專利名稱：粒化種子的制作方法
技術領域：
本發明涉及粒化種子。更具體地說，本發明涉及簡化播種操作的粒化種子，它具有很高的萌發百分比，并能夠改善植株生長早期的環境。
迄今為止，使種子粒化都是為了簡化播種操作、使播種更為均勻、提高萌發百分比、使生長更為均勻、使種子避免從土壤中沖走以及保護種子免受鳥類和昆蟲的危害等。
粒化種子的優勢在于，它僅僅通過播種而無需耕作土壤便能產生草地，這一點可用來在陡坡土壤上進行種植，在這種地方很難進行機械耕作。
粒化種子通常是如下述產生的使種子與各種粒化物質混合，例如成粒物質、粘合物質等，以及吸水物質等，通過壓制成型法使混合物成粒，或使用旋轉式成粒機的濕涂法、水捏和物的擠壓法成粒等，然后使粒化產物干燥(例如，日本專利申請公開51-145710，57-79802，59-192006等)。
植物在萌發后的短期內依靠胚乳生長。但在到達一定的生長期后，它為了生長必須從外部(例如土壤中)攝取養分。為了促進植株的早期生長，一直希望將肥料組分摻入粒化種子中，關于此課題迄今已作了大量研究。
然而，如果粒化種子中含有肥料組分，則會發生所謂的“肥料傷害”(鹽損傷)。因此，與通常分別進行的播種和施肥不同，粒化種子內的所有種子都與其中的肥料組分直接接觸，從而極大地增加了對萌發和生長的威脅。
而且，常規的化學肥料一般都具有較高的水溶性，使得粒化種子中的肥料組分可被雨水沖走，因此，預先加入這些肥料就變得毫無意義了。
為了滿足此領域內的這一要求，即使粒化種子中的肥料組分導致較少的肥料傷害，本發明提供了這樣一種粒化種子它具有優良的萌發和生長性能，并降低了由雨水等導致的養分損失。
本發明者為解決上述問題進行了積極的研究，并且發現，通過下述方法能夠滿足上述要求，即在粒化種子中摻入由脲和醛化合物形成的縮合物。并在此發現的基礎上完成了本發明。
因此，本發明涉及這樣一種粒化種子，它包括植物種子和由脲和醛化合物形成的縮合物。
本發明的目的之一是提供這樣一種粒化種子，它能簡化播種操作，具有很高的萌發百分比，并能改善植物早期生長的環境。
由下列描述可以清楚見到本發明的其他目的和優點。
由脲和醛化合物形成摻入本發明的粒化種子中的縮合物(此后稱為縮合物)時，可以使用的醛化合物包括甲醛、乙醛、丙醛、巴豆醛、異丁醛、乙二醛等。
縮合物包括脲-甲醛縮合物、2-氧-4-甲基-6-脲基六氫嘧啶(亞巴豆酰基二脲)、亞丙基二脲、亞異丁基二脲、乙二醇-聯脲等。
縮合物只微溶于冷水中，但它們能夠部分溶于熱水中。也就是說，它們是這樣一種縮合物，當無水狀態的1份重量的縮合物在20份80℃熱水中浸泡30分鐘時，被洗脫的重量百分比(此后稱為熱水洗脫百分比)為0.1-30%，優選為0.1-20%，更優選為0.5-10%。洗脫百分比用(100-A)%重量來表達，其中A是未溶解的重量百分比。
下面給出一個實例，在此實例中，縮合物由脲(后面有時稱為U)和甲醛(后面有時稱為F)形成。此縮合物在后面稱為U-F縮合物。
此縮合物在其分子結構中具有羥甲基。
作為U-F縮合物，使用那些含有羥甲基總量為0.05-1.5%重量的縮合物，優選為0.15-1.0%重量的，它們僅微溶于冷水中，在熱水中的洗脫百分比為0.5-10%重量，所有數據都以無水狀態的重量計算。
