(57)【要約】  本開示は、一般的には、合成農業製品、及び合成農業製品又は組成物の製造方法及びシステムに関する。合成農業製品の製造方法は、植物における応答を達成するのに十分な有効量の肥料及び／又は他の農業製品、高いカチオン交換容量を有する有効量の鉱物質、及び植物において所望の結果を達成するのに十分な有効量の水を提供する工程を含む。肥料及び／又は他の農業製品及び鉱物質は、有効量の水に添加され、それによって合成農業製品が生成され得る。肥料イオンなどの既知のイオン、及び天然鉱物質中の天然イオンを交換されて、合成農業製品が製造され得る。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体製品の製造方法であって、
既知のイオンを含む植物において所望の結果を達成するのに十分な有効量の農業製品、高いカチオン交換容量を有する有効量の鉱物質、並びに懸濁液及び溶液中で、植物において所望の結果を達成し、前記有効量の農業製品及び前記有効量の鉱物質を維持するのに十分な有効量の水、を提供する工程と、
前記有効量の農業製品及び前記有効量の鉱物質を前記有効量の水に加えることによって溶液を形成する工程と、
前記溶液中にエネルギーを加えることによって前記鉱物質中の天然イオンを前記農業製品中の既知のイオンと交換し、前記溶液のエネルギーレベルを上昇させて合成鉱物質及び液体製品を生成する工程と、を含む、方法。
【請求項２】
前記有効量の水を提供する工程は、有効量の超純水を提供する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記有効量の水を提供する工程は、有効量の再蒸留水を提供する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記有効量の水を提供する工程は、有効量の未処理水を提供する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記有効量の水を提供する工程は、有効量の飲料水を提供する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記有効量の農業製品中のイオンと前記有効量の鉱物質中のイオン交換部位との大きさの違いは少なくとも１００倍ある、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記高いカチオン交換容量を有する鉱物質は、約１０ミリ当量／１００ｇ〜約６００ミリ当量／１００ｇの範囲の当量を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記有効量の水は、約０．１ガロン〜約６０００ガロンの範囲にある、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記農業製品は、液体肥料又は肥料と植物の健康及び成長を促進する他の有益な分子との組み合わせである、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記有効量の液体肥料は、約０．１０ガロン〜約５０ガロンの範囲にある、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記有効量の鉱物質は、約５マイクログラム〜約２キログラムの範囲にある、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記高いカチオン交換容量を有する鉱物質は、アルミナシリケート、シリケート、アルミニウム、アルミノケイ酸ナトリウム、アルミノケイ酸ナトリウムカルシウム水和物、又は他の凝灰岩材料を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記鉱物質は、モンモリロナイト、イライト、カオリナイト、スメクタイト及びゼオライトを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記鉱物質はスメクタイトを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記鉱物質はゼオライトを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記鉱物質は、植物を保護するか、植物を死滅させるのに使用されるか、又は植物の健康、成熟、成長を促進するか、又は植物の成長を遅らせるのに使用される植物成長調節剤として使用される、細胞に使用する栄養素及び小有機分子の担体である、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記農業製品は、１ナノメートル〜１０００ナノメートルの範囲にある粒子を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記鉱物質はフィロケイ酸塩又はテクトケイ酸塩の両方を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記方法は、前記鉱物質からのイオンを既知の源の選択されたイオンと交換する工程を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
溶液中の鉱物粒子の濃度は、１×１０−８ｍｇ／ｍＬ〜１×１０４ｍｇ／ｍＬの範囲内であり、農業製品のイオン又は分子の濃度は０．０１ｍｇ／ｍＬ〜飽和点までの範囲内である、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記溶液にエネルギーを加える工程は、渦流を使用して、前記農業製品、水及び鉱物質を混合する工程を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
前記鉱物質は、前記既知のイオンが前記鉱物質中の天然イオンと交換される複数の交換部位を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
前記鉱物質は複数のチャネルを含み、前記複数のチャネルを前記既知のイオン及び／又は他の農業製品で少なくとも部分的に充填するために高圧混合作用が使用されている、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記液体製品を植物細胞に送達し、前記植物細胞に浸透させることにより、前記鉱物質の前記交換部位内に含有される前記既知のイオンが拡散によって放出されており、前記既知のイオンがより効率よく使用されるように、前記植物細胞内の前記天然イオンと交換されている、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記鉱物質は、１ナノメートル〜１０００ナノメートルの範囲の粒径を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項２６】
前記方法は、前記有効量の鉱物質を肥料及び／又は農業製品に浸す工程を更に含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記方法は、前記有効量の鉱物質を超純水に浸す工程を更に含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
前記方法は、前記有効量の鉱物質を超純水に少なくとも２４時間浸す工程を更に含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
液体製品の製造方法であって、
植物における応答を達成する有効量の超純水を提供する工程と、
前記植物における応答を達成するのに十分な有効量の農業製品を提供する工程と、
高いカチオン交換容量を有し、複数の鉱物質の粒子を含む有効量の鉱物質を提供する工程であって、前記鉱物質は、合成ナノ寸法の鉱物要素の粒子を含む、工程と、
前記有効量の超純水、前記有効量の農業製品、及び前記有効量の鉱物質を一緒に混合することで、前記水、前記農業製品及び前記鉱物質の溶液を生成する工程と、
前記溶液にエネルギーを加えて液体製品を生成する工程であって、前記液体製品は、前記農業製品からの既知のイオンが送達されて細胞に運ばれ、前記既知のイオンが前記植物によって吸収されるか、又は複数の鉱物粒子によって直接前記細胞に運ばれるように、前記鉱物質からの天然イオンを前記既知のイオンと交換する、工程と、を含む、方法。
【請求項３０】
合成農業製品であって、
植物において所望の応答を達成するのに十分な有効量の肥料及び／又は他の農業製品と、
高いカチオン交換容量を有する有効量の合成鉱物質であって、前記有効量の合成鉱物質は天然鉱物質中の天然イオンと交換される既知のイオンを含み、それによって合成鉱物質を生成する、有効量の合成鉱物質と、
懸濁液及び溶液中で、植物において所望の結果を達成し、前記有効量の肥料及び／又は他の農業製品、及び前記有効量の合成鉱物質を維持するのに十分な有効量の水と、を含み、
前記有効量の肥料及び／又は他の農業製品及び前記有効量の合成鉱物質は、前記有効量の水に加えられ、それによって前記合成農業製品を生成する、合成農業製品。
【請求項３１】
前記合成鉱物質は、約１ナノメートル〜約１０００ナノメートルの範囲内の粒径を有する粒子を含む、請求項３０に記載の合成農業製品。
【請求項３２】
前記有効量の水は超純水である、請求項３０に記載の合成農業製品。
【請求項３３】
前記有効量の水は再蒸留水である、請求項３０に記載の合成農業製品。
【請求項３４】
前記有効量の水は未処理水である、請求項３０に記載の合成農業製品。
【請求項３５】
前記有効量の水は飲料水である、請求項３０に記載の合成農業製品。
【請求項３６】
前記有効量の肥料及び／又は他の農業製品と前記有効量の合成鉱物質との大きさの違いは少なくとも１００倍ある、請求項３０に記載の合成農業製品。
【請求項３７】
前記合成鉱物質は、高いカチオン交換容量を有し、約１０ミリ当量／１００ｇ〜約６００ミリ当量／１００ｇの範囲の当量を有する、請求項３０に記載の合成農業製品。
【請求項３８】
前記有効量の合成鉱物質は、超純水中に少なくとも２４時間浸されている、請求項３０に記載の合成農業製品。
【請求項３９】
前記有効量の水は、約０．１ガロン〜約６０００ガロンの範囲にある、請求項３０に記載の合成農業製品。
【請求項４０】
前記有効量の肥料及び／又は他の農業製品は、液体肥料及び／又は他の農業製品である、請求項３０の合成農業製品。
【請求項４１】
前記有効量の液体肥料及び／又は他の農業製品は、約０．１０ガロン〜約５０ガロンの範囲にある、請求項４０に記載の合成農業製品。
【請求項４２】
前記有効量の鉱物質は、約５グラム〜約２キログラムの範囲にある、請求項４１に記載の合成農業製品。
【請求項４３】
