DE2210330A1

DE2210330A1 - Umgebungs-Samenzelle und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE2210330A1
Application number: DE19722210330
Authority: DE
Inventors: Philip B. Linbrook N.Y. Knapp (V.StA.)
Original assignee: Aptek Industries, Inc., Lynbrook, N.Y. (V.StA.)
Priority date: 1971-03-08
Filing date: 1972-03-03
Publication date: 1972-09-14
Also published as: IT951780B; US3690034A; FR2129457A5; CA966327A

Description

APTEK INDUSTRIES, INC.

665 Merrick Road

Lynbrook, New York / Y.St.A.

Unser Zeichen: A 1605

Umgebungs-Samenzelle und Verfahren zu ihrer Herstellung

Die Erfindung "betrifft eine durch Kompression zu einer Tablette verformte Umgebungs-Samenzelle sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung.

Die Zelle besteht vorzugsweise aus zwei äußeren Schichten aus einem teilchenförmigen Material einer verhältnismäßig großen Partikelgröße und einer zentralen Polsterungsschicht (Prallschicht) mit einer wesentlich kleineren Partikelgröße als die durchschnittliche Partikelgröße des Materials der äußeren Schicht. Der Samen wird in die zentrale Polsterungsschicht eingebettet, bevor auf die äußeren Schichten Druck angewendet wird zur Herstellung der Tablette, wodurch die Wahrscheinlichkeit der Beschädigung des Samens stark verringert wird. Vorzugsweise wird das Material an seiner Peripherie einem größeren Druck und an seinen zentralen Teilen einem geringeren Druck ausgesetzt, wodurch eine Tablette gebildet wird, in welcher die Materialdichte in dem peripheren Bereich wesentlich größer ist als in dem zentralen Bereich und wodurch die Dicke in dem zentralen Bereich wesentlich größer ist als in dem peripheren

Dr.Hn/ju

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Bereich. Der Samen ist in dem zentralen Bereich angeordnet .

Dadurch ist eine Umgebungs-Samenzelle definiert, die in der Lage ist, den Unbilden beim Transport (Verschiffung) und bei der Pflanzung durch mechanische Pflanzmechanismen ohne Zerstörung zu widerstehen, während gleichzeitig der Samen, der innerhalb des weicheren, weniger zusammengepreßten Zentralbereiches eingebettet ist, weniger der Beschädigung unterliegt.

Das die äußeren Schichten bildende Material besteht vorzugsweise aus Vermiculit, das eine laminare Partikelkonfiguration aufweist und das mit beträchtlichen Mengen an nichtlaminarem partikelförmigem organischem Material vermischt ist zur Verhinderung der Schichtenbildung des Vermiculits, wenn letzterer zu Tabletten verpreßt wird.

Bereits seit vielen Jahren ist man bestrebt, eine Samenzelle herzustellen, die zum Einpflanzen und insbesondere zum mechanischen Einpflanzen leicht gehandhabt werden kann und die in einer einzigen Einheit einen Samen des gewünschten Typs zusammen mit einer diesen einschließenden Umgebung (Umwelt) zur Verfügung gestellt wird, welche das schnelle Wachstum des Samens fördert und den schnellen Zugang der Umgebungsfeuchtigkeit zu dem Samen nach dem Einpflanzen erlaubt.

Wegen der Empfindlichkeit der meisten Samenarten, ihrer häufig geringen Größe und unregelmäßigen Form war es bisher schwierig, wenn nicht gar unmöglich, in technischem Maßstäbe einzelne Samenkörner zu nehmen und diese in Vertiefungen oder Löcher in dem Erdboden, die in den gewünschten Wachstumsabständen angeordnet sind, einzusetzen. Infolgedessen wurden Verfahren entwickelt, bei denen eine der beiden folgenden typischen Methoden angewendet wurde:

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Gemäß einer Methode werden die Samenkörner willkürlich in einer Anzahl eingepflanzt, welche die gewünschte Wachstumskonzentration übersteigt. Nach der Keimung werden die Sämlinge zu der gewünschten Konzentration verdünnt. Dieses Verfahren ist offensichtlich ein unwirtschaftliches Verfahren sowohl vom Standpunkt der Verwendung überflüssiger Samenmengen als auch, was viel wichtiger ist, vom Standpunkt der für den Verdünnungsprozeß aufzuwendenden Arbeit aus gesehen.

Gemäß einer weiteren Anpflanzungsiaethode werden die Samenkörner in Flächen angepflanzt und nach der Keimung v/erden die Sämlinge voneinander getrennt und einzeln an der gewünschten Wachstumsstelle eingepflanzt. Dieses Verfahren ist außerordentlich zeitraubend und ist offensichtlich ungeeignet für die mechanische Einpflanzung und daher auch ungeeignet für großtechnische Einpflanzoperationen.

