专利名称：包衣种子和种子包衣方法
技术领域：
本发明涉及一种包衣种子，该种子具有能在植物生长的早期阶段提高植物营养物中的磷效率以及可能还有微量元素效率的包衣，和涉及种子包衣方法和提高植物的磷效率和可能还有微量元素效率以及促进植物生长早期阶段植物生长的方法。
植物的根获得肥料的速度对于植物吸收肥料中存在的营养素的能力，以及植物在前三周的初始发育和生长的成功性有重要意义。
主要营养素(N、K、P、Ca、S、Mg)从肥料进入植物体内的量，即营养素效率通常为70-80％左右。磷的效率特别低，约为5-20％。微量元素(B、Co、Cu、Fe、Mn、Mo、Zn、Cl)的效率甚至经常低于此。
撒布肥料的方法，即肥料距离种子多远沉积影响着植物吸收营养素的能力。远离种子，例如距离种子6cm沉积的肥料中的营养素可能有时间与土壤矿物质反应并形成难溶解的化合物，这甚至可能在植物的根到达肥料位置之前发生。
当例如通过常规的将肥料撒施到土壤表面上或通过将肥料混入土壤表面层来以上述方式施磷肥时，磷的效率为5-10％。如果通过条施或带施在距种子特定距离处施肥，磷的效率约为10％。
当把磷肥沉积在紧邻种子处，或当用磷肥将种子包衣时，可获得稍微好一些的磷效率。在这种情况下，磷肥的效率分别为15％和20％。
出于不同原因将植物种子包衣在早已是已知的技术。有不同的表面处理，起初是用杀生物剂进行简单和常规的拌种以对抗植物疾病和害虫。在这种情况下，上述种子是用细研磨的活性剂或含活性剂的粉末混合物处理种子，或者将活性剂溶解或浆化于适宜的溶剂-通常是水或有机溶剂中，然后用所得的溶液或浆液处理种子。
种子包衣还用于延迟种子发芽。聚合物已作为固定剂与具有其他作用的物质一起用于种子包衣中。包衣可例如改善种子抗干旱、热、土壤盐度、或其他外部应力因素的能力。
例如，借助于包衣，可以使重量轻的稻种变重，从而使它们不易于被水或风带走；参见例如专利出版物US4192095。
将营养素添加到包衣内来促进植物生长通常也是已知的。
例如已用石灰或滑石处理草种子以确保建立草坪(Scott 1995)。若干研究中讨论了含有营养素的种子包衣(例如Heydecker和Coolbear 1977，Rebafka等人1983，Scott等人1987)。最大的问题是种子的发芽百分率差，尤其是当使用油作为固定剂时更是如此，以及当使用水溶液时，营养素对种子表面的附着较差。
为了解决这些问题，人们已经做了大量研究。为了将营养素或其他生长促进物质或组合物固定在植物种子表面上，人们已经实验了各种固定剂组合物。
特别是已经实验了各种聚合物的可用性。例如，用水溶性聚合物例如淀粉、甲基纤维素和阿拉伯胶给种子包衣是已知方法。最大的缺点是与使用这些聚合物相联系的大量水。处理大量的水需要特殊装置，并且包衣过程缓慢。为了防止润湿种子，种子必须经常在低温下干燥。上述聚合物经常形成围绕着种子的硬的、易于破碎的包衣。
专利出版物WO 9325078描述了用于种子包衣的组合物，所述组合物含有多糖水解产物，例如羧甲基纤维素或羧甲基淀粉羟基化物。这些物质的水溶液还可以以较浓的水溶液(30％)形式喷雾到种子表面上。
另一方面，使用水不溶性聚合物通常需要使用有机溶剂，在这种情况下，大量溶剂可能会促进聚合物渗入种子内。还可以使用这些聚合物的水悬浮液来处理种子。例如，CA PLUS 11217756(PL 146138)和CA PLUS 12249097(PL 159474)描述了这样的应用。
美国专利出版物4251952描述了用水不溶性聚合物和糖的混合物包衣的种子。所用的聚合物是各种市售的聚合物或共聚物。
除了上述缺点外，现有已知方法还具有包衣种子的表面有粘性的缺点，从而引起种子粘在一起，并导致种子的流动性较差。处理种子所需的装置也易于弄脏。对于含太多水分的包衣来说可能引起种子过早发芽。
