KR20180101406A

KR20180101406A - 방출 제어 농약 전달 유닛, 그의 제조 및 용도

Info

Publication number: KR20180101406A
Application number: KR1020187020589A
Authority: KR
Inventors: 아셀 비트너; 즈비 밀러; 마티 벤-모쉐; 우리 샤니; 자크 바네아; 에란 시갈; 니타이 렘베르거
Original assignee: 아다마 마켓심 리미티드
Priority date: 2015-12-28
Filing date: 2016-12-21
Publication date: 2018-09-12
Also published as: RU2018127209A; CN108430218A; JP2019503371A; EP3397054A1; UY37053A; AR107202A1; WO2017115135A1; AU2016380890A1; BR112018013399A2; CL2018001775A1; US20170181427A1; IL260287A; CA3009292A1

Abstract

수-불침투성인 물질로 제조된 셀인 불침투성 셀; 상기 불침투성 셀 내의 농약; 및 상기 불침투성 셀 내에 위치하는 부분과 상기 불침투성 셀의 외부에 위치하는 부분을 가지는, 하이드로겔을 포함하는 심지 (wick)를 포함하는 농약 전달 유닛이 개시된다. 또한, (a) 적어도 하나의 세그먼트가 수-불침투성이고 적어도 하나의 세그먼트가 수-침투성인 2개 이상의 셀 벽 세그먼트를 포함하는 셀; 및 (ii) 상기 셀 내의 농약을 포함하는 농약 전달 유닛이 개시된다. 본 발명은 상기 유닛의 제조 및 사용 방법을 제공한다.

Description

방출 제어 농약 전달 유닛, 그의 제조 및 용도

본 출원은 2015년 12월 28일 출원된 미국 가출원 제62/271,862호를 우선권으로 주장하며, 그 전문은 본원에서 참조로 포함된다.

본 출원 전체에 걸쳐, 괄호안에 인용된 것을 포함하여, 다양한 간행물이 참조되어 있다. 괄호안에 언급된 간행물에 대한 전체 인용은 청구범위 직전의 명세서 말미에 열거된 것에서 찾아 볼 수 있다. 본원에서 참조되는 모든 참조 간행물의 개시 내용은, 본 발명이 속하는 기술 수준을 더욱 완전하게 설명하기 위해 본 출원에 참조로서 포함된다.

비료는 단일 또는 배합된 (N-P-K) 고체, 과립 또는 분말로서, 또는 액체로서 시비할 지역에 가장 빈번히 적용된다. 일반적으로, 비료는 수용성 비료 또는 "서방출" 비료일 수 있다. 수용성 비료는 일반적으로 서방출 비료보다 저렴하지만 토양을 통해 매우 빠르게 영양분을 침출하는 단점이 있다. 수년에 걸쳐 생장 식물에 영양분을 전달하고 비료 공급원으로부터 영양분의 방출을 제어하기 위한 다양한 기술이 개발되었다.

방출 제어 비료는 장기간에 걸쳐 토양에 영양분을 방출하도록 고안되었으며 수용성 비료를 여러 번 적용하는 것보다 더 효율적이다. 다양한 방출 제어 기술, 예를 들어 상대적으로 두껍게 캡슐화된 코팅이 공지되어 있으며, 여기서 방출은 주로 코팅 파열에 의해 좌우된다 (예: Osmocote®, Everris, ICL).

문헌[Journal of Applied Polymer Science 2006, 3230-3235]은 겔로 코팅된 비료 과립 (서방출 과립)을 개시하고 있다.

US3304653호는 비료를 전달하기 위한 심지 (wick)를 구비한 장치를 개시한다.

EP0438356호는 제어된 연장 방식으로 가용성 비료를 습한 토양으로 방출하기 위한 장치를 개시하며, 이는 습윤 토양 내로 방출될 적어도 하나의 가용성 성분을 포함하는 물질의 건조 혼합물을 함유하는 하나의 개구부가 있는 인클로저; 투수 계수를 물에 1일 1 밀리미터 미만으로 감소시킬 수 있는 증점제로서 작용하는 물 흡수 미세 분산 물질인 적어도 하나의 성분을 포함하며; 방출될 가용성 성분은 상기 장치의 내용물의 초기 습윤시 상당한 비용해 부분을 남기도록 양 및 조성이 적절하게 선택되고; 상기 혼합물은 부분적으로 불투수성 막 및 부분적으로 불침투성인 것처럼 작용하는 정체 영역에 의해 둘러싸이고; 상기 불침투성 막과 정체 영역의 조합은 상기 인클로저 내에 하나의 개구를 가져, 상기 인클로저의 체적 내로의 물의 유동을 허용하며, 인클로저의 상기 개구부 영역은 인클로저 단면의 1/5을 초과하지 않는다. 그러나, 이 장치는 내부에서 발생하는 높은 삼투압을 견딜 수 있는 인클로저를 필요로 한다. 이 장치는 또한 비료의 건조 혼합물과 혼합되는 물 흡수 성분을 필요로 하며, 인클로저 개구부와 비료 공급원 사이에 기포가 들어감으로써 장치의 반복적 성능을 제한하는 주요 단점을 갖는다. 또한, 장치는 건조한 토양 또는 인클로저 개구부와 토양 사이의 불량한 접촉이 있는 모든 경우에 매우 제한된 기능을 가질 것이다.

EP0628527호는 (a) 수용성 활성 성분을 포함하는 코어 및 (b) 활성 성분을 제어된 속도로 방출할 수 있는 능력을 갖는 상기 코어 (a)의 표면상의 제1 코팅층; 및 (c) 낮은 수증기 투과율을 갖는 (a) 및 (b)를 캡슐화하는 제2 코팅층을 포함하는 제품으로서; 상기 제2 코팅층 (c)은 제품이 수분에 최초로 노출된 후 적어도 4주 동안 활성 성분의 실질적인 방출을 지연시키는 제품을 개시한다.

CN102424640호는 화학 비료 과립, 방출 제어 내막 및 보수성 외부막을 포함하는 비료를 개시한다. 내부막은 카라기난 및 가용성 K 염 또는 NH₄ 염으로 형성되고, 외부막은 아크릴레이트-그래프트 전분, 그래프트된 CM-셀룰로오스, 폴리아크릴산 또는 폴리아크릴아미드와 같은 고 흡수성 중합체 (SAP)로 형성된다. 표제 제품은 수분 흡수/유지, 지속 방출 및 토양 컨디셔닝 효과가 있다.

US5147442호 및 US6500223호는 수지 필름으로 코팅된 비료의 과립을 개시한다.

US5560768호는 방출이 방수 물질의 중합체 또는 공중합체 막을 통한 물 투과 속도 및 각각의 코팅 입자로부터 주변 토양으로의 비료 확산 속도에 의해 좌우되는 캡슐화된 서방출 비료를 개시한다.

그러나 이들 방법은 단일 비료 공급원에 적재될 수 있는 비료의 양으로 제한된다. 또한, 이들 방법은 상이한 N-P-K 비를 제공하기 위해 너무 복잡하다. 또한, 이들 방법은 제한적이고 비료 미립자 표면의 결함에 취약하다.

WO 2009/023203호는 적어도 하나의 제1 화합물을 함유하는 적어도 하나의 제1 부분; 상기 제1 부분을 실질적으로 둘러싸는 적어도 하나의 제2 부분 - 물 및/또는 적어도 하나의 제1 화합물에 대해 또는 이의 적어도 부분적으로 침투성인 제2 부분; 및 상기 제2 부분을 실질적으로 둘러싸는, 물 흡수 물질을 포함하는 적어도 하나의 제3 부분을 포함하는, 물 및 적어도 하나의 추가의 화합물을 전달하기 위한 장치를 개시한다.

또한, 농약의 과도한 사용은 환경에 악영향을 미치고 농부에게 비용을 부담시킨다 (Shaviv and Mikkelsen 1993). 많은 응용 방법은 사람이 독성 화학 물질에 노출시킬 위험을 가진다. 예를 들어, 작업자, 현장 진입자 및 인근 지역 사회는 취급, 식수 오염 및 수확 후 필요한 선별 구간 전에 수확한 농산물의 오염을 통해 화학 물질에 노출될 수 있다. 상기 언급된 방법을 사용하여 PPP가 적용되는 경우 비표적 유기체가 유사하게 영향을 받을 수 있다. 또한 많은 토양과 기후가 작물 생장에 적합하지 않다 (Habarurema and Steiner, 1997; Nicholson and Farrar, 1994).

따라서, 식물 생장을 개선하기 위한 비료 및 다른 농약의 경제적이고 보편적이면서 효율적인 적용 및 방출에 대한 계속적인 요구가 있다. 예를 들어 주위 습도 및 온도에 최소한으로 의존하는 시스템을 갖는 것이 유리할 것이다. 예를 들어, 플랜트에 전달하기 위한 유닛에 농약의 고부하를 제공하는 시스템을 갖는 것이 유리할 것이다. 예를 들어, 식물 생장 환경에서의 공간적 방위에 의존하지 않는 유닛을 갖는 시스템을 갖는 것이 유리할 것이다.

발명의 요약

본 발명은

a) 수-불침투성 물질로 제조된 셀(cell)인 불침투성 셀;

b) 상기 불침투성 셀 내의 농약; 및

c) 상기 불침투성 셀 내에 위치하는 부분과 불침투성 셀의 외부에 위치하는 부분을 갖는, 하이드로겔을 포함하는 심지 (wick);

를 포함하는 농약 전달 유닛을 제공한다.

일 실시양태에서, 농약 전달 유닛은

a) 불침투성 셀;

b) 상기 불침투성 셀 내의 농약; 및

c) 농약과 접촉하는 불침투성 셀 내에 위치하는 부분과 불침투성 셀 외부의 매질과 접촉하기 위한 불침투성 셀 외부에 위치하는 부분을 갖는 심지;

를 포함하며,

심지를 통해 불침투성 셀 내부로부터 불침투성 셀 외부의 매질로 농약의 제어된 방출을 허용하도록 배열된다.

일부 양태에서, 본 발명은 다수의 농약 전달 유닛을 식물 생장 매질에 분배하는 것을 포함하는 농약 전달 방법을 제공하며, 여기서 유닛은 개별적으로

a) 수-불침투성 셀;

b) 상기 셀 내의 농약;

c) 부분적으로 셀 내 그리고 부분적으로 셀 외부에 위치한 심지;

를 포함하며,

상기 유닛은 셀로부터 심지를 통해 농약이 연장 제어 전달되도록 제공한다.

일부 양태에서, 본 발명은 적어도 하나의 농약이 물과 접촉한 후 제어된 방식으로 심지를 통해 방출되도록, 부분적으로 셀의 내부 및 부분적으로 셀의 외부에 위치한 심지를 구비한 비-침투성 중합체 셀에 농약을 캡슐화하여 셀을 생성시키는 단계를 포함하는, 농약 전달 유닛의 제조방법을 제공한다.

본 발명은 또한

a) 적어도 하나의 세그먼트(segment)가 수-불침투성이고 적어도 하나의 세그먼트가 수-침투성인 2개 이상의 셀 벽 세그먼트를 포함하는 셀; 및

b) 상기 셀 내의 농약;

을 포함하는 농약 전달 유닛을 제공한다.

일 실시양태에서, 농약 전달 유닛은

a) 적어도 하나의 세그먼트가 수-불침투성이고 적어도 하나의 세그먼트가 수-침투성인 2개 이상의 셀 벽 세그먼트를 포함하는 셀; 및

b) 상기 셀 내의 농약;

을 포함하며,

셀의 적어도 하나의 침투성 세그먼트를 통해 셀 내부로부터 셀 외부의 매질로 농약의 제어된 방출을 허용하도록 배열된다.

b) 상기 셀 내의 농약;

을 포함하며, 여기서 유닛은 셀의 적어도 하나의 침투성 세그먼트를 통해 셀로부터 농약의 연장된 제어 전달을 제공한다.

일부 양태에서, 본 발명은 적어도 하나의 세그먼트가 수-불침투성이고 적어도 하나의 세그먼트가 수-침투성인 2개 이상의 셀 벽 세그먼트를 포함하는 셀을 생성시키는 단계 및 적어도 하나의 농약이 물과 접촉한 후 제어된 방식으로 셀의 적어도 하나의 침투성 세그먼트를 통해 방출되도록 셀에 농약을 캡슐화하는 단계를 포함하는, 농약 전달 유닛의 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 일부 양태에서, 전달 방법은 다수의 농약 전달 유닛을 식물 생장 매질에 분배하는 것을 포함한다. 본 발명의 일부 양태에서, 유닛은 매질 표면 아래 하나 이상의 깊이에서 식물 생장 매질에 첨가된다. 본 발명의 일부 양태에서, 유닛은 1 내지 50 cm의 깊이에 첨가된다. 본 발명의 일부 양태에서, 유닛은 ㎡당 약 1 내지 50, 5 내지 50 또는 10 내지 30 유닛의 농도로 생장 매질에 첨가된다.

도 1. A-112 섬유 (112개 섬유) 및 A-56 섬유 (56개 섬유) 샤셰에 대한 섬유 수 함수로서의 칼륨 방출률.
도 2. A-300, A-90, A-70 및 A-60 샤셰의 섬유 밀도 함수로서의 칼륨 방출률.
도 3. A-112 (섬유) 및 A-112 HG (하이드로겔로 포화된 섬유)의 칼륨 방출률.
도 4. A-56D (건조 분말) 및 A-56W (습윤 페이스트) 샤셰의 관개된 토양에서의 칼륨 방출률.
도 5. A-1.2 (1.2 g) 및 A-2.2 (2.2 g) 샤셰의 칼륨 방출률.
도 6. 가변 비료 혼합물 (A-60-단독 K), (A-60-N&K) 및 (A-60-P&K)로부터의 염화칼륨 방출률.
도 7. A-56D 및 A-112D 샤셰의 관개 토양에서의 칼륨 방출률.
도 8A. 시간 함수로서의 질소 (N) 및 칼륨 (K)의 방출률.
도 8B. 가변 토양 수분하에 시간에 따른 방출률.
도 9. 뿌리 침투 사진.
도 10. 염화칼륨 비료 및 면섬유 망을 가진 직사각형 A-112 샤셰.
도 11. 요소가 채워지고 단일 면 심지를 포함하는 삼각형 샤셰.
도 12. 하이드로겔이 함침된 면 섬유망 및 염화칼륨 비료로 채워진 직사각형 A-112 샤셰.
도 13. 하이드로겔이 함침된 면 섬유망 및 인산이암모늄으로 채워진 샤셰.
도 14. 불침투성 셀 및 다수의 심지를 가진 농약 전달 유닛으로서, 각각의 심지는 불침투성 셀의 내부에 두 부분 및 불침투성 셀의 외부에 세 부분을 갖는다.
도 15. 불침투성 셀 및 도관을 가진 전달 유닛의 예.
도 16. 불침투성 셀 및 다수의 심지를 가진 1 g 및 4 g의 농약 전달 유닛.

