CN110612278A - 苗后除草剂 - Google Patents
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Abstract
一些实施方式涉及除草剂组合物,以及通过向植物的叶部分施用水性组合物在所述植物中引起植物毒性的方法。该水性组合物包含至少一种营养素和至少一种助剂,并具有约4至约7的pH。在一些实施方式中,所述水性组合物包含有机酸或矿物酸。在一些实施方式中,所述植物毒性为局部性的。在一些实施方式中,所述植物毒性为内吸性的。不受理论限制,所述营养素被植物过量吸收,从而杀灭植物。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年3月9日提交的美国临时申请No.62/469,087和2017年12月21日提交的美国临时申请No.62/609137的权益,以引用的方式将其各自整体并入本文。
技术领域
一些实施方式涉及一类苗后非特异性除草剂,所述除草剂包含处于水性溶液中的营养素以及助剂,pH为约4至约7。在一些实施方式中,所述苗后非特异性除草剂为内吸性(systemic)除草剂。在一些实施方式中,所述苗后非特异性除草剂为局部性的,例如作为脱水剂(desiccant)或者靶向已生根的植物的特定生长。
背景技术
除草剂包括一系列农业化学品,所述农业化学品旨在控制或破坏对干扰经济作物或观赏作物的生长和发育的杂草或因防火、美观或其它原因而需要除去的植被。控制此类不希望的植被对于以下情况是可取的:在农场和果园,公共道路用地、公路两侧、道路和工业区中;用于园林、公园和运动场(如学校操场)的杂草的偶尔控制;以及用于通常需要除草作用的其它应用。
除草剂可分为具有“苗前(pre-emergence)”作用(其防止杂草种子发芽或杀灭籽苗的萌发)或“苗后(post-emergence)”作用(其在不需要的植物发芽后生长和发育时将其杀灭)。被吸收进植物组织中并且除草效果在不同程度上在植物整株中转移的苗后除草剂可被分类为“内吸性”除草剂。内吸性除草剂可在植物中引起***性植物毒性、杀灭或严重毁坏整株植物(包括其根)从而防止或显著减少再生长。如果内吸性除草剂被配制为杀灭广泛且多样的目标植物种类,则可将其分类为“非选择性”除草剂,或如果内吸性除草剂被配置为仅杀灭特定目标杂草,则可将其分类为“选择性”除草剂。一些苗后除草剂也可被分类为“局部性”除草剂,并且可导致局部性植物毒性,例如作为脱叶剂或者使植物的部分脱水或杀灭植物的部分(例如,从已生根的植物来的枝条或生长物,如从已生根的葡萄藤长出的“根出条(sucker)”)。
目前存在一系列非内吸性苗后“灭生性(burn-down)”除草剂,其由于保护性表面组织的化学破坏,通过严重脱水和“日灼”而致死。商业和非有机认证的灭生性除草剂的实例包括草甘膦(例如,等级降低的“Roundup”,Monsanto),百草枯二氯化物(“Gramazone”,Syngenta)和3,6-二氯-2-甲氧基苯甲酸(“Vanquish”,Nufarm)。较高等级的Roundup也是有效的“内吸性”除草剂,其杀灭植物的叶子和根,因此可防止再生长。灭生性除草剂通常不杀灭地下组织,并且可能发生再生长。
由美国有机物质检查委员会(Organic Materials Review Institute,“OMRI”)认证为“有机”的各种除草剂的活性成分包括家用醋(醋酸5%-7%)、醋酸(例如,30%醋酸,冰醋酸)、“柑桔油”、柠檬油、丁香油、肉桂油,以及这些物质和类似物质的多种组合。OMRI认证的专用除草剂的活性成分可包括脂肪酸中的一种或其组合,其实例为羊脂酸和羊蜡酸(“Suppress”,Westbridge Agricultural Products)以及天竺葵酸(“Scythe”,Dow AgroSciences)。壬酸铵盐为OMRI灭生性除草剂“AXXE”(BioSafe Systems)的活性成分。据申请人所知,目前所有经OMRI认证的除草剂均为“灭生性”除草剂,并且其作用表现为非内吸性的。根或地下分生组织(草的特点)不受影响,再生长,并且可能需要额外处理以控制。
发明内容
一些实施方式包括在植物中引起植物毒性的方法。所述方法包括向植物的叶部分施用水性组合物,其中,所述水性组合物包含选自于由以下物质所组成的组中的至少一种营养素化合物或基本上由选自于由以下所组成的组中的至少一种营养素化合物组成:钾化合物、磷化合物、氮化合物、镁化合物、硫化合物、钙化合物、以及微量营养素,其中,所述营养素化合物包含营养素。所述水性组合物可包含至少一种助剂。所述水性组合物的pH可为约4至约7(Howard等,1998,Mengel,2002,Marschner,1995)。所述营养素可被植物过量吸收,从而在植物中引起植物毒性。在一些实施方式中,所述方法包括***性施用所述水性溶液。在一些实施方式中,所述植物毒性包括杀灭植物,并且所述方法包括***性施用所述水性溶液,从而杀灭植物。在一些实施方式中,所述水性组合物具有内吸性“灭生”活性。在一些实施方式中,所述植物毒性位于植物的部分,并且所述方法包括局部施用所述水性溶液,从而在植物中引起局部植物毒性。在一些实施方式中,在植物中引起植物毒性包括***性植物毒性和局部植物毒性。在一些实施方式中,所述植物毒性包括植物的脱水。在一些实施方式中,所述植物为在季节后期成熟并保持绿色的作物。在一些实施方式中,所述植物选自于由以下植物所组成的组:用于生产种子的蔬菜、棉花、马铃薯或大豆。在一些实施方式中,脱水在植物附近的谷物作物的收获之前发生。在一些实施方式中,所述助剂包含表面活性剂、湿润剂或两者。在一些实施方式中,植物吸收的过量营养素导致末端生理学性破坏(terminal physiological disruption)以及杀灭所述植物。在一些实施方式中,植物吸收的过量营养素导致所述植物的基质开放,从而使所述植物脱水。在一些实施方式中,所述水性组合物进一步包含有机酸或矿物酸。在一些实施方式中,所述组合物的pH为约4.5至约5.5。在一些实施方式中,所述水性组合物中营养素的浓度为约1M至约2M。在一些实施方式中,所述水性组合物包含有机酸,并且所述有机酸选自于由以下有机酸所组成的组:醋酸、柠檬酸、乳酸、蚁酸、琥珀酸、酒石酸、苹果酸和草酸。如权利要求6-8中任一项所述的方法,其中,所述水性组合物包含矿物酸,例如HCl。在一些实施方式中,所述营养素化合物选自于由以下物质所组成的组:醋酸钾、乳酸钾、甲酸钾、柠檬酸钾和酒石酸氢钾,其中,所述营养素包含钾。在一些实施方式中,所述营养素化合物选自于由以下物质所组成的组:钾化合物、磷化合物、氮化合物、硫化合物、钙化合物、微量营养素以及所列项中的两种以上的组合。在一些实施方式中,所述微量营养素不包含Fe,例如螯合铁(并且因此,所述水性组合物不包含Fe和/或不包含螯合铁)。在一些实施方式中,所述营养素化合物包含硫酸镁,并且其中,所述营养素包含镁。在一些实施方式中,所述营养素化合物包含硫酸铵,并且其中,所述营养素包含氮。在一些实施方式中,所述营养素化合物包含离子以及带相反电荷的离子,所述离子包括K、P、N、Mg、S、Ca,或微量营养素;其中,在批量的所述组合物中所述带相反电荷的离子不是除草剂。在一些实施方式中,所述营养素化合物不包含草甘膦。在一些实施方式中,将所述组合物作为水基喷雾剂施用。在一些实施方式中,预先阻止营养素吸收2-4天。在一些实施方式中,所述组合物具有低的潮解点(POD),从而使所述组合物在植物的叶部分上保持半液体状态2-4天。在一些实施方式中,所述植物为双子叶植物。在一些实施方式中,所述植物为单子叶植物。在一些实施方式中,所述植物为双子叶植物,并且所述植物分布在单子叶植物(例如禾本科植物)中,所述单子叶植物不被杀灭。在一些实施方式中,所述营养素化合物包括硫酸铵。在一些实施方式中,在所述组合物中所述营养素以至少2M的浓度包含氮。在一些实施方式中,所述水性组合物进一步包含本文所述的增溶剂。在一些实施方式中,所述植物为选自于由以下植物所组成的组的至少一种:南欧蒜(Alliumampeloprasum)、洋葱(A.cepa)、韭菜(A.tuberosum)、金鱼草(Antirrhinum majus)、甘蓝(Brassica oleracea)、金盏花(Calendula officinalis)、Calibrachoa属物种(Calibrachoa sp.)、青葙属物种(Celosia sp.)、雪叶莲(Cineraria meritima)、Chlorisaequitrilobia、秋英属物种(Cosmos sp.)、Cymbalaria aequitriloba、稗属物种(Echinochloa sp.)、羊茅属物种(Festuca sp.)、草莓(Fragaria x ananassa)、车轴草(Gallium odoratum)、勋章菊(Gazania rigens)、马缨丹(Lantana camara)、Leucanthemumpaludosum、六倍利(Lobelia erinus)、Paludosum、香雪球(Lobularia maritima)、Nemophila menziesii discoidalis、烟草属物种(Nicotiana sp.)、豌豆(Pisumsativum)、马齿苋(Portulaca oleracia)、迷迭香(Rosmarina officinalis)、Santivitalia属物种、常春藤叶堇菜(Viola hederacea)、Viola x wittockiana、黑麦草(Lolium perenne)、鸭茅(Dactylis glomerata)、苇状羊茅(Festuca arundinacea)、地三叶(Trifolium subterraneum)、花菱草(Eschscholzia californica)、Collinsiaheterophyllia、紫罗兰(Matthiola incana)、Nemophila maculate和Linum lewisii。在一些实施方式中,所述植物为选自于由以下植物所组成的组中的至少一种:南欧蒜、洋葱、金鱼草、甘蓝、金盏花、Calibrachoa物种、青葙属物种、雪叶莲、秋英属物种、羊茅属物种、草莓、车轴草、勋章菊、马缨丹、Leucanthemum paludosum、Paludosum、香雪球、Nemophilamenziesii discoidalis、烟草属物种、豌豆、Santivitalia属物种、常春藤叶堇菜、Viola xwittockiana、黑麦草、鸭茅、苇状羊茅、地三叶、花菱草、Collinsia heterophyllia、Nemophila maculate和Linum lewisii。在一些实施方式中,所述方法进一步包括在第一次施用所述组合物的14天内的第二次施用。在一些实施方式中,所述组合物的施用率为每英亩20-40加仑。在一些实施方式中,所述组合物进一步包含灭生性除草剂。在一些实施方式中,所述灭生性除草剂包含有机酸组合物,所述有机酸组合物选自于由以下所组成的组:包含羊脂酸(辛酸)和羊蜡酸(癸酸)的组合物,包含天竺葵酸(壬酸)和C6-C12脂肪酸的组合物,以及包含壬酸铵和天竺葵酸的铵盐的组合物。在一些实施方式中,所述组合物进一步包含第二除草剂,其中,所述第二除草剂为非营养素型除草剂。在一些实施方式中,所述第二除草剂包括选自于表3.1的除草剂。在一些实施方式中,所述营养素包含微量营养素,并且所述植物位于公共道路用地、公路两侧或位于没有作物或观赏植被的地方。在一些实施方式中,所述营养素包含常量营养素,并且其中,所述植物位于有作物或观赏植被存在的地方。在一些实施方式中,所述营养素化合物不包含螯合铁。在一些实施方式中,所述营养素化合物不包含铁。
一些实施方式包括试剂盒,所述试剂盒包含:营养素化合物的第一单位量,所述营养素化合物选自于由以下物质所组成的组:钾化合物、磷化合物、氮化合物、镁化合物、硫化合物、钙化合物以及微量营养素,其中,所述营养素化合物包含营养素。所述试剂盒可包含有机酸、脂肪酸或矿物酸的第二单位量。所述试剂盒可包含助剂。在试剂盒中,如果所述第一单位量在pH为约7的水中构成0.5-2.5的摩尔浓度,将所述第一单位量与所述第二单位量的比例配置为达到pH为约4至约7。在一些实施方式中,所述第一单位量包含钾盐,其中,所述钾盐为柠檬酸钾;所述有机酸为冰醋酸;其中,所述柠檬酸K与冰醋酸的比例为约1mol:0.7-3.5mol醋酸。在一些实施方式中,所述营养素化合物选自于由以下物质所组成的组:钾化合物、磷化合物、氮化合物、硫化合物、钙化合物、微量营养素以及所列项中的两种以上的组合。在一些实施方式中,所述有机酸或矿物酸选自于由以下酸所组成的组:醋酸(例如30%醋酸、冰醋酸)、柠檬酸、乳酸、蚁酸、琥珀酸、酒石酸、苹果酸和草酸。在一些实施方式中,所述第一单位量为钾化合物的第一单位量,并且其中,所述钾化合物选自于由以下化合物所组成的组:醋酸钾、乳酸钾、甲酸钾、柠檬酸钾和酒石酸氢钾。在一些实施方式中,所述第一单位量为氮化合物的第一单位量,并且其中,所述氮化合物为硝酸铵。在一些实施方式中,所述第一单位量为镁化合物的第一单位量,并且其中,所述镁化合物为硫酸镁。在一些实施方式中,所述营养素化合物包含:离子,所述离子包括K、P、N、Mg、S、Ca或微量营养素;以及带相反电荷的离子,其中,如果所述第一单位量构成约0.5M至2.0M的营养素浓度,所述带相反电荷的离子不为除草剂。在一些实施方式中,试剂盒不包含草甘膦。在一些实施方式中,试剂盒进一步包含本文所述的增溶剂。在一些实施方式中,所述营养素化合物不包含螯合铁。在一些实施方式中,所述营养素化合物不包含铁。
一些实施方式包括水性除草剂组合物,所述水性除草剂组合物包含至少一种营养素化合物或基本上由至少一种营养素化合物组成,所述营养素化合物选自于由以下物质所组成的组:钾化合物、磷化合物、氮化合物、镁化合物、硫化合物、钙化合物以及微量营养素,其中,在所述水性除草剂组合物中所述营养素化合物包含浓度为至少约0.5M的营养素。所述组合物可包含有机酸或矿物酸。所述组合物可包含助剂。所述组合物可具有约4至约7的pH。在一些实施方式中,营养素浓度为约0.5M至2.5M。在一些实施方式中,所述有机酸或矿物酸选自于由以下酸所组成的组:醋酸(例如30%醋酸、冰醋酸)、柠檬酸、乳酸、蚁酸、苹果酸、琥珀酸、酒石酸和草酸。在一些实施方式中,所述营养素化合物选自于由以下物质所组成的组:钾化合物、磷化合物、氮化合物、硫化合物、钙化合物、微量营养素以及所列项中的两种以上的组合。在一些实施方式中,所述营养素化合物为钾盐,所述钾盐选自于由以下所组成的组:醋酸钾、乳酸钾、甲酸钾、柠檬酸钾和酒石酸氢钾。在一些实施方式中,所述营养素化合物为氮化合物,并且其中,所述氮化合物为硫酸铵。在一些实施方式中,所述营养素为镁,并且其中,所述镁化合物为硫酸镁。在一些实施方式中,所述营养素的浓度为约0.5M-2.5M。在一些实施方式中,所述营养素为柠檬酸钾,所述有机酸或矿物酸为冰醋酸,其中,所述柠檬酸钾与冰醋酸的比例为约1mol:0.7-3.5mol醋酸。在一些实施方式中,所述营养素化合物包含:离子,所述离子包括K、P、N、Mg、S、Ca或微量营养素;以及带相反电荷的离子,其中,在批量的组合物中所述带相反电荷的离子不为除草剂。在一些实施方式中,所述水性除草剂组合物不含草甘膦。在一些实施方式中,所述助剂包含本文所述的表面活性剂。在一些实施方式中,所述助剂包含本文所述的湿润剂。一些实施方式包括容器,所述容器含有0.5升至10升本文所述的任何水性除草剂组合物。在一些实施方式中,所述组合物进一步包含本文所述的增溶剂。在一些实施方式中,所述营养素化合物不包含螯合铁。在一些实施方式中,所述营养素化合物不包含铁。
一些实施方式包括制备除草剂组合物的方法,所述方法包括:使营养素化合物(其中所述营养素化合物包含营养素)与水接触至营养素浓度为至少约0.5M,从而形成水性营养素溶液。所述营养素化合物可选自于由以下物质所组成的组:钾化合物、磷化合物、氮化合物、镁化合物、硫化合物、钙化合物以及微量营养素。所述方法可进一步包括:用有机酸或矿物酸将所述水性营养素溶液的pH调节至约4至约7,从而制备所述组合物。在一些实施方式中,所述营养素浓度为约0.5M至2.5M。在一些实施方式中,所述营养素化合物包含:离子,所述离子包括K、P、N、Mg、S、Ca或微量营养素;以及带相反电荷的离子,其中,在一批量的所述组合物中所述带相反电荷的离子不为除草剂。在一些实施方式中,所述营养素化合物不包含螯合铁。在一些实施方式中,所述营养素化合物不包含铁。
附图说明
