CN108347918A - 种子包衣组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及包含一种或多种活性成分的种子包衣组合物，涉及用于改善活性成分在种子包衣中的生物效力的方法和用途，和涉及包衣的种子。本发明的种子包衣组合物还包含蜡和/或聚合物碳水化合物并且其中所述种子包衣组合物具有按蜡和聚合物碳水化合物的总重量计10％或更低的除蜡和聚合物碳水化合物以外的聚合物粘合剂的量。

Description

种子包衣组合物
本申请涉及并且要求于2015年11月9日提交的题为种子包衣组合物的欧洲申请No.EP 15193624.2的优先权益处，通过援引将其全部内容并入本文用于全部意图。
本发明涉及包含一种或多种活性成分的种子包衣组合物，涉及改善活性成分在种子包衣中的生物效力的方法，和涉及经包衣的种子。
植物种子常常在播种之前包衣，从而例如保护种子在处理期间免于损害和/或改善处理特性。种子常被包衣从而向种子和发芽的幼苗提供有用物质(活性成分)例如植物营养素、生长刺激剂和植物保护产品。在种子包衣中提供活性成分的重要优势是其允许对每颗幼苗的精确和受控的释放和给药。典型的种子包衣方法包括种子的膜包衣、制粒和结壳。
种子包衣能够含有许多成分，和这些成分各自具有其优势和缺点。在施用包衣组合物中的活性成分的情况下可以发生的缺点之一是，取决于包衣的性质、活性成分类型及其溶解度，活性成分可以保留在包衣中或比所需更缓慢地释放从而活性成分对种子或植物所产生的效力可以被降低。尤其是，疏水和/或水不溶的活性成分的出现为种子包衣组合物的制剂师带来新挑战。活性成分应仍具有足够的迁移率以充分发挥其功能，但是另一方面种子包衣本身应具有常规且希望的种子包衣特性比如水渗透性并且不应负面地影响种子发芽。
本领域已进行了一些尝试来将疏水活性成分包括在种子包衣中。
例如，WO-A-2001/010212描述可以包含疏水活性成分的组合物，其中所述组合物是基于油包水聚合物分散液。
尽管有这些在先尝试，本领域仍然需要提供种子包衣组合物，其促进活性成分的总体运动同时保持种子包衣的通常重要特性。
本发明的目的是应对本领域的该需要和克服现有技术种子包衣组合物的缺点。
发明人发现该目的能够至少部分地通过用如本文描述的特别的种子包衣配制剂实现。
相应地，在第一方面本发明涉及种子包衣组合物，包含一种或多种生物学上活性成分和蜡和/或聚合物碳水化合物，其中所述种子包衣组合物具有按蜡和聚合物碳水化合物的总重量计10％或更低的除蜡和聚合物碳水化合物以外的聚合物粘合剂的量。
在第二方面，本发明涉及改善种子包衣组合物中的一种或多种活性成分的生物效力和/或植物内吸性摄取的方法，包括制备包含一种或多种生物学上活性成分和蜡和/或聚合物碳水化合物的种子包衣组合物，其中所述种子包衣组合物具有按蜡和聚合物碳水化合物的总重量计10％或更低的除蜡和聚合物碳水化合物以外的聚合物粘合剂的量，和将所述种子包衣组合物施用至种子。
在第三方面，本发明涉及包含一种或多种生物学上活性成分和蜡和/或聚合物碳水化合物的种子包衣组合物的用途，其中所述种子包衣组合物具有按蜡和聚合物碳水化合物的总重量计10％或更低的除蜡和聚合物碳水化合物以外的聚合物粘合剂的量，其用于降低包衣种子的桥连/团集和/或降低包衣种子之间的摩擦系数和改善在处理期间的流动性。
令人惊讶地发现，本发明的种子包衣组合物允许活性成分的改善的生物效力。活性成分从种子包衣更佳地释放从而发挥其希望效果，导致更佳的生物效力。同时令人惊讶地，本发明的非常规的种子包衣组合物能够保留希望的种子包衣特性比如水渗透性，良好的耐磨性，低粉尘排放，短干燥时间，良好的流能力和种植能力，低团集，良好的修饰和/或覆盖。
术语"种子"如本申请所用尤其是意指裸子植物和被子植物的成熟胚珠，其含有被保护性覆盖所围绕的胚芽。尤其是，术语涵盖禾谷类籽粒。保护性覆盖能够包含种皮(外种皮)。一些种子包含围绕种皮的果皮或果皮层。尤其是，在该层密切附着至种子的情况下，如在禾谷类籽粒中，在某些情况下其称为颖果或瘦果。如本申请所用，术语"种皮"意在包括颖果或瘦果。在实际术语中，术语"种子"包括但是不限于能够在农业中种植以产生植物的任何物质，包括丸化的种子、有性种子、植物幼苗、根茎、可再生的和形成植物的组织、和块茎或鳞茎。