본 발명은

a) 수-불침투성인 물질로 제조된 셀인 불침투성 셀;

b) 상기 불침투성 셀 내의 농약; 및

c) 상기 불침투성 셀 내에 위치하는 부분과 상기 불침투성 셀 외부에 위치하는 부분을 갖는, 하이드로겔을 포함하는 심지;

를 포함하는 농약 전달 유닛을 제공한다.

일 실시양태에서, 농약 전달 유닛은

a) 불침투성 셀;

b) 상기 불침투성 셀 내의 농약; 및

를 포함하며,

일부 양태에서, 셀 외부에 위치한 심지 부분은 하이드로겔을 포함한다. 일부 양태에서, 셀 내에 위치한 심지 부분은 하이드로겔을 포함하지 않는다. 일부 실시양태에서, 농약과 접촉하지 않는 심지의 부분은 하이드로겔을 포함한다.

본 발명의 일부 양태에서, 심지의 2 이상의 부분은 불침투성 셀의 외부에 있다. 또 다른 양태에서, 심지의 2 이상의 부분은 농약과 접촉한다.

일부 양태에서, 농약은 심지를 통해서만 셀로부터 방출된다.

일부 실시양태에서, 유닛은 복수의 불침투성 셀을 포함한다. 본 발명의 일부 양태에서, 유닛은 2 이상의 불침투성 셀을 포함한다. 일부 실시양태에서, 유닛은 2 내지 5개의 불침투성 셀을 포함한다. 일부 실시양태에서, 유닛은 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10개 또는 10개 초과의 불침투성 셀을 포함한다.

본 발명의 일부 양태에서, 유닛은 2 이상의 농약을 포함한다.

일부 실시양태에서, 농약은 비료 화합물이다. 일부 실시양태에서, 유닛은 하나의 비료 화합물을 포함한다. 일부 실시양태에서, 유닛은 2 종의 비료 화합물을 포함한다. 일부 실시양태에서, 유닛은 3 종의 비료 화합물을 포함한다. 일부 실시양태에서, 유닛은 3 종 초과의 비료 화합물을 포함한다.

일부 실시양태에서, 비료 화합물은 질소, 칼륨, 인산염 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.

일부 실시양태에서, 유닛은 유닛의 일부로서 매질내 (NH₄)₂SO₂, NH₄H₂PO₄, 및 KCl로서의 총 N, P 및/또는 K 함량이 각각 약 5 내지 50, 1 내지 10, 및 5 내지 150 g/㎡이 되도록 1 내지 3 종의 비료 화합물을 포함한다.

일부 실시양태에서, 유닛은 유닛의 일부로서 매질내 (NH₄)₂SO₂, NH₄H₂PO₄, 및 KCl로서의 총 N, P 및/또는 K 함량이 각각 약 25, 5, 및 30 g/㎡이 되도록 3 종의 비료 화합물을 포함한다.

일부 실시양태에서, 비료 화합물은 합성 비료이다.

일부 실시양태에서, 비료 화합물은 예를 들어 붕소, 철, 코발트, 크롬, 구리, 요오드, 망간, 셀레늄, 아연 또는 몰리브덴과 같은 미량 영양소이다.

일부 실시양태에서, 비료 화합물은 PO₄, NO₃, (NH₄)₂SO₂, NH₄H₂PO₄, 및/또는 KCl이다. 일부 실시양태에서, 비료 화합물은 PO₄, NO₃, (NH₄)₂SO₂, NH₄H₂PO₄, 및/또는 KCl을 포함하는 다수의 비료 화합물을 포함한다.

일부 실시양태에서, 2개 이상의 분리된 불침투성 셀은 각각 독립적으로 상이한 농약 또는 농약의 상이한 조합물을 함유한다.

특정 실시양태에서, 유닛은 심지를 통해 불침투성 셀 내부로부터 불침투성 셀 외부의 매질로 농약의 제어된 방출을 허용하도록 배열된다.

또 다른 실시양태에서, 농약은 사용 전에 건조되거나, 또는 유닛의 사용 전에 농약은 물을 함유하는 페이스트, 용액, 농축 용액, 포화 용액 또는 분산액이다.

일부 실시양태에서, 2 이상의 시트가 각각의 불침투성 셀을 형성하기 위해 그의 가장자리 또는 그 근처에서 함께 밀봉된다. 특정 실시양태에서, 3 개의 시트가 함께 밀봉되어 2개의 불침투성 셀을 형성한다.

특정 실시양태에서, 동일한 심지는 각각의 상이한 불침투성 셀에서 농약과 접촉하여 있어, 심지의 상이한 부분이 각 불침투성 셀의 농약과 접촉한다.

본 발명의 일부 양태에서, 유닛은 하나의 심지만을 갖는다. 본 발명의 일부 양태에서, 유닛은 2 내지 100개의 심지를 갖는다. 본 발명의 일부 양태에서, 심지는 섬유 가닥을 포함한다.

본 발명의 일부 양태에서, 유닛은 1 내지 10개, 1 내지 20개 또는 1 내지 100개의 심지를 갖는다.

본 발명의 일부 양태에서, 심지는 섬유 물질을 포함한다. 본 발명의 일부 양태에서, 하나의 심지는 섬유 메쉬(fiber mesh)를 포함한다. 본 발명의 일부 양태에서, 심지는 면 또는 다른 셀룰로오스 섬유, 세라믹 또는 유리 기반 섬유를 포함한다. 본 발명의 일부 양태에서, 심지는 모세관 구조를 갖는 다공성 물질을 포함한다. 본 발명의 일부 양태에서, 심지는 미세 다공성 물질을 포함한다. 본 발명의 일부 양태에서, 심지는 거대 다공성 물질을 포함한다.

본 발명의 일부 양태에서, 심지는 약 10 내지 100 mg/m의 밀도를 갖는 섬유를 포함한다. 본 발명의 일부 양태에서, 심지는 약 10 내지 20 mg/m의 밀도를 갖는 섬유를 포함한다. 본 발명의 일부 양태에서, 심지는 약 50 내지 100 mg/m의 밀도를 갖는 섬유를 포함한다. 본 발명의 일부 양태에서, 심지는 약 1 내지 500개의 섬유를 포함한다. 본 발명의 일부 양태에서, 심지는 약 10 내지 200개의 섬유를 포함한다.

본 발명의 일부 양태에서, 심지의 길이는 0.1 내지 10 cm이다. 본 발명의 일부 양태에서, 심지의 길이는 1 내지 5 cm이다. 본 발명의 일부 양태에서, 심지의 길이는 2.5 cm이다. 본 발명의 일부 양태에서, 심지의 직경은 1 ㎛ 내지 200 ㎛이다. 본 발명의 일부 양태에서, 심지의 직경은 50 ㎛ 내지 100 ㎛이다. 본 발명의 일부 양태에서, 심지의 직경은 80 ㎛이다. 본 발명의 일부 양태에서, 심지는 1 내지 200개의 부직 필라멘트를 포함한다. 본 발명의 일부 양태에서, 심지는 50 내지 150개의 부직 필라멘트를 포함한다. 본 발명의 일부 양태에서, 심지는 100개의 부직 필라멘트를 포함한다.

본 발명의 일부 양태에서, 셀은 생분해성 필름을 포함한다. 본 발명의 일부 양태에서, 셀은 생분해성 중합체를 포함한다.

일부 실시양태에서, 셀은 그 가장자리 또는 그 근처에서 인접하여 있고 심지를 부분적으로 둘러싸는 적어도 2개의 구성 시트에 의해 형성되고 한정된다.

일부 실시양태에서, 셀은 폴리에스테르를 포함한다. 일부 실시양태에서, 셀은 폴리락트산을 포함한다. 일부 실시양태에서, 폴리락트산을 포함하는 셀은 요소를 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 셀은 폴리락트산 시트를 포함한다.

또 다른 실시양태에서, 셀은 수용성 중합체를 포함한다. 특정 실시양태에서, 셀은 폴리 비닐 알콜을 포함한다.

본 발명의 일부 양태에서, 하이드로겔은 고 흡수성 중합체 (SAP)를 포함한다. 본 발명의 일부 양태에서, SAP는 천연 고 흡수성 중합체 (SAP), 폴리-당(poly-sugar) SAP, 반합성 SAP, 완전 합성 SAP 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 본 발명의 일부 양태에서, 유닛 하이드로겔은 합성 하이드로겔, 천연 탄수화물 하이드로겔, 또는 펙틴 또는 단백질 하이드로겔, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 본 발명의 일부 양태에서, 하이드로겔은 아크릴아미드, 아크릴 유도체 또는 이들의 임의의 조합 을 포함한다.

본 발명의 일부 양태에서, 셀은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 폴리에스테르 중의 하나 이상을 포함한다. 본 발명의 일부 양태에서, 셀은 폴리락트산, 폴리하이드록시알카노에이트, 폴리하이드록시부티레이트 또는 폴리하이드록시발레레이트 중의 하나 이상을 포함한다. 본 발명의 일부 양태에서, 셀은 열가소성 전분, 셀룰로오스 아세테이트 또는 다른 셀룰로오스계 물질을 포함한다. 본 발명의 일부 양태에서, 셀은 폴리카프로락톤, 폴리글리콜라이드, 폴리디옥사논, 또는 이들의 임의의 조합물 또는 공중합체를 포함한다.

일부 실시양태에서, 심지는 하이드로겔로 코팅된다. 다른 실시양태에서, 심지는 하이드로겔로 포화된다. 일부 실시양태에서, 심지는 폴리에스테르 섬유이다. 일부 실시양태에서, 심지는 폴리프로필렌 섬유이다.

일부 실시양태에서, 천연 탄수화물 하이드로겔은 한천, 셀룰로오스, 키토산, 전분, 히알루론산, 덱스트린, 천연 검, 황산화 다당류 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.

일부 실시양태에서, 펙틴 또는 단백질 하이드로겔은 젤라틴, 젤라틴 유도체, 콜라겐, 콜라겐 유도체 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.

일부 실시양태에서, SAP는 반합성 SAP를 포함한다. 일부 실시양태에서, 반합성 SAP는 CMC-g-폴리아크릴산 SAP이다. 일부 실시양태에서, 카복시메틸 셀룰로오스 (CMC) 그래프트된 폴리아크릴산 SAP는 아크릴 단량체 (아크릴아미드-아크릴)에 대해 6% CMC, 아크릴산에 대해 6% CMC, 아크릴산에 대해 25% CMC, 또는 CMC 50% AA를 포함한다. 일부 실시양태에서, CMC 그래프트된 SAP는 아크릴 단량체에 대해 5 내지 50%의 CMC를 포함한다. 일부 실시양태에서, CMC 그래프트된 SAP는 아크릴 단량체에 대해 6 내지 12%의 CMC를 포함한다.

일부 실시양태에서, 반합성 SAP는 k-카라기난 가교화 폴리아크릴산 SAP이다. 일부 실시양태에서, SAP는 알긴산염 또는 k-카라기난 가교화 폴리아크릴산 SAP 이외의 것이다.

일부 실시양태에서, SAP는 완전 합성 SAP를 포함한다. 일부 실시양태에서, 완전 합성 SAP는 아크릴산 또는 아크릴아미드 또는 이들의 임의의 조합이다.

일부 실시양태에서, SAP는 물에서 그의 중량의 적어도 약 50, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 200, 300, 400, 500, 또는 1000배를 흡수할 수 있다.

본 발명의 일부 양태에서, 유닛의 셀은 열 밀봉 가능한 물질을 포함한다.

본 발명의 일부 양태에서, 셀은 각각 10 내지 100 마이크로미터의 두께를 갖는 시트를 포함한다.

본 발명의 일부 양태에서, 농약은 질량 흐름에 의해 유닛으로부터 방출된다. 본 발명의 일부 양태에서, 농약은 확산에 의해 유닛으로부터 방출된다.

본 발명의 일부 양태에서, 농약은 유닛이 실온에서 물에 잠겨있는 경우 40일 이내에 유닛으로부터 방출된다. 본 발명의 일부 양태에서, 농약은 유닛이 실온에서 물에 잠겨있는 경우 40일 이내에 유닛으로부터 방출된다. 본 발명의 일부 양태에서, 유닛이 실온에서 물에 잠겨있는 경우 40일 이내에 농약의 20 중량% 미만이 유닛으로부터 방출된다. 본 발명의 일부 양태에서, 유닛이 실온에서 물에 잠겨있는 경우 60일 이내에 유닛으로부터 농약의 50 중량% 미만이 방출된다.

본 발명의 일부 실시양태에서, 심지의 각 파라미터는 소정 방출 프로파일을 달성하도록 조정될 수 있다. 예를 들어, 심지의 길이, 폭, 재료, 밀도 및 개수 각각을 조정하여 하나 이상의 농약의 소정 방출 프로파일을 달성할 수 있다.

본 발명의 다른 실시양태에서, 불침투성 셀의 내용물 배합을 조정하여 하나 이상의 농약의 소정 방출 프로파일을 달성할 수 있다. 불침투성 셀의 내용물은 소정 방출 프로파일에 도달하기 위해 필요에 따라 비활성 제제를 함유할 수 있다.

본 발명의 일부 양태에서, 하나 이상의 농약의 방출 프로파일은 셀 내용물의 배합에 의해 영향을 받지 않는다. 본 발명의 일부 양태에서, 하나 이상의 농약의 방출 프로파일은 셀 내부의 하나 이상의 농약의 양에 의해 영향을 받지 않는다. 본 발명의 일부 양태에서, 하나 이상의 농약의 방출 프로파일은 심지의 파라미터에 의해서만 제어된다.

일부 실시양태에서, 농약은 이식 토양에 적용한 후 약 10, 15, 20, 25 또는 30일 후까지 실질적으로 방출되지 않는다. 일부 실시양태에서, 농약은 이식 토양에 적용한 후 적어도 약 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 또는 20주의 기간에 걸쳐 유닛으로부터 방출된다.

일부 실시양태에서, 농약은 1개월 내지 8개월의 기간에 걸쳐 방출된다. 특정 실시양태에서, 농약은 작물의 생육기의 기간에 걸쳐 방출된다.

일부 실시양태에서, 유닛은 셀로부터의 농약이 유닛의 다른 불침투성 셀로부터 농약의 방출과 상이한 시기 및/또는 상이한 속도로 방출되도록 배열된 다수의 불침투성 셀을 포함한다. 특정 실시양태에서, 유닛은 생육기 동안 상이한 시기에 상이한 농약을 방출하도록 배열된다.

