KR20070003997A

KR20070003997A - 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체 계면활성제의 알킬에테르로 식물 성장 배지 환경을 개선함으로써 식물생산성의 강화

Info

Publication number: KR20070003997A
Application number: KR1020067020327A
Authority: KR
Inventors: 스탠리 제이. 코츠카; 그레고르 슈에르만
Original assignee: 아쿠아트롤즈 코포레이션 어브 어메리카, 인코포레이티드
Priority date: 2004-04-02
Filing date: 2005-04-01
Publication date: 2007-01-05
Also published as: AU2005231468B2; WO2005096816A3; EP1740043A2; WO2005096816A2; EP1740043B1; US7399730B2; CA2561860A1; DE602005002260D1; PL1740043T3; JP2007531521A; DK1740043T3; NZ550900A; KR100966466B1; CA2561860C; PT1740043E; DE602005002260T2; US20050221992A1; JP5015767B2; AU2005231468A1; ES2293567T3

Abstract

배지의 발수성(water repellency)을 유리하게 감소시키는 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체의 C₁ - C₄ 알킬 에테르의 생물활성 효과량을 첨가함으로써 제조되는 강화된 식물 성장 배지를 이용하여, 특히 잔디풀(turf grass)에서 개선된 식물 성장이 실현된다.

발수성(water repellency) 감소

Description

메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체 계면활성제의 알킬 에테르로 식물 성장 배지 환경을 개선함으로써 식물 생산성의 강화{Enhancing Plant Productivity By Improving the Plant Growth Medium Environment With Alkyl Ethers Of Methyl Oxirane - Oxirane Copolymer Surfactants}

본 출원은 35 U. S. C. 119(e) 하에, 2004년 4월 2일자로 제출된 가출원 60/559,051에 우선권을 주장한다.

전반적으로, 본 발명은 식물의 생산성을 강화시키는 방법에 관계한다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 배지에 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체 계면활성제의 특정 에테르를 도포함으로써 식물 지반(rootzone) 주변에 개선된 식물 성장 배지를 제공하는 과정에 관계한다. 이런 과정은 특히, 배지 전체에 물의 침투와 이의 균일성을 강화시키고, 또한 발수성 배지(water repellent medium)의 장기적인 친수성을 신속하게 개선하는데 유효하다.

대부분의 식물은 그들이 성장하는 식물 배지로부터 대부분의 영양 요구를 획득한다. 식물 성장 배지는 이온을 교환하는 능력으로 특성화된다. 식물 뿌리는 식물 배지 내에서 영양 이온의 식물 뿌리 부위로의 교환으로 성장 배지로부터 영양분을 얻는다. 수성 전달 매체, 다시 말하면, 수분의 부재하에, 식물은 충분히 성장하 지 못하거나 심지어 생존할 수 없게 된다.

농업 경영자와 농업 경제학자는 모래, 순수 토양(natural earth), 원예 토양(horticultural soil), 다양한 토양과 유사하지만 토양-없는 식물 배양 기질과 같은 모든 유형의 식물 성장 배지(이후, 토양(soil)이라 한다)에서 작업해야 한다; 하지만, 필드(field)에서 작업하는 모두 사람의 공통적인 골칫거리는 발수성 토양(water repellent soil, WRS)이다. 발수성 토양은 토양 기반(soil matrix)으로의 물 침투를 지체시키고, 종종 국소 드라이 스포트(local dry spot)(LDS)로서 존재하며, 토양 기질의 전체 상층 부위를 물 침투에 본질적으로 불투성이 되도록 한다. 강우 또는 관개 조건하에, 불량한 환경적 결과는 토양의 발수성(water repellency), 예를 들면, 살충제 및/또는 비료를 함유하는 물과 수성 조성물의 지표면 유출(surface runoff), 또는 청정 지역 및/또는 저수지로의 용탈(leaching)에 기인할 수 있다.

토양, 특히, 필드 토양(field soil)의 특성은 건기, 다시 말하면, 수일이나 수주간 비가 전혀(또는 거의) 내리지 않는 기간 동안, 토양이 강우 또는 관개 단독을 통한 물의 도포에 의해 재-습윤될 수 없고, 따라서 토양이 더 이상 식물 성장 배지로서 기능하지 못하게 될 만큼 매우 낮은 수준까지 토양의 수분 함량이 떨어질 수 있다는 점이다. 당분야에서, 이런 토양은 임계 수분 함량(Critical Water Content, CWC) 미만으로 떨어진 것으로 간주된다.

토양의 발수성은 토양의 최초 수분 함량의 함수일 뿐만 아니라, 또한 토양 입자 크기(가령, 모래는 점토보다 발수성일 가능성이 높다) 및 토양에 포함되는 유 기 물질의 유형의 함수이다. 유기 물질은 다양한 방식으로, 예를 들면, 식물 파편(plant litter)으로부터 걸러진 소수성 유기 물질; 비가역적으로 건조된 유기 물질; 및/또는 소수성 미생물 부산물을 제공함으로써 토양에서 발수성을 유발한다.

물이 토양 기반을 통과하여 균등하게 침투하기에 앞서, 토양 입자에 물의 연속 필름(continuous film)이 존재해야 한다. 다시 말하면, 물이 흘러가려면, 토양이 먼저 젖어 있어야 한다. 농업 경영자는 임계 수분 함량 수준이 변화될 수 있고, 이들 토양의 발수성이 습윤제 계면활성제 조성물, 특히, 비-이온성 계면활성제의 이용을 통하여 감소될 수 있음을 인지하고 있다. 하지만, 계면활성제 화학물질과 조제물(formulation)은 효능 정도가 매우 다양하다. 발수성을 완화하고 및/또는 침투를 강화하기 위하여, 높은 비율의 습윤제(wetting agent)가 빈번하게 이용된다; 이런 상승된 비율은 식물에 유해할 수 있다. 가령, 토양에서 수분 수준을 증가시키기 위하여 이용되는 계면활성제는 토양에 깊이 침투하지 못하는 경향이 있다, 다시 말하면, 이들은 토양의 위쪽 영역에 잔류하고 급속하게 생분해되어 많은 횟수의 도포를 필요로 한다. 더 나아가, 초기 발수성 토양에서 필요한 것으로 생각되는 계면활성제의 농도 증가는 종종, 주변 환경에 심각한 부정적인 충격, 특히, 식물 조직에 독성을 유발하고, 토양의 식물 성장 특성에 부정적인 영향을 준다.

“점점 더 많은 연구자들이 넓은 범위의 토양에서 발수성의 발생과 결과를 인식하고 있긴 하지만, 이는 토양 과학에서 여전히 간과되고 있는 분야이다.”(Dekker et al., International Turfgrass Society Research Journal, Volume 9, 2001, pages 498-505)

농업 경영자들은 달갑지 않은 건조에 민감한 식물 성장 배지에 도포되는 경우에, i) 신속하고 균일하게 배지 기반에 깊숙이 침투하고, ii) 배지의 현저한 재-습윤을 가능하게 하며, 다시 말하면, 특히 식물 지반 주변에서 임계 수분 함량을 변화시키며; iii) 장기간 지속하는 효과를 제공하여 빈번한 도포의 필요를 감소시키고; iv) 현재 이용되고 있는 계면활성제에서보다 적은 농도 수준에서 유효하여 임의의 화학물질이 주변 환경에 유발할 수 있는 부정적인 충격을 감소시키는 조성물을 여전히 찾고 있다.

