KR102660327B1

KR102660327B1 - 식물 성장 조절인자(들) 및 극성 및/또는 반-극성 유기 용매(들)의 비-수성 용액

Info

Publication number: KR102660327B1
Application number: KR1020177021856A
Authority: KR
Inventors: 제리 스톨러; 리테쉬 쉐스
Original assignee: 스톨러 엔터프라이지즈, 인크.
Priority date: 2015-01-14
Filing date: 2016-01-14
Publication date: 2024-04-23
Also published as: US11641852B2; AR121135A2; AU2016206733B2; BR102022006532A2; MX2017009265A; PE20230734A1; CA3218405A1; EP4218413A2; US10104883B2; CA2969850C; CA2969850A1; US20190307120A1; EP3244731B1; CN107105642A; PE20171137A1; CR20170318A; AU2020202766B2; MX2020012002A; AU2016206733A1; AR103416A1

Abstract

본 발명은 일반적으로 식물 성장 조절인자(들) 및 극성 및/또는 반-극성 유기 용매(들)의 비-수성 용액, 상기 비-수성 용액의 제조 방법, 및 상기 비-수성 용액을 사용하여 식물의 성장 및 작물 생산성을 개선시키는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 1) 적어도 하나의 식물 성장 조절인자 및 2) 적어도 하나의 극성 유기 용매 및/또는 적어도 하나의 반-극성 유기 용매의 비-수성 용액에 관한 것이다. 본 발명은 추가로, 상기 비-수성 용액을 제조하는 방법, 및 상기 비-수성 용액을 사용하여 식물의 성장 및 작물 생산성을 개선시키는 방법을 포함한다.

Description

식물 성장 조절인자(들) 및 극성 및/또는 반-극성 유기 용매(들)의 비-수성 용액{NON-AQUEOUS SOLUTION OF PLANT GROWTH REGULATOR(S) AND POLAR AND/OR SEMI-POLAR ORGANIC SOLVENT(S)}

관련 출원에 대한 교차-참조

본원은, 35 U.S.C. 119(e) 하에, 2015년 1월 14일자로 출원된 미국 가출원 제62/103,410호의 이점을 주장하며, 이의 내용은 본원에 참조로 포함되어 있다.

본 발명의 분야

본 발명은 일반적으로 식물 성장 조절인자(들) 및 극성 및/또는 반-극성(semi-polar) 유기 용매(들)의 비-수성 용액, 상기 비-수성 용액의 제조 방법, 및 상기 비수성 용액을 사용하여 식물의 성장 및 작물 생산성을 개선시키는 방법에 관한 것이다.

국제 공보 제WO 2012068473호(이의 내용은 명백히 본원에 참조로 포함되어 있음)에 제공된 바와 같이, 식물 성장 및 발달뿐만 아니라 생산성(예를 들면, 작물, 종자, 과실 등)은 성장 인자, 미네랄 성분, 및 양적으로든 질적으로든 식물 생산성 수준을 증대시키는 유전자의 발현을 위한 신호를 전달하는 소분자에 의해 조절되는 것으로 공지되어 있다. 식물 생산성을 개선시키기 위한 전통적인 접근법은 농작물 또는 다른 식물 생산성에 필요한 첨가물 또는 기질로서 다양한 미네랄 및 질소 성분을 도포하는 것을 포함하였다. 그러나 이러한 접근법은 생산성을 증대시키는데 필요한 성장 인자(예를 들면, 식물호르몬(phytohormone) 및/또는 다른 소분자)를 고의로든 또는 무의식적으로든 경시하는 경향이 있었다.

전통적으로, 미네랄 비료는 농작물 성장에 주로 적용되었다. 그러나 외부 스트레스가 성공적인 식물 발달, 특히 곡물 또는 종자 작물 및/또는 다른 작물의 성공적인 식물 발달을 지체시킬 때 어려움이 발생한다. 물리적인 스트레스, 예를 들면, 너무 낮거나 너무 높고, 특히 고온인 환경 온도에 의한 물리적인 스트레스가 특히 문제가 된다. 더욱이, 최신 농경법상 관행은, 자가소화작용(autophagy)(즉, 세포 영양소 결핍을 보완하기 위해 이전에 형성된 식물 세포의 새로 형성된 세포에 의한 카니발리제이션(cannibalization))을 예방하기에 충분한 양의 영양소, 예를 들면, 당을 생산하는데 있어서 이러한 스트레스로 인한 식물의 어려움을 극복하기 위해 식물 성장 조절인자를 이용하지 않는다. 미네랄 비료가 작물의 성장 및 발달에 필요한 18가지 미네랄을 제공한다는 것은 익히 공지되어 있다. 식물 성장 조절인자 또는 다른 분자와 같은 신호전달 분자는 특정 유전자의 발현을 통해 작물 생산성을 증대시키는 것으로 공지되어 있다. 게다가, 식물 성장 조절인자의 사용, 및 식물 성장 및 발달에서의 이의 영향에 대한 많은 연구가 수행되어 왔다.

더욱더 인식되고 있는 대안적이고, 더 자연스러운 접근법은, 식물이, 더 많은 양 및/또는 더 우수한 품질의 다양한 식물 조직을 생산할 뿐만 아니라 가뭄, 질병, 및 곤충 침입과 같은 통상적인 역경에도 불구하고 번성하는데 필요한 유전자/유전 암호를 이미 갖고 있다는 이론에 근거한다. 그러나 이러한 타고난 유전 물질 및 식물의 전체 잠재력의 완전한 발현을 실현하기 위해, 식물은, 식물의 성장 중 특정 시기에, 및 식물의 특정 부분 또는 조직에 특정 농도의 다양한 천연-발생 영양소 및/또는 식물호르몬을 공급받아야 한다.

