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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft mit einem Gel beschichtete Samen.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Die
Technologie der mit Gel beschichteten Samen (d. h. Technologie der
Beschichtung bzw. Umhüllung
von Samen mit einem Gel) verbessert den konventionellen arbeitsintensiven
Ackerbau, der ein übermäßiges Aussäen auf dem
Feld, unter Berücksichtigung
der niedrigen Keimrate von Samen, d. h., unter Berücksichtigung
der Tatsache, dass der Keimling kaum oder selten aus der ihn umhüllenden
Gel-Schicht heraustritt, nachdem der mit Gel umhüllte Samen keimt, und der Ausdünnung nach
der Keimung einschließt.
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Diese
Technologie ist eine epochale Technologie, durch die ein Samen sicher
aus einem Samenkorn bzw. Saatkorn mit Hilfe von Wasser oder einem
anderen Bestandteil, der in der Hüllgel-Schicht enthalten ist, gewonnen
werden kann und weiterhin kann eine Feldfrucht gewonnen werden.
Die Technologie ermöglicht
die Verwendung von F1-Saatkörnern,
die ausgezeichnet und sehr teuer sind, durch Erzielen einer signifikanten Verbesserung
in Ausbeute und Qualität.
Die Technologie stellt eine tatsächlich
gute Nachricht für
den japanischen Ackerbau dar, der unter Bedingungen überleben
sollte, dass qualitativ hochwertige und preiswerte Gemüse und Blumen
aus benachbarten asiatischen Ländern
importiert werden.
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Zu
Beginn war die beschichtende Gel-Schicht der mit Gel beschichteten
Saatkörner
nur aus einem auf Alginsäure
basierenden wässrigen
Gel zusammengesetzt. Weil jedoch das auf Alginsäure basierende wässrige Gel
relativ hart ist, wiesen Gel-beschichtete Saatkörner bezüglich des „Aufgehens des Keimlings" (unten erklärt) ein
Problem auf. Mit anderen Worten konnte der Keimling der beschichteten
Pflanze nur unter Schwierigkeiten wachsen oder aus der beschichteten
Gel-Schicht heraustreten, weil das auf Alginsäure basierende wässrige Gel
relativ hart ist, so dass er abstarb. Folglich wurde eine Maßnahme angewendet,
dass Körner,
die aus hydrophilem Polymer und Wasser bestanden, in der Beschichtung
aus einer Gel-Schicht
verteilt wurden.
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In
der vorliegenden Beschreibung ist das "Aufgehen eines Keimlings" als ein Zustand
definiert, dass ein mit einem Gel beschichtetes Saatkorn in einem
Feld keimt, die Knospe aus der beschichtenden Gel-Schicht heraustritt
und weiter aus dem Boden des Feldes heraustritt und zu einem mängelfreien
Pflanzenkörper
wird, wobei das erste Blatt hiervon sich vollständig hieraus erstreckt (d.
h. vollständig
ausgebreitet ist). Ein Verhältnis
(%) von Saatkörnern,
von denen jedes eine gute Eigenschaft bezüglich des "Aufgehens eines Keimlings" wie oben beschrieben
aufweist, bezüglich
aller Saatkörner,
die ausgesät
werden, wird in dieser Beschreibung als "Verhältnis
des Aufgehens eines Keimlings" bezeichnet.
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Das
mit Gel beschichtete Saatkorn, in dem Körner, die aus Wasser enthaltenden
hydrophilem Polymer bestehen, in der beschichtenden Gel-Schicht
verteilt sind, die aus Alginsäure-basierten wässrigen
Gel besteht, wird beispielsweise durch die folgende Art und Weise
hergestellt.
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Eine
Einwägung
wird so durchgeführt,
dass die Konzentration von Natriumalginat 0,9 Gew.-% wird und die Endkonzentration
des pulverförmigen
Stärkepolyacrylat-basierten
hydrophilen Polymers (d. h. Stärke-Acrylsäurepfropf-Polymer)
0,2 Gew.-% beträgt,
danach wird Wasser hierzu zugesetzt, um das Natriumalginat ausreichend
zu lösen.
Zu diesem Zeitpunkt adsorbiert das hydrophile Polymer Wasser, so
dass es kornförmig
wird und wird durch Rühren
dispergiert. Durch Verwendung dieser flüssigen Dispersion (d. h. Gel-formenden
Flüssigkeit,
in der die Körner,
die aus dem Wasser enthaltenden hydrophilen Polymer bestehen, dispergiert
sind) wird ein Tropfen hiervon am unteren Ende eines Hohlrohres
gebildet, in das ein Saatkorn von außerhalb des Hohlrohrs eingebracht
wird und danach wird der sich ergebende Tropfen in eine Lösung getropft,
die ein mehrwertiges Metallion enthält, das eine Konzentration
von 12–14
Gew.-% aufweist, so dass eine wässrige
Lösung
(Härtungsflüssigkeit)
von Kalziumchlorid gewonnen wird, wodurch ein Gel-beschichtetes Saatkorn
erzielt wird, das eine Beschichtung aus einer Gel-Schicht einschließt, das
gegenüber
Wasser unlöslich
gemacht worden ist.
