專利名稱：改善植物營養物效率的種子包衣和包衣的種子的制作方法
技術領域：
本發明涉及改善植物早期生長期間植物營養物效率、尤其是磷效率和/或微量元素效率的種子包衣，包衣的種子，包衣種子的方法，改善植物磷效率和/或植物微量元素效率、以及促進植物早期生長期間植物生長的方法。
植物的根接觸肥料的速度對于植物攝取肥料中存在的營養物的能力，以及植物在前三周的初始發育和生長的成功性有重要意義。
主要營養物(N、K、P、Ca、S、Mg)經過肥料進入植物內的量，即營養物效率通常為70％-80％。磷的效率特別低，約為5-20％。微量元素(B、Co、Cu、Fe、Mn、Mo、Zn、Cl)的效率甚至經常低于此。
撒播肥料的方法，即肥料的沉積距離種子有多遠影響著植物攝取營養物的能力。距離種子很遠，例如距離種子6cm的沉積肥料中的營養物可能有時間，甚至在植物的根到達肥料區域之前，與土壤礦物質相遇，并形成溶解性不佳的化合物。
當例如通過常規方法將肥料撒播到土壤表面上或者通過將肥料混合到土壤表面層內來以上述方式施加磷肥時，磷的效率為5-10％。如果通過條施或帶施來距離種子特定距離散布肥料，磷的效率約為10％。
當把磷肥沉積在緊鄰種子處或者當用磷肥將種子包衣時，可以獲得多少好一些的磷效率。在這種情況下，磷肥的效率分別為15％和20％。
出于不同原因將植物種子包衣在很久以前就是已知的技術。有不同的表面處理，用殺生物劑進行簡單和常規的種子包衣來對抗植物疾病和有害的昆蟲。在這種情況下，是用細研磨的活性劑或含有活性劑的粉末混合物直接處理種子，或者將活性劑溶解在合適的溶劑—通常是水或有機溶劑中或在溶劑中漿化，然后用所得溶液或漿液處理種子。
種子包衣也還用于延遲種子發芽。聚合物已作為固定劑與具有其它作用的物質一起用于種子包衣中。包衣可例如改善種子抗干旱、熱、土壤鹽性、或其它外部逆境因素的能力。
例如，借助于包衣，可使重量輕的谷類種子變重，從而使它們不易于被水或風帶走；參見例如專利出版物US 4192095。
將營養物加到包衣內來促進植物生長通常也是已知的。
已用例如石灰或滑石處理草種子來保證建立草坪(Scott 1975)。在幾篇論文中討論了含有營養物的種子包衣(例如Heydecker和Coolbear 1977，Rebafka等人1983，Scott等人1987)。最大的問題是種子的發芽百分比不高，尤其是當使用油作為固定劑時更是如此，并且當使用水溶液時，營養物與種子表面的粘著不佳。
為了解決這些問題，人們已經作了大量研究。為了將營養物或其它生長促進物質或組合物固定在植物種子表面上，人們已經實驗了多種不同的固定劑組合物。
特別是，已經實驗了各種聚合物的可用性。例如，用水溶性聚合物例如淀粉、甲基纖維素和阿拉伯膠給種子包衣是已知方法。最大的缺點是與使用這些聚合物有關的大量水。使用大量的水需要特殊裝置，并且包衣過程很慢。為了防止潤濕種子，必須經常在低溫下干燥種子。上述聚合物經常圍繞著種子形成硬的、易于破碎的包衣。
專利出版物WO 9325078描述了用于種子包衣的組合物，所述組合物含有多糖水解產物，例如羧甲基纖維素或羧甲基淀粉羥基化物。這些物質的水溶液還可以以較濃水溶液(30％)的形式噴霧到種子表面上。
另一方面，使用水不溶性聚合物通常需要使用有機溶劑，在這種情況下可能有大量溶劑促進聚合物穿透到種子內。還可以使用這些聚合物的水懸浮液來處理種子。例如，CA PLUS 11217756(PL 14618)和CA PLUS12249097(PL 159474)描述了這樣的應用。