术语"包衣"如本申请所用意指向种子表面施用物质，例如围绕种子的一层物质。包衣包括膜包衣、制粒、和结壳或这些技术的组合。制粒获得的丸粒也称为种丸。包衣优选在实质上种子的全部表面上比如在90％或更多种子的表面积上施用，从而形成层。然而，包衣可以是完整的或部分的，例如在20％或更多、或50％或更多的种子表面积上。
术语"种子包衣组合物"如本申请所用意指待用于种子包衣的组合物、优选含水组合物，可能在与其它添加剂比如植物保护产品配制剂、稀释剂比如水、营养素、和/或接种剂比如有益真菌或细菌组合之后使用。
术语"植物增强剂"如本申请所用意指直接或间接有利于植物或植物种子的任何组分，例如通过对植物、种子或者对危害植物的有机体比如真菌、病虫害和昆虫的生物学效果发挥作用。植物增强剂包括植物保护产品，安全剂，生长促进剂，生长调节剂等。
种子是植物种子，例如农作物的种子，蔬菜种子，草本植物种子，野花种子，观赏植物种子，禾本科草种子，树种子，或灌木种子。
优选，植物种子是农作物的种子。种子可以来自单子叶植物纲或双子叶植物纲。适宜的种子包括下述植物的种子：大豆，棉花，玉米，花生，玉米，小麦，大麦，燕麦，黑麦，黑小麦，芥菜，油籽油菜(或油菜(canola))，向日葵，甜菜，红花，小米，菊苣，亚麻，油菜籽，荞麦，烟草，大麻种子，苜蓿，臂形草(signal grass)，三叶草，高粱，鹰嘴豆，菜豆，豌豆，巢菜，稻，甘蔗，和亚麻仁。适宜的蔬菜种子的实例包括下述蔬菜的种子：芦笋，细香葱，芹菜，韭葱，蒜，甜菜根，菠菜，甜菜，皱叶甘蓝，花椰菜，花茎甘蓝，皱叶卷心菜，白卷心菜，红卷心菜，球茎甘蓝，大白菜，芜菁，苣荬菜，菊苣，西瓜，甜瓜，黄瓜，小黄瓜，西葫芦，欧芹，茴香，豌豆，菜豆，萝卜，黑婆罗门参，茄子，甜玉米，爆裂型玉米，胡萝卜，洋葱，番茄，胡椒，莴苣，食荚菜豆，葫芦科植物，火葱，花椰菜，芸苔属(Brassica)，和球芽甘蓝。
优选，植物种子能够发芽。任选地，种子可以是剥壳的(所谓的脱壳种子或去壳种子)。种子可以经引发或未经引发的(已经过处理以改善发芽速率，例如渗透引发、水引发、基质引发)。
除蜡和/或聚合物碳水化合物以外聚合物粘合剂在种子包衣组合物中的量能够是按蜡和聚合物碳水化合物的总重量计10％或更低；优选地，除蜡和/或聚合物碳水化合物以外的聚合物粘合剂的量是按蜡和聚合物碳水化合物的总重量计8％或更低，比如6％或更低，4％或更低，2％或更低，或1％或更低。更优选，种子包衣组合物实质上不含除蜡和/或聚合物碳水化合物以外的聚合物粘合剂。这意味着，除蜡或聚合物碳水化合物或者蜡和聚合物碳水化合物的组合以外实质上并无聚合物粘合剂存在于种子包衣组合物中。但是可以仍存在痕量，比如按蜡和聚合物碳水化合物的总重量计0.1％或更低、或者0.05％或更低的量。最优选，种子包衣组合物不含除蜡和/或聚合物碳水化合物以外的聚合物粘合剂。
存在各种聚合物碳水化合物。其实例包括淀粉，纤维素(及其衍生物)，和糊精(包括环糊精)。在实施方式中，除蜡和/或淀粉和/或纤维素以外种子包衣组合物聚合物粘合剂的量能够是按蜡和聚合物碳水化合物的总重量计10％或更低；优选地，除蜡和/或淀粉和/或纤维素以外的聚合物粘合剂的量是按蜡和聚合物碳水化合物的总重量计8％或更低，比如6％或更低，4％或更低，2％或更低，或1％或更低。在进一步的实施方式中，除蜡和/或淀粉以外种子包衣组合物中聚合物粘合剂的量能够是按蜡和聚合物碳水化合物的总重量计10％或更低；优选地，除蜡和/或淀粉以外的聚合物粘合剂的量是按蜡和聚合物碳水化合物的总重量计8％或更低，比如6％或更低，4％或更低，2％或更低，或1％或更低。
按照本发明，所述种子包衣组合物能够包含按蜡和聚合物碳水化合物的总重量计(即种子包衣组合物中的蜡和淀粉总和)10-50％的量，优选10-45％的量，更优选20-40％的量的蜡和/或聚合物碳水化合物。
蜡可以选自天然蜡，矿物蜡和合成蜡或其组合。优选，蜡选自聚乙烯蜡，巴西棕榈蜡，石蜡，聚丙烯蜡，氧化聚乙烯蜡，褐煤蜡，地蜡，地蜡，泥炭蜡，Fischer-Tropsch蜡，酰胺蜡，乙烯-丙烯酸蜡，聚烯烃蜡，乙烯二硬脂酰胺蜡，蜂蜡，羊毛脂蜡，甘蔗蜡，棕榈蜡，和植物蜡。两种或更多种蜡的混合物也可能存在于本发明的种子包衣组合物中。在优选的实施方式中，蜡选自聚乙烯蜡，Fischer-Tropsch蜡，和巴西棕榈蜡。蜡能够是阴离子型蜡，非离子型蜡或阳离子型蜡。最优选，蜡能够是阴离子型或非离子型的。在种子包衣组合物与阴离子稳定化的活性成分组合的情况下，阳离子型蜡可以产生絮凝问题。
