專利名稱：植被處理的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于處理植被(vegetation)的方法和設(shè)備。具體地，本發(fā)明涉及一種通過誘導(dǎo)極低溫選擇性殺滅植物或抑制植物生長的方法和設(shè)備。通過向選擇的植物施用壓縮氣體(例如二氧化碳)來誘導(dǎo)低溫。
背景技術(shù)：
在草坪上或在花園中存在不需要的植物可難以處理和使擁有著挫敗。除去某些不需要的植物而保留其它植物為農(nóng)場、高爾夫球場和住宅庭院的問題。如果在草地(green)或平坦球道上生長難以除去的夏季多年生草(grasses)像一些類型的狗牙根(Bermudagrass),則高爾夫球場擁有著可能再次用草皮鋪整個草地或平坦球道。再次鋪草皮為用于處理暖季草的侵入的非常高成本的方案。傳統(tǒng)的除草劑不總是有效地處理雜草。當(dāng)使用化學(xué)雜草殺滅劑處理植物時，植物可能發(fā)展對除草劑的耐受性，從而提高所需的除草劑的量和降低處理的效率。某些草和雜草難以殺滅，并且在植物死亡之前，傳統(tǒng)的除草劑通常需要多次施用。使用除草劑可引起草皮褪色。另外，當(dāng)溫度達(dá)到85° F或更暖時，許多除草劑預(yù)期不能使用。如果除草劑在溫暖的溫度中使用，則所需的草通常與不需要的植物一起死亡，或者所需的草可能經(jīng)歷極度應(yīng)力。因此，在雜草生長周期中，當(dāng)雜草生長最多且最快時，傳統(tǒng)的除草劑在還不引起對所需的草有害的情況下可能不能有效地除去雜草?；瘜W(xué)除草劑對人和環(huán)境有害。由于除草劑通常含有毒性化學(xué)品，雜草處理可造成單個分配雜草殺滅劑對處理表面的風(fēng)險。化學(xué)殘余物可保留在經(jīng)處理的區(qū)域，從而對小孩和寵物造成風(fēng)險。由于毒素可依附至土壤中和排放至水徑流中，強(qiáng)烈的化學(xué)雜草殺滅劑對環(huán)境有害。這種有害作用已促使增加政府規(guī)章，其限制用于處理雜草和作物的化學(xué)品的類型和量。因此，需要植被處理的設(shè)備和方法，其選擇性處理雜草和其它不需要的植物，而允許所需的植物保留。發(fā)明概述
根據(jù)本發(fā)明，提供一種設(shè)備來選擇性處理不需要的植物。具體地，所述設(shè)備可用于向所選的一年生或多年生草和/或某些一年生或多年生寬葉雜草遞送處理物質(zhì)或材料，例如壓縮氣體或液體。所述設(shè)備可包括能容納壓縮處理物質(zhì)或材料如壓縮液體或氣體的罐(canister)。例如，罐可容納二氧化碳或其它氣體，單獨(dú)地或作為混合物。罐還可容納傳統(tǒng)的或有機(jī)除草劑。在罐內(nèi)可提供浸潰管，用于從罐取出處理物質(zhì)。可提供具有第一端和第二端的一定長度的管(tubing)和/或軟管。管的第一端可與罐連接。處理液體或氣體可通過管從罐流動。管的第二端可與噴嘴連接，該噴嘴包括任何類型的噴嘴梢。噴嘴可包括開口，通過該開口處理材料(例如壓縮二氧化碳?xì)怏w或液體)可流動。噴嘴可與具有不同的噴霧模式和流速的噴嘴互換。噴嘴可封閉在絕熱錐體(insulating cone)中。絕熱錐體可與具有不同尺寸和長寬比的絕熱錐體互換或與其它幾何形狀(例如柱體或立方體)的絕熱部件互換。沿著管的長度可提供閥，來控制從罐分配的處理材料的量和速率。閥可包括調(diào)節(jié)器。閥可通過齒輪(gear)或使閥與觸發(fā)器連接的觸發(fā)器連桿(trigger linkage)激活。齒輪和觸發(fā)器還可通過當(dāng)觸發(fā)器釋放時關(guān)閉閥的彈簧連接。還可提供遞送機(jī)構(gòu)(mechanism)。遞送機(jī)構(gòu)可沿著管的長度布置并且對于向所選的區(qū)域施用處理材料提供調(diào)節(jié)。提供了通過施用低溫處理物質(zhì)或材料，通過誘導(dǎo)低溫，用于處理植被的方法。例如，可將二氧化碳施用于所選的植被以誘導(dǎo)低溫。還提供了一種通過施用能在所選的植物中產(chǎn)生低溫?fù)p害的處理物質(zhì)而處理植被的方法。例如，可施用為壓縮液體或氣體或甚至固態(tài)的物質(zhì)或材料。任何氣體可用于本發(fā)明，包括惰性氣體。當(dāng)利用壓縮氣體時，氣體的快速膨脹引起冷卻，并且在二氧化碳的情況下，可分配氣態(tài)二氧化碳?xì)怏w和固體二氧化碳(也稱為干冰)的混合物。取決于條件，水蒸氣還可冷凝作為在經(jīng)處理的區(qū)域上或之內(nèi)的冰或霜凍。通過該快速膨脹產(chǎn)生的寒冷溫度可用于控制或抑制不需要的植物或草或引起它們休眠。在具體的應(yīng)用中，提供了通過向一種或多種不需要的植物或草排放壓縮二氧化碳來誘導(dǎo)低溫的方法。可在所選的壓力下將二氧化碳施用所選的時間量。通過使用二氧化碳低溫處理可被殺滅的植物的實(shí)例包括但不限于馬唐(crabgrass)、寶蓋草(henbit)、直立婆婆納(corn speedwell)、苗白三葉草(seedling white clover)、早熟禾(annual bluegrass)、繁縷(chickweed)、普通蒲公英(common dandelion)、胡枝子屬(Lespedeza)、牛筋草(goosegrass)、狗尾草屬(foxtails)和稗(barnyardgrass)。