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CN118901333A - 植物通过使用阳离子瓜耳胶的生长增强 - Google Patents

植物通过使用阳离子瓜耳胶的生长增强 Download PDF

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CN118901333A
CN118901333A CN202410774591.1A CN202410774591A CN118901333A CN 118901333 A CN118901333 A CN 118901333A CN 202410774591 A CN202410774591 A CN 202410774591A CN 118901333 A CN118901333 A CN 118901333A
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CN
China
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cationic
guar gum
plant
seeds
composition
Prior art date
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Application number
CN202410774591.1A
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Inventor
吉鹏飞
J-C.卡斯坦
M-P.拉布
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French Special Operations Co
Original Assignee
Rhodia Operations SAS
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Publication date
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Abstract

本发明涉及植物通过使用阳离子瓜耳胶的生长增强的方法。具体地讲，本发明提供了一种用于通过使植物的种子与包含具有在2,000道尔顿与90,000道尔顿之间的平均分子量的阳离子瓜耳胶的组合物接触来增加该植物的生长的方法。本发明还提供了一种用阳离子瓜耳胶处理的种子，该阳离子瓜耳胶具有在2,000道尔顿与90,000道尔顿之间的平均分子量。

Description

植物通过使用阳离子瓜耳胶的生长增强
本申请是以下申请的分案申请：申请日：2015年12月22日；申请号：201580070753.2；发明名称：“植物通过使用阳离子瓜耳胶的生长增强”。
本申请要求于2014年12月23日提交的PCT国际申请号PCT/CN2014/094667的优先权，出于所有目的将所述申请的全部内容通过援引方式并入本申请。
技术领域
本发明涉及一种用于通过使植物的种子与包含至少一种阳离子瓜耳胶的组合物接触来增加所述植物的生长的方法。特别地，该方法允许该植物发展其生物质并且达到其成熟度。本发明还涉及一种在此种方法中使用的种子处理组合物。
背景技术
经济需求、环境顾虑以及生态考虑要求农民不断地改进他们的农业实践。这些经济需求要求农民利用最有成本效率的实践以便产生最高的作物产率，同时出于环境考虑使用较少的具有较低毒性的化学物。最后，生态考虑已导致病虫害综合治理系统，这些病虫害综合治理系统进一步挑战农民在当今市场普通的经济约束内产生作物产率和品质的能力。
植物、土壤以及种子处理现今被用在市场上几乎每种商业作物上。在这个集约化农业时代，将种子改性以获得较高的作物产率和高的品质。
例如，WO专利申请WO 2004071195披露了提高作物产率并且加速作物出苗的方法，该方法包括将包含多糖的组合物施用到所述作物的种子或插条上或施用到种植所述作物的土壤中。
美国专利US 5554445披露了通过使用呈液态分散体形式的微晶壳聚糖以在种子表面上形成高度粘附性的、可渗透的、可生物降解的并且生物活性的薄膜的种子包壳方法。该种子包壳制备由以下组成：提供用种子、包壳剂和/或染料和/或任选地与该制备结合的营养介质的混合物的均匀种子包衣。然而，在此现有技术中提及的发芽力明显不足，因为发了芽的植物的数量可能增加，但是没有显著改善生长。
WO专利申请WO2014005555披露了一种通过用组合物包覆植物的种子来增加所述植物的生长的方法，该组合物包含至少一种具有在约100,000道尔顿与3,500,000道尔顿之间的平均分子量的阳离子瓜耳胶。WO2014005555中披露的阳离子瓜尔胶具有相对高的分子量。一个问题是，当此类阳离子瓜尔胶在用于包覆种子的水性组合物中制备时，该水性组合物可能变得非常稠并具有差的流动性。即使这些阳离子瓜尔胶以低浓度存在于该水性组合物中，这个问题适用。这将引起对于施用用于包覆种子的水性组合物的问题。
