“Ｉｎｓｅｃｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ”ｉｎ Ｕｌｌｍａｎｎ’ｓ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ”Ｗｉｌｅｙ−ＶＣＨ，Ｗｅｉｎｈｅｉｍ，２００２に記載されており、それぞれの内容は、全て参照によりここに組み込まれる。例示的な殺虫剤には、アルジカルブ（Aldicarb）、ベンジオカルブ（Bendiocarb）、カルボフラン、エチエノカルブ（Ethienocarb）、フェノブカルブ（Fenobucarb）、オキサミル（Oxamyl）、メトミル、アセタミプリド、クロチアニジン、ジノテフラン、イミダクロプリド、ニテンピラム、ニチアジン（Nithiazine）、チアクロプリド、チアメトキサム、マイレックス、テトラジホン（Tetradifon）、フェントエート（Phenthoate）、ホレート、ピリミホスメチル（Pirimiphos-methyl）、キナルホス（Quinalphos）、テルブホス（Terbufos）、トリブホス（Tribufos）、トリクロルホン、トラロメトリン（Tralomethrin）、トランスフルトリン（Transfluthrin）、フェノキシカルブ（Fenoxycarb）、フィプロニル、ヒドラメチルノン（Hydramethylnon）、インドキサカルブ、およびリモネンが含まれる。追加の例示的な殺虫剤には、カルバリル、プロポクスル、エンドスルファン、エンドリン、ヘプタクロル、ケポン（Kepone）、リンデン、メトキシクロル、トキサフェン、パラチオン、パラチオンメチル、ホサロン（Phosalone）、ホスメット、ホキシム（Phoxim）、テメホス、テブピリムホス（Tebupirimfos）、およびテトラクロルビンホスが含まれる。

殺線虫剤
殺線虫剤は、植物寄生性線虫に対して有用な殺有害生物剤である。

本発明の態様に有用な殺線虫剤の非限定例は、Ｄ．Ｊ．Ｃｈｉｔｗｏｏｄ，“Ｎｅｍａｔｉｃｉｄｅｓ，”ｉｎ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ａｇｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓ（３），ｐｐ．１１０４−１１１５，Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，ＮＹ，２００３； およびＳ．Ｒ．Ｇｏｗｅｎ，“Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｎｅｍａｔｏｄｅｓ：ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｓｉｄｅ−ｅｆｆｅｃｔｓ，”ｉｎ Ｐｌａｎｔ Ｎｅｍａｔｏｄｅ Ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ ｔｈｅ Ｎｅａｒ Ｅａｓｔ Ｒｅｇｉｏｎ（ＦＡＯ Ｐｌａｎｔ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｐａｐｅｒ−１４４），１９９２に記載されており、それぞれの内容は、全て参照によりここに組み込まれる。

除草剤
除草剤は、不要な植物に対して有用な殺有害生物剤である。本発明の態様に有用な除草剤の非限定例には、２，４−Ｄ、アミノピラリド（aminopyralid）、アトラジン、クロピラリド（clopyralid）、ジカンバ、グルホシネートアンモニウム、フルアジホップ（fluazifop）、フルロキシピル（fluroxypyr）、イマザピル（imazapyr）、イマザモックス（imazamox）、メトラクロール（metolachlor）、ペンディメタリン（pendimethalin）、ピクロラム、トリクロピル（triclopyr）、メソトリオン（mesotrione）、およびグリフォセートが含まれる。

殺真菌剤
殺真菌剤は、真菌および／または真菌胞子に対して有用な殺有害生物剤である。本発明の態様に有用な殺真菌剤の非限定例は、Ｐｅｓｔｉｃｉｄｅ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅ ｅｄｉｔｅｄ ｂｙ Ｇ．Ｔ Ｂｒｏｏｋｓ ａｎｄ Ｔ．Ｒ Ｒｏｂｅｒｔｓ．１９９９．Ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ ｂｙ ｔｈｅ Ｒｏｙａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ；Ｍｅｔｃａｌｆｅ，Ｒ．Ｊ．ｅｔ ａｌ．（２０００）Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｄｏｓｅ ａｎｄ ｍｏｂｉｌｉｔｙ ｏｎ ｔｈｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ＤＭＩ（ｓｔｅｒｏｌ ｄｅｍｅｔｈｙｌａｔｉｏｎ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓ）ｆｕｎｇｉｃｉｄｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｉｎ ｉｎｏｃｕｌａｔｅｄ ｆｉｅｌｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ｐｌａｎｔ Ｐａｔｈｏｌｏｇｙ ４９：５４６−５５７；およびＳｉｅｒｏｔｚｋｉ，Ｈｅｌｇｅ（２０００）Ｍｏｄｅ ｏｆ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｔｏ ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓ ａｔ ｔｈｅ ｃｙｔｏｃｈｒｏｍｅ ｂｃ１ ｅｎｚｙｍｅ ｃｏｍｐｌｅｘ ｏｆ Ｍｙｃｏｓｐｈａｅｒｅｌｌａ ｆｉｊｉｅｎｓｉｓ ｆｉｅｌｄ ｉｓｏｌａｔｅｓ Ｐｅｓｔ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｃｉｅｎｃｅ ５６：８３３−８４１に記載されており、それぞれの内容は、全て参照によりここに組み込まれる。例示的な殺真菌剤には、アゾキシストロビン（azoxystrobin）、シアゾファミド（cyazofamid）、ジメチリモール（dimethirimol）、フルジオキソニル（fludioxonil）、クレソキシムメチル（kresoxim-methyl）、ホセチルアルミニウム（fosetyl-Al）、トリアジメノール（triadimenol）、テブコナゾール、およびフルトラニル（flutolanil）が含まれる。

微量元素
本発明の態様に有用な微量元素の非限定例には、鉄、マンガン、ホウ素、亜鉛、銅、モリブデン、塩素、ナトリウム、コバルト、ケイ素、およびニッケルが含まれる。

ホルモン
植物ホルモンが植物過程に影響を及ぼすために使用されていてもよい。

本発明の態様に有用な植物ホルモンの非限定例には、オーキシン（たとえば、ヘテロオーキシンおよびその類縁体、インドリル酪酸、およびａ−ナフチル酢酸）、ジベレリン、ならびにサイトカイニンが含まれるが、これらに限定されない。

生物刺激剤
生物刺激剤は、植物に自然過程を刺激する物質および／または微生物を含有する材料である。生物刺激剤は、その栄養素の含有量にかかわらず、栄養素の吸収、栄養素の使用効率、非生物的ストレスに対する耐容性、および／または作物の品質を、増加することを助ける。

本発明の構造材料の非限定例は、システムの構造を与える材料、たとえば、水、エアロゲル、処理デンプン、処理セルロース、ポリマー、超吸収剤であり、機能性材料は、植物によって消費される材料、たとえば、肥料化合物である。

ここに開示されているそれぞれの態様は、開示されている他の態様のそれぞれに対して適用可能であることが考慮される。したがって、ここに記載されている様々な要素の全ての組合せが、本発明の範囲内である。

ここに記載されている農薬送達ユニットにおいて具現化されている制御放出機構は、当該技術において現在利用可能な農薬送達システムに使用される制御放出機構より、多くの理由によって有利である。