根据申请人未公布的申请PCT/FI00/01143，已知一种含含水固定剂的种子包衣，所述包衣含农业或发酵的流体副产品特别是糖蜜、和可能的乳化油、以及肥料粉末。此出版物描述了用磷酸二氢钾包衣的大麦种子和磷酸二氢钾与磷酸尿素包衣的西红柿种子获得的田间实验的结果。关于此出版物，本发明的目的是为各种植物找到最佳的肥料和最佳的肥料量，所述肥料与含水固定剂相互作用，产生发芽百分率和磷吸收间的最佳协同效应。
根据本发明，提供了一种包衣种子，该种子具有能提高在植物生长的早期阶段植物营养素中磷的效率的包衣，所述种子是大麦、小麦、向日葵、油菜、豌豆或西红柿种子，所述包衣含(i)含水固定剂，含农业或发酵流体副产品和可能的乳化油，和(ii)肥料粉末，所述肥料粉末对于大麦种子是磷酸二氢钾，对于小麦种子是磷酸二氢钾或磷酸一钙，对于向日葵种子是磷酸二氢钾，对于油菜种子是磷酸一钙或磷酸二钙，对于豌豆种子是磷酸一钙或磷酸二钙，对于西红柿种子是磷酸二氢钾或磷酸尿素。
根据本发明，还可以使用上述肥料的混合物。
欲表面处理的种子的大小及其表面的类型是一种植物品种的特有性能，会影响将需要量的肥料粉末固定于种子表面所需的固定剂的量。优选所述固定剂用量是每100重量份(w/w)种子使用固定剂0.5-5重量份(w/w)和肥料1-25重量份。特别优选的所述固定剂用量是每100重量份(w/w)种子使用1-3重量份(w/w)固定剂和3-15重量份(w/w)肥料。
根据本发明，特别优选的包衣种子包括包衣的大麦种子，其中含4-10重量％的磷酸二氢钾；包衣的小麦种子，其中含3-6重量％的磷酸二氢钾或磷酸一钙或其混合物；包衣的向日葵种子，其中含8-14重量％的磷酸二氢钾；包衣的油菜种子，其中含5-20重量％的磷酸一钙或磷酸二钙或其混合物；包衣的豌豆种子，其中含3-7重量％的磷酸一钙或磷酸二钙或其混合物；和包衣的西红柿种子，其中含5-15重量％的磷酸二氢钾或磷酸尿素或其混合物。
所述固定剂可含30-100重量％(w/w)农业或发酵的流体副产品和0-50重量％(w/w)油，平衡量的水。油的含量优选为0-30重量％(w/w)。所述固定剂优选含30-70重量％(w/w)的农业或发酵的流体副产品、10-30重量％(w/w)的油和20-60重量％(w/w)的水。
所述农业或发酵的流体副产品可以是例如糖蜜如根糖蜜或蔗糖蜜，酒糟或糖浆，或其混合物。所述副产品含不定量的水。
所述固定剂还可含在种子包衣中常用作固定剂和在现有技术描述中提及的聚合物。
除了农业或发酵流体副产品外，所述固定剂还可含乳化油，所述乳化油一般是水包油乳液。所述乳液是由油、水和分散剂制备的。适用于此目的的常规分散剂可用作所述分散剂。
所述固定剂还可仅由含水的农业或发酵的流体副产品组成。
所述固定剂还可含常规的防腐剂和/或pH调节剂。
所述油优选为可生物降解的或易于生物降解的植物或动物油或矿物油如液体石蜡，或其混合物。
除了上述特定的肥料外，所述肥料粉末还可含例如微量营养素和/或微量元素。一公斤肥料可含例如5-200g镁、1-50g锌、1-50g锰、30-200g钠、和/或1-20mg硒。肥料粉末还可含影响植物生长的其他物质，如农药和/或生长调节剂和/或生长促进剂。
所述肥料粉末的粒径一般是1-100μm，优选10-50μm。
根据本发明，还提供一种植物种子的包衣方法，所述种子是大麦、小麦、向日葵、油菜、豌豆或西红柿种子，在所述方法中(a)将待包衣的种子放置在适于处理种子的装置中，(b)加入含水固定剂，所述固定剂含有农业或发酵的流体副产品以及可能含有的乳化油，由此在种子表面上形成了固定剂层，(c)加入肥料粉末，从而形成包衣，其中当被包衣的种子是大麦种子时，所述肥料粉末是磷酸二氢钾；当被包衣的种子是小麦种子时，肥料粉末是磷酸二氢钾或磷酸一钙；当被包衣的种子是向日葵种子时，肥料粉末是磷酸二氢钾；当被包衣的种子是油菜种子时，肥料粉末是磷酸一钙或磷酸二钙；当被包衣的种子是豌豆种子时，肥料粉末是磷酸一钙或磷酸二钙；当被包衣的种子是西红柿种子时，所述肥料粉末是磷酸二氢钾或磷酸尿素。