由于這種縮合物有適宜的縮合度并在土壤中緩慢分解，因此，它促進種子的萌發和植物的生長，而不會嚴重抑制種子萌發和植物生長。由只具有少量羥甲基的完全縮合的脲樹脂得不到這種效果，由具有大量剩余羥甲基并含有大量水溶性組分的U-F縮合物也得不到這種效果。
通過使U-F初始縮合物縮合能夠產生U-F縮合物，即在酸性物質的存在下對其進一步處理，使所制備的初始縮合物的U∶F的最終摩爾比達到1∶0.9至1∶1.2。
下面，描述制備U-F縮合物的方法的具體方案。
作為制備U-F初始縮合物的方法，可以提及的有下列方法(a)或(b)方法(a)通過混合制備脲與37%福爾馬林的混合物，混合的數量比例要能使U∶F的摩爾比達到1∶0.9至1∶1.2，用堿性物質如氫氧化鈉等將其pH調至7-8之間，然后在95℃下加熱。當反應混合物中出現白色混濁時終止反應，使反應混合物的pH再調至7-8。這樣，便得到了U-F初始縮合物。
方法(b)通過混合制備脲與福爾馬林的混合物，混合的數量比例要能使U∶F的摩爾比達到1∶2.0至1∶2.5，用堿性物質如氫氧化鈉等將其pH調至7-8，在20-95℃的溫度下反應1-30小時。將混合物的pH再次調至4-7，然后使其在80-98℃下進一步反應。當從混合物中取出的液體冷卻至20℃則變為輕度混濁時，則認為達到了反應終點。然后，在其中進一步加入脲，使U∶F的總摩爾比達到1∶0.9至1∶1.2，然后使反應進一步進行。在反應混合物中出現白色混濁時終止反應。這樣便得到了U-F初始縮合物。
由上述方法(a)或(b)制備的U-F初始縮合物能夠產生U-F縮合物，方法是用酸性物質如硫酸或磷酸等將U-F初始縮合物的pH調至3-5，使其在60-80℃溫度下反應，并同時在一個攪動和混合反應混合物的裝置中蒸發水分，例如捏和機或帶式混合機(ribbonmixer)等，直到反應混合物中的水分含量達到45%重量以下。這樣制備的U-F縮合物為粉狀或粒狀。任何形式的產物都可用于本發明中。
當U∶F的摩爾比在上述范圍之外而且其中的脲少于上述制備U-F縮合物的指定量時，則所產生的U-F縮合物中的總羥甲基含量太高。另一方面，如果U∶F的摩爾比在上述范圍之外而且脲量大于上述規定時，則所產生的U-F縮合物在土壤中分解太快。在這兩種情況中，這樣一種縮合物都傾向于抑制種子萌發。
當反應體系的pH更低和反應溫度更高時，U-F初始縮合物在酸性物質存在下的縮合反應進展更迅速，而且反應時間更長的話，縮合度更高。隨著反應的進行，縮合物中的總羥甲基含量降低，而且其熱水洗脫百分比也一起降低。
如果U-F縮合物的總羥甲基含量和熱水洗脫百分比在上述規定的范圍之外時，則將至摻入粒化種子中時會抑制種子的萌發。
可用于本發明粒化種子的植物種子包括草原植物例如鴨茅、意大利黑麥草、梯牧草、苜蓿、肯塔基早熟禾等，蔬菜例如胡蘿卜、西紅柿、茄子、旱芹、萵苣、葫蘆科瓜類植物(例如西瓜、網皮甜瓜、黃瓜等)等;有花植物例如矮牽牛、半支蓮、秋海棠、罌粟、大巖桐、絲石竹、金魚草、鼠尾草、香豌豆等;草地植物例如翦股穎、多年生黑麥草、Korai草皮、野生草皮等;木本植物例如灌木車軸草、白樺、山區赤楊、日本紅松、山區樺樹等。
本發明的粒化種子可以用粒化物質如成粒物質、粘合物質等使植物種子粒化而產生。
在生產本發明的粒化種子時，如果必要的話，除了上述粒化物質外，還可選用合適的吸水物質和各種佐劑。
可用于本發明的成粒物質包括土壤、重粘土、碳酸鈣、消石灰、植物灰分、硅藻土、蛭石、斑脫巖、沸石、谷殼、泥炭蘚、漿狀物(pulp)、堆肥、鋸末等。