Um die oben beschriebenen Schwierigkeiten zu vermeiden, wurde bereits vorgeschlagen, den Samen in ein Umhüllungsmaterial einzuschließen, das sich nach dem Einpflanzen zersetzt oder auflöst. Vorzugsweise kann das · Um.hül lungs material Nährstoffe oder andere Substanzen enthalten, welche die richtige Keimung und das richtige Wachstum des Samens fördern. So wurde beispielsweise vorgeschlagen, Samenkörner zu behandeln, indem man unter Einarbeitung von Nährstoffen oder ähnlichen Eeagentien eine oder mehrere Überzüge aufbringt. Diese Beschichtungsverfahren haben jedoch die oben aufgezählten Frobleme nicht gelöst, da die Überzüge die Größe der Samenkörner nicht wesentlich erhöhten, um die mechanische Einpflanzung vorjeinzelnen Samenkörnern in den gewünschten räumlichen Abständen zu erlauben. Darüber hinaus sind Beschichtungsverfahren insofern nachteilig, als in ihnen der Samen einer Befeuchtungsstufe unterworfen wird, die mit der Aufbringung des Beschichtungsmaterials verbunden ist.

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Es wurde nun festgestellt, daß die Keimungsgeschwindigkeit von Samenkörnern und die Widerstandsfähigkeit von Sämlingen nachteilig beeinflußt werden durch den Auftrag von Feuchtigkeit, wie er bei der Bildung der Überzüge auftritt. Außerdem können, wenn ein Samen mit einem oder mehreren Überzügen darauf eingepflanzt wird, die Feuchtigkeitsbedingungen der Umgebung innerhalb einer wünschenswert kurzen Zeitperiode nicht ausreichend sein, um den Überzug aufzulösen und Feuchtigkeit einzuführen und sie mit dem Samen selbst in Kontakt zu bringen, um die Keimung zu beschleunigen.

Aus den obigen Gründen ist eine wesentliche technische Verwendung von beschichteten Samenkörnern, obwohl das Prinzip der Beschichtung von Samenkörnern bereits seit einiger Zeit bekannt war, bisher nicht erfolgt.

In einem weiteren Versuch, eine Umgebungs-Samenzelle herzustellen, wurde bereits vorgeschlagen, einen Samen in eine teilchenförmige Masse aus Vermiculit in Mischung mit einem Bindemittel einzuführen und die Masse durch Kompression zu einer Gesamteinheit zu verformen. Eine solche Einpflanzeinheit ist von Vorteil gegenüber den beschichteten Samenkörnern insofern, als ein schneller Zugang der Feuchtigkeit "zu dem Samen auftreten kann. Diese Umgebungs-Samenkörner führen Jedoch zu anderen Problemen. Wenn eine genügende Druckkraft angewendet wird, um eine Samenzelle mit einer für die mechanische Einpflanzung ausreichenden Strukturintegrität zu erzielen, wird der Prozentsatz der keimenden Samen drastisch herabgesetzt infolge Beschädigung des Samens selbst. Wenn bei dem Verfahren zur Herstellung solcher Umgebungs-Sameneinheiten ein geringerer Druck angewendet wird, sind die erhaltenen Einheiten außerordentlich brüchig, eo daß bei der Verpackung und beim Versand eine beträchtliche Sorgfalt aufgewendet werden muß und sie von Hand eingepflanzt werden müssen, da die Einheiten der Drehbewegung, wie sie. in mechanischen Einpflanzvorrichtungen auftritt, nicht widerstehen.

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Ein weiterer Nachteil, der bei Umgebungs-Samenzellen unter Verwendung von Vermiculit auftritt, ist die starke Neigung von Vermiculit, bei der Anwendung von Druck Schichten zu bilden. Diesbezüglich sei daran erinnert, daß Vermiculit eine im wesentlichen laminare Konfiguration hat und wenn ein solches laminares Material zusammengepreßt wird, haben die Lamellenebenen die Neigung, in einer Richtung praktisch senkrecht zur Achse der Druckkraft ausgerichtet zu werden. Wenn eine orientierte Vermiculitsamenzelle Feuchtigkeit ausgesetzt wird, neigt der Vermiculit dazu, sich in einer Sichtung senkrecht zu den Lamellenebenen auszudehnen. Zwar ist die Neigung von Vermiculit, sich auszudehnen, erwünscht, es sei jedoch bemerkt, daß die Ausdehnung in nur einer Richtung unerwünscht sein kann. Der Grund dafür, daß dies unerwünscht ist, liegt in der Tendenz einer Depression in dem Erdboden unter Ausdehnung oder Vergrößerung des Durchmessers. Wenn eine laminierte Vermiculitzelle eingepflanzt wird, so daß die Ebene des Vermiculite senkrecht zur Achse des Lochs in dem Erdboden liegen und sich der Erdboden seitwärts ausdehnt, bleibt ein ringförmiger Luftraum zurück, der die Zelle umgibt. Die Anwesenheit eines solchen Luftraumes ist offensichtlich nicht förderlich für die Leitung von Feuchtigkeit zu dem Samen oder dem teilweise gekeimten Sämling. Außerdem können die Wurzeln und andere Teile des gekeimten Sämlings aus der laminierten Vermiculitumgebung nur durch das Wachstum in einer Richtung parallel zu den Lamellenebenen austreten, wodurch die Wahrscheinlichkeit weiter erhöht wird, daß sich die Wurzeln usw. in den ringförmigen Luftraum erstrecken, was dazu führt, daß der Sämling verdorrt oder mindestens sein Wachstum verzögert wird.

Aus diesem Grunde erfordern die bisher bekannten komprimierten Vermiculittabletten eine spezielle Einpflanzvorrichtung, welche die Tabletten sanft behandelt wegen ihrer Zerbrechlichkeit (Brüchigkeit) und welche die Lage der Tabletten relativ zu dem Erdboden so orientiert, daß die

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Ausdehnung in einer Richtung senkrecht zur Achse des Loches in dem Erdboden erfolgen kann.

