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植被处理制作方法

  • 专利名称
    植被处理制作方法
  • 发明者
    R.J.豪尔顿, G.M.斯图尔特, S.L.沃尔姆, M.A.巴拉利亚
  • 公开日
    2013年7月10日
  • 申请日期
    2011年6月8日
  • 优先权日
    2010年6月11日
  • 申请人
    北极公司
  • 文档编号
    A01M21/04GK103200817SQ201180038477
  • 关键字
  • 权利要求
    1.用于在植物中诱导低温的设备,所述设备包含 罐,其用于容纳诱导低温的物质; 阀,其与罐合作用于控制从罐分配的诱导低温的物质的量;和 喷嘴,其与阀合作用于将来自罐的诱导低温的物质分配到植物上,以在植物中诱导低温,其中所述喷嘴封闭在绝热锥体、绝热容器、绝热器皿或绝热结构中2.权利要求1的设备,其中所述罐包括浸溃管3.权利要求1的设备,所述设备还包含遥控触发器,其中所述遥控触发器开动阀4.权利要求1的设备,其中所述喷嘴包括喷嘴梢5.权利要求1的设备,所述设备适于以计量的剂量分配诱导低温的物质6.权利要求1的设备,其中所述罐适于容纳压缩气体7.权利要求6的设备,其中所述气体为压缩二氧化碳气体8.权利要求7的设备,其中所述喷嘴封闭在绝热锥体中,并且二氧化碳以约0.005 Ib/平方英尺-约0.2 Ib/平方英尺的剂量范围分配9.权利要求1的设备,所述设备还包含可操作地关联所述喷嘴和罐的射频识别(RFID)标签10.在一种或多种植物中诱导低温的方法,所述方法包括以约0.005 Ib/平方英尺-约0.2 Ib/平方英尺的剂量范围向一种或多种植物施用二氧化碳,以诱导有效杀灭所述一种或多种植物的至少一部分的低温11.权利要求10的方法,其中施用二氧化碳导致在一种或多种植物上和/或之内水快速结晶为冰12.权利要求10的方法,其中所述一种或多种植物包括暖季一年生植物13.权利要求12的方法,其中所述暖季一年生植物包括选自草、杂草、入侵植物物种及其任何组合的植物14.权利要求10的方法,所述方法还包括向一种或多种植物施用除草剂的步骤15.权利要求10的方法,其中施用二氧化碳导致在一种或多种植物上和/或之内干冰霜冻16.权利要求10的方法,所述方法还包括施用诱导冰成核的物质的步骤,其导致在一种或多种植物中冰成核17.权利要求16的方法,其中所述诱导冰成核的物质选自碘化银、冰成核细菌、冰成核蛋白及其任何组合18.权利要求17的方法,其中所述冰成核细菌为丁香假单胞菌19.权利要求10的方法,其中所述一种或多种植物选自马唐、早熟禾、苗白三叶草、宝盖草、直立婆婆纳、繁缕、普通蒲公英、牛筋草、狗尾草属、稗、大戟、寥属、胡枝子属、抗除草剂植物、抗草甘膦植物及其任何组合20.权利要求19的方法,其中所述一种或多种植物为马唐21.权利要求10的方法,其中所述一种或多种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,在不需要的植物中诱导低温的方法,所述方法包括以约0.005 Ib/平方英尺-约0.2 Ib/平方英尺的剂量范围向一种或多种植物施用二氧化碳,以诱导有效杀灭所述群中不需要的植物的至少一部分的低温23.权利要求22的方法,其中施用二氧化碳导致在一种或多种植物上和/或之内水快速结晶为冰24.权利要求23的方法,其中所述不需要的植物包括暖季一年生植物25.权利要求24的方法,其中所述暖季一年生植物包括选自草、杂草、入侵植物物种及其任何组合的植物26.权利要求22的方法,所述方法还包括向植物群施用除草剂的步骤27.权利要求22的方法,其中施用二氧化碳导致在不需要的植物上和/或之内干冰霜冻28.权利要求22的方法,所述方法还包括施用诱导冰成核的物质,其导致在不需要的植物中冰成核29.权利要求28的方法,其中所述诱导冰成核的物质选自碘化银、冰成核细菌、冰成核蛋白及其任何组合30.权利要求29的方法,其中所述冰成核细菌为丁香假单胞菌31.权利要求22的方法,其中所述不需要的植物选自马唐、早熟禾、苗白三叶草、宝盖草、直立婆婆纳、繁缕、普通蒲公英、牛筋草、狗尾草属、稗、大戟、寥属、胡枝子属、抗除草剂植物、抗草甘膦植物及其任何组合32.权利要求31的方法,其中所述不需要的植物为马唐33.