形成土壤膜的混合物的製作方法

2023-07-01 01:04:01 2

專利名稱：形成土壤膜的混合物的製作方法
技術領域：
本發明涉及產品概念形式的改善土壤、生長和氣候的裝置，它包括優選有機材料的有機、環保、生物可降解並抗氧化的混合物，可以以乾物質形式施加到潮溼土壤裡或者以液體狀態施加到幹土壤裡，然後在土壤的頂部和/或給定深度固化成可降解的薄膜。該薄膜的性質可以設置，從而使其能夠調節或改變土體量(soil mass)在其表面上和/或表面下的反射性質、能量等級、氧化性質、分解速率、可燃性、機械強度、溫度、液體蒸發速率、水分流失、溫室氣體呼吸(respiration)和養分轉換速率，從而使得能夠控制植物的萌芽和生產條件。該薄膜或膜可以單獨用作含養分的土壤添加物，或者可以和標準植物養分或肥料結合施加到土壤裡。
而且，本方面涉及將根據本發明的混合物用作執行下列一項或多項任務的手段的方法景觀植被重建、強化表層土、增加或降低有用植物的生長速率、控制/減少/消除近地面自由基和臭氧的量、控制土壤和空氣溫度、調節土地水分含量、控制通過生物量排放到大氣中的溫室氣體的量和釋放速率、成為種子、微生物和微觀藻類的生長培養基、降低土壤侵蝕和沙流、調節腐殖質水平、使自身適合和創建微生物、種子和表面植被的理想條件/理想溫度、以及通過生成逆熱場區在地表產生受控的空氣循環，其中逆熱場區形成了能產生和維持空氣循環和能量傳遞的熱空氣柱。該薄膜還可以用作抑制生長和阻燃物質的載體，用以控制雜草和創建防火帶，並且可以在其中加入防害蟲等的環保試劑。
背景技術：
地球人口已從1960年的約30億增加到2002年的約62億，預計在約2050年達到約110億的峰值，然後緩慢下降，也即，在僅僅90年裡世界人口幾乎變成了4倍。人口膨脹對於提高世界食物生產來滿足對更多食物的不斷更快增長的需求已經是而且仍會是重大的挑戰。
直到20世紀，主要是通過耕作新的土地來滿足對更多食物的需要。農業方法和生產力大部分都留給了農民去考慮[1]。但是，在二十世紀後期，可以獲得的新耕作面積由於多個原因，包括對最易獲得面積的過度使用、對剩下的野地的保存等，而受到嚴重限制。這意味著需要獲得除開墾新土地以外的其它提高農業生產的方法。
簡而言之，可以說解決方案就是農業的現代知識化，其中廣泛應用機械操作力量以及如何最大效率的耕作土地的科學知識。重要的因素是使用合成肥料、人工灌溉、化學方法控制雜草和害蟲，以及產量更高並且抗害蟲能力更強的新型基因改性作物。顯示出現代農業重要性的一個例子是美國1940年3100萬公頃的玉米產量是5600萬噸，而1999年2900萬公頃玉米產量是2億4000萬噸，即，每單位面積耕作土地產量變成了4倍。1998年，世界食物產量是50億3400萬噸(來源FAOSTAT)，1999)，其中99％來自農業，漁業和打獵佔1％。如果這些量的食物平均分配，可以為比現有人口還多9億的人口每天提供2350千卡的健康飲食。目前，地球上的食物剛剛充足，從1960以來，食物生產增加了，但總耕作面積沒有明顯增加。但是，這個戰役遠沒有獲得勝利。在下個50年裡，預計世界人口還要翻倍，這意味著人類如果想避免全世界的饑荒，就必須將農業生產力變為現在的幾乎兩倍。
但是，現代農業帶來了問題。可能主要妨礙所需生產能力翻倍的一個嚴重問題，就是地球上大多地方可用淡水量正在變少。根據世界氣象組織(World Meteorology Organization)的報導，1997年地球上70％的淡水消耗是用於農業用地的灌溉。而這些量的水僅僅用於世界農業用地的17％，這些農業用地自身貢獻了40％的當年總食物生產。1997年，聯合國估計世界人口的1/3生活在水供應遭受中等到高壓力水平的地區，且預計在2025年多達2/3的世界人口將面對這種相同處境。所以，在實現生產力目標時，顯然優化使用淡水資源將是非常重要的因素。
另一個農民畢生都要與之鬥爭的問題是生長了不想要的植物品種，它們和有用的植物競爭著空間和養分。在現代農業中，通常通過廣泛使用稱作除草劑的有毒化學物質解決這個問題。生長不想要的植物這個問題不僅僅和農業相關，而且對幾乎所有形式的生長不想要的植物品種會導致麻煩的綠地來說，都是問題。除草劑採用選擇性和非選擇性植物保護劑的形式，但都有相對較貴以及為了發揮這些化學物質的最佳功能需要有訓練的工人來使用這些缺點。這是因為使用不當會使有毒物質誤用，從而出現人身傷害和不必要的環境壓力。另一個因素是使用有毒物質本身會造成環境負擔並帶來非有意破壞的危險。已知化學試劑的替代方案是用機械方法對雜草進行控制。但這種方案極度費力，因此成本高，並且另外通常促進土壤侵蝕。所以，需要可替代環保解決方案，其成本不高，且可以由沒有訓練的工人基本上沒有任何危險的使用。
為了滿足未來的食物需求，很可能需要開始使用目前不適合農業耕作的土地。例如，如果能找到解決頂層的沙流、水分流失、溫度條件等的途徑，則沙漠地區具有相當的潛力以在將來用作農業用地，因為沙漠地區可以在具有食物生產所需的溫暖有利氣候條件的地區提供大量新的農業用地。
在數十年裡人類每年對食物的需求將從目前讓人生畏的50億噸增加到幾乎100億噸，這個簡單事實表明人類如果為了以可持續方式生產這麼大的量，就需要環保的方法。並且由於已經確定最大的食物需求出現在具有許多沒有受過訓練的工人的貧窮地區，所以這些方法必須非常便宜，從而能在地球上人口最多的貧窮地區使用。所述方法還應該使用起來足夠容易，使得每個人不管教育程度如何都可以正確使用。
現有技術在農業中已經採用許多不同的薄膜和塗層用作比如農田和植物床的表面覆蓋物，從而獲得植物生長的特定條件。大家最熟知的是將不同類型的暗塑料薄膜用作覆蓋物，從而使薄膜下的土壤具有較高的溫度，並從而提高作物產量。
美國專利US5729929公開了一種在農業中使用的塑料薄膜。該薄膜由聚合物材料比如聚乙烯製成，銷售時有確定的寬度，並且由透明塑料、白色或銀色塑料和暗色塑料的縱向條或條紋組成。該薄膜通常在中心部位具有透明或白色塑料的縱向條，在每側具有暗色塑料條紋。這種薄膜的目的是確保由該薄膜覆蓋的畦或床，在側邊的溫度較高，而在覆蓋植物的中心部分溫度較低。這樣在這些區域之間形成了溫差和加強的溼氣循環，這意味著有害的鹽會遷移到側邊部分，從而阻止雜草在側邊生長。但是，該塑料薄膜不能生物學降解，必須人工去除，而且每個生長季節都要替換。
US4794726公開了放置在植物莖杆周圍土壤上的蓆子。這種蓆子由編織在一起的纖維熱塑材料構成，並以一定寬度和長度提供。蓆子上覆蓋了一層薄片形式的鋁顏料。蓆子的目的是鋁片將太陽光向上反射到植物葉子的背面，從而促進生長和提高作物產量。蓆子不透射太陽光，所以使植物根部的溫度變化最小。構成蓆子的材料不會降解，所以可以從一個生長季節用到下一個生長季節。
US3775147公開了可以通過噴塗施加到土壤上的白色薄膜。該白色薄膜由白色顏料、粘合劑和作為溶劑的水組成。薄膜的目的是在植物的萌芽期間保持土壤的溫度在較低的水平，從而提高產量。該專利沒有給出關於調節薄膜的反射性質以用於調節薄膜下土壤溫度的途徑的任何提示。
NO20003587公開了一總成膜粉末混合物，該混合物溶於溶劑中，然後以液體狀態施加到土壤裡，以在土壤上層固化成膜。所述粉末混合物應該包括-蛋白質粘合劑；-纖維材料比如纖維素、紙纖維、植物纖維等；-溶劑比如水或槳汁；-至少一種暗色和一種淺色顏料；-動物或植物油；和-銨化合物。
該混合物還有利地是具有在其中加入的發泡劑和/或pH調節劑，並且該混合物應該優選由本身是有機廢物的原料製成，從而其非常便宜、完全可生物降解而且有助於解決其它工業的廢物問題。另外，該膜本身是植物的養分。
所引用的專利說明書中沒有一個提供了充分可持續的方案，而且另外只提供了針對在上述高效可持續農業生產中遇到的某些問題和挑戰的解決方案。
發明目的所以，本發明的目的之一是提供優選有機材料的混合物，該混合物當加入到土壤中時在土壤頂部和/或給定深度形成環保的、可生物降解的抗氧化膜，它具有改善土壤和促進生長的效果，同時不會使土壤貧瘠化。
另一目的是提供優選有機材料的混合物，該混合物當加入到土壤中時在土壤頂部和/或給定深度形成環保的、可生物降解的抗氧化膜，其中該膜體或薄膜體降低近地表生物有害臭氧和自由基的能力得到了最優化。
又一個目的是提供採用本發明的混合物同時完成一個或多個下述任務的方法調節土地表面的反射率從而調節土地表面和生長區的溫度；強化表層土；降低或防止水分流失或蒸發；限制或控制生物氣的呼吸；使生物量呼吸的CO2量和吸收CO2的植物量的吸收潛力或吸收能力相適應；提高根和流體以及養分的接觸，及增加流體和養分的轉化；最小化或者防止土壤表面和/或腐殖質層的侵蝕；減少/防止不需要的植物生長；在表面創建熱區從而產生空氣流；減少或消除近地表臭氧和自由基。
