CN109068578A

CN109068578A - 种子注射

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Publication number: CN109068578A
Application number: CN201780018106.6A
Authority: CN
Inventors: G·雷岑博格; N·帕芬贝斯勒; B·米特; J·雷森; G·布拉德
Original assignee: AIT AUSTRIAN RES CTENTERS GmbH
Current assignee: AIT AUSTRIAN RES CTENTERS GmbH
Priority date: 2016-03-22
Filing date: 2017-03-22
Publication date: 2018-12-21
Anticipated expiration: 2037-03-22
Also published as: WO2017162758A1; HRP20200371T1; CA3016961A1; AU2017238445B2; HUE049494T2; BR112018069091B1; RU2018136869A; ES2770139T3; BR112018069091A2; PL3432700T3; US11039566B2; AU2017238445A1; RU2745846C2; RU2018136869A3; UA121081C2; CA3016961C; MX2018011361A; ZA201806887B; DK3432700T3; EP3222130A1

Abstract

自动制备带有要与种子一起使用的添加剂的种子的方法和装置，其中种子(6)被打开且预定义量的添加剂通过开口被引入所述种子(6)内。

Description

种子注射

技术领域

本发明涉及一种自动制备带有要与种子一起使用的添加剂的种子的方法和装置，及包括上述方法获得的种子的种子产品。这里使用术语“多种种子”、“种子”、“多种谷物”、“谷物”通常指繁殖型植物结构体，其适合于工业加工和配送，包括但不限于商业生产和配送的种子产品，即这些种子产品符合关于数量、辨别性、均一性、稳定性和可生长性的通常最低要求。具体地，这包括干燥未发芽种子、浸种、发芽种子、块茎和其他类型的可用于植物繁殖的农作物部分，以及植物幼芽(shoot)。

背景技术

已知将种子与添加剂关联是有利的，其支撑想要的诸如生长性的植物特性，或者提供对包括虫害的环境影响的保护或抵抗力。

具有获得此类关联的已知方法。

EP2676536A1公开了一种经由母株的花用添加剂来接种植物后代的方法。喷射到花上的细菌由此传递到源自母株的种子内。

US7084331B2公开了一种用添加剂悬浮液覆盖种子的方法。此外它公开的方法用载有细菌细胞的手术刀(scalpel)来切割经培育和发芽的幼苗，由此细菌细胞被接种进入生长的植物中。

这些方法具有特定的缺点。当添加剂作为覆层施用时，它暴露于诸如冲洗、磨除、光、空气和生物剂的环境影响。当开花母株被接种时，种子内添加剂的量和浓度并不可控。幼苗接种具有如下劣势：其相比于未发芽种子具有低的耐久性和稳定性，由此导致储存和配送的困难。

US 2007/207485A1显示了用于打开种子外皮和从打开的种子提取种子材料的样品的自动种子采样系统。此外披露了诸如封闭剂施用于打开的种子的暴露部分的种子处理。该种子处理可为任何设计为提升种子的一个或更多特性，或者保护种子免受细菌或其他会损害种子和破坏种子发芽生存力的有害成分。具体地该种子处理可为包括杀真菌剂(fungicide)和/或聚合物的封闭剂。种子的打开是通过铣削工具执行，铣削工具必须对每个种子分别地接近和回退，因而限制了速度，并由此限制了这种方法和装置的生产能力。

WO 2012/012411A2公开了一种不可能对种子进行处理的不同的种子采样系统。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点。本方法允许可靠地将可控、预定义量的添加剂施用到种子，使得添加剂受到保护免受环境影响。同时本方法避免了现有系统的关于加工速度和生产能力的主要限制。种子优选是硬的和干的，具体地没有浸泡；然而本发明适用于如说明书开始所定义的所有类型的种子，还包括干燥和任何加工之前的新鲜的(谷物)农作物。

根据本发明的方法包括：将种子传送进入打开位置(opening position)；当种子在打开位置时创建种子中的开口(opening)；以及通过所述开口将预定义量的添加剂引入种子内，而且特征在于通过切割创建开口。开口位置不必然为单个、特定的点，而且可以是一个满足创建开口条件的区间或区域，例如，在锯刀下。引入添加剂不必然是一个单独的工艺步骤，也可在产生开口期间实现。出乎意料地，没有可观察到的由本发明方法引起的对所制备的种子的发芽的负面影响。通过切割来创建开口使得在创建开口时连续传送种子成为可能；即，没有必要在打开位置处使种子停止一定时间。由此种子可有效地移动通过打开位置。

相应地根据本发明的装置包括：用于创建种子中的开口的打开装置；用于引入预定义量添加剂通过开口进入种子内的引入装置；以及用于传送种子到打开装置的传送装置，且特征在于打开装置选自包括锯、刀片和切刀的组。打开装置不必然与引入装置分离。打开装置和引入装置可以是相同的，例如当使用载有添加剂的刀片进行切割时。

为了最小化不规则的种子制备(preparation)的比率，如果在传送种子进入打开位置前本方法包括如下步骤是有利的：接收种子在种子保持器上；查验在种子保持器上的种子的定向；以及，如果种子的定向与预期的定向有区别，从种子保持器移除该种子。定向的查验可主动执行，例如通过光学检测和识别，或者被动执行，例如当种子经过障碍物或类似物时通过检测机械约束。预期的定向定义为对应于种子保持器的定向，在这个定向上当种子接近打开位置时，种子在对其损害相对不敏感的位置被打开。在查验期间种子的定向确定了在打开位置处的种子定向，因为种子在查验和打开位置之间被保持在固定的相对位置。由此，当预期定向被查验时，在打开时破坏种子的风险被显著地降低。当检测到非预期定向(即，没有检测到预期定向)，种子将不会传送进入打开位置，以防止不可预料的种子损害。代替直接传送种子进入打开位置，种子从种子保持器被移除，并在种子被传送进打开位置前可回收到未制备种子的种子库，或者回收到不同的种子保持器，或者回收到用于重新调整种子定向的中间处理。