杀灭整个植物或植物部分的方法,所述方法包括在压力下由设备向植物施用二氧化碳,所述设备包含` 罐,其用于容纳二氧化碳, 阀,其与罐合作用于控制从罐分配的二氧化碳的量;和 喷嘴,其与阀合作;所述喷嘴封闭在绝热锥体中, 其中所述二氧化碳以一定的流速施用一定的时间段,其有效杀灭整个植物或植物部分34.权利要求33的方法,所述方法还包括向植物施用辅助剂,其中所述辅助剂选自碘化银、冰-成核细菌、冰-成核蛋白及其任何组合35.权利要求34的方法,其中所述冰-成核细菌为丁香假单胞菌36.权利要求33的方法,其中所述植物为马唐37.权利要求33的方法,其中所述植物为早熟禾ipoaannua) 038.权利要求33的方法,其中所述二氧化碳以约0.005 Ib/平方英尺-约0.2 Ib/平方英尺的剂量范围分配39.权利要求33的方法,其中施用二氧化碳导致在植物上和/或之内水快速结晶为冰40.权利要求33的方法,其中施用二氧化碳导致在植物上和/或之内干冰霜冻
  • 技术领域
    本发明涉及一种用于处理植被(vegetation)的方法和设备具体地,本发明涉及一种通过诱导极低温选择性杀灭植物或抑制植物生长的方法和设备通过向选择的植物施用压缩气体(例如二氧化碳)来诱导低温
  • 背景技术
  • 专利详情
  • 全文pdf
  • 权力要求
  • 说明书
  • 法律状态
专利名称:植被处理的制作方法 在草坪上或在花园中存在不需要的植物可难以处理和使拥有着挫败。除去某些不需要的植物而保留其它植物为农场、高尔夫球场和住宅庭院的问题。如果在草地(green)或平坦球道上生长难以除去的夏季多年生草(grasses)像一些类型的狗牙根(Bermudagrass),则高尔夫球场拥有着可能再次用草皮铺整个草地或平坦球道。再次铺草皮为用于处理暖季草的侵入的非常高成本的方案。传统的除草剂不总是有效地处理杂草。当使用化学杂草杀灭剂处理植物时,植物可能发展对除草剂的耐受性,从而提高所需的除草剂的量和降低处理的效率。某些草和杂草难以杀灭,并且在植物死亡之前,传统的除草剂通常需要多次施用。使用除草剂可引起草皮褪色。另外,当温度达到85° F或更暖时,许多除草剂预期不能使用。如果除草剂在温暖的温度中使用,则所需的草通常与不需要的植物一起死亡,或者所需的草可能经历极度应力。因此,在杂草生长周期中,当杂草生长最多且最快时,传统的除草剂在还不引起对所需的草有害的情况下可能不能有效地除去杂草。化学除草剂对人和环境有害。由于除草剂通常含有毒性化学品,杂草处理可造成单个分配杂草杀灭剂对处理表面的风险。化学残余物可保留在经处理的区域,从而对小孩和宠物造成风险。由于毒素可依附至土壤中和排放至水径流中,强烈的化学杂草杀灭剂对环境有害。这种有害作用已促使增加政府规章,其限制用于处理杂草和作物的化学品的类型和量。因此,需要植被处理的设备和方法,其选择性处理杂草和其它不需要的植物,而允许所需的植物保留。发明概述 根据本发明,提供一种设备来选择性处理不需要的植物。具体地,所述设备可用于向所选的一年生或多年生草和/或某些一年生或多年生宽叶杂草递送处理物质或材料,例如压缩气体或液体。所述设备可包括能容纳压缩处理物质或材料如压缩液体或气体的罐(canister)。例如,罐可容纳二氧化碳或其它气体,单独地或作为混合物。罐还可容纳传统的或有机除草剂。在罐内可提供浸溃管,用于从罐取出处理物质。可提供具有第一端和第二端的一定长度的管(tubing)和/或软管。管的第一端可与罐连接。处理液体或气体可通过管从罐流动。管的第二端可与喷嘴连接,该喷嘴包括任何类型的喷嘴梢。喷嘴可包括开口,通过该开口处理材料(例如压缩二氧化碳气体或液体)可流动。喷嘴可与具有不同的喷雾模式和流速的喷嘴互换。喷嘴可封闭在绝热锥体(insulating cone)中。绝热锥体可与具有不同尺寸和长宽比的绝热锥体互换或与其它几何形状(例如柱体或立方体)的绝热部件互换。沿着管的长度可提供阀,来控制从罐分配的处理材料的量和速率。阀可包括调节器。阀可通过齿轮(gear)或使阀与触发器连接的触发器连杆(trigger linkage)激活。齿轮和触发器还可通过当触发器释放时关闭阀的弹簧连接。还可提供递送机构(mechanism)。递送机构可沿着管的长度布置并且对于向所选的区域施用处理材料提供调节。提供了通过施用低温处理物质或材料,通过诱导低温,用于处理植被的方法。例如,可将二氧化碳施用于所选的植被以诱导低温。还提供了一种通过施用能在所选的植物中产生低温损害的处理物质而处理植被的方法。例如,可施用为压缩液体或气体或甚至固态的物质或材料。