CN103391710A - 种子包衣、包衣组合物及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了包衣组合物及其使用方法，从而改善了种子、植物、灌木和植被等等对水和/或营养物的利用。

Description

种子包衣、包衣组合物及其使用方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年2月28日提交的美国临时申请序列No.61/464,117的优先权，这里以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及与农业用包衣有关的方法和组合物及其使用方法，特别是涉及包覆有瓜尔胶或瓜尔胶衍生物的种子或种子团聚体（agglomeration）。

背景技术

有时需要对种子进行商业化处理以促进良好的种苗建植（seedling establishment）。人们希望在植物生长早期阶段保护种子和幼苗免受处于土壤内部及周边的害虫的侵袭。另一希望是保护种子和幼苗避免由于缺乏可利用的水而遭受干旱或伤害。

美国专利No.4,543,370描述了含有纤维素成膜聚合物、颜料、增塑剂、硅石和表面活性剂的种子包衣。

美国专利No.4,513,019和4,576,646描述了用纤维素成膜组合物、至少一种α-纤维素以及合适的增塑剂来包覆种子的方法。

发明内容

本文描述了这样的种子包衣组合物，其通过保水或吸水来促进种苗建植。本文还描述了种子包衣组合物，因为所述种子包衣组合物中的一层或多层充当润湿剂来润湿临近种子/环绕种子周围区域的土壤，因此，所述种子包衣组合物能够促进种苗建植。本文还描述了促进种苗建植的种子包衣组合物。此外，本文描述了这样的包衣组合物，其能够促进活性成分或农用化合物在土壤中的保持性，使得农用化合物可被或易于被植物、植被、草类、树木等利用。此外，本文描述了这样的包衣组合物，其能够促进将活性成分或农用化合物保持或维持在土壤中的能力，使得活性成分可被或易于被植物、植被、草类、树木等利用。目前，向土壤施加活性成分或农用化合物（如杀虫剂、除草剂等）时的一个缺点为：这些农用化合物或活性成分随着水的流出或排水而被损失掉，从而不能被草和植物等利用。

在一个实施方案中，本文描述了能够促进种苗建植和植物生长的包衣组合物，因为包衣组合物中的一层或多层作为载体或助留剂来辅助活性成分（肥料、杀虫剂等），例如改善任意杀虫剂配制物的粘附力。在一个实施方案中，在进行处理过程中，所述包衣组合物有助于使所述杀虫剂、肥料、除草剂等保持分布性的能力。

本文还描述了能够促进种苗建植的种子包衣组合物，因为包衣组合物中一层或多层可起到抗菌剂的作用。本文还描述了能够促进种苗建植的包衣组合物，其中所述种子包衣包括多层，每层独立地能够提供上述的一种或多种益处。

本文还描述了这样的种子包衣组合物，其中一层或多层包含瓜尔胶或瓜尔胶衍生物作为改善的成膜剂，瓜尔胶或瓜尔胶衍生物同样可充当粘结剂，其中所述瓜尔胶或瓜尔胶衍生物可以用作成膜剂、粘结剂或二者的组合。在一个实施方案中，本文所述的种子包衣组合物在直径上大体是均一的，从而改善了种子在施用（如喷洒）时的流动性。

促进种苗建植可以使农作物、草类、灌木等的产量损失最小化，能够保持和改善种子的品质以及能够帮助避免有害生物体的传播。

在一个实施方案中，本发明涉及与种苗建植相关的组合物和方法，其对改善农作物产量以及改善农业用和园艺用植物、灌木、树木、草类等的产量有作用。在一个实施方案中，本发明涉及与防止农用化合物（如杀虫剂、肥料、除草剂等）随着水流出或排水而产生的损失（其中当随着水流出或排水而损失时，这样的农用化合物不可被草类和植物等利用）有关的组合物和方法。

针对的应用包括用以提高农作物的产量或保护在非常不利区域（非灌溉区、温热气候、多风区域、降水稀缺区域或是这些区域的组合）的农作物的农业用途。针对的市场包括：非灌溉农作物（包括(但不限于)小麦、棉花等）的农业；灌溉农作物（包括(但不限于)园艺类植物）的农业；树艺、林艺和园艺；高尔夫球场；运动场和公园草坪；苗圃的播种添加剂；除此之外还包括水果。

在一个方面，本文描述了这样的包衣组合物，其包含至少一种子以及包覆种子全部或部分的至少一个层，所述层选自由以下物质构成的组：瓜尔胶、衍生化的瓜尔胶、聚丙烯酰胺、聚(甲基丙烯酸)、聚乙烯基吡啶、聚乙烯吡咯烷酮、聚(丙烯酸)、聚丙烯酸酯、聚(乙二醇)、膦酸酯封端的聚合物（phosphonate end-capped polymer）、聚环氧乙烷、聚(乙烯醇)、聚甘油、聚四氢呋喃、聚酰胺、羟丙基瓜尔胶、羧甲基瓜尔胶、羧甲基羟丙基瓜尔胶、淀粉、衍生化的淀粉、阳离子淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉、大米淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉、糯玉米（waxy maize）、高粱、糯高粱、西米、糊精、甲壳质、壳聚糖、藻酸盐组合物、黄原胶、鹿角菜胶、刺梧桐树胶、阿拉伯树胶、果胶、纤维素、羟基纤维素、羟烷基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、任意前述物质的衍生物以及任意前述物质的组合。在一个实施方案中，所述衍生化的瓜尔胶为阳离子瓜尔胶。在一个实施方案中，合适的阳离子瓜尔胶衍生物包括：阳离子改性的聚合物，如瓜尔胶和羟丙基瓜尔胶以及烷基瓜尔胶，更典型地为阳离子羟丙基瓜尔胶及其盐。在这些阳离子瓜尔胶衍生物中的一个典型的阳离子官能团为三甲基氨基(2-羟基)丙基，氯离子为平衡离子。