可用于本發明的粘合物質包括羧甲基纖維素、聚乙烯醇、海藻酸鈉、合成樹脂漿、阿拉伯樹膠、明膠等。粘合物質可以合適的量使用。例如，如果是阿拉伯樹膠的話，使用量為100份重量的成粒物質中含2-3份重量。
可以適當地選擇成粒物質用量和顆粒大小使每個顆粒中含有1-5粒種子。
在本發明的粒化種子中，縮合物是一種必需組分，其含量為每100份重量的粒化物質中有0.1-10份重量，優選為0.5-5份重量的縮合物。
作為吸水物質，可適當地使用淀粉-丙烯酸接枝共聚物、丙烯酸的交聯產物、脫乙酰殼多糖、出芽短梗孢糖凝膠等。
可從萌發促進劑、植物生長促進劑、殺真菌劑、殺蟲劑等中選擇合適的佐劑，并為了進一步促進植物萌發和生長的目的而加入。
優選的方法是，本發明的粒化種子可如下述產生使種子與成粒物質和縮合物混合，并可任意地與吸水物質和佐劑混合，加入合適量的水，捏和混合物，通過擠壓等方法使捏和混合物粒化，然后使顆粒干燥。干燥溫度應當在使種子內的酶類保留其活性的范圍內。也就是說，優選40℃或以下的溫度。
本發明的粒化種子具有下述優點1)由于用于本發明中的縮合物在土壤中緩慢分解，因此它促進種子的萌發和植物的生長，而不會嚴重抑制其萌發和生長。
2)由于用于本發明中的縮合物只微溶于水中，因此由于雨水等造成的損失很小，所以它一定能產生促進生長的效應。
其次，下面用參考實例、實例和比較實例更具體地說明本發明。
然而，這些實例不應限制本發明的范圍。
參考實例1U-F縮合物的制備使脲和37%福爾馬林混合在一起，以便使U∶F的摩爾比為1∶1，混合物用氫氧化鈉調至pH8.0。向其中加入與所用脲等量的水，以勻速使溫度上升，使其在1小時內上升至95℃。然后，使混合物在95℃保持30分鐘，然后再調至pH8.0，使混合物迅速冷卻至室溫，以得到U-F初始縮合物。
這樣制備的初始縮合物在捏和機中加熱至75℃，并加以攪動，然后加入3.0%體積的40%磷酸。使其內容物保持在75℃并在攪動中脫水，使其反應3小時以得到U-F縮合物。
以脫水狀態的重量為基礎，這樣得到的U-F縮合物的總羥甲基含量為0.75%重量，熱水洗脫百分比為7.5%重量。
實例1和2，比較實例1-81)粒化種子的制備使800克重粘土、200克泥炭蘚、20g阿拉伯樹膠、5g鴨茅種子和參考實例1得到的U-F縮合物和示于表1中用于比較的各種肥料組分混合，并用純化水捏和在一起。使捏和混合物壓過孔徑為7mm的篩子，在40℃干燥以得到粒化種子。這樣制備的顆粒含有3-4粒種子。
2)粒化種子的生長試驗表1說明了上述得到的粒化種子的生長試驗結果。
試驗地點乙烯基房的地中試驗規模每試驗塊0.25m2，每試驗塊60個顆粒，每區三個系列試驗塊試驗時間41天(日平均氣溫18℃)以每個顆粒為基礎計算顆粒的萌發百分比。播種后41天挖出植株，測量其鮮重和干重。結果總結于表1中。
如表1中的比較實例1-4所示，常規的化肥有抑制生長的趨向。尤其是，如果所用數量增加，則對種子萌發和植物生長導致嚴重的抑制(比較實例5-8)。
另一方面，本發明的縮合物即使在常規化肥導致嚴重抑制的濃度下，也具有幫助萌發和生長的趨向。