任何气体可用于本发明,包括惰性气体。当利用压缩气体时,气体的快速膨胀引起冷却,并且在二氧化碳的情况下,可分配气态二氧化碳气体和固体二氧化碳(也称为干冰)的混合物。取决于条件,水蒸气还可冷凝作为在经处理的区域上或之内的冰或霜冻。通过该快速膨胀产生的寒冷温度可用于控制或抑制不需要的植物或草或引起它们休眠。在具体的应用中,提供了通过向一种或多种不需要的植物或草排放压缩二氧化碳来诱导低温的方法。可在所选的压力下将二氧化碳施用所选的时间量。通过使用二氧化碳低温处理可被杀灭的植物的实例包括但不限于马唐(crabgrass)、宝盖草(henbit)、直立婆婆纳(corn speedwell)、苗白三叶草(seedling white clover)、早熟禾(annual bluegrass)、繁缕(chickweed)、普通蒲公英(common dandelion)、胡枝子属(Lespedeza)、牛筋草(goosegrass)、狗尾草属(foxtails)和稗(barnyardgrass)。可将压缩二氧化碳施用于所选的暖季草,以引起草休眠。可休眠的暖季草的实例包括但不限于狗牙根(Bermudagrass)、假俭草(Centipedegrass)、白匍草(St.Augustine grass)、结缕草(Zoysiagrass)和巴哈雀稗(Bahiagrass)。本文描述的方法不会损害冷季草例如羊茅草(Fescue)或剪股颖(bent grass),并且不可能控制多年生白三叶草、长叶车前草(buckhornplantain)或皱叶酸模(curly dock)。在一些实施方案中,施用压缩二氧化碳可引起某些暖季草死亡和某些其它暖季草休眠。本发明还可用于 处理暖季杂草和一些具有有限的天然冷耐受性的杂草。可将压缩二氧化碳施用于一种或多种所选的杂草保持所选的时间、压力、流速和/或喷雾模式,以控制或抑制杂草。目前要求保护的本发明利用所需的植物(例如羊茅草)的相对耐寒性,以允许除去散布的非所需的植物,包括某些草例如马唐和某些杂草例如胡枝子属,并且减慢或停止侵入性暖季多年生草例如一些类型的狗牙根的生长。可处理的杂草的实例包括马唐、大戟、寥属(knotweed)、早熟禾、繁缕、普通蒲公英、苗白三叶草、宝盖草、直立婆婆纳和胡枝子属。在一些实施方案中,本发明可包括施用辅助剂。这样的辅助剂诱导存在于植物中的水的结晶。当冰结晶足以破坏植被的细胞完整性时,导致细胞死亡。本发明的辅助剂可为用于播云(cloud seeding)或人工造雪的任何物质。通过控制冰晶的成核,冰用于保护霜冻-敏感的作物如草莓免于低于冰点(例如,低于32°F)温度。特别是,可施用已知携带冰成核蛋白的某些细菌(例如丁香假单胞菌iPseudomonas syringae))以在植物的表面上诱导冰结晶,用于保护。备选地,可引入缺乏冰成核蛋白的丁香假单胞菌的基因工程变体来代替冰-成核天然细菌,以降低冰结晶的可能性。对于本发明,辅助剂还可包括已知携带冰成核蛋白的某些细菌,例如丁香假单胞菌,以及冰成核蛋白,用于在植物应诱导冰成核的目的,导致整个植物或植物部分死亡。本发明的辅助剂还可为碘化银、草生欧文氏菌(Brwinia、菠萝欧文氏菌(J^rwiniaananas.)、曬夏抱欧文氏菌(/ .uredovora)、野油菜黄单胞菌{Xanthomonas campestris)、野油菜黄单胞菌小麦致病变种(X.campestris pv.translucens)、突光假单胞菌0°./7 ο/.(95. (9/75.)、绿黄假单胞菌(P.viridiflava)、绿针假单胞菌(P.chlororaphis)、恶臭假单胞菌(P.、成团肠杆菌 ijkiterobacter、生癌肠杆菌(Ent.taylorae)、酉良酒酵母{Saccharomyces cerevisiae)、Fusarium acuminatu> 燕麦 f廉子包{Fusarium avenaceum)和菠萝欧文氏菌。本发明的其它辅助剂可包括但不限于甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇和/或异丁醇以及任何柑橘类植物提取物。本发明的设备和方法可用于景观设计、草皮处理、有机园艺和/或有机农耕实践和常规的农耕。附图简述 图1为根据本发明向夏季草和夏季杂草施用压缩二氧化碳的设备的示意性立面图。图2显示在处理后7天,大的马唐(2-3分蘖)控制。费氏保护最小显著差异(LSD)=5.9。图3显示在处理后7天,大的马唐(3-4分蘖)控制。LSD=5.6。图4显示2-3分蘖大的马唐的%控制相对于施用的CO2的磅数。发明详述 根据本发明,提供了用于处理植物的设备10。如