發明概述通過下述本發明的說明書和所附權利要求，實現了本發明的目標。
本發明涉及改善土壤並促進生長的環保、可生物降解、優選是有機材料的混合物，該混合物可以作為乾物質施加到溼土壤或者以液體狀態施加到幹土壤，隨後其在土壤頂部和/或給定深度固定或固化成可降解的透氣薄膜。有利地，該混合物可以以由乾燥並磨細的有機材料的乾粉組成的基礎混合物的形式提供，該有機材料包括增稠劑和/或固化劑以及一種或多種顏料。該基礎混合物隨後當置於適當量的溶劑中時，溶解並隨後形成或多或少的液體物質，該液體物質在施加到待處理土壤中後固定或固化成呼吸即透氣性薄膜或膜。該基礎混合物的所有組分必須使水溶性的，且合起來應該對環境具有抗氧化效果，即，至少一種組分是抗氧化的，而其餘成分必須進行選擇以確保混合物整體對周圍環境具有抗氧化效果。優選該粉末混合物的所有成分都具有抗氧化效應。為了進一步提高本發明的所得薄膜或膜的抗氧化效果，有利的做法是使該乾粉混合物用電子飽和成至少中性，但也可能包括過飽和，因此向粉末混合物提供過多的電子。實現該粉末混合物電子飽和的合適方法是採用電離，但任何已知方法都可用來實現這種電子飽和。
雖然對加入該基礎混合物中添加劑的量進行了控制，或者任選該溶液由基礎混合物形成，但是本發明所得薄膜或膜可以具有許多不同於上述的性質的一種或多種。添加劑優選包含一種或多種下列類型的物質顏料、粘合劑、水穩定劑、防腐劑、抗氧化劑和調節薄膜電導率的試劑、無機鹽和pH調節劑。另外，在有些情況下，可能需要使用加強材料和添加劑比如生物可降解纖維和填料。因此，獲得了實際上具有普遍性的方法，其可用來調節下列影響植物生長和萌芽條件的一個或多個因素根部或種子周圍的土壤溫度、溼度和養分攝取。它減少了表面侵蝕，在萌芽期將種子粘合住、構成雜草物種種子萌芽的不可穿透的屏障、防止/降低水分流失到下層土壤、形成幾乎不可燃燒的表面覆蓋物等等。
採用的有機材料是指任何源自動物界或植物界的材料，並且該材料處於幹的磨細(粉碎的)狀態，可以溶於水。在本文中的溶解是指化學溶解以及機械溶解，即以離子、複合物等的形式化學溶解，以乳狀液、分散顆粒等形式的機械溶液。還可以想像的是可以採用其它極性溶劑代替水，但由於水的易得性和低成本通常它是優選的。
本發明可以用在所有需要調節植物生長條件的區域，比如農業、園藝、綠地、運動場、路邊等。而且，通過改變固化劑或者增稠劑的量，可能控制流體在固化成固體薄膜之前滲透到土壤中的深度。因此，獲得了在最多數米的深度優選約1米的深度調節水分流失或其它植被生長條件的方式。
根據本發明的薄膜或膜的潛在可獲得的性質的範圍很寬，因此，除了用來在當今氣候不適應植物生長的地區調節土壤的生長條件從而從新創建植被之外，使其適用於調節實際上所有可以想到的氣候區和土壤類型的有用植物的生長條件。這適用於天然太暖、太幹、太冷和/或表面侵蝕太多以至於植物無法自然生長的地區。
本發明的薄膜或膜可以具有的性質使其能夠用於其它目的，比如通過融化雪而延長生長季節、在容易出現森林大火的地形中提供阻燃地帶、充當雜草和/或昆蟲控制的表面薄膜、充當裝飾性的覆蓋物直到新的播種開始或者植入的植被已經生長，等等。
本發明的一個方面是它可以從抗氧化有機物質或化合物製成，所述有機物質或化合物是生物可降解的，充當植物的養分，並且另外是選擇的天然、工業和/或家居有機廢物。從而獲得了對使用本發明的生態系統極少或者沒有有害影響的環保裝置/土壤改進裝置。而且，使用廢物使原料購買非常便宜，且如果是收集的話有些不用收費，有些甚至會付錢給那些收走它們的人，因此本發明代表了一種非常便宜、抗氧化的、改善土壤並促進生長的裝置。
本發明的另一方面是通過使用表面薄膜或膜，可能控制或調節土地區域的反射率，從而創建要麼冷卻要麼加熱該土地區域上方空氣的熱極性「島」，從而生成熱誘導的空氣流，該空氣流可以如需從該區域抽走溼氣或者加入溼氣。因此，得到了這種裝置，它可以引起降水量模式的變化，從而使天然不適應生長的地區變得適於有用植物比如穀物、玉米等的生長。
本發明另一方面是通過使用本發明的表面薄膜或膜，可能改變或者調節該地區的反射率，從而降低其CO2呼吸率。當廣泛使用(大面積)時，本發明可以是用來將碳固定在生物量中的便宜而有效的裝置，因而有助於顯著降低國家的總溫室氣體CO2排放量。將這種效應和在當前自然環境不適應植物生長的地區重新建立植被接合起來，可能將真正大量的大氣中的CO2固定在生物量裡。本發明的這個特徵對許多需要盡到減少溫室氣體排放這個義務的國家來說，都可以是無法估量的和有用的貢獻，因為通過將大氣中的CO2固定為樹木形式，可能將CO2固定數百年，直到樹質腐爛為止。在樹質腐爛之前，用油年代將會終結，所以由於當前使用礦物燃料導致的溫室效應的壓力會一定程度地減輕。
本發明的又一方面在於調節反射率可用來改變局部降水量模式。例如，反射率調節可用來通過在兩平方公裡到數平方公裡(如需)的地區布置和周圍土壤的反射率相比反射率低的表面膜或薄膜，在乾燥的沿海地區提供降水。由此，該覆蓋的地區是部分陽光加熱程度比周圍大陸塊高得多的局部地區，因此會生成上升氣流，也稱作熱氣流。熱氣流產生了局部低壓，所述低壓從附近的氣團吸入空氣，從而使得能夠生成來自大海的受導和受控空氣流，該空氣流穿過乾燥的陸地。由於熱氣流將該空氣上舉到較高的空氣層，所以空氣被冷卻，水分內容物以雨水的形式形成降水。通過這種方式，可能為沿海沙漠地區提供水。
本發明打算以乾粉形式作為基礎混合物投放到市場上，所述乾粉是通過乾燥和磨細有機材料製成的，優選同時用UV光照射並暴露在負離子化電場中。負離子化是指土體量暴露在具有負極性的電場下，以消除任何帶正電荷的自由基(氧化劑)，並確保該土體量被電子飽和，從而其抗氧化性能得到改善。UV輻射和離子化都能殺死任何微生物，並為該基礎混合物消毒。當存在這種危險，即該有機原料可能包含毒性或者致病微生物時，這個特徵就很重要。
使用時，在該基礎混合物中加入一種或多種上述添加劑，然後該基礎混合物溶解在水中。可以用從水果、漿果、植物或常見多汁植被壓出的有機流體完全或者部分替代水。隨後，將該溶液噴射到待處理的土壤區域，該土壤區域隨後固化成堅實的粘性薄膜。該液體適用於所有已知的噴射設備，從手持噴射裝置到機械裝置包括飛機。可替換地，乾粉混合物，即包括選定量和類型的添加劑的基礎混合物，可以以乾粉形式施加，即以粉末形式撒在待處理的土壤上然後溼潤，其中溼潤或者是由於土壤足夠溼而能溶解粉末並成膜或者是由於撒上粉末的同一地區主動澆上了水。也可以採用犁和/或其它配備了噴嘴來注射流體或乾粉的機械裝置，將該液體混合物或者粉末混合物混進土壤中。簡而言之，本發明可以採用所有將液體或乾粉分布在表面上的常規已知方法和設備施加。同樣的設備可以用於已知將液體或粉末摻合到土壤中的技術。
本發明在小規模比如私人花園和大規模的工業食物生長上同樣正好適用。可以預計針對許多標準條件和應用的已經準備好的粉末混合物將是可用的，並且用戶能夠買到散裝的基礎粉末混合物和添加劑，從而能夠根據其要求定製薄膜。因此，本發明獲得了一種改善土壤的裝置，它簡單、便宜、靈活性很強、並適於如上所述的多個不同目的。
本發明是簡單而又非常便宜的裝置，用來對或多或少代表當今環境和/或經濟問題的許多條件施加影響1)全球變暖，為此可以將本發明的製品，即所得薄膜或膜的反射設置為所需等級，從而使土壤面積的反射率可以進行調節，以減少太陽入射輻射能中被土地吸收的量。
2)CO2量，為此該製品可以調節呼吸率(是溫度控制的結果)，從而調節從土壤的生物量釋放到大氣中的CO2量。
3)水短缺，為此本製品減少或控制了水蒸汽從地面蒸發的速率。
4)土壤侵蝕，為此本製品可以提高表層土的機械強度、降低表層土的溫度並提高土壤溼度。
5)沙漠化，為此本製品將沙表面和溼氣結合在一起。
6)土壤氧化，為此可以將該製品進行設置以控制微生物層內和上面的自然氧化過程。
7)物種遷移，為此本製品可以在例如乾旱影響的地區穩定或者重新創建耕作條件，並且本製品可以用來生成局部熱氣流以及隨後的溼氣降水(下雨)。
8)植被著火，為此本製品能夠通過在森林或者其它易失火的天然植被中形成非燃燒地帶來容納火災。
9)垃圾堆，為此本製品可以由生物或有機廢物製成，從而避免燃燒和儲存階段。
發明詳述現在將更詳細地描述本發明，並將給出本發明優選實施方案和用途的例子。
發明要點是提供磨細的乾燥後的有機原料的基礎幹混合物，其中加入了增稠劑和/或固化劑以及一種或多種顏料，且或者將該幹混合物溶解在水中從而得到可以噴灑到幹土壤表面的液體，或者將該乾粉混合物以粉末形式撒在溼土壤表面上。在這兩種情況下，該基礎粉末混合物將在土壤頂部或者給定深度變粘稠或者固化成薄膜或膜。
