聚醚改性的短链硅氧烷在农业中增加收获产量的用途制造技术

技术编号:19391549 阅读:29 留言:0更新日期:2018-11-10 03:01
本发明专利技术涉及聚醚改性的短链硅氧烷在农业中用以增加农艺产量的用途,涉及用于灌溉的方法,以及包含至少一种聚醚改性的短链硅氧烷和灌溉系统的成套设备。

Use of polyether modified short chain siloxane to increase yield in agriculture

The invention relates to the use of polyether modified short-chain siloxane for increasing agricultural yield in agriculture, to the method for irrigation, and to a complete set of equipment containing at least one polyether modified short-chain siloxane and irrigation system.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚醚改性的短链硅氧烷在农业中增加收获产量的用途
技术介绍
过去,例如,借助于增加的杀害虫剂(pesticide)使用或更高的每公顷肥料使用,或借助于更有效的灌溉系统一直在不断提高农业生产率。然而,这些的全球增长率在过去20年里变得小得多。相比之下,全球粮食需求显著增加,因此存在差异。全球农业增长率下降的原因首先归因于城市化可耕地的流失,其次是土壤肥力的下降。后者可归因于越来越多的极端天气条件,如大雨或极端干旱及人的影响,如过度施肥和集约式农业。这导致雨水溢流、土壤侵蚀、土壤养分流失和土壤盐化,并导致较低的每公顷总生产力。(Alexandratos和Bruinsma,“通向2030年/2050年的世界农业(WorldAgricultureTowards2030/2050)”,ESA第12-03号工作文件(ESAWorkingPaperNo.12-03),www.fao.org)在确定每公顷生产力方面至关重要的一个因素是水分的渗透,尤其是对根区的渗透。根区的均匀水分含量对于大多数植物的生长和产量是重要的。水分的这种渗透首先取决于降水或灌溉的频率、持续时间和均匀性。因此,例如,在一些情况下,即使与常规的灌溉系统相比,微滴灌溉也可使产量明显增加。然而,除灌溉方式外,水分的渗透还取决于土壤成分(soilprofile)的化学、物理和生物性质。它们影响水和含水液体在所述土壤成分中的渗入和保留。水的渗入和保留在疏水性土壤中特别减少。疏水性土壤已在中纬度地区广泛存在,并将在气候变化过程中进一步扩大。处于特别风险之下的是针叶林、落叶林和草地下面的砂质土壤。因此,过去已经研究了通过添加润湿剂来增加水的渗入和保留,特别是对于疏水性土壤。在疏水性土壤中,植物生长在一些情况下受到高度限制,因为土壤的表面化学性质抵抗水合。在数十年的过程中,已利用阴离子型润湿剂如皂类或温和洗涤剂来改善疏水性土壤中的水渗入。然而,这些物质中的许多具有植物毒性,且可能对土壤结构具有不利影响(US2015/045225)。在集中利用的区域以及还有在疏水性植物基质的领域,使用非离子型润湿剂,如烷氧基化多元醇、葡糖醚(glucoether)、乙氧基化和/或丙氧基化和/或芳族醇/C8-C22脂肪醇、烷基聚糖苷,例如烷基聚糖苷的阴离子型羧酸酯、烷基化聚糖苷醚羧酸酯、烷基化聚糖苷磷酸酯、甜菜碱、硫酸酯、烷基化磺基琥珀酸酯、磺酸酯、具有高萜烯浓度的油、萜烯烷氧基化物或非离子型氧化烯(嵌段)共聚物(WO2013110552)。三硅氧烷表面活性剂具有一般结构Me3SiO-SiMeR-OSiMe3,其中R基团是聚醚基团。三硅氧烷表面活性剂例如EvonikIndustriesAG的S-240的主要用途是其在作物保护中的应用。它们将水的静态表面张力降低至显著大于上述产品的程度。术语“表面张力”在现有技术中应理解为意指静态表面张力。例如,在三硅氧烷的情况下,水中0.05重量%剂量下的静态表面张力为约20-25mN/m。除了在绿地灌溉领域使用润湿剂之外,润湿剂也被少得多用于农业应用中的灌溉领域。润湿剂在农业部门的应用尤其集中于作物保护领域(US2014/0242197),但也集中于使水分更好地渗透至根区(CA2769988),集中于植物健康的总体改善以及更好的植物和/或根生长(US2010/0144534、AU2013201540),集中于更好的植物存活以及集中于土壤中的增强的微生物活性。在这些应用中,描述了5-100l/ha的用量,优选10-20l/ha(AU2013201540)。实际上,灌溉添加剂经常被添加至装有水或营养溶液的罐中,并在温和搅拌下分布在灌溉或肥料溶液中,以便能够借助于微灌系统将期望量的润湿剂分布在预期的田地区域上。这里的佐剂或者在罐混合操作之前被掺入营养配制物中,或者作为单独的罐混合添加剂被添加至营养溶液/液剂中。微灌系统是以水沫(spray)、薄雾(mist)、喷雾(sprinkling)或微滴形式供水的低压或中压系统。这是使用各种技术出水口如微型喷淋器、喷雾器、雾化器、微型和小型灌注器、滴灌器(dripper)、灌溉软管和其它来完成的。通过选择滴灌器,就可以以植物特有的方式调节排放速率,因为用于农业和园艺环境中的许多植物对供水有非常不同的要求。微灌系统由管、软管、水排放装置、流量调节系统、安装单元、连接件和其它附件构成。喷灌(sprinkler)系统是全球最常见的灌溉系统,而微滴灌溉则在缺水地区是特别有利的。为了能够评估农业潜力和物质的活性,除了实验室和温室实验之外,还优选以例如田间试验的形式在农业中的实际应用。现有技术的缺点是常规利用的润湿剂仅在疏水性土壤上测试至特定程度,并且其在农业中的用量要非常大,因此其利用对农民来说费力且昂贵。迄今为止,聚醚改性的短链硅氧烷、尤其是三硅氧烷尚未在农业灌溉中用于增加农艺产量。由于全球对食物的需求不断增长且用于农业的面积有限,因此越来越重视增长的(rising)基于公顷的产量增加。本专利技术范围内的“易生物降解”描述了根据OECD方法301FCD的可降解性,优选如EP15172382A(2015年6月16日提交)中所描述的。本专利技术范围内的“土壤”一词应理解为不仅意指天然存在的土壤,如表层土或壤土(loam),而且还意指用于植物生长的任何基质。本专利技术的目的是克服现有技术的至少一个缺点。现已发现,令人惊讶地,将聚醚改性的短链硅氧烷添加至用于植物灌溉的水中可在各种农业利用土壤中以非常低的施加体积明显增加农艺产量。下文以举例方式描述本专利技术的主题,而无意将本专利技术限于这些说明性实施方案。当下文指定范围、通式或化合物类别时,这些应当不仅包括明确提到的化合物的相应的范围或类群,而且还包括通过选取单个值(范围)或化合物可获得的化合物的所有子范围和子群。当在本说明书的上下文中引用文献时,其内容、特别是关于形成其中引用所述文献的上下文主题的内容应整体考虑,以形成本专利技术的公开内容的一部分。除非另有说明,否则百分比是以重量百分比计的数字。当下文报告平均值时,除非另有说明,否则所讨论的值是重量平均值。当下文报告已通过测量确定的参数时,除非另有说明,否则它们已在25℃的温度和101.325Pa的压力下确定。
技术实现思路
本专利技术提供式(I)的聚醚改性的短链硅氧烷的用途:MaDbD'c式(I)其中M=R13SiO1/2,D=R12SiO2/2,D‘=R1R2SiO2/2,其中a是2,b是0到0.5,优选0到0.1,尤其优选0,c是1至3,优选1至2,更优选1.0至1.15,甚至更优选1.0至1.10,尤其优选1.0至1.05,R1独立地为具有1至8个碳原子的烃基,优选甲基、乙基、丙基或苯基,尤其优选甲基,R2独立地为式(II)的聚醚基团-R3O[CH2CH2O]m[CH2CH(CH3)O]nR5式(II)其中m=2至30,优选2至20,更优选3.4至11.0,甚至更优选3.6至9.9,特别优选4.5至8.5,n=0至10,优选2.5至8.0,更优选2.7至7.5,特别优选3.0至6.0,但前提是:R3独立地为具有2至8个碳原子的二价烃基,优选亚乙基、亚丙基、1-甲基亚丙基、1,1-二甲基亚丙基,尤其优选-CH2CH2CH2-,R5各自独立地为具有本文档来自技高网
...