본 발명의 일부 양태에서, 셀의 용적은 약 0.5 내지 20 ㎤이다. 본 발명의 일부 양태에서, 셀의 용적은 약 1 내지 10 ㎤이다. 본 발명의 일부 양태에서, 셀의 용적은 약 1 내지 5 ㎤ 또는 약 2 내지 3 ㎤이다. 일부 실시양태에서, 셀의 용적은 약 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10 ㎤이다.

본 발명의 일부 양태에서, 셀은 하나의 농약을 1 내지 20, 1 내지 10 또는 1 내지 5 g으로 포함한다. 본 발명의 일부 양태에서, 유닛의 건조 중량은 약 0.1 g 내지 20 g이다. 본 발명의 일부 양태에서, 유닛의 건조 중량은 약 1 내지 10 g이다.

본 발명의 일부 양태에서, 유닛은 약 1 내지 10 g의 농약 용량을 갖는다. 일부 실시양태에서, 셀은 농약을 적어도 약 0.05, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1, 2, 5, 10 mg, 또는 0.05, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9 또는 1 g 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 셀은 1 g의 농약을 포함한다. 일부 실시양태에서, 셀은 4 g의 농약을 포함한다. 일부 실시양태에서, 셀은 10 g의 농약을 포함한다.

본 발명의 일부 양태에서, 유닛은 원통, 구체, 다면체, 정육면체 또는 원반 형상이다. 본 발명의 일부 양태에서, 유닛은 삼각형, 직사각형, 원형 또는 정사각형의 단면을 갖는 형상이다.

본 발명의 일부 양태에서, 농약은 질소, 칼륨, 인산염 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 비료를 포함한다. 본 발명의 일부 양태에서, 농약은 비료, 살해충제, 호르몬, 약제, 화학적 생장제, 효소, 생장 촉진제, 생물자극제 또는 미량원소의 적어도 하나를 포함한다.

본 발명의 일부 양태에서, 유닛은 상기 유닛을 부분적으로 또는 완전히 둘러싸는 겔을 추가로 포함한다. 본 발명의 일부 양태에서, 겔은 하이드로겔, 에어로겔 또는 오가노겔을 포함한다. 일부 실시양태에서, 겔은 유닛의 셀 내부의 농약과 동일하거나 상이한 하나 이상의 농약을 함유하도록 제형화된다.

본 발명의 일부 양태에서, 유닛은 유닛을 부분적으로 또는 완전히 둘러싸는 뿌리 발달구(root development zone)를 추가로 포함한다. 예를 들어, 2014년 9월 18일에 공개되었고 전문이 본원에 참조로 인용되는 WO 2014/140918 A2호 및 US 2014/0259906 A1호는 일부 양태에서 코어 또는 농약 영역 및 뿌리 발달구를 포함하는 유닛을 개시하고 있다. 본 발명의 일부 양태에서, 뿌리 발달구는 하이드로겔, 에어로겔 또는 오가노겔을 포함한다.

본 발명의 일부 양태에서, 다수의 농약 전달 유닛을 식물 생장 매질에 분배하는 것을 포함하는 농약 전달 방법이 제공되며, 상기 유닛은 개별적으로

a) 수-불침투성 셀;

b) 상기 셀 내의 농약;

c) 부분적으로 셀 내부 및 부분적으로 셀 외부에 위치한 심지;

를 포함하며,

여기서 유닛은 심지를 통해 셀로부터 농약을 연장 제어 전달하도록 제공한다.

본 발명의 일부 양태에서, 방법은 다수의 농약 전달 유닛을 식물 생장 매질에 분배하는 단계를 포함한다. 본 발명의 일부 양태에서, 유닛은 매질 표면 아래 하나 이상의 깊이에서 식물 생장 매질에 첨가된다. 본 발명의 일부 양태에서, 유닛은 1 내지 50 cm의 깊이에 첨가된다. 본 발명의 일부 양태에서, 유닛은 약 1 내지 50, 5 내지 50 또는 10 내지 30 유닛/㎡의 농도로 생장 매질에 첨가된다.

일부 실시양태에서, 식물이 생장하는 매질은 토양을 포함한다. 일부 실시양태에서, 식물이 생장하는 매질은 토양이다. 일부 실시양태에서, 토양은 모래, 미사, 점토, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 토양은 점토, 양토, 식질 양토 또는 사질 양토이다. 일부 실시양태에서, 토양은 인공 토양이다. 일부 실시양태에서, 토양은 천연 토양이다.

일부 실시양태에서, 적어도 하나의 유닛은 토양 표면 아래 하나 이상의 깊이에서 토양에 첨가된다. 일부 실시양태에서, 적어도 하나의 유닛은 1 내지 50 cm의 깊이에 첨가된다. 일부 실시양태에서, 적어도 하나의 유닛은 1 cm, 5 cm, 10 cm, 15 cm, 20 cm, 25 cm, 30 cm, 35 cm, 40 cm, 45 cm 또는 50 cm, 또는 상기 깊이의 2, 3 또는 4의 임의의 조합의 깊이에서 첨가된다.

본 발명은 또한

b) 상기 셀 내의 농약;

을 포함하는 농약 전달 유닛을 제공한다.

일 실시양태에서, 농약 전달 유닛은

b) 상기 셀 내의 농약;

을 포함하고,

셀의 적어도 하나의 침투성 부분을 통해 셀 내부에서 셀 외부의 매질로 농약의 제어 방출을 허용하도록 배열된다.

본 발명은

a) 수-불침투성인 물질로 제조된 셀인 불침투성 셀;

b) 상기 불침투성 셀 내의 농약; 및

c) 하이드로겔을 포함하는 셀의 세그먼트;

를 포함하는 농약 전달 유닛을 제공한다.

일 실시양태에서, 농약 전달 유닛은

a) 불침투성 셀;

b) 상기 불침투성 셀 내의 농약; 및

c) 농약과 접촉하는 불침투성 셀 내에 위치하는 부분과 불침투성 셀 외부의 매질과 접촉하기 위해 불침투성 셀 외부에 위치하는 부분을 갖는 셀의 세그먼트;

를 포함하며,

세그먼트를 통해 불침투성 셀 내부로부터 불침투성 셀 외부의 매질로 농약의 제어 방출을 허용하도록 배열된다.

일부 실시양태에서, 침투성 세그먼트는 장벽이다. 일부 실시양태에서, 침투성 세그먼트는 도관이다. 일부 실시양태에서, 침투성 세그먼트는 전도물이다. 일부 실시양태에서, 장벽은 셀로부터 주변 영역으로의 농약의 방출률을 제어한다. 일부 실시양태에서, 도관은 셀로부터 주변 영역으로의 농약의 방출률을 조절한다. 일부 실시양태에서, 전도물은 셀로부터 주변 영역으로의 농약의 방출률을 조절한다.

일부 실시양태에서, 장벽은 하이드로겔을 포함한다. 일부 실시양태에서, 도관은 하이드로겔을 포함한다. 일부 실시양태에서, 전도물은 하이드로겔을 포함한다.

일부 실시양태에서, 도관은 적어도 하나의 심지를 포함한다. 일부 실시양태에서, 도관은 적어도 하나의 심지 및 하이드로겔을 포함한다. 일 실시양태에서, 도관은 심지에 통합된 하이드로겔을 포함한다. 일부 실시양태에서, 도관은 적어도 하나의 모세관을 포함한다. 일 실시양태에서, 도관은 적어도 하나의 모세관 및 하이드로겔을 포함한다. 일 실시양태에서, 도관은 다공성 매질을 포함한다. 일 실시양태에서, 다공성 매질은 실리카이다. 일 실시양태에서, 다공성 물질은 세라믹 판이다. 일 실시양태에서, 도관은 실리카에 통합된 하이드로겔을 포함한다. 일 실시양태에서, 도관은 세라믹 판에 통합된 하이드로겔을 포함한다.

일부 실시양태에서, 세라믹 판은 6 ㎛의 기공 크기를 갖는다. 일부 실시양태에서, 모세관은 천공된다. 일부 실시양태에서, 모세관은 60 ㎛ 직경의 고운 석영으로 채워진다.

일부 실시양태에서, 장벽은 적어도 하나의 심지 및 하이드로겔을 포함한다. 일부 실시양태에서, 장벽은 겔 및 다공성 매질을 포함한다. 일부 실시양태에서, 장벽은 튜브이다.

일부 양태에서, 농약은 셀의 침투성 세그먼트를 통해서만 셀로부터 방출된다.

본 발명의 일부 양태에서, 유닛은 2개 이상의 셀을 포함한다. 일부 실시양태에서, 유닛은 2 내지 5개의 셀을 포함한다. 일부 실시양태에서, 유닛은 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 7개, 8개, 9개, 10개 또는 10개 초과의 셀을 포함한다.

일부 실시양태에서, 비료 화합물은 합성 비료이다.

특정 실시양태에서, 유닛은 셀의 적어도 하나의 침투성 세그먼트를 통해 셀 내부로부터 셀 외부의 매질로 농약의 제어된 방출을 허용하도록 배열된다.

본 발명의 일부 양태에서, 셀은 하나의 불침투성 세그먼트를 갖는다. 본 발명의 일부 양태에서, 셀은 2 내지 25개의 불침투성 세그멘트를 갖는다. 본 발명의 일부 양태에서, 셀은 5개 초과의 불침투성 세그멘트를 갖는다.

본 발명의 일부 양태에서, 셀 벽의 2% 미만이 침투성이다. 본 발명의 일부 양태에서, 셀 벽의 5% 미만이 침투성이다. 본 발명의 일부 양태에서, 셀 벽의 10% 미만이 침투성이다. 본 발명의 일부 양태에서, 셀 벽의 25% 미만이 침투성이다. 본 발명의 일부 양태에서, 셀 벽의 25% 이상이 침투성이다.

본 발명의 일부 양태에서, 셀의 침투성 세그먼트는 다공성 물질을 포함한다. 본 발명의 일부 양태에서, 다공성 물질은 미세 다공성 물질이다. 본 발명의 일부 양태에서, 다공성 물질은 거대 다공성 물질이다.

본 발명의 일부 양태에서, 침투성 세그먼트는 하이드로겔을 포함한다.

본 발명의 일부 양태에서, 하이드로겔은 고 흡수성 중합체 (SAP)를 포함한다. 본 발명의 일부 양태에서, SAP는 천연 고 흡수성 중합체 (SAP), 폴리-당 SAP, 반합성 SAP, 완전 합성 SAP 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 본 발명의 일부 양태에서, 유닛 하이드로겔은 합성 하이드로겔, 천연 탄수화물 하이드로겔, 또는 펙틴 또는 단백질 하이드로겔, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 본 발명의 일부 양태에서, 하이드로겔은 아크릴아미드, 아크릴 유도체 또는 이들의 임의의 조합 을 포함한다.

일 실시양태에서, 하이드로겔은 아크릴산 및 카복시메틸 셀룰로오스를 포함한다.

본 발명의 일부 양태에서, 셀은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 폴리에스테르 중의 하나 이상을 포함한다. 일부 실시양태에서, 셀은 폴리프로필렌을 포함한다. 본 발명의 일부 양태에서, 셀은 폴리락트산, 폴리하이드록시알카노에이트, 폴리하이드록시부티레이트 또는 폴리하이드록시발레레이트 중의 하나 이상을 포함한다. 일부 실시양태에서, 셀은 폴리락트산을 포함한다. 본 발명의 일부 양태에서, 셀은 열가소성 전분, 셀룰로오스 아세테이트 또는 다른 셀룰로오스계 물질을 포함한다. 본 발명의 일부 양태에서, 셀은 폴리카프로락톤, 폴리글리콜라이드, 폴리디옥사논, 또는 이들의 임의의 조합물 또는 공중합체를 포함한다.

일부 실시양태에서, 농약은 1개월 내지 8개월의 기간에 걸쳐 방출된다. 특정 실시양태에서, 농약은 작물의 생육기의 기간에 걸쳐 방출된다. 일부 실시양태에서, 농약은 8 내지 12개월의 기간에 걸쳐 방출된다. 일부 실시양태에서, 농약은 12개월을 초과하는 기간에 걸쳐 방출된다.

일부 실시양태에서, 유닛은 셀로부터의 농약이 유닛의 다른 셀로부터 농약의 방출과 상이한 시기 및/또는 상이한 속도로 방출되도록 배열된 다수의 셀을 포함한다. 특정 실시양태에서, 유닛은 생육기 동안 상이한 방출률로 상이한 농약을 방출하도록 배열된다.

본 발명의 일부 양태에서, 셀의 각 파라미터는 소정 방출 프로파일을 달성하도록 조정될 수 있다.

본 발명의 다른 양태에서, 셀의 내용물 배합을 조정하여 하나 이상의 농약의 소정 방출 프로파일을 달성할 수 있다. 셀의 내용물은 소정 방출 프로파일에 도달하기 위해 필요에 따라 비활성 제제를 함유할 수 있다.

본 발명의 일부 양태에서, 적어도 하나의 침투성 세그먼트의 각 파라미터는 소정 방출 프로파일을 달성하도록 조정될 수 있다. 본 발명의 일부 양태에서, 파라미터는 침투성 세그먼트의 수이다. 본 발명의 일부 양태에서, 파라미터는 셀 벽에서의 침투성 세그먼트의 백분율이다. 본 발명의 일부 양태에서, 파라미터는 침투성 세그먼트의 치수이다. 본 발명의 일부 양태에서, 파라미터는 침투성 세그먼트의 조성이다.

본 발명의 일부 양태에서, 하나 이상의 농약의 방출 프로파일은 셀 내용물의 배합에 의해 영향을 받지 않는다. 본 발명의 일부 양태에서, 하나 이상의 농약의 방출 프로파일은 셀 내부의 하나 이상의 농약의 양에 의해 영향을 받지 않는다. 본 발명의 일부 양태에서, 하나 이상의 농약의 방출 프로파일은 적어도 하나의 침투성 세그먼트의 파라미터에 의해서만 제어된다.

일부 실시양태에서, 침투성 세그먼트는 전체 셀 벽의 적어도 0.002%이다.

일부 실시양태에서, 침투성 세그먼트는 전체 셀 벽의 0.002% 내지 5%이다.

일부 실시양태에서, 침투성 세그먼트는 하이드로겔뿐이다. 일부 실시양태에서, 침투성 세그먼트는 하이드로겔뿐이고 방출률은 1×10^-5 내지 1×10^-3 (gxd^- ¹)이다.