该方法不需要特殊装置；种子处理可以在适用于处理种子的任何装置内进行，甚至是在混凝土搅拌机中进行。
根据优选的实施方案，在步骤a)中，使用100重量份(w/w)的待包衣种子，在步骤b)中，使用0.5-5重量份(w/w)、优选1-3重量份(w/w)的固定剂，和在步骤c)中使用1-25重量份(w/w)、优选3-15重量％(w/w)的肥料。
在本发明方法中，使用上述量的固定剂和肥料粉末。甚至在按照本发明表面处理前，种子可能已经用已知方法例如用农药处理过。还可在按照本发明固定剂处理之后、添加肥料粉末之前加入农药和/或生长调节剂和/或生长促进剂，或者仅在肥料粉末处理后或与其同时加入。
根据本发明，还可以重复上述本发明操作，从而增加种子周围肥料层的厚度。
如果需要将种子制成粒丸，可在本发明处理后加入水和粘土，或者水和粘土的加入与本发明处理同时进行。
根据本发明，提供了提高植物早期生长阶段的植物磷效率和促进植物生长的方法，在该方法中，用包衣将植物种子包衣，所述植物种子是大麦、小麦、向日葵、油菜、豌豆或西红柿种子，所述包衣含i)含农业或发酵的流体副产品和可能含有的乳化油的含水固定剂，和ii)肥料粉末，当被包衣的种子是大麦种子时，所述肥料粉末是磷酸二氢钾；当被包衣的种子是小麦种子时，肥料粉末是磷酸二氢钾或磷酸一钙；当被包衣的种子是向日葵种子时，肥料粉末是磷酸二氢钾；当被包衣的种子是油菜种子时，肥料粉末是磷酸一钙或磷酸二钙；当被包衣的种子是豌豆种子时，肥料粉末是磷酸一钙或磷酸二钙；当被包衣的种子是西红柿种子时，所述肥料粉末是磷酸二氢钾或磷酸尿素，在这种情况下，所述包衣可用于特别是在植物的早期发育期间代替一部分植物所需的、通常是以表面施用或条施法给予的磷肥。
在本发明方法中，使用上述量的固定剂和肥料粉末。
本发明特别优选的包衣种子如下(百分数是重量％，根据种子重量计算)-大麦种子，含1-3％固定剂和4-10％MKP-小麦种子，含1-3％固定剂和3-6％MKP或MCP-向日葵种子，含1-3％固定剂和8-14％MKP-油菜种子，含1-3％固定剂和5-20％MCP或DCP-豌豆种子，含1-3％固定剂和3-7％MCP或DCP-西红柿种子，含1-3％固定剂和5-15％MKP或磷酸尿素下列实施例旨在更详细地描述本发明。
实施例1添加到水包油乳液中的糖蜜对小麦种子发芽的影响在发芽实验中，研究用于种子表面处理的水包油乳液中存在的糖蜜对小麦种子发芽的影响，所述实验在田间土壤中进行，其中的种子已用含不同比例的糖蜜、水和油的乳液处理过。
为了进行测试，制备含不同量糖蜜的一系列水包油乳液。每种乳液含25体积％(v/v)生物可降解的油加上糖蜜，糖蜜的量为在完成的乳液中水包油与糖蜜的体积比是4∶0、3∶1、2∶2、1∶3和0∶4。
为将乳液施加到种子表面上，在市售试验种子包衣装置(Hege)中处理种子。从每批表面处理过的种子中，取4×100颗种子种在填充田间土壤的1升塑料罐的4cm深处以发芽。对照是100颗未处理的同样种植的种子。以固定的时间间隔向每个罐中浇水，以使土壤保持恒定的湿度。播种11天后，采用ISTA定义的标准5.4.A.3确定发芽百分率。引入到种子表面上的水包油乳液中糖蜜的量对小麦种子发芽的影响如表1所示。
表1含水油与糖蜜的混合比例对小麦发芽的影响
结果显示向水包油乳液中加入糖蜜显著地促进了小麦的发芽。此外，用该实施例的乳液研究了肥料粉末对种子表面的固定作用。观察到与单独的水包油乳液相比，糖蜜/油/水乳液能更均匀地、更好地固定肥料粉末，并且技术质量更高。