可將壓縮二氧化碳施用于所選的暖季草，以引起草休眠?？尚菝叩呐静莸膶?shí)例包括但不限于狗牙根(Bermudagrass)、假儉草(Centipedegrass)、白匍草(St.Augustine grass)、結(jié)縷草(Zoysiagrass)和巴哈雀稗(Bahiagrass)。本文描述的方法不會損害冷季草例如羊茅草(Fescue)或剪股穎(bent grass),并且不可能控制多年生白三葉草、長葉車前草(buckhornplantain)或皺葉酸模(curly dock)。在一些實(shí)施方案中,施用壓縮二氧化碳可引起某些暖季草死亡和某些其它暖季草休眠。本發(fā)明還可用于 處理暖季雜草和一些具有有限的天然冷耐受性的雜草。可將壓縮二氧化碳施用于一種或多種所選的雜草保持所選的時間、壓力、流速和/或噴霧模式，以控制或抑制雜草。目前要求保護(hù)的本發(fā)明利用所需的植物(例如羊茅草)的相對耐寒性，以允許除去散布的非所需的植物，包括某些草例如馬唐和某些雜草例如胡枝子屬，并且減慢或停止侵入性暖季多年生草例如一些類型的狗牙根的生長?？商幚淼碾s草的實(shí)例包括馬唐、大戟、寥屬(knotweed)、早熟禾、繁縷、普通蒲公英、苗白三葉草、寶蓋草、直立婆婆納和胡枝子屬。在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明可包括施用輔助劑。這樣的輔助劑誘導(dǎo)存在于植物中的水的結(jié)晶。當(dāng)冰結(jié)晶足以破壞植被的細(xì)胞完整性時，導(dǎo)致細(xì)胞死亡。本發(fā)明的輔助劑可為用于播云(cloud seeding)或人工造雪的任何物質(zhì)。通過控制冰晶的成核，冰用于保護(hù)霜凍-敏感的作物如草莓免于低于冰點(diǎn)(例如，低于32°F)溫度。特別是，可施用已知攜帶冰成核蛋白的某些細(xì)菌(例如丁香假單胞菌iPseudomonas syringae))以在植物的表面上誘導(dǎo)冰結(jié)晶,用于保護(hù)。備選地，可引入缺乏冰成核蛋白的丁香假單胞菌的基因工程變體來代替冰-成核天然細(xì)菌，以降低冰結(jié)晶的可能性。對于本發(fā)明，輔助劑還可包括已知攜帶冰成核蛋白的某些細(xì)菌，例如丁香假單胞菌，以及冰成核蛋白，用于在植物應(yīng)誘導(dǎo)冰成核的目的，導(dǎo)致整個植物或植物部分死亡。本發(fā)明的輔助劑還可為碘化銀、草生歐文氏菌(Brwinia、菠蘿歐文氏菌(J^rwinia
ananas.)、曬夏抱歐文氏菌(/ .uredovora)、野油菜黃單胞菌{Xanthomonas campestris)、野油菜黃單胞菌小麥致病變種(X.campestris pv.translucens)、突光假單胞菌0°./7 ο/.(95. (9/75.)、綠黃假單胞菌(P.viridiflava)、綠針假單胞菌(P.chlororaphis)、惡臭假單胞菌(P.、成團(tuán)腸桿菌 ijkiterobacter、生癌腸桿菌(Ent.taylorae)、酉良酒酵母{Saccharomyces cerevisiae)、Fusarium acuminatu> 燕麥 f廉子包{Fusarium avenaceum)和菠蘿歐文氏菌。本發(fā)明的其它輔助劑可包括但不限于甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇和/或異丁醇以及任何柑橘類植物提取物。本發(fā)明的設(shè)備和方法可用于景觀設(shè)計(jì)、草皮處理、有機(jī)園藝和/或有機(jī)農(nóng)耕實(shí)踐和常規(guī)的農(nóng)耕。附圖簡述



圖1為根據(jù)本發(fā)明向夏季草和夏季雜草施用壓縮二氧化碳的設(shè)備的示意性立面圖。圖2顯示在處理后7天，大的馬唐(2-3分蘗)控制。費(fèi)氏保護(hù)最小顯著差異(LSD)=5.9。圖3顯示在處理后7天，大的馬唐(3-4分蘗)控制。LSD=5.6。圖4顯示2-3分蘗大的馬唐的％控制相對于施用的CO2的磅數(shù)。發(fā)明詳述
根據(jù)本發(fā)明，提供了用于處理植物的設(shè)備10。如
圖1所示，可提供能儲存和分配處理物質(zhì)或材料的罐20。在壓力和/或溫度控制下，罐20可容納處理物質(zhì)，例如壓縮氣體、壓縮液體或甚至固體。通常，以液體形式儲存容器內(nèi)的壓縮處理材料或物質(zhì)。液體可在高壓力下儲存。備選或此外，任何氣體可用于本發(fā)明，包括惰性氣體。氣體的混合物可用于本發(fā)明。例如，使用罐20儲存的氣體可包括二氧化碳、氧氣、氮?dú)?、空氣或其它類似的氣體。罐20可容納浸潰管22，以將處理物質(zhì)(例如液體二氧化碳)從罐20 (特別是從罐的底部)取出。罐20可構(gòu)造成多種尺寸。例如，罐20可為較小的尺寸，使其可手持，或者罐20可為較大的尺寸并且通過交通工具牽引。本發(fā)明還可提供閥40。閥40可包括調(diào)節(jié)器。閥40可與罐20連接或在罐上或作為罐的一部分制造。閥40可控制從容器20分配的處理物質(zhì)的量和速率，并且可包括可調(diào)節(jié)的把手或柄42來控制從罐20釋放的處理物質(zhì)的速率。閥40可控制從罐20釋放的處理物質(zhì)的速率，以控制遞送至所選的處理區(qū)域的速率。在一個實(shí)施方案中，閥40可為球閥或能限制從罐20釋放的處理物質(zhì)或氣體的壓力的其它閥。任選地，可提供能開動閥40的遙控觸發(fā)器。