국제 공보 제WO 2005/021715호(이의 내용은 명백히 본원에 참조로 포함되어 있음)에 제공된 바와 같이, 식물 호르몬은 수년간 공지되고 연구되어 왔다. 식물 호르몬은 수 개의 카테고리 중 하나로 지정될 수 있다: 옥신(auxin), 사이토키닌(cytokinin), 지베렐린(gibberellin), 아브시스산(abscisic acid), 브라시노스테로이드(brassinosteroid), 자스모네이트(jasmonate), 살리실산, 폴리아민, 펩티드, 산화질소, 스트리고락톤(strigolactone) 및 에틸렌. 에틸렌은 오랫동안 과실 성숙 및 잎 탈리(leaf abscission)와 관련되어 왔다. 아브시스산은 겨울눈(winter bud)의 형성을 유발하고, 종자 휴면(seed dormancy)을 일으키고, 기공의 개폐를 조절하고, 잎의 노화를 유도한다. 지베렐린, 주로 지베렐린산은 종자의 휴면 중단 및 줄기에서 세포 신장의 자극에 관여한다. 지베렐린은 또한 왜성 식물(dwarf plant)을 정상 크기로 신장되게 하는 것으로도 공지되어 있다. 사이토키닌은 주로 식물의 뿌리에서 생성된다. 사이토키닌은 줄기에서 아래쪽 곁눈의 성장을 자극하고, 세포 분열 및 잎 팽창을 촉진시키고, 식물 노화를 지연시킨다. 사이토키닌은 또한 옥신이 합성되는 분열 조직으로부터 새로운 성장을 창출하여 옥신 수준을 증대시킨다. 옥신은 세포 분열 및 세포 신장 둘 모두를 촉진시키고, 정아 우세(apical dominance)를 유지시킨다. 옥신은 또한 도관 형성층(vascular cambium)에서의 2차 성장을 자극하고, 부정근(adventitious root)의 형성을 유도하며, 과실 성장을 촉진시킨다.

가장 흔한 천연 발생 옥신은 인돌-3-아세트산(IAA)이다. 그러나, 인돌-3-부티르산(IBA); 나프탈렌 아세트산(NAA); 2,4-디클로로페녹시 아세트산(2,4-D); 및 2,4,5-트리클로로페녹시 아세트산(2,4,5-T 또는 에이전트 오렌지(Agent Orange))을 포함하는 합성 옥신도 공지되어 있다. 이들은 합성 옥신으로 인식되지만, IBA는 식물 조직에서 천연적으로 발생한다는 것을 인지해야 한다. 이러한 합성 옥신 중 다수는 제초제로서 수십 년간 이용되어 왔으며, 가속되고 지나친 식물 성장에 이어서 식물 사멸을 일으킨다. 에이전트 오렌지는, 베트남 전쟁 중 미국 육군 및 공군에 의해 고엽작전(defoliation) 용도로 광범위하게 사용되었을 때 널리 인지되었다. 2,4-D는 농업, 도로(right of way), 및 잔디 및 관상 식물 시장에서의 사용을 위해 판매되는 다수의 상업용 제초제에서 지속적으로 사용된다.

농업적으로, 활성 성분은 종종 물로의 희석에 적합한 농축물 형태로 제공된다. 농업용 농축물의 다수 형태가 공지되어 있으며, 이들은 활성 성분, 및 다양한 성분을 포함할 수 있는 담체로 구성된다. 수계 농축물은 농업적 활성 공업 물질을 물에 용해시키고/시키거나 유화시키고/시키거나 현탁시켜 수득된다. 작물 보호제의 상대적으로 복잡한 공급망으로 인해, 이러한 농축 제형은 장기간 보관될 수 있으며, 저장 및 운송 동안 극한의 온도 변화, 고전단 및 반복적인 진동 패턴에 노출될 수 있다. 이러한 공급망 조건은, 예를 들면, 물 매개된 분해 및 안정성 문제로 인해 제형의 실패 가능성을 증가시킬 수 있다.

따라서, 특정 농약 및 작물 보호제를 사용한 수성 시스템의 효율적인 사용은 저장 동안 물에 노출될 때 이의 불량한 화학적 안정성으로 인해 제한된다. 전형적으로, 가수분해는 가장 통상적인 물-매개 분해 기전이지만; 물에 민감한 활성 성분을 갖는 농업용 농축물은 또한 산화, 탈할로겐화, 결합 절단, 베크만 전위(Beckmann rearrangement), 및 물에 노출시 다른 형태의 분해를 겪게 된다.

일부 경우에는, 각각의 개별적인 농약의 가감성(additive property), 및 임의로 최적의 생물학적 성능을 제공하는 보조제 또는 보조제의 조합을 이용하는 단일 제형을 제공하기 위해 상이한 농약을 조합하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들면, 수송 및 저장 비용은, 활성 농약(들)의 농도가 실행가능한 한 높고, 임의의 목적하는 보조제가 분무 탱크 내부에서 별도로 혼합되는 것이 아닌 제형에 "내장(built-in)"되어 있는 제형을 사용하여 최소화될 수 있다. 그러나 활성 농약(들)의 농도가 높아질수록 제형의 안정성이 방해되거나 하나 이상의 성분이 상 분리 될 수 있는 확률로 더 커진다.

농약 액체 농축 제형의 사용자가 희석된 수성 분무 조성물을 형성하기 위해 물에(예를 들면, 분무 탱크에서) 제형을 희석시키는 또 다른 과제가 발생한다. 이러한 농약용 분무 조성물은 널리 사용되지만, 이의 성능은 때때로 특정 농약이 물에 노출시 분무 탱크에서 분해되는 경향에 의해 제한될 수 있다. 예를 들면, 농약 분해는 알칼리도 및 수온의 증가, 및 분무 조성물이 탱크 내에 체류하는 시간의 길이에 따라 증가할 수 있다.

