조류 기피 조성물을 개선하기 위한 시각적 신호제의 용도{USE OF VISUAL CUES TO ENHANCE BIRD REPELLENT COMPOSITIONS}

관련 출원의 교차참조

본 출원은 2014년 7월 25일자 출원된 미국 가특허출원 제62/028,900호의 우선권을 주장하며, 이의 개시내용은 본원에 그 전체가 포함된다.

기술분야

본 개시내용은 식물로부터 조류를 효과적으로 기피시키는 데 필요한 조류 기피 유효 성분의 양을 더 적게 하기 위한 광 흡수 화합물(들)의 이용에 관한 것이다. 특히, 본 개시내용은 1 이상의 광 흡수 화합물을 맛 또는 감(gut)에 기초한 소화 결과를 이용하는 조류 기피제에 포함시키는 것에 관한 것이다.

조류 손실에 노출된 수확 준비가 된 작물 및 묘목을 보호하기 위한 효과적인 조류 기피제의 적용은 농업에서 아주 중요하다. 섭취 후(post ingestive) 조류 기피제는 조류에 대해 작물 손실을 방지하는 효과적인 방법임이 입증되었다. 조류는 공지된 파장의 UV 광으로 식품원을 보고 공지된 기피제는 조류가 볼 수 있는 적절한 범위의 광을 흡수하고 또한 섭취후 자극에 의해 조류를 기피시킨다.

공지된 자외선 신호제(cue)는 또한 조류에 300-400 nm의 자외선 범위에서 신호를 줄 수 있는 조류 기피제의 효과적인 모방체일 수 있다. 미국 특허 출원 제12/652,944호를 참조하며 이는 그 전체가 본원에 포함된다. 상기 '944 출원에서는 조류 기피제의 유효 성분 농도를 감소시키는 것의 의미가 기술되어 있다. 조류 기피 제품(즉 유효 성분)의 보다 저하된 농도를 이용하여 기피 효과를 달성하는 것은 농업에서 경제적으로 중요하고, 예를 들어 식품 또는 사료에서의 이용에 대해 저농도 제품의 안전한 이용을 증가시킬 수 있다.

상기 '944 출원에서는 또한, TiO ₂ 및 티타늄(IV) 화합물의 기타 형태, 트리실록산, 실록산 등을 비롯한 자외선 광의 UVa 및 UVb 범위에서의 광 흡수 화합물이 기술되어 있다. 조류 기피에 있어서 상기 화합물의 유용성은 광의 가시광선 및 UV 범위 둘 모두를 보는 독특한 조류 행동에 기초한다. 조류는 식품원을 확인하고 초식 동물의 식품원 섭취 타이밍을 시각적으로 결정하기 위해 UV 범위를 이용한다. 상기 '944 출원에서는 또한 TiO ₂ 와 조류 기피제로 공지된 유효 성분인 9,10 안트라퀴논 사이의 시너지가 논의되어 있다. 상기 '944 출원에서는 효과적인 조류 기피를 달성하기 위해 필요한 9,10 안트라퀴논의 양이 23%가 감소했음(즉 74% 기피율을 달성하기 위한 AQ 농도가 1778 ppm에서 1370 ppm으로 감소)이 개시되어 있다.

본 개시내용은 UV 흡수 화합물을 공지된 조류 기피 화합물과 조합하여 UV 흡수 화합물의 UV 흡수 특성의 시각적인 효과를 개선하고 이로써 UV 흡수 화합물이 조류 기피 화합물과 조합된 경우 놀랍고도 시너지적인 기피 효과가 유도되는 방법에 관한 것이다.

본 개시내용은 추가로, 반사, 굴절 및 광 산란의 장점을 취하기 위해, UV 범위 등에서의 TiO ₂ 와 같은 광 흡수 화합물을 단독으로 또는 조합으로 이용하는 것에 관한 것이며, 이는 이것이 조류 시력 및 식품 신호 제공 행동과 연관되기 때문이다.

도 1은 계면활성제가 있는 및 없는 UV 흡수 화합물의 비교 이미지를 나타낸다.

한 실시양태에서, 본 개시내용은 조류 기피를 개선하기에 시너지적인 양으로 시각적 신호제(visual cue agent) 및 조류 기피제를 이용하는 것을 포함하는 조류 기피 개선 방법에 관한 것이다.

본 개시내용의 방법 및 조성물은 관심 있는 임의 표적(즉 식품 또는 장소)으로부터 다양한 조류를 기피하기에 효과적이다. 본 개시내용은, 검은새(blackbird) 종(이크테리대( Icteridae )), 붉은날개검은새(아겔라이우스 포에니세우스( Agelaius phoeniceus )), 그래클(grackle)(퀴스칼루스 종( Quiscalus spp . )), 노란머리흑조(크산토세팔루스 크산토세팔루스( Xanthocephalus xanthocephalus )), 갈색머리흑조(몰로트루스 아테르( Molothrus ater )), 스탈링(starling), 예컨대 유럽 스탈링(스투르누스 불가리스( Sturnus vulgaris )), 기러기, 예컨대 캐나다구스(브란타 카나덴시스( Branta canadensis )), 캐클링구스(B. 후트친시이( B. hutchinsii )) 및 흰기러기(첸 캐룰레스켄스( Chen caerulescens )), 까마귀, 두루미, 백조, 꿩, 들칠면조, 비둘기, 참새, 딱따구리, 종달새, 울새, 되새류 및 여새를 포함하나 이에 제한되지 않는 야생 조류를 기피하는 데 이용될 수 있다.