相应地本装置的传送装置优选包括用于接收种子的种子保持器，其中该装置进一步包括用于在传输种子到打开装置前查验种子保持器上的种子的定向的查验设备。

种子定向的查验可以优选通过光学传感器装置执行。光学传感器装置可包括光学相机和连接到所述相机的处理装置，其配置为基于相机记录的图像而确定种子保持器上的种子的位置和定向。相应地本装置的查验装置可包括光学传感器装置。

有利地，本装置可进一步包括喷射装置，其与查验装置连接，且配置为如果种子定向不同于预期定向则从种子保持器移除种子。喷射的种子可被收集并回收进行制备，由此尽可能减少未制备种子的损失。

传送装置优选配置为从库中移除一定数量的种子，且对种子进行单粒化(singulate)。实施这种设备的系统从US2011/132721A1已知。本装置的实际实用性取决于给定量时间内能被制备的种子数量。

优选地用于传送种子到打开位置的传送装置包括至少两个，优选5和100之间的，用于传送种子的种子保持器。通过这种传送装置，整个制备能以高度并行的方式实施，即同时实施所有的方法步骤，尽管(可能)在不同的种子单元上。

有利地，且为了实现用于工业应用的制备速度，传送装置可以配置为每秒传送至少一个，优选至少10个，种子进入打开位置。

本方法尤其适用于选自包括禾本科、豆科、十字花科、菊科、茄科和锦葵科的组的植物科别的种子，具体地适用于选自包括玉米种子、大豆种子、向日葵种子、油菜种子、豆类种子(pulses seeds)、小麦种子、大麦种子、黑麦(rye)种子、燕麦种子、小黑麦(triticale)种子、稻的种子、马铃薯块茎、葫芦科植物的种子、和棉花种子(包括任何种类的棉，诸如木棉和高地棉)的组的种子，其中术语“种子”如说明书开始所定义的方式使用。

优选在本方法中，创建的开口穿透种皮而且添加剂注入种子的胚乳组织或者胚乳组织和胚芽之间。更具体地，最好是对种子进行打开时避免胚芽的机械损伤。

相应地，本装置的用于将添加剂引入种子内的引入装置配置为将添加剂注入种子的胚乳组织或者胚乳组织和胚芽之间。

本方法具体地适用于因现有技术的缺陷而显著受困的添加剂。具体地本方法使用的添加剂可为选自包括植物内生微生物的类中的一个或多个，植物内生微生物优选植物内生细菌，特别地伯克霍尔德菌属(Burkholderia)、根瘤菌属(Rhizobium)、慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium)、中华根瘤菌属(Sinorhizobium)、草螺菌属(Herbaspirillum)、固氮螺菌属(Azospirillum)、醋酸杆菌属(Acetobacter)、节杆菌属(Arthrobacter)、芽孢杆菌属(Bacillus)、肠杆菌属(Enterobacter)、假单孢菌属(Pseudomonas)、类芽孢杆菌属(Paenibacillus)、泛菌属(Pantoea)、肠杆菌(Enterobacter)和Burkholderia phytofirmans，和植物内生真菌，特别地弯孢霉属(Curvularia)、菌根菌(Mycorrhiza)、Pififmospora,木霉菌(Trichoderma)和刺盘孢属(Colletotrichum)。术语“植物内生菌”最宽泛的含义是指生物体的定位，其中“内生”意思是“在内部”，且“植物”意思是“各种植物”。因此，植物内生菌是指生活在植物内部的生物体。真菌和细菌是最常见的与术语“植物内生菌”关联的微生物。进一步可应用于本方法的添加剂示例由WO2015/100432A2中表A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N和O确定。这些添加剂可单独或在本发明范围内组合被引入种子内。与本方法的这种实施例形成对照，即如上说明本方法具体地包括引入真菌和/或细菌的步骤，US2007/0270485A1中描述的处理具有防止引入细菌和真菌的目标。

对于本发明，“植物内生微生物”是指一种微生物，其定居在植物的健康组织中，且产生一种或多种植物有益效果，例如耐旱、耐金属、耐病害(例如，增加对病原菌和寄生虫的抗性)，和食草性，和/或促生长和获取养分，制造植物激素、抗生素(保护以抵抗对种子和植物有害的微生物)或铁载体、杀虫剂；促进生物固氮等。此类微生物的一些具体例子，及它们分别关联的有益效果是：耐冻(伯克霍尔德菌)、盐胁迫(Achrobacter，固氮螺菌)、耐旱(伯克霍尔德菌，泛菌)、耐金属、耐病害(芽孢杆菌，假单胞菌，黄单胞菌)、促生长(固氮螺菌，固氮菌，芽孢杆菌，伯克霍尔德菌，肠杆菌，克雷白氏杆菌，泛菌和假单孢菌)和获取养分(假单胞菌，芽孢杆菌，根瘤菌，微球菌，黄杆菌属，伯克霍尔德菌，无色菌，欧文氏菌和土壤杆菌)。微生物进一步的示例以及它们有益效果参考US7,906,313B2确定，且通过引用包括在本文中。在本方法的范围内，确定的添加剂可单独或共同使用，即确定的添加剂的两种或多种的组合可引入种子内。

如果种子在引进添加剂期间或之后被闭合，在种子内部可有利地创建保护环境以保存添加剂。而且闭合的种子不太容易受到能伤害种子本身的损坏的影响。种子的闭合可为一个单独的工艺步骤。特别地种子可用合适的闭合剂进行封闭而被闭合。这种闭合剂可包括石蜡、淀粉、蛋白胶、滑石粉、沸石(zeolith)、糖(sugar)、硝酸纤维素、树脂、常规的种子包衣、明胶、几丁质和合成胶中的一种或多种。闭合剂在室温和室压下可为固态、液态、乳脂状、胶状或膏状。优选的闭合剂是石蜡，其在加热阶段容易施用，且已知对于种子或生成的植物没有明显的负面影响。闭合剂的施用可适应于闭合剂的类型和性质。闭合剂可通过喷射、浸泡、涂刷、接枝、滴加、压印或摩擦施用。种子的闭合也不必然是一个单独的工艺步骤，且可在引进添加剂期间或同时实现。例如，添加剂可悬浮在闭合剂中。