图1为示出了在试验13(其对除草剂组合物以及使用该除草剂组合物的方法的实施方式进行了测试)中测试的3种植物的平均毒性评分的图表。植物编号为21、7和10,其对应于牧草混合物(Pasture Blend)1、金盏花(普通万寿菊(Common marigold))和雪叶莲(银叶菊(Dusty miller)“银尘(Silver Dust)”)(关于植物种类鉴定,参见表4A和表4B)。溶液1(S-1)对应于1.5摩尔的醋酸钾溶液(用作为冷冻干燥的柠檬汁的柠檬酸使pH达到5.91)、无活性的助剂尿素、有机硅表面活性剂(Loveland Products)以及甲基化的种子油(methylated seed oil,MSO)。S-2为1.0摩尔浓度的类似溶液(pH 5.90)。S-3为0.5摩尔浓度的类似溶液(pH 5.90)。(关于试验方案、详细信息和结果,参见表6A和表6B)。试验13的结果表明,关于1.5M的溶液在第11天引起了4.3(“严重至致死”)的优异的植物毒性作用(关于毒性水平代码,参见表5),关于1.0M的溶液在第11天引起了4.0(“严重”)的优异的植物毒性作用。到测试结束时的第11天,以水和专用的助剂混合物喷洒的对照未显示可见的效果。
图2描绘了试验14(其对除草剂组合物以及使用该除草剂组合物的方法的实施方式进行了测试)中所用的3种植物的平均毒性评分。所述植物编号为21、22和10,其对应于牧草混合物1、牧草混合物2和雪叶莲(银叶菊“银尘”,关于植物种类鉴定,参见表4A和表4B)。溶液1(S-1)对应于2.0摩尔的醋酸钾溶液(用30%醋酸使pH达到5.28)、无活性助剂尿素以及有机硅表面活性剂(Loveland Products)。S-2为1.5摩尔浓度的类似溶液(pH 5.29)。S-3为1.0摩尔浓度的类似溶液(pH 5.29)。(关于试验方案、详细信息和结果,参见表6A和表6B)。试验14的结果表明,在2.0M的溶液浓度下在第1天至第7天引起了4.0至5.0(“严重至致死”)的优异的植物毒性作用;在1.5M的浓度下在第1天至第11天引起了4.0至4.8的毒性水平;在1.0M的浓度下在第2天至第11天引起了4.3至4.0的毒性水平。仅以水和专用的助剂混合物喷洒的对照未显示出效果。
图3描绘了试验22(其对除草剂组合物以及使用该除草剂组合物的方法的实施方式进行了测试)中使用的3种植物的平均毒性评分。所述植物编号为22、13、15和19,其对应于牧草混合物2、草莓(草莓“Eversweet”)、勋章菊(勋章菊“Beda”)和Nemophila menziesiidiscoidalis(粉蝶花(Baby blue eyes);关于植物种类鉴定,参见表4A和表4B)。溶液1(S-1)对应于2.0摩尔的醋酸钾溶液(用琥珀酸使pH达到5.01)、无活性助剂尿素以及有机硅表面活性剂(Loveland Products)。S-2为1.5摩尔浓度的类似溶液(pH 5.00)。S-3为1.0摩尔浓度的类似溶液(pH 4.98)。(关于试验方案、详细信息和结果,参见表6A和表6B)。试验22的结果表明,在2.0M的溶液浓度下在第5天和第7天引起了4.3和4.4(“严重至致死”)的优异的植物毒性作用;在1.5M的溶液浓度下在第5天和第7天引起了4.1的优异的植物毒性作用。1.0M溶液实现了减小的植物毒性作用。仅以水和专用的助剂混合物喷洒的对照未显示出效果。
图4A和图4B描绘了试验31A和试验31B(在31A和31B中均对除草剂组合物以及使用该除草剂组合物的方法的实施方式进行了测试)中使用的植物的平均毒性评分。所述植物编号为22、1、5、16和23,其对应于牧草混合物2、甘蓝(变种,羽衣甘蓝“Dinosaur”)、马缨丹(白色马缨丹)和荷兰豆(Pisum sativum var.saccharatum)(雪豌豆(Snow pea))(关于植物种类鉴定,参见表4A和表4B)。试验31A和试验31B之间的唯一区别在于各试验采用的专用助剂混合物的组成。“A”系列的助剂为尿素和WIDESPREAD有机硅表面活性剂(LovelandProducts)。“B”系列的助剂为尿素和LI700渗透剂(Loveland Products)。溶液1A和溶液1B(S-1A,S-1B)对应于2.0摩尔的醋酸钾溶液,用柠檬酸使pH达到5.01。S-2为1.5摩尔浓度的类似溶液(pH 5.00)。S-3为1.0摩尔浓度的类似溶液(pH 4.97)。(关于试验方案、详细信息和结果,参见表6A和表6B)。试验31-A的结果表明,在2.0M的溶液浓度下在第4天至第20天引起了4.0至4.6(“严重至致死”)的优异的植物毒性作用;在1.5M的溶液浓度下在第8天至第20天引起了4.1到4.4的优异的植物毒性作用;在1.0M的溶液浓度下在第20天前引起了4.4的优异的植物毒性作用。在第2天后取出以水和助剂混合物喷洒的对照用于实验室分析,但在该时间下未显示出可见的效果。试验31-B的结果表明,在2.0M的溶液浓度下在第6天至第20天引起了4.2至4.6(“严重至致死”)的优异的植物毒性作用;在1.5M的溶液浓度下在第6天至第20天引起了4.1到4.9的优异的植物毒性作用;在1.0M的溶液浓度下在第8天至第20天引起了4.0到4.1的优异的植物毒性作用。在第2天后取出以专用的助剂混合物喷洒的对照用于实验室分析,但在该时间下未显示可见的效果。不受理论限制,在试验31A和试验31B中两种有机硅表面活性剂化合物的效能似乎没有什么差别。
图5描绘了试验41(其对除草剂组合物以及使用该除草剂组合物的方法的实施方式进行了测试)中测试的4种植物的平均毒性评分。植物编号为22、2、3和10,其对应于混合的单子叶和双子叶牧草混合物2、洋葱(洋葱“Torpedo Red”)、双子叶植物金鱼草(啮龙花(Snapdragon))和雪叶莲(银叶菊,“银尘”)(关于植物种类鉴定,参见表4A和表4B)。样品S-1和样品S-2均为pH 5.5的2.0摩尔硫酸铵溶液。(关于试验方案、详细信息和结果,参见表6A和表6B)。试验41的结果:对于阔叶(双子叶)物种,处于2.0摩尔浓度的样品S-1从第3天至第23天试验结束引起了4.0至5.0(“严重至致死”)的优异的植物毒性作用。对于处于2.0摩尔浓度的样品S-2的单子叶禾本科物种和百合科物种,3.0的起始中等作用降至2.3(“轻微”)。仅以水和助剂混合物喷洒的对照未显示出效果。样品S-1和S-2的牧草2样本中包含的双子叶植物至第7天全部死亡。然而,未记录关于牧草混合物2中存在的单子叶植物和双子叶植物的单独的毒性结果,并且未在图5中呈现。
图6描绘了试验25(其对除草剂组合物以及使用该除草剂组合物的方法的实施方式进行了测试)中测试的4种植物的毒性评分。植物编号为22、15、13和19,其对应于混合的单子叶和双子叶牧草混合物2、勋章菊、草莓(草莓“Eversweet”)和Nemophila menziesiidiscoidalis(粉蝶花)。试验25检测了4种酸度下单独的1.5摩尔醋酸钾溶液的效果:pH 4.3(溶液1)、pH 5(溶液2)、pH 6(溶液3)和pH 7(溶液4)。每种溶液的助剂是相同的,由WIDESPREAD(Loveland Products)组成。溶液1(S-1)对应于2.0摩尔的醋酸钾溶液(以琥珀酸使pH达到5.01)、无活性助剂尿素和WIDESPREAD有机硅表面活性剂(LovelandProducts)。试验25的结果:所有溶液到第5天试验终止时引起了“严重至致死”的效果。在pH4.3和pH 5.0下观察到这些结果中最具毒性的情况。然而,在pH 5.0和pH 6.0下的植物毒性反应在第1-3天显示出更加渐进的增加。这是期望的,因其允许在灼伤前有更多时间通过角质层(cuticulars layers)吸收。
图7以简明的格式总结了表6A和表6B的数据以便于查看。
图8描绘了试验47(其对除草剂组合物以及使用该除草剂组合物的方法的实施方式进行了测试)中测试的5种植物的平均毒性评分。植物编号为P2、5、11A、13和23A,其对应于单子叶和双子叶牧草混合物2、甘蓝(羽衣甘蓝)、马蹄金(Dichondra repens)、草莓(草莓)和迷迭香(关于植物种类鉴定,参见表4A和表4B)。溶液S-1、溶液S-2、溶液S-3和溶液S-4分别对应于摩尔浓度2.5、2.0、1.5和1.0的醋酸钾溶液。用结晶柠檬酸将各测试溶液的酸度调节至约pH 5.0。助剂为canola油和JOY液体洗涤剂。试验47的结果表明,对于所有测试溶液浓度到第5天引起了4.0(“严重至致死”)到5.0(“死亡”)的优异的植物毒性作用。然而,早在第2天就在5个测试种类中的3个中注意到“严重至致死”的结果。据信这种灭生反应太迅速以至于不能最佳地吸收活性成分。对照的测试喷雾剂包含助剂。关于对照,未观察到可见的效果。试验47的结果:所有摩尔浓度在第5天至第16天(测试结束)均产生了4.0-4.8的优异控制。
图9是示出了在试验46(其对除草剂组合物以及使用该除草剂组合物的方法的实施方式进行了测试)中测试的5种植物的平均毒性评分的图表。植物编号为P2、5、11A和13,其对应于牧草混合物2、甘蓝(羽衣甘蓝)、马蹄金、草莓(关于植物种类鉴定,参见表4A和表4B)。溶液S-1和溶液S-2对应于2.0摩尔浓度(溶液1)和1.5摩尔浓度(溶液2)的磷酸二氢钾(KH2PO4)溶液。未调节的S-1和S-2的酸度分别为4.09和4.14。试验46中的助剂为WIDESPREAD有机硅表面活性剂和甲基化的种子油(MSO)。试验46的结果表明,在第8天至第18天试验完成时,仅在施用2.0摩尔和1.5摩尔测试溶液的阔叶(双子叶植物)样本中引起了“严重至致死”的结果。在此期间,施用于P-2中3种禾本科植物的相同溶液具有最小的效果。仅以水和助剂混合物喷洒的对照未显示出效果。这些结果表明磷酸二氢钾作为草皮中的阔叶除草剂的可能性。
图10描绘了试验56(其对除草剂组合物以及使用该除草剂组合物的方法的实施方式进行了测试)中测试的4种植物的平均毒性评分。植物编号为3、10、18和26,其对应于金鱼草(啮龙花)、雪叶莲(Cineraria maritima)(银叶菊)、香雪球和Viola x wittockiana(Viola)(关于植物种类鉴定,参见表4A和表4B)。测试溶液为1.5摩尔浓度的醋酸钾,用结晶柠檬酸将pH调节至5.52。试验56中的助剂为KINETIC有机硅表面活性剂、尿素、和蔗糖(作为湿润剂以延长植物表面测试溶液的半液体状态)。试验56的结果:1.5摩尔浓度的醋酸钾在第3天产生了强烈的植物毒性控制,并且在第4天至第15天以及测试结束时产生了优异的植物毒性控制。当在第16天最后观察时,经处理的植物似乎死亡,不再生长。对照似乎正常生长,无明显的组织损伤。
图11描绘了试验50(其对除草剂组合物以及使用该除草剂组合物的方法的实施方式进行了测试)中测试的植物的平均毒性评分。所述除草剂组合物包含醋酸K,摩尔浓度为2.5、2.0和1.5。试验50的结果:2.0和1.5摩尔浓度在第3天至第10天(测试结束)产生了3.5至3.6的强的控制。2.5摩尔浓度引起比较低的摩尔浓度更小的植物毒性。
图12为示出了在试验54中测试的植物的平均毒性评分的图表,其中,除草剂为醋酸钾,摩尔浓度2.0;专用的助剂混合物。试验54的结果:2.5摩尔溶液在第14天至第18天(测试结束)对所有杂草产生了4.0至5.0的优异的植物毒性控制。在第4天,观察到对杂草的强植物毒性控制达到优异的植物毒性控制。
图13为示出了试验44中测试的植物的平均毒性评分的图表,其中,除草剂为ZnSO4,摩尔浓度为2.0、1.5、1.0;专用的助剂混合物。试验44的结果:2.0摩尔溶液在第9天引起了3.9的强控制,在第21天至第32天产生了4.6至5.0的优异控制。1.5摩尔溶液和1.0摩尔溶液在第21天至第32天(测试结束)产生了约4.5的优异控制。
图14为示出了试验64中测试的植物的平均毒性评分的图表,其中,除草剂为八硼酸二钠四水合物0.5摩尔溶液。试验64的结果:在第12天至第34天(试验结束),观察到试验中所有阔叶植物物种在0.5摩尔浓度下的优异的植物毒性控制。在此期间,在试验中的禾本科植物物种中观察到部分的控制。
具体实施方式
本文中的实施方式包括一类苗后非选择性除草剂,其作为水基喷雾剂“局部”施用。在一些实施方式中,所述除草剂引起***性植物毒性。在一些实施方式中,所述除草剂引起局部性植物毒性(例如作为脱水剂)。一些实施方式的除草剂包含目标植物的植物毒性浓度的常量营养素和/或微量营养素,并且可被配制为适合目标植物内吸性吸收(包括根部吸收)生理学上过量的大量常量营养素和/或微量营养素的pH和粘度。本文中的实施方式显著不同于现有的苗后内吸性非选择性除草剂,例如在制剂、作用模式、不存在有毒土壤残留物、对目标植物的毒性以及最小的脱靶除草效果方面。在一些实施方式中,制剂的适用性在以下方面也是独特的:适合在“有机”农业中使用,以及用于制备不同的制剂以增大或避免对景观和作物的季节性施肥的干扰。据本申请人所知,工业中目前无此类具有这些特征的除草剂。
目前在市场上可获得一类专用的“灭生性”除草剂,其活性成分为有机酸或其盐中的一种或组合。这些除草剂通常非选择性地靶向禾本科植物和阔叶杂草。实例包括Westbridge Agricultural Products,EPA注册号51517-9,其活性成分为羊脂酸(辛酸)(47%)和羊蜡酸(癸酸)(32%);Dow AgroSciences,EPA注册号62719-529,其有效成分为天竺葵酸(壬酸)(57.0%)和“其它脂肪酸[C6-C12]”(3%);以及BioSafe Systems,EPA注册号70299-23,其有效成分为壬酸铵(40%)(天竺葵酸的铵盐)。如本文所述,可与一些实施方式结合使用的这类制剂的溶液的实例为如下:
天竺葵酸+醋酸钾的水性溶液;
天竺葵酸+硝酸钾的水性溶液;
柠檬酸+壬酸铵的水性溶液;
癸酸+硫酸铵的水性溶液等。
目前在市场上可获得一类专用的“灭生性”除草剂,其的活性产品中的活性成分为螯合铁。这些产品类似于配制用于处理植物中的铁缺乏的液体产品。铁结合在使铁可溶并易于植物摄取的螯合剂(例如FeHEDTA,羟基乙二胺三乙酸)中,导致铁氧化。相比草皮草(单子叶植物),阔叶杂草(双子叶植物)更容易吸收Fe HEDTA,并且以更高的量吸收。阔叶杂草几乎立即受到影响而草皮未受伤害。铁氧化导致严重的组织损伤。经处理的植物枯萎并在处理后数小时死亡(Smith-Fiola和Gill,2014)。铁基除草剂的主要用途为用于草皮中的阔叶控制。但铁基除草剂也可用于控制车道、人行道和路径上的个别的阔叶杂草。Fe HEDTA被认为是“灭生性”除草剂。足以导致***性除草作用的植物整株中铁的转移既不是期望的,也不是这些铁基灭生性除草剂所必需的。
专用的螯合铁除草剂的实例包括Bayer,67702-26-72155,其活性成分为26.5%的铁HEDTA;Engage Agro USA,EPA注册号67702-26-87865,其活性成分为26.5%的铁HEDTA;以及Iron Selective Weed Killer,Gardens Alive,EPA注册号67702-26-56872,其活性成分为26.5%的铁HEDTA。
这些“灭生性”产品的活性试剂施用于植物表面,但未被有效转移至土壤、茎、根和其它组织。因此,在土壤表面下方以及免于“灭生性”除草喷雾的植物部分通常在接下来的数周或数月内使植物再生。这可能需要重新施用局部性“灭生性”除草剂以继续控制杂草(Abouziena等,2009,在此以引用的方式将其整体并入)。
不受理论限制,传统非内吸性苗后“灭生性”除草剂的除草作用起因于通过有机酸(例如羧酸)或矿物酸或其盐、通过多种油或者通过引起后续严重脱水的其它试剂破坏植物的蜡质表面角质层和下面的表皮。以此类除草剂进行的处理仅杀灭接受到喷雾的植物组织。植物对活性物质的吸收通常不到足以引起超出直接接受喷洒的除草剂的组织位置之外的除草作用的程度。因此,杂草中未经处理的任何上表面和所有地下部分都可存活,通常再生长,并必须再次对植物进行处理。
此外,不受理论限制,关于内吸性除草剂,它必须在数个表面组织层之间转移并进入叶细胞的胞浆,然后可以从中将其转运至整株植物以杀灭整株植物。第一层通常为叶、茎、花或果实表面处的蜡质皮层,其用作控制植物内水分流失的被动屏障,并且提供对疾病、紫外照射以及潜在地损害表面组织下的植物内部组织的其它压力的抵抗力。离子穿过蜡质层和角质层运动至细胞壁是由扩散和电化学电势驱动的非代谢过程(Oosterhuis,2009;Wojcik,2004,在此以引用的方式将其各自以其整体并入)。
在角质下方,上表皮的“扁平细胞(pavement cells)”形成下一个对于从植物外部穿透的屏障,接着是活细胞自身的细胞壁和质膜。穿越表皮层的离子运输通过扩散来驱动,还通过由外连丝(ectodesmata)(角质下方表皮壁内的结构)促进的离子交换驱动。这些极性途径允许选择的营养离子穿越表皮持续通过并到达质膜。虽然此膜为高分子量溶质的屏障,但其确实允许较小的营养离子选择性地逆浓度梯度运输至胞浆中。(Berndt,1987;Christensen,2005;Taiz等,2015;Wojcik,2004,在此以引用的方式将其各自以其整体并入)。进入胞浆后,闯入的离子的命运由物理、化学和电化学多种因素决定。局部的细胞间和细胞内移动或“运输”采用扩散、利用细胞膜内的孔或嵌入的专门蛋白进行的主动移动和被动移动、或其它过程。长距离“转移”利用连接至小管中的细胞,所述小管在木质部小管的情况中将水和营养素溶液由根携带至叶,在韧皮部小管的情况中将水和营养素溶液由叶携带至根、花、组织生长点、果实和其它位置。具有不同尺寸、电化学电荷、极性等的不同分子和离子在细胞内和细胞间以及整株植物中以不同的速率移动(Marschner,1995,在此以引用的方式将其整体并入)。