일부 실시양태에서, 침투성 세그먼트는 하이드로겔을 포함하는 배향된 다공성 매질이며, 방출률은 1×10^-5 내지 1×10^-3 (gxd^- ¹)이다. 일부 실시양태에서, 배향된 다공성 매질은 심지이다.

일부 실시양태에서, 침투성 세그먼트는 하이드로겔을 포함하는 비배향성 다공성 매질이고 방출률은 1×10^-6 내지 1×10^-4 (gxd^- ¹)이다. 일부 실시양태에서, 비배향성 다공성 매질은 실리카 또는 세라믹 판이다.

일부 실시양태에서, 적어도 하나의 농약의 방출률은 1×10^-8 내지 1×10^-1 (gxd^-1)이다. 일부 실시양태에서, 적어도 하나의 농약의 방출률은 1×10^-3 내지 4×10^-1(gxd^- ¹)이다. 일부 실시양태에서, 적어도 하나의 농약의 방출률은 1.7×10^-3 내지 2.0×10^-3 (gxd^- ¹)이다. 일부 실시양태에서, 적어도 하나의 농약의 방출률은 1.0×10^-3 내지 2.9×10^-3 (gxd^- ¹)이다. 일부 실시양태에서, 적어도 하나의 농약의 방출률은 1.7×10^-3 내지 2.7×10^-3 (gxd^- ¹)이다. 일부 실시양태에서, 적어도 하나의 농약의 방출률은 2.2×10^-3 내지 3.1×10^-1 (gxd^- ¹)이다.

일부 실시양태에서, 적어도 하나의 농약은 비료이다. 일부 실시양태에서, 비료의 방출률은 1×10^-4 내지 1×10^-1(gxd^- ¹)이다. 일부 실시양태에서, 적어도 하나의 농약은 식물 보호 제품 또는 식물 생장 증진제이다. 일부 실시양태에서, 식물 보호 제품 또는 식물 생장 증진제의 방출률은 1×10^-8 내지 1×10^-2 (gxd^- ¹)이다. 일부 실시양태에서, 침투성 세그먼트의 길이는 적어도 1 mm이다. 일부 실시양태에서, 침투성 세그먼트의 길이는 약 1 mm 내지 20 mm이다. 일부 실시양태에서, 침투성 세그먼트의 직경은 적어도 0.01 mm이다. 일부 실시양태에서, 침투성 세그먼트의 직경은 약 0.01 mm 내지 2 mm이다.

본 발명의 일부 양태에서, 셀은 하나의 농약을 1 내지 20, 1 내지 10 또는 1 내지 5 g으로 포함한다. 본 발명의 일부 양태에서, 셀은 하나의 농약을 1 g 포함한다. 본 발명의 일부 양태에서, 셀은 하나의 농약을 4 g 포함한다. 본 발명의 일부 양태에서, 유닛의 건조 중량은 약 0.1 g 내지 20 g이다. 본 발명의 일부 양태에서, 유닛의 건조 중량은 약 1 내지 10 g이다.

본 발명의 일부 양태에서, 유닛은 약 1 내지 10 g의 농약 용량을 갖는다. 일부 실시양태에서, 셀은 적어도 약 0.05, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1, 2, 5, 10 mg, 또는 0.05, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9 또는 1 g의 농약을 포함한다. 본 발명의 일부 양태에서, 유닛은 원통, 구체, 다면체, 정육면체 또는 원반의 형상이다. 본 발명의 일부 양태에서, 유닛은 삼각형, 직사각형, 원형 또는 정사각형의 단면을 갖는 형상을 가진다.

b) 상기 셀 내의 농약;

일부 양태에서, 본 발명은 다수의 농약 전달 유닛을 식물 생장 매질에 분배하는 것을 포함하는 농약 전달 방법을 제공하며, 상기 유닛은 개별적으로

a) 수-불침투성 셀;

b) 상기 셀 내의 농약;

c) 부분적으로 셀 내부 및 부분적으로 셀 외부에 위치한 셀의 세그먼트;

를 포함하며,

여기서 유닛은 세그먼트를 통해 셀로부터 농약을 연장 제어 전달하도록 제공한다.

일부 실시양태에서, 적어도 하나의 유닛은 토양 표면 아래 하나 이상의 깊이에서 토양에 첨가된다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 유닛은 1 내지 50 cm의 깊이에 첨가된다. 일부 실시양태에서, 적어도 하나의 유닛은 1 cm, 5 cm, 10 cm, 15 cm, 20 cm, 25 cm, 30 cm, 35 cm, 40 cm, 45 cm 또는 50 cm, 또는 상기 깊이의 2, 3 또는 4의 임의의 조합의 깊이에서 첨가된다.

일부 실시양태에서, 본 발명은 식물의 매질에 적어도 하나의 본 발명의 유닛을 첨가함으로써 식물의 뿌리에 농약을 전달하는 것을 포함하는, 농약으로 발생하는 환경 피해를 감소시키는 방법을 제공한다.

일부 실시양태에서, 본 발명은 식물의 매질에 적어도 하나의 본 발명의 유닛을 첨가함으로써 식물의 뿌리에 농약을 전달하는 것을 포함하는, 농약에 대한 노출을 최소화하는 방법을 제공한다.

일부 실시양태에서, 본 발명은

i) 본 발명의 하나 이상의 유닛을 식물의 뿌리구에 첨가하는 단계; 또는

ii) 식물이 생장할 것으로 예상되는 매질의 예상 뿌리구에 본 발명의 하나 이상의 유닛을 첨가하는 단계;

를 포함하는, 식물의 우선적인 뿌리 발달을 위한 구역을 생성하기 위해 농약을 전달하는 방법을 제공한다.

일부 실시양태에서, 식물은 야외에서 생장한다. 일부 실시양태에서, 식물은 작물 식물이다. 일부 실시양태에서, 작물 식물은 곡물 또는 수목 작물 식물이다. 일부 실시양태에서, 작물 식물은 과실 또는 채소 식물이다.

일부 실시양태에서, 식물은 바나나, 보리, 빈 (bean), 카사바, 옥수수, 면화, 포도, 오렌지, 완두, 감자, 벼, 대두, 사탕무, 토마토 또는 밀 식물이다. 일부 실시양태에서, 식물은 해바라기, 양배추 식물, 상추 또는 셀러리 식물이다. 일부 실시양태에서, 식물은 집 (화분) 및 정원에서 생장한다. 일부 실시양태에서, 식물은 작물 식물이다. 일부 실시양태에서, 작물 식물은 관상용 식물, 곡물 또는 수목 작물 식물이다. 일부 실시양태에서, 작물 식물은 과실 또는 채소 식물이다.

본 발명은 (i) 식물이 생장하거나 생장할 매질에 본 발명의 하나 이상의 유닛을 첨가하는 단계, 및 (ii) 식물을 생장시키는 단계를 포함하는, 식물의 수율을 증가시키는 방법을 제공하며, 여기서 상기 유닛을 함유하지 않은 매질에서보다 유닛을 함유하는 매질에서 생장하는 경우에 식물의 수율이 더 높다.

본 발명은 (i) 식물이 생장하거나 생장할 매질에 본 발명의 하나 이상의 유닛을 첨가하는 단계, 및 (ii) 식물을 생장시키는 단계를 포함하는, 식물의 생장 속도를 증가시키는 방법을 제공하며, 여기서 상기 유닛을 함유하지 않은 매질에서보다 유닛을 함유하는 매질에서 식물이 더 빨리 생장한다.

본 발명은 (i) 식물이 생장하거나 생장할 매질에 본 발명의 하나 이상의 유닛을 첨가하는 단계, 및 (ii) 식물을 생장시키는 단계를 포함하는, 식물의 크기를 증가시키는 방법을 제공하며, 여기서 상기 유닛을 함유하지 않은 매질에서보다 유닛을 함유하는 매질에서 식물이 더 크게 성장한다.

본 발명은 (i) 식물이 생장하거나 생장할 매질에 본 발명의 하나 이상의 유닛을 첨가하는 단계, 및 (ii) 식물을 생장시키는 단계를 포함하는, 식물에 의한 N, P 및/또는 K 흡수를 증가시키는 방법을 제공하며, 여기서 상기 유닛을 함유하지 않은 매질에서보다 유닛을 함유하는 매질에서 식물의 N, P 및/또는 K 흡수가 더 크다.

본 발명은 (i) 식물이 생장하거나 생장할 매질에 본 발명의 하나 이상의 유닛을 첨가하는 단계, 및 (ii) 식물을 생장시키는 단계를 포함하는, 낮은 주변 온도에서 농약의 효율적인 방출 제어 방법을 제공하며, 여기서는 방출률에 대한 낮은 주변 온도의 영향이 감소된다.

일부 실시양태에서, 낮은 주변 온도는 15 ℃ 아래, 12 ℃ 아래, 10 ℃ 아래, 8 ℃ 아래, 6 ℃ 아래, 4 ℃ 아래, 2 ℃ 아래 또는 0 ℃ 아래이다.

본 발명은 (i) 식물이 생장하거나 생장할 매질에 본 발명의 하나 이상의 유닛을 첨가하는 단계, 및 (ii) 식물을 생장시키는 단계를 포함하는, 높은 주변 온도에서 농약의 효율적인 방출 제어 방법을 제공하며, 여기서는 방출률에 대한 높은 주변 온도의 영향이 감소된다.

일부 실시양태에서, 높은 주변 온도는 23 ℃ 초과, 25 ℃ 초과, 30 ℃ 초과 또는 40 ℃ 초과이다.

본 발명은 (i) 식물이 생장하거나 생장할 매질에 본 발명의 하나 이상의 유닛을 첨가하는 단계, 및 (ii) 식물을 생장시키는 단계를 포함하는, 낮은 주변 습도에서 농약의 효율적인 방출 제어 방법을 제공하며, 여기서는 방출률에 대한 낮은 주변 습도의 영향이 감소된다.

일부 실시양태에서, 작물 식물은 밀 식물, 옥수수 식물, 대두 식물, 벼 식물, 보리 식물, 면화 식물, 완두 식물, 감자 식물, 수목 작물 식물 또는 채소 식물이다.

일부 실시양태에서, 본 발명은 식물이 생장하는 매질에 본 발명의 적어도 하나의 유닛을 첨가하는 것을 포함하는, 식물을 육성시키는 방법을 제공한다.

일부 실시양태에서, 유닛은 약 1 내지 50, 5 내지 50, 10 내지 30 유닛/㎡의 농도로 생장 매질에 첨가된다.

일부 양태에서, 본 발명은 적어도 하나의 농약이 물과 접촉한 후 제어된 방식으로 심지를 통해 방출되도록, 부분적으로 셀의 내부 및 부분적으로 셀의 외부에 위치한 심지를 구비한 비-침투성 중합체 셀에 적어도 하나의 농약을 캡슐화하여 셀을 생성시키는 단계를 포함하는, 농약 전달 유닛의 제조방법을 제공한다.

일부 양태에서, 본 발명은 (i) 적어도 하나의 세그먼트가 수-불침투성이고 적어도 하나의 세그먼트가 수-침투성인 2개 이상의 셀 벽 세그먼트를 포함하는 셀을 생성시키는 단계, 및 (ii) 적어도 하나의 농약이 물과 접촉한 후 제어된 방식으로 셀의 적어도 하나의 침투성 세그먼트를 통해 방출되도록 셀에 적어도 하나의 농약을 캡슐화하는 단계를 포함하는, 농약 전달 유닛의 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 일부 양태에서, 캡슐화는 적어도 하나의 농약을 둘러싸는 중합체 층을 부착시키는 압출기의 사용을 포함한다. 본 발명의 일부 양태에서, 캡슐화는 농약을 중합체 셀에 충전하고 셀을 심지와 함께 밀봉하는 것을 포함한다. 본 발명의 일부 양태에서, 하이드로겔은 셀 주위에서 중합된다. 본 발명의 일부 양태에서, 캡슐화는 제1 중합 단계 및 제2 중합 단계를 포함한다.

또 다른 실시양태에서, 농약 전달 유닛은 진공을 사용하여 중합체 시트를 신장시켜 셀을 형성하고, 비료를 셀에 장입한 다음, 임의로 평행하게, 노치된 중합체 시트의 상부에 심지를 위치시키고, 노치 및 심지의 상부에 중합체 시트를 용착한 뒤, 노치된 시트를 셀 상부에서 심지와 용착하여 씌우는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된다. 일부 실시양태에서, 노치된 중합체 시트는 열 펄스를 사용하여 셀에 용착된다.

달리 정의되지 않는 한, 본원에서 사용되는 모든 기술 및 과학 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.

문맥상 달리 명시되거나 달리 요구되지 않는 한, 본원에서 사용되는 하기 용어는 각각 하기에서 설명된 정의를 가진다.

파라미터 범위가 제공되는 경우, 그 범위 내의 모든 정수 및 그 10분의 1이 또한 본 발명에 의해 제공되는 것으로 이해된다. 예를 들어, "0.2 내지 5 ㎎/㎏/일"은 0.2 ㎎/㎏/일, 0.3 ㎎/㎏/일, 0.4 ㎎/㎏/일, 0.5 ㎎/㎏/일, 0.6 ㎎/㎏/일 등에서 최대 5.0 ㎎/㎏/일에 대한 기술이다.

수치 또는 범위와 관련하여 본원에서 사용되는 "약"은 문맥상 보다 한정된 범위가 요구되지 않는 한, 열거되거나 청구된 수치 또는 범위의 ±10%를 의미한다.

셀 벽 세그먼트를 기술하기 위해 사용되는 경우 본원에서 사용되는 "불침투성"이란 용어는 셀 벽 세그먼트가 상당한 양의 유체를 통과하지 못하게 한다는 것을 의미한다. 유체는 물을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.

셀 벽 세그먼트를 기술하기 위해 사용되는 경우 본원에서 사용되는 "침투성"이란 용어는 셀 벽 세그먼트가 상당한 양의 유체를 통과시키는 것을 허용한다는 것을 의미한다. 유체는 물을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.

본원에서 사용되는 용어 "침투성 세그먼트"란 용어는 셀로부터 주변 영역으로 화학 물질의 방출률을 제어하는 장벽 및/또는 도관 및/또는 전도물을 의미한다.

본원에 기술된 유닛을 언급하는데 사용되는 경우 용어 "방출 제어"는, 유닛이 시간 경과에 따라 하나 이상의 농약이 점진적으로 방출되도록 배열된 것을 의미한다. 일부 실시양태에서, 유닛은, 뿌리 발달구가 팽윤되는 경우, 적어도 약 1주일에 걸쳐 셀을 둘러싼 매질, 예를 들어 상기 뿌리 발달구로 농약을 방출하도록 배열된다. 일부 실시양태에서, 유닛은 4주, 3개월 또는 최대 8개월까지의 기간, 가장 바람직하게 작물의 생장기의 기간에 걸쳐 농약을 방출하도록 배열된다. "방출 제어"는 용어 "서방출" ("SR")과 상호교환적이다.