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Weil
die Festigkeit der somit erzeugten beschichtenden Gel-Schicht sehr
stark ist, wurde, um bessere Eigenschaften bezüglich des Aufgehens eines Sämlings zu
erreichen, ein Gel-beschichtetes
Saatkorn mit einer niedrigen Konzentration an Alginat erzeugt, durch
das eine dreidimensionale Netzwerkstruktur abgeschwächt wird,
die das Wachstum des Saatkorns aufgrund der Alginsäure in der
beschichtenden Gel-Schicht behindert.
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In
einem Fall jedoch wird das Gel-beschichtete Saatkorn zerquetscht
und deformiert, weil die Stärke der
beschichtenden Gel-Schicht verschlechtert wird, wenn ein Trichter
nach der Behandlung der Gel-beschichteten Saatkörner verwendet wird, wie beispielsweise
bei einem mechanischen Säen,
was verursacht, dass der Trichter verklebt wird und die Oberflächenschicht
des Gel-beschichteten Saatkorns entfernt wird Dies verursacht, dass
das mechanische Säen
nicht mehr durchgeführt
werden kann, d. h. die Handhabungseigenschaften hiervon werden verschlechtert
und der ursprünglich
beabsichtigte Effekt für
das Gel-beschichtete Saatkorn kann nicht erreicht werden.
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Deswegen
wird, um eine ausreichende Festigkeit der beschichtenden Gel-Schicht
in einem derartigen Zustand zu erreichen, daß die Verwendung der Menge
des Alginats reduziert wird, die Menge des hydrophilen Polymers
signifikant erhöht.
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Durch
diese Maßnahme
wird eine beschichtende Gel-Schicht mit einer ausreichenden Festigkeit
in üblicher
Art und Weise erzielt. Wenn jedoch die beschichtende Gel-Schicht
für Lagerzwecke
des mit dem Gel-beschichteten Saatkorns getrocknet wird und danach
die beschichtende Gel-Schicht zum Aussäen des mit Gel-beschichteten
Saatkorns mit Wasser versehen wird, wird sich die beschichtende
Gel-Schicht nicht ausreichend wiederherstellen lassen, d. h., die
beschichtende Gel-Schicht wird schwammartig, wodurch seine Festigkeit
signifikant verschlechtert wird und das Gel-beschichtete Saatkorn,
das so gewonnen wird, wird schwer handzuhaben.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist deswegen eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das obige
Problem zu lösen
und ein mit Gel beschichtetes Saatkorn bereitzustellen, das eine
ausreichende Festigkeit zur Handhabung gerade nach der Produktion
hiervon und nach der Wiederherstellung bzw. Regeneration im Anschluss
an die Lagerung unter Trocknung aufweist, und das bezüglich des
Aufgehens des Keimlings gute Eigenschaften aufweist.
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Der
Erfinder hat Forschungsarbeiten bezüglich Stärkepolyacrylat-basierten hydrophilen
Polymeren durchgeführt,
die konventionell zum Erreichen des obigen Zieles verwendet werden.
Als Folge hiervon hat der Erfinder herausgefunden, dass, wenn ein
bereits einmal Wasser enthaltendes hydrophiles Polymer getrocknet und
durch Absorbieren von Wasser wiederhergestellt wird, das hydrophile
Polymer, das mit einem mehrwertigen Metallion (d. h. einem Gel-Bildungsmittel)
in Berührung
kommt, kaum Wasser absorbiert und sich kaum wiederherstellen lässt, d.
h. nach Absorbieren von Wasser und Wiederherstellung der beschichtenden Gel-Schicht
des mit Gel-beschichteten Saatkorns wird nur die dreidimensionale
Netzwerkstruktur aufgrund der Alginsäure wiederhergestellt, was
dazu führt,
dass die beschichtende Gel-Schicht schwammförmig wird, wodurch die für die beschichtende
Gel-Schicht notwendige Festigkeit nicht erzielt werden kann.
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Um
das oben genannte Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung
ein Gel-beschichtetes
Saatkorn bereit, das Folgendes umfasst: einen Samen einer Pflanze;
eine beschichtende Gel-Schicht, die das Saatkorn beschichtet bzw.
umhüllt,
und die aus einem Alginsäure-basierten
wässrigen
Gel besteht, das in Gegenwart eines mehrwertigen Metallions geliert
wird; und Körner,
die aus wasserhaltigen hydrophilem Polymer bestehen, das gegenüber dem
mehrwertigen Metallion beständig
ist, verteilt in der beschichtenden Gel-Schicht.
