改变根系生长的方法技术

提供了一种改变植物根系生长的方法，其中，所述根系是在一个膜的附近生长，在根系生长期间水分从所述膜释放，其中，所述膜是疏水性有孔膜或亲水性无孔膜。所述方法还可用于收集从植物根系中渗出的材料，这一目的是这样实现的：让所述植物根系在由一种膜包围的生长介质中生长，使得水分能够从所述膜中释放到生长介质中，而从植物根系中渗出的材料由所述膜保留在生长介质中，其中，所述膜是疏水性有孔膜或亲水性无孔膜。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利
本专利技术总体上涉及改变植物根系生长的方法，并且涉及通过在亲水性无孔膜或疏水性有孔膜附近生长植物根系以便改善其可收获性或可易接近性的方法。本专利技术背景已有大量的时间和劳动花费在改变许多种植物的生长方面，以便提高有商业价值的产品(果实、种子、花、叶等)的容易收获或容易接近性，而在改变植物根系生长方面所作的努力较少，而所取得的成就就更少。实际上，植物根系的结构可能具有重大的商业价值；例如，由于根系本身是商业产品(或其来源)或者由于其结构会大大影响收获植物的难度或将根拔出和移栽植物取得成功的可能性。有商业价值的根系的例子包括诸如胡萝卜或甜菜等的大量的农作物，以及为了其药用或医疗用特性而种植的根系。在提取有商业价值的根系之后的加工要求根据其预期的用途有很大的不同；例如，对于胡萝卜来说只要简单地除去大多数粘着的生长介质即可；或者对有药用价值的根系来说要充分清洗、切碎、加热处理和化学提取。不过，在所有情况下，从土壤中除去尽可能多的根系的难度以及随后从生长培养基中分离根系是重要的，这种重要性体现在所回收的根系的体积和后提取加工费用方面。当植物在移植之前被大量种植时，例如，种植在苗圃中的幼苗，从生长介质中除去尽可能高比例的发育中的根系而不对其造成损伤同样是重要的，这使得移植的植物具有再生长的最佳机会，同时又避免了由于微生物侵袭受损的根系而导致的病害。另一种有商业价值的根系是向生长介质中释放有商业价值材料的根系；例如，已知大多数植物根系释放特殊材料(例如，抗微生物材料，生长调节材料，包括天然除草剂等)，虽然其释放量通常非常小。改善所述根系生长的方法，特别是改善所述渗出材料的收集的方法将具有很大的价值。已知有多种材料能够容许水通过，而限制悬浮的、甚至是溶解的材料通过。最近所鉴定的一些材料是亲水性聚合物。已知这些材料的膜是液态水不能渗透的，但容许水蒸气通过(该过程被称为全蒸发(pervaporation))。如果在亲水性膜的两侧存在蒸汽压力的话，将会从较高蒸汽压力的一侧以蒸汽形式吸收水，并将其转运通过该膜，并以水蒸汽形式在具有较低蒸汽压力的一侧释放。所释放的水蒸汽可以直接使用或者重新凝结成液态水。不过，在这两种情况下，它都可以是纯净的(在化学方面和微生物学方面)，因为任何污染物都会保留在所述膜的另一侧(在某些情况下)或(在某些情况下)保留在膜本身上。疏水性有孔膜还能选择性地容许水通过，而保留所溶解的或悬浮的物质。本专利技术概述业已发现，如果植物根系是在某种膜(即亲水性无孔膜或疏水性有孔膜)-水是从该膜中释放的-附近生长的话，所述根系的结构会被改变，以便它们更容易收获和/或在收获之后更容易从生长介质中分离。还发现，生长在从它里面释放水分的所述膜附近的植物根系能够比正常的根系更能承受在比正常情况受到更大约束的体积中生长，因此，受到花盆束缚的可能性更小。因此，提供了一种在通过在一种膜附近生长根系而改变植物根系生长的方法，在根系生长期间水是从所述膜中释放的，其中，所述膜是疏水性有孔膜或亲水性无孔膜。还提供了一种收集从植物根系中渗出的材料的方法，通过在由一种膜包围的生长介质中生长所述植物根系，以便水分能从膜中释放到生长介质中，而从植物根系中渗出的材料被所述膜留在所述生长介质中，其中，所述膜是疏水性有孔膜或亲水性无孔膜。附图的简要说明附图说明图1和4是不会导致根系改变的种植植物的方法的示意图(用于比较目的)。图2和3是本专利技术的改变植物根系生长的示意图。本专利技术的详细说明根系生长改变表示根系的大小、形状、形态和分布被改变，使得它们基本上只能在靠近被用作植物的主要的或唯一的水源的特定膜的地方生长，而不是将水随机地分散出去以便在生长介质中填充大的体积，像在常规浇灌植物时所出现的情况那样。因此，根系的改变可以通过使用作为根系的主要水源的膜而实现，与此同时，能限制水源中的不希望的杂质(如果有的话)，并防止这些杂质进入植物周围的生长介质中。通过本专利技术方法所产生的根系通常具有组织样外观。因此，按照本专利技术方法改变了其生长的根系能形成更容易看见(因此可以采集)的结构，该结构的形状与用来提供该植物的大部分或全部灌溉水的膜的形状一致。通过以这种方式生长，还可以更容易将根系挖出来，而不会对其造成损伤，因为根系所占的空间降低了。