罐20可任選包括釋放閥，以排出罐20的內(nèi)含物。釋放閥可包括調(diào)節(jié)器。打開釋放閥允許流體從在罐20內(nèi)的高壓力區(qū)域流出容器，到罐20外部的低壓力區(qū)域。流體從容器快速釋放，使物質(zhì)在膨脹時冷卻。在某些條件下，快速釋放的二氧化碳將形成固體二氧化碳(也稱為干冰)和氣態(tài)二氧化碳的混合物?？刹贾霉?0使得釋放閥遠(yuǎn)離待處理的表面取向。可提供具有第一端和第二端的一定長度的分配管和/或軟管30。管30的第一端可與罐20連接。具體地，管30可與閥40連接，進(jìn)而可與罐20或罐20的一部分相鄰。在本發(fā)明的一個實(shí)施方案中，管是絕熱的。在某些應(yīng)用中，罐20可容納沸點(diǎn)低于罐外部環(huán)境空氣的液體。當(dāng)液體從罐20排出時，其暴露于環(huán)境溫度和壓力。當(dāng)壓縮氣體進(jìn)入環(huán)境條件時，快速體積或壓力變化引起溫度下降(PV=nRT)。罐20的排放發(fā)生得太快而不能建立熱平衡。取決于條件，可分配氣體或氣體與固體二氧化碳的混合物。本發(fā)明利用該非絕熱膨脹來賦予靶植物低溫?fù)p害。管30可包括分配噴嘴或與分配噴嘴連接，例如，呈沿著或在管30的遠(yuǎn)端部分處放置的輸出分配噴嘴管88的形式，并且具有這樣安裝或制造的噴嘴或噴嘴管88的自由端,從而提供例如噴霧棒(spray wand)。管30以及分配噴嘴管88可為剛性或柔性的，并且必須具有適當(dāng)?shù)念~定壓力。為了使用者提高的效率和保護(hù)，管30以及噴嘴管88可為絕熱的。如果盡管在管30或88中的處理物質(zhì)的溫度提高，所得到的壓力升高可超過一些類型的管的設(shè)計(jì)規(guī)格。因此，管30和88應(yīng)由適當(dāng)?shù)牟牧现瞥?。管的非限制性?shí)例包括％”不銹鋼管和Ψ編織不銹鋼管。噴嘴50可直接布置在管30長度的第二端處，或者可通過另外的管(例如噴嘴管88)連接。具體地，噴嘴50可沿著輸出噴嘴管88布置。噴嘴50可與閥40合作，用于將處理物質(zhì)分配至所選的區(qū)域。在一個實(shí)施方案中，處理物質(zhì)可通過噴嘴50分配，以選擇性處理一種或多種不需要的植物，該不需要的植物可包括雜草、草、暖季一年生草和/或一年生植物。在容器20內(nèi)儲存的壓縮氣體或液體可通過管30流動，并且通過噴嘴50釋放至周圍環(huán)境。噴嘴50可包括任何類型的噴嘴梢，例如噴霧噴嘴、高速噴嘴、一定長度的毛細(xì)管或其它類似的噴嘴。噴嘴50可含有針或毛細(xì)管，處理物質(zhì)通過所述針或毛細(xì)管可離開設(shè)備10。例如，一旦壓縮氣體離開噴嘴50，則釋放的氣體將快速膨脹。噴嘴50和/或針的開口的尺寸可基于處理物質(zhì)的類型(例如化學(xué)組成)、罐20的尺寸和使用的管30的長度以及儲存壓力和溫度來選擇。噴嘴50可具有小的開口，例如，O度噴嘴。噴嘴50可封閉在絕熱錐體或箱52中，以引導(dǎo)氣體的施用并使低溫微環(huán)境絕熱。使用絕熱錐體52可將處理效率提高一個或多個數(shù)量級。提高效率意味著LD5tl (植物50%的致死劑量)從2磅CO2/植物降低至小于0.2 lbs/C02/植物。絕熱箱或錐體可由包含塑料、絕熱泡沫和/或金屬(或由塑料、絕熱泡沫和/或金屬組成)的材料的層制成?？商峁┻f送控制機(jī)構(gòu)80，以從罐20選擇性分配處理物質(zhì)。遞送機(jī)構(gòu)80可在罐20和噴嘴50之間沿著管30的長度布置。具體地，遞送機(jī)構(gòu)80可在罐和輸出管88之間布置。噴嘴50可在輸出管88的遠(yuǎn)端處布置。遞送機(jī)構(gòu)80可包括柄82，以便于使用。遞送機(jī)構(gòu)80可包括遞送閥84來控制通過噴嘴50從罐20分配的處理物質(zhì)的速率。遞送閥84可包括調(diào)節(jié)器。遞送機(jī)構(gòu)80還可包括觸發(fā)器、夾具激活器(grip activator)或其它致動機(jī)構(gòu)86。激活觸發(fā)器86可引起所選量的處理物質(zhì)從罐20釋放。具體地，激活觸發(fā)器86可開動觸發(fā)器連桿90，進(jìn)而開動遞送閥84。任選地，當(dāng)釋放觸發(fā)器86時，提供彈簧來關(guān)閉遞送閥84。在一個實(shí)施方案中，遞送閥84可包括能調(diào)節(jié)釋放的處理物質(zhì)的量的閥。當(dāng)擠壓觸發(fā)器86時，處理物質(zhì)可在輸出管88的末端 通過輸出管88和噴嘴50從罐20排放，以噴霧所選的區(qū)域。在一個實(shí)施方案中，提供能開動遞送閥84的遙控觸發(fā)器。輸出管88可配置為在離植物所選的距離處施用處理物質(zhì)。在一個實(shí)施方案中，輸出管88可將氣體施用于地面標(biāo)高。