对于开发一种用于改进植物的发芽率和作物产率并且同样增强植物的生长的令人满意的方法，值得注意地一种能够允许该植物发展并且增加其生物质的方法存在需要。
发明内容
似乎现在可能的是提供一种种子处理方法，该种子处理方法允许增加植物的生长，值得注意地该方法允许该植物发展其生物质并且达到其成熟度。该方法还允许增加所生产的植物的荚数、发芽率、粒重量和尺寸、根长度和秧苗高度、总产率，即使在灌溉不足的条件下。
在一个方面，本发明提供了一种用于增加植物的生长的方法，该方法至少包括使所述植物的种子与包含至少一种具有在约2,000道尔顿与约90,000道尔顿之间的平均分子量的阳离子瓜耳胶的组合物接触的步骤。
在一个实施例中，该方法包括用所述组合物包覆所述植物的种子。然后可以将该包覆的种子施用到土壤上或土壤中，值得注意地以便使该包覆的种子与土地接触。
在另一个实施例中，该方法可以是“原位包覆”方法。值得注意地，此种方法包括以下步骤：将植物的种子植入土壤中的洞或沟中，并且然后施用包含至少一种具有在约2,000道尔顿与约90,000道尔顿之间的平均分子量的阳离子瓜耳胶的组合物以包围或部分地包围所述种子或者与所述种子相邻，使得所述植物的种子可以与所述组合物、值得注意地与所述阳离子瓜耳胶接触。
在还另一个实施例中，该方法包括将包含至少一种具有在约2,000道尔顿与约90,000道尔顿之间的平均分子量的阳离子瓜耳胶的组合物施加到种植植物的土壤中。
本发明的方法还允许降低不利地影响植物的发芽率和生长的杀真菌剂和除草剂的有害作用。
本发明的方法可以使用常规和可商购的设备容易地进行。
具体实施方式
贯穿本说明，包括权利要求书，术语“包含一个/一种(comprising one)”或者“包含一个/一种(comprising a)”应理解为是与术语“包含至少一个/一种”同义，除非另外指明，“在…之间”和“从...至...”应理解为包括极限值。
如在此使用的，“重量百分比”、“wt％”、“按重量计的百分比”、“按重量计％”、以及其变体指的是当将那种物质的重量除以组合物的总重量并且乘以100时的物质浓度。
如在此使用的，“烷基”是指直链或支链的饱和的脂肪烃基团并且旨在包括“未取代的烷基”和“取代的烷基”两者，其中后者是指在该烷基的一个或多个碳原子上具有代替氢的取代基(如羟基和卤素基团)的烷基部分。如在此使用的，“烯基”是指含有至少一个双键的脂肪族基团并且旨在包括“未取代的烯基”和“取代的烯基”两者，其中后者是指在该烯基的一个或多个碳原子上具有代替氢的取代基(如羟基和卤素基团)的烯基部分。
在一个方面，本发明提供了一种用于增加植物的生长的方法，该方法包括使所述植物的种子与包含至少一种具有在约2,000道尔顿与约90,000道尔顿之间的平均分子量的阳离子瓜耳胶的组合物接触的步骤。
在一个实施例中，该种子是未被任何试剂处理的原生种子。在另一个实施例中，该种子是已经用除了根据本发明的组合物之外的试剂处理的种子，例如，已经用农用化学品如杀真菌剂和杀虫剂处理的种子。
瓜尔胶是由糖类半乳糖和甘露糖构成的多糖。主链是β1,4-连接的甘露糖残基直链，平均地在每隔一个甘露糖处半乳糖残基1,6-连接到该甘露糖残基直链，形成短的侧单元。
在本发明的上下文中，“阳离子瓜尔胶”是指瓜尔胶的阳离子衍生物。“阳离子的”是指无论pH如何永久地带正电的或非永久地带电的，例如，在低于给定pH下可以是阳离子的并且大于该pH下是中性的衍生物。值得注意地，该阳离子瓜尔胶是化学改性的瓜尔胶衍生物，其在pH中性水性介质中示出或潜在示出净正电荷。
根据本发明的植物可以是农业的以及园艺的植物、灌木、树木或草，以下有时统称为植物。
根据本发明的种子可属于作物或植物物种，这些作物或植物物种包括但不限于玉米（Zea mays）、芸苔属物种（例如，B. napus、B. rapa、B. juncea）、苜蓿（Medicagosativa）、稻（Oryza sativa）、裸麦（Secale cereale）、蜀黍（Sorghum bicolor、Sorghumvulgare）、粟（例如，珍珠稷（Pennisetum glaucum）、黍（Panicum miliaceum）、小米（Setaria italica）、龙爪稷（Eleusine coracana））、葵花（Helianthus annuus）、红花（Carthamus tinctorius）、小麦（Triticum aestivum）、大豆（Glycine max）、烟草（Nicotiana tabacum）、土豆（Solanum tuberosum）、花生（Arachis hypogaea）、棉花（Gossypium barbadense、Gossypium hirsutum）、甘薯（Ipomoea batatus）、树薯（Manihotesculenta）、咖啡（Cofea spp.）、椰子（Cocos nucifera）、菠萝（Ananas comosus）、柑橘属果树（Citrus spp.）