專利名稱：：含有營養素的保濕劑的制作方法
技術領域：
：本發明一般涉及用于可控地向植物組織(例如活體植物的根球)遞送水和營養素的凝膠狀保濕基質(例如美國專利4,865,640中所述的基質)。相關申請資料本PCT專利申請要求2006年6月12日提交的美國專利申請11/452,034的優先權，其通過引用并入本文。
背景技術：
：商品DRiWATER凝膠("DriWATER")在美國專利4，865，640("'640專利，，)中具體描述，其整個說明書并入本文。在過去幾年里，所述產品已經在全世界應用，并且成功地為用戶提供了向植物遞送緩釋水的產品。DRiWATER是羧曱基纖維素交聯的聚合物，其由97.85%水、2.0%羧甲基纖維素鈉("CMC")和0.15%硫酸鋁組成。當在高剪切混合器中一起混合時，羧甲基纖維素化合物的羧酸基團和硫酸鋁中的鋁之間的交聯將水捕獲在重凝膠(heavygel)中，所述重凝膠在45,000+厘泊的最終粘度下穩定化。該可商購產品的緩釋特征由用凝膠作為食物源的微生物的作用引起。凝膠最終通過微生物降解產生游離水。降解纖維素的微生物可存在于所有類型的土壤中并且產生用于分解纖維素的酶。該技術可看作是為植物供水的緩釋方法。DRiWATER還用于控制釋放水的速率，以便不會為任何植物品種過度供水。如果DRiWATER產品除僅僅供水之外還提供一些益處(例如使根增長)，該產品將對植物更有益。根塊增長將導致生長更快、外形更美觀并改善植物對營養的吸收。DRiWATER凝膠包裝在紙盒、杯子、人造腸衣(syntheticcasing)或任何其它可部分或全部打開的合適的容器中，用于施加在植物根際(rhyzosphere)附近。植物的正常生長需要18種元素。碳、氫和氧存在于空氣和水中。氮、磷、鉀、鎂、鈣和硫以及碳存在于土壤中。本領域技術人員將上述元素稱為"常量營養素"，因為植物大量利用這些元素。用量小得多的9種其它元素被稱為"微量營養素"或"痕量元素，，并且存在于土壤中。這9種微量營養素是鐵、鋅、鉬、鎳、錳、硼、銅、鈷和氯。所有18種元素，常量營養素和微量營養素均是植物生長所必需的。在大多數區域中，由于缺鋅可能使土壤中存在的足夠常量營養素不能容易地被植物獲得。事實上，在48個鄰近州中有至少42個州的土壤缺鋅。當添加鋅時促進植物生長。多年來已經認識到鋅對作物生長的重要性。缺鋅具有許多癥狀，包括矮化生長、新葉片葉脈間的淺綠色區域、葉片較小、節間縮短以及玉米和高粱中中脈每一側上的寬白帶。鋅是植物中許多酶系統所必需的，其具有三種主要功能，包括催化、助催化和結構完整性。鋅有助于影響光合作用、新生長和根發育的重要生長調節劑的產生。鋅促進增進根發育和根系延伸所需的細胞生長一改善營養素吸收、新葉片的形成和新芽旺盛的生長、甚至更成熟以及改善的逆境耐受性。如果鋅供應不足，植物對其它植物營養素例如氮的利用將降低。當土壤中缺鋅時，如果在種植時將鋅置于根際附近，那么僅需要少量的鋅。因此，提供含有鋅的DRiWATER是有利的。事實上已知，如果將碳酸氫鈉或任何其它強堿性產品與檸檬酸或任何其它粉末狀的酸混合然后加水，結果將是激烈的化學反應。該化學反應中和PH,因此對植物體無影響。如果將本發明的干成分運給最終使用者以便在施用地點將它們混合，這在許多情形下將是更有利的。然而，由于干成分的吸水性，不使用高剪切混合器不可能獲得良好的交聯。本發明為96%至99%水的事實使其運輸非常昂貴。
