[發(fā)明專利]土壤親水化試劑以及使用方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080038698.6
• 申請(qǐng)日: 2010-07-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102480922A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳志云;讓-克里斯托夫·卡斯坦;馬里-皮埃爾·拉博
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 羅地亞管理公司
• 主分類號(hào): A01G9/10
• 分類號(hào): A01G9/10
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112
• 代理人: 丁業(yè)平;金小芳

相關(guān)專利申請(qǐng)的交叉引用

本專利申請(qǐng)要求于2009年7月2日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No.61/270,128的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容以引用方式并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及與土壤添加劑相關(guān)的方法和組合物，特別是，本發(fā)明涉及使土壤顆粒親水化和/或提高土壤中的有效水容量的土壤添加劑。

背景技術(shù)

水缺乏是對(duì)人類和農(nóng)業(yè)發(fā)展的最大束縛。約70％的淡水消費(fèi)被用于與農(nóng)業(yè)相關(guān)的用途，例如，用作灌溉水，而灌溉水幾乎占農(nóng)業(yè)用水量的90％。隨著農(nóng)業(yè)發(fā)展以及人類發(fā)展，對(duì)于淡水的需求隨之增加，人們需要對(duì)水進(jìn)行更加有效的利用。而淡水的缺乏愈加嚴(yán)重，使得這種需求變得更加顯著。除了上述用途之外，在食品生產(chǎn)和諸如生物燃料、生物質(zhì)和可再生生物材料之類的非食品相關(guān)原材料方面對(duì)于淡水的需求也在增加。因此，人們?cè)絹?lái)越需要更好地且更加有效地利用淡水。

在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中，主要通過(guò)以下兩條途徑產(chǎn)生淡水損失：(1)流失或蒸發(fā)，以及(2)從植物根部區(qū)域排出。關(guān)于流失，在特別是傾斜或成一定角度的土壤區(qū)域，水緩慢滲透到土壤中或滲透受阻將導(dǎo)致水的流失。另一影響是水在平坦/水平土壤表面的聚集會(huì)使得水因長(zhǎng)期暴露在空氣中而蒸發(fā)。緩慢滲透是由多種機(jī)制導(dǎo)致的，例如土壤多孔結(jié)構(gòu)的破壞，其表現(xiàn)為土壤結(jié)皮的形成。當(dāng)土壤變得具有疏水性并且基本上或完全阻止水滲入其中時(shí)，會(huì)逐漸形成斥水土壤。

關(guān)于排水，土壤持水能力差和/或水分布不均勻可能會(huì)導(dǎo)致水從根部區(qū)域排出。土壤持水能力由土壤質(zhì)地和土壤中的有機(jī)質(zhì)的含量決定。例如，通常粗質(zhì)地的土壤(例如，沙質(zhì)土壤)的持水能力遠(yuǎn)低于細(xì)質(zhì)地的土壤(例如，壤質(zhì)土)。水分布不均勻可能由灌溉水的施用方法(例如，溝灌)和土壤組分的異質(zhì)性而導(dǎo)致。異質(zhì)性土壤中也可能會(huì)發(fā)生優(yōu)先流動(dòng)，這種優(yōu)先流動(dòng)使供給水快速地通過(guò)并流出根部區(qū)域，從而導(dǎo)致水的低效利用。

人們已使用若干種方法以試圖提高農(nóng)業(yè)中的農(nóng)業(yè)水利用率，其中一種方法是使用表面活性劑。眾所周知的，表面活性劑能降低灌溉水的表面張力，但也面臨一些問(wèn)題，如在Miller等人的美國(guó)專利No.5,927,003等中公開(kāi)的缺點(diǎn)，該文獻(xiàn)以引用方式并入本文。

人們還知道，吸水性聚合物能有助于改善水分管理。這些吸水性聚合物也被稱作高吸水性材料，其被用于提高水的利用效率。高吸水性材料具有交聯(lián)聚合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其能夠保持?jǐn)?shù)倍至數(shù)百倍于高吸水性材料原始體積的水。高吸水性材料包括淀粉-丙烯腈接枝聚合物、羧甲基纖維素、交聯(lián)聚丙烯酸酯、交聯(lián)聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯腈和聚環(huán)氧乙烷的水解產(chǎn)物。例如，下述的幾份美國(guó)專利公開(kāi)了用于農(nóng)業(yè)上改善水分管理的多種聚合物。

高吸水性材料被用作土壤添加劑，通常通過(guò)手工或機(jī)械的方式將其掩埋在根系區(qū)域的附近。這樣，這些高吸水性材料可以在用水灌溉時(shí)發(fā)生膨脹并保持水，并且在灌溉間隔期或干燥期中釋放水。通常可通過(guò)園藝式操作(gardening?type?application)從土壤中臨時(shí)除去任何植物，從而完成高吸水性材料的掩埋。然而，對(duì)于諸如大面積草皮和地下農(nóng)作物應(yīng)用之類的大規(guī)模任務(wù)來(lái)說(shuō)，由于除去全部或大多數(shù)植物和/或土壤表層通常是不切實(shí)際的或在經(jīng)濟(jì)上是不可行的，因此這種做法存在明顯的缺陷。此外，對(duì)于這種應(yīng)用而言，為了達(dá)到足夠的性能，通常需要大量的高吸水性材料，從而使得成本相對(duì)較高。

因此，需要一種改進(jìn)的土壤添加劑，其能通過(guò)植物和草改善水利用情況。還需要一種將聚合物施用于土壤中的改進(jìn)方法，其具有更高的效力(相對(duì)于聚合物的總用量)，能靶向到達(dá)土壤中最有利或最需要的位置，并且能改善植物和草的水利用效率。

發(fā)明內(nèi)容

在一方面中，本發(fā)明涉及一種提高土壤中的保水作用的方法，該方法包括將土壤添加劑施用至土壤，從而提高土壤中的有效水容量。例如，可將該土壤添加劑施用至(例如)土壤的表面或表層表面附近、施加到土壤或土壤內(nèi)部的層中、施加到灌溉水中或施加到將施用于土壤的其他載體中等。

在一方面中，本發(fā)明涉及一種用于提高土壤中有效水容量的土壤添加劑，該土壤添加劑包含具有親水部分和疏水部分的聚合物組合物，其中該聚合物組合物的親水部分可以與水結(jié)合。

在另一方面中，本發(fā)明涉及一種用于提高土壤中有效水容量的土壤添加劑，該土壤添加劑包含一種聚合物組合物，該聚合物組合物包含對(duì)土壤顆粒或土壤顆粒的表面具有親和性的第一部分，和對(duì)水具有親和性的第二部分。這兩部分可具有類似或相同的化學(xué)組成。