苗后内吸性除草剂将杀灭整株植物,并且通常可用于所有植物(不限于特定物种),可提供优于传统的非内吸性苗后“灭生性”除草剂(其通常需要重复施用)的优势。在一些实施方式中,苗后内吸性除草剂包含有机酸或矿物酸或其盐,以及一定量的可吸收常量营养素,以产生足以杀灭整株植物的***性营养素毒性。根据本文的一些实施方式,预计此类制剂一般可用作在植物上具有活性的苗后内吸性除草剂。
除草剂
在一些实施方式中,描述了一类苗后非特异除草剂。所述除草剂可包含至少一种营养素,所述营养素可包含“常量营养素”或“微量营养素”,可由“常量营养素”或“微量营养素”组成,或者可基本上由“常量营养素”或“微量营养素”组成。作为非活性成分,所述除草剂可包含至少一种渗透剂、至少一种助剂(例如包含表面活性剂和/或湿润剂、由表面活性剂和/或湿润剂组成或者基本上由表面活性剂和/或湿润剂组成)、或额外的助剂,以改善除草剂的效能。在一些实施方式中,所述除草剂包含水性制剂。在一些实施方式中,所述除草剂为内吸性除草剂。在一些实施方式中,所述除草剂为局部性除草剂(例如作为脱叶剂)。本文中所述除草剂也可称为“除草剂组合物”、“除草组合物”等。应理解,根据本文的除草剂、试剂盒和方法,营养素(常量营养素和/或微量营养素)可由其本身或作为化合物的部分来提供。本文所使用的“营养素化合物”具有如本领域技术人员根据本公开所理解的其惯常和普通的含义。营养素化合物是指包含一种或多种营养素,无论是单独地或还有其它物质。当在本文中使用术语“营养素”或特定营养素时,应理解所述营养素被认为是作为营养素化合物(在特定营养素的情况下为包含该特定营养素的营养素化合物)的一部分存在。
本文使用的“常量营养素(macronutrient)”具有如本领域技术人员根据本公开所理解的其惯常和普通的含义。常量营养素是指植物通常需要相对大的量以实现最佳的生长、发育和繁殖的营养素。表1A中示出了常量营养素示例。根据本文的实施方式,“常量营养素”可包括元素型常量营养素或其化合物。
本文使用的“微量营养素(micronutrient)”具有如本领域技术人员根据本公开所理解的其惯常和普通的含义。微量营养素是指植物通常需要相对小的量或痕量以实现最佳的生长、发育和繁殖的营养素。表1B中示出了微量营养素示例,其选自但不限于此范畴,并由元素型微量营养素或其化合物组成。
表1A.植物中的常量营养素示例(Havlin等,2014)
表1B.植物中的微量营养素示例(Havlin等,2014)
本文中实施方式的除草剂组合物、方法和试剂盒中的常量营养素和/或微量营养素可以元素型常量营养素和/或元素型微量营养素提供,和/或以化合物提供。适合于本文中一些实施方式的除草剂和试剂盒的适合的常量营养素化合物的实例包括表2A-表2F中示出的化合物。适合于本文中一些实施方式的除草剂和试剂盒的适合的微量营养素化合物的实例包括表2G-表2N中示出的化合物。在一些实施方式中,常量营养素包含H、C、O、N、K、Ca、Mg、P、S或所列项的组合;由H、C、O、N、K、Ca、Mg、P、S或所列项的组合构成;或者基本上由H、C、O、N、K、Ca、Mg、P、S或所列项的组合构成。在一些实施方式中,常量营养素包含H、C、O、N、K或所列项的组合,由H、C、O、N、K或所列项的组合构成,或者基本上由H、C、O、N、K或所列项的组合构成。在一些实施方式中,常量营养素包含H、C、O、N、K、Ca、P、S或所列项的组合,由H、C、O、N、K、Ca、P、S或所列项的组合构成,或者基本上由H、C、O、N、K、Ca、P、S或所列项的组合构成。在一些实施方式中,常量营养素包含H、C、O、N、K、Ca、P、S或所列项的组合,由H、C、O、N、K、Ca、P、S或所列项的组合构成,或者基本上由H、C、O、N、K、Ca、P、S或所列项的组合构成。在一些实施方式中,常量营养素包含N、K、P、S或所列项的组合,由N、K、P、S或所列项的组合构成,或者基本上由N、K、P、S或所列项的组合构成。在一些实施方式中,微量营养素包含Cl、Fe、B、Mn、Zn、Cu、Mo或所列项的组合,由Cl、Fe、B、Mn、Zn、Cu、Mo或所列项的组合构成,或者基本上由Cl、Fe、B、Mn、Zn、Cu、Mo或所列项的组合构成。在一些实施方式中,微量营养素包含Cl、Fe、B或所列项的组合,由Cl、Fe、B或所列项的组合构成,或者基本上由Cl、Fe、B或所列项的组合构成。在一些实施方式中,微量营养素包含Cl、Fe、B、Mn、Cu、Mo或所列项的组合,由Cl、Fe、B、Mn、Cu、Mo或所列项的组合构成,或者基本上由Cl、Fe、B、Mn、Cu、Mo或所列项的组合构成。在一些实施方式中,微量营养素包含B、Mn、Zn、Cu、Mo或所列项的组合,由B、Mn、Zn、Cu、Mo或所列项的组合构成,或者基本上由B、Mn、Zn、Cu、Mo或所列项的组合构成。在一些实施方式中,所述微量营养素不包含Fe(例如螯合铁)。因此,所述除草剂不含铁或特别不含螯合铁。
在一些实施方式中,所述常量营养素为所述除草剂、方法或试剂盒的活性除草试剂。此类除草组合物可包含无活性的助剂混合物,并且具有约4至约7的pH,优选为pH 4.5至pH 5.5。所述除草剂可包含矿物酸和/或有机酸,其可将pH调节至如本文所述的适合的值或范围,但此类酸通常不被认为是活性成分,除非该酸以适于作为如本文所述的灭生性组分起作用的浓度和量存在。也就是说,助剂也被不认为是活性成分。此类含有常量营养素的除草组合物适用于所有除草用途,包括作物、观赏植被、公共道路用地、公路两侧等。在一些实施方式中,所述常量营养素包括表1A中示出的常量营养素或表1A中示出的两种以上常量营养素的组合。常量营养素可处于元素型常量营养素和/或化合物(例如表2A-表2F中示出的化合物)的形式。
在一些实施方式中,所述微量营养素为所述除草剂、方法或试剂盒的活性除草试剂。此类除草剂可包含无活性的助剂混合物,并具有约4至约7的pH,优选为pH 4.5至pH5.5。所述除草剂可包含矿物酸和/或有机酸,其可用于pH调节,但所述酸通常不被认为是活性成分,除非该酸以适于作为如本文所述的灭生性组分起作用的浓度和量存在。助剂也不被认为是活性成分。不受任何理论的限制,预计小量的微量营养素可对期望的植物产生不利影响(例如以径流(run-off))。因此,在一些实施方式中,预计此类含微量营养素的除草组合物适用于公共道路用地、公路两侧以及其中使作物或观赏植被不暴露于除草剂或最低程度地暴露于除草剂的其它安排。在一些实施方式中,所述微量营养素包括表1B中示出的微量营养素,或表1B中示出的两种以上微量营养素的组合。所述微量营养素可处于元素型微量营养素和/或化合物(例如表2G-表2N中示出的化合物)的形式。在一些实施方式中,所述微量营养素包括表2G-表2N中示出的非Fe化合物。
在一些实施方式中,常量营养素和微量营养素均为所述除草剂、方法或试剂盒的活性成分。此类除草剂可包含无活性的助剂混合物,并具有约4至约7的pH,优选为pH 4.5至pH 5.5。在一些实施方式中,所述pH范围为约4至约6.5、或约4至约6、或约4至约5.5、或约4至约5、或约4.5至约7、或约4.5至约6.5、或约4.5至约6、或约4.5至约5.5、或约4.5至约5、或约5至约7、或约5至约6.5、或约5至约6、或约5至约5.5,或约6至约7。所述除草剂可包含矿物酸和/或有机酸,其可用于pH调节,但其不被认为是活性成分。助剂也不被认为是活性成分,加上无活性助剂混合物。由于此类组合物包含微量营养素活性成分,由于上述原因,不受任何理论的限制,预计此类含微量营养素的除草组合物适用于公共道路用地、公路两侧以及其中使作物或观赏植被不暴露于除草剂或最低程度地暴露于除草剂的其它安排。在一些实施方式中,所述常量营养素包括表1A中示出的常量营养素,或表1A中示出的两种以上常量营养素的组合,所述微量营养素包括表1B中示出的微量营养素,或表1B中示出的两种以上微量营养素的组合。所述常量营养素可处于元素型常量营养素和/或化合物(例如表2A-表2F中示出的化合物)的形式。所述微量营养素可处于元素型微量营养素和/或化合物(例如表2G-表2N中示出的化合物)的形式。在一些实施方式中,所述微量营养素包括表2G-表2N中示出的非Fe化合物。
在一些实施方式中,作为除草剂的无活性组分的酸包含有机酸或矿物酸,由有机酸或矿物酸组成,或者基本上由有机酸或矿物酸组成。在一些实施方式中,所述除草剂的酸包含矿物酸,由矿物酸组成,或者基本上由矿物酸组成。在一些实施方式中,所述除草剂的酸包含有机酸,由有机酸组成,或者基本上由有机酸组成。另外,在一些实施方式中,为了将pH调节至指定范围的目的,可在所述除草剂中包含其它pH调节试剂,例如酸(如HCl)和/或碱(如NaOH)。这些pH调节试剂不被认为是活性成分。因此,在一些实施方式中,预计酸或其它pH调节试剂(例如碱)可存在于所述除草剂中并且为所述除草剂的无活性成分。
在一些实施方式中,还考虑了包含用于构成本文所述的除草剂(例如通过使所述试剂盒的组分与合适量的水接触)的成分的试剂盒。在一些实施方式中,试剂盒包含有机酸、至少一种营养素(常量营养素和/或微量营养素)以及助剂。可将试剂盒的这些物品溶解于和/或稀释于水性溶剂(如水,例如水龙头、池塘、井等)中。试剂盒的物品可处于单位量,以便该单位量可容易地溶解和/或稀释于水性溶剂中以产生具有本文所述的pH范围和营养素的摩尔比的除草剂。在一些实施方式中,营养素为所述除草剂的主要活性成分。在一些实施方式中,所述试剂盒的常量营养素包括表1A中示出的常量营养素或表1A中示出的两种以上常量营养素的组合。在一些实施方式中,所述试剂盒的微量营养素包括表1B中示出的微量营养素或表1B中示出的两种以上微量营养素的组合。常量营养素可处于元素型常量营养素和/或化合物(例如表2A-表2F中示出的化合物)的形式。微量营养素可处于元素型微量营养素和/或化合物(例如表2G-表2N中示出的化合物)的形式。在一些实施方式中,所述微量营养素包含表2G-表2N中示出的非Fe化合物。
在一些实施方式中,所述除草剂包含所列营养素中的两种以上的组合,例如,K化合物和P化合物、K化合物和N化合物、K化合物和Mg化合物、K化合物和S化合物、K化合物和微量营养素、P化合物和N化合物、P化合物和Mg化合物、P化合物和S化合物、P化合物和微量营养素、S化合物和Mg化合物、S化合物和微量营养素、或Mg化合物和微量营养素。预期合适的K化合物、P化合物、N化合物、S化合物和Mg化合物可包括任何农业上可接受的含有K、P、N、S和Mg的任一种的化合物。在一些实施方式中,任何农业上可接受的水溶性化合物可为合适的营养素来源。例如,在一些实施方式中,含K、P、Mg、S和/或N离子的盐可包括这些营养素的合适来源。此外,在一些实施方式中,对于所指定的含K、P、Mg、S和/或N离子,伴侣阴离子(或阳离子)不包括常规农业肥料。因此,在一些实施方式中,预期K化合物不包括作为常规农业肥料的阳离子。应注意虽然“肥料”可能含有一种或多种营养素,术语“肥料”不必然可与“营养素”互换。例如,商业肥料产品可能含有特定的常量营养离子或微量营养离子本身,和/或也可能含有其它物质。因此,溶解的肥料的施用不必然教导任何营养素的过量施用或吸收。此外,预期简单地将溶解的肥料产品(如上所述,其可含有除营养素之外的物质)施用于植物可能具有对土壤和水不期望的毒性作用。
除草剂可具有特定营养素或营养素的组合的活性成分(例如本文所述的营养素的营养素盐),其可溶解在包含有机酸的水性溶液中,其中所述有机酸的浓度达到适合于叶吸收的酸度。此类酸度可为约4至7、优选4.5至7.0、更优选4.5至5.5的pH。例如,在一些实施方式中,所述除草剂包含pH为约3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5或7(包括所列值中的任意两个之间的范围)的水性制剂。不受理论限制,适于吸收的pH还使由营养素盐浓缩溶液的典型的高碱度(高pH)引起的植物表面组织的化学破坏(“灼伤”)最小化。这种情况延长了可用于由叶和其它表面组织吸收特定营养素的时间段。在一些实施方式中,将所述除草剂配置为具有适于营养素吸收的pH,并且进一步包含灭生性组分,所述灭生性组分被配置为在营养素被整株植物(例如根部)吸收后导致植物组织的破坏。在一些实施方式中,所述灭生性组分为单一除草组合物的一部分。在一些实施方式中,将所述灭生性组分配置为用于在吸收营养素之后施用。
潮解
通过角质层吸收任何物质仅发生在水性溶液中,而干燥的营养素保持不被吸收(Wojcik,2004,在此以引用的方式将其整体并入)。因此,在植物的叶材料通过蒸发变干后,喷洒的肥料或除草剂保持不被吸收,直到它被风、雨或灌溉喷洒移除。然而,所有干燥的营养盐都具有“吸湿性(hygroscopic)”,因为它们吸收大气中的水分。一些营养素盐具有以下程度的吸湿性:仅仅是由于处于正常的潮湿空气中,它们便可达到半液体状态,此情况被称为“潮解”(Shafer和Reed,1986)。发生这种重新液化的最小相对湿度称为物质的“潮解点”(POD)。根据一些实施方式的制剂包含各自在低的相对湿度下潮解的营养素盐。不受理论限制,在一些实施方式中,当适当配制时潮解也可将可溶性有机酸组分保持在液态。在一些实施方式中,所述除草剂包含易潮解制剂,基本上由易潮解制剂组成,或者由易潮解制剂组成。在一些实施方式中,在将所述易潮解制剂施用于植物表面组织上(例如通过喷洒)之后,所述制剂长时间(通常为数天)保持半液体状态。并且尽管在初始喷洒施用后物质可能在一天的炎热中变干,但当湿度达到潮解的适度相对湿度时,活性组分重新液化并且重新实现被吸收进叶中。通常这种再溶解发生在傍晚、夜间和清晨,但如果存在充分潮湿的条件也可在白天发生。在一些实施方式中,所述助剂混合物可包括“湿润剂”(用于使事物或表面保持潮湿的一类物质),从而延长通过植物表面吸收活性成分所必需的半液体状态。潜在的合适的湿润剂的实例包括但不限于甘油、糖类、蜂蜜、糖醇和聚乙二醇。在一些实施方式中,所述湿润剂包含碳水化合物,基本上由碳水化合物组成,或者由碳水化合物组成。
此外,作为蒸发的结果,所施用的制剂中的活性成分的摩尔浓度将逐渐增加。最终,营养素盐和有机酸的浓度升高达到表面组织的化学“灼烧”将毁坏角质层的程度。这可以与传统“灭生性”除草剂引起的方式相似的方式杀灭地上吸收组织。因此,在一些实施方式中,所述除草剂的吸收持续足够长的时间,以允许有毒量的营养素进入并在整株植物中转移,并且在角质层受损至其不能再吸收营养素的程度之前达到足以造成营养素破坏的水平。如果过早杀灭,则不能实现期望的升高的营养素的***性效果,并且植物可由地下未受损的组织再生。在本文中已发现,约72小时的持续时间提供了有利于营养素吸收的条件,足以实现期望的除草结果。根据一些实施方式,通过配制“潮解点”(POD)的配方,可调整所述除草剂的吸收速率。优选地,在一些实施方式中,使用具有适当低的POD的营养素盐的特定制剂,从而允许所施用的制剂在植物表面上长时间保持半液体状态,并且如果在白天发生蒸发,还使得重新溶解。因此,通过配制具有低POD的营养素组合物,将制剂保留在植物表面上1-5天、优选2-4天、最优选约72小时。在一些实施方式中,将所述除草剂配制为被吸收约3天。在一些实施方式中,将所述除草剂配制为被吸收约1天、2天、3天、4天或5天,包括所列值中任意两个之间的范围,例如约1天-3天、1天-4天、1天-5天、2天-3天、2天-4天、2天-5天、3天-4天、3天-5天。
营养素植物毒性
不受理论限制,使用适当的助剂用除草组合物在植物表面上创建彻底涂覆,并且进一步增强叶吸收,在经处理的植物的表面组织上创建增加营养素摄取的物理和化学条件,以产生足以使得植物因称为“营养素植物毒性”的过程死亡的营养素的毒性水平。助剂还可包括氮源,以进一步增强叶摄取。这些氮源可包括但不必限于常见的商业肥料尿素、尿素+硝酸铵(UAN)、聚磷酸铵、或硫酸铵(Hager和McGlamery,1997,在此以引用的方式将其整体并入)。简单地说,植物中的营养素植物毒性与可因动物摄入过量的维生素(例如维生素A、维生素B或维生素D在人中引起的中毒)或者甚至食物(因1000颗棉花糖死亡)而引起的动物中毒和死亡类同。在植物中,仅以小量超过所需的生理学上的活性矿物质(植物中的氯和硒)可能变得有毒或致死。
营养素含量
根据定义,所有营养素都是植物的最佳生长和发育所必需的,并且一旦被吸收并且处于适合的生长条件下,所有营养素将在植物内适当分布。植物所需的特定营养素的量可相对大(“常量营养素”)或微小(“微量营养素”)。此外,每种不同营养素的量在不同组织以及整个生长季节中都可能不同。不受理论限制,可认为植物内的营养素破坏可由任何常量营养素或微量营养素的单独或组合地过量吸收引起。根据本文中的实施方式,设想了描述任何和所有植物营养素的毒性输注的营养素破坏这一概念。
本文中的一些实施方式的除草剂使用叶施用的营养素的输注来创建通常维持生命的营养素化学物质(例如钾、氮、磷、硫或镁)的有毒内部浓度。在一些实施方式中,所述除草剂包含常量营养素。在一些实施方式中,所述除草剂包含微量营养素。在一些实施方式中,所述除草剂包含常量营养素和微量营养素。在一些实施方式中,所述除草剂包含钾、氮、磷、硫、镁中的至少一种或其中两种以上的组合,例如钾和氮、钾和磷、钾和硫、钾和镁,甚至钾、氮、磷、硫和镁的组合。
