粒状聚合微量营养素组合物及其方法和用途技术

本发明专利技术涉及用于降低土壤微环境的pH以增加生长中植物的微量营养素摄取的组合物和方法。本发明专利技术所述的组合物为颗粒形式，包含与微量营养素(如Zn、Mn和Cu)络合的聚阴离子聚合物和任选的硫源。此类粒状组合物能够根据需要在一定时间内以稳定的浓度持续释放微量营养素。一定时间内以稳定的浓度持续释放微量营养素。一定时间内以稳定的浓度持续释放微量营养素。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】粒状聚合微量营养素组合物及其方法和用途


[0001]本专利技术涉及用于降低土壤微环境的pH以增加生长中植物的微量营养素摄取的组合物和方法。本专利技术的组合物为颗粒形式，包含与微量营养素(如Zn、Mn、Fe和Cu)络合的聚阴离子聚合物和任选的硫源。

技术介绍

[0002]为了保持健康生长，植物必须从它们生长的土壤中提取多种元素。这些元素包括微量营养素锌、铁、锰、铜、硼、钴、钒、硒、硅和镍。然而，许多土壤缺乏足够量的这些微量营养素或仅以植物不能容易吸收的形式含有它们。为了抵消这些缺陷，通常将缺乏元素的来源施用于土壤以提高作物植物的生长速率和由此获得的产量。该应用通常使用氧化物、硫酸盐、氧硫酸盐、螯合物和其它制剂完成。
[0003]在普通农业土壤中，pH从约4.5至8.3不等。在天然存在的pH超过7的田地中，由于不溶性反应产物的形成(固定)，已经观察到微量营养素的可用性受到限制。尽管大多数微量营养素的可用性通常随着pH降低而增加，但在较高pH下通常可以获得最高的作物产量。因此，在微量营养素吸收的最佳pH和获得最高作物产量之间存在着微妙的平衡。
[0004]为了弥补可用微量营养素的缺乏，许多农民经常向土壤施用过量的含微量营养素的肥料。这些应用可以解决上述问题，但是对农民来说成本很高。因此，非常需要开发能够有效地将足够的微量营养素递送至植物和/或作物而不影响大量营养素的摄取和/或存在的制剂。

