DE3439932A1

DE3439932A1 - Saatgutpille und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE3439932A1
Application number: DE19843439932
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Landw. DDR 3031 Magdeburg Fritz; Jochen-Dieter Dipl.-Chem. Dr. DDR 4020 Halle Mücke; Johannes Prof. Dipl.-Landw. Dr. DDR 3105 Klein Wanzleben Oehme; Peter Dipl.-Chem. Dr. DDR 4020 Halle Renger; Karl-Ludwig Dipl.-Landw. Dr. DDR 3105 Klein Wanzleben Seidel; Friedrich Prof. Dipl.-Chem. Dr. DDR 7031 Leipzig Wolff
Original assignee: Akademie der Landwirtschaftswissenchaften der DDR
Current assignee: Akademie der Landwirtschaftswissenchaften der DDR
Priority date: 1983-11-29
Filing date: 1984-11-02
Publication date: 1985-06-13
Also published as: SE8406015L; ATA350884A; SE8406015D0; HU192623B; DK553684A; FR2555400A1; HUT39548A; DK553684D0

Description

Berlin, den 9. 10. 1984 0 1336/12

Saatgutpille und Verfahren zu ihrer Herstellung

Die Erfindung betrifft eine neue Saatgutpille« die in der Land- und Forstwirtschaft sowie im Garten- und Zierpflanzenbau erfolgreich bei der maschinellen Aussaat von Saatgut eingesetzt werden kann.

Zur Erzielung von Einzelkornablagen von Saatgut werden die in der Land- und Forstwirtschaft sowie im Garten- und Zierpflanzenbau angewendeten Sämereien pilliert. Die Samenkörner werden dabei in eine Umhüllungsmasse eingebettet. Diese Hüllmassen bestehen aus anorganischen Füllstoffen wie Kaolin« Tonen» Betoniten, oder Gesteinsmehlen und organischen Füllstoffen wie Torf-, Holz- oder Strohmehlen, die durch Bindemittel auf der Grundlage organischer Polymerer in einen verformbaren Zustand ge~ bracht werden.

Es ist auch bekannt, den Hüllmassen verschiedene Zusätze zuzugeben, die das Saatgut in der Keimphase mit zusatzliehen Nährstoffen versorgen und eine Schädigung des Saatgutes bzw. des Keimlings verhindern (Fungizide, Insektizide).

Neben der Erhöhung der Hasse des Einzelkornes und der Verbesserung der äußeren Form zur Erleichterung der mechanischen Aussaat wird durch eine bestimmte Zusammensetzung der Hüllroasse auch eine Steigerung der Keimfähigkeit und des Feldaufganges des pillierten Saatgutes

angestrebt·

Dieses Ziel ist gegenwärtig nur teilweise erreicht worden, wobei spezielle und kostenintensive Einsatzstoffe verwendet werden· Auch die angewendeten Pillierungsverfahren sind kompliziert und führen zu hohen Preisbelastungen des Anwenders von pilliertera Saatgut.

Ein erheblicher Nachteil der meisten der angebotenen Saatgutpillen ist die geringe Festigkeit der um das Saatkorn angeordneten Hülle« Dadurch kommt es beim Drill-Vorgang zu erheblichen mechanischen Schädigungen, wodurch die mit der Hüllmasse zu erzielenden Einwirkungen auf den Keimprozeß nicht eintreten oder zumindest erheblich eingeschränkt werden·

Die DE-PS 15 82 513 beschreibt ebenfalls eine Mehrschichtpille, wobei deren Aufbau im wesentlichen nur durch eine bestimmte Reihenfolge zugesetzter Fungizide, Insektizide, Nährstoffe, Vogelfraßgifte, Farbstoffe u. ä. bestimmt wird, die zur Vermeidung von unkontrollierbaren chemischen Reaktionen der einzelnen Substanzen untereinander bzw. der Abpufferung einer phytotoxischen Wirkung auf den Keimling durch eine sogenannte "neutrale Pillenmasse'* getrennt werden, wobei diese ein nicht näher bestimmtes Gemisch von organischen und anorganischen Füllstoffen enthält. Durch diese neutrale Pillenmasse entstehen Versiegelungseffekte, die den Feldaufgang der Sämereien beeinträchtigen.

