TW448035B - Method for enhanced plant productivity - Google Patents

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4凌8更正/補兄 if, w _ 8710627^¾專利申請案 中文說明書修正頁(90年1月） H 明 A7 B7 丨卜' 五、發明説明（ 农 修正 後是 否 變更 原 在A. t内 容 經 濟 部 t 央 標 準 局 工 消 f 合 作 社 印 製

相關申請案之交叉彖者, 本申請案為1994年9月27曰提出申請之同在審查中之美 國申請案第08/313,436號之部分連續案，該案為1992年 11月5曰提出申請之美國申請案第〇7/972,375號（今曰為美 國專利案第5,350,735號）之部分連續案。 技術領域 本發明係關於提升植物生產力之方法。特別，本發明係 關於輔助養分被植物利用經由種子、根或葉路徑吸收現象。 發明背景 已知有機酸類及其低聚物可提升植物生長。典型植物生 長促進劑述於Kinnersley等，植物生長調筘，^ pp> 1 3 7 -1 4 ό ( 1 9 9 0 )(乳酸及乳酸之相對低分子量低聚物）； Kinnersley等之美國專利第號（乙醇酸及/或L_ 乳酸低聚物）及Danzig等之美國專利第4,799,953號（硫乳 酸及硫乙醇酸低聚物）9前述植物生長促進辦法集中在協力 生長作為增加植物攝取植物生長必須化合物的手段，例如 微量養分如鈣、鎂、硫、錳、鋅、鋼、鐵、硼等。 常見提升植物生長的辨法仍然係使用包括自然與合成的 養分（肥料）>合成養分通常以植物可利用形式例如尿素及 /或無機硝酸鹽，磷酸鹽等化合物形式提供氮。雖然此等 養分或多或少可依據農夫的方便施用，可視需要時施用， 但過量使用合成養分及合成養分用量不足乃環保問題的主 要起因，例如地下水優養化，硝酸鹽污染，磷酸鹽污染等。 氮肥乏副作用综論參考Byrnes |e，ϋ，209-215頁 4 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） J— - ij —Ϊ -----f^I- - ---- ^ - -1 ---- I t (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁} 4 48 Ο 3 5 Α7 Β7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（2. (1 990 年）。 欲缓和養分用量不足及養分使用過量伴隨而來的問題， 仍然需要且因環保及生產力原因需要增加肥料效率及提升 植物生產力。 本發明利用一種方法可解決與改善此等問題，該方法及 组成物經由使植物發芽或生長而提供提升養分利用的更有 利環境，結果導致植物生產力提升。 一 發明概述 ' 提供一種經由達成更有效利用養分而提升植物生產力之 方法。 一 本方法包括對植物供應一種纽成物，該組成物含有生產 力提升數量之大體水溶性共聚物酸，該酸具有分子量大於 約1，600道耳吞，故不會被植物吸收。共聚物之胺基酸含量 至少約2 0莫耳％。 用於此種用途之特佳者爲胺基酸如m與_奧蹲却轉樣 ◎丄ϋ.單或磺間驮酸之共聚物。 本發明之共聚物酸當施用於植物時，可有利提供於含鹽 ▲度通常對植物有毒之環境下提供應力逆境保護作用及提 升分的攝取。此外，可對植物提供更有利的環境，環境 比較尋常單獨使用習知肥料之更低濃度供應必需養分。 '圖式之簡單説明 \ 附圖爲接受處理玉米植株之相片再製，特別伴隨對照玉 米植株。各例顯示一根碼尺6吋）位於被拍照的植株間來 指示刻度。特別， 5 - Μ氏依尺度適用中國國家標毕-(CNS) Μ規格（210X297公楚） ~7ά—一--^---)ί裝------訂------膝 - » I、 I · (請先閱讀背面之注意事項再''>寫本買) A7 B7 a48〇35 五、發明説明（ 圖1顯示栽種後40日的玉米植株，使用1/3推薦劑量肥料 處理’伴同以推薦劑量的相同肥料處理的植物植株； 圖2顯tf栽種後40曰的玉米植株，以1/3推薦劑量的肥料 處理，伴同以相同肥料但也以10 ppm重量比聚天冬酸處理 的玉米植株； 圖3顯不栽種後40曰的玉米植株，二株皆以推薦劑量肥料 處理’而—株也以10 Ppm重量比聚天冬酸處理； 圖4顯tf栽種後40日的玉米植株，一株以推薦劑量肥料處 理’而另—株以i / 3推薦劑量肥料也以1 〇 p p m重量比聚天 冬酸處理；及 一 | 圖5爲以聚天冬酸提升生長的代表圖。 具體例之詳細説明 本發明係基於發現聚合物酸，特別分子量過大無法進入 植物的共聚物酸，卻可提供提升植物生長之有利環境。可 於共聚物酸存在下實現更有效利用養分，相對低劑量養分 及可對植物提供必需養分。 經由使養分更容易經由種子、根施肥區域，葉部吸收及 輸導機轉’生長基質或前述各者之组合供應給植物而達成 提升植物生產力， 此處使用"提升植物生產力"一詞表示可達成下列一種 或多種因素：生產速率增高，生物量增加，收量及品質增 v \ 南（亦即蛋白質含量增加），根之生成速率加快，分蘗增加， 葉綠素濃度增高等指標。如此處所述"共聚物酸”一詞表示 羧酸與含酸性烷基之胺基酸之散亂或嵌段共聚物。此處使 ----—_____ _ 6 - 本紙張尺度賴 ( CNS ) A4iiy$ ( 210X297^t ) ---- f靖先聞請背面之注意Ϋ項再r寫本頁) .裝· T -s 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 44q Ο 經濟部中央標準局員工消费合作杜印製 Α7 Β7 五、發明説明（4.) 用”羧酸，，一詞定義爲含羧基，-COOH之非肽化合物。 ~般而言，共聚物酸可呈水液形式或大體固體以任一種 方便施用之方式供應給植物。 較佳施用於植物的養分水溶液含有至少約0份每十億份 (ppb)重量比，較佳約0.1至約1，〇〇〇份每百萬份（ppm)重量比 ’更佳約1至約5 0 0 ppm重量比共聚物酸。此等溶液可施用 於植物周圍土壤而接觸植物的根系，可施用於植物葉部、 種子或繁殖部分，可引進水耕—法園藝或農藝系統中，或可 以任何其它方便的形式供應給植物，其用量容後詳述。 含共聚物酸之水溶液也可-於應力逆境生長限制條件下提 升植物生產力，例如含有通常對植物有毒濃度之鹽類或金 屬離子的生長基質，或於不含某些養分之生長基質生長。 共聚物酸也可呈大體固體形式單獨或與養分組合施用於 塗層例如粒狀、丸狀、粉塵或粉狀形式共聚物酸可藉重 力或空氣喷霧設備於播種或栽種時間施用於畦、行或生育 地。乾燥粒狀或丸狀形式共聚物酸可浸潰於或預先成型爲 養分載劑，然後用於藉地面農具或飛機進行表面施用。 通合本發明實務之共聚物酸必須大體水可溶，且具有分 子大小夠大而可棑除被吸收入植物體内。欲達此目的，適 用於本用途之共聚物酸同時具有親水性，具有數均分子量 (Mw)大於約〗，6〇〇道耳呑。 分子的太小超過1 〇〇,〇〇〇道耳呑之共聚物酸通常於水中不 /、有供本用途使用的適當溶解度。如此，較佳使用分子大 小不大於約1 〇〇,〇〇〇道耳呑之共聚物酸。特別適合之分子大 .Hli.------裝-- - < - Ί (請先間讀背面之注意事項1¥荇本頁) 、?τ 本紙張尺度^--—-— 8 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 4 4 · 〇36 A7 B7 五、發明説明（5. 小係於約2，0 0 0至約1 〇 〇 3 〇 〇 〇道耳呑之範圍.。 共聚物酸之酸性胺基酸殘餘物含量至少約20莫耳％。最 佳酸性胺基酸爲天冬酸呈α型（1)或0型（H)或選擇性含有 如式A所示之環狀醯亞胺（丁二醯亞胺πΐ)， HOOC、