前記合成鉱物質は、アルミナシリケート、シリケート、アルミニウム、アルミノケイ酸ナトリウム又は他の凝灰材料を含む、請求項３０に記載の合成農業製品。
【請求項４４】
前記合成鉱物質は、モンモリロナイト、イライト、カオリナイト、スメクタイト及びゼオライトを含む、請求項３０に記載の合成農業製品。
【請求項４５】
前記合成鉱物質はスメクタイトを含む、請求項３０に記載の合成農業製品。
【請求項４６】
前記合成鉱物質はゼオライトを含む、請求項３０に記載の合成農業製品。
【請求項４７】
前記合成鉱物質は、植物を保護するか、植物を死滅させるのに使用されるか、又は植物の健康、成熟、成長を促進するか、又は植物の成長を遅らせるのに使用される植物成長調節剤として使用される、細胞に使用する栄養素及び他の小有機分子の担体である、請求項３０に記載の合成農業製品。
【請求項４８】
前記肥料及び／又は他の農業製品は、１ナノメートル〜１０００ナノメートルの範囲にある粒子を含む、請求項３０に記載の合成農業製品。
【請求項４９】
前記合成鉱物質は、フィロケイ酸塩又はテクトケイ酸塩の両方を含む、請求項３０に記載の合成農業製品。
【請求項５０】
前記農業製品は、前記合成鉱物質のカチオンと交換される既知の源からのカチオンを更に含む、請求項３０に記載の合成農業製品。
【請求項５１】
渦流を使用して、前記肥料及び／又は他の農業製品、水及び合成鉱物質を混合することで、前記合成製品にエネルギーが加えられる、請求項３０に記載の合成農業製品。
【請求項５２】
前記合成鉱物質は、前記既知のイオンが前記天然鉱物質中の天然イオンと交換される複数の交換部位を含む、請求項３０に記載の合成農業製品。
【請求項５３】
前記合成鉱物質は複数のチャネルを含み、前記複数のチャネルは、高圧混合作用によって前記既知のイオンで少なくとも部分的に充填されている、請求項５２に記載の合成農業製品。
【請求項５４】
前記合成農業製品を植物細胞に送達し、前記植物細胞に浸透させることにより、前記合成鉱物質の前記交換部位内に含有される前記既知のイオンが拡散によって放出されており、前記既知のイオンがより効率よく使用されるように、前記植物細胞内の前記天然イオンと交換されている、請求項５３に記載の合成農業製品。
【請求項５５】
前記合成鉱物質は、１ナノメートル〜１０００ナノメートルの範囲の粒径を有する、請求項３０に記載の合成農業製品。
【請求項５６】
前記合成鉱物質は、肥料及び／又は他の農業製品に浸される、請求項３０に記載の合成農業製品。
【発明の詳細な説明】
【関連出願との相互参照】
【０００１】
本出願は、２０１５年９月１８日に出願された米国特許仮出願第６２／２２０，６０３号の利益を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれ、限定はされないが、以下に具体的に表される部分を含み、以下の例外を参照して組み込まれる。上述の参照された仮出願のいずれかの部分が本出願と矛盾する場合には、本出願は上述の参照された仮出願に優先する。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、一般的には、農業製品に関連する方法、システム及び組成物に関し、より詳細には必ずしも完全ではないが、液体合成農業製品又は組成物、及び液体合成農業製品の製造方法及び製造システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
現在の施肥システムは、多くの場合、栄養物又は他の農業製品を直接植物細胞に送達させるのに苦慮している。したがって、農業又は他の植物栽培産業では、肥料組成物及び／又は他の農業製品を実際に必要とされる植物よりも多く提供することが一般的である。このような慣行は、環境に悪影響を与え、最終的には、市場に提供される農業及び植物のコストを増加させる可能性がある。
【０００４】
本開示の特徴及び利点は、以下の説明に記載され、その一部は説明から明らかとなり、又は過度の実験を行わずに本開示の実施によって得ることができる。本開示の特徴及び利点は、もしあれば、添付の特許請求の範囲において特に指摘されている器具及び組合せの使用によって実現され得られる。
【０００５】
本開示の非限定的かつ非網羅的な実施態様は、以下の図面を参照して記載され、別段の指定がない限り、様々な図において同じ参照番号は同じ部品を示す。本開示の利点は、以下の説明及び添付図面によって、より深く理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１Ａ】本開示の教示及び原理による液体肥料及び／又は農業製品の製造方法の実施態様のフローチャートである。
【図１Ｂ】本開示の教示及び原理による液体肥料及び／又は農業製品の製造方法の実施態様のフローチャートである。
【図１Ｃ】本開示の教示及び原理による液体肥料及び／又は農業製品の製造方法の実施態様のフローチャートである。
【図２】本開示の教示及び原理による液体肥料及び／又は農業製品の製造方法の実施態様のフローチャートである。
【図３】本開示の教示及び原理によって作製される合成農業製品の図である。
【図４】本開示の教示及び原理による合成鉱物質の一例を示す。
【図５】本開示の教示及び原理によるイオン交換プロセスを示す図である。
【図６】本開示の教示及び原理によるイオン交換プロセスを示す図である。
【図７】本開示の教示及び原理による鉱物質の交換部位内に農業製品を含む合成鉱物質の一例を示す。
【発明の詳細な説明】
【０００７】
本開示による原理の理解を促進する目的で、図面に示されている実施態様及び実施形態が参照され、特定の言語がこれを説明するために使用される。しかしながら、本開示の範囲の限定は意図されないことが理解されるであろう。本明細書に示される本発明の特徴の任意の変更及び更なる改変、並びに本明細書に示される本開示の原理の任意の追加的な用途は、関連分野の当業者及び本開示を所有するものにおいては一般的に起こり、請求される開示の範囲内であるとみなされるであろう。
【０００８】
農業製品、肥料及び／又は農業製品を溶液中に懸濁させるための農組成物及び方法が開示及び説明される前に、本開示は、本明細書に開示された特定の構成、プロセス工程、成分及び材料に限定されず、構成、プロセス工程、成分及び材料などは、多少異なり得ることを理解されたい。本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲、もしあれば、その等価物によってのみ限定されるため、本明細書で用いられる用語は、特定の実施形態及び実施態様を説明する目的でのみ使用され、限定する意図はないことも理解されたい。
【０００９】
本開示の背景を説明し、その実施に関する詳細を追加するために本明細書で参照される刊行物及び他の参考資料は、以下の例外を除き、その全体が本明細書に参照として組み込まれる：上述の参考資料の任意部分が本出願と矛盾する場合には、本出願は上述の参考資料に優先する。本明細書で議論された参考資料は、本出願の出願日前のそれらの開示のためにのみ提供される。本明細書中のいかなるものも、発明者が先の開示によってかかる開示に先立って権利を与えられないという示唆又は認可として解釈されるべきではないし、又はその開示を参考資料に開示される主題から区別することもない。
【００１０】
本開示の主題を説明し、請求する際に、以下に示す定義にしたがって、以下の用語が使用される。
【００１１】
本明細書及び添付の請求の範囲で使用される際、もしあれば、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、文脈上他に明確に指示されない限り、複数の指示対象を含むことに留意されたい。
【００１２】
本明細書で使用されるとき、用語「含む（comprising）」、「含む（including）」、「含有する（containing）」、「によって特徴づけられる（characterized by）」、及びこれらの文法上の等価物は、追加の、列挙されていない要素又は方法工程を排除しない、包含的又はオープンエンドな用語である。
【００１３】
本明細書で使用されるとき、「からなる（consisting of）」及びその文法上の等価物は、請求項に特定されていない、いかなる要素、工程又は成分をも除外する。
【００１４】
本明細書で使用されるとき、「本質的に〜からなる（consisting essentially）」という表現及び等価物の文法上の均等物は、請求の範囲を特定の材料又は工程、及び請求された開示の基本的かつ新規の特性に重要な影響を与えないものに限定する。
【００１５】
本明細書で使用されるとき、用語「超純水」は、１８．３メガオーム以下の抵抗を測定するように精製された水を意味することを意図し、「超純水」の当業者に指定された水を含み得る。純水は、主に水分子の分極性質によって、その周囲と比較的反応性の高い（その中に汚染物質を有する水と比較して）水を意味することを意図している。例えば、３個の核と１０個の電子の小さな組み合わせである水は、我々が現在知っている全ての生物に必須の１５００万を超える化学種の中で独特なものとなる特殊な性質を持っていることに留意すべきである。水分子は電気的に中性であるが、水素原子と酸素原子の配置は、電荷の変位が生じることで、一方の末端（水素原子を有する末端）が陽性であり、もう一方の末端（酸素原子を有する末端）が陰性である電気双極子又は極性分子を構成する。反対の電荷が引き寄せられるので、１つの水分子の陰性の末端は、その近くの別の分子の陽性の末端に近づくようにして配向する傾向がある。一般的に言えば、この双極子−双極子の誘引力は、通常の化学結合よりも小さく、本質的に動的である。更には、この誘引力は、本質的には一時的であるため、常に変化する複雑な構造を引き起こす。様々な構造は、これらの構造の電気的バランスをとることができる他の要素（汚染物質）の影響を受けることで、構造を安定させ、水本体の反応性を低下させ得る。
【００１６】