Die DE-PS 21 53 806 beschreibt die Umhüllung von Sämereien mit einer Zweischichtenhülle, wobei sowohl der Kern- als auch der Decküberzug aus Vermiculit besteht.

mit dem Unterschied, daß für den Kernüberzug ein feinteiliger Anteil verwandt wird, der ohne Zugabe eines Bindemittels in dünner Schicht aufgetragen wird. Dadurch soll eine Versiegelung des Saatkornes durch ein Aufquellen des Bindemittels verhindert werden· Da aber die Deckschicht mit einem Bindemittel aufgetragen wird, muß doch ein Versiegelungseffekt auftreten,

In der DE-OS 27 55 801. wird ein Verfahren zur Umhüllung von Rübensamen beschrieben, das als Füllstoffe für die Hülle unter anderem auch Ton und Holzmehl beschreibt· Diese Füllstoffe werden in unbestimmter Mischung eingesetzt, was zu Inhomogenitäten der Hüllmasse, schlechtem Haftvermögen und unregelmäßigem Keimverhalten führen muß·

Alle gegenwärtig bekannten technischen Lösungen erreichen wegen der genannten Nachteile keine Pillierung von Saatgut, durch die ein optimaler Feldaufgang bei mechanischen Festigkeiten, die der maschinelle Drillvorgang erfordert, gesichert ist.

Ein weiterer Nachteil der bisher bekannten Pillierungsverfahren besteht darin, daß kein gleichmäßiger Feldaufgang unter verschiedenen klimatischen Bedingungen und in unterschiedlichen Bodenqualitäten gewährleistet wird« So gibt es pilllertes Saatgut für überwiegend trockene oder überwiegend nasse Aufgangsbedingungen# aber keine Pillierungen, die bei wechselnden klimatischen Bedingungen einen optimalen Feldaufgang garantieren· So wird in der DE-OS 14 57 894 die Kombination einer hydrophoben Schutzschicht mit einer hydrophilen Substanz als Hülle um das Saatkorn beschrieben, die den Zutritt von Wasser

steuern soll« wobei lediglich eine Aufhebung der Wirkung beider Substanzen durch gegenseitige Beeinflussung erreicht wird· Ein ähnliches Wirkprinzip beschrieben die DE-OS 20 30 186 und die DE-OS 25 29 743» bei denen durch unterschiedliche Mengen von hydrophilen und hydrophoben Bestandteilen in der Hüllschicht des pillierten Saatgutes der Wasseraustausch zwischen dem Saatkorn bzw« Keimling und der Umgebung gesteuert werden soll« Durch die Einstellung eines bestimmten Verhältnisses der hydrophilen zu den hydrophoben Bestandteilen wird jedoch nur erreicht, daß der Wasserzutritt entweder gehemmt oder gefördert wird. Eine Regulierung des Wasserhaushaltes zur Anpassung an wechselnde klimatische Bedingungen wird nicht erreicht·

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein pilliertes Saatgut zur Verfügung zu stellen, das durch seinen Schichtaufbau und seine Bestandteile der Hüllmasse sowohl in seinen Festigkeitseigenschaften den Anforderungen an die maschinelle Ablage genügt als auch eine optimale Keimung ermöglicht und somit insgesamt einen verbesserten Feldaufbau erreicht«

Die Erfindung betrifft somit eine Saatgutpille, die aus im wesentlichen einem Saatkorn besteht, umgeben von organischen und anorganischen Füllstoffen, organischen polymeren Bindemitteln und den Wasserzutritt zum Saatkorn regulierenden Substanzen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie aus einem Saatkorn und wenigstens einer darüber liegenden ersten Schicht aus anorganischem Füllstoff sowie wenigstens einer über dieser ersten Schicht liegenden zweiten Schicht aus organischem Füllstoff be-

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stehtf wobei die Schichten durch Bindemittel verbunden sind, der eine Kombination von wasserlöslichen karbonsäure- und hydroxylgruppenhaltigen Polymeren darstellt und bei Mischung mit Wasser einen gelartigen Zustand annimmt, und darüberhinaus die Füllstoffe und/oder das Bindemittel wasserlösliche Salze von zwei- und/oder dreiwertigen Metallen enthalten« die bevorzugt Hydrathüllen bzw« Aquokomplexe variabler Zusammensetzung ausbilden können«