COOH H2C- HN-C-COl/° NH-

Ha (式A)

• II

III 及α或7·型之麩胺酸。 一 前述散亂共聚物屬於本發明之範圍，由若干重複非酸性 聚（胺基酸）單位與酸性聚（胺基酸）單位組成的嵌段共聚物也 屬於本發明之範圍。例如聚合物酸成分可爲天冬酸殘基與 L-乳酸殘基之嵌段共聚物，天冬酸殘基與乙醇酸殘基之散 亂共聚物，由麩胺酸殘基鏈藉一或多個聚（羧酸殘基）互連组 成的共輥蛋白質，或丙烯酸聚合物。 羧酸及其聚合物爲市面可得。較佳瘦酸爲選自脂族致酸 ’芳族叛酸，環狀致酸及前述衍生物之任—者。 羧酸可爲脂族羧酸，其中羧酸爲單元或多元羧酸。較佳 單元羧酸範例爲丙烯酸，甲基丙晞酸，烏頭酸，衣康酸， 巴豆酸，乙酸，乳酸，葡萄糖酸，葡萄糖声酸，乙醇酸及 其衍生物中之任一者。適當多元羧酸爲選自草酸，丙二酸 ’ 丁二酸，戊二酸，己二酸，庚二酸，.順丁烯二酸，反丁 烯二酸，蘋果酸，酒石酸，檸檬酸及其衍生物中之任一者。 表纸张尺度適用中國國家標準（〇阳]六4規格（210\ 297公楚：〉 ο ο