本文中的有機原料是指任何這種材料，它源自動物界或植物界並且處於乾燥過的磨細(就像粉碎過那樣細)狀態時能分散/乳化/溶解在水或液體中，且其或者本身含有或者已經加入了一種或多種增稠劑、明膠、粘合化合物、纖維、填料等，從而該材料在混合時當混合物施加到土壤中時形成本發明的薄膜或膜。而且，該材料應該優選是來自自然環境、食物工業和/或農業等的廢物，從而由於重新利用廢物材料而實現了環境協同效應。作為有機原料，優選使用能以幹的粉碎狀態溶於水的植物碎屑，因為植物碎屑是便宜而又容易得到的原料。更優選的，是一種乾粉，其含有一種或多種幹的且磨細的海藻、海草和/或大型海藻、水果皮、水果肉、植物皮和果仁、以及常見植被的外殼、葉子和柄。術語「海草」用來指淡水以及海水中的通常不表徵為海藻或大型海藻的植物物種，例如，既生長在鹹水又生長在淡水中的草物種大米草屬(Spartina)和蘆葦。還可以採用類似植物的動物物種，比如海鰓、海百合等。
通過在該基礎幹混合物(在其溶於水前)中加入並混合一種或多種下列添加劑粘合劑/強化材料、防腐劑、pH調節劑、抗氧化劑、養分和調節薄膜或膜的電導率的工具，可能賦予薄膜或膜強化(賦予活力)土壤並促進植被生長的性質。更具體而言，通過加入添加劑調整薄膜或膜的化學組成，可能調節一種或多種下列性質機械功能(強度、彈性)、液體滲透性、光反射性質、電導率、耐久性/降解速率等，並因此實現了調節機械質量、溫度條件和養分攝取的能力，從而降低了在土壤最上層近地面自由基的產生、水分流失、蒸發速率、可燃性、侵蝕速率以及對雜草物種不需要的萌芽和生長的控制等。另外，通過有意選取原料，還可能賦予薄膜或膜驅蟲性質。具有驅蟲性質的可能添加劑的例子是薰衣草液、冷杉液等。簡而言之，本發明的薄膜或膜是用途很廣的、靈活性很強的土壤、生長和環境改善裝置。
本文中所用的植被是指各種類型的植被，比如植物和樹木和不開花的植物，比如藻類、真菌、地衣、蘚類、蕨類等。
土地上堅實表面的上層主要是指依賴於土壤的特性的地表從0.1mm-50mm深的上層。例如，如果薄膜直接鋪在巖石上，那麼所述上層應該是巖石表面。
本發明的一個方面是基礎幹混合物和添加劑的所有組分優選應該選自有機並同時也是植被養分的物質，從而使該薄膜或膜是可持續的裝置，其同時充當肥料。通過加入非氧化性人造肥料和/或非氧化天然肥料，可以進一步增強肥料效果。另外，薄膜或膜的所有組分都可以選自目前表徵為工業和/或家居廢物的物質或化合物，從而將廢物轉化成在例如農業裡提高生產力的有用資源。
本發明的另一方面是它是調整地表反射率的裝置，和/或在當今天然不適於植物栽培的地區重建植被的裝置。通過廣泛使用本發明，可以在大片陸地地區重建植被，並從而改變這些地區的反射率，使其吸收較少的入射太陽光並因此將大量來自大氣的CO2固定為生物量。通過調節反射率來調節生物量的溫度，從而相對於生物量的吸收能力調節從生物量中排放的CO2體積，使得能夠相對於植被的吸收能力調節從生物量排放的CO2體積，從而確保植被吸收了所有從生物量釋放的CO2。還可以選擇將從生物量的排放調為(調節)0或低水平，從而使該植被被迫利用大氣中可得的CO2。
本發明對這兩個因素都有有利的影響，並且在大規模使用時可以顯著地有助於降低較低大氣的平均溫度的日益增長，因為人們相信這種增長部分是由於以前被植被覆蓋的地區已經轉變成了暗區(發達地區，沒有森林的地區等)，並且由於礦物燃料的使用已經將大氣中溫室氣體CO2的含量增加了30％。
在沙漠地區進行了和本發明的開發相關的測試，結果表明在有利情況下使用少到每平方米1克乾物質就足夠了，所以使用本發明的1千克基礎混合物(乾粉)覆蓋了1000平方米的表面。這意味著本發明的1噸乾粉混合物會覆蓋約1000平方公裡的沙漠地區。在沙漠地區的實際測試已經表明少到約每平方米0.3克的乾物質的量就足以形成頂部膜，該膜將砂子頂層粘合起來並防止由於風的作用導致的沙流。其它類型的土壤表面要求加入更多或更少量的乾物質，具體取決於土壤類型和表面性質。雖然實際上難以操作每平方米這麼小量的乾物質，但是這些測試表明本發明的粉末混合物可以是極其經濟的、因而便宜的土壤改善裝置，它實際上可在極大面積上使用。
已知生物量的CO2呼吸速率取決於生物量的溫度。與本發明的開發相關的測量和測試表明，如果土壤溫度從30℃降到20℃，那麼生物量的CO2呼吸速率減少約1/3。
理論上，物體反射率變化1％將使物體溫度變化約1.8℃。在農業中，由於從周圍和更深熱源流入遠處的熱量，所以實踐中該變化略微不同。在中美洲進行的測試中，通過使用反射86％入射太陽光的膜，含糖生物量的每平方米呼吸的CO2量從每天30克減少到每天9克，且生物量的溫度從32℃降到18℃。由於高糖含量、高溫度和溼度以及極其活躍的微生物活性(超級堆肥(supercomposting))，土壤中的呼吸在初始非常高。儘管這種情況下呼吸非常高，但是測量結果表明本發明具有作為減少呼吸體積/速率的裝置的強勁潛力。
舉例說明，假定在熱區的生物活性土壤當暴露於直接太陽輻射下時，可以具備每平方米地表每小時產生平均約10克CO2的能力。
在本發明的開發過程中，對不同類型生物量的CO2呼吸進行了許多測量。為了測量從生物量釋放的CO2，採用了經過校準的CO2計，其中在1L容積的試樣室中安裝了測量探頭。試樣室和生物量表面相連，並收集生物量釋放的氣體。
在測試中，容器中的CO2濃度每分鐘上升300ppm。這等同於在穩定總體溫度下每小時每平米3.3克的CO2，或者每平米每天80克。
如果假定生物活性土壤具有每天每平米產生100克CO2的能力，那麼這等同於每天每平方公裡100噸CO2，或者每年每平方公裡36500噸CO2。上述區域(1000平方公裡上覆蓋了1噸高反射膜體)能夠降低至少1/3呼吸的CO2量，從每年36.5兆噸到每年24.3兆噸，從而當在鋪展在該面積的膜體中以等同於每平米地表使用1克的量使用乾物質時，每噸乾物質將總共12.2兆噸CO2固定在生物量中。另外，節省了等同於每噸非燃燒的生物廢物3噸CO2排放量的CO2排出量，降低了生產能耗以及釋放CO2的肥料的需要，降低了耗能的運輸和貯存需求，等等。
雖然這是實際上對大多數氣候帶和土壤都不能實現的理論最優量，但這表明本發明在降低生物量自然呼吸到土地周圍大氣中的CO2量和蒸發的水量方面具有相當大的潛力。膜的使用也通過將溫度和呼吸作用降到一定水平而將覆蓋了植被的地區的排放量設為0，這意味著每單位時間生物量排放的CO2不多於局部植被所能夠吸收的。
當使用本製品時，在整個氣候中需要考慮的關鍵因素如下-2.4％的全球用油用在製備肥料上。
-微層(microlayer)的近地表臭氧是由標準肥料比如化合物肥料生成的。
-1噸燃燒的廢物產生3噸CO2加上水蒸汽、顆粒和有毒氣體。燃燒的能量有助於空氣或大氣變暖。
-經測量，在35℃土壤熱度和約800瓦的太陽輻射下，富含腐殖質的溼潤土壤的蒸發測量為約每小時每平米1.5升±25％的水或者每天每平米36升的水。因而1000平方公裡的水量是每天36千兆噸。通過使用雙倍反射太陽熱能的高反射膜，供給表層土的能量從約800瓦降低到約400瓦。因此，當使用這種膜時，土壤溫度降低了，且水蒸發量測量為每小時每平米0.8升，等同於每小時0.7升±25％的差值。對於1000平方公裡的地區，這個量達到每天16.8千兆噸，或者每天節省19.2千兆噸。
本文中的反射率是指反射和吸收的入射的電磁輻射(光)的比率。電磁射線是指所有類型抵達地球表面的的電磁波，比如無線電波、紅外射線、可見光、紫外射線、X射線和γ射線。地球接受太陽的大多數電磁輻射，所述電磁輻射以紅外射線、可見光以及UVA和UVB的形式紫外射線的形式存在。
如同所述，本發明給出了一種靈活的解決方案，可出於多種目的用於農業生產以及綠地、運動場、公園等的各種形式護理。本發明還可以用來在休耕地、沙漠等上進行植被重建，且可以用作為石頭和混凝土表面，例如鐵路、公路系統、碼頭安裝場所等相關的碎石建築表面上彩時的裝飾性物質(沒有任何營養價值的彩色薄膜)。而且，通過改變增稠劑或固化劑的量和/或類型，可能例如得到固化速率變化的液體，從而控制該液體在固化成固體薄膜或膜之前允許其在土壤中穿透的深度。這樣使得可能對植物根的下面、根部和/或表面頂部的土壤施加影響。所有類型的增稠劑或固化劑都可以使用，前提是它們具有抗氧化性和生物可降解性。優選用作增稠劑的試劑是黃原膠，也稱作黃原酸膠(還充當薄膜的軟化劑)。黃原膠的優選原因在於它是完全對環境安全的便宜多糖而且是可再生資源。還發現不同的藻酸鹽可以配合或替代黃原膠使用。