然而，应当理解，可以使用各种平衡离子，其包括但不限于卤素离子（例如氯离子、氟离子、溴离子、碘离子）、硫酸根、甲基硫酸根以及它们的混合物。在其他实施方案中，合适的阳离子瓜尔胶衍生物包括阳离子改性的烷基化羧基化聚合物，如甲基和乙基羧甲基瓜尔胶、以及阳离子羟丙基瓜尔胶，更典型地为阳离子羟丙基瓜尔胶。

在一个方面，本文描述了这样的包衣组合物，其包括包覆农业用化合物或活性成分的全部或至少一部分的至少一个层，所述层选自由以下物质构成的组：瓜尔胶、衍生化的瓜尔胶、聚丙烯酰胺、聚(甲基丙烯酸)、聚乙烯基吡啶、聚乙烯吡咯烷酮、聚(丙烯酸)、聚丙烯酸酯、聚(乙二醇)、膦酸酯封端的聚合物、聚环氧乙烷、聚(乙烯醇)、聚甘油、聚四氢呋喃、聚酰胺、羟丙基瓜尔胶、羧甲基瓜尔胶、羧甲基羟丙基瓜尔胶、淀粉、衍生化的淀粉、阳离子淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉、大米淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉、糯玉米、高粱、糯高粱、西米、糊精、甲壳质、壳聚糖、藻酸盐组合物、黄原胶、鹿角菜胶、刺梧桐树胶、阿拉伯树胶、果胶、纤维素、羟基纤维素、羟烷基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、任意前述物质的衍生物以及任意前述物质的组合。在一个实施方案中，所述衍生化的瓜尔胶为阳离子瓜尔胶。在一个实施方案中，合适的阳离子瓜尔胶衍生物包括阳离子改性的聚合物，例如瓜尔胶和羟丙基瓜尔胶以及烷基瓜尔胶，更典型地为阳离子羟丙基瓜尔胶及其盐。在这些阳离子瓜尔胶衍生物中的一个典型的阳离子官能团为三甲基氨基(2-羟基)丙基，氯离子为平衡离子。然而，应当理解，可以使用各种平衡离子，包括但不限于卤素离子（如氯离子、氟离子、溴离子、碘离子）、硫酸根、甲基硫酸根、以及它们的混合物。在其他实施方案中，合适的阳离子瓜尔胶衍生物包括阳离子改性的烷基化羧基化聚合物，如甲基和乙基羧甲基瓜尔胶、以及阳离子羟丙基瓜尔胶，更典型地为阳离子羟丙基瓜尔胶。

在一个实施方案中，所述种子包衣组合物还可包含粘结剂。所述粘结剂（或任意层）可为：糖蜜、砂糖、藻酸盐、刺梧桐树胶、加尔胶（jaguar gum）、黄蓍胶、多糖胶、粘胶、凝胶、聚醋酸乙烯酯、聚醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯醇共聚物、纤维素（包括乙基纤维素和甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟甲基纤维素、羟甲基丙基-纤维素）、聚乙烯吡咯烷酮、糊精、麦芽糊精、多糖、脂肪、油类、蛋白质、阿拉伯树胶、虫胶、偏二氯乙烯、偏二氯乙烯共聚物、木质素磺酸钙、丙烯酸共聚物、淀粉、衍生化的淀粉、聚丙烯酸乙烯酯（polyvinylacrylate）、玉米蛋白、羧甲基纤维素、壳聚糖、聚环氧乙烷、丙烯酰亚胺聚合物和共聚物、聚丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酰亚胺单体、藻酸盐、乙基纤维素、聚氯丁二烯、糖浆或是它们的任意组合。

在另一个实施方案中，所述种子包衣组合物包含至少一种活性成分。所述活性成分可以为一种或多种除草剂、植物生长调节剂、农作物干燥剂、杀真菌剂、杀菌剂、抑菌剂、杀虫剂、驱虫剂、三嗪类除草剂、磺酰脲类除草剂、尿嘧啶、尿素类除草剂、乙酰苯胺类除草剂、有机磷酸酯类除草剂（organophosphonate herbicides）、草甘膦盐、草甘膦酯、次氮基肟类杀真菌剂、咪唑类杀真菌剂、三唑类杀真菌剂、次磺酰胺类杀真菌剂、二硫代氨基甲酸酯类杀真菌剂、氯代芳烃、二氯苯胺类杀真菌剂、氨基甲酸酯类杀虫剂、有机硫代磷酸酯类杀虫剂；全氯代有机杀虫剂、甲氧氯、杀螨剂、丙炔基亚硫酸酯、三氮杂戊二烯杀螨剂、氯代芳烃杀螨剂、三氯杀螨砜（tetradifan）、二硝基苯酚杀螨剂、乐杀螨、辅助剂、表面活性剂、肥料或是它们的任意混合物。

在一个实施方案中，所述层包含瓜尔胶或瓜尔胶衍生物。瓜尔胶衍生物包括但不限于羧甲基瓜尔胶、羟乙基瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶、羧甲基羟丙基瓜尔胶、阳离子瓜尔胶、阳离子羟丙基瓜尔胶、羧甲基瓜尔胶、疏水改性的瓜尔胶、疏水改性的羧甲基瓜尔胶、疏水改性的羟乙基瓜尔胶、疏水改性的羟丙基瓜尔胶、阳离子疏水改性的羟丙基瓜尔胶、疏水改性的羧甲基羟丙基瓜尔胶、疏水改性的阳离子瓜尔胶或是它们的任意组合。在另一个实施方案中，所述种子包衣组合物可任选地包含填料。

