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【专利说明】 [0001] 本申请是申请日为2011年4月26日，发明名称为'用于促进种子发芽、抑制蒸发的 土壤添加剂及其使用方法'的中国专利申请No. 2011800498420的分案申请。 技术领域 [0002] 本发明涉及土壤添加剂及其使用方法，并且特别涉及可用于促进种子发芽、提高 植物和农作物产量、以及抑制蒸发和/或排水的土壤添加剂。 【背景技术】 [0003] 水缺乏是对人类和农业发展的最大束缚。约70%的淡水消费被用于与农业相关的 用途，例如，用作灌溉水，而灌溉水几乎占农业用水量的90%。随着农业发展以及人类发展， 对于淡水的需求随之增加，人们需要对水进行更加有效的利用。而淡水的缺乏愈加严重，使 得这种需求变得更加显著。因此，人们越来越需要更好地且更加有效地利用淡水。 [0004] 部分农业用水通过蒸发、渗透、排水和水分流失而损失掉。留下的水可被用于采收 的植物、草和树木吸收。 [0005] 水在农业中的有效利用不仅会对生态产生相当大的影响，而且由于可供植物利用 的水量与其产量密切相关，因此还会对农业经济产生影响。如果水分不损失，而是使水限制 在植物根部更长的时间，那么这将对农作物生产和产量产生直接影响。同时，在水利用率和 温度条件严苛的情况下，优化用水可以保证农作物不会被完全毁坏和收获受损。 [0006] 另外，由于发芽期是植物或农作物生长中非常重要的时期，因此在发芽前后或在 发芽期间的水利用率是非常重要的。任何植物的生命周期可被划分为不同阶段，并且发芽 期是植物开始生长的基础时期。通常种子是干燥的，并且在细胞代谢和生长发生/恢复时， 种子需要大量(相对于种子干重而言）的水。包括光、温度和硝酸盐在内的各种非生物性刺 激提供了会影响发芽的外部环境信息。适量的水、氧气和温度有利于种子发芽。同时，内部 机制和化学促进剂/抑制剂也会影响发芽和发芽率。 [0007] 因此，需要一种能够减缓或抑制土壤（例如主要含有粘土的土壤或位于高温和高 风量区域的土壤）中的蒸发率的改进的土壤添加剂。这进而有助于提高植物和草的水利用 性。还需要一种有利于促进种子发芽并提高植物和农作物产量的土壤添加剂。 【发明内容】 [0008] 本发明涉及提高农作物、以及农业和园艺植物、灌木、树和草（以下有时统称为'植 物'）的产量的方法。针对的应用包括用以提高农作物或植物的产量或保护在不利区域(非 灌溉区、温热气候、多风区域、降水稀缺区域或是这些区域的组合）的农作物或植物的农业 用途。针对的市场包括(但不限于）：非灌溉农作物(包括(但不限于)小麦、棉花等）的农业； 灌溉农作物的农艺(包括(但不限于）园艺类植物）；树艺、林艺和园艺;高尔夫球场;运动场 和公园草坪;苗圃的播种添加剂；以及水果等等。本发明所述的方法能够提高目标土壤区域 的农业产量、园艺产量和/或农作物或植物产量。 [0009]在一方面中，一个要求保护的实施方案为一种通过减少土壤中的水分蒸发来提高 农作物产量的方法，所述方法包括:将本体添加剂(bulk additive)混入目标土壤区域;并 使所述目标土壤区域的表层与表面添加剂接触。在一些实施方案中，所述土壤为以平均粒 径(D 5Q)小于或等于约50μπι为特征的粘质土，或者在其它实施方案中为以平均粒径(D5Q)等 于约45μηι为特征的粘质土，或在其它实施方案中为以平均粒径(D5Q)等于约35μηι为特征的粘 质土，或在其它实施方案中为以平均粒径(D 5Q)小于或等于约25μπι为特征的粘质土，或在其 它实施方案中为以平均粒径(D5Q)等于约ΙΟμπι为特征的粘质土、或在其它实施方案中为以平 均粒径(D50)小于或等于约5μηι为特征的粘质土。 [0010]在另一方面中，一个实施方案为通过减少土壤中的水分蒸发来提高农作物产量的 方法，所述方法包括使目标土壤区域的表层与表面添加剂接触，由此所述表面添加剂在所 述土壤的表面形成层。在一些实施方案中，所述土壤添加剂在土壤的表面形成半渗透层、膜 或表壳。所述添加剂的特征在于对诸如降雨、灌溉等冲刷具有更强的抵抗力。 [0011] 在另一方面中，本文描述了通过将表面添加剂施用至种有植物或农作物种子的目 标土壤区域、或使表面添加剂与该目标土壤接触，从而提高植物或农作物的发芽率的方法。 在一个实施方案中，所述目标土壤区域处于受胁迫条件下。所述受胁迫条件包括(但不限 于）缺水或水受限的条件、干旱条件、极端温度或长期温度条件（如极度或长期炎热或寒 冷）、大风或强风条件等。另一个实施方案包括使种子接触所述目标土壤区域的表面或内 部。所述种子可以为任何可使用的或已知的植物或农作物种子。本发明所用的种子可以来 自任何农作物或植物，包括(但不限于）以下种类:天门冬属、颠茄属、燕麦属、芸苔属、柑桔 属、西瓜属、辣椒属、黄瓜属(Cucumis)、南瓜属、胡萝卜属、草莓属、大豆属、棉属、向日葵属、 大麦属、天仙子属、萱草属、莴苣属、亚麻属、黑麦草属、番茄属、苹果属、马郁兰、木薯属、苜 蓿属、烟草属、稻属、稷属、狼尾草属(Pannesetum)、鳄梨属、豌豆属、梨属、李属、萝卜属、黑麦 属、千里光属、白芥属、茄属、高粱属、胡卢巴属、小麦属、葡萄属、豇豆属和玉蜀黍属。在一个 特定的实施方案中，所述农作物种子包括宪菁（Bras si ca rapa)、青菜（Bras si ca chinensis)和白菜(Brassica pekinensis)。在又另一方面中，本文描述了通过将表面添加 剂施用至种有植物或农作物种子的目标土壤区域、或使表面添加剂与该目标土壤区域接触 来提高植物或农作物产量的方法。 [0012] 由于从保护性种皮中萌出的时机对存活和繁殖成功率是至关重要的，因此萌芽是 植物生命周期中的关键事件。打破种子休眠的周期时限是该期间的关键。在农业中，发芽促 进剂对收获时间有着很大的影响。更快的动力学能使农作物在更短的时间内成熟，这能够 缩短农夫或种植者的收获时间并加快耕作循环。更高的发芽率使得可以由給定的种子获得 更多的农作物，从而获得更高的产量。 [0013] 在一个实施方案中，与土壤的表层接触的步骤可以采取这样的形式：向土壤喷洒 含有表面添加剂的水性混合物。在一个实施方案中，以小于200kg表面添加剂/公顷的比率、 或者以相当于小于200kg表面添加剂/公顷的比率向目标土壤区域喷洒含有表面添加剂的 水性混合物。在另一个实施方案中，以小于150kg表面添加剂/公顷的比率、或者以相当于小 于150kg表面添加剂/公顷的比率向目标土壤区域喷洒含有表面添加剂的水性混合物。在又 另一个实施方案中，以小于125kg表面添加剂/公顷的比率、或者以相当于小于125kg表面添 加剂/公顷的比率向目标土壤区域喷洒含有表面添加剂的水性混合物。在另一个实施方案 中，以小于100kg表面添加剂/公顷的比率、或者以相当于小于100kg表面添加剂/公顷的比 率向目标土壤区域喷洒含有表面添加剂的水性混合物。在另一个实施方案中，以小于90kg 表面添加剂/公顷的比率、或者以相当于小于90kg表面添加剂/公顷的比率向目标土壤区域 喷洒含有表面添加剂的水性混合物。在另一个实施方案中，以小于85kg表面添加剂/公顷的 比率、小于75kg表面添加剂/公顷的比率、小于50kg表面添加剂/公顷的比率、小于35kg表面 添加剂/公顷的比率、小于25kg表面添加剂/公顷的比率或小于20kg表面添加剂/公顷的比 率(或以相当于小于85kg表面添加剂/公顷的比率、小于75kg表面添加剂/公顷的比率、小于 50kg表面添加剂/公顷的比率、小于35kg表面添加剂/公顷的比率、小于25kg表面添加剂/公 顷的比率、小于20kg表面添加剂/公顷的比率)向目标土壤区域喷洒含有表面添加剂的水性 混合物。在一些实施方案中，以小于15kg表面添加剂/公顷的比率、或者以相当于小于15kg 表面添加剂/公顷的比率向目标土壤区域喷洒含有表面添加剂的水性混合物。在其它实施 方案中，以小于l〇kg表面添加剂/公顷的比率、或者以相当于小于10kg表面添加剂/公顷的 比率向目标土壤区域喷洒含有表面添加剂的水性混合物。 [0014] 在一个实施方案中，所述表面添加剂选自聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸、 聚丙烯酸酯、聚乙二醇、膦酸酯或盐封端的聚合物、聚环氧乙烷、聚乙烯醇、聚甘油、聚四氢 呋喃、聚酰胺、瓜尔胶、未经过清洗的瓜尔豆胶、经过清洗的瓜尔豆胶、阳离子瓜尔胶、羧甲 基瓜尔胶(CM guar)、轻乙基瓜尔胶(HE guar)、轻丙基瓜尔胶(HP guar)、羧甲基轻丙基瓜 尔胶(CMHP g u a r)、阳离子瓜尔胶、疏水改性的瓜尔胶(HM g u a r)、疏水改性的羧甲基瓜尔胶 (HMCM guar)、疏水改性的羟乙基瓜尔胶（HMHE guar)、疏水改性的羟丙基瓜尔胶（HMHP guar)、阳离子疏水改性的轻丙基瓜尔胶(cationic HMHP guar)、疏水改性的羧甲基轻丙基 瓜尔胶(HMCMHP guar)、疏水改性的阳离子瓜尔胶(HM cationic guar)、瓜尔胶羟丙基三甲 基氯化铵、羟丙基瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵、淀粉、玉米、小麦、水稻、马铃薯、木薯、糯玉 米、高粱、糯高粱、西米、糊精、壳多糖、壳聚糖、藻酸盐组合物、黄原胶、角叉菜胶、肉桂胶、罗 望子胶、阳离子纤维素、阳离子聚丙烯酰胺、阳离子淀粉、刺梧桐树胶、阿拉伯树胶、果胶、纤 维素、羟基纤维素、羟烷基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、任 意前述物质的衍生物或任意前述物质的组合。 [0015] 在一个实施方案中，所述表面添加剂选自由瓜尔胶、羟丙基瓜尔豆胶、羧甲基瓜尔 豆胶、羧甲基羟丙基瓜尔豆胶、以及任意前述物质的组合构成的组。在另一个实施方案中， 所述表面添加剂选自瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵、羟丙基瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵、或 者它们的组合。 [0016] 本体添加剂和/或表面添加剂可以为水性混合物、或是为干燥或半干燥形式(如颗 粒）。应当理解，半干燥是指本体添加剂含有小于15%的水汽或水;而在一些实施方案中，半 干燥是指本体添加剂含有小于10%的水汽或水;而在其它实施方案中，半干燥是指本体添 加剂含有小于8%的水汽或水(或溶剂）；而在另外的实施方案中，半干燥是指本体添加剂含 有小于5%的水汽或水;而在另外的实施方案中，半干燥是指本体添加剂含有小于3%的水 汽或水;而在其它的实施方案中，半干燥是指本体添加剂含有小于2%的水汽或水;而在其 它的实施方案中，半干燥是指本体添加剂含有小于1 %的水汽或水;而在可供选择的其他实 施方案中，半干燥是指本体添加剂含有小于0.5%的水汽或水;而在其它的实施方案中，半 干燥是指本体添加剂含有小于〇. 1 %的水汽或水。 [0017] 在一个实施方案中，所述本体添加剂选自由瓜尔豆胶、衍生化的瓜尔豆胶（包括 (但不限于)但不限于阳离子瓜尔豆胶）、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸、聚丙烯酸 酯、聚乙二醇、膦酸酯或盐封端的聚合物、聚环氧乙烷、聚乙烯醇、聚甘油、聚四氢呋喃、聚酰 胺、任意前述物质的衍生物以及任意前述物质的组合。通常，所述本体添加剂为聚丙烯酸。 [0018] 在另一个方面，表面添加剂或本体添加剂为下式表示的聚合物： [0019] [0020] 其中η为1至1000的整数;其中心包括一个或多个膦酸酯或盐基团、硅酸酯基团、硅 氧烷基团、磷酸酯或盐基团、次磷酸酯或盐基团、或是它们的任何组合;R2-R3独立地为氢、或 者为具有或不具有杂原子的支链、直链或环状Ci-C 6烃基;M+可以为任何合适的平衡离子或 氢；其中'D'不存在或者表示直链或支链Q-C5烃基、Q-C5烷氧基、氧代基(-0-)、亚氨基(-NH-)、或被取代的亚氨基(-NR-)，其中1?为&-〇5烷基、&-C6烷氧基、&-C6羟烷基、&-C6烷氧基 烷基或&-C6烷基烷氧基。在另一个实施方案中，η为1至5000的整数。在另一个实施方案中，η 为1至1000的整数。在另一个实施方案中，η为10至3000的整数。在另一个实施方案中，η为40 至750的整数。 【附图说明】 [0021 |
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