在一個實(shí)施方案中，可提供包括觸發(fā)器86和輸出管88的遞送機(jī)構(gòu)80,以促進(jìn)短脈沖噴霧?？商峁┱魵夤?0來提高在環(huán)境空氣中的水蒸氣的量。蒸氣罐60可包括蒸氣傳感器或濕度檢測器62，以當(dāng)周圍的水分含量低或在、低于或超過所選的水平時，向使用者發(fā)出警報。蒸氣罐60可在壓縮氣體的罐20旁邊連接，或者蒸氣罐60可與罐20分開。例如，如果環(huán)境空氣潮濕，則可改進(jìn)壓縮氣體破壞植物的功效。因此，蒸氣罐60可用于補(bǔ)充干燥空氣，從而提高壓縮氣體處理植物的效率?？善谕褂谜魵夤?0的位置包括沙漠環(huán)境。在處理期間，運(yùn)輸裝置(transporter) 70可用于將罐20運(yùn)輸至期望的位置。運(yùn)輸裝置70可包括具有一組或多組輪子的大車(cart)或手推車，使得使用者可將罐20移動至期望的位置或在期望的位置處移動。輪子可為大的輻條輪、充氣輪胎或其它類似的輪子。運(yùn)輸裝置可為可編程以處理特定區(qū)域的機(jī)器人。本發(fā)明可具有多種構(gòu)型。本發(fā)明可用作小的手持氣霧劑容器，以噴霧雜草用于私人或住宅使用。小尺寸的容器的一個益處在于容器可再循環(huán)或更容易運(yùn)輸。設(shè)備10可較大，使得可處理較大面積的土地。例如，罐20可容納至少5磅壓縮氣體或處理物質(zhì)。用于與5磅罐20結(jié)合使用的管30可為厚和耐久的軟管或管。合適的軟管的實(shí)例包括用在卡車和重型設(shè)備上的高壓力軟管、不銹鋼編織軟管和不銹鋼管。任選地，可提供一個或多個肩帶以促進(jìn)個人方便使用設(shè)備10。在一個實(shí)例中，可向消費(fèi)者提供具有肩帶和運(yùn)輸裝置的罐20。罐20可再循環(huán)和/或再填充?？衫蒙踔粮蟮墓?0。例如，罐20可配置為容納5、10、15、20、25或30磅(例如、
5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30)或甚
至更多的壓縮氣體或處理物質(zhì)。較大的 罐(例如10磅容器或甚至更大)可處理100-500平方英尺或更大的面積，或者可用于在甚至更大的面積之上點(diǎn)-處理(spot-treat)。容器可與合適的運(yùn)輸裝置70 —起購買。還可提供較大的商業(yè)應(yīng)用。代替便攜式罐20，可利用槽。槽可容納50磅以上的壓縮氣體。大的槽可超過50磅，但是操作者應(yīng)能適當(dāng)布置槽或至少一個或多個噴霧噴嘴以處理土地的期望部分。槽、合適的遞送機(jī)構(gòu)和合適的運(yùn)輸裝置可布置在操作者后面牽引的單元上。例如，小的噴桿(boom)可用于分配處理流體，使得操作者可覆蓋更大量的土地。噴桿單元可將壓縮氣體分配至一個或多個住宅庭院。用于延長噴霧的大的槽也可在槽后面的牽引拖車上提供。例如，牽引拖車可能與交通工具(例如卡車)連接。操作者可運(yùn)載設(shè)備同時噴霧所選的區(qū)域。槽可直接安裝在交通工具上。交通工具可具有幾百英尺的軟管，并且軟管可能橫跨庭院而拉伸，以噴霧至具體的點(diǎn)?？刹捎密浌芫磔S來儲存管。較大的可牽引的槽可用于農(nóng)業(yè)環(huán)境來處理較大的廣闊土地。提供絕熱錐體、箱或其它半封閉絕熱將在任何規(guī)模上改進(jìn)施用效率。此外，當(dāng)施用于所選的區(qū)域時，壓縮氣體可噴霧或霧化。本發(fā)明包括處理某些植被(例如所選的草或雜草)以殺滅或抑制所選的植被或在某些植被中誘導(dǎo)休眠的方法?？衫弥参飳涞拿舾行詠磉x擇性確定哪種植物存活。將一種或多種處理物質(zhì)(例如，壓縮氣體)噴霧到植物上，從而阻礙植物生長。任選地，處理物質(zhì)可包括除草劑的氣態(tài)載體。在一個實(shí)施方案中，處理物質(zhì)可包括壓縮二氧化碳。用于處理植物的可施用的其它氣體包括空氣、氮?dú)?、氧氣或氣體的任何混合物，并且可選擇這樣的氣體或氣體混合物來處理不同的植物或使氣體或氣體混合物的溫度或氣體性質(zhì)與不同的植物匹配。施用壓縮氣體(例如二氧化碳)可殺滅不耐這種極冷溫度的植物。在低溫處理時，耐寒冷溫度的那些植物可存活。不同類型的植物可用本發(fā)明處理。通常，在較冷氣候期間休眠的植物可稱為“多年生植物”，而在寒冷季節(jié)之后由種子再生的植物稱為“一年生植物”。一年生植物通常僅在溫暖的月份期間生長。因此，一年生植物可稱為“暖季植物”，而多年生植物可稱為“冷季植物”。比起空氣溫度，地面溫度可影響植物生長的程度更大。例如，地面溫度可降至低至-40° F或甚至-60° F，而適應(yīng)寒冷溫度的草或植物可存活。植物地面以上的部分可能死亡，而在土壤下面的根部保持存活。如果將根部保持在適當(dāng)?shù)臏囟?，則植物將在寒冷溫度中存活。暖季一年生雜草和草通常在第一次霜凍中被殺滅，并且對寒冷溫度非常敏感。因此，對于用壓縮氣體低溫處理，暖季一年生草和雜草特別易受傷害。通常，當(dāng)使用壓縮氣體處理時，一年生植物(包括雜草和草)死亡，而暖季多年生草休眠。在較冷溫度中變得休眠的暖季多年生草的一個這樣的實(shí)例包括一些類型的狗牙根。備選或此外，一年生植物(例如草或雜草)可能受害于低溫處理。施用處理物質(zhì)可根除一種或多種侵占區(qū)域的植物物種，特別是在熱帶或亞熱帶氣候中，以控制入侵物種。