淀粉可以衍生自植物来源包括玉蜀黍/玉米，稻，木薯和马铃薯。本文还考虑得自这些植物来源的淀粉的衍生物，其是通过化学/物理过程包括但不限于水解、酯化、醚化、交联、接枝、氧化和乙酰化或这些的组合修饰的。还包括通过育种和遗传学修饰的淀粉比如蜡质玉米淀粉、抗性淀粉等。
纤维素可以衍生自植物来源或回收物质。在该实施方式中也考虑用酯化和醚化合成的纤维素的衍生物。额外地，本文还包括衍生自植物物质的半纤维素及其衍生物。
如果存在除蜡或淀粉以外的聚合物粘合剂，粘合剂则可以例如选自聚乙酸乙烯酯，聚乙酸乙烯酯共聚物，聚乙烯醇，聚乙烯醇共聚物，聚氨酯，纤维素(包括乙基纤维素，甲基纤维素，羟基甲基纤维素，羟基丙基纤维素，羧甲基纤维素和羟基甲基丙基纤维素)，聚乙烯基吡咯烷酮，糊精，麦芽糊精，多糖(除淀粉以外)，脂肪，油，蛋白质，阿拉伯胶，虫胶，偏二氯乙烯，偏二氯乙烯共聚物，木质素磺酸钙，聚丙烯酸类，丙烯酸类共聚物，聚丙烯酸乙烯酯，玉米醇溶蛋白，酪蛋白，明胶，几丁聚糖，出芽短梗孢糖，聚氧化乙烯，聚乙二醇，乙烯乙酸乙烯酯，丙烯酰胺聚合物，丙烯酰胺共聚物，多羟基乙基丙烯酸酯，甲基丙烯酰基酰亚胺单体，聚(N-乙烯基乙酰胺)，藻酸钠，聚氯丁二烯和糖浆剂。这些粘合剂可以单独或以两种或更多种的组合使用。优选的粘合剂能够选自聚乙酸乙烯酯，聚乙烯醇，羟丙基甲基纤维素，多糖(除淀粉以外)，蛋白质，聚乙二醇，聚乙烯吡咯烷酮，和聚丙烯酸类。
种子包衣组合物包含一种或多种活性成分(包括植物增强剂，尤其是植物保护产品(也称为PPPs)。活性成分尤其是植物增强剂的适宜实例杀真菌剂，杀细菌剂，杀昆虫剂，杀线虫剂，杀软体动物剂，生物制品，杀螨剂或杀疥虫剂，农药和杀生物剂。其它可能的活性成分包括消毒剂，微生物，杀啮齿类动物剂，除杂草剂(除草剂)，吸引剂，(鸟类)驱避剂，植物生长调节剂(比如赤霉酸，植物生长素或细胞分裂素)，营养素(比如硝酸钾，硫酸镁，铁螯合物)，植物激素类，矿物，植物提取物，发芽刺激剂，信息素类，生物学制剂等。
按照本发明，优选一种或多种活性成分包含至少一种疏水和/或水不溶的活性成分。
所施用的活性成分的量，当然强烈地取决于所用的活性成分类型和种子类型。然而，通常一种或多种活性成分的量的范围是0.001-200g每kg种子。技术人员能够取决于所用的活性成分和种子类型来决定适宜量的活性成分。技术人员常常在实践中使用和遵循活性成分供应商(例如BASF，Bayer，Syngenta，DuPont等)的建议，比如使用技术数据页和/或遵循推荐内容。
典型的杀真菌剂包括克菌丹(N-三氯甲基)硫代-4-环己烷-1,2-二甲酰亚胺)，福美双四甲基硫代过氧基二碳酸二酰胺(可商购为ProseedTM)，甲霜灵(甲基-N-(2,6-二甲基苯基)-N-(甲氧基乙酰基)-d,l-丙氨酸盐)，咯菌腈(4-(2,2-二氟-1,3-苯并二氧杂环戊二烯-4-基)-1-H-吡咯-3-腈；可商购为与精甲霜灵的共混物MaximTMXL)，苯醚甲环唑(可商购为DividendTM3FS)，多菌灵异菌脲(可商购为RovralTM)，种菌唑(可商购为Arista的Rancona，原先为Agriphar或Chemtura)，精甲霜灵(可商购为ApronTMXL)，戊唑醇，萎锈灵，噻菌灵，嘧菌酯，咪鲜胺，丙硫菌唑(可商购为Bayer的Redigo)，环丙唑菌胺(sedaxane)(可商购为Syngenta的Vibrance)，霜脲氰(1-(2-氰基-2-甲氧基亚氨基乙酰基)-3-乙基脲)，咯菌腈，甲霜灵、霜脲氰和咯菌腈的混合物(可商购为Syngenta的Wakil)，和噁霜灵(N-(2,6-二甲基苯基)-2-甲氧基-N-(2-氧代-3-噁唑烷基)乙酰胺)。杀真菌剂能够以按包衣种子的总重量计0.0001-10％的量包括在种子包衣组合物中。
典型的杀细菌剂包括链霉素，青霉素类，四环素类，氨苄西林和喹菌酮。
典型的杀昆虫剂包括拟除虫菊酯，有机磷酸酯类，氨基甲酰基肟，吡唑，脒类，卤化烃，新烟碱类，和氨基甲酸酯类及其衍生物。特别适宜的杀昆虫剂类包括有机磷酸酯类，苯基吡唑类和拟除虫菊酯类。优选的杀昆虫剂是称为特丁硫磷，毒死蜱，氟虫腈，氯氧磷，七氟菊酯，克百威，吡虫啉，和tebupirimfos的那些。可商购的杀昆虫剂包括吡虫啉(可商购为GauchoTM)，和噻虫胺(可商购自Bayer，是PonchoTM)，噻虫嗪(可商购自Syngenta，是CruiserTM)，噻虫啉(可商购为Bayer的Sonido)，氯氰菊酯(可商购自Chemtura，是)，甲硫威(可商购为Bayer的Mesurol)，氟虫腈(可商购自BASF，是RegentTM)，氯虫苯甲酰胺(也称为rynaxypyr，5-溴-N-[4-氯-2-甲基-6-(甲基氨基甲酰基)苯基]-2-(3-氯吡啶-2-基)吡唑-3-甲酰胺，可商购为DuPont的)和氰虫苯甲酰胺(cyantraniliprole)(也称为cyazypyr，3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-4'-氰基-2'-甲基-6'-(甲基氨基甲酰基)吡唑-5-羧酰基苯胺)。