在另一方面，本文描述了这样的种子包衣组合物，其包括由2粒至100粒种子形成的团聚体以及至少一个层，所述层选自由成膜层、填料层、粘结剂层、润湿剂层、抗菌剂层、活性成分层以及它们的任意组合构成的组。应当理解，所述种子包衣组合物可以具有多于一层，例如两层、三层、四层或五层或更多层。作为例子，所述种子包衣组合物可以包含三层，第一层包含成膜层，第二层全部或部分包含粘结剂，而第三层全部或部分包含润湿剂。在另一个例子中，种子包衣组合物可包含两层，第一层包含成膜层，而第二层全部或部分包含抗菌剂。可以选择层的数目以适用于预期应用（例如干燥气候和热带气候）。本文所述的层的类型还可以根据所需顺序而不同，例如，最外层可为润湿剂而最内层可为抗菌剂，或者在另一个例子中，最外层可为成膜层而最内层可为填料层。还应当理解，一些层可具有多于一种性质；例如本文所述的种子包衣组合物可以具有一个层，然而，所述层在部分程度上可以含有粘结剂并且在部分程度上含有抗菌剂。

在另一个方面，本文描述了制备种子包衣组合物的方法，包括以下步骤：提供两粒或更多粒种子的团聚体，提供至少一种瓜尔胶或瓜尔胶衍生物；以及使所述瓜尔胶或瓜尔胶衍生物与所述种子接触，从而包覆所述种子的全部或一部分。在一个实施方案中，所述方法还可包括通过向两粒或多粒种子施加聚集剂从而形成由两粒或更多粒种子形成的团聚体的步骤。在一些实施方案中，所述团聚体含有少于100粒的种子，而在其他实施方案中，所述团聚体含有少于25粒的种子，并且在还一个实施方案中，所述团聚体含有少于10粒的种子。

具体实施方式

出于各种原因包覆种子，所述原因例如是帮助种子经受不利的环境、帮助种子繁殖、为种子提供保护层、当种子太小或不均匀（种子之间）以及希望播下的种子的形状均匀时，等等。在一个实施方案中，制备本文所述的种子包衣组合物从而使它们比原始种子更平滑、更圆、更均一，以及可任选地还更大和/或更重。用于“播种”所述种子的技术可在带式播种（belt）、盘式播种（plate）、勺式播种（cup）、真空播种（vacuum）等之间变化。所述种子包衣组合物可以单独地放置，使其具有改善的空间控制和深度控制。本文所述的种子包衣组合物可以更好的流过排种器，这是因为它们的表面比未包覆的种子更平滑。

一些实施方案包括利用容易合成的种子包衣组合物的方法。在一个实施方案中，本文所述的种子包衣组合物被喷洒/投放到土壤表面或被引入土壤容积内。将本文所述的种子包衣组合物施用到土壤中的方式有多种。

可以使用各种方法将种子包衣组合物施用到土壤中或与土壤混合。一些方法包括但不限于：用加压水在土壤中形成洞，然后利用压缩空气将种子包衣组合物引入所述洞中；除去土壤中的小堵塞物（plug）（如高尔夫果岭的通气），并向洞中引入种子包衣组合物。其它方法还包括通过将种子包衣组合物施用至目标土壤区域的表面，然后混合或是均匀地混合所述目标土壤区域来进行混合。

向目标土壤区域施用本文所述的种子包衣组合物的另一种方法为通过投放或喷洒进行施用。一些技术可能类似于施肥技术，其包括但不限于：撒播（在种有农作物的田地中的绝大部分或部分进行散布）、定点放置（placement）（在作物或作物行附近以带状或堆状形式施用）、以及使用低容量或高容量喷雾器施用。

应当理解，术语“种子”或“幼苗”不限于具体或特定类型的种类或种子。术语“种子”或“幼苗”可以指单个植物种类的种子、多种植物种类的种子混合物、或是属于一种植物种类的各种株系的种子混合物。在一个实施方案中，农作物种子包括但不限于水稻、玉米、小麦、大麦、燕麦、大豆、棉花、向日葵、苜蓿、高粱、油菜籽、甜菜（sugarbeet）、番茄、菜豆、胡萝卜、烟叶或花卉的种子。

聚合物包衣

在一个实施方案中，种子包衣组合物的至少一层包含（全部或部分）合成聚合物、天然聚合物或是它们的衍生物。对这样的聚合物没有特别的限制，其可为均聚物以及由任何可聚合单体制成的无规共聚物、或嵌段共聚物、或其它类型的共聚物。

在一个实施方案中，可聚合单体通常为具有羧基、磺酸酯或盐基、膦酸酯或盐基等的水溶性可带电单体。在一个实施方案中，具有一个或多个羧基的可聚合单体包括（但不限于）丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、山梨酸、马来酸、衣康酸、肉桂酸、其盐等、或它们的酸酐（马来酸酐等）。这些可聚合单体盐的平衡离子包括任何合适的平衡离子，其包括但不限于烷基铵阳离子、卤素离子、钠阳离子、钙阳离子、钾阳离子、钡阳离子、锂阳离子、镁阳离子、铵阳离子等。

可聚合单体还包括中性的、通常为水溶性的单体、或者以下单体：例如可自由基聚合的丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙烯醇、烯丙醇、乙酸乙烯酯、含甜菜碱的乙烯基单体（包括但不限于羧基甜菜碱和磺基甜菜碱）和其它烯键式不饱和单体。聚合物还可包括通过诸如缩聚、阴离子聚合、阳离子聚合、开环聚合、配位聚合、易位聚合等其它聚合技术得到的组分聚合物（componentpolymer），可列举的有：聚氧化烯烃（包括但不限于聚(乙二醇)、聚(丙二醇)和聚四氢呋喃）、聚甘油、聚胺、聚酯、聚酰胺、任何前述物质的衍生物和/或任何前述物质的共聚物。

在一个示例性实施方案中，合成聚合物包括（但不限于）聚丙烯酰胺、聚(甲基丙烯酸)、聚(丙烯酸)、聚丙烯酸酯、聚(乙二醇)、膦酸酯封端的聚合物、聚环氧乙烷、聚(乙烯醇)、聚甘油、聚四氢呋喃和聚酰胺。例如，膦酸酯封端的聚合物可以为本文所述的含有膦酸酯或者磷酸酯封端的基团或端基的任意聚合物或共聚物。