Als anorganischer Füllstoff werden Schicht-Aluminiumsilikate wie Kaolin und als organischer Füllstoff zellulosehaltiges Material wie Holz- oder Spanplattenschleifmehl eingesetzt, wobei zur Sicherung einer guten Diffusion von Wasser erfindungsgemäß Kaolin direkt auf das Saatgut und Holz- bzw, Schleifmehl als zweite Schicht aufgetragen wird« Dabei wirkt Kaolin gleichzeitig wie ein Haftvermittler zwischen Saatgut und Holzmehl und garantiert neben dem Bindemittel, daß eine vollständige Einlagerung aller festen Bestandteile in die Hülle erfolgt·

Das verwendete Holz- bzw· Schleifmehl wird im Größenbereich 50 - 400/jm χ 1000 bis 2000/um eingesetzt, wobei die feineren Bestandteile für eine gute Haftung und Verteilung der Einzelbestandteile sorgen, während durch die gröberen Anteile eine Hüllenstruktur erzielt wird, die neben guter Stabilität eine ausreichende Diffusion von Wasser und Sauerstoff zum Saatkorn gewährleistet, wobei der Sauerstofftransport auch bei extrem nassen Keimbedingungen nicht gehemmt wird.

In der um das erfindungsgemäße Saatkorn, erzeugten Hülle soll das Verhältnis von anorganischem zu organischem

Füllstoff im Bereich 1 : 0,2 bis 1 : 9« vorzugsweise bei 1:2 bis 1 : 4 liegen« 0er Hüllsubstanz können Fungizide, Insektizide., Farbstoffe und keiraungsfördernde Stoffe zugesetzt werden»

Die als Bindemittel eingesetzte Kombination besteht vorzugsweise aus Polyvinylalkohol und Karboxymethylzellulose« Dabei wird ein Verhältnis von etwa 1 : 1 bis etwa 1 : 8_# vorzugsweise von etwa 1 : 2 bis etwa 1 : 4, insbesondere von 1 : 3 bevorzugt. Der Anteil des Bindemittels in der Hüllroasse liegt vorteilhaft im Bereich von etwa 2 bis 12 Masse%, insbesondere 4 bis 8 Masse%. Neben der bevorzugten Kombination Polyvinylalkohol/Karboxymethylzellulose können Kombinationen von allgemeinen Zellulose- und Stärkederivaten wie

- karboxymethylierte Zellulose

- oxydierte Zellulose

- cyanäthylierte und verseifte Stärke

- mit Acrylnitril gepfropfte und verseifte Stärke bzw· Zellulose

- schwach alkylierte Zellulosen

mit Polyglykolen wie Oxidwachs, sowie Stärke als Bindemittel eingesetzt werden«

Der Zusatz von wasserlöslichen Salzen zwei- und/oder dreiwertiger Metalle, die bevorzugt Hydrathüllen bzw« Aquokomplexe variabler Zusammensetzung ausbilden können, erfolgt vorteilhaft durch wasserlösliche Salze des Kalziums, Magnesiums, Eisens und Mangans. Vorzugsweise werden Chloride, Sulfate oder Nitrate eingesetzt.

Durch einen Auf- und Abbau dieser Hydrathüllen bzw.

Aquokomplexe kann der Wasserhaushalt des Saatkornes bzw· Keimlings in bestimmten Grenzen reguliert werden, wodurch erreicht wird, daß sowohl bei trockeneren Bedingungen durch Abgabe von Wasser an den Keimling als auch bei feuchteren Bedingungen durch zusätzliche Bindung von Wasser eine optimale Keimung erfolgen kann· Dadurch wird eine Verbesserung des Feldaufganges bei extremen klimatischen Bedingungen erreicht.

In der um das erfindungsgemäße Saatkorn erzeugten Hülle sind diese wasserlöslichen Salze vorzugsweise in Mengen von 0,5 bis 5 Masse-%, bezogen auf die Saatgutmenge, vorzugsweise von 1,5 bis 2,5 Masse-% enthalten*

Die erfindungsgemäße Kombination von karbonsäure- und hydroxylgruppenhaltigen Substanzen stellt nicht nur eine Polymermischung (Blend) dar, sondern ein System, das durch die Wechselwirkung von -OH- und -COOH-Gruppen unter Ausbildung von Wasserstoffbrückenbindungen über besondere physikalisch-chemische Eigenschaften verfügt. Der Aufbau von Wasserstoffbrückenbindungen zwischen -OH- und -COOH-Gruppen führt zur Herausbildung einer Oberstruktur, die sich durch ein Viskositätsmaximura bei bestimmten Konzentrationen und durch die Bildung von stark wasserhaltigen Gelzuständen erkennen lassen· Diese Strukturierungen sind vermutlich für die hervorragenden haftenden und vernetzenden Eigenschaften des Bindemittelsystems verantwortlich*