본 발명은 이러한 이점을 제공하고, 비료 도포의 필요 없이 식물 성장, 특히, 식물 밀도, 색채, 품질을 유익하게 개선한다.

도 1은 실시예 V에 기술된 검사에 의해 획득되고 표 V에 열거된 WDPT 침투 시간 결과(infiltration time result)의 그래프이다.

도 2는 실시예 VI에 기술된 검사에 의해 획득되고 표 VI에 열거된 MED 침투 시간 결과의 그래프이다.

도 3은 실시예 VII에 기술된 벤트그라스 잔디(bentgrass turf)에서 획득되고 표 VII에 열거된 MED 침투 결과의 그래프이다.

도 4-6은 실시예 VIII에 기술된 검사에 의해 획득되고 표 VIIIA, B, C에 열거된 잔디풀(turfgrass) 품질 결과의 그래프이다.

도 7과 8은 실시예 XIII에 기술된 페어웨이 잔디풀(fairway turfgrass)에서 검사에 의해 획득된 물과 강우 결과(용량 비율)의 그래프이다.

본 발명의 요약

본 발명은 식물 성장 배지의 특정한 선호되는 특성을 개선함으로써 식물 생산성을 강화하는 과정을 제시한다. 상기 과정은 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체의 C₁ - C₄ 알킬 에테르를 함유하는 조성물의 효과량을 배지에 도포하는 단계로 구성된다. 예상치 않게, 이들 조성물은 특히 발수성 토양에서, 기존에 달성된 것보다 현저하게 강화된 수성 재-습윤 침투 비율, 깊이, 지속기간을 유도한다.

구체적으로, 본 발명은 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체의 C₁ - C₄ 알킬 에테르의 생물활성 효과량을 배지에 첨가함으로써 식물 성장 배지가 현저하게 개선될 수 있다는 발견에 관계한다. 이들 계면활성제는 수분이 배지 기반에 신속하고 깊숙하게 침투할 수 있도록 하고; 초기 건조 배지, 특히 고도 발수성으로 확인된 배지의 현저한 재-습윤을 달성할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 또한, 본 발명의 조성물은 하이드록실 종결된 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체에서보다 완만한 생물분해능을 보이고, 따라서 고유의 서방(slow release) 특성을 제공한다. 마지막으로, 결과의 성장 배지는 유사한 선행 기술의 하이드록실 종결된 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체 농업용 습윤제에서 달성되는 것에 비하여 극히 개선된 품질과 밀도를 갖는 식물, 바람직하게는 단자엽식물, 가장 바람직하게는 풀을 생산한다.

부가적으로, 이들 화합물을 함유하는 조성물은 부정적인 환경적 충격을 최소화하면서 최대의 농업경제학적(agronomic) 및/또는 수리학적(hydrological) 이익을 달성하는데 극히 중요한 넓은 범위의 농도에서 매우 유효한 것으로 밝혀졌다.

메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체의 C₁ - C₄ 알킬 에테르는 당분야에 공지된 에스테르화반응(esterification) 절차로 달성될 수 있다(참조: U.S. Patent No. 4,922,029). 특정 실례로서, 하이드록실 종결을 보유하는 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체의 공중합체 메틸 에테르로의 전환은 이를 수산화나트륨 및 염화메틸과 반응시킴으로써 용이하게 달성될 수 있는데, 수산화나트륨 대신에 금속 나트륨(metallic sodium) 및/또는 염화메틸 대신에 다른 메틸 할라이드 또는 디메틸 설페이트를 이용할 수도 있다. 어떤 경우든, 메틸 에테르 형성은 산물로부터 분리되는 부산물 염의 형성에 의해 달성된다. 염은 통상적인 수단, 예를 들면, 여과, 경사법(decantation), 추출 및/또는 증류에 의해 분리될 수 있다. 일부 경우에, 2회 이상의 메틸화반응 단계를 수행하고, 각 단계이후 염 분리를 수행하는 것이 유리하다.

선행 기술에서 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체의 에테르는 용제, 산업용 세제, 유압액(hydraulic fluid), 이온 유기 반응을 위한 촉진제 또는 촉매, 합성 직물용 윤활제, 무기염용 용해제, 살충-엽면 살포(foliar application)에서 유해 활성을 강화시키는 어쥬번트(본 발명과 대조)로서 이용될 수 있는 것으로 제안되었다; 하지만, 본 발명의 화합물을 식물 성장 배지 및/또는 발수성 토양에 도포함으로써 실현되는 재-습윤 개선 및 이런 개선된 배지 기반을 이용한 식물의 품질과 밀도에서 개선은 전혀 예상치 못한 것인데, 그 이유는 선행 기술에서 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체의 C₁ - C₄ 알킬 에테르가 이런 방식으로 이용될 수 있다거나, 또는 이런 놀라운 결과를 달성할 수 있다고 제안된 바가 없기 때문이다.

본 발명의 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체의 C₁ - C₄ 알킬 에테르는 에테르화반응에 앞서, 예로써 산화프로필렌에 산화에틸렌의 첨가에 의해 달성되는 정방향 중합성 글리콜을 포함한다. 소수성인 폴리메틸옥시란 코어는 적어도 9개의 단위를 보유하고, 일반적으로 대략 950 내지 대략 4,000 범위의 질량 평균 분자량(mass average molecular weight)을 갖는다. 옥시란은 대략 10 중량비(weight percent) 내지 대략 80 중량비(weight percent)로 코어에 첨가된다. 바람직한 구체예에서, 폴리메틸옥시란 코어 질량 평균 분자량은 대략 1500 내지 대략 2000이고, 옥시란은 대략 20 내지 대략 40 중량비(weight percent)로 첨가된다.

당분야에서, 토양 습윤 속도(soil wetting speed)는 소수성 분자량이 증가함에 따라, 그리고 각각의 특정 하이드록실 종결된 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체 구조 유형, 다시 말하면, 정방향 공중합체(straight copolymer); 역방향 공중합체(reverse copolymer); 디아민-기초한 공중합체(diamine-based copolymer); 디아민-기초한 역방향 공중합체(diamine-based reverse copolymer) 내에서 HLB 수치가 감소함에 따라, 증가하는 것으로 관찰되었다.

달리 말하면, 전반적으로, 더욱 낮은 HLB 및 더욱 높은 평균 분자량을 갖는 하이드록실 종결된 메틸 옥시란 - 옥시란 계면활성제가 소수성 토양의 칼럼을 통하여 가장 짧은 침투 시간(infiltration time)을 보인다. 이런 경향은 4가지 모든 계면활성제 구조 유형에 동일하게 적용되고, 본 발명의 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체의 알킬 에테르에도 적용될 것으로 예상된다.

본 발명에 이용되는 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체의 선호되는 알킬 에테르는 10 이하의 HLB 수치; 2,000 내지 8,000의 평균 분자량; 10 내지 40 이하의 친수성 비율(percent hydrophile)을 갖는다. 가장 선호되는 블록 공중합체(block copolymer)는 10 이하의 HLB 수치; 2,000 내지 8,000의 평균 분자량; 10 내지 20 이하의 친수성 비율(percent hydrophile)을 갖는다.