現行の農薬制御放出機構は、主に、肥料（たとえば、Ａｇｒｉｕｍ，ＩＣＬ，Ｋｉｎｇｅｎｔａ ａｎｄ Ｅｋｏｍｐａｎｙ）または殺有害生物剤（たとえば、Ａｄａｍａ，Ｓｙｎｇｅｎｔａ，Ｂａｙｅｒ）の完全なカプセル化に基づいている。肥料の完全なカプセル化は、通常、樹脂（たとえば、ポリウレタン）または硫黄系混合物に基づいている。殺有害生物剤は、マクロポリマーカプセルに装填される。カプセル化肥料の製品は、高い内圧に対して厚い壁が必要となるので、乾燥肥料のミリグラム規模に制限される。この圧力は、溶解した肥料の負の浸透圧ポテンシャルにより導かれてカプセルに進入した水のために増大する。カプセル化される肥料が多いほど、圧力が増大し、より厚い壁が必要となる。肥料の量対壁の厚さの実現可能な比率は、数十ミリグラムの規模である。いずれにしても、カプセル化肥料は、いまだに非常に高価であり、肥料の価格の４倍まで費用がかかる。

さらに、放出機構は、ケーシングに分布している欠陥および亀裂を介した移動に基づいている。それは、コーティングが全ての表面にわたって均一でなければならないことを意味し、このことは製造にとって課題である。

その上、コーティングに使用される材料は、温度感受性であり、小さな温度範囲（１７℃〜２５℃）で構造特性を著しく変化させ、放出率に極端な変化をもたらす（率を最大で２倍にする）。殺有害生物剤のカプセル化も同じ課題：均一のコーティングおよび温度依存性の対象となる。

本発明は、これらの上記に記述された欠点を、
− 農薬の表面の９９．９％超を、安価な水浸透性材料でコーティングし、残りの０．１％未満を介した放出を制御することに集中すること、および
− 最小限の圧力増大（僅かなｃｍ）およびそれに対する厚い壁の必要性に対して、農薬への水の拡散を可能にする新規機構を提供すること
によって成功裏に克服している。

上記の２つの革新の結果は、
− 新規機構を含む材料が、温度の変更に感受性でない、および
− 新規機構の推定費用が、農薬の価格の約１０％を超えるのみである
高装填量（グラム規模）制御放出機構の生成を可能にしている。

ここに記述されている全ての出版物および他の参考文献は、まるで個別の出版物または参考文献が参照により具体的におよび個別に指示されて組み込まれるかのように、それらの全容が参照により組み込まれる。ここに引用された出版物および参考文献は、従来技術であることを認めたわけではない。

本発明は、以下の実験の詳細を参照することによって、より良好に理解されるが、当業者は、特定の実験の詳細が、以下の特許請求の範囲に定義されている本発明を例示しているだけであることを容易に理解する。

実験の詳細
例は、本発明のより完全な理解を促進するために下記に提供される。以下の例は、本発明を作製および実施する例示的な様式を説明する。しかし、本発明の範囲は、これらの例に開示された特定の態様に限定されず、これらは説明の目的のためだけのものである。

非限定的例示的実施例
例１：繊維計数−水中のカリウム放出率
約３×３．５ｃｍの長方形サッシュは、塩化カリウム（ＫＣｌ）をＢｉｏｆｌｅｘフィルムの中に封止（ＭＥ−３００ＨＩ、５００Ｗ手動インパルスシーラー、Ｍｅｒｃｉｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｔａｉｗａｎ）することによって調製した。最終的に封止する前に、サッシュを、５６本の繊維（Ａ−５６）で調製し、水が封止サッシュに流入し、それから流出することを可能にするように、１１２本の繊維（Ａ−１１２）を、綿メッシュ繊維１メートルあたり１２ｍｇでサッシュに組み込んだ。サッシュを２５０ｍｌの脱イオン水ビーカーの中に浸けた。図１は、サッシュから放出されたカリウム濃度の測定を表す。水へのカリウムイオンの制御放出は、サッシュからの放出率を制御する繊維の数によって明白である。４０日後、Ａ−１１２サッシュは、約７０％を放出したが、Ａ−５６サッシュは、カリウムの約３０％を放出した。

例２：繊維密度−様々な密度を有する繊維を通した水中のカリウム放出率
約５ｃｍの二等辺直角三角形のサッシュは、ＫＣｌペーストをＢｉｏｆｌｅｘフィルムの中に封止することによって調製した。水が封止サッシュに流入し、それから流出することが可能なように、様々な密度を有する単一の綿繊維をそれぞれのサッシュに組み込んだ（ＭＥ−３００ＨＩ、５００Ｗ手動インパルスシーラー、Ｍｅｒｃｉｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｔａｉｗａｎ）。使用した繊維密度は、繊維１メートルあたり、６０ｍｇ（Ｃｏｌｏｒｅｄ ｂｉｒｄ，Ｃｈｉｎａ）、７０ｍｇ（ＤＭＣ Ｌｔｄ．，ＵＫ）、９０ｍｇ（ＨＥＭＡ Ｂ．Ｖ．，Ｔｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ）、および＞３００ｍｇ（Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｃｈａｎｎｅｌｍｅｄ，Ｃｈｉｎａ）であった。サッシュを２５０ｍｌの脱イオン水ビーカーの中に浸けた。図２は、サッシュから放出されたカリウム濃度の測定を表す。水へのカリウムイオンの制御放出は、サッシュからの放出率を制御する繊維の密度によって明白である。たとえば、Ａ−３００（＞３００ｍｇ／メートル）繊維は、約２０日後に６０％放出した。

例３：ヒドロゲル組み込み−水中のカリウム放出率
約３×３．５ｃｍの長方形のサッシュは、ＫＣｌ粉末をＢｉｏｆｌｅｘフィルムの中に封止することによって調製した。水が封止サッシュに流入し、それから流出することが可能なように、１１２本の繊維（Ａ−１１２）を、綿メッシュ繊維１メートルあたり１２ｍｇでサッシュに組み込んだ（試料Ａ）。第２のサッシュを調製し、アクリル酸：アクリルアミド：ビスアクリルアミド（２：８：０．０１）を含有する重合溶液に８０℃で１時間浸けて、線維が外部ヒドロゲルに組み込まれるように、ヒドロゲルを重合した（試料Ｂ、Ａ−１１２ＨＧ）。両方のサッシュを２５０ｍｌの脱イオン水ビーカーの中に浸けた。サッシュから放出されたカリウム濃度を図３に示す。水へのカリウムイオンの制御放出は、サッシュからの放出率を制御する繊維の数によって明白であり、サッシュを重合過程に曝露した影響は小さい。約４０日後、試料Ａは約７０＋％放出し、一方、試料Ｂは約８０％放出した。

例４：湿潤および乾燥肥料−土壌中のカリウム放出率
約３×３．５ｃｍの長方形サッシュは、肥料（塩化カリウム−ＫＣｌ）粉末（Ａ−５６Ｄ）（試料Ａ）およびＫＣｌペースト（Ａ−５６Ｗ）（試料Ｂ）をＢｉｏｆｌｅｘフィルムの中に封止することによって調製した。水が封止サッシュに流入し、それから流出することが可能なように、５６本の繊維を、綿メッシュ繊維１メートルあたり１２ｍｇでサッシュに組み込んだ。それぞれのサッシュを、底に排水穴を有する１５００ｍｌの容器の土壌表面の約２０ｃｍ下を覆った。合計で１．５ｋｇの海砂土壌をそれぞれの容器に装填した。容器を５０ｍｌの脱イオン水で毎日灌漑した。水を収集し、水量およびカリウム濃度を測定した。放出された肥料の割合を計算した。図４は、サッシュから放出されたカリウム濃度の測定を表す。灌漑土壌へのカリウムイオンの制御放出は、放出時間の遅延を制御する初期サッシュ含水量およびサッシュからの初期放出率によって明白である。初めにペーストを含有している試料Ｂは、より素早い放出を示し、一方、試料Ａは約２０日の遅延期間を示した。