相应地，本装置可进一步包括闭合装置，其用于在引入添加剂期间或之后对种子进行闭合。

为了使非对称种子达到可重复的结果，有利地本方法包括：在将种子传送进入打开位置前以预定义方式对种子进行定向。在优选实施例中，此步骤能在如上描述的查验步骤前执行，查验已经实现预期的定向。基于一致的定向，种子的相同大体部分能在每个种子上打开，且由此每次添加剂被引入和被包含在种子的相同大体区域。

相应地，本装置优选地进一步包括定向装置，其用于在种子被打开前对其定向。

种子的定向可通过施加震动和/或气动(空气)压力，通过执行机械筛选、优选通过不同孔尺寸，和/或机械分选而实现。选择定向的方法，优选震动，以便促进一个取决于种子的结构和质量分布的确定的定向。当种子达到预期的定向时，例如由于具体地结构化的支撑等而使种子达到稳定位置，震动还可用于实现定向的随机变化。

特别是取决于用于打开种子的技术，已经证实如果种子保持器由种子支撑器构成是有利的，在查验定向前将种子固定到该种子支撑器。种子支撑器由此提供了种子相对于打开装置的可重复的布置。因而，被固定的种子避免了不期望的打开装置和种子之间的相对移动和导致打开种子时的损坏风险。

相应地，本装置的种子保持器可通过种子支撑器和用于在种子被打开前将种子固定到种子支撑器的装置而构成。种子支撑器可以是传送装置的部分。它相对于打开装置通常是可移动的，并由此提供了到打开装置和引入装置的可控的种子供给。

种子支撑器可具有用于接收种子的至少部分锥形的支撑表面。优选地种子支撑器适于接收被制备的给定种子类型的单个种子。在这方面锥形支撑表面有利地对应于种子的整体形状，特别是在种子支撑器内部的种子的优选的定向上。

而且种子支撑器可包括用于接触种子的弹性部分。这提高了种子支撑器上或内的种子的稳定性。具体地，该弹性部分能够吸收冲击，否则此冲击可移动种子或从支撑器将种子弹出。弹性部分还能够在种子和种子支撑器之间提供增加的摩擦力。

如果种子通过粘附固定到种子支撑器，种子的固定可特别容易和快速地实现。粘附可在接收到种子时立即由种子支撑器实施。优选地粘附通过在种子和种子支撑器之间创造负流体压力而实现。负流体压力优选为大气压以下，负压或(部分)真空。由于压力差有效地在种子支撑器方向上对种子施加力，种子由此维持在种子支撑器上。

替代地或附加地，种子可通过机械锁定而被固定在种子支撑器上。机械锁定实现种子可靠地固定在相当确定的位置。除此之外它通常防止了多个种子接收在相同位置，由此有助于种子的单一性(singling)。

根据本发明说明书开始所定义的种子产品，其特征在于种子包括开口和种子内的预定义量的添加剂。种子的开口可优选例如根据如上描述的优选方法步骤被封闭和/或填充以形成种子产品。

根据本方法，本发明具体地涉及自动化和大规模的种子加工。此加工和制备在例如用于农业而需要大量类似处理的种子时是特别有利的。本发明，即提出的方法和装置，使得高效地以产业规模提供种子成为可能。因此，获得的种子产品可以包或批进行提供，包或批包括至少10个，至少30个，至少50个或至少100个的种子产品或至少5kg，至少10kg或至少20kg的种子产品。种子产品可以松散地例如散装货物提供，或包装成例如纸袋的袋、桶或其它容器提供。

以下将界定根据本发明的方法、装置和种子产品的优选实施例，以及其优选组合：

1.自动制备带有与种子一起使用的添加剂的种子的方法，包括：

-传送种子进入打开位置；

-当种子在所述打开位置时，在种子中创建开口；以及

-通过所述开口引入预定义量的添加剂到所述种子中，

其特征在于所述开口通过切割而创建。

2.根据实施例1的方法，其特征在于在将所述种子传送进入所述打开位置前：

-接收所述种子到种子保持器上；

-查验在所述种子保持器上的种子的定向；以及

-如果所述种子的定向不同于预期定向，从所述种子保持器移除该种子。

3.根据实施例1或2的方法，其特征在于用于传送所述种子进入所述开口位置的传送装置包括至少两个，优选5和100个之间，用于传送种子的种子保持器。

4.根据实施例3所述的方法，其特征在于所述传送装置配置为每秒传送至少一个，优选至少10个，种子进入所述打开位置。

5.根据前述实施例之一的方法，其特征在于所述种子属于选自包括禾本科、豆科、十字花科、菊科、茄科和锦葵科的组的植物科别，具体地所述种子选自包括玉米种子、大豆种子、向日葵种子、油菜种子、豆类种子、小麦种子、大麦种子、黑麦种子、燕麦籽、小黑麦种子、稻的种子、马铃薯块茎、葫芦科植物的种子、和棉花的种子的组。

6.根据前述实施例之一的方法，其特征在于所述创建的开口穿透种皮，并且所述添加剂注入种子的胚乳组织或者胚乳组织和胚芽之间。

7.根据前述实施例之一的方法，其特征在于所述添加剂选自包括植物内生微生物的类中的一个或多个，优选植物内生细菌，具体地伯克霍尔德菌属、根瘤菌属、慢生根瘤菌属、中慢生根瘤菌属、中华根瘤菌属、草螺菌属、固氮螺菌属、醋酸杆菌属、节杆菌属、芽孢杆菌属、肠杆菌属、假单孢菌属、类芽孢杆菌属、泛菌属、肠杆菌和Burkholderiaphytofirmans，和植物内生真菌，特别地弯孢霉属、菌根菌、Pififmospora、木霉菌和刺盘孢属。

8.根据前述实施例之一的方法，其特征在于所述种子在引入所述添加剂期间或之后被闭合。

9.根据实施例8的方法，其特征在于所述种子通过施用合适的闭合剂被闭合，具体地闭合剂包括石蜡、淀粉、蛋白胶、滑石粉、沸石、糖、硝酸纤维素、树脂、常规的种子包衣、明胶、明角质和合成胶中的一种或多种。