농약 액체 농축 제형이 저장 및 운송되고, 전세계에서 사용되는 조건 및 특수 상황의 다양성을 고려할 때, 이들 조건 및 상황 중 적어도 일부 조건 및 상황 하에 안정성 이점을 제공하는 물에 민감한 농약을 포함하는, 농약의 농축 제형에 대한 필요성이 남아있다. 광범위한 필드(field) 조건 하에 물로 희석되기 전에 안정한 높은 로딩을 갖는 이러한 제형이 추가로 요구된다.

US 20120045497은 연속적인 실질적으로 수-혼화성 액체 상, 분산된 수-비혼화성 액체 상 및 콜로이드성 고체를 포함하는 유동성, 비-수성 분산액 농축물을 포함하는 액체 농약 조성물의 안정화를 기록하고 있다.

게다가, 지베렐린 및 아브시스산은 작물에 직접 도포될 수 없으며, 이러한 도포를 위해 담체로서 용매 시스템을 필요로 한다는 것이 공지되어 있다. 지베렐린이 수용액에서 느리게 가수분해되기 때문에, 이는 수용액에서 장기간 저장될 수 없다. 따라서 상업적인 용액은 비-수성 용액이다. 지베렐린은 메탄올에 용해되는 것으로 공지되어 있다. 메탄올은 인화성이고 유독하다. 따라서 위험물 규정(Dangerous Goods Regulations; DGR)은 지베렐린 용액을 포함하여, 메탄올을 함유한 모든 생성물이 인화성 및 유독성으로 표시되고, 이에 따라 취급되어야 함을 요구하며, 이는 일부 주와 국가에서 규제 증가로 이어진다. 따라서, US 20030013610에서는 친유성 용매 시스템의 사용을 제안한다. 친유성 용매 중 지베렐린의 가용성 결핍은 특정 친유성 용매 시스템의 사용을 통해 극복되었음이 밝혀졌다. 이는 상기 용매 시스템이 메탄올과 같이 인화성이 아니기 때문에 흥미롭다. 이러한 시스템은 다음을 포함하는 식물 성장 촉진제 조성물을 포함한다: (a) 20중량%를 초과하지 않는 하나 이상의 지베렐린; 및 (b) 본질적으로 다음을 포함하는 비-수성 용매 시스템: (i) 30 내지 99중량%의 하나 이상의 친유성 용매; (ii) 지베렐린(들)이 친유성 용매 가용성 복합체를 형성할 수 있게 하는, 지베렐린(들)에 대해 적어도 등가 몰량의 하나 이상의 친유성 알칼리성 커플링제; (iii) 친유성 용매(들)와 블렌딩하여 균질한 생성물을 형성하고, 도포를 위해 물에 조성물의 분산을 가능하게 하는, 1 내지 50중량%의 하나 이상의 유화제; 및 (iv) 임의로, 15중량%를 초과하지 않는 하나 이상의 점도 감소 공-용매(co-solvent).

본 발명은 다음의 비-수성 용액에 관한 것이다: 1) 적어도 하나의 식물 성장 조절인자 및 2) 적어도 하나의 극성 유기 용매 및/또는 적어도 하나의 반-극성 유기 용매. 본 발명은 추가로, 상기 비-수성 용액을 제조하는 방법, 및 상기 비-수성 용액을 사용하여 식물의 성장 및 작물 생산성을 개선시키는 방법을 포함한다. 극성 유기 용매는 이온성 및 다른 극성 용질을 용해시키는 것으로 정의된다. 반-극성 유기 용매는 비-극성 분자에서 어느 정도의 극성을 유도한다. 극성의 측정은 이의 유전 상수에 의해 결정될 수 있다. 본 발명에 한정되는 반-극성 유기 용매 및 극성 유기 용매는 20℃에서 10 초과의 유전 상수를 갖는 유기 용매이다. 예를 들면, 극성 유기 용매는 알코올, 디알킬 케톤, 알킬렌 카보네이트, 알킬 에스테르, 및 아릴 에스테르를 포함할 수 있지만, 이들에 제한되지 않는다. 예를 들면, 반-극성 유기 용매는 다양한 분자량의 폴리에틸렌 글리콜을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 본 발명은 식물 성장이 뿌리 또는 공기 조직(aerial tissue)으로의 도포에 의한 상기 비-수성 용액의 첨가를 통해 조작될 수 있는 방법을 포함한다.

본 발명은 식물 성장 조절인자, 예를 들면, 식물호르몬을 극성 및 반-극성 유기 용매(들)를 사용하여 식물의 조직에 도입하여 식물의 성장 및 작물 생산성을 개선시키는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법에서는, 목적하는 효과, 예를 들면, 개선된 성장, 개선된 착과, 또는 개선된 식물 구조를 초래하는데 효과적인 양의 식물 호르몬을 극성 및 반-극성 유기 용매(들)에 용해시키고, 수성 용액으로서 식물 조직에 도포한다.

식물 성장 조절인자를 함유하는 비-수성 용액은 극성 및 반-극성 유기 용매(들)의 사용에 의해 수성 조성물에 비해 향상된 안정성을 갖는다. 비-수성 용액의 이러한 안정성 개선으로 인해 전통적인 수성 조성물에 비해 더 많은 생화학적 활성이 보존된다. 이는 증가된 분지, 더 짧아진 줄기 절간(stem internode), 수확량이 많은(prolific) 뿌리 발달 및 광합성 능력 및 당 생산이 증대된 더 두꺼워진 잎을 특징으로 하는 줄기가 굵은, 더 조밀한 식물을 생성함으로써 식물 구조를 개선시킨다. 이러한 구조상 변화는 광합성 산물(photosynthate) 저장 능력; 개화 시점; 착과 개시(fruit initiation), 사이징(sizing) 및 보유(retention); 및 궁극적으로 수확량을 증가시킨다.