例５：肥料の量−水中のカリウム放出率
約５ｃｍの二等辺直角三角形のサッシュは、１．１（Ａ−６０−１．１）および２．２グラム（Ａ−６０−２．２）ＫＣｌペーストをＢｉｏｆｌｅｘフィルムの中に封止することによって調製した。水が封止サッシュに流入し、それから流出することが可能なように、単一綿繊維を、１メートルあたり６０ｍｇでサッシュに組み込んだ。サッシュを１００ｍｌの脱イオン水ビーカーの中に浸けた。図５は、サッシュから放出されたカリウム濃度の測定を表す。水へのカリウムイオンの制御放出は、サッシュからの相対放出率を制御するサッシュ含有物によって明白である。肥料の量は、肥料の絶対放出率に影響を与えなかった。

例６：肥料混合物−水中のカリウム放出率
約５ｃｍの二等辺直角三角形のサッシュは、（Ａ）１．２ｇの塩化カリウムペースト（Ａ−６０−Ｋ）、ならびに塩化カリウムと（Ｂ）１．５グラムの尿素（Ａ−６０−ＮＫ）および（Ｃ）１．２グラムのＫＨ₂ＰＯ₄（Ａ−６０−ＰＫ）の異なる混合物をＢｉｏｆｌｅｘフィルムの中に封止することによって調製した。水が封止サッシュに流入し、それから流出することが可能なように、単一綿繊維を、密度１メートルあたり６０ｍｇでサッシュに組み込んだ。サッシュを１００ｍｌの脱イオン水ビーカーの中に浸けた。図６は、サッシュから放出されたカリウム濃度の測定を表す。水へのカリウムイオンの制御放出は、サッシュからの塩化カリウムの相対放出率を制御するサッシュの混合物含有量によって明白である。カリウムの放出率は、試料Ｂでは最高であり、試料Ｃでは最低であった。

例７：繊維計数−土壌中のカリウム放出率
塩化カリウム（ＫＣｌ）およびヒドロゲルに浸けた綿繊維ネットが充填されたサッシュを、不活性砂丘砂を充填した１５００ｍｌカラムに入れた。カラムを上部から灌水した。流出水を排水し、底部から収集し、カリウム含有量について分析した。

約３×３．５ｃｍの長方形のサッシュは、ＫＣｌ粉末をＢｉｏｆｌｅｘフィルムの中に封止することによって調製した。水が封止サッシュに流入し、それから流出することが可能なように、（Ａ）５６本の繊維（Ａ−５６Ｄ）および（Ｂ）１１２本の繊維（Ａ−１１２Ｄ）を、綿メッシュ繊維１メートルあたり１２ｍｇでサッシュに組み込んだ。カラムを５０ｍｌの脱イオン水で毎日灌漑した。放出された肥料の割合を計算した。図７は、サッシュから放出されたカリウム濃度の測定を表す。灌漑された土壌へのカリウムイオンの制御放出は、サッシュからの放出率を制御する繊維の数によって明白である。１１２本の繊維の試料は、カリウムをより素早く放出した。

例８：様々な土壌水分下での経時的な放出率
図８Ａは、時間の関数としてＡ−５６Ｄ試料からの窒素（Ｎ）およびカリウム（Ｋ）の放出率を記載する（例７と同じ方法）。灌水および排水の収集を毎週行った。ＫとＮに等しい放出率が測定され、１日あたり約１．２５％であった。

図８Ｂは、土壌水分を変える様々な灌水レジーム下でのカリウム（Ｋ）の経時的な放出率を表す。

例９：
約３×３．５ｃｍのサッシュに、１５本の綿繊維メッシュを組み込んだ。サッシュは、Ｎ−Ｐ−Ｋ肥料：１グラムの尿素、０．６グラムのＫＨ₂ＰＯ₄、および０．６８グラムのＫＣｌを含有した。ヒドロゲルを繊維に染み込ませた。サッシュを透明容器に入れた。根貫入を経時的にモニターした。根は、発芽の１０日後に貫入した。図９を参照のこと。

例１０：ユニットの例
塩化カリウム肥料および綿繊維ネットを有する長方形のサッシュである。図１０を参照のこと。

例１１：ユニットの例
尿素および単一の綿ウイックが充填されている三角形のサッシュである。図１１を参照のこと。

例１２：ユニットの例
塩化カリウム肥料およびヒドロゲルに浸けた綿繊維ネットが充填されているサッシュである。図１２を参照のこと。

例１３：ユニットの例
リン酸二アンモニウムおよびヒドロゲルに浸けた綿繊維ネットが充填されているサッシュである。図１３を参照のこと。

例１４：ユニットの例
約２×１×１ｃｍのサッシュは、２〜４ｇの肥料混合物（たとえば、塩化カリウム、尿素、リン酸一アンモニウム、リン酸二アンモニウム、硫酸アンモニウム、過リン酸石灰、硝酸カルシウム、硝酸カリウム）をポリ乳酸シートの中に封止し、次に、たとえばアクリル酸およびカルボキシルメチルセルロースに基づいた重合ヒドロゲルに染み込ませることによって、調製される。サッシュを、１平方メートルあたり約２５〜３０個のサッシュの密度、および土壌の上側およそ３０ｃｍ以内または根区域内で土壌に施用する。

以下の材料を上記の試料に使用した。ポリ乳酸シート（ＰＬＡ）は、５０ｍｍの厚さのＢｉｏ−ｆｌｅｘ Ｆ−２１１０フィルム（ＦＫｕＲ Ｋｕｎｓｔｓｔｏｆｆ ＧｍｂＨ，Ｇｅｒｍａｎｙ）を指す。使用される封止機型は、ＭＥ−３００ＨＩ、５００Ｗ手動インパルスシーラー（Ｍｅｒｃｉｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｔａｉｗａｎ）である。アクリル酸、ＡＡ（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ ＃１４７２３０）、Ｎ−ヒドロキシエチルアクリルアミド、ＨＥＡＡｍ（Ａｌｄｒｉｃｈ ＃６９７９３１）、アクリルアミド（ＡＡｍ）、（Ａｃｒｏｓ ＃１６４８３００２５）、Ｎ−Ｎメチレンビスアクリルアミド、ビス−ＡＡｍ（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ ＃１４６０７２）、カルボキシメチルセルロース、ナトリウム塩、ＣＭＣ、Ｍｗ＝９０Ｋ（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ ＃４１９２７３）、過硫酸ナトリウム（Ｓｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ ＃２１６２３２）は、全て供給されたままで使用した。塩化カリウム（ＫＣｌ）、リン酸二アンモニウム（（ＮＨ４）₂ＨＰＯ４）、および尿素は、Ｃｈｅｎ Ｓｈｍｕｅｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｓｒａｅｌから供給された。

試験の記載および分析：

導管の種類
○ヒドロゲル（毛管）
○均一多孔質媒体（シリカまたはセラミックプレート）に取り込まれたヒドロゲル
○配向多孔質媒体（ウイック）に取り込まれたヒドロゲル

農薬装填量
○高装填量
○低装填量
導管の種類：
調製：直径１．１ｃｍ、長さ２ｃｍの円筒体でポロプロピレンから作製される不浸透性セルに、２グラムの塩化カリウム（ＫＣｌ）を湿度１０％で装填した。直径１ｃｍ、長さ１ｃｍの２本の中空毛管をセルに付着させた。毛管にアクリル酸（ＡＡ）／カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）系ヒドロゲルを充填し、２本の導管を生じた。同様に、毛管に、ヒドロゲル充填の前に、１２ｍｇの６０μｍ酸化シリカ粒子を充填した。