合适的多糖的例子包括（但不限于）半乳甘露聚糖聚合物、瓜尔胶、衍生化的瓜尔胶、淀粉、衍生化的（如阳离子化的）淀粉、糊精、甲壳质/壳聚糖、藻酸盐组合物、肉桂胶、他拉胶、黄原胶、刺槐豆胶、鹿角菜胶、刺梧桐树胶、阿拉伯树胶、琥珀酰聚糖、果胶、结晶多糖、支链多糖、纤维素、以及它们的其它衍生物（如离子化和/或非离子化的衍生物）、以及任意前述物质的其它衍生物。

合适的纤维素的例子包括（但不限于）羟基纤维素、羟烷基纤维素（包括羟乙基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、羟丙基纤维素）、羧甲基纤维素和其他改性纤维素。

合适的淀粉来源的例子包括（但不限于）玉米淀粉、小麦淀粉、大米淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉、糯玉米、高粱、糯高粱、西米和改性淀粉。改性淀粉的例子包括阳离子淀粉、糊精化淀粉、水解淀粉、氧化淀粉、交联淀粉、烷基化淀粉、羟烷基化淀粉、乙酰化淀粉、分级淀粉（fractionated starch）（例如直链淀粉和支链淀粉）和物理改性淀粉，等等。

瓜尔胶

合适的瓜尔胶或衍生化的瓜尔胶的例子包括（但不限于）瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶、羧甲基瓜尔胶、羧甲基羟丙基瓜尔胶和其他改性的瓜尔胶。应当理解，术语“瓜尔胶（guar）”和“瓜尔树胶（guar gum）”在本文中可互换使用。在一个实施方案中，衍生化的瓜尔胶包括（但不限于）羧甲基瓜尔胶、羧乙基瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶、羧甲基羟丙基瓜尔胶、阳离子瓜尔胶、疏水改性的瓜尔胶、疏水改性的羧甲基瓜尔胶、疏水改性的羟乙基瓜尔胶、疏水改性的羟丙基瓜尔胶、阳离子疏水改性的羟丙基瓜尔胶、疏水改性的羧甲基羟丙基瓜尔胶、疏水改性的阳离子瓜尔胶、或是它们的任意组合。

在一个实施方案中，层中所包含的聚合物的重均分子量在约5,000道尔顿和500,000道尔顿之间。在另一个实施方案中，所述聚合物的重均分子量在约200,000道尔顿和1,000,000道尔顿之间。在另一个实施方案中，土壤添加剂为重均分子量最高达约5,000,000道尔顿的聚合物。在另一个实施方案中，土壤添加剂为重均分子量最高达约25,000,000道尔顿的聚合物。在另一个实施方案中，土壤添加剂为重均分子量最高达约50,000,000道尔顿的聚合物。

通常，当层充当润湿剂时，所用的聚合物一般具有较低（重均）分子量，通常小于约700,000道尔顿，或者在另一个实施方案中小于500,000道尔顿，或小于约100,000道尔顿。通常，当层充当水助留剂时，所用的聚合物一般具有较高（重均）分子量，在一个实施方案中所述分子量为大于约500,000道尔顿，在另一个实施方案中大于约800,000道尔顿，并且在又另一个实施方案中大于约1,000,000道尔顿，并且在还一个实施方案中大于约2,000,000道尔顿。

所述聚合物可为交联的或非交联的、或是可在某种程度上为二者的组合。所用的交联剂可以包括但不限于铜化合物、镁化合物、硼砂、乙二醛、锆化合物、钛化合物（例如，钛IV化合物，如乳酸钛、苹果酸钛、柠檬酸钛、乳酸铵钛、钛的多羟基络合物、三乙醇胺钛和乙酰丙酮合钛）、钙化合物、铝化合物（例如，乳酸铝或柠檬酸铝）、对苯醌、二元羧酸和它们的盐、亚磷酸盐化合物和磷酸盐化合物。在另一个实施方案中，交联剂为含有多价离子的化合物或是多价离子的混合物，所述多价离子例如是（但不一定限于）硼或金属（例如，铬、铁、铝、钛、锑和锆）。

在一些实施方案中，本发明所述的一层或多层可充当“膜包衣”，通常为含有瓜尔胶或瓜尔胶衍生物的层。薄的膜能使种子包衣组合物的表面变得平滑，以具有更好的流动能力。膜包衣还会影响水的摄取和额外成分的附着性，例如化学杀真菌剂处理。在一些实施方案中，膜包衣使种子或团聚体的毛重仅增加了1%至5%，远小于常规的粉末包衣。在一些实施方案中至多为10%，在其他实施方案中至多为25%，至多为15%、40%、50%。

在另一个实施方案中，包含瓜尔胶或瓜尔胶衍生物（如阳离子瓜尔胶）的膜包衣层可以防止水分从种子中流失。这样的膜包衣层能延长种子的保存寿命。在一个实施方案中，膜包衣层可以使种子的保存寿命延长至少2个月，在其他实施方案中延长至少3个月，在又其他实施方案中延长至少4个月，在还一个实施方案中延长至少6个月，在其他实施方案中延长至少8个月，在又其他实施方案中延长至少12个月，并且在其他实施方案中延长至少18个月。每粒种子的保存寿命取决于个体特性（例如大小和其他的种子特性），所述保存寿命与种子的休眠状态一致。（通常在休眠状态中，却需要最小的水含量以使种子维持处于这种状态。）例如，在草的种子通常不再存活之前，其保存寿命为约1年。换言之，本文所述的种子包衣组合物可以提高种子的存活率。

在另一实施方案中，膜包衣层可充当用于阻止水从种子中损失的屏障。这进而可提高种子的存活率。

在另一个实施方案中，据信，膜包衣层可以充当抗菌剂，抗菌剂特别是衍生化的瓜尔胶，具体而言为阳离子瓜尔胶。这样的阳离子瓜尔胶通常比其他层或包衣层需要更长的时间降解。另外，一旦这样的阳离子瓜尔胶膜包衣层降解，那么在其降解状态中，阳离子瓜尔胶就能够杀灭细菌或抑制细菌生长。