嘴 87100279 號-L

五、發明説明（6 4 經濟部中央標準局貝工消費合作.社印製 4 羧酸可為趙羧酸。較佳羥羧酸為選自乳酸，葡萄糖酸， 葡萄糖醛酸，乙醇酸及其衍生物中之任一者。 只要共聚物保持大體水溶性，則脂族羧酸亦可為脂肪 酸。較佳脂肪酸為選自下列之任一者：月桂酸，肉豆蔻 酸，棕櫚酸，硬脂酸，花生酸，油酸’亞油酸，亞麻酸， 桐酸，花生四缔酸及其衍生物。 幾酸可為選自自太酸，間酞酸及其衍生物中之一種芳族多 元酸。 適用於本發明之聚合物胺基酸可以熱縮合方法等方法製 造。例如參見Koskan之美國專利第5,〇57,597號；Koskan等之美 國專利第5,221，733號；Koskan等之美國專利第5,219,952號； Little等人，（Corrosion Inhibition by Thermal Polyaspartate1，第 21 章 ’ Surface Reactive Peptides and Polymers，444，263-269, ACS Symposium Series, American Chemical Society,華盛頓特 區’ 1991)及Harada等之美國專利第4,696,981號。胺基酸 共聚物之製備述於Koskan等之美國專利第5,478,919號》 聚合之起始物料’亦即個別胺基酸單體可呈光學異構物 存在，可聚合呈外消旋混合物或個別光學異構物。 酸性胺基酸鹽之相對離子，亦即聚天冬酸鹽及聚麵胺酸 鹽之相對離子包含但非僅限於鹼金屬陽離子，較佳Na+， 及Li+ ;鹼土金屬陽離子較佳Mg + +，Ca + +及Ba + + ;過渡 金屬陽離子，較佳Zn + +，Co + +，Fe + +及Fe + + + ;及Nil/。 特別適用於本發明之實務者為天冬酸與磺間g太酸之共聚 物’其中天冬酸之莫耳百分率為約9 0 %，及磺間酞酸之莫 耳百分率為約1 0 %，共聚物具有分子量約2，5 6 5道耳呑；天 冬酸與己二酸之共聚物，其中天冬酸之莫耳百分率為約 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） it ——^1 ^^^1 ^^^1 0! I y- ^^^1 —^ϋ In Jn 1"^ ^^^1 i kl^i ^^^1 ^n- - --US. - i·" (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) β 4 4 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 °3ΐ5 Α7 ------ Β7 五、發明説明（7. ) ~ 90 %及己二酸爲約1〇%，共聚物具有分子量約7,64〇道耳呑 ;天冬酸與檸檬酸之共聚物，其中天冬酸之莫耳百分率爲 約8 0%及檸檬酸爲約20%，共聚物具有分子量約l653道耳 呑0 前述共聚物酸可提高天然及合成肥料效率及養分利用。 養分可爲天然出現於土壤及植物生長基質者，或可爲添加 至基貝者’或可爲由先則養分處理殘留的養分3生長中的 植物可更有效利用巨量養分/例如但弗僅限於氮（N)，蹲 (P) ’鉀（K)，及微量養分例如但非僅限於鈣（Ca)，鎂（Mg)，硫（S)，鋅（Zn)，鐵（Fe)，錳（Μη)，硼（B)，鈷（Co)，翻 (Mo)，銅（Cu)及鎳（Ni)可利用本發明之共聚物酸達成。 本發明於其多種態樣有多種用途及應用。示例説明之用 途爲範例説明之用途包括農藝，造園，農藝，水耕法，育 林，土地再生（例如填土，含相對高鹽濃度之土壤等）等。 本發明之共聚物fe之適當劑量，而可對植物提供足夠生 產力提升數量工共聚物酸來提升植物之養分利周可爲約2至 約500盎司/英畝。富含葉之作物如木材作物，穀類作物， 棉等通常以中間範圍之劑量施用率處理，亦即約2 5至約2 5 0 盎司/英畝。於前述總範園中相對較低劑量比率亦即約2至 約2 5盎司/英故通常對農藝行間.作物，花圃作物等即足。 共聚物fe可王個別處理提供給植物，或共聚物酸可連同 植物養分或植物養分之組合供應給植物。固體及液體劑型 可供此用途使用，例如水溶液及含調理物質如粒狀黏土的 固體形式可依據期望的施用模式使用。 本纸張尺度適用中國困家標隼（CNS ) A4規格（210X 297公釐） f靖先閱讀背面之注意事項再¥寫本頁} -裝. -訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ^48 〇3 5 A7 _________B7 五、發明説明（8.). ' ' 將藉下列實例進-步舉例説明本發明，實例中驗證經由 使用聚天冬酸（PA)及共聚物酸可更有效利用植物生 分。 實例1 :玉米植株更有效利用羞各 白玉米（朝霞；George W‘ Park種子公司，南卡羅來納州 ’綠木市）於溫室内於塡充有Fafarcl 3B盆栽土壤的工加侖 盆内生長。盆内加入完整劑量養分或1/3劑量養分之peters 20-20-20肥料。部分如此處绫的盆也接受聚天冬酸（pA)水 溶液（50毫升；10 ppm重量比pa具有重均分子量（Mw)約 000，5,000)。監測於盆忐生長的白玉米植株生長速率， 於栽種後4 0日將代表性植株拍照。照片示於圖I至4。 附圖顯示PA可以較低養分濃度供應給植物提升植物生長 ’亦即以1/3養分濃度但添加1〇 ppm pa處理的玉米植株（ 圖4 )顯示比較接受全劑量養分之玉米植株生長更佳。使用 全養分濃度生長的玉米植株於連同養分使用1〇 ppm聚天冬 酸時也可提升生長（圖3) 〇二試驗皆驗證養分可更有效利用 供植物生長。 實例2 :聚天冬酸對未添加肥料至玉米植株生長類型的影響 白玉米（朝霞；George W. Paik種子公司，南卡羅來納州 ’綠木市）於溫室内於填充有Fafard 3 B盆栽土壤的1加侖 盆内生長。盆皆未添加肥料。部分如此處(理盆接受不等濃 度的聚天冬酸（PA)水溶液（50毫升溶液；1 ppm，10 ppm ，100 ppm及 1,000 ppm PA 具有 Mw約 3,000-5,000) ° 每 周監測盆内白玉米植株的生長速率，資料顯示於下表ί。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > Α4规格（210/297公釐） (許先閱讀背面之注意事項#寫本頁} .裝· -V5 448 °3& Μ Β7 五、發明説明（9.) 表I 朝霞玉米之生長類型；未添加肥料；單次處理 高度變化（吋） PA劑量 第1周 第2周 第3周 第4周 對照(無PA) 13.0 9.0 6.4 5.2 1 ppm 12.5 9.4 5.4 5.7 10 ppm 11.6 11.0 5.0 7.0 100 ppm 11.4 10.4 6.4 7.2 1000 ppm 10.4 10.4 5.6 7,8 (請先閱讀背面之注意事項再r寫本頁} .裝- 經濟部中央操準局負工消费合作社印製 农I資料指示生長一周後，未添加肥料但添加1至1，〇 〇 〇 Ppm劑量PA的玉米植株無法由pa處理獲益。玉米植株生長 2周後，全部四種Pa劑量濃度皆顯示有利效果。生長3周後 ’僅100 ppm劑量濃度PA顯示優於未接受PA處理的效果。 最後，於玉米植株生長4周後，植物生長程度低，但全部四 種PA劑量濃度皆觀察到生長速率增高。總結而言，於玉米 植株生長初期（第1周），PA無法未添加肥料而提高生長速率 。但於隨後3周生長後，即使未添加肥料，PA處理也對植株 生產力具有有利影響。此等結果指示可更有效利用土壤中 存在的養分。 實例3 :朝霞種玉米未添加肥料時聚夭冬酸對鉀攝取的影 白玉来（朝霞；George W‘ Park種子公司，南卡羅來納州 ’綠木市）於溫室内於填充有Fafard 3jB盆栽土壤的1加侖 盆内生長。盆内未添加肥料或鉀源β盆如同實例2以不等劑 ______ - 12 - 本紙張尺度賴中1)^"家縣（（：]\'5丨4视格（2似297公楚) ~ -- 丁 _ -° Μ 8 4 ο 3