"DAP"는 이식 (planting) 후, 일 수를 의미한다.

문맥상 달리 요구되지 않는 한, "유닛"은 본원에서 설명된 바와 같이, 식물의 뿌리에 농약을 전달하기 위한 유닛을 지칭한다. "비료 유닛"은, 본원에서 기술된 바와 같이, 비료를 포함하는 농약을 식물의 뿌리에 전달하기 위한 유닛을 지칭한다. "비료/살해충제 유닛"은, 본원에서 기술된 바와 같이, 비료 및 살해충제를 포함하는 농약을 식물의 뿌리에 전달하기 위한 유닛을 지칭한다.

본원에 사용된 "심지"는 그 단면보다 큰 길이를 갖는 본원에 기술된 농약 전달 유닛의 구성 요소이다. "심지"는 섬유 메쉬, 면 또는 다른 셀룰로오스 섬유, 세라믹 또는 유리-기반 섬유, 모세관 구조를 갖는 다공성 물질, 미세 다공성 물질, 거대 다공성 물질을 비롯한 임의의 적합한 물질로 제조될 수 있다.

본원에 사용된 "침투성 세그먼트"는 그 길이보다 큰 단면을 갖는 본원에 기술된 농약 전달 유닛의 구성 요소이다.

"뿌리 발달구"는, 수화되는 경우, 생장 뿌리에 의해 침투될 수 있는 본 발명의 유닛의 구성 성분이다. 일부 실시양태에서, 생장 뿌리는 유닛의 뿌리 발달구 내에서 생장 및 발육할 수 있다. 일부 실시양태에서, 뿌리 발달구는 고 흡수성 중합체 (SAP)이다. 일부 실시양태에서, 상기 뿌리 발달구는 에어로겔, 지오텍스타일, 또는 스펀지이다. 일부 실시양태에서, 예를 들어, 유닛이 추후 관개 (irrigation) 되는 토양 (인공 또는 천연)내에 배치되는 경우, 뿌리 발달구는 주위 환경으로부터 물을 흡수할 것이다. 일부 실시양태에서, 수화된 뿌리 발달구는, 생장 뿌리가 물 및 영양분을 섭취할 수 있는 인위적 환경을 생성시킨다. 일부 실시양태에서, 유닛의 뿌리 발달구는, 상기 유닛의 농약 영역의 농약과 동일하거나 상이한 하나 이상의 농약을 포함하도록 제형화된다. 본원에 개시된 본 발명이 임의의 특정 작용 메카니즘으로 제한되는 것은 아니나, 뿌리 발달구에 물 및/또는 농약 (예를 들어, 무기물)의 존재로 인해, 생장 뿌리가 유닛의 뿌리 발달구에 유인되는 것으로 고려된다. 유닛에서, 물 및/또는 농약의 지속적인 이용 가능성으로 인해, 뿌리가 유닛의 뿌리 발달구 내에서, 지속적으로 생장 및 발육할 수 있는 것으로 판단된다.

본 발명의 실시양태에 의해 제공되거나 또는 사용이 고려되는 식물은 단자엽 식물 및 쌍자엽 식물 둘 모두를 포함한다. 일부 실시양태에서, 식물은 작물 식물이다. 본원에서 사용되는 "작물 식물"은 상업적으로 생육된 식물이다. 일부 실시양태에서, 본 발명의 식물은 작물 식물 (예를 들어, 곡류 및 콩류 (pulses), 메이즈, 밀, 감자, 타피오카, 벼, 수수, 기장, 카사바, 보리 또는 완두) 또는 기타 콩과 식물이다. 일부 실시양태에서, 작물 식물은 식용 뿌리, 괴경, 잎, 줄기, 꽃 또는 열매의 생산을 위해 생장시킬 수 있다. 식물은 채소 또는 관상용 식물일 수 있다. 본 발명의 작물 식물의 비제한적인 예에는 하기의 것이 포함된다: Acrocomia aculeata (마카우바 팜 (macauba palm)), Arabidopsis thaliana, Aracinis hypogaea (땅콩), Astrocaryum murumuru (무루무루), Astrocaryum vulgare (투쿠마), Attalea geraensis (인다이아-라테이로 (Indaia-rateiro)), Attalea humilis (아메리카 오일 팜 (American oil palm)), Attalea oleifera (안다이아 (andaia)), Attalea phalerata (우리쿠리 (uricuri)), Attalea speciosa (바바수 (babassu)), Avena sativa (귀리), Beta vulgaris (사탕무), Brassica sp ., 예를 들어 Brassica carinata, Brassica juncea, Brassica napobrassica, Brassica napus (카놀라), Camelina sativa (펄스 플렉스 (false flax)), Cannabis sativa (삼), Carthamus tinctorius (홍화), Caryocar brasiliense (페키 (pequi)), Cocos nucifera (코코넛), Crambe abyssinica (아비시니안 케일 (Abyssinian kale)), Cucumis melo (멜론), Elaeis guineensis (아프리카 팜 (African palm)), Glycine max (대두), Gossypium hirsutum (면화), Helianthus sp ., 예를 들어 Helianthus annuus (해바라기), Hordeum vulgare (보리), Jatropha curcas (남양 유동 (physic nut)), Joannesia princeps (아라라 너트-트리 (arara nut-tree)), Lemna sp . (좀개구리밥), 예를 들어 Lemna aequinoctialis, Lemna disperma, Lemna ecuadoriensis, Lemna gibba (스왈른 좀개구리밥 (swollen duckweed)), Lemna japonica, Lemna minor, Lemna minuta, Lemna obscura, Lemna paucicostata, Lemna perpusilla, Lemna tenera, Lemna trisulca, Lemna turionifera, Lemna valdiviana, Lemna yungensis, Licania rigida (오이티시카), Linum usitatissimum (아마), Lupinus angustifolius (루핀), Mauritia flexuosa (부리티 팜 (buriti palm)), Maximiliana maripa (이나자 팜 (inaja palm)), Miscanthus sp ., 예를 들어 Miscanthus xgiganteus 및 Miscanthus sinensis, Nicotiana sp . (담배풀), 예를 들어 Nicotiana tabacum 또는 Nicotiana benthamiana, Oenocarpus bacaba (바카바-도-아제이트 (bacaba-do-azeite)), Oenocarpus bataua (파타우 (pataua)), Oenocarpus distichus (바카바-데-레키 (bacaba-de-leque)), Oryza sp . (벼), 예를 들어 Oryza sativa 및 Oryza glaberrima, Panicum virgatum (스위치그라스 (switchgrass)), Paraqueiba paraensis (마리 (mari)), Persea amencana (아보카도), Pongamia pinnata (인도 너도밤나무 (Indian beech)), Populus trichocarpa, Ricinus communis (아주까리), Saccharum sp . (사탕수수), Sesamum indicum (참깨), Solanum tuberosum (감자), Sorghum sp ., 예를 들어 Sorghum bicolor, Sorghum vulgare, Theobroma grandiforum (쿠푸아수), Trifolium sp ., Trithrinax brasiliensis (브라질 니들 팜 (Brazilian needle palm)), Triticum sp. (밀), 예를 들어 Triticum aestivum, Zea mays (옥수수), 알팔파 (Medicago sativa), 호밀 (Secale cerale), 고구마 (Lopmoea batatus), 카사바 (Manihot esculenta), 커피 (Cofea spp .), 파인애플 (Anana comosus), 시트리스 나무 (citris tree) (Citrus spp .), 코코아 (Theobroma cacao), 차 (Camellia senensis), 바나나 (Musa spp .), 아보카도 (Persea americana), 무화과 (Ficus casica), 구아바 (Psidium guajava), 망고 (Mangifer indica), 올리브 (Olea europaea), 파파야 (Carica papaya), 캐슈 (Anacardium occidentale), 마카다미아 (Macadamia intergrifolia) 및 아몬드 (Prunus amygdalus).

문맥상 달리 명시되거나 또는 달리 요구되지 않는 한, "팽윤된"은, 물질이 21 ℃에서 24시간 동안 탈이온수에 위치하는 경우, 상기 물질에 의해 흡수되는 물의 양의 적어도 약 1%인 물의 흡수량을 가지는 것을 의미한다. 상기 물질이 하이드로겔인 경우, "팽윤된" 하이드로겔은 "수화된" 하이드로겔로서 지칭될 수 있다. 일부 실시양태에서, 팽윤된 물질은 21 ℃에서 24시간 동안 탈이온수에 위치하는 경우, 상기 물질에 의해 흡수되는 물의 양의 적어도 약 2%인 물의 흡수량을 가진다. 일부 실시양태에서, 팽윤된 물질은 21 ℃에서 24시간 동안 탈이온수에 위치하는 경우, 상기 물질에 의해 흡수되는 물의 양의 적어도 약 3%인 물의 흡수량을 가진다. 일부 실시양태에서, 팽윤된 물질은 21 ℃에서 24시간 동안 탈이온수에 위치하는 경우, 상기 물질에 의해 흡수되는 물의 양의 적어도 약 4%인 물의 흡수량을 가진다. 일부 실시양태에서, 팽윤된 물질은 21 ℃에서 24시간 동안 탈이온수에 위치하는 경우, 상기 물질에 의해 흡수되는 물의 양의 적어도 약 5%인 물의 흡수량을 가진다.

문맥상 달리 명시되거나 또는 달리 요구되지 않는 한, "수화된"은 적어도 약 1%가 수화된 것을 의미한다. 일부 실시양태에서, "수화된"은 적어도 약 2%가 수화된 것을 의미한다. 일부 실시양태에서, "수화된"은 적어도 약 3%가 수화된 것을 의미한다. 일부 실시양태에서, "수화된"은 적어도 약 4%가 수화된 것을 의미한다. 일부 실시양태에서, "수화된"은 적어도 약 5%가 수화된 것을 의미한다.

본원에서 사용된, 본 발명의 "완전히 팽윤된" 유닛은, 21 ℃에서 24시간 동안 탈이온수에 위치하는 경우, 상기 유닛에 의해 흡수되는 물의 양과 동일한 물의 흡수량을 포함하는 유닛이다.

본원에서 사용되는 인위적 환경은 농약이 부가된 정원 식물 또는 농지의 뿌리구 내에 위치한 매질을 의미하며, 그 내부 주변부 내에서, 흡수 활동 및 뿌리 생장을 촉진한다. 농약의 비제한적인 예에는 살충제, 제초제 및 살진균제를 포함한 살해충제가 포함된다. 농약에는 또한 천연 및 합성 비료, 호르몬 및 기타 화학적 생장제도 포함될 수 있다.

유닛은, 뿌리 발달구로의 그의 방출을 제어하는 구조 내에 투입물 (비료, 살해충제 또는 기타 농약)을 포함할 수 있다. 방출률은, 생장기 전체에 걸쳐 식물 요구를 충족시킬 수 있도록 설계된다. 일부 실시양태에서, 소정의 작용 기간의 종료시, 투입 잔여물은 남지 않는다.

수용성 살해충제와 함께 제조된 유닛은, 상기 수용성 살해충제가 다른 농약, 예를 들어 비료와 함께, 또는 그 없이 하나 이상의 셀에 함유되도록 제형화될 수 있다. 이들 유닛은 제어된 방출 방식으로 살해충제가 뿌리 발달구 또는 식물 주변 토양으로 방출되도록 제형화될 수 있다.

소수성 살해충제와 함께 제조된 유닛 또는 셀의 내용물은, 상기 소수성 살해충제가 다른 농약, 예를 들어 비료와 함께, 또는 그 없이 하나 이상의 셀에 함유되도록 배열되거나 제형화될 수 있다. 이들 유닛은, 상기 살해충제의 소수성에 의해, 뿌리 발달구로의 그의 방출을 비롯해 방출률이 제한될 것이므로, 임의의 추가적인 제어 방출 메카니즘, 예를 들어 코팅 시스템을 가지도록 제형화될 필요가 없다. 따라서 살해충제의 소수성은, 상기 살해충제가 유닛으로부터 주위 매질로 침출되는 속도를 제한할 것이다. 따라서, 일부 예에서, 제어 방출 메카니즘이 존재하지 않는 하나 이상의 셀에 소수성 살해충제를 제형화하고/거나, 하나 이상의 뿌리 발달구 전체에 살해충제를 분산시키는 것이 경제적으로 유리할 것이다.

일부 실시양태에서, 셀은 점토 충전제와 고도의 가교화 폴리아크릴산/폴리-당 또는 실리카에 의해 코팅된 고도의 가교화 중합체로부터 제조된 벌집형 구조에, 하나 이상의 비료, 살해충제 및/또는 다른 농약, 예를 들어 질소, 인, 칼륨 등을 포함한다.

본 발명의 뿌리 발달구는 토양 내에서 지속 가능하며, 뿌리 발달구에서 뿌리 침투, 흡수 활동 및 생장 및/또는 발육을 촉진한다. 일부 실시양태에서, 고 흡수성 중합체는, 관수 과정 동안, 장기간에 걸쳐 토양의 물을 흡수하고, 팽윤하며, 높은 물 함량을 유지할 수 있기 때문에 뿌리 발달구로서 기능할 수 있다. 이러한 특성은, 본 발명의 유닛의 라이프사이클 동안, 셀과 뿌리 발달구의 주변부로의 화학적 농도의 점진적 전환이 존재하여, 뿌리 흡수 활동을 가능하게 하는 영역을 수립한다. 일부 실시양태에서, 뿌리 발달구는 기계적 저항 (토양에서 그 형태와 형상을 유지하기 위해); 팽윤 순환 능력 (토양 물 함량에 대한 반응으로, 수화 및 탈수가 반복될 수 있음); 산소 투과성 - (뿌리 발달과 같은 뿌리 활성을 지원하기에 충분한 산소 수준 유지); 및 뿌리 침투 (내부로의 뿌리 생장을 허용)과 같은 특성을 가진다.

본 발명에 사용될 수 있는 물질에는 1) 점토, 2) 제올라이트, 3) 응회암, 4) 플라이 애쉬, 5) 하이드로겔, 6) 발포체가 포함되나 이로 제한되는 것은 아니다.

일부 실시양태에서, 본 발명의 인위적 환경은 토양 유형 및 pH의 완충액으로서 기능하여 일반적인 뿌리 생장 환경을 제공한다. 일부 실시양태에서, 본 발명의 인위적 환경은 바람직한 조건하에서 필요한 물질 및 영양분, 예를 들어 물, 비료, 약제 및 기타 첨가제를 포함하지만 이로 제한되지 않는다.