不受理论限制,在本文中的一些实施方式中,预期当如本文所述施用于叶组织并被植物吸收时,高至足以破坏代谢的营养素含量远高于常规叶肥料的营养素含量。在一些实施方式中,所述除草剂的营养素含量比常规叶肥料的营养素含量高一个数量级。举例来说,常规叶肥料可具有约2%的营养素含量,而一些实施方式的除草剂可具有约20%的营养素含量。在一些实施方式中,除草剂具有1M至2.5M量级的营养素摩尔浓度。一些实施方式的除草剂具有约1.0M至约2.5M的营养素(例如K+、Mg2+、Ca2+、氮、磷、硫或其中两种以上的组合)浓度。在一些实施方式中,所述除草剂中的营养素浓度为约0.5M、0.6M、0.7M、0.8M、0.9M、1.0M、1.1M、1.2M、1.3M、1.4M、1.5M、1.6M、1.7M、1.8M、1.9M、2.0M、2.1M、2.2M、2.3M、2.4M或2.5M,包括所列值中任意两个之间的范围,例如0.5M-2.5M、0.8M-2.2M、0.9M-2.1M、1.0M-1.8M、1.0M-2.0M、1.2M-1.8M、1.2M-2.0M等。因此,在一些实施方式中,所述除草剂含有比叶肥料中所含的营养素多数个数量级的营养素。例如,在一些实施方式中,其中所述营养素包含钾,所述除草剂含有比叶肥料中所含的K+多数个数量级的K+。然而,如果旨在使用常规叶钾肥作为除草剂,并以这些实施方式的高摩尔浓度施用,则所有经喷洒的植物的地上组织将在数小时内化学灼伤,阻止吸收足以起到内吸性除草剂作用的K+。本发明的能力是诱导某些营养素(包括K+)的吸收或高水平并延迟植物组织的化学灼伤,这使本发明区别于商业叶肥料制剂和传统灭生性除草剂。
选择常量营养素钾(K)用于初始实验(参见,例如本文中的实施例2-实施例7)。钾(K)具有许多适合作为根据本文中的实施方式的除草剂的组分的性质。不受理论限制,原因包括:
1.K被认为是“常量营养素”并且是植物存活所必需的。K与多数其它植物营养素的不同之处在于其在植物中不是化学化合物的组分(Havlin等,2014,在此以引用的方式将其整体并入)。K在溶液中通常仅以K+离子的形式出现,或与各种组织的表面上的负电荷结合。因此,K+的作用可能与植物细胞中的离子强度有关。在该作用中,K实质上参与对所有植物的生长、发育和繁殖至关重要的许多生理过程(Taiz等,2015)。
2.由于K+的阳离子状态,也由于K+相对于其它营养素离子和分子的小的直径,其在整株植物中是高度可移动的(Abou El-Nour,2002;Borowski和Michalek,2009;Bukovac和Wittwer,1957;Christensen,2005;Marschner,1995;Mengel,2002;Wojcik,2004,在此以引用的方式将其中各自以其整体并入)。通过根吸收或在叶施用的情况下通过表面组织吸收后,K+在整株植物中以及在单个细胞内快速移动(Marschner,1986,在此以引用的方式将其整体并入)。
3.K+在水和溶解的营养素有效吸收至根以及其从根转移至植物的地上部分中起重要作用。由于数种功能(包括辐射能向化学能的转化、光合酶的产生和活性以及叶绿体中ATP生成过程中电中性的维持),K+对光合作用至关重要(Taiz等,2015)。
4.K+实质上参与超过40种植物酶(包括涉及能量利用、呼吸、氮代谢和淀粉合成的许多植物酶)的功能。在光合作用过程中将二氧化碳(CO2)转化为糖类后,使用需要K+进行其合成的ATP将糖类转移至根、果实、谷粒和块茎中。K+对韧皮部和木质部的汁液和水的最佳的流动也是至关重要的(Havlin等,2014;Marschner,1986;Taiz等,2015,在此以引用的方式将其各自整体并入)。
5.在叶表面上,K+调控气孔(其调控氧气和二氧化碳与大气的交换)的开放和关闭,并调控水从植物向大气的转移(“蒸腾作用”)(Taiz等,2015)。蒸腾作用创造了将活植物所需的水和溶解的营养素吸上来并分配的力。然而,不受理论限制,叶中过量的K似乎会诱导气孔保卫细胞的膨胀、延长的气孔开放以及不受控制的蒸腾作用导致的过多的水分流失。这反过来导致维持植物直立和功能形式所需的内部膨压的***性丧失(萎蔫)。严重的萎蔫导致对细胞的不可逆机械损伤、正常细胞功能的停止、植物的完全倒塌以及死亡(Taiz等,2015)。过量的K在这种破坏性进展中的作用已由本申请记载的实验证明,并且预期其在本文中的各种实施方式的除草剂组合物、方法和试剂盒中有用。
不受理论限制,已提出了实现保卫细胞中长期过量的K+的方式的机制,但是仍在研究该现象。例如,其可能是由于保卫细胞质膜外的K+离子过量至干扰以下过程的程度:气孔关闭和控制叶的水分流失所需的K+从保卫细胞流出(Taiz,同上)。
不受理论限制,K+在整株植物中的高移动性以及大量化学、酶和电化学功能(因此,该营养素是植物代谢所必需的)使得钾非常适合在根据一些实施方式的营养素植物毒性中起作用。膨压的丧失是刻意诱导的K毒性的直接后果。然而,在正常生长条件下直接的K毒性不经常发生。相反,对植物生长和发育的有害影响是过量的K导致的阳离子不平衡而引起的抑制根对营养素吸收的结果。这可导致多种营养素缺乏,最常见的是氮缺乏,以及镁、锰和钙的缺乏(McCauley等,2017;Nicholson,2017,在此以引用的方式将其各自整体并入)。这就是说,据本申请人所知,几乎没有关于为了除草作用而有意诱导的过高水平的K或其它营养素的研究或出版日期。本申请中记载的实验提供了支持高组织K造成植物毒性和死亡的证据。在一些实施方式中,超过对于植物生长和发育最佳的K+量的足够量的K+吸收可杀灭整株植物。
K还具有许多与其在植物中的生理作用不直接相关的有益特征,并且所述有益特征进一步建议在本文中的一些实施方式中使用钾。
1.许多可获得的K源为低毒性的并且根据美国食品和药品管理局对人“公认安全”(GRAS)。当按照推荐配制和施用时,认为适合于本文中的一些实施方式的活性成分对环境的危害最小。因此,预期根据本文的实施方式的许多除草剂制剂将有资格获得OMRI(美国有机物质检查委员会)注册,并将用于有机生长操作中。
2.预期K+在土壤中以及地表水和地下水中的影响为良性的。K通常结合在土壤上部数厘米处的土壤粘土颗粒中,并且与其它营养素相比在土壤中经历有限的迁移,因此到达地面和地表水的可能性较小(Havlin等,2014;Kurtural等,未注明日期;Mengel,1985,在此以引用的方式将其各自整体并入)。Munson和Werner(1963)指出,在美国西部和中西部的粉质壤土(silt loam)或质地更细的土壤中,K的浸出“几乎为零。”
3.在水生***和海洋***中,K通常以水生生物所需的足够量存在,并且因此通常不是“限制性营养素”,其添加可引发只有通过关键营养素的缺乏才能阻止的富营养化(水生有机体的过度生长和繁殖)(Elser等,2007;Anon,2016,在此以引用的方式将其各自整体并入)。在一些实施方式的除草剂的有效浓度和/或量到达地表水的情况下,无论偶然还是由于在表面土壤中未结合的K的径流,与其它常量营养素相比K都不太可能促进富营养化。
4.根据一些实施方式,包含营养素的除草剂与传统除草剂相比不太可能对非目标植物有害。在一些实施方式中,效能取决于向目标杂草施用有毒浓度的根据本文的实施方式的除草剂营养素。低于该浓度(因为这有可能为漂移营养素重新沉积的浓度),所述物质作为除草剂是无效的,因此不太可能严重损害非目标植物。
5.尽管活性成分是以除草浓度向目标杂草施用的植物营养素,每英亩施用的营养素的量占维持或补救施肥过程中通常施用的营养素的一小部分,不太可能干扰施肥方案的目的。然而,如果需要,可将除草剂的营养素贡量配制成补充作物在生长和发育的特定阶段的一小部分施肥需求。
理论上,有效的K基营养素破坏性除草剂可由许多K盐和有机酸制剂制备,这些都包括在本专利申请中。由于这些活性组分之间的差异,包括溶解度、吸湿性、潮解、盐中K的百分比以及摩尔质量,某些配方将更适合用作叶除草剂。本申请中包括了潜在的非常适于用作营养素破坏性K除草剂并且以K盐(甲酸盐、乳酸盐和醋酸盐)为基础的多种制剂的实例,作为许多潜在合适的营养素化合物中的实例。参见下面的反应方程式。
在一些实施方式中,将制备为水性溶液的除草剂作为喷雾剂局部性施用,通常具有pH 4至pH 7的酸度,以用于K制剂的叶吸收,其初始用于测试并说明本文所预期的除草剂效能。根据一些实施方式,为特定除草营养素制剂选择的酸度为本申请的除草剂的另一重要特征,这是因为合适的酸度减少和延迟由过高的碱度(高pH)或过高的酸度(低pH)引起的植物组织的化学灼伤。这些中等水平的酸度和碱度也增加了除草剂对其使用者的安全性,其为许多新鲜水果和蔬菜(包括苹果、香蕉、花椰菜、黄瓜、樱桃、无花果和菜豆(stringbeans))的汁液的典型酸度(USDA,2007)。
反应方程式
醋酸钾+醋酸(I)
醋酸钾+柠檬酸(II)
乳酸钾+醋酸(III)
乳酸钾+柠檬酸(IV)
甲酸钾+醋酸(V)
甲酸钾+柠檬酸(VI)
醋酸钾+琥珀酸(VII)
(CH2)2(COOH)2(s)+KCH3COO(s)→K+ (aq)+H+ (aq)+CH3COO- (aq)+(CH2)2(COO)2 2- (aq)
柠檬酸钾+乳酸(VIII)
柠檬酸钾+柠檬酸(IX)
醋酸钾+草酸(X)
KOH+酒石酸氢钾(XI)
KOH+琥珀酸(XII)
硫酸铵(XIII)
硫酸镁(XIV)
在一些实施方式中合适的其它K+化合物包括但不必限于表2A中列出的K+化合物,包括表2A中任意两种以上化合物的组合。此时,尚未对所述K+化合物对根据一些实施方式所述的除草剂的适用性(包括溶解度、分子量、潮解、处理期间的安全性、储存期间的稳定性以及其它物理和化学特性)进行充分研究或实验测试。因此,在一些实施方式中,所述除草剂包含表2A的钾化合物,因此包含钾作为唯一的营养素。在一些实施方式中,所述除草剂包含表2A的两种以上钾化合物的组合(Havlin等,2014)。
根据本文中的一些实施方式,还预期另外的农业上可接受的水溶性K化合物为合适的K化合物。表2A。另外,还预期含有N、P、S、Mg和/或微量营养素或微量元素的农业上可接受的水溶性化合物为根据一些实施方式的除草剂的可接受的营养素来源。表2B-表2N。在一些实施方式中,所述除草剂、方法或试剂盒包含选自表2A-表2N的任一项或所列表的两项以上(例如表2A-表2N的全部)中的营养素。在一些实施方式中,在本文所述的除草剂、方法或试剂盒中,使表2A-表2N的一种或多种化合物溶解在水性溶液中。不受理论限制,注意到一些所述化合物的溶解度受水性溶液的pH影响,因此所述化合物在酸性pH下比在pH约7时具有更大的溶解度。在一些实施方式中,除草剂、方法或试剂盒的水性溶液包含增溶剂或载体(例如两亲性分子(例如洗涤剂)),以促进在水性溶液中包含表2A-表2N的一种或多种化合物。
表2A:潜在适合于一些实施方式的除草剂的钾(K)化合物的实例
表2B:潜在适合于除草组合物的常量营养素磷(P)化合物的实例
磷化合物 |
过磷酸钙:Ca(H<sub>2</sub>PO<sub>4</sub>)<sub>2</sub> |
磷酸一铵:NH<sub>4</sub>H<sub>2</sub>PO<sub>4</sub> |
磷酸二铵:(NH<sub>4</sub>)<sub>2</sub>HPO<sub>4</sub> |
聚磷酸铵:(NH<sub>4</sub>)<sub>3</sub>PO<sub>4</sub> |
尿素磷酸铵:(NH<sub>4</sub>)<sub>3</sub>HP<sub>2</sub>O<sub>7</sub>·NH<sub>4</sub>H<sub>2</sub>PO<sub>4</sub> |
磷酸二氢钾:KH<sub>2</sub>PO<sub>4</sub> |
磷酸氢二钾:K<sub>2</sub>HPO<sub>4</sub> |
表2C:潜在适合于除草组合物的常量营养素氮(N)化合物的实例
氮化合物 |
无水氨:NH<sub>3</sub> |
N溶液 |
碳酸氢铵:NH<sub>5</sub>CO<sub>3</sub> |
氯化铵:NH<sub>4</sub>Cl |
硝酸铵:NH<sub>4</sub>NO<sub>3</sub> |
硫酸铵:(NH<sub>4</sub>)<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> |
硫代硫酸铵:H<sub>8</sub>N<sub>2</sub>O<sub>3</sub>S<sub>2</sub> |
硝酸铵钙:多种配方 |
硫代硫酸铵:H<sub>8</sub>N<sub>2</sub>O<sub>3</sub>S<sub>2</sub> |
聚磷酸铵:(NH<sub>4</sub>)<sub>3</sub>PO<sub>4</sub> |
磷酸二铵:(NH<sub>4</sub>)<sub>2</sub>HPO<sub>4</sub> |
磷酸一铵:H<sub>4</sub>H<sub>2</sub>PO<sub>4</sub> |
尿素:CH<sub>4</sub>N<sub>2</sub>O |
尿素硝酸铵 |
尿素磷酸铵 |
尿素磷酸盐:CO(NH<sub>2</sub>)<sub>2</sub>·H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub> |
尿素硫酸盐:C<sub>2</sub>H<sub>10</sub>N<sub>4</sub>O<sub>6</sub>S |
硝酸钙:Ca(NO<sub>3</sub>)<sub>2</sub> |
硝酸钾:KNO<sub>3</sub> |
硝酸钠:NaNO<sub>3</sub> |
表2D:潜在适合于除草组合物的常量营养素镁(Mg)化合物的实例
表2E:潜在适合于除草组合物的常量营养素钙(Ca)化合物的实例
钙化合物 |
碳酸钙:CaCO<sub>3</sub> |
白云石:MgCO<sub>3</sub>·CaCO<sub>3</sub> |
石膏:CaSO<sub>4</sub>·2H<sub>2</sub>O |
过磷酸钙:Ca(H<sub>2</sub>PO<sub>4</sub>)<sub>2</sub> |
硝酸铵钙:5Ca(NO<sub>3</sub>)<sub>2</sub>·NH<sub>4</sub>NO<sub>3</sub> |
表2F:潜在适合于除草组合物的常量营养素硫(S)化合物的实例
硫化合物 |
多硫化铵:NH<sub>4</sub>S<sub>4</sub> |
硫酸铵:(NH<sub>4</sub>)<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> |
硫代硫酸铵:H<sub>8</sub>N<sub>2</sub>O<sub>3</sub>S<sub>2</sub> |
多硫化钙:CaS<sub>x</sub> |
硫代硫酸铵:H<sub>8</sub>N<sub>2</sub>O<sub>3</sub>S<sub>2</sub> |
硫酸亚铁:FeSO<sub>4</sub>·H<sub>2</sub>O |
石膏:CaSO<sub>4</sub>-2H<sub>2</sub>O |
硫酸镁(泻盐):MgSO<sub>4</sub>·7H<sub>2</sub>O |
多硫化钾:KS<sub>x</sub> |
硫酸钾:K<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> |
硫代硫酸钾(K<sub>2</sub>S<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) |
单质硫:S<sup>0</sup> |
硫酸:H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> |
尿素-硫:CO(NH<sub>2</sub>)<sub>2</sub>+S |
尿素硫酸:CO(NH<sub>2</sub>)<sub>2</sub>+H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> |
硫酸锌:ZnSO<sub>4</sub>·H<sub>2</sub>O |
表2G:潜在适合于除草组合物的微量营养素铁(Fe)化合物的实例
表2H:潜在适合于除草组合物的微量营养素锌(Zn)化合物的实例
锌化合物 |
硫酸锌一水合物:ZnSO<sub>4</sub>·H<sub>2</sub>O |
氧化锌:ZnO |
碳酸锌:ZnCO<sub>3</sub> |
磷酸锌:Zn<sub>3</sub>(PO<sub>4</sub>)<sub>2</sub> |
Zn螯合物:Na<sub>2</sub>Zn EDTA |
木质素磺酸锌 |
聚黄烷锌(Zn polyflavanoid) |