본 개시내용에서 이용하기에 적합한 조류 기피제는 1차 및/또는 2차 기피제로서 효과적인 기피제일 수 있다. 1차 기피제는 동물의 반사적 철회 또는 도피 행동을 불러일으키는 성질(예를 들어, 불쾌한 맛, 악취, 자극)을 보유한다. 반면, 2차 기피제는 부정적인 생리학적 영향(예를 들어, 질병, 통증)을 불러일으키며, 이는 결과적으로 후속 회피되는 감각 자극(예를 들어, 맛, 악취, 시각적 신호)과 연관된다.

안트라퀴논, 안트라히드로퀴논, 플루톨라닐, 벤조퀴논, 안트라닐레이트(메틸 및 디메틸 안트라닐레이트 포함), 메티오카브, 카페인, 클로르피리포스, (및 -사이할로트린), 메틸 페닐 아세테이트, 에틸 페닐 아세테이트, o-아미노 아세토페논, 2-아미노-4,5-디메틸 아세토페논, 베라트릴 아민, 신남 알데히드, 신남산, 신나미드 및 키토산을 포함하나 이에 제한되지 않는 다양한 조류 기피제가 이미 기술되었으며 본원에서 이용하기에 적합하다. 이러한 제제는 단독으로 또는 조합으로 이용할 수 있다. 마찬가지로, 상기 제제의 적용을 위한 기법이 또한 주지되어 있으며, 포뮬레이션(formulation), 적용률, 및 적용 기법을 비롯하여 기술되어 있다. 예를 들어, 안트라퀴논의 용도를 기술한 헤르만(미국 특허 제3,941,887호); 플루톨라닐의 용도를 기술한 윌슨(공개된 미국 출원 제2007/0178127 A1호); 페닐 아세트산의 에스테르 및 안트라닐레이트의 용도를 기술한 카레(미국 특허 제2,967,128호) 및 메이슨(미국 특허 제4,790,990호); 신나미드의 용도를 기술한 크로커 및 페리(1990, ibid ), 카페인 및 카페인 + 벤조에이트의 이용을 각각 기술한 섀퍼 등(1983, ibid ) 및 베르너 등(2005, Caffeine Formulation for Avian Repellency. J Wildlife Management, 71:1676-1681) 및 안트라닐레이트, 메틸 페닐 아세테이트, 에틸 페닐 아세테이트, o-아미노 아세토페논, 2-아미노-4,5-디메틸 아세토페논, 베라트로일 아민, 신남 알데히드, 신남산 또는 신나미드 중 임의의 용도를 기술한 프레이저(미국 특허 제5,549,902호)를 참조하며, 상기 문헌 각각의 내용은 본원에 그 전체가 참고로 포함된다. 이러한 기피제의 다수의 포뮬레이션이 또한 상업적으로 입수 가능하며, 이는 9,10-안트라퀴논(미국 델라웨어주 뉴캐슬 소재 아키온 라이프 사이언스(Arkion Life Sciences)사제 아비펠(Avipel)®, 플라이트 컨트롤 플러스(Flight Control Plus)®, AV-1011, AV-2022, AV-4044), 플루톨라닐(미국 아리조나주 유마 소재 고완 컴퍼니(Gowan Company)사 판매 GWN-4770 및 GWN-4771), 메틸 안트라닐레이트(미국 워싱턴주 스포캔 소재 버드 실드 레펠런트 코프(Bird Shield repellent Corp.)사 판매 버드 실드(Bird Shield)®), 메티오카브(미국 아리조나주 유마 소재 고완 컴퍼니사 판매 메수롤(MESUROL)®), 카페인(미국 뉴저지주 클로스터 소재 플래빈 노스 아메리카 인크(Flavine North America, Inc.)사), 및 클로르피리포스 + 감마-사이할로트린(코발트(Cobalt))(미국 인디애나주 인디애나폴리스 소재 다우 아그로사이언스(Do w AgroSciences)사 판매)를 포함하나 이에 제한되지 않는다.

상기 언급된 바와 같이, 본 개시내용의 적합한 시각적 신호제는, 관심 있는 조류가 시각적 신호제와 조류 기피제 또는 기피제 함유 제1 처리 포뮬레이션을 시각적으로 구분하지 않는 종래 적용된 기피제 처리와 충분히 유사한 스펙트럼 특성을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 예시로써 및 이에 제한되지 않으면서, 공지된 조류 기피제인 안트라퀴논, 플루톨라닐, 안트라닐레이트, 메티오카브, 카페인, 및 클로르피리포스 + 감마-사이할로트린은 모두 UV-A(320-400 nm) 및/또는 UV-B(280-320 nm) 흡광을 나타낸다. 따라서, 적합한 시각적 신호제는 이러한 파장에서 또는 그 파장의 충분히 근처에서 자외선 흡광을 나타내야 한다. 다양한 시각적 신호제가 여기서 이용하기에 적합하며, 관심 있는 조류 기피제(또는 기피제가 적용된 제1 처리의 표뮬레이션) 및 후보 UV 흡수 화합물 또는 제제의 흡수 스펙트럼을 측정하고 시각적 신호제를 선택함으로써 확인될 수 있으며, 이러한 UV 흡수제는 조류 기피제 또는 제1 처리와 실질적으로 동일한 UV 흡수 스펙트럼 또는 색상을 보유한다. 다른 조류 기피제 및 시각적 신호제의 UV 흡수 스펙트럼은 종래 분광 분석 기법을 이용하여 용이하게 측정될 수 있다. 시각적 신호제가 자체적으로 기피제로서 효과적일 수 있으나, 통상적으로, 시각적 신호제는 단독으로 사용되는 경우 통계적으로 현저한 수준의 자연 상태의(unconditioned) 조류의 기피 또는 유인을 나타내지 않을 것이다. 본원에서 사용하기에 바람직한 시각적 신호제는, 산화티타늄(IV)(TiO ₂ ), 트리실록산, 실록산, UV-B 흡수제, UV-A 흡수제, CaCO ₃ , MgCO ₃ , 카본 블랙, ZnO 또는 이들의 조합을 포함하나 이에 제한되지 않는다.

