作物保護的組合物和方法

專利名稱：作物保護的組合物和方法
技術領域：
本發明一般涉及作物保護組合物和制備及使用所述組合物的方法。更具體地，本發明涉及利用滑石和一種或多種添加劑的作物保護組合物和制備所述組合物的方法，所述的添加劑提供改進的滑石的水懸浮液。本發明也公開了以利用滑石和一種或多種添加劑的作物保護組合物涂覆的(coated)園藝基材(substrate)，所述的添加劑提供了改進的滑石的水懸浮液。
背景技術：
陸地上的植物經受極端環境條件，諸如氣溫、風速、亮度級(light level)、相對濕度和可利用的營養和水的變化。增加的葉反射率(foliage reflectance)被看作為調節環境條件的手段，所述環境條件導致如熱應力(heat stress)和植物曬傷(sunburn)的條件。反射涂層(reflective coating)可施加于水果和蔬菜的表面以減少在水果/蔬菜表面的過量的熱和光(包括紫外光和紅外光)力圖防止“曬傷”。曬傷表現為水果和蔬菜表面上顏色加深的區域。在曬傷的區域下面，水果/蔬菜組織被破壞并可能產生疾病癥狀。應用反射處理的策略是通過反射熱量或通過阻斷光線降低水果的溫度。
然而，許多本技術領域中已知的增加葉反射率的方法引起減少的蒸騰作用(transpiration)和減少的光合作用(photosynthesis)。光合作用和蒸騰作用是植物生長和/或產生有用的農作物所必需的。用于減少植物的環境應力的其他方法在U.S.6,069,112、6,156,327、6,027,740和5,908,708中描述。這些專利描述并包含了方法和組合物，所述的組合物包含熱處理的顆粒物質，該熱處理的顆粒物質包括熱處理的高嶺土(kaolin)。
滑石是天然疏水的礦物并抵抗被水潤濕。對用于植物的反射組合物而言，滑石的疏水性是有優勢的。一旦滑石作為植物表面上的膜存在，預測滑石將抵抗被水去除，所述的水以雨、灌溉、濕度(humidity)等的形式存在。因此，可預測植物表面上滑石的反射層比類似的親水反射層更耐久。因此，在植物表面上形成滑石層是理想的。然而，用水潤濕滑石以產生施加于植物的漿液可能是困難的。置于水中的滑石顯示緩慢的變小(makedown)，即加入水以形成漿液時的延遲的懸浮，而且也顯示澄清(clearing)，即漿液沉淀為沉積物，得到滑石已被清除的上清液層，由此看上去是澄清的。這些性質對于試圖在水中產生滑石的漿液的使用者來說是麻煩的，因為產生漿液更費時間而且漿液需要更多的攪拌以便成為有效的漿液。對于使用者來說另一個問題是“硬底(hard heel)”或抵抗重懸的沉積物形成的問題。這樣的硬底也是不利的，因為硬底難以從噴霧設備中去除并可能會阻塞管道。
因此，在本技術領域中仍然需要保護植物和作物免于環境應力如曬傷，同時增加使用者應用的簡便性的方法和組合物。例如，用于保護作物植物的常規處理包括使用反射粒子(reflectant particle)，其作為粉末供給使用者。通常，由于漂移(drift)和吸入危害(inhalation hazard)，將粉末大規模地施加于植物在商業上是不可行的。相反，上述產品必須作為漿液施加。然而，使用者會感受到在制備漿液的過程中與處理粉末有關的不便和危害。粉末是棘手的。粉末可容易地溢出(spill)并難以完全去除(remove)。它們可成煙霧狀散開(aerosolize)并進入空氣，對工人和任何附近的其他人造成吸入危害。在本技術領域中也仍然需要作物防護劑組合物和方法，所述的組合物和方法使使用者暴露于塵埃和粉末最小化或得以避免，卻仍然保留它們進入水懸浮液或“漿液”的能力。在本技術領域中也仍然需要作物防護劑組合物和方法，所述的組合物和方法容易潤濕植物表面并且可通過簡單的洗滌除去。
在本技術領域中也仍然需要作物防護劑組合物和方法，所述的組合物和方法利用“天然的”或有機的物質，即適合于產生和處理有機作物和有機的加工食品的組合物和方法，所述有機作物和有機的加工食品如由美國農業部根據1990有機食品生產法案(Organic Foods Production Act)所定義的。

發明內容
在一個實施方案中，本發明包括用于保護作物的漿液組合物。所述組合物包含頁硅酸鹽礦物、螯合劑和多價離子。此外，所述組合物具有大約9.0至大約11.6的pH。頁硅酸鹽礦物可選自高嶺石、滑石、綠泥石、葉臘石、蒙脫石、蒙皂石和蛭石中的一種或多種，且在優選的實施方案中，是滑石。螯合劑可選自馬來酸鈉、檸檬酸、檸檬酸鈉、鋁酸鈉、硅酸鈉、EDTA、DTPA和其混合物中的一種或多種，且在優選的實施方案中，是檸檬酸。多價離子可包含選自鎂離子和鋁離子中的一種或多種陽離子。多價離子也可包括選自硫酸根離子和檸檬酸根離子的陰離子。在優選的實施方案中，所述多價離子來自七水合硫酸鎂。
在本發明的又一個實施方案中，提供了用于產生保護作物的漿液的組合物。當使用所述組合物產生漿液時，該組合物包含頁硅酸鹽礦物、螯合劑和多價離子的來源。在優選的實施方案中，所述螯合劑是檸檬酸而所述多價離子是來自瀉鹽的鎂離子和硫酸根離子。在此實施方案中，檸檬酸和瀉鹽以檸檬酸∶瀉鹽為大約1∶.5至大約1∶10的比例存在。