10.根据前述实施例之一的方法，其特征在于在将所述种子传送进入所述打开位置前以预定义的方式对种子进行定向。

11.根据实施例2至10之一的方法，其特征在于所述种子保持器由种子支撑器构成，在查验所述定向前所述种子被固定到所述种子支撑器。

12.根据实施例11的方法，其特征在于所述种子通过粘附被固定到所述种子支撑器。

13.根据实施例12的方法，其特征在于所述粘附通过在所述种子和所述种子支撑器之间创建负流体压力而实现。

14.根据实施例11的方法，其特征在于所述种子通过机械锁定被固定到所述种子支撑器。

15.根据实施例11至14的方法，其特征在于所述种子支撑器具有用于接收所述种子的至少部分锥形的支撑表面。

16.根据实施例11至15的方法，其特征在于所述种子支撑器包括用于接触接收在所述种子支撑器上的所述种子的弹性部分。

17.根据实施例10至16之一的方法，其特征在于所述种子的定向通过在查验所述种子的定向前施加震动和/或气动压力，或通过执行机械筛选、优选通过不同孔尺寸，和/或机械分选而实现。

18.自动制备带有与种子一起使用的添加剂的种子的装置，包括：用于在种子内创建开口的打开装置，用于将预定义量的添加剂通过所述开口引入所述种子内的引入装置，以及用于传送所述种子至所述打开装置的传送装置，其特征在于所述打开装置选自包括锯、刀片和切刀的组。

19.根据实施例18的装置，其特征在于所述传送装置包括用于接收所述种子的种子保持器，其中所述装置还包括用于在将所述种子传送到所述打开装置前查验所述种子定向的查验装置。

20.根据实施例19的装置，其特征在于所述传送装置包括与所述查验装置连接的喷射装置，且配置为如果种子的定向不同于预期定向，将种子从所述种子保持器移除。

21.根据实施例19或20的装置，其特征在于所述传送装置包括至少两个，优选5和100个之间的种子保持器。

22.根据实施例18至21之一的装置，其特征在于所述传送装置配置为每秒传输至少一个，优选至少10个种子至所述打开装置。

23.根据前述实施例之一的装置，其特征在于所述引入装置配置为将所述添加剂注入种子的胚乳组织或者胚乳组织和胚芽之间。

24.根据实施例18至23之一的设备，其特征在于所述装置还包括在引入所述添加剂期间或之后用于闭合所述种子的闭合装置。

25.根据实施例18至24之一的装置，其特征在于所述装置还包括用于在所述种子被打开前对所述种子进行定向的定向装置。

26.根据实施例18至25之一的装置，其特征在于所述种子保持器由种子支撑器和用于种子被打开前将所述种子固定到所述种子支撑器的装置而构成。

27.根据实施例26的装置，其特征在于所述种子支撑器具有用于接收所述种子的至少部分锥形的支持表面。

28.根据实施例26或27的装置，其特征在于所述种子支撑器包括用于接触所述种子的弹性部分。

29.根据实施例1至17之一的方法获得的种子产品，包括优选被封闭和/或填充的种子中的开口，和种子内部的预定义量的添加剂。

30.种子产品的包或批，包括至少10个，至少30个，至少50个或至少100个根据实施例29的种子产品。

附图说明

以下通过优选示例性实施例并参考附图详细定义本发明，但是，这些实施例并不限于附图。具体如下：

图1为根据本发明的简化装置的概略图；

图2a和2b分别显示了基于负压的简单种子支撑器的平面图和剖面图；

图3a和3b对应于图2a和2b，其中种子在种子支撑器内被接收；

图4a和4b分别显示了用于机械锁定种子的简单种子支撑器的平面图和剖面图；

图5a和5b对应于图4a和4b，其中种子在种子支撑器内被接收；

图6显示了用于通过切割而打开种子、接着注入添加剂而制备种子的装置的概述图；

图7a和7b分别显示了根据图6的基于负压的先进种子支撑器的平面图和剖面图；

图7c显示了根据图7a的种子支撑器序列布置的平面图；

图8a显示了根据图7b的具有未对准种子的两个相对的种子支撑器的剖面图；

图8b对应于图8a，其中种子已经对准；

图9a显示了根据图7b的连同包括锯刀的打开装置的种子支撑器；

图9b显示了具有在种子支撑器内被接收且通过切割打开的种子的图9a的布置；

图10显示了根据图6的打开和注射装置的详细视图；

图11显示了其中应用两种不同类型的种子支撑器的制备种子的替代装置的示意概略图；

图12a、12b和12c显示了两个根据图11的种子支撑器类型之间的交接的详细视图，其中图12a显示了沿图12b中的A-A线的剖切面，图12b显示了沿图12a和12c中的B-B线的剖切面，且图12c显示了沿图12b中的C-C线的剖切面。

图13显示了其中打开装置是基于垂直切割激光的用于制备种子的简化装置的示意图；以及

图14显示了其中打开装置是基于水平切割激光的用于制备种子的简化装置的示意图。

具体实施方式

本发明的一个目的在于提出一种用于引入一种添加剂(或多种添加剂，分别地或作为混合物)到种子中的自动化装置。一般地，种子在由本装置执行制备之前通过它们各自的形状和/或尺寸被划分。