直径１．５ｃｍおよび高さ０．７ｃｍ、多孔度５０％および平均孔径６μｍのセラミックプレートに、ＡＡ／ＣＭＣヒドロゲルを染み込ませた。その後、直径１．３ｃｍ、長さ１．５ｃｍの円筒体でポロプロピレンから作製される不浸透性セルを付着させた。セルに、２グラムのＫＣｌを１０％の湿度で装填した。生物分解性ポリマーシートから作製され、ポリ乳酸（ＰＬＡ）を含有する４ｍｌの不浸透性セルに、３．８ｇのＫＣｌまたは（ＮＨ₄）₂ＳＯ４／（ＮＨ₄）₂ＨＰＯ₄混合物を１０％の湿度で充填した。続いて、セルを、同じシートから作製され、幅６ｍｍ、長さ１５ｍｍの開口部を含むカバーで封止した。長さ２．５ｃｍ、直径８０μｍで１００本の不織フィラメントから作製される８〜５個のポリプロピレンウイックに、ＡＡ／ＣＭＣヒドロゲルを染み込ませ、カバーの上に開口部を横切って置いた。ウイックが開口部を横断した、同じポリマーシートの幅１２ｍｍのパッチを外部に溶着した（図１４を参照のこと）。

分析：それぞれの種類の４つの試料を、１００ｍｌの脱イオン水を有するガラス器に制御基準条件で入れた。カリウム濃度を１０〜３０日後に水中で測定した。放出率を試料毎に計算した。

それは、全種類の導管が肥料と植物保護製品／植物成長増強剤の両方を放出するように機能していてもよいことを意味する。

農薬装填：
調製：ＰＬＡを含有する生物分解性ポリマーシートから作製される不浸透性セルに、１または４ｇのＫＣｌを湿度１０％で充填した。続いて、セルを、幅６ｍｍ、長さ１５ｍｍの開口部を含むＰＬＡシートカバーで封止した。長さ２．５ｃｍ、直径８０μｍで１００本の不織フィラメントから作製される５個のポリプロピレンウイックに、ＡＡ／ＣＭＣヒドロゲルを染み込ませ、カバーの上に開口部を横切って置いた。幅１２ｍｍのＰＬＡポリマーパッチを、開口部を横断したウイックに溶着した（図１４を参照のこと）。