粘结剂

种子包衣组合物也可包含粘结剂作为多层之一，所述粘结剂有时称为粘合剂。在一个实施方案中，粘结剂包括但不限于糖蜜、砂糖、藻酸盐、刺梧桐树胶、瓜尔树胶、黄蓍胶、多糖胶、粘胶或是前述物质的任意组合。在另一个实施方案中，粘结剂选自（但不限于）凝胶、聚醋酸乙烯酯、聚醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯醇共聚物、纤维素（包括乙基纤维素和甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟甲基纤维素、羟甲基丙基-纤维素)、聚乙烯吡咯烷酮、糊精、麦芽糊精、多糖、脂肪、油类、蛋白质、阿拉伯树胶、虫胶、偏二氯乙烯、偏二氯乙烯共聚物、木质素磺酸钙、丙烯酸共聚物、淀粉、聚丙烯酸乙烯酯、玉米蛋白、羧甲基纤维素、壳聚糖、聚环氧乙烷、丙烯酰亚胺聚合物和共聚物、聚丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酰亚胺单体、藻酸盐、乙基纤维素、聚氯丁二烯、糖浆或是前述物质的任意组合。

活性成分

在一些实施方案中，适合用作活性成分的化合物形成种子包衣组合物中至少一层的全部或一部分，所述化合物包括但不限于除草剂、植物生长调节剂、农作物干燥剂、杀真菌剂、杀菌剂、抑菌剂、杀虫剂和驱虫剂。合适的杀虫剂包括（例如）：三嗪类除草剂；磺酰脲类除草剂；尿嘧啶；尿素类除草剂；乙酰苯胺类除草剂；以及有机磷酸酯类除草剂，例如草甘膦盐和酯。合适的杀真菌剂包括（例如）：次氮基肟类杀真菌剂；咪唑类杀真菌剂；三唑类杀真菌剂；次磺酰胺类杀真菌剂（sulfenamide fungicides）；二硫代氨基甲酸酯类杀真菌剂；氯代芳族类；以及二氯苯胺类杀真菌剂。合适的杀虫剂包括（例如）：氨基甲酸酯类杀虫剂；有机硫代磷酸酯类杀虫剂；以及全氯代有机杀虫剂，如甲氧氯。合适的杀螨剂包括（例如）：丙炔基亚硫酸酯；三氮杂戊二烯杀螨剂；氯代芳族杀螨剂，如三氯杀螨砜；以及二硝基苯酚杀螨剂，如乐杀螨。其他活性成分可包括辅助剂、表面活性剂、肥料。

在一个实施方案中，包衣组合物包含在全部或部分程度上包覆有本文所述的一种或多种活性成分的至少一个层，所述层选自由以下物质构成的组：瓜尔胶、衍生化的瓜尔胶、聚丙烯酰胺、聚(甲基丙烯酸)、聚乙烯基吡啶、聚乙烯吡咯烷酮、聚(丙烯酸)、聚丙烯酸酯、聚(乙二醇)、膦酸酯封端的聚合物、聚环氧乙烷、聚(乙烯醇)、聚甘油、聚四氢呋喃、聚酰胺、羟丙基瓜尔胶、羧甲基瓜尔胶、羧甲基羟丙基瓜尔胶、淀粉、衍生化的淀粉、阳离子淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉、大米淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉、糯玉米、高粱、糯高粱、西米、糊精、甲壳质、壳聚糖、藻酸盐组合物、黄原胶、鹿角菜胶、刺梧桐树胶、阿拉伯树胶、果胶、纤维素、羟基纤维素、羟烷基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、任意前述物质的衍生物和任意前述物质的组合。在一个实施方案中，衍生化的瓜尔胶为阳离子瓜尔胶。在一个实施方案中，合适的阳离子瓜尔胶衍生物包括阳离子改性的聚合物，如瓜尔胶和羟丙基瓜尔胶以及烷基瓜尔胶，更典型地为阳离子羟丙基瓜尔胶及其盐。这些阳离子瓜尔胶衍生物中的典型的阳离子官能团为三甲基氨基(2-羟基)丙基，氯离子为平衡离子。然而，应当理解，可以使用各种平衡离子，其包括但不限于卤素离子（例如氯离子、氟离子、溴离子、碘离子）、硫酸根、甲基硫酸根以及它们的混合物。在其他实施方案中，合适的阳离子瓜尔胶衍生物包括阳离子改性的烷基化羧基化聚合物，如甲基和乙基羧甲基瓜尔胶、以及阳离子羟丙基瓜尔胶，更典型地为阳离子羟丙基瓜尔胶。

填料

种子包衣组合物还可包括至少一种填料作为一层的全部或部分。在一个实施方案中，填料选自下述的非限定性例子，如木粉、粘土、活性炭、碳水化合物、糖类、糊精、麦芽糊精、硅藻土、谷物粉、小麦粉、燕麦粉、大麦粉、细粒无机固体、碳酸钙、钙基膨润土、高岭土、瓷土、滑石、珍珠岩、云母、蛭石、硅石、石英粉、蒙脱石、或是它们的混合物。

营养物

种子包衣组合物还可包含诸如微量营养物或大量营养物之类的营养物。营养物可以包含一层或多层种子包衣组合物，以及可以包含一层的全部或部分。营养物也可包括在种子群中作为粘结剂或粘合剂的一部分。本文所用的“营养物”是指可被植物、草类、灌木利用分别用于植物、草和灌木生长的添加剂或物质。大量营养物可被植物、草类等能以相对于微量营养物在比例上更大的量利用。营养物包括但不限于锰、硼、铜、铁、氯、钼、和锌、钾、氮、钙、镁、磷和硫，等等。本发明的组合物可以包括各大量营养物的各种组合和相对量。