고 흡수성 중합체

고 흡수성 중합체는 그 자체의 질량에 비해 극히 많은 양의 액체를 흡수 및 보유할 수 있는 중합체이다. 본 발명의 실시양태에 유용한 SAP의 비제한적인 예는 그 전문이 본원에서 각각 참조로서 포함되는 문헌 [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.html로부터 이용가능); "Basics of Super Absorbent Polymer & Acrylic Acid Chemistry". M2 Polymer Technologies, Inc. (www.m2polymer.com/html/chemistry_sap.html로부터 이용가능); 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. (1 ed.). Bilbao: Servicio Editorial de la Universidad del Pais Vasco (UPV/EHU); and Buchholz, Fredric L; Graham, Andrew T, ed. (1997). Modern Superabsorbent Polymer Technology (1 ed.). John Wiley & Sons]에 개시되어 있다.

본 발명의 실시양태에 유용한 하이드로겔의 비제한적인 예는 그 전문이 본원에서 각각 참조로서 포함되는 문헌 [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; and Kabiri et al., 2010. "Superabsorbent hydrogel composites and nanocomposites: A review" Volume 32, Issue 2, pages 277-289]에 개시되어 있다.

지오텍스타일

지오텍스타일은 지면과 접촉하여 위치한 경우 토양 또는 모래의 이동을 방지하는데 일반적으로 사용되는 침투성 직물이다. 본 발명의 실시양태에 유용한 지오텍스타일의 비제한적인 예는 그 전문이 본원에서 각각 참조로서 포함되는 미국 특허 제3,928,696호, 제4,002,034호, 제6,315,499호, 제6,368,024호 및 제6,632,875호에 개시되어 있다.

에어로겔

에어로겔은 고형화된 매트릭스에서 공기의 확산에 의해 형성된 겔이다. 본 발명의 실시양태에 유용한 에어로겔의 비제한적인 예는 그 전문이 본원에서 각각 참조로서 포함되는 문헌 [Aegerter, M., ed. (2011) Aerogels Handbook. Springer]에 개시되어 있다.

농약

본원에 사용된 용어 "농약"은 작물 재배를 위한 토양 경작을 포함하여 농사 관행에 사용되는 활성 성분을 의미한다. 그러나, 농업 물질의 사용은 작물 적용에만 국한되지 않는다. 농업 물질은 예를 들어 살아있는 유기체의 성장을 돕거나 억제할 목적으로, 임의의 식물 주변 토양에 적용될 수 있다.

농약의 예로 살해충제, 호르몬, 생물자극제 및 식물 생장제가 있으나 이에 한정되지는 않는다.

본원에서 사용된 용어 "살해충제", "살해충제 화합물" 또는 "살해충성 화합물"은 식물 보호를 위한 것이든 비작물 적용을 위한 것이든지에 상관없이 해충의 성장 또는 증식을 구제 또는 억제할 수 있는 화합물을 의미한다. 본원에서 사용된 모든 "살해충제", "살해충제 화합물" 또는 "살해충성 화합물"은 "농약"에 해당된다. "살해충제", "살해충제 화합물" 또는 "살해충성 화합물"이라는 용어는 살충제, 살선충제, 제초제, 살진균제, 살조제, 동물 기피제 및 살비제를 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 본원에 사용된 용어 "해충"은 곤충, 선충, 잡초, 진균류, 조류, 응애, 진드기 및 동물을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 본원에서 사용된 용어 "잡초"는 임의의 원치않는 식물을 의미한다.

비료

비료는 식물의 생장을 촉진하는 하나 이상의 영양분을 공급하기 위해, 식물 매질에 첨가되는 천연 또는 합성 기원 (생물 이외의 것)의 임의의 유기 물질 또는 무기 물질이다.

본 발명의 실시양태에 유용한 비료의 비제한적인 예는 그 전문이 본원에서 각각 참조로서 포함되는 문헌 [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 Lohmuller, 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, Søren Christensenf, David Duboisg, Fleming Ekelundf, Andreas Fließbachh, 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.; 및 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/로부터 이용가능)]에 개시되어 있다.

본 발명의 실시양태에 유용할 수 있는 비료의 비제한적인 예에는 질산암모늄, 황산암모늄, 무수 암모니아, 질산칼슘/요소, 옥사미드, 질산칼륨, 요소, 황산요소, 암모니아성 과인산염, 인산이암모늄, 질산질 인산, 탄산칼륨, 메타인산칼륨, 염화칼슘, 인산 마그네슘 암모늄, 황산마그네슘, 황산암모늄, 황산칼륨, 및 본 명세서에 개시된 다른 것들이 포함된다.

농약

농약은 임의의 해충을 예방, 파괴, 퇴치 또는 완화시킬 수 있는 물질 또는 물질의 혼합물이다. 농약에는 살충제, 살선충제, 제초제 및 살진균제가 포함된다.

살충제

살충제는 곤충에 유용한 살해충제이며, 오가노클로라이드, 오가노포스페이트, 카바메이트, 피레트로이드, 네오니코티노이드 및 리아노이드 살충제가 포함되나 이로만 제한되지 않는다.

본 발명의 실시양태에 유용한 살충제의 비제한적인 예는 그 전문이 본원에서 각각 참조로서 포함되는 문헌 [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; 및 Robert L. Metcalf "Insect Control" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry" Wiley-VCH, Weinheim, 2002]에 기재되어 있다. 예시적인 살충제에는 알디카브, 벤디오카브, 카보푸란, 에티에노카브, 페노부카브, 옥사밀, 메토밀, 아세타미프리드, 클로티아니딘, 디노테푸란, 이미다클로프리드, 니텐피람, 니티아진, 티아클로프리드, 티아메톡삼, 미렉스, 테트라디폰, 펜토에이트, 포레이트, 피리미포스-메틸, 퀴날포스, 테르부포스, 트리부포스, 트리클로르폰, 트랄로메트린, 트랜스플루트린, 페녹시카브, 피프로닐, 하이드라메틸논, 인독사카브 및 리모넨이 포함된다. 추가의 예시적인 살충제에는 카바릴, 프로폭수르, 엔도설판, 엔드린, 헵타클로르, 케폰, 린단, 메톡시클로르, 톡사펜, 파라티온, 파라티온-메틸, 포살론, 포스메트, 폭심, 테메포스, 테부피림포스 및 테트라클로르빈포스가 포함된다.

살선충제

살선충제는 식물-기생충 선충에 유용한 살해충제이다.

본 발명의 실시양태에 유용한 살선충제의 비제한적인 예는 그 전문이 본원에서 각각 참조로서 포함되는 문헌 [D. J. Chitwood, "Nematicides," in Encyclopedia of Agrochemicals (3), pp. 1104-1115, John Wiley & Sons, New York, NY, 2003; 및 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]에 기재되어 있다.

제초제

제초제는 원치않는 식물에 유용한 살해충제이다. 본 발명의 실시양태에 유용한 제초제의 비제한적인 예에는 2,4-D, 아미노피랄리드, 아트라진, 클로피랄리드, 디캄바, 글루포시네이트 암모늄, 플루아지폽, 플루록시피르, 이마자피르, 이마자목스, 메톨라클로르, 펜디메탈린, 피클로람, 트리클로피르, 메소트리온 및 글리포세이트가 포함된다.

살진균제

살진균제는 진균 및/또는 진균 포자에 유용한 살해충제이다. 본 발명의 실시양태에 유용한 살진균제의 비제한적인 예는 그 전문이 본원에서 각각 참조로서 포함되는 문헌 [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; 및 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]에 기재되어 있다. 예시적인 살진균제에는 아족시스트로빈, 시아조파미드, 디메티리몰, 플루디옥소닐, 크레속심-메틸, 포세틸-Al, 트리아디메놀, 테부코나졸 및 플루톨라닐이 포함된다.

미량원소

본 명세서의 실시양태에 유용한 미량원소의 비제한적인 예에는 철, 망간, 붕소, 아연, 구리, 몰리브덴, 염소, 나트륨, 코발트, 규소 및 니켈이 포함된다.

호르몬

식물 호르몬은 식물 과정에 영향을 미치기 위해 사용될 수 있다.

본 발명의 실시양태에 유용한 식물 호르몬의 비제한적인 예에는 옥신 (예를 들어, 헤테로옥신 및 그의 유사체, 인돌릴부티르산 및 a-나프틸아세트산), 지베렐린 및 사이토키닌이 포함되나 이로만 제한되지 않는디.

생물자극제

생물자극제는 식물에서 자연적인 과정을 자극하는 물질(들) 및/또는 미생물을 함유하는 물질이다. 생물자극제는 영양분 함량에 관계없이 영양분 흡수, 영양분 사용 효율, 비생물적 스트레스에 대한 저항성, 및/또는 작물 품질을 증가시키는 것을 돕는다.

본 발명의 구조 물질의 비제한적인 예는 시스템의 구조를 제공하는 물질, 예를 들어 물, 에어로겔, 처리된 전분, 처리된 셀룰로오스, 중합체, 초흡착제이며, 기능성 물질은 식물에 의해 소비되는 물질, 예를 들어 비료 화합물이다.

본원에 개시된 각 실시양태는 다른 개시된 각 실시양태에 적용 가능한 것으로 고려된다. 따라서, 본원에 설명된 다양한 요소들의 모든 조합은 본 발명의 범위 내에 있다.

본원에 기술된 농약 전달 유닛에 구현된 방출 제어 메카니즘은 여러 가지 이유로 당업계에서 현재 이용 가능한 농약 전달 시스템에 사용되는 방출 제어 메카니즘보다 유리하다.

농약의 현재 방출 제어 메카니즘은 주로 비료 (예: Agrium, ICL, Kingenta and Ekompany) 또는 살해충제 (예: Adama, Syngenta, Bayer)의 완전한 캡슐화를 기반으로 한다. 비료의 완전 캡슐화는 보통 수지 (예: 폴리우레탄) 또는 황 기반 혼합물을 기본으로 한다. 살해충제는 마이크로 중합성 캡슐에 적재되어 있다. 캡슐화 비료 제품은 높은 내부 압력에 대향해 두꺼운 벽을 필요로 하기 때문에 건조 비료의 밀리그램 규모로 제한된다. 이 압력은 용해 비료의 음이온 삼투압에 의해 캡슐로 들어가는 물 때문에 형성된다. 더 많은 비료가 캡슐화되면 더 많은 압력이 축적될 것이고 더 두꺼운 벽이 필요할 것이다. 비료 양과 벽 두께 사이의 가능한 비율은 수십 밀리그램 규모이다. 그럼에도 불구하고 캡슐화된 비료는 여전히 매우 비싸고 비료 가격의 최대 4배에 이른다.

또한, 방출 메카니즘은 케이싱에 분포된 결함 및 균열을 통한 수송을 기반으로 한다. 즉, 코팅은 모든 표면적에 걸쳐 균일해야 하며 이는 제조상 어려움이 따른다.

그밖에 코팅에 사용되는 재료는 온도에 민감하며 작은 온도 범위 (17 ℃-25 ℃)에서 구조적 특성을 극도로 변화시켜 방출률의 급격한 변화 (최대 2배의 속도)를 유도한다. 살해충제의 캡슐화는 동일한 문제, 즉 균일한 코팅 및 온도 의존성이라는 어려움이 있다.

본 발명은 다음과 같이 위에 언급된 단점을 성공적으로 극복하였다:

- 농약 표면적의 99.9% 이상을 값싼 수-불침투성 물질로 코팅하고 0.1% 미만으로 방출을 제어하는데 주력하고,

- 최소한의 압력 형성 (수 cm)과 그에 반해 두꺼운 벽의 필요성으로 농약으로 물이 확산되도록 하는 새로운 메카니즘을 제공함.

위의 두 가지 혁신적인 결과는 다음의 고부하 (그램 규모) 방출 제어 메카니즘의 생성을 허용한다:

- 새로운 메카니즘을 구성하는 재료는 온도 변화에 영향을 받지 않으며,

- 새로운 메카니즘의 예상 비용은 농약 가격에 비해 약 10%에 불과하다.

본원에 언급된 모든 간행물 및 기타 참고 문헌은, 각각의 개별 간행물 또는 참고 문헌이 구체적이고 개별적으로 참조로 포함되도록 지시된 것과 같이, 그 전문이 참조로서 포함된다. 본원에 인용된 간행물 및 참고 문헌을 선행 기술로 인정하는 것은 아니다.

본 발명은 하기 실험 상세를 참조하여 더 잘 이해될 것이나, 당업자는 상세한 특정 실험이 하기 청구범위에서 정의되는 바와 같은 본 발명을 단지 예시하는 것이라는 것을 쉽게 이해할 것이다.

실험 상세

본 발명의 보다 완전한 이해를 돕기 위한 실시예가 하기에서 제공된다. 하기의 실시예는 본 발명을 실시 및 실행하는 예시적인 방식을 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 단지 예시의 목적을 위한 이들 실시예에 개시된 특정 실시양태로만 제한되지는 않는다.

비제한적인 예시적 실시예

실시예 1: 섬유의 수 - 물에서의 칼륨 방출률

Bioflex 필름에 염화칼륨 (KCl)을 밀봉 (ME-300HI, 500W 수동 임펄스 실러, Mercier Corporation, 대만)하여 약 3×3.5 cm 직사각형 샤셰를 만들었다. 최종 밀봉 전에, 사셰에 면 메쉬 섬유 m당 12 mg의 56 섬유 (A-56), 112 섬유 (A-112)를 넣어 밀봉된 샤셰의 안팎으로 물이 유동하도록 사셰를 준비하였다. 사셰를 250 ml 탈이온수 비이커에 담갔다. 도 1은 샤셰로부터 방출된 칼륨 농도 측정치를 나타낸다. 사셰로부터 방출률을 제어하는 섬유 수로 물에 칼륨 이온의 제어된 방출은 명백하다. 40일 후, A-112 샤셰는 칼륨을 약 70% 방출한 반면, A-56 샤셰는 칼륨을 약 30% 방출하였다.

실시예 2: 섬유 밀도 - 가변 밀도를 갖는 섬유를 통한 물에서의 칼륨 방출률

Bioflex 필름에 KCl 페이스트를 밀봉하여 약 5 cm 이등변 직각 삼각형 샤셰를 만들었다. 다양한 밀도의 단일 면섬유를 각 샤셰에 넣어 밀봉된 샤셰의 안팎으로 물이 유동하도록 하였다 (ME-300HI, 500W 수동 임펄스 실러, Mercier Corporation, 대만). 사용된 섬유 밀도는 섬유 미터당 60 mg (Colored bird, 중국), 70 mg (DMC Ltd., 영국), 90 mg (HEMA B.V., 네덜란드) 및 300 mg 초과 (Shanghai Channelmed, 중국)이었다. 샤셰를 250 ml 탈이온수 비이커에 담갔다. 도 2는 샤셰로부터 방출된 칼륨 농도 측정치를 나타낸다. 샤셰로부터 방출률을 조절하는 섬유 밀도로 물에 칼륨 이온의 제어된 방출은 명백하다. 예를 들어, A-300 (> 300 mg/m) 섬유는 약 20일 후에 60%를 방출하였다.

