用于在開花植物上分布的花粉組合物和方法
【專利說明】
[0001] 本申請要求于2012年11月28日提交的美國臨時申請?zhí)?1/730,639和于2013 年9月27日提交的美國臨時申請?zhí)?1/883,969的權(quán)益，出于所有目的這些申請的每者的 內(nèi)容通過引用以其全部內(nèi)容特此結(jié)合。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本申請涉及使花粉組合物農(nóng)業(yè)分布在開花植物上以增加這些開花植物的授粉。本 發(fā)明確切地涉及增強和能夠?qū)崿F(xiàn)使花粉組合物機械分布在開花植物上以降低與標準遞送 方式相關(guān)聯(lián)的風(fēng)險的新型能生育花粉組合物、機械化分布系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 蜜蜂對三分之一的所有食用的食物進行授粉（1)。然而，蜜蜂正處于危機之中。 它們正因蜂群衰竭失調(diào)癥（CCD)而以創(chuàng)記錄的速率相繼死去（2)。已經(jīng)對為什么每個冬天 全國都有30%的蜜蜂相繼死去的這個問題投入數(shù)百萬美金的研宄。在最近的官方報道中， USDA沒有發(fā)現(xiàn)該問題的清楚原因，雖然他們列出了可能促成該問題的若干因素（3)。這些 相繼死去也是非常突然的。有一天養(yǎng)蜂人會檢查他們的蜂房并且發(fā)現(xiàn)他們的蜜蜂是健康 的，而下周他們發(fā)現(xiàn)所有的蜜蜂死亡。
[0004] 這個問題可以對全國食物供應(yīng)具有破壞性影響。過去七年里蜜蜂相繼死去的平均 速率是大約29% (4)。這比認為是可承受損失百分比遠高10%-15% (5)。蜜蜂數(shù)量不足 將導(dǎo)致由于不能進行充分授粉而引起的作物損失。大多數(shù)作物是僅部分地依賴于蜜蜂，并 且蜂群減少對于該作物而言將不是災(zāi)害性的但將引起產(chǎn)率減少。然而，一些作物如巴旦杏 是完全依靠蜜蜂授粉的。實際上，全國有60%的蜜蜂被卡車載運到加利福利亞中部用于兩 周的短授粉周期（6)。這意味著如果沒有足夠的蜜蜂，巴旦杏樹將不能被授粉并且巴旦杏產(chǎn) 量將下降。由于CCD的突發(fā)性質(zhì)，一些養(yǎng)蜂人發(fā)現(xiàn)他們的蜜蜂死亡而他們將不能夠在授粉 季節(jié)之前的短時間內(nèi)履行他們的蜜蜂合約。這增加了巴旦杏農(nóng)的恐懼和風(fēng)險。很明顯，這 是可以影響全國食物供應(yīng)的大問題。然而，該問題不止存在于美國。整個世界正與CCD作 斗爭。因此，全世界依賴于昆蟲授粉的作物正處于危險中（7)。
[0005] 當(dāng)農(nóng)業(yè)方法繼續(xù)變得更緊密集中時該問題加重。這種情況的一個實例是在加利福 利亞高密度生產(chǎn)巴旦杏。超過90%的所有美國巴旦杏產(chǎn)量來自加利福利亞的三個縣。當(dāng)是 時候?qū)@些作物進行授粉時，美國所有蜜蜂中的60%被引進到該國家的一個小地區(qū)中。一 個地區(qū)中的所有這些蜜蜂會引起涉及蜂群衰竭失調(diào)癥的問題。當(dāng)在短時間內(nèi)一個蜂群失去 超過30%的蜂蜜時發(fā)生這種綜合征。這可以起因于許多來源，包括疾病和寄生蟲的轉(zhuǎn)移或 僅僅由缺乏豐富覓食材料引起的饑餓。農(nóng)民每英畝巴旦杏引進兩個或更多個蜂房以確保在 短受精季節(jié)里完成授粉。巴旦杏是一種開花非常早的作物并且這些巴旦杏覆蓋幾乎單一培 養(yǎng)的廣大地區(qū)，所以在這個時間過程中幾乎不存在其他飼料供這些蜜蜂喂食并且會引起蜜 蜂的不健康狀況和死亡。對于這些巴旦杏種植者而言存在其他重大風(fēng)險。這些風(fēng)險包括氣 候和跨越該國家的蜜蜂運輸，該蜜蜂運輸涉及許多物流風(fēng)險。蜂房疾病可以意味著即使這 些蜜蜂被運輸并且氣候配合，這些蜜蜂仍可能不能夠充分地移動花粉。