사용된 조류 기피제의 양은 초기로부터 후속 적용에 이르기까지 다양할 것이다. 초기 적용(및 또한 시각적 신호제 부재 하의 임의 후속 적용)에서, 기피제의 양은 처리된 표적(즉 식품 또는 장소)으로부터 조류를 효과적으로 기피시키도록 선택된다. 따라서, 본원에서 이용된 바와 같이, "유효량"은 비처리된 대조군(기피제가 없는 표적)에 비해 처리된 표적으로부터의 조류의 현저한 기피를 유도하는 양으로서 정의된다. 실제 유효량은 선택된 구체적인 기피제, 이의 포뮬레이션, 조류 페스트, 표적, 및 환경적 요인에 따라 달라질 것이며, 규칙적인(routine) 제어된 실험에 의해 용이하게 측정될 수 있다. 적합한 양 및 포뮬레이션은 상기 언급된 바와 같은 선행 기술에 기재되어 있으며, 또한 기피제 제조사 및 공급자에 의해 제공된다. 예시로써 및 이에 제한되지 않으면서, 초기 적용에서, 안트라퀴논(아비펠®, 플라이트 컨트롤 플러스®, AV-1011 또는 AV-2022)의 구체적인 양은 대부분의 조류에 대해 약 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, 1900, 2000, 2100, 2200, 2300, 2400, 2500, 2600, 2700, 2800, 2900, 3000, 3100, 3200, 3300, 3400, 3500, 3600, 3700, 3800, 3900 ppm 또는 그 미만, 또는 약 4000 ppm 유효 성분(ai)일 수 있다. 상기 양은 또한 약 1000 ppm 내지 약 2000 ppm과 같은 범위를 한정하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 안트라퀴논의 구체적인 양은, 일부 조류, 예컨대 종달새에 대해 600 ppm ai일 수 있다.

플루톨라닐의 구체적인 양은, 약 500, 1000, 3000, 6000, 9000, 12000, 15000, 18000, 20000, 25000, 30000, 35000, 40000, 45000 ppm 또는 그 미만, 또는 약 50000 ppm일 수 있다. 상기 양은 또한 약 10000 ppm 내지 약 40000 ppm과 같은 범위를 한정하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 구체적인 양은 GWN-4770에 대해 약 35000 ppm일 수 있고, GWN-4771에 대해 약 15,000 ppm일 수 있다.

안트라닐레이트(버드 실드®)의 구체적인 양은 약 1000, 5000, 10000, 20000, 30000, 40000, 50000, 60000, 70000, 80000, 90000 ppm 또는 그 미만, 또는 약 100,000 ppm일 수 있다. 상기 양은 또한 약 10000 ppm 내지 약 80000 ppm과 같은 범위를 한정하도록 사용될 수 있다.

메티오카브(메수롤®)의 구체적인 양은 약 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 325, 40, 45 ppm 또는 그 미만, 또는 약 50 ppm일 수 있다. 상기 양은 또한 약 2 ppm 내지 약 10 ppm 범위를 한정하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 메티오카브(메수롤®), 예를 들어, 메수롤® 75-W의 구체적인 양은, 검은새에 대해 약 1,250 ppm, 또는 종달새에 대해 약 30 ppm, 또는 울새, 스탈링, 그래클, 되새류, 및 여새에 대해 약 15 ppm일 수 있다.

카페인(예를 들어, 1:1 카페인 + 벤조산나트륨)의 구체적인 양은, 약 100, 250, 500, 750, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 3500, 4000, 4500 ppm 또는 그 미만, 또는 약 5,000 ppm일 수 있다. 상기 양은 또한 약 250 ppm 내지 약 3500 ppm과 같은 범위를 한정하도록 사용될 수 있다.

클로르피리포스 + 감마-사이할로트린(코발트)의 구체적인 양은 약 50, 100, 250, 500, 750, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 3500, 4000, 4500 ppm 또는 그 미만, 또는 약 5,000 ppm일 수 있다. 상기 양은 또한 약 50 ppm 내지 약 2500 ppm과 같은 범위를 한정하도록 사용될 수 있다.

또한, 시각적 신호제가 초기 기피제 적용과 함께 적용될 수 있지만, 이 때의 이의 적용은 아무 장점이 없으며 후속 적용 때까지 생략될 수 있다는 점이 이해될 것이다.