而且，當本發明固化成表面上的薄膜或膜時，可能通過加入受控量的粘合劑來控制薄膜的機械性能，從而將土壤表面的鬆散顆粒粘合在一起，以控制或防止表面侵蝕。還可能加入足夠量的粘合劑來製備空氣傳播的種子完全不能穿透的薄膜或膜，從而使該薄膜變成機械形式的高效野草控制裝置，其中讓空氣傳播的種子無法找到位於土壤上層的停泊點。為了進一步增強作為野草控制裝置的效果，可以在用以控制植被的薄膜或膜中加入鹽，使其具有最低300ppm的鹽濃度。除了沿海植被以外的大多數植物的容許極限恰好低於這個水平。但是，可以加入足夠的鹽，從而使得即使沿海植物也難以生存。這種情況下，鹽濃度應該約3000ppm。除了主要組分以外，應該在這種類型的薄膜或膜中加入高濃度的蠟和非水溶性成分，以防在下雨或另外有水供應時鹽溶解得太快。這種類型的薄膜或膜溶解度低，且隨著時間的推移只向土壤釋放少量的鹽，從而不超過土壤的鹽轉換能力，同時實際上該薄膜或膜鹽分太重導致種子和萌芽期的嫩苗不能在其上建立。因此，實現了沒有除草劑的野草控制，它沒有帶來和常規除草方法相關的侵蝕問題。相反，抑制野草的薄膜或膜還有助於將鬆散顆粒粘合到土壤表面，從而實現有利的協同效果。測試結果表明，鹽的加入量增加使薄膜的可燃性下降。鹽含量超過500ppm的薄膜可以表徵為不可燃的。
具有良好粘合性質的表面薄膜或膜的第三種用途是它可用來將在土壤表面播種的種子保持在位，從而增加開始萌芽的種子數。這種情況下，播種後立刻鋪上薄膜或膜。可以採用所有的具有高蛋白質含量的有機膠和粘合劑，比如動物膠和/或酪蛋白膠和/或清蛋白膠，作為粘合劑。動物膠可以由動物廢料製品比如動物的皮膚、骨頭和角以及魚的皮膚、鰭和骨頭製成。酪蛋白膠可以由牛奶、奶製品廢料和植物蛋白質製成。清蛋白膠可以由血、血廢料製成和蛋清製成。互相粘合併因此在薄膜或膜裡將塊粘合在一起的纖維也可以使用，前提是它們在自然環境中是可降解的和無毒性的。而且，從某些海生植物回收的膠，比如粘性糖、凝膠狀物質，可以用作粘合劑或增稠劑。肥皂等也構成了適用於本發明的優異膠或粘合劑物質。其它例子有來自大型海藻的藻酸，它和其它物質一起用作食物工業的穩定劑，且當和水以及土壤灰塵混合時具有優異的粘合效果。從而得到了彈性的、幾乎橡膠狀的混合物。藤壺、乳膠和樹液也可以是特別合適的粘合劑。尤其是藤壺，它和其它物質一樣在船體等上面構成了令人討厭的汙垢，卻含有作為土壤粘合劑的優異強力膠。
合適和優選的纖維的例子是磨碎的木材、樹皮、紙板、紙張、大麻等的纖維素纖維，草葉片、玉米穗、稻草、燈心草、地衣、蘚類、泥煤、根等的磨細植物纖維，織物比如羊毛、棉花、粘膠絲、絲、亞麻等的纖維，以及比如頭髮、鬃等的動物纖維。在要求薄膜或膜具有超常機械抗磨損性的應用中，可以採用比如玻璃纖維、褐塊石棉纖維、碳纖維等的強化纖維。在需要快速創建植被的情況中，優選使用短的、多孔的、液體飽和的纖維，因為纖維中的中空空間可以用作載體，逐漸將養分釋放到土壤中。
本發明通過在液體中加入不同量和類型的顏料獲得對入射太陽光具有非常不同的反射/吸收性能的薄膜或膜，來用於調節或控制土壤頂層的溫度。眾所周知，地球表面實際上接收太陽光形式的所有外部能量，且這些能量的大部分被地球表面的物質和植物吸收。通過降低或增加薄膜或膜吸收太陽光的程度來按需調節土壤頂層的反射率，會通過提高對最優萌芽條件而言太溫暖的地區的反射程度而使其溫度降低，或者會通過提高在較冷氣候地區的吸收程度而使其溫度增加。本發明的這種性質通過保證在幾乎所有可想到的氣候區的土壤溫度不超過種子萌芽和植物生長的邊界值，代表了能用來促進植物生長的簡單和適用的裝置。本領域技術人員已知的所有類型的顏料都可以使用，前提是它們對環境無害或無毒。優選採用這種顏料，它們還充當植被的營養物質，並且還可以得自目前認為是工業廢料或家居廢料的材料或物質。
為了增加薄膜或膜的反射程度，優選採用一種或多種下列材料的乾粉形式作為顏料；巖石、石灰、砂子、粘土、白堊、殼等，諸如TiO2的白色礦物顏料、白色植物染料和/或諸如棉花、沼澤棉(bog cotton)或者具有淺色性質的基於藻類的成分的白色植物纖維，等等。
為了減少薄膜或膜的反射程度，即，增加吸收程度，優選採用一種或多種下列材料的乾粉形式作為顏料；灰分、煤、菸灰、炭黑、石墨和其它形式的元素碳、土性顏料比如赭石、動物骨頭和殼、殼、魚鱗、礦物性顏料、植物染料、植物顏料、具有暗色性質的基於藻類的成分等等。
微觀藻類也可以用作顏料。它們可以具有很寬的顏色範圍，從而使其能夠用來提高以及降低薄膜或膜的反射程度。
通過加入水穩定化合物，本發明還可以適用作水調節裝置，從而使本發明的薄膜或膜或多或少地不允許水或水蒸汽滲透。因此，通過在土壤頂部鋪展薄膜或膜，如果對水穩定劑加入量進行了優化從而使得該薄膜或膜對水蒸氣具有最大的不可滲透性，就可能將從土地以蒸發形式產生的水分流失降到最低，同時保持允許雨水或地表水通過的能力。因此，獲得了對農業、園藝、綠化帶等的水消耗進行最優化的環保、便宜而且簡單的工具。實際上，為了防止該膜導致出現與降水量和/或植物根部乾燥相關的地表水的問題，需要調節薄膜或膜的水滲透性，從而使其接納如局部土壤所能容納的那樣多的水。
作為水調節裝置的效果可以進一步增強，方法是採用兩層薄膜或膜，一層鋪於上述表面，它限制了蒸發卻允許表面水通過，一層薄膜或膜剛好在植物根部下面的土壤裡，實際通常是土壤下面約1米深的地方形成幾乎不透水的層。第二更深的薄膜或膜是通過加入大量水穩定化合物獲得的，從而使該薄膜或膜完全或者幾乎完全不能滲透水。通過這種方式，在土壤的生長區域下面獲得了薄膜或膜，其通過消除或者顯著阻礙水分流失到土壤的更深層而保住水分，從而使植物的根部可以得到更大量的水或者全部的水。這種用途尤其涉及和適用於地下水位低的地區、沙土化的地區等。這個解決方案同樣極其適用於在沙漠地區以及其它當前由於土壤侵蝕等植被遭到破壞的地區重建植被。將本發明用於例如在沙漠地區等的居民區周圍建立綠地，有助於固定來自大氣中的CO2，從而降低人為增加的溫室效應。
對水穩定化合物而言，優選使用在土壤中充當養分的生物可降解化合物。這些化合物優選可以得自工業廢料和/或家居廢料。用在本發明薄膜或膜的合適水穩定化合物的例子是有機蠟、油、膠水、植物油等。
預計有兩種在土體量中設置或者形成更深的防潮層的方法。一種是首先在土壤表面噴灑本發明的液體混合物，其中減少了增稠劑的用量，從而使液體在固化成薄膜或膜之前在土壤中穿透一定距離。另一種方法是使用特別設計的深耕犁。
測試表明，膜體的粘度以及土體量的顆粒結構和大小決定了成膜的深度。如果土壤例如沙漠沙地頂層的顆粒大小是1mm，則通常發現，在結構中的測量越深，沙子粒度越小。如果決定在頂層建立薄膜或膜，則通常使用每平米土壤表面每升水1-10克的乾物質。隨後，就得到了一般的膜的可滲透薄膜，該薄膜形成在表面上，厚度約1-5mm。減少單位面積的乾物質含量並增加液體量，導致在比土壤剖面更深的特殊層裡形成粘合劑。該層的形成取決於結構中土壤顆粒之間的空隙大小以及結構的粘度，必須根據對土壤剖面的分析確定，或者通過根據待測土壤的不同乾物質量的測試結果來確定乾物質比例來確定。
如果本發明的薄膜或膜建立的目的是穩定水位已經確定的蓄水池，其中該膜在土壤下面的某距離處構成了防潮層，那麼預計這種薄膜也可以通過採用特殊設計的犁來建立，從而使得固化形成薄膜的液體混合物通過特殊設計的犁耕到土壤裡。這種情況下，將成膜液體噴灑到土壤表面下面選定深度的土壤裡形成覆蓋層，其抑制或防止水分下沉到植被不能利用的水位。所述犁可以例如由垂直、中空的犁頭構成，該犁頭連接著上面安裝有噴嘴的深埋水平犁頭。成膜液體通過安裝在水平犁頭上的噴嘴在選定深度以選定量噴出。
水穩定物質除了結合水以外，還通過降低薄膜的水溶解性並因而降低薄膜的分解速率充當本發明薄膜的保存劑。該薄膜應該能夠允許雨水通過，同時具有最多達3-4個月或更長的預製野草種子萌芽的效果，從而能夠在農業和園藝中用作覆蓋物。當本發明用作土壤上的防潮層時，需要具有最大的耐久性；該層應該至少在生長季裡保持作用。
通常，當本發明被用來重建植被時，在表面形成的薄膜或膜具有為種子創造最優萌芽條件的任務，所述種子或者加在該膜凝膠的表層土裡或者由於正常播種而位於表層土的上層。在播種後的前些天裡，種子必須生根，這些根必須能夠找到能讓自己在土地中充分錨定的位置，同時植物體必須通過從土壤向上伸展而能夠充分接觸光線和空氣。根必須扎得儘可能地深從而能夠獲得最優的液體和養分，而植物柄必須在表層土上找到自己的最優位置。在這種情況下，必須對所述薄膜或膜進行修改，從而使正在萌芽的植物物種具有最優的條件，具體形式是正確理想的溫度和最優的液體和養分獲取。在根系扎在土壤裡並且植物體出現在表層土上後，薄膜或膜應該緩慢分解並被植被作為養分而消耗。目的就是在萌芽階段創建最優條件，直到重建了植被為止。