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß man . auf ein Saatkorn wenigstens einen anorganischen Füllstoff und danach wenigstens einen organischen Füllstoff aufträgt und jeweils zwischen den Füllstoffschichten

Bindemittel aufträgt« wobei das Bindemittel eine Kombination von wasserlöslichen karbonsäure- und hydroxylgruppenhaltigen Polymeren ist und bei Mischung mit Wasser einen gelartigen Zustand annimmt, und den Füllstoffen und/oder dem Haftvermittler wasserlösliche Salze von zwei- und/oder dreiwertigen Metallen hinzusetzt» die bevorzugt Hydrathöllen bzw. Aquokomplexe variabler Zusammensetzung ausbilden können·

Die Erfindung soll nachstehend durch Beispiele näher erläutert werden.

Beispiel 1

1 000 g Zuckerrübensaatgut

300 g anorganischer Füllstoff
600 g organischer Füllstoff
40 g CMC ) _{gelöst in} ^^
20 g PVA ^}
5 g Mangan-II-sulfat

sowie Zusätze von Pflanzenschutzmitteln, und Farbstoffen werden in der Art der üblichen Pillierungstechnologien z· B« im Dragierkessel verarbeitet. Dabei wird das Saatgut mit einem Teil der Bindemittellösung angefeuchtet und dann als erstes der anorganische und nachfolgend der organische Füllstoff in Schichten aufgetragen, wobei man jeweils zwischen den einzelnen Schichten Bindemittellösung aufträgt und den Füllstoffen und/oder dem Bindemittel das Mangan-II-sulfat sowie die Pflanzenschutzmittel und in der äußeren Schicht die Farbstoffe zusetzt. Dabei wird der Schichtauftrag bis zur Herausbildung von kugelförmigen Körpern fortgesetzt, wobei die einzelnen Schichten ohne Zwischentrocknung aufgebracht werden

können·

Beispiel 2

1 000 g Zuckerrübensaatgut

300 g Kaolin

600 g Holzmehl

38 g CMC )

15 g PVA ) gelöst in Wasser

50 g Eisen-XI-sulfat oder 22 g Eisen-II-nitrat

sowie Zusätze von Pflanzenschutzmitteln und Farbstoffen werden gemäß Beispiel 1 in der Art der üblichen Pillierungstechnologien verarbeitet«

Beispiel 3

250 g Zuckerrübensaatgut 75 g Kaolin 150 g Holzmehl

28 g CMC ) 3 5g PVA ' gelöst in 0,45 1 Wasser 5 g Mangan-II-sulfat 5g Magnesiumnitrat

sowie Zusätze von Pflanzenschutzmitteln, und Farbstoff werden in der Art der üblichen Pillierungstechnologien verarbeitet·

Beispiel 4

500 g Rapssamen 430 g Kaolin 70 g Holzmehl 5 g CMC ) 5 g PVA ' 9^elo'^{st; in} °«³⁵ ! Wasser 10 g Kalziumchlorid oder 10 g Kalziumsulfat

sowie Zusätze von Pflanzenschutzmitteln werden nach üblichen Pillierungsverfahren verarbeitet·

Beispiel 5

500 g Getreidesaatgut 5 170 g Kaolin 60 g Holzmehl

4 g CMC ) 1 5 q PVA ' 10 g Mangan-ll-sulfat

gelöst in 0,185 1 Wasser

sowie Zusätze von Pflanzenschutzmitteln und Wachstums regulatoren werden gemäß Beispiel 1 in der Art der üb lichen Pillierungstechnologien verarbeitet»

Beispiel 6

Vergleich der Festigkeit von erfindungsgeraäßen Zuckerrübensaatgutpillen mit handelsüblichen Pillentypen unter den Bedingungen der Maschinenaussaat«

Pillentyp

Anteil zerstörter Pillen (%)

erfindungsgemäße Pille UdSSR

Hilleshög-Mineral KWS-Kaweduca KWS-Kawevera Bulgarien

Beispiel 7

1,2 1,1 2i2 1,4 3,2

Vergleich des Feldaufgangs (Maschinenablage) von erfindungsgemäß hergestellten Zuckerrübensaatgutpillen mit anderen handelsüblichen Pillentypen·