[0006] CXD的另一個經(jīng)濟影響是對于許多作物如巴旦杏租用蜂房的成本迅速增加。在剛 剛過去的五年里，蜂房租金從一英畝$100漲到一英畝$350的現(xiàn)價（8)。這個問題因以下事 實而加劇：由于巴旦杏需求增加，巴旦杏英畝數(shù)不斷增加因而引起對不斷增加的蜜蜂有限 供應(yīng)的需求更多。
[0007] 蜜蜂具有除了蜂群衰竭失調(diào)癥以外的另外的風(fēng)險。即使這些蜜蜂在適當(dāng)時間是在 農(nóng)場里，也存在關(guān)鍵時期過程中這些蜜蜂將不能對這些作物進行授粉的風(fēng)險。一些作物僅 具有兩天的窗口期（window)來對這些作物進行授粉。如果在該時間過程中由于如疾病或 氣候條件較差的因素這些蜜蜂沒有對該作物進行授粉，產(chǎn)率受到嚴重影響（9)。在豐年里， 這些蜜蜂可以僅對高達10%的花進行授粉。惡劣氣候使這個數(shù)值顯著降低。種植者拼命地 尋找降低這些授粉風(fēng)險的方法。
[0008] 該蜜蜂授粉問題影響著極大的市場。在美國，2012年蜜蜂授粉的作物具有$150億 價值（10)。蜜蜂授粉的作物的全球價值是$2170億。巴旦杏、蘋果、櫻桃、李、梨、藍莓、鱷 梨、甜瓜、黃瓜、獼猴桃以及杏是使用蜜蜂作為一種授粉方法的幾種作物（11)。該巴旦杏作 物是最受目前蜜蜂危機影響的。該巴旦杏市場由在加利福利亞種植約810, 000英畝巴旦杏 的約6, 500位農(nóng)民構(gòu)成（12)。該巴旦杏產(chǎn)業(yè)還正經(jīng)歷強勁增長，其中需求以每年7. 3%增 長（13)。2009年，該巴旦杏收獲的價值是$22億（14)。2012年，該巴旦杏產(chǎn)業(yè)的價值達到 $41億（15)。結(jié)果英畝數(shù)從2005年的590, 000英畝增加到2012年的810, 000英畝（16)。
[0009] 2011年/2012年出口了 71%的種植于加利福利亞的這些巴旦杏（17)。35%的那 些出口物去往西歐、38%去往亞洲并且17%去往中東（18)。中國是位列美國之后的最大目 的地，接著是西班牙、印度和德國（19)。在美國，巴旦杏是最有價值的特產(chǎn)作物出口物，并且 在加利福利亞是最有價值的農(nóng)業(yè)出口物。加利福利亞種植世界上80%的巴旦杏。
[0010] 需要依靠蜜蜂而對巴旦杏和其他作物進行授粉的替代和更可靠的方式。還希望找 到替換或補充蜜蜂授粉的方法以為在過去僅依賴于昆蟲授粉的這些農(nóng)民降低風(fēng)險并增加 利潤。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明涉及在一種開花植物上分配（disburse)能生育的花粉的改進型花粉組合 物和方法。這些改進型花粉組合物通過機械方式例如靜電施加來增強花粉生育力持續(xù)時間 和/或花粉分配。這些能生育花粉組合物優(yōu)選包括多個能生育的花粉粒和選自下組的至 少兩種水可混溶載體的組合，該組由以下各項組成：丙二醇、甘油、乙二醇、1，3-丁二醇和 1，4-丁二醇以及乙酸乙酯。在一個替代配制品中，這些能生育花粉組合物包括能生育的花 粉粒和按重量計以至少20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%或98%的該花 粉組合物的量存在的至少一種水可混溶載體，其中該至少一種水可混溶載體選自下組，該 組由以下各項組成：丙二醇、甘油、乙二醇、1，3- 丁二醇和1，4- 丁二醇以及乙酸乙酯，例如 包含至少丙二醇的一種能生育的組合物。
[0012] 在某些方面中，該組合物包含多個能生育的花粉粒；和選自下組的至少兩種水可 混溶載體的組合，該組由以下各項組成：丙二醇、甘油、乙二醇、1，3- 丁二醇、1，4- 丁二醇以 及乙酸乙酯；或按重量計以至少40%的該花粉組合物的量存在的至少一種水可混溶載體， 其中該至少一種水可混溶載體是選自下組，該組由以下各項組成：丙二醇、甘油、乙二醇、 1，3- 丁二醇、1，4- 丁二醇以及乙酸乙酯。在其他方面中，該組合物包含多個能生育的花粉 粒；和選自下組的至少一種水可混溶載體，該組由以下各項組成：丙二醇和乙二醇。