실시예 3: 하이드로겔 도입 - 물에서의 칼륨 방출률

Bioflex 필름에 KCl 분말을 밀봉하여 약 3×3.5 cm 직사각형 샤셰를 만들었다. 면 메쉬 섬유 미터당 12 mg의 112 섬유 (A-112)를 샤셰 (샘플 A)에 넣어 밀봉된 샤셰의 안팎으로 물이 유동하도록 하였다. 제2 샤셰를 제조한 다음, 아크릴산:아크릴아미드:비스-아크릴 아미드 (2:8:0.01)를 함유하는 중합 용액에 80 ℃에서 1 시간 동안 침지시켜 하이드로겔을 중합시킴으로써 섬유가 외부 하이드로겔에 도입되도록 하였다 (샘플 B, A-112 HG). 두 샤셰를 250 ml 탈이온수 비이커에 담갔다. 샤셰로부터 방출된 칼륨 농도가 도 3에 도시되어 있다. 샤셰를 중합 과정에 노출시키는 효과를 최소로 하면서 샤셰로부터 방출률을 조절하는 섬유 수로 물에 칼륨 이온의 제어된 방출은 명백하다. 약 40일 후, 샘플 A는 약 70+%를 방출한데 반해, 샘플 B는 약 80%를 방출하였다.

실시예 4: 습윤 및 건조 비료 - 토양에서의 칼륨 방출률

Bioflex 필름에 비료 (염화칼륨 - KCl) 분말 (A-56D) (샘플 A) 및 KCl 페이스트 (A-56W) (샘플 B)를 밀봉하여 약 3×3.5 cm 직사각형 샤셰를 만들었다. 면 메쉬 섬유 미터당 12 mg의 56 섬유를 샤셰에 넣어 밀봉된 샤셰의 안팎으로 물이 유동하도록 하였다. 각 샤셰를 바닥에 배수구가 있는 1500 ml 컨테이너의 토양 표면 약 20 cm 아래에 묻었다. 총 1.5K g의 해사 토양을 각 용기에 적재하였다. 컨테이너에 매일 50 ml의 탈이온수를 관개하였다. 물을 수집하여 물의 부피와 칼륨의 농도를 측정하였다. 방출된 비료 퍼센트를 계산하였다. 도 4는 샤셰로부터 방출된 칼륨 농도의 측정치를 나타낸다. 샤셰로부터의 초기 방출률 및 방출 지연 시간을 조절하는 초기 샤셰의 물 함량으로 관개 토양에 칼륨 이온의 제어된 방출은 명백하다. 초기에 페이스트를 함유하는 샘플 B는 보다 신속한 방출을 나타낸 반면에, 샘플 A는 약 20일의 지연 시간을 나타내었다.

실시예 5: 비료의 양 - 물에서의 칼륨 방출률

Bioflex 필름에 1.1 (A-60-1.1) 및 2.2 g (A-60-2.2) KCl 페이스트를 밀봉하여 약 5 cm 이등변 직각 삼각형 샤셰를 만들었다. 미터당 60 mg의 단일 면섬유를 각 샤셰에 넣어 밀봉된 샤셰의 안팎으로 물이 유동하도록 하였다. 샤셰를 100 ml 탈이온수 비이커에 담갔다. 도 5는 샤셰로부터 방출된 칼륨 농도 측정치를 나타낸다. 샤셰로부터 상대 방출률을 조절하는 샤셰 내용물로 물에 칼륨 이온의 제어된 방출은 명백하다. 비료의 양은 비료의 절대 방출률에는 영향을 미치지 않았다.

실시예 6: 비료 혼합물 - 물에서의 칼륨 방출률

Bioflex 필름에 (A) 1.2 g의 염화칼륨 페이스트 (A-60-K) 및 염화칼륨과 (B) 1.5 g의 요소 (A-60-NK) 및 (C) 1.2 g의 KH₂PO₄ (A-60-PK)와의 상이한 혼합물을 밀봉하여 약 5 cm 이등변 직각 삼각형 샤셰를 만들었다. 미터당 60 mg 밀도의 면섬유를 샤셰에 넣어 밀봉된 샤셰의 안팎으로 물이 유동하도록 하였다. 샤셰를 100 ml 탈이온수 비이커에 담갔다. 도 6은 샤셰로부터 방출된 칼륨 농도 측정치를 나타낸다. 샤셰로부터의 상대적 염화칼륨 방출률을 조절하는 샤셰 혼합물의 내용물로 물에 칼륨 이온의 제어된 방출은 명백하다. 칼륨 방출률은 샘플 B에서 가장 높고 샘플 C에서 가장 낮았다.

실시예 7: 섬유 계수 - 토양 중 칼륨 방출률

하이드로겔이 함침된 염화칼륨 (KCl) 및 면 섬유망으로 채워진 샤셰를 비활성 사구로 채운 1500 ml 칼럼에 넣었다. 칼럼 상부에 물을 공급하였다. 유출물을 배수시키고, 바닥부를 수집하여 칼륨 함량을 분석하였다

Bioflex 필름에 KCl 분말을 밀봉하여 약 3×3.5 cm 직사각형 샤셰를 만들었다. 면 메쉬 섬유 미터당 12 mg의 (A) 56 섬유 (A-56D) 및 (B) 112 섬유 (A-112D)를 샤셰에 넣어 밀봉된 샤셰의 안팎으로 물이 유동하도록 하였다. 칼럼에 매일 50 ml의 탈이온수를 관개하였다. 방출된 비료 퍼센트를 계산하였다. 도 7은 샤셰로부터 방출된 칼륨 농도의 측정치를 나타낸다. 샤셰로부터의 방출률을 조절하는 섬유의 수로 관개된 토양에 칼륨 이온의 제어된 방출은 명백하다. 112 섬유 샘플이 칼륨을 더 빨리 방출하였다.

실시예 8: 가변적인 토양 수분하에 시간 경과에 따른 방출률

도 8A는 A-56D 샘플로부터 시간의 함수로서의 질소 (N) 및 칼륨 (K)의 방출률을 나타낸다 (실시예 7과 동일한 방법). 급수 및 배수 수집은 매주 실시되었다. K와 N에 대해 일당 약 1.25%의 균등한 방출률이 측정되었다.

도 8B는 토양 수분을 변화시키는 다양한 급수 체계하에서 시간 경과에 따른 칼륨 (K)의 방출률을 나타낸다.

실시예 9:

약 3×3.5 cm의 샤셰에 15 면섬유 메쉬를 도입하였다. 샤셰는 N-P-K 비료 - 요소 1 g, KH₂PO₄ 0.6 g 및 KCl 0.68 g을 함유하였다. 하이드로겔을 섬유에 함침시켰다. 샤셰를 투명한 컨테이너에 넣었다. 시간 경과에 따른 뿌리 침투를 모니터링하였다. 발아 10일 후에 뿌리 침투가 이루어졌다. 도 9를 참조한다.

실시예 10: 유닛 실시예

염화칼륨 비료 및 면 섬유망를 가진 직사각형 샤셰. 도 10을 참조한다.

실시예 11: 유닛 실시예

요소와 단일 면심지로 채워진 삼각형의 샤셰. 도 11을 참조한다.

실시예 12: 유닛 실시예

하이드로겔이 함침된 면 섬유망 및 염화칼륨 비료로 채워진 샤셰. 도 12를 참조한다.

실시예 13: 유닛 실시예

하이드로겔이 함침된 면 섬유망 및 인산이암모늄 비료로 채워진 샤셰. 도 13을 참조한다.

실시예 14: 유닛 실시예

폴리락트산 시트에 2 내지 4 g의 비료 혼합물 (예를 들어, 염화칼륨, 요소, 인산일암모늄, 인산이암모늄, 황산암모늄, 과인산염, 질산칼슘, 질산칼륨)을 밀봉하여 약 2×1×1 cm의 사셰를 만든 뒤, 예를 들어 아크릴산 및 카복실 메틸 셀룰로오스에 기반한 중합 하이드로겔을 함침시켰다. 샤셰를 토양에 ㎡당 약 25 내지 30 샤셰 유닛의 밀도로 토양에서 대략 30 cm 높이 이내로 또는 뿌리구 내에 적용하였다.

위의 샘플에는 다음 재료가 사용되었다: 폴리락트산 시트 (PLA)는 50 mm 두께의 Bio-flex F-2110 필름 (FKuR Kunststoff GmbH, 독일)을 칭한다. 사용한 밀봉 기계 모델은 ME-300HI, 500W 수동 임펄스 실러 (Mercier Corporation, 대만)이다. 아크릴산, AA (Sigma Aldrich #147230), N-하이드록시에틸 아크릴아미드, HEAAm (Aldrich #697931), 아크릴아미드 (AAm), (Acros #164830025), N,N-메틸렌 비스 아크릴아미드, Bis-AAm, Sigma Aldrich #146072), 카복시메틸셀룰로오스 나트륨 염, CMC, Mw=90K (Sigma Aldrich #419273), 과황산나트륨 (Sigma Aldrich #216232)은 모두 공급된 그대로 사용하였다. 염화칼륨 (KCl), 인산이암모늄 ((NH4)₂HPO4) 및 요소는 이스라엘의 Chen Shmuel Chemicals에서 공급받았다.

시험 설명 및 분석:

· 도관 유형

o 하이드로겔 (모세관)

o 균일한 다공성 매질 (실리카 또는 세라믹 판)에 통합된 하이드로겔

o 배향성 다공성 매질 (심지)에 통합된 하이드로겔

· 농약 부하량

o 고부하

o 저부하

도관 유형:

제조: 폴리프로필렌으로 제조된 직경 1.1 cm × 길이 2 cm 실린더의 불침투성 셀에 10% 습도에서 2 g의 염화칼륨 (KCl)을 담았다. 직경 1 cm × 길이 1 cm의 두 중공 모세관을 셀에 부착시켰다. 모세관에 아크릴산 (AA)/카복시 메틸 셀룰로오스 (CMC) 기재 하이드로겔을 채워 두 개의 도관을 만들었다. 유사하게, 모세관에 하이드로겔을 채우기 전에 12 mg의 60 ㎛ 산화규소를 채웠다.

직경 1.5 cm × 높이 0.7 cm, 다공률 50%, 평균 기공 크기 6 ㎛의 세라믹 판에 AA/CMC 하이드로겔을 함침시켰다. 그 후, 이것을 폴리프로필렌으로 제조된 직경 1.3 cm × 길이 1.5 cm의 불침투성 셀에 부착시켰다. 셀에 10% 습도에서 2 g의 KCl을 담았다. 폴리락트산 (PLA)이 함유된 생분해성 중합체 시트로 제조된 4 ml 불침투성 셀에 10% 습도에서 KCl 또는 (NH₄)₂SO4/(NH₄)₂HPO₄ 혼합물 3.8 g을 채웠다. 이어서, 셀을 폭 6 mm × 길이 15 mm 개구부를 포함하는 동일한 시트로 만든 커버로 밀봉하였다. 100개의 부직포 필라멘트로 이루어진 길이 2.5 cm × 직경 80 ㎛의 폴리프로필렌 심지 5 내지 8개를 AA/CMC 하이드로겔로 함침시키고, 커버 상부에 개구부를 교차해 놓았다. 심지가 개구부를 교차하도록 12 mm 폭의 동일한 중합체 시트 패치를 외부 용착하였다 (도 14 참조).

분석: 대조 표준 조건에서 탈이온수 100 ml가 들어있는 유리그릇에 각 유형의 네 샘플을 투입하였다. 10 내지 30일 후 물에서의 칼륨 농도를 측정하였다. 샘플당 방출률을 계산하였다.

즉, 모든 유형의 도관은 비료 및 식물 보호 제품/식물 생장 증진제를 방출하도록 기능할 수 있었다.

농약 부하:

제조: PLA를 함유한 생분해성 중합체 시트로 제조된 불침투성 셀에 10% 습도에서 1 또는 4 g의 KCl을 채웠다. 이어서, 셀을 폭 6 mm × 길이 15 mm의 개구부를 갖는 PLA 시트 커버로 밀봉하였다. 100개의 부직포 필라멘트로 이루어진 길이 2.5 cm × 직경 80 ㎛의 폴리프로필렌 심지 5개를 AA/CMC 하이드로겔로 함침시키고, 커버 상부에 개구부를 교차해 놓았다. 심지가 개구부를 교차하도록 12 mm 폭의 PLA 중합체 패치를 용착하였다 (도 14 참조).

분석: 대조 표준 조건에서 탈이온수 100 ml가 들어있는 유리그릇에 각 유형의 네 샘플을 투입하였다. 5 내지 11일 후 물에서의 칼륨 농도를 측정하였다.

샘플당 계산된 방출률은 아래 표에 나와 있다.