식물 성장 배지에 도포되는 수성 조제물(aqueous formulation)에서 본 발명의 중합체 에테르 습윤제 조성물의 농도는 중요하지 않다. 이들 농도와 관련하여 본 발명에서 고려되는 최대 200,000 ppm의 습윤제 조성물 수준은 대부분의 식물에서 무해하다. 따라서, 수성 조제물에서 중합체 습윤제의 농도는 대략 200,000 내지 대략 2 ppm; 바람직하게는 대략 120,000 내지 대략 5 ppm이다.

식물 성장 배지에서 중합체 에테르의 가장 유효한 도포 비율은 1000 평방피트(square feet, sq ft)당 대략 0.001 내지 대략 128 액량 온스(fluid ounce); 바람직하게는, 1000 평방피트당 대략 0.1 내지 대략 32 액량 온스; 가장 바람직하게는, 1000 평방피트당 대략 0.2 내지 대략 16 액량 온스인 것으로 밝혀졌다. 이들 도포 비율은 개별 살포, 또는 제한적인 생물활성 기간 내에서 복수 살포에 기인한 누적량을 반영한다.

메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체의 이들 알킬 에테르 조성물의 이용에 의한 놀라운 특징 중의 하나는 매우 낮은 농도에서 우수한 효능(매우 바람직한 환경적 특성)이다. 어떤 경우든, 적절한 농도 수준은 당업자에 의해 용이하게 결정된다.

부가적으로, 하이드록실 종결된 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체는 이들을 이용하는 생합성 능력을 발전시킨 미생물에 의해 필드에서 상당히 급속하게 생분해된다. 미생물은 각 말단으로부터 하이드록실 기를 공격한다. 이들은 반복 블록 사이의 분자 사슬을 절단하는 것으로 보이지는 않는다. 이들 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체의 골격이 알킬 에테르로서 종결되면, 급속한 생분해가 감소하여 서방 현상(slow release phenomenon)이 나타나는 것으로 밝혀졌다. 실제로, 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체의 메틸 에테르의 생분해성(biodegradability)은 28일후 상당히 적당한 수준, 다시 말하면, 대략 30 내지 40% CO₂인 것으로 밝혀졌다.

본 발명을 이용함으로써 실현되는 결과는 아래에 예시한다; 하지만, 이용되는 정의와 검사 절차를 먼저 명시한다.

토양의 발수성을 분류하는데 통상적으로 허용되는 방법은 물방울 침투 검사법(Water Droplet Penetration Test, WDPT)의 이용이다. 이 검사법에서, 증류수 방울을 토양 샘플의 평탄한 표면에 위치시켜, 이들 방울이 완전히 흡수되기에 앞서 경과하는 시간을 측정한다. 모든 WDPT는 일반적으로 대략 20℃의 일정한 온도 및 대략 50%의 상대 습도에서 통제된 조건하에 수행된다. 이들 검사는 정상적으로, 적어도 3회 반복된다.

필드 샘플에서 WPDT를 수행하기 위하여, 2 ㎝ 토양 프로브(probe)로 15 ㎝ 깊이로 토양 코어(soil core)를 수집한다. 각 부지(plot)로부터 5개의 코어를 수집한다. 코어는 실온에서 2주간 건조시킨다. 이들 코어는 작업대(workbench)에 수평으로 위치시키고, 35 ㎕의 증류수 방울은 피펫을 통하여 분배하고 코어를 따라서 태치(thatch)-공기 접촉면에서부터 6 ㎝ 지점까지 1 ㎝ 간격으로 위치시킨다. 스톱워치를 이용하여 물방울이 토양 코어를 완전히 침투하는데 소요된 시간(second) 길이를 측정한다. 토양 발수성이 강도에서 가변적인 상대적 특성이긴 하지만, WPDT가 5초를 초과하면 토양이 발수성인 것으로 당분야에서 간주된다. 이를 통하여, 토양은 정성적으로 분류되고, 습윤성(wettable) 또는 발수성(water repellent)으로 인용될 수 있다. 본 발명은 발수성 토양의 친수성을 신속하게 증가시키는데 특히 효과적이다.

식물 성장 배지의 발수성 정도를 측정하는데 이용되는 다른 방법은 에탄올 방울의 몰농도 검사법(Molarity of Ethanol Droplet test, MED)이다. 이 검사법에서는 수성 에탄올 방울이 10초 내에 토양을 침투하는 몰농도(molarity)를 측정한다. 상기 검사법은 발수성을 측정하는 가장 간단하고 시간 소모가 적은 방법 중의 하나이기 때문에, 통상적으로 이용된다. 이는 농도가 증가함에 따라, 에탄올이 액체-기질 접촉 각도(liquid-substrate contact angle)를 하향시켜 토양으로의 침투 비율을 증가시킨다는 사실에 기초한다. 따라서, 성장 배지 입자에서 임의의 소수성 코팅이 에탄올에 의해 신속하게 적셔지고, 수성 용액에서 에탄올의 농도가 증가함에 따라 배지의 습윤 능력이 증가한다. 발수성은 몰농도가 대략 2.1을 초과하면 우려되기 시작하고, 3.0을 초과하면 상당히 심각한 것으로 간주된다.

Aquatrols Corporation of America에 의해 개발된 간단한 실험실 “스트로 검사법(Straw Test)”을 이용하여, 발수성 토양에서 습윤제 조성물의 초기 효능을 기록할 수 있다(International Turfgrass Society Research Journal 7. Intertec Pubishing Corp. 1993 Chapter 67, pages 485488). 스트로 검사법은 투명한 플라스틱 음료 스트로(19 ㎝ 길이와 0.5 ㎝ 직경)를 구하고 이들을 중심에서 구부려 날카로운 "V" 형태, 다시 말하면, 평면적 주름이 없는 형태를 제공하는 과정으로 구성된다. 접착테이프를 이용하여 스트로의 두 팔(arm)을 "V" 위치로 유지시킨다. 스트로의 한쪽 팔은 소수성 토양으로 채우는데, 토양이 스트로에서 균일하게 안정되도록 스트로에서 토양 표면을 부드럽게 두드린다. 생성된 토양 칼럼은 면으로 틀어막고, 이들 스트로는 편평한 서포트 위에 정렬한다. 선택된 농도의 검사 용액은 파스퇴르 모세관 피펫(Pasteur capillary pipet)으로 스트로의 빈 팔 각각에 개별적으로 도입한다. 소수성 토양 칼럼을 보유하는 팔을 서포트 표면 위에 수평으로 배치하고, 접착테이프를 제거하고, 이후 팔이 표면에 대하여 25° 각도가 될 때까지 팔을 서포트 표면을 향하여 하향시킨다.

쐐기 또는 서포트를 표면에 고정시켜 스트로 각도가 검사 내내 유지되도록 한다. 검사 용액이 소수성 토양과 접촉하자마자 스톱워치를 시작하고, 토양 칼럼의 6 ㎝ 길이를 적시는데 소요되는 시간을 기록한다. 일반적으로, 증류수가 표준(standard)으로 이용된다. 스트로 검사법은 10 ppm의 낮은 농도에서도 민감하다.