如图1显示的装置包括打开装置2，注射装置3和闭合装置4以及用于在所述装置之间传输种子6的传送装置5。打开装置2包括具有旋转刀片7的锯，优选金刚石刀片，旋转刀片具有大约0.5mm(在本示例，用于玉米种子)的切割宽度。刀片7被设置为当种子6布置在打开位置2'时切入种子6的朝上定向端。锯被悬挂在弹性悬架8上。悬架的弹性可通过弹簧实现。悬架8握持锯的基板9，其中锯对着基板9下方的种子6的上侧。基板9和刀片7中心之间的距离配置为对面向在打开位置2'处的锯的种子6的上端提供预定的切割深度，优选切割深度为大约1.5mm(在本示例中，用于玉米种子)。切割宽度基本上对于每个通过打开装置2下方的种子是相等的。切割深度大体上调整为从种子6的上侧的胚芽的预期(最小的)距离，即它小于或等于所述预期距离。由此可避免胚芽的损坏。在本示例中，锯在种子的上部分产生狭缝，狭缝为大约0.5mm宽和1.5mm深。这些尺寸将适应被制备的种子的类型，即尺寸通常对于更小的种子类型会减小，且对于更大的种子类型可更大。还可能对于非常大的种子类型(例如，块茎)多个开口可能是有用的。

注射装置3包括可枢转盘10，可枢转盘10携带多个用于引导液体添加剂的中空针11。盘10通常安装在基板12上方以用于引导在注射装置3下方的种子6。针11相对于种子6被弹性地支撑且配置为进入由每个在注射设备3下方通过的种子6的被打开装置2创建的狭缝。针11的直径由此小于狭缝的宽度，而狭缝的宽度又由锯刀7的厚度决定。注射设备的可枢转盘10配置为以与基板12下方的种子6的运动相协调的方式来旋转针11。具体地，选择盘的旋转速度使得在插入种子6的狭缝的针11和对应的种子6之间在传送方向13上几乎没有相对运动。针11由此在基本上垂直于传送方向13的方向上进入种子6，并从种子6退回。

闭合装置4包括用于对通过喷嘴14下方的种子的狭缝施加密封的喷嘴14。优选喷嘴14连接至石蜡原油且配置为对少量的石蜡加热并将融化的石蜡涂在种子6的狭缝上，由此对狭缝进行闭合。替代地喷嘴可配置为对种子6涂覆不同类型的包衣，例如一种染色剂。代替喷嘴14，例如可用刷子对种子6施加密封。

传送装置5在图1中显示为简化的传送带15，在传送带15上多个种子6布置为具有定向的和相等间距的方式。指示的种子6为玉米种子，其中传送带15上的种子6的定向使得种子6的较宽的上端是面向打开装置2。通常种子6相对于打开装置2的优选定向是使得种子内的胚芽背向打开装置2，即要创建开口的位置位于与胚芽相反的一侧。传送装置5从在右手侧的储库和供给装置(未示出)将种子6在传送方向13上传送至左侧。每个未制备的种子6处理的第一位置在打开位置2'，如上详细解释在打开位置2'处开口在种子6中被创建。从打开位置2'处种子6然后被进一步传送至用于引入预定义量的添加剂的在注射装置2下方的注射位置3'。当已经引入正确量的添加剂时，种子6由传送装置5传送进入闭合装置4下面的闭合位置4'，在闭合位置4'处种子6的开口被闭合。最后在闭合位置4'之后，制备的种子6从传送装置5上被丢弃，且在左手侧的产品库(未示出)中被收集。在种子6被打开期间和在注射添加剂期间，种子6分别相对于打开装置2和注射装置3被固定。

种子6在种子保持器16内，并保持在传送装置5上。为了将种子6固定在传送装置5上，种子保持器由种子支撑器16'构成。图2a和2b显示了基于负压的简单的种子支撑器16'。种子支撑器16'包括锥形座17。图3a和3b显示了与图2a和2b相同的种子支撑器16'，连同接收在座17内的种子6。座17具有一定数量的连接到空气通道19的开口18。为了将种子6固定到座17内，施加负空气压到空气通道19，由此在座17和种子6之间产生了抽吸效应。底部开口大于座17的侧壁上的开口，这有利于座内的有效负压分布。优选座的内表面包括弹性部分(未示出)，即上述表面至少部分由诸如橡胶涂层的弹性材料形成。弹性部分有利于座17的形状根据种子6的形状而微小的适应性变化，由此实现了种子6的气密接触且因此特别稳定的固定。种子支撑器16'进一步包括压力喷嘴20，压力喷嘴设置在座17的底部中心，特别地设置在座17的底部开口内。压力喷嘴20经由控制阀(未示出)连接到压缩空气通道。藉由打开阀和释放压缩空气射流通过压力喷嘴20，接收在座17内的种子6可被移除，即弹出座17。

图4a和4b显示了替代的用于将种子机械锁定在种子支撑器21内的简单种子支撑器21。如之前示例，种子支撑器21包括用于接收种子的座22。在图4a和4b中，种子支撑器显示在打开的位置处。图5a和5b显示了图4a和4b的种子支撑器21在闭合的位置处，种子6被接收在槽22内。座22在底部具有开口23，开口23连接到用于施加压缩空气和将种子吹出座22的空气通道24。压缩空气可通过设置在种子支撑器22附近的固定喷嘴25被引入。种子支撑器21可与喷嘴25分离且相对于喷嘴25可移动。

种子支撑器21进一步包括两个相对于座22可枢转且安装在支撑器21的主体27上的夹钳26。夹钳26配置为通过将种子6推至座22的底部而在闭合的位置(见图5b)把种子6握持在座22内。座22的实际形状适应于种子6的划分。夹钳26的形状也可配置为种子6的形状。为了增加种子6和种子支撑器21之间的摩擦力并由此提高对座22内的种子6的握持，座22的内表面和夹钳26的端部用橡胶涂层覆盖。在种子支撑器21的上侧预设(foresee)空隙28。空隙28设置为垂直于座22的纵轴，且配置为当种子被打开时接收用于对种子6(见图1)进行打开的锯的刀片7。操作中，空隙28设置为与种子6的传送方向13平行。