分析：それぞれの装填の４つの試料を、１００ｍｌの脱イオン水を有するガラス器に制御基準条件で入れた。カリウム濃度を５〜１１日後に水中で測定した。

試料毎に計算した放出率を下記の表に示す。

以下に、出願当初の請求項を実施の形態として付記する。
［１］ ａ）水に対して不浸透性である材料から作製されるセルである、不浸透性セルと、
ｂ）前記不浸透性セル内の農薬と、
ｃ）ヒドロゲルを含み、前記不浸透性セル内に配置されている部分および前記不浸透性セルの外部に配置されている部分を有するウイックと
を含む、農薬送達ユニット。
［２］ 前記ウイックの１つ以上の部分が、前記不浸透性セルの外部にある、［１］に記載のユニット。
［３］ 前記ウイックの１つ以上の部分が、前記農薬と接触する、［１］または［２］に記載のユニット。
［４］ 前記農薬が、前記ウイックを通してのみ前記セルから放出される、［１］から［３］の何れか一項に記載のユニット。
［５］ ２個以上の別々の不浸透性セルを含む、［１］から［４］の何れか一項に記載のユニット。
［６］ ２種以上の農薬を単一の不浸透性セルに含む、［１］から［５］の何れか一項に記載のユニット。
［７］ ２個以上の別々の不浸透性セルが、それぞれ独立して、異なる農薬または農薬の異なる組合せを含有する、［５］から［６］の何れか一項に記載のユニット。
［８］ 前記不浸透性セルの内部から前記不浸透性セルの外部にある媒体へ、前記ウイックを通して前記農薬を制御放出することが可能なように配列されている、［１］から［７］の何れか一項に記載のユニット。
［９］ 前記農薬が、使用前に乾燥している、または前記ユニットの使用前に、前記農薬が、水を含有するペースト剤、液剤、濃厚液剤、飽和液剤、もしくは分散剤である、［１］から［８］の何れか一項に記載のユニット。
［１０］ 前記ウイックの異なる部分が、それぞれの不浸透性セルの前記農薬と接触するように、同じウイックが、異なるそれぞれの不浸透性セルの前記農薬と接触する、［１］から［９］の何れか一項に記載のユニット。
［１１］ １個のウイックのみを有する、［１］から［１０］の何れか一項に記載のユニット。
［１２］ ２〜２０個のウイックを有する、［１］から［１１］の何れか一項に記載のユニット。
［１３］ 前記ウイックが、繊維材料を含む、［１］から［１２］の何れか一項に記載のユニット。
［１４］ 前記ウイックが、ポリエチレン、ポリプロピレン、繊維メッシュ、綿または他のセルロース繊維、セラミック、またはガラス系繊維、ポリ乳酸を含む、［１］から［１２］の何れか一項に記載のユニット。
［１５］ 前記ウイックが、毛管構造を有する多孔質材料を含む、［１］から［１４］の何れか一項に記載のユニット。
［１６］ 前記ウイックが、マイクロ多孔質材料またはマクロ多孔質材料を含む、［１］から［１５］の何れか一項に記載のユニット。
［１７］ 前記ウイックが、約１０〜１００ｍｇ／メートルの密度を有する繊維を含む、［１］から［１６］の何れか一項に記載のユニット。
［１８］ 前記ウイックが、約１〜５００本の繊維を含む、［１］から［１７］の何れか一項に記載のユニット。
［１９］ 前記ウイックの前記ヒドロゲルが、超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）を含む、［１］から［１８］の何れか一項に記載のユニット。
［２０］ 前記ＳＡＰが、天然の超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）、多糖ＳＡＰ、半合成ＳＡＰ、完全合成ＳＡＰ、またはこれらの何れかの組合せを含む、［１９］に記載のユニット。
［２１］ 前記ウイックの前記ヒドロゲルが、合成ヒドロゲル、天然炭水化物ヒドロゲル、またはペクチンもしくはタンパク質ヒドロゲル、あるいはこれらの何れかの組合せを含む、［１］から［２０］の何れか一項に記載のユニット。
［２２］ 前記ウイックの前記ヒドロゲルが、アクリルアミド、アクリル誘導体、またはこれらの何れかの組合せを含む、［１］から［２１］の何れか一項に記載のユニット。
［２３］ 前記ウイックの第１の部分のみが前記ヒドロゲルを含み、好ましくは前記第１の部分が前記セルの外側にあり、前記ウイックの第２の部分が前記ヒドロゲルを含まない、［１］から［２２］の何れか一項に記載のユニット。
［２４］ 前記ウイックが、前記ウイックの異なる部分に異なるヒドロゲルを含む、［１］から［２３］の何れか一項に記載のユニット。
［２５］ 前記ウイックが、前記ヒドロゲルで飽和またはコーティングされている、［１］から［２４］の何れか一項に記載のユニット。
［２６］ 前記セルの前記材料が、（ａ）ポリエチレン、ポリプロピレン、もしくはポリエステルのうちの１種以上、（ｂ）ポリ乳酸、ポリヒドロキシアルカノエート、ポリヒドロキシブチレート、もしくはポリヒドロキシバレレートのうちの１種以上、（ｃ）熱可塑性デンプン、酢酸セルロース、もしくは他のセルロース系材料、または（ｄ）ポリカプロラクトン、ポリグリコシド、ポリジオキサノン、あるいはこれらの何れかの組合せまたはコポリマーを含む、［１］から［２５］の何れか一項に記載のユニット。
［２７］ 前記セルの前記材料が、ポリビニルアルコールを含む、［１］から［２６］の何れか一項に記載のユニット。
［２８］ 前記セルの前記材料が、熱封止性材料、生物分解性材料、または水溶性材料である、［１］から［２７］の何れか一項に記載のユニット。
［２９］ 前記セルが、１０〜１００マイクロメートルの厚さをそれぞれ有するシートを含む、［１］から［２８］の何れか一項に記載のユニット。
［３０］ それぞれのシートが、１つ以上の層を含む、［１］から［２９］の何れか一項に記載のユニット。
［３１］ （ａ）少なくとも約２０重量％の前記農薬が、前記ユニットが室温で水に浸漬されてから４０日以内に前記ユニットから放出される、（ｂ）約２０重量％〜８０重量％の前記農薬が、前記ユニットが室温で水に浸漬されてから４０日以内に前記ユニットから放出される、（ｃ）２０重量％未満の前記農薬が、前記ユニットが室温で水に浸漬されてから４０日以内に前記ユニットから放出される、または（ｄ）５０重量％未満の前記農薬が、前記ユニットが室温で水に浸漬されてから６０日以内に前記ユニットから放出される、［１］から［３０］の何れか一項に記載のユニット。
［３２］ 前記農薬が１か月間〜３か月間にわたって放出される、または前記農薬が作物の成長期にわたって放出される、［１］から［３１］の何れか一項に記載のユニット。
［３３］ 農薬を含む水浸透性セルをさらに含み、浸透性セルがウイックを有さず、代わりに、１つ以上のセル壁を通した浸透によって前記農薬を放出する、または前記ユニットの外側に、水の存在下で溶解することができる農薬層をさらに含む、［１］から［３２］の何れか一項に記載のユニット。
［３４］ 複数の不浸透性セルを含み、１つのセルの前記農薬が前記ユニットの別の不浸透性セルからの農薬の前記放出と異なる期間にわたって、および／または異なる率で放出されるように配列されている、［１］から［３３］の何れか一項に記載のユニット。
［３５］ 成長期に異なる農薬を異なる期間で放出するように配列される、［３４］に記載のユニット。
［３６］ （ａ）前記セルが約１〜２０ｇの前記農薬の容量を有する、（ｂ）前記セルの容積が約０．５〜２０ｃｍ ³ である、（ｃ）前記ユニットの乾燥重量が約０．１ｇ〜２０ｇである、（ｄ）前記ユニットが、円筒体、球体、多面体、立方体、もしくは円板の形状である、および／または（ｅ）前記ユニットが三角形、長方形、円形、または正方形の横断面を有する形状である、［１］から［３５］の何れか一項に記載のユニット。
［３７］ 前記農薬が、窒素、カリウム、リン、微量元素、またはこれらの組合せの何れかを含む肥料を含み、好ましくは前記微量元素が、銅および亜鉛から選択される、［１］から［３６］の何れか一項に記載のユニット。
［３８］ 前記農薬が、肥料、殺有害生物剤、ホルモン、薬剤、化学成長剤、酵素、成長促進剤、または微量元素のうちの少なくとも１種を含む、［１］から［３７］の何れか一項に記載のユニット。
［３９］ 前記ユニットを部分的または完全に取り囲むヒドロゲルをさらに含み、ヒドロゲルが任意にさらなる農薬を含有しうる、［１］から［３８］の何れか一項に記載のユニット。
［４０］ 前記ユニットを部分的または完全に取り囲む根発育区域をさらに含み、根発育区域が、任意にさらなる農薬を含有しうる、［１］から［３８］の何れか一項に記載のユニット。
［４１］ 前記ゲルまたは根発育区域が、前記ユニットを部分的に取り囲み、前記ウイックを部分的または完全に取り囲む、［３９］または［４０］に記載のユニット。
［４２］ 前記根発育区域が、ヒドロゲル、エアロゲル、またはオルガノゲルを含む、［３９］から［４１］の何れか一項に記載のユニット。