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Mit
der oben beschriebenen Konstruktion kann sich das Gel-beschichtete
Saatkorn der vorliegenden Erfindung signifikant gut nach Absorbieren
von Wasser nach Lagerung unter Trocknung im Vergleich mit konventionellen
mit Gel beschichteten Saatkörner
regenerieren, wie sie beispielsweise in der
japanischen Offenlegungsschrift Nr. H5-56707 vorgeschlagen
sind, sogar dann, wenn die Menge des hydrophilen Polymers erhöht wird.
Darüber
hinaus weist das Gel-beschichtete Saatkorn der vorliegenden Erfindung
gerade nach der Produktion und nach der Wiederherstellung bzw. Regenerierung
im Anschluss an die Lagerung unter Trocknung eine ausreichende Festigkeit
zur Handhabung und gute Eigenschaften bezüglich des Aufgehens des Keimlings
auf.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In
der vorliegenden Erfindung ist das mehrwertige Metallion, das das
Alginsäure-basierte
wässrige
Gel bildet, ein Metallion mit einer Valenz gleich oder höher als
zwei und ist nicht ein Schwermetallion. Das mehrwertige Metallion
ist beispielsweise ein Kalziumion, ein Aluminiumion und Eisenion.
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In
der vorliegenden Erfindung bedeutet ein hydrophiles Polymer, das
gegenüber
dem mehrwertigen Metallion resistent ist, dass, wenn das mehrwertige
Metallion beispielsweise ein Kalziumion ist, ein hydrophiles Polymerkorn,
das Wasser in einer Natriumalginat-Lösung von 0,9 Gew.-% Konzentration
absorbiert, so dass es körnerförmig ist,
in einer wässrigen
Kalzi umchlorid-Lösung
von 20 Gew.-% Konzentration eingetaucht und hieraus durch Filtration
nach einer Minute entnommen wird, wodurch die Gewichtsveränderung
des hydrophilen Polymers nicht mehr als 10% betragen darf. Hier
bedeutet Gewichtsveränderung
eine Veränderung
des Gewichts des hydrophilen Polymers, das durch einen absoluten
Wert ausgedrückt
ist, vor und nach dem Kontakt des hydrophilen Polymers mit der wässrigen
Kalziumchlorid-Lösung.
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Wenn
die Gewichtsveränderung
des hydrophilen Polymers mehr als 10% beträgt, wird die Regenerierungs-
bzw. Wiedergewinnungseigenschaft der mit Gel beschichteten Saatkörner nach
der Lagerung unter Trocknung verschlechtert und deswegen kann der
Effekt der vorliegenden Erfindung nicht erreicht werden.
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Das
hydrophile Polymer, das gegenüber
dem mehrwertigen Metallion beständig
ist, ist beispielsweise ein Sulfonsäure-basiertes hydrophiles Polymer,
ein Nichtionen-basiertes hydrophiles Polymer und ein Carboxymethylcellulose-basiertes
hydrophiles Polymer. Insbesondere ist ein Carboxymethylcellulose-basiertes
hydrophiles Polymer bevorzugt, weil es nicht toxisch ist und biologisch
abbaubar ist, was bezüglich
der Umweltverschmutzung kein Problem darstellt.
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Andere
als die oben beschriebenen hydrophilen Polymere, beispielsweise
Stärkepolyacrylat-basierte hydrophile
Polymere, weisen hydrophile Gruppen im Polymer auf, die miteinander
durch ein Kalziumion vernetzt werden und deswegen schrumpft das
Polymer und kann Wasser nicht mehr absorbieren.
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Das
Kalziumionen-resistente hydrophile Polymer wird normalerweise hierzu
so zugesetzt, dass die Konzentration hiervon gleich 0,2 Gew.-% wird.
Um jedoch bessere Eigenschaften bezüglich des Aufgehens des Samens
zu erreichen, ist die Konzentration hiervon vorzugsweise 0,5–0,8 Gew.-%.
Beim Gel-beschichteten Saatkorn der vorliegenden Erfindung weist
das Gel-beschichtete Saatkorn sogar dann, wenn die verwendete Menge
des hydrophilen Polymers wie im letzteren Fall erhöht wird,
eine hohe Festigkeit und ausgezeichnete Handhabungseigenschaften
gerade nach der Ausbildung der beschichteten Gel-Schicht auf und
eine derartig hohe Festigkeit und ausgezeichnete Handhabungseigenschaften
können
vollständig
durch Absorbieren von Wasser nach der Lagerung unter Trocknung wiederhergestellt
werden.
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Wenn
weiterhin die verwendete Menge des Kalziumionen-resistenten hydrophilen
Polymers auf 0,5–0,8
Gew.-% eingestellt wird, nimmt die Toleranz gegenüber der
Konzentration der wässrigen
Kalziumchlorid-Lösung
als Härtungsflüssigkeit
zu.