본 발명의 비-수성 용액은 1) 본원에서 PGR로도 지칭되는, 적어도 하나의 식물 성장 조절인자 및 2) 적어도 하나의 극성 유기 용매 및/또는 적어도 하나의 반-극성 유기 용매를 포함한다. 상기 비-수성 용액을 제조하는 방법, 및 상기 비-수성 용액을 사용하여 식물의 성장 및 작물 생산성을 개선시키는 방법이 또한 본원에 개시된다. 본 발명은 식물 성장이 식물 조직으로의 도포에 의한 상기 비-수성 용액의 첨가를 통해 조작될 수 있는 방법을 포함한다.

본원에 제공된 바와 같이, 용어 "비-수성"은 소량의 물, 바람직하게는 5중량% 미만, 바람직하게는 4중량% 미만, 바람직하게는 3중량% 미만, 바람직하게는 2중량% 미만, 바람직하게는 1중량% 미만, 및 바람직하게는 0.5중량% 미만의 물을 포함할 수 있는 것으로 이해된다. 그러나, 본 비-수성 용액에 물을 고의로 첨가하지 않는 것이 바람직하다.

식물 성장 조절인자/식물호르몬

비-수성 용액에 제공된 식물 성장 조절인자(PGR)가 임의의 효과적인 식물 호르몬일 수 있지만, 식물호르몬은 전형적으로 에틸렌, 옥신, 사이토키닌, 지베렐린, 아브시스산, 브라시노스테로이드, 자스모네이트, 살리실산, 펩티드, 폴리아민, 산화질소, 스트리고락톤, 이들의 전구체, 유도체 및 혼합물로부터 선택된다.

옥신은 바람직하게는 천연 옥신, 합성 옥신, 옥신 대사물, 옥신 전구체, 옥신 유도체 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 바람직한 옥신은 천연 옥신이며, 가장 바람직하게는 인돌-3-아세트산이다. 현재 바람직한 합성 옥신은 인돌-3-부티르산(IBA)이다. 본 발명에 이용될 수 있는 다른 예시적인 합성 옥신은 인돌-3-프로피온산, 인돌-3-부티르산, 페닐아세트산, 나프탈렌 아세트산(NAA), 2,4-디클로로페녹시 아세트산, 4-클로로인돌-3-아세트산, 2,4,5-트리클로로페녹시 아세트산, 2-메틸-4-클로로페녹시 아세트산, 2,3,6-트리클로로벤조산, 2,4,6-트리클로로벤조산, 4-아미노-3,4,5-트리클로로피콜린산 및 이들의 혼합물을 포함한다.

사이토키닌은 바람직하게는 제아틴(zeatin), 제아틴의 다양한 형태, N6-벤질 아데닌, N6-(델타-2-이소펜틸)아데닌, 1,3-디페닐우레아, 티디아주론(thidiazuron), CPPU(포르클로르페누론(forchlorfenuron)), 키네틴, 또는 사이토키닌 활성을 갖는 다른 화학적 제형 중 하나 이상으로부터 선택된다. 바람직한 사이토키닌은 키네틴이다.

지베렐린은 바람직하게는 GA₁, GA₂, GA₃, GA₄, GA₅, GA₆, GA₇, GA₈, GA₉, GA₁₀, GA₁₁, GA₁₂, GA₁₃, GA₁₄, GA₁₅, GA₁₆, GA₁₇, GA₁₈, GA₁₉, GA₂₀, GA₂₁, GA₂₂, GA₂₃, GA₂₄, GA₂₅, GA₂₆, GA₂₇, GA₂₈, GA₂₉, GA₃₀, GA₃₁, GA₃₂, GA₃₃, GA₃₄, GA₃₅, GA₃₆, GA₃₇, GA₃₈, GA₃₉, GA₄₀, GA₄₁, GA₄₂, GA₄₃, GA₄₄, GA₄₅, GA₄₆, GA₄₇, GA₄₈, GA₄₉, GA₅₀, GA₅₁, GA₅₂, GA₅₃, GA₅₄, GA₅₅, GA₅₆, GA₅₇, GA₅₈, GA₅₉, GA₆₀, GA₆₁, GA₆₂, GA₆₃, GA₆₄, GA₆₅, GA₆₆, GA₆₇, GA₆₈, GA₆₉, GA₇₀, GA₇₁, GA₇₂, GA₇₃, GA₇₄, GA₇₅, GA₇₆, GA₇₇, GA₇₈, GA₇₉, GA₈₀, GA₈₁, GA₈₂, GA₈₃, GA₈₄, GA₈₅, GA₈₆, GA₈₇, GA₈₈, GA₈₉, GA₉₀, GA₉₁, GA₉₂, GA₉₃, GA₉₄, GA₉₅, GA₉₆, GA₉₇, GA₉₈, GA₉₉, GA₁₀₀, GA₁₀₁, GA₁₀₂, GA₁₀₃, GA₁₀₄, GA₁₀₅, GA₁₀₆, GA₁₀₇, GA₁₀₈, GA₁₀₉, GA₁₁₀, GA₁₁₁, GA₁₁₂, GA₁₁₃, GA₁₁₄, GA₁₁₅, GA₁₁₆, GA₁₁₇, GA₁₁₈, GA₁₁₉, GA₁₂₀, GA₁₂₁, GA₁₂₂, GA₁₂₃, GA₁₂₄, GA₁₂₅, 및/또는 GA₁₂₆ 중 하나 이상으로부터 선택된다. 바람직한 지베렐린은 지베렐린산, GA₃이다.

옥신, 바람직하게는 인돌-3-부티르산(IBA)은, 옥신이 비-수성 용액의 약 0.001 내지 10중량%, 바람직하게는 약 0.005 내지 약 5중량%, 바람직하게는 0.005 내지 약 2중량%, 바람직하게는 0.005 내지 약 1중량%, 바람직하게는 0.005 내지 약 0.5중량%, 바람직하게는 0.005 내지 약 0.85중량%, 및 바람직하게는 약 0.005 내지 약 0.05중량%가 되도록 하는 양으로 비-수성 용액에 존재한다.