［４３］ 前記ウイックのそれぞれのパラメータを調整して、所望の放出プロファイルを達成することができる、［１］から［４２］の何れか一項に記載のユニット。
［４４］ 前記ウイックの前記パラメータが、前記ウイックの長さ、幅、材料、密度、および／または数である、［４３］に記載のユニット。
［４５］ １種以上の農薬の前記放出プロファイルが、前記ウイックの前記パラメータによってのみ調整される、［４３］または［４４］に記載のユニット。
［４６］ 前記１種以上の農薬の前記放出プロファイルが、前記セル内部の前記１種以上の農薬の量によって影響を受けない、［４３］から［４５］の何れか一項に記載のユニット。
［４７］ ａ）少なくとも１個のセグメントが水に対して不浸透性であり、少なくとも１個のセグメントが水に対して浸透性である、２個以上のセル壁セグメントを含むセルと、
ｂ）前記セル内の農薬と
を含む、農薬送達ユニット。
［４８］ 前記農薬が、前記セルの前記浸透性セグメントを通してのみ前記セルから放出される、［４７］に記載のユニット。
［４９］ 前記ユニットが２個以上のセルを含む、および／または前記ユニットが２種以上の農薬を含む、［４７］または［４８］に記載のユニット。
［５０］ 前記ユニットが、前記セル内部から前記セルの外部にある媒体へ、前記セルの前記少なくとも１個の浸透性セグメントを通して前記農薬を制御放出することが可能なように配列されている、［４７］から［４９］の何れか一項に記載のユニット。
［５１］ 前記農薬が、使用前に乾燥している、または前記ユニットの使用前に、前記農薬が、水を含有するペースト剤、液剤、濃厚液剤、飽和液剤、もしくは分散剤である、［４７］から［５０］の何れか一項に記載のユニット。
［５２］ 前記セルが１個の浸透性セグメントを含む、［４７］から［５１］の何れか一項に記載のユニット。
［５３］ 前記セルの前記浸透性セグメントが、マイクロ多孔質またはマクロ多孔質材料を含む、［４７］から［５２］の何れか一項に記載のユニット。
［５４］ 前記浸透性セグメントがヒドロゲルを含む、［４７］から［５３］の何れか一項に記載のユニット。
［５５］ 前記ヒドロゲルが、超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）を含む、［５４］に記載のユニット。
［５６］ 前記ＳＡＰが、
ａ．天然の超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）、多糖ＳＡＰ、半合成ＳＡＰ、完全合成ＳＡＰ、またはこれらの何れかの組合せ、
ｂ．合成ヒドロゲル、天然炭水化物ヒドロゲル、またはペクチンもしくはタンパク質ヒドロゲル、またはこれらの何れかの組合せ、および／あるいは
ｃ．アクリルアミド、アクリル誘導体、またはこれらの何れかの組合せ
を含む、［５５］に記載のユニット。
［５７］ ａ）前記天然炭水化物ヒドロゲルが、寒天、セルロース、キトサン、デンプン、ヒアルロン酸、デキストリン、天然ガム、硫酸化多糖、またはこれらの何れかの組合せを含む、および／あるいは
ｂ）前記ペクチンまたはタンパク質ヒドロゲルが、ゼラチン、ゼラチン誘導体、コラーゲン、コラーゲン誘導体、またはこれらの何れかの組合せを含む
［５４］から［５６］の何れか一項に記載のユニット。
［５８］ 前記セルの前記不浸透性セグメントが、
ａ）ポリエチレン、ポリプロピレン、もしくはポリエステルのうちの１種以上、
ｂ）ポリ乳酸、ポリヒドロキシアルカノエート、ポリヒドロキシブチレート、もしくはポリヒドロキシバレレートのうちの１種以上、
ｃ）熱可塑性デンプン、酢酸セルロース、もしくは他のセルロース系材料、および／または
ｄ）ポリカプロラクトン、ポリグリコシド、ポリジオキサノン、あるいはこれらの何れかの組合せまたはコポリマー
を含む、［４７］から［５７］の何れか一項に記載のユニット。
［５９］ ａ）前記農薬が、前記ユニットが室温で水に浸漬されてから４０日以内に前記ユニットから放出される、
ｂ）前記農薬が、前記ユニットが室温で水に浸漬されてから４０日以内に前記ユニットから放出される、
ｃ）２０重量％未満の前記農薬が、前記ユニットが室温で水に浸漬されてから４０日以内に前記ユニットから放出される、
ｄ）５０重量％未満の前記農薬が、前記ユニットが室温で水に浸漬されてから６０日以内に前記ユニットから放出される、
ｅ）前記農薬が、１か月間〜８か月間にわたって放出される、または
ｆ）前記農薬が、作物の成長期にわたって放出される
［４７］から［５８］の何れか一項に記載のユニット。
［６０］ 前記ユニットが複数のセルを含み、１つのセルの前記農薬が前記ユニットの別のセルからの農薬の前記放出と異なる期間にわたって、および／または異なる率で放出されるように配列されている、［４７］から［５９］の何れか一項に記載のユニット。
［６１］ 前記少なくとも１個の浸透性セグメントのそれぞれのパラメータを調整して、所望の放出プロファイルを達成することができる、［４７］から［６０］の何れか一項に記載のユニット。
［６２］ 前記少なくとも１個の浸透性セグメントの前記パラメータが、前記浸透性セグメントの寸法、材料、数、または割合である、［６１］に記載のユニット。
［６３］ 前記１種以上の農薬の前記放出プロファイルが、前記浸透性セグメントの前記パラメータによってのみ調整される、［６１］または［６２］に記載のユニット。
［６４］ 前記１種以上の農薬の前記放出プロファイルが、前記セル内部の前記１種以上の農薬の量によって影響を受けない、［６１］から［６３］の何れか一項に記載のユニット。
［６５］ ａ）前記セルの容積が約０．５〜２０ｃｍ ³ である、
ｂ）セルが１〜２０ｇの前記１種の農薬を含む、
ｃ）前記ユニットの乾燥重量が、約０．１ｇ〜２０ｇである、
ｄ）前記ユニットが、約１〜１０ｇの前記農薬の容量を有する、ならびに／あるいは
ｅ）前記ユニットが、円筒体、球体、多面体、立方体、もしくは円板の形状である、および／または前記ユニットが三角形、長方形、円形、または正方形の横断面を有する形状である
［４７］から［６４］の何れか一項に記載のユニット。
［６６］ （ａ）前記農薬が、肥料、殺有害生物剤、ホルモン、薬剤、化学成長剤、酵素、成長促進剤、生物刺激剤、または微量元素のうちの少なくとも１種を含む、および／あるいは（ｂ）前記ユニットが、前記ユニットを部分的または完全に取り囲んでいるゲルをさらに含み、前記ゲルが、好ましくは前記ユニットの前記セル内部の前記農薬と同じ、または異なる１種以上の農薬を含有するように配合される、［４７］から［６５］の何れか一項に記載のユニット。
［６７］ 農薬送達方法であって、複数の、［１］から［６６］の何れか一項に記載の農薬送達ユニットを植物成長媒体に配布することを含む、方法。
［６８］ 前記ユニットを、前記媒体表面下の１つ以上の深さで前記植物成長媒体に加える、［６７］に記載の方法。
［６９］ 前記ユニットを１〜５０ｃｍの深さで加える、［６７］または［６８］に記載の方法。
［７０］ ユニットを、１平方メートルあたり約１〜５０個、５〜５０個、または１０〜３０個のユニットの濃度で前記成長媒体に加える、［６７］から［６９］の何れか一項に記載の方法。
［７１］ ［１］から［４６］の何れか一項に記載の農薬送達ユニットを作製する方法であって、前記農薬および前記ウイックを含む不浸透性セルを形成することを含む、方法。
［７２］ 農薬送達ユニットを作製する方法であって、農薬が水と接触した後にウイックから制御的に放出されるように、部分的にセル内および部分的にセルの外部に位置付けられている前記ウイックを備えた非浸透性ポリマーセルに、前記農薬をカプセル化することによって、セルを作り出すことを含む、方法。
［７３］ カプセル化が、前記農薬を取り囲むポリマー層を付着させる押出機を使用することを含む、［７１］または［７２］に記載の方法。
［７４］ 前記農薬をポリマーセルに充填すること、および前記セルをウイックと一緒に封止することを含む、［７１］または［７２］に記載の方法。
［７５］ ヒドロゲルが前記セルの周りに重合される、［７１］または［７２］に記載の方法。
［７６］ カプセル化が第１の重合工程および第２の重合工程を含む、［７１］または［７２］に記載の方法。
［７７］ 農薬送達ユニットを作製する方法であって、（ｉ）少なくとも１個のセグメントが水に対して不浸透性であり、少なくとも１個のセグメントが水に対して浸透性である、２個以上のセル壁セグメントを含むセルを作り出すこと、および（ｉｉ）少なくとも１種の農薬が水と接触した後に前記セルの前記少なくとも１個の浸透性セグメントから制御的に放出されるように、前記少なくとも１種の農薬を前記セルにカプセル化することを含む、方法。