表2I:潜在适合于除草组合物的微量营养素铜(Cu)化合物的实例
铜化合物 |
硫酸铜:CuSO<sub>4</sub>·5H<sub>2</sub>O |
硫酸铜一水合物:CuSO<sub>4</sub>·H<sub>2</sub>O |
醋酸铜:Cu(C<sub>u</sub>H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>)<sub>2</sub>·H<sub>2</sub>O |
磷酸铜铵:Cu(NH<sub>4</sub>)PO<sub>4</sub>·H<sub>2</sub>O |
铜螯合物:Na<sub>2</sub>Cu EDTA |
表2J:潜在适合于除草组合物的微量营养素锰(Mn)化合物的实例
锰化合物 |
硫酸锰:MnSO<sub>4</sub>·4H<sub>2</sub>O |
氧化锰:MnO |
氯化锰:MnCl<sub>2</sub> |
锰螯合物:Na<sub>2</sub>Mn EDTA |
木质素磺酸锰 |
聚黄烷锰 |
表2K:潜在适合于除草组合物的微量营养素硼(B)化合物的实例
硼砂化合物 |
硼砂:Na<sub>2</sub>B<sub>4</sub>O<sub>7</sub>·10H<sub>2</sub>O |
硼酸:H<sub>2</sub>BO<sub>3</sub> |
硬硼酸钙:Ca<sub>2</sub>B<sub>6</sub>O<sub>11</sub>·5H<sub>2</sub>O |
五硼酸钠:Na<sub>2</sub>B<sub>10</sub>O<sub>16</sub>·10H<sub>2</sub>O |
四硼酸钠:Na<sub>2</sub>B<sub>4</sub>O<sub>7</sub>·5H<sub>2</sub>O |
八硼酸钠:Na<sub>2</sub>B<sub>8</sub>O<sub>13</sub>·4H<sub>2</sub>O |
表2L:潜在适合于除草组合物的微量营养素氯(Cl)化合物的实例
表2M:潜在适合于除草组合物的微量营养素钼(Mo)化合物的实例
钼化合物 |
钼酸铵:(NH<sub>4</sub>)<sub>6</sub>Mo<sub>7</sub>O<sub>24</sub>·2H<sub>2</sub>O |
钼酸钠:Na<sub>2</sub>MoO<sub>4</sub>·2H<sub>2</sub>O |
三氧化钼:MoO<sub>3</sub> |
钼熔块:硅酸钼 |
表2N:潜在适合于除草组合物的其它微量营养素的实例
镍(Ni) |
钴(Co) |
硅(Si) |
硒(Se) |
钒(V) |
酸度和酸
预期约4至约7的pH可易于无急性“灭生”效果(否则可能在除草剂被吸收之前将植物杀灭)的除草剂吸收。在一些实施方式中,pH以合适量的一种或多种有机酸和/或矿物酸实现。例如,预期为了使“灭生”效果最小化或延迟,使许多弱有机酸和/或矿物酸的任一种以足以在除草剂溶液中实现最佳酸度的量存在。
在一些实施方式中,使用酸(如矿物酸或有机H+供体,例如但不必限于甲酸、醋酸、苹果酸、酒石酸、乳酸或柠檬酸)将酸度保持在期望的范围内。在适合于一些实施方式中所述的除草剂的有机酸中,柠檬酸为优选的选择,这是因为:其作为高溶解度的干燥结晶固体的可用性;喷洒在暴露的土壤时以及从腐烂的植物组织释放至环境中时预期的良好环境影响;低成本;以及其以“有机”形式或作为柠檬汁的主要组分的可用性。出于类似的原因,醋酸为另一合适的有机酸。
根据一些实施方式,为调节酸度的目的而潜在地适合于除草剂并包含在除草剂中的有机酸为在表3中列出的有机酸,但不必限于此。此时,关于所有潜在合适的有机酸,还未在实验上充分研究其适合性,包括溶解度、分子量、潮解、处理过程中的安全性、储存期间的稳定性以及其它物理和化学特性。因此,在一些实施方式中,所述除草剂包含表3的有机酸或表3中两种以上有机酸的组合。
表3.潜在适合于调节一些实施方式的除草剂的酸度的有机酸
醋酸(乙酸)(CH<sub>3</sub>COOH) |
安息香酸(苯甲酸)(C<sub>6</sub>H<sub>5</sub>COOH) |
酪酸(丁酸)(CH<sub>3</sub>CH<sub>2</sub>CH<sub>2</sub>COOH) |
羊油酸(己酸)(CH<sub>3</sub>CH<sub>2</sub>CH<sub>2</sub>CH<sub>2</sub>CH<sub>2</sub>COOH) |
羊蜡酸(癸酸)(C<sub>10</sub>H<sub>20</sub>O<sub>2</sub>) |
碳酸(羟甲酸)(H<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>) |
柠檬酸(C<sub>6</sub>H<sub>8</sub>O<sub>7</sub>) |
蚁酸(甲酸)(CH<sub>2</sub>O<sub>2</sub>) |
乳酸(2-羟基丙酸)(C<sub>3</sub>H<sub>6</sub>O<sub>3</sub>) |
苹果酸(2-羟基丁二酸)(C<sub>4</sub>H<sub>6</sub>O<sub>5</sub>) |
草酸(乙二酸)(C<sub>2</sub>H<sub>2</sub>O<sub>4</sub>) |
丙酸(丙酸)(C<sub>3</sub>H<sub>6</sub>O<sub>2</sub>) |
琥珀酸(C<sub>4</sub>H<sub>6</sub>O<sub>4</sub>) |
缬草酸(戊酸)(C<sub>5</sub>H<sub>10</sub>O<sub>2</sub>) |
应注意,可调整除草剂中酸(有机酸和/或矿物酸)的含量以产生期望范围的pH。应理解,包含酸的水性溶液的pH可基于酸的解离常数、酸的量和有助于酸度的其它离子来估计,例如使用Henderson-Hasselbalch方程:
pH=pKa+log10(([A-]/[HA])) (XV)
其中,HA和A-分别为有机酸的解离的酸和共轭碱,pKa为酸的解离常数。
助剂
在一些实施方式中,将所述除草剂组合物制备为水性溶液。不受理论限制,在多数植物上穿透蜡质表面层对于水基溶液是困难的。为促进通过蜡质层的摄取,已开发了归类为“助剂”的产品。适合于一些实施方式中的除草剂和试剂盒的助剂的实例包括表面活性剂、粘展剂(spreader-stickers)、作物油、消泡化合物、缓冲剂、相容剂以及湿剂,包括所列项中两种以上的组合(参见Czarnota和Thomas,2013;Zollinger,2014,在此以引用的方式将其各自整体并入)。在一些实施方式中,所述除草剂(或试剂盒)以以下量含有一种或多种助剂:足够增强所述除草剂的涂覆、穿透植物表面、保留水分的量,以允许在植物中吸收和/或整体使用本文所述的除草剂。在制剂中还可包含足以增强除草剂叶摄取的量的尿素或其它氮源(参见例如Wojcik,2004)。在一些实施方式中,所述除草剂组合物中还包含使得以期望的持续时间含有液态或半液态除草剂的足够量的湿润剂。不受理论限制,预计湿润剂减缓根据本文中的一些实施方式的叶除草剂的变干,使得活性成分在液体中保持更长时间,从而允许植物以更长的时间段吸收活性成分。适合于本文中的一些实施方式的除草剂组合物、方法和试剂盒的湿润剂的实例包括但不限于糖类,如葡萄糖、果糖、蜂蜜(果糖和葡萄糖的组合)、蔗糖(食糖),以及甘油,丙三醇,六偏磷酸钠,多种其它商业上可获得的产品,以及所列项中任意两种或以上的组合。应注意,除在一些实施方式中作为营养素起作用之外,硼还可增强其它营养素(如钾)的摄取。因此,在一些实施方式中,所述除草剂组合物中也可包含足以增强该除草剂组合物中可能另外含有的K+的摄取的量的硼(Howard等,1998,在此以引用的方式将其整体并入)。因此,在一些实施方式中,所述除草剂组合物、试剂盒或方法包含硼作为无活性成分,或作为活性成分(例如如果还存在K+)。
用于一些实施方式的除草剂、试剂盒和方法的合适的助剂的实例包括但不限于作物油浓缩物,乳化剂,渗透剂(例如,乳化的甲基化的种子油(MSO)或LI700渗透剂(LovelandProducts)),以及表面活性剂(例如,壬基酚乙氧基化物;苄基椰油烷基二甲基季铵盐(benzylcocoalkyldimethyl quaternary ammonium salt);石油烃、烷基酯、有机酸和/或矿物酸与阴离子表面活性剂的混合物;C9-C11烷基多糖苷;磷酸化醇乙氧基化物;天然伯醇(C12-C16)乙氧基化物;二仲丁基酚EO-PO嵌段共聚物;聚硅氧烷-甲基帽(polysiloxane-methyl cap);壬基酚乙氧基化物;十三烷醇乙氧基化物;牛油基胺乙氧基化物PEG400;二油酸酯99;植物油或种子油及其酯;洗涤剂(如十二烷基硫酸钠)),以及尿素硝酸铵(其可增强吸收)。在一些实施方式中,所述助剂进一步包含本文所述的湿润剂。在一些实施方式中,所述湿润剂(例如糖类)以至少约0.1M,例如至少约0.1M、0.5M、1M、1.5M、2M、2.5M、3M、3.5M、4M、4.5M或5M,包括所列值中任意两个之间的范围例如约0.1M-5M、0.1M-4M、0.1M-3M、0.1M-2M、0.5M-5M、0.5M-4M、0.5M-3M、0.5M-2M、1M-5M、1M-4M、1M-3M、1M-2M、1.5M-5M、1.5M-4M、1.5M-3M或1.5M-2M的浓度存在于组合物中。在一些实施方式中,所述助剂包含尿素和有机硅表面活性剂(例如WIDESPREAD有机硅表面活性剂,Loveland Products),由尿素和有机硅表面活性剂(例如WIDESPREAD有机硅表面活性剂,Loveland Products)组成,或者基本上由尿素和有机硅表面活性剂(例如WIDESPREAD有机硅表面活性剂,Loveland Products)组成。在一些实施方式中,所述助剂包含尿素和渗透剂(例如LI700渗透剂,Loveland Products),由尿素和渗透剂(例如LI700渗透剂,Loveland Products)组成,或者基本上由尿素和渗透剂(例如LI700渗透剂,Loveland Products)组成。在一些实施方式中,所述助剂包含canola油和洗涤剂(例如JOYTM液体洗涤剂),由canola油和洗涤剂(例如JOYTM液体洗涤剂)组成,或者基本上由canola油和洗涤剂(例如JOYTM液体洗涤剂)组成。在一些实施方式中,所述助剂包含有机硅表面活性剂(例如有机硅表面活性剂,Loveland Products)和甲基化的种子油(MSO),由有机硅表面活性剂(例如有机硅表面活性剂,Loveland Products)和甲基化的种子油(MSO)组成,或者基本上由有机硅表面活性剂(例如有机硅表面活性剂,Loveland Products)和甲基化的种子油(MSO)组成。在一些实施方式中,所述助剂包含有机硅表面活性剂(例如有机硅表面活性剂)、尿素和蔗糖,由有机硅表面活性剂(例如有机硅表面活性剂)、尿素和蔗糖组成,或者基本上由有机硅表面活性剂(例如有机硅表面活性剂)、尿素和蔗糖组成。在一些实施方式中,所述助剂包含canola油和洗涤剂(例如JOYTM液体洗涤剂),由canola油和洗涤剂(例如JOYTM液体洗涤剂)组成,或者基本上由canola油和洗涤剂(例如JOYTM液体洗涤剂)组成。在一些实施方式中,所述助剂进一步包含湿润剂,例如本文所述的糖类湿润剂。
预计在制备一些实施方式中的除草剂制剂中,在预期使用时间或预期使用时间之前不久,将一种或多种助剂与干燥的组分和水性溶剂混合。在本专利申请之时,许多被批准用于农业用途的合适的助剂可以液体形式获得,包括前段中包括的合适助剂的实例。目前存在干燥形式的有机硅表面活性剂(Roberts等,199),但北美洲尚未批准用于农业用途。在批准用于农业用途后,预期干燥形式可作为一种选择使用,以包含在本文的一些实施方式的制剂中。
除草剂产品
根据本文的一些实施方式所述的除草剂可为多种合适的“除草剂产品”的一部分,或可容易地由多种合适的“除草剂产品”制备。因此,一些实施方式包括除草剂产品。此类除草剂产品可获得并按比例放大以用于消费者使用和/或商业使用,所述除草剂产品包括但不限于:
干的产品。一些实施方式包括干的包装产品,所述干的包装产品适合于在使用时间或临近使用时间被溶解在适当体积的水(水龙头、池塘、水井等)中。此外,此类干的包装产品可包含至少一种营养素(例如,常量营养素,如K、N、S、Mg或P;和/或微量营养素,如硼、锌、钼或铁),有机酸或矿物酸,以及一种助剂或助剂的组合,并且可通过添加水来构成。
干的包装材料。一些实施方式包括干的包装,所述干的包装包含用于溶解在适当体积的水(自来水、池塘、水井等)中的营养素和有机酸,并且在使用地点和时间向其中添加合适的助剂。在一些实施方式中,所述助剂包含表面活性剂。
在一些实施方式中,在试剂盒中提供本文所述的干的产品或干的包装材料,所述试剂盒包含具有以下摩尔比的单位量的营养素、有机酸或矿物酸、和助剂:所述摩尔比使得在规定体积的水中溶解或稀释所述营养素、酸和助剂将产生具有本文所述的营养素摩尔浓度和pH值的除草剂组合物。在一些实施方式中,所述pH为约4至约7。
液体制剂。一些实施方式包括液体制剂,例如“即用型”或“接近即用型(nearlyready to use)”制剂。可将液体制剂进行包装。在一些实施方式中,所述液体制剂以浓缩形式提供,以用于在适当体积的水(龙头、池塘、水井等)中稀释,并且在使用地点和时间向其中添加合适的液体助剂。因此,液体制剂可伴有助剂。在一些实施方式中,所述液体制剂以处于立即使用浓度的完整除草剂液体制剂的形式来提供。此类除草剂可包含营养素、有机酸或矿物酸、以及一种特定助剂或特定助剂的组合。
应注意,过量的常规肥料的偶然或有意的叶施用可充当灭生性除草剂。然而,这可能会带来土壤污染、作物损害和/或不期望数量的肥料进入地表水和地下水的风险。由于这些原因,美国的工业指南或政府法规可能不允许使用常规肥料作为除草剂。在一些实施方式中,所述除草剂与常规肥料的灭生性除草剂效果不同,并提供优于常规肥料的灭生性除草剂效果的额外的优点。在一些实施方式中,所述除草剂提供足以杀灭杂草的营养素水平,但直接到达土壤的所喷洒的营养素的量以及从分解的死杂草释放至土壤中的该营养素的量仅占在通过植物根系进行的正常季节性土壤施肥期间施用于作物的相同营养素的量的一小部分(估计1%-2%)。因此,根据本文的实施方式的组合物不太可能干扰施肥方案。然而,如果选择季节性上适当的营养素作为除草剂配方的活性成分,此类组合物可为该程序贡献少量肥料。在一些实施方式中,将除草剂配制成包含适合于在作物发育和成熟的特定阶段控制作物中生长的杂草的营养素的组合,使得所述除草营养素也适合于该生长发育或成熟阶段的作物。例如对于许多作物,在生长季节的早期钾基除草剂制剂可能是优选的,在该季节后期氮基的制剂可能是优选的(Johnson,2016)。对于在作物发育早期需要锌施肥的作物,根据本文的一些实施方式可施用锌基除草制剂。
一些实施方式的另外的有利特征是这种基于营养素的除草剂的漂移引起的对脱靶植物的意外伤害的可能性降低。除草效果来源于施用于目标杂草的喷雾制剂的高营养素浓度。向并非除草剂喷雾剂的直接靶标的作物的漂移将以除草剂的无效稀释浓度(其更类似于叶肥料)发生,并且不太可能对经济作物或期望的景观具有有害影响。
到目前为止的实验证明了各种实施方式的多种配方的强除草作用,在温室中和在田间在多种雌雄同株植物和双子叶植物中观察到完全杀灭和无再生长(参见实施例1-实施例8)。
通常在农业和园艺中使用钾基肥料产品,作为用于经济作物、景观和园林的叶肥料喷雾剂应用。然而,这些产品必须特别配制以避免对目标物种的组织损害,因此,所施用的并且由此可用于吸收和延迟灭生的K+的量远低于根据本文的一些实施方式所述的除草制剂的浓度(Christensen,2005)。例如,KNO3或K2SO4的叶施用(通常推荐以100加仑水中6-10磅的产品(Havlin等,2014))关于KNO3产生0.07M至0.12M的K叶肥料溶液,关于K2SO4产生0.03M至0.05M的K叶肥料溶液。KCl或K2S2O3的叶施用(通常取决于作物,100加仑水中2-4磅的产品(Havlin,op cit.))关于KCl产生0.03M至0.6M的叶肥料溶液,关于K2S2O3产生0.01M至0.02M的叶肥料溶液。
相反,在一些实施方式中,预计所述除草剂具有以下营养素摩尔浓度是合适的:在被叶片组织吸收时有效地破坏代谢过程的摩尔浓度的下端或接近下端的摩尔浓度。