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Bis
jetzt war keine strikte Kontrolle bezüglich der Konzentration der
wässrigen
Kalziumchlorid-Lösung notwendig,
die zur Herstellung eines konventionellen mit Gel beschichteten
Saatkorns verwendet wurde (einschließlich eines Gel-beschichteten
Saatkorns, in dem Körner,
die aus wasserhaltigen hydrophilen Polymer bestanden, in einer beschichtenden
Gel-Schicht verteilt werden, die aus Alginsäure-basiertem wässrigem
Gel besteht).
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Das
heißt,
wenn die Konzentration der wässrigen
Kalziumchlorid-Lösung
geringer als 12 Gew.-% ist, wird die Festigkeit der Gel-beschichteten
Schicht zu schwach, um handgehabt zu werden, was Probleme insofern
verursacht, als das mechanische Säen nicht durchgeführt werden
kann. Wenn andererseits die Konzentration der wässrigen Kalziumchlorid-Lösung größer als
14 Gew.-% ist, kann das Gel-beschichtete Saatkorn sich nicht ausreichend
erholen und die Knospe kommt kaum aus der beschichtenden Gel-Schicht
heraus, nachdem das Gel-beschichtete
Saatkorn keimt. Dies war der Grund, warum die Konzentration der
wässrigen Kalziumchlorid-Lösung in
einem engen Bereich von 12–14
Gew.-% kontrolliert werden muss. Diese Konzentration nimmt schrittweise
ab, wenn die Herstellungszahl der Gel-beschichteten Saatkörner zunimmt. Weiterhin verändert sich
die Konzentration abhängig
von der Verdampfung von Wasser. Somit muss die Konzentration strikt
kontrolliert werden, sogar wenn die Konzentration durch die Dichte
der Lösung
kontrolliert wird, weil der Bereich der verwendbaren Konzentration
sehr eng ist.
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Wenn
jedoch die verwendete Menge des Kalziumionen-resistenten hydrophilen
Polymers als 0,5–0,8 Gew.-%
nach Ausbildung der wässrigen
Gel-bildenden Lösung
eingestellt wird, kann eine beschichtende Gel-Schicht, die eine
ausreichende Härte
aufweist, erzielt werden, wenn die Konzentration der wässrigen
Kalziumchlorid-Lösung
als Härtungsflüssigkeit
10–20
Gew.-% beträgt.
Somit wird der nutzbare Konzentrationsbereich der wässrigen
Kalziumchlorid-Lösung
breiter, insbesondere auf der hohen Konzentrationsseite und, als Folge,
ist die Kontrolle der Konzentration einfacher durchzuführen, wodurch
die Qualitätskontrolle
erleichtert wird.
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Die
Konzentration des Natriumalginats wird auf 0,9–1,3 Gew.-% in der Gel-bildenden
Lösung
eingestellt, in der Körner,
die aus wasserhaltigem hydrophilem Polymer bestehen, dispergiert
sind.
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Wenn
die verwendete Menge des Kalziumionen-resistenten hydrophilen Polymers
auf 0,5–0,8
Gew.-% eingestellt wird, kann die Konzentration an Natriumalginat
auf 0,5–0,6
Gew.-% in der Gel-bildenden Lösung reduziert
werden, durch die das Gel-beschichtete Saatkorn erzielt werden soll,
und weist ausgezeichnete Eigenschaften bezüglich des Aufgehens des Samens
und eine ausgezeichnete Festigkeit und Handhabungseigenschaften
gerade nach der Ausbildung der beschichtenden Gel-Schicht und nach
der Wiederherstellung durch Absorbieren von Wasser im Anschluss
an die Lagerung unter Trocknung auf.
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Das
Gel-beschichtete Saatkorn der vorliegenden Erfindung kann in einer ähnlichen
Weise wie herkömmlich
Gel-beschichtete Saatkörner
erzeugt werden, außer
dass die Art des hydrophilen Polymers von derjenigen der konventionellen
Gel-beschichteten Saatkörner
verschieden ist.
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Das
Gel-beschichtete Saatkorn, das so hergestellt wird, kann durch Trocknen
hiervon für
eine lange Zeitspanne aufbewahrt werden, so dass sie an einem notwendigen
Ort zu einer notwendigen Zeit ausgesät werden kann.
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Das
Trocknen wird bei relativ niedriger Temperatur durchgeführt, vorzugsweise
bei üblicher
Temperatur, so dass das Saatkorn nicht geschädigt wird. Wenn jedoch das
Trocknen eine lange Zeitspanne in Anspruch nimmt, kann das Saatkorn
im Gel-beschichteten Saatkorn in unerwünschter Weise keimen. Deswegen
wird die Zeitspanne zum Trocknen vorzugsweise durch Verwendung einer
Ventilation verkürzt.