조류 기피제가 시각적 신호제와 함께 적용된 일부 적용에서, 기피제의 양은 본원 전체에서 논의된 바와 같이 현저히 감소될 수 있다. 이러한 적용은 조류 기피제 단독의 초기 적용에 후속할 수 있다. 후속 적용 중 1 이상에서 조류 기피제의 양은 초기 적용량의 약 90%, 85%, 80%, 75%, 70%, 65%, 60%, 55%, 50%, 45%, 40%, 40%, 35%, 30%, 25%, 20%, 15%, 10%, 5%, 2% 또는 약 1% 미만 또는 유효 억제량(effective deterrent amount)일 수 있다. 상기 양은 또한 약 1% 내지 약 50%와 같은 범위를 한정하도록 사용될 수 있다. 일부 적용에서, 기피제의 적합한 양은 초기 적용에서 이용된 양의 약 2% 내지 약 60%, 또는 초기 적용에서 이용된 양의 약 10% 내지 약 60%, 또는 초기 적용에서 이용된 양의 약 25% 내지 약 60%, 또는 초기 적용에서 이용된 양의 약 40% 내지 약 60%일 수 있다. 기피제의 양은 크게, 예를 들어 초기 적용에서 이용된 양의 약 10% 미만, 또는 4% 내지 9%, 또는 4% 내지 7%로 감소될 수 있다.

시각적 신호제의 양은 구체적인 시각적 제제, 이의 포뮬레이션, 이의 입자 크기 및 표적에 따라 달라질 수 있다. 예시로써 및 이에 제한되지 않으면서, 시각적 제제, 예를 들어, 산화티타늄(IV)의 양은, 약 50, 100, 150, 200, 250, 500, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 3500, 4000, 4500, 5000, 6000, 7000, 8000, 9000, 10000, 20000, 30000, 40000, 50000, 60000, 70000, 80000, 90000 ppm 또는 그 초과, 및 약 100000 ppm으로 달라질 수 있다. 상기 값은 또한, 약 3500 ppm 내지 5000 ppm(예를 들어, Aeroxide® P25, 미국 버지니아주 호프웰 소재 에보니크 골드슈미트 코프(Evonik Goldschmidt Corp.)사, 또는 미국 미주리주 세인트 루이스 소재 알드리치(Aldrich)사제 Catalog no. 232033), 또는 4000 ppm 내지 7000 ppm(예를 들어, 미국 뉴저지주 화이트하우스 스테이션 소재 머크 앤 코(Merck & Co.)사제 Catalog no. 808, 또는 독일 뒤스부르크 소재 자흐트레벤(Sachtleben)사제 Hombikat UV 100, 또는 미국 미주리주 세인트 루이스 소재 알드리치사제 Catalog no. 89490, 또는 미국 펜실베니아주 피츠버그 소재 피셔 사이언티픽(Fisher Scientific)사제 Catalog no. T315-500)과 같은 범위를 정의할 수 있다.

트리실록산의 구체적인 양은 약 50, 100, 250, 500, 750, 1000, 1500 ppm 또는 그 초과, 또는 약 2000 ppm일 수 있다. 상기 양은 또한 약 50 ppm 내지 약 2000 ppm과 같은 범위를 한정하도록 사용될 수 있다. 실록산의 구체적인 양은 약 500, 750, 1000, 1500, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000 ppm 또는 그 초과, 또는 약 7000 ppm일 수 있다. 상기 양은 또한 약 3500 ppm 내지 약 5000 ppm과 같은 범위를 한정하도록 사용될 수 있다.

시각적 신호제 입자 크기는 기피율 개선에 영향을 미칠 수 있다. 특히, 매우 작은 입자 크기를 갖는, 특히 1 나노미터 내지 약 100 나노미터 범위 크기의 시각적 신호제 화합물의 반사 또는 흡수 특성은 조류에 대해 시각적 모방체로서 효과적일 수 있다. 놀랍게도, 입자 크기가 약 100 나노미터보다 크게 증가하는 경우, 시너지는 개선되었다. 특히, 조류는 시각적으로 시그널을 식별하고 이를 식품원과 연관시키려 시도하였다. 100 나노미터 미만 내지 10 나노미터까지의 나노입자 범위가 시너지 효과를 나타냈다. 나노미터 크기보다 큰(예를 들어, 100 나노미터 내지 50 미크론 이하) 입자의 사용은 예상 외로 보다 현저한 시너지적 효과를 나타냈다.

한 실시양태에서, 시각적 신호제, 예를 들어, TiO ₂ 의 입자 크기는, 약 1 nm, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270, 280, 290, 300, 310, 320, 330, 340, 350, 360, 370, 380, 390, 400, 410, 420, 430, 440, 450, 460, 470, 480, 490, 500, 510, 520, 530, 540, 550, 560, 570, 580, 590, 600, 700, 800, 900 nm, 또는 약 1000 nm일 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 시각적 신호제, 예를 들어, TiO ₂ 의 입자 크기는, 약 1 미크론, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 200, 300, 400 미크론, 또는 약 500 미크론일 수 있다. 이러한 값은 또한 약 1 nm 내지 약 50 nm, 약 250 nm 내지 약 500 nm, 또는 약 1 nm 내지 약 500 미크론과 같은 범위를 한정할 수 있다. 한 실시양태에서, 시각적 신호제 입자 크기는 약 100 nm, 200 nm, 300 nm, 400 nm 또는 약 500 nm 초과이다.