本發明的又一個實施方案是用于作物保護的方法，其包括將如本文所述的有效量的漿液組合物施加到作物的至少一部分表面。施加的步驟可通過噴霧、涂抹和浸漬進行。所述作物可選自水果、蔬菜、谷類、豆類、樹、灌木、花、草、根、園林植物、觀賞植物和作物植物中的一種或多種。
本發明的又一個實施方案是用于保護作物免于受凍的方法，其包括將如本文所述的有效量的漿液組合物施加到作物的至少一部分表面。所述方法可與另一種已知的作物防凍的技術如覆蓋植物和燃燒煙熏罐相結合來實施。
本發明的又一個實施方案是用于保護作物免于蟲害的方法，其包括將如本文所述的有效量的漿液組合物施加到作物的至少一部分表面。
本發明的又一個實施方案是涂覆的基材，其為園藝基材，其中用作物保護劑組合物涂覆該基材至少一部分表面。所述組合物包含如本文所述的漿液組合物的殘余物。
本發明的又一個實施方案是施加于作物的組合物，其包括滑石、檸檬酸、七水合硫酸鎂和蘇打灰。滑石可以以大約75干重％至大約99干重％的量存在；檸檬酸可以以大約500ppm至大約2000ppm的量存在；七水合硫酸鎂可以以大約1000ppm至大約4000ppm的量存在；而蘇打灰可以以大約1干重％至大約4干重％的量存在；在優選的實施方案中，滑石以大約97.125干重％的量存在；檸檬酸以大約0.125干重％的量存在；七水合硫酸鎂以大約.25干重％的量存在；而蘇打灰以大約2.5干重％的量存在；此組合物可為丸粒(pellet)的形式或可為進一步包含水的漿液。在漿液的實施方案中，所述組合物可具有大約9.0至大約11.6的pH。
發明詳述本發明包含作物保護組合物和方法和處理的基材。本發明的組合物具有良好地潤濕并涂覆水果和其他作物的能力以保護免于，例如曬傷。所述組合物可通過多種的施加方法施加于范圍廣泛的水果、蔬菜或其他作物表面。可將組合物的組分例如以丸粒的形式，混合和分散，于是最終使用者，如農民，可簡單地將所述丸粒與水混合并獲得正確的pH和化學組合物。可將所述組合物與環境可接受的組分配制，同時仍然滿足重要的表面化學要求。以漿液的形式，所述組合物可為穩定的懸浮液以使其施加于作物并避免設備被固體堵塞。下面的說明書描述了本發明優選的實施方案，和各種替換的實施方案。然而，對于本領域的那些技術人員來說顯而易見的是，在不背離本發明的精神或范圍的前提下，可以完成各種其他替換的實施方案。
本發明的一個實施方案是用于保護作物的組合物。詞語“作物”可指任何類型的植物或植物產品，諸如水果、蔬菜、谷類、豆類、樹、灌木、花、草、根、景觀植物、觀賞植物和作物植物。保護作物指本發明的化合物防止和/或減少和/或最小化陽光和/或熱的不良影響的能力。陽光和/或熱對于作物的不良影響包括曬傷和熱應力，所有這些可能會增加光合作用過程中的蒸騰，或給植物產品如水果、蔬菜和纖維帶來可見的損害。保護作物也指本發明的化合物防止和/或減少和/或最小化蟲害和/或對植物產品的損害的能力。
根據本發明，用于保護作物的組合物包括頁硅酸鹽礦物，其優選的實施方案是滑石，含水的硅酸鎂。本發明的組合物也包括螯合劑和多價離子。
術語“頁硅酸鹽礦物”(頁硅酸鹽)指那些含有堿性(basic)硅酸鹽的礦物。優選地，所述頁硅酸鹽選自高嶺石、滑石、綠泥石、葉臘石、蒙脫石、蒙皂石和蛭石中的一種或多種。更優選地，所述頁硅酸鹽選自滑石和葉蠟石中的一種或多種，而且最優選地所述頁硅酸鹽是滑石。
滑石，以其沒有攙雜的形式，是片狀礦物(platy mineral)，意思是滑石會以薄片結晶并易于沿裂解面(cleavage plane)剝落。可通過任何合適的方法，如干磨(dry milling)加工滑石以用于本發明。可將滑石粒子篩分為所需的中值粒度(median particle size)。另一種滑石磨制方法是流態化能量方法(″FEM″)。這里，將滑石與水(蒸氣)混合為漿液以將滑石保留在懸浮液中，而且將滑石粒子磨碎和/或分級(sort)以獲得正確的粒度分布曲線。滑石是天然疏水的礦物而且抵抗被水潤濕。本發明的組合物通常以大約50干重％至大約99.9干重％的量含有頁硅酸鹽礦物(即，基于用來制備漿液的物質的干重)。更優選地，本發明的組合物含有以大約75干重％至大約99干重％，大約90干重％至大約98干重％，和大約95干重％至大約98干重％的量存在的頁硅酸鹽礦物。在優選的實施方案中，以大約97干重％的量包含頁硅酸鹽礦物。在特別優選的實施方案中，所述頁硅酸鹽礦物是滑石并以97.125干重％存在。在此實施方案中，所述組合物也可包含大約2.5干重％的蘇打灰，大約0.125干重％的檸檬酸和大約.25干重％的瀉鹽，并可為丸粒形式。本組合物的多價離子可由鹽提供，所述的鹽具有多價陽離子如鎂(+2)和鋁(+3)及多價陰離子如硫酸根(-2)和檸檬酸根(-3)。更優選地，用于本發明的多價陽離子尤其可選自鎂(+2)、鋁(+3)中的一種或多種。用于本發明的多價陰離子尤其可選自硫酸根(-2)和檸檬酸根(-3)中的一種或多種。在優選的實施方案中，多價離子來自瀉鹽(七水合硫酸鎂)，其通常以大約1000ppm至大約4000ppm，大約1500ppm至大約3500ppm，大約2000ppm至大約3000ppm和優選大約2500的濃度存在于漿液組合物中。如本發明中使用的，百萬分率(ppm)值是基于干固體的重量，即，除非另外表明，不包含水或任何其他溶劑。