S Α7 Β7 五、 發明説明（10 ) 量約3,〇〇〇d，〇〇〇 Mw的聚天冬酸（PA)處理。生長期4〇曰 後，收穫植株並測定植株的抑含量。 表II 聚天冬酸對鉀攝取的影響；朝霞種玉米； 未添加肥料；單次處理/土壤 聚天冬酸使用劑量 玉米植株之卸％ 玉米植株: 〇ppm 2.6 — 1 ppm 2.7 3.8 10 ppm 3.0 15.4 100 ppm 2.8 7.7 1000 ppm 3.2 23.1 表II資料顯示當未添加肥料使用PA時，可獲得玉米植株 (請先閲讀背面之注意事項#,ν寫本頁) .裝. -Φ 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 -13 - 更有效攝取鉀。於1，〇〇〇 ρριη劑量濃度可見玉米植株之鉀 含量增高2 3 . I %。 實例4 :私加肥料聚天冬酸對朝霞種玉米之磷攝取之影響 白玉米（朝霞；George W. Park種子公司，南卡羅來納州 ’綠木市）如同實例2及3於溫室内於填充有F afar d 3 B盆栽 土壤的1加侖盆内生長。未添加肥料或含磷化合物至盆。 盆如同實例2及3以不等劑量聚天冬酸（？八）（1^评3,0〇〇-5，〇 0 〇)處理。經4 〇日生長期後：收穫植株並測定植株之磷 含量。研究結果示於下表III。 ， 表紙張尺度適^(训χ297公楚1 8 4 4 ο 3 5 Α7 Β7 五、發明説明（11 ) 表III 聚天冬酸對磷攝取的影響；朝霞種玉米； 未添加肥料；單次處理/土壤 聚天冬酸使用劑量 玉米植株之鱗％ 玉米植株之磷增加％ 0 ppm 0.3 1 ppm 0.36 20.0 10 ppm 0.34 13.3 100 ppm 0.38 26.7 1000 ppm 0.44 46.7 表III結果顯示於指示劑量~濃度使用PA，可於未畚加肥料 時增高玉米植株之磷攝取。如此顯示可更有效利用土壤中 存在的磷源。於PA最高劑量濃度，觀察得玉米植株之磷攝 取增高4 6.7 %。 實例5 :未添加肥料聚天冬酸對朝霞種玉米之鋅攝取之影響 如實例2 ' 3及4使用的白玉米（朝霞）未添加肥料之前生長 D再度如同實例2、3及4對玉米植株使用相同劑量聚天冬酸 PA處理。經4 0日生長期後，收穫植株及測定植株的鋅含量 。研究結果列舉於下表IV。_ J------裝-- - (讀先閲讀背面之注意事項再\5^寫本頁) 丁 -5 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 -14 - 本紙張尺度適用中园國家標準（CNS ) A4規格（2ίΟΧ297公釐） ό Α7 Β7 五、發明説明（l2 )

表IV 聚天冬酸對鋅攝取的影響；朝霞種玉米； 未添加肥料；單次處理/ 土壤. 聚天冬酸使用劑I 玉米植株之鋅，ppm% 玉米植株之辞增加％ 0 ppm 29 — 1 ppm 48 65.5 10 ppm 45 55.2 100 ppm 54 86.2 1000 ppm 79 172 表IV結果指示未額外使用肥料，pa可有效增高玉米植株 之鋅攝取。即使於1 ppm PA之低劑量濃度，仍可觀察得鋅 攝取增高6 5%。於1000 ppm劑量PA時，觀察得鋅攝取增高 172%，進一步驗證PA可有效增高植物利用土壌中的鋅。 實例6 :聚天冬酸對增加植物利用有限量卷分的影響 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再r'寫本頁) 浮萍(Lemna Minor L.)於自來水中生長，自來水含有 Peters7M20-20-20肥林^液（3克/1.2升）及1/4強度溶液 (750毫克/1.2升）含或未含50 ppm重量比聚天冬酸（PA)作 爲養分基質。調整養分基質成爲pH値約6.0。PA之Mw爲約 3,000-5,〇〇0(約22至約40重複單位）。 各燒瓶内放置一株三葉期浮萍.植株。然後燒瓶於28 ±2°C 於連續光照（500勒克司）培育21曰。 、 2 1曰後，收穫植株，烘箱烘乾及稱重。結果顯示養分減 少75% ’植株重量74%減少，及（a)當PA存在於含25%養分 之基質時，未見植物生長顯著減少，指示可更有效利用有 本紙乐尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規栝（2丨0x297公釐） 8 4 4 °3s A7 B7 20% 五、發明说明（13 限量養分，及（b)當PA存在於含100%養分之基質時，發現 植物生長提升。結果示於下表V。全部報告値皆爲3至5次重 複的平均値。 ,人總氮（N)..........—— 3.9 0 %氣氮 6. 15%硝酸鹽氮 — 9.95%尿素氮 — 可利用磷酸（Ρ2〇5).......20% 可溶鉀鹼（κ20).........-20% 衍生自：録，磷酸鹽，硝酸钾，尿素。 市面上得自Grace-Sierra免疫產品公司，加州95〇35， 米比塔，約瑟米堤大道1 0 0 1號。 表V 結果 (請先閲讀背面之注意事項存'<寫本頁〕 .裝· 經濟部中央標準局員工消賢合作杜印掣 植株乾重（毫克、 處理 實驗A 貫驗B 平均 %變化 100%養分 16.5 17.7 16.6 0 100% 養分+PA 21.3 22.2 21.7 31 25%養分 4.7 .4.0 4.4 -74 25 %養分+p a 15.2 16.7 t 16.0 0 實例7 ··聚天冬酸對生物量的影響 遵照如上對實例6所述程序， 但使用 具有 Kinners ley等之 戚 16 - 木紙张尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（2IOX 297公釐） 448〇3ϋ Α7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 __Β7_ 五、發明説明（14 ) (NickeU's基質，鐵呈Fe2 +螯合EDTA存在）。植物於5個重 複燒瓶内生長，21日後收穫，測定收穫植株的合併乾重， 植株及用過的基質内之鉀及磷含量亦經測定。觀察結果示 於下表VI。 表VI 生物量變化 礦物量（微克）對照/含PA 處理 植物生物童(毫克） 用過的基質 植物 100%養分/100%養分 +50 ppm PA 94.4/90.9 鉀(K) 磷(ρ) 25%養分/25%養分+50 ppm PA 67.3/89.3 鉀(K) 磷(Ρ) 12.5%養分/ 12.5%養分 +50 ppm PA 54.1/62.7 鉀(K) 磷(Ρ) -前述結果顯示養分濃度減少7 5 %造成襌物生物量減〆 29% (94.4-67.3)，及植物鉀含量減少 36% (1540-990)。 但於含聚天冬酸之相同處理中，植物生物量幾乎未見減少 (9 0.9 - 8 9.3 )，及鉀含量未改變。分析用過的基質顯示含 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS j Λ4現格（210Χ 297公釐） 11,610/11,740 1170/1140 1540/1530 250/280 2420/1170 334/322 990/1530 125/173 J1 !-—^1 - - - —II - -- - I 1:1 - - - -I i - - - 1-- υ · 'ςτ--- -- --- n - I— - - (請先閱讀背面之注意事項再<寫本頁) 955/718 190/192 769/942 89/111 448 °35 A7 B7 五、發明説明（15 丄A(基貝中之卸含量遠更少。此種資料也指示聚合物可提 高植物之鉀攝取量。 前述結果也顯示鉀含量與植物生物量間具有顯著良好交 互關係，如由下表可見。