水は、多くの異なる化学的性質及び物理的性質を有する独特な化合物である。例えば、水分子は、以下の結合タイプのいずれか又は全てを含み得る。水中では、強力な水素結合が、水分子内のＯＨ共有結合と共に存在する。弱い水素結合は、２つの水分子間の結合である。この弱い水素結合は、例えば、アンモニアと結合する水にも関与する（そのため、アンモニアは水への溶解度が著しく高い）。水には、それらの陽イオン及び陰イオンによるイオン引力もまた含まれる。一例として、ナトリウムイオン及び塩素イオンは、イオン結合を形成して塩化ナトリウムが生じるイオン引力を有する。水はまた永久双極子モーメントも受ける；Ｈ２Ｏ、ＮＨ３、及びＰＣ１３は、永久双極子モーメントを有する分子の例である。水には、イオン−双極子相互作用もまた含まれ得る。水中のナトリウムイオンによって、双極子がナトリウム（陽イオン）に向かって負側を配向するイオン−双極子相互作用が生じる。反対に、塩素イオンによって、双極子がナトリウム（陰イオン）に向かって正側を配向するイオン−双極子相互作用が生じる。水はまた、双極子−双極子相互作用も受け得る。双極子は、負に帯電した側をもう一方の正に帯電した側に配向する。水はまた、イオン−誘発双極子相互作用も受け得る。近くのイオンは、双極子モーメントを一時的に変化させる電子雲（双極子においてさえも）を歪める可能性がある。この効果は、ＳＯ２２などの大きなイオンで特に強く、この作用は化合物形成において支配的な役割を果たし得る。水はまた、双極子−誘発双極子相互作用も受け得る。本質的に非極性である炭化水素によって、水双極子によって非極性種（炭化水素）から一時的な双極子が生じるために、水和化合物が生じる双極子（この場合は水）の一例となり得る。水はまた、分散（ロンドンの力）相互作用も受け得る。これらの双極子から独立した力は、Ｎ２を液体又は固体に凝縮させ得ると考えられるときに立証される。
【００１７】
超純水は、カチオン、アニオン、固体などの無機物を実質的に含有しないか、又は炭素系材料などの有機物も含有しないことが理解されよう。超純水におけるＡＳＴＭ定義は、抵抗率に関して以下に示されており、本開示はタイプＥ−４を含む。
【表１】
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超純水は、任意既知のプロトコルを使用して得られるが、１つの例示的な多段階プロセスは、炭素濾過、軟化、逆浸透、脱イオン化、紫外線又は放射線への暴露、及びサブミクロン濾過で開始する。
【００１８】
本明細書で使用されるとき、「ナノ粒子」又は「ナノ粒径」は、１００ナノメートル以下の任意の一次元の直径を有する平均化合物寸法又は平均要素寸法を含む。本明細書で使用されるとき、「サブミクロン粒子」又は「サブミクロン粒径」は、約１０１ナノメートル〜約１０００ナノメートルの範囲内の任意の一次元の直径を有する平均化合物寸法又は平均要素寸法を含む。
【００１９】
本明細書で使用されるとき、「有効量」は、任意の農業製品、化合物及び／又は組成物において適度な妥当な利益／危険性の割合で、植物に栄養を提供するのに十分な、又は植物又は望ましくない生物を死滅させるなどの所望の応答及び性能を達成するのに十分な肥料、農業製品、又は他の化合物又は要素の成分量を意味する。例えば、有効量の肥料化合物は、植物の最適又は所望の成熟を促進するのに十分な量である。高イオン交換容量を有する有効量のフィロケイ酸塩又はテクトケイ酸塩又は鉱物質は、鉱物粒子上の天然イオンを肥料などの既知の農業製品のイオン／分子と交換することによって、有効量の肥料又は他の農業製品を送達するのに十分な量である。更には、有効量のフィロケイ酸又はテクトケイ酸塩又は鉱物質は、植物の最適又は所望の成熟を促進させるために、農業製品中に十分な既知のイオン及び分子を保持及び送達するのに十分でなければならない。１つの実施態様では、植物細胞に送達されるべき農業製品の所望のイオンに応じて、イオンの量は、利用可能なイオン交換部位の１００倍〜１０，０００，０００倍のフィロケイ酸塩又はテクトケイ酸塩鉱物質中に存在する。肥料又は他の農業製品などの、大体の既知のイオンが、本開示の範囲から逸脱することなく存在し得ることが理解されよう。
【００２０】
フィロケイ酸塩又はテクトケイ酸塩鉱物質の量を決定するために、植物中で所望の農業製品の量が最初に計算される。次に、フィロケイ酸塩又はテクトケイ酸塩又は鉱物質の量は、農業製品の既知のイオンの数及び鉱物質上の交換部位の数に基づいて決定される。天然イオンが鉱物質から除去（カチオン交換）される際、溶液中の既知のイオンは、除去された天然イオンの代わりになり、次に、溶液中の既知のイオンは、植物内部に配置されるか、あるいは送達され得る。場合によっては、フィロケイ酸塩又はテクトケイ酸塩又は鉱物質「上の」天然イオンは、きつく結合し、既知のイオンの濃縮溶液でのみ除去され得ることが理解されよう。このような場合、鉱物質中の利用可能な交換部位よりも少なくとも１００倍〜１０，０００，０００倍の既知のイオンを有する溶液を生成する必要がある。
【００２１】
ここで、図１Ａを参照すると、液体製品の製造方法が示されている。１つの実施態様では、方法１００は、既知のイオンを含む植物において所望の結果を達成するのに十分な有効量の農業製品、高いカチオン交換容量を有する有効量の鉱物質、並びに植物において所望の結果を達成し、懸濁液及び溶液中で、有効量の農業製品及び有効量の鉱物質を維持するのに十分な有効量の水を提供する工程１０５を含み得る。更に、方法１００は、有効量の農業製品及び有効量の鉱物質を有効量の水に加えることによって溶液を生成又は形成する工程１１５を含み得る。方法１００は、溶液にエネルギーを加えることによって鉱物質中の天然イオンを農業製品中の既知のイオンと交換し、それによって溶液のエネルギーレベルを上昇させて合成鉱物質及び液体製品を生成する工程１２５を更に含み得る。
【００２２】
本明細書で使用されるとき、用語「合成」は、「完全に合成された」化合物、溶液及び物質、並びに「部分的に合成された」化合物、溶液及び物質を含む。完全に合成された化合物、溶液又は物質は、実験室で全てが生成又は合成されるが、部分的に合成された化合物、溶液又は物質は、自然又は天然の状態から化学的に改変されることが理解されよう。一例として、完全に合成された鉱物質は、非結晶性分子及びイオンから実験室環境で生成又は合成される結晶構造であり得る。更なる例として、部分的に合成された鉱物質は、実験室で化学的に改変された天然鉱物である結晶構造であり得る。実験室は、本開示の範囲から逸脱することなく、移動式実験室又は固定式工場又は実験室であり得ることが理解されよう。
【００２３】
ここで図１Ｂ及び図１Ｃを参照すると、液体肥料及び／又は液体農業製品などの液体製品の製造方法が示されている。１つの実施態様では、方法１００は、植物における応答を達成するのに十分な有効量の肥料及び／又は農業製品を提供する工程１１０を含み得る。本開示の範囲から逸脱することなく、使用される肥料及び／又は農業製品の種類は、水中に溶解又は懸濁して、溶液又は懸濁液を形成することができる乾燥粒子又は乾燥物などの液体又は固体の形態であり得ることが理解されよう。更に、本開示の範囲から逸脱することなく、任意の肥料及び／又は農業製品の種類、形態、物質、化合物又は処方物が本明細書で用いられ得ることが理解されよう。
【００２４】
本明細書で使用されるとき、「農業製品」という語句は、広くは、植物を保護するために使用される分子、イオン、化合物、溶液、及び物質（殺虫剤など）、植物を死滅させるために使用される分子、イオン、化合物、溶液、及び物質（除草剤など）、及び植物の健康、成熟、成長を促進するのに使用されるもの又は植物の成長を遅らせるために使用されるものなどの植物成長調節剤として使用される分子、イオン、化合物、溶液及び物質を指す。
【００２５】
植物の必要性を満たすために肥料及び／又は農業製品の種類及び施用量を適合させることは、植物生産を最適化するための必須要素であることが理解されよう。しかしながら、各々が異なる土壌の種類及びｐＨ及び他の環境要因を有する、異なる土壌環境における異なる植物は、窒素（Ｎ）、リン酸（Ｐ２Ｏ５）、及びカリウム（カリ、Ｋ２Ｏ）である主要な肥料栄養素を、異なる割合で必要とする。植物は、主要栄養素よりも少量ではあるが、二次栄養素である硫黄（Ｓ）、カルシウム（Ｃａ）、及びマグネシウム（Ｍｇ）も必要とする。微量栄養素も必須であると考えられてはいるが、より少ない量で必要とされる。微量栄養素としては、塩素（Ｃｌ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、亜鉛（Ｚｎ）、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、及びニッケル（Ｎｉ）が挙げられる。必須ではないが、有益であると考えられている別の要素は、ケイ素（Ｓｉ）である。したがって、異なる植物における土壌の種類、土壌試験栄養レベル、及び栄養素範囲の変動に応じて、異なる肥料、農業製品、施用量が必要とされ得る。更には、本明細書に開示された方法、組成物及び農業製品は、より少ない量の肥料及び／又は農業製品を使用して、植物に所望の結果の応答を達成するか、又は所望の結果を植物に送達し得るように、施用量に更に影響し得る。いずれにせよ、植物の生産を最適化するためには、他の必須の有益な栄養素と共に、窒素、リン酸塩、カリウム（Ｎ−Ｐ−Ｋと省略されることもある）栄養素の必要性が過度に施用されることなく満たされなければならない。したがって、本開示は、所与の植物又は植物に対して適切なＮ−Ｐ−Ｋと他の栄養素との比率を与えるために、任意の数の可能な肥料及び／又は農業製品の種類のブレンドにおいてこれらの栄養素のいずれかを用い得ることが理解されよう。これら全ての必須の有益な栄養素は、典型的にはイオン形態であり、鉱物質上の天然イオンと交換され得る。他の要素、イオン、及び分子と共に、上に列挙したイオン及び分子は、植物材料、又は昆虫、細菌、真菌、ウイルス及び他の生物などの他の生物を、それらの生物に有毒であるように投薬量を変更することによって死滅させるか又は成長を制限するために使用され得ることが理解されよう。例えば、柑橘類の葉組織におけるマンガン濃度は２５〜２００ｐｐｍが適切であると考えられ、１０００ｐｐｍを超える濃度は毒性をもたらし得る。１つの実施態様では、肥料の形態は、液体肥料又は肥料と液体形態で植物の健康及び成長を促進する他の有益な分子との組み合わせである。１つの実施形態では、有効量の液体肥料は、本開示の範囲から逸脱することなく、完成液体製品２５０ガロンあたり約０．１０ガロン〜約２５０ガロンの範囲内に収まり得ることが理解されよう。１つの実施形態では、乾燥した水溶性製品において、乾燥製品は、完成液体製品２５０ガロンあたり約０．０１ポンド〜１０００ポンドの範囲内に収まり得る。
【００２６】
１つの実施態様では、肥料及び／又は農業製品の形態は、固体又は乾燥した肥料及び／又は農業製品であるか、又は肥料、農業製品及び／又は固体又は乾燥形態で植物の健康及び成長を促進する他の有益な分子との組み合わせである。
【００２７】
イオン交換（カチオン交換又はアニオン交換）は、２つの電解質の間、又は電解質溶液と錯体との間でイオンが交換される化学プロセスであることが理解されよう。このプロセスは、カチオン（正電荷を有するイオン）及びアニオン（負電荷を有するイオン）の両方を含む。イオン交換体（錯体）としては、合成ゲルポリマー又は天然物質が挙げられる。本開示の鉱物質は錯体であることが理解されよう。錯体上のイオン交換は、錯体に対してより高い親和性を有するイオンが結合する代わりに錯体上の既存のイオンが放出されるときに起こる。このプロセスは、より親和性の低いイオンの飽和溶液を錯体に導入することによって反転させることができる。