图1所示,可提供能储存和分配处理物质或材料的罐20。在压力和/或温度控制下,罐20可容纳处理物质,例如压缩气体、压缩液体或甚至固体。通常,以液体形式储存容器内的压缩处理材料或物质。液体可在高压力下储存。备选或此外,任何气体可用于本发明,包括惰性气体。气体的混合物可用于本发明。例如,使用罐20储存的气体可包括二氧化碳、氧气、氮气、空气或其它类似的气体。罐20可容纳浸溃管22,以将处理物质(例如液体二氧化碳)从罐20 (特别是从罐的底部)取出。罐20可构造成多种尺寸。例如,罐20可为较小的尺寸,使其可手持,或者罐20可为较大的尺寸并且通过交通工具牵引。本发明还可提供阀40。阀40可包括调节器。阀40可与罐20连接或在罐上或作为罐的一部分制造。阀40可控制从容器20分配的处理物质的量和速率,并且可包括可调节的把手或柄42来控制从罐20释放的处理物质的速率。阀40可控制从罐20释放的处理物质的速率,以控制递送至所选的处理区域的速率。在一个实施方案中,阀40可为球阀或能限制从罐20释放的处理物质或气体的压力的其它阀。任选地,可提供能开动阀40的遥控触发器。

罐20可任选包括释放阀,以排出罐20的内含物。释放阀可包括调节器。打开释放阀允许流体从在罐20内的高压力区域流出容器,到罐20外部的低压力区域。流体从容器快速释放,使物质在膨胀时冷却。在某些条件下,快速释放的二氧化碳将形成固体二氧化碳(也称为干冰)和气态二氧化碳的混合物。可布置罐20使得释放阀远离待处理的表面取向。可提供具有第一端和第二端的一定长度的分配管和/或软管30。管30的第一端可与罐20连接。具体地,管30可与阀40连接,进而可与罐20或罐20的一部分相邻。在本发明的一个实施方案中,管是绝热的。在某些应用中,罐20可容纳沸点低于罐外部环境空气的液体。当液体从罐20排出时,其暴露于环境温度和压力。当压缩气体进入环境条件时,快速体积或压力变化引起温度下降(PV=nRT)。罐20的排放发生得太快而不能建立热平衡。取决于条件,可分配气体或气体与固体二氧化碳的混合物。本发明利用该非绝热膨胀来赋予靶植物低温损害。管30可包括分配喷嘴或与分配喷嘴连接,例如,呈沿着或在管30的远端部分处放置的输出分配喷嘴管88的形式,并且具有这样安装或制造的喷嘴或喷嘴管88的自由端,从而提供例如喷雾棒(spray wand)。管30以及分配喷嘴管88可为刚性或柔性的,并且必须具有适当的额定压力。为了使用者提高的效率和保护,管30以及喷嘴管88可为绝热的。如果尽管在管30或88中的处理物质的温度提高,所得到的压力升高可超过一些类型的管的设计规格。因此,管30和88应由适当的材料制成。管的非限制性实例包括%”不锈钢管和Ψ编织不锈钢管。喷嘴50可直接布置在管30长度的第二端处,或者可通过另外的管(例如喷嘴管88)连接。具体地,喷嘴50可沿着输出喷嘴管88布置。喷嘴50可与阀40合作,用于将处理物质分配至所选的区域。在一个实施方案中,处理物质可通过喷嘴50分配,以选择性处理一种或多种不需要的植物,该不需要的植物可包括杂草、草、暖季一年生草和/或一年生植物。在容器20内储存的压缩气体或液体可通过管30流动,并且通过喷嘴50释放至周围环境。喷嘴50可包括任何类型的喷嘴梢,例如喷雾喷嘴、高速喷嘴、一定长度的毛细管或其它类似的喷嘴。喷嘴50可含有针或毛细管,处理物质通过所述针或毛细管可离开设备10。例如,一旦压缩气体离开喷嘴50,则释放的气体将快速膨胀。喷嘴50和/或针的开口的尺寸可基于处理物质的类型(例如化学组成)、罐20的尺寸和使用的管30的长度以及储存压力和温度来选择。喷嘴50可具有小的开口,例如,O度喷嘴。喷嘴50可封闭在绝热锥体或箱52中,以引导气体的施用并使低温微环境绝热。使用绝热锥体52可将处理效率提高一个或多个数量级。提高效率意味着LD5tl (植物50%的致死剂量)从2磅CO2/植物降低至小于0.2 lbs/C02/植物。绝热箱或锥体可由包含塑料、绝热泡沫和/或金属(或由塑料、绝热泡沫和/或金属组成)的材料的层制成。可提供递送控制机构80,以从罐20选择性分配处理物质。递送机构80可在罐20和喷嘴50之间沿着管30的长度布置。具体地,递送机构80可在罐和输出管88之间布置。喷嘴50可在输出管88的远端处布置。递送机构80可包括柄82,以便于使用。