Die vorliegende Erfindung betrifft insgesamt eine verbesserte Umgebungs-Samenzelle und ein Verfahren zur Herstellung derselben. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Zelle durch einen Dreischichtenaufbau definiert, der obere und untere äußere Schichten einer verhältnismäßig großen Partikelgröße umfaßt zur Förderung der Expansion, wobei der Samen per se innerhalb einer Polsterungs-Mittelschicht mit einer verhältnismäßig kleinen Partikelgröße eingebettet ist. Durch die Anordnung einer solchen Polsterschicht ist es möglich, bei der Herstellung der Tablette beträchtliche Drucke einwirken zu laooen, ohne daß die Gefahr der Beschädigung des Samens besteht, wodurch die Herstellung einer robusteren (rauheren) und beständigeren Samenzelle ermöglicht ist, die gegen Versand widerstandsfähig ist und durch eine mechanische Einpflanzvorrichtung eingepflanzt werden kann.

Die Samenzelle wird vorzugsweise hergestellt durch Anwendung von differentiellen Druckkräften einschließlich verhältnismäßig hoher Druckkräfte, die auf den peripheren Bereich einwirken, und verhältnismäßig niedrigerer Druckkräfte, die auf den Zentralbereich einwirken, innerhalb dessen der Samen angeordnet ist. Dadurch wird eine Tablette mit einem rauhen (robusten), gegen Handhabung beständigen peripheren Bereich mit einer verhältnismäßig hohen Dichte und mit einem zentralen Bereich mit einer niedrigeren Dichte zur Polsterung des Samens und zur Förderung der schnellen Disintegration der Tablette gebildet.

Die äußeren Schichten enthalten vorzugsweise Vermiculit, der mit beträchtlichen Mengen an nicht-laminarem teilchenförmigen Material, wie z.B. Torfmoos oder einem anderen celluloaischen teilchenförmigen Material,gemischt worden ist.

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Durch das Vermischen eines solchen nicht-laminaren teilchenförmigen Materials mit dem Vermiculit wird die Tendenz des Vermiculits, bei der Anwendung von Druck Schichten zu bilden, praktisch beseitigt, was zur Bildung einer Tablette führt, die sich mehr oder weniger gleichmäßig in allen Richtungen ausdehnt, wodurch die Möglichkeit eines umgebenden Luftspaltes zwischen der Tablette und dem Erdboden herabgesetzt wird und die Wurzeln und anderen Wachstumsteile des Sämlings in praktisch beliebiger Richtung austreten können. Gewünschtenfalls, jedoch vorzugsweise, kann die Polsterungsschicht aus einem löslichen Material bestehen und die äußeren Schichten und die Polsterungsschicht können Nährstoffe und/oder Pesticide, Fungicide oder ähnliche Reagentien enthalten, welche das Pflanzenwachstum erleichtern.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es demgemäß, eine verbesserte Umgebungs-Samenzelle sowie ein Verfahren zur Herstellung derselben anzugeben. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Zelle des beschriebenen Typs anzugeben, die in der Lage ist, den Unbilden einer mechanischen Einpflanzung und des Versands gefalirlos zu widerstehen oder ohne daß der Samen per se beschädigt wird. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Samenzelle des beschriebenen Typs anzugeben, in der die äußeren Schichten mit einer verhältnismäßig großen Partikelgröße in Verbindung mit einer Zentral- oder Polsterungsschicht mit einer verhältnismäßig geringeren Partikelgröße verwendet werden, um die Wahrscheinlichkeit der Beschädigung des Samens im Verlaufe des Zusammendrückens der Bestandteile zur Herstellung einer Pflanzungseinheit minimal zu halten.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Umgebungs-Samenzelle des beschriebenen Typs anzugeben, in der die äußeren Schichten aus einer Mischung aus einem laminaren Material und einem nicht-laminaren teilchenförmigen Material

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bestehen, wodurch der Tendenz des laminaren Materials zur Schichtenbildung bei Einwirkung von Druckkräften entgegengewirkt wird. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Samenzelle des beschriebenen Typs anzugeben, mit der eine mechanische Einpflanzung durchgeführt werden kann, ohne daß die Zelle relativ zu dem Erdboden orientiert werden muß. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Zelle des beschriebenen Typs anzugeben, in der der Samen, nach dem die in eine Vertiefung eingepflanzte Zelle bedeckt und auf übliche Weise gewässert worden ist, mit den besten Bedingungen für eine wirksame Keimung und ein nachfolgendes Wachstum ausgestattet wird.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht schließlich darin, ein neues Verfahren zur Herstellung einer Samenzelle mit den oben beschriebenen vorteilhaften Eigenschaften anzugeben.

Die vorstehenden Ziele und weitere Vorteile der Erfindung werden durch die Anordnung und Kombination der nachfolgend beschriebenen Elemente und das nachfolgend beschriebene Verfahren erreicht.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen, in denen verschiedene mögliche Ausführungsformen von verschiedenen Merkmalen der Erfindung dargestellt sind, näher erläutert. Dabei bedeuten: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgeraäßen Samenzelle;

Fig. 2 eine transversale Querschnittsansicht entlang der Linie 2-2 der Fig. 1;

Fig. 3 eine Ansicht der Samenzelle, welche die Änderungen in der Zelle schematisch erläutert, nachdem diese gewässert worden ist;

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die Figuren 4 bis 8 schematische Ansichten, welche ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung der Samenzelle erläutern.