지베렐린, 바람직하게는 지베렐린산(GA₃)은, 지베렐린이 비-수성 용액의 약 0.001 내지 20중량%, 바람직하게는 약 0.001 내지 15중량%, 바람직하게는 약 0.001 내지 7.5중량%, 바람직하게는 약 0.005 내지 약 5중량%, 바람직하게는 약 0.005 내지 약 1중량%, 바람직하게는 약 0.005 내지 약 0.11중량%, 바람직하게는 약 0.005 내지 약 0.07중량%, 및 바람직하게는 약 0.005 내지 약 0.05중량%가 되도록 하는 양으로 비-수성 용액에 존재한다.

사이토키닌, 바람직하게는 키네틴은 사이토키닌이 비-수성 용액의 약 0.003 내지 0.3중량%, 바람직하게는 0.009 내지 0.15중량%, 바람직하게는 약 0.0015 내지 0.15중량%, 및 가장 바람직하게는 약 0.01 내지 0.05중량%가 되도록 하는 양으로 비-수성 용액에 존재한다.

국제 공보 WO 2012068473(이의 내용은 명백히 본원에 참조로 포함되어 있음)에 제공된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 양태에서, 식물 성장 조절인자는 2가지 식물 호르몬 - 사이토키닌 및 지베렐린의 PGR 혼합물로서 포함된다. 함께 사용되는 경우, 식물 성장 조절인자, 사이토키닌 및 지베렐린의 비는 바람직하게는 1:10 내지 1:300, 및 더 바람직하게는 1:20 내지 1:40의 범위이다. 대략 1:30의 비가 가장 바람직하다. 그럼에도 불구하고, 최상의 결과를 얻기 위해, 사이토키닌 및 지베렐린의 절대량은 처리되는 식물 및 이의 과실의 용적/중량에 비례하여 변화되어야 한다.

추가로, 본 발명의 바람직한 양태에서, 식물 성장 조절인자는 다음의 2가지 식물호르몬: 사이토키닌 및 옥신의 PGR 혼합물을 포함할 수 있다. 함께 사용되는 경우, 식물 성장 조절인자, 사이토키닌 및 옥신의 비는 바람직하게는 1: 10 내지 1:300, 및 더 바람직하게는 1:20 내지 1:40의 범위이다. 대략 1:30의 비가 가장 바람직하다. 그럼에도 불구하고, 최상의 결과를 얻기 위해, 사이토키닌 및 지베렐린의 절대량은 처리되는 식물 및 이의 과실의 용적/중량에 비례하여 변화되어야 한다.

추가로, 본 발명의 바람직한 양태에서, 식물 성장 조절인자는 3가지 식물 호르몬 - 사이토키닌, 지베렐린 및 옥신의 PGR 혼합물을 포함할 수 있다. 바람직한 혼합물에서, 사이토키닌은 키네틴이고, 지베렐린은 GA3이고, 옥신은 IBA이다. 함께 사용되는 경우, 키네틴의 양은 바람직하게는 지베렐린산의 양보다 4 내지 6배, 및 더 바람직하게는 2 내지 3배 더 크고, IBA의 양은 지베렐린산의 양보다 1 내지 1.5배 더 크다. 비-수성 용액은 바람직하게는 a) 0.2 내지 0.005중량%, 더 바람직하게는 0.10 내지 0.009중량% 키네틴; b) 0.1 내지 0.003중량%, 더 바람직하게는 0.05 내지 0.005중량% GA3; 및 c) 0.1 내지 0.003중량%, 더 바람직하게는 0.05 내지 0.005중량% IBA를 포함할 수 있다.

극성 및 반-극성 유기 용매

극성 및 반-극성 유기 용매 에탄올, n-프로판올, 이소-프로판올, 에틸 락테이트, 3-하이드록시부티레이트(에틸 및 프로필 에스테르), 글리콜, 글리세롤, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 프로필렌 카보네이트 및 이들의 조합을 포함하는, 매우 다양한 극성 및 반-극성 유기 용매가 사용될 수 있다. 가장 바람직하게는, 프로필렌 글리콜이 본 발명의 비-수성 용액에서 유기 용매로서 사용된다. 본 발명의 한 양태에서, 극성 및 반-극성 유기 용매는 20℃에서 0.1 mm Hg 미만의 증기압을 갖는 휘발성 유기 화합물(volatile organic compound; VOC)을 배제하는 것으로 본원에서 정의된, "비-휘발성, 극성 또는 반-극성 유기 용매" 단독 또는 이들의 조합이다.

포함/배제되는 추가의 성분

본 발명의 바람직한 양태는 당업자에게 공지된 계면활성제, 소포제 및/또는 보존제의 첨가를 포함한다. 계면활성제는 카복실레이트, 설포네이트, 천연 오일, 알킬아미드, 아릴아미드, 알킬페놀, 아릴페놀, 에톡실화된 알코올, 폴리에틸렌, 카복실산 에스테르, 폴리알킬글리콜 에스테르, 무수소르비톨(anhydrosorbitol), 글리콜 에스테르, 카복실산 아미드, 모노알칸올아민, 폴리에틸렌 지방산 아미드, 폴리소르베이트, 사이클로덱스트린, 당계, 실리콘계, 폴리알킬화된 알코올, 및 알킬아릴 에톡실레이트로 이루어진 그룹을 포함할 수 있지만, 이들에 제한되지 않는다. 바람직한 양태에서, 비-수성 용액은 오직 식물 성장 조절인자(들), 임의의 미네랄(들), 계면활성제, 및 극성 및 반-극성 유기 용매(들) 및 그 안에 내재된 임의의 불순물로 구성된다.