本發明的螯合劑是在多價骨架上具有單價陰離子部位的分子。優選的螯合劑為馬來酸鈉、檸檬酸、檸檬酸鈉、鋁酸鈉、硅酸鈉、EDTA、DTPA和這些試劑的組合。最優選地，所述螯合劑是檸檬酸。多價陽離子可與聚合的陰離子鏈反應(螯合作用)，但由于嘗試捕獲幾個陰離子部位以達到靜電中性(electrostatic neutrality)反應有一些難度。因此，所述螯合劑通過環繞多價陽離子，懸浮液中的頁硅酸鹽粒子而起作用。在螯合劑為檸檬酸的實施方案中，檸檬酸通常以大約500ppm至大約2000ppm，大約750ppm至大約1750ppm，大約1000ppm至大約1500ppm和優選為大約1250ppm的濃度存在于所述漿液組合物中。
在多價離子由瀉鹽提供而且螯合劑為檸檬酸的實施方案中，檸檬酸和瀉鹽優選以檸檬酸∶瀉鹽為大約1∶.5至大約1∶10，更優選大約1∶1至大約1∶7，更優選大約1∶1.5至大約1∶4，和最優選大約1∶1.85至大約1∶2的比例存在。
本發明提供了形成作物保護礦物漿液的方法，所述的漿液在運輸和貯存的過程中是非常穩定的。使用螯合劑、多價離子和pH控制，本發明提供了作物保護礦物漿液，其被穩定化以防止沉積。
如本公開中使用的，術語“穩定性”具體指本發明的漿液中單獨的礦物粒子避免在懸浮液中凝結或絮凝或聚結在容器底部。穩定性來源于懸浮液中的每個粒子周圍具有非常均一的靜電電場。粒子與粒子間靜電排斥可超過設法驅使懸浮液沉積的重力。對于本公開的實際目的，認為懸浮液是穩定的，如果所述凝結過程是如此之慢以致于花費至少五天、十天或十五天以在未受干擾的裝運容器(shipping container)中形成可見的沉淀。
本發明的漿液組合物具有改進的流變性質和低粘度。“改進的流變性質”和“低粘度”指當把本發明的漿液和常規滑石漿液以相等的固體含量進行比較時，本發明的漿液的流動特性得到改進，而且本發明的漿液可通過常規的手段進行操作和/或泵送，這取決于漿液的預期用途。本發明的漿液具有流變學，所述的流變學尤其允許便于轉移和使用。優選漿液的粘度小于大約500厘泊(cps)，更優選小于大約350cps和最優選小于大約200cps。
術語“高固體”指那些漿液，其中頁硅酸鹽礦物的含量為至少大約45重量％，至少大約50重量％，至少大約55重量％，和優選為大約45重量％至大約55重量％。
溶膠絮凝的舒爾策-哈代規則(Schulze-Hardy rule)表明電解液(electrolyte)的絮凝值主要由它的化合價而不是它的類型確定。因此，二價和三價陽離子或陰離子在絮凝化溶膠中比溶液中的單價離子有效得多。本發明的穩定化技術使用多價陽離子和陰離子作為對于特殊的螯合劑或分散劑的分散作用的拮抗物。本發明的最終漿體的最佳流變學通過遵循具體的工藝步驟得到，但穩定化結果并不依賴于這些步驟。
本發明的一個實施方案提供了制備高含量、穩定的礦物漿液的方法。不受理論的限制，認為通過將多價螯合劑附著在所述礦物的邊緣實施該方法。所述方法包括首先將螯合劑加入懸浮液，其中礦物分散于高pH的含水的環境。頁硅酸鹽礦物的晶體結構是這樣的，在表面上有凈的負靜電荷而且在該晶體的邊緣有凈的正電荷。認為螯合劑附著于礦物晶體的邊緣，如水鎂石(brucite)在晶格中有鎂陽離子。所述的螯合劑不能去除鎂，并由此與礦物靜電連接。
漿液的pH為大約pH9.0至大約pH11.6，更優選大約pH9.5至大約pH10.5，更優選大約pH9.7至大約pH10.3和最優選大約pH10。在漿液形成之后，連續地遍及變小過程，在每次加入頁硅酸鹽礦物的過程中，或在變小過程中的任何時間，可調節漿液的pH。優選地，遍及變小過程將漿液的pH保持在預期的水平。這可以通過連續地監測漿液的pH并根據需要調節pH實現。監測并加入pH控制試劑可手動地完成或者可以例如，通過計算機控制過程自動地完成。在優選的實施方案中，通過將碳酸鈉(蘇打灰)包含在本發明的組合物中控制pH。碳酸鈉或其他pH控制試劑的量是這樣的以獲得上述的pH參數。在蘇打灰為pH控制試劑的實施方案中，其通常基于干重，如以丸粒的形式，以大約1干重％至大約4干重％，大約1.5干重％至大約3.5干重％，大約2干重％至大約4干重％和優選大約2.5干重％的水平存在。
然后加入過量的多價陽離子如鋁或鎂。螯合劑試圖也環繞這些陽離子但是不能，因為它已經以直線排列附著于礦物表面。通常，如果pH范圍在本文設定的界限之外，鎂或鋁陽離子在礦物漿液內產生由震凝行為(rheopecticbehavior)表現的流變學危機(rheology crisis)。然而，不受任何一種理論的限制，當二價陰離子如硫酸根、磷酸根和四硼酸根用于本發明的方法學時，它們看起來作為陰離子的分散劑，在輕微的或劇烈的攪拌過程中保持低粘度。本發明的優選的實施方案的方法學在礦物漿液中不誘導任何震凝的或脹流(dilatent)行為。因此，將由多價陽離子和陰離子組成的鹽加入含有螯合劑的礦物漿液產生導致具有長期穩定性漿液的離子環境。
本發明的變小過程可包括將頁硅酸鹽的供入液流(feedstream)，以足夠獲得基本均質的高固體漿液的速率和條件加入含水的組合物。優選地，頁硅酸鹽的質量平均d50小于大約7微米(μm)，更優選大約1.2μm至大約3.5μm。“質量平均d50”指粒度分布，其中頁硅酸鹽總重量的大約50％歸因于具有小于質量平均d50粒度的粒子。可替換地，優選大約100％的頁硅酸鹽的粒度小于大約44μm。