US專利出版物4251952描述了用水不溶性聚合物和糖的混合物包衣的種子。所用的聚合物是各種的市售聚合物或共聚物。
除了上述缺點外，現有技術已知方法的缺點還有包衣種子的表面有粘著性，引起種子粘著在一起，并導致種子的流動性不佳。處理種子所需的裝置也變地易于變臟。包衣部分太潮濕可引起種子早發芽。
依據本發明，提供了改善植物早期生長期間植物營養物效率、特別是磷效率和/或微量元素效率的種子包衣，所述包衣包含i)含有流體農業或發酵副產品以及可能含有的乳化油的含水固定劑，和ii)包含植物所需的營養物和微量元素和/或影響植物生長的其它物質的肥料粉末。
依據本發明，提供了具有改善植物早期生長期間植物營養物效率、特別是磷效率和/或微量元素效率的包衣的包衣種子，其中所述包衣包含i)含有流體農業或發酵副產品以及可能含有的乳化油的含水固定劑，和ii)包含植物所需的營養物和微量元素和/或影響植物生長的其它物質的肥料粉末。
作為植物種類特定特征的欲進行表面處理的種子的尺寸和其表面的類型影響著將所需量的肥料粉末固定在種子表面所需的固定劑的量。按種子的量為100重量份(w/w)計，固定劑的用量優選為0.5-5重量份(w/w)，肥料的用量為1-25重量份(w/w)。
所述固定劑可含有30-100％重量(w/w)的流體農業或發酵副產品，0-50％重量(w/w)的油，平衡量的水。油的含量優選為0-30％重量(w/w)。
所述流體農業或發酵副產品可以是例如糖蜜或濃縮的植物汁，例如根糖蜜或蔗糖蜜，酒糟或糖漿，或它們的混合物。所述副產品含有不同量的水。
所述固定劑還可以含有在種子包衣中常用作固定劑且在現有技術描述中提及的聚合物。
除了流體農業或發酵副產品以外，所述固定劑可含有乳化油，所述乳化油一般是水包油乳液。這樣的乳液是由油、水和分散劑制得的。適用于此目的的常規分散劑均可用作分散劑。
所述固定劑還可以僅由含水的流體農業或發酵副產品組成。
所述固定劑還可以含有常用的防腐劑和/或pH調節劑。
所述油優選是生物可降解或者易于生物降解的植物或動物油或礦物油例如白油(white oil)，或它們的混合物。
所述肥料粉末可含有例如磷酸一鈣、磷酸一鉀、磷酸銨、尿素磷酸鹽或它們的混合物，或者任何易溶于水的多營養物肥料。此外，其可以含有微量營養素和/或微量元素。一千克肥料可含有例如5-200g鎂、1-50g鋅、1-50g錳、30-200g鈉、和/或1-20mg硒。肥料粉末還可以含有影響植物生長的其它物質，例如農藥和/或生長調節劑和/或生長促進劑。
所述肥料粉末的粒徑一般為1-100μm、優選10-50μm。
依據本發明，提供了包衣植物種子的方法，在所述方法中a)將待包衣的種子放置在適于處理種子的裝置中，b)加入含水固定劑，其中所述水固定劑含有流體農業或發酵副產品以及可能含有的乳化油，由此在種子表面上形成了固定劑層，c)加入肥料粉末，其中所述肥料粉末包含植物所需的營養物和微量元素和/或影響植物生長的其它物質，由此形成了包衣。
該方法不需要特殊裝置；可在任何適于處理種子的裝置中，甚至在混凝土混合機中進行所述種子處理。
依據優選的實施方案，在步驟a)中，使用100重量份(w/w)的待包衣種子，在步驟b)中，使用0.5-5重量份(w/w)的固定劑，和在步驟c)中，使用1-25重量份(w/w)的肥料。
