Устройство для доставки агрохимикатов с регулируемым высвобождением, его изготовление и применение - RU2018127209A
Код документа: RU2018127209A
Формула
1. Устройство для доставки агрохимиката, содержащее
a) непроницаемую ячейку, сделанную из материала, не проницаемого для воды;
b) агрохимикат внутри непроницаемой ячейки; и
c) фитиль, содержащий гидрогель, причем указанный фитиль имеет часть, расположенную внутри непроницаемой ячейки, и часть, расположенную снаружи непроницаемой ячейки.
2. Устройство по п. 1, в котором
а) одна или более частей фитиля расположены снаружи непроницаемой ячейки;
b) одна или более частей фитиля находятся в контакте с агрохимикатом;
с) агрохимикат высвобождается из ячейки только через фитиль;
d) устройство содержит две или более отдельных непроницаемых ячейки; и/или
е) устройство содержит два или более агрохимиката, находящихся в одной непроницаемой ячейке.
3. Устройство по п. 2, в котором
а) каждая из двух или более отдельных непроницаемых ячеек независимо содержит отличный от других агрохимикат или отличную от других комбинацию агрохимикатов;
b) устройство выполнено с возможностью обеспечения регулируемого высвобождения агрохимиката через фитиль из внутреннего пространства непроницаемой ячейки в среду снаружи непроницаемой ячейки;
с) агрохимикат является сухим перед использованием или перед использованием устройства агрохимикат представляет собой пасту, содержащую воду, раствор, концентрированный раствор, насыщенный раствор или дисперсию;
d) один и тот же фитиль находится в контакте с агрохимикатом в каждой из отдельных непроницаемых ячеек таким образом, что разные части указанного фитиля находятся в контакте с агрохимикатом в каждой непроницаемой ячейке; и/или
е) устройство содержит i) только один фитиль, или ii) 2-20 фитилей,
причем указанный фитиль содержит
а) волокнистый материал;
b) полиэтилен, полипропилен, волокнистую сетку, хлопковое или иное целлюлозное волокно, керамическое волокно или волокно на основе стекла, полимолочную кислоту;
с) пористый материал с капиллярной структурой;
d) микропористый материал или макропористый материал;
е) волокно с линейной плотностью около 10-100 мг/м; и/или
f) около 1-500 волокон.
4. Устройство по любому из пп. 1-3, в котором гидрогель фитиля содержит
а) супервпитывающий полимер (SAP), включая природный супервпитывающий полимер (SAP), полисахаридный SAP, полусинтетический SAP, полностью синтетический SAP или любую их комбинацию;
b) синтетический гидрогель, природный углеводный гидрогель, или пектиновый гидрогель, или белковый гидрогель или любую их комбинацию; и/или акриламид, или акриловое производное, или любую их комбинацию.
5. Устройство по любому из пп. 1-4, в котором
а) только первая часть фитиля содержит гидрогель, причем предпочтительно эта первая часть расположена снаружи ячейки, в то время как вторая часть фитиля не содержит гидрогель;
b) фитиль содержит разный гидрогель в разных частях фитиля; и/или
с) фитиль насыщен или покрыт гидрогелем.
6. Устройство по любому из пп. 1-5, в котором
а) материал ячейки содержит одно или более из следующих веществ: полиэтилен, полипропилен или полиэфир;
b) материал ячейки содержит одно или более из следующих веществ: полимолочную кислоту, полигидроксиалканоат, полигидроксибутират или полигидроксивалерат;
c) материал ячейки содержит термопластичный крахмал, ацетат целлюлозы или другой материал на основе целлюлозы;
d) материал ячейки содержит поликапролактон, полигликолид, полидиоксанон или любые их комбинации или их сополимеры;
е) материал ячейки содержит поливиниловый спирт;
f) материал ячейки является термосвариваемым, биодеградируемым или водорастворимым; и/или
g) ячейка содержит листы, причем
i. каждый лист имеет толщину 10-100 мкм; и/или
ii. каждый лист содержит один или более слоев.
7. Устройство по любому из пп. 1-6, в котором
a) по меньшей мере около 20% масс. агрохимиката высвобождается из указанного устройства за 40 суток, когда это устройство погружено в воду при комнатной температуре;
b) около 20%-80% масс. агрохимиката высвобождается из указанного устройства за 40 суток, когда это устройство погружено в вводу при комнатной температуре;
c) менее 20% масс. агрохимиката высвобождается из указанного устройства за 40 суток, когда это устройство погружено в вводу при комнатной температуре;
d) менее 50% масс. агрохимиката высвобождается из указанного устройства за 60 суток, когда это устройство погружено в вводу при комнатной температуре;
е) агрохимикат высвобождается из устройства за промежуток времени от 1 до 3 месяцев; или
f) агрохимикат высвобождается из устройства за вегетационный период сельскохозяйственного растения.