在一些实施方式中,所述除草剂优选具有约1.5至约2.5摩尔浓度的营养素摩尔浓度,以及约pH 4.0至约pH 7.0的酸度(当需要时,可使用合适的有机酸或矿物酸来实现)。在一些实施方式中,包含钾作为活性成分的除草剂被配制具有约1.5至约2.0(例如约1.5、1.6、1.7、1.8、1.9和2.0,包括所列值中任意两个之间的范围)的溶液摩尔浓度,用有机酸或矿物酸滴定至约pH 5.5的酸度。低于约1.0M,所述处理不引起K+的充分吸收。高于约2.0M,所述处理似乎过快地损伤角质,从而无法最佳摄取K+。所述除草剂可进一步包含合适量的助剂,所述助剂包含液体渗透剂、硅基表面活性剂或另一表面活性剂、或其它组分。不受理论限制,预计所述表面活性剂推荐用于使除草剂在植物表面上有利地扩散。所述除草剂可进一步包含尿素或另一氮基肥料。不受理论限制,预计所述尿素基或氮基肥料可增强K+的吸收。所述除草剂可进一步包含合适量的湿润剂,所述湿润剂包含碳水化合物,如糖类。不受理论限制,预计所述湿润剂可扩大植物表面(如叶)上可吸收除草剂的活性成分的时间的量。本文中实施例1-实施例7中描述了根据一些实施方式的包含钾作为活性成分的除草剂的实例。
尽管营养素K和N用作用于测试目的的示例性营养素(参见实施例1-实施例9),但正在测试基于除K或N之外的营养素的其它制剂,并且根据本文的一些实施方式的方法和试剂盒预期得到类似的结果。
在一些实施方式中,本文所述的任何除草组合物进一步包含第二除草剂,其中,所述第二除草剂为非营养素除草剂。不受理论限制,预期包含本文所述的营养素、由本文所述的营养素组成或基本上由本文所述的营养素组成的除草剂可与其它类型的除草剂结合使用,以实现目标植物的有效杀灭。在一些实施方式的除草剂组合物、试剂盒和方法中,所述第二(非营养素)除草剂包含表3.1中示出的除草剂或表3.1中的两种以上除草剂的组合,由与表3.1中示出的除草剂或表3.1中的两种以上除草剂的组合构成,或者基本上由表3.1中示出的除草剂或表3.1中的两种以上除草剂的组合构成。
表3.1
杀灭植物的方法
一些实施方式涉及在苗后植物中引起植物毒性作用(例如将植物或其部分杀灭、脱叶和/或脱水)的方法。简而言之,可将例如本文所述的除草剂的水性组合物施用于植物的叶部分。该水性组合物包含营养素。所述营养素可为常量营养素,如K化合物、P化合物、N化合物、Mg化合物、Ca化合物、S化合物;或微量营养素,如Zn化合物、B化合物、Mo化合物、Fe化合物。也可使用营养素的组合。所述组合物还可包含至少一种有机酸或矿物酸,以及一种或多种特定的助剂。该组合允许所述植物以对植物有毒的量吸收营养素。然后,所述植物严重受损并表现出植物中毒。在一些实施方式中,所述植物死亡。在一些实施方式中,所述植物毒性作用为***性的。在一些实施方式中,所述杀灭为局部性的,例如靶向以从已生根的植物(如葡萄藤或树)长出的不期望的生长物或枝条(例如“根出条”)。在一些实施方式中,所述除草剂用作脱水剂,并且通过所述除草剂对所述植物进行脱水。举例来说,所述除草剂可用作:作物(如棉花、马铃薯或大豆)的脱水剂,用于蔬菜种子的生产的脱水剂,或用于其中两项或更多项。在一些实施方式中,所述作物为有机作物。在一些实施方式中,所述除草剂用作直至季节后期才成熟并且保持绿色的作物的脱水剂,例如在某些欧洲国家以及美国南部的大豆生产中。在一些实施方式中,使用所述除草剂在谷物收获之前靶向杂草。不受理论限制,所述除草剂可导致杂草的脱水,并且促进获取谷物以用于收获,例如使得损害联合收割机或与收获的作物混合的叶材料较少。通过将规定量的特定营养素盐与规定量的特定酸组合添加至规定体积的水中,将根据本文的一些实施方式的除草剂制备成水性溶液。在将这些材料溶解至水中后,加入规定量的一种或多种特定助剂以完成混合物。然后,以足以彻底涂覆目标植物(例如杂草)的暴露表面的量将所述混合物喷洒至目标杂草的表面组织上。不受理论限制,预期用一些实施方式的液体除草剂组合物彻底涂覆目标植物可促进如本文所述的营养素的过量吸收,从而产生有效杀灭。如果杂草杀灭不足以用于园艺目的,则可在约14天内实施重复施用。
将通过特定位置处的测试施用将确定所述除草剂对特定位置的施用率。然而,根据一些实施方式的估计施用率为一英亩覆盖范围20加仑-40加仑的所制备的溶液,优选一英亩覆盖范围约30加仑的所制备的溶液。溶解20加仑-40加仑的溶质的量将根据施用者的目标和目的而变化。
例如当用作保护经济作物或景观植被的除草剂施用时,可将除草剂中活性组分和无活性组分的量以及选择的营养素配制成适应或补充受保护植被的季节性肥料方案,同时达到期望的杂草控制水平。
根据一些实施方式,当仅用于广谱除草控制而施用(例如在高速公路中间带或公共道路用地中),可选择除草剂中的活性组分和无活性组分的量以及不同营养素以实现最大成本有效的除草作用。
已观察到可将根据本文的一些实施方式的一些除草剂施用于单子叶植物(例如禾本科植物)和双子叶植物,以杀灭双子叶植物但不杀灭单子叶植物(参见实施例8)。因此,在一些实施方式中,所述方法包括将除草剂施用于散布在单子叶植物(例如草坪或草皮)中的双子叶植物(例如杂草),以杀灭双子叶植物但不杀灭单子叶植物。在一些实施方式中,所述除草剂包含含有氮的营养素。在一些实施方式中,所述营养素以包含硫酸铵的营养素化合物提供。在一些实施方式中,所述除草剂中的硫酸铵浓度为约2M。
预期对于一些施用,一旦除草剂已被目标植物内吸性吸收,可能期望进行“灭生”以快速根除目标植物的叶片组织。已被内吸性吸收(在根部等)的除草剂将防止目标植物在灭生后重新生长。因此,在一些实施方式中,在本文所述的苗后内吸性非选择性除草剂之后施用灭生性除草剂。在一些实施方式中,提供了包含本文所述的内吸性非选择性除草剂和灭生性产品的试剂盒。可随后施用于目标植物或在试剂盒中提供的示例性灭生性产品包括但不限于:醋酸钾+天竺葵酸的水性溶液、硝酸钾+天竺葵酸的水性溶液、壬酸铵+柠檬酸的水性溶液和/或硫酸铵+癸酸的水性溶液。用于一些实施方式的合适的商业灭生性产品的实例包括但不限于:Westbridge Agricultural Products,EPA注册号51517-9,其活性成分为羊脂酸(辛酸)(47%)和羊蜡酸(癸酸)(32%);DowAgroSciences,EPA注册号62719-529,其活性成分为天竺葵酸(壬酸)(57.0%)和“其它脂肪酸[C6-C12]”(3%);以及BioSafeSystems,EPA注册号70299-23,其有效成分为壬酸铵(40%)(天竺葵酸的铵盐)。因此,在一些实施方式中,灭生性产品包括以下中的一种或多种:羊脂酸(辛酸)和羊蜡酸(癸酸);包含天竺葵酸(壬酸)和C6-C12脂肪酸的组合物;以及包含壬酸铵和天竺葵酸的铵盐的组合物。在一些实施方式中,所述灭生性产品包含一种或多种组合物,所述组合物包含:羊脂酸(辛酸)(47%)和羊蜡酸(癸酸)(32%)、天竺葵酸(壬酸)(57.0%)和“其它脂肪酸[C6-C12](3%);或壬酸铵(40%)和天竺葵酸的铵盐。
实施例
实施例1:试验6、试验7、试验14-试验17、试验21、试验22、试验30、试验31-A、试验31-B、试验32-A、试验32-B、试验41-A、试验41-B、试验44、试验47、试验50、试验54、试验56和试验64的实验设计和总结
当前和过去检查营养素摄取及其生理功能的科学和农业研究集中于适于健康植物的生长和发育的营养素水平。虽然有关于过量营养水平的有害影响的文献,但未发现考虑将植物营养素特别作为除草剂叶施用的任何已出版的文章。为了支持此种应用,进行了温室实验以测试除草制剂作为灭生性制剂以及基于营养素植物毒性假设的制剂的效能。这些温室实验包括“等级试验(bracket trials)”,其中,以较高的过量浓度和较低的无效浓度之间的假定成分的浓度和组合制备测试制剂。温室试验还用于确定助剂成分、营养盐和酸化剂的各种组合的相对效能,以用于使活性成分的吸收最大化。温室试验包括年幼的观赏单子叶植物和双子叶植物,田间杂草的相同的分类家族或属的观赏植物,以及从种子生长的真正的田间杂草。然后,将来自温室的有希望的制剂在田间对田间杂草的天然混合物进行测试,以验证实际情景中的效能。
实验制剂的K来源包括各种商业肥料和通常不在农业实践中使用的K来源。由这些测试得到的数据证明,当以合适的量和浓度在合适的酸度下以合适的助剂施用时,根据本文的一些实施方式所述的除草剂对在温室实验和田间实验中对于杀灭目标植物是有效的。
下面的表4A-表4C示出了测试的各种植物种类,并附了使用它们的测试编号以供参考。
表4A:具有数据表的参考编号的温室试验植物,以及使用各种种类的试验
表4B:温室试验的“牧草”种子混合物
这些结果包括了对多种禾本科植物和阔叶植物的广泛除草效果。表4B中提供了“牧草”种子混合物的组合物,其为在加利福尼亚州生长的3种普通牧草、1种地三叶草以及4种常见的加利福尼亚州野花的混合物。如上表4B中所述,在发芽后不到6周,将牧草混合物#1作为年幼杂草的模拟进行测试。牧草混合物#2代表在发芽后超过6周作为成熟杂草的模拟进行测试的植物。
到目前为止进行的多数温室试验都基于一种基本设计:
1.将不同种类的开花植物和禾本科植物的样品暴露于根据一些实施方式所述的除草剂的不同制剂,所述制剂以一系列浓度制备,与潜在合适的助剂组合并且作为水性喷雾剂施用。实验植物购自当地苗圃、从观赏植物和杂草种子包中生长,或从特别为该项目制备的定制混合种子生长,将其在表4B中列出。典型测试中的实验变量为待检测的营养素盐的摩尔质量浓度。其它因素包括pH、氮源以及表面活性剂或渗透剂的量和组成为试验中的常量(除非这些因素之一本身是实验中感兴趣的变量)。除非与特定测试无关,否则实验是受控的。
2.采用减少实验误差的标准技术,包括:使用对照;标准喷雾施用压力;标准化生长条件、生长介质、容器以及灌溉水源;以及根据所需的标准实验室规程对用于实验室分析的样品进行制备和运输。
3.总是在下午晚些时候(温室测试)或在清晨(田间测试)对植物喷洒实验制剂,对植物进行观察多达数周,并且由相同的检验员依靠毒性的视觉效果以9分***对其可见的下降状态进行评分(表5)。
表5:毒性评分
*在稍后以杂草进行的温室试验中,将9分评分转换为与工业实践更为一致的10分评分。“无可见效果”的评分从“1.0-1.5”变为“0-1.5”
还使用半值评分:0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5等。
4.由施用后约14天或更长时间观察到的平均和累积评分4.0至5.0的组合确定制剂的估计成功除草效果:“所有叶和花(如存在)脱水、变褐、枯萎以及茎或叶片倒伏;绿色组织不可见;从根的再生长不可见。”
观察到的效果为在除草剂施用后一周左右内的短期效果,以及在除草剂施用后两周或更长的长期效果,经处理的植物从根部(推测其也被除草剂的叶施用杀灭)的恢复不可见。
下面的表6A和表6B描述了根据本文的一些实施方式的叶除草剂的测试参数和测试结果。下面的表6A和表6B总结了产生适当除草效果的测试的实验参数和结果,包括试验编号、活性营养素、制剂代码、营养素的摩尔浓度、毒性评分以及每次测试中使用的植物种类的参考编号。所测试的活性营养素为钾(K)或氮(N)。所述活性成分的摩尔浓度范围为钾1.0M至2.0M、氮2.0M、锌1.0M-2.0M。实验pH范围为4.02至7.75。应注意,本文还可将带连字符的测试标识符(例如31-A、31-B)识别为无连字符(例如31A、31B)。为便于查阅,将表6A和表6B以横向形式合并至单个表中在图7中描绘。表6A中示出的图和/或实施例编号的参考并非详尽,仅供快速参考。
表6A和表6B中呈现的数据解释如下:“试验编号,样品编号”是指Project LabBooks卷1和卷2中的实验描述和结果。“注解”是澄清所指明的试验的任何评论。“活性营养素”是指作为试验焦点的主要营养素,例如钾、氮或锌。上式(I)-(XIV)中列出的化学反应方程式的“溶液配方”键入关键字描述了测试中使用的除草溶液。使用以摩尔/升水测量的的已知浓度的活性营养素溶液进行所有试验。表6B:必要时通过矿物酸或有机酸的添加(“添加的酸/L”)将试验溶液的酸度调节至期望的pH(溶液pH)。将向该试验中使用的植物施用除草溶液后的天数与除草效果评分(表5)相结合,表示如下:“5/4.5”表示在测试溶液的施用后5天,施用喷雾剂的植物产生4.5的平均可见效果评分(对植物“严重至致死”的组织损伤)。14/5.0的注解表明对于该特定测试第14天的平均效果评分为5(“整株植物死亡”)。
1)使用试验32A样品1(S-1)作为示例,在该实验中测试的营养素是以用柠檬酸酸化的醋酸钾溶液存在的钾(K)。2)对于第一实验,醋酸钾以2.0摩尔(196g/L)浓度存在,用100g柠檬酸酸化至pH 5.01。如表中所示,在试验32A中也使用1.5M和1.0M。3)如下示出了试验32A的结果(“评分”;参见表5):“3/3.7”意指溶液32-A的喷雾施用后3天观察到3.7的平均毒性评分;“5/4.3”,在第5天观察到4.3的平均评分;“9/4.2”,在第9天观察到4.2的平均评分;以及“15/4.5”,在第15天观察到4.5的平均评分。如上所述,试验32A在第15天结束。4)试验32-A中使用的植物为18(庭荠)、17(Paludosum daisy)、6(“Red Jewel”卷心菜)、2洋葱(“Torpedo Red”)和22(牧草混合物#2)(关于植物测试种类鉴定,参见表4A-表4C)。
表6A:试验结果的总结(部分I)
表6B:试验结果的总结(部分II)
试验32A观察到的效果既有在除草剂施用数天后地上组织完全灭生的短期效果,也有经处理的植物几乎无法从根部(推测其也被除草剂的叶施用杀灭)的恢复的长期效果。
实施例2:试验的毒性评分的总结
表7仅总结了产生4.0至5.0的优异的植物毒性效果的试验。在表7中未呈现使用未产生期望效果的制剂的试验,或使用过低(以至于未产生除草效果)的摩尔浓度的特定试验中的结果。对表7中的信息的解释如下,使用该表上的试验14的数据流作为示例:
例如,试验编号14(参见实施例以获得另外的细节信息)检测了包含醋酸钾和专用的助剂混合物的除草剂的效果;摩尔浓度2.0(“T14,S1”)、1.5(“T14,S2”)、1.0(“T14,S3”);由冰醋酸调节为pH约5.3。示出了试验14中测试的3种植物的平均毒性评分(21、22、10,对应于牧草混合物1和牧草混合物2以及雪叶莲(银叶菊“银尘”)(参考表4A和表4B,也参见实施例4、表9和图2)。S-1对应于所测试的活性营养素的最高浓度,S-3对应于所测试的营养素的最低浓度,S-2代表中间水平。“施用后天数/平均评分”列呈现了在除草剂溶液S1、S2、S3和两个对照的施用后7、11、15和22天时的毒性。
表7:测试完成时的评分的结果和总结
实施例3:试验13的结果:柠檬酸钾+作为柠檬汁的柠檬酸
在试验13中,除草剂包含柠檬酸钾和柠檬汁。特别是,除草剂以柠檬酸钾配制;摩尔浓度1.5、1.0、0.5;以冷冻干燥的柠檬汁调节至pH约5.9;专用的助剂混合物。参考Lab-1,p109。测试植物(参见表4A和表4B):P1、7、10。图1和表8中示出了试验13的结果。
表8:试验13的溶液和摩尔浓度的结果
除草剂溶液 | 第2天 | 第3天 | 第9天 | 第11天(结束) |
S-1:1.5M* | 3.3 | 3.0 | 3.8 | 4.3 |
S-2:1.0M* | 3.0 | 3.3 | 3.8 | 4.0 |
S-3:0.5M | 1.7 | 2.3 | 2.3 | 2.7 |
对照(H<sub>2</sub>O)+adj. | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
*粗体、斜体的毒性值指示“严重至致死”的毒性水平。
试验13的结果(参考图1):1.5M溶液在第11天引起了4.3(“严重至致死”)的优异的植物毒性接触,1.0M溶液在第11天引起了4.0(“严重”)的优异的植物毒性接触。到第11天测试结束时,对照未显示出可见的效果。
实施例4:试验14结果:醋酸钾+冰醋酸
在试验14中,除草剂包含醋酸钾,摩尔浓度2.0、1.5、1.0,以冰醋酸调节至pH约5.3;以及专用的助剂混合物。参考Lab-1,p.113。测试植物(参见表4A和表4B):P1、P2、P10。
表9和图2示出了试验14中测试的3种植物(21、22[对应于牧草混合物1和2]和10[雪叶莲(银叶菊“银尘”)])的平均毒性评分。S-1对应于所测试的活性营养素的最高浓度,S-3对应于所测试的营养素的最低浓度,S-2代表中间水平。
表9:试验14的施用后平均毒性评分(1-5)
试验14的结果:如图2和表9所示,在2.0M的溶液浓度下在第1天和第11天引起了4.0和4.7(“严重至致死”)的优异的植物毒性作用;在1.5M的浓度下在第1天和第11天引起了4和4.8的优异的植物毒性作用;在1.0M的浓度下在第7天和第11天引起了4.3和4.0的优异的植物毒性作用。仅以水和助剂混合物喷洒的对照未显示出效果。
实施例5:试验31A和31B的结果:醋酸钾+柠檬酸
在试验31A中,除草剂包含醋酸钾;摩尔浓度2.0、1.5、1.0;由柠檬酸调节至pH约5.0;专用的助剂混合物A。参考Lab-1,p.195。试验植物(参见表4A和表4B):P2、1、5、16、23。
在试验31B中,除草剂包含醋酸钾,摩尔浓度2.0、1.5、1.0,由柠檬酸调节至pH约5.0;以及专用的助剂混合物B。参考Lab-1,p.195。试验植物(参见表4A和表4B):P2、1、5、16、23。