필드 부지(field plot), 특히 잔디풀 필드 부지를 평가하는데 이용되는 한가지 방법은 농업 경제학자 및/또는 농업 연구자들이 각 처리 구역에서 식물에 수치적 “품질” 등급을 부여하는 것이다. 품질 등급(quality rating)은 농업 경제학자/연구자의 경험에 거의 기초하지만 다양한 인자를 고려한다. 고려되는 인자에는 잔디 색채, 밀도, 부풀기, 질병이나 국소 드라이 스포트의 부재, 잎몸(leaf blade)이 직립하는 정도 등이 포함된다. 전체적으로, 등급은 1 내지 9의 스케일에 기초하고, 이런 스케일이 아래의 실시예에서 이용되는데, 여기서 1은 죽은/갈색 잔디이고, 6.5는 골프 또는 우수한 잔디가 필요한 상황에서 최소로 허용되는 등급이고, 9는 가능한 최대 품질 잔디이다.

“재-흡수 효과량”은 토양의 습윤 특성의 뚜렷한 강화를 유도하는, 토양과 접촉하는 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체의 알킬 에테르의 양을 의미한다.

“생물활성 효과량”은 처리된 토양의 이용에 기인하는 식물 성장, 예를 들면, 품질 및/밀도의 뚜렷한 개선을 유도하는, 토양과 접촉하는 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체의 알킬 에테르의 양을 의미한다.

작업 실시예 이외에, 또는 달리 지시되는 경우에, 본 명세서에서 성분 또는 반응 조건의 수량을 표현하는 모든 숫자는 “대략”에 의해 수식되는 것으로 간주된다. 온스 단위의 모든 치수는 달리 지시되지 않는 경우에, 액량 온스(fluid ounce)를 반영한다.

본 발명은 본 발명의 방법과 조성물을 예증할 뿐 이의 범위를 한정하지 않는 다수의 특정 실시예와 관련하여 기술된다. 모든 비율은 달리 지시되지 않는 경우에, 중량비(by weight)이다.

실시예 1

발수성 토양 샘플에서 대략 2,500의 분자량을 보유하는 상업적으로 구입가능한 하이드록실 종결된 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체(이후, 비교 산물 1 aka CP1)와 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체의 메틸 에테르(이후, ACA)를 이용한 마이크로-규모 Soxhlet 추출을 수행하여 토양 샘플의 구성 요소를 안정화시키는 이들 화합물의 상대적 능력을 결정하였다.

소수성 토양을 New Jersey Pine Barrens에 있는 한 장소로부터 획득하고 70℃에서 7일간 건조기(convention oven)에서 건조시켰다. 이후, 이들 토양을 체로 걸려 원치않는 파편을 제거하고 500 ㎛ 이하의 입자 크기를 달성하였다. 중량비로 2.50 % 계면활성제를 상기 토양에 적하하고 자연 건조시켰다.

마이크로-규모 Soxhlet 추출 장치는 3가지 주요 구성 요소를 포함하도록 구성된다; 셀룰로오스 추출 샘플 심블(cellulose extraction sample thimble)을 유지하고, 용제와 추출물을 둥근-바닥 증류 플라스크(round-bottom distillation flask)로 이전하기 위한 측면 팔을 보유하는 중심 챔버(central chamber), 여기서 상기 중심 챔버는 둥근-바닥 증류 플라스크 위에 배치된다. 증류 플라스크는 중심 챔버(central chamber) 바로 위에 배치되고 여기에 부착되는 농축기로 증기를 운반하는 측면 팔(side arm)을 보유한다.

4 g의 계면활성제-처리된 토양을 10 X 50 ㎜ 심블(thimble)에 위치시키고, 상기한 장치를 이용하여 용제로서 증류수로 추출하였다. 상기 심블은 먼저, 중심 챔버에 위치시키고, 증류 플라스크에서 물을 가열한다. 증기는 플라스크의 측면 팔을 통하여 상승하고 농축기로 들어가는데, 여기서 이들은 액화되고 농축기의 정상 으로부터 계면활성제 처리된 토양을 포함하는 심블로 낙하한다. 액체는 중심 챔버에 잔류하고, 측면 팔의 상부에 도달할 때까지 용량이 증가하고 처리된 토양으로부터 물질을 추출한다. 이 시점에서, 물과 추출물은 챔버내 정수압(hydrostatic pressure)에 의해 증류 플라스크로 환원된다. 상기 과정은 모든 추출물이 처리된 토양으로부터 제거될 때까지 지속된다. 이런 과정의 표준 작업 절차는 1시간의 추출 시간(extraction time)이 가능하다. 고체 비율 분석(Percent solids analysis)을 이용하여 계면활성제 처리된 토양으로부터 제거되는 비-휘발성 물질의 양을 정량하였다. 이후, 상기 데이터는 수득 비율(percent yield)로 전환시켰는데, 상기 비율은 백분율로서 표시되는, 실제 추출된 양 vs. 추출될 수 있는 계면활성제의 총량의 비율이다. 결과는 아래 표 1에 제시한다.

산물	수득 비율
CP1	84.74
ACA	200.86

상기 결과는 하이드록실 종결된 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체로 처리된 토양으로부터 추출된 고체보다 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체의 메틸 에테르, 다시 말하면, ACA로 처리된 소수성 토양으로부터 더욱 많은 고체가 추출된다는 것을 입증한다. 놀랍게도, 토양으로 초기에 적하되었던 고체보다 더욱 많은 고체가 ACA 처리된 토양으로부터 추출되었다. 분명하게, 메틸 에테르 종결된 공중합체는 토양 내에서 특정 화합물의 용해도를 강화시키고, 추출을 통하여 이들의 제거를 조장하였다.

실시예 II

아래의 검사에 이용된 발수성 토양은 Banters, et al., 1998 Soil Sci. Soc. Am. J. 62: 1185-1190에 기술된 바와 같이, 친수성 모래를 옥타데실 트리클로로 실란(octadecyl trichloro silane, OTS)로 코팅함으로써 제조한다.

상기한 스트로 검사(Straw Test)를 이용하여, 상기 발수성 토양의 6 ㎝ 칼럼을 통하여 증류수가 침투하는 시간(second)을 3회 반복하여 측정한다. 결과는 표 II에 제시한다.

처리	1차 반복	2차 반복	3차 반복	평균
증류수	604,800 s	691,200 s	604,800 s	633,600 s

이들 숫자는 상기 무기 토양의 기준 소수성(base-line hydrophobicity)을 지시하고, 검사된 습윤제 조성물의 효능의 정량에서 대조(control)로서 기능한다.

상기한 바와 같이 제조된 무기 토양으로 획득된 침투 시간 수치 모두 7일(86,400 second/day)을 초과했기 때문에, 상기 토양은 명백한 고도 소수성, 다시 말하면, 명백한 발수성이다.

상기한 발수성 토양 칼럼의 침투 습윤 시간(infiltration wetting time)에 영향을 주는 계면활성제의 능력을 확인하기 위하여 상기한 스트로 검사에서, 아래에 지시된 바와 같은 농도에서 CPl과 ACA를 조사한다. 검사 결과는 아래 표 IIA에 제시한다.

산물	물에서 전체 농도(ppm)
	8000	6000	4000
ACA	24.86	55.33	76.33
CP1	44.80	62.33	97.33

실시예 III

실시예 II에 이용된 부지(lot)와 상이하지만 유사한 부지로부터 선택된 염기성 모래를 실시예 II에 기술된 바와 같이 옥타데실 트리클로로 실란(OTS)으로 코팅함으로써 제조된 고도 발수성 토양을 이용하여 2차 스트로 검사를 수행한다.