8. Устройство по любому из пп. 1-7, дополнительно содержащее
водопроницаемую ячейку, содержащую агрохимикат, в которой нет фитиля, а вместо этого агрохимикат высвобождается путем проникновения через одну или более стенок ячейки, или дополнительно содержащее слой агрохимиката снаружи устройства, способный растворяться в присутствии воды; и/или
множество непроницаемых ячеек, выполненных таким образом, что агрохимикат высвобождается из ячейки в отличный от других промежуток времени и/или с отличной от других скоростью, по сравнению с высвобождением агрохимиката из другой непроницаемой ячейки устройства, и предпочтительно разные агрохимикаты высвобождаются в разные промежутки времени в течение вегетационного периода.
9. Устройство по любому из пп. 1-8, в котором
a) ячейка имеет емкость около 1-20 г агрохимиката;
b) объем ячейки составляет около 0,5-20 см3;
c) сухая масса устройства составляет от около 0,1 г до 20 г;
d) устройство имеет форму цилиндра, сферы, многогранника, куба или диска;
(e) в поперечном сечении устройство треугольное, прямоугольное, круглое или квадратное;
f) агрохимикат содержит удобряющие вещества, включающие азот, калий, фосфат, микроэлементы или любые их комбинации, причем микроэлементы предпочтительно выбраны из меди и цинка; и/или агрохимикат содержит по меньшей мере один из следующих компонентов: удобряющее вещество, пестицид, гормон, лекарственный препарат, химические факторы роста, фермент, стимулятор роста или микроэлемент.
10. Устройство по любому из пп. 1-9, дополнительно содержащее
а) гидрогель, который частично или полностью окружает устройство;
b) зону развития корней, которая частично или полностью окружает устройство; и/или
с) гидрогель или зону развития корней частично окружает устройство и частично или полностью окружает фитиль;
причем
а) гидрогель при необходимости содержит дополнительный агрохимикат;
b) зона развития корней при необходимости содержит дополнительный агрохимикат; и/или
с) зона развития корней содержит гидрогель, аэрогель или органогель.
11. Устройство по любому из пп. 1-10, в котором каждый параметр фитиля может быть подобран так, чтобы достигался желаемый профиль высвобождения, и в котором
а) профиль высвобождения одного или более агрохимикатов задан только за счет параметров фитиля; и/или
b) на профиль высвобождения одного или более агрохимикатов не влияет количество одного или более агрохимикатов внутри ячейки;
причем указанный параметр фитиля - это его длина, ширина, материал, плотность и/или количество фитилей.
12. Устройство для доставки агрохимиката, содержащее
а) ячейку, содержащую два или более сегментов стенки ячейки, причем по меньшей мере один сегмент непроницаем для воды и по меньшей мере один сегмент проницаем для воды; и
b) агрохимикат внутри этой ячейки.
13. Устройство по п. 12, в котором
а) агрохимикат высвобождается из ячейки только через проницаемый сегмент ячейки;
b) устройство содержит две или более ячеек;
с) устройство содержит два или более агрохимикатов;
d) устройство выполнено с возможностью обеспечения регулируемого высвобождения агрохимиката через по меньшей мере один проницаемый сегмент ячейки из внутреннего пространства ячейки в среду снаружи ячейки;
е) агрохимикат является сухим перед использованием, или же перед использованием устройства агрохимикат представляет собой пасту, содержащую воду, раствор, концентрированный раствор, насыщенный раствор или дисперсию; и/или
f) проницаемый сегмент ячейки, содержит:
i. микропористый или макропористый материал; и/или
ii. гидрогель.
14. Устройство по п. 13, в котором гидрогель содержит супервпитывающий полимер (SAP), включая
а) природный SAP, полисахаридный SAP, полусинтетический SAP, полностью синтетический SAP или любую их комбинацию;
b) синтетический гидрогель, природный углеводный гидрогель, пектиновый или белковый гидрогель или любую их комбинацию;
с) акриламид, акриловое производное или любую их комбинацию; и/или
d) полусинтетический SAP, представляющий собой полиакриловую кислоту, привитую карбоксиметилцеллюлозой (СМС-g-полиакриловая кислота).
15. Устройство по п. 14, в котором
а) природный углеводный гидрогель включает агар, целлюлозу, хитозан, крахмал, гиалуроновую кислоту, декстрин, природные камеди, сульфатированные полисахариды или любые их комбинации; и/или
b) пектиновый или белковый гидрогель включает желатин, производные желатина, коллаген, производные коллагена или любые их комбинации.