Der Gel-beschichtete Samen, der so getrocknet wird, wird bei einer üblichen
Temperatur oder unter Kühlung
aufbewahrt.
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Die
beschichtende Gel-Schicht wird durch Eintauchen des mit dem Gel
beschichteten Saatkorns in Wasser oder durch andere Verfahren vor
dem Aussäen
wiederhergestellt. Es nimmt üblicherweise
3 bis 16 Stunden in Anspruch, um sich komplett zu regenerieren,
abhängig
von der Temperatur und der Dicke der beschichtenden Gel-Schicht.
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Bei
der Wiederherstellung wird der Durchmesser des mit Gel beschichteten
Saatkorns in erster Linie gleichförmig und die Form hiervon nimmt
eine Kugelform an. Wenn das wiederhergestellte Gel-beschichtete Saatkorn
kugelförmig
mit einem Durchmesser von 70–170
bezüg lich
eines Durchmessers von 100 für
das Gel-beschichtete Saatkorn ist, bevor das Trocknen und die Gleichförmigkeit
des Durchmessers zwischen den Gel-beschichteten Saatkörnern gut
ist, kann das Gel-beschichtete Saatkorn mechanisch durch Anordnen
eines Gitters einer Sämaschine
ausgesät
werden. Im Allgemeinen ist das wiederhergestellte Gel-beschichtete Saatkorn
in seinem Durchmesser zu klein, die Knospe kann nicht aus der beschichtenden
Gel-Schicht austreten,
weil die Gel-beschichtete Schicht hart ist, wenn andererseits das
Gel-beschichtete
Saatkorn einen zu großen
Durchmesser aufweist, wird das Gel-beschichtete Saatkorn weich und
weist nicht die notwendige Festigkeit auf, wodurch es nicht mit
einem Trichter gehandhabt werden kann.
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BEISPIELE
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Im
Nachfolgenden werden die Gel-beschichteten Saatkörner der vorliegenden Erfindung
ausführlich mit
Beispielen und Vergleichsbeispielen erklärt werden.
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(Vergleichsbeispiel 1)
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Natriumalginat
und pulverförmiges
Stärkepolyacrylat-basiertes
hydrophiles Polymer (hierin nachstehend Polymer A) wurden so eingewogen,
dass jede Konzentration in einer Lösung 0,9 Gew.-% bzw. 0,2 Gew.-%
wurde und wurde unter Zusatz von Wasser gut gerührt. Das Wasser-enthaltende
hydrophile Polymerkorn, dispergiert in einer Gel-bildenden Lösung, wurde
mit einem Mikroskop beobachtet, was zeigte, dass der Durchmesser
des Korns 0,1–0,2
mm und der durchschnittliche Durchmesser 0,15 mm betrug.
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Durch
Verwendung dieser Dispersionslösung
wurde ein Tropfen am unteren Ende eines Hohlrohrs gebildet, danach
wurde ein Saatkorn in Form einer langen Zwiebel in den Tropfen von
außerhalb
des Hohlrohrs eingebracht und danach wurde der Tropfen in eine Kalziumchlorid-Lösung getropft
(Härtungsflüssigkeit),
die Kalziumchloridkonzentrationen von 10, 12, 14 und 16 Gew.-% aufwiesen,
wodurch Gel-beschichtete Saatkörner
(189 Saatkörner
pro Lösung)
hergestellt wurden. Die Körner
bestanden aus wasserhaltigem hydrophilem Polymer, die in einem Gel-beschichteten
Gel verteilt war, das aus Alginsäure-basiertem
wässrigen
Gel bestand. Das hergestellte Gel-beschichtete Saatkorn war ungefähr kugelförmig mit
einem Durchmesser von ungefähr
1 cm (hierin nachstehend dasselbe).
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Wie
für das
Gel-beschichtete Saatkorn, das durch Verwendung der Härtungsflüssigkeit
von 10 Gew.-% Kalziumchloridkonzentration hergestellt wurde, wies
dies offensichtlich eine weiche beschichtende Gel-Schicht auf und
konnte nicht mit einem Trichter behandelt werden. Andererseits war
bei dem Gel-beschichteten Saatkorn, das durch Verwendung der Härtungsflüssigkeit
mit einer Kalziumchloridkonzentration von 16 Gew.-% hergestellt
wurde, die beschichtende Gel-Schicht zu hart und es wurde deswegen
beobachtet, dass die Knospe nicht aus der beschichtenden Gel-Schicht
heraustreten konnte.
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Folglich
wurden bei den Gel-beschichteten Saatkörnern, die durch Verwendung
der Härtungsflüssigkeiten
mit einer Kalziumchloridkonzentration von 10 und 16 Gew.-% hergestellt
wurden, weitere Forschungsarbeiten nicht durchgeführt.