技术实现思路

[0005]本专利技术的一个方面涉及一种粒状聚合微量营养素组合物，其包含聚阴离子聚合物组分；以及微量营养素组分，其中聚阴离子聚合物组分和微量营养素组分被压缩成均质复合颗粒。在一些实施例中，粒状聚合微量营养素组合物进一步包含硫(S)，其中硫、聚阴离子聚合物组分和微量营养素组分被压缩成均质复合颗粒。
[0006]本专利技术的另一方面涉及一种包含本专利技术的粒状聚合微量营养素组合物和农产品的农业组合物。在一些实施例中，农产品是肥料。
[0007]本专利技术的另一方面涉及一种使土壤施肥和/或改善植物/作物生长和/或健康的方法，其包含向土壤施用本文公开的粒状聚合微量营养素组合物或本文公开的农业组合物。
附图说明
[0008]图1是示出了ZnSO4、不含任何聚合物的Zn源(MS Zn w/o聚合物)、含BC聚合物的Zn源(MS Zn w/BC)和含T5聚合物的Zn源(MS Zn w/T5)的各种溶解速率的线图。
[0009]图2是示出了ZnSO4、不含任何聚合物的Zn源(MS Zn w/o聚合物)、含BC聚合物的Zn源(MS Zn w/BC)和含T5聚合物的Zn源(MS Zn w/T5)的各种溶解速率的线图。
具体实施方式
[0010]现在将在下文中更全面地描述当前公开的主题。然而，受益于在前面描述中呈现的教导，本文阐述的当前公开的主题所属领域的技术人员将想到当前公开的主题的许多修改和其它实施例。因此，应当理解，当前公开的主题不限于所公开的具体实施例，并且修改和其它实施例旨在包括在所附权利要求的范围内。换句话说，本文描述的主题涵盖了所有替代方案、修改和等同物。在所并入的文献、专利和类似材料中的一者或多者不同于本申请或与本申请相矛盾的情况下，包括但不限于所定义的术语、术语用法、所描述的技术等，以本申请为准。除非另有定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本领域普通技术人员通常理解的相同含义。本文提及的所有出版物、专利申请、专利和其它参考文献通过引用整体并入本文。
[0011]有利地，本文所述的粒状聚阴离子微量营养素组合物和方法已显示提供微量营养素的受控和稳定释放，从而改善植物生长和健康。不受理论的束缚，但据信高度带负电荷的聚阴离子聚合物充当与微量营养素相互作用(例如，络合或缔合)的离子交换位点，从而保护它们免受土壤环境的影响。否则，微量营养素将暴露于可结合或锁定微量营养素和/或将微量营养素转化成较难可用形式的土壤粒子。此外，聚阴离子聚合物在微量营养素(其为粒状形式)中及其周围提供低pH的微环境，从而增加了微量营养素(如锌、铁、锰和铜)对植物和/或作物的可用性。另外，聚阴离子聚合物组分有助于控制这些微量营养素向植物和/或作物的释放，从而用作向植物和/或作物按需供应微量营养素的来源。最后，对于粒状形式的聚阴离子微量营养素组合物，这些有益特性尤其得到增强，因为聚阴离子聚合物在压缩成颗粒时与微量营养素非常接近，从而促进了它们之间的相互结合。
[0012]因此，掺入如本文所公开的粒状聚阴离子聚合物组合物中的聚阴离子聚合物提供了阳离子微量营养素的长效性能，如下文更详细描述的。
[0013]定义
[0014]如本文所用，术语“络合物”是指微量营养素的螯合物、配位络合物和盐，其中微量营养素以共价(即，形成键)或非共价(例如，离子键、氢键等)方式与聚阴离子聚合物的官能团缔合。在络合物中，中心部分或离子(例如，微量营养素)与称为配体或络合剂(例如，聚阴离子聚合物中存在的侧链的官能团)的周围结合分子或离子阵列缔合。中心部分与配体的几个供体原子结合或缔合，其中供体原子可以是相同类型的原子或可以是不同类型的原子(例如，氧原子)。通过几个配体的供体原子形成多个键(即，2、3、4或甚至6个键)与中心部分结合的配体或络合剂被称为多齿配体。具有多齿配体的络合物被称为螯合物。通常，中心部分与配体的络合物比中心部分本身更易溶解，因为围绕中心部分的配体一旦在溶液中就不会从中心部分解离，并使中心部分溶剂化，从而提高其溶解性。
[0015]如本文所用，术语“盐”是指由阳离子和阴离子的组合组成的化合物。盐由相关数量的阳离子(带正电荷的离子)和阴离子(负离子)组成，使得产物是电中性的(不带净电荷)。许多离子化合物在水或其它极性溶剂中表现出显著的溶解性。溶解性取决于每个离子与溶剂相互作用的程度。此外，盐可分类为“部分”或“完全”盐。部分盐是指非电中性的化合物，因为它们含有奇数个阳离子和阴离子。例如，部分盐是指具有游离且不与阳离子(例如，微量营养素)缔合或络合的阴离子(例如，聚阴离子聚合物的官能团)的化合物(例如，粒状聚阴离子微量营养素组合物)。相比之下，完全盐是指电中性的化合物，因为所有阴离子(例
如，聚阴离子聚合物的官能团)与阳离子(例如，微量营养素)缔合和/或络合。
[0016]如本文所用，术语“阴离子官能团”是指当暴露于碱性条件(例如，pH大于约7)时能够形成阴离子的化学官能团。示例性的官能团包括但不限于羧酸根、磺酸根、膦酸根、醇(
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OH)和/或硫醇(
‑
SH)。