Claims (77)

1. ａ）水に対して不浸透性である材料から作製されるセルである、不浸透性セルと、
   ｂ）前記不浸透性セル内の農薬と、
   ｃ）ヒドロゲルを含み、前記不浸透性セル内に配置されている部分および前記不浸透性セルの外部に配置されている部分を有するウイックと
   を含む、農薬送達ユニット。
2. 前記ウイックの１つ以上の部分が、前記不浸透性セルの外部にある、請求項１に記載のユニット。
3. 前記ウイックの１つ以上の部分が、前記農薬と接触する、請求項１または２に記載のユニット。
4. 前記農薬が、前記ウイックを通してのみ前記セルから放出される、請求項１から３の何れか一項に記載のユニット。
5. ２個以上の別々の不浸透性セルを含む、請求項１から４の何れか一項に記載のユニット。
6. ２種以上の農薬を単一の不浸透性セルに含む、請求項１から５の何れか一項に記載のユニット。
7. ２個以上の別々の不浸透性セルが、それぞれ独立して、異なる農薬または農薬の異なる組合せを含有する、請求項５から６の何れか一項に記載のユニット。
8. 前記不浸透性セルの内部から前記不浸透性セルの外部にある媒体へ、前記ウイックを通して前記農薬を制御放出することが可能なように配列されている、請求項１から７の何れか一項に記載のユニット。
9. 前記農薬が、使用前に乾燥している、または前記ユニットの使用前に、前記農薬が、水を含有するペースト剤、液剤、濃厚液剤、飽和液剤、もしくは分散剤である、請求項１から８の何れか一項に記載のユニット。
10. 前記ウイックの異なる部分が、それぞれの不浸透性セルの前記農薬と接触するように、同じウイックが、異なるそれぞれの不浸透性セルの前記農薬と接触する、請求項１から９の何れか一項に記載のユニット。
11. １個のウイックのみを有する、請求項１から１０の何れか一項に記載のユニット。
12. ２〜２０個のウイックを有する、請求項１から１１の何れか一項に記載のユニット。
13. 前記ウイックが、繊維材料を含む、請求項１から１２の何れか一項に記載のユニット。
14. 前記ウイックが、ポリエチレン、ポリプロピレン、繊維メッシュ、綿または他のセルロース繊維、セラミック、またはガラス系繊維、ポリ乳酸を含む、請求項１から１２の何れか一項に記載のユニット。
15. 前記ウイックが、毛管構造を有する多孔質材料を含む、請求項１から１４の何れか一項に記載のユニット。
16. 前記ウイックが、マイクロ多孔質材料またはマクロ多孔質材料を含む、請求項１から１５の何れか一項に記載のユニット。
17. 前記ウイックが、約１０〜１００ｍｇ／メートルの密度を有する繊維を含む、請求項１から１６の何れか一項に記載のユニット。
18. 前記ウイックが、約１〜５００本の繊維を含む、請求項１から１７の何れか一項に記載のユニット。
19. 前記ウイックの前記ヒドロゲルが、超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）を含む、請求項１から１８の何れか一項に記載のユニット。
20. 前記ＳＡＰが、天然の超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）、多糖ＳＡＰ、半合成ＳＡＰ、完全合成ＳＡＰ、またはこれらの何れかの組合せを含む、請求項１９に記載のユニット。
21. 前記ウイックの前記ヒドロゲルが、合成ヒドロゲル、天然炭水化物ヒドロゲル、またはペクチンもしくはタンパク質ヒドロゲル、あるいはこれらの何れかの組合せを含む、請求項１から２０の何れか一項に記載のユニット。
22. 前記ウイックの前記ヒドロゲルが、アクリルアミド、アクリル誘導体、またはこれらの何れかの組合せを含む、請求項１から２１の何れか一項に記載のユニット。
23. 前記ウイックの第１の部分のみが前記ヒドロゲルを含み、好ましくは前記第１の部分が前記セルの外側にあり、前記ウイックの第２の部分が前記ヒドロゲルを含まない、請求項１から２２の何れか一項に記載のユニット。
24. 前記ウイックが、前記ウイックの異なる部分に異なるヒドロゲルを含む、請求項１から２３の何れか一項に記載のユニット。
25. 前記ウイックが、前記ヒドロゲルで飽和またはコーティングされている、請求項１から２４の何れか一項に記載のユニット。
26. 前記セルの前記材料が、（ａ）ポリエチレン、ポリプロピレン、もしくはポリエステルのうちの１種以上、（ｂ）ポリ乳酸、ポリヒドロキシアルカノエート、ポリヒドロキシブチレート、もしくはポリヒドロキシバレレートのうちの１種以上、（ｃ）熱可塑性デンプン、酢酸セルロース、もしくは他のセルロース系材料、または（ｄ）ポリカプロラクトン、ポリグリコシド、ポリジオキサノン、あるいはこれらの何れかの組合せまたはコポリマーを含む、請求項１から２５の何れか一項に記載のユニット。
27. 前記セルの前記材料が、ポリビニルアルコールを含む、請求項１から２６の何れか一項に記載のユニット。
28. 前記セルの前記材料が、熱封止性材料、生物分解性材料、または水溶性材料である、請求項１から２７の何れか一項に記載のユニット。
29. 前記セルが、１０〜１００マイクロメートルの厚さをそれぞれ有するシートを含む、請求項１から２８の何れか一項に記載のユニット。
30. それぞれのシートが、１つ以上の層を含む、請求項１から２９の何れか一項に記載のユニット。
31. （ａ）少なくとも約２０重量％の前記農薬が、前記ユニットが室温で水に浸漬されてから４０日以内に前記ユニットから放出される、（ｂ）約２０重量％〜８０重量％の前記農薬が、前記ユニットが室温で水に浸漬されてから４０日以内に前記ユニットから放出される、（ｃ）２０重量％未満の前記農薬が、前記ユニットが室温で水に浸漬されてから４０日以内に前記ユニットから放出される、または（ｄ）５０重量％未満の前記農薬が、前記ユニットが室温で水に浸漬されてから６０日以内に前記ユニットから放出される、請求項１から３０の何れか一項に記載のユニット。
32. 前記農薬が１か月間〜３か月間にわたって放出される、または前記農薬が作物の成長期にわたって放出される、請求項１から３１の何れか一項に記載のユニット。
33. 農薬を含む水浸透性セルをさらに含み、浸透性セルがウイックを有さず、代わりに、１つ以上のセル壁を通した浸透によって前記農薬を放出する、または前記ユニットの外側に、水の存在下で溶解することができる農薬層をさらに含む、請求項１から３２の何れか一項に記載のユニット。
34. 複数の不浸透性セルを含み、１つのセルの前記農薬が前記ユニットの別の不浸透性セルからの農薬の前記放出と異なる期間にわたって、および／または異なる率で放出されるように配列されている、請求項１から３３の何れか一項に記載のユニット。
35. 成長期に異なる農薬を異なる期間で放出するように配列される、請求項３４に記載のユニット。
36. （ａ）前記セルが約１〜２０ｇの前記農薬の容量を有する、（ｂ）前記セルの容積が約０．５〜２０ｃｍ³である、（ｃ）前記ユニットの乾燥重量が約０．１ｇ〜２０ｇである、（ｄ）前記ユニットが、円筒体、球体、多面体、立方体、もしくは円板の形状である、および／または（ｅ）前記ユニットが三角形、長方形、円形、または正方形の横断面を有する形状である、請求項１から３５の何れか一項に記載のユニット。
37. 前記農薬が、窒素、カリウム、リン、微量元素、またはこれらの組合せの何れかを含む肥料を含み、好ましくは前記微量元素が、銅および亜鉛から選択される、請求項１から３６の何れか一項に記載のユニット。
38. 前記農薬が、肥料、殺有害生物剤、ホルモン、薬剤、化学成長剤、酵素、成長促進剤、または微量元素のうちの少なくとも１種を含む、請求項１から３７の何れか一項に記載のユニット。
39. 前記ユニットを部分的または完全に取り囲むヒドロゲルをさらに含み、ヒドロゲルが任意にさらなる農薬を含有しうる、請求項１から３８の何れか一項に記載のユニット。
40. 前記ユニットを部分的または完全に取り囲む根発育区域をさらに含み、根発育区域が、任意にさらなる農薬を含有しうる、請求項１から３８の何れか一項に記載のユニット。
41. 前記ゲルまたは根発育区域が、前記ユニットを部分的に取り囲み、前記ウイックを部分的または完全に取り囲む、請求項３９または４０に記載のユニット。
42. 前記根発育区域が、ヒドロゲル、エアロゲル、またはオルガノゲルを含む、請求項３９から４１の何れか一項に記載のユニット。
43. 前記ウイックのそれぞれのパラメータを調整して、所望の放出プロファイルを達成することができる、請求項１から４２の何れか一項に記載のユニット。