使用低溫處理可與有機(jī)農(nóng)耕和/或有機(jī)園藝結(jié)合使用。高度期望能選擇性殺滅某些植物的至少一部分而其它植物保持未受傷害。本發(fā)明提供了一種通過向植物表面施用處理物質(zhì)(包括例如壓縮二氧化碳)來抑制植物生長的方法。從罐20釋放壓縮氣體引起在所選的植物表面附近溫度下降。水蒸氣可凍結(jié)并且在植物表面上或在植物內(nèi)沉積，從而使植物凍壞和/或引起細(xì)胞損害。在一個實(shí)施方案中，壓縮氣體可引起環(huán)境空氣達(dá)到低至-40° F的溫度。例如，壓縮氣體可用于將環(huán)境空氣的溫度降至-40° F至32° F內(nèi)的溫度。作為另外的實(shí)例，使用二氧化碳和/或干冰可引起環(huán)境空氣溫度下降至約-109° F，并且在暴露于這樣的低溫度之后，一些植物可存活。耐較冷溫度的植物通常存活，而對寒冷溫度敏感的植物可能被殺滅或變得休眠?？烧{(diào)節(jié)暴露時間或劑量，使得對不需要的植物的損害最大化，而對所需的植物的損害最小化。草可包括在溫暖氣候 月份期間茂盛但是在較冷氣候月份中死亡或變得休眠的植物?？商幚淼囊荒晟莸膶?shí)例包括但不限于馬唐(Pigitaria spp.)、牛筋草iBleusineindica)、狗尾草屬iSetaria spp.)和稗iBchinochloa crusgalli)?？商幚淼脑谳^冷氣候月份中變得休眠的多年生草包括但不限于一些類型的狗牙根、假儉草、白匍草、結(jié)縷草和巴哈雀稗。在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，提供了用于處理暖季雜草的方法。雜草可包括不需要的植物。雜草還可包括在不期望的位置生長的植物。暖季雜草為在溫暖氣候月份期間生長而在較冷氣候月份中死亡或變得休眠的植物?？商幚淼呐疽荒晟s草的實(shí)例包括但不限于大戟、寥屬和胡枝子屬。可調(diào)節(jié)從容器分配的處理物質(zhì)的速率、體積和/或水分含量。容器內(nèi)的處理物質(zhì)在所選時間長度內(nèi)分配。在某些情況下，可期望施用短脈沖的處理物質(zhì)；在其它情況下，可期望向一種或多種所選的靶標(biāo)提供連續(xù)施用處理物質(zhì)。有益的是提供短脈沖，隨后將絕熱錐體放置在適當(dāng)位置。在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明提供用于在植物中誘導(dǎo)低溫的設(shè)備，所述設(shè)備包含:罐，其用于容納誘導(dǎo)低溫的物質(zhì)；閥，其與罐合作用于控制從罐分配的誘導(dǎo)低溫的物質(zhì)的量；和噴嘴，其與閥合作用于將來自罐的誘導(dǎo)低溫的物質(zhì)分配到植物上，以在植物中誘導(dǎo)低溫。在本發(fā)明的設(shè)備中，罐可包括以任何組合的浸潰管、遙控觸發(fā)器，其中所述遙控觸發(fā)器開動閥和/或在噴嘴上的噴嘴梢。該設(shè)備還可包括封閉在絕熱錐體、絕熱容器、絕熱器皿或絕熱結(jié)構(gòu)中的噴嘴。在具體的實(shí)施方案中，本發(fā)明的設(shè)備可適于以計(jì)量的劑量分配誘導(dǎo)低溫的物質(zhì)。通過使用微控制器可實(shí)現(xiàn)以計(jì)量的劑量分配物質(zhì)，以引起閥以預(yù)編程的方式運(yùn)行，例如打開固定的時間量，或例如打開用于迭代的時間暴露。在另一個實(shí)施方案中，設(shè)備可適于通過顯示不同顏色的光(例如，紅色和綠色)，來報告操作者預(yù)編程的分配。設(shè)備可具有劑量計(jì)數(shù)器以顯示有多少劑量已分配和/或剩余多少劑量。在其它實(shí)施方案中，本發(fā)明的設(shè)備可適于容納壓縮氣體(例如，在600 psi下或超過600 psi的壓力下保持的氣體)。在具體的實(shí)施方案中，壓縮氣體可為壓縮二氧化碳。在一些實(shí)施方案中(例如，其中本發(fā)明的設(shè)備具有封閉在絕熱錐體或其它絕熱容器或器皿或結(jié)構(gòu)中的噴嘴)，二氧化碳可以約0.005 Ib/平方英尺-約0.2 Ib/平方英尺的劑量范圍(例如，0.005,0.010,0.015,0.020,0.025,0.030,0.035,0.040,0.05,0.06、0.07,0.08,0.09,0.1,0.12,0.13,0.14,0.15,0.16,0.17,0.18,0.19,0.2 Ib/ 平方英尺)分配。在具體的實(shí)施方案中，二氧化碳可以約0.15 Ib/平方英尺的劑量分配。此外，本發(fā)明設(shè)備的實(shí)施方案包括包含可操作地關(guān)聯(lián)噴嘴和罐的射頻識別(RFID)標(biāo)簽的設(shè)備。特別是，如果罐不具有適當(dāng)?shù)腞FID標(biāo)簽，則噴嘴不工作。本發(fā)明還提供可方法，其采用本發(fā)明設(shè)備以及適于實(shí)施本文描述的方法的任何其它設(shè)備。因此，在一個實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了一種用于在一種或多種植物中誘導(dǎo)低溫的方法，所述方法包括在所選的流速下，在所選的時間量內(nèi)，向一種或多種植物施用在壓力下容納的誘導(dǎo)低溫的物質(zhì)，以誘導(dǎo)有效殺滅一種或多種植物的至少一部分的低溫。