可替換地，代替在變小過程之前將頁硅酸鹽粉碎至希望的粒度，本發明的高固體含量漿液變小過程可在粉碎過程之前進行。例如，具有相對大的頁硅酸鹽粒度的高固體含量漿液可經受濕磨過程產生具有預期的頁硅酸鹽粒度的漿液。如此，粉碎過程也提供了變小過程所需的剪切作用。而且，此濕磨消除了單獨的夾帶的(entrained)空氣去除步驟的需要。
已經觀察到，制備高固體含量低粘度漿液的簡易性依賴于在變小過程中漿液的溫度。優選且令人驚訝地，發現在較低溫度進行所述變小過程導致改進的流變學和降低的粘度。具體地，優選在大約5℃至大約20℃，大約6℃至大約16℃和優選大約7℃至大約12℃的溫度進行變小過程。應該理解上述溫度僅僅指變小過程中的溫度；從而，在變小過程之后，漿液的溫度可在這些溫度之外。
隨著將頁硅酸鹽的供入液流加入混合釜(mixing tank)，可通過高剪切攪拌含水的組合物促進變小過程。優選地，混合釜中攪拌器葉片的葉尖速度(tipspeed)為大約4000英尺每分鐘(fpm)至大約9000fpm。如果供入液流加入太快，漿液流變學變得非常硬且難以攪拌。在這樣的情況下，可允許漿液靜置而不混合，而且當漿液的粘度由于電解液通過擴散的膠溶作用而下降時，可以開始攪拌。為了避免必須等到通過擴散而膠溶，優選以從大約300克/分鐘每升含水的組合物(g/min/l)減少到大約60g/min/l的速率加入供入液流直到漿液達到大約55％固體。可以理解，隨著固體量在漿液中增加，供入液流必須以較慢的速率加入以允許發生完全的膠溶并允許夾帶的空氣逸出。因此，當固體含量達到大約55％，供入液流的加入進一步降至大約40g/min/l直到達到期望的固體含量。
漿液中空氣的存在影響漿液的粘度。認為空氣的主要來源是來自凝聚的頁硅酸鹽粒子。凝聚的頁硅酸鹽粒子可為40％空氣及通過范德華力結合在一起的頁硅酸鹽粒子(can be 40％ air with phyllosilicate particles being heldtogether by van der Waals force)。在變小過程中，空氣從漿液中的頁硅酸鹽粒子表面釋放，但保持在漿液懸浮液中。優選漿液含有小于大約3.5體積％，更優選小于大約2％和最優選小于大約1％的夾帶空氣。
在變小過程中，可以通過允許空氣從漿液中逸出減少漿液中夾帶的空氣的量。這提供了具有降低的粘度的漿液。通過將高剪切攪拌停止足夠的時間以允許夾帶的空氣移出或通過將漿液轉移到貯槽(holding tank)可以實現夾帶的空氣的去除。當使用單槽系統時，通常允許漿液靜置大約10min至大約40min的平均時間。然后所述漿液再經過混合以進一步增加固體含量。
本發明的漿體在由這些礦物漿液期望的攪拌的狀態下具有正常的假塑性流變學。此行為在從凍結到高至150和更高值的寬的溫度范圍中是穩定的。靜置短至大約四個小時，漿液產生凝膠的特性。流體類型被描述為“賓漢塑性體(Bingham plastic)”。必須賦予一定程度的流體剪切的程度以使流體再次開始移動。粘度計測定指示在靜置的(standing)凝膠上多至大約40,000cps的低速粘度，該凝膠一旦流動則降低到小于大約500cps。認為此可逆的塑性(plasticbehavior)連同靜電的溶膠穩定性是本發明的漿體之例外的功能性漿液穩定性的原因。
所述反應的化學計量學指導形成最佳的穩定化組合物(formulation)。例如

根據經驗已發現，檸檬酸或EDTA的量的顯著減少產生比這兩種螯合劑的精確的化學計量比例更好的穩定性。
雖然可使用許多不同的溶劑制備本發明的漿體，優選的溶劑是水。將螯合劑導入硬水后，螯合劑遇到金屬陽離子(Mg++和Ca++)。在這些礦物漿液中使用的螯合劑的數量低于給出硬水中二價陽離子含量的化學計量的量。為此，產生本發明的礦物漿體的方法包括導入螯合劑之前在升高的pH的變小過程。升高的pH引起硬水中存在的陽離子的沉淀。于是螯合劑具有更大的附著于礦物邊緣的陽離子部位的可能性，而不是多價螯合(sequestering)硬水中的礦物。
滑石產品如白云石(dolomite)或菱鎂礦(magnesite)中碳酸鹽礦物的存在會影響穩定化化學品的比例。進行檢驗以測試以滑石和檸檬酸和瀉鹽形成的本發明的漿液中減少的沉積速率，得到顯示于表I中的代表性比例。
表I

表I中的這些比例不必限制為最佳性能，但確實提供了功能的穩定性。雖然，隨著鹽濃度的增加，漿液可具有增加的穩定性，不同礦物漿液的最佳平衡常常不僅基于穩定性而且基于穩定性、成本和流變學因素的組合。
在可替換的實施方案中，本發明的組合物也可包含油。所述的油可包括植物油，如豆油(soybean oil)、玉米油(corn oil)和菜籽油(canola oil)，其可由油酸和亞油酸的甘油三酯組成。在這樣的實施方案中，油可以以漿液組合物的大約.1％至大約10重量％，漿液組合物的大約.5％至大約5重量％，漿液組合物的大約.75％至大約2重量％，和最優選大約1重量％的量存在。已發現油的包含可提高頁硅酸鹽材料懸浮液在漿液中的穩定性。此外，這樣的油可具有附加的益處，諸如，例如控制害蟲。例如，已使用豆油作為休眠期噴藥(dormant spray)和夏季噴藥(summer spray)用于控制木虱(pear psylla)。木虱是木虱科(family Psyllidae)，尤其是木虱屬(genus Psylla)，幾種侵擾果樹的各種木虱(jumping plant lice)中的任一種。