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Die
Gel-beschichteten Saatkörner,
die durch Verwendung der Härtungsflüssigkeiten
mit einer Kalziumchloridkonzentration von 12 und 14 Gew.-% hergestellt
wurden, wurden einmal unter Ventilation getrocknet und danach in
Wasser bei Raumtemperatur für
7 Stunden eingetaucht, so dass sich die beschichtende Gel-Schicht
erholen konnte.
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Zu
diesem Zeitpunkt war das wiederhergestellte Gel-beschichtete Saatkorn
kugelförmig
mit einem Gewicht von 120–148
bezüglich
einem Gewicht von 100 für
das Gel-beschichtete Saatkorn vor dem Trocknen und die Gleichförmigkeit
zwischen den mit Gel beschichteten Saatkörner war exzellent. Das wiederhergestellte Gel-beschichtete
Saatkorn wies kein Abschälen
seiner Oberfläche
oder Risse auf und der Durchmesser hiervon wurde durch nur 10% maximal
erhöht
(hierin nachstehend wird die Regeneration des wie oben beschriebenen
Grades als "zufriedenstellend" definiert).
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Weiterhin
wurde die Bruchbelastung (Bruchbeanspruchung) gemessen und das Ergebnis
zeigte, dass das regenerierte Gel-beschichtete Saatkorn zu einer
Handhabung mit einem Trichter geeignet war und es schien, dass die
Knospe aus der beschichtenden Gel-Schicht heraustreten konnte. Folglich
wurde das Verhältnis
des Aufgehens des Keimlings untersucht.
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(Vergleichsbeispiel 2)
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Um
das Verhältnis
des Aufgehens des Sämlings
zu verbessern, wurde die Menge des Polymers A im Vergleich zu Vergleichsbeispiel
1 erhöht.
Das heißt,
Natriumalginat und das Polymer A wurden so eingewogen, dass die
Konzentration in der Lösung
jeweils 0,9 Gew.-% bzw. 0,8 Gew.-% betrug und es wurde gut unter
Zusatz von Wasser gerührt.
Das wasserhaltige hydrophile Polymerkorn, das in einer Gel-bildenden
Lösung
dispergiert war, wurde mit einem Mikroskop beobachtet, was zeigte,
dass der Durchmesser des Korns 0,1–0,2 mm und der durchschnittliche
Durchmesser 0,15 mm betrug.
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Ähnlich wie
in Vergleichsbeispiel 1 wurde durch Verwendung dieser Dispersionslösung ein
Tröpfchen am
unteren Ende des Hohlrohrs gebildet, danach wurde ein Saatkorn mit
Form einer länglichen
Zwiebel in den Tropfen von außerhalb
des Hohlrohrs eingebracht und danach wurde der Tropfen in wässrige Kalziumchlorid-Lösungen getropft
(Härtungsflüssigkeiten),
die Kalziumchloridkonzentrationen von 10, 12, 14, und 16 Gew.-%
aufwiesen, wodurch Gel-beschichtete
Saatkörner
(189 Saatkörner
pro Lösung)
hergestellt wurden, bei denen Körner,
die aus Wasser-enthaltendem hydrophilen Polymer bestanden in einer
beschichtenden Gel-Schicht
verteilt waren, die aus Alginsäure-basiertem
wässrigem
Gel bestand.
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In ähnlicher
Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 waren die Gel-beschichteten Saatkörner, die
durch Verwendung der Härtungsflüssigkeit
von 10 und 16 Gew.-% Kalziumchloridkonzentration hergestellt, wurden
offensichtlich nicht zur Verwendung geeignet, deswegen wurden weitere
Forschungsarbeiten bezüglich
dieser Gel-beschichteten Saatkörner
nicht durchgeführt.
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Die
Gel-beschichteten Saatkörner,
die durch Verwendung der Härtungsflüssigkeiten
mit einer Kalziumchloridkonzentration von 12 und 14 Gew.-% hergestellt
wurden, wurden einmal unter Ventilation getrocknet und danach in
Wasser bei Raumtemperatur für
7 Stunden eingetaucht, so dass sich die beschichtende Gel-Schicht
regenerieren konnte.
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Jedoch
war die regenerierte beschichtende Gel-Schicht schwammförmig und
deswegen wies das Gel-beschichtete Saatkorn keine Festigkeit auf,
die groß genug
war, um mit einem Trichter gehandhabt zu werden oder durch Verwendung
einer automatischen Aussämaschine
ausgesät
zu werden. Folglich wurden weitere Untersuchungen bezüglich dieser
Gel-beschichteten Saatkörner
nicht durchgeführt.