發明內容本發明涉及當與生物有機體相互作用時釋放浸漬水(impregnatedwater)、氣體和營養素的基質，所述基質包含纖維素化合物、水合金屬鹽、水、微量營養素、至少一種植物生長添加劑、至少一種防腐劑、表面活性劑和醋酸成分的混合物，其中所述纖維素化合物為待用水的0.6wtYo至3wt%，平均分子量為90,000至700,000,由下式表示R-O-C(iOM，其中"M"是取代所述纖維素化合物的羧基上的氫的金屬，"R"是纖維素鏈；所述水合金屬鹽為所用水的重量的0.1wt。/。至0.3wt%;水為96.0wt"/。至99.5wt%;所述微量營養素選自鋅和鋅鹽，鋅濃度為所用水重量的0.006wt"/。至0.72wt%;所述植物生長添加劑選自植物生長激素和植物生長調節劑，其為所用水重量的0.00001wt。/。至0.0003wt%;所述防腐劑選自苯甲酸鈉、山梨酸鉀和醋酸，其為所用水重量的0.01wt。/o至0.3wt%;所述表面活性劑為所用水重量的0.0025wt%至0.006wt%;所述醋酸成分選自醋酸或醋酸鹽，醋酸根的濃度為所用水重量的0.1wt。/。至0.48wt%。本發明還涉及以預定的緩釋速率向土壤中的植物提供水、氣體和營養素的方法，所述方法包括將基質置于土壤中以及將植物根置于所述基質附近，所述基質包含纖維素化合物、水合金屬鹽、水、微量營養素、至少一種植物生長添加劑、至少一種防腐劑、表面活性劑和醋酸成分的混合物，所述纖維素化合物為lwt。/。至3wt。/。，其包含葡萄糖單元，分子量為卯,000至700,000,由下式表示R-OCH2-COOM，其中"M"是所述纖維素化合物葡萄糖單元上的取代的金屬，"R"是纖維素鏈；所述水合金屬鹽為所用水的重量的0.1wt。/o至.03wt。/。；水為96.0wt。/。至99.5wt%;所述微量營養素選自鋅和鋅鹽，鋅濃度為所用水重量的0.006wtY。至0.72wt%;所述植物生長添加劑選自植物生長激素和植物生長調節劑，其為所用水重量的0.00001wt。/。至0.0003wt%;所述防腐劑選自苯甲酸鈉、山梨酸鉀和醋酸，其為所用水重量的0.01wt。/。至0.3wt%;所述表面活性劑為所用水重量的0.0025wt。/。至0.006wt%;所述醋酸成分選自醋酸或醋酸鹽，醋酸根的濃度為所用水重量的0.1wt%至0.48wt%。本發明涉及DRiWATER保濕基質，其用于可控地向植物遞送水、微量營養素例如鋅、常量營養素、植物生長添加劑(包括植物生長激素和植物生長調節劑)、防腐劑和表面活性劑，與向植物的整個垂直根系遞送的方式相同。將常量營養素和微量營養素添加到DRiWATER凝膠中會對植物有益，這對本領域技術人員來說似乎是顯而易見的。然而，鋅是二價陽離子(當在水溶液中時取決于pH)，因此會干擾纖維素化合物和硫酸鋁中的鋁之間的交聯，導致粘度不穩定。例如，添加肥料成分而不添加離子抗衡(ioniccounter-balancing)化學品會破壞凝膠交聯并使凝膠粘度不穩定，或者在一些情形下使凝膠完全液化。因此，組成以及將鋅加入到含有離子抗衡化學品的凝膠系統時的比率是比率敏感的。以70.167%(重量/重量)硫酸鋅和0.07%(重量/重量)醋酸的比率將石危酸鋅和醋酸的組合引入到DRiWATER凝膠中。科學實驗顯示DRiWATER中的該硫酸鋅和醋酸組合使得辣椒植林的根增長最多，根塊增加是用最初的DRiWATER處理的208%至283%。