递送机构80可包括递送阀84来控制通过喷嘴50从罐20分配的处理物质的速率。递送阀84可包括调节器。递送机构80还可包括触发器、夹具激活器(grip activator)或其它致动机构86。激活触发器86可引起所选量的处理物质从罐20释放。具体地,激活触发器86可开动触发器连杆90,进而开动递送阀84。任选地,当释放触发器86时,提供弹簧来关闭递送阀84。在一个实施方案中,递送阀84可包括能调节释放的处理物质的量的阀。当挤压触发器86时,处理物质可在输出管88的末端 通过输出管88和喷嘴50从罐20排放,以喷雾所选的区域。在一个实施方案中,提供能开动递送阀84的遥控触发器。输出管88可配置为在离植物所选的距离处施用处理物质。在一个实施方案中,输出管88可将气体施用于地面标高。在一个实施方案中,可提供包括触发器86和输出管88的递送机构80,以促进短脉冲喷雾。可提供蒸气罐60来提高在环境空气中的水蒸气的量。蒸气罐60可包括蒸气传感器或湿度检测器62,以当周围的水分含量低或在、低于或超过所选的水平时,向使用者发出警报。蒸气罐60可在压缩气体的罐20旁边连接,或者蒸气罐60可与罐20分开。例如,如果环境空气潮湿,则可改进压缩气体破坏植物的功效。因此,蒸气罐60可用于补充干燥空气,从而提高压缩气体处理植物的效率。可期望使用蒸气罐60的位置包括沙漠环境。在处理期间,运输装置(transporter) 70可用于将罐20运输至期望的位置。运输装置70可包括具有一组或多组轮子的大车(cart)或手推车,使得使用者可将罐20移动至期望的位置或在期望的位置处移动。轮子可为大的辐条轮、充气轮胎或其它类似的轮子。运输装置可为可编程以处理特定区域的机器人。本发明可具有多种构型。本发明可用作小的手持气雾剂容器,以喷雾杂草用于私人或住宅使用。小尺寸的容器的一个益处在于容器可再循环或更容易运输。设备10可较大,使得可处理较大面积的土地。例如,罐20可容纳至少5磅压缩气体或处理物质。用于与5磅罐20结合使用的管30可为厚和耐久的软管或管。合适的软管的实例包括用在卡车和重型设备上的高压力软管、不锈钢编织软管和不锈钢管。任选地,可提供一个或多个肩带以促进个人方便使用设备10。在一个实例中,可向消费者提供具有肩带和运输装置的罐20。罐20可再循环和/或再填充。可利用甚至更大的罐20。例如,罐20可配置为容纳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
至更多的压缩气体或处理物质。较大的 罐(例如10磅容器或甚至更大)可处理100-500平方英尺或更大的面积,或者可用于在甚至更大的面积之上点-处理(spot-treat)。容器可与合适的运输装置70 —起购买。还可提供较大的商业应用。代替便携式罐20,可利用槽。槽可容纳50磅以上的压缩气体。大的槽可超过50磅,但是操作者应能适当布置槽或至少一个或多个喷雾喷嘴以处理土地的期望部分。槽、合适的递送机构和合适的运输装置可布置在操作者后面牵引的单元上。例如,小的喷杆(boom)可用于分配处理流体,使得操作者可覆盖更大量的土地。喷杆单元可将压缩气体分配至一个或多个住宅庭院。用于延长喷雾的大的槽也可在槽后面的牵引拖车上提供。例如,牵引拖车可能与交通工具(例如卡车)连接。操作者可运载设备同时喷雾所选的区域。槽可直接安装在交通工具上。交通工具可具有几百英尺的软管,并且软管可能横跨庭院而拉伸,以喷雾至具体的点。可采用软管卷轴来储存管。较大的可牵引的槽可用于农业环境来处理较大的广阔土地。提供绝热锥体、箱或其它半封闭绝热将在任何规模上改进施用效率。此外,当施用于所选的区域时,压缩气体可喷雾或雾化。本发明包括处理某些植被(例如所选的草或杂草)以杀灭或抑制所选的植被或在某些植被中诱导休眠的方法。可利用植物对寒冷的敏感性来选择性确定哪种植物存活。将一种或多种处理物质(例如,压缩气体)喷雾到植物上,从而阻碍植物生长。任选地,处理物质可包括除草剂的气态载体。在一个实施方案中,处理物质可包括压缩二氧化碳。用于处理植物的可施用的其它气体包括空气、氮气、氧气或气体的任何混合物,并且可选择这样的气体或气体混合物来处理不同的植物或使气体或气体混合物的温度或气体性质与不同的植物匹配。施用压缩气体(例如二氧化碳)可杀灭不耐这种极冷温度的植物。在低温处理时,耐寒冷温度的那些植物可存活。不同类型的植物可用本发明处理。通常,在较冷气候期间休眠的植物可称为“多年生植物”,而在寒冷季节之后由种子再生的植物称为“一年生植物”。