在沙漠地區的實際測試中，已經發現應用本發明的表面膜或薄膜，使硬的、幾乎不能滲透的蛋殼狀含鹽表面薄膜變得鬆散，所述含鹽表面薄膜常常在沙漠地區形成，且可以強硬得除了防止種子萌芽性物種紮根以外，還允許通過根蔓蔓延的植物傳播。另一有利效果是當該沙漠薄膜軟化後，鹽分被衝刷並滲入更深的沙地裡。形成的膜或薄膜保持為彈性並可滲透的，從而防止重新生成抑制植被的沙殼。這是本發明的令人驚奇的效果，我們相信它是在所述地區重新創建植被形成條件的主要貢獻因素。
膜體的降解速率由多個相互作用的因素決定。這些因素包括膜體的組成、單位面積的施加量以及土壤表面的萌芽密度(單位面積播種數目)。另外，生物量的微生物活性以及溫度-溼度-負荷相互關係扮起著重要作用。通過增加水穩定劑的量並減少水量，獲得了更高的抗降解性。量的比率是由採用地區的降水量決定的。
當膜用來充當含顏料的覆蓋物並不在下面創建植被時，它用蠟和水穩定物質飽和，蠟和水穩定物質的量導致薄膜溶解速率低/耐久性好。在這種情況下，乾物質和水穩定劑的比例可以是80％水穩定劑和20％膜物質，但水穩定劑的量當然可以是從這個上限到不明顯以及幾乎測不到的量的所有值。
當薄膜或膜單純用來在土壤表面將鬆散顆粒粘合起來的時候，即作為抑制侵蝕覆蓋物，所述薄膜或膜可以由純粘合劑溶液製成，其中所述溶液由95-99.7重量％水和0.3-5重量％的藻酸鹽製成。
本發明還用作通過提高土壤的電導率從而改善植物根部附近土壤中的離子輸送條件，來促進植物生長的裝置。這樣由於離子礦物可以更容易遷移到植物根部，從而促進或者提高了植物根部的養分攝取。發明人進行的測試表明，為了賦予土壤最優的離子輸送能力，需要最少每平方釐米2毫西門子(mS/cm2)或更多。通過加入千分之幾的離子化合物比如金屬鉀和/或鈣的易溶鹽，可以很容易得到所需的電導率。這些鹽由於是天然的而且對植物來說很重要的無機鹽，所以是優選的。還可能在薄膜中使用導電的組分，比如炭粉、灰分等，以使得到的膜導電。
本發明另一個有助於增加植物養分攝取的特徵是使薄膜表面呈電負性的可能性，即，用過量電子飽和或者保證高土地電壓從而使薄膜表面帶負電荷或者和大氣，更具體是和地面上空氣中的氣體分子和漂浮顆粒氣溶膠相比具有儘可能大的電勢差。已知溼潤的地面和地面上方空氣中的顆粒、離子化氣體、花粉等相比，通常是電負性的。當土壤乾燥、被汙染、和空氣摩擦等時，地面的電負性逐漸變弱，最終可以和大氣相比變成電正性。發明人的研究表明，花粉顆粒和其它有機漂浮顆粒主要具有正的電物理性質(缺電子)，因此表面吸引了過量電荷。這個發現和對可見種子比如蒲公英的漂浮模式的觀察一致。其中很明顯發現蒲公英種子在落到地球上電中性和電負性的表面之前，傾向於漂浮在電正性表面比如瀝青、混凝土、密集生長的草地表面等。花粉計數結果也表明最負性表面，即電子過量最多的表面的每平方釐米花粉顆粒數目最高。因此，通過確保本發明的薄膜或膜帶負電，可能確保它會有效抵消地面變成電正性的趨勢，從而使覆蓋了本發明薄膜或膜的土壤和未覆蓋的土壤相比，更能吸引緊在地面上方空氣中的顆粒，比如灰塵、花粉、水蒸汽，而且通過這種方式更有效地從空氣中向土壤提供養分。發明人測試結果表明，本發明帶負電的薄膜或膜的顆粒密度比帶正電薄膜或膜的高三倍。而且，本發明的薄膜或膜當pH＞7時是電負性的，而當pH＜7時是電正性的。為了確保pH足夠高，優選加入pH調節劑，比如鹼金屬(鈉、鉀、鈣等)的鹽、植物體液、灰分、鹼性礦物等。由於這些pH調節劑也是植物的養分因而既環保又生物可降解，所以就此而言也是有利的。
發明人假定對於促進植物生長而言另一特別重要的特徵是賦予本發明的薄膜或膜破壞緊在地上水平，即所謂的地面上的微層的空氣中氧化劑的能力。在這些氧化劑中，即電子親和力高從而能夠氧化其它物質的物質中，臭氧尤其重要，且已知它會破壞植物。據估計，單單在挪威臭氧對作物的破壞就代表了每年約4億挪威克郎(NOK)的經濟損失。包括這種去除微層中氧化劑包括臭氧的能力的特徵，是基於發明人發現當地表受到太陽光照射時在地表的微層中具有升高濃度的臭氧而且臭氧濃度很容易達到40-80ppb的濃度。這些濃度都剛好位於植物容許極限下上的濃度，因此發明人相信對植物生長有害或抑制植物生長。這個發現和本領域專家的常見觀點相反，專家們的觀點是空氣中的臭氧濃度主要是空氣傳輸的，所以空氣中的濃度從地平面以上約2米處開始下降並在地表成為0，因為臭氧非常不穩定而且和土壤和植物接觸時易於降解[2]。但是發明人對許多不同類型土壤的測量和試驗結果表明，當所有種類的含水土壤受到UV-B輻射時，實際上在土壤上都會形成臭氧。測試結果還表明如果土壤完全乾燥且純，則不管UV-B輻射多強都不形成臭氧。但是在自然條件下，通常在大多數類型土壤中都會由水分，所以對於地球上土地量的大部分，形成近地表臭氧可能是限制或降低植物生長速率的因素，因而這代表了在有用植物生產中迄今沒有注意到但嚴重的問題。
本發明點基於上述發現，即賦予了本發明的薄膜或膜破壞氧化劑的能力。因此，通過兩種方式減輕或消除氧化劑破壞植物組織的問題1)通過消除土壤表面的臭氧形成，和2)通過幫助破壞部分和薄膜或地面相接觸的空氣傳播的臭氧。因此，採用本發明的薄膜減少或消除了微層中臭氧或氧化劑的濃度，從而使臭氧對植物的破壞範圍至少被顯著減少以及最多被消除。這已經得到了現場測試的證實，其中在沒有覆蓋膜的微層上方的對比空氣中臭氧濃度約為50ppb，而膜的微層中臭氧層濃度是10-20ppb。當在平靜的試驗室條件下測試本發明的薄膜時，空氣值表明在地平面上90cm處臭氧約為50ppb，而在膜表面上約1-2mm處微層中是2ppb。
對本發明的許多應用而言，重要的是保證任選高效地、可持久地破壞氧化劑效果。實現這個保證的方法是，優選將基礎混合物和任選的本身具有抗氧化性的化合物，即具有低電子親和力並因而對環境具有還原效果的化合物的添加劑組合在一起。本發明薄膜或膜的這個功能可以和侵蝕保護中的犧牲陽極的功能進行比較；薄膜或膜應該首先被微層中的氧化劑攻擊，從而使得只要在土壤表面存在著一些薄膜或膜，氧化劑就會保持植物組織的「安然無恙」。基礎混合物的所有組分比如有機材料、增稠劑或固化劑以及顏料都應該優選是抗氧化性的，但所需效果當然也可以僅僅由一種或兩種充當抗氧化劑的基礎組分來實現，只要其它組分不會對環境具有氧化效果而導致它們抵消或者對一種或多種抗氧化組分的效果起反作用。在膜中加入了礦物顏料的情況，因此優選根據其光學性質以及其抗氧化性質來選擇顏料，從而將調整反射率和去除微層中氧化劑包括臭氧的需要結合起來。對加入到本發明的基礎混合物的其它添加劑而言，優選使用這種顏料物質，它充當土壤的養分，並因而是生物可降解的以及持續的，且其優選是工業廢料或家居廢料。合適而優選的物質的例子是磨細的蟹殼、殼、地表植物殘骸中的葉綠素、石灰等。
還預計本發明的薄膜中可以加入有一種或多種肥料化合物，以進一步增強作為促生長培養基的效果。對可用肥料的優選選擇沒有限制或指導規則，除了有些常規肥料會有助於加強地表的氧化劑生產。發明人的測量結果表明，加入了標準農用肥料包括人工肥料的土壤的氧化能力，顯示出數種類型肥料導致出現大於50ppb的危險性高氧化等級。通常這必須避免。測量表明在受太陽光輻射的堅實土體量上方的1mm-10mm的層中，一些受測肥料類型將土壤表面上該層的氧化劑水平提高到多於數百ppb的O3。所以，優選選擇生物可降解的和抗氧化的肥料，且其優選是工業廢料物質或家居廢料物質。優選肥料化合物的例子是磨細的魚渣粉、動物肥料、海鳥糞、尿素殘餘等。另外，當特別需要提供具有更多養分的土壤時，也可以在薄膜中混入人工肥料，即無機營養鹽比如硝酸鉀、磷酸銨、磷酸鉀等，和/或痕量物質或所謂的微量營養物比如硼、銅、鉬、錳等。
當有利的情況是本發明的薄膜應該對較大截面積土壤有影響時，可以加入發泡劑來增加薄膜的體積或厚度。在液體混合物將要噴灑到土壤上之前立刻加入例如磺酸鹽、肥皂等，同時在注入空氣的過程中使勁攪拌該液體，將形成懸浮液，它可以將薄膜體積增加5-10倍。這樣使薄膜厚度增加，部分是因為薄膜已經固化後有些空氣氣泡仍舊殘存在薄膜裡。還可以通過注入CO2氣體生成懸浮液，從而使植物根部可以直接接觸CO2。對植物品種十字花科植物家獨行菜(Lepidiumsativum)的測試結果表明和沒有CO2氣泡的薄膜相比，很容易實現生長和產量10％的增加。