조류 기피제, 시각적 신호제, 또는 그 둘 다는, 당해 기술에 공지된 바와 같이 적합한 불활성 캐리어와 함께 포뮬레이팅될 수 있다. 조류 기피제 및 시각적 신호제의 포뮬레이션은 구체적인 표적 및 적용 방법에 따라 다양할 수 있다. 제제는, 예를 들어 용액, 유화제, 유화 가능 농축물, 현탁액 농축물, 수화제(wettable powder), 분진, 과립, 부착성 분진 또는 과립 및 에어로졸로서 포뮬레이팅될 수 있다. 특히, 캐리어는 농경상 허용가능하고 구조물, 농경지 또는 작물, 씨앗, 묘목, 과수원, 포도원, 가축 사료, 비료, 살충제, 동물 또는 곤충 미끼, 및 이들의 조합 상에 적용하기에 적합할 수 있다. 구체적인 캐리어는 액상 또는 고상 캐리어일 수 있으며, 이는 물, 수성 계면활성제 혼합물, 알코올, 에테르, 탄화수소, 할로겐화 탄화수소, 글리콜, 케톤, 에스테르, 오일(천연 또는 합성), 클레이, 카올리나이트, 실리카, 셀룰로스, 고무, 탈크, 질석(vermiculate), 및 합성 폴리머를 포함하나 이에 제한되지 않는다. 조류 기피제 및 시각적 신호제는 또한 단일 조성물로 포뮬레이팅되거나 상이한 조성물로 포뮬레이팅되어 개별 적용될 수 있다. 기피제 및/또는 시각적 신호제는 또한 기타 농업적으로 유익한 제제와의 혼합물로 포뮬레이팅될 수 있으며, 이는 자외선 안정화제, 항산화제, 미끼, 보조제, 제초제, 비료, 및 살곤충제 및 살진균제를 비롯한 살충제를 포함하나 이에 제한되지 않는다.

한 실시양태에서, 본 개시내용은 조류가 해를 끼치는 곳이면 어디에서나 조류를 기피시키도록, 또는 보다 중요하게는, 특히 농산물에 대한 경제적 손해를 방지하거나 최소화하도록 이용될 수 있다. 기피제 및 시각적 신호제는 조류를 기피시키고자하는 관심 있는 임의 표적 또는 공간적 위치에 적용될 수 있다. 구체적인 표적은, 구조물, 농경지 또는 작물, 씨앗, 묘목, 과수원, 포도원, 가축 사료, 비료, 살충제, 동물 또는 곤충 미끼, 및 이들의 조합 중 1 이상을 포함하나 이에 제한되지 않는다. 작물은 옥수수, 과일, 곡물, 풀, 콩류, 상추, 조(millet), 귀리, 쌀, 줄뿌림 작물, 수수(sorghum), 해바라기, 견과류, 떼(turf), 채소 및 밀을 포함하나 이에 제한되지 않는다.

기피제 및 시각적 신호제를 이용한 표적의 후속 처리는 통상적으로 사용자가 원하는 대로 초기 적용 후 어느 때에나 적용된다. 예를 들어, 한 실시양태에서, 후속 처리는 초기 적용의 효능이 감소되거나 현저히 감소되는 경우, 또는 보다 큰 조류 피해가 예상되는 기간 중에 적용될 수 있다. 실제로는, 후속 처리는 통상적으로 (동일한 성장 시기에) 제1 처리의 적어도 1주 후에 적용된다.

본 개시내용의 방법 및 조성물은 또한 농업에서 화합물을 식물 재료의 표면에 부착시키도록 일상적으로 사용되는 보조제와 같은 1 이상의 보조제를 함유할 수 있다. 1 이상의 보조제의 포함은 또한 색소 및 안료의 UV 흡광도를 개선하는 데 효과적일 수 있다. 이러한 개선은 입자가 겹칠 수 있게 하는 충분한 깊이를 갖는 보조제 층에 UV 흡수제 재료의 입자를 위치시킴으로써 수행될 수 있다. 예를 들어, 잎의 평평한 면에 존재하는 안료 또는 색소에 비해 하기 다이어그램과 같은 매트릭스를 제공하는 폴리머 보조제의 액적은, UV 흡광도는 향상될 수 있다.

매트릭스에서 UV 흡광도, 및 궁극적으로 기피율에 영향을 줄 수 있는 또 다른 변수는 포뮬레이션의 제조와 관련된다. 한 실시양태에서, 시각적 신호제 슬러리, 예를 들어, TiO ₂ 슬러리, 및/또는 AQ 슬러리는 이후 함께 혼합될 수 있도록 형성될 수 있다. 불용성 결정의 개별 제작 또는 제조는 첨가 및/또는 응집 감소의 별도 단계를 허용할 수 있다. 응집은 AQ 및 시각적 신호제, 예컨대 TiO ₂ 양쪽에서 공통적인 현상이다. 응집체는 특히 부수기 어려우며 성분의 특정 입자 크기를 유지하기 위해 제거되어야 한다.

본 개시내용이 특히 이의 예시적인 실시양태를 참조하여 나타나고 기술되어 있으나, 당업자는 첨부된 특허청구범위에 의해 포괄된 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않으면서 본원에서 다양한 형태 및 상세 사항의 변화가 이루어질 수 있음을 이해할 것이다.

하기 실시예는 본 발명을 단지 추가로 예시하도록 의도된 것이며 특허청구범위에 의해 정의된 본 발명의 범위를 제한하려는 의도가 아니다.

[ 실시예 ]

실시예 1

일반 방법

먹이 실험은 미국 콜로라도주 포트 콜린스의 미국 국립 야생동물 연구 센터(National Wildlife Research Center; NWRC) 야외 동물 연구 시설에서 수행하였다. 121마리의 생포된 붉은날개검은새(RWBL)를 얻었으며 모든 실험의 요소는 NWRC 동물 실험 윤리위원회(Animal Care and Use Committee)의 승인을 받았다(NWRC Study Protocol QA-1968;SJ Werner-Study Director).