在一個實施方案中，本發明的組合物為粉末的形式。在更優選的實施方案中，將本發明的組合物形成丸粒(pellet)。丸粒化(pelleting)可通過本技術領域已知的方法完成并包括所有這樣的方法。丸粒的優勢在于它們是比散裝粉末(bulk powder)更方便使用的形式。丸粒更易流動而且更容易操作和使用。例如，它們溢出時比粉末更容易清理。丸粒的另一個優勢是與散裝粉末相比應用丸粒組合物顯著減少了使用者的灰塵暴露(dust exposure)。可以稱量、轉移和以另外的方式處理丸粒，導致與粉末相比顯著減少了產生的灰塵。本發明的丸粒可為任何便于使用的大小和形狀。
在一個使用本發明的實施方案中，將粉末或丸粒與水合并以形成漿液而便于施加于作物。優選地，通過將粉末或丸粒與水合并并用攪拌器攪拌混合物形成本發明的漿液。本發明的漿液的固體含量可為用于以獲得預期的作物保護的任何合適的固體含量而具體的變化范圍，可為大約5％至大約55％。任選地，可使用臨時的攪拌以幫助保持漿液分散。
可用本領域常規的任何方式配制本發明的組合物。在優選的實施方案中，可將螯合劑(例如，檸檬酸)和多價離子的來源(例如，瀉鹽)，連同其他組分如用于pH控制的蘇打灰形成頁硅酸鹽材料的丸粒。例如，在滑石的情況中，通過混合滑石和水，形成丸粒，和將丸粒干燥至大約2-3％的殘留含水量制備丸粒。在上述過程中，可將檸檬酸和瀉鹽與摻入預混物的蘇打灰預混合，然后將混合物加入水中。然后將上述溶液與滑石混合并如上所述形成丸粒。以這種方式，得到頁硅酸鹽材料與其他組分的均勻混合(intimate mixing)。此外，可通過在加入蘇打灰之前將瀉鹽與檸檬酸混合減少或避免不良的相互作用。否則，蘇打灰和檸檬酸可反應并且發泡(effervesce)。可替換地，當形成漿液時，可只用水和附加的組分形成頁硅酸鹽材料的丸粒。此外，在未將頁硅酸鹽材料粒化的實施方案中，在制備漿液之前可將任何附加的組分作為疏松粉末(loose powder)干混或在形成漿液時將任何附加的組分簡單地加入水和頁硅酸鹽材料。
本發明的另一個實施方案包括用于作物保護的方法，其包含將有效量的本發明的組合物施加于作物的表面的至少一部分。可通過本領域已知的任何方法完成此應用。施加本發明的組合物的一種方法是通過撒粉(dusting)。施加本發明的組合物的更優選的方法是首先形成本發明的漿液，然后將所述漿液施加于作物的表面。施加漿液的方法在本領域中是已知的，且包括噴霧、涂抹和浸漬。施加本發明的漿液的優選方法是噴霧。為了在植物表面上獲得有效量的本發明的組合物，需要至少一次施加。在優選的實施方案中，在生長季節期間，可將所述組合物施加2、3、4次或更多。
本發明的又一個實施方案是保護作物免于凍結的方法。將本發明的組合物施加于作物以保護作物免于經受由于低的環境溫度引起凍結而受到損害或降低損害發生的溫度。可將本發明的組合物施加于作物處于由于低溫造成的損害的危險的部位，如當溫度能幾乎到冰點或冰點之下(below freezing)的早春的作物或在更冷的氣候中生長的作物。可單獨或與其他已知的技術如覆蓋植物或燃燒煙熏罐相結合使用本發明的組合物用于防止凍結損害。
本發明的又一個實施方案是用于控制害蟲的方法。將本發明的組合物施加于作物以保護作物免于蟲害或害蟲，如蚜蟲(aphid)侵擾的蔓延。可將本發明的組合物施加于作物的處于由于害蟲造成的損害的危險的部位。可單獨或與其他已知的害蟲防治技術相結合使用本發明的組合物用于控制害蟲。
在另一個實施方案中，本發明涉及用組合物涂覆的基材，所述的組合物包含本發明的漿液組合物的殘余物。該殘余物包括最初以及隨后的干燥和/或隨后的再水合(rehydration)階段(例如，由周圍的沉淀)落在基材上的組合物。所述的基材包括園藝基材。合適的園藝基材包括水果、蔬菜、谷類、豆類、樹、灌木、花、草、根、園林植物、觀賞植物和作物植物。用本發明的組合物涂覆所述基材的表面。涂覆基材表面的方法包括通過適合于本發明的施加方法施加于表面，和允許所述表面干燥。
實施例實施例1此實施例描述了本發明的滑石組合物的潤濕(wet-out)和分散特性。測試的添加劑是蘇打灰和瀉鹽。
為了確定每種滑石組合物的變小和分散特性，使用如下的步驟。將干粉狀的滑石用加入的添加劑瀉鹽和/或蘇打灰進行配制。然后將配制物制成丸粒。將25克(g)丸粒加入1升(L)燒杯并加入500毫升(mL)水。然后將懸浮液分散在韋林攪切器(Waring blender)中并通過325篩網(mesh screen)過濾。此時，評估變小速率(進入懸浮液的能力)并評估如下“快”變小是指在5分鐘之內進入懸浮液的滑石；“慢”變小是指在5分鐘至30分鐘進入懸浮液的滑石。然后重新將懸浮液放回1L燒杯中并允許靜置一段時間，通常為1小時。在靜置結束時，依據它們的沉淀速率評估懸浮液。“快”沉淀速率是指在靜置時間的結尾滑石已經沉淀下來的懸浮液。評估“慢”速沉淀的懸浮液中懸浮的滑石是否凝結或絮凝。表1描述了此實施例的結果。
表1.