本發明的另一特徵是它可以被設計成不能燃燒或者燃燒性非常差。測試結果表明，當薄膜或膜具有相對高含量的非燃燒性物質比如鹽、礦物、石材顏料和非燃燒性植物等和相對低水平的基於油或者蠟的水穩定劑時，得到了實際上非燃燒性的覆蓋物。當承受強熱時，該覆蓋物實際上會沸騰和蒸發，而不會著火。這個特徵使本發明可以用作抑制生長和/或調節生長裝置，該裝置設置在存在森林火災等危險的植被濃密地區的新清理的防火帶上。覆蓋物通過構建可能的植被火災擴展的物理屏障(防火帶)以及通過防止空氣傳播的種子萌芽性新品種在新近清理的防火帶上紮根，而有助於作為阻火裝置，從而使在整個生長季新植被的創建(耕作後)可以有效局限在防火帶裡。這種效果可以通過加入上述量的鹽而進一步增強。這個特徵與在基礎混合物中引入例如草種子進行的組合，能夠獲得裝飾性的效果，其中本發明有助於在防火帶促進所需草類的生長同時消除或顯著減少可燃性野草的紮根。可替換地，可以鋪展防止所有植被確立但通過使用顏料添加劑而富有裝飾性的膜或薄膜。
預製乾粉混合物為了使本發明容易得到並容易使用，傾向將其以預製乾粉混合物的形式投放市場，該乾粉混合物使用時溶解在水或另一合適溶劑中，從而隨後以適當方式鋪在土壤區域上。不進行詳細描述，如上所述，優選採用用於此目的的一些形式的噴灑設備，但是當然可以使用任何已知能使液體在土壤上和/或裡面均勻分布的方法。
下面列出的乾粉混合物很容易溶於水，且在一段時間後在施加了該溶液的土壤頂部固化成固體薄膜或膜。此處給出的實例是設計成通過，和其它方法一起，調節土壤溫度、增強養分攝取以及減少氧化劑對植物組織的破壞，來改善植物的生長條件，且這些實例傾向用於農業、綠地等。粉末混合物可以被看作兩組分系統，其都具有相同的基礎粉末混合物。
通常，基礎混合物應該包括1-10重量份的一種或多種有機原料，0.1-10重量份的一種或多種增稠劑以及2-50重量份的一種或多種顏料。該基礎混合物還可以包括0.1-10重量份的微觀藻類。
特別優選的基礎混合物是基於使用海草、海藻和/或大型海藻作為有機原料。但如上所述，可以使用從植物界到動物界的任何有機材料，前提是它們適於磨成乾粉，隨後溶於水並充當液體在其中固化的薄膜或膜的粘合劑。在優選的基礎混合物中，微觀藻類被用作顏料添加劑。這是任選的；所得膜的功能和僅僅使用了礦物顏料的一樣好。
當根據一升液體混合物進行計算時，優選基礎混合物的製備過程可以如下磨細約10克的新鮮海草、海藻和/或海草，在暴露在充足劑量的UV光下對該粉末混合物滅菌時，以及在暴露在負極性的電場下使該粉末混合物用電子飽和時，乾燥該混合物。這樣獲得了約3-6克的乾粉量，其主要來自植物的葉子。來自例如海藻的莖組織的液體材料用作乾物質的增稠劑。海洋植被具有高的肥料價值，且可以容易地包括在含有其它有機材料的混合物中。隨後加入0.01-1克微觀藻類、0.1-3克分散的/乳化的粘合劑/增稠劑(多糖、木質素、黃原膠等)以及2-25克的礦物顏料、纖維和填料。所有成分都採用粉末形式，且是水溶性的，且所給出的量是針對1升的液體的。優選的基礎混合物總結在表1中。
混有表1所示乾物質量的1升液體，當噴灑在1平米的面積時，依賴於它噴灑的土壤類型將形成厚度為每平米0.1-10毫米的表面膜。如果該混合物施用到溫暖乾燥的沙漠沙地，則形成約2毫米後的膜層，該膜層位於沙地表面上，而不會向沙地剖面有任何可感知程度的浸入。如果該基礎混合物施用到降雨或澆水後的同一沙地表面，則形成厚度最高達10毫米的具有自然外觀的膜，其中沙粒充當強化物質並保持自然的可滲透性。
表1根據本發明對於1升液體優選的基礎混合物的組成比率和量

1)相對於氧化率設定為44的純空氣進行衡量。
除了所述基礎混合物，通常必須加入一些添加劑，從而賦予所得表面薄膜或膜如上所述的性質。表2給出了一些優選添加劑的例子，它們賦予基礎粉末混合物所述性質。對每種添加劑(顏料、粘合劑等)都列出了幾種不同的組分，且可以使用每類型添加劑的一種、兩種或所需的多種，前提是它們的用量落在表2為每種組分給出的量的比率內。給出了四種不同氣候區的比例限制I、斯堪地那維亞(Nordic)氣候，II、北歐氣候，III、南歐氣候，IV、赤道氣候，且這些應該被理解為了獲得所需效果的每種類型添加劑的上限和下限。通常，預製的乾粉混合物應該包括至少每組的一種組分，即，至少一種粘合劑、一種顏料、一種纖維組分等。
應該指出的是，當本發明用於除了在列出的氣候區中作為植物生長促進裝置以外的目的時，添加劑比例和組成的限制和上述限制顯著不同。例如，當需要獲得最大耐久性的著色覆蓋物時，將使用高達80％的水穩定劑和僅僅20％基礎混合物。本發明的薄膜或膜的大範圍可能用途意味著可能使用該基礎混合物從在沒有添加劑時製備的薄膜或膜直到加入了所有上述添加劑時製備的薄膜或膜，並且每種添加劑可以是總混合物的約0-幾乎100％。唯一的限制標準是基礎混合物存在的量必須高到能夠在施加到待處理的土體量上時形成膜或薄膜。例如，對於作為堅實地面(巖石等)的裝飾性覆蓋物而言，基礎混合物存在的量可以非常少，且仍然可以固化成固體薄膜。
表2適於在下面四個不同氣候區形成促生長條件的表面膜的優選組分和比例I、斯堪地那維亞，II、北歐，III、南歐，和IV、赤道氣候。給出的比例基於包括表1給出的基礎混合物的乾粉重量百分比。

本發明優選實施方案現在將更詳細描述本發明，採用的是已經混合好的乾粉混合物(包括基礎混合物和添加劑)的優選示例性實施方案的形式，其中該乾粉混合物將形成促進上述四個氣候區植物生長的表面薄膜。這些實施例只是描述本發明如何打算投放市場的尤其優選的實施例，而不應當作對本發明範圍的限制。
實施例1預製用於斯堪地那維亞氣候區的乾粉混合物本實施例的乾粉混合物打算用於形成在農業和其它產業中充當生長促進裝置的表面膜，在那些地方有用植物生長相對寒冷的氣候裡，在春天耕作時土壤溫度是5-15℃。該膜在春天裡播種有用植物前連同土地準備進行鋪展，且應該具有能持續到植物確立並長得足夠高以至於擋住薄膜使其無法接受入射太陽光的物理壽命。隨後該膜應該分解，並成為植物的養分。這意味著這種膜的壽命是1-2個月，具體取決於萌芽量、溼度和微生物密度和活性。假定對這種氣候區，顏料組合物吸收太陽光的程度應該比裸地(反射率小於5％)大，從而使得早春時期根區的溫度上升。而且，已經發現水穩定物質的量必須略微增加以使該膜在降水量相對多的地區具有足夠的耐水性，但是不能多到使釋放水蒸汽的能力太低，以防水蒸汽通過該膜輸送量的減少使得在降水過多時期土壤不能通過蒸發去除雨水。
表3列出了組分以及它們基於乾粉重量的混合百分比。已經測量了這些乾粉混合物的影響，其中10克該粉末溶在1升水中並均勻噴灑在這種類型的溼潤含腐殖質沙地的1平米的土壤上。形成了厚度約10mm的表面膜。形成這種膜是為了模仿春天期間沙地的活性，且測試在Norwegian Crop Research Institute(Planteforsk)，SaerheimResearch Centre，Jaeren進行。記錄了每天的測試結果。測量時天氣條件略微多雲且乾燥，平均日溫度是16-17℃。將測量結果和在沒有覆蓋膜的相似對比沙地的測量結果進行了比較。所有結果總結在表4中。
表3在斯堪地那維亞氣候區形成表面膜的每升液體的尤其優選乾粉混合物的組成。比例基於乾粉重量百分比。

表4覆蓋有表3的能量吸收膜的土壤的最終生長參數和沒有覆蓋膜的土壤的比較。測量是在春天丹麥的一般天氣下進行的。空氣溫度約15℃。膜是吸收性的，反射率約5％。

1、相對於氧化率設定為44的新鮮空氣進行衡量。
2、在土壤深度1-2cm處測量。
實施例2用於南歐氣候區的預製乾粉混合物本實施例的粉末混合物打算用在有用植物生長在相對炎熱和乾燥氣候裡的農業和其它產業中，形成充當生長促進裝置的表面膜。一般的土壤溫度是15-35℃，這意味著該膜應該用來降低土壤溫度。這種氣候區的一般問題是乾旱以及相關的表面侵蝕，這意味著該膜應該用來緩和水分從土壤中蒸發以及將表面顆粒粘合在一起。實現方法是採用比實施例1淺的顏料以及相對高比例的纖維，優選淺色纖維，從而賦予該膜將鬆散土體量粘合在一起的較大能力。
該膜在預備土壤準備播種的期間鋪展，並應該具有能持續到植物已經充分長成並且幾乎準備收穫的物理壽命。隨後該膜應該分解，成為植物的養分。所需壽命隨著待種植的有用植物而變，但一般壽命是14天-6個月。對這種氣候區，希望顏料組合物反射太陽光的程度應該比裸露土壤大，從而使得根區的溫度降低。該膜的反射性質應該持續到幼苗或植物體以及植物影子覆蓋該膜的頂部位置。因而，植物基部或柄以及該膜的存在環境被遮光的程度更大、溼度更高，以至於由於膜下面的生物活性較高以及更多液體穿透到該膜材料裡，該膜體的降解速率增加。
表5列出了組分以及它們基於乾粉重量的混合百分比。已經測量了這些乾粉混合物的影響，其中3克該粉末溶在1升水中並均勻噴灑在科威特的養分貧乏沙漠的1平米上，從而形成了厚度約1.5-20mm的表面膜。該膜是在2002年11月形成的，並連續測量14天。測量時天氣條件略微多雲和乾燥，平均日溫度是34℃。將測量結果和在沒有覆蓋膜的相似對比沙地的測量結果進行了比較。所有結果總結在表6中。