【技术保护点】
1.下式(I)的聚醚改性的短链硅氧烷的用途,其用于在根部区域中增加农艺产量:MaDbD'c             式(I)其中M=R13SiO1/2,D=R12SiO2/2,D‘=R1R2SiO2/2,其中a是2,b是0至0.5,c是1至3,R1独立地为具有1至8个碳原子的烃基,R2独立地为下式(II)的聚醚基团‑R3O[CH2CH2O]m[CH2CH(CH3)O]nR5       式(II)其中m=2至30,n=0至10,但前提是:R3独立地为具有2至8个碳原子的二价烃基,R5独立地为具有1至16个碳原子的烃基或氢,并且,如果n大于0,则m/n=1至30,并且对于要求保护的n的所有值,如果c大于或等于1.2,则c*(m+n)=12至50。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.04 EP 16158700.11.下式(I)的聚醚改性的短链硅氧烷的用途,其用于在根部区域中增加农艺产量:MaDbD'c式(I)其中M=R13SiO1/2,D=R12SiO2/2,D‘=R1R2SiO2/2,其中a是2,b是0至0.5,c是1至3,R1独立地为具有1至8个碳原子的烃基,R2独立地为下式(II)的聚醚基团-R3O[CH2CH2O]m[CH2CH(CH3)O]nR5式(II)其中m=2至30,n=0至10,但前提是:R3独立地为具有2至8个碳原子的二价烃基,R5独立地为具有1至16个碳原子的烃基或氢,并且,如果n大于0,则m/n=1至30,并且对于要求保护的n的所有值,如果c大于或等于1.2,则c*(m+n)=12至50。2.根据权利要求1所述的式(I)的聚醚改性的短链硅氧烷的用途,其用于农业灌溉中。3.根据权利要求1和2中任一项所述的式(I)的聚醚改性的短链硅氧烷的用途,其用于以与不使用式(I)的聚醚改性的短链硅氧烷的相同灌溉相比更高的水平降低收获结果的变异性以及稳定化。4.根据权利要求1至3中任一项所述的式(I)的聚醚改性的短链硅氧烷的用途,其中所述灌溉使用0.25-100l/ha、优选0.75-20l/ha、尤其优选1-12l/ha的...

【专利技术属性】
技术研发人员:R·亨泽尔D·克鲁泽E·西弗尔丁C·里德尔J·萨姆索路德维希
申请(专利权)人:赢创德固赛有限公司
类型:发明
国别省市:德国,DE

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1