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BEISPIEL 1
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Forschungsarbeiten
wurden bezüglich
desselben Verfahrens wie im Vergleichsbeispiel 1 durchgeführt außer bezüglich des
Punktes, dass ein pulverförmiges
Carboxymethylcellulose-basiertes
hydrophiles Polymer (hierin nachstehend Polymer B) anstelle des
Polymers A ver wendet wurde. Das heißt, Natriumalginat und Polymer
B wurden so eingewogen, dass jede Konzentration in einer Lösung 0,9
Gew.-% bzw. 0,2 Gew.-% betrug und wurde gut unter Wasserzusatz gerührt. Das
Wasser-enthaltende hydrophile Polymerkorn dispergiert in einer Gel-bildenden
Lösung,
wurde mit einem Mikroskop beobachtet, wodurch sich zeigte, dass
der Durchmesser des Korns 0,1–0,2
mm und der durchschnittliche Durchmesser 0,15 mm betrug.
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Das
Korn des hydrophilen Polymers B, das Wasser in einer wässrigen
Natriumalginat-Lösung
mit einer Konzentration von 0,9 Gew.-% absorbierte, so dass es kornförmig wurde,
wurde in eine wässrige
Kalziumchlorid-Lösung
von 20 Gew.-% Konzentration eingetaucht und hieraus durch Filtration
nach einer Minute entnommen, danach wurde die Gewichtsveränderung
des hydrophilen Polymers gemessen. Das Gewicht nahm um 5% ab.
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Durch
Verwendung dieser Dispersionslösung
wurde ein Tropfen am unteren Ende eines Hohlrohrs gebildet, danach
wurde ein Saatkorn in Form einer langen Zwiebel in den Tropfen von
außerhalb
des Hohlrohrs eingebracht und danach wurde der Tropfen in wässrige Kalziumchlorid-Lösungen getropft
(Härtungslösungen),
die Kalziumchloridkonzentrationen von 10, 12, 14 bzw. 16 Gew.-%
aufwiesen, wodurch Gel-beschichtete Saatkörner (189 Saatkörner pro
Lösung)
hergestellt wurden, in denen Saatkörner, die aus wasserhaltigen
hydrophilen Polymer bestanden, in einer beschichtenden Gel-Schicht
verteilt wurden, die aus Alginsäure-basiertem wässrigen
Gel bestand.
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Bei
den so hergestellten Gel-beschichteten Saatkörnern wies die beschichtende
Gel-Schicht eine Festigkeit auf, die groß genug war, so dass sie hier
gehandhabt werde konnte und es schien, dass die Knospe aus der beschichtenden
Gel-Schicht herauskommen könnte.
Deswegen wurden zusätzliche
Gel-beschichtete Saatkörner
(112 Saatkörner
pro Lösung)
in ähnlicher
Weise hergestellt, bei denen die Kalziumchloridkonzentrationen 8
und 20 Gew.-% waren. Als Folge hiervon war das Gel-beschichtete
Saatkorn der Kalziumchloridkonzentration von 8 Gew.-% nicht zur
Handhabung geeignet und deswegen wurden weitere Forschungsarbeiten
nicht durchgeführt.
Andererseits erschien das Gel-beschichtete Saatkorn der Kalziumchloridkonzentration von
20 Gew.-% eine ausreichende Festigkeit zur Handhabung trotz seiner
großen
Härte aufzuweisen
und sein wiederhergestellter Zustand durch Absorbieren von Wasser
nach Trocknen erschien auf einem ausreichenden Niveau zu sein, und
deswegen wurde das Verhältnis
des Aufgehens des Keimlings untersucht.
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BEISPIEL 2
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Untersuchungen
wurden unter Verwendung desselben Verfahrens wie in Vergleichsbeispiel
2 durchgeführt
außer,
dass das Polymer B anstelle von Polymer A verwendet wurde und dass
die Konzentrationen von Kalziumchlorid 8, 10, 12, 14, 16 und 20
Gew.-% betrugen. Die Gel-beschichteten
Saatkörner
(112 Saatkörner
pro jeder Lösung)
wurden hergestellt. (Das wasserhaltige hydrophile Polymerkorn, dispergiert
in einer Gel-bildenden Lösung
wurde mit einem Mikroskop beobachtet, was zeigte, dass der Durchmesser
des Korns 0,1 bis 0,2 mm und der durchschnittliche Durchmesser 0,15
mm betrug).
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Das
Gel-beschichtete Saatkorn mit einer Kalziumchloridkonzentration
von 8 Gew.-% war offensichtlich nicht zur Handhabung geeignet. Deswegen
wurden die anderen Gel-beschichteten
Saatkörner
außer
diesem der Regeneration durch Absorbieren von Wasser nach dem Trocknen
unterworfen. Als Folge erschien jeder regenerierte Zustand auf ausreichendem
Niveau zu sein, und deswegen wurde jedes Verhältnis des Aufgehens des Keimlings
untersucht.