在各種實(shí)施方案中，誘導(dǎo)低溫的物質(zhì)可為壓縮二氧化碳。用于本發(fā)明方法的流速范圍為約0.25 Ibs/分鐘-約10 Ibs/分鐘，在一些實(shí)施方案中，流速可為約0.5 Ibs/分鐘-約4.0 Ibs/分鐘。用于本發(fā)明方法的施用時間范圍為約0.5秒-約2分鐘。此外，本發(fā)明提供了一種在一種或多種植物中誘導(dǎo)低溫的方法，所述方法包括以約0.005 Ib/平方英尺-約0.2 Ib/平方英尺的劑量范圍(例如，0.005、0.010、0.015、0.020,0.025,0.030,0.035,0.040,0.05,0.06,0.07,0.08,0.09,0.1,0.12,0.13,0.14、0.15,0.16,0.17,0.18,0.19,0.2 Ib/平方英尺)向一種或多種植物施用二氧化碳，以誘導(dǎo)
有效殺滅一種或多種植物的至少一部分的低溫。本文還提供了一種用于在包含需要的和不需要的植物的植物群中，在不需要的植物中誘導(dǎo)低溫的方法，所述方法包括在所選的流速下，在所選的時間量內(nèi)，向植物群施用在壓力下容納的誘導(dǎo)低溫的物質(zhì)，以誘導(dǎo)有效殺滅在所述群中不需要的植物的至少一部分的低溫。一種在包含需要的和不需要的植物的植物群中，在不需要的植物中誘導(dǎo)低溫的方法，所述方法包括以約0.005 Ib/平方英尺-約0.2 Ib/平方英尺的劑量范圍(例如，0.005,0.010,0.015,0.020,0.025,0.030,0.035,0.040,0.05,0.06,0.07,0.08,0.09,0.1、
0.12,0.13,0.14,0.15,0.16,0.17,0.18,0.19,0.2 Ib/ 平方英尺)向一種或多種植物施用二氧化碳，以誘導(dǎo)有效殺滅在所述群中不需要的植物的至少一部分的低溫。在本發(fā)明方法的一些實(shí)施方案中，施用二氧化碳導(dǎo)致在一種或多種植物上和/或之內(nèi)干冰霜凍，在具體的實(shí)施方案中，在包含需要的和不需要的植物的群中，所述一種或多種植物可為不需要的植物。在本發(fā)明方法的一些實(shí)施方案中，施用二氧化碳導(dǎo)致在一種或多種植物上和/或之內(nèi)干冰霜凍，在具體的實(shí)施方案中，在包含需要的和不需要的植物的群中，所述一種或多種植物可為不需要的植物。本發(fā)明的方法可用于例如在暖季一年生植物中誘導(dǎo)低溫。暖季一年生植物的非限制性實(shí)例包括草、雜草、入侵植物物種及其任何組合。本發(fā)明的植物的另外的非限制性實(shí)例包括馬唐、早熟禾、苗白三葉草、寶蓋草、直立婆婆納、繁縷、普通蒲公英、牛筋草、狗尾草屬、稗、大戟、寥屬、胡枝子屬、抗除草劑植物、抗草甘膦植物(例如，帕麥爾氏覓(Palmeramaranth)、旋花科(morning glory)或藜(pigweed))及其任何組合。在具體的實(shí)施方案中，所述植物為馬唐。本發(fā)明的方法還可包括向一種或多種植物或向植物群施用除草劑的步驟。本發(fā)明的除草劑的非限制性實(shí)例包括草甘膦(也稱為RoundUp)，其為非選擇性除草劑；以及Drive75、Acclaim、Speedzone和Target,它們?yōu)檫x擇性除草劑。在其它實(shí)施方案中，本發(fā)明的方法可包括施用誘導(dǎo)冰成核的物質(zhì)的步驟，其導(dǎo)致在一種或多種植物中或在植物群中的不需要的植物中冰成核。本發(fā)明的誘導(dǎo)冰成核的物質(zhì)的非限制性實(shí)例包括碘化銀、冰成核細(xì)菌(例如，丁香假單胞菌)、冰成核蛋白及其任何組
合 ο在采用除草劑或冰成核誘導(dǎo)物質(zhì)施用的方法中，這些可在施用誘導(dǎo)低溫的物質(zhì)之前、之后或和/同時施用。在一些實(shí)施方案中，除草劑和誘導(dǎo)冰成核的物質(zhì)二者可在施用誘導(dǎo)低溫的物質(zhì)之前、之后或和/同時施用。在一些實(shí)施方案中，除草劑和/或冰成核誘導(dǎo)物質(zhì)，如果可溶，可溶解于誘導(dǎo)低溫物質(zhì)(例如，二氧化碳)中。因此，在各種實(shí)施方案中，誘導(dǎo)低溫的物質(zhì)、除草劑和誘導(dǎo)冰成核的物質(zhì)可由相同的設(shè)備(例如，在罐中混合或來自單獨(dú)的罐)施用或由單獨(dú)的設(shè)備施用。在本發(fā)明的方法中，施用誘導(dǎo)低溫的物質(zhì)可導(dǎo)致在一種或多種植物上或之內(nèi)霜凍。在本發(fā)明的方法中，待靶向以達(dá)到低溫的一種或多種植物可存在于中耕作物(例如，玉米、黃豆、棉花)中。因此，本發(fā)明的方法可在常規(guī)的農(nóng)耕或有機(jī)農(nóng)耕環(huán)境中進(jìn)行。在本發(fā)明的具體實(shí)施方案中，提供殺滅整個植物或植物部分的方法，所述方法包括由設(shè)備向植物在壓力下施用二氧化碳，所述設(shè)備包含:罐，其用于容納二氧化碳流體；閥，其與罐合作用于控制從罐分配的二氧化碳的量；和噴嘴，其與閥合作；所述噴嘴封閉在絕熱錐體中，其中其中所述二氧化碳以一定的流速施用一定的時間段，其有效殺滅整個植物或植物部分。