상기한 두 번째 발수성 토양의 침투 습윤 비율(infiltration wetting rate)에 영향을 주는 계면활성제의 능력을 확인하기 위하여 상기한 스트로 검사에서, 아래에 지시된 바와 같은 농도에서 CPl과 ACA를 다시 조사한다. 검사 결과(second)는 아래 표 III에 제시한다.

산물		물에서 전체 농도(ppm)
		8000	6000	4000
ACA	1차 복제물	145	150	285
	2차 복제물	189	155	122
	3차 복제물	175	220	201
	평균	170	175	202
CP1	1차 복제물	227	320	375
	2차 복제물	147	220	219
	3차 복제물	370	340	315
	평균	248	293	303

실시예 IV

상기 실시예 II와 III에 이용된 부지(lot)와 유사한 세 번째 부지로부터 염기성 모래를 선택하고, 이를 상기 실시예 II에 기술된 바와 같이 옥타데실 트리클로로 실란(OTS)으로 처리함으로써 개별적으로 제조된 다른 고도 발수성 토양을 이용하여 3차 스트로 검사를 수행한다.

상기한 세 번째 발수성 토양의 침투 습윤 비율(infiltration wetting rate)에 영향을 주는 계면활성제의 능력을 확인하기 위하여 상기한 스트로 검사에서, 8000 ppm의 농도에서 CPl과 ACA를 다시 조사한다. 검사는 6회 반복한다. 검사 결과(second)는 아래 표 IV에 제시한다.

산물	Rep 1	Rep 2	Rep 3	Rep 4	Rep 5	Rep 6	평균
ACA	10	11	15	14	8	18	12.67
CP1	41	30	28	23	24	42	31.33

상기 스트로 검사 결과는 발수성 토양에 도포되는 경우에, 검사된 농도에서, 유사한 하이드록실 종결된 공중합체에 비하여 본 발명의 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체의 메틸 에테르로 달성될 수 있는 침투 비율의 뚜렷하고 예상치 못한 증가를 분명하게 입증한다.

실시예 V

ACA, 실시예 1의 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체의 메틸 에테르로 실현되는 토양에서 발수성에 대한 상대적 효과 vs. 하이드록실 종결된 중합성 폴리옥시알킬렌(polyoxyalkylene)과 옥소알케닐 하이드록시 폴리옥시알칸 디일 개별 토양 계면활성제의 95:5 비율 혼합물(이후, 비교 산물 2 aka CP2)인 통상적인 계면활성제로 달성되는 효과를 비교하기 위하여 자연 모래 토양에서 필드 시험을 수행하였다. CP2는 6 oz/1000 sq ft의 비율로 도포하고, ACA는 2, 4, 6, 8 oz/1000 sq ft의 비율로 도포하였다. 각 처리는 대략 4개월 기간 동안 월 1회 수행하였다. 이들 시험은 페어웨이 하이트 벤트그라스(fairway height bentgrass)에서 수행하였다. 2000개의 개별 데이터 포인트(data point)를 격주로 수집하였다; 전체적으로 대략 18,000개의 데이터 포인트. 샘플에 대한 침투 시간은 WDPT 절차로 측정하였다. 이들 필드 시험으로부터 평균된 결과는 표 V에 제시하고, 도 1에서 침투 시간(second) vs. 최초 처리이후 일자(DAT)의 그래프로 도시한다.

실시예 VI

ACA, 실시예 1의 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체의 메틸 에테르로 실현되는 토양에서 발수성에 대한 상대적 효과 vs. a) 대조 및 b) 100% 하이드록실 종결된 중합성 폴리옥시알킬렌(이후, 비교 산물 3 CP3)인 통상적인 계면활성제로 달성되는 효과를 비교하기 위하여 일단의 필드 시험을 수행하였다. CP3은 6 oz/1000 sq ft의 비율로 도포하고, ACA는 2, 4, 6 oz/1000 sq ft의 비율로 도포하였다. 이들 시험은 발수성인 U. S. Golf Association(USGA) 규정 모래 지반에서 수행하였다. 잔디 유형은 벤트그라스(bentgrass)이었다. 4개월 내지 4.5개월 동안, 2000개의 개별 데이터 포인트(data point)를 격주로 수집하였다; 전체적으로 대략 18,000개의 데이터 포인트. 샘플에 대한 침투 시간은 MED 방법으로 측정하였다. 이들 필드 시험으로부터 평균된 결과는 표 VI에 제시하고, 도 2에서 발수성(몰농도) vs. 일자의 그래프로 도시한다.

실시예 V와 VI에서는 토양 발수성의 감소와 관리에서 CP2와 CP3 기술에 비하여 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체의 메틸 에테르의 우수성을 예증한다. 본 발명의 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체의 알킬 에테르는 CP2와 CP3 계면활성제에서보다 현저하게 낮은 비율로 도포되어도 이들 상업적 공중합체 계면활성제의 효능과 동등하거나 이를 초과하는 효능을 달성할 수 있다. 이들 시험은 또한, 토양 발수성을 감소시키는 효능이 처리 비율과 상관한다는 것을 입증한다, 다시 말하면, 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체의 메틸 에테르 비율이 증가함에 따라, 토양 발수성을 감소시키는 효능 역시 증가한다.

실시예 VII

USGA 규정에 따라 설계된 발수성 모래 잔디에서 4개월 필드 시험을 수행하였다. 잔디 유형은 벤트그라스이었다. 본 시험은 최초 발수성 잔디 배지의 발수성에서 한 시즌에 걸친 감소를 제공하는데 있어 상업적 계면활성제의 이용을 통하여 달성되는 효능과 비교하여 ACA의 효능을 평가하기 위한 것이었다. 상기 비교되는 상업적 계면활성제는 10% 친수성, 대략 2,000의 분자량, 3의 HLB를 갖는 하이드록실 종결된 정방향 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체와 알코올 에톡실레이트(alcohol ethoxylate)의 90:10 혼합물로 구성되는 것으로 생각되는 조성물이었다. 이런 상업적 계면활성제는 이후, 비교 산물 4 aka CP4라고 한다. ACA는 시즌동안 4회 4 oz/1000 sq ft의 비율로 도포하였다. CP4는 시험 시작 시점과 1주일후 8 oz/1000 sq ft의 비율로 도포하였다. MED 방법으로 측정된, 4개월 시즌동안 이들 시험의 발수성 결과는 아래 표 VII에 제시하고, 도 3에서 그래프로 도시한다.

일반적으로, 더욱 높은 처리 비율이 토양 발수성에 더욱 높은 초기 감소를 제공하긴 하지만, 시즌이 진행됨에 따라 이의 효능이 상당히 급감하였다.

상기 결과는 하이드록실 종결된 상업적인 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체 계면활성제 조제물의 분할된 높은 비율 도포와 대조적으로 본 발명의 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체의 알킬 에테르의 다양한 낮은 비율 도포의 이용을 통하여 달성될 수 있는 강화되고 장기간-지속되는 발수성 감소를 예증한다.

