JP2001507361A

JP2001507361A - 子葉植物の処理方法

Info

Publication number: JP2001507361A
Application number: JP53215298A
Authority: JP
Inventors: ヘインソーン，ジョージ，イー．; ビョーンソン，オーガスト，エス．
Original assignee: ディーシーヴィーインコーポレイテッド
Priority date: 1997-01-23
Filing date: 1998-01-22
Publication date: 2001-06-05
Also published as: CA2278301A1; EP0964616B1; EP0964616A1; ES2189133T3; BR9806926A; ID19570A; IS5126A; AU6248498A; KR20000070413A; IL122967A0; DE69810449D1; WO1998032335A1; DE69810449T2; MY127870A

Abstract

(57)【要約】成長する植物の葉にキトサンの水溶性塩を塗布することによって、野菜、塊茎類、穀類、果実、および花の収穫量が増加する。このように処理された植物は、より健康的で丈夫であり、渇水に対する抵抗力があり、数多くの種類が長期の生産期間を享受する。植物は、従来の農業用装置および技術を用い、０．０１〜１．５重量％のキトサン塩を含有する溶液を葉に噴霧することによって、効果的かつ都合よく処理することができる。

Description

【発明の詳細な説明】子葉植物の処理方法発明の分野本発明は、キトサン塩水溶液を植物の葉に噴霧することによって植物の収穫量、健康状態、および生長力を改善するための、子葉植物の処理方法を対象とする。発明の背景キトサンは、多くの菌類の中に見出される天然に存在する重合体である。これは、Ｄ−グルコサミンとＮ−アセチル−Ｄ−グルコサミンの共重合体であってそのモノマー単位の６５〜１００％がＤ−グルコサミンであるものとして、広く述べることができる。これは、弱塩基性のアミンとして知られる化学分類の一メンバーであるため、鉱酸やカルボン酸などの酸を使用して容易にかつ可逆的に塩を形成する。これらの塩の多くは水溶性である。キトサンおよび酸が存在する系では、電気的に中性であるグルコサミン単位と、グルコサミン単位がプロトン化して酸に対応する陰イオンと結合する単位との両方が、ｐＨに応じた割合で重合体の鎖中に存在する。通常このような系は、グルコサミン単位がプロトン化した程度に関係なく、キトサン塩と呼ばれる。本明細書で使用する「キトサン塩」という用語は、キトサン塩だけではなく、酸性媒体中に存在する可能性がある任意の部分的に脱プロトン化したキトサンも含む。穀類の種子にキトサン塩を塗布することによって、新生植物の生化学に劇的な変化が生じることが実証されてきた。この変化には、局所的な微生物感染からの保護を行うフィトアレキシンとして知られる種類の化合物の生産量の増加、構造強度を付与し感染の広がりを妨げるカロースおよびリグニンの生産量の増加が含まれる。これらの変化は、フェニルプロパノイド代謝経路の律速段階に関係する酵素であるフェニルアラニン脱アンモニア酵素を符号化する遺伝子の活性化の結果として生じる。キトサン塩は、ギベレリン酸やアブシジン酸などの生長ホルモンの生合成に密接に関係する、テルペノイドフィトアレキシンの合成を引き起こすことが示された。キトサン塩は、両方とも真菌性阻害剤として知られており花粉の発生および種子の発芽で役目を果たすことが知られているキチナーゼ酵素およびグルカナーゼ酵素を生成する遺伝子の活性化も引き起こし、また虫害からの植物の保護を助けるタンパク質分解酵素阻害剤を生成する遺伝子の活性化も引き起こす。これらの変化によって、根の発達が促進し、倒伏（収穫前に植物が倒れる）が減少し、収穫量が増加し、ある植物病害に対する抵抗が強化される。ＵＳ４，８１２，１５９ではＦｒｅｅｐｏｎｓが、キトサン塩水溶液を用いた播種区域内の土壌処理、植物種子へのキトサン塩溶液の塗布、固体キトサンと固体酸の混合物を用いた播種区域内の土壌処理、および固体キトサン塩を用いた播種区域内の土壌処理について、詳細に開示している。好ましいキトサン塩溶液は、キトサン中のアミノ官能基１モル当たり１．５当量より多いグルタミン酸を含有するものである。新生植物の葉へのキトサン塩の塗布について述べているが、このような処理を実現するのに必要とされる方法や、それによって得られる結果についての開示は何もない。これらの処理のすべてにおいて、キトサン塩の調製品を作成する際に酸性成分を使用するとき、その酸は、種子の発芽または実生の発生に著しい悪影響を引き起こさないものと定義される、非殺草性の酸の群から選択しなければならないことが規定されている。