夹钳26围绕轴29可枢转。轴29设置在主体27的凹进部分。夹钳26的运动可经由弹簧或其它手段进行气动、液压控制。

用于实施本发明的装置30的更详细示例如图6所示。装置30包括图示为漏斗的供给装置31，供给装置31配置为将单粒化的种子排放至设置在漏斗下方的种子支撑器32。种子支撑器32(参见图7b)的槽34的种子接收孔33面向形成为供给装置31的漏斗的排出开孔。种子支撑器连接至展示为简化形式(例如，没有显示返回路径)的由线性传送带36形成的传送装置35。至少一个种子支撑器32连接至传送带36，种子支撑器32在不同的操作位置间移动，以下将用如图6所示的多个分开的种子支撑器32对操作位置进行描述。在本示例中，传送带36包括10个种子支撑器32，其中能预期在传送带36的返回路径(未示出)有进一步的种子支撑器32。如上说明的第一操作位置为接收位置37，在接收位置37处种子支撑器32与供给装置31互相作用。在种子插入座34之后，摇动或震动种子支撑器或至少其部分以提高在槽34内的种子的正确定向。

在接收位置37之后，种子支撑器32接着移动到查验位置38。在查验位置38处，装置30的查验装置39，例如包括CCD传感器的数字相机，基本上安装在与接收孔33相对的位置。查验装置39安装和配置为查验接收在由座35形成的种子保持器内的种子的定向，且优选查验种子的位置。具体地，查验装置39检测种子是否与座35对准或种子的定向相对于座35倾斜，在前种情况下，种子的定向对应于预期定向，在后种情况下，定向不同于预期定向，前述预期定向是指具有与种子形状相对应的形状的槽35的定向。查验装置检测座35内的种子的定向且储存结果，即正确/不正确的定向，并将存储的结果与查验位置38处的种子支撑器32相关联。

查验位置38之后，种子支撑器32移动进入交接轨道40。沿着交接轨道40携带有至少第二种子支撑器42的第二传送装置41设置为基本与如上论述的第一传送装置35平行。第二传送装置41包括安装在两个旋转卷轴上的第二传送带43。第二传送装置41包括14个种子支撑器32，形成为用于传送种子6的种子保持器。第二传送装置41是用于制备种子的第二加工线的部分，其中第一传送装置35是用于制备种子的第一加工线的部分。和第一加工线相比，第二加工线不具有单独的供给装置，但配置为沿着交接轨道40从第一加工线接收没有对准的种子，即具有不正确定向的种子。为此目的第二种子支撑器42和(第一)种子支撑器32移动到交接位置45处。在交接位置45处，第一种子支撑器32的接收孔33面向第二种子支撑器42的接收孔33。在交接位置45处的两个相对的种子支撑器32、42之间可能有一个距离，选择该间距使得没有对准的种子配合于它们之间。如果对定向的查验已经显示种子6的不正确定向，种子6从由第一种子支撑器32的座34构成的种子保持器上移除，并在交接位置45处被交接至第二种子保持器42的座34。在此位置种子的交接通过将没有对准的种子从第一种子支撑器32的座34内吹出。同时，施加负压到第二种子支撑器42的座34，由此将松散的种子朝着接收第二种子支撑器42的孔33拉并进入座34内。维持第二种子支撑器42上的负压使得保持和稳固种子。

交接轨道40之后，第二种子支撑器42前进至第二查验位置46。在第二查验位置46处装置30的第二加工线的第二查验装置47，例如包括CCD传感器的数字相机，设置为基本上与第二种子支撑器42的接收孔33相对。第二查验装置47与如上描述的(第一)查验装置39相似。如果种子再次没有对准，它可被回送至第一加工线的供给装置31。

在第二种子支撑器42内对种子的正确定向进行成功的查验后，第二种子支撑器移动至打开位置48。在打开位置48处第二种子支撑器42在包括旋转锯刀50的锯的基板49的下方前进。当种子移动至锯的下方的切线方向时，锯刀50进入邻近种子支撑器42(见图7a)的接收孔33的间隙51,52，并切入接收在座34内的种子的上端。由此锯通过对种子上端切割开口的方式对种子进行打开。在切口已经被创建之后，握持已打开的种子的种子支撑器42从打开位置48移动至注射位置53。

在注射位置53处连接至喷嘴55的针54在基板49下方延伸使得它能在注射位置53处延伸进入接收在种子支撑器42内的种子的切口。操作中，预期的添加剂被运送至第二加工线的喷嘴55，且通过针54和开口被引入种子内。

注射位置53之后，第二种子支撑器42前进至取出位置56。在取出位置56处，取出系统57设置为与第二种子支撑器42相对，使得取出系统57的入口的开口面向接收孔32。具体地，取出系统57配置为施加负压到槽34。为了从其中取出种子，操作种子支撑器42的喷射结构从座34喷射种子且朝向取出系统57的入口的开口。

取出位置56之后，空的种子支撑器42再次移动至交接轨道40以接收新的、未制备的种子。从种子及其制备的角度，第二加工线从交接轨道40开始，且在取出位置56和取出系统57处结束。

基于查验而正确对准在第一种子支撑器32内的那些种子保留在第一加工线，即它们不被交接到第二加工线而是保持在上述的第一种子支撑器32中通过交接轨道40。在交接轨道之后，种子支撑器32移动至与如上对第二加工线描述的打开位置48类似的打开位置58。第二种子支撑器32通过锯刀59下方，锯刀59将接收于其中的种子打开，并且在注射位置63处，形成为喷嘴61和针62的引入装置60配置为将供给至喷嘴61的添加剂引入种子的切口。添加剂的供给优选经由计量设备(未示出)执行以提供明确定义的量的添加剂至喷嘴61。成功被制备的种子以如上对第二加工线说明的在取出位置64处由取出系统65从第一种子支撑器32移除。

可用本方法或利用本装置自动制备种子的速度高于每秒1个，优选至少每秒5个种子，其中每个加工线每秒制备10和100之间的种子的制备速度是可能的。更高速度主要受到种子支撑器的机械运动限制。(光学)查验原则上也会支持更高的速度。另一个限制因素是种子的定向，例如通过振动。对于本装置的总体速度，当然以生产量计的更高速度可通过对工艺的部分或整个加工线并行化而实现。