【００２８】
１つの実施態様では、異なるアニオンは、この式の形態で示されるように、異なる親和性を有するため、アニオンは、イオン交換によって水から選択的に除去され得る：ＳＯ−−＞ＮＯ３−−＞、Ｃｌ−＞、ＨＣＯ３−＞、ＯＨ−＞、Ｆ−＞。カチオンにおいて、親和性階層は以下である：（Ｐｂ＋＋＞、Ｃａ＋＋＞、Ｍｇ＋＋＞、Ｎａ＋＞、Ｌｉ＋＞、Ｈ＋）。
【００２９】
続けて、図１Ｂ及び１Ｃを参照すると、１つの実施態様では、方法１００は、高いカチオン交換容量を含む有効量の鉱物質を提供する工程１２０を含む。カチオン交換容量は、カチオン元素を引き付け、保持し、交換する物質の能力の推定値である値を計算することによって決定され得る。カチオン交換容量は、土壌物質、鉱物質又は他の無機物（ｍｅｑ／１００ｇ）であり得る、物質１００ｇ当たりのミリ当量（ｍｅｑ）で報告される。ｍｅｑは、特定の量の電荷を合計するイオンの数である。例えば、カリウム（Ｋ＋）イオンのｍｅｑは、約６×１０２０の正電荷であり、カルシウムイオン（Ｃａ＋＋）のｍｅｑもまた６×１０２０の正電荷であるが、カルシウムの場合、各カルシウムイオンは２つの正電荷を有するので、３×１０２０イオンである。ここで議論された鉱物は高いカチオン交換容量値を有するが、それらはあるレベルのアニオン交換容量も有し、アニオン交換はカチオン交換と同じ方法で用いられ得る。肥料及び／又は農業製品源によって供給されるカチオンの数は、天然イオンが肥料及び／又は農業製品と交換される可能性が高く、元のカチオンが鉱物質に再導入される可能性が極めて低くなるように、鉱物質上で自然起源のカチオンの数を超えるべきである。農業又は園芸の環境で用いられるほとんどの肥料及び／又は農業製品は、２つ以上の主要、副次及び微量栄養素の混合物であることが多く、その組み合わせは多種多様であるため、全ての可能性を記載することは困難であり、肥料及び／又は農業製品によって供給されるイオン（カチオン及びアニオンの両方）は、鉱物質上で自然に発生する交換に利用可能なイオン（カチオン及びアニオンの両方）の少なくとも１００倍であってもよく、１０，０００，０００倍迄であり得る。この規則の例外は、供給された肥料及び／又は農業製品中の既知のイオンが単一の電荷（特に陽イオン）を有し、土壌粒子に対して極めて高い親和性を有する場合に起こり、言い換えると、肥料及び／又は農業製品中の既知のイオンが天然の鉱物イオンと交換されると、肥料及び／又は農業製品の（例えば）カチオンにイオン結合した負に帯電した土壌粒子は、非常に交換が起こりにくい極めて低いエネルギー状態を示すであろう。
【００３０】
土壌物質、鉱物質及び無機物粒子上に保持されるカチオンは、他のカチオンと置き換えられ得ることが理解されよう。したがって、これらの土壌物質、鉱物質及び無機物中のイオンは交換可能である。一例として、鉄は、カルシウム又はカリウムなどのカチオンによって置換又は交換することが可能であり、その逆もまた同様であり得る。土壌物質、鉱物質又は他の有機物又は物質が保持し得るカチオンの総数、又はその負電荷の総数が、カチオン交換容量である。カチオン交換容量が高いほど、負電荷が高くなり、保持し得るカチオンが多くなる。高いカチオン交換容量は、１２ｍｅｑ〜６００ｍｅｑと定義され得る。
【００３１】
鉱物質は、固結した形態又は凝集した形態であり得ることが理解されよう。１つの実施態様では、鉱物質は、テクトケイ酸塩系のゼオライト基のゼオライトであり、自然起源であるか、又は合成由来であり得る。ゼオライトは、アルカリ金属及びアルカリ土類金属を含有する結晶質の水和アルミノケイ酸塩である。それらの結晶骨格は、隣接する四面体によって共有される４つの酸素全てを有するＳｉＯ４四面体の三次元ネットワークに基づいている。アルカリ及びアルカリ土類カチオンは、この構造内で（イオン結合によって）緩く結合し、他のカチオン又は分子水によって交換され得る。ほとんどのゼオライトは、体積の変化なしに脱水及び再水和され得る。ゼオライトの重要な物理的及び化学的特性は、高い水和度、脱水された場合の低密度及び大きな空隙容量、カチオン交換特性、脱水結晶中の均一な分子寸法のチャンネル、ガス及び蒸気を吸着する能力、及び触媒特性である。
【００３２】
モレキュラーシーブは、分子の寸法、形状、又は電荷に基づいて、分子を選択的に吸着し得る材料であることが理解されよう。ゼオライトの商業的用途は、以下の特性に基づいている：モレキュラーシービング、イオン交換、吸着、及び触媒作用。ほとんどのゼオライトはモレキュラーシーブであるが、全てのモレキュラーシーブがゼオライトであるとは限らない。活性炭、活性化粘土、酸化アルミニウム、及びシリカゲルもまたモレキュラーシーブである。しかしながら、活性化された合成及び天然ゼオライトモレキュラーシーブ製品は、それらの選択性のためにこれらの物質の多くを転用している。
【００３３】
ゼオライトの基本構造は、（ＡｌＳｉ）Ｏ４四面体を含み、各酸素原子は２つの四面体によって共有され、つまりは、Ｏ：（Ｓｉ＋Ａｌ）の原子比は２であることが理解されよう。この構造の正味の負電荷は、弱いイオン結合によって中央空洞内に緩く保持され、水分子に囲まれた交換可能なカチオンによってバランスがとられる。空洞は、この鉱物質に水及び他のイオン性溶液を容易に吸着させる能力を与えるチャネルの連続的なネットワークを形成する。ゼオライトは、アルミノケイ酸ナトリウムカルシウム水和物を含み得る。更に、鉱物質は、チャネルとして知られている大きな相互接続スペースを有するＡｌＯ４及びＳｉＯ４四面体の骨格から構成され得る。チャンネルは、アルミノケイ酸塩構造に影響を与えることなく加熱によって除去され得る水で満たされている。
【００３４】
脱水されたゼオライト中の空隙及び相互接続されたチャネルの寸法及び配向は、物理的及び化学的特性を決定する上で重要であることが理解されよう（ゼオライト構造の図を参照のこと）。識別される３つのタイプのチャネルシステムは、１次元システム、２次元システム、及び２種類の３次元交差システムである。鉱物質の交換部位で天然又は未知のイオンと既知のイオン（肥料及び／又は農業製品中で一般的に見られるイオンなど）が交換されると、鉱物質中のチャネル又は空隙を肥料及び／又は農業製品又は他の栄養素などの既知のイオンで充填するために、渦流、高圧、高圧サイクロン混合作用が使用されて、交換部位で交換された既知のイオンを有し、並びに少なくとも部分的には拡散によって鉱物質のチャネルが充填された鉱物質が生成されることが理解されよう。天然のゼオライト中の既存のイオンは天然の化学構造の一部であるため、これらのイオンを新規の既知のイオンと交換すると、ゼオライトの構成を説明し、部分的に合成されたとみなされるような、新規かつ合成によって化学的に改変された式がもたらされる。粘土などのある種の鉱物質では、更なるイオン交換が起こり得るチャネル又は空隙はないが、その代わりに交換部位のみが存在し得ることが理解されよう。逆に、ゼオライトなどの他の鉱物質では、鉱物質中の天然イオンと肥料及び／又は農業製品及び／又は他の栄養素中の既知のイオンとの間で更なるイオン交換が起こり得る交換部位及びチャネル又は空隙の両方が存在し得る。
【００３５】
カチオンと骨格酸素分子との間の分子クラスター化又は直接結合を含み得るため、水和ゼオライト結晶中の水の特性は変化することが理解されよう。水によって占有され得る結晶間体積は、結晶の体積の５０％までを構成する。ゼオライトの吸着容量は、一般に、標準的な温度及び湿度で完全に水和される際の含水量によって決定される自由空間又は細孔体積に関連する。水和ゼオライト及び脱水ゼオライトの両方における吸着及びイオン交換容量は、チャネル開口部の特性に関連する。開口部は、連結した四面体の酸素原子によって境界が定められている。開口部の制限寸法は、６、８、１０又は１２個の酸素原子を含有する環のサイズに左右される。
【００３６】
ゼオライトの化学的特性は、吸着、カチオン交換、及び脱水又は再水和を含むそれらの化学的特性の１つ以上を利用することが理解されよう。これらの特性は、各鉱物の特定の結晶構造、その骨格、及びそのカチオン組成の関数である。
【００３７】
結晶性ゼオライトは、独特な吸着材料であることが理解されよう。ゼオライトの大きな中央空洞及び入口チャネル（一般的なゼオライト構造の図を参照のこと）は、交換可能なカチオンの周囲に水和球を形成する水分子で充填されている。水が除去されると、入口チャネルを通過するのに十分に小さい断面直径を有する分子は、チャネル及び中心空洞に容易に吸着され、拡散によって除去されるまで保持され得る。入口チャネルを通過するには大きすぎる分子は排除され、これによって、ほとんどのゼオライトにモレキュラーシービング特性がもたらされる。
【００３８】
交換可能なゼオライトのカチオンは、四面体骨格に緩く結合しており、別のカチオンの濃溶液で洗浄することによって容易に交換及び除去され得ることが理解されよう。ｍｅｑ／１００ｇ又はいくつかのゼオライト鉱物は、２００ｍｅｑ／１００ｇ〜５００ｍｅｇ／１００ｇの間である。結晶性ゼオライトは非常に効果的なイオン交換体である。イオン交換容量は、基本的に、骨格構造中のケイ素に対するアルミニウムの置換度の関数である。置換が大きいほど、電荷欠損が大きくなり、電気的中性に必要なアルカリ又はアルカリ土類カチオンの数が多くなる。カチオン交換挙動は、溶液中の特定のカチオンの濃度；温度；カチオン種の性質（例えば、寸法、電荷）；及び特定のゼオライトの構造的特徴などの他の要素にも左右される。カチオンは、比較的接近し難い構造的位置に捕捉されるため、有効なイオン交換容量が減少する。溶液中のカチオンが大きすぎて入口ポートを通って中心空洞に入ることもできない場合、カチオンシービングもまた起こり得る。ほとんどの非晶質イオン交換体とは異なり、ゼオライトの骨格は競合するイオンに対する選択性を定義し、異なる構造は同じカチオンにおいて異なる部位を提供する。いくつかのイオンの水和強度によって、骨格内の電荷の場所に接近するのが妨げられる。多くのゼオライトにおいて、低電界強度を有するイオンは、他のイオンよりもより強く保持され、溶液からより選択的に取り込まれる。
【００３９】
ゼオライトは脱水中に大きな変化を示さず、温度の関数として連続的な減量を示し、再水和することが理解されよう。完全な脱水に必要な温度を超えると、ゼオライト構造が崩壊し、再水和が起こり得ない。ほとんどの天然ゼオライトは、２５０℃〜４００℃（４８２°Ｆ〜７５２°Ｆ）で熱的に安定している。モルデナイト及びクリノプチロライトなどのより高いシリカ含有量を有するゼオライトは、６５０℃（１，２０２°Ｆ）を超える温度で崩壊する。
【００４０】