表VII 鉀含量與生物量間之交互關係 養分 生物量(毫克） 尺(_毫克） 94.4 1.54 67.3 0.99 54.1 0.77 鉀爲植物生長所需最重要的金屬 —q八丁犯种 要金屬成分。但至目前爲止，未知任何藥 物的生長及鉀含量。 呀紅回 實例8 :植物之養分令景 測定由如上實例7所述全強度處理及1/4 物體内其它養分含量。觀察結果示於下表vi = t埋所得木 Ί J：-------1------,ιτ-------線 , -- 1' - .) (請先閱讀背面之注^κ項4-¥寫本頁)

養分+ P A 養分量 100% 25% 12.5% 生物量(毫克）K(毫克) 90·9 1.53 89 3 1.53 62'7 0.94 且爲大半肥料之最主 植 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 车 標 家 國 國 中 用 適 度 尺 張 纸 本

ο 8 4 4 3 5 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 元素 100%養分 25%養分 2n 9.2 2.6 Mg 70 43 Fe 2.5 1.0 Ca 340 172 Cu 3.9 3.7 Mn 4.1 1.1 生物量毫克 94.4 67.3 物質含量也 五、發明説明（16

表 VIII 植物養分含量 3.7 49 5.9 243 3.2 1.1 89.3 此等結果顯示植物生長所需之大部分其它癌 可由於PA的存在而大增。特別値得注意者爲於較低養分含 量時鐵含量實質增高。 實例9 :盘天冬酸對増加植物利用有養分的影響 浮萍（Lemna,minor L.)於龍頭水於如上實例6所述條件 下生長，龍頭水中含有Peters™ 20_2〇_2〇肥料溶液之全強 度（100%養分）’半強度（5〇%養分）&1M強度（25%養分）， 含或未含約3,000-5,000 Mw之5〇 ppm聚天冬酸（PA)(代 碼DGI-KI)作爲養分基質s -2 1日後株植經收穫，烘箱乾燥及稱重 '植物平均乾重報 告於下表IX。全部報告値表示；[2至20次重複之平均値。 -19 - 冬紙張尺度通用中囷國家榡準（CNS } A4規格（2〗0x297公釐） "T* i 批衣 訂li , -. . . -(請先閲讀背面之注意事項也r爲本頁) ϋ ο 五、發明説明（1?) Α7 Β7 17 ) 表IX 結果 處理 平均植ί| 10 0%養分 15.5 1 0 0% 養分+ ΡΑ 20.2 50%養分 8.8 5 0%養分+ p a 15.1 25 %養分 3.7 2 5 %養分+ p a 9.9 (請先閲讀背面之注意事項再，球寫本頁) -裝 經濟部中央標準局員χ消费合作社印製 前述結果以圖形説明於圖5。此等結果顯示添加p A可使養 分濃度降低約5 0 %，而植株生長未顯著降低。由圖5也可知 ，雖然添加PA至養分溶液可於全部養分濃度增高植物生長 ，但於相對低濃度養分時PA的效果遠較大。特別，當卩入添 加至2 5 %養分溶液時，發現植物生長增加約1 6 8 %，p a添 加至2 0 0 %養分溶液時，發現植物生長增加約2 9 % s因此， 當可供植物生長利用的養分量有限時，使用pA可提高養分 的利用效率。 只例1 0 ·襄天冬每提南豆科植物利用有限量養分的[響 菜用號旦（Mayo’s Red Peanut Bush)於溫室内於填充 有Fafard 3B盆栽土壤的！加侖盆内生長。盆提供5〇毫升 7-，500 ppm PetersTM 20_2〇_2〇 養分溶液。2〇 盆給予“毫 升2,5〇〇 ppm Peters™養分溶液，其中1〇盆也提供每份5〇 毫升1 ppm PA於水溶液處理4周。豆科植株開花時，取出 至外側接受昆蟲授粉。長出的豆經收穫。然後測定各植株 -20 木紙張尺度適用中國國家檍达（Γ奶丨Λ細k 訂 -----—I---線-------- 〇 A7 B7 五、發明説明（IS ) 之旦重量。下表X結果顯示PA可增加繁殖生長，結果導致 各植株的旦收量重量增加。以P A進行1 /3肥料處理比較單獨 肥料之豆收量增加，以鄧肯氏多重範圍試驗之顯著性滿意 0 表X 豆收量 處理 豆之平均生重/植株，克 100%養分 -6 4 3 3 %養分 3 9 3 3 %養分+ 1 ppm P A 7 2 前述資料顯示當1/3正常養分濃度連同i ρρπ1 PA使用時 ’豆之平均生重/植株增高8 5 %。此種收量比較使用I 〇 〇 % 養分濃度所得者更高。於養分之取得數量有限的情況下， 使用PA可提高養分利用效率’結果導致豆收量增高。 實例U : 敢對油荚耔艏狹對有限量養分利用率增高 的影響 經濟部中央標準局員工消費合作，社印製 快速生長的油菜籽變種（Brasica rapus)搭自威斯康辛州 互大學十字花科基因工程公司。此種變種於溫室内於9厘米 盆中生長。盆提供50毫升全強度PetersTM 20-20-20養分 (7,5〇〇 ppm)於水之溶液’或等量3,75〇 ppm於水溶液。 某些盆給予50毫升2或20 ppm聚天冬酸（p(A)於水之溶液作 爲單次處理。植株開花時以手授粉。收穫成熟的種英。觀 察的結果報告於下表XI。 士 _ __- 21 - 本紙張尺度朗中_家標準（CNS ) M規格（训幻97公 : 經濟部中央標準局t貝工消費合作社印製 i. - . A7 B7 五、發明説明（19