在本發明方法中，使用上述量的固定劑和肥料粉末。在依據本發明進行表面處理之前，種子可能已經用已知方法例如用農藥處理過。加入農藥劑和/或生長調節劑和/或生長促進劑還可以在本發明固定劑處理之后、加入肥料粉末之前，或者僅在肥料粉末處理之后進行，或者與其同時進行。
依據本發明，還可以重復上述本發明處理，由此可增加包著種子的肥料層的厚度。
如果需要將種子形成粒丸，可在本發明處理后加入水和粘土，或者水和粘土的加入與本發明處理同時進行。
依據本發明，提供了改善植物早期生長期間植物磷效率和/或植物微量元素效率和促進植物生長的方法，在所述方法中，用包衣將植物種子包衣，其中所述包衣包含i)含有流體農業或發酵副產品以及可能含有的乳化油的含水固定劑，和ii)包含植物所需的營養物和微量元素和/或影響植物生長的其它物質的肥料粉末，所述包衣可用于代替，尤其是在植物早期發育期間代替一部分植物所需的、通常是以表面或根部施肥法給予的磷肥料。
在本發明方法中，使用上述量的固定劑和肥料粉末。
下列實施例是為了更詳細地描述本發明。實施例1水包油乳液中油的含量對小麥種子發芽的影響在發芽實驗中測試用于種子表面處理的水包油乳液中油的含量對小麥種子發芽的影響，該實驗是在田間土壤中進行的，其中用含有不同比例的油和水的水包油乳液處理種子。
為了進行測試，制備3種水包油乳液，這些乳液分別在100ml乳液中含有25ml、30ml和55ml生物可降解油。為了將乳液施加到種子表面上，在市售試驗種子包衣裝置(Hege)中處理種子，每種乳液以0.5(v/w)％、1.0(v/w)％或1.5(v/w)％的量加到種子上，由此獲得了9批進行了不同表面處理的種子。從每批表面處理的種子當中，將4×100粒種子以4cm深度播種在填充有田間土壤的1升塑料盆中以發芽。對照是100粒未處理的類似播種的種子。以固定時間間隔向每個盆中澆水，以使土壤保持恒定的濕度。播種11天后，使用ISTA定義的標準5.4.A.3確定發芽百分比。引入到種子表面上的油的量對小麥種子發芽的影響如表1所示。表1油的水含量對小麥發芽的影響，數據以表形式給出
表1表明，當乳液中油的比例下降時發芽率得到了改善。此外，用該實施例的水包油乳液和水測試肥料粉末對種子表面的固定作用。當使用水包油乳液時，肥料的固定作用得到了改善。實施例2加到水包油乳液中的糖蜜對小麥種子發芽的影響為了進行測試，制備了含有不同量糖蜜的一系列水包油乳液。每種乳液含有25％體積(v/v)的生物可降解油以及含量如下的糖蜜即在最終的乳液中，水包油與糖蜜的體積比為4∶0、3∶1、2∶2、1∶3和0∶4。如實施例1所述進行發芽測試。
測試結果如表2所示。表2含水油與糖蜜的混合比例對小麥發芽的影響，數據以表形式給出
結果表明，向水包油乳液中加入糖蜜顯著地促進了小麥的發芽。此外，用該實施例的乳液測試肥料粉末對種子表面的固定作用。與單獨的水包油乳液相比，糖蜜/水包油乳液將肥料粉末均勻地、更好地固定在種子表面上，并且技術質量更高。另一方面，當單獨使用糖蜜時，肥料粉末的固定在技術質量方面就足夠了。實施例3和4在1998和1999的生長季節，在芬蘭的不同地區進行了一系列9個大田測試，以研究通過本發明方法用磷肥進行表面處理的大麥種子的生長，以及在耕作土壤中植物對磷的攝取，其中所述土壤的磷數目(描述其磷狀況)為4.2-34.3mg磷/l升土壤。磷數目的測定是在通過用乙酸銨溶液(pH 4.65)瀝濾土壤樣本而獲得的溶液中進行的。
按照實施例1和2的方法，通過使用含有12.5％重量(w/w)的油、37.5％重量(w/w)的水、和50％重量(w/w)的糖蜜的固定劑處理本發明種子。用磷酸一鉀將以該方式處理的種子包衣。