在這種區域中，該膜將作物量提高了100％，因為沒有針對性改變反射率、溫度、機械性質和溼度時，這種土壤類型太硬而不適於種子生根(錨定)，且太溫暖和乾燥而不適於植被建立。
表5在南歐-亞熱帶氣候區形成表面膜的每升液體的尤其優選乾粉混合物的組成。所列出的比例基於乾粉重量百分比。

表6覆蓋有表5的能量吸收膜的土壤的最終生長參數和沒有覆蓋膜的土壤的比較。測量是在科威特進行的。空氣溫度最高34℃。

1、相對於氧化率設定為44的新鮮空氣進行衡量。
2、在土壤深度1.5cm處測量。
實施例3用於赤道氣候區的預製乾粉混合物本實施例的粉末混合物打算用在其中有用植物生長在赤道氣候裡的農業和其它產業中，形成充當生長促進裝置的表面膜。這種地理區域(例如，中美洲)的一般土壤問題主要是在乾旱季節土壤溫度高和侵蝕強，在雨季土壤溫度低且潮溼，因此在這種情況下採用該膜的目的是通過相對於代表性植被和土壤表面的機械性質強度確定反射率，以控制土壤溫度和水蒸發。
這種地區的膜被賦予了顏色，獲得所需的反射程度，從而將土壤溫度調節到所需水平。我們相信對赤道氣候區而言，顏料組合物反射太陽光的程度必須/應該比裸露土壤大，從而使根區的溫度降低。另外，我們相信該主要混合物中應該加入相對大比例的纖維，優選淺色纖維和液體穩定劑，從而形成具有高粘合能力和抗水性的機械上很強的薄膜。
該膜在預備土壤準備播種的期間鋪展，且應該具有能持續到植物已經充分長成並且幾乎準備收穫的物理壽命。隨後該膜應該分解，並成為植物的養分。所需壽命隨著待種植的有用植物而變，但一般的壽命是14天-6個月。
表7列出了組分以及它們基於乾粉重量的混合百分比。已經測量了這些乾粉混合物的影響，其中10克該粉末溶在1升水中並均勻噴灑在墨西哥1平米乾燥的可耕作的土壤上，從而形成了厚度約0.2mm的表面膜。該膜是在2001年4月形成的，在2天和10天進行測量。測量時天氣條件略微多雲和乾燥，空氣溫度約35℃。將測量結果和在沒有覆蓋膜的相似對比沙地的測量結果進行了比較。所有結果總結在表8中。
在這種區域中，該膜將作物產量提高了20-100％，因為沒有針對性改變反射率、溫度和溼度時，這種土壤類型有時太熱且太乾燥而不適於植被建立。
表7在赤道氣候區形成表面膜的每升液體的尤其優選乾粉混合物的組成。所列出的比例基於乾粉重量百分比。

1在沙地上藻酸鹽的重量百分比較大，在土壤裡黃原膠的重量百分比比較大。
表8赤道氣候區覆蓋有表7的膜的土壤的最終生長參數和沒有覆蓋膜的土壤的比較。

1、相對於氧化率設定為44的新鮮空氣進行衡量。
2、在土壤深度1.5-2cm處測量對十字花科植物家獨行菜的測試結果為了驗證本發明，測試了薄膜對十字花科植物家獨行菜的影響，測試在種子託盤(seed tray)上進行，由人造日光照明。採用還可以發射UVA和UVB射線的螢光管作為光源。測試在Norwegian CropResearch Institute(Planteforsk)，Saerheim Research Center，Jaeren，挪威進行。
託盤為250mm寬、600mm長、60mm深，且填滿了50mm厚的肥沃和溼潤土壤層。在每個種子託盤裡播種2克十字花科植物家獨行菜的種子。
在每個種子託盤的土壤表面施加本發明的膜。每個託盤的薄膜具有不同含量的某類型光反射顏料，從盤5中的0％到盤1中的80％。測試耗時18天，且在測試期間沒有在種子託盤裡的土壤中加入液體、肥料或者其它元素。整個測試期間空氣溫度是16℃。測試結果總結在表9中。
測試表明，隨著薄膜裡光反射顏料的含量增加，薄膜下面土壤的溫度線性下降。
測量了土壤的電阻，電阻是土壤溼度的衡量手段，最高電阻表明土壤溼度最低，也就是說，最乾燥的土壤。
測試結果表明，隨著薄膜裡光反射顏料含量的增加，土壤溼度增加。
表9在覆蓋了本發明不同表面薄膜的託盤上，系列測試十字花科芹植物家獨行菜的生長結果。

對十字花科植物的萌芽和生長測試結果表明，重要的是土壤溫度應該調節到對所用植物物種的正確水平。
當薄膜下土壤溫度上升2.6℃，植物的萌芽時間縮短約50％。
當土壤溫度上升同樣2.6℃，18天後作物重量增加大於200％。
驗證電子飽和的效果為了驗證該粉末混合物用電子飽和/過飽和這個特徵的效果，對兩個同樣組成的粉末混合物的抗氧化能力進行了對比測試，一種暴露在離子化電場裡使其用電子飽和，另一種沒有處理。
粉末混合物組成如下12％黃原膠50％由大型海藻製備的多糖2％碳0.9％磷0.6％鈣，12％0.6％鎂0.7％鈉1.4％鉀0.2％鐵0.4％鋅0.2％鎂，和30％反射顆粒量(20％TiO2和10％磨細的殼)每種測試時，將3克粉末混合物混入1.00升水中，然後在攪拌機裡攪拌均勻。溶液先「靜置」約12小時，然後噴灑到沙地樣品上，以和沙子一起形成表面膜結構。然後，將該膜暴露在相同強度的人造太陽光下，連續測量膜上2-0cm空氣中臭氧的濃度。對燈的頻率範圍進行設置，以模仿具有正常含量UVA和UVB的日光。測試在戶內靜止空氣中於約20℃的溫度進行。
為了實現粉末混合物的電子飽和，將粉末置於隔開3cm的兩個靜電板中間，向其施加數秒的1MV直流電壓。未處理的粉末混合物當然是不經受離子化電場處理就攪拌到水中。
測量結果表明，對於由經受離子化電場處理的粉末混合物形成的膜而言，在成膜後開始五天裡，膜上2cm的臭氧濃度是2-8ppb。隨後這個值每天增加大約1ppb。
測量結果表明，對於由未處理粉末混合物形成的膜而言，在成膜後的開始5天裡，膜上2cm的臭氧濃度是12-23ppb。這個值隨後每天增加超過4ppb。
這個對比試驗表明，粉末混合物在溶解到溶劑中之前用電子飽和並伴隨形成膜使得抗氧化效果更有效，而且這個效果隨著時間的推移更加持久。這種處理獲得了更高效和更持久的膜。
參考文獻1.Norman E.Borlaug，Special 30thAnniversary Lecture，TheNorwegian Nobel Institute，Oslo，2000年9月8日。
2.Dr.agric.Leif Mortensen，the Norwegian Crop Search Institute(Planteforsk)，Saerheim Research Centre，挪威。
權利要求
1.處理土壤表面和/或土體量的混合物，其中所述混合物鋪展在待處理的土壤表面和/或設置在待處理土體量上，鋪展和/或設置方式是在待處理土壤表面和/或土壤內一定距離下面形成薄膜或膜形式的層，其特徵在於-所述混合物包括由水溶性、幹的和磨細的有機原料、形成薄膜或膜的增稠劑以及顏料組成的基礎粉末混合物；和-所述基礎混合物包括至少一種自身具有足夠抗氧化性效果的組分，從而確保該膜對周圍環境具有抗氧化性效果。
2.權利要求1的混合物，其特徵在於所述粉末混合物用電子飽和直到至少電中性。
3.權利要求2的混合物，其特徵在於所述粉末混合物用電子過飽和並有過量的負電荷。
4.權利要求1-3的混合物，其特徵在於所述基礎混合物還可以包括以及構成微觀藻類的生長培養基。
5.權利要求1-3的混合物，其特徵在於所述基礎混合物可以由1-50重量份有機原料、0.1-60重量份增稠劑和2-50重量份的顏料組成。
6.權利要求4的混合物，其特徵在於所述基礎混合物還可以包括0.1-10重量份的微觀藻類。
7.權利要求1-6任一項的混合物，其特徵在於所述有機材料是來自自然環境，動物或植物界的任何材料，並且處於乾燥和磨細的狀態時，它含有纖維和粘合化合物以至於所述材料可以在所得薄膜或膜中充當粘合劑。
8.權利要求7的混合物，其特徵在於所述有機原料由基本上天然、工業和/或家居有機或生物廢料組成。
9.權利要求8的混合物，其特徵在於植物殘片為乾燥並磨細的海藻、海草和/或大型海藻，並且其在該基礎混合物的用量是3-6重量份。
10.權利要求9的混合物，其特徵在於海草優選包括物種大米草屬和/或蘆葦。
11.權利要求1-10任一項的混合物，其特徵在於增稠劑是黃原膠或黃原酸膠。
12.權利要求11的混合物，其特徵在於所述增稠劑是一種或多種混合的並且替代至少部分黃原膠或黃原酸膠的藻酸鹽，或者所述一種或多種藻酸鹽取代所有的黃原膠或黃原酸膠。
13.權利要求11的混合物，其特徵在於所述黃原膠或黃原酸膠的加入量是0.1-6重量份。
14.權利要求1-13任一項的混合物，其特徵在於當需要形成具有高反射程度的薄膜或膜時，採用一種或多種下列材料的乾粉形式作為顏料石材、石灰、沙子、粘土、白堊、殼、白色礦物顏料比如TiO2、白色植物染料和/或白色植物纖維比如棉花、沼澤棉或具有淺色性質的基於藻類的組分。