處理 全養分 50%養分 50%養分+2 ppm P A 50%養分+20 ppm PA 全養分+2 ppm PA 表XI 油菜籽收穫物 平均每株總莢數 平均每株總莢乾重，毫克 3.8 2.9 4.8 5.2 5.0 202 174 283 290 271 前述結果顯示給予PA的植株之平均穀粒收量大於單獨接 受養分的植株。PA可提高給予全及1/2強度養分植株之穀粒 收量。於許多植株給予1/2強度養分+ 2 ppm PA植物之植株 收量比較單獨接受全肥料之植株更高。結果顯示使用PA可 提高油菜籽植株可得之有限量養分之利用效率。 實例1 2 :聚天冬酸對浮萍植株於龍頭水中生長的影響 浮萍植株於龍頭水及聚天冬酸（P A )之龍頭水溶液内遵照 如上實例6所述程序生長。下表XII提供液生長基質组成 及觀察得的相對結果。各種含養分之生長基質中，養分爲 Peters™ 20-20-20，而各種含PA之溶液中PA濃度爲50 ppm ° 22 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） Ί赛-- 1 (請先閏讀背面之注意事項再本頁) 訂 " A7 B7 五、發明説明（2〇 )

表XII 聚天冬酸對浮萍植株於龍頭水中生長之影響 J--^---------^裝-- -- , (請先W讀背面之注意事項再f寫本頁)

’1T 水液生長基質 植株乾重（毫克） %變化 A.養分(2.2克/升） 37 養分(2.2克/升)+RA 78 111 B.養分(1.1克/升） 18 養分(1.1克/升)+PA 57 217 C.養分(0.55克/升） 17 養分(0.55克/升)+PA 22 72 D.單獨龍頭水1 20 龍頭水+PA 26 30 龍頭水中略含礦物質。 上表中，與P A併用的養分之各種處理劑量與相等養分劑 量單位含PA(對照）比較，並求出比較對應對照的植株重量 變化％。前述結果顯示當以未添加養分之處理D給予P A時 ，PA對提升植物生長的效果最低。事實上，若PA作爲肥料 ，當植株未添加生長用養分時，應該最有效（以相對於對照 之相對％變化測量）。實際上，發現與事實相反。PA併用眞 正養分來源僅能有效提升植物生_長。處理D中，當未添加養 分時，使用P A可經由輔助由龍頭水中攝取、礦物質仍可提升 植物生長。 實例1 3 :聚天冬酸對浮萍植株於去離子水中生長的影響 浮萍遵照前述實例6所述程序於去離子水中及聚天冬酸 本纸張尺度適用中國國家標準（CIN'S ') A4規輅（210X 297公釐） 線 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 °35 A7 B7 1、發明説明（21 (P A)之去離子水溶液中生長，但植株係於4周後收穫而非 2 1曰。下表XIII呈現使用的水液生長基質組成及相對觀察 的結果。因爲各植株的生物量過低，故由各處理组8次重複 燒瓶所得植株合併提供足量植株材料俾正確稱重。

表 XIII 聚天冬酸對浮萍植株於去離子水中生長之影響 -水 '液生長基貪-----植株乾重（毫克）％變化 A. 去離子水 — g B. 去離子水+PA(50ppm) 2 75 W述結果顯示當PA添加至全部礦物直接被去除的去離子 水時，無法提升植物生長。若PA作爲肥料功能，則無法觀 察得植株影響。 如上實例〗2及13所述，使用浮萍植株進行實驗驗證（a) PA於龍頭水供應給植物生長時所具生物活性極低；及 當植物於去離子水中生長時，PA本身對植物不具有養分或 肥料活性。 B〇ehmke之美國專利第4,839,46 1號中陳述聚天冬酸之 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 7，鎂及料適合作爲肥料。並未提供實驗證據或實例來 ^持其陳述。前述有料萍植株於龍頭水及去離子水之試 私顯不卩入本身無法作爲肥料。 了 右鈣、鉀及鎂鹽作 肥枓，則此種活性係來自於甸、 值而非PA。 卩及叙離(子本身的養分價

另例14 . 植株的影I

白玉米種子⑴/5司機最愛種；G 發明説明（22 ) w. Park種子公司，南卡羅來納州，綠木市）栽種於填充以 Fafard 3B盆栽土壤的8厘米黑色圓盆内。各盆給予〇.3克 ’ 0.15克或0.07 5克Peters™ 20-20-20養分。表示各處理 之5盆維持作爲對照’另5盆給予5 0毫升5 p p m聚天冬酸 (PA)水容液，及5盆給予5〇毫升5〇〇 ppm PA水溶液。6周 後收穫植株’測定收獲植株的新鮮重量及氮含量。觀察得 結果報告於下表XIV。 - 聚天冬酸對玉米植株的影響 處理 新鮮章哥，香. 平均氮全蚤 100%養分 45.8 67.6 100%養分+5 ppm PA 46.5 75.7 100¾養分+500 ppm PA 50.2 73.2 50%養分 34.7 40.5 50%養分+5 ppm PA 45.6 57.6 5〇%養分+5〇〇 ppm PA 38.6 _ 49.6 25%養分 24.1 29.6 25 %養分+5 ppm PA 31.7 __... 36.2 25 %養分+500 ppm PA 38.3 47.8 則述結果顯示P A可於養分減少5 〇 %時使植株生長，而 顯示生長減慢。與增加玉米生物量的同時（，？人也增加之 ，之氮含量。以25%養分及500 ppm pA生長的植株之含 I高於以5 0%養分生長，同時給予兩倍氮量的植株。 貫例〗5 :聚天冬酸之環境穩食押 o 8 4 4 ο Α7 Β7 五、 發明説明（23 藉添加Peters™ 20,20_20養分（3 75毫克）之龍頭水（15〇 宅升）製造養分溶液。溶液分成3份。—份5〇毫升維持作對 照。另一份中加入1,000 ppm聚天冬酸，1000 ppm含低於 1 〇 ppm乳酸殘餘物的乳酸低聚物（係經由於7 〇加熱8 8 % L-乳酸歷4小時進行加熱縮合，接著於丨〇 〇 t眞空加熱4小 時獲得）添加至最末一份5 〇毫升。 每日測量樣品濁度，確定各樣品中微生物生長程度：數 日内，含乳酸低聚物溶液變成乳狀液，指示微生物污染。 含聚天冬酸之樣品仍保持清澈，即使7日後亦如此。觀察結 果彙集於下表XV。 — 表XV 濁度測量 -- ----——一-----日數 J[ J r------—裝-- . - 1-j . (請先閲讀背面之注意事項^紅泠本筲) *-!! 對照 聚天冬酸 乳酸低聚物 0 "0.04 -0.11 _2_ _4 _1 0 0 0 0 +0.25 +0.26 +0.40 +0.95 +2.20 +3.45 +16.5 +382.0