검은새를 실험 전 적어도 2주간 와이어 메쉬 벽면의 건물 내의 4.9 x 2.4 x 2.4 미터 우리에 보유하였다. 그릿에 대한 자율 접근권 및 유지 식단을 격리 및 홀딩 중에 모든 조류에게 제공하였다. 유지 식단은 2부 조: 1부 분쇄 옥수수: 1부 마일로: 1부 홍화를 포함하였다. 검은새 먹이 실험을 와이어 메쉬 벽면의 건물 내의 시각적으로 분리된 개별 우리(0.9 x 1.8 x 0.9 미터)에서 수행하였다. 물은 실험 전체에 걸쳐 모든 조류에게 자유롭게 제공되었다.

안트라퀴논계 조류 기피제(수성 포뮬레이션 중 50% AQ), 이산화티타늄(분말로서 28 nm 평균 입자 크기) 및 적색 먹이 신호제(red#40, FC&C 알루미늄 레이크 분산제)를 먹이 실험에 사용하였다. Genesys 2, 336002 분광광도계(서모 스펙트로닉 US(Thermo Spectronic US), 미국 뉴욕주 로체스터 소재)를 이용하여 AQ 기피제 및 이산화티타늄 먹이 신호제 둘 다가 UV 파장 근처(280-350 nm)의 광을 흡수한다는 것을 측정하였다. 모든 실험에 대한 씨앗 처리는 회전 믹서 및 가정용 스프레이 장치를 이용하여 통 오일시드 해바라기에 수성 현탁액(60 mL/kg)을 도포하여 포뮬레이팅하였다.

기준 선호도 먹이 실험을 수행하여 비처리된 해바라기 씨앗 대 UV 먹이 신호제로 처리된 해바라기 씨앗의 검은새 소모량을 평가하고 본원의 후속 먹이 실험에 대한 UV 먹이 신호제의 수치적으로 바람직한 농도를 확인하였다.

선호도 실험 전체에 걸쳐 일일 해바라기씨 소모량을 측정하였다(시험일 1-4). 각 먹이 그릇에 남은 비소모된 해바라기 씨앗 및 흘린 것들을 매일 수집하여 칭량하였다. 해바라기 씨앗의 중량 변화(예를 들어 건조)는 선호도 실험 전체에 걸쳐 비어있는 우리 내에 제공한 씨앗을 칭량함으로써 매일 측정하였다.

11마리의 붉은날개검은새(실험적으로 무경험(naive)임)를 기준 선호도 실험에 무작위 배정하였다. 모든 검은새에게 개별 우리에서 5일간의 순응에 대해 2개의 먹이 그릇에 비처리된 해바라기 씨앗을 자유롭게 제공하였다. 후속하여 각 검은새에게 4일 시험 전체에 걸쳐 매일 0800 h에 1개 그릇의 비처리된 해바라기씨와 1개 그릇의 0.2% 이산화티타늄 먹이 신호제(wt/wt)로 처리된 해바라기씨를 제공하였다. 먹이 그릇의 남북 위치는 제1일에 무작위로 하고 후속 임상일에 변경하였다.

기준 선호도 실험에 대한 종속 측정치는 처리된 및 비처리된 해바라기 씨앗의 평균 시험 소모량이었다. 처리 효과는 혼합 모델(SAS v9.1)을 이용하여 분석하였다. 기술 통계학을 이용하여 전체 선호도 실험에 걸쳐 처리된 및 비처리된 씨앗의 소모량을 요약하였다.

비처리된 해바라기씨의 평균 소모량에 비해, 검은새는 0.2%의 이산화티타늄 UV 먹이 신호제로 처리된 해바라기씨를 무의미한 정도로 선호하였다(Fl,10=2.15, P=0.1732). 검은새는 4일 실험 중에 평균적으로 3.3 ± 0.4 g의 처리된 해바라기씨 및 2.5 ± 0.3 g의 비처리된 해바라기씨를 소모하였다. UV 먹이 신호제는 자체적으로 조류에게 회피적이지 않았다.

AQ + TiO ₂ 먹이 신호제의 농도 반응을 시험하였다. 이 실험은 구류 중인 검은새에 대해 AQ + 0.2% TiO ₂ 처리된 해바라기 씨앗의 농도 반응 관계를 수립하도록 설계되었다. 본 실험은 또한 TiO ₂ 먹이 신호제와 조합된 AQ계 기피제의 농도를 변화시킴으로써 감소된 경우 검은새 먹이 기피율에 대해 요구되는 AQ의 역치 농도를 확립하도록 설계되었다. 이 최적화된 AQ 농도는 베르너 등(2009)에 의해 수행된 붉은날개검은새에 대해 이전에 확립된 역치 AQ 농도보다 낮을 것으로 기대되었으며 표 1의 세로행 2에 나타나 있다. 일일 해바라기씨 소모량을 상기 기술된 바와 같이 실험의 전처리 및 시험 기간에 걸쳐 측정하였다. 구류 먹이 임상 시험 중에 80% 초과의 기피율이 AQ 기피제를 이용하는 필드에서 기록된 바와 같은 효과적인 기피제에 대한 이용 수준(operational level)이었으며, 베르너 등의 (2009) 및 (2011)을 참조한다.