制备聚合物的方法

存在多种制备用于形成种子包衣组合物的一部分的种子包衣的制备方法。在一个实施方案中，种子包衣是合适的合成聚合物，其中在美国专利文献No.5,202,400中记载了制备这样的合成聚合物的方法。可通过自由基聚合反应、缩聚反应、阴离子聚合反应、阳离子聚合反应、开环聚合反应、配位聚合反应和易位聚合反应等制备聚合物。合适的自由基聚合反应方法的例子包括（但不限于）溶液聚合法、乳液聚合法、悬浮聚合法、反相悬浮聚合法、薄膜聚合法和喷雾聚合法等。

制备合适的天然聚合物衍生物的方法通常也是本领域公知的。美国专利公开No.20030027787和美国专利文献No.5,532,350中描述了多糖的交联法。

种子包衣组合物

在一个实施方案中，种子包衣组合物包含至少一种子以及包覆所述种子的全部或一部分的至少一个层。在一个实施方案中，所述层包含瓜尔胶、衍生化的瓜尔胶、聚丙烯酰胺、聚(甲基丙烯酸)、聚(丙烯酸)、聚丙烯酸酯、聚(乙二醇)、膦酸酯封端的聚合物、聚环氧乙烷、聚(乙烯醇)、聚甘油、聚四氢呋喃、聚酰胺、羟丙基瓜尔胶、羧甲基瓜尔胶、羧甲基羟丙基瓜尔胶、淀粉、衍生化的（如阳离子）淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉、大米淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉、糯玉米、高粱、糯高粱、西米、糊精、甲壳质、壳聚糖、藻酸盐组合物、黄原胶、鹿角菜胶、刺梧桐树胶、阿拉伯树胶、果胶、纤维素、羟基纤维素、羟烷基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、任意前述物质的衍生物或是任意前述物质的组合。作为非限定性例子，所述层可以包含90重量%的衍生化的瓜尔胶和10重量%的淀粉（或衍生化的淀粉）的混合物，或是包含60重量%的羟丙基瓜尔胶和40重量%的羧甲基羟丙基瓜尔胶的混合物。

更典型地，所述层包含瓜尔胶或衍生化的瓜尔胶。已经惊讶地发现：衍生化的瓜尔胶是优良的成膜剂并且可以用作粘结剂来包覆单粒种子或多粒种子。还已经惊讶地发现：由于衍生化的瓜尔胶可以亲水或将水吸到围绕种子的土壤区域中，因此其是良好的润湿剂。

在一些实施方案中，所述层也可充当载体包衣。载体包衣中可携带能够保护种子和促使出苗的杀真菌剂和有益微生物。例如，使用掺有根杆菌属的苜蓿种子包衣在田间接种有益细菌。

团聚体

在一个实施方案中，当未包覆的种子或原种太小、太轻或形状或大小不等以至于不能使用目前使用的设备进行精密播种时，通常对种子进行包覆。因此，希望农场主、种植者等能够精密播种农作物。当种植者需要严格控制定位点的间隔或深度时，这样的精密播种是理想的。对于被直接播种并在随后间苗至期望密度（即田地间苗）的农作物而言，这也是非常重要的。“漏种（skip）”或“重复播种（double）”的发生率可以减小，并且幼苗能被更精确地间隔开（例如，每行中的中心偏差小于0.5英寸，而常规技术的偏差为大于数英寸）。在一些情况下，理想的是，使两粒或更多粒种子团聚在一起形成均一的尺寸，从而改善播种或进行有效播种。

本发明的一个方面包括种子的团聚体。在一个实施方案中，所述种子的团聚体或群组是由两粒或更多粒单个种子一起形成的群组。在另一个实施方案中，所述团聚体是由大于5粒单个种子一起形成的群组。在还一个实施方案中，所述团聚体是由大于10粒单个种子一起形成的群组。在又另一个实施方案中，所述团聚体是由大于25粒单个种子一起形成的群组。在又一个实施方案中，所述团聚体是由大于50粒单个种子一起形成的群组。在另一个实施方案中，所述团聚体是由大于100粒单个种子一起形成的群组。

由于在使用种子团聚体时，可以将种子包衣组合物塑造成或成形为具有一致的形状或形态，因此种子团聚体有助于种子包衣组合物的施用。例如，所述团聚体可以成形为球形或大体球形，由此使得种子包衣组合物同样为大体球形。这能够实现改善的或更一致的投放或喷洒，可以使由于颗粒大小分布不均匀产生的喷嘴、软管等的堵塞或阻塞的发生最小化。通常，利用粘结剂或粘合剂将种子群组聚集（即团聚）在一起。

由于润湿剂层（或其他影响土壤的层）可以集中于土壤的局部区域，由此提高了润湿种子周围土壤的机会，因此团聚体还有助于播种或种苗建植。所述团聚体也可通过使种子在发芽成为幼苗时产生足够的力量来穿透疏水区域或土壤（例如疏水（即在表面形成硬壳的）土壤表面），从而提高存活率。

在一个实施方案中，种子包衣组合物含有：由2粒至100粒种子（通常为2粒至50粒种子，通常为2粒至25粒种子）形成的团聚体；以及选自由以下层构成的组中的至少一层：填料层、粘结剂层、润湿剂层、抗菌剂层、活性成分层以及它们的任意组合。

在另一个实施方案中，制备种子包衣组合物的方法包括以下步骤：提供至少一种子；提供至少一种瓜尔胶或瓜尔胶衍生物；以及使所述瓜尔胶或瓜尔胶衍生物与所述种子接触，从而包覆所述种子的全部或一部分。

在一个实施方案中，种子包衣组合物具有直径在10微米至4毫米之间的基本上均一的大小。在另一个实施方案中，种子包衣组合物具有直径在25微米至2毫米之间的基本上均一的大小。在又一个实施方案中，种子包衣组合物具有直径在500微米至2毫米之间的基本上均一的大小。

包覆技术

可以使用合适的包覆技术来包覆本文所述的种子包衣组合物中的种子或种子团聚体。用于包覆的设备包括但不限于鼓式包覆机、旋转包覆机、翻滚式圆筒、流化床和喷出床，但可采用任何合适的设备或技术。种子可通过分批包覆工艺或连续包覆工艺来进行包覆。