可商购的杀线虫剂包括阿维菌素(可商购自Syngenta，是AvictaTM)，硫双威(可商购自Bayer，是AerisTM)。
典型的杀软体动物剂包括四聚乙醛(可商购自Lonza，是)或杀螺胺(可商购自Bayer，是)，Cyazypir和Rynaxypir(可获自DuPont)。
适宜的生物制品的实例包括杆菌、木霉属(Trichoderma)等，其已确认为保护植物和/或增强其健康和/或生产能力的种子处理剂物质。
这些列举并非穷举，新活性成分正不断开发出来并且能够并入种子包衣组合物。包衣配制剂常常被包装、储存和/或运输，此后才与所述植物增强剂的配制剂组合。
本发明的种子包衣组合物能够包含其它组分比如选自下述的一种或多种：润湿添加剂和分散添加剂(有时也称为色素分散剂)，填料，溶剂，增稠剂，着色剂，消泡剂，防腐剂，表面活性剂，滑爽添加剂和效果色素。
包衣配制剂一般通过将一种或多种组分与适宜的粘合剂和/或蜡混合来制备，包装、储存和/或运输，此后才与植物增强剂的配制剂组合。
润湿剂和分散剂能够促进在种子包衣组合物中混合无机粒子。适宜的润湿添加剂和分散添加剂包括离子型和非滋养液产品和包括有机修饰的聚丙烯酸类，聚丙烯酸类，聚丙烯酸钠，聚氨酯，磷酸酯，星形聚合物和/或修饰的聚醚的溶液。润湿添加剂和分散添加剂能够例如在本发明的种子包衣组合物的某些实施方式中按无机粒子的总重量计以0-40％比如0.10-10％的量存在。
适宜的增稠剂包括琼脂，羧甲基纤维素，角叉菜，壳多糖，岩藻依聚糖，印度树胶，阿拉伯胶，刺梧桐树胶，昆布糖，角豆胶，果胶，藻酸盐，瓜耳胶，黄原胶，diutan胶，和黄蓍胶，斑脱粘土，HEUR(疏水修饰的、乙氧基化的乌拉坦)增稠剂，HASE(疏水修饰的、碱可膨胀的乳液)增稠剂和聚丙烯酸类。一般优选的是胶，原因是其低成本、可获得性和增强所得膜物理特征的优异能力。
着色剂的实例包括染料或色素的分散液。适宜的染料的实例包括：蒽醌，三苯基甲烷，酞菁及其衍生物，和重氮盐。色素分散液能够含有色素比如色素红112(CAS No.6535-46-2)，色素红2(CAS No.6041-94-7)，色素红48：2(CAS No.7023-61-2)，色素蓝15：3(CASNo.147-14-8)，色素绿36(CAS No.14302-13-7)，色素绿7(CAS No.1328-53-6)，色素黄74(CAS No.6358-31-2)，色素橙5(CAS No.3468-63-1)，色素紫23(CAS No.6358-30-1)，色素黑7(CAS No.97793-37-8)，和色素白6(CAS No.98084-96-9)。着色剂可以以按种子包衣组合物的总重量计0-50％比如1-10％的量存在于种子包衣组合物中。
适宜的消泡剂的实例包括聚乙二醇，甘油，矿物油消泡剂，有机硅消泡剂，和非有机硅消泡剂(比如聚醚，聚丙烯酸类)，二甲基聚硅氧烷(硅油)，芳基烷基修饰的聚硅氧烷，聚醚硅氧烷共聚物(含有蒸气沉积二氧化硅)。消泡剂可以以按种子包衣组合物的总重量计至少1ppm重量或0.1-0.3％的量存在于种子包衣组合物的某些实施方式中。
适宜的效果色素的实例包括不同颗粒尺寸的珠光色素。一般使用的效果色素具有15μm或更低的颗粒尺寸，或者60μm或更低的颗粒尺寸。效果色素的颗粒尺寸通常不大于200μm，优选不大于100μm。
通常，效果色素的颗粒尺寸是1μm或更多。又一效果色素能够是铝。全部效果色素一般用来在种子上形成好看的化妆品外观。
杀生物剂能够包括在种子包衣组合物的某些实施方式中，例如作为防腐剂，从而在施用至种子之前比如在储存的情况下延长种子包衣组合物的存放期。
适宜的杀生物剂的实例包括MIT(2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮；CAS No.2682-20-4)，BIT(1,2-苯并异噻唑啉-3-酮；CAS No.2632-33-5))，CIT(5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮)，溴硝醇(2-溴-2-硝基-丙烷-1,3-二醇)和/或这些的组合。