滑石組合物和變小速率，沉淀速率和懸浮液特性

表1顯示含有蘇打灰、瀉鹽或兩者的滑石組合物的結果。此實施例中測試的所有組合物具有相對快的變小，但在實驗的靜置階段未能保留在懸浮液中。
實施例2此實施例描述了本發明的滑石組合物的潤濕和分散特性。測試的添加劑是硼砂(borax)和瀉鹽。
如實施例1中所述進行實驗以測定變小、沉淀和凝結/絮凝。如實施例1中所述制備滑石組合物。在此實施例中，測試的添加劑為瀉鹽和/或硼砂。
表2.
滑石組合物和變小速率，沉淀速率和懸浮液特性

表2顯示含有蘇打灰和瀉鹽的滑石組合物的結果。該組合物具有相對快的變小，但在實驗的靜置階段未能保留在懸浮液中。
實施例3此實施例描述了本發明的滑石組合物的潤濕和分散特性。測試的添加劑是檸檬酸和瀉鹽。
如實施例1中所述進行實驗以測定變小、沉淀和凝結/絮凝。如實施例1中所述制備滑石組合物。在此實施例中，測試的添加劑為瀉鹽和/或檸檬酸。
表3.
滑石組合物和變小速率，沉淀速率和懸浮液特性


表3顯示含有檸檬酸和/或瀉鹽的滑石組合物的結果。此實施例中測試的所有組合物具有相對快的變小，但在實驗的靜置階段未能保留在懸浮液中。
實施例4此實施例描述了本發明的滑石組合物的潤濕和分散特性。測試的添加劑是EDTA、硫酸鈉和硬脂酸鈉。
如實施例1中所述進行實驗以測定變小、沉淀和凝結/絮凝。如實施例1中所述制備滑石組合物。在此實施例中，測試的添加劑為EDTA和/或硫酸鈉和/或硬脂酸鈉。
表4.
滑石組合物和變小速率，沉淀速率和懸浮液特性

表4顯示含有EDTA、硫酸鈉和硬脂酸鈉的滑石組合物的結果。此實施例中測試的所有組合物具有相對快的變小，但在實驗的靜置階段未能保留在懸浮液中。
實施例5此實施例描述了本發明的滑石組合物的潤濕和分散特性。測試的添加劑是明礬和檸檬酸。
如實施例1中所述進行實驗以測定變小、沉淀和凝結/絮凝。如實施例1中所述制備滑石組合物。在此實施例中，測試的添加劑為明礬(硫酸鋁)和/或檸檬酸。
表5.
滑石組合物和變小速率，沉淀速率和懸浮液特性

表5顯示含有明礬和/或檸檬酸的滑石組合物的結果。此實施例中測試的所有組合物具有相對快的變小，但在實驗的靜置階段未能保留在懸浮液中。
實施例6此實施例描述了本發明的滑石組合物的潤濕和分散特性。測試的添加劑是蘇打灰、明礬、玉米淀粉和檸檬酸。
如實施例1中所述進行實驗以測定變小、沉淀和凝結/絮凝。如實施例1中所述制備滑石組合物。
表6.
滑石組合物和變小速率，沉淀速率和懸浮液特性


表6顯示含有蘇打灰、明礬、檸檬酸、瀉鹽，或組合的滑石組合物的結果。
實施例7此實施例描述了本發明的滑石組合物的潤濕和分散特性。測試的添加劑是明礬、瓜爾豆膠和瀉鹽。
如實施例1中所述進行實驗以測定變小、沉淀和凝結/絮凝。如實施例1中所述制備滑石組合物。
表7.
滑石組合物和變小速率，沉淀速率和懸浮液特性

表7顯示含有蘇打灰、明礬、檸檬酸、瀉鹽，或組合的滑石組合物的結果。組合物042503B-E都具有快的變小和慢的沉淀速率，導致懸浮液中具有絮凝的滑石。
實施例8此實施例描述了以丸粒的形式制備本發明的作物保護劑組合物。
通過制備531.6磅水、2.8磅檸檬酸和5.2磅瀉鹽(七水合硫酸鎂)的鹽水預混物制成組合物。在此混合物中，加入50磅蘇打灰。然后將得到的溶液與滑石以21∶79的溶液∶滑石重量比混合。滑石已經過預處理以產生Mistron Vapor粉末(磨得很細的滑石)。此組合物具有大約pH 10.4至大約10.5的pH。然后將完全的組合物制成粒狀并在200℃爐中干燥至小于5％的水分含量(目標3％含水量)。
此組合物的丸粒快速而完全地分散以在水中形成漿液。當將此組合物的丸粒加入水以產生漿液時，所述漿液慢慢沉淀為相當硬的沉積物。然而，輕微振蕩或攪拌使漿液恢復原樣。
實施例9此實施例描述了在樹葉上施加本發明的漿液之后本發明的漿液的外觀。
如實施例8所述制備漿液。將所述漿液，以及SURROUND對照，以如SURROUND產品插頁所推薦的量和方式噴在灰樹(ash tree)樹葉上并使其干燥。噴過的樹葉的總體觀察顯示實施例8的組合物在葉子上的外觀與將SURROUND噴在灰樹樹葉上作為對照的幾乎相同。與SURROUND相比，觀察到灰樹樹葉上的涂覆層更好的均一性(uniformity)。顯微鏡下的觀察顯示葉子表面上如噴過SURROUND對照的葉子所觀察的幾乎同一類型的附著物和涂覆層。
實施例10此實施例描述了在蘋果上施加本發明的漿液之后本發明的漿液的外觀。
將成熟的Granny Smith-型蘋果(用丁酰肼蠟(alar wax)涂覆，從零售的食品雜貨店得到)用SURROUND和實施例8所述的組合物如實施例9所述進行噴霧并使其干燥。噴過的蘋果的總體觀察顯示，與噴過SURROUND的蘋果相比，在噴過實施例8的組合物的蘋果上觀察到涂覆層的明顯更好的均一性(增加的潤濕)。
實施例11此實施例描述噴過本發明的組合物之后昆蟲和蛹(nymph)在灰樹上的行為。