M 經濟部中央樣準局肩工消费合作社印製 26 實例16:.水耕生長用暴 通合攙屈本發明i具體例之聚胺基酸或交聯聚胺基酸 ’且極爲通合水耕之範例水液组成物陳述今下表χνι。 私紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規^ C 8 4 4 A7 —____________ B7 1 '發明説明（24 )

表XVI 水耕生長基質 _養分 ppm重量比 氮呈Ν 50 磷呈Ρ 48 钾呈Κ 2 10 錢呈Mg 30 硫酸鹽呈so4_2 1 17 鈉呈Na 3.6 1 氣化物呈Cl * 一 0.04 鐵呈Fe 3 鋅呈Zn 0.15 銅呈Cu 0. 15 硼呈B 0,5 錳呈Μη 0.5 鉬呈Mo 0.1 水，適量 經濟部中央榡準局員工消費合作衽印製 ΙΊ ----------- -- =-- 「. (請先閏讀背面之注意事項再r寫本頁) 貫例17 :產共聚物酸之應力保護及提升植物生產力 浮萍（Lemna minor L.)於含相對低濃度養分之水溶液内 生長，如下表χνπ所示。 - 本紙張巾_丨威格公釐） A7 B7 五、發明説明（25 表 XVII 低養分組成 養分元素 濃度（ppm呈元素） 氮(N) 12.5 磷⑺ 3 鉀（K) 12 鈣（Ca) 10 M(Mg) 4 硫（S) 14 鐵（Fe) 1 J------—裝— - - - 「_ (請先閏讀背面之注意事項再/却寫本頁) 經濟部中夬#準局員工消費合作.杜印^ .水，適量 試驗係於植株於控制條件下於個別燒瓶内生長，使用低 養分溶液並藉添加50 ppm重量比選定的物升，共 聚物酸於下表XVIII標示爲化合物a、B或c。 表XVIII '〜 共聚物酸 A.天冬酸（90莫耳寶間辞fe(1〇莫耳％)，納鹽（心約 2/565道耳呑） .·' 天冬酸（80莫耳％)_檸檬酸（2〇莫耳％)，納鹽（版约 1，653道耳呑） I天冬酸（90莫耳％)_己二酸〇G莫耳％，鋼鹽（版約 7,640道耳吞） _ 欲評估應力保護效果，谁耔 ^ , + 禾進仃一系列類似的試驗，其中植 株使用其中也添加3 ppm cu + +齙士* PPm LU離子的則述组成物生長。供 國家榇 線--------— • —1 . - - - »-i I:: , Α7 Β7 五、發明説明（26 ) 各次試驗用’經提升的養分溶液調整至pH 6.7 土 0.1，及重 複5次’包括添加及未添加銅。 二葉期足單株浮萍置於各燒瓶内。然後燒瓶於約28±2»c 溫度於溫罜内連續光照下培育3 g。然後收穫植株，烘箱烘 乾及稱重。植株之平均乾重報告於下表乂〗^^ ^全部報告値皆 表示5次重複的平均。 表 XIX ' 應力逆境保護友植物生產力 平均生物音 J 1 ~' .^H—Ί ^-- _ 「. (請先閱讀背面之注意事項再r寫本頁) 化合物 未添、Cu + + 3 ppm 無（對照） 9.648 3.338 A 11.3 14 5.270 B 10.828 5.040 C 12.766 4.9 16 -0 資料顯示添加共聚物酸至相對低濃度養分溶液可提升植 物生產力，以平均生物量爲基準増加超過10〇/。。資料也顯 TF比較於無毒性鋼濃度生長的植物，銅毒性的應力逆境產 生影響限制植物生長達35%。存在有各種共聚物酸可經由 提升植物生產力對化合物A及B而言達47%，及對化合物c 而言達39%，比較對照组僅35%而提供某種程度的應力逆 境保護作用。 前文説明書及實例僅供舉例説明本發明而非限制性。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） '棘

經濟部中央標準局貝工消費合作社印$L

Claims (1)