在实施方式中，种子包衣组合物还包含惰性载体(其存在量对环境、尤其是种子或生长中的植物的有害结果不可检测的载体)上的半透明聚合物膜薄片，用于为种子提供反光外观，比如描述于WO-A-03/003812。优选，半透明聚合物膜包含反光颗粒。
种子包衣组合物还常常包含一种或多种溶剂。溶剂可以选自水，醇，和烃。溶剂的混合物也能够使用。优选溶剂在20℃和1atm呈液态。适宜的溶剂的实例包括二醇及其酯和醚，尤其是乙二醇和丙二醇及其酯和醚，例如具有C1-C6烷基和/或芳族基团的酯和醚比如甲基、乙基、丙基、丁基、苄基和苯基醚，包括一醚和二烷基醚，和这些醚的酯，比如乙酸酯，和乙二醇和丙二醇酯，例如脂肪酸的乙二醇和丙二醇酯；聚乙二醇(PEG)和聚丙二醇及其酯、特别是与脂肪酸的酯；丁基溶纤剂(cellosolve)，丁基卡必醇，聚乙二醇；N-甲基吡咯烷酮，甘油，多至10个碳原子的烷基醇比如乙醇、丙醇和丁醇。溶剂的其它实例包括二丙二醇甲基醚和丙二醇甲基醚。重要溶剂是乙二醇。其它实例包括丙烯四聚体和合成酯油比如乳酸酯，特别是乳酸乙酯和苯甲酸酯例如异丙基或2-乙基己基苯甲酸酯。芳烃比如二甲苯、脂族和烷烃溶剂和植物油还能够用作溶剂。芳族溶剂是更不优选的。
种子包衣组合物还可以包含具有增塑效果的组分，比如表面活性剂或防冻剂。一般表面活性剂包括两亲有机化合物，通常包含支化、线性或芳族的烃，氟碳化物或硅氧烷链作为尾部和亲水基团。表面活性剂的一些类型包括非离子、阴离子、阳离子和两性的表面活性剂，以及有机硅和有机氟表面活性剂。表面活性剂的一些实例包括聚氧化亚乙基二醇和聚氧丙烯醚和酯，尤其是其烷基、芳基和烷基芳基醚，和所述醚的硫酸酯、磷酸酯和磺酸化合物，葡糖苷(烷基)醚，甘油酯比如烷基和脂肪酸酯，脱水山梨糖醇(烷基)酯，乙炔化合物，椰油酰胺化合物，聚乙二醇和丙二醇的嵌段共聚物。表面活性剂的其它实例包括烷基胺盐和烷基季铵盐，例如甜菜碱类型表面活性剂，氨基酸类型表面活性剂；和多羟基醇脂肪酸酯尤其是C12-C18脂肪酸酯例如聚甘油、季戊四醇、山梨醇、脱水山梨糖醇和蔗糖的脂肪酸酯，多羟基醇烷基醚，脂肪酸烷醇酰胺，和丙氧基化的和乙氧基化的化合物比如脂肪醇乙氧基化物，聚乙氧基化的牛油胺和烷基酚乙氧基化物。阴离子表面活性剂的一些实例包括羧酸，羧酸共聚物，硫酸盐，磺酸化合物和磷酸盐，例如木质素磺酸盐和(线性)烷基芳基磺酸盐。
防冻剂包括例如：乙二醇，丙二醇，1,3-丁二醇，己二醇，二甘醇和甘油，优选的二醇是乙二醇和丙二醇。
本发明的种子包衣组合物可以以常规方式施用至种子。
在实施方式中，在施用种子包衣组合物之前仍未向种子提供人工层，例如包含粘合剂比如聚合物的层。相应地，种子包衣组合物优选直接施用在种子的天然外表面上。尽管如此，在施用种子包衣组合物之前种子表面可能已发生表面处理。可能的是，所述表面处理不需要提供人工层，但是牵涉种子部分表面或种子整个表面的物理变化或修饰。例如，表面处理可以牵涉增加种子的表面粗糙度，比如选择性除去种皮部分、选择性使种皮变形或其组合。一般地，处理可以牵涉在种子表面引入微粗糙度。种子表面也可能经受确实牵涉提供人工层的表面处理，比如在种子表面上施用引物包衣层。其它适宜的表面处理包括例如等离子体表面处理，将种子与磨料接触，暴露于热和湿空气，火焰处理，激光处理，和电子束表面处理。
优选，包衣组合物作为液态组合物和/或胶乳组合物施用并此后固化(包括固化和/或干燥)以形成种子包衣。术语"液体包衣组合物"如本申请所用意在包括呈悬浮液、溶液、乳液或分散液，优选乳液或分散液的形式的包衣组合物。
常规包衣手段可以用于包衣种子。本领域技术人员可使用各种包衣设备。一些熟知技术包括使用鼓式涂布器，流化床技术，旋转涂布器(含和不含同时干燥)和喷射床。适宜地，种子包衣组合物提供旋转涂布器、旋转干燥涂布器、盘式涂布器或连续处理器施用至种子。
一般地，施用至种子的种子包衣组合物的量能够是0.5-50g每kg种子，比如1-40g每kg种子，2-35g每kg种子，或3-30g每kg种子。
种子包衣组合物能够例如通过膜包衣，喷雾，浸渍或刷涂种子包衣组合物来施用。任选地，其在-25℃至50℃，例如-5℃至35℃，更通常15℃至30℃，例如在室温下，比如18℃至25℃的温度施用。优选，种子包衣组合物通过膜包衣(film coating)施用至种子。膜包衣可以适宜地施用如下：一般在种子沉降或流动通过包衣设备的情况下，将液体包衣组合物喷雾至种子上。优选，方法种子的膜包衣从而以膜包衣组合物形式施用种子包衣组合物。