실시예 VIII

본 발명의 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체의 알킬 에테르가 식물 성장의 품질에 대해 상당한 효과를 나타내는 지의 여부 및 그런 경우에, 어느 정도의 효과를 나타내는 지를 확인하기 위하여, 발수성 USGA 규정 잔디 믹스에서 필드 시험을 수행하였다. 비교 목적으로, 계면활성제 처리가 되지 않은 부지 및 CP2가 도포된 부지에서도 결과를 측정하였다. 시험의 대상이 된 잔디는 초기에, "Crenshaw" 크리핑 벤트그라스(creeping bentgrass)로 파종되었다. 표 VIIIA, VIIIB, VIIIC에 제시되고 도 4-6에서 그래프로 도시된 결과는 처리이후 2주(WAT) 간격으로 잔디의 “품질” 등급을 입증한다. 도포 비율은 이들 표와 도면에서 지시된 바와 같았다. 각 계면활성제는 시즌동안 4회 살포하였다.

표 VIIIB와 표 VIIIC는 도 5와 6에 도시된 각각의 그래프와 함께, 2주 간격으로 처리이후, 벤트그라스가 각각 6.5 이상 및 7.0 이상의 품질 등급을 유지하는 주간(week) 횟수를 보여준다.

산물	처리이후 6.5 이상의 품질 등급을 유지하는 주간(week) 횟수
대조	2
CP2 @ 6 0z	16
ACA @ 2 oz	8
ACA @ 4 oz	18
ACA @ 6 oz	20

산물	처리이후 7.0 이상의 품질 등급을 유지하는 주간(week) 횟수
대조	1
CP2 @ 6 0z	2
ACA @ 2 oz	2
ACA @ 4 oz	4
ACA @ 6 0z	18

이들 결과는 가장 근접한 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체 동족체(homolog), 다시 말하면, 하이드록실 종결된 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체로 달성되는 결과와 비교하여, 본 발명의 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체의 알킬 에테르의 도포에 의해 달성되고 유지될 수 있는, 잔디 품질에서 현저한 개선을 지시한다. 품질 등급은 도포 비율이 증가함에 따라 증가할 뿐만 아니라, 1000 평방피트당 4와 6 oz 비율에서 급격하게 증가하였다. 상업적으로 매우 중요하고 가장 놀라운 결과는 6 온스 비율에서, 뛰어난 잔디 품질이 4개월 이상동안 유지된다는 점이었다.

실시예 IX

본 발명의 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체의 알킬 에테르의 도포에 의한 국소 드라이 스포트(LDS)에 대한 효과를 결정하기 위하여, 자연 모래 토양으로 구성되는 잔디 부지에서 필드 시험을 수행하였다. 비교 목적으로, 처리 없음, 다시 말하면, 대조 및 1000 평방피트당 6 oz 비율로 CP2 계면활성제 조성물로 처리되는 추가의 부지를 마련하였다. ACA 계면활성제는 표 IX에 지시된 비율로 도포하였다.

처리는 4개월동안 월 1회 수행하였다. 국소 드라이 스포트가 존재하는 부지의 최초 비율은 6%로 결정되었다. LDS 비율 측정은 6월부터 9월까지 4.5개월동안 수행하였다. 표 IX에서는 이들 시험의 종결 시점에서 관찰된 평균 LDS 수준을 제시한다.

산물	최종 국소 드라이 스포트(비율)
대조	11
CP2 @ 6 oz	6.7
ACA @ 2 oz	2.0
ACA @ 4 oz	1.0
ACA @ 6 oz	1.5

명백하게, 본 발명의 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체의 메틸 에테르는 검사된 부지에서 국소 드라이 스포트 비율을 현저하게 감소시켜 잔디의 균일성과 지속성을 개선할 수 있었다. 특히, 1000 평방피트당 2 온스로 ACA 도포는 1000 평방피트당 6 온스로 상업적 계면활성제 CP2에 의해 제공되는 것보다 훨씬 우수한 LDS 조절을 제공하였다.

실시예 X

토양 깊숙하게 토양 발수성을 감소시키는 화학작용은 토양 표면으로부터 식물의 심부 뿌리 구역으로 물 이동을 강화시킨다. 이런 수분 침투는 식물 성장 배지에서 매우 바람직한 특성이기 때문에, 지표수(surface water)가 토양을 침투하도록 보조하는데 있어서 CP2와 CP4 계면활성제에 비하여 본 발명의 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체의 알킬 에테르가 얼마나 효과적인 지를 결정하기 위한 일련의 검사를 확립하였다.

USGA 규정에 따라 설계된 발수성 잔디에서 다수의 필드 부지를 확립하고, 대조 부지를 확인한 이후, 특정 부지를 CP2(4개월간 월 1회, 4와 6 oz/1000 sq ft)로 처리하였다; 다른 부지는 시험 시작 시점과 1주일후 8 oz/1000 sq ft의 도포 비율로 CP4로 처리하였다; 나머지 부지는 4개월간 월 1회 2, 4, 6, 8 oz/1000 sq ft의 도포 비율로 ACA로 처리하였다. 20주의 전체 시험 기간 동안, 시험 시작이후 격주로, 수집된 토양 코어에서 1 ㎝ 간격으로 WDPT 측정을 수행하여 젖음(wetting)이 대조에서보다 현저하게 빠르게 진행되는 최대 깊이(㎝)를 측정하였다. 각 처리에 대한 14일 간격에서 상기 정의된 치수를 제시하는 이들 검사의 결과는 아래 표 X에 기록한다.

아래의 기호는 처리되지 않은 대조와 현저하게 구별되는 코어에서 가장 깊은 부위를 표시한다; "O"은 공기/태치 접촉면에서 코어의 상부를 표시하고, 각각의 음의 수치는 발수성이 대조에서보다 현저하게 낮은 최대 연속 깊이(㎝)를 표시한다.

깊이 측정 시험의 이들 결과는 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체의 알킬 에테르가 더욱 깊은 토양 기반으로 수분의 수용성(receptivity)을 개선한다는 것을 예증한다; 또한, 이들 토양은 CP2와 CP4 기술이 이용되는 경우보다 훨씬 장기간동안 훨씬 용이하게 유지된다.

실시예 XI

토양 기반을 침투하고 표면 아래 상당한 깊이에서 감소된 발수성을 유지하는 본 발명의 공중합체의 알킬 에테르의 능력을 더욱 특성화하기 위하여, ACA와 CP1의 도포로 발수성 USGA 규정 잔디에서 일련의 검사를 수행하였는데, 이들 두 모두 1주일 간격을 두고 2회, 1000 sq ft당 8 oz의 비율로 도포하였다. 20주의 전체 검사 기간 동안 격주로, 2가지 상이한 깊이: 0-1 ㎝와 1-2 ㎝에서 처리된 부지(및 처리되지 않은 대조)로부터 채취한 샘플에서 에탄올 방울의 몰농도 검사(MED)를 수행하였다. 이들 MED 결과는 처리되지 않은 대조와 비교하여 각 깊이와 처리에 대하여 표 XI에 제시한다. MED 수치를 동행하는 임의의 접미사가 일치하지 않는 경우에, 이들 숫자는 95% 신뢰 수준(confidence level)에서 유의하게 상이한 것으로 진술될 수 있다.

CP1과 ACA 모두 0-1과 1-2 ㎝ 깊이 지반에서 토양 발수성을 감소시켰다. 0-1 ㎝ 깊이에서, CP1은 10번의 측정일 중에서 6번(12주까지) 유효(대조와 비교하여)한 반면, ACA는 10번의 측정일 중에서 7번(12-16주까지) 유효하였다. 더욱 깊은 지반(1-2 ㎝)에서, 토양 발수성은 10번의 측정일 중에서 6번, CP1에 의해 현저하게 감소한 반면, ACA는 10번의 측정일 중에서 7번, 발수성을 감소시켰다. 양 경우에, ACA는 변형되지 않은 이형보다 더욱 장기적인 효능을 제공하였다. 이런 더욱 장기적인 효능은 ACA의 더욱 느린 생분해 속도에 기인할 가능성이 높다.