实施例2植物品种和磷肥料源和量对发芽的影响为了找到各植物品种就发芽而言最佳肥料和最佳肥料量进行了大量试验。在这些试验中，以实施例1所述方式，用含12.5重量％(w/w)油、37.5重量％(w/w)水和50重量％(w/w)糖蜜的固定剂处理各种植物的种子。固定剂的用量为种子重量的2％。以这种方式处理过的种子用磷酸二氢钾(MKP)、磷酸一钙(MCP)、磷酸二钙(DCP)或磷酸尿素(UP)包衣。所用肥料量示于下表2中，以括号内的百分数表示。这些百分数是重量％，根据种子重量计算得到。
发芽实验在已施基础肥的培养基(substrate)中进行，并且对照和试验项的培养基是相同的。发芽试验结果示于表2，其中的数值表示发芽百分率。表2还用星号显示植物品种-和肥料特异性的最佳磷吸收。
表2当种子按照本发明包衣后磷肥源对各种植物发芽的影响
结果显示通过使用本发明的种子包衣方法，就植物发芽和磷吸收方面来说，使用MKP的大麦、使用MKP和MCP的小麦、使用MKP的向日葵、使用MCP和DCP的油菜、使用MCP和DCP的豌豆和使用MKP和磷酸尿素的西红柿获得了最佳的综合效果。
文献Heydecker，W和Collbear，P.1977.改善性能的种子处理-调查和预测(Seed treatment for improved performance-survey andattempted prognosis)。种子科学和技术(Seed Sci.AndTechnol.)5353-425。
Rebafka，F.-P.，Batino，A.和Marschner，H.1993.磷种子包衣提高了在西非尼日尔酸性沙土壤上生长的珍珠粟(Pennisetumglaucum(L).R.Br.)的磷摄取、早期生长和产量，西非肥料研究(Fert.Res.)35151-160。
Scott.，J.M.1975.种子包衣对齐苗的影响。N.Z.农业研究杂志(Journal of Agricultural Research)1859-67。
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国际种子测试学会(International Seed TestingAssociation(ISTA)).1996.种子科学与技术，24，增补本(Seed Sci.&Technol.24，Supplement.)种子测试的国际规定。苏黎世，瑞士。
权利要求
1.一种包衣种子，具有能提高植物生长的早期阶段植物营养素中磷的效率的包衣，所述种子是大麦、小麦、向日葵、油菜、豌豆或西红柿种子，其特征在于该包衣含(i)含水固定剂，含农业或发酵流体副产品和可能含有的乳化油，和(ii)肥料粉末，所述肥料粉末对于大麦种子是磷酸二氢钾，对于小麦种子是磷酸二氢钾或磷酸一钙，对于向日葵种子是磷酸二氢钾，对于油菜种子是磷酸一钙或磷酸二钙，对于豌豆种子是磷酸一钙或磷酸二钙，对于西红柿种子是磷酸二氢钾或磷酸尿素。
2.如权利要求1所述的包衣种子，其特征在于含有100重量份(w/w)种子、0.5-5重量份(w/w)固定剂和1-25重量份(w/w)肥料。
3.如权利要求1或2所述的包衣种子，其特征在于所述种子是含4-10重量％磷酸二氢钾的大麦包衣种子；含3-6重量％磷酸二氢钾或磷酸一钙或其混合物的小麦包衣种子；含8-14重量％磷酸二氢钾的向日葵包衣种子；含5-20重量％磷酸一钙或磷酸二钙或其混合物的油菜包衣种子；含3-7重量％磷酸一钙或磷酸二钙或其混合物的豌豆包衣种子；或含5-15重量％的磷酸二氢钾或磷酸尿素或其混合物的西红柿包衣种子。
4.如上述任一权利要求所述的包衣种子，其特征在于所述固定剂含30-100重量％(w/w)农业或发酵的流体副产品和0-50重量％(w/w)油，平衡量的水，优选含30-70重量％(w/w)的农业或发酵的流体副产品、10-30重量％(w/w)的油和20-60重量％(w/w)的水。