种子包衣一般牵涉在种子表面上形成牢固附着、可渗透水分的包衣。过程一般包括将在种植之前液体种子包衣组合物施用至种子。
实施例
实施例1
膜包衣配制剂根据表1制备。使用PPP(植物保护产品)混合物，其由52.7wt.％疏水杀昆虫剂和47.3wt.％杀真菌剂组成。大豆种子用43.1wt.％PPP混合物、43.3wt.％膜包衣配制剂和13.6wt.％Color Coat Red(色素浓缩物，BASF)的浆料包衣；施用量是5.5g/kg种子，从而使用2.38g膜包衣配制剂每kg种子。参比样品制备如下：用由43.1wt.％PPP混合物、43.3wt.％水和13.6wt.％Color Coat Red组成的浆料包衣大豆种子。
疏水杀昆虫剂从包衣的大豆种子向水中的释放根据下述方案测量。将6粒经处理的大豆种子置于含20ml去离子水的塑料离心管中。在一小时之后，为种子倾析除水，采样进行LCMS分析，和用20ml清洁的去离子水在含有种子的离心管中替换。在2，3，4，24和48小时之后重复相同程序。在收集48小时水样品后，将种子浸入10ml乙腈(AcN)中以提取任何残余的活性成分，蒸发全部溶剂。对1、2、3、4、24，48小时和AcN萃取样品进行液相色谱质谱(LCMS)分析。样品制备如下：将2ml乙腈(含有0.1vol.％的三氟乙酸)加入小瓶，在40℃振摇30分钟。随后，加入2ml去离子水(含有0.1vol.％的三氟乙酸)，获得总样品体积4ml。这些样品在40℃再振摇30分钟，此后将其过滤通过0.2微米滤器。
图1显示对包衣大豆种子测得的疏水杀昆虫剂在水中的释放模式。图1所代表的疏水杀昆虫剂在水中的释放模式显示，未用膜包衣液体包衣的参比大豆种子样品显示最快的释放特征。用标准膜包衣配制剂比如基于聚乙酸乙烯酯粘合剂的膜包衣A并未导致活性成分释放。基于高含量蜡的膜包衣B配制剂引起活性成分在水中的快速释放和在释放试验终点种子上的低残余的疏水杀昆虫剂。
实施例2
膜包衣配制剂根据表2和3制备。使用PPP混合物，其由45.2wt.％疏水杀昆虫剂、47.3wt.％杀昆虫剂和7.5wt.％杀真菌剂组成。玉米种子用46.3wt.％PPP混合物、2.7wt.％Color Coat Red(色素浓缩物，BASF)、19.4wt.％膜包衣配制剂和31.6wt.％水浆料包衣；施用量是16.5g/kg种子，从而施用3.20g膜包衣配制剂每kg种子。
表2：膜包衣配制剂的组合物。
表3：膜包衣配制剂的组合物。
疏水杀昆虫剂从经处理的玉米种子在水中的释放模式按照实施例1描述的相同方案表征，每次试验采用6粒包衣玉米种子。
图2显示对包衣玉米种子测得的疏水杀昆虫剂在水中的释放模式。图2显示的疏水杀昆虫剂从包衣玉米种子在水中的释放模式再次显示，未用膜包衣配制剂进行的浆料处理使得活性成分在水中的高释放率成为可能。在采用膜包衣配制剂比如基于苯乙烯丙烯酸酯粘合剂的膜包衣D的情况下，释放显著变慢。基于较低粘合剂/蜡比率的膜包衣E加速活性成分在水中的释放，而基于高蜡含量且无粘合剂的膜包衣B使得下述成为可能：获得还更高的释放率和类似不用膜包衣配制剂获得的那些的活性成分在种子上的残余量。
实施例3
大豆生物测定进行如下：将12粒种子/处理种植于由51％淤泥、29％粘土和20％细砂构成的土壤混合物中。植物在约20-25℃生长，暴露至12小时光照每天，每日浇灌，和每周施肥一次。在各有关具三叶期(1st至4th)，在叶子基部剪取共片8叶子用于各处理类型，每株植物仅取一片叶子。图3显示1st三叶期大豆叶子的采样程序，用于生物测定。叶子生物测定如下：在密封盘中于25℃，将1只大豆尺夜蛾(Pseudoplusia includens)置于1片直径22mm的大豆叶子上，让其在叶子物质上进食4天。在此时间记录各样品的叶片消耗和昆虫死亡率，其中各数据点是相同处理的8片叶子的平均值。
图4显示各种薄膜包衣的大豆叶碟的％叶片消耗与未处理种子和用仅PPP处理的种子的比较。未处理种子的阳性对照显示高叶片消耗和劣昆虫防治，而用PPP处理的种子的阴性对照仅显示低叶片消耗和更佳的昆虫防治。与释放数据相应，膜包衣A显示相对高的叶片消耗，指出无法成功地将活性成分摄入植物中并发挥杀昆虫活性。含有蜡(B和F)以及含有淀粉作为粘合剂(C)的薄膜包衣全部显示低叶片消耗，与单独用PPP的种子类似。膜包衣B明显最有效地摄取活性成分并因此防治昆虫，将叶片消耗保持在10％以下直至4th三叶期。