表10A和图4A示出了试验31A的结果。表10B和图4B示出了试验31B的结果,包括使用钾作为营养素所测试的5种植物的平均毒性水平。从表中可看出,对于2.0M的最高测试浓度,在第4天毒性水平为严重至致死。至第8天,对于所有测试浓度(1.0M至2.0M)所有植物均处于严重至致死的毒性水平。这些结果在图2中以图表方式显示。在2.0M的溶液浓度下,在第6天至第20天引起了4.2至4.6(“严重至致死”)的优异的毒性水平;在1.5M的溶液浓度下,在第6天至第20天引起了4.1至4.9的优异的毒性水平;在1.0M的溶液浓度下引起了4.0至4.1的优异的毒性水平。所测试的植物为牧草混合物2(表4A-表4B)、南欧蒜(韭葱“AmericanFlag”)、甘蓝(羽衣甘蓝“Dinosaur”)、马缨丹(白)以及荷兰豆(雪豌豆)。
表10A:试验31A的施用后平均毒性水平(1-5)
*在第2天取出对照以及样品5-A和样品5-B用于实验室分析。
**粗体、斜体的毒性值指示“严重至致死”的毒性水平。
表10B:试验31B的施用后平均毒性水平(1-5)
*在第2天取出对照以及样品5-A和样品5-B用于实验室分析。
**粗体、斜体的毒性值表明“严重至致死”的毒性水平。
试验31A的结果:在2.0M的溶液浓度下,在第4天至第20天引起了4.0至4.6(“严重至致死”)的优异的植物毒性控制;在1.5M的浓度下,在第8天至第20天引起了4.1到4.4的优异的植物毒性控制;在1.0M的浓度下,到第20天引起了4.4的优异的植物毒性控制。在第2天后将对照取出用于实验室分析,但此时未显示出可见的效果。
试验31B的结果:在2.0M的溶液浓度下,在第6天至第20天引起了4.2至4.6(“严重至致死”)的优异的植物毒性控制;在1.5M的溶液浓度下,在第6天至第20天引起了4.1到4.9的优异的植物毒性控制;在1.0M的溶液浓度下,引起了4.0至4.1的优异的植物毒性控制。在第2天后将对照取出用于实验室分析,但此时未显示出可见的效果。
实施例6:试验22:醋酸钾+琥珀酸
在试验22中,除草剂包含醋酸钾;摩尔浓度范围1.0-2.0;以琥珀酸调节至pH约5.0;专用的助剂混合物。
表11示出了在试验22中所测试的三种植物的平均毒性评分(22、15、13、19,对应于牧草混合物2、勋章菊(“Beda”)、草莓(草莓“Eversweet”)和Nemophila menziesiidiscoidalis(粉蝶花))。S-1对应于所测试的活性营养素的最高浓度,S-3对应于所测试的营养素的最低浓度,S-2代表中间水平。数据以图表方式呈现在下面图3中。
表11:试验22的施用后平均毒性水平(1-5)
**粗体、斜体的毒性值指示“严重至致死”的毒性水平。
试验22的结果:在2.0M的溶液浓度下,在第5天和第7天引起了4.3和4.4(“严重至致死”)的优异的植物毒性控制,在1.5M的溶液浓度下,在第5天和第7天引起了4.1的优异的植物毒性控制。1.0M溶液在第3-7天达到了强植物毒性结果。仅以水和助剂混合物喷洒的对照未显示出效果。
实施例7:试验25:醋酸钾+冰醋酸
在试验25中,除草剂包含1.5摩尔浓度的醋酸钾;以冰醋酸将酸度调节至约pH4.3、5.0、6.0和7.0;专用的助剂混合物。测试植物(参见表4A和表4B):P-1、14、12、19。
如图6中和下表12中所示出的,试验25的结果表明在第5天测试结束时pH 4.3和5.0的溶液具有优异的植物毒性作用(“严重至致死”)。
表12:试验25的结果
**粗体、斜体的毒性值指示“严重至致死”的毒性水平。
试验25的结果:在第5天测试结束时pH 4.3和5.0的溶液产生了最优异的植物毒性作用(“严重至致死”)。
实施例8:试验41:硫酸铵
在试验41中,除草剂包括硫酸铵([NH4]3SO4];摩尔浓度2.0;pH约5.5(未调整)。专用的助剂混合物A(S-1)和助剂混合物B(S-2)。参考Lab-2,p.27。测试植物(参见表4A和4B):P2、2、3、10。
2.0M浓度的溶液“B”到第23天测试结束时对植物3和10引起了优异的毒性水平(“严重至致死”)。植物P-2和植物2的响应性相当低。仅以水和助剂混合物喷洒的对照未显示出效果。图5和表13中示出了结果。
表13:试验41的S-2B和H2O对照的平均毒性(关于单子叶植物“M”和双子叶植物“D”的结果)
在表13中,M表示单子叶植物并且“D”表示双子叶植物。
*粗体、斜体的毒性值指示“严重至致死”的毒性水平。
试验41的结果:2.0摩尔浓度的样品S-1从第3天至第23天试验结束时对阔叶(双子叶植物)种类引起了4.0至5.0(“严重至致死”)的优异的植物毒性作用。对于禾本科和百合科(单子叶植物,“M”)种类,2.0摩尔浓度的样品S-2的喷雾的初始中等效果降低至2.3(“轻微”)。仅以水和助剂混合物喷洒的对照未显示出效果。包含在S-1和S-2的牧草2样本中的双子叶植物(“D”)在第7天均已死亡,但数据未包括在该图表中。
实施例9:包含氮化合物的除草剂
包含活性组分硫酸铵[(NH4)2SO4]以及非活性组分柠檬酸[C6H8O7]和表面活性剂的水性溶液通过将硫酸铵和柠檬酸溶解在水中并添加表面活性剂来制备,然后将其喷洒至土壤中生长的杂草上。所述水性溶液对杂草植物具有除草作用。
实施例10:包含氮化合物的除草剂
包含活性组分硝酸铵[NH4NO3]以及非活性组分柠檬酸[C6H8O7]和表面活性剂的水性溶液通过将活性组分和非活性组分溶解在水中并添加表面活性剂来制备,然后将其喷洒至土壤中生长的杂草上。所述水性溶液对杂草植物具有除草作用。
实施例11:包含镁化合物的除草剂
包含活性组分硝酸镁[Mg(NO3)2]以及非活性组分柠檬酸[C6H8O7]和表面活性剂的水性溶液通过将活性组分和非活性组分溶解在水中并添加表面活性剂来制备,然后将其喷洒至土壤中生长的杂草上。所述水性溶液对杂草植物具有除草作用。
实施例12:包含钙化合物的除草剂
包含活性组分硝酸钙[Ca(NO3)2]以及非活性组分柠檬酸[C6H8O7]和表面活性剂的水性溶液通过将活性组分和非活性组分溶解在水中并添加表面活性剂来制备,然后将其喷洒在土壤中生长的杂草上。所述水性溶液对植物具有除草效果。
实施例13:包含微量营养素的除草剂
除了用微量营养素盐硫酸锌一水合物:ZnSO4-H2O代替钾盐,按照实施例1所述制备水性除草组合物,并且将其施用至植物。如表7中所述进行毒性评分。3-30天后,观察到植物死亡。
实施例14:试验47:醋酸钾
在试验47中,除草剂包含醋酸钾;摩尔浓度范围为1.0-2.5;以冰醋酸调节至pH5.03-5.05;专用的助剂混合物。参考Lab-2,p.42。测试植物(参见表4A和表4B):5、11b、13、22、23b。
表14示出了在试验47中测试的4种植物(5、11b、13、22、23b,其对应于甘蓝(羽衣甘蓝)、马蹄金(马蹄金)、草莓(草莓)、牧草混合物2和迷迭香(迷迭香))的平均毒性评分。S-1对应于所测试的活性营养素的最高浓度,S-4对应于所测试的营养素的最低浓度,S-1和S-2代表中间水平。在下面的图8中将数据以图表方式示出。
表14:试验47的施用后平均毒性水平(1-5)
**粗体、斜体的毒性值指示“严重至致死”的毒性水平。
试验47的结果:在2.5M的溶液浓度下,在第5天、第9天至第14天试验结束时引起了4.5、4.8和4.9(“严重至致死”)的优异的植物毒性控制;在1.5M的溶液浓度下,在第5天、第9天和第14天引起了4.0、4.8和5.0的优异的植物毒性控制;在1.0M的浓度下,引起了4.3至4.4、4.4和4.8的优异的植物毒性控制。仅以水和助剂混合物喷洒的对照未显示出植物毒性作用。
实施例15:试验46-磷酸二氢钾
在试验46中,除草剂包含磷酸二氢钾(KH2PO4);摩尔浓度2.0和1.0,pH约4.1(不加酸)。助剂包括WIDESPREAD有机硅表面活性剂和MSO。测试植物(参见表4A)为P2、5、11a、13。
如图9和表15中所示,对于1.0M和1.5M溶液,在第8天至第18天引起了优异的植物毒性作用(“严重至致死”)。
表15:试验46-平均毒性
在表15中,“M”表示单子叶植物,“D”表示双子叶植物。
*粗体、斜体的毒性值指示“严重至致死”的毒性水平。
试验46的结果:在第8天至第18天,从2.0和1.5摩尔测试溶液的施用均观察到优异的植物毒性控制(“严重至致死”),但仅对阔叶样品(双子叶植物)。在此期间,施用于P-2中的禾本科植物的相同溶液的影响最小。对照似乎未受影响。
实施例16:试验56:醋酸钾
在试验56中,除草剂包含醋酸钾;1.5摩尔浓度;以柠檬酸调节至pH 5.52;专用的助剂混合物。参考Lab-2,p.69。测试植物(参见表4A和表4B):26、3、10、11a。
表16示出了所测试的4种植物(26、3、10、11a,其对应于Viola x wittockiana(Viola)、金鱼草(啮龙花)、雪叶莲(银叶菊)、Cymbalaria aequitriloba(Cymbalaria)(普通马齿苋)、稗属(稗草)和虎尾草(Feather fingergrass))的平均毒性评分。以1.5M溶液浓度喷洒所有植物。对照溶液仅为水。在下面的图10中以图表方式示出了数据。1.5摩尔浓度在第3天产生了强的植物毒性控制,在第4天至第15天以及试验结束时产生了优异的植物毒性控制。
表16:试验56的施用后平均毒性水平(1-5)
样品摩尔浓度 | 第3天 | 第4天 | 第7天 | 第10天 | 第12天 | 第15天 |
S-1:1.5M | 3.9 | 4.0 | 4.3 | 4.8 | 5.0 | 5.0 |
对照(H<sub>2</sub>O) | 1.1 | 1.1 | 1.1 | 1.1 | 1.1 | 1.1 |
**粗体、斜体的毒性值指示“严重至致死”的毒性水平。
试验56的结果:1.5M的溶液浓度在第4天至在第15天试验结束时引起了4.0至5.0(“严重至致死”)的优异的植物毒性控制。仅以水喷洒的对照未显示出植物毒性作用。
实施例17:试验64:八硼酸二钠四水合物
在试验64中,除草剂包括八硼酸二钠四水合物(Na2B8O13·4H2O)摩尔浓度0.5; 尿素和蔗糖助剂。试验植物(参见表4A)为5、18a,22、23b,26。
在0.5摩尔浓度下在第12至34天试验结束时在试验中观察到对于所有阔叶种类的优异的植物毒性控制。在此期间在试验中的禾本科种类中观察到部分的控制。图14和表17中示出了结果。
表17:试验64的施用后平均植物毒性水平(1-5)
S-2.0.5摩尔 | 第12天 | 第34天 |
牧草混合物2 | 3.0 | 2.8 |
迷迭香 | 4.5 | 5.0 |
Viola x wittockiana | 4.5 | 5.0 |
甘蓝(羽衣甘蓝) | 4.5 | 5.0 |
紫罗兰(Stock) | 5.0 | 5.0 |
实施例18:试验44:硫酸锌
在试验44中,除草剂包含ZnSO4;摩尔浓度范围1.0-2.0;pH 5.10-5.64(未添加酸);专用的助剂混合物。参考Lab-2,p.33。测试植物(参见表4A和表4B):22、2、10、3。
表18示出了在试验44中测试的4种植物(22、2、10、3,其对应于牧草混合物2、洋葱(洋葱)、雪叶莲(银叶菊)和金鱼草(啮龙花))的平均毒性评分。S-1对应于所测试的活性营养素的最高浓度,S-3对应于所测试的营养素的最低浓度,S-2代表中间水平。图13中以图表方式示出了数据。在试验44中,2.0摩尔溶液在第9天产生了3.9的强的控制,在第21天至第32天产生了4.6至5.0的优异的控制。1.5和1.0摩尔溶液在第21天至第32天试验结束时产生了约4.5的优异的控制。
表18:试验44的施用后平均毒性水平(1-5)
**粗体、斜体的毒性值指示“严重至致死”的毒性水平。
试验44的结果:在2.0M的溶液浓度下,在第21天至第32天试验结束时引起了4.6至5.0(“严重至致死”)的优异的植物毒性控制;在1.5M的溶液浓度下,在第21天至第32天引起了4.5至4.8的优异的植物毒性控制;在1.0M的浓度下,在第521天至32天引起了4.3、4.4和4.2的优异的植物毒性控制。仅以水和助剂混合物喷洒的对照未显示出植物毒性作用。
实施例19:试验50:醋酸钾,成熟田间杂草
在试验50中,除草剂包含醋酸钾;摩尔浓度范围1.5、2.0和2.5;以柠檬酸调节至pH5.0;专用的助剂混合物。参考Lab-2,p.48。测试植物为成熟田间杂草。
表19示出了田间杂草的平均毒性评分。S-1对应于所测试的活性营养素的最高浓度,S-3对应于所测试的营养素的最低浓度,S-2代表中间水平。在下面的图11中以图表方式示出了数据。
表19:试验50的施用后平均毒性水平(1-5)
样品摩尔浓度 | 第3天 | 第10天 |
S-1:2.5M | 2.8 | 2.8 |
S-2:2.0M | 3.6 | 3.6 |
S-3:1.5M | 3.5 | 3.4 |
对照-1(H<sub>2</sub>O+adj.) | 0.1 | 0.4 |
对照-2(H<sub>2</sub>O) | 0.1 | 0.1 |
试验50的结果:在2.0M的溶液浓度下在第3天以及第10天试验结束时引起了3.6的强的植物毒性控制,在2.5M的溶液浓度下在第3天以及第10天观察到2.8的降低的植物毒性结果。仅以水和助剂混合物喷洒的对照未显示出植物毒性作用。
实施例20:试验54:温室中的醋酸钾和年幼杂草
在试验54中,除草剂包含醋酸钾;摩尔浓度为2.0;以柠檬酸调节至pH 5.04;专用的助剂混合物。参考Lab-2,p.65。测试植物(参见表4A和表4B):23A、11C、9A。该试验中使用的植物高度约为4-8"。
表20示出了所测试的3种杂草(54、23A、11C、9A,对应于马齿苋(普通马齿苋)、稗属(稗草)和虎尾草(Feather fingergrass))的平均毒性评分。所有溶液为2.0M和pH 5.04。对照溶液仅为水。在下面的图12中以图表方式示出了数据。
表20:试验54施用后平均毒性水平(1-5)
样品摩尔浓度 | 第4天 | 第14天 | 第16天 | 第18天 |
马齿苋 | 4.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 |
稗草1 | 4.5 | 4.5 | 5.0 | 5.0 |
稗草2 | 4.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 |
Feather fingr. | 4.5 | 5.0 | 5.0 | 5.0 |
对照 | 1.2 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
**粗体、斜体的毒性值指示“严重至致死”的毒性水平。
试验54的结果:在2.0M的溶液浓度下,在第4天至第18天试验结束时引起了4.0至5.0(“严重至致死”)的优异的植物毒性控制。仅以水喷洒的对照未显示出植物毒性作用。
不受理论限制,认为根据定义,植物通常仅需要非常少量的微量营养素。根据一些实施方式,微量营养素是有用的,例如当向需要Zn和/或B补充剂以进行生长和发育的作物施用锌(Zn)和硼(B)制剂以进行除草行动时。相反,可能引起用于种植作物或景观植被的土壤中的有毒量的残留微量营养素的施用将是不感兴趣的。然而,在一些实施方式中,包含微量营养素的组合物对公共道路用地、公路两侧或不影响作物或观赏植被的位置是有用的。
虽然本文已公开了多个方面和实施方式,但其它方面和实施方式对于本领域技术人员而言是明显的。本文公开的多个方面和实施方式是出于说明的目的,而非旨在为限制性的,真正的范围和精神由所附的权利要求指明。本领域技术人员将理解,对于本文公开的此类工艺和方法以及其它工艺和方法,所述工艺和方法所执行的功能可以不同的顺序实现。此外,仅作为示例提供概述的步骤和操作,并且在不偏离所公开的实施方式的本质的前提下,一些步骤和操作可为任选的、组合为更少的步骤和操作、或扩展至附加的步骤和操作。
虽然本文已公开了多个方面和实施方式,但其它方面和实施方式对于本领域技术人员而言是明显的。本文公开的各个方面和实施方式是出于说明的目的,而非旨在为限制性的,真正的范围和精神由所附权利要求指明。
关于本文中基本上任何复数和/或单数术语的使用,本领域技术人员能够以对于上下文和/或申请合适的方式将复数转换为单数和/或将单数转换为复数。为清楚起见,本文可明确地阐述各种单数/复数置换。