例如，如果用于在土壤表面下面灌溉的膜是以扁片的片材或管的形式提供给根系的话，以这种方式生长的根系的形状可以分别被描述为像一个密集的平面或筒状垫。可用于本专利技术实践中的植物包括根系生长改变可能是有利的任何品种。所述优点的例子包括(1)对于要从它收获根系的植物来说，相对地面上的植物的生物物质(biomass)而言增加根系的生物物质的能力；(2)控制根系形状的能力，以便可以获得更一致的商业作物；(3)控制植物被固定在土壤中的方式的能力；(4)引导根系生长方向的能力，这种能力反过来又具有以下优点(a)最有效地利用养分、矿物质、农药(agricultural chemicals)等的能力，所述物质存在于生长介质的特定层中，或者被添加到生长介质的特定区域，(b)避开生长介质中受污染的或其他不希望的部位的能力，(c)与上述(b)相反，通过在生长介质中的受污染的或其他不希望的部位建立植物根系挽救生长介质中受污染的或其他不希望部位的能力，以便所述不希望的材料整合到所述植物中，并随后由植物处理这些不希望的材料，(d)防止杂草生长的能力，和(e)防止临近植物根系的能力；(5)较容易将根拔出来和移植，例如生长的苗圃中的幼苗，因为其根系没有粘着在或者渗透到灌溉系统中，并且因为所述根系可以导致在特定部位生长，降低了相邻植物的根系之间的缠绕，和(6)通过减少需要从根系上清除的生长介质的量而改善根系收获和加工的能力。(7)在湿度受控制的环境中生长植物的能力，以便将有害的病原体排除在收获产物之外，因为如果所述植物的根部太湿的话，所述有害病原体有可能发展。在实施本专利技术时，优选将发育中的植物支撑在植物根系可以生长的生长介质中；优选的生长介质包括任何常规材料，在它里面植物可以正常生长，例如，天然存在的或人工的或人工改良的土壤；沙子(任意选择性地含有添加的植物养分)；市场上出售的生长介质，如用于“生长袋(Growbags)”中的介质，或蛭石；泥炭藓；切碎的蕨类树皮；切碎的树皮或切碎的椰子壳。适用于本专利技术的膜包括疏水性有孔膜和亲水性无孔膜。对于本说明书来说，“疏水性有孔膜”表示由纤维、薄膜等形式的任何材料制成的膜，其特征是孔的大小低于1微米(又被称为微孔)，液体不能从该孔中通过，但水蒸气可以通过该孔从具有较高蒸汽压力的一侧扩散到具有较低蒸汽压力的一侧。合适的疏水性有孔膜包括由聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等制成的纺织纤维或无纺织纤维或薄膜。适用于本专利技术的亲水性无孔膜是无孔的亲水性膜，它能吸收水并只能让水以全蒸发方式通过。如果在该亲水性膜的两侧存在蒸汽压力梯度的话，所吸收的水分通过该膜的厚度扩散，并且从其对面散出。亲水性无孔膜或涂层的特征是具有下文所定义的足够高的水蒸汽穿透率，以便通过该膜的水可直接用于灌溉植物。所述膜可以包括由包括，但不限于相同或不同亲水性聚合物的材料制成的一层或多层。只要从总体上讲水蒸气通过该膜的速度足够高的话，就能够以与用于所述特定用途中的速度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过在一种膜的附近生长根系改变植物根系生长的方法，在根系生长期间水是从所述膜释放的，其中，所述膜是疏水性有孔膜或亲水性无孔膜。

【技术特征摘要】
US 1999-8-6 09/369,7981.一种通过在一种膜的附近生长根系改变植物根系生长的方法，在根系生长期间水是从所述膜释放的，其中，所述膜是疏水性有孔膜或亲水性无孔膜。2.如权利要求1的方法，其中，所述膜在所述根系生长期间是水的主要来源。3.如权利要求2的方法，其中，所述膜在所述根系生长期间基本是水的唯一来源。4.如上述权利要求中任一项的方法，其中，所述发育中的植物被支撑在生长介质中。5.如权利要求4的方法，其中，所述发育中的根系和支撑的生长介质被包在不透水的材料中，至少它的一部分包括一种膜，以便水分基本上只能通过所述膜到达根系。6.如上述权利要求中任一项的方法，其中，所述植物和膜是这样排列的，一旦生长后，所长出的根系的重量的至少25％与所述膜接触或距离该膜在10毫米以内。7.如权利要求6的方法，其中，所长出的根系的重量的至少50％与所述膜接触或距离该膜在10毫米以内。8.如权利要求7的方法，其中，所长出的根系的重量的至少75％与所述膜接触或距离该膜在10毫米以内。9.一种收集从植物根系中渗出的材料的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：MC汤金，MA杨，ON基尔赫纳，CW卡希尔，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，设计技术及灌溉有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]