、可可（Theobroma cacao）、茶（Camellia sinensis）、香蕉（Musaspp.）、牛油果（Persea americana）、无花果（Ficus casica）、石榴（Psidium guajava）、芒果（Mangifera indica）、橄榄（Olea europaea）、木瓜（Carica papaya）、腰果（Anacardiumoccidentale）、夏威夷果（Macadamia integrifolia）、扁桃仁（Prunus amygdalus）、糖甜菜（Beta vulgaris）、甘蔗（Saccharum spp.）、燕麦、大麦、蔬菜、观赏植物、木本植物如针叶树和落叶乔木、南瓜属植物、南瓜、绿皮西葫芦、苹果、梨、温柏、甜瓜、李子、樱桃、桃子、油桃、杏、草莓、葡萄、木莓、黑莓、大豆、蜀黍、甘蔗、油菜籽、三叶草、胡萝卜和拟南芥。
在一个实施例中，该种子属于蔬菜物种，这些蔬菜物种包括但不限于西红柿(Lycopersicon esculentum)、生菜(例如，Lactuca sativa)、青豆(Phaseolus vulgaris)、利马豆(Phaseolus limensis)、豌豆(Lathyrus spp.)、花椰菜、西兰花、芜菁(turnip)、萝卜、菠菜、芦笋、洋葱、大蒜、胡椒、芹菜、以及黄瓜属的成员(如黄瓜(C.sativus)、罗马甜瓜(C.cantalupensis)、以及香瓜(C.melo))。
在一个实施例中，该种子属于观赏植物物种，这些观赏植物物种包括但不限于绣球花(Macrophylla hydrangea)、木槿(Hibiscus rosasanensis)、喇叭花(Petuniahybrida)、玫瑰(Rosa spp.)、杜鹃花(Rhododendron spp.)、郁金香(Tulipa spp.)、水仙花(Narcissus spp.)、康乃馨(Dianthus caryophyllus)、圣诞红(Euphorbia pulcherrima)、以及菊花。
在一个实施例中，该种子属于针叶树物种，这些针叶树物种包括但不限于针叶松树如厚皮刺果松(Pinus taeda)、湿地松(Pinus elliotii)、杰克松(Pinus ponderosa)、美国黑松(Pinus contorta)、和蒙特利松(Pinus radiata)、花旗松(Pseudotsugamenziesii)；西部铁杉(Tsuga canadensis)；西加云杉(Picea glauca)；红木(Sequoiasempervirens)；冷杉如银杉(Abies amabilis)和香脂冷杉(Abies balsamea)；以及香柏如西红杉(Thuja plicata)和阿拉斯加黄杉(Chamaecyparis nootkatensis)。
在一个实施例中，该种子属于豆科植物物种，这些豆科植物物种包括但不限于豆科植物、豆类和豌豆。豆类包括瓜尔豆、槐豆、胡芦巴、大豆、菜用刀豆、豇豆、绿豆、利马豆、蚕豆、扁豆、鹰嘴豆、豌豆、乌头叶菜豆、蚕豆、菜豆、兵豆、干菜豆。豆科植物包括但不限于，落花生属(例如，花生)、蚕豆属(例如，小冠花、毛叶苕子、赤豆、绿豆、和鹰嘴豆)、羽扇豆属(例如，羽扇豆)、三叶草属、菜豆属(例如，普通菜豆和利马豆)、豌豆属(例如，蚕豆)、草木犀属(例如，三叶草)、苜蓿属(例如，苜蓿)、百脉根属(例如，车轴草)、兵豆属(lens)(例如，兵豆)、以及紫穗槐。用于在在此描述的方法中使用的典型的饲草和草坪草包括但不限于苜蓿、野茅、高羊茅、黑麦草、匍匐翦股颖、苜蓿、百脉根、三叶草、笔花豆属物种、贝恩斯罗顿豆(lotononis bainessii)、红豆草和小糠草。其他草类物种包括大麦、小麦、燕麦、黑麦、野茅、羊草、高粱或草坪草植物。
值得注意地，该种子属于以下作物和蔬菜中的一种：玉米、小麦、高粱、大豆、西红柿、花椰菜、萝卜、卷心菜、油菜、生菜、黑麦草、草、稻、棉花、葵花以及类似物。
应理解的是术语“种子”或“秧苗”不限于特定或具体类型的物种或种子。术语“种子”或“秧苗”可指的是来自单一植物物种的种子、来自多种植物物种的种子混合物、或来自一个植物物种中不同株的种子共混物。在一个实施例中，该种子是作物种子，该作物种子包括但不限于稻、玉米、小麦、大麦、燕麦、大豆、棉花、向日葵、苜蓿、高粱、油菜籽、甜菜、西红柿、豆、胡萝卜、烟草或花种子。
本发明的阳离子瓜尔胶可以通过使用阳离子醚化剂、通过化学地改性瓜尔胶(总体上天然瓜尔胶)获得。适合的阳离子醚化剂包括伯、仲或叔氨基团，或者季铵、硫鎓、或膦鎓基团。值得注意地，这些阳离子醚化剂是季铵盐。
优选地，这些阳离子醚化剂是带有三个基团的季铵盐，这些基团可以是相同的或不同的，选自氢，包含1至22个碳原子、更具体地说1至14并且有利地1至3个碳原子的烷基基团。平衡离子通常是卤素，在一个实施例中该平衡离子为氯。
这些季铵盐可以是例如：3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CHPTMAC)、2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(EPTAC)、二烯丙基二甲基氯化铵(DMDAAC)或其他阳离子试剂如三甲基铵丙基甲基丙烯酰胺。
