[發(fā)明專利]微量營養(yǎng)素肥料用螯合劑

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680008530.4
• 申請日: 2006-03-15
• 公開（公告）號: CN101142154A
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邁克·麥克勞克林;塞繆爾·斯泰西;恩佐·隆比
• 申請（專利權(quán)）人: 阿德萊德研究和創(chuàng)新私人有限公司;聯(lián)邦科學(xué)和工業(yè)研究組織
• 主分類號: C05G3/00
• 分類號: C05G3/00;C05D9/02
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 樓高潮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于提高植物對微量營養(yǎng)素的生物利用率的組合物和方法。

背景技術(shù)

農(nóng)業(yè)是百萬美元的產(chǎn)業(yè)。為了提高植物生長，需要好的肥沃土壤，在沒有這些的情況下，經(jīng)常要使用肥料，以便促進(jìn)農(nóng)作物的生長。

植物生長需要的主要營養(yǎng)素包括金屬離子，如Cu、Zn、Mn等，這些對植物的各種代謝途徑如光合作用等是重要的。傳統(tǒng)耕作方法通常已導(dǎo)致土壤中這種金屬離子的缺乏并且確實在一些區(qū)域幾乎完全缺少這些金屬離子，這樣會導(dǎo)致產(chǎn)量降低和生長在這種區(qū)域內(nèi)的作物生長差。已知的是，額外的金屬離子加入到土壤或者植物葉中可有助于減輕農(nóng)作物的這種生長不足。輸運(yùn)適當(dāng)金屬微量營養(yǎng)素的常用方法之一是形成金屬離子與合成螯合物的螯合復(fù)合物，因為這會將金屬離子保持在可溶形式以便于應(yīng)用且會減少金屬吸附和土壤的固定。

然而，盡管使用廣泛，但合成螯合物的使用具有一些顯著的缺陷，例如與制造相關(guān)的高成本，并且新近擔(dān)憂的事實是它們是合成的，可能在環(huán)境中持續(xù)延長的時間周期。土壤和水道內(nèi)的累積因合成螯合物的不服從特性會導(dǎo)致對環(huán)境的一些負(fù)面影響。

合成螯合物的實施例包括EDTA、EDDHA、DTPA和NTA。

此外，EDTA是一種如此有效的金屬離子復(fù)合體以致于它能與植物競爭金屬離子，從而導(dǎo)致在金屬離子輸運(yùn)到植物中的效率低下。

除了合成螯合物的使用以外，也已經(jīng)知道的是使用有機(jī)酸如檸檬酸作為螯合劑，然而由于在pH值大于7時穩(wěn)定性常量差和在土壤中檸檬酸的迅速生物降解，所以這通常并不是令人滿意的。此外，將酸用作螯合劑也具有與這種化合物的腐蝕性能相關(guān)的缺點以及如果無意中進(jìn)行高濃度混合時會對機(jī)器產(chǎn)生破壞作用。

在上述每種情況下，基于這種試劑可能是最好的并且是可用的最有效化合物的想法，合成螯合物或有機(jī)酸的使用已變成向植物提供微量營養(yǎng)素的標(biāo)準(zhǔn)可接受的方法。明顯地，隨著社會對農(nóng)業(yè)的看法改變，特別是對有機(jī)農(nóng)業(yè)更能接受的看法是，其中合成化合物因它們沿食物鏈的潛在損害作用而不能被接受，然后需要發(fā)展一種更能接受的用于向植物輸運(yùn)微量營養(yǎng)素的螯合劑。

發(fā)明目的

本發(fā)明的目的是提供能將微量營養(yǎng)素輸運(yùn)給植物作物的新金屬螯合化合物。

本發(fā)明的另一目的是提供一種向植物供給微量營養(yǎng)素的方法，其顯著地要比目前使用的那些方法更環(huán)保。

使用EDTA的另一問題是它不能在環(huán)境中生物降解。EDTA可在許多天然水系中找到，并經(jīng)常發(fā)現(xiàn)以高濃度存在于廢水流中。因為其缺乏生物降解性，在歐洲的一些地方已經(jīng)禁用EDTA，并且其它國家也將在不久效仿。

使用NTA的另一問題是它具有致癌性能。因其毒性和不能生物降解性，NTA在美國已經(jīng)禁用，且的確其它國家也將在不久效仿。

本發(fā)明的目的是克服或者至少顯著改善現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足。

結(jié)合附圖，通過以下的說明，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點將變得顯而易見，其中，通過示例和實施例，公開了本發(fā)明的實施方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的概述如下：

我們隨后已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，通過使用具有通式(I)的表面活性劑的化合物，特別是生物表面活性劑鼠李糖脂的通式為(III)的表面活性劑，其中單個羧酸酯基團(tuán)具有螯合微量營養(yǎng)素如銅、鋅、錳和鐵等的能力。然后這會導(dǎo)致形成以下簡稱為“可溶脂”的復(fù)合物，其中術(shù)語“可溶脂”意指螯合或復(fù)合金屬透過植物膜或植物表皮以將金屬離子提供給植物的能力。然后，這與EDTA和其它常規(guī)使用的螯合劑的作用不同，這些通常并不是被植物根部所吸收，且確實已知會與植物根部競爭存在于圍繞植物根的區(qū)域即根圍內(nèi)的微量營養(yǎng)素。

此外，當(dāng)使用鼠李糖脂或其它生物學(xué)上制造的螯合劑時，螯合劑的生物降解性顯著大于合成螯合劑的生物降解性，因此產(chǎn)生較少的污染和在更寬廣的社區(qū)內(nèi)產(chǎn)生更大的接受度。此外，它們也能獲得有機(jī)注冊，從而允許在有機(jī)農(nóng)場等中使用這種試劑。由于它們是合成制造的事實，不能將常規(guī)合成的螯合劑用在有機(jī)農(nóng)場上。

現(xiàn)在也已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，使用由桿菌屬細(xì)菌所制造的螯合劑如表面活性素也具有與諸如前述的那些微量營養(yǎng)素螯合或復(fù)合的能力，并與合成復(fù)合劑相比，具有提高的生物降解水平。

此外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這些生物表面活性劑既具有疏水性基團(tuán)又具有親水性基團(tuán)，也能通過葉提供微量營養(yǎng)素的輸運(yùn)。當(dāng)微量營養(yǎng)素直接施加到植物葉上時，疏水性的葉表皮是肥料吸收的主要障礙。我們發(fā)現(xiàn)，鼠李糖脂-金屬復(fù)合物能被吸收到疏水區(qū)域中從而將微量營養(yǎng)素從水相輸運(yùn)到親脂相。