一年生植物通常仅在温暖的月份期间生长。因此,一年生植物可称为“暖季植物”,而多年生植物可称为“冷季植物”。比起空气温度,地面温度可影响植物生长的程度更大。例如,地面温度可降至低至-40° F或甚至-60° F,而适应寒冷温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。如果将根部保持在适当的温度,则植物将在寒冷温度中存活。暖季一年生杂草和草通常在第一次霜冻中被杀灭,并且对寒冷温度非常敏感。因此,对于用压缩气体低温处理,暖季一年生草和杂草特别易受伤害。通常,当使用压缩气体处理时,一年生植物(包括杂草和草)死亡,而暖季多年生草休眠。在较冷温度中变得休眠的暖季多年生草的一个这样的实例包括一些类型的狗牙根。备选或此外,一年生植物(例如草或杂草)可能受害于低温处理。施用处理物质可根除一种或多种侵占区域的植物物种,特别是在热带或亚热带气候中,以控制入侵物种。使用低温处理可与有机农耕和/或有机园艺结合使用。高度期望能选择性杀灭某些植物的至少一部分而其它植物保持未受伤害。本发明提供了一种通过向植物表面施用处理物质(包括例如压缩二氧化碳)来抑制植物生长的方法。从罐20释放压缩气体引起在所选的植物表面附近温度下降。水蒸气可冻结并且在植物表面上或在植物内沉积,从而使植物冻坏和/或引起细胞损害。在一个实施方案中,压缩气体可引起环境空气达到低至-40° F的温度。例如,压缩气体可用于将环境空气的温度降至-40° F至32° F内的温度。作为另外的实例,使用二氧化碳和/或干冰可引起环境空气温度下降至约-109° F,并且在暴露于这样的低温度之后,一些植物可存活。耐较冷温度的植物通常存活,而对寒冷温度敏感的植物可能被杀灭或变得休眠。可调节暴露时间或剂量,使得对不需要的植物的损害最大化,而对所需的植物的损害最小化。草可包括在温暖气候 月份期间茂盛但是在较冷气候月份中死亡或变得休眠的植物。可处理的一年生草的实例包括但不限于马唐(Pigitaria spp.)、牛筋草iBleusineindica)、狗尾草属iSetaria spp.)和稗iBchinochloa crusgalli)。可处理的在较冷气候月份中变得休眠的多年生草包括但不限于一些类型的狗牙根、假俭草、白匍草、结缕草和巴哈雀稗。在本发明的一些实施方案中,提供了用于处理暖季杂草的方法。杂草可包括不需要的植物。杂草还可包括在不期望的位置生长的植物。暖季杂草为在温暖气候月份期间生长而在较冷气候月份中死亡或变得休眠的植物。可处理的暖季一年生杂草的实例包括但不限于大戟、寥属和胡枝子属。可调节从容器分配的处理物质的速率、体积和/或水分含量。容器内的处理物质在所选时间长度内分配。在某些情况下,可期望施用短脉冲的处理物质;在其它情况下,可期望向一种或多种所选的靶标提供连续施用处理物质。有益的是提供短脉冲,随后将绝热锥体放置在适当位置。在一些实施方案中,本发明提供用于在植物中诱导低温的设备,所述设备包含:罐,其用于容纳诱导低温的物质;阀,其与罐合作用于控制从罐分配的诱导低温的物质的量;和喷嘴,其与阀合作用于将来自罐的诱导低温的物质分配到植物上,以在植物中诱导低温。在本发明的设备中,罐可包括以任何组合的浸溃管、遥控触发器,其中所述遥控触发器开动阀和/或在喷嘴上的喷嘴梢。该设备还可包括封闭在绝热锥体、绝热容器、绝热器皿或绝热结构中的喷嘴。在具体的实施方案中,本发明的设备可适于以计量的剂量分配诱导低温的物质。通过使用微控制器可实现以计量的剂量分配物质,以引起阀以预编程的方式运行,例如打开固定的时间量,或例如打开用于迭代的时间暴露。在另一个实施方案中,设备可适于通过显示不同颜色的光(例如,红色和绿色),来报告操作者预编程的分配。设备可具有剂量计数器以显示有多少剂量已分配和/或剩余多少剂量。在其它实施方案中,本发明的设备可适于容纳压缩气体(例如,在600 psi下或超过600 psi的压力下保持的气体)。在具体的实施方案中,压缩气体可为压缩二氧化碳。在一些实施方案中(例如,其中本发明的设备具有封闭在绝热锥体或其它绝热容器或器皿或结构中的喷嘴),二氧化碳可以约0.005 Ib/平方英尺-约0.2 Ib/平方英尺的剂量范围(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。在具体的实施方案中,二氧化碳可以约0.15 Ib/平方英尺的剂量分配。此外,本发明设备的实施方案包括包含可操作地关联喷嘴和罐的射频识别(RFID)标签的设备。