此外，如上所述，初步實驗顯示植物生長添加劑、防腐劑和表面活性劑的加入負面影響DRiWATER凝膠的粘度。還必須以精確比率引入這些化合物，以便不會使粘度不穩定。所述化合物還必須在彼此數學計算的特定摩爾當量內，以防止使DRiWATER凝膠不穩定。此外，該原則是激素/營養素選擇性的，這意味著一些激素/營養素根本不能引入，因為它們破壞凝膠的交聯。還應當注意，每種化合物都需要特定的平衡/抗衡化學成分。就是說，用于每種激素/營養素的特定激素/營養素組合是選擇性的，并且與每一種其它激素/營養素相比起到不同的化學作用。因此，每種激素/營養素需要不同的平衡/抗衡化學成分。本發明的一個實施方案還涉及基于除暴露于微生物的程度之外的因素來控制添加營養素的DRiWATER的液化速率。暴露于土壤中微生物的表面積控制DRiWATER液化速率。暴露的表面積越大，DRiWATER凝膠液化越快。本發明的一個實施方案涉及將碳酸氫鈉或任何其它強堿性物質與檸檬酸或任何其它粉末狀的酸加入到上述其它干成分中。將0.15%至0.33%的碳酸氫鈉和0.22%至0.44%的杼檬酸添加到上述不含醋酸的配方中。上述百分率是施用地點處待添加的水重量的重量百分率。圖l是顯示根據本發明的一個實施方案由向凝膠中添加硫酸鋅和醋酸引起的粘度變化的圖。圖2是才艮據本發明的一個實施方案用最初的DRiWATER處理的植物的圖。圖3是根據本發明的一個實施方案用添加0.167%(重量/重量)硫酸鋅和0.07%(重量/重量)醋酸的DRiWATER處理的植物的圖。發明詳述本發明涉及用于可控地向植物組織(例如植物的整個垂直根系)遞送水、微量營養素、常量營養素、植物生長添加劑、防腐劑和表面活性劑的DRiWATER凝膠狀保濕基質的分配。本發明向植物遞送水和上述營養素，從而在預定時間段內以預定速率促進植物發育和生長并提供期望的植物養護。通常已知將營養素和激素添加到植物中改善植物生長。例如，許多微量營養素可見于大多數標準肥料中，但是必須是離子形式(大多數元素在水中電離)以被植物吸收。在傳統供水中，通過將肥料和營養素與水混合并將所述混合物傾倒或滴加到植物周圍而向植物提供營養素。然而，任何過量的土壤不能保留的水和肥料將最終到達地下含水層中。本發明的一個目的是通過DRiWATER凝膠可控地向植物組織遞送水、微量營養素、常量營養素、植物生長添加劑、防腐劑和表面活性劑。然而，初步實驗表明，大多數營養素和激素的加入負面影響DRiWATER凝膠的粘度，使得DRiWATER凝膠不能適當地發揮作用。本發明涉及將生根化合物引入到DRiWATER中而不會使凝膠粘度不穩定。不想被任意一種理論束縳，認為本申請的組合物有助于促進根系延伸所需的細胞生長、新葉片的形成、新芽旺盛的生長、甚至更成熟以及改善的逆境耐受性。除非另外指明，本文中所有的百分率、比率和比例均是按組合物的重量計的。除非另外指明，所有溫度均是攝氏度('C)。所引用的所有文獻以其整體通過引用并入本文。任何參考文獻的引用并非承認確定其作為所要求保護的發明的現有技術的可用性。如前所述，多年來就已認識到鋅對作物生長的重要性。鋅是植物中許多酶系統所必需的，其具有三種主要功能，包括催化、助催化和結構完整性。例如，在植物中，植物生長激素吲哚-3-乙酸(IAA)(在水溶液中是陰離子，取決于pH)是天然存在的生長素。它還存在于許多細菌、真菌和藻類中。IAA調節細胞伸長、向光性、向地性、頂端優勢、發根、乙烯產生、果實發育、單性結實、脫落和性別表達，所有這些均是植物9正常生長所必需的。