(A)蛹。在灰樹上觀察到多群用顯微鏡可見的蛹(蚜蟲)。這些蛹具有油質的或濕的皮膚。在用實施例8所述的組合物以實施例9所述的方式噴射所述蛹群之后，蛹在一天之內變得固定而且干燥。對于活動的蛹，噴過的樹葉表面看來似乎將滑石組合物轉移到昆蟲的身體部分，導致如上所述的損傷。
(B)蚜蟲成蟲(Adult aphid)。用實施例8所述的組合物以實施例9所述的方式噴射存在于灰樹樹葉上的蚜蟲，并與相同灰樹上未噴射的蚜蟲相比較。噴霧后，觀察到蚜蟲的腹部、腿部和胸部(thorax)的各個區域被滑石涂覆。不同于對照未噴射的昆蟲，看到被噴射的昆蟲不斷刮擦它們被涂覆的身體部分但不能成功去除滑石凝聚物(agglomerate)。為了蚜蟲的汁液而捕獲蚜蟲的螞蟻離開了該區域。第二天，觀察到被噴射的蚜蟲已離開了噴過的樹葉并已遷移到未噴過的樹葉。
已遷移到噴過的樹葉的被噴射的蚜蟲身上仍然有滑石。大多數被噴射的蚜蟲具有新生的翅膀，但是翅膀看上去是變形的(deformed)，很可能是由于滑石的干燥作用。然而，只有一只對照蚜蟲有新生的翅膀。可能地，所述組合物除了使翅膀變形以外，也可誘導過早的換羽(molting)。
在上述的說明書中已經描述了本發明的原理、優選的實施方案和操作方式。然而，不應將本文中意欲保護的本發明理解為局限于公開的具體形式，因為這些將被認為是說明性的而不是限制性的。本領域的那些技術人員可進行變化和改變而不背離本發明的精神。因此，應認為上述本發明的最佳實施方式實際上是代表性的而不作為如所附權利要求中描述的本發明的范圍和精神的限制。
權利要求
1.用于保護作物的漿液組合物，其包含頁硅酸鹽礦物；螯合劑；和多價離子其中所述組合物具有大約9.0至大約11.6的pH。
2.權利要求1的組合物，其中所述頁硅酸鹽礦物選自高嶺石、滑石、綠泥石、葉臘石、蒙脫石、蒙皂石和蛭石中的一種或多種。
3.權利要求1的組合物，其中所述頁硅酸鹽礦物是滑石。
4.權利要求1的組合物，其中所述頁硅酸鹽礦物包含大約50干重％至大約99.9干重％。
5.權利要求1的組合物，其中所述頁硅酸鹽礦物包含大約97干重％。
6.權利要求1的組合物，其中所述組合物另外包含蘇打灰。
7.權利要求1的組合物，其中所述螯合劑選自馬來酸鈉、檸檬酸、檸檬酸鈉、鋁酸鈉、硅酸鈉、EDTA、DTPA和其混合物中的一種或多種。
8.權利要求1的組合物，其中所述螯合劑是檸檬酸。
9.權利要求8的組合物，其中所述組合物包含大約500ppm至大約2000ppm的檸檬酸。
10.權利要求8的組合物，其中所述組合物包含大約1000ppm至大約1250ppm的檸檬酸。
11.權利要求1的組合物，其中所述多價離子包含選自鎂離子和鋁離子中的一種或多種陽離子。
12.權利要求1的組合物，其中所述多價離子包含選自硫酸根離子和檸檬酸根離子中的一種或多種陰離子。
13.權利要求1的組合物，其中所述多價離子來自七水合硫酸鎂。
14.權利要求13的組合物，其中以大約1000ppm至大約4000ppm的量加入七水合硫酸鎂。
15.權利要求13的組合物，其中以大約2000ppm至大約3000ppm的量加入七水合硫酸鎂。
16.權利要求13的組合物，其中以大約2500ppm的量加入七水合硫酸鎂。
17.權利要求1的組合物，其中所述螯合劑是檸檬酸而所述多價離子是來自瀉鹽的鎂離子和硫酸根離子，而且其中檸檬酸和瀉鹽以檸檬酸∶瀉鹽大約1∶.5至大約1∶10的比例存在。
18.權利要求1的組合物，其進一步包含油。
19.用于產生保護作物的漿液的組合物，其包含頁硅酸鹽礦物；螯合劑；和多價離子的來源。
20.權利要求19的組合物，其中所述頁硅酸鹽礦物選自高嶺石、滑石、綠泥石、葉臘石、蒙脫石、蒙皂石和蛭石中的一種或多種。
21.權利要求19的組合物，其中所述頁硅酸鹽礦物是滑石。
22.權利要求19的組合物，其中所述頁硅酸鹽礦物包含大約50干重％至大約99.9干重％。
23.權利要求19的組合物，其中所述頁硅酸鹽礦物包含大約97干重％。
24.權利要求19的組合物，其中所述組合物另外包含蘇打灰。
25.權利要求19的組合物，其中所述螯合劑選自馬來酸鈉、檸檬酸、檸檬酸鈉、鋁酸鈉、硅酸鈉、EDTA、DTPA和其混合物中的一種或多種。
26.權利要求19的組合物，其中所述螯合劑是檸檬酸。
27.權利要求19的組合物，其中所述多價離子包含選自鎂離子和鋁離子中的一種或多種陽離子。
28.權利要求19的組合物，其中所述多價離子包含選自硫酸根離子和檸檬酸根離子中的一種或多種陰離子。
29.權利要求19的組合物，其中多價離子的來源包含七水合硫酸鎂。
30.權利要求19的組合物，其中所述螯合劑是檸檬酸而所述多價離子是來自瀉鹽的鎂離子和硫酸根離子，而且其中檸檬酸和瀉鹽以檸檬酸∶瀉鹽大約1∶5至大約1∶10的比例存在。
31.權利要求19的組合物，其中所述組合物為丸粒的形式。
32.用于作物保護的方法，其包括將有效量的漿液組合物施加到作物的至少一部分表面，所述漿液組合物包含頁硅酸鹽礦物；螯合劑；多價離子；其中所述組合物具有大約9.0至大約11.6的pH。