在該實驗中，在大麥種子的生長和磷攝取方面比較本發明方法與常規施肥方法。
在該測試中，播種一個星期后測定幼苗的生長及其磷攝取。種子播種3-4周后取樣。由樣本確定地面部分質量—即植物質量和幼苗總的磷含量。計算作為植物質與總的磷含量乘積的磷攝取。
實施例3的結果如表3所示，實施例4的結果如附
圖1所示。表3種子播種一個月后，施肥方法對大麥植物質形成和磷攝取的影響。用糖蜜/水包油乳液(2∶2)和磷酸一鉀將本發明種子包衣。對于所有測試成員，N和K施肥都是相同的(5個測試，芬蘭1999)。
表3的結果表明，與通過常規局部方法施肥的測試種子相比，依據本發明處理的大麥種子生長得更好，并且更有效地利用了磷。
附
圖1描繪了1998和1999年夏天的測試結果。在該附圖中，比較了植物的相對磷攝取與其對肥料位置的依賴性。在每個測試中，都是這樣給種子施肥a)肥料緊鄰著種子(在該附圖中，磷攝取作為100％表示)，b)肥料沉積在距離種子6cm處(在該附圖中，用量不同)。
從附
圖1中可以發現，通過本發明方法，可以在不危及籽苗的早期發育和生長的情況下降低易溶性磷在總施肥中的比例，由此降低了磷瀝濾的危險性。
從附
圖1中可以看出，當土壤自身已經含有大量磷時，本發明種子能更有效地攝取磷。
依據本發明進行表面處理的種子良好地保持了其發芽能力。它們在表面上是干的，因此不粘著在一起，但是例如在播種期間能良好地流動和散布。還注意到，肥料良好地固定在種子表面上。
實施例5的結果如表4所示，實施例6的結果如表5所示，實施例7的結果如表6所示。表4種子播種一個月后，施肥方法對大麥植物質形成和磷攝取的影響。用糖蜜/水包油乳液(2∶2)和磷酸一鉀將本發明種子包衣。對于所有測試成員，N和K施肥都是相同的(丹麥2000)。
表5施用磷肥的方法對大麥產量的影響。用糖蜜/水包油乳液(2∶2)和磷酸一鉀將本發明種子包衣。對于所有測試成員，N和K施肥都是相同的(4個測試，大不列顛2000)。
表6施肥方法對雜交番茄、其收獲產量以及在室外種植的番茄的質量的影響。用糖蜜/水包油乳液(2∶2)和尿素磷酸鹽，或者用糖蜜/水包油乳液(2∶2)和磷酸一鉀將本發明種子包衣(土耳其2000)。
根據實施例5-7，用磷處理的本發明種子的磷攝取效率得到了顯著改善。
文獻Heydecker，W和Collbear，P.1977.(Seed treatments for improvedperformance-survey and attempted prognosis)改善性能的種子處理-調查和預測.種子科學和技術(Seed Sci.and Technol.)5353-425。Rebafka，F.-P.，Batino，A.和Marschner，H.1993.磷種子包衣提高了在西非尼日爾酸性沙土壤上生長的珍珠粟(Pennisetum glaucum(L).R.Br.)的磷攝取、早期生長和產量，西非肥料研究(Fert.Res.)35151-160。Scott.，J.M.1975.種子包衣對齊苗的影響.N.Z.農業研究雜志(Journal of Agricultural Research)1859-67。Scott，J.M.，Jessop，R.S.，Steer，R.J.和Mclachlan，G.D.1987.營養物種子包衣對小麥和燕麥發芽的影響.肥料研究(Fert.Res.)14205-217。國際種子測試學會(International Seed Testing Association(ISTA)).1996.種子科學與技術，24，增補本(Seed Sci.& Technol.24，Supplement.)種子測試的國際規定.Zurich，Switzerland。