為了維持植物正常生長，必須由植物產生并調節IAA。鋅是氨基酸色氨酸向生長素IAA轉化中的輔因子。添加鋅將有助于維持植物中IAA水平并且促進生長、生根和健康。選擇硫酸鋅作為鋅源基于科技文獻。已經測試了許多鋅源，以觀察哪種化合物會被植物種更有效地利用。硫酸鋅對于植物而言是最容易獲得的形式。硫酸鋅還包含硫酸根離子。硫酸根離子(SO,)是有利的營養素并且天然存在于土壤中。硫用于通過硫化物橋將氨基酸結合在一起，以產生酶和蛋白質，它們是生命的構成要件。研究表明醋酸的存在將提高礦物質的吸收。還已知醋酸作為防腐劑并且有助于維持凝膠的粘度以及幫助保護凝膠免受微生物降解。有必要指出的是，硫酸鋅和醋酸成分的摩爾組合不恰當時，凝膠粘度會急劇下降或者增加到對任何植物種幾乎無益處或亳無益處的程度。進行下述實驗以舉例說明形成硫酸鋅和醋酸以刺激根的最大生長，并非意在以任何方式限制本發明，在不脫離本發明的精神和范圍的情形下，其可以有多種變化方案實驗方法和材料材料羧甲基纖維素鈉(CMC)、鋁、防腐劑、表面活性劑、七水硫酸鋅、醋酸和純水。應當指出當制備所述基質時，水的濃度可為96.0wt%至99.5wt%。將鋁、防腐劑、表面活性劑、七水硫酸鋅和醋酸倒入400mL燒杯中并混合約20分鐘或直到所有固體均溶解。然后將溶液倒入10速Osterizer攪拌機(6)中并設置為"碎冰"，最大輸出功率為450瓦特。刀速為1100RPM。然后將CMC倒入攪拌機中。以恒定速率用15秒加入CMC同時攪拌機進行混合。繼續混合另外的70秒，混合的總時間為85秒。形成約300mL凝膠，凝膠形成后使其冷卻至室溫約15分鐘時讀取粘度。在用BrookfieldHADV-II+粘度計分析的250mL燒杯中所測凝膠體積為約200mL。以厘泊(cP)為單位測量粘度以保證凝膠的穩定性。然后稱取9盎斯凝膠并置入塑料腸衣(casing)中以限制暴露于空氣和污染。然后將凝膠在塑料腸衣中穩定最少3天以達到代表消費品粘度的粘度。制備標記為凝膠1至凝膠5的5種不同配方的凝膠。將每種凝膠配方重復3次來測試每種凝膠配方。最初的DRiWATER凝膠用作對照(重復3次)將阿納海姆辣椒(Anaheimpepper)植入規定的亞利桑那州原土壤中生長約3周。選擇高度和莖干尺寸相似的阿納海姆辣椒植林用于試驗。在每個凝膠腸衣上開約12至15厘米的狹長切口。將每個凝膠腸衣略微打開，以使凝膠暴露于土壤。將腸衣中暴露的凝膠置于其中生長阿納海姆辣椒的土壤上。在處理的第一天給每林植物徹底澆水。30天不澆水。植林在日溫約65。F的溫室中生長。每日進行觀察。在實驗的第30天，從土壤中取出植物。清潔根部并拍照。然后在子葉節處切割植林并測量根塊和下胚軸的鮮重。然后在根頸處切割植物并測量根塊的鮮重。對于所有配方，測量鮮重并行比較。結果和觀察表l.配方凝膠i成分重量百分率(％)克(g)CMC1.9975鄰0鋁(Al咖)0.1500.449苯甲酸鈉0.0400.120山梨酸鉀0.0400.120硫酸鋅0.0560.168醋酸0.0230.070水97.6卯293.071RA-20馬0.01.50總重100.00130011<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>對照<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>粗體星號表示最佳結果。