[0017]如本文所用，术语“非离子官能团”是指不是阴离子的化学官能团。换句话说，非离子官能团是当暴露于碱性条件(即，pH大于约7)时不能提供阴离子的化学官能团。示例性的官能团包括但不限于酯、酰胺、卤素、醇盐、腈等。
[0018]如本文所用，术语“酯”是指衍生自酸(有机或无机)的化合物，其中酸的至少一个
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OH(羟基)基团被
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O
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种粒状聚合微量营养素组合物，其包含：聚阴离子聚合物组分；以及选自锌(Zn)、锰(Mn)、铁(Fe)、铜(Cu)、硼(B)及其组合的微量营养素组分，其中所述聚阴离子聚合物组分和所述微量营养素组分被压缩成具有约6至约100US目的筛目尺寸的均质复合颗粒。2.根据权利要求l所述的粒状聚合微量营养素组合物，其中所述均质复合颗粒具有约为6至约16US目范围内的筛目尺寸。3.根据权利要求1所述的粒状聚合微量营养素组合物，其中所述均质复合颗粒具有约为0.5至约2.5mm范围内的平均粒度(d50)。4.根据权利要求1所述的粒状聚合微量营养素组合物，其中所述均质复合颗粒具有约为90至约230SGN范围内的粒度。5.根据权利要求1所述的粒状聚合微量营养素组合物，其中所述均质复合颗粒具有35至45范围内的均匀度指数。6.根据权利要求1所述的粒状聚合微量营养素组合物，其中所述均质复合颗粒具有约60至70lbs/ft3的堆积密度。7.根据权利要求1所述的粒状聚合微量营养素组合物，其进一步包含硫(S)，其中所述硫、聚阴离子聚合物组分和所述微量营养素组分被压缩成均质复合颗粒。8.根据权利要求1所述的粒状聚合微量营养素组合物，其中所述微量营养素组分以连续方式在至少24小时内以约50至约120ppm范围内的量释放。9.根据权利要求1所述的粒状聚合微量营养素组合物，其中所述微量营养素组分与所述聚阴离子聚合物组分络合，与未与所述聚阴离子聚合物组分络合的微量营养素组分相比，其化学稳定性高至少50％。10.根据权利要求1所述的粒状聚合微量营养素组合物，其中所述微量营养素组分与所述聚阴离子聚合物组分络合，与未与所述聚阴离子聚合物组分络合的微量营养素组分相比，所述聚阴离子聚合物组分使所述微量营养素组分的降解减少至少50％。11.根据权利要求l所述的粒状聚合微量营养素组合物，其中所述聚阴离子聚合物组分包含马来酸和衣康酸重复单元。12.根据权利要求11所述的粒状聚合微量营养素组合物，其中所述聚阴离子聚合物组分含有约10至约90摩尔％的马来酸重复单元和约90至约10摩尔％的衣康酸重复单元。13.根据权利要求1所述的粒状聚合微量营养素组合物，其中所述聚阴离子聚合物组分包含衣康酸、马来酸和磺酸盐重复单元。14.根据权利要求1所述的粒状聚合微量营养素组合物，其中所述聚阴离子聚合物组分包含至少四个沿着聚合物链长度分布的重复单元，所述至少四个重复单元包括B型重复单元、C型重复单元和G型重复单元中每一种的至少一个，其中a)所述B型重复单元独立地选自由衍生生马来酸、马来酸酐、富马酸、富马酸酐、中康酸的取代和未取代的单体、前述物质的混合物，以及任何前述物质的任何异构体、酯、酰氯和部分或完全盐的重复单元组成的组，其中B型重复单元可以被一个或多个基本上不含环结构和卤原子的C1
‑
C6直链或支链烷基取代，并且其中盐具有成盐阳离子，所述成盐阳离子选自由金属、胺及其混合物组成的组，
b)所述C型重复单元选自由衍生生衣康酸、衣康酸酐的取代或未取代的单体，以及任何前述物质的任何异构体、酯和部分或完全盐，以及任何前述物质的混合物的重复单元组成的组，其中所述C型重复单元可以被一个或多个基本上不含环结构和卤原子的Cl
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C6直链或支链烷基取代，并且其中盐具有成盐阳离子，所述成盐阳离子选自由金属、胺及其混合物组成的组，以及c)所述G型重复单元选自由衍生生具有至少一个碳
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碳双键和至少一个磺酸根基团并且基本上不含芳环和酰胺基的取代或未取代的磺化单体，以及任何异构体，以及任何前述物质的部分或完全盐，以及任何前述物质的混合物的重复单元组成的组，其中G型重复单元可以被一个或多个基本上不含环结构和卤原子的Cl
‑
C6直链或支链烷基取代，并且其中所述G型重复单元的盐具有成盐阳离子，所述成盐阳离子选自由金属、胺及其混合物组成的组。15.根据权利要求14所述的粒状聚合微量营养素组合物，其中所述聚阴离子聚合物组分中至少约90摩尔％的所述重复单元选自由B、C和G型组成的组。16.根据权利要求14所述的粒状聚合微量营养素组合物，其中所述聚阴离子聚合物组分包含一个B型重复单元、...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：沃戴申生命科学美国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：