33.權利要求32的方法，其中所述頁硅酸鹽礦物選自高嶺石、滑石、綠泥石、葉臘石、蒙脫石、蒙皂石和蛭石中的一種或多種。
34.權利要求32的方法，其中所述頁硅酸鹽礦物是滑石。
35.權利要求32的方法，其中所述頁硅酸鹽礦物包含大約50干重％至大約99.9干重％。
36.權利要求32的方法，其中所述頁硅酸鹽礦物包含大約97干重％。
37.權利要求32的方法，其中所述組合物另外包含蘇打灰。
38.權利要求32的方法，其中所述螯合劑選自馬來酸鈉、檸檬酸、檸檬酸鈉、鋁酸鈉、硅酸鈉、EDTA、DTPA和其混合物中的一種或多種。
39.權利要求32的方法，其中所述螯合劑是檸檬酸。
40.權利要求39的方法，其中所述組合物包含大約500ppm至大約2000ppm的檸檬酸。
41.權利要求39的方法，其中所述漿液包含大約100ppm至大約1250ppm的檸檬酸。
42.權利要求32的方法，其中所述多價離子包含選自鎂離子和鋁離子中的一種或多種陽離子。
43.權利要求32的方法，其中所述多價離子包含選自硫酸根離子和檸檬酸根離子中的一種或多種陰離子。
44.權利要求32的方法，其中所述多價離子來自七水合硫酸鎂。
45.權利要求44的方法，其中以大約1000ppm至大約4000ppm的量加入七水合硫酸鎂。
46.權利要求44的方法，其中以大約2000ppm至大約3000ppm的量加入七水合硫酸鎂。
47.權利要求44的方法，其中以大約2500ppm的量加入七水合硫酸鎂。
48.權利要求32的方法，其中所述螯合劑是檸檬酸而所述多價離子是來自瀉鹽的鎂離子和硫酸根離子，而且其中檸檬酸和瀉鹽以檸檬酸∶瀉鹽為大約1∶.5至大約1∶10的比例存在。
49.權利要求32的方法，其中所述組合物進一步包含油。
50.權利要求32的方法，其中施加的步驟通過選自噴霧、涂抹和浸漬中的一種或多種的方法進行。
51.權利要求32的方法，其中所述作物選自水果、蔬菜、谷類、豆類、樹、灌木、花、草、根、園林植物、觀賞植物和作物植物中的一種或多種。
52.保護作物免于受凍的方法，其包括將有效量的漿液組合物施加到作物的至少一部分表面，所述漿液組合物包含頁硅酸鹽礦物；螯合劑；多價離子；其中所述組合物具有大約9.0至大約11.6的pH。
53.權利要求52的方法，其中所述方法與另一種防凍技術相結合來實施。
54.權利要求53的方法，其中另一種防凍技術選自覆蓋植物和燃燒煙熏罐中的一種或多種。
55.保護作物免于蟲害的方法，其包括將有效量的漿液組合物施加到作物的至少一部分表面，所述漿液組合物包含頁硅酸鹽礦物；螯合劑；多價離子；其中所述組合物具有大約9.0至大約11.6的pH。
56.涂覆的基材，其包含園藝基材，其中該基材至少一部分表面涂有組合物，所述組合物包含漿液組合物的殘余物，所述漿液組合物包含頁硅酸鹽礦物；螯合劑；和多價離子。
57.權利要求55的涂覆的基材，其中所述園藝基材選自水果、蔬菜、谷類、豆類、樹、灌木、花、草、根、園林植物、觀賞植物和作物植物中的一種或多種。
58.權利要求55的涂覆的基材，其中所述頁硅酸鹽礦物是滑石。
59.權利要求55的涂覆的基材，其中所述螯合劑選自馬來酸鈉、檸檬酸、檸檬酸鈉、鋁酸鈉、硅酸鈉、EDTA、DTPA和其混合物中的一種或多種。
60.權利要求55的涂覆的基材，其中所述多價離子包含選自鎂離子和鋁離子中的一種或多種陽離子。
61.權利要求55的涂覆的基材，其中所述多價離子包含選自硫酸根離子和檸檬酸根離子中的一種或多種陰離子。
62.權利要求55的涂覆的基材，其中所述多價離子來自七水合硫酸鎂。
63.施加于作物的組合物，其包含滑石；檸檬酸；七水合硫酸鎂；和蘇打灰。
64.權利要求63的組合物，其中滑石以大約75干重％至大約99干重％的量存在，檸檬酸以大約500ppm至大約2000ppm的量存在，七水合硫酸鎂以大約1000ppm至大約4000ppm的量存在，而蘇打灰以大約1干重％至大約4干重％的量存在。
65.權利要求63的組合物，其中滑石以大約97.125干重％的量存在，檸檬酸以大約0.125干重％的量存在，七水合硫酸鎂以大約.25干重％的量存在，而蘇打灰以大約2.5干重％的量存在。
66.權利要求63的組合物，其中所述組合物為丸粒的形式。
67.權利要求63的組合物，其中所述組合物是進一步包含水的漿液。
68.權利要求67的組合物，其中所述漿液具有大約9.0至大約11.6的pH。
全文摘要
本發明主要涉及作物保護組合物和制備及使用所述組合物的方法。更具體地，本發明涉及利用滑石和一種或多種添加劑的作物保護組合物和制備所述組合物的方法，所述的添加劑提供改進的滑石的水懸浮液。本發明也公開了以利用滑石和一種或多種添加劑的作物保護組合物涂覆的園藝基材，所述的添加劑提供改進的滑石的水懸浮液。
文檔編號A01N43/78GK1874678SQ200480032125
公開日2006年12月6日 申請日期2004年8月27日 優先權日2003年8月29日
發明者格雷戈里·S·亨特, 卡爾·W·尼科爾斯 申請人:盧澤內克美國公司