表2.凝膠的平均pH和粘度<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>'粗體星號表示最佳結果。表3.DRiWATER處理30天后土壤的pH值<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>實驗之前原土導L的pH為5.8。粗體星號表示最佳結果。表4.根和胚軸的鮮重<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>從土壤中取出阿納海姆辣椒后立即得到jU和表5中所示數據。*粗體星號表示最佳結果。該實驗結果證實雖然將營養素、肥料和激素加入到DRiWATER中將對植物有益，但是大多數營養素和激素的加入負面影響DRiWATER凝膠的粘度(見圖1)。該實驗的目的是將生根化合物引入到DRiWATER中而不會使凝膠粘度不穩定。實驗表明如果以合適的比率遞送，DRiWATER中硫酸鋅和醋酸的組合使得辣椒植林的根增長最大-增加208%至283%(見表4、表5和圖3)。根塊比用不含上述營養素的最初DRiWATER處理的根塊大(見表4、表5和圖2)。這表明確立了用醋酸和硫酸鋅生根的最佳比率，濃度為0.167%硫酸鋅和0.07%醋酸。如前所述，本發明涉及用于可控地向植物組織遞送水和營養素的DRiWATER凝膠狀保濕基質的分配。例如，存在于肥料中的一些元素和微量/常量營養素可引入到DRiWATER凝膠中，但是要加入特別的化學品用于抵消降低粘度的元素。將營養素加入到DRiWATER中而不破壞凝膠的粘度將對植物有益。下述營養素可以以所公開的百分率組合與DRiWATER組合以維持凝膠粘度并為所述植物提供最佳結果。例如，如前所述，眾所周知的植物激素是生長素IAA。其它生長素包括但不限于IBA、NAA、2，4-D、2，4-DB等。IAA是天然存在的生長素，已知其促進生根并保護免于高鹽活性。由于酶和光使該生長素降解，因此利用它是不現實的。然而，吲哚-3-丁酸("IBA")(在水溶液中是陰離子或陽離子，取決于pH)在植物界被確認為以許多方式模擬IAA的化合物。區別是IBA的利用是切實可行的并且不容易降解。如下述實驗中進一步描述的，濃度為所用水重量的0.00001wt"/。至0.0003wt。/。的IBA促進生根并且保護植物免于高鹽活性，而不破壞DRiWATER凝膠的粘度。細胞分裂素(激動素、玉米素等)是另一種眾所周知的植物激素，其為生長調節劑。更具體而言，激動素有助于多種植物和酵母中的細胞分裂。已知激動素(在水溶液中是陰離子或陽離子，取決于pH)僅在生長素存在下才增強植物細胞分裂和延遲植物衰老。因此，有益的是配方中包含生長素和激動素。如下述實驗中進一步描述的，濃度為所用水的重量的0.00001wt。/o至0.0001wtYo的激動素增強植物細胞分裂和延遲植物衰老而不破壞DRiWATER凝膠的粘度。赤霉酸("GA3")(在水溶液中是陰離子，取決于pH)是最顯著的促進植物生長的代謝物，屬于稱為赤霉素的(GA3、GA4、GA7等)植物激素。赤霉酸對新秧苗生長和促進種子發芽是特別有益的。所有上述激素在生理低比例下是非常有活性的，并且盡管它們是獨立地有益的，但是在組合中它們具有加合作用，或在一些情形下具有協同作用。如下述實驗中進一步描述的，濃度為所用水重量的0.00001wt。/。至0.0003wt。