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Samenzelle 10 besteht aus zwei äußeren Schichten 11 und 12 und einer mittleren Schicht 13, die ihrerseits aus zwei Schichten 14 und 15 hergestellt ist. Der Samen 16, bei dem es sich um irgendeinen gewünschten Typ handeln kann, z.B. einen Selleriesamen oder einen Kopfsalatsamen, ist zwischen den Schichten 14 und 15 angeordnet. Jede der äußeren Schichten 11 und 12 hat im wesentlichen die Form einer Scheibe mit einem zentralen Hügel- oder Halbkugelteil 18 auf einer Oberfläche derselben, der im Zentrum jeder Scheibe angeordnet ist. Die Samenzelle wird beispielsweise hergestellt, indem man das Material, aus dem die Schicht 12 besteht, in eine Form 19 mit einem beweglichen Kolben 20 bringt, der eine zentrale halbkugelförmige Einbuchtung 21' in dem Boden desselben aufweist, wie es in der Fig. 4 erläuternd dargestellt ist. Die Form 19 wird so gefüllt, daß die obere Oberfläche 21 des Materials, das die Schicht 12 bildet, mit dem oberen Ende 22 der Form 19 bündig ist. Der Kolben 20 wird dann leicht gesenkt, beispielsweise um etwa 0,079 cm (1/32 inch) und eine Schicht 15 aus einem Polstermaterial wird über die obere Oberfläche 21 der Schicht 12 gelegt, wie es in Fig. 5 dargestellt ist. Das Polstermaterial besteht aus einer Verbindung, die vorzugsweise kompressibel, fließfähig ist und eine extrem kleine Partikelgröße aufweist, wie z.B. gemahlener Sorbit (Sorbitol).

Anschließend wird ein Samen 16 auf die obere Oberfläche der Schicht 15 gelegt und der Kolben wird wiederum um etwa 0,079 cm (1/32 inch) entspannt und eine zweite Schicht 14 aus Polstermaterial wird über die erste Schicht 15 und den Samen 16 gelegt, wie in Fig. 6 dargestellt ist.

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Aufgrund der Tatsache, daß das Polstermaterial vorzugsweise kompressibel ist und daß die Partikelgröße des Polstermaterials sehr viel kleiner ist als der Samen, wird der Samen 16 zwischen die beiden Schichten 14- und 15 eingebettet. Anschließend wird der Kolben 20 wiederum nach unten bewegt und dann wird eine Menge des Materials 11, die gleich der Menge des zur Herstellung der Schicht 12 verwendeten Materials ist, wie in Fig. 7 dargestellt, in den Hohlraum gebracht. Ein zweiter Kolben 20' mit einer identischen Gestalt wie der Kolben 20 wird in der Form angeordnet und mit dem Kolben 20, der zur Erläuterung an der Bewegung gehindert wird, wird der Kolben 20' nach unten bewegt, so daß die Schichten 12, 15, 14- und 11 des Materials zwischen dem fixierten Kolben 20 und dem beweglichen Kolben 20' zusammengepreßt werden, wobei der Kolben 20' sich in die in der Fig. 8 dargestellte Position bewegt.

Da der Abstand zwischen den peripheren Teilen der Kolben geringer ist als der Abstand zwischen denzentralen Teilen der Kolben,ist es klar, daß an der Peripherie der fertigen Tablette eine größere Kompression des Materials erfolgt als in dem Zentralteil, wodurch ein übermäßiger Druck auf den empfindlichen Samen 16 vermieden wird.

Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß infolge der Konfiguration der gegenüberliegenden Seiten der Kolben durch eine Bewegung von beispielsweise 1,27 cm (0,5 inch) der Kolben gegeneinander das zwischen den im engen Abstand voneinander befindlichen peripheren Teilen liegende Material in einem Verhältnis von vielleicht 10:1, bezogen auf die lose Füllung zur Kompression, zusammengepreßt wird. Die gleiche Bewegung von 1,27 cm (1/2 inch) fuhrt jedoch wegen des größeren Abstandes der konkav gewölbten oder tiefsten Teile der Zentralteile der Kolben nur zu einem Kompressionsverhältnis des zwischen diesen Teilen liegenden Materials von 3 oder 4:1.

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V/ie angegeben, handelt es sich bei der in den Figuren 4 bis 8 dargestellten Vorrichtung im wesentlichen nur um eine schematische Darstellung. Es ist klar, daß die gewünschte differentielle Kompression, wodurch der Zentralteil des Materials bis zu einem ersten Grad und das Äußere bis zu einem zweiten und höheren Grad komprimiert wird, auf die verschiedenste Art und Weise, beispielsweise durch Kompressionsformteile.durchgeführt werden kann,

um
wobei eine bewegliche Hülse/eine zentrale Düse oder einen Kolben umgebend angeordnet ist und wobei der Änfangsformdruck die gleiche Bewegung der gleichen Zentrums- und Hülsenteile und die anschließende Einwärtsbewegung der Hülsenteile umfaßt, welche zusätzliche Kompresaionskräfte in der Nähe- der Peripherie liefern.

