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专利名称:植被处理的制作方法
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:
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***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(insulatingcone)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(triggerlinkage)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(cornspeedwell)、苗白三叶草(seedlingwhiteclover)、早熟禾(annualbluegrass)、繁缕(chickweed)、普通蒲公英(commondandelion)、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()、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(bentgrass),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(curlydock)。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(cloudseeding)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iPseudomonassyringae))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^rwinia
ananas.)、曬夏抱欧文氏菌(/.uredovora)、野油菜黄单胞菌{Xanthomonascampestris)、野油菜黄单胞菌小麦致病变种()、突光假单胞菌0°./7ο/.(95.(9/75.)、绿黄假单胞菌()、绿针假单胞菌()、恶臭假单胞菌(P.、成团肠杆菌
ijkiterobacter、生癌肠杆菌()、酉良酒酵母{Saccharomycescerevisiae)、Fusariumacuminatu>燕麦f廉子包{Fusariumavenaceum)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)=。图3显示在处理后7天,大的马唐(3-4分蘖)控制。LSD=。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(spraywand)。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/。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(gripactivator)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