粘土鉱物は、雲母群と同様の平坦な六角形のシートを形成することが理解されよう。粘土鉱物は、場合によっては、可変量の鉄、マグネシウム、アルカリ金属、アルカリ土類及び他のカチオンを含む含水アルミニウムフィロケイ酸塩であり得る。粘土鉱物は、一般的には、頁岩、泥岩、及びシルト岩などの細粒の堆積岩、及び細粒の変成岩スレート及びフィライトである。粘土鉱物は、通常（必ずではないが）、超微細粒（通常は、標準粒径分布では２マイクロメートル未満とみなされる）であるので、それらの同定と研究のために特別な分析技術が必要となり得る。これらとしては、Ｘ線回折法、電子回折法、メスバウアー分光法、赤外分光法、ラマン分光法、ＳＥＭ−ＥＤＳ又は自動鉱物学プロセスなどの様々な分光法が挙げられる。これらの方法は、偏光顕微鏡法、基本的な発生又は岩石学的の関係を確立する従来の技術によって増強され得る。
【００４１】
粘土鉱物は、四面体シリケートシートと八面体水酸化物シートとで構成されているため、１：１又は２：１に分類され得る。１：１粘土は、１つの四面体シートと１つの八面体シートからなり、例えば、カオリナイトと蛇紋石である。２：１粘土は、２枚の四面体シートの間に挟まれた八面体シートからなり、例えばタルク、バーミキュライト及びモンモリロナイトである。
【００４２】
粘土鉱物としては、以下の族が挙げられる：（１）カオリン族としては、カオリナイト、ディッカイト、ハロイサイト、及びナクライト（Ａｌ２Ｓｉ２Ｏ５（ＯＨ）４の多形体）の鉱物が挙げられる。いくつかの源としては、構造的類似性によってカオリナイト蛇紋石族が挙げられる。（２）スメクタイト族としては、モンモリロナイト及びノントロナイトなどの２八面体スメクタイト、及びサポナイトなどの３八面体スメクタイトが挙げられる。（３）イライト族としては、粘土−雲母が挙げられる。イライトは、ごく一般的な鉱物である。（４）クロライト族としては、多くの化学的な変形を伴う様々な類似鉱物が挙げられる。例えば、セピオライト又はアタパルジャイトのような他の２：１粘土タイプは、その構造の内部に長い水チャネルを有する粘土である。
【００４３】
上記の族の大部分において、混合層粘土の変形が存在することが理解されよう。順序付けは、不規則又は規則的な順序とみなされ、更には範囲又は距離で表される。かかる順序付けに関する説明には、例えば、Ｒ１の順序であるイライト−スメクタイトなどが挙げられる。この粘土のタイプは、ＩＳＩＳＩＳという形の順序である。一方、Ｒ０には、不規則な順序が含まれるか、又は見なされ得る。Ｒ３などの他の更なる順序付けもまた見出され得る。完全なＲ１タイプである混合層粘土鉱物には、独自の名称を有するものも多い。例えば、Ｒ１の順序であるクロライト−スメクタイトはコレンサイトとして知られおり、Ｒ１イライト−スメクタイトはレクトライトとして知られている。
【００４４】
１つの実施態様では、鉱物質は、アルミナシリケート、シリケート、アルミニウム、アルミノケイ酸ナトリウム又は他の凝灰材料のうちの１つ以上を含み得る。１つの実施態様では、鉱物質は、モンモリロナイト、イライト、カオリナイト、スメクタイト、ゼオライト、アルミノケイ酸ナトリウムカルシウム水和物（ＨＳＣＡＳ）、及びバーミキュライトのうちの１つ以上を含む。１つの実施態様では、鉱物質はスメクタイトを含む。１つの実施態様では、鉱物質はゼオライトを含む。１つの実施態様では、ゼオライト鉱物質は、チャネル（結晶構造によって形成される）内部のイオン交換及び吸着を介する、栄養素及び他の小さな有機分子及び無機分子の担体である。ゼオライトチャネルは、植物を保護するか、植物を死滅させるのに使用されるか、又は植物の健康、成熟、成長を促進するのに使用されるもの又は植物の成長を遅らせるために使用されるものなどの植物成長調節剤として使用される、細胞に使用するイオン及び小分子を運び得る。
【００４５】
１つの実施態様では、高いカチオン交換容量を有する鉱物質は、約１２ミリ当量／１００ｇ〜約６００ミリ当量／１００ｇの範囲の当量を有する。
【００４６】
溶液中の鉱物粒子の濃度は、１×１０−８ｍｇ／ｍＬ〜１×１０４ｍｇ／ｍＬの範囲内である。農業製品イオンの濃度は、０．０１ｍｇ／ｍＬから飽和点までの範囲である。
【００４７】
続けて、図１Ｂ及び図１Ｃを参照すると、方法１００は、懸濁液及び溶液中で、植物において所望の結果を達成し、有効量の肥料及び／又は農業製品、及び有効量の鉱物質を維持するのに十分な有効量の水を提供する工程１３０を更に含み得る。有効量の水は、約０．１ガロン〜約６０００ガロンの範囲内に収まり得る。
【００４８】
方法１００は、有効量の鉱物質を超純水に浸す工程１４０を更に含み得る。この方法の１つの実施態様では、超純水に有効量の鉱物質を入れる工程は、少なくとも２４時間鉱物質を浸す工程を含む。鉱物質を入れるプロセスは、拡散によってチャネル内の水に保持された天然イオン及び分子を除去することによって、鉱物質を調製するのを補助し得る。超純水を使用して、土壌物質、鉱物質、又は他の有機材料中のイオンを容易に交換し得る。このように、土壌物質、鉱物質又は他の有機材料が超純水に浸されると、鉱物質中のイオンが露出されるか、又は別の既知の物質とのイオン交換に容易に利用できるようになる。したがって、１つの実施態様において、本開示の方法及びシステムは、鉱物質からのカチオンを、既知の供給源の選択されたカチオンと交換する工程を含み得る。例えば、１つの実施形態では、方法１００は、有効量の土壌物質、鉱物質又は他の無機材料を肥料又は他の農業製品に直接浸す工程を含む。土壌物質、鉱物質又は他の有機材料が肥料、又は他の既知の若しくは所望のイオン源に浸されると、土壌物質、鉱物質、又は他の有機材料中のイオンは、露出されるか、あるいは別の既知の物質とのイオン交換に容易に利用できるようになる。
【００４９】
図１Ｂに示す方法１００は、鉱物によって保持された水が除去されることで、脱水された鉱物質が生じるように、鉱物質（ゼオライト）を熱源で加熱する工程１４５を更に含み得る。１つの実施態様では、熱源は炉である。１つの実施態様では、熱源は加熱ランプである。この工程は、ゼオライトチャネルが濃縮肥料及び／又は他の農業製品溶液で満たされることを確実にする。
【００５０】
図１Ｂに示す方法１００は、濃縮肥料及び／又は他の農業製品溶液に脱水された鉱物質を加えることで前処理溶液を生成し、それにより高濃度の所望のイオンをチャネル及びイオン交換部位に導入する工程１４７を更に含み得る。
【００５１】
続けて図１Ｂ及び図１Ｃを参照すると、方法１００は、有効量の肥料及び／又は他の農業製品を有効量の水に加える工程１５０、及び有効量の前処理された鉱物溶液を有効量の水に加え、それによって水、肥料及び／又は他の農業製品、及び鉱物質の溶液を生成する工程１６０を含み得る。
【００５２】
方法１００は、溶液にエネルギーを加えて、肥料及び／又は他の農業製品中の既知のイオン及び鉱物質中の天然イオンのエネルギーレベルを上昇させ、鉱物質中の天然イオンを既知のイオンと交換して化学的に改変された合成ゼオライト、及び液体肥料及び／又は他の農業製品の均質混合物を生成する工程１７０を含み得る。本開示の範囲から逸脱することなく、機械エネルギー、化学エネルギー、電磁エネルギー、又は他の形態のエネルギーを本開示の方法、システム又は製品に加え得ることが理解されよう。１つの実施態様では、エネルギーは、高圧又は高圧サイクロン混合作用によって本開示の方法、システム又は製品に加えられ得る。１つの実施態様では、高圧サイクロン混合作用を使用して肥料及び／又は他の農業製品、水及び鉱物質を混合することによって、溶液にエネルギーを加えることができる。
【００５３】
方法における１つの実施形態では、方法１００は、懸濁液及び溶液中で、植物において所望の結果を達成し、有効量の肥料及び／又は他の農業製品、及び有効量の鉱物質を維持するのに十分な有効量の超純水を提供する工程を更に含み得る。方法における１つの実施形態では、方法１００は、懸濁液及び溶液中で、植物において所望の結果を達成し、有効量の肥料及び／又は他の農業製品、及び有効量の鉱物質を維持するのに十分な有効量の再蒸留水を提供する工程を更に含み得る。方法における１つの実施形態では、方法１００は、懸濁液及び溶液中で、植物において所望の結果を達成し、有効量の肥料及び／又は他の農業製品、及び有効量の鉱物質を維持するのに十分な有効量の未処理水を提供する工程を更に含み得る。方法における１つの実施形態では、方法１００は、懸濁液及び溶液中で、植物において所望の結果を達成し、有効量の肥料及び／又は他の農業製品、及び有効量の鉱物質を維持するのに十分な有効量の飲料水を提供する工程を更に含み得る。
【００５４】
１つの実施態様では、方法は、２００ガロンの混合タンクに以下：約１０〜２０ガロンの水；約１ガロンの液体肥料及び／又は他の農業製品；及び約１００ｍＬの鉱物質の液体；を加え、これらを超純水に浸し、浸漬して処理し得る。このような浸し及び浸漬は、超純水が鉱物質内の鉱物を水和させるので、少なくとも２４時間にわたり得ることが理解されよう。１つの実施形態では、１００ｍＬの鉱物質の溶液中に約７グラムの鉱物質が存在することが理解されよう。その後、２００ガロンのタンクは、水（超純水、再蒸留水、未処理水、飲料水などの任意の種類の水であり得る）で満たされ得る。既知のイオンと鉱物質中のイオンとの間で起こるイオン交換がある。この方法によって、プロセス中にイオンが互いに交換する機会がより多くなるように高エネルギー混合が加えられ、かかる交換に利用可能な鉱物粒子上の全て又はほぼ全てのカチオンが交換される。
【００５５】
ここで、図２を参照すると、液体肥料製品及び／又は他の農業製品の製造方法が示されている。１つの実施態様では、方法２００は、植物における所望の結果を達成するのに十分な有効量の超純水を提供する工程２１０を含み得る。１つの実施態様では、方法２００は、植物における応答を達成するのに十分な有効量の肥料及び／又は農業製品を提供する工程２２０を含み、ここで肥料及び／又は他の農業製品は、処理済要素を含む。方法２００は、カチオン交換容量が高く、複数の鉱物質の粒子を含む有効量の鉱物質を提供する工程２３０を含み得る。
【００５６】
１つの実施態様では、方法２００は、有効量の超純水、有効量の肥料及び／又は他の農業製品、及び有効量の鉱物質を一緒に混合することで、水、肥料及び／又は他の農業製品及び鉱物質の溶液を生成する工程２４０を更に含み得る。方法２００は、液体肥料製品の均質混合物を生成するために、溶液にエネルギーを加える工程２５０を更に含んでよく、ここで、液体肥料製品及び／又は他の農業製品は、肥料及び／又は他の農業製品からのイオンが送達されて細胞に運ばれ、肥料及び／又は他の農業製品からのイオンが植物によって吸収されるか、又は複数の鉱物粒子によって直接細胞に運ばれるように、鉱物質からのイオンを肥料及び／又は肥料からのイオンと交換する。
【００５７】