在这些阳离子瓜耳胶中的典型的阳离子官能团是三甲基铵(2-羟基)丙基，与平衡离子。可以利用不同的平衡离子，包括但不限于卤离子，如氯离子、氟离子、溴离子和碘离子，硫酸根，甲基硫酸根，以及其混合物。
本发明的阳离子瓜尔胶可以在下组中选择，该组由以下各项组成：
-阳离子羟烷基瓜耳胶，如阳离子羟乙基瓜耳胶、阳离子羟丙基瓜耳胶、阳离子羟丁基瓜耳胶，以及
-阳离子羧烷基瓜尔胶，包括阳离子羧甲基瓜尔胶；阳离子烷羧基瓜尔胶，如阳离子羧丙基瓜尔胶和阳离子羧丁基瓜尔胶、羧甲基羟丙基瓜尔胶。
在一些方面，本发明的阳离子瓜尔胶是瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵或羟丙基瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵，值得注意地，瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵。
阳离子瓜耳胶的羟烷基化度(摩尔取代度或MS)，即被存在于该瓜耳胶上的游离羟基官能团的数量所消耗的环氧烷分子的数量，可以包括在0与3之间，优选地在0与1.7之间。例如，MS为1可以代表每单糖单元一个环氧乙烷单元。
阳离子瓜耳胶的取代度(DS)，即每醣单元取代的羟基的平均数，可以包括在0.005与3之间。DS可以值得注意地通过滴定来确定。本发明的阳离子瓜尔胶可以具有在0.005与2之间的DS。优选地，本发明的阳离子瓜尔胶具有在0.005与1之间的DS。更优选地，本发明的阳离子瓜尔胶具有在0.12与0.5之间的DS。
阳离子瓜耳胶的电荷密度(CD)可以包括在0.01与4.9meq/g之间，优选地在0.4与2.1meq/g之间。电荷密度指的是每克聚合物的正电荷数的比率。例如，CD＝1meq/g是指每克聚合物存在0.001个电荷。电荷密度与聚合物分子量的乘积确定了给定聚合物链上的带正电荷位点的数目。
根据本发明，该阳离子瓜耳胶可具有在约2,000道尔顿与90,000道尔顿之间的平均分子量(Mw)，优选地，该阳离子瓜耳胶具有在约5,000道尔顿与90,000道尔顿之间的平均分子量，更优选地，该阳离子瓜耳胶具有在约10,000道尔顿与60,000道尔顿之间的平均分子量，还更优选地，该阳离子瓜耳胶具有在约10,000道尔顿与50,000道尔顿之间的平均分子量。
已经出人意料地发现，其中植物的种子用根据本发明的阳离子瓜尔胶处理的植物示出了比其中植物的种子用高分子量阳离子瓜尔胶处理的那些植物更强健的根生长。在本发明的上下文中，高分子量阳离子瓜尔胶是指具有100,000道尔顿或更高的平均分子量的阳离子瓜耳胶。
根据本发明的阳离子瓜尔胶可以通过解聚具有高分子量的阳离子改性的瓜尔胶以便将瓜尔胶聚合物“分裂”成所希望的尺寸来制备。应理解的是，本发明的阳离子瓜尔胶还可以通过解聚天然瓜尔胶、接着是阳离子化反应以提供具有阳离子官能度的聚合物来制备。各种解聚方法是本领域熟知的并且可以用于本发明，如通过使用过氧化合物(例如过氧化氢)的处理和照射。此类方法的实例披露于美国专利号4,547,571、美国专利号6,383,344和美国专利号7,259,192中。使用本领域通常已知的方法，技术人员可以容易地进行瓜尔胶的阳离子化。用于提供具有阳离子官能度的瓜尔豆胶的各种方法是本领域已知的，例如如披露于美国专利公开号2008/0112907中的。用于交联瓜耳胶(有和没有瓜耳胶的阳离子改性)的各种方法也是已知的，参见例如美国专利号5,532,350和美国专利号5,801,116。可替代地，可以通过收获仍在早期发育阶段的瓜耳豆使得所收获的瓜尔豆含有低分子量天然瓜尔豆胶来获得低分子量瓜尔胶。然后可以使这些瓜尔豆胶经受阳离子化用于为它们提供阳离子官能度。
用于本发明的方法的组合物可以包含仅仅一种如以上描述的阳离子瓜尔胶。可替代地，该组合物可以包含多于一种阳离子瓜尔胶。
该组合物可以包含粘合剂。该粘合剂(或这些层中任一个)可以是糖蜜、粒状糖、海藻酸盐、卡拉亚胶、瓜儿豆胶(jaguar gum)、黄蓍胶、多糖胶、粘质物、凝胶、聚乙酸乙烯酯、聚乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯醇共聚物、苯乙烯丙烯酸酯聚合物、苯乙烯丁二烯聚合物、纤维素(包括乙基纤维素和甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟甲基纤维素、羟甲基丙基-纤维素)、聚乙烯吡咯烷酮、糊精、麦芽糖糊精、多糖、脂肪、油、蛋白质、阿拉伯胶、虫胶、偏二氯乙烯、偏二氯乙烯共聚物、木质素磺酸钠、木质素磺酸钙、丙烯酸共聚物、淀粉、衍生的淀粉、聚丙烯酸乙烯酯、玉米素、羧甲基纤维素、壳聚糖、聚环氧乙烷、丙烯酰亚胺聚合物和共聚物、聚羟乙基丙烯酸酯、甲基丙烯酰亚胺单体、藻酸盐、乙基纤维素、聚氯丁烯、糖浆剂、或其任何组合。