權利要求
1.改善植物早期生長期間植物營養物效率的種子包衣，其特征在于，所述包衣包含i)含有流體農業或發酵副產品，以及可能含有的乳化油的含水固定劑，和ii)包含植物所需的營養物和微量元素和/或影響植物生長的其它物質的肥料粉末。
2.權利要求1的植物包衣，其特征在于，所述固定劑含有30-100％重量(w/w)的流體農業或發酵副產品，和0-50％重量(w/w)的油，平衡量的水。
3.權利要求1或2的植物包衣，其特征在于，所述流體農業或發酵副產品是糖蜜、酒糟或糖漿，或它們的混合物。
4.前述權利要求任一項的植物包衣，其特征在于，所述油是生物可降解或者易于生物降解的植物或動物油或礦物油例如白油，或它們的混合物。
5.前述權利要求任一項的植物包衣，其特征在于，所述肥料粉末的粒徑為1-100μm、優選為10-50μm。
6.具有改善植物早期生長期間植物營養物效率的包衣的包衣種子，其特征在于，所述包衣包含i)含有流體農業或發酵副產品，以及可能含有的乳化油的含水固定劑，和ii)包含植物所需的營養物和微量元素和/或影響植物生長的其它物質的肥料粉末。
7.權利要求6的包衣種子，其特征在于，其含有100重量份(w/w)的種子、0.5-5重量份(w/w)的固定劑、和1-25重量份(w/w)的肥料。
8.權利要求6或7的包衣種子，其特征在于，其含有權利要求2-5任一項所定義的包衣。
9.一種包衣植物種子的方法，其特征在于a)將待包衣的種子放置在適于處理種子的裝置中，b)加入含水固定劑，其中所述含水固定劑含有流體農業或發酵副產品，以及可能含有的乳化油，由此在種子表面上形成了固定劑層，c)加入肥料粉末，其中所述肥料粉末包含植物所需的營養物和微量元素和/或影響植物生長的其它物質，由此形成了包衣。
10.權利要求9的方法，其特征在于，在步驟a)中，使用100重量份(w/w)的待包衣種子，在步驟b)中，使用0.5-5重量份(w/w)的固定劑，以及在步驟c)中，使用1-25重量份(w/w)的肥料。
11.權利要求9或10的方法，其特征在于，使用在權利要求2-5任一項中所定義的固定劑和/或肥料粉末。
12.一種改善植物早期生長期間植物磷效率和/或植物微量元素效率和促進植物生長的方法，其特征在于，用包衣將植物種子包衣，其中所述包衣包含i)含有流體農業或發酵副產品以及可能含有的乳化油的含水固定劑，和ii)包含植物所需的營養物和微量元素和/或影響植物生長的其它物質的肥料粉末，其中一部分植物所需的、通常是以表面或條施施肥方法給予的磷肥料可用所述包衣代替，尤其是在植物早期發育期間。
全文摘要
本發明涉及改善植物早期生長期間植物營養物效率的種子包衣，所述包衣包含i)含有流體農業或發酵副產品以及可能含有的乳化油的含水固定劑，和ii)包含植物所需的營養物和微量元素和/或影響植物生長的其它物質的肥料粉末。本發明還涉及具有這樣的包衣的包衣種子，以及包衣種子的方法。
文檔編號A01C1/06GK1409593SQ00817013
公開日2003年4月9日 申請日期2000年12月22日 優先權日1999年12月22日
發明者H·海洛, J·克里莫拉, J·佩爾托南, E·薩里科 申請人:凱米拉農業公司