這樣的方法還可包括向植物施用輔助劑，所述輔助劑可為碘化銀、冰-成核細(xì)菌(例如，丁香假單胞菌)、冰-成核蛋白及其任何組合。在這樣的方法中，待全部或部分殺滅的植物可為馬唐。本文使用的“一個”、“一種”或“該”可指一種或多于一種。例如，“一個”細(xì)胞可指單一細(xì)胞或多個細(xì)胞。另外，本文使用的“和/或”是指并且包括一種或多種相關(guān)列舉的項(xiàng)目的任何和所有可能的組合，以及當(dāng)在備選(〃或〃)中解釋時缺少組合。此外，本文使用的術(shù)語“約”當(dāng)涉及可測量值(本發(fā)明的化合物或試劑的量、劑量、時間、溫度等)時，是指包括指定量的±20%、±10%、±5%、±1%、±0.5%或甚至±0.1%的變化。
實(shí)施例實(shí)施例1。一次施用壓縮空氣可足以阻礙某些暖季一年生草和某些暖季一年生雜草的生長或?qū)⑵錃?。在一次非正式?shí)驗(yàn)期間，向一塊約I平方英尺大小的馬唐施用壓縮空氣，在處理后24小時就減慢植物生長。48小時后，馬唐開始褪色。72小時后，大多數(shù)馬唐已消失，而周圍的葦狀羊茅(Tall Fescue)、冷季草保持不變。當(dāng)在羊茅草存在下將壓縮氣體施用于其它不需要的植物時，得到類似的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。將壓縮空氣施用于狗牙根24小時后，減慢生長。48小時后,狗牙根看起來休眠。72小時后,該草看起來完全休眠。在極熱、潮濕的夏季條件(超過95° F和100%濕度)期間初始施用壓縮空氣后約5天的時間內(nèi)，狗牙根未顯示再次生長的跡象。實(shí)施例2。使用含有8002扁平的風(fēng)扇噴嘴(測得釋放2磅CO2/分鐘)或8004扁平的風(fēng)扇噴嘴(釋放4磅CO2/分鐘)的原型(prototype)處理溫室-生長的馬唐植物，以測定施用速率是否影響實(shí)現(xiàn)的％控制?？刂埔馕吨ㄟ^目視觀測所測定的植物殺滅或死亡。％控制為與未經(jīng)處理的對照植物相比，經(jīng)處理植物的目視等級。換言之，％控制為植物死亡的百分比。試驗(yàn)一式三份進(jìn)行。

如圖2所示,使用2 Ib/分鐘噴嘴處理30秒導(dǎo)致40%控制,而使用4 Ib/分鐘噴嘴處理15秒導(dǎo)致42%控制；在兩種情況下，分配I磅C02。類似地，使用2 Ib/分鐘噴嘴處理15秒導(dǎo)致17%控制，分配0.5磅CO2,而使用4 Ib/分鐘噴嘴處理5秒導(dǎo)致12%控制，分配0.3磅0)2。由該研究推斷，對于馬唐，施用的CO2的總量(劑量)與％控制關(guān)聯(lián)。參見圖4，其圖示了兩種不同施用速率下％控制相對于CO2劑量。在圖3中呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)中，馬唐植物較大。它們?yōu)?-4分蘗階段，而在圖2中呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)中的植物為2-3分蘗植物。CO2施用良好控制了兩種尺寸的植物，并且對于較大的植物，觀察到相應(yīng)于施用CO2總磅數(shù)的％控制的相同趨勢。在兩種情況下，LD50超過I磅CO2/植物。大多數(shù)市售除草劑實(shí)現(xiàn)80%控制或更好。對于一株6”植物，該原型使用2磅CO2來實(shí)現(xiàn)該水平的控制。在2 Ib/植物分配速率下，市售25-lb柱體的CO2將僅處理10株植物；明顯需要效率提高來產(chǎn)生可行的背包噴霧器系統(tǒng)。絕熱錐體附著在噴嘴周圍，預(yù)期可能實(shí)現(xiàn)適度的效率提高，可能削減CO2需要量20-50%。非常意想不到地，當(dāng)加入該絕熱錐體后，在野外-生長的2-3和3-4分蘗植物上，通過噴霧僅0.15 Ibs 二氧化碳，可實(shí)現(xiàn)80%控制或更好。使用1-1b/分鐘噴嘴噴霧9秒和3-lb/分鐘噴嘴噴霧3秒，重復(fù)這些結(jié)果。意外地，實(shí)現(xiàn)CO2用量降低大于10倍(表I)。由于與使用非絕熱設(shè)計(jì)處理的溫室-生長的植物相比，野外-生長的植物(使用絕熱設(shè)計(jì)處理的)通常更難以殺滅，結(jié)果尤其顯著。通過加入絕熱錐體可能定量檢驗(yàn)劑量降低，可參見表2。當(dāng)采用絕熱錐體時，經(jīng)處理的1-3葉馬唐植物的50%致死劑量降至1.40秒，與之相對，當(dāng)不采用絕熱錐體時，50%致死劑量為10.8秒。絕熱錐體不必為錐體形狀,因?yàn)槠渌螤羁商峁┙^熱效果。絕熱形狀可為柱體或立方體或其它設(shè)計(jì)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識到，在不偏離本發(fā)明寬的發(fā)明概念下，可對上述實(shí)施方案進(jìn)行變化或修改。因此，應(yīng)理解的是，本發(fā)明不局限于本文描述的具體實(shí)施方案，而是旨在包括在權(quán)利要求書所示的本發(fā)明范圍和精神內(nèi)的所有變化和修改。表I用初始的非絕熱原型和改進(jìn)的絕熱原型設(shè)計(jì)的控制.