5.如上述任一权利要求所述的包衣种子，其特征在于所述农业或发酵的流体副产品是糖蜜、酒糟或糖浆或其混合物。
6.如上述任一权利要求所述的包衣种子，其特征在于所述油是可生物降解的或易于生物降解的植物油或动物油或矿物油如液体石蜡，或其混合物。
7.如上述任一权利要求所述的包衣种子，其特征在于所述肥料粉末的粒径是1-100μm，优选10-50μm。
8.一种包衣植物种子的方法，所述种子是大麦、小麦、向日葵、油菜、豌豆或西红柿种子，其特征在于(a)将待包衣的种子放置在适于处理种子的装置中，(b)加入含水固定剂，所述固定剂含有农业或发酵的流体副产品以及可能含有的乳化油，由此在种子表面上形成固定剂层，(c)加入肥料粉末，从而形成包衣，其中当被包衣的种子是大麦种子时，所述肥料粉末是磷酸二氢钾；当被包衣的种子是小麦种子时，肥料粉末是磷酸二氢钾或磷酸一钙；当被包衣的种子是向日葵种子时，肥料粉末是磷酸二氢钾；当被包衣的种子是油菜种子时，肥料粉末是磷酸一钙或磷酸二钙；当被包衣的种子是豌豆种子时，肥料粉末是磷酸一钙或磷酸二钙；当被包衣的种子是西红柿种子时，所述肥料粉末是磷酸二氢钾或磷酸尿素。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于在步骤a)中使用100重量份(w/w)的待包衣种子，在步骤b)中，使用0.5-5重量份(w/w)固定剂，和在步骤c)中使用1-25重量份(w/w)的肥料。
10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于所述固定剂含30-100重量％(w/w)农业或发酵的流体副产品和0-50重量％(w/w)油，平衡量的水，优选含30-70重量％(w/w)的农业或发酵的流体副产品、10-30重量％(w/w)的油和20-60重量％(w/w)的水。
11.如权利要求8-10中任一项所述的方法，其特征在于所述农业或发酵的流体副产品是糖蜜、酒糟或糖浆或其混合物。
12.如权利要求8-11中任一项所述的方法，其特征在于所述油是可生物降解或易于生物降解的植物油或动物油或矿物油如液体石蜡，或其混合物。
13.如权利要求8-12中任一项所述的方法，其特征在于所述肥料粉末的粒径是1-100μm，优选10-50μm。
14.一种在植物早期生长期间提高植物磷效率和促进植物生长的方法，其特征在于用包衣将植物种子包衣，所述植物种子是大麦、小麦、向日葵、豌豆或西红柿种子，所述包衣含i)含农业或发酵的流体副产品和可能含有的乳化油的含水固定剂，和ii)肥料粉末，当被包衣的种子是大麦种子时，所述肥料粉末是磷酸二氢钾；当被包衣的种子是小麦种子时，肥料粉末是磷酸二氢钾或磷酸一钙；当被包衣的种子是向日葵种子时，肥料粉末是磷酸二氢钾；当被包衣的种子是油菜种子时，肥料粉末是磷酸一钙或磷酸二钙；当被包衣的种子是豌豆种子时，肥料粉末是磷酸一钙或磷酸二钙；当被包衣的种子是西红柿种子时，所述肥料粉末是磷酸二氢钾或磷酸尿素，在这种情况下，所述包衣可用于特别是在植物的早期发育期间代替一部分植物所需的、通常是以表面施用或条施法给予的磷肥。
全文摘要
本发明涉及某些植物品种的包衣种子，所述种子具有能提高植物生长的早期阶段的植物营养物中的磷效率的包衣，所述包衣含i)含农业或发酵的流体副产品和可能含有的乳化油的含水固定剂，和ii)肥料粉末，所述肥料粉末根据植物品种是磷酸二氢钾、磷酸一钙、磷酸二钙或磷酸尿素。本发明还涉及种子包衣方法。
文档编号A01C1/06GK1523954SQ02812332
公开日2004年8月25日 申请日期2002年6月19日 优先权日2001年6月21日
发明者J·佩尔托南, E·萨里科, J 佩尔托南, 锟 申请人:凯米拉格罗浩公司