在一个实施方案中，可以在包覆种子前使用机械装置（如筛子）来分离种子。然后可将分离的种子引入具有种子储存器的包覆机中。在一个实施方案中，将混料罐中的种子与本文所述的一种或多种种衣剂合并，并用粘结剂或粘合剂粘合。

在该方法的一个实施方案中，可以增加本文所述的一层或多层以包覆种子或团聚体。可以将外部层按顺序引入到旋转鼓中。

在另一个实施方案中，也可使用聚集剂或凝聚设备。通过将种子放入旋转室内，旋转室将种子推至所述室的内壁，从而在旋转包覆机中进行包覆。离心力和置于包覆机内的混合棒使种子旋转并与包衣层混合。可以将粘结剂或其他种衣剂材料泵送至包覆机的大致中心位置中使其位于随着包覆室旋转的雾化器圆盘上。在撞击雾化器圆盘时，液体粘合剂以小滴的方式朝外引导至种子上。

在一个实施方案中，种子包覆技术包括（例如）将种子置于旋转盘或旋转鼓中。随后，用水或其它液体喷洒种子，然后逐渐将精细的惰性粉末（例如硅藻土）添加至包覆盘。每个经喷洒的种子成为尺寸逐渐增大的具有粉末、层或包衣的团块的中心。之后通过在所述盘中进行翻滚，所述团块变圆和变得平滑，类似于海滩上的鹅卵石。在所述盘中材料的重量压力下，包衣层被压实。在包衣工艺接近结束时引入粘结剂，从而使所述团块的外层硬化。粘结剂还可以减少在处理、运输和播种终产物时产生的灰尘量。经常使用筛选技术（screeningtechniques）（例如频繁人工筛选（frequent hand screening））来除去未被包覆的种子或被重复包覆的种子（blanks or doubles）以及确保大小均一。例如，本文所述的种子包衣组合物的公差可以为+/-1/64th英寸（0.4mm），这是美国种子贸易标准中的筛分标准（在引入包衣很久以前建立的）。例如，最经常的是使用带式种植机通过带上的直径为13/64英寸的圆孔来播种包衣莴苣种子。所述孔尺寸要求包含莴苣种子的种子包衣组合物能够被筛分成截留在7.5/64英寸筛子上而通过8.5/64英寸筛子。

在又另一个实施例中，本文所述的种子包衣组合物和方法包括“原位包覆”。在一个实施方案中，原位包覆是指：将原种或未包覆的种子种入地面的孔、洞或中空区域中，此后立即或不久将包衣组合物直接喷洒至或施加至所述孔、洞或中空区域中，从而使包衣组合物包围或部分包围所述种子。通常，种子的施用以及包衣组合物的施用是以机械方式进行的，但是应当理解的是，所提到的两种施用之一或二者也可通过人工进行。

应当理解，除了本文中明确描述的实施方案之外的其他实施方案也在本权利要求书的精神和范围内。因此，本文所述的发明并不由上述说明限定，而是与权利要求书的全部范围一致，从而涵盖了任何和全部等同的组合物和方法。

Claims (19)

1.一种种子包衣组合物，其包含：

至少一种子；以及

包覆所述种子的全部或一部分的至少一个层，所述层选自由以下物质构成的组：瓜尔胶、衍生化的瓜尔胶、阳离子羟丙基瓜尔胶、聚丙烯酰胺、聚(甲基丙烯酸)、聚(丙烯酸)、聚丙烯酸酯、聚(乙二醇)、膦酸酯封端的聚合物、聚环氧乙烷、聚(乙烯醇)、聚甘油、聚四氢呋喃、聚酰胺、羟丙基瓜尔胶、羧甲基瓜尔胶、羧甲基羟丙基瓜尔胶、淀粉、衍生化的淀粉、阳离子淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉、大米淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉、糯玉米、高粱、糯高粱、西米、糊精、甲壳质、壳聚糖、藻酸盐组合物、黄原胶、鹿角菜胶、刺梧桐树胶、阿拉伯树胶、果胶、纤维素、羟基纤维素、羟烷基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、任意前述物质的衍生物、以及任意前述物质的组合。

2.权利要求1所述的种子包衣组合物，还包含粘结剂。

3.权利要求2所述的种子包衣组合物，其中所述粘结剂选自由以下物质构成的组：糖蜜、砂糖、藻酸盐、刺梧桐树胶、加尔胶、黄蓍胶、多糖胶、粘胶以及它们的任意组合。

4.权利要求2所述的种子包衣组合物，其中所述粘结剂选自由以下物质构成的组：凝胶、聚醋酸乙烯酯、聚醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯醇共聚物、纤维素（包括乙基纤维素和甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟甲基纤维素、羟甲基丙基-纤维素）、聚乙烯吡咯烷酮、糊精、麦芽糊精、多糖、脂肪、油类、蛋白质、阿拉伯树胶、虫胶、偏二氯乙烯、偏二氯乙烯共聚物、木质素磺酸钙、丙烯酸共聚物、淀粉、衍生化的淀粉、阳离子淀粉、聚丙烯酸乙烯酯、玉米蛋白、羧甲基纤维素、壳聚糖、聚环氧乙烷、丙烯酰亚胺聚合物和共聚物、聚丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酰亚胺单体、藻酸盐、乙基纤维素、聚氯丁二烯、糖浆以及它们的任意组合。

5.权利要求1所述的种子包衣组合物，还包含至少一种活性成分。

6.权利要求5所述的种子包衣组合物，其中所述至少一种活性成分选自由以下物质构成的组：除草剂、植物生长调节剂、农作物干燥剂、杀真菌剂、杀菌剂、抑菌剂、杀虫剂、驱虫剂、三嗪类除草剂、磺酰脲类除草剂、尿嘧啶、尿素类除草剂、乙酰苯胺类除草剂、有机磷酸酯类除草剂、草甘膦盐、草甘膦酯、次氮基肟类杀真菌剂、咪唑类杀真菌剂、三唑类杀真菌剂、次磺酰胺类杀真菌剂、二硫代氨基甲酸酯类杀真菌剂、氯代芳烃、二氯苯胺类杀真菌剂、氨基甲酸酯类杀虫剂、有机硫代磷酸酯类杀虫剂；全氯代有机杀虫剂、甲氧氯、杀螨剂、丙炔基亚硫酸酯、三氮杂戊二烯杀螨剂、氯代芳族杀螨剂、三氯杀螨砜、二硝基苯酚杀螨剂、乐杀螨、辅助剂、表面活性剂、肥料以及它们的任意混合物。