實例3-8，比較實例9和101)粒化種子的制備使700g重粘土、200g泥炭蘚、20g碳酸鈣、20g石灰的過磷酸鈣、20g硫酸鉀、1gSnowGrowace(植物生長促進劑)、15g阿拉伯樹膠、15g多年生黑麥草種子和U-醛縮合物(上述的U-F縮合物，亞異丁基二脲或亞巴豆酰二脲)或作為比較肥料組分的氯化銨按表2所示的混合比例混合。加入水后捏和混合物。捏和的混合物通過篩板型成粒機(粒化機)成型，其孔徑大小為6mm，并在40℃下干燥以得到粒化種子。這樣制備的每個顆粒含有3-4粒種子。
2)粒化種子的生長試驗表2說明了上述粒化種子的生長試驗結果。
試驗地點乙烯基房的地中試驗規模每試驗塊0.22m2，每試驗塊60個顆粒，每區三個系列試驗塊試驗時間39天(日平均氣溫17℃)以每個顆粒為基礎計算萌發百分比。在播種后39天測量植物的鮮重和干重。結果總結于表2中。
表2肥料組分顆粒的萌發每0.22m2的作物重(g)及其含量(g)百分比(%)鮮重干重實例3U-F縮合物1085.060.976.93實例4亞異丁基二脲1087.278.908.70實例5亞巴豆酰二脲1085.081.179.23比較實例9氯化銨1076.831.932.29實例6U-F縮合物2080.053.436.13實例7亞異丁基二脲2081.158.076.40實例8亞巴豆酰二脲2080.054.475.90比較實例10氯化銨2077.813.201.17對照078.953.235.9權利要求
1.一種粒化種子，其特征在于它包括植物種子和由脲和醛化合物形成的縮合物。
2.根據權利要求1的粒化種子，其中的醛化合物至少選自由下列構成的一組甲醛、乙醛、丙醛、巴豆醛、異丁基醛和乙二醛。
3.根據權利要求1的粒化種子，其中的縮合物的熱水洗脫百分比(洗脫百分比，以無水狀態的重量計算，即1份重量的縮合物在80℃下浸于20份重量熱水中30分鐘時的洗脫量;后面相同)為0.1-30%重量。
4.根據權利要求1的粒化種子，其中的縮合物的熱水洗脫百分比為0.1-20%重量。
5.根據權利要求1的粒化種子，其中的縮合物的熱水洗脫百分比為0.5-10%重量。
6.根據權利要求1的粒化種子，其中的醛化合物是甲醛，縮合物的熱水洗脫百分比為0.5-10%重量范圍內，總羥甲基含量在0.05-1.5%重量的范圍內。
7.根據權利要求6的粒化種子，其中的總羥甲基含量在0.15-1.0%重量范圍內。
8.根據權利要求1的粒化種子，其中的植物種子至少選自由下列種子構成的一組鴨茅、意大利黑麥草、梯牧草和苜蓿。
9.根據權利要求1的粒化種子，其中的植物種子至少選自由下列種子構成的一組胡蘿卜、西紅柿、茄子、旱芹、萵苣和葫蘆科瓜類植物。
10.根據權利要求1的粒化種子，其中的植物種子至少選自由下列種子構成的一組矮牽牛、半支蓮、秋海棠、罌粟、大巖桐。
11.根據權利要求1的粒化種子，其中的植物種子至少選自由下列種子構成的一組翦股穎、Korai草皮和野生草皮。
12.根據權利要求1的粒化種子，其中的植物種子至少選自由下列種子構成的一組肯塔基早熟禾、西瓜、網皮甜瓜、黃瓜、絲石竹、金魚草、鼠尾草、香豌豆、多年生黑麥草、灌木車軸草、白樺、山區赤楊、日本紅松和山區樺樹。
全文摘要
一種粒化種子，它包括植物種子和由脲與醛化合物形成的縮合物。本發明的粒化種子很容易簡單地播種，萌發百分比很高，而且能改善植物生長早期的環境。
文檔編號A01C1/06GK1045326SQ9010118
公開日1990年9月19日 申請日期1990年3月6日 優先權日1989年3月6日
發明者村山三郎, 高橋照雄 申請人:日本化學工業株式會社