ここで、図３を参照すると、合成農業製品が示されている。合成農業製品３００は、植物における応答を達成するのに十分な有効量の肥料及び／又は農業製品３１０を含み得る。合成農業製品は、高いカチオン交換容量を有する有効量の合成鉱物質３２０を含み得る。有効量の合成鉱物質３２０は、製品３００の一部として含まれる前に超純水で浸されることによって処理され得ることが理解されよう。有効量の合成鉱物質３２０は、得られた合成鉱物質３２０が、約１ナノメートル〜約１０００ナノメートル又は１マイクロメートルの範囲内の粒径を有する鉱物粒子を含むように更に処理され得る。懸濁液及び溶液中で、十分な有効量の水３３０によって、植物において所望の結果が達成され、有効量の肥料及び／又は他の農業製品、及び有効量の合成鉱物質が維持される。有効量の肥料及び／又は他の農業製品３１０及び有効量の合成鉱物質３２０を有効量の水３３０に加えることで、合成農業製品３００が生じることが理解されよう。したがって、合成農業製品は、水３３０、肥料及び／又は他の農業製品３１０、及び合成鉱物質３２０を含む。製品３００に添加される前に、合成鉱物質３２０中の天然イオンが、肥料及び／又は他の農業製品３１０中の既知のイオンと交換されて、合成農業製品３００の均質混合物が生成されるように、肥料及び／又は他の農業製品３１０及び鉱物質３２０にエネルギーを加えることにより溶液のエネルギーレベルが上昇し得ることが理解されよう。
【００５８】
１つの実施態様では、合成農業製品３００の水３３０は超純水であり得る。１つの実施態様では、合成鉱物質３２０は、少なくとも２４時間超純水中に浸される。１つの実施態様では、合成農業製品３００の水３３０は再蒸留水であり得る。１つの実施態様では、合成農業製品３００の水３３０は未処理水であり得る。１つの実施態様では、合成農業製品３００の水３３０は飲料水であり得る。
【００５９】
１つの実施態様では、鉱物粒子溶液の比が１００ｍＬに対して７ｇである場合に、有効量の肥料及び／又は他の農業製品３１０と有効量の合成鉱物質３２０との間の容量の違いは、少なくとも１００倍ある。より一般的には、肥料及び／又は他の農業製品からのイオンの数は、鉱物粒子の交換に利用可能な部位の数の１００倍〜１０，０００，０００倍であるべきである。１つの実施態様では、合成鉱物質３２０は高いカチオン交換容量を有し、約１０ミリ当量／１００ｇ〜約６００ミリ当量／１００ｇの範囲の当量を有する。
【００６０】
１つの実施形態では、有効量の水３３０は、約０．１ガロン〜約６０００ガロンの範囲にある。
【００６１】
１つの実施態様では、有効量の肥料及び／又は他の農業製品３１０は、液体肥料及び／又は液体農業製品、又は肥料及び／又は他の農業製品及び植物の健康及び成長を促進する他の有益な分子の組み合わせである。１つの実施形態では、有効量の液体肥料及び／又は液体農業製品は、約０．１０ガロン〜約５０ガロンの範囲にある。１つの実施態様では、肥料及び／又は他の農業製品３１０は、肥料ナノ粒子を含む。
【００６２】
１つの実施態様では、有効量の鉱物質３２０は、約５グラム〜約２キログラムの範囲にある。１つの実施態様では、合成鉱物質３２０は、アルミナシリケート、シリケート、アルミニウム、又はアルミノケイ酸ナトリウムを含む。１つの実施態様では、合成鉱物質３２０は、モンモリロナイト、イライト、カオリナイト、スメクタイト及びゼオライトを含む。１つの実施態様では、合成鉱物質３２０はスメクタイトを含む。１つの実施態様では、合成鉱物質３２０はゼオライトを含む。１つの実施態様では、合成鉱物質３２０は、植物を保護するか、植物を死滅させるのに使用されるか、又は植物の健康、成熟、成長を促進するのに使用されるもの又は植物の成長を遅らせるために使用されるものなどの植物成長調節剤として使用される、細胞に使用する栄養素及び他の小有機分子の担体である。１つの実施態様では、合成鉱物質３２０はフィロケイ酸塩又はテクトケイ酸塩の両方を含む。１つの実施態様では、合成鉱物質３２０は、触媒として作用することによって反応を触媒するか、又は反応を引き起こす又は促進する能力を有する鉱物を含む。
【００６３】
１つの実施態様では、合成農業製品３００は、合成鉱物質３２０のカチオンと交換される既知の源からのカチオンを更に含む。１つの実施態様では、溶液中の鉱物粒子の濃度は、１×１０−８ｍｇ／ｍＬ〜１×１０４ｍｇ／ｍＬの範囲内である。農業製品イオンの濃度は、０．０１ｍｇ／ｍＬから飽和点までの範囲である。
【００６４】
１つの実施態様では、肥料及び／又は他の農業製品３１０、水３３０及び合成鉱物質３２０を、渦流、高圧、又は高圧サイクロン混合作用を使用して混合することによって、合成農業製品３００にエネルギーが加えられる。
【００６５】
図４を参照すると、合成鉱物質４２０の一例が示されている。図示された鉱物質４２０は、天然イオン４２２を別の物質４２４のイオンと交換することによって処理されていることが理解されよう。合成鉱物質４２０は、本開示によって用いられ得る粘土、ゼオライト又は他の鉱物質であり得る。１つの実施態様では、合成鉱物質４２０は、天然のイオン４２２を、植物の成長を誘発する物質、植物の成長を遅らせるか又は制限する物質、又は植物を死滅させるか又はあるいは植物に有害である物質などの肥料及び／又は他の農業製品のような別の物質の既知のイオン４２４と交換することによって、処理又は合成され得る。
【００６６】
図５及び図６は、本開示の教示及び原理によって合成鉱物質をもたらすイオン交換プロセス５００及び６００のそれぞれを概略的に示す図である。例えば、図５に示されるように、鉱物質５２０は、上述したように天然イオン又は自然起源のイオン５２２を含む。鉱物質５２０は、天然イオン５２２を、肥料及び／又は他の農業製品などの既知のイオン５２４と交換することによって処理又は合成され得る。既知の物質のイオン５２４は、本明細書でより完全に議論される方法によって鉱物質５２０に導入され得ることが理解されよう。プロセス５００の間に、合成鉱物質５２０が天然イオン５２２よりも既知物質のイオン５２４を多く有するようになるまで、天然イオン５２２は、既知物質のイオン５２４と交換される。
【００６７】
図６はイオン交換プロセス６００を示しており、鉱物質６２０は、既知の物質のイオン６２４との交換に利用可能な天然イオン６２２をその上に有する粘土物質として示されている。この粘土物質は、説明のためにのみ示されていることが理解されよう。本開示の範囲から逸脱することなく、天然イオンと既知イオンとの間でイオン交換を提供するために、粘土材料の他に、他の鉱物質６２０が使用され得ることは理解されよう。天然イオン６２２は、単一の正電荷（例えば、Ｎａ＋）を有するカチオンとして示されているが、既知物質のイオン６２４は、２つの正電荷（例えば、Ｃａ２＋）を有するカチオン、及び単一の負電荷（例えば、Ｃｌ−）を有するアニオンとして示されており、これらは説明のためにのみ示されている。本開示の範囲から逸脱することなく、交換され得る任意の数のカチオン又はアニオンが存在することが理解されよう。プロセス６００は、説明と分かりやすさのために（ａ）から（ｃ）までの時間経過で図示されている。実際の時間量及び完全なプロセス又は交換に必要なイオンの量は、本開示の教示及び原理に基づいて決定され得ることが理解されよう。
【００６８】
図７は、本開示の教示及び原理によって、合成鉱物質７２０の交換部位７２３で天然イオン７２２と交換されたか、又は交換中の農業製品からのイオン７２４を含む合成鉱物質７２０の１つの実施形態を示す断面図である。図示された合成鉱物質は、複数のチャネル７２１も含むが、単一のチャネル７２１の断面のみが示されている。渦流などの高圧混合作用を使用して、複数のチャネルを既知のイオン７２４及び／又は他の農業製品で少なくとも部分的に充填し得ることが理解されよう。イオン及び分子は、常に交換部位７２３に付着することなく、チャネル７２１の内部の溶液中に運ばれ得ることが理解されよう。図示されるように、鉱物質７２０内には複数の交換部位７２３が存在する。鉱物質７２０は、農業製品内のイオンなどの既知の物質のイオン７２４との交換に利用可能な天然イオン７２２と共に示されている（カチオン及びアニオンの両方として図示されているが、天然のカチオン、アニオン又は組み合わせが既知の供給源又は物質からのイオンと交換可能であることが理解されよう）。本開示の範囲から逸脱することなく、交換され得る任意の数のカチオン又はアニオンが存在することが理解されよう。チャネル７２１を通って運ばれる溶液の一部である水分子７２６も示されている。
【００６９】
実施例
実施例１は、液体製品の製造方法である。本方法では、方法は、既知のイオンを含む植物において所望の結果を達成するのに十分な有効量の農業製品を提供する工程、高いカチオン交換容量を有する有効量の鉱物質を提供する工程、並びに懸濁液及び溶液中で、植物において所望の結果を達成し、有効量の農業製品及び有効量の鉱物質を維持するのに十分な有効量の水を提供する工程を含み得る。更に、本方法は、有効量の農業製品及び有効量の鉱物質を有効量の水に加えることによって溶液を形成する工程を含み得る。本方法は、溶液にエネルギーを加えることによって、鉱物質中の天然イオンを農業製品中の既知のイオンと交換し、溶液のエネルギーレベルを上昇させて合成鉱物質及び液体製品を生成する工程を更に含み得る。
【００７０】
実施例２では、実施例１の有効量の水を提供する工程は、有効量の超純水を提供する工程を含む。
【００７１】
実施例３では、実施例１の有効量の水を提供する工程は、有効量の再蒸留水を提供する工程を含む。
【００７２】
実施例４では、実施例１の有効量の水を提供する工程は、有効量の未処理水を提供する工程を含む。
【００７３】
実施例５では、実施例１の有効量の水を提供する工程は、有効量の飲料水を提供する工程を含む。
【００７４】
実施例６における実施例１の方法では、有効量の農業製品中のイオンと有効量の鉱物質中のイオン交換部位との大きさの違いは少なくとも１００倍ある。
【００７５】
実施例７では、実施例１〜６のいずれかと同様に、鉱物質は、高いカチオン交換容量を有し、約１０ミリ当量／１００ｇ〜約６００ミリ当量／１００ｇの範囲の当量を有する。
【００７６】
実施例８では、実施例１〜７のいずれかと同様に、有効量の水は、約０．１ガロン〜約６０００ガロンの範囲にある。
【００７７】
実施例９では、実施例１〜８のいずれかと同様に、農業製品は、液体肥料又は肥料と植物の健康及び成長を促進する他の有益な分子との組み合わせである。
【００７８】
実施例１０では、実施例１〜９のいずれかと同様に、有効量の液体肥料は、約０．１０ガロン〜約５０ガロンの範囲にある。
【００７９】
実施例１１では、実施例１〜１０のいずれかと同様に、鉱物質は約５マイクログラム〜約２キログラムの範囲にある。
【００８０】