Claims

a) 수-불침투성인 물질로 제조된 셀(cell)인 불침투성 셀;
b) 상기 불침투성 셀 내의 농약; 및
c) 상기 불침투성 셀 내에 위치하는 부분과 상기 불침투성 셀의 외부에 위치하는 부분을 가지는, 하이드로겔을 포함하는 심지 (wick);
를 포함하는 농약 전달 유닛.
제1항에 있어서, 심지의 하나 이상의 부분이 불침투성 셀의 외부에 있는 유닛.
제1항 또는 제2항에 있어서, 심지의 하나 이상의 부분이 농약과 접촉하여 있는 유닛.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 농약이 심지를 통해서만 셀로부터 방출되는 유닛.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 2개 이상의 분리된 불침투성 셀을 포함하는 유닛.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 단일 불침투성 셀에 2 종 이상의 농약을 포함하는 유닛.
제5항 또는 제6항에 있어서, 2개 이상의 분리된 불침투성 셀이 각각 독립적으로 상이한 농약 또는 농약의 상이한 조합을 함유하는 유닛.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 심지를 통해 불침투성 셀 내부로부터 불침투성 셀 외부의 매질로 농약의 제어된 방출을 허용하도록 배열된 유닛.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 농약이 사용 전에 건조되거나, 또는 유닛의 사용 전에 농약은 물을 함유하는 페이스트, 용액, 농축 용액, 포화 용액 또는 분산액인 유닛.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 동일한 심지가 각각의 상이한 불침투성 셀 중의 농약과 접촉하고 있어 심지의 상이한 부분이 각각의 불침투성 셀의 농약과 접촉하여 있는 유닛.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 단 하나의 심지를 갖는 유닛.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 2 내지 20개의 심지를 갖는 유닛.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 심지가 섬유 물질을 포함하는 유닛.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 심지가 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 섬유 메쉬(fiber mesh), 면 또는 다른 셀룰로오스 섬유, 세라믹 또는 유리 기반 섬유, 폴리락트산을 포함하는 유닛.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 심지가 모세관 구조를 지닌 다공성 물질을 포함하는 유닛.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 심지가 미세 다공성 물질 또는 거대 다공성 물질을 포함하는 유닛.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 심지가 밀도 약 10 내지 100 mg/m의 섬유를 포함하는 유닛.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 심지가 약 1 내지 500개의 섬유를 포함하는 유닛.
제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 심지의 하이드로겔이 고 흡수성 중합체 (SAP)를 포함하는 유닛.
제19항에 있어서, SAP가 천연 고 흡수성 중합체 (SAP), 폴리-당 SAP, 반합성 SAP, 완전-합성 SAP, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 유닛.
제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 심지의 하이드로겔이 합성 하이드로겔, 천연 탄수화물 하이드로겔, 또는 펙틴 또는 단백질 하이드로겔, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 유닛.
제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 심지의 하이드로겔이 아크릴아미드, 아크릴 유도체 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 유닛.
제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 심지의 제1 부분만이 하이드로겔을 포함하고, 바람직하게는 상기 제1 부분은 셀의 외부에 있으며, 반면에 심지의 제2 부분은 하이드로겔을 포함하지 않는 유닛.
제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 심지가 상기 심지의 상이한 부분에서 상이한 하이드로겔을 포함하는 유닛.
제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 심지가 하이드로겔로 포화되었거나 코팅되어 있는 유닛.
제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 셀 물질이 (a) 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 폴리에스테르 중의 하나 이상, (b) 폴리락트산, 폴리하이드록시알카노에이트, 폴리하이드록시부티레이트 또는 폴리하이드록시발레레이트 중의 하나 이상, (c) 열가소성 전분, 셀룰로오스 아세테이트 또는 다른 셀룰로오스계 물질, 또는 (d) 폴리카프로락톤, 폴리글리콜라이드, 폴리디옥사논, 또는 이들의 임의의 조합 또는 공중합체를 포함하는 유닛.
제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 셀 물질이 폴리 비닐 알콜을 포함하는 유닛.
제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 셀 물질이 가열 밀봉성 물질, 생분해성 물질 또는 수용성 물질인 유닛.
제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 셀이 10 내지 100 마이크로미터의 두께를 각각 갖는 시트들을 포함하는 유닛.
제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 시트가 하나 이상의 층을 포함하는 유닛.
제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, (a) 유닛이 실온에서 물에 잠겨있는 경우 40일 이내에 농약의 적어도 약 20 중량%가 상기 유닛으로부터 방출되거나, (b) 유닛이 실온에서 물에 잠겨있는 경우 40일 이내에 농약의 적어도 약 20 내지 80 중량%가 상기 유닛으로부터 방출되거나, (c) 유닛이 실온에서 물에 잠겨있는 경우 40일 이내에 농약의 20 중량% 미만이 상기 유닛으로부터 방출되거나, (d) 유닛이 실온에서 물에 잠겨있는 경우 60일 이내에 농약의 50 중량% 미만이 상기 유닛으로부터 방출되는 유닛.
제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 농약이 1개월 내지 3개월의 기간에 걸쳐 방출되거나, 또는 농약이 작물의 생육기 기간에 걸쳐서 방출되는 유닛.
제1항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 농약을 포함하고 있고 심지를 갖지 않는 대신 하나 이상의 셀 벽을 통한 침투에 의해 상기 농약을 방출하는 투수성 셀을 추가로 포함하거나, 물의 존재하에 용해될 수 있는 유닛 외부의 농약 층을 추가로 포함하는 유닛.
제1항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 셀로부터의 농약이 유닛의 다른 불침투성 셀로부터의 농약의 방출과 상이한 시기 및/또는 상이한 속도로 방출되도록 배열된 다수의 불침투성 셀을 포함하는 유닛.
제34항에 있어서, 생육기 동안 상이한 시기에 상이한 농약을 방출하도록 배열된 유닛.
제1항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, (a) 셀은 약 1 내지 20 g의 농약 용량을 가지며, (b) 셀 용적은 약 0.5 내지 20 ㎤이고, (c) 유닛의 건조 중량은 약 0.1 g 내지 20 g이며, (d) 유닛은 원통, 구체, 다면체, 정육면체 또는 원반의 형상이고, 및/또는 (e) 유닛은 삼각형, 직사각형, 원형 또는 정사각형의 단면을 가지는 형상인 유닛.
제1항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 농약이 질소, 칼륨, 인산염, 미량원소 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 비료를 포함하고, 바람직하게는 미량원소는 구리 및 아연으로부터 선택되는 유닛.
제1항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 농약이 비료, 살해충제, 호르몬, 약제, 화학적 생장제, 효소, 생장 촉진제, 또는 미량원소 중 적어도 하나를 포함하는 유닛.
제1항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서, 유닛을 부분적으로 또는 완전히 둘러싸는 하이드로겔을 추가로 포함하며, 상기 하이드로겔은 임의로 추가의 농약을 함유할 수 있는 유닛.
제1항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서, 유닛을 부분적으로 또는 완전히 둘러싸는 뿌리 발달구(root development zone)를 추가로 포함하고, 상기 뿌리 발달구는 임의로 추가의 농약을 함유할 수 있는 유닛.
제39 항 또는 제40항에 있어서, 겔 또는 뿌리 발달구가 유닛을 부분적으로 둘러싸고 심지를 부분적으로 또는 완전히 둘러싸고 있는 유닛.
제39항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서, 뿌리 발달구가 하이드로겔, 에어로젤 또는 오가노겔을 포함하는 유닛.
제1항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서, 심지의 각 파라미터가 소정 방출 프로파일을 달성하도록 조절될 수 있는 유닛.
제43항에 있어서, 심지의 파라미터가 심지의 길이, 폭, 재료, 밀도 및/또는 개수인 유닛.
제43 항 또는 제44항에 있어서, 하나 이상의 농약의 방출 프로파일이 심지의 파라미터에 의해서만 조절되는 유닛.
제43항 내지 제45항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 농약의 방출 프로파일이 셀 내부의 하나 이상의 농약의 양에 영향을 받지 않는 유닛.
a) 적어도 하나의 세그먼트가 수-불침투성이고 적어도 하나의 세그먼트가 수-침투성인 2개 이상의 셀 벽 세그먼트를 포함하는 셀; 및
b) 상기 셀 내의 농약;
을 포함하는 농약 전달 유닛.
제47항에 있어서, 농약이 셀의 침투성 세그먼트를 통해서만 셀로부터 방출되는 유닛.
제47항 또는 제48항에 있어서, 2개 이상의 셀을 포함하고/거나, 2종 이상의 농약을 포함하는 유닛.
제47항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서, 셀의 적어도 하나의 침투성 세그먼트를 통해 셀 내부로부터 셀 외부의 매질로 농약의 제어된 방출을 허용하도록 배열된 유닛.
제47항 내지 제50항 중 어느 한 항에 있어서, 농약이 사용 전에 건조되거나, 또는 유닛의 사용 전에 농약은 물을 함유하는 페이스트, 용액, 농축 용액, 포화 용액 또는 분산액인 유닛.
제47항 내지 제51항 중 어느 한 항에 있어서, 셀이 하나의 침투성 세그먼트를 포함하는 유닛.
제47항 내지 제52항 중 어느 한 항에 있어서, 셀의 침투성 세그먼트가 미세 다공성 또는 거대 다공성 물질을 포함하는 유닛.
제47항 내지 제53항 중 어느 한 항에 있어서, 침투성 세그먼트가 하이드로겔을 포함하는 유닛.
제54항에 있어서, 하이드로겔이 고 흡수성 중합체 (SAP)를 포함하는 유닛.
제55항에 있어서, SAP가
a. 천연 고 흡수성 중합체 (SAP), 폴리-당 SAP, 반합성 SAP, 완전 합성 SAP, 또는 이들의 임의의 조합,
b. 합성 하이드로겔, 천연 탄수화물 하이드로겔, 또는 펙틴 또는 단백질 하이드로겔, 또는 이들의 임의의 조합, 및/또는
c. 아크릴아미드, 아크릴 유도체, 또는 이들의 임의의 조합,
을 포함하는 유닛.
제54항 내지 제56항 중 어느 한 항에 있어서,
a) 천연 탄수화물 하이드로겔은 한천, 셀룰로오스, 키토산, 전분, 히알루론산, 덱스트린, 천연 검, 황산화 다당류, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하고, 및/또는
b) 펙틴 또는 단백질 하이드로겔은 젤라틴, 젤라틴 유도체, 콜라겐, 콜라겐 유도체 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는,
유닛.
제47항 내지 제57항 중 어느 한 항에 있어서, 셀의 불침투성 세그먼트가
a) 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 폴리에스테르 중의 하나 이상,
b) 폴리락트산, 폴리하이드록시알카노에이트, 폴리하이드록시부티레이트 또는 폴리하이드록시발레레이트 중의 하나 이상,
c) 열가소성 전분, 셀룰로오스 아세테이트 또는 다른 셀룰로오스계 물질. 및/또는
d) 폴리카프로락톤, 폴리글리콜라이드, 폴리디옥사논, 또는 이들의 임의의 조합 또는 공중합체,
를 포함하는 유닛.
제47항 내지 제58항 중 어느 한 항에 있어서,
a) 유닛이 실온에서 물에 잠겨있는 경우 40일 이내에 유닛으로부터 농약이 방출되거나,
b) 유닛이 실온에서 물에 잠겨있는 경우 40일 이내에 유닛으로부터 농약이 방출되거나,
c) 유닛이 실온에서 물에 잠겨있는 경우 40일 이내에 농약의 20 중량% 미만이 유닛으로부터 방출되거나,
d) 유닛이 실온에서 물에 잠겨있는 경우 60일 이내에 농약의 50 중량% 미만이 유닛으로부터 방출되거나,
e) 1개월 내지 8개월의 기간에 걸쳐 농약이 방출되거나,
f) 작물의 생육기 기간에 걸쳐 농약이 방출되는,
유닛.
제47항 내지 제59항 중 어느 한 항에 있어서, 셀로부터의 농약이 유닛의 다른 셀로부터의 농약의 방출과 상이한 시기 및/또는 상이한 속도로 방출되도록 배열된 다수의 셀을 포함하는 유닛.
제47항 내지 제60항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 침투성 세그먼트의 각 파라미터가 소정 방출 프로파일을 달성하도록 조절될 수 있는 유닛.
제61항에 있어서, 적어도 하나의 침투성 세그먼트의 파라미터가 상기 침투성 세그먼트의 치수, 재료, 개수 또는 백분율인 유닛.
제61항 또는 제62항에 있어서, 하나 이상의 농약의 방출 프로파일이 침투성 세그먼트의 파라미터에 의해서만 조절되는 유닛.
제61항 내지 제63항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 농약의 방출 프로파일이 셀 내부의 하나 이상의 농약의 양에 의해 영향을 받지 않는 유닛.
제47항 내지 제64항 중 어느 한 항에 있어서,
a) 셀 용적은 약 0.5 내지 20 ㎤이고,
b) 셀은 하나의 농약을 1 내지 20 g으로 포함하며,
c) 유닛의 건조 중량은 약 0.1 g 내지 20 g이고,
d) 유닛은 약 1 내지 10 g의 농약 용량을 가지며, 및/또는
e) 유닛은 원통, 구체, 다면체, 정육면체 또는 원반의 형상, 및/또는 삼각형, 직사각형, 원형 또는 정사각형의 단면을 가지는 형상인,
유닛.
제47항 내지 제65항 중 어느 한 항에 있어서, (a) 농약이 비료, 살해충제, 호르몬, 약제, 화학적 생장제, 효소, 생장 촉진제, 생물자극제 또는 미량원소 중 적어도 하나를 포함하고/하거나, (b) 유닛이 유닛을 부분적으로 또는 완전히 둘러싸는 겔을 추가로 포함하고, 여기서 겔은 바람직하게는 유닛의 셀 내부의 농약과 동일하거나 상이한 하나 이상의 농약을 함유하도록 제형화된, 유닛.
제1항 내지 제66항 중 어느 한 항의 다수의 농약 전달 유닛을 식물 생장 매질에 분배하는 것을 포함하는, 농약 전달 방법.
제67항에 있어서, 유닛이 매질 표면 아래 하나 이상의 깊이에서 식물 생장 매질에 첨가되는 방법.
제67항 또는 제68항에 있어서, 유닛이 1 내지 50 cm의 깊이에서 첨가되는 방법.
제67항 내지 제69항 중 어느 한 항에 있어서, 유닛이 ㎡당 약 1 내지 50, 5 내지 50 또는 10 내지 30 유닛의 농도로 생장 매질에 첨가되는 방법.
농약 및 심지를 포함하는 불침투성 셀을 형성하는 단계를 포함하는, 제1항 내지 제46항 중 어느 한 항의 농약 전달 유닛의 제조 방법.
농약이 물과 접촉한 후 제어된 방식으로 심지를 통해 방출되도록 하기 위해, 부분적으로 셀의 내부 및 부분적으로 셀의 외부에 위치한 심지를 구비한 비-침투성 중합체 셀에 농약을 캡슐화하여 셀을 생성시키는 단계를 포함하는, 농약 전달 유닛의 제조방법.
제71항 또는 제72항에 있어서, 농약을 둘러싸는 중합체 층을 부착시키는 압출기를 사용하여 캡슐화하는 것을 포함하는 방법.
제71항 또는 제72항에 있어서, 농약을 중합체 셀에 충전하고 상기 셀을 심지와 함께 밀봉하는 것을 포함하는 방법.
제71항 또는 제72항에 있어서, 하이드로겔이 셀 주위에서 중합되는 방법.
제71항 또는 제72항에 있어서, 제1 중합 단계 및 제2 중합 단계를 캡슐화하는 것을 포함하는 방법.
(i) 적어도 하나의 세그먼트가 수-불침투성이고 적어도 하나의 세그먼트가 수-침투성인 2개 이상의 셀 벽 세그먼트를 포함하는 셀을 생성시키는 단계, 및 (ii) 적어도 하나의 농약이 물과 접촉한 후 제어된 방식으로 셀의 적어도 하나의 침투성 세그먼트를 통해 방출되도록 적어도 하나의 농약을 셀에 캡슐화하는 단계를 포함하는, 농약 전달 유닛의 제조 방법.