權(quán)利要求
1.用于在植物中誘導(dǎo)低溫的設(shè)備，所述設(shè)備包含: 罐，其用于容納誘導(dǎo)低溫的物質(zhì)； 閥，其與罐合作用于控制從罐分配的誘導(dǎo)低溫的物質(zhì)的量；和 噴嘴，其與閥合作用于將來自罐的誘導(dǎo)低溫的物質(zhì)分配到植物上，以在植物中誘導(dǎo)低溫，其中所述噴嘴封閉在絕熱錐體、絕熱容器、絕熱器皿或絕熱結(jié)構(gòu)中。
2.權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述罐包括浸潰管。
3.權(quán)利要求1的設(shè)備，所述設(shè)備還包含遙控觸發(fā)器，其中所述遙控觸發(fā)器開動閥。
4.權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述噴嘴包括噴嘴梢。
5.權(quán)利要求1的設(shè)備，所述設(shè)備適于以計(jì)量的劑量分配誘導(dǎo)低溫的物質(zhì)。
6.權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述罐適于容納壓縮氣體。
7.權(quán)利要求6的設(shè)備，其中所述氣體為壓縮二氧化碳?xì)怏w。
8.權(quán)利要求7的設(shè)備，其中所述噴嘴封閉在絕熱錐體中，并且二氧化碳以約0.005 Ib/平方英尺-約0.2 Ib/平方英尺的劑量范圍分配。
9.權(quán)利要求1的設(shè)備，所述設(shè)備還包含可操作地關(guān)聯(lián)所述噴嘴和罐的射頻識別(RFID)標(biāo)簽。
10.在一種或多種植物中誘導(dǎo)低溫的方法，所述方法包括以約0.005 Ib/平方英尺-約0.2 Ib/平方英尺的劑量范圍向一種或多種植物施用二氧化碳，以誘導(dǎo)有效殺滅所述一種或多種植物的至少一部分的低溫。
11.權(quán)利要求10的方法，其中施用二氧化碳導(dǎo)致在一種或多種植物上和/或之內(nèi)水快速結(jié)晶為冰。
12.權(quán)利要求10的方法，其中所述一種或多種植物包括暖季一年生植物。
13.權(quán)利要求12的方法，其中所述暖季一年生植物包括選自草、雜草、入侵植物物種及其任何組合的植物。
14.權(quán)利要求10的方法，所述方法還包括向一種或多種植物施用除草劑的步驟。
15.權(quán)利要求10的方法，其中施用二氧化碳導(dǎo)致在一種或多種植物上和/或之內(nèi)干冰霜凍。
16.權(quán)利要求10的方法，所述方法還包括施用誘導(dǎo)冰成核的物質(zhì)的步驟，其導(dǎo)致在一種或多種植物中冰成核。
17.權(quán)利要求16的方法，其中所述誘導(dǎo)冰成核的物質(zhì)選自碘化銀、冰成核細(xì)菌、冰成核蛋白及其任何組合。
18.權(quán)利要求17的方法，其中所述冰成核細(xì)菌為丁香假單胞菌。
19.權(quán)利要求10的方法，其中所述一種或多種植物選自馬唐、早熟禾、苗白三葉草、寶蓋草、直立婆婆納、繁縷、普通蒲公英、牛筋草、狗尾草屬、稗、大戟、寥屬、胡枝子屬、抗除草劑植物、抗草甘膦植物及其任何組合。
20.權(quán)利要求19的方法，其中所述一種或多種植物為馬唐。
21.權(quán)利要求10的方法，其中所述一種或多種植物存在于中耕作物中。
22.在包含需要的和不需要的植物的植物群中，在不需要的植物中誘導(dǎo)低溫的方法，所述方法包括以約0.005 Ib/平方英尺-約0.2 Ib/平方英尺的劑量范圍向一種或多種植物施用二氧化碳，以誘導(dǎo)有效殺滅所述群中不需要的植物的至少一部分的低溫。
23.權(quán)利要求22的方法，其中施用二氧化碳導(dǎo)致在一種或多種植物上和/或之內(nèi)水快速結(jié)晶為冰。
24.權(quán)利要求23的方法，其中所述不需要的植物包括暖季一年生植物。
25.權(quán)利要求24的方法,其中所述暖季一年生植物包括選自草、雜草、入侵植物物種及其任何組合的植物。
26.權(quán)利要求22的方法，所述方法還包括向植物群施用除草劑的步驟。
27.權(quán)利要求22的方法，其中施用二氧化碳導(dǎo)致在不需要的植物上和/或之內(nèi)干冰霜凍。
28.權(quán)利要求22的方法，所述方法還包括施用誘導(dǎo)冰成核的物質(zhì)，其導(dǎo)致在不需要的植物中冰成核。
29.權(quán)利要求28的方法，其中所述誘導(dǎo)冰成核的物質(zhì)選自碘化銀、冰成核細(xì)菌、冰成核蛋白及其任何組合。
30.權(quán)利要求29的方法，其中所述冰成核細(xì)菌為丁香假單胞菌。
31.權(quán)利要求22的方法，其中所述不需要的植物選自馬唐、早熟禾、苗白三葉草、寶蓋草、直立婆婆納、繁縷、普通蒲公英、牛筋草、狗尾草屬、稗、大戟、寥屬、胡枝子屬、抗除草劑植物、抗草甘膦植物及其任何組合。
32.權(quán)利要求31的方法，其中所述不需要的植物為馬唐。
33.殺滅整個植物或植物部分的方法，所述方法包括在壓力下由設(shè)備向植物施用二氧化碳，所述設(shè)備包含:` 罐，其用于容納二氧化碳， 閥，其與罐合作用于控制從罐分配的二氧化碳的量；和 噴嘴，其與閥合作；所述噴嘴封閉在絕熱錐體中， 其中所述二氧化碳以一定的流速施用一定的時間段，其有效殺滅整個植物或植物部分。
34.權(quán)利要求33的方法，所述方法還包括向植物施用輔助劑，其中所述輔助劑選自碘化銀、冰-成核細(xì)菌、冰-成核蛋白及其任何組合。
35.權(quán)利要求34的方法，其中所述冰-成核細(xì)菌為丁香假單胞菌。
36.權(quán)利要求33的方法，其中所述植物為馬唐。
37.權(quán)利要求33的方法，其中所述植物為早熟禾ipoaannua) 0
38.權(quán)利要求33的方法，其中所述二氧化碳以約0.005 Ib/平方英尺-約0.2 Ib/平方英尺的劑量范圍分配。
39.權(quán)利要求33的方法，其中施用二氧化碳導(dǎo)致在植物上和/或之內(nèi)水快速結(jié)晶為冰。
40.權(quán)利要求33的方法，其中施用二氧化碳導(dǎo)致在植物上和/或之內(nèi)干冰霜凍。
全文摘要
提供了一種通過向雜草和草施用處理物質(zhì)，通過誘導(dǎo)低溫來抑制植物生長的方法。敏感的不需要的植物將被該處理殺滅，而非敏感的所需的植物將不會受到該處理不利地影響。可將壓縮二氧化碳施用于其它暖季草皮草，以引起草休眠。提供了通過施用處理物質(zhì)而在不需要的植物中誘導(dǎo)低溫?fù)p害的設(shè)備?？商峁┠軆Υ鎵嚎s氣體的罐(20)?？商峁╅y(84)來控制從罐分配的壓縮氣體的量和壓力。
文檔編號A01M21/04GK103200817SQ201180038477
公開日2013年7月10日 申請日期2011年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月11日
發(fā)明者R.J.豪爾頓, G.M.斯圖爾特, S.L.沃爾姆, M.A.巴拉利亞 申請人:北極公司