/o的GA3促進秧苗生長和種子發芽，而不破壞DRiWATER凝膠的粘度。在本發明中認識到，只要濃度不破壞DRiWATER凝膠的粘度，可使用不同于IBA的生長素、由其它赤霉素構成的赤霉酸以及不同于激動素的細胞分裂素。如前所述，防腐劑有助于維持DRiWATER凝膠的粘度以及有助于保護凝膠免受微生物降解。防腐劑可選自苯甲酸鈉、山梨酸鉀以及醋酸，但是不特別限于上述這些。DRiWATER實驗室中的研究證明醋酸將減慢凝膠在土壤中的降解。這是通過作為防腐劑的醋酸實現的。這是上述添加的另一個期望的特征。通過將防腐劑(例如苯曱酸鈉和山梨酸鉀，但不限于這些防腐劑)添加到本發明的組合物中，可進一步調節液化速率。需要將這兩種防腐劑組合一種控制真菌活性，另一種控制細菌活性，盡管每種防腐劑可能對幾組微生物存在某些活性。每種防腐劑的濃度可為所用水重量的0.01wt"/。至0.3wt。/。而不破壞DRiWATER凝膠的粘度。通過將表面活性劑(例如倍半碳酸鈉，但不限于該表面活性劑)加入到本發明的組合物中，可改善水滲透到土壤中。所述表面活性劑可以是倍半碳酸鈉或任何其它環境友好的可相容的表面活性劑。濃度為所用水重量的0.0005wt。/o至0.005\^%的表面活性劑促進秧苗生長和種子發芽，而不破壞DRiWATER凝膠的粘度。下文通過舉例的方式闡明了本發明的實施例并且所述實施例并非意在以任何方式限制本發明，在不脫離本發明的精神和范圍的情形下，其可以有多種變化方案。實施例1:作為實施例，根據優選實施方案本發明組合物可包含246.58g水、5.04g羧甲基纖維素鈉、0.378g硫酸鋁、0.1008g苯甲酸鈉、0.1008g山梨酸鉀、0.423g硫酸鋅、0.0015mg其它植物生長調節劑以及0.0126g倍半碳酸鈉。該配方組合產生一個含有所添加的醋酸鋅、植物生長調節劑、防腐劑和表面活性劑的9盎斯的DRiWATER凝膠包(gdpac)。本發明的優選實施方案包含按重量百分率計的下述物質的混合物97.6%水、2.0%CMC鈉、0.15%硫酸鋁、0.04%苯甲酸鈉、0.04%山梨酸鉀、0.237%醋酸鋅、0.00009%激動素、0.00004%IBA、0.00003%GA3和0.005%倍半碳酸鈉。含有鋅、醋酸、植物生長調節劑、防腐劑和表面活性劑的DRiWATER凝膠是有利的，因為它基于連續的緩釋提供水、提供營養素、促進植物發育和生長并且改善水到土壤中的滲透。鋅、醋酸和其它植物生長調節劑的量和類型可根據具體植物種的需求而變化。表l列舉了根據不同實施方案的本發明實施例。CMC硫酸鋁(Alum)苯甲酸鈉山梨酸鉀醋酸鋅生長調節劑表面活性劑(砂D(lbs)闊flbs)flbs)(lbs)(股)(lbs)2,5004003044140.512,5002002022321.00.52,50013213.266481.50.12,5003002588320.750.752,50035027.52248O.卯O.卯例如，赤霉酸(GA3)調節生長，施用非常低濃度的赤霉酸可具有顯著效果。吲哚-3-丁酸尤其對葉片和莖生根有效。雖然參照具體示例性實施方案描述了本發明的工藝、組合物和方法，但是對本領域普通技術人員而言，顯而易見的是在不背離權利要求中所闡明的本發明范圍的情形下，可對這些實施方案進行各種改變和變化。因此，本說明書被認為是實例性的而非限制性的。根據一個實施方案，本發明提供將所述干成分遞送到施用地點并在當時加水的方法。以精確比例將所述干成分置于期望尺寸的容器中。