1. 4 .¾轉蚕Ε3Γ明示.本鸷仔疋： %是否變r^f4質内容 經濟部中央標準局員工消費合作社印策 3 ^ 更正/補充 罘87100279號專利4請案 as 申請專利範圍修ΐί $：@'〇m；) - C8六、申請專利範圍| : .---------"-___ -------- L 一種提升植物生產力之方法，其包括對植物供應生產力 才疋升量之羧酸與具有酸性烷基-RCOOH(其中R含1至22 個碳原子）之胺基酸之水溶性共聚物’其中該胺基酸係選 自天冬酸及麩胺酸所組成之群，且該胺基酸殘基係占不 少於20莫耳％至9〇莫耳％之該共聚物，此共聚物具有分 子大小大於1，600道耳呑。 2.如申請專利範圍第丨項之方法，其中該共聚物分子量為 2,000 至 1 〇〇,〇〇〇 道耳吞。 3·如申請專利範圍第1項之方法，其中該植物養分係連同共 聚物一起供應給植物。 4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該生產力提升量之共 聚物係以固體及2至5 0 0盎司/英畝之濃度供應給植物D 5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該生產力提升量之共 聚物係以每十億份含不少於10份共聚物之水溶液供應給 植物。 6·如申請專利範圍第1項之方法，其中該生產力提升量之共 聚物係以每百萬份含至少〇. 1至1，〇 〇 〇份共聚物之水溶液 供應給植物。 7. 如申請專利範園第1項之方法，其中該羧酸係選自包括脂 族酸’芳族酸，環狀酸及其衍生物。 8. 如申請專利範園第1項之方法，其中該羧酸為脂族羧酸。 9，如申請專利範圍第8項之方法，其中該脂族羧酸為單元羧 酸，選自包括丙晞酸，曱基丙烯酸，烏頭酸，衣康酸， 2 -丙晞醯胺基，2 -甲基丙烷磺酸，巴豆酸’乳酸，葡萄糖

   I vn^i J ^^^^1 fl»lt— ieJ. (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙乐尺度&中國國家標準（CNS) M祕（训幻似董y 經濟部中央標準局員工消費合作社印策 448 0 35 A8 B8 C8 _____ D8 六、申請專利範圍 酸’乙酸，葡萄糖駿酸，乙醇酸及其衍生物。 10.如申請專利範圍第8項之方法，其中該脂族羧酸為多元羧 酸’選自包括草酸，丙二酸，丁二酸，戊二酸，己二 酸，庚二酸，順丁烯二酸，反丁烯二酸，蘋果酸，酒石 酸，檸檬酸及其衍生物。 11·如申請專利範圍第8項之方法，其中該脂族羧酸為脂肪 酸’選自包括月桂酸’肉豆蔻酸，棕櫚酸，硬脂酸，花 生酸，油酸，亞油酸，亞麻酸，桐酸，花生四烯酸及其 .衍生物。 12.如申請專利範圍第丨項之方法，其中該羧酸為芳族多元 酸’選自包括酞酸，間自太酸，對g太酸及其衍生物。 13· —種提升植物生產力之方法，其包括對植物供應生產力 提升量之聚（羧酸）及含有酸性烷基-RCOOH(其中尺含1 至2 2個碳原子）之聚（胺基酸）之水溶性共聚物，其中該聚 (胺基酸）係選自聚（天冬酸）及聚（麩胺酸）所组成之群，. 且占不少於20莫耳％至90莫耳％之該共聚物，該共聚物 具有分子量大於1，600道耳吞。 14·如申凊專利範圍第1 3項之方法，其中該共聚物之分子量 為2,000至1〇〇,〇〇〇道耳呑《 15. 如申請專利範圍第1 3項之方法，其中該植物養分係連同 共聚物一起供應給植物。 16. 如申請專利範圍第1 3項之方法，其中該生產力提升量之 共聚物係呈固體，以2至5 0 0盎司/英畝之濃度供應給植 物0 本紙張又度逍用中國國家榡準（CNS ) A4現格（210X297公釐） (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) '-裝— - 0 3 ο 8 4

   ABCD 7、申請專利範圍 如申請專利範圍第13項之方法，其中該生產力提升量之 JJ ^^1 J.-- - - I ! ·\ -- (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 共水物係以母十億份含不少於1 〇份共聚物之水溶液供應 給植物。 18.如申請專利範園第13項之方法，其中該生產力提升量之 共聚物係以每百萬份含至少〇 , 1至1，〇 〇 〇份共聚物之水溶 液供應給植物。 19·如申請專利範圍第丨3項之方法t其中該聚（羧酸）係選自 包括脂族酸，芳族酸，環狀酸及其衍生物。 2〇,如申請專利範圍第13項之方法，其中該聚（羧酸）為脂族 21.如申請專利範園第丨3項之方法，其中該聚（羧酸）為脂族 單元幾酸，選自包括丙缔酸，甲基丙烯酸，烏頭酸，衣 康酸’ 2 -丙烯醯胺基_ 2 -甲基丙烷磺酸，巴豆酸，乳酸， 葡萄糖酸，乙酸’葡萄糖醛酸，乙醇酸及其衍生物。 22‘如申請專利範園第13項之方法，其中該聚（羧酸）為脂族 多元羧酸，選自包括草酸，丙二酸，丁二酸，戊二酸， 經濟部中夬樣隼局員工消費合作社印製 已二酸，庚二酸，順丁烯二酸，反丁婦二酸，蘋果酸， 酒石酸’檸檬酸及其衍生物。 23, 如申請專利範圍第i 3項之方法’其中該聚（羧酸）為芳族 多元酸，選自包括政酸’間g太酸，對g大酸及其衍生物。 24. 如申請專利範圍第〗項之方法，其中該胺基酸為天冬酸， 及該幾酸為磺間酞酸’胺基酸之莫耳百分率為9〇%，及 羧酸之莫耳百分率為1〇%，共聚物之分子量為2,565道 耳吞。 -3- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨〇X 297公楚;） it ^ C8 --------------D8 \ 六、申請專利範圍 \ 25.如钱專㈣圍第1狀方法，其中祕基酸為夭冬酸， ^孩破酸為己二酸，胺基酸之莫耳百分率為㈣，及巍 酸之莫耳百分率為1〇%，共聚物之分子量為7,640道耳 吞。 26‘如申請專利第1之方法，其中該胺基酸為天冬酸， 及摄嫒酸為檸檬酸，胺基酸之莫耳百分率為8〇%，及羧 酸之莫耳百分率為20 %，共聚物之分子量為道耳 吞。 27.如申凊專利範圍第1項之方法，其中該羧酸為羥羧酸，選 自包括乳酸，葡萄糖酸，葡萄糖醛酸，乙醇酸及其衍生 物a 28‘如申請專利範圍第}項之方法，其中該共聚物係呈鹽形 式，含有實質上無毒性之相對離子，選自包括鹼金屬t 鹼土金屬，過渡金屬及銨， (请先閣讀背面之注意事項真填寫本I) \装" 訂 經濟部中央標隼局工消费合作社印袋 A