实施例4
玉米生物测定进行如下：将4粒种子/处理种植于51％淤泥、29％粘土和20％细砂构成的土壤混合物中。植物在约20-25℃生长，暴露至12小时光照每天和每日浇灌。典型的植物生长时间段由从播种至剪取叶子用于生物测定的三周组成。在生长阶段剪取叶子3rd和4th，此时5th叶子仍是轮生体。叶子编号示于图5。于离基部3cm处剪取3rd叶子并进一步划分为两个部分(样品1&2)用于生物测定。在基部剪取4th叶子并进一步分为两个部分，如图5所示。对于各处理，收集来自3株植物的叶子，共12样品/处理。然后将各样品(4.5cm部分)置于分开的生物测定盘中，并向各盘引入1只2nd龄草地夜蛾(Spodoptera frugiperda)幼虫。然后将盘密封和在25℃放置4天。在4天之后，将各处理(12样品)的％叶片消耗平均以横向比较各处理的效力。
图6显示用不同薄膜包衣处理的玉米叶组织的％叶片消耗。叶片消耗越低，则包衣释放活性成分的效力越高，由此导致更佳的昆虫防治。未处理玉米种子的叶组织作为阴性对照测试，导致很高的叶片消耗。不用任何膜包衣的活性成分作为阳性对照测试，由于无膜包衣能不费力地释放活性成分并改善植物摄取。对于薄膜包衣测试，膜包衣B提供可与阳性对照比拟的优异生物效力，随后是膜包衣G。这些薄膜包衣中的高蜡含量提供活性成分从包衣的更快释放和引起更佳的植物摄取。除了基于高蜡的包衣，基于水可溶粘合剂的包衣即膜包衣C也显示低于10％的叶片消耗，原因是膜包衣C在水中的更佳溶解度引起活性成分的更快释放。
实施例5
除了促进活性成分摄取之外，新的膜包衣还能够降低大豆产生的剥脱量。对100克种子进行2分钟Heubach试验，重复2次，结果平均为每100 000粒种子的剥脱总量(图7)。在大豆的情况中，未处理种子产生约0.14897g粉尘/100 000种子，在种子用单独PPP或传统膜包衣A处理的情况下其能够降低约4-倍。然而，使用基于蜡的膜包衣B和膜包衣F，与用单独PPP处理的种子相比再进一步引起分别4.5倍和2倍的粉尘降低。与用单独PPP处理的种子相比，基于淀粉的膜包衣C也允许1.5倍粉尘降低。
实施例6
如果不仔细处理，用活性成分和其它增强剂包衣的种子在处理和操作巨量种子期间引起有害水平的粉尘。膜包衣的主要目标之一是将活性成分保留在种子上并且降低操作中的粉尘。除了改善生物效力之外，还测试薄膜包衣的粉尘降低和耐磨性。用薄膜包衣处理的玉米的粉尘和磨损数据通过下述工业标准获得。将特定量的种子置于Heubach设备中并测试4分钟。在滤纸上收集的粉尘通过重量法测量以评价不同的膜包衣配制剂。
图8显示不同的膜包衣配制剂的粉尘(g/100 000种子)，在玉米上测试。膜包衣B显示与单独PPP相比低约75％的粉尘。膜包衣D如期望显示相似效果，原因是其含有熟知限制粉尘水平的基于丙烯酸酯的粘合剂系统。薄膜包衣E、F和G全部基于高蜡含量和显示统计学上相似的粉尘水平，与单独PPP相比将粉尘降低约60-65％。
在Heubach设备中进行粉尘实验之后视觉观察玉米种子上的磨损。磨损得分是对种子品质的视觉定量，其在进行Heubach设备中的处理4分钟(密切模拟工业处理条件)之后评价。磨损得分从1(高耐磨性/良好品质的种子)至5(低耐磨性/劣品质的种子)分配。全部膜包衣配制剂显示2-2.5的磨损得分，而仅用PPP/无膜包衣的种子显示高磨损和劣品质种子。图9显示在4分钟Heubach测试之后确定的玉米磨损得分(1：高耐磨性；5：劣耐磨性)。
实施例7
种子的干燥速率是在选择膜包衣时考虑的又一重要特征。干燥速率通过使用棉花指示剂来检查。在离开涂布器之后将包衣的种子收集于平面托盘中，并激活计时器。每5-10s将新鲜的棉花指示剂置于在种子托盘中的新种子表面以每次检查干燥。在不出现颜色从种子转移至棉花指示剂上的现象的时刻，停止计时器和记录时间。
在离开涂布器的润湿种子收集于贮藏料斗的情况下发生种子的团集/桥连并且被后来的种子压实。在设备阻塞、劳动和时间方面，这给种子处理设施带来挑战。在该实施方式中描述的薄膜包衣显示更快的干燥时间以及最低团集至无团集。
新薄膜包衣最小化干燥时间，粘附，和在大豆上的团集。用传统膜包衣A和单独PPP处理的种子引起更长干燥时间，离开涂布器时的明显粘附，并且在1kg重量下放置5分钟之后团集。新薄膜包衣则允许显著更快的干燥时间，退出涂布器时的粘附降低，并且完全消除团集(表4)。