特别是,如果罐不具有适当的RFID标签,则喷嘴不工作。本发明还提供可方法,其采用本发明设备以及适于实施本文描述的方法的任何其它设备。因此,在一个实施方案中,本发明提供了一种用于在一种或多种植物中诱导低温的方法,所述方法包括在所选的流速下,在所选的时间量内,向一种或多种植物施用在压力下容纳的诱导低温的物质,以诱导有效杀灭一种或多种植物的至少一部分的低温。在各种实施方案中,诱导低温的物质可为压缩二氧化碳。用于本发明方法的流速范围为约0.25 Ibs/分钟-约10 Ibs/分钟,在一些实施方案中,流速可为约0.5 Ibs/分钟-约4.0 Ibs/分钟。用于本发明方法的施用时间范围为约0.5秒-约2分钟。此外,本发明提供了一种在一种或多种植物中诱导低温的方法,所述方法包括以约0.005 Ib/平方英尺-约0.2 Ib/平方英尺的剂量范围(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)向一种或多种植物施用二氧化碳,以诱导
有效杀灭一种或多种植物的至少一部分的低温。本文还提供了一种用于在包含需要的和不需要的植物的植物群中,在不需要的植物中诱导低温的方法,所述方法包括在所选的流速下,在所选的时间量内,向植物群施用在压力下容纳的诱导低温的物质,以诱导有效杀灭在所述群中不需要的植物的至少一部分的低温。一种在包含需要的和不需要的植物的植物群中,在不需要的植物中诱导低温的方法,所述方法包括以约0.005 Ib/平方英尺-约0.2 Ib/平方英尺的剂量范围(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)向一种或多种植物施用二氧化碳,以诱导有效杀灭在所述群中不需要的植物的至少一部分的低温。在本发明方法的一些实施方案中,施用二氧化碳导致在一种或多种植物上和/或之内干冰霜冻,在具体的实施方案中,在包含需要的和不需要的植物的群中,所述一种或多种植物可为不需要的植物。在本发明方法的一些实施方案中,施用二氧化碳导致在一种或多种植物上和/或之内干冰霜冻,在具体的实施方案中,在包含需要的和不需要的植物的群中,所述一种或多种植物可为不需要的植物。本发明的方法可用于例如在暖季一年生植物中诱导低温。暖季一年生植物的非限制性实例包括草、杂草、入侵植物物种及其任何组合。本发明的植物的另外的非限制性实例包括马唐、早熟禾、苗白三叶草、宝盖草、直立婆婆纳、繁缕、普通蒲公英、牛筋草、狗尾草属、稗、大戟、寥属、胡枝子属、抗除草剂植物、抗草甘膦植物(例如,帕麦尔氏觅(Palmeramaranth)、旋花科(morning glory)或藜(pigweed))及其任何组合。在具体的实施方案中,所述植物为马唐。本发明的方法还可包括向一种或多种植物或向植物群施用除草剂的步骤。本发明的除草剂的非限制性实例包括草甘膦(也称为RoundUp),其为非选择性除草剂;以及Drive75、Acclaim、Speedzone和Target,它们为选择性除草剂。在其它实施方案中,本发明的方法可包括施用诱导冰成核的物质的步骤,其导致在一种或多种植物中或在植物群中的不需要的植物中冰成核。本发明的诱导冰成核的物质的非限制性实例包括碘化银、冰成核细菌(例如,丁香假单胞菌)、冰成核蛋白及其任何组
合 ο在采用除草剂或冰成核诱导物质施用的方法中,这些可在施用诱导低温的物质之前、之后或和/同时施用。在一些实施方案中,除草剂和诱导冰成核的物质二者可在施用诱导低温的物质之前、之后或和/同时施用。在一些实施方案中,除草剂和/或冰成核诱导物质,如果可溶,可溶解于诱导低温物质(例如,二氧化碳)中。因此,在各种实施方案中,诱导低温的物质、除草剂和诱导冰成核的物质可由相同的设备(例如,在罐中混合或来自单独的罐)施用或由单独的设备施用。在本发明的方法中,施用诱导低温的物质可导致在一种或多种植物上或之内霜冻。在本发明的方法中,待靶向以达到低温的一种或多种植物可存在于中耕作物(例如,玉米、黄豆、棉花)中。因此,本发明的方法可在常规的农耕或有机农耕环境中进行。在本发明的具体实施方案中,提供杀灭整个植物或植物部分的方法,所述方法包括由设备向植物在压力下施用二氧化碳,所述设备包含:罐,其用于容纳二氧化碳流体;阀,其与罐合作用于控制从罐分配的二氧化碳的量;和喷嘴,其与阀合作;所述喷嘴封闭在绝热锥体中,其中其中所述二氧化碳以一定的流速施用一定的时间段,其有效杀灭整个植物或植物部分。这样的方法还可包括向植物施用辅助剂,所述辅助剂可为碘化银、冰-成核细菌(例如,丁香假单胞菌)、冰-成核蛋白及其任何组合。在这样的方法中,待全部或部分杀灭的植物可为马唐。本文使用的“一个”、“一种”或“该”可指一种或多于一种。例如,“一个”细胞可指单一细胞或多个细胞。另外,本文使用的“和/或”是指并且包括一种或多种相关列举的项目的任何和所有可能的组合,以及当在备选(〃或〃)中解释时缺少组合。此外,本文使用的术语“约”当涉及可测量值(本发明的化合物或试剂的量、剂量、时间、温度等)时,是指包括指定量的±20%、±10%、±5%、±1%、±0.5%或甚至±0.1%的变化。