대안적인 바람직한 양태에서, 비-수성 용액은 오직 하나의 용매, 즉, 극성 및 반-극성 유기 용매만을 포함한다. 이전에 나타난 바와 같이, 이러한 비-수성 용액은 소량의 물, 바람직하게는 5중량% 미만, 더 바람직하게는 1중량% 미만, 및 가장 바람직하게는 0.5중량% 미만의 물을 포함할 수 있다. 가장 바람직하게는, 비수성 용액은 오직 하나의 용매, 즉, 의도적으로 물을 첨가하지 않은 극성 및 반-극성 유기 용매만을 포함한다. 이전에 나타난 바와 같이, 비-수성 용액은 알칼리 토금속, 전이 금속, 붕소 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 미네랄을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 미네랄은 바람직하게는 칼슘, 마그네슘, 아연, 구리, 망간, 붕소, 철, 코발트, 몰리브덴 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 포함되는 경우, 미네랄은 약 0.001 내지 약 10.0중량%, 바람직하게는 약 0.001 내지 약 3.0중량%의 범위로 존재할 수 있다. 비-수성 용액은 임의로, 그러나 바람직하게는, 식물 조직에 의한 식물 성장 조절인자(들)의 흡수를 돕고/돕거나 식물 조직에 의한 식물 호르몬의 이용을 선사하는 하나 이상의 미네랄을 포함한다. 바람직한 미네랄은 아연, 질소, 칼륨, 칼슘 및 붕소를 포함하고, 질소, 칼륨, 칼슘 및/또는 붕소가 바람직하다. 바람직한 양태에서, 금속은 금속 클로라이드, 금속 설페이트, 나트륨 또는 칼륨 염, 및 킬레이트화 금속을 포함하지만, 이들에 제한되지 않는다. 구체적인 예는 금속 클로라이드, 금속 설페이트, EDTA 킬레이트화 금속, 및 다른 적합한 금속 화합물을 포함하지만, 이들에 제한되지 않는다.

비-수성 용액은 질소-함유 비료, 예를 들면, 대략 1/2의 우레아 및 1/2의 질산암모늄을 포함하는 액체 질소 비료와 조합될 수 있다. 이러한 액체 질소 비료는 약 28 내지 32퍼센트의 질소 함량을 갖는다. 바람직하게는, 액체 질소 비료는, 오직 용액/비료의 1회 필드 도포만을 필요로 하여, 이후 질소-단독 필드 도포로 인하여 요구되는 노동력 및 장비 비용을 감소시키도록 도포 직전 식물 성장 조절인자(들) 및, 존재하는 경우, 다른 미네랄을 함유하는 비-수성 용액과 블렌딩된다.

제조 방법

비-수성 용액은 일반적으로 적어도 하나의 식물 성장 조절인자를 적어도 하나의 극성 및 반-극성 유기 용매에 용해시키고, 실온에서 또는 극성 및 반-극성 유기 용매의 비점 이하의 온도, 더 바람직하게는 120℃ 미만, 및 가장 바람직하게는 100℃ 미만의 온도에서 혼합하여 생성된다. 극성 및/또는 반-극성 유기 용매 중에서 120℃까지 호르몬을 가열하여도 식물 성장 조절인자가 현저히 분해되지 않을 것으로 여겨진다.

식물로의 도포

바람직한 양태에서, 비-수성 용액은 식물에 도포되기 전에(예를 들면, 식물로의 도포 몇 시간 내에) 물과 배합되어 물-희석된 조성물을 제공한다. 비-수성 용액에 첨가되는 물의 양은 당업자에게 공지된 바와 같이 식물 성장을 조절하는데 필요한 활성 성분의 요구되는 농도에 의존한다.

본 발명의 방법의 더 바람직한 양태에서, 식물 성장 조절인자의 비-수성 용액의 물-희석된 조성물은 식재 후 식물의 뿌리, 잎, 꽃 또는 과실에 도포된다. 식재 전 뿌리 또는 괴경(tuber)으로의 도포 또는 식재 후 토양 시용(soil application)에 의한 도포는 일부 상황에서 최상의 결과를 초래할 수 있지만, 다른 상황에서는, 잎에 도포하는 것이 바람직할 수 있다. 도포 방법을 선택할 때 특정 작물 및 목적하는 결과를 고려해야 한다. 비-수성 용액 및/또는 비-수성 용액을 포함하는 물-희석된 조성물은 통상적인 관개(irrigation) 또는 분무 장비를 사용하여 도포될 수 있다.

상기 방법은 바람직하게는 사이토키닌과 같은 식물 성장 조절인자의 비-수성 용액을 식물 개화 초기에 또는 그 즈음에(예를 들면, 감수분열 동안 및 화분이 막 열개(dehiscence)하려고 할 때) 식물의 잎 및/또는 꽃에 도포하는 것을 포함한다. 비-수성 용액은, 예를 들면, 식물 뿌리 근처의 개방 고랑(opened furrow)에서와 같이 임의의 적절한 방식으로 토양에 적용될 수 있으며, 이후 고랑은 폐쇄될 수 있다. 이는 또한 다른 것 중에서도, 오버헤드 또는 드립 테이프(drip tape) 또는 고랑 관개(furrow irrigation)와 같은 다양한 형태의 관개와 함께 적용될 수 있다. 농업용 화학물질의 도포는, 잎 도포, 토양 도포, 관개 도포 등을 포함하지만, 이들에 제한되지 않는 당업자에게 익히 공지된 몇 가지 방법 중 어느 것으로 달성될 수 있다. 본 발명의 바람직한 방법에서, 비-수성 용액이 준비되고, 성장하는 식물의 뿌리에, 또는 점적 관개(drip irrigation)를 통해 식물이 성장하는 토양을 거쳐 도포된다. 이용될 수 있는 다른 관비(fertigation)형 도포 방법은 브로드캐스팅(broadcasting)(예를 들면, 통상적인 관개) 및 다른 유형의 배치 도포(예를 들면, 측면 시비(side dressing); 마이크로제트(microjet) 등)를 포함하지만, 이들에 제한되지 않는다. 브로드캐스트 도포는, 비-수성 용액을 식물의 잎과 지상 조직으로부터 토양/뿌리로 씻어내기에 충분한 관개가 허용되는 경우, 허용되는 방법이다.