Pillentyp	PG 23	Feldaufganfj
Ponemo-unpilliert	PG 22	71,1
erfindungsgemäße Pille,	B)	77,9
erfindungsgemäße Pille,		75,9
Hilleshög-Mineral (Kai.		71,6
KWS-Kaweduca		62,4
l<WS-Kawevera	60,2
KWS-Ponemo	57,7

Claims

Patentansprüche

1« Saatgutpille« bestehend aus im wesentlichen einem Saatkorn« umgeben von anorganischen und organischen Füllstoffen sowie organischen polymeren Bindemitteln und den Wassereintritt zum Saatkorn regulierenden Substanzen« dadurch gekennzeichnet, daß die aus einem Saatkorn und wenigstens einer darüber liegenden ersten Schicht aus anorganischem Füllstoff sowie wenigstens einer über dieser ersten Schicht liegenden zweiten Schicht aus organischem Füllstoff besteht« wobei die Schichten durch Bindemittel verbunden sind, das eine Kombination von wasserlöslichen karbonsäure- und hydroxylgruppenhaltigen Polymeren darstellt und bei Mischung mit Wasser einen gelartigen Zustand annimmt-, . und darüber hinaus die Füllstoffe und/oder das Bindemittel wasserlösliche Salze von zwei- und/oder dreiwertigen Metallen enthalten, die bevorzugt Hydrathüllen bzw· Aquokomplexe variabler Zusammensetzung ausbilden können*

2* Saatgutpille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet« daß die anorganischen Füllstoffe Schichtaluminiumsilikate« wie Kaolin/Kaolinite oder Hallöysit und die organischen Füllstoffe zellulosehaltige Materialien natürlichen oder synthetischen Ursprungs wie Holzmehl« Spanplattenschleifmehl oder Zelluloseschliff sind*

3· Saatgutpille nach Anspruch 1« dadurch gekennzeichnet« daß die Bindemittelkombination aus Polyvinylalkohol und Karboxymethylzellulose besteht*

4, Saatgutpille nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet# daß die wasserlöslichen Salze solche des Kalziums« Magnesiums, Eisens und Mangans sind.

5. Saatgutpille nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es Chloride, Sulfate oder Nitrate sind·

6· Saatgutpille nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eingesetzten organischen Füllstoffe Abmessungen von etwa 50 bis 400/jm mal 1000 bis 2000/jm aufweisen und daß das Verhältnis von anorganischera zu organischem Füllstoff 1 j 0_t2 bis 1 : 9^!, vorzugsweise 1 : 2 bis 1 : 4 beträgt«

7. Saatgutpille nach Anspruch 1 und 3-, dadurch gekennzeichnet, daß die Bindemittelkombination Polyvinylalkohol und Karboxymethylzellulose im Verhältnis i ; 1 bis 1 : 8, vorzugsweise 1 : 2 bis 1 : 4, insbesondere von 1 : 3 vorliegt und der Anteil des Bindemittels in der Hüllmasse 2 bis 12 Masse-%, vorzugsweise 4 bis 8 Masse-% beträgt·

8» Saatgutpille nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserlöslichen Salze der Hüllmasse in Mengen von 0,5 bis 5 Masse-%, vorzugsweise von 1,5 bis 2,5 Masse-%, bezogen auf die Saatgutmenge, enthalten sind*

9« Verfahren zur Pillierung von Saatgut unter Zusatz anorganischer und organischer Füllstoffe, organischer polymerer Haftvermittler und den Wasserzutritt zum Saatkorn regulierender Substanzen, dadurch gekennzeichnet, daß man auf ein Saatkorn wenigstens einen

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anorganischen Füllstoff und danach wenigstens einen organischen Füllstoff aufträgt und jeweils zwischen den nachfolgenden Schichten Bindemittel aufträgt« wobei das Bindemittel eine Kombination von vtasserlösliehen karbonsäure- und hydroxylgruppenhaltigen Polymeren ist und bei Mischung mit Wasser einen gelartigen Zustand annimmt, und den Füllstoffen und/oder deft Bindemittel wasserlösliche Salze von zwei- und/ oder dreiwertigen Metallen hinzusetzt« die bevorzugt Hydrathüllen bzw. Aquokomplexe variabler Zusammensetzung ausbilden können·

10« Verfahren nach Anspruch 9« dadurch gekennzeichnet', daß der schichtweise Auftrag ohne Zwischentrocknung erfolgt.