実施例１２では、実施例１〜１１のいずれかと同様に、鉱物質は高いカチオン交換容量を有し、アルミナシリケート、シリケート、アルミニウム、アルミノケイ酸ナトリウム、アルミノケイ酸ナトリウムカルシウム水和物、又は他の凝灰岩材料を含む。
【００８１】
実施例１３では、実施例１〜１２のいずれかと同様に、鉱物質は、モンモリロナイト、イライト、カオリナイト、スメクタイト及びゼオライトを含む。
【００８２】
実施例１４では、実施例１〜１３のいずれかと同様に、鉱物質はスメクタイトを含む。
【００８３】
実施例１５では、実施例１〜１３のいずれかと同様に、鉱物質はゼオライトを含む。
【００８４】
実施例１６では、実施例１〜１５のいずれかと同様に、鉱物質は、植物を保護するか、植物を死滅させるのに使用されるか、又は植物の健康、成熟、成長を促進するか又は植物の成長を遅らせるのに使用される植物成長調節剤として使用される、細胞に使用する栄養素及び小有機分子の担体である。
【００８５】
実施例１７では、実施例１〜１６のいずれかと同様に、農業製品は１ナノメートル〜１０００ナノメートルの範囲にある粒子を含む。
【００８６】
実施例１８では、実施例１〜１３、１６及び１７のいずれかと同様に、鉱物質はフィロケイ酸塩又はテクトケイ酸塩の両方を含む。
【００８７】
実施例１９では、実施例１〜１８のいずれかと同様に、方法は、鉱物質からのイオンを既知の供給源の選択されたイオンと交換する工程を更に含む。
【００８８】
実施例２０では、実施例１〜１９のいずれかと同様に、溶液中の鉱物粒子の濃度は、１×１０−８ｍｇ／ｍＬ〜１×１０４ｍｇ／ｍＬの範囲内であり、農業製品のイオン又は分子の濃度は０．０１ｍｇ／ｍＬ〜飽和点までの範囲内である。
【００８９】
実施例２１では、実施例１〜２０のいずれかと同様に、渦流を使用して、農業製品、水及び鉱物質を混合する工程を更に含む。
【００９０】
実施例２２では、実施例１〜２１のいずれかと同様に、鉱物質は、既知のイオンが鉱物質中の天然イオンと交換される複数の交換部位を含む。
【００９１】
実施例２３では、実施例１〜２３のいずれかと同様に、鉱物質は複数のチャネルを含み、複数のチャネルを既知のイオン及び／又は他の農業製品で少なくとも部分的に充填するために高圧混合作用が使用されている。
【００９２】
実施例２４では、実施例１〜２４のいずれかと同様に、液体製品を植物細胞に送達し、植物細胞に浸透させることにより、鉱物質の交換部位内に含有される既知のイオンが拡散によって放出されており、既知のイオンがより効率よく使用されるように、植物細胞内の天然イオンと交換されている。
【００９３】
実施例２５では、実施例１〜２４のいずれかと同様に、鉱物質は１ナノメートル〜１０００ナノメートルの範囲の粒径を有する。
【００９４】
実施例２６では、実施例１〜２５のいずれかと同様に、方法は、有効量の鉱物質を肥料及び／又は農業製品に浸す工程を更に含む。
【００９５】
実施例２７では、実施例１〜２６のいずれかと同様に、方法は、有効量の鉱物質を超純水に浸す工程を更に含む。
【００９６】
実施例２８では、実施例１〜２７のいずれかと同様に、方法は、有効量の鉱物質を超純水に少なくとも２４時間浸す工程を更に含む。
【００９７】
実施例２９は、液体製品の製造方法である。この方法では、本方法は、植物における応答を達成する有効量の超純水を提供する工程と、植物における応答を達成するのに十分な有効量の農業製品を提供する工程と、高いカチオン交換容量を有し、複数の鉱物質の粒子を含む有効量の鉱物質を提供する工程であって、この鉱物質は、合成ナノ寸法の鉱物要素の粒子を含む、工程と、を含み得る。実施例２９の方法は、有効量の超純水、有効量の農業製品、及び有効量の鉱物質を一緒に混合することで、水、農業製品及び鉱物質の溶液を生成する工程を更に含み得る。更に、実施例２９の方法は、溶液にエネルギーを加えて液体製品を生成する工程であって、この液体製品は、農業製品からの既知のイオンが送達されて細胞に運ばれ、既知のイオンが植物によって吸収されるか、又は複数の鉱物粒子によって直接細胞に運ばれるように、鉱物質からの天然イオンを既知のイオンと交換する、工程と、を含み得る。
【００９８】
実施例３０は、植物において所望の応答を達成するのに十分な有効量の肥料及び／又は農業製品を含む合成農業製品である。実施例３０の合成農業製品は、高いカチオン交換容量を有する有効量の合成鉱物質を含んでもよく、この有効量の合成鉱物質は、天然鉱物質中の天然イオンと交換される既知のイオンを含み、それによって合成鉱物質を生成する。実施例３０の合成農業製品は、懸濁液及び溶液中で、植物において所望の結果を達成し、有効量の肥料及び／又は他の農業製品、及び有効量の合成鉱物質を維持するのに十分な有効量の水を更に含み得る。実施例３０の合成農業製品において、有効量の肥料及び／又は他の農業製品及び有効量の合成鉱物質は、有効量の水に加えられて、合成農業製品を生成する。
【００９９】
実施例３１において、実施例３０の合成鉱物質は、約１ナノメートル〜約１０００ナノメートルの範囲内の粒径を有する粒子を含む。
【０１００】
実施例３２では、実施例３０〜３１のいずれかと同様に、有効量の水は超純水である。
【０１０１】
実施例３３では、実施例３０〜３１のいずれかと同様に、有効量の水は再蒸留水である。
【０１０２】
実施例３４では、実施例３０〜３１のいずれかと同様に、有効量の水は未処理水である。
【０１０３】
実施例３５では、実施例３０〜３１のいずれかと同様に、有効量の水は飲料水である。
【０１０４】
実施例３６では、実施例３０〜３５のいずれかと同様に、有効量の肥料及び／又は他の農業製品と有効量の合成鉱物質との間の大きさの違いは、少なくとも１００倍ある。
【０１０５】
実施例３７では、実施例３０〜３６のいずれかと同様に、合成鉱物質は、高いカチオン交換容量を有し、約１０ミリ当量／１００ｇ〜約６００ミリ当量／１００ｇの範囲の当量を有する。
【０１０６】
実施例３８では、実施例３０〜３７のいずれかと同様に、有効量の合成鉱物質は、少なくとも２４時間超純水中に浸されている。
【０１０７】
実施例３９では、実施例３０〜３８のいずれかと同様に、有効量の水は、約０．１ガロン〜約６０００ガロンの範囲にある。請求項３０に記載の合成農業製品において、有効量の肥料及び／又は他の農業製品は、液体肥料及び／又は他の農業製品である。
【０１０８】
実施例４０では、実施例３０〜３９のいずれかと同様に、有効量の液体肥料及び／又は他の農業製品は、約０．１０ガロン〜約５０ガロンの範囲にある。
【０１０９】
実施例４１では、実施例３０〜４０のいずれかと同様に、鉱物質は約５マイクログラム〜約２キログラムの範囲にある。
【０１１０】
実施例４２では、実施例３０〜４１のいずれかと同様に、合成鉱物質は、アルミナシリケート、シリケート、アルミニウム、アルミノケイ酸ナトリウム又は他の凝灰材料を含む。
【０１１１】
実施例４３では、実施例３０〜４２のいずれかと同様に、合成鉱物質は、モンモリロナイト、イライト、カオリナイト、スメクタイト及びゼオライトを含む。
【０１１２】
実施例４４では、実施例３０〜４３のいずれかと同様に、合成鉱物質はスメクタイトを含む。
【０１１３】
実施例４５では、実施例３０〜４３のいずれかと同様に、合成鉱物質はゼオライトを含む。
【０１１４】
実施例４６では、実施例３０〜４５のいずれかと同様に、合成鉱物質は、植物を保護するか、植物を死滅させるのに使用されるか、又は植物の健康、成熟、成長を促進するか又は植物の成長を遅らせるのに使用される植物成長調節剤として使用される、細胞に使用する栄養素及び他の小有機分子の担体である。
【０１１５】
実施例４７では、実施例３０〜４６のいずれかと同様に、肥料及び／又は他の農業製品は、１ナノメートル〜１０００ナノメートルの範囲にある粒子を含む。
【０１１６】
実施例４８では、実施例３０〜４３のいずれかと同様に、合成鉱物質はフィロケイ酸塩又はテクトケイ酸塩の両方を含む。
【０１１７】
実施例４９では、実施例３０〜４８のいずれかと同様に、農業製品は、合成鉱物質のカチオンと交換される既知の源からのカチオンを更に含む。
【０１１８】
実施例５０では、実施例３０〜４９のいずれかと同様に、渦流を使用して、肥料及び／又は他の農業製品、水及び合成鉱物質を混合することで、エネルギーが合成製品に加えられる。
【０１１９】
実施例５１では、実施例３０〜５０のいずれかと同様に、合成鉱物質は、既知のイオンが天然鉱物質の天然イオンと交換される複数の交換部位を含む。
【０１２０】
実施例５２では、実施例３０〜５１のいずれかと同様に、合成鉱物質は複数のチャネルを含み、この複数のチャネルは、高圧混合作用によって既知のイオンで少なくとも部分的に充填されている。
【０１２１】
実施例５３では、実施例３０〜５２のいずれかと同様に、合成農業製品を植物細胞に送達し、植物細胞に浸透させることにより、合成鉱物質の交換部位内に含有される既知のイオンが拡散によって放出されており、既知のイオンがより効率よく使用されるように、植物細胞内の天然イオンと交換されている。
【０１２２】
実施例５４では、実施例３０〜５３のいずれかと同様に、合成鉱物質は１ナノメートル〜１０００ナノメートルの範囲の粒径を有する。
【０１２３】
実施例５５では、実施例３０〜５４のいずれかと同様に、合成鉱物質は、肥料及び／又は他の農業製品中に浸される。
【０１２４】
本開示の上記の詳細な説明において、本開示の様々な特徴は、開示を合理化する目的で、単一の実施態様又は実施形態にまとめられている。本開示の方法は、請求された開示が各請求項に明示的に記載されているよりも多くの特徴を必要とするという意図を反映するものと解釈されるべきではない。むしろ、以下の実施形態が反映するように、本発明の態様は、前述の開示された単一の実施形態の全ての特徴よりも少ないものである。したがって、以下の実施形態は、この参照による本開示の詳細な説明に組み込まれ、各実施形態は、本開示の別個の実施形態として独立している。
【０１２５】
上記の構成は、本開示の原理の適用の単なる例示であることを理解されたい。本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、多くの修正及び代替の構成が当業者によって考案されてもよく、添付の特許請求の範囲はそのような修正及び構成を包含することが意図される。したがって、本開示は、図面に示され、特性及び詳細と共に上に記載されているが、限定はしないが、寸法、材料、形状、形態、要素又は分子の比率、機能及び動作様式、組み立て及び使用などの多くの改変が、本明細書に記載された原理及び概念から逸脱することなく行われ得ることは、当業者には明らかであろう。
【０１２６】
〔実施の態様〕
（１）  液体製品の製造方法であって、