본 발명은, 식물호르몬, 예를 들면, 옥신 또는 다른 PGR을 상기 서술된 바와 같이 식물 구조를 변경시키기에 효과적인 양으로 그러나 식물 조직의 성장에 부정적으로 영향을 미치기에는 불충분한 양으로 표면에 분산시킨 식물을 생성하기 위한 종자, 종자 조각, 건식 비료, 탈크(talc), 석고(gypsum) 또는 괴경을 포함한다. 비-수성 용액으로서 도포되는 경우, 식물 성장 조절인자, 예를 들면, 옥신 또는 다른 PGR을 함유하는 비-수성 용액은 통상적인 분무 장비를 사용하여 종자 또는 괴경에 도포될 수 있다. 대안적으로, 종자, 비료, 탈크, 석고 또는 괴경은 식물 성장 조절인자의 비-수성 용액에 액침될 수 있다. 종자, 비료, 탈크, 석고 또는 괴경은 식재 전에 이러한 비-수성 용액으로 분무하여 또는 이러한 비-수성 용액에 액침시켜 처리될 수 있다.

PGR를 도포하는 바람직한 방법은 붕소-함유 용액과 함께 도포하는 것일 수 있다. 붕소는 이러한 용액이 도포되는 식물 조직에서 옥신을 안정화시킬 것이다. PGR과 함께 금속 또는 메탈로이드(metalloid), 바람직하게는 붕소의 도포는 PGR의 유효 수명을 연장시켜 반복 도포 사이에 긴 시간을 가능하게 한다. 추가로, 붕소는 살충, 살균 및 살세균 활성을 갖는 것으로 보고되었다. 따라서, 붕소와 함께 PGR을 도포하면 식물에서 곤충 및 병원체 감염을 억제하는데 있어서 PGR의 효과가 개선될 것으로 여겨진다.

바람직하게는, 그러나 임의로, 저농도의 칼륨이 또한 식물 성장 조절인자와 함께 도포되어 식물 호르몬의 효과를 증진시킨다. 칼륨은, 사이토키닌과 함께 도포되는 경우, 바람직하게는 에이커당 약 1/4 lb. 내지 약 2 lbs., 더 바람직하게는 에이커당 약 1/2 lb. 내지 약 1-1/2 lbs., 가장 바람직하게는 에이커당 약 1 lb.의 매우 낮은 농도로 적용된다.

본 발명의 방법이 실질적으로 모든 식물에 사용될 수 있지만, 이는 농작물, 예를 들면, 드라이 빈(dry bean), 대두, 양파, 오이, 토마토, 감자, 옥수수, 목화, 캐놀라, 밀 등에 적용될 때 특히 유용하다.

비-수성 용액을 식물에 도포하는 제1 단계에서, 식물 호르몬은 처리될 식물에 적용하기 위해 준비된다. 식물 호르몬은 바람직하게는 비-수성 용액 중에서 식물에 도포된다. 따라서, 식물 호르몬의 준비는 다음의 활동 중 하나 이상을 포함할 수 있다: 식물 호르몬의 비-수성 용액을 충분한 양의 용매로 희석하여 목적하는 농도의 식물 호르몬을 생성하는 단계, 저농도의 미네랄 및/또는 다른 비료를 희석된 용액에 첨가하여 도포된 식물 호르몬의 효과를 증진시키는 단계, 처리될 식물로의 후속적인 도포를 위해 식물 호르몬의 비-수성 용액(미네랄 및/또는 비료의 존재 또는 부재 하에)을 분무기 또는 탱크에 로딩하는 단계, 분무기 또는 투여 도포기를 교정하여 처리될 식물에 대한 식물 호르몬 용액의 목적하는 양을 계량하는 단계, 및 식물 호르몬 용액(미네랄 및/또는 비료의 존재 또는 부재 하에)을 처리될 식물의 위치로 운반하는 단계.

국제 공보 제WO 2005/021715호(이의 내용은 명백히 본원에 참조로 포함되어 있음)에 제공된 바와 같이, 옥신 수준은 식물 성장 조절인자 또는 식물호르몬, 예를 들면, 사이토키닌 또는 지베렐린산의 적용에 의해 목적하는 범위 내에서 조작될 수 있다.

국제 공보 제WO 2012135366호 및 미국 공개 제US20120295788호(이의 내용은 명백히 본원에 참조로 포함되어 있음)는 식물 성장 조절인자/식물호르몬 사이토키닌을 식물 캐노피(plant canop)(즉, 잎 및 꽃)에 외인성으로 도포하는 것을 교시한다. 추가로, 사이토키닌과 함께 저농도의 칼륨의 적용은 사이토키닌의 효과를 상당히 증가시키는 것으로 밝혀졌다.

실시예

표 2 내지 4, 및 6 내지 8은 하기 더 상세히 확인되는 생성물에서의 키네틴, IBA 및 GA3에 대한 안정성 연구를 보여준다. "가속화된 저장 안정성 및 부식 특성 연구 프로토콜(Accelerated Storage Stability and Corrosion Characteristics Study Protocol)"과 관련하여 농약 프로그램 사무국(Office of Pesticide Programs; OPP)에 2012년 11월 16일자로 발행된 안정성에 대한 EPA 가이드라인을 따랐다. EPA 가이드라인에 제공된 바와 같이, 가속된 저장 안정성은 EPA 데이터 요건을 충족시키기 위해 사용될 수 있다. OPP는, 상승된 온도(54℃)에서 14일 동안 수행된 이 연구가, EPA가 생성물의 안정성, 및 생성물 패키징에 대한 제형의 효과에 관한 규제적 발견을 할 수 있도록 특정 상황에서 적절한 데이터를 제공한다고 결정하였다.