该组合物还可含有至少一种生物活性成分。该生物活性成分可以是一种或多种除草剂、植物生长调节剂、作物干燥剂、杀真菌剂、杀菌剂、抑菌剂、杀虫剂、驱虫剂、三嗪除草剂、磺酰脲除草剂、尿嘧啶、脲类除草剂、乙酰苯胺除草剂、有机瞵酸盐除草剂、草甘膦盐、草甘膦酯、次氮基肟杀真菌剂、咪唑杀真菌剂、三唑杀真菌剂、亚磺酰胺杀真菌剂、二硫代-氨基甲酸酯杀真菌剂、氯化芳香剂、二氯苯胺杀真菌剂、氨基甲酸酯杀虫剂、有机硫代磷酸盐杀虫剂；全氯化有机杀虫剂、甲氧氯、除螨剂、丙炔基亚硫酸酯(propynyl sulfite)、三氮杂戊二烯除螨剂、氯化芳香族除螨剂、四氯杀螨砜(tetradifan)、二硝基酚除螨剂、乐杀螨、或其任何组合。
在一些方面，该组合物包含至少一种如以上描述的阳离子瓜尔胶和植物生物刺激素。植物生物刺激素通常是除在叶面施用或当添加到土壤时影响植物生长和/或代谢的肥料之外的组分。植物生物刺激素通常落入如下三类之一：含荷尔蒙的产品、含氨基酸的产品以及含腐植酸的产品。鉴于植物生物刺激素，例如，提高生长速率、降低有害植物生长、提高抗逆性、提高光合速率、以及提高耐病性的能力，植物生物刺激素被用来在商业环境下处理作物。植物生物刺激素通常被认为通过上调或下调植物荷尔蒙来起作用。
该组合物可以进一步包含消泡剂。合适的消泡剂包括所有惯用消泡剂，包括硅酮基的以及基于全氟烷基次膦酸和膦酸的那些，特别是硅酮基消泡剂，例如像硅酮油。最通常使用的消泡剂是来自直链聚二甲基硅氧烷的组的那些，这些直链聚二甲基硅氧烷具有在255℃下测量的在从1000mPas至8000mPas(mPas＝毫帕斯卡-秒)、经常1200至6000mPas的范围内的平均动态粘度并且含有二氧化硅。二氧化硅包括聚硅酸、偏硅酸、原硅酸、硅胶、硅酸凝胶、沉淀的SiO2等。来自直链聚二甲基硅氧烷的组的消泡剂含有作为它们的化学主链的具有式HO-[Si(CH3)2-O-]n-H的化合物，其中端基例如通过醚化被改性或被附接到基团-Si(CH3)3上。这种种类的消泡剂的非限制性实例是Antifoam 416(罗地亚公司(Rhodia))和Antifoam 481(罗地亚公司)。其他合适的消泡剂是1824、ANTIMUSSOL 4459-2(科莱恩公司(Clariant))、Defoamer V 4459(科莱恩公司)、SE Visk和AS EM SE 39(瓦克公司(Wacker))硅酮油还可以是以乳液的形式使用。
该组合物还可以含有本领域技术人员已知的用于处理种子的其他任选组分，如颜料、助剂、表面活性剂和肥料。
该组合物可以是固体或液体组合物。在其中该组合物是固体的情况下，该组合物可以处于粉末、颗粒、团聚体、薄片、粒料、球粒、片剂、砖形物、膏剂、块状物(如模制的块状物)、单位剂量物的形式，或本领域技术人员已知的另一种固体形式。优选地，该固体组合物处于粉末或粒料的形式。
在一些方面，该组合物处于粒料的形式。含有该阳离子瓜尔胶的粒料可以在三步程序中制备：湿法制粒、接着是干燥和筛分。该湿法制粒步骤值得注意地涉及在制粒设备(例如混合制粒机)中引入并且混合阳离子瓜尔胶粉末和载体以及任选地其他成分。进行该混合，其中将水喷洒到该混合物上。该湿法制粒步骤将产生含有这些阳离子瓜尔胶的湿粒料。在有待混合的该载体与该阳离子瓜耳胶之间的重量比可以是在20:1至1:1之间，优选地在20:1至10:1之间。基于这些湿粒料的总重量，所引入的水含量可以包括在10wt％至50wt％之间。该载体可以是二氧化硅、无定形二氧化硅、沉淀二氧化硅、水合无定形二氧化硅、沉淀二氧化硅、水合无定形合成硅酸钙、疏水化的沉淀二氧化硅(hydrofobizedprecipitated silica)、硅胶、硅酸铝钠、粘土、沸石、膨润土、层状硅酸盐、高岭土、碳酸钠、碳酸氢钠、硫酸钠、三聚磷酸钠、氯化钠、硅酸钠(水玻璃)、氯化镁、氯化钙、氯化铵、硫酸镁、碳酸钙、氧化钙、和/或硫酸钙、或其混合物。值得注意地，该载体选自氯化钙和碳酸钙。该干燥步骤值得注意地涉及通过使用热空气流干燥这些湿粒料。该步骤通常可以在装备有空气入口和空气出口的流化床中进行。该筛分步骤可以通过使用振动板进行。
这些粒料可以具有0.1mm至6mm的直径。总体上，正常粒料具有2-6mm的直径，并且微粒料具有0.1-2mm的直径。优选地，使用具有0.5-1.6mm的直径的微粒料。
可替代地，这些含有该阳离子瓜尔胶的粒料可以通过使用本领域技术人员熟知的挤出方法来制备。这些挤出方法描述于美国专利US6146570中。例如，可以用加热共混该阳离子瓜尔胶和该载体以及任选地其他成分。在该载体与该阳离子瓜耳胶之间的重量比可以是在20:1至1:1之间。然后可以将粘合剂熔融并引入到该阳离子瓜尔胶和该载体的混合物中。然后，可以用维持在55℃与65℃之间的挤出机温度进行挤出步骤。软的温热的粒料可以形成并且可以随后被冷却至低于该熔融粘合剂的凝固点(例如在室温下)以便获得固体粒料。