[0013] 該至少兩種水可混溶載體或該至少一種水可混溶載體可以是以下各項中的任何 一種：丙二醇和甘油；甘油和乙二醇；丙二醇和乙二醇；乙酸乙酯和甘油；乙酸乙酯和丙二 醇；以及乙酸乙酯和乙二醇。
[0014] 該組合物可以進一步包含糖類、鉀、鈣、硼以及硝酸根離子以促進花粉管生長。在 某些實施例中，該組合物進一步包含蜂引誘劑。在其他實施例中，該組合物進一步包含抗氧 化劑和/或防腐劑。
[0015] 本發(fā)明還涉及花粉分布系統(tǒng)。在某些實施例中，該花粉分布系統(tǒng)包括：至少一個第 一罐，該第一罐含有一種能生育花粉組合物；與該第一罐流體聯(lián)通的一個第二罐，該第二罐 含有一種水溶液；一個混合閥或一個混合罐，該混合閥或該混合罐用于使來自該第一罐的 該能生育花粉組合物與來自該第二罐的該水溶液相混合。該花粉分布系統(tǒng)典型地進一步包 括與所述混合閥或混合罐流體聯(lián)通的一個噴霧噴嘴；和任選地，連接到所述噴霧噴嘴上的 一個霧化氣體源。
[0016] 本發(fā)明進一步涉及使能生育的花粉分配在一種開花植物上的方法，該開花植物例 如巴旦杏；櫻桃；梨；蘋果；開心果；李；桃；杏；鱷梨；藍莓；瓜；黃瓜；棉；咖啡豆；蘆筍；洋 蔥；花椰菜；苜蓿；大豆；芹菜；橘；檸檬；草莓；榲梓；黑莓；番茄以及樹莓。使能生育的花 粉分配在一種開花植物上的一種示例性方法包括以下步驟：將一種水溶液添加至在此描述 的該能生育花粉組合物以產(chǎn)生一個噴霧體積；并且將該噴霧體積的至少一部分噴霧在一種 開花植物上，因而使該能生育的花粉分配在該開花植物上以對該開花植物進行授粉。有利 地，在某些實施例中，可以使用一個靜電噴霧器對該能生育花粉組合物進行分配?？梢栽趪?霧于該開花植物上之前使用一個混合閥或混合罐以按重量計至少50 %、75 %、85 %、95 %或 97%的量將該水溶液添加至該能生育花粉組合物。
[0017] 在某些實施例中，在用該能生育花粉組合物對該開花植物進行噴霧的5秒、10秒、 5分鐘、15分鐘、30分鐘、45分鐘或1小時內(nèi)將該水溶液添加至該能生育花粉組合物。
[0018] 本發(fā)明還涉及一種分配能生育的花粉的方法，該方法包括以下步驟：將如在此所 描述的一種能生育花粉組合物添加至適合用于連接到一個分配裝置上的一個花粉儲存容 器，該能生育花粉組合物包含多個能生育的花粉粒和選自下組的至少兩種水可混溶載體， 該組由以下各項組成：丙二醇、甘油、乙二醇、1，3_ 丁二醇和1，4-丁二醇以及乙酸乙酯；或 按重量計以至少20%、30%、40%、50%或60%的該能生育花粉組合物的量存在的至少一 種水可混溶載體，其中該至少一種水可混溶載體選自下組，該組由以下各項組成：丙二醇、 甘油、乙二醇、1，3- 丁二醇和1，4- 丁二醇以及乙酸乙酯以產(chǎn)生一種能生育花粉組合物；并 且使用該分配裝置從該花粉儲存容器中將該能生育花粉組合物的至少一部分推送到一種 開花植物上以對該開花植物進行授粉。
[0019] 本發(fā)明可以用來對任何開花植物進行授粉，包括但不限于菊類植物、薔薇類植物、 真雙子葉植物以及來自薔薇科的植物。
【附圖說明】
[0020] 圖1描繪了用于提供花粉分布的一個系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有含有一種花粉懸浮液的一 個第一罐（1)、含有一種水溶液的一個第二罐（2)以及連接這兩個罐的一個混合閥（3)或混 合罐（未示出）。一個噴霧噴嘴（5)是與該混合閥（3)流體聯(lián)通的。還示出了一個霧化氣 體源（4)和離開噴霧噴嘴（5)的噴霧（6)。
[0021] 圖2描繪了在離開該噴霧噴嘴之后的一個液滴（7)內(nèi)部的一種花粉粒（8)。該液 滴可以由于在該噴霧噴嘴上產(chǎn)生的電離或誘導(dǎo)而帶靜電荷。
[0022] 圖3描繪了加利福利亞馬德羅（Madera)附近的36英畝巴旦杏樹試驗區(qū)，其中用 每英畝10克花粉或每英畝40克花粉對樹進行處理并且測量所得到的巴旦杏產(chǎn)率并與未處 理的對照進行比較。
[0023] 圖4描繪了在加