表4：干燥时间、粘附和薄膜包衣在大豆上的团集的比较。
大豆的干燥流动测量为1kg种子流过漏斗的时间。一般地，向大豆加入PPP和传统薄膜包衣显著地减缓种子流动(图10)，其不是希望的特征。实际上，向大豆种子加入膜包衣A与未处理种子相比减缓流动超过整整1秒。新薄膜包衣B、C和F能够显著地有效降低流动时间，允许其流动与未处理种子一样快速。
实施例8
种子的干燥速率是在选择膜包衣时考虑的又一重要特征。干燥速率通过使用棉花指示剂来检查。在离开涂布器之后将包衣的种子收集于平面托盘中，激活计时器。每5-10s将新鲜的棉花指示剂置于在种子托盘中的新种子表面以每次检查干燥。在不出现颜色从种子转移至棉花指示剂上的现象的时刻，停止计时器和记录时间。
在离开涂布器的润湿种子收集于贮藏料斗的情况下发生种子的团集/桥连并且被后来的种子压实。在设备阻塞、劳动和时间方面，这给种子处理设施带来挑战。在该实施方式中描述的薄膜包衣显示更快的干燥时间以及最低团集至无团集。
表5：干燥时间、粘附和薄膜包衣在玉米上的团集的比较。
在种子处理设施以及在农场流经种植机时，经处理的/经包衣的种子的流动是重要的。种子之间的摩擦越低，则各阶段的效率越高。流动一般通过向膜包衣配制剂中掺入流动剂(flow agent)或润滑剂(slip agent)而加以改善。流动剂一般是基于蜡的添加剂，其降低摩擦和改善种子外观。为了测试经处理的种子的流动，将1kg种子置于具塞漏斗中。打开塞子并同时启动计时器。最后的种子离开漏斗的时间记录为流速，按(s/kg)计。结果示于图11并且说明根据本发明的包衣种子的改善的流动特性。

Claims (14)

1.种子包衣组合物，包含一种或多种生物学上活性成分和蜡和/或聚合物碳水化合物，其中所述种子包衣组合物具有按蜡和聚合物碳水化合物的总重量计10％或更低的除蜡和聚合物碳水化合物以外的聚合物粘合剂的量。
2.根据权利要求1的种子包衣组合物，其中所述蜡选自天然蜡、矿物蜡和合成蜡，优选所述蜡选自聚乙烯蜡、巴西棕榈蜡、石蜡、聚丙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、褐煤蜡、地蜡、地蜡、泥炭蜡、Fischer-Tropsch蜡、酰胺蜡、乙烯-丙烯酸蜡、聚烯烃蜡、乙烯二硬脂酰胺蜡、蜂蜡、羊毛脂蜡、甘蔗蜡、棕榈蜡和植物蜡。
3.根据权利要求1或2的种子包衣组合物，其中所述蜡是阴离子型或非离子型。
4.根据权利要求1-3中任一项的种子包衣组合物，其中所述蜡选自聚乙烯蜡，Fischer-Tropsch蜡，和巴西棕榈蜡。
5.根据权利要求1-4中任一项的种子包衣组合物，其中所述种子包衣组合物具有按蜡和聚合物碳水化合物的总重量计8％或更低、优选6％或更低、比如4％或更低、2％或更低、或1％或更低的除蜡和聚合物碳水化合物以外的聚合物粘合剂的量。
6.根据权利要求1-5中任一项的种子包衣组合物，其中所述种子包衣组合物实质上不含除蜡和聚合物碳水化合物以外的聚合物粘合剂。
7.根据权利要求1-6中任一项的种子包衣组合物，其中所述种子包衣组合物包含按种子包衣组合物的总重量计10-50％的量、优选15-45％的量、更优选20-40％的量的蜡和聚合物碳水化合物的总和。
8.根据权利要求1-7中任一项的种子包衣组合物，其中所述活性成分包含至少一种疏水和/或水不溶的活性成分。
9.改善种子包衣组合物中的一种或多种活性成分的生物效力和/或植物内吸性摄取的方法，包括制备根据权利要求1-8中任一项的种子包衣组合物和将所述种子包衣组合物施用至种子。
10.包衣的种子，包含根据权利要求1-8中任一项的种子包衣组合物。
11.根据权利要求1-8中任一项的种子包衣组合物，其基于含水量将干燥加速额外15-25％由此显著降低包衣的种子的桥连/团集。
12.根据权利要求1-8中任一项的种子包衣组合物，其显著降低包衣的种子之间的摩擦系数并改善在处理期间的流动性。
13.种子包衣组合物的用途，所述种子包衣组合物包含一种或多种生物学上活性成分和蜡和/或聚合物碳水化合物，其中所述种子包衣组合物具有按蜡和聚合物碳水化合物的总重量计10％或更低的除蜡和聚合物碳水化合物以外的聚合物粘合剂的量，其用于降低包衣种子的桥连/团集和/或降低包衣种子之间的摩擦系数和改善在处理期间的流动性。
14.根据权利要求13的用途，其中包衣组合物包含至少一种疏水和/或水不溶的活性成分。
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