가속화된 저장 안정성 시험에서 평가되는 생성물은 하기 표 1 및 5에서 제공된 활성 성분을 포함한다. 표 5는 본 발명에 따라서 0.5중량% 미만의 물을 함유하는, 용매로서 프로필렌 글리콜의 비-수성 용액 중 활성 성분을 열거한다. 안정성 데이터는 본 발명에 따르는 식물 호르몬의 비-수성 용액을 비교한다(이 실시예에서 "유기"로 지칭됨). 구체적으로, 비-수성 용액은 물 대신 용매로서 프로필렌 글리콜을 사용하여 제형화되었으며, 이때 상기 용액에서 물은 0.5% 미만이다. 프로필렌 글리콜은 일부 지역에서는 저 휘발성 유기 화합물(VOC)로 간주되기 때문에 허용되는 용매이다. 저 VOC는 본 발명에서 20℃에서 증기압이 0.1 mm Hg 미만인 화합물로 정의된다. 프로필렌 글리콜의 증기압은 20℃에서 0.08 mm Hg이다. 표에서 알 수 있는 바와 같이, 식물 호르몬은 본 발명에 따라 용매로서 프로필렌 글리콜로 제형화된 유기, 즉 비수성 용액에서 이의 안정성을 최고로 유지하였다. 표 2 및 6은 0, 7 및 14일에 다양한 조성물에서의 키네틴의 안정성을 나타낸다. 표 3 및 7은 0, 7 및 14일에 다양한 조성물에서의 IBA의 안정성을 나타낸다. 표 4 및 8은 0, 7 및 14일에 다양한 조성물에서의 GA3의 안정성을 나타낸다.

표 1에 제공된 생성물은 아래 지시된 다음의 표지에 상응한다:

#1 - 식물 성장 조절인자 10X #2 - 식물 성장 조절인자 1X

#3 - 식물 성장 조절인자 #4 - 경쟁자(Competitor)(수성)

#5 - 식물 성장 조절인자 1X(수성)

극성 또는 반-극성 유기 용매 중 식물 성장 조절인자(PGR), 예를 들면, 옥신 및 지베렐린의 본 비-수성 용액은 수계 조성물과 비교하여 안정성이 증가된 것으로 나타났다. 증가된 안정성은 상기 서술된 바와 같이 식물 구조를 변경시킴으로써 비-수성 용액이 식물의 성장 및 생산성을 개선시키는데 보다 효과적이게 한다. 유의미하게는, 이러한 개선은 환경적으로 위험한 화학물질의 사용 없이 달성되었다. 본 발명의 방법은 천연 발생 또는 합성 식물 호르몬을 적용하여 식물 조직 내 식물호르몬 수준 및 비를 목적하는 결과를 초래하도록 조정함으로써 이러한 개선을 달성한다.

본 발명이 바람직한 양태의 측면에서 개시되었더라도, 다수의 추가 변형 및 변화가 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않으면서 이루어질 수 있음이 이해될 것이다.

Claims

a) 0.005 내지 0.85중량%의 인돌-3-부티르산(IBA);
b) 0.003 내지 0.3중량%의 키네틴;
c) 프로필렌 글리콜을 포함하는 유기 용매;
d) 첨가가 선택적인 적어도 하나의 미네랄, 첨가가 선택적인 적어도 하나의 계면활성제, 첨가가 선택적인 적어도 하나의 소포제, 첨가가 선택적인 적어도 하나의 보존제 및 첨가가 선택적인 이들의 조합; 및
e) 5중량% 미만의 물;을 포함하고,
상기 프로필렌 글리콜 및 상기 물을 유일한 용매로 하는 비-수성 용액.
a) 0.001 내지 10중량%의 인돌-3-부티르산(IBA);
b) 0.0015 내지 0.15중량%의 키네틴;
c) 0.003 내지 0.1중량%의 지베렐린산(GA3);
d) 프로필렌 글리콜을 포함하는 유기 용매;
e) 첨가가 선택적인 적어도 하나의 미네랄, 첨가가 선택적인 적어도 하나의 계면활성제, 첨가가 선택적인 적어도 하나의 소포제, 첨가가 선택적인 적어도 하나의 보존제 및 첨가가 선택적인 이들의 조합; 및
f) 1중량% 미만의 물;을 포함하고,
상기 프로필렌 글리콜 및 상기 물을 유일한 용매로 하는 비-수성 용액.
a) 0.005 내지 0.05중량%의 인돌-3-부티르산(IBA);
b) 0.009 내지 0.1중량%의 키네틴;
c) 0.003 내지 0.1중량%의 지베렐린산(GA3);
d) 프로필렌 글리콜을 포함하는 유기 용매;
e) 첨가가 선택적인 적어도 하나의 미네랄, 첨가가 선택적인 적어도 하나의 계면활성제, 첨가가 선택적인 적어도 하나의 소포제, 첨가가 선택적인 적어도 하나의 보존제 및 첨가가 선택적인 이들의 조합; 및
f) 1중량% 미만의 물;을 포함하고,
상기 프로필렌 글리콜 및 상기 물을 유일한 용매로 하는 비-수성 용액.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 비-수성 용액은 0.5중량% 미만의 물을 포함하는 비-수성 용액.
제1항에 있어서,
지베렐린을 더 포함하는 비-수성 용액.
삭제
삭제
삭제
삭제
제10항에 있어서,
상기 지벨레린은 지베렐린산(GA3)인 비-수성 용액.
삭제
삭제
삭제
삭제
제15항에 있어서,
상기 지베렐린산(GA3)은 0.003 내지 0.1중량%인 비-수성 용액.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
제2항 또는 제3항 또는 제20항에 있어서,
상기 인돌-3-부티르산(IBA), 지베렐린산(GA₃), 및 키네틴은 유일한 식물 성장 조절인자인 비-수성 용액.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제