既知のイオンを含む植物において所望の結果を達成するのに十分な有効量の農業製品、高いカチオン交換容量を有する有効量の鉱物質、並びに懸濁液及び溶液中で、植物において所望の結果を達成し、前記有効量の農業製品及び前記有効量の鉱物質を維持するのに十分な有効量の水、を提供する工程と、
前記有効量の農業製品及び前記有効量の鉱物質を前記有効量の水に加えることによって溶液を形成する工程と、
前記溶液中にエネルギーを加えることによって前記鉱物質中の天然イオンを前記農業製品中の既知のイオンと交換し、前記溶液のエネルギーレベルを上昇させて合成鉱物質及び液体製品を生成する工程と、を含む、方法。
（２）  前記有効量の水を提供する工程は、有効量の超純水を提供する工程を含む、実施態様１に記載の方法。
（３）  前記有効量の水を提供する工程は、有効量の再蒸留水を提供する工程を含む、実施態様１に記載の方法。
（４）  前記有効量の水を提供する工程は、有効量の未処理水を提供する工程を含む、実施態様１に記載の方法。
（５）  前記有効量の水を提供する工程は、有効量の飲料水を提供する工程を含む、実施態様１に記載の方法。
【０１２７】
（６）  前記有効量の農業製品中のイオンと前記有効量の鉱物質中のイオン交換部位との大きさの違いは少なくとも１００倍ある、実施態様１に記載の方法。
（７）  前記高いカチオン交換容量を有する鉱物質は、約１０ミリ当量／１００ｇ〜約６００ミリ当量／１００ｇの範囲の当量を有する、実施態様１に記載の方法。
（８）  前記有効量の水は、約０．１ガロン〜約６０００ガロンの範囲にある、実施態様１に記載の方法。
（９）  前記農業製品は、液体肥料又は肥料と植物の健康及び成長を促進する他の有益な分子との組み合わせである、実施態様１に記載の方法。
（１０）  前記有効量の液体肥料は、約０．１０ガロン〜約５０ガロンの範囲にある、実施態様９に記載の方法。
【０１２８】
（１１）  前記有効量の鉱物質は、約５マイクログラム〜約２キログラムの範囲にある、実施態様１０に記載の方法。
（１２）  前記高いカチオン交換容量を有する鉱物質は、アルミナシリケート、シリケート、アルミニウム、アルミノケイ酸ナトリウム、アルミノケイ酸ナトリウムカルシウム水和物、又は他の凝灰岩材料を含む、実施態様１に記載の方法。
（１３）  前記鉱物質は、モンモリロナイト、イライト、カオリナイト、スメクタイト及びゼオライトを含む、実施態様１に記載の方法。
（１４）  前記鉱物質はスメクタイトを含む、実施態様１に記載の方法。
（１５）  前記鉱物質はゼオライトを含む、実施態様１に記載の方法。
【０１２９】
（１６）  前記鉱物質は、植物を保護するか、植物を死滅させるのに使用されるか、又は植物の健康、成熟、成長を促進するか、又は植物の成長を遅らせるのに使用される植物成長調節剤として使用される、細胞に使用する栄養素及び小有機分子の担体である、実施態様１に記載の方法。
（１７）  前記農業製品は、１ナノメートル〜１０００ナノメートルの範囲にある粒子を含む、実施態様１に記載の方法。
（１８）  前記鉱物質はフィロケイ酸塩又はテクトケイ酸塩の両方を含む、実施態様１に記載の方法。
（１９）  前記方法は、前記鉱物質からのイオンを既知の源の選択されたイオンと交換する工程を更に含む、実施態様１に記載の方法。
（２０）  溶液中の鉱物粒子の濃度は、１×１０−８ｍｇ／ｍＬ〜１×１０４ｍｇ／ｍＬの範囲内であり、農業製品のイオン又は分子の濃度は０．０１ｍｇ／ｍＬ〜飽和点までの範囲内である、実施態様１に記載の方法。
【０１３０】
（２１）  前記溶液にエネルギーを加える工程は、渦流を使用して、前記農業製品、水及び鉱物質を混合する工程を更に含む、実施態様１に記載の方法。
（２２）  前記鉱物質は、前記既知のイオンが前記鉱物質中の天然イオンと交換される複数の交換部位を含む、実施態様１に記載の方法。
（２３）  前記鉱物質は複数のチャネルを含み、前記複数のチャネルを前記既知のイオン及び／又は他の農業製品で少なくとも部分的に充填するために高圧混合作用が使用されている、実施態様２２に記載の方法。
（２４）  前記液体製品を植物細胞に送達し、前記植物細胞に浸透させることにより、前記鉱物質の前記交換部位内に含有される前記既知のイオンが拡散によって放出されており、前記既知のイオンがより効率よく使用されるように、前記植物細胞内の前記天然イオンと交換されている、実施態様２３に記載の方法。
（２５）  前記鉱物質は、１ナノメートル〜１０００ナノメートルの範囲の粒径を有する、実施態様１に記載の方法。
【０１３１】
（２６）  前記方法は、前記有効量の鉱物質を肥料及び／又は農業製品に浸す工程を更に含む、実施態様２５に記載の方法。
（２７）  前記方法は、前記有効量の鉱物質を超純水に浸す工程を更に含む、実施態様２５に記載の方法。
（２８）  前記方法は、前記有効量の鉱物質を超純水に少なくとも２４時間浸す工程を更に含む、実施態様２７に記載の方法。
（２９）  液体製品の製造方法であって、
植物における応答を達成する有効量の超純水を提供する工程と、
前記植物における応答を達成するのに十分な有効量の農業製品を提供する工程と、
高いカチオン交換容量を有し、複数の鉱物質の粒子を含む有効量の鉱物質を提供する工程であって、前記鉱物質は、合成ナノ寸法の鉱物要素の粒子を含む、工程と、
前記有効量の超純水、前記有効量の農業製品、及び前記有効量の鉱物質を一緒に混合することで、前記水、前記農業製品及び前記鉱物質の溶液を生成する工程と、
前記溶液にエネルギーを加えて液体製品を生成する工程であって、前記液体製品は、前記農業製品からの既知のイオンが送達されて細胞に運ばれ、前記既知のイオンが前記植物によって吸収されるか、又は複数の鉱物粒子によって直接前記細胞に運ばれるように、前記鉱物質からの天然イオンを前記既知のイオンと交換する、工程と、を含む、方法。
（３０）  合成農業製品であって、
植物において所望の応答を達成するのに十分な有効量の肥料及び／又は他の農業製品と、
高いカチオン交換容量を有する有効量の合成鉱物質であって、前記有効量の合成鉱物質は天然鉱物質中の天然イオンと交換される既知のイオンを含み、それによって合成鉱物質を生成する、有効量の合成鉱物質と、
懸濁液及び溶液中で、植物において所望の結果を達成し、前記有効量の肥料及び／又は他の農業製品、及び前記有効量の合成鉱物質を維持するのに十分な有効量の水と、を含み、
前記有効量の肥料及び／又は他の農業製品及び前記有効量の合成鉱物質は、前記有効量の水に加えられ、それによって前記合成農業製品を生成する、合成農業製品。
【０１３２】
（３１）  前記合成鉱物質は、約１ナノメートル〜約１０００ナノメートルの範囲内の粒径を有する粒子を含む、実施態様３０に記載の合成農業製品。
（３２）  前記有効量の水は超純水である、実施態様３０に記載の合成農業製品。
（３３）  前記有効量の水は再蒸留水である、実施態様３０に記載の合成農業製品。
（３４）  前記有効量の水は未処理水である、実施態様３０に記載の合成農業製品。
（３５）  前記有効量の水は飲料水である、実施態様３０に記載の合成農業製品。
【０１３３】
（３６）  前記有効量の肥料及び／又は他の農業製品と前記有効量の合成鉱物質との大きさの違いは少なくとも１００倍ある、実施態様３０に記載の合成農業製品。
（３７）  前記合成鉱物質は、高いカチオン交換容量を有し、約１０ミリ当量／１００ｇ〜約６００ミリ当量／１００ｇの範囲の当量を有する、実施態様３０に記載の合成農業製品。
（３８）  前記有効量の合成鉱物質は、超純水中に少なくとも２４時間浸されている、実施態様３０に記載の合成農業製品。
（３９）  前記有効量の水は、約０．１ガロン〜約６０００ガロンの範囲にある、実施態様３０に記載の合成農業製品。
（４０）  前記有効量の肥料及び／又は他の農業製品は、液体肥料及び／又は他の農業製品である、実施態様３０の合成農業製品。
【０１３４】
（４１）  前記有効量の液体肥料及び／又は他の農業製品は、約０．１０ガロン〜約５０ガロンの範囲にある、実施態様４０に記載の合成農業製品。
（４２）  前記有効量の鉱物質は、約５グラム〜約２キログラムの範囲にある、実施態様４１に記載の合成農業製品。
（４３）  前記合成鉱物質は、アルミナシリケート、シリケート、アルミニウム、アルミノケイ酸ナトリウム又は他の凝灰材料を含む、実施態様３０に記載の合成農業製品。
（４４）  前記合成鉱物質は、モンモリロナイト、イライト、カオリナイト、スメクタイト及びゼオライトを含む、実施態様３０に記載の合成農業製品。
（４５）  前記合成鉱物質はスメクタイトを含む、実施態様３０に記載の合成農業製品。
【０１３５】
（４６）  前記合成鉱物質はゼオライトを含む、実施態様３０に記載の合成農業製品。
（４７）  前記合成鉱物質は、植物を保護するか、植物を死滅させるのに使用されるか、又は植物の健康、成熟、成長を促進するか、又は植物の成長を遅らせるのに使用される植物成長調節剤として使用される、細胞に使用する栄養素及び他の小有機分子の担体である、実施態様３０に記載の合成農業製品。
（４８）  前記肥料及び／又は他の農業製品は、１ナノメートル〜１０００ナノメートルの範囲にある粒子を含む、実施態様３０に記載の合成農業製品。
（４９）  前記合成鉱物質は、フィロケイ酸塩又はテクトケイ酸塩の両方を含む、実施態様３０に記載の合成農業製品。
（５０）  前記農業製品は、前記合成鉱物質のカチオンと交換される既知の源からのカチオンを更に含む、実施態様３０に記載の合成農業製品。
【０１３６】
（５１）  渦流を使用して、前記肥料及び／又は他の農業製品、水及び合成鉱物質を混合することで、前記合成製品にエネルギーが加えられる、実施態様３０に記載の合成農業製品。
（５２）  前記合成鉱物質は、前記既知のイオンが前記天然鉱物質中の天然イオンと交換される複数の交換部位を含む、実施態様３０に記載の合成農業製品。
（５３）  前記合成鉱物質は複数のチャネルを含み、前記複数のチャネルは、高圧混合作用によって前記既知のイオンで少なくとも部分的に充填されている、実施態様５２に記載の合成農業製品。
（５４）  前記合成農業製品を植物細胞に送達し、前記植物細胞に浸透させることにより、前記合成鉱物質の前記交換部位内に含有される前記既知のイオンが拡散によって放出されており、前記既知のイオンがより効率よく使用されるように、前記植物細胞内の前記天然イオンと交換されている、実施態様５３に記載の合成農業製品。
（５５）  前記合成鉱物質は、１ナノメートル〜１０００ナノメートルの範囲の粒径を有する、実施態様３０に記載の合成農業製品。
【０１３７】
（５６）  前記合成鉱物質は、肥料及び／又は他の農業製品に浸される、実施態様３０に記載の合成農業製品。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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