16. Устройство по любому из пп. 12-15, в котором непроницаемый сегмент ячейки содержит
а) одно или более из следующих веществ: полиэтилен, полипропилен или полиэфир;
b) одно или более из следующих веществ: полимолочную кислоту, полигидроксиалканоат, полигидроксибутират или полигидроксивалерат;
с) термопластичный крахмал, ацетат целлюлозы или другой материал на основе целлюлозы; и/или
d) поликапролактон, полигликолид, полидиоксанон или любую их комбинацию или их сополимер.
17. Устройство по любому из пп. 12-16, в котором
а) агрохимикат высвобождается из ячейки за 40 суток, когда устройство погружено в воду при комнатной температуре;
b) агрохимикат высвобождается из ячейки за 40 суток, когда устройство погружено в воду при комнатной температуре;
с) менее 20% масс. агрохимиката высвобождается из ячейки за 40 суток, когда устройство погружено в воду при комнатной температуре;
d) менее 50% масс. агрохимиката высвобождается из ячейки за 60 суток, когда устройство погружено в воду при комнатной температуре;
е) агрохимикат высвобождается на протяжении периода продолжительностью 1-8 месяцев или
f) агрохимикат высвобождается на протяжении вегетационного периода сельскохозяйственного растения.
18. Устройство по любому из пп. 12-17, которое содержит множество ячеек, выполненных таким образом, что агрохимикат высвобождается из ячейки в отличный от других промежуток времени и/или с отличной от других скоростью по сравнению с высвобождением агрохимиката из другой ячейки устройства.
19. Устройство по любому из пп. 12-18, в котором каждый из параметров по меньшей мере одного проницаемого сегмента может быть подобран так, чтобы достигнуть желаемого профиля высвобождения, и в котором
а) профиль высвобождения одного или более агрохимиката задан только за счет параметров проницаемого сегмента; и/или
b) на профиль высвобождения одного или более агрохимиката не влияет количество одного или более агрохимикатов внутри ячейки;
и в котором указанный параметр по меньшей мере одного проницаемого сегмента - это размеры, материал, количество и процентное содержание проницаемых сегментов.
20. Устройство по любому из пп. 12-19, в котором
а) объем ячейки составляет около 0,5-20 см3,
b) ячейка содержит 1-20 г одного агрохимиката,
c) сухая масса устройства составляет около 0,1 г - 20 г,
d) устройство имеет емкость около 1-10 г агрохимиката,
e) устройство имеет форму цилиндра, сферы, многогранника, куба или диска,
f) в поперечном сечении устройство треугольное, прямоугольное, круглое или квадратное,
g) агрохимикат включает по меньшей мере один из следующего: удобрение, пестицид, гормон, лекарственный препарат, химический фактор роста, фермент, стимулятор роста, биостимулятор или микроэлемент, и/или
h) устройство дополнительно содержит гель, частично или полностью окружающий устройство и предпочтительно имеющий такой состав, что он содержит один или более агрохимикатов - таких же или других, чем агрохимикаты внутри ячейки устройства.
21. Способ доставки агрохимиката, включающий распределение множества устройств для доставки агрохимиката по любому из пунктов 1-20 в среде, где выращиваются растения, причем
а) устройства размещают в среде, где выращиваются растения, на одной или более глубине под поверхностью среды;
b) устройства размещают на глубине 1-50 см, и/или
c) устройства размещают в среде, где выращиваются растения, в концентрации около 1-50, 5-50 или 10-30 устройств на 1 м2.
22. Способ изготовления устройства для доставки агрохимиката по любому из пп. 1-11, включающий формирование непроницаемой ячейки, содержащей агрохимикат и фитиль.
23. Способ изготовления устройства для доставки агрохимиката, включающий создание ячейки путем инкапсулирования агрохимиката в непроницаемую полимерную ячейку, снабженную фитилем, который расположен частично внутри и частично снаружи ячейки, так что агрохимикат регулируемым образом высвобождается через фитиль после контакта с водой.
24. Способ по п. 22 или 23, включающий
а) инкапсулирование с помощью экструдера, прикрепляющего полимерный слой, окружающий агрохимикат;
b) загрузку агрохимиката в полимерную ячейку и герметизацию ячейки вместе с фитилем;
с) инкапсулирование первой стадии полимеризации и второй стадии полимеризации; и/или
d) полимеризацию гидрогеля вокруг ячейки.
25. Способ изготовления устройства для доставки агрохимиката, включающий
а) создание ячейки, содержащей два или более сегмента стенки ячейки, причем по меньшей мере один сегмент не проницаем для воды и по меньшей мере один сегмент проницаем для воды, и
b) инкапсулирование по меньшей мере одного агрохимиката внутрь этой ячейки, так что по меньшей мере один агрохимикат регулируемым образом высвобождается через по меньшей мере один проницаемый сегмент ячейки после контакта с водой.