图6中装置30的种子支撑器32、42优选为图7a和图7b中更详细显示的类型。尤其图7b显示了种子支撑器32的座34由筛状的可移动篮66而构成，可移动篮66在其侧壁和底壁上具有若干个穿孔67。篮66通过活塞杆69上的弹簧68被悬挂在两侧，且在垂直于种子支撑器32的接收槽33的纵向方向上可移动。在所述活塞杆69的末端处活塞70设置在具有压缩空气入口72的气动腔71内。通过向所述腔71施加正压，由于腔71容纳的体积膨胀，活塞70在种子支撑器32的接收孔33的方向上被推动向上。篮66随着活塞70经由活塞杆69和弹簧68向上运动。篮66的运动受到种子支撑器32的壳体74的法兰74的限制。当篮66的上边缘碰触法兰73，篮66的运动立刻停止。在此位置处篮66内容纳的种子保持其动量将继续向上运动。活塞杆69将受到弹簧68的作用力而连续减慢，由此压缩弹簧68。

当正压从腔71移除时，篮66将在重力影响下落至它的最低位置。除此之外，篮66以及最后接收在其中的种子将受施加到篮66下方的真空区75的负压而被拉至最低位置，即与种子支撑器32的接收孔33相对的篮66的一侧。在图7b中，显示了正压连接件76和负压连接件77，它们以如上说明方式操作种子支撑器32的功能。为了有效施加负压，负压连接件77优选具有大于正压连接件76的直径。

篮66的形状适应于待制备种子的形状。大体上篮66优选具有锥形形状。篮66的内侧，即接触种子的一侧，优选具有橡胶类材料的弹性涂层，以实现篮66和接收在其中的种子之间的气密连接。

图7c显示了一串排成行的种子支撑器32，其中种子支撑器32通过互锁框78而分离。互锁框78每个具有前接触表面79和后接触表面80。接触表面79、80对应成圆形以实现稳定而克服种子支撑器32的横向(相对于所述串)运动。

图8a和8b更详细地显示了沿着图6中的交接轨道的两个种子支撑器32、42的交接位置45。在图8a中种子82在第一种子支撑器32内以不准确的定向被接收。在这个示例中种子82是玉米种子，设置成种子82的胚芽向上指向远离种子支撑器32。此外种子82的大体锥形形状与形成为种子支撑器32(参考图7b)的座34的篮66的对应形状没有对准。第二种子支撑器42与第一种子支撑器32相对设置使得第一和第二种子支撑器32、42的接收孔33面向彼此。两个种子支撑器32、42一同限定了种子82被容纳的封闭腔。由此当种子从第一种子支撑器32喷射出时，它将被迫运动至第二种子支撑器42。此运动可经由专用的负压连接件83由施加到第二种子支撑器42的负压或抽吸支持。同时第一种子支撑器32的负压连接件77被禁用以防止在没有对准的位置握持种子82。

如图8b所示，种子82通过如上描述过程在第二种子支撑器42上移动到准确的定向。具体地第二支撑器42的座34的倒锥形与之前没有对准的种子82的定向对准。之后种子82通过连续地施加到第二种子支撑器的负压连接件83上的抽吸而保持在准确定向和倒立的位置。

图9a和9b更详细地显示了包括锯刀50的打开装置84。锯刀50穿过打开装置84的基板49中的狭缝，且设置在与所述基板49垂直向的固定距离处。锯刀50耦接至用于旋转锯刀50的电机85。操作中(见图9b)，接收在设置于基板49下方打开位置48处的种子支撑器32中的种子82通过将种子82朝锯刀50推进而被打开。在显示的示例中，可移动篮66构成种子支撑器32的座34(参见图7b)，握持种子82的篮66借助于如上描述的用于喷射种子的气动机构而推向基板49。为了使种子82相对于锯稳定，基板49具有对应于种子82上侧轮廓的纵向凹部。在打开种子82时，通过施加到筛状篮66下方的空间75的负压以及藉由活塞70和弹簧68将篮66机械压在基板49上而将种子82固定在篮66的内侧。除此之外，篮66的弹性内表面保证了大的接触表面以及种子82和篮66之间增加的摩擦力。

图10更详细的显示了打开装置84连同图6的引入装置60。连接至用于引进添加剂的喷嘴61的针62以与锯刀50相似的程度穿透基板49。

图11显示了根据本发明的装置86的另一个实施例。装置86包括供给装置87，供给装置87从种子储存器89中移除未制备种子88且将单粒化的种子88传输至装置86的第一加工线90。装置86还包括与第一加工线90基本相同的第二加工线91，尽管没有专用的供给装置。替代地且如之前示例所示(图6)具有交接轨道92，交接轨道92用于当种子支撑器32、42在交接位置45处(未示出)时将第一加工线90的第一种子支撑器32的未对准种子交接至相对和同步化的第二加工线91的第二种子支撑器42。第一和第二种子支撑器32、42安装在同步化的辊93、94上，操作中同步化的辊以相反方向旋转以实现种子支撑器32、42沿着交接轨道92的平行运动。

在种子已经在分别的种子支撑器32、42之一中被接收后第一和第二加工线90、91的进一步加工基本上是相同的，且因此功能相同。所以对于加工线90、91两者不用单独参照附图只描述一次。

在两条加工线90、91和交接位置45之间的交接轨道92之后，种子支撑器32移动至用于将种子82插入第三种子支撑器96的夹持轨道95(见图12b和12c)。第三种子支撑器96基本上是弹簧式夹持设备。它包括两个用于将种子82保持在其间的接触元件97。接触元件97相对设置且每个悬挂在弹簧98上，其中弹簧98沿着共同的垂直于种子82传输方向(与辊93相切)的轴设置。每个接触元件97构成了部分接收种子82的凹部，其中凹部的形状适应于被处理种子的形状。为了围住和握持种子82，弹簧98通过将相对的传送带101相互更靠近而受压缩。