在该种子处理组合物是液体的情况下，该液体组合物可以是悬浮液、分散体、浆料、液体载体(选自水、有机溶剂油或其混合物)中的溶液。可以通过使用常规方法通过将如以上描述的阳离子瓜尔胶与该液体载体、任选地与其他组分混合来制备该液体组合物。优选地，该液体组合物处于水溶液的形式。该组合物可以包含基于该组合物的总重量从1wt％至60wt％的该阳离子瓜耳胶。优选地，该组合物包含基于该组合物的总重量从5wt％至35wt％的该阳离子瓜耳胶。在一些方面，该组合物包含基于该组合物的总重量从30wt％至35wt％的该阳离子瓜耳胶。当以工业规模进行种子处理时，优选的是，用于该种子处理的该液体组合物含有高浓度的该阳离子瓜尔胶，使得要求较少体积的该液体组合物以实现所希望的处理剂量(即该阳离子瓜尔胶与被处理的种子的重量比)。使用小体积的该液体组合物可以节省成本并且较不冗长。然而，当该液体组合物中的阳离子瓜尔胶的浓度增加时，该液体组合物的流动性将显著降低。其结果是，该液体组合物可变得太“稠”而不能有效地施用于种子或土壤中，并且具有差的在种子表面上或同样在土壤中铺展的能力。例如，包含3wt％的高分子量阳离子瓜尔胶的水性组合物可能已经是非常稠的并且因此具有差的流动性。本发明的一个优点是根据本发明的阳离子瓜尔胶具有相对低的分子量，例如在2,000道尔顿与90,000道尔顿之间的平均分子量。在此种情况下，即使该阳离子瓜耳胶以高浓度存在，所得到的液体组合物可以维持优异的流动性，并且因此，此种液体组合物可以方便地用于处理种子或土壤。在一个实施例中，本发明的方法包括其中用如以上描述的组合物包覆该种子的步骤。然后可以将该包覆的种子施用到土壤上或土壤中，值得注意地以便使该包覆的种子与土地接触。
可利用合适的包覆技术以用根据本发明的组合物包覆种子或种子的团聚体上。可用于包覆的设备可包括但不限于鼓式包衣机、旋转包衣机、翻滚式鼓、流化床以及喷射床。应理解的是，可以使用本领域技术人员已知的任何合适的设备或技术。可以通过分批式或连续式包覆工艺来包覆种子。可以用或者处于固体形式或液体形式的根据本发明的组合物包覆种子。优选地，使用水性分散体或溶液。
可以在该包覆步骤之前分离这些种子。在一个实施例中，机械手段如筛可以用于分离这些种子。然后可以将所分离的种子引入具有种子储存器的包衣机中。在一个实施例中，在混料罐中，将这些种子与在此描述的组合物、任选地与粘合剂和/或胶粘剂组合。
在一些方面，可以将一层或多层包含根据本发明的组合物的包衣添加到这些种子或其团聚体上。可以通过在转鼓中包覆这些种子或其团聚体顺序地引入外层。
还可使用团聚剂或团聚剂设备。可以在旋转包衣机中通过将这些种子放入旋转室来进行包覆，该旋转室推动这些种子抵靠该室的内壁。离心力和放置在该包衣机内的混合棒使这些种子旋转并且与包衣层混合，该包衣层包含根据本发明的组合物。可以将粘合剂或其他包覆材料泵送到该包衣机的近似中心内、到随该包衣室旋转的雾化器盘上。在碰撞该雾化器盘时，液态胶粘剂然后以小滴地被向外引导到这些种子上。
种子包衣技术还包括，例如，将种子放置在旋转盘或转鼓中。然后用水或其他液体喷雾这些种子并且然后将细惰性粉末(例如，硅藻土)逐渐添加到该包覆盘上。每个经雾化的种子变成粉末、层或尺寸逐渐增加的包衣的质量体的中心。然后通过该盘内的翻滚作用将该质量体圆化并且光滑化，类似于沙滩上的鹅卵石。通过该盘中材料的重量的压实作用将这些包衣层压实。在接近该包覆工艺结束时，经常结合粘合剂来将该质量体的外层硬化。粘合剂还可以降低在处理、运输以及播种中由成品产生的灰尘的量。经常利用筛分技术(如，频繁手工筛分)来消除空白物或双倍物(doubles)，并且确保均匀的尺寸。例如，此处描述的种子包衣组合物的公差可以是+/-1/64英寸(0.4mm)，这是美国种子尺寸行业标准，建立在引入包衣很久以前。例如，最频繁地用带式种植机通过该带上8/64英寸直径的圆洞来播种包覆的莴苣种子。此洞尺寸要求这些用根据本发明的组合物包覆的莴苣种子可以通过7.5/64英寸的筛和通过8.5/64英寸的筛进行尺寸化。
在本发明的一个实施例中，可以通过使用“原位包覆”工艺使该种子与该组合物接触，值得注意地通过将植物的种子植入土壤中的洞或沟中，并且然后施用根据本发明的组合物以包围或部分地包围该种子或者与该种子相邻，使得该种子与该组合物、值得注意地与该阳离子瓜耳胶接触。根据本发明，该洞可值得注意地是洞、腔或空心区域。该种子可以是未被任何试剂处理的种子，或者已经用农用化学品(如杀真菌剂和杀虫剂)处理的但是未用本发明的组合物处理的种子。优选地，将该组合物在施用之前沉积在该载体上以提供粒料或微粒料。含有该阳离子瓜尔胶的粒料或微粒料可以通过使用以上描述的方法制备。
在还另一个实施例中，根据本发明的方法包括将根据本发明的组合物施用到种植植物的土壤中的步骤。然后，可以将该植物的种子施用到土壤中，使得这些种子将与该组合物、值得注意地与该阳离子瓜尔胶接触。值得注意地，可以使用以液体形式(如以水性溶液/分散体的形式)的组合物，或以固体形式(如以粉末或粒料)的组合物。
优选地，机械地进行该种子的施用和根据本发明的组合物的施用。应理解的是，同样可以手动地进行所提及的施用的任何一个或两个。
在本发明的另一方面，提供了一种用阳离子瓜耳胶包覆的种子，该阳离子瓜耳胶具有在2,000道尔顿与90,000道尔顿之间的平均分子量。该阳离子瓜尔胶可以是选自在此描述的那些的一种或多种。