本领域技术人员将理解,通常,本文(尤其是所附权利要求,例如所附权利要求的主体)使用的术语通常旨在作为“开放性”术语(例如应将术语“包括(including)”解释为“包括但不限于”,应将术语“具有”解释为“至少具有”,应将术语“包含(includes)”解释为“包含但不限于”等)。本领域技术人员将进一步理解,如果意图在权利要求陈述引入特定数量,则要在权利要求中对此意图进行明确陈述,并且在此类陈述不存在的情况下此类意图亦不存在。例如,为帮助理解,以下所附权利要求可包含引导性短语“至少一个”和“一个或多个”的使用以引入权利要求陈述。然而,也不应将此类短语的使用解释为暗示引入不定冠词“一个/种(a/an)”的权利要求陈述将包含此类引入的权利要求陈述的任何特定权利要求限于仅包含一个此类陈述的实施方式,即使相同的权利要求包括引导性短语“一个或多个”或“至少一个”以及不定冠词如“一个/种”(例如,应将“一个/种”解释为意指“至少一个”或“一个或多个”);对于引入权利要求陈述的定冠词的使用也是如此。另外,即使明确地陈述了权利要求陈述引入的特定数量,本领域技术人员也将认识到应将此类陈述解释为意指至少所述数字(例如无其它修饰语的仅为“两个陈述”的陈述意为至少两个陈述或两次以上陈述)。此外,在使用类似于“A、B和C中的至少一种等”的惯例的情况下,此类造句通常旨在处于本领域技术人员将理解该惯例的意义上(例如,“具有A、B和C的至少一种的***”将包括但不限于以下***:仅具有A、仅具有B、仅具有C、同时具有A和B、同时具有A和C、同时具有B和C和/或同时具有A、B和C等)。在使用类似于“A、B和C的至少一种等”的惯例的情况下,此类造句通常旨在处于本领域技术人员将理解该惯例的意义上(例如,“具有A、B和C中的至少一种的***”将包括但不限于以下***:仅具有A、仅具有B、仅具有C、同时具有A和B、同时具有A和C、同时具有B和C和/或同时具有A、B和C等)。本领域技术人员将进一步理解,无论是在说明书、权利要求或附图中,都应将任何实际上代表两个或以上替代术语的连接词和/或短语理解为考虑包括该术语之一、任一术语或两个术语皆有的可能性。例如,短语“A或B”将被理解为包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。
另外,当本公开的特征或方面是根据马库什组方式来描述时,本领域技术人员将会意识到,本公开也是在马库什组的任何个体成员或成员亚组方面进行描述。
如本领域技术人员将理解的,出于任何和所有目的(如就提供书面描述而言),本文公开的所有范围也涵盖任何和所有可能的子范围及其子范围的组合。可容易地认识到,任何列出的范围都进行了充分描述并且能够将该相同范围分解为至少相等的一半、三分之一、四分之一、五分之一、十分之一等。作为非限制性示例,可容易地将本文讨论的各个范围分解为下三分之一、中三分之一和上三分之一等。如本领域技术人员还将理解,如“至多”、“至少”等的所有语言包括所陈述的数字,并且是指可随后被分解为上面讨论的子范围的范围。最后,如本领域技术人员将理解的,范围包括每个个体成员。因此,例如,具有1-3个细胞的组是指具有1个、2个或3个细胞的组。类似地,具有1-5个细胞的组是指具有1个、2个、3个、4个或5个细胞的组等等。
综上所述,应当理解本文已出于说明的目的描述了本公开的多种实施方式,并且在不脱离本公开的范围和精神的情况下可进行各种修改。因此,本文公开的各种实施方式不旨在为限制性的,其真正的范围和精神由所附权利要求指明。
参考文献
以引用的方式将以下参考文献以其整体并入本文。
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Claims (79)
1.一种在植物中诱导植物毒性的方法,所述方法包括向所述植物的叶部分施用水性组合物,其中,所述水性组合物包含:
至少一种营养素化合物,所述营养素化合物选自于由以下所组成的组:钾化合物、磷化合物、氮化合物、镁化合物、硫化合物、钙化合物、微量营养素以及所列项中两种以上的组合,其中,所述营养素化合物包含营养素;以及
至少一种助剂,
其中,所述水性组合物的pH为约4至约7;
以向所述植物施用过量的所述营养素,
由此所述营养素被所述植物过量吸收,从而在所述植物中引起植物毒性。
2.如权利要求1所述的方法,其中,所述植物毒性包括杀灭所述植物,所述方法包括***性施用水性溶液以杀灭所述植物。
3.如权利要求1的方法,其中,所述植物毒性处于植物的部分中,所述方法包括局部施用水性溶液,以在所述植物中引起局部性植物毒性。
4.如权利要求2所述的方法,其中,所述植物吸收的过量的所述营养素导致所述植物的末端生理学性破坏以及杀灭。
5.如权利要求1-4中任一项所述的方法,其中,所述植物吸收的过量的所述营养素导致所述植物的基质的开放,从而使所述植物脱水。
6.如权利要求1-5中任一项所述的方法,其中,所述水性组合物进一步包含有机酸或矿物酸。
7.如权利要求1-6中任一项所述的方法,其中,所述组合物的pH为约4.5至约5.5。
8.如权利要求1-7中任一项所述的方法,其中,所述水性组合物中营养素的浓度为约1M至约2M。
9.如权利要求6-8中任一项所述的方法,其中,所述水性组合物包含所述有机酸,并且所述有机酸选自于由以下所组成的组:醋酸、柠檬酸、乳酸、蚁酸、琥珀酸、酒石酸、苹果酸和草酸。
10.如权利要求6-8中任一项所述的方法,其中,所述水性组合物包含所述矿物酸,例如HCl。
11.如权利要求1-10中任一项所述的方法,其中,所述营养素化合物选自于由以下所组成的组:醋酸钾、乳酸钾、甲酸钾、柠檬酸钾和酒石酸氢钾,并且其中,所述营养素包含钾。
12.如权利要求1-11中任一项所述的方法,其中,所述营养素化合物选自于由以下所组成的组:钾化合物、磷化合物、氮化合物、硫化合物、钙化合物、微量营养素以及所列项中两种以上的组合。
13.如权利要求1-10中任一项所述的方法,其中,所述营养素化合物包含硫酸镁,并且其中,所述营养素包含镁。
14.如权利要求1-10中任一项所述的方法,其中,所述营养素化合物包含硫酸铵,并且其中,所述营养素包含氮。
15.如权利要求1-14中任一项所述的方法,其中,所述营养素化合物包含:
离子,所述离子包含K、P、N、Mg、S、Ca或所述微量营养素;以及
带相反电荷的离子,其中,在批量的所述组合物中所述带相反电荷的离子不是除草剂。
16.如权利要求1-15中任一项所述的方法,其中,所述营养素化合物不包含草甘膦。
17.如权利要求1-16中任一项所述的方法,其中,所述组合物作为水基喷雾剂施用。
18.如权利要求1-17中任一项所述的方法,其中,预先阻止吸收所述营养素2-4天。
19.如权利要求1-18中任一项所述的方法,其中,所述组合物具有低的潮解点(POD),由此使得所述组合物在所述植物的叶部分上保持半液体状态2-4天。
20.如权利要求1-19中任一项所述的方法,其中,所述植物为双子叶植物。
21.如权利要求1-19中任一项所述的方法,其中,所述植物为单子叶植物。
22.如权利要求1-19中任一项所述的方法,其中,所述植物为双子叶植物,并且其中,所述植物分布在单子叶植物例如禾本科植物中,并且其中,所述单子叶植物不被杀灭。
23.如权利要求22所述的方法,其中,所述营养素化合物包括硫酸铵。
24.如权利要求23所述的方法,其中,在所述组合物中所述营养素以至少2M的浓度包含氮。
25.如权利要求1-19中任一项所述的方法,其中,所述植物为选自于由以下所组成的组中的至少一种:南欧蒜、洋葱、韭菜、金鱼草、甘蓝、金盏花、Calibrachoa属物种、青葙属物种、雪叶莲、Chloris aequitrilobia、秋英属物种、Cymbalaria aequitriloba、稗属物种、羊茅属物种、草莓、车轴草、勋章菊、马缨丹、Leucanthemum paludosum、六倍利、Paludosum、香雪球、Nemophila menziesii discoidalis、烟草属物种、豌豆、马齿苋、迷迭香、Santivitalia属物种、常春藤叶堇菜、Viola x wittockiana、黑麦草、鸭茅、苇状羊茅、地三叶、花菱草、Collinsia heterophyllia、紫罗兰、Nemophila maculate和Linum lewisii。
26.如权利要求1-19中任一项所述的方法,其中,所述植物为选自于由以下所组成的组中的至少一种:南欧蒜、洋葱、金鱼草、甘蓝、金盏花、Calibrachoa属物种、青葙属物种、雪叶莲、秋英属物种、羊茅属物种、草莓、车轴草、勋章菊、马缨丹、Leucanthemum paludosum、Paludosum、香雪球、Nemophila menziesii discoidalis、烟草属物种、豌豆、Santivitalia属物种、常春藤叶堇菜、Viola x wittockiana、黑麦草、鸭茅、苇状羊茅、地三叶、花菱草、Collinsia heterophyllia、Nemophila maculate和Linum lewisii。
27.如权利要求1-26中任一项所述的方法,所述方法进一步包括在第一次施用所述组合物后14天内第二次施用。
28.如权利要求1-27中任一项所述的方法,其中,所述组合物的施用率为每英亩20-40加仑。
29.如权利要求1-28中任一项所述的方法,所述组合物进一步包含灭生性除草剂。
30.如权利要求29所述的方法,其中,所述灭生性除草剂包含选自于由以下所组成的组中的有机酸组合物:包含羊脂酸(辛酸)和羊蜡酸(癸酸)的组合物,包含天竺葵酸(壬酸)和C6-C12脂肪酸的组合物,以及包含壬酸铵和天竺葵酸的铵盐的组合物。
31.如权利要求1-30中任一项所述的方法,所述组合物进一步包含第二除草剂,其中,所述第二除草剂为非营养素除草剂。
32.如权利要求31所述的方法,其中,所述第二除草剂包括选自于表3.1的除草剂。
33.一种试剂盒,所述试剂盒包含:
营养素化合物的第一单位量,所述营养素化合物选自于由以下所组成的组:钾化合物、磷化合物、氮化合物、镁化合物、硫化合物、钙化合物、微量营养素以及所列项中两种以上的组合,其中,所述营养素化合物包含营养素;
有机酸或矿物酸的第二单位量;以及
助剂,
其中,如果所述第一单位量在具有pH 7的水中构成0.5-2.0的营养素摩尔浓度,将所述第一单位量与所述第二单位量的比例配置为达到pH为4至7。
34.如权利要求33所述的试剂盒,其中,所述第一单位量包含钾盐,并且其中,所述钾盐为柠檬酸钾,并且所述有机酸为冰醋酸,并且其中,所述柠檬酸钾与冰醋酸的比例为约1mol:0.7-3.5mol醋酸。
35.如权利要求33或34所述的试剂盒,其中,所述营养素化合物选自于由以下所组成的组:钾化合物、磷化合物、氮化合物、硫化合物、钙化合物、微量营养素以及所列项中两种以上的组合。
36.如权利要求33-35中任一项所述的试剂盒,其中,所述有机酸或矿物酸选自于由以下所组成的组:醋酸、柠檬酸、乳酸、蚁酸、琥珀酸、酒石酸、苹果酸和草酸。
37.如权利要求33-36中任一项所述的试剂盒,其中,所述第一单位量为所述钾化合物的第一单位量,并且其中,所述钾化合物选自于由以下所组成的组:醋酸钾、乳酸钾、甲酸钾、柠檬酸钾和酒石酸氢钾。
38.如权利要求33-37中任一项所述的试剂盒,其中,所述第一单位量为所述氮化合物的第一单位量,并且其中,所述氮化合物为硝酸铵。
39.如权利要求33-38中任一项所述的试剂盒,其中,所述第一单位量为所述镁化合物的第一单位量,并且其中,所述镁化合物为硫酸镁。
40.如权利要求33-39中任一项所述的试剂盒,其中,所述营养素化合物包含:
离子,所述离子包含K、P、N、Mg、S、Ca或所述微量营养素;以及
带相反电荷的离子,其中,如果所述第一单位量构成约0.5M至2.0M的营养素浓度,则所述带相反电荷的离子不是除草剂。
41.如权利要求33-40中任一项所述的试剂盒,所述试剂盒不包含草甘膦。
42.一种水性除草剂组合物,所述水性除草剂组合物包含:
至少一种营养素化合物,所述营养素化合物选自于由以下所组成的组:钾化合物、磷化合物、氮化合物、镁化合物、硫化合物、钙化合物、微量营养素以及所列项中两种以上的组合,其中,在所述水性除草剂组合物中所述营养素化合物包含至少约0.5M浓度的营养素;
有机酸或矿物酸;以及
助剂,
其中,所述组合物具有约4至约7的pH。
43.如权利要求42所述的水性除草剂组合物,其中,所述有机酸或矿物酸选自于由以下所组成的组:醋酸、柠檬酸、乳酸、蚁酸、苹果酸、琥珀酸、酒石酸和草酸。
44.如权利要求42或43所述的水性除草剂组合物,其中,所述营养素化合物选自于由以下所组成的组:钾化合物、磷化合物、氮化合物、硫化合物、钙化合物、微量营养素以及所列项中两种以上的组合。
45.如权利要求42-44中任一项所述的水性除草剂组合物,其中,所述营养素化合物为钾盐,所述钾盐选自于由以下所组成的组:醋酸钾、乳酸钾、甲酸钾、柠檬酸钾和酒石酸氢钾。
46.如权利要求42-44中任一项所述的水性除草剂组合物,其中,所述营养素化合物为氮化合物,并且其中,所述氮化合物为硫酸铵。
47.如权利要求42或43所述的水性除草剂组合物,其中,所述营养素为镁,并且其中,所述镁化合物是硫酸镁。
48.如权利要求42-47中任一项所述的水性除草剂组合物,其中,所述营养素的浓度为约0.5M-2.5M。
49.如权利要求42或48所述的水性除草剂组合物,其中,所述营养素为柠檬酸钾,所述有机酸或矿物酸为冰醋酸,并且其中,所述柠檬酸钾与冰醋酸的比例为约1mol:0.7-3.5mol醋酸。
50.如权利要求42-49中任一项所述的水性除草剂组合物,其中,所述营养素化合物包含:
离子,所述离子包含K、P、N、Mg、S、Ca或所述微量营养素;以及
带相反电荷的离子,其中,在批量的所述组合物中所述带相反电荷的离子不是除草剂。
51.如权利要求42-50中任一项所述的水性除草剂组合物,所述水性除草剂组合物不含草甘膦。
52.如权利要求42-51中任一项所述的水性除草剂组合物,其中,所述助剂包含表面活性剂。
53.如权利要求52-52中任一项所述的水性除草剂组合物,其中,所述助剂包含湿润剂。
54.一种容器,所述容器含有0.5升至10升的如权利要求42-53中任一项所述的水性除草剂组合物。
55.一种制备除草组合物的方法,所述方法包括:
将营养素化合物与水接触至至少0.5M的营养素浓度,从而形成水性营养素溶液,其中,所述营养素化合物包含营养素,并且其中,所述营养素化合物选自于由以下所组成的组:钾化合物、磷化合物、氮化合物、镁化合物、微量营养素以及所列项中两种以上的组合;
用有机酸或矿物酸调节水性营养素溶液的pH至约4至约7;以及
使助剂与所述水性营养素溶液接触,
从而制备除草组合物。
56.如权利要求55所述的方法,其中,所述有机酸或矿物酸选自于由以下所组成的组:醋酸、柠檬酸、乳酸、蚁酸、苹果酸、琥珀酸、酒石酸和草酸。
57.如权利要求55或56所述的方法,其中,所述调节水性营养素溶液的pH将pH调节至约4.5至5.5。
58.如权利要求55-57中任一项所述的方法,其中,所述营养素浓度为约0.5M至2.5M。
59.如权利要求55-58中任一项所述的方法,其中,所述营养素化合物选自于由以下所组成的组:钾化合物、磷化合物、氮化合物、微量营养素以及所列项中两种以上的组合。
60.如权利要求55-59中任一项所述的方法,其中,所述营养素为钾,并且所述钾的盐选自于由以下所组成的组:醋酸钾、乳酸钾、甲酸钾、柠檬酸钾和酒石酸氢钾。
61.如权利要求55-60中任一项所述的方法,其中,所述营养素为氮,并且所述氮化合物为硝酸铵。
62.如权利要求55-61中任一项所述的方法,其中,所述营养素为镁,并且所述镁化合物为硫酸镁。
63.如权利要求1-32中任一项所述的方法,其中,所述营养素包含微量营养素,并且其中,所述植物位于公共道路用地、公路两侧或位于不存在作物或观赏植被的地方。
64.如权利要求1-32中任一项所述的方法,其中,所述营养素包含常量营养素,并且其中,所述植物位于存在作物或观赏植被的地方。
65.如权利要求1-32或55-62中任一项所述的方法,其中,所述助剂包含表面活性剂、湿润剂或两者皆有。
66.如权利要求1-32或55-66中任一项所述的方法,其中,在所述植物中引起植物毒性包括***性植物毒性和局部性植物毒性。
67.如权利要求1、3-32或55-66中任一项所述的方法,其中,所述植物毒性包括所述植物的脱水。
68.如权利要求67所述的方法,其中,所述植物为在季节后期成熟并且保持绿色的作物。
69.如权利要求67或68所述的方法,其中,所述植物选自于由以下所组成的组:棉花、马铃薯、大豆、或用于生产种子的蔬菜。
70.如权利要求67所述的方法,其中,所述脱水在所述植物附近的谷物作物的收获之前发生。
71.如权利要求1、2、4-32或55-66中任一项所述的方法,其中,所述植物毒性包含灭生活性。
72.如权利要求1-32或55-71中任一项所述的方法,其中,所述营养素化合物不包含螯合铁。
73.如权利要求1-32或55-71中任一项所述的方法,其中,所述营养素化合物不包含铁。
74.如权利要求33-41中任一项所述的试剂盒,其中,所述助剂包含表面活性剂、湿润剂或两者皆有。
75.如权利要求33-41或74中任一项所述的试剂盒,其中,所述营养素化合物不包含螯合铁。
76.如权利要求33-41或74中任一项所述的试剂盒,其中,所述营养素化合物不包含铁。
77.如权利要求42-53中任一项所述的水性除草剂组合物,其中,所述营养素化合物不包含螯合铁。
78.如权利要求42-53中任一项所述的水性除草剂组合物,其中,所述营养素化合物不包含铁。
79.如权利要求53所述的水性除草剂组合物、如权利要求65所述的方法或如权利要求74所述的试剂盒,其中,所述湿润剂包含糖类,所述糖类选自于由以下所组成的组:葡萄糖、果糖、蔗糖或上述物质的任意组合。
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