7.权利要求1所述的种子包衣组合物，其中所述层包含瓜尔胶或瓜尔胶衍生物。

8.权利要求7所述的种子包衣组合物，其中所述瓜尔胶衍生物为：羧甲基瓜尔胶、羟乙基瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶、羧甲基羟丙基瓜尔胶、阳离子瓜尔胶、阳离子羟丙基瓜尔胶、疏水改性的瓜尔胶、疏水改性的羧甲基瓜尔胶、疏水改性的羟乙基瓜尔胶、疏水改性的羟丙基瓜尔胶、阳离子疏水改性的羟丙基瓜尔胶、疏水改性的羧甲基羟丙基瓜尔胶、疏水改性的阳离子瓜尔胶、以及它们的任意组合。

9.权利要求1所述的种子包衣组合物，还包含至少一种填料。

10.权利要求9所述的种子包衣组合物，其中所述至少一种填料选自由以下物质构成的组：木粉、粘土、活性炭、碳水化合物、糖类、糊精、麦芽糊精、硅藻土、谷物粉、小麦粉、燕麦粉、大麦粉、细粒无机固体、碳酸钙、钙基膨润土、高岭土、瓷土、滑石、珍珠岩、云母、蛭石、硅石、石英粉、蒙脱石以及它们的混合物。

11.权利要求1所述的种子包衣组合物，其中所述至少一种子是由两粒或更多粒种子形成的团聚体。

12.一种种子包衣组合物，其包含：

由2粒种子至100粒种子形成的团聚体；以及

至少一个层，所述层选自由成膜层、填料层、粘结剂层、润湿剂层、抗菌剂层、活性成分层以及它们的任意组合构成的组。

13.权利要求12所述的种子包衣组合物，其中所述至少一个层选自由以下物质构成的组：瓜尔胶、衍生化的瓜尔胶、聚丙烯酰胺、聚(甲基丙烯酸)、聚(丙烯酸)、聚丙烯酸酯、聚(乙二醇)、膦酸酯封端的聚合物、聚环氧乙烷、聚(乙烯醇)、聚甘油、聚四氢呋喃、聚酰胺、阳离子羟丙基瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶、阳离子羧甲基瓜尔胶、羧甲基羟丙基瓜尔胶、淀粉、衍生化的淀粉、阳离子淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉、大米淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉、糯玉米、高粱、糯高粱、西米、糊精、甲壳质、壳聚糖、藻酸盐组合物、黄原胶、鹿角菜胶、刺梧桐树胶、阿拉伯树胶、果胶、纤维素、羟基纤维素、羟烷基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、任意前述物质的衍生物和任意前述物质的组合。

14.一种制备种子包衣组合物的方法，包括以下步骤：

提供至少一种子；

提供至少一种瓜尔胶或瓜尔胶衍生物；以及

使所述瓜尔胶或瓜尔胶衍生物与所述种子接触，从而包覆所述种子的全部或一部分。

15.权利要求14所述的方法，还包括通过向两粒或更多粒种子施加聚集剂从而形成由两粒或更多粒种子形成的团聚体的步骤。

16.权利要求15所述的方法，其中所述团聚体含有少于100粒的种子。

17.权利要求15所述的方法，其中所述团聚体含有少于25粒的种子。

18.权利要求15所述的方法，其中所述团聚体含有少于10粒的种子。

19.一种包衣组合物，其包含：

至少一种活性成分，所述活性成分选自由以下物质构成的组：除草剂、植物生长调节剂、农作物干燥剂、杀真菌剂、杀菌剂、抑菌剂、杀虫剂、驱虫剂、三嗪类除草剂、磺酰脲类除草剂、尿嘧啶、尿素类除草剂、乙酰苯胺类除草剂、有机磷酸酯类除草剂、草甘膦盐、草甘膦酯、次氮基肟类杀真菌剂、咪唑类杀真菌剂、三唑类杀真菌剂、次磺酰胺类杀真菌剂、二硫代氨基甲酸酯类杀真菌剂、氯代芳烃、二氯苯胺类杀真菌剂、氨基甲酸酯类杀虫剂、有机硫代磷酸酯类杀虫剂、全氯代有机杀虫剂、甲氧氯、杀螨剂、丙炔基亚硫酸酯、三氮杂戊二烯杀螨剂、氯代芳烃杀螨剂、三氯杀螨砜、二硝基苯酚杀螨剂、乐杀螨、辅助剂、表面活性剂、肥料、以及它们的任意混合物；以及

包覆所述活性成分的全部或一部分的至少一个层，所述层选自由以下物质构成的组：瓜尔胶、衍生化的瓜尔胶、阳离子羟丙基瓜尔胶、聚丙烯酰胺、聚(甲基丙烯酸)、聚(丙烯酸)、聚丙烯酸酯、聚(乙二醇)、膦酸酯封端的聚合物、聚环氧乙烷、聚(乙烯醇)、聚甘油、聚四氢呋喃、聚酰胺、羟丙基瓜尔胶、羧甲基瓜尔胶、羧甲基羟丙基瓜尔胶、淀粉、衍生化的淀粉、阳离子淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉、大米淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉、糯玉米、高粱、糯高粱、西米、糊精、甲壳质、壳聚糖、藻酸盐组合物、黄原胶、鹿角菜胶、刺梧桐树胶、阿拉伯树胶、果胶、纤维素、羟基纤维素、羟烷基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、任意前述物质的衍生物和任意前述物质的组合。