15.權利要求1-13任一項的混合物，其特徵在於當需要形成具有低反射程度的薄膜或膜時，採用一種或多種下列材料的乾粉形式灰分、煤、菸灰、炭黑、石墨和其它已知形式的元素碳和其它顏料比如赭石、骨頭、動物殼、海洋殼、魚鱗、礦物顏料、植物染料、植物顏料或具有暗色性質的基於藻類的組分。
16.權利要求14的混合物，其特徵在於顏料的加入量是0.1-25重量份，優選0.1-10重量份。
17.權利要求15的混合物，其特徵在於顏料加入量是0.1-25重量份，優選0.1-10重量份。
18.權利要求1-13任一項的混合物，其特徵在於所述基礎混合物中加入了一種或多種下述添加劑粘合劑、防腐劑、肥料、水穩定劑、無機鹽、pH調節劑、抗氧化劑和/或導電物質。
19.權利要求18的混合物，其特徵在於所述添加劑也選自可以得自自然、工業和/或家居有機或生物廢料形式的物質或化合物，且其優選充當抗氧化劑。
20.權利要求18的混合物，其特徵在於所述粘合劑包括具有高蛋白質含量的有機膠和粘合劑，優選清蛋白膠、酪蛋白膠、動物膠、瓊脂、藻酸、磨細的藤壺、乳膠和/或樹液。
21.權利要求20的混合物，其特徵在於所述粘合劑的加入量是0.1-15重量份，優選0.1-5重量份。
22.權利要求18-21任一項的混合物，其特徵在於所述粘合劑進一步包括一種或多種選自纖維素纖維、植物纖維、織物纖維、動物纖維和強化纖維的纖維。
23.權利要求22的混合物，其特徵在於所述纖維材料的加入量是0.5-30重量份。
24.權利要求18-23任一項的混合物，其特徵在於所述肥料劑包括一種或多種選自動物肥料、魚渣粉、海鳥糞、尿素、無機養分鹽和微量營養物的肥料。
25.權利要求24的混合物，其特徵在於所述肥料材料的加入量是0.1-20重量份，優選0.1-15重量份，更優選0.1-5重量份，所述重量份基於乾粉重量。
26.權利要求18-25任一項的混合物，其特徵在於所述導電添加劑包括一種或多種選自易溶無機鹽、灰分和/或碳纖維的物質。
27.權利要求26的混合物，其特徵在於所述導電物質的加入量是0.1-15重量份，優選0.1-5重量份，所述重量份基於乾粉重量。
28.權利要求18-27任一項的混合物，其特徵在於所述水穩定劑包括一種或多種選自植物油、膠水、有機蠟和有機油的物質。
29.權利要求28的混合物，其特徵在於所述水穩定劑的加入量是0.1-80重量份，優選0.1-25重量份，更優選0.1-5重量份，所述重量份基於乾粉重量。
30.權利要求18-29任一項的混合物，其特徵在於所述pH調節劑包括一種或多種選自樹液、鹼性礦物、灰分和鹼金屬鹽以及鹼土金屬鹽的物質。
31.權利要求30的混合物，其特徵在於所述pH調節劑的加入量是0.1-50，優選0.1-10。
32.權利要求31的混合物，其特徵在於所述pH調節劑的加入量使得所得膜或薄膜具有大於5的pH，優選pH為5-10。
33.一種調節侵蝕的混合物，其中所述混合物鋪展在待處理土壤表面，鋪展方式使得在該表面上形成薄膜或膜形式的層，其特徵在於所述混合物包括由95-99.7重量％水和0.3-5重量％藻酸鹽組成的純粘合劑溶液。
34.前述權利要求任一項的混合物在土體量表面和/或給定深度的層裡形成固體薄膜或膜的用途，其目的是調節/最優化促進植被生長的條件。
35.權利要求1-33任一項的混合物在土體量表面形成固體薄膜或膜的用途，其目的是將鬆散的表面顆粒粘合在一起並從而降低局部土壤侵蝕。
36.權利要求1-32任一項的混合物在土體量表面形成固體薄膜或膜的用途，其目的是形成裝飾性的覆蓋物。
37.權利要求1-33任一項的混合物在土體量表面形成固體薄膜或膜的用途，其目的是改變土壤表面的反射率。
38.權利要求37的用途，其中改變反射率的目的是通過減少地表顯示出的對入射太陽光的吸收程度來降低地表的發熱並從而降低緊靠地表的空氣溫度。
39.權利要求1-33任一項的混合物在土體量表面形成固體薄膜或膜的用途，其目的是在有限區域降低土壤表面的反射率，從而使所覆蓋的土壤表面局部受熱，以在該區域上方形成向上的空氣流。
40.權利要求1-33任一項的混合物在土體量表面形成固體薄膜或膜的用途，其目的是充當濃密植被的防火帶的抑制生長膜和/或作為非可燃性表面膜或薄膜。
41.權利要求1-33任一項的混合物在土體量表面形成固體薄膜或膜的用途，其目的是將鬆散表面顆粒粘合在一起從而降低局部土壤侵蝕。
42.權利要求1-33任一項的混合物在重建耕作條件中的用途，其目的是在已經變得太冷、太熱、太乾等的區域重建植被。
43.權利要求1-33任一項的混合物調節/降低CO2呼吸速率並從而降低土壤生物量單位時間釋放的CO2量中的用途。
44.權利要求1-33任一項的混合物在土體量表面形成固體薄膜或膜的用途，其目的是減少以蒸發形式從土壤表面的水分損失。
45.權利要求1-33任一項的混合物在土體量中給定距離或深度處形成固體薄膜或膜的用途，其目的是形成不透水的膜或薄膜從而減少流失到更深土壤層的水。
46.調節地球堅實表面上層反射率的方法，其特徵在於它包含-使用權利要求13-16之一的基礎混合物，並改變加入到該基礎混合物中的顏料比例和類型從而產生所需的反射率；-加入例如在權利要求17-31之一或更多中公開的添加劑；和-使用該混合物在待處理表面上形成具有所需反射率的表面膜或薄膜。
47.降低土體量中生物量的CO2呼吸速率的方法，其特徵在於它包括-使用權利要求13和/或15之一的基礎混合物；-加入例如在權利要求17-32之一或更多中公開的添加劑；和-使用該混合物形成具有相對高反射率的表面膜或薄膜，從而由於對入射太陽光的吸收減少而降低了土壤溫度。
48.在區域中重建植被的方法，其特徵在於它包括-使用權利要求1-16之一的基礎混合物；-加入例如在權利要求17-32之一或更多中公開的添加劑；和-使用該混合物形成具有調節後的反射率的表面膜或薄膜，從而使該局部土體量的溫度不超過和/或低於局部自然植物和植被品種的根部的舒適溫度。
49.權利要求48的方法，其特徵在於它還包括-主動結合該膜的鋪展來種植或播種新植物或植被品種。
50.權利要求48或49的方法，其特徵在於它還包括-修改水穩定物質的量從而得到具有所需水平的透水水平的表面膜或薄膜，以降低該土體量的水分流失/乾燥。
51.權利要求47-49之一的方法，其特徵在於它還包括-在緊靠植被根部下面鋪展膜或薄膜，該膜和薄膜具有低透水性從而降低或消除水分向土壤更深層的流失。
52.在區域中防止植被重新建立的方法，特徵在於它包括-使用權利要求1-17之一的基礎混合物；-加入例如在權利要求18-32之一或更多中公開的添加劑，但具有相對高比例的粘合劑和水穩定性添加劑，以形成使種子萌芽型物種不能穿透並具有相對耐天氣和耐磨損的堅實膜或薄膜；和-使用所述混合物在待處理區域形成表面膜或薄膜。
53.權利要求52的方法，其特徵在於它還包括-加入最小濃度300ppm或更多的無機鹽從而使膜或薄膜不適於種子萌芽。
54.在植被區域形成防火帶的方法，其特徵在於它包括-去除已有的植被；-使用權利要求1-17之一的基礎混合物；-加入例如在權利要求18-32之一或更多中公開的添加劑，但具有相對高比例的粘合劑和水穩定性添加劑，以形成使種子萌芽型物種不能穿透並具有相對耐天氣和耐磨損的堅實膜或薄膜，並通過採用具有相對低含量可燃性蠟或油的水穩定性物質；和-使用所述混合物在植被已經去除的區域形成表面膜或薄膜。
55.權利要求54的方法，其特徵在於它還包括-加入最小濃度為500ppm或更多的無機鹽使該膜或薄膜不可燃燒。
56.建立所需的植物生長同時防止建立不希望的植被的方法，其特徵在於它包括-在待處理區域去除已有植被並使該區域做好新種植的準備；-使用權利要求1-17之一的基礎混合物；-加入例如在權利要求18-32中之一或更多中所公開的添加劑；-在所述混合物中加入所需植物品種的種子；和最後，-使用所述混合物在植被已經去除的區域形成表面膜或薄膜，從而實現這個組合效果，即所述薄膜或膜將所需種子保持在位，從而使其有時間萌芽並確立，同時同一薄膜或膜防止不希望的空中傳播的種子類型確立。
全文摘要
本發明涉及有機、環保、優選抗氧化性和生物可降解的、改善氣候、土壤及促進生長的優選有機材料的混合物，其可以以乾物質狀態施加到溼潤土壤上，或者以液體狀態施加到幹土壤上，隨後在土壤頂部或者給定深度固化成可降解的薄膜或膜。可以設置薄膜的性質，從而使其調節或改變土體量的表面上和/或下面的土壤的氧化能力、降解速率、溫度、溫室氣體呼吸、可燃性、機械強度、蒸發速率、水分流失、養分轉換速率和萌芽條件。該薄膜或膜可以單獨使用或與標準植物養分或肥料組合使用。
文檔編號A01G1/00GK1787737SQ200480013009
公開日2006年6月14日 申請日期2004年3月12日 優先權日2003年3月13日
發明者託芬·詹森 申請人:託芬·詹森