至少一个第三种子支撑器96设置在单独的传送设备99上，传送设备99用于将第三种子支撑器96从夹持轨道95移动至打开装置100。传送装置99包括两个传送带101，每个传送带支撑每个第三种子支撑器96的一个接触元件97。在第三种子支撑器96内，种子82被夹在接触元件97(见图12c)之间，且接触元件97通过压缩弹簧98而压在种子82上，即种子82在两个相对的弹簧98之间保持平衡。由于接触元件97和种子92之间的摩擦力，种子横向穿过接触元件97的运动是受限制的。此外，接触元件97可涂覆有防滑材料，例如橡胶、塑料或诸如用磨料的粗化涂层，且接触元件97可具有凹形形状或凹陷以实现接触元件97和种子82之间的形状配合且由此有助于对种子的握持。为了进一步支撑种子尤其在打开装置100的影响下不进行横向移动，这种影响例如是由打开装置100的基板49和锯刀50施加的压力(见图10和相应的描述)，打开装置100包括锥形的支撑滑板(support slide)102，其在种子被打开时引导和支撑种子82。当基板49移动至适应于种子82的长度时，种子82由此沿着支撑滑板102被拖拽，且用基板49支撑在固定位置的锯刀50实现了均匀的开口深度。不同的种子尺寸通过支撑滑板102补偿，支撑滑板102将种子压向基板49和锯刀50。在打开装置100后，引入装置60以之前描述方式设置以将添加剂引入在种子82内新创建的开口。制备完成的种子82然后从第三种子支撑器96和传送设备99被丢弃进入收集设备(未示出)。

图12a更详细地显示了第一种子支撑器32和第三种子支撑器(只示意地表示)之间的设置，特别是它们的垂直方向的设置。具体地，如结合图7b所描述的通过抽吸方式而握持种子82在其座34内的第一种子支撑器32与第三种子支撑器的传送装置99对准，使得第一种子支撑器的上侧103正好布置在接触元件97的下方。与结合图9b所描述的运动相似，第一种子支撑器32的篮66朝上侧103运动使得种子82从第一种子支撑器32伸出(sticking out)。种子82在座34外部的部分，即在第一种子支撑器32的上侧103以上的部分，然后如上描述被夹在接触元件97之间。一旦种子82由第三种子支撑器握持，通过去除来自座34的负压而释放第一种子支撑器32的握持。此外，此时篮66可通过移除来自正压连接件76的正压而被降低，由此容许活塞杆69后退以便促进从夹持轨道95末端处的第一种子支撑器32的撤回。

图13显示了一种替代的打开装置104，其包括激光设备105，特别是激光切割设备或激光开槽设备。与图1中的打开装置2相似，种子6通过传送装置5沿着基板106的下侧移动。在此实施例中，通用基板106用于打开装置104和引入装置107。因为并不必要固定种子6和激光开槽设备105之间的距离，用于对种子6进行打开的激光设备105独立于基板106悬挂。基板106具有用于从激光设备105发射的激光束108的开口(未示出)。可用激光束108对在基板106下方的打开位置48的种子上侧进行切割或开槽。注射设备107和随后的闭合设备4与结合图1描述的注射设备3和闭合设备4工作原理类似。在本实施例中(图13)，由激光设备105产生的激光束108基本上横向于传送设备5的传送方向13。

根据图14的进一步实施例中，激光设备109相对于传送装置110设置使得由激光设备109产生的激光束111基本上平行于在打开位置112处的传送装置110的传送方向13。为了将种子6靠近激光束111，传送装置110包括在打开位置112处具有最高点的带扣(buckled)传送带113。由激光束112产生的种子6的开口深度因此受到传送装置110路径的控制，具体为传送带113和激光束111之间的距离。在打开位置112之后，被打开的种子6移动至与结合图1描述的部件相似的引入装置3和闭合装置4。

Claims

1.自动制备带有要与种子(6)一起使用的添加剂的种子(6)的方法，，所述方法包括：

-传送所述种子(6)进入打开位置；

-当种子在所述打开位置时，在所述种子(6)中创建开口；以及

-通过所述开口引入预定义量的添加剂到所述种子(6)中，

其特征在于所述开口通过切割而创建。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于在将所述种子(6)传送进入所述打开位置前：

-接收所述种子(6)到种子保持器上；

-查验在所述种子保持器上的所述种子(6)的定向；以及

-如果所述种子(6)的定向不同于预期定向，从所述种子保持器移除该种子(6)。

3.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于所述创建的开口穿透种皮，且所述添加剂被注入种子的胚乳组织或者胚乳组织和胚芽之间。

4.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于在将所述种子传送进入所述打开位置前以预定义的方式对所述种子进行定向。

5.根据权利要求2至4之一的方法，其特征在于所述种子保持器由种子支撑器(32)构成，查验所述定向前所述种子(6)被固定到所述种子支撑器(32)。

6.根据权利要求5的方法，其特征在于所述种子(6)通过粘附被固定到所述种子支撑器(32)。

7.根据权利要求4至6之一的方法，其特征在于所述种子(6)的定向通过在查验所述种子的定向前施加震动和/或气动压力，或通过执行机械筛选、优选通过不同孔尺寸，和/或机械分选而实现。

8.自动制备带有要与种子(6)一起使用的添加剂的种子(6)的装置，包括：用于在种子(6)中创建开口的打开装置(2)，用于将预定义量的添加剂通过所述开口引入所述种子(6)内的引入装置，以及用于传送所述种子(6)至所述打开装置(2)的传送装置(5)，其特征在于所述打开装置(2)选自包括锯、刀片和切刀的组。

9.根据权利要求8的装置，其特征在于所述传送装置(5)包括用于接收所述种子(6)的种子保持器，其中所述装置还包括用于在将所述种子传送到所述打开装置前查验所述种子(6)定向的查验装置(39)。

10.根据权利要求9的装置，其特征在于所述传送装置包括与所述查验装置连接的喷射装置，且配置为如果所述种子(6)的定向不同于预期定向将所述种子从所述种子保持器移除。

11.根据权利要求8至10之一的装置，其特征在于所述装置还包括用于在种子被打开前对所述种子进行定向的定向装置。

12.包括根据权利要求1至7之一方法获得的种子(6)的种子产品，所述种子(6)包括优选被封闭和/或填充的开口，和种子内部的预定义量的添加剂。

13.种子产品的包或批，包括至少10个，至少30个，至少50个或至少100个根据权利要求12的种子产品。