以干形式和相對于干成分的特定量添加檸檬酸和碳酸氫鈉。通過搖動所述容器混合所述成分。以與干成分成比例的方式添加水。碳酸氫鈉和檸檬酸之間的化學反應混合了所述成分并且形成半硬凝膠。對于至高1夸脫/升的體積而言，該方法的效果良好，該體積對于應用而言是良好的尺寸。根據本發明的該實施方案，將碳酸氫鈉和檸檬酸加入到組合物中的方法可提供以干成分形式運輸本發明組合物的方法。應當理解，實際的成分百分率將根據所希望的凝膠而變化。下面是材料和百分率變化表。17CMC硫酸鋁苯甲酸鈉山梨酸鉀疏酸鋅生長調節劑表面活性劑檸檬酸碳酸氬鈉0.08-3%0.14.3%0.01>0.3%0.01A3%.006-.72%0.00001-0-0025*.22-.44%0.0003%0加618權利要求1.一種當與生物有機體相互作用時釋放浸漬水、氣體和營養素的基質，所述基質包含以下物質的混合物纖維素化合物，其為待用水的0.6wt％至3wt％，平均分子量為90,000至700,000，由下式表示R-O-COOM，其中“M”是取代所述纖維素化合物的羧基上的氫的金屬，“R”是纖維素鏈；水合金屬鹽，其為所用水的重量的0.1wt％至0.3wt％；水，其為96.0wt％至99.5wt％；微量營養素，其選自鋅和鋅鹽，鋅濃度為所用水重量的0.006wt％至0.72wt％；至少一種植物生長添加劑，其選自植物生長激素和植物生長調節劑，其為所用水重量的0.00001wt％至0.0003wt％；至少一種防腐劑，其選自苯甲酸鈉、山梨酸鉀和醋酸，其為所用水重量的0.01wt％至0.3wt％；表面活性劑，其為所用水重量的0.0025wt％至0.006wt％；以及醋酸成分，其選自醋酸或醋酸鹽，醋酸根的濃度為所用水重量的0.1wt％至0.48wt％。2.權利要求l的基質，其中所述纖維素化合物的所述金屬選自鋰、鈉、鉀、銀和銫。3.權利要求l的基質，其中所述水合金屬鹽選自硫酸鋁、硫酸鋅、石克酸銦、-克酸鎘和-危酸鎵。4.權利要求l的基質，其中所述水是充氣的。5.權利要求l的基質，其中所述植物生長激素選自赤霉素和生長素。6.權利要求5的基質，其中所述赤霉素是赤霉酸(GA3)，其為所用水重量的0.00001wt。/。至0.00005wt%。7.權利要求5的基質，其中所述生長素是吲哚-3-丁酸(IBA),其為所用水重量的0.00001wto/o至0.00008wt%。8.權利要求l的基質，其中所述植物生長調節劑是細胞分裂素。9.權利要求8的基質，其中所述細胞分裂素是激動素，其為所用水重量的0.00001wt。/o至0.0001wt%。10.權利要求1的基質，其中所述防腐劑是至少兩種防腐劑的組合,其中至少一種防腐劑具有酸性pH，且至少一種防腐劑具有堿性pH。11.權利要求l的基質，其中所述表面活性劑是倍半碳酸鈉。12.—種以預定的緩釋速率向土壤中的植物提供水、氣體和營養素的方法，所述方法包括將基質置于土壤中，所述基質包含以下物質的混合物lwt。/。至3wt。/。的纖維素化合物，其包含葡萄糖單元，且分子量為90,000至700,000，由下式表示R-0-CH2-COOM，其中"M"是所述纖維素化合物葡萄糖單元上的取代的金屬，"R"是纖維素鏈；水合金屬鹽，其為0.1wt。/。至.03wt。/o;水，其為96.0wto/。至99.5wt%;微量營養素，其選自鋅和鋅鹽，鋅濃度為所用水重量的0.006wt%至0.72wt%;至少一種植物生長添加劑，其選自植物生長激素和植物生長調節劑，其為所用水重量的0.00001wt。