재료 및 방법: 55마리의 붉은날개검은새(실험적으로 무경험임)에게 개별 우리에서 5일간의 순응에 대해 1개의 먹이 그릇에 비처리된 해바라기 씨앗을 자유롭게 제공하였다. 각각의 검은새에게 각각의 연구일 1, 2, 및 3 동안 1개 그릇에 30 g의 비처리된 해바라기씨를 후속 제공하였다. 검은새를 평균 전처리 소모량에 기초하여 평가하고 6 처리군 중 하나에 배정하여(군당 n=9~10 조류) 각 군이 모든 수준의(high-low) 일일 소모량을 나타내는 조류로 비슷하게 이루어지게 하였다.

전처리에 후속하여, 처리를 군들 중에 무작위로 배정하였다(0.02%, 0.035%, 0.05%, 0.1%, 0.25% 및 0.5% AQ; 표적 농도 wt/wt). 이러한 씨앗 처리 각각은 또한 0.2%의 TiO ₂ 먹이 신호제를 포함하였다. 30 g의 처리된 해바라기 씨앗을 연구일 4에 모든 조류에게 1개 그릇에 제공하고 연구일 5에 0800 h에 먹지 않은 씨앗 및 흘린 씨앗의 조합 질량(± 0.1 g)을 측정하였다.

이 실험의 결과는 표 1의 세로행 3에 나타나 있다. 양성의 농도-반응 관계가 다양한 농도의 AQ + TiO ₂ 먹이 신호제를 이용하여 관찰되었다. 시너지 효과는, 80% 기피율에 기대된 AQ 농도가 1737 ppm AQ이고 AQ 및 TiO ₂ 의 혼합물을 이용할 때 결과가 1481이었다는 사실에 비추어 관찰되었으며, 조류를 기피시키는 데 필요한 AQ의 양이 적어짐으로써 15% 향상이 측정되었다.

실험을 보다 큰 입자 크기의 TiO ₂ 를 이용하여 반복하였다. 씨앗 준비에서 사용된 TiO ₂ 의 유형을 제외하고 동일한 재료 및 방법을 반복하였다. 나노입자 TiO ₂ (28 nm 평균 입자 크기) 대신에, 안료 등급 TiO ₂ (385 nm 평균 입자 크기, DuPont RPS 밴티지(Vantage))를 이용하였다. 사용된 TiO ₂ (385 nm)의 양은 나노입자 TiO ₂ (28 nm)과 동일했다. 또한 조류 시험을 동일한 방식으로 수행하였다.

이 실험의 결과는 표 1의 세로행 4에 나타나 있다. 개선된 시너지 효과는 보다 큰 입자 크기 TiO ₂ 를 이용하여 관찰되었다. 스트레이트 AQ에 대한 80% 기피율은 1737 ppm AQ를 필요로 했다. AQ + 나노입자 TiO ₂ 에 대한 80% 기피율은 1481 ppm을 필요로 했다(15% 향상). AQ + 안료 등급 TiO ₂ 에 대한 80% 기피율은 1049 ppm 내지 1247 ppm만을 필요로 했다(28% 내지 40% 향상). 시너지적 장점은 두 시각적 신호제 모두에 대해 관찰되었으며, 보다 큰 입자 크기 시각적 신호제에서 더 현저하였다.

상기 나타난 바와 같이, 및 일반적으로 공지된 바와 같이, TiO ₂ 는 어느 명목 농도에서도 기피제가 아니다. TiO ₂ 는 미약한 조류 유인 물질일 수 있으며, 미국 가출원 제62/021,393호의 147-184째줄을 참조한다. TiO ₂ 가 공지된 조류 기피제, 예를 들어 AQ와 혼합되는 경우에만 기피 효과가 존재할 수 있다. 기피 효과는 하기 파라미터: 매트릭스 효과, 입자 크기, 안료 및 TiO ₂ 원료(예를 들어, 루틸, 아나타제)의 굴절율에 의해 추가로 영향을 받는다고 여겨진다.

실시예 2

TiO ₂ 입자 특성을 연구하여 입자 크기가 기피율 개선에 어떤 영향을 미치는지 측정하였다. 조류가 감지할 수 있는 범위의 UV 광의 굴절은 광 범위의 파장의 대략 ½의 입자 크기를 필요로 한다. 예를 들어, 400 미크론 범위의 광을 반사하는 것은 평균 크기가 약 0.2 nm(예를 들어, 200 미크론)인 입자를 필요로 한다. 이러한 TiO ₂ 입자의 반사 또는 흡수 특성은 또한 인식률 및 궁극적으로 기피율이 플라스틱 매트릭스에 색소 또는 안료를 첨가하는 것처럼 간단하지 않기 때문에 조류에 대해 중요할 수 있다. 그 대신, 조류는 시각적으로 보다 상세한 사항을 파악할 수 있으며 식품원에 시각 시그널을 관련시킨다. 이를 고려하여, 다양한 입자 특성을 시험하여 기피율에 대한 이 효과를 평가하였다.

먹이 기피율을 시각적 신호제 개선된 조류 기피제의 다양한 조성물을 제공하여 붉은날개검은새 중에서 시험하였다. 조류 기피제는 0.0325% 안트라퀴논(아비펠 ^® ; 미국 델라웨어주 뉴캐슬 소재 아키온 라이프 사이언스)이었다. 시각적 신호제는 안료 등급 이산화티타늄, 예를 들어, 약 100, 200 또는 300 nm 초과 크기의 입자였다.