실시예 XII

ACA는 느리게 생분해되는 것으로 입증되었다(28일간 30-40%).

아래의 시험은 처리된 토양에서 계면활성제 효능에 대한 이의 결과를 결정하기 위한 것이다.

이전 구역(transition zone)의 모래 토양에서 성장하는 페어웨이 하이트 벤트그라스(fairway height bentgrass)에서 유사 시험을 수행하였다. 계면활성제 도포는 5월초부터 시작하여 향후 4개월동안 대략 28-일 간격으로 월1회 수행하고, 9월초에 마지막으로 수행하였다. 6개월후(3월), 처리된 부지와 처리되지 않은 부지로부터 토양 코어의 샘플을 채취하고 WDPT로 토양 발수성을 결정하였다.

아래 표 XII에서는 토양 프로필(soil profile)의 0.1 ㎝ 영역에서 WPDT 검사의 결과를 제시한다. WDPT 수치(second)를 동행하는 임의의 접미사가 일치하지 않는 경우에, 이들 숫자는 95% 신뢰 수준(confidence level)에서 유의하게 상이한 것으로 진술될 수 있다.

산물	WPDT 수치(sec.)	95% 신뢰 수준
대조	111.4	b
CP2 @ 4 oz	78.5	ab
CP2 @ 6 oz	52.8	ab
ACA @ 2 oz	49.2	ab
ACA @ 4 oz	28.3	a
ACA @ 6 oz	20.7	a
ACA @ 8 oz	27.1	a

최종 처리 도포이후 6개월 시점에, 토양 발수성에서 통계학적으로 유의한 차이(LSD, p=O.1)가 처리간에 관찰되었다. CP2(4 oz와 6 oz/1000 sq ft)와 ACA(2 oz/1000 sq It) 처리된 토양에서 토양 발수성은 처리되지 않은 대조에 통계학적으로 동등하였다. 하지만, 더욱 높은 비율의 ACA(4 oz/1000 sq ft 또는 그 이상)로 처리된 토양에서 훨씬 낮은 토양 발수성이 관찰되었다. 이런 결과는 4 oz 또는 그 이상으로 ACA의 5회 “시기적절한(in season)” 처리를 받은 토양이 관개 시스템이 중단되는 겨울동안 습윤성을 계속 유지한다는 것을 의미한다. 농업 경제학적 관점과 수리학적 관점에서, 토양 발수성에서 관찰되는 “장기적인(long-term)”감소는 이런 화학작용에 의해 임계 수분 함량이 연장된 기간동안 변화될 수 있음을 명백하게 지시한다. 이는 처리된 토양이 임의의 강우를 신속하고 효율적으로 침투시킬 수 있는 더욱 높은 잠재력을 보유한다는 것을 의미한다. 물 공급이 제한적이거나 물이 부족한 지역에서, 습윤성(wettability)에서 이런 증가는 물 보존과 지반 재충전(rootzone recharge)에 상당한 영향을 줄 수 있다.

물 유입을 최대화하고 유출을 제한하려는 경우에, 본 발명에서 이들 관찰 결과의 세분은 불합리할 수 있다.

실시예 XIII

자연 모래 토양에서 성장하는 페어웨이 잔디풀을 포함하는 토양에서 3개의 8' X 10' 부지를 선택하고 2.5개월 동안 조사하였다. 검사의 시작 시점에서, 한 부지는 1000 평방피트당 6 온스의 비율로 CP2 계면활성제로 처리하였다; 두 번째 부지는 1000 평방피트당 6 온스의 비율로 ACA 계면활성제를 도포하였다; 세 번째 부지는 대조로서 어떤 처리도 하지 않았다. 전체 검사 기간 동안, 이들 지역에 내린 자연 강우량 및 표면 아래 4 ㎝ 수준에서 토양수(soil water)(용량 비율)를 연속적으로 측정하였다. 연속 데이터 좌표의 결과는 도 7에 도시한다. 더 나아가, 전체 시험 기간 동안 실현되는 물 증가의 전체량(㎜)을 측정하고 4가지 상이한 토양층, 다시 말하면, 0-7 ㎝ 층; 7-15 ㎝ 층; 15-25 ㎝ 층; 25-35 ㎝ 층에서 산정하였다. 상기 데이터는 도 8에서 막대그래프로 도시된다.

수일의 강우에도 불구하고, 처리되지 않은 부지의 4 ㎝ 수준에서 토양은 물 단독으로 재-습윤될 수 없는 수준까지 건조되었다, 다시 말하면, 임계 수분 함량에 도달하였다. 하지만, 계면활성제로 처리된 부지에서는 강우 때마다, 토양에서 물의 용량 비율이 증가하였다, 다시 말하면, 토양이 재-습윤되었다. 양 계면활성제 모두 토양의 CWC 수준을 변화시킬 수 있었다.

흥미롭게도, 강우 때마다, 초기에는 하이드록실 종결된 CP2 계면활성제 조성물로 처리된 토양에 의해 함유되는 물의 용량이 알킬 에테르 ACA 공중합체로 처리된 토양에 의해 함유되는 물의 용량보다 많았다; 하지만, 짧은 시간이후, 전자의 수준이 하락하고, 처리된 두 부지에서 물 용량 수준이 동등해졌다.

검사 기간 동안 4가지 층에서 물의 전체적인 증가를 반영하는 도 8 데이터는 상기한 4 ㎝ 수준에서 관찰 결과를 뒷받침하였다. CP2 계면활성제로 처리된 토양은 전체 검사 기간동안, ACA 계면활성제로 처리된 토양보다 많은 양의 물을 보유할 수 있는 것으로 평가되었다.

추가된 물이 잔디 품질과 밀도를 강화시킬 것으로 예상되지만, 놀랍게도 이런 예상은 사실이 아닌 것으로 확인되었다. 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체 ACA의 알킬 에테르로 처리된 토양에서 성장하는 잔디의 품질 등급은 CP2, 하이드록실 종결된 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체로 처리된 토양에서 성장하는 잔디의 품질 등급보다 훨씬 우월하였다.

시각적 관찰을 객관적으로 확증하기 위하여, 각 검사 부지에서 50 ㎝ X 50 ㎝ 범위를 선으로 긋고, 각 범위에서 제곱인치(square inch)당 잔디 새싹의 숫자를 실지 계산(physical count)하였다. 이들 결과는 아래 표 XIII에 제시된 바와 같이 현저하였다.

잔디 부지	제곱인치(square inch)당 새싹
대조	7
CP2 처리된 @ 6 oz/1000 sq ft	14
ACA 처리된 @ 6 oz/1000 sq ft	21

따라서, i) CP2와 ACA 계면활성제 조성물 모두 토양의 발수성을 감소시키고 토양의 임계 수분 함량을 변화시킬 수 있으며, ii) ACA 처리된 토양이 CP2 처리된 토양보다 용량으로(by volume) 적은 양의 물을 함유하긴 하지만, ACA 처리된 토양에서 잔디 품질과 밀도는 CP2 처리된 토양에서 달성되는 잔디 품질과 밀도보다 훨씬 우월하다. 다시 말하면, 토양에 첨가된 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체의 C₁ 내지 C₄ 알킬 에테르는 토양의 식물 성장 특성을 현저하고 예상치 않게 개선한다.