实施例实施例1。一次施用压缩空气可足以阻碍某些暖季一年生草和某些暖季一年生杂草的生长或将其杀灭。在一次非正式实验期间,向一块约I平方英尺大小的马唐施用压缩空气,在处理后24小时就减慢植物生长。48小时后,马唐开始褪色。72小时后,大多数马唐已消失,而周围的苇状羊茅(Tall Fescue)、冷季草保持不变。当在羊茅草存在下将压缩气体施用于其它不需要的植物时,得到类似的实验结果。将压缩空气施用于狗牙根24小时后,减慢生长。48小时后,狗牙根看起来休眠。72小时后,该草看起来完全休眠。在极热、潮湿的夏季条件(超过95° F和100%湿度)期间初始施用压缩空气后约5天的时间内,狗牙根未显示再次生长的迹象。实施例2。使用含有8002扁平的风扇喷嘴(测得释放2磅CO2/分钟)或8004扁平的风扇喷嘴(释放4磅CO2/分钟)的原型(prototype)处理温室-生长的马唐植物,以测定施用速率是否影响实现的%控制。控制意味着通过目视观测所测定的植物杀灭或死亡。%控制为与未经处理的对照植物相比,经处理植物的目视等级。换言之,%控制为植物死亡的百分比。试验一式三份进行。

如图2所示,使用2 Ib/分钟喷嘴处理30秒导致40%控制,而使用4 Ib/分钟喷嘴处理15秒导致42%控制;在两种情况下,分配I磅C02。类似地,使用2 Ib/分钟喷嘴处理15秒导致17%控制,分配0.5磅CO2,而使用4 Ib/分钟喷嘴处理5秒导致12%控制,分配0.3磅0)2。由该研究推断,对于马唐,施用的CO2的总量(剂量)与%控制关联。参见图4,其图示了两种不同施用速率下%控制相对于CO2剂量。在图3中呈现的数据中,马唐植物较大。它们为3-4分蘖阶段,而在图2中呈现的数据中的植物为2-3分蘖植物。CO2施用良好控制了两种尺寸的植物,并且对于较大的植物,观察到相应于施用CO2总磅数的%控制的相同趋势。在两种情况下,LD50超过I磅CO2/植物。大多数市售除草剂实现80%控制或更好。对于一株6”植物,该原型使用2磅CO2来实现该水平的控制。在2 Ib/植物分配速率下,市售25-lb柱体的CO2将仅处理10株植物;明显需要效率提高来产生可行的背包喷雾器系统。绝热锥体附着在喷嘴周围,预期可能实现适度的效率提高,可能削减CO2需要量20-50%。非常意想不到地,当加入该绝热锥体后,在野外-生长的2-3和3-4分蘖植物上,通过喷雾仅0.15 Ibs 二氧化碳,可实现80%控制或更好。使用1-1b/分钟喷嘴喷雾9秒和3-lb/分钟喷嘴喷雾3秒,重复这些结果。意外地,实现CO2用量降低大于10倍(表I)。由于与使用非绝热设计处理的温室-生长的植物相比,野外-生长的植物(使用绝热设计处理的)通常更难以杀灭,结果尤其显著。通过加入绝热锥体可能定量检验剂量降低,可参见表2。当采用绝热锥体时,经处理的1-3叶马唐植物的50%致死剂量降至1.40秒,与之相对,当不采用绝热锥体时,50%致死剂量为10.8秒。绝热锥体不必为锥体形状,因为其它形状可提供绝热效果。绝热形状可为柱体或立方体或其它设计。本领域技术人员应认识到,在不偏离本发明宽的发明概念下,可对上述实施方案进行变化或修改。因此,应理解的是,本发明不局限于本文描述的具体实施方案,而是旨在包括在权利要求书所示的本发明范围和精神内的所有变化和修改。表I用初始的非绝热原型和改进的绝热原型设计的控制.


提供了一种通过向杂草和草施用处理物质,通过诱导低温来抑制植物生长的方法。敏感的不需要的植物将被该处理杀灭,而非敏感的所需的植物将不会受到该处理不利地影响。可将压缩二氧化碳施用于其它暖季草皮草,以引起草休眠。提供了通过施用处理物质而在不需要的植物中诱导低温损害的设备。可提供能储存压缩气体的罐(20)。可提供阀(84)来控制从罐分配的压缩气体的量和压力。



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