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(Beispiel 3)
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Forschungsarbeiten
wurden unter Verwendung desselben Verfahrens wie in Beispiel 2 durchgeführt, außer dass
Natriumalginat so eingewogen wurde, dass seine Konzentration in
einer Lösung
0,5 Gew.-% anstelle von 0,9 Gew.-% betrug. Die Gel-beschichteten
Saatkörner
(112 Saatkörner
pro jeder Lösung
der Kalziumchloridkonzentrationen von 8, 10, 12, 14, 16 und 20 Gew.-%)
wurden hergestellt. (Das wasserhaltige hydrophile Polymerkorn, dispergiert
in einer Gel-bildenden Lösung
wurde mit einem Mikroskop beobachtet, was zeigte, dass der Durchmesser
des Korns 0,1 bis 0,2 mm und der durchschnittliche Durchmesser 0,15
mm betrug).
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Das
Gel-beschichtete Saatkorn einer Kalziumchloridkonzentration von
8 Gew.-% war offensichtlich nicht zur Handhabung geeignet. Deswegen
wurden die anderen Gel-beschichteten Saatkörner außer diesem einer Regeneration
durch Absorbieren von Wasser nach dem Trocknen unterworfen. Als
Ergebnis erschien jeder regenerierte Zustand auf ausreichendem Niveau
zu sein, und deswegen wurde jedes Verhältnis des Aufgehens des Sämlings untersucht.
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(Vergleichsbeispiel 3)
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Weiterhin
wurden Gel-beschichtete Saatkörner
auf einer derartigen Art und Weise hergestellt, dass Natriumalginat
so eingewogen wurde, dass seine Konzentration in einer Lösung 0,5
Gew.-% betrug und die Konzentration des Polymers A, dispergiert
in der Lösung,
wurde die gleiche (0,8 Gew.-%) wie die von Vergleichsbeispiel 2.
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Als
Ergebnis wurde ein Gel-beschichtetes Saatkorn mit ausreichender
Härte,
die groß genug
war für die
Handhabung, nicht für
jede Lösung
der Kalziumchloridkonzentrationen von 8 bis 20 Gew.-% erzielt. Folglich
wurden weitere Forschungsarbeiten bezüglich dieser Gel-beschichteten Saatkörner nicht
durchgeführt.
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(Untersuchungen bezüglich des Verhältnisses
des Aufgehens der Keimlinge)
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Das
Verhältnis
des Aufgehens des Keimlings wurde bezüglich des Gel-beschichteten
Saatkorns (Gel-beschichtetes Saatkorn einer langen Zwiebel) untersucht,
bei der die Körner,
die aus dem Wasser-enthaltenden hydrophilen Polymer bestanden, in
der beschichtenden Gel-Schicht
verteilt waren, die aus Alginsäure-basiertem
wässrigem
Gel bestand. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1
| | Hydrophiles
Polymer | Konzentration
an Natriumalginat (Gew.-%) | Konzentration
der Härtungsflüssigkeit
(Gew.-%) | Verhältnis des
Aufgehens des Keimlings (%) |
| Vergleichsbeispiel 1 | A | 0,9 | 12 | 61,6 |
| 14 | 58,0 |
| Beispiel | B | 0,9 | 10 | 62,5 |
| 12 | 60,7 |
| 14 | 61,6 |
| 16 | 58,9 |
| 20 | 54,5 |
| Beispiel 2 | B | 0,9 | 10 | 63,4 |
| 12 | 63,4 |
| 14 | 61,6 |
| 16 | 61,6 |
| 20 | 59,8 |
| Beispiel 3 | B | 0,5 | 10 | 86,6 |
| 12 | 88,4 |
| 14 | 89,3 |
| 16 | 87,5 |
| 20 | 88,4 |
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Die
oben beschriebenen Beispiele und Vergleichsbeispiele zeigen, dass
bei den Gel-beschichteten Saatkörnern der
vorliegenden Erfindung die beschichtende Gel-Schicht vollständig nach
der Lagerung unter Trocknung regeneriert werden kann, sogar dann,
wenn die Menge des hydrophilen Polymers erhöht wird und das Verhältnis des
Aufgehens des Sämlings
kann signifikant durch Reduzieren der Konzentration von Alginsäure verbessert
werden. Darüber
hinaus ist das Gel-beschichtete Saatkorn der vorliegenden Erfindung
bei der Kontrolle der Produktion des Gel-beschichteten Saatkorns
signifikant von Vorteil, weil der Toleranzbereich gegenüber der
Konzentration der Härtungsflüssigkeit
verbreitert werden kann, wohingegen konventionell eine sehr strikte
Kontrolle der Konzentration notwendig war. Weiterhin kann das Gel-beschichtete
Saatkorn der vorliegenden Erfindung präzise durch mechanisches Säen ausgesät werden.
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Die
vorher erwähnten
Ausführungsformen
wurden beschrieben, um das Verständnis
der vorliegenden Erfindung zu erleichtern und Abwandlungen hiervon
können
vom Fachmann durchgeführt
werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.