Da das zu komprimierende Material eine ziemlich hohe Viskosität hat und weil die Fließeigenschaften dieses Materials mit einer ziemlich hohen Viskosität begrenzt sind, wird ein peripherer Verstärkungsring gebildet, um der gesamten Tablette eine größere Festigkeit zu verleihen, ohne daß auf die Masse der Tablette eine übermäßige Druckkraft einwirkt oder ein übermäßiger Druck auf den Samen ausgeübt wird. Außerdem ist es, wie oben erläutert, wegen der Gestalt der Kolben und durch Änderung der Bewegungsdistanzen der Kolben und der Dicke der losen Füllschichten möglich, eine Reihe von Kompressionsverhältnissen anzuwenden, die einen bevorzugten Druckbereich wie folgt ermöglichen: der Zentralteil in einem Verhältnis von 3s1 (lose Füllung zu Kompression) und der periphere Teil von 6:1 (lose Füllung zu Kompression) bis zu einem Kompressionsverhältnis an dem Zentralteil von 5:1 (lose Füllung zu Kompression) und einem Kompressionsverhältnis an dem peripheren Teil von 20:1 (lose Füllung zu Kompression).

Außerdem wird der Samen durch die Schichten des Polstermaterials 14, 15, zwischen- die er eingebettet ist, ge-

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schützt. Die so hergestellte Tablette stellt dann eine zusammengepreßte Masse aus einem Material dar, das leicht gehandhabt werden kann, ohne daß sie zerfällt, wodurch die nachfolgende Behandlung und das Einpflanzen durch eine automatische Vorrichtung erleichtert wird.

Wie oben angegeben, wird die Beschädigung des Samens außerdem verhindert aufgrund der Tatsache, daß das Material der Polsterungsschicht oder -schichten 13 eine kleine Partikelgröße aufweist, wodurch das Auftreten irgendeiner lokalisierten tiefen Einkerbung in die Hülle des Samens und die nachfolgende mögliche Beschädigung des Samens verhindert wird. Im Gegensatz dazu erhält man für den Fall, daß große Partikel an der Samenschale anliegend angeordnet sind, häufig Bereiche mit hohen lokalisierten Drucken gegen die Schale, entsprechend den Spitzen oder Facetten der Partikel. Die Polsterungsschicht wirkt, kurz zusammengefaßt, in der Art einer Flüssigkeit aufgrund ihrer kleinen Partikelgröße, was zu eineiiÖbertragung eines im wesentlichen gleichen Druckes auf der gesamten Samenoberfläche führt anstelle von Bereichen mit einem lokalisierten extrem hohen Druck, die von Bereichen umgeben sind, in denen ein geringerer Druck herrscht. Aufgrund der Tatsache, daß die Peripherie der Tablette verhältnismäßig stark zusammengepreßt ist, behält die Tablette praktisch die Einheit der Form selbst dann, wenn ihr Zentralteil, der weniger stark zusammengepreßt ist, die Neigung haben sollte, zu zerfallen.

Erfindungsgemäß werden die äußeren Schichten 11 und 12 aus einer Mischung von Materialien hergestellt, welche die gewünschten Eigenschaften liefert, die eine richtige Keimung und ein richtiges Wachstum des Samens erlauben, wenn die Samenzelle eingepflanzt wird. Bei der hier beschriebenen beispielshaften Ausführungsform der Erfindung wird jede der Schichten 11 und 12 aus einer Mischung ausTorfmoos oder Sphagnum-Moos, JHolzcellulose, Vermiculit, Kalk, einem Benetzungsmittel, Kaliumnitrat, Diammoniumphosphat und einem

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Klebebindemittel gebildet. Jeder dieser Bestandteile übt eine spezifische erwünschte Funktion aus. So ist das Moos außer der Tatsache, daß es ein sehr wirksames Wasserretentionsmaterial ist, sehr sauer und deshalb kann durch Zugabe von Kalk der pH-Faktor der Umwelt (Umgebung) auf den am meisten erwünschten Wert eingestellt werden; die Holzcellulose erhöht die Kapillarität der Tablette und außerdem unterstützt sie aufgrund ihrer faserigen Natur die Verbindung der komprimierten Partikel untereinander. Der Vermiculit, der hauptsächlich ein gemahlenes Glimmerpulver ist, weist ebenfalls eine hohe Wasserretention auf und außer der Tatsache, daß er stark hygroskopisch ist wie das Moos und die Holzcellulose, hat er die Neigung, sich schnell auszudehnen, wenn die Tablette in Wasser eingetaucht wird, wodurch eine große Anzahl von kapillaren Durchgängen erzielt wird, durch welche das Wasser aus dem Erdboden zu dem Samen strömt und das schnell erweicht, so daß es für den Samen leicht durchdringbar \vird, wenn letzterer keimt. Die Kombination des faserigen Materials, wie z.B. Moos, Holzcellulose, mit dem Vermiculit verhindert die Schichtenbildung des Vermiculits, wenn dieser zusammengepreßt wird, so daß die Wurzeln des Samens, wenn letzterer keimt, leichter durchdringen und aus der Tablette in jeder beliebigen Richtung austreten können, wodurch die Tablette nicht mehr orientiert werden muß, wenn sie eingepflanzt wird. Die Funktion des Bindemittels besteht darin, die Partikel aneinander haftend zu machen, wenn sie zusammengepreßt werden zur Bildung einer integralen Einheit. Der Vermiculit wird dem Moos und der Holzcellulose zugesetzt, da er eine weit größere Anfangswasserabsorptionsfähigkeit und Expandierbarkeit aufweist und die Kompression der Moos- und Holzcellulosefasern wegen der wirksameren Kapillarwirkung auseinanderbricht.