토양 수분 함량 분석 역시 수평면에서 5 ㎝ 깊이까지, ACA 처리된 토양에서 매우 균일한 수분 함량 수준이 존재한다는 것을 지시하였다, 다시 말하면, 수분 함량 치수의 90%가 16 내지 24 용량 비율(volume percent) 범위에 존재하였다. 적절하게는, 이는 지반에서 15 내지 25% 수분 함량의 USGA Greens Section Physical Properties 권고 사항에 거의 상응한다.

아래의 내용에 한정되거나 제한됨 없이, 상기한 실시예에서 제시된 실험 데이터는 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체의 알킬 에테르로 처리된 토양의 다양한 성장 촉진 특성이 예상치 않게 개선되었음을 지시한다.

처음에, 실시예 I에서 마이크로-추출 결과는 본 발명의 알킬 에테르 공중합체가 토양에서 특정 화합물, 아마도 식물에 대한 영양 화합물을 용해시킨다는 것을 강하게 암시한다. 실시예 II, III, IV, X, XI, XII, XIII에서는 알킬 에테르 공중합체와 연관된 신속한 침투성 재-습윤 특성을 증명하지만, 이들 공중합체는 토양에서 과도하게 많은 양의 물을 보유하지 않는다, 다시 말하면, 토양은 포화되고 물에 젖은 토양(많은 농업화학 계면활성제의 이용과 연관된 공통의 불만 사항)보다 더욱 효율적으로 통기된다.

요약하면, 이들 현상의 결과로서, 본 발명의 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체의 알킬 에테르가 식물 성장 배지에 첨가되는 경우에, i) 식물에 물 등을 지속적으로 제공하고, ii) 추가로 용해된 영양분에 대한 수송 기전으로서 작용할 만큼 충분한 물로 추가의 용해된 영양분을 신속하고 균일하게 제공함으로써 식물 뿌리 구역 주변과 내에서 배지가 현저하게 강화된다고 제안된다. 대안으로, 또는 부가적으로, 공중합체의 알킬 에테르는 뿌리 수송 기전에 직접적으로 영향을 줄 수도 있다.

또한, 앞서 기술된 바와 같이, 이들 알킬 에테르 공중합체의 서방 특성 역시 여기에 수반되는 강화 특성으로, 식물의 증가된 품질과 밀도 및 토양에서 농도의 지속에 기여하고, 식물이 급속하게 및/또는 지속적으로 변하는 환경에서 경험하는 스트레스를 억제하는 것으로 제안된다.

또한, 본 발명의 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체의 알킬 에테르는 토양 활성 또는 토양 지향된 살충제와 혼합될 수도 있다.

또한, 본 발명의 액체 조성물은 농업경제학적 수용성(water dispersible) 또는 건조 확산성 분야의 당업자에게 널리 공지된 방법에서, 불활성 충전 재료, 생물 활성제, 예를 들면, 살충제 및/또는 다른 첨가제, 예를 들면, 어쥬번트에 첨가하거나 이들과 혼합함으로써 고체 형태, 예를 들면, 분말 또는 과립 형태로 이용될 수도 있다. 이런 방식으로, 이들 조성물은 식물 성장 배지에 고체 형태로 전달될 수 있고, 원하는 경우에 이들 조성물의 방출의 추가적인 조절을 달성할 수 있다.

본 발명이 특정한 선호되는 구체예와 관련하여 상술되긴 했지만, 앞서 기술 되고 첨부된 특허청구범위에서 정의되는 본 발명의 기술적 사상과 범위 내에서 다양한 개변이 가능하다.

Claims

식물 성장 배지에서 식물 성장을 개선하는 방법에 있어서,

i) 메틸 옥시란-옥시란 공중합체의 C₁ - C₄ 알킬 에테르를 함유하는 계면활성제 조성물을 제조하고;

ii) 식물 성장 배지를 상기 계면활성제 조성물의 생물활성 효과량과 친밀하게 접촉시키는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 계면활성제 조성물의 효과량은 1000 평방피트(square feet)당 0.001 내지 128 액량 온스(fluid ounce)인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 계면활성제 조성물의 효과량은 1000 평방피트당 0.2 내지 16 액량 온스인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 식물 성장 배지는 발수성 토양(water repellent soil)인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 계면활성제 조성물은 물을 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체의 C₁ - C₄ 알킬 에테르는 폴리메틸옥시란(polymethyloxirane)에서 옥시란(oxirane)의 첨가로 획득되는 정방향 중합성 글리콜을 포함하는 공중합체의 에테르화반응(esterification)으로 제조되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 계면활성제 조성물은 토양 활성 또는 토양 지향된 살충제를 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.
i) 식물 성장 배지;

ii) 메틸 옥시란-옥시란 공중합체의 C₁ - C₄ 알킬 에테르를 함유하는 계면활성제 조성물의 생물활성 효과량을 포함하는 개선된 식물 성장 배지.
제 8항에 있어서, 계면활성제 조성물의 효과량은 1000 평방피트(square feet)당 0.001 내지 128 액량 온스(fluid ounce)인 것을 특징으로 하는 식물 성장 배지.
제 8항에 있어서, 식물 성장 배지는 발수성 토양(water repellent soil)인 것을 특징으로 하는 식물 성장 배지.
제 8항에 있어서, 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체의 C₁ - C₄ 알킬 에테르는 폴리메틸옥시란(polymethyloxirane)에서 옥시란(oxirane)의 첨가로 획득되는 정방향 중합성 글리콜을 포함하는 공중합체의 에테르화반응(esterification)으로 제조되는 것을 특징으로 하는 식물 성장 배지.
제 8항에 있어서, 계면활성제 조성물은 토양 활성 또는 토양 지향된 살충제를 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 식물 성장 배지.
식물 성장 배지의 재습윤(re-wetting) 특성을 개선하는 방법에 있어서,

i) 메틸 옥시란-옥시란 공중합체의 C₁ - C₄ 알킬 에테르를 함유하는 계면활성제 조성물을 제조하고;

ii) 식물 성장 배지를 상기 계면활성제 조성물의 재-흡수 효과량과 친밀하게 접촉시키는 것을 특징으로 하는 방법.
제 13항에 있어서, 계면활성제 조성물의 효과량은 1000 평방피트(square feet)당 0.001 내지 128 액량 온스(fluid ounce)인 것을 특징으로 하는 방법.
제 13항에 있어서, 계면활성제 조성물의 효과량은 1000 평방피트당 0.2 내지 16 액량 온스인 것을 특징으로 하는 방법.
제 13항에 있어서, 식물 성장 배지는 발수성 토양(water repellent soil)인 것을 특징으로 하는 방법.
제 13항에 있어서, 계면활성제 조성물은 물을 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 13항에 있어서, 메틸 옥시란 - 옥시란 공중합체의 C₁ - C₄ 알킬 에테르는 폴리메틸옥시란(polymethyloxirane)에서 옥시란(oxirane)의 첨가로 획득되는 정방향 중합성 글리콜을 포함하는 공중합체의 에테르화반응(esterification)으로 제조되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 13항에 있어서, 계면활성제 조성물은 토양 활성 또는 토양 지향된 살충제를 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.