若通过援引方式并入本申请的任何专利、专利申请以及公开物的披露内容与本申请的描述相冲突到了可能导致术语不清楚的程度，则本说明应该优先。
以下实例被包括来说明本发明的实施例。不用说，本发明并不限于这些描述的实例。
实例
实例1
配制品
根据在下表1中的配制品制备用于种子处理的水性组合物：
表1
组合物的粘度
根据以下程序测量这些样品的粘度。将每种样品(100ml)放置于玻璃烧杯中，并且通过具有2号转子的布氏粘度计并且在20rpm剪切速度下测量粘度。在20℃下完成测量。发现，样品1 1具有1cps至10cps的粘度，而对比样品1具有300cps至1000cps的粘度。与包含高分子量瓜尔胶的组合物相比，根据本发明的组合物具有显著较低的粘度，因此更容易加工。
玉米的根生长的增强
用根据以上表1中的配制品的水性组合物喷洒玉米(Zea mays，来自商业来源)种子。处理剂量是2g阳离子瓜尔胶/1000g种子。随后，将这些经处理的种子在通风橱中在室温下干燥过夜。然后将这些干燥的种子种植在用水饱和的纸辊中。然后，将这些携带玉米植物的纸辊保持在具有罩盖的发芽箱中，暴露于LED灯。在23℃下进行发芽试验。在种植后的不同时间点处测量玉米植物的根长度。对于该测量，取出这些纸辊，并且然后手动地测量这些玉米植物的根长度。计算平均值(n＝40)。结果在下表2中示出。
表2
如表2中示出的，与未处理组(CS2)和用高分子量阳离子瓜尔胶处理种子的植物(CS1)相比，用根据本发明的阳离子瓜耳胶处理种子的玉米植物(S1)展现出更强健的根生长。
小麦的根生长的增强
用根据以上表1中的配制品的水性组合物喷洒小麦(Triticum aestivum L.，来自商业来源)种子。处理剂量是2g阳离子瓜尔胶/1000g种子。随后，将这些经处理的种子在通风橱中在室温下干燥过夜。然后将这些干燥的种子种植在用水饱和的滤纸上。然后，将这些携带小麦植物的滤纸保持在具有罩盖的发芽箱中，暴露于LED灯。在23℃下进行发芽试验。在种植后的5天时测量小麦植物的根长度。对于该测量，取出该滤纸，并且然后手动地测量这些小麦植物的根长度。计算平均值(n＝40)。结果在下表3中示出。此外，在种植后的5天时计数了具有大于100mm的长度的根数、以及其中每个种子的所有3个根同样都大于100mm的种子数。以下表4中示出了计数的结果。
表3
配制品 平均根长度(mm)
S1 113.03
CS1 106.3
CS2 101.77
如表3中示出的，与未处理组和用高分子量阳离子瓜尔胶处理种子的植物相比，用根据本发明的阳离子瓜耳胶处理种子的小麦植物展现出更强健的根生长。
表4
如表4中示出的，用根据本发明的阳离子瓜尔胶处理种子的小麦植物产生了最高的具有大于100mm的长度的根数以及最高的其中每个种子的所有3个根都大于100mm的种子数。
实例2
配制品
根据在下表5中的配制品制备用于种子处理的水性组合物：
表5
小麦的生长的增强
分别用根据以上表5中的配制品的水性组合物喷洒小麦(Triticum aestivum L.，来自商业来源)种子。每个处理组包括一百粒种子。处理剂量是2g阳离子瓜尔胶/1000g种子。随后，将这些经处理的种子在通风橱中在室温下干燥过夜。然后将这些干燥的种子种植在用水饱和的滤纸上。然后，将这些携带小麦植物的滤纸保持在具有罩盖的发芽箱中，暴露于LED灯。在23℃下进行发芽试验。在种植后的70小时时测量小麦植物的秧苗长度和根长度。对于该测量，取出该滤纸，手动地测量这些小麦植物的秧苗长度和根长度。计算平均值。结果在下表6中示出。此外，在种植后的70小时时计数了已经发育4个根或多于4个根的种子数。对于该计数，仅计数了具有至少2mm的长度的根。以下表6中还示出了计数的结果：
表6
结果示出了，与用高分子量阳离子瓜尔胶处理的那些和未处理的那些相比，用根据本发明的阳离子瓜尔胶处理的种子导致更强健的植物生长。
玉米的发芽的增强
分别用根据以上表5中的配制品的水性组合物喷洒玉米(Zea mays，来自商业来源)种子。每个处理组包括一百粒种子。处理剂量是2g阳离子瓜尔胶/1000g种子。将这些种子放置在放在发芽箱(12cm×12cm×6cm，来自安科公司(Anchor Company))中的发芽纸(来自安科公司)上。将十(10)ml水加入到该发芽箱的底部。将该发芽箱用罩密封并且然后放置在暴露于LED灯的气候室中。将温度维持在20℃下。在种植后的66小时时，计数了已经发育至少2mm的根的种子数。结果在下表7中示出：
表7
配制品 发芽数
S3 60
S4 68
CS4 45
结果示出了，与未处理的种子相比，用根据本发明的阳离子瓜尔胶处理的种子具有更高的发芽数。
实例3
配制品
根据在下表8中的配制品制备用于种子处理的粒料组合物：
表8
将砂与根据样品5的粒料混合，以在1m3的砂中741g的粒料的量以及具有基于总重量9wt％的水含量。将1250克具有这些粒料的砂放置在箱子(12cm×18cm×5.5cm)中，并且将50粒玉米(Zea mays，来自商业来源)的种子以低于这些砂的顶部的2cm的深度种植在这些砂中。在对照组中，没有加入任何粒料的砂用于这些实验。将该箱子用罩密封并且放置在培养箱中。使该培养箱经受多个交替温度的循环，其中在每个循环中将该温度保持在20℃下持续16小时并且在30℃下持续8小时。在种植后的4天时，计数了其中秧苗出苗的种子数，并且然后除以种植的种子数(50)。此比率被表示为发芽势。结果在下表9中示出：