Die Mischung kann auch ein Netzmittel, beispielsweise "Maprofix" enthalten, das auf übliche Weise dazu dient, eine schnellere Dispersion des Wassers in dem komprimierten Ma-

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terial zu erzielen. Die Mischung enthält außerdem eine geeignete Menge Kalk, die von der Moosmenge abhängt, zum Regulieren des pH-Faktors der Mischung, so daß die wirksamste Keimung des teilchenförmigen Samens erzielt wird. Außer den oben genannten Materialien kann die Mischung Nährstoffe, wie z.B. Kaliumnitrat und Diammoniumphosphat, enthalten, die konventionelle Düngemittel darstellen, um die wirksamsten Wachstumsbedingungen für den Samen nach der Anfangskeimung desselben zu schaffen.

Die vorstehend beschriebenen Bestandteile, die einen Teil der äußeren Schichten 11 und 12 bilden, können je nach den angestrebten Zielen in irgendwelchen geeigneten Mengenverhältnissen vorliegen. Es wurde gefunden, daß ein erwünschter Bereich der Bestandteile der folgende sein sollte:

1,5 bis 7»2Gewichtsteile Moos

1,0 bis 2,5 Gewichtsteile Holzcellulose 1,5 bis 7,2 Gewichtsteile Vermiculit

2,5 bis 4,5 Gewichtsteile Kalk, bezogen auf das Gewicht des Mooses

0,005 bis 0,05 Gewichtsteile Netzmittel 0,015 bis 0,075 Gewichtsteile Kaliumnitrat und 0,015 bis 0,075 Gewichtsteile Diammoniumphosphat.

Beim Vereinigen der Bestandteile für die Schichten 11 und 12 der Tablette werden die Bestandteile zuerst auf eine maximale Teilchengröße zwischen etwa 0,84 und 0,42 mm (20 bis 40 mesh) zerkleinert und im wesentlichen trocken miteinander gemischt, wobei der Wassergehalt des Mooses nicht mehr als 13 bis I5 Gew.-% beträgt. Die Mischung der Partikel wird dann beispielsweise mit einem geeigneten Klebstoffbindemittel vereinigt, das aus Polyvinylpyrrolidon (PVP), Polyvinylacetat, Polyvinylalkohol (PVA), Shellac und Polyvinylpyrrolidon bestehen kann. Die Menge des Klebstoffbindemittelmaterials, das verwendet werden kann, kann bekanntlich innerhalb eines Bereiches von Parametern

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variiert werden, die durch den angewendeten Druck, die Geschwindigkeit, mit der die Zellen aufgelöst werden sollen, und die Struktureinheit bestimmt werden, welche die Zellen aufweisen soll. Der Klebstoff wird normalerweise in Form einer Lösung auf die Partikel der äußeren Schicht aufgebracht. Die Zugabe von größeren Mengen Bindemittel führt offensichtlich zu einer Erhöhung der Verschleißbeständigkeit der Zellen, setzt jedoch die Geschwindigkeit herab, mit welcher die Zellen nach dem Einpflanzen zerfallen. Es ist Sache des Fachmannes, die verschiedenen Faktoren einschließlich der Bindezusammensetzung und der Menge und des Druckes, ge nach den gewünschten Endeigenschaften der Zelle zu modifizieren.

Nachdem die Klebstoffmischung der vorher beschriebenen Bestandteile zugesetzt worden ist, können 1/4 bis 1 Gew.~% eines gewünschten Gleitmittels, wie z.B. Magnesiumstearat, zugegeben werden. Der Zweck dieses Gleitmittels besteht darin, die Herstellung durch Verhinderung des Ankle"bens der Tablette an den Kolben und des Bruchs während der Herstellung zu erleichtern. Die Schichten 14 und 15, welche die Polsterung oder Schutzhülle begrenzen, werden hergestellt durch Zerkleinerung des Polstermaterials, wie z.B. "Sorbitol", auf eine bevorzugte Größe von etwa 100 bis 75 Mikron und anschließende Zugabe von beispielsweise 1/4 bis 1 Gew.~% eines geeigneten Antibackmittels, wie z.B. "Cab-O-sil^v, einem Produkt der Cabot Chemical Corporation.

Bei der Verwendung der Tablette kann diese direkt auf den Boden gelegt und leicht eingestampft oder bis auf 1,27 cm (1/2 inch) unter die Oberfläche eingegraben werden. Die Tabletten v/erden in Vertiefungen in gleichem Abstand in dem Erdboden angeordnet, um eine richtige Verteilung für ein ausreichendes Wachstum bis zur Reife zu erzielen. Nachdem die Tablette eingepflanzt ist, wird der Boden gewässert. Als Folge der Materialien, aus denen die Tablette besteht, wird die Polsterschicht aus "Sorbitol", die wasserlöslich ist,