/。至0.0003wt%;至少一種防腐劑，其選自苯曱酸鈉、山梨酸鉀和醋酸，其為所用水重量的0.01wt。/。至0.3wt%;表面活性劑，其為所用水重量的0.0025wt。/。至0.006wt%;以及醋酸成分，其選自醋酸或醋酸鹽，醋酸^l的濃度為所用水重量的0.1wt。/o至0.48wt%;以及將植物根置于所述基質附近。13.權利要求12的方法，其中所述纖維素化合物的金屬選自鋰、鈉、鐘、4&和銫014.權利要求12的方法，其中所述水合金屬鹽選自硫酸鋁、硫酸鋅、硫酸銦、硫酸鎘和硫酸鎵。15.權利要求12的方法，其中所述水是充氣的。16.權利要求12的方法，其中所述植物生長激素選自赤霉素和生長素。17.權利要求16的方法，其中所述赤霉素是赤霉酸(GA3)，其為所用水重量的0.00001wt。/。至0.00005wt%。18.權利要求16的方法，其中所述生長素是吲哚-3-丁酸(IBA)，其為所用水重量的0.00001wt。/o至0.00008wt%。19.權利要求12的方法，其中所述植物生長調節劑是細胞分裂素。20.權利要求19的方法，其中所述細胞分裂素是激動素，其為所用水重量的0.00001wt。/o至0.0001wt%。21.權利要求12的方法，其中所述防腐劑是至少兩種防腐劑的組合，其中至少一種防腐劑具有酸性pH，且至少一種防腐劑具有堿性pH。22.權利要求12的方法，其中所述表面活性劑是倍半碳酸鈉。23.權利要求12的方法，其還包括在將所述植物根置于所述基質附近之后添加土壤以覆蓋植物的根區；以及給所述植物澆水，以便在所述基質開始釋放水分和營養素之前有助于將移植休克降至最低。24.—種制備當其與生物有機體相互作用時釋放浸漬水、氣體和營養素的基質的方法，所述方法包括將所述基質的干成分置于6盎斯至32盎斯的期望應用大小的容器中；將粉末狀的檸檬酸添加到所述容器內的成分中，所述檸檬酸為待添加水重量的0.22wt。/。至0.44wt%;將碳酸氫鈉添加到所述容器內的成分中，所述碳酸氫鈉為待添加水重量的0.15wt。/o至0.33wt%;攪拌所述容器中的成分；以及向所述容器中加水。全文摘要本發明涉及用于可控地向植物組織例如植物的整個垂直根系遞送水、氣體、微量營養素、植物生長添加劑、防腐劑和表面活性劑的凝膠狀保濕基質。本發明的優選實施方案包含按重量百分率計的下述物質的混合物97.6％水、2.0％羧甲基纖維素鈉、0.15％硫酸鋁、0.04％苯甲酸鈉、0.04％山梨酸鉀、0.237％醋酸鋅、0.00009％激動素、0.00004％吲哚-3-丁酸、0.00003％赤霉酸和0.005％倍半碳酸鈉。本發明中公開的這些營養素的濃度維持所述基質的粘度。結果，所述保濕劑將水、鋅、醋酸、生長素、赤霉素和細胞分裂素保留在凝膠中并以可控制的速率將水和營養素釋放到土壤表面中，使得能夠實現細胞生長、形成新葉片、新芽旺盛生長、甚至更成熟以及改善的逆境耐受性。將檸檬酸和碳酸氫鈉加入到本發明的干成分中提供了由干形式形成交聯凝膠的另一種方法。文檔編號C05F11/00GK101501163SQ200780029815公開日2009年8月5日申請日期2007年6月7日優先權日2006年6月12日發明者哈羅德·詹森,杰特·蘭斯頓,格蘭·史密斯,約瑟夫·帕特諾斯特申請人:約瑟夫·帕特諾斯特;格蘭·史密斯;哈羅德·詹森;杰特·蘭斯頓