表9
S5 对照
发芽势 88％ 64％
结果示出了根据本发明的阳离子瓜尔胶粒料导致了更高的发芽势。
大白菜的生长的增强
将100粒大白菜(Brassica rapa，来自商业来源)的种子种植在砂中。这些砂具有35wt％的水含量。以低于这些砂的顶部的1cm的深度种植这些种子。然后，将根据样品5的粒料铺展在这些砂的顶部上(每公顷砂表面20kg粒料)。在对照组中，没有铺展粒料。然后，将这些种子在20℃下在温室中温育并经受自然光。在72小时后，测量秧苗高度。此外，计数了异常秧苗数。对于此种计数，具有1mm或大于1mm的高度的秧苗被认为是正常秧苗，并且剩余部分被认为是异常秧苗。结果在下表10中示出：
表10
样品5 对照
秧苗高度(mm) 38 29
异常秧苗数 24 31
结果示出了根据本发明的阳离子瓜尔胶粒料能够导致更强健的秧苗生长和更低的异常秧苗比率。

Claims (18)

1.一种用于增加植物的生长的方法，该方法包括使所述植物的种子与包含至少一种具有在2,000道尔顿与90,000道尔顿之间的平均分子量的阳离子瓜耳胶的组合物接触的步骤。
2.根据权利要求1所述的方法，其中该方法包括用所述组合物包覆所述植物的种子。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中该方法至少包括以下步骤：
a)将所述植物的种子植入土壤中的洞或沟中；并且
b)施用所述组合物以包围或部分地包围所述植物的种子或者与所述植物的种子相邻，使得所述植物的种子与所述组合物接触。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述组合物呈粒料或微粒料的形式。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其中所述组合物进一步包含载体。
6.根据权利要求1所述的方法，其中该方法至少包括以下步骤：
a)将所述组合物施加到种植所述植物的土壤中；
b)将所述植物的种子施用到土壤中，使得所述植物的种子与所述组合物接触。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述植物在下组中选择，该组由以下各项组成：玉米、小麦、高粱、大豆、西红柿、花椰菜、萝卜、卷心菜、油菜、生菜、黑麦草、草、稻、棉花、以及向日葵。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中该阳离子瓜尔胶是通过用阳离子醚化剂化学改性瓜尔胶获得的。
9.根据权利要求8所述的方法，其中该阳离子醚化剂是在下组中选择的季铵盐，该组由以下各项组成：3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、2,3-环氧丙基三甲基氯化铵、二烯丙基二甲基氯化铵和三甲基铵丙基甲基丙烯酰胺。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中该阳离子瓜耳胶在下组中选择，该组由以下各项组成：
阳离子羟乙基瓜尔胶、阳离子羟丙基瓜尔胶、阳离子羟丁基瓜尔胶、阳离子羧甲基瓜尔胶、阳离子羧丙基瓜尔胶、阳离子羧丁基瓜尔胶和羧甲基羟丙基瓜尔胶。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中该阳离子瓜耳胶是瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中该阳离子瓜耳胶具有在0.005与1之间的取代度。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中该阳离子瓜耳胶具有在0.12与0.5之间的取代度。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中该阳离子瓜耳胶具有在5,000道尔顿与90,000道尔顿之间的平均分子量。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其中该阳离子瓜耳胶具有在10,000道尔顿与60,000道尔顿之间的平均分子量。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，其中所述组合物进一步包含生物活性成分。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的方法，其中所述组合物进一步包含植物生物刺激素。
18.一种用阳离子瓜耳胶包覆的种子，该阳离子瓜耳胶具有在2,000道尔顿与90,000道尔顿之间的平均分子量。
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