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schnell und vollständig aufgelöst und weggewaschen. Gleichzeitig werden infolge der hygroskopischen Eigenschaften des Vermiculite, des Mooses und der Holzcellulose die äußeren Schichten 11 und 12 schnell in allen Richtungen ausgedehnt und sie werden außerordentlich porös. Die oben erwähnte Expansion führt dazu, daß die inneren Oberflächen der Schichten 11 und 12 zueinander kommen, um den durch die Entfernung der Polsterungßschichten aus "Sorbitol" gebildeten Hohlraum aufzufüllen und den Samen 16 zu berühren (vgl. Fig. 3). Infolge der Expansion der äußeren Schichten 11, 12 und der Strömung des Wassers durch dieselben durch Kapillarwirkung geht der Kalk in Lösung und tritt mit dem Moos in Wechselwirkung unter Bildung des gewünschten pH-Faktors der Mischung, der von dem Samen gefordert wird. Außerdem gehen das Kaliumnitrat und das Diammoniumphosphat ebenfalls in Lösung und liefern die gewünschten Nährstoffe für den Samen. Aufgrund der Tatsache, daß der Samen zuerst durch die Polsterschichten 11 und 12 bedeckt war, bestand kein direkter Kontakt zwischen einem der Bestandteile und einer der äußeren Schichten und 12 mit dem Samen, welcher eine Beschädigung des Samens verursacht haben könnte. Wenn beispielsweise ein Teil des Kalks in trockenem Zustand mit dem Samen in Kontakt gekommen wäre, so würde das zu einer Beschädigung des Samens führen. In Lösung ist jedoch keiner der Bestandteile der äußeren Schichten für den Samen schädlich. Wegen dieses Schutzfaktors ist es auch möglich, den äußeren Schichten der Mischung systemische Gifte zuzusetzen.

Aufgrund der Expansion in allen Eichtungen der äußeren Schichten 11 und 12 ist der Samen selbst immer im direkten Kontakt mit den inneren Oberflächen der äußeren Schichten und die äußeren Oberflächen der äußeren Schichten drücken gegen die umgebende Erde, so daß kein Zwischenraum (Diskontinuität) dazwischen besteht, der den wirksamen Kapillarstrom des Wassers aus der Erde in den Samen stören könnte. Außerdem können die Wurzeln des Samens, wenn der Samen keimt

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und wächst, leicht durch die äußeren Schichten der Tablette gelangen wegen der Expansion derselben, und von da können sie in den Erdboden gelangen, da keine Diskontinuitäten oder Spaltenvorhanden sind, welche ein wirksames Wachstum der Wurzeln verhindern.

Die vorstehend beschriebene Tablette kann wegen ihrer kompakten Natur und gleichmäßigen Größe leicht gehandhabt werden sowohl zuerst zum Versand, zur Lagerung und durch eine mechanische Vorrichtung zum Einpflanzen. Die Tablette, liefert eine ideale Umgebung (Umwelt) und fördert die Keimung, das Aufgehen (die Emergenz) und eine hohe und gleichmäßige Ausbeute bei der Ernte.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche

1. Durch Kompression hergestellte Samenzelle, dadurch gekennzeichnet, daß sie besteht aus zwei äußeren Schichten (11, 12) und einer dazwischenliegenden Polsterschicht (13)» die mit den benachbarten Oberflächen der äußeren Schichten (11, 12) in Berührung steht, und einem in die Polsterschicht (13) eingebetteten Samen (16), wobei die äußeren Schichten (11, 12) aus einer Mischung bestehen, die ein laminares Material, wie Vermiculit, und ein Bindemittel enthält, wobei der Vermiculit eine maximale Partikelgröße von etwa 0,42 mm aufweist, und wobei die Polsterschicht (13) aus einem feinverteilten Material mit einer Partikelgröße besteht, die wesentlich kleiner ist als diejenige von Vermiculit.

2. Samenzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Po 1sterschicht (13) aus einem löslichen Material besteht.

3. Samenzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Randteile der Zelle (10) zu einer größeren Dichte zusammengepreßt sind als die Zentralteile der Zelle unter Bildung einer zusammengesetzten Samenzelle mit einem verstärkten peripheren Teil, wobei der Samen in den Zentralteil eingebettet ist.

4. Samenzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Schicht (11, 12) ein nicht-laminares teilchenförmiges organisches Material enthält, das mindestens etwa 1/3 des Gewichtes des Materials der äußeren Schicht (11, 12) ausmacht, wodurch die Neigung des Vermiculite, bei der Einwirkung von Druck Schichten zu bilden, wesentlich herabgesetzt wird.

5. Samenzelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

dae organische teil^ctenf$Wfffi ^μ^^{θγΑα1 aus} Torfmoos besteht

6. Samenzelle nach Anspruch 5i dadurdh gekennzeichnet, daß die äußere Schicht (11, 12) außerdem Holscellulose enthält.

7. Samenzelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Schicht (11, 12) etwa 1,5 bis 7,2 Gewichtsteile Torfmoos, etwa 1,0 bis 2,5 Gewichtsteile Holzcellulose und etwa 1,5 bis 7*2 Gewichtsteile Vermiculit enthält.

8. Umgebungs-Samenzelle, die aus zwei äußeren Schichten, einer dazwischenliegenden Polsterschicht, die mit den benachbarten Oberflächen der äußeren Schichten in Kontakt steht, und einem in die Polsterschicht eingebetteten Samen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch Anwendung von Druck in senkrechter Richtung zu den Schichten (11, 12,

13) hergestellt worden ist, wobei die äußeren Schichten (11, 12) aus einer Mischung bestehen, die Vermiculit, Torfmoos und Holzcellulose in einer maximalen Partikelgröße von etwa 0,4-2 mm (20 i^esh) und ein Bindemittel enthalten und wobei die Polsterschicht (1$) aus eir.eia löslichen, feinverteilten Material mit einer Partikelgröße besteht, die wesentlich kleiner ist als die Par-tike!größe des Materials der äußeren Schicht (11, 12), wobei die Dichte der Randteile der Zelle (10) wesentlich größer ist als die Dichte des Zentralteils der Zelle (10) und wobei der Samen in den Zentralteil eingebettet ist.

9. Samenzelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die durchschnittliche Teilchengröße der Polsterschicht (13) weniger als etwa 100 Mikron beträgt.

10. Samenzelle nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Schichten (11, 12) 1,5 bis 7,2 Gewichtsteile Moos, 1,0 bis 2,5 Gewichtsteile Holzcellulose und 1,5 bis 7,2 Gewichtsteile Vermiculit enthalten und daß die Polsterschicht (13) "Sorbitol" und ein Antibackmittel enthält .

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11. Samenzelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Randteile der Zelle (10) in einem Verhältnis von etwa 6:1 bis etwa 20:1, bezogen auf lose Füllung zu Kompression, komprimiert sind· und daß der Zentralteil in einem Verhältnis von etwa 3*1 bis etwa 5*1» bezogen auf lose Füllung zu Kompression, komprimiert ist.

12. Durch Kompression hergestellte Umgebungs-Samenzelle, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus zwei äußeren Schichten und einer dazwischenliegenden Polsterschicht besteht, die mit den benachbarten Oberflächen der äußeren Schichten in Kontakt steht, wobei die Partikelgröße der Polstorschicht (13) kleiner ist als die Partikelgröße der äußeren Schichten (11, 12), wobei das Material der äußeren Schichten (11, 12) ein Bindemittel enthält und die Zelle (10) einen peripheren, zu einer ersten Dichte kompaktierten Teil sowie einen zentralen, zu einer zweiten Dichte, die geringer ist als die erste Dichte, kompaktierten Teil und einen in der Polsterschicht (13) innerhalb des Zentralteils eingebetteten Samen aufweist, in der die Peripherie einen verstärkten Umfangsbereich ergibt unter Bildung einer Zelle mit einer erhöhten Beständigkeit.

13. Samenzelle nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die peripheren Teile in einem Verhältnis von etwa 6:1 bis etwa 20:1, bezogen auf lose Füllung zu Kompression, und der Zentralteil in einem Verhältnis von etwa 3:1 bis etwa 5:1, bezogen auf lose Füllung zu Kompression, komprimiert worden sind.

14. Samenzelle nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die durchschnittliche Teilchengröße der äußeren Schicht (11, 12) 0,42 mm (20 mesh) nicht übersteigt.

15· Samenzelle nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Polsterschicht (13) löslich ist und eine durchschnittliche Teilchengröße von weniger als 100 Mikron aufweist.

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16. Verfahren zur Herstellung einer Umgebungs-Samenzelle, die leicht zerfällt, wenn sie nach dem Einpflanzen den umgebenden Feuchtigkeitsbedingungen ausgesetzt ist, die jedoch eine ausreichende Dimensionsbeständigkeit aufweist, um einer Zersetzung und Zerkrümelung während des Versands und der mechanischen Einpflanzung zu widerstehen, dadurch gekennzeichnet, daß man zuerst erste und zweite äußere Schichten aus einem teilchenförmigen Material mit einem Bindemittel herstellt, zwischen die Schicht praktisch im Zentrum derselben einen Samen legt und anschließend die Zentralteile und die peripheren Teile der aufeinandergelegten Schichten differentiellen Kompressionskräften, die senkrecht zur Ebene der Schichten einwirken, aussetzt, wobei die peripheren Teile in einem höheren Maße komprimiert werden als der Zentralteil, wodurch die peripheren Teile zu einer höheren Dichte und daher einer höheren Strukturintegrität ·verformt werden als der Zentralteil mit dem eingebetteten Samen.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompressionskräfte bis zu einem solchen Grade einwirken gelassen werden, daß der Zentralteil bis zu einer Dichte von etwa dem 3- bis etwa 6-fachen der Dichte der losen Püllung und die peripheren Teile bis zu einer Dichte von etwa dem 5- bis etwa dem 20-fachen der Dichte der losen Füllung komprimiert werden.

18. Verfahren nach Anspruch I7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die äußeren Schichten eine zentrale Polsterschicht mit einer kleineren durchschnittlichen Teilchengröße als die äußeren Schichten gelegt wird, wobei in die Polsterschicht der Samen eingebettet wird.

19· Durch Kompression hergestellte Umgebungs-Samenzelle, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus zwei äußeren Schichten (11, 12) und einer dazwischenliegenden Polsterschicht (13), die mit den benachbarten Oberflächen der äußeren Schichten

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(11, 12) in Kontakt steht, und einem in die Polsterschicht (13) eingebetteten Samen (16) besteht, wobei die Schichten (11, 12, 13) aus einem teilchenförmigen Material bestehen.

20. Samenzelle nach Anspruch 19t dadurch gekennzeichnet, daß das teilchenförmige Material der äußeren Schichten
(11, 12) eine wesentlich größere !Peilchengröße aufweist als das Material der Polsterschicht (13).

21. Samenzelle nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Partikel der Polsterschicht (13) weniger als etwa 100 Mikron beträgt. ,

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