44. 前記ウイックの前記パラメータが、前記ウイックの長さ、幅、材料、密度、および／または数である、請求項４３に記載のユニット。
45. １種以上の農薬の前記放出プロファイルが、前記ウイックの前記パラメータによってのみ調整される、請求項４３または４４に記載のユニット。
46. 前記１種以上の農薬の前記放出プロファイルが、前記セル内部の前記１種以上の農薬の量によって影響を受けない、請求項４３から４５の何れか一項に記載のユニット。
47. ａ）少なくとも１個のセグメントが水に対して不浸透性であり、少なくとも１個のセグメントが水に対して浸透性である、２個以上のセル壁セグメントを含むセルと、
    ｂ）前記セル内の農薬と
    を含む、農薬送達ユニット。
48. 前記農薬が、前記セルの前記浸透性セグメントを通してのみ前記セルから放出される、請求項４７に記載のユニット。
49. 前記ユニットが２個以上のセルを含む、および／または前記ユニットが２種以上の農薬を含む、請求項４７または４８に記載のユニット。
50. 前記ユニットが、前記セル内部から前記セルの外部にある媒体へ、前記セルの前記少なくとも１個の浸透性セグメントを通して前記農薬を制御放出することが可能なように配列されている、請求項４７から４９の何れか一項に記載のユニット。
51. 前記農薬が、使用前に乾燥している、または前記ユニットの使用前に、前記農薬が、水を含有するペースト剤、液剤、濃厚液剤、飽和液剤、もしくは分散剤である、請求項４７から５０の何れか一項に記載のユニット。
52. 前記セルが１個の浸透性セグメントを含む、請求項４７から５１の何れか一項に記載のユニット。
53. 前記セルの前記浸透性セグメントが、マイクロ多孔質またはマクロ多孔質材料を含む、請求項４７から５２の何れか一項に記載のユニット。
54. 前記浸透性セグメントがヒドロゲルを含む、請求項４７から５３の何れか一項に記載のユニット。
55. 前記ヒドロゲルが、超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）を含む、請求項５４に記載のユニット。
56. 前記ＳＡＰが、
    ａ．天然の超吸収性ポリマー（ＳＡＰ）、多糖ＳＡＰ、半合成ＳＡＰ、完全合成ＳＡＰ、またはこれらの何れかの組合せ、
    ｂ．合成ヒドロゲル、天然炭水化物ヒドロゲル、またはペクチンもしくはタンパク質ヒドロゲル、またはこれらの何れかの組合せ、および／あるいは
    ｃ．アクリルアミド、アクリル誘導体、またはこれらの何れかの組合せ
    を含む、請求項５５に記載のユニット。
57. ａ）前記天然炭水化物ヒドロゲルが、寒天、セルロース、キトサン、デンプン、ヒアルロン酸、デキストリン、天然ガム、硫酸化多糖、またはこれらの何れかの組合せを含む、および／あるいは
    ｂ）前記ペクチンまたはタンパク質ヒドロゲルが、ゼラチン、ゼラチン誘導体、コラーゲン、コラーゲン誘導体、またはこれらの何れかの組合せを含む
    請求項５４から５６の何れか一項に記載のユニット。
58. 前記セルの前記不浸透性セグメントが、
    ａ）ポリエチレン、ポリプロピレン、もしくはポリエステルのうちの１種以上、
    ｂ）ポリ乳酸、ポリヒドロキシアルカノエート、ポリヒドロキシブチレート、もしくはポリヒドロキシバレレートのうちの１種以上、
    ｃ）熱可塑性デンプン、酢酸セルロース、もしくは他のセルロース系材料、および／または
    ｄ）ポリカプロラクトン、ポリグリコシド、ポリジオキサノン、あるいはこれらの何れかの組合せまたはコポリマー
    を含む、請求項４７から５７の何れか一項に記載のユニット。
59. ａ）前記農薬が、前記ユニットが室温で水に浸漬されてから４０日以内に前記ユニットから放出される、
    ｂ）前記農薬が、前記ユニットが室温で水に浸漬されてから４０日以内に前記ユニットから放出される、
    ｃ）２０重量％未満の前記農薬が、前記ユニットが室温で水に浸漬されてから４０日以内に前記ユニットから放出される、
    ｄ）５０重量％未満の前記農薬が、前記ユニットが室温で水に浸漬されてから６０日以内に前記ユニットから放出される、
    ｅ）前記農薬が、１か月間〜８か月間にわたって放出される、または
    ｆ）前記農薬が、作物の成長期にわたって放出される
    請求項４７から５８の何れか一項に記載のユニット。
60. 前記ユニットが複数のセルを含み、１つのセルの前記農薬が前記ユニットの別のセルからの農薬の前記放出と異なる期間にわたって、および／または異なる率で放出されるように配列されている、請求項４７から５９の何れか一項に記載のユニット。
61. 前記少なくとも１個の浸透性セグメントのそれぞれのパラメータを調整して、所望の放出プロファイルを達成することができる、請求項４７から６０の何れか一項に記載のユニット。
62. 前記少なくとも１個の浸透性セグメントの前記パラメータが、前記浸透性セグメントの寸法、材料、数、または割合である、請求項６１に記載のユニット。
63. 前記１種以上の農薬の前記放出プロファイルが、前記浸透性セグメントの前記パラメータによってのみ調整される、請求項６１または６２に記載のユニット。
64. 前記１種以上の農薬の前記放出プロファイルが、前記セル内部の前記１種以上の農薬の量によって影響を受けない、請求項６１から６３の何れか一項に記載のユニット。
65. ａ）前記セルの容積が約０．５〜２０ｃｍ³である、
    ｂ）セルが１〜２０ｇの前記１種の農薬を含む、
    ｃ）前記ユニットの乾燥重量が、約０．１ｇ〜２０ｇである、
    ｄ）前記ユニットが、約１〜１０ｇの前記農薬の容量を有する、ならびに／あるいは
    ｅ）前記ユニットが、円筒体、球体、多面体、立方体、もしくは円板の形状である、および／または前記ユニットが三角形、長方形、円形、または正方形の横断面を有する形状である
    請求項４７から６４の何れか一項に記載のユニット。
66. （ａ）前記農薬が、肥料、殺有害生物剤、ホルモン、薬剤、化学成長剤、酵素、成長促進剤、生物刺激剤、または微量元素のうちの少なくとも１種を含む、および／あるいは（ｂ）前記ユニットが、前記ユニットを部分的または完全に取り囲んでいるゲルをさらに含み、前記ゲルが、好ましくは前記ユニットの前記セル内部の前記農薬と同じ、または異なる１種以上の農薬を含有するように配合される、請求項４７から６５の何れか一項に記載のユニット。
67. 農薬送達方法であって、複数の、請求項１から６６の何れか一項に記載の農薬送達ユニットを植物成長媒体に配布することを含む、方法。
68. 前記ユニットを、前記媒体表面下の１つ以上の深さで前記植物成長媒体に加える、請求項６７に記載の方法。
69. 前記ユニットを１〜５０ｃｍの深さで加える、請求項６７または６８に記載の方法。
70. ユニットを、１平方メートルあたり約１〜５０個、５〜５０個、または１０〜３０個のユニットの濃度で前記成長媒体に加える、請求項６７から６９の何れか一項に記載の方法。
71. 請求項１から４６の何れか一項に記載の農薬送達ユニットを作製する方法であって、前記農薬および前記ウイックを含む不浸透性セルを形成することを含む、方法。
72. 農薬送達ユニットを作製する方法であって、農薬が水と接触した後にウイックから制御的に放出されるように、部分的にセル内および部分的にセルの外部に位置付けられている前記ウイックを備えた非浸透性ポリマーセルに、前記農薬をカプセル化することによって、セルを作り出すことを含む、方法。
73. カプセル化が、前記農薬を取り囲むポリマー層を付着させる押出機を使用することを含む、請求項７１または７２に記載の方法。
74. 前記農薬をポリマーセルに充填すること、および前記セルをウイックと一緒に封止することを含む、請求項７１または７２に記載の方法。
75. ヒドロゲルが前記セルの周りに重合される、請求項７１または７２に記載の方法。
76. カプセル化が第１の重合工程および第２の重合工程を含む、請求項７１または７２に記載の方法。
77. 農薬送達ユニットを作製する方法であって、（ｉ）少なくとも１個のセグメントが水に対して不浸透性であり、少なくとも１個のセグメントが水に対して浸透性である、２個以上のセル壁セグメントを含むセルを作り出すこと、および（ｉｉ）少なくとも１種の農薬が水と接触した後に前記セルの前記少なくとも１個の浸透性セグメントから制御的に放出されるように、前記少なくとも１種の農薬を前記セルにカプセル化することを含む、方法。