루틸 TiO ₂ 및 아나타제 TiO ₂ 둘 다를 시각적 신호제로서 시험하였다. 둘 다 300 nm 초과의 평균 입자 크기를 함유하였다. 상기 기술된 바와 같이, 제어된 먹이 실험을 붉은날개검은새로 수행하여 TiO ₂ 대 안트라퀴논의 1:1 내지 2.5:1 비율로 비교 평가하였다. 결과는 하기 표 2에 나타나 있다.

루틸 및 아나타제 TiO ₂ 에 있어서, 최대 먹이 기피율은 각각 2.5:1 및 1.9:1 비율에서 발생함이 관찰되었다. 또 다른 제어된 먹이 실험은 실험적으로 무경험인 검은새로 수행하였다. 2.5 부 루틸 TiO ₂ 및 1 부 안트라퀴논이 35.3% 기피율을 나타낸다는 것이 관찰되었다. 또한 1.9 부 아나타제 TiO ₂ 및 1 부 안트라퀴논이 1.5% 먹이 기피율을 나타낸다는 것이 관찰되었다. 최대 상대 기피제 효능은 2.5 부 루틸 TiO ₂ 및 1 부 안트라퀴논에 대해 관찰되었다.

한 실시양태에서, 시각적 신호제:조류 기피제의 비율은 약 0.1:1, 0.2:1, 0.3:1, 0.4:1, 0.5:1, 0.6:1, 0.7:1, 0.8:1, 0.9:1, 1:1, 1.1:1, 1.2:1, 1.3:1, 1.4:1, 1.5:1, 1.6:1, 1.7:1, 1.8:1, 1.9:1, 2:1:1, 2.2:1, 2.3:1, 2.4:1, 2.5:1, 2.6:1, 2.7:1, 2.8:1, 2.9:1, 3.0:1, 3.1:1, 3.2:1, 3.3:1, 3.4:1, 3.5:1, 3.6:1, 3.7:1, 3.8:1, 3.9:1, 4:1, 5:1, 6:1, 7:1, 8:1, 9:1 또는 약 10:1일 수 있다. 이러한 값은 또한 약 1.5:1 내지 약 3.0:1과 같은 범위를 한정할 수 있다.

한 실시양태에서, 시각적 신호제는 루틸 안료 등급일 수 있다. 루틸 안료 등급 재료는 독특한 결정 구조, 균일한 입자 크기 및 보다 높은 굴절률을 가진다. 보다 우수한 UV 흡광은 모방체(예를 들어, TiO ₂ )와의 조합인 UV 흡수 조류 기피제의 존재를 확인하는 조류의 능력을 향상시킬 수 있었다. 결과는 UV 흡수 조류 기피제와의 조합인 평균 입자 크기 385 나노미터의 루틸 TiO ₂ 안료 등급을 이용하는 것이 명백한 기피 장점이 있음을 나타내었다.

실시예 3

포뮬레이션에 보조제를 포함시키는 것의 효과를 시험하였다. 먹이 기피율을 시각적 신호제 개선된 조류 기피제의 다양한 조성물을 제공하여 붉은날개검은새 중에서 시험하였다. 조류 기피제는 0.0325% 안트라퀴논(아비펠 ^® ; 미국 델라웨어주 뉴캐슬 소재 아키온 라이프 사이언스)이었다. 조성물을 2.5 부 루틸 TiO ₂ 및 1 부 안트라퀴논으로, 폴리머 보조제(폴리에틸렌 글리콜)이 있도록 및 없도록 포뮬레이팅하였다. 결과는 하기 표 3에 나타나 있다.

최대 상대 기피율은 폴리머 보조제가 있는 2.5 부 루틸 TiO ₂ 및 1 부 안트라퀴논(아비펠 ^® )에 대해 관찰되었다. 한 실시양태에서, 조성물은 약 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90 wt%, 또는 약 95 wt% 폴리머 보조제를 함유할 수 있다. 이러한 값은 또한 약 50 wt% 내지 약 80 wt% 폴리머 보조제와 같은 범위를 한정할 수 있다.

실시예 4

포뮬레이션에서 다른 시각적 신호제, 예컨대 안료의 효과를 시험하였다. 먹이 기피율을 시각적 신호제 개선된 조류 기피제의 다양한 조성물을 제공하여 붉은날개검은새 중에서 시험하였다. 조류 기피제는 0.0325% 안트라퀴논(아비펠 ^® ; 미국 델라웨어주 뉴캐슬 소재 아키온 라이프 사이언스)이었다. 시각적 신호제는 탄산마그네슘, 산화아연, 탄산칼슘 및 카본 블랙이었다.

시각적 신호제로서의 탄산마그네슘, 산화아연, 탄산칼슘 및 카본 블랙 각각에 대해, 먹이 실험을 루틸 TiO ₂ 대 안트라퀴논의 1:1 내지 2.5:1 비율로 비교 평가하였다. 결과는 하기 표 4에 나타나 있다.

최대 먹이 기피율은 1:1(MgCO ₃ ), 2.2:1(ZnO), 1:1(CaCO ₃ ) 및 1.6:1(카본 블랙) 비율에서 관찰되었다. 최대 상대 기피율은 1.6 부 카본 블랙 및 2 부 안트라퀴논에 대해 관찰되었다. 또 다른 제어된 먹이 실험을 실험적으로 무경험인 검은새로 수행하였다. 관찰된 상대 기피율 값은 MgCO ₃ 에 대해 22.2%, ZnO에 대해 26.0%, CaCO ₃ 에 대해 28.3%, 카본 블랙에 대해 29.5%였다.