ＵＳ４，８１２，１５９の一部継続出願であるＵＳ４，９６４，８９４でＦｒｅｅｐｏｎｓは、グルタミン酸、酒石酸、クエン酸、アジピン酸、塩化水素酸、ギ酸、および硝酸が非殺草性の基準を満たすことについて特に言及している。酢酸および酪酸は植物に有毒であり、植物の実生の発生に有害であることが見出された。このためこれらの酸は、その明細書の教示による使用には不適切なものとなった。ＵＳ４，８１２，１５９の教示によれば、種子の処理は、キトサン調製品を塗布することによって、あるいはそのような調製品に種子を浸漬し、その後乾燥操作を行うことによって完了する。乾燥操作は、処理と植付けの合間に種子が尚早に発芽するのを防止するため必要である。乾燥段階がない場合、この特許では、植付けを種子処理から６０時間以内に実施することを推奨している。種子処理は、その明細書に開示される方法を用いて小規模で容易に実施されるが、その処理プロトコルは、専門化した装置を考案することなく、あるいはＧｕｓｔａｖｓｏｎ種子コータのような穀物オーガー（ａｕｇｅｒｉｎｇ）装置など種子コーティング産業で通常使用される装置を修正することなく商業的規模の操作に拡張することが、困難である。これは、装置の同じ部分をその他の処理（例えば殺真菌薬）に利用するためにも使用しなければならず、キトサン含有材料を用いた使用のみに供することができない商業的な操作にとって、重大な欠陥である。さらにこのような処理は、植物成長のまさに最も早い段階における単なるキトサン塩の塗布のみに限定され、開花、種子形成、成熟など、植物成長のその他の重要な段階で繰り返し、または強化することができない。キトサン塩調製品による播種区域の土壌の処理では、この調製品が、種子がこれから播かれあるいはすでに播かれた領域にきわめて接近して散布されることが必要である。したがって、種子が最終的に発芽する領域の処理を目標とするため、専門化した装置が必要とされる。これは機械化した播種の場合に容易に実施することができるが、この技術は、空中播種または散布による播種などのその他の方法には適合しない。そのうえ、固体の形のキトサン塩を利用する２種類の技術では、その固体が０．５〜１００マイクロメートルという非常に小さい粒子の形で導入されることが必要とされる。したがって、塗布に適する形にするために、キトサン塩の入念な予備加工が必要とされる。種子処理の場合と同様に、種子発芽の領域内の土壌の処理は、植物の根系が崩壊しないように植物成長のまさに最も早い段階での単一の処理に限定される。新生植物の葉にキトサンを塗布する方法については何も開示されていないため、この技術の実用性を確かめ、あるいは利益ある効果をもたらす程度を評価することは困難である。明らかではあるが、この技術は、その処理が植物成長の最も早い段階に拘束されるという制限をその他の方法と同じように有している。ＵＳ４，９６４，８９４でＦｒｅｅｐｏｎｓは、上記と同じ技術について再び述べており、そこで、非殺草性の酸を同定するための種子発芽の研究に関する入念な手順を示している。グルタミン酸、酒石酸、クエン酸、アジピン酸、塩化水素酸、ギ酸、および硝酸は、非殺草性の基準を満たしていた。酢酸および酪酸は植物に有毒で、実生の発生に有害であることが見出された。好ましいキトサン塩溶液は、キトサンのアミノ官能基１モル当たりグルタミン酸を１．５当量よりも多く含有するものであると教示されている。その他の種子処理技術はＵＳ５，５５４，４４５（Ｋｉｖｅｋａｓ、Ｓｔｒｕｓｚｅｚｙｋ）に記載されており、これは微晶質キトサンの液状分散体を種子に吹き付けた後、乾燥して種子のまわりに重合体の膜を形成することを含む。種子表面に適切な膜を形成するため、キトサンは、保水値２００〜５０００％、水素結合ポテンシャル１０〜２５ｋＪ／モル、および粒度０．１〜１００マイクロメートルであることが指定される。上記の場合と同様にこれらの手順は、専門化した装置、キトサンの入念な予備加工を必要とし、また植物成長の最も早い段階における単一の処理に限定される。ＵＳ４，８８６，５４１でＨａｄｗｉｇｅｒは、収穫量を増やし、倒伏を減少させ、根の発達を促進するため、小麦の種子へのキトサン調製品の塗布を開示している。処理は、種子の表面に液体を分布させるために種子を撹拌するという手法を用い、酢酸キトサンの水溶液を種子に塗布することによって行われる。推奨される技術は、穀物オーガー装置またはセメント混合装置の使用である。上記論じられるように、この開示の教示によるキトサンの種子への塗布は、商業的な種子コーティングの複雑さおよびコストを増し、植物成長の最も早い段階における単一の塗布に限定される。ＵＳ４，９７８，３８１およびＵＳ５，１０４，４３７には、種子処理に対する同じ技術が記載されており、この方法を、稲、オート麦、大麦、ライ麦などのその他の穀物類に拡張するための追加の例が提供されている。キトサンは、作物の収穫量を増やすというその能力以外のために、農業に用いられてきた。キトサンは、様々な微生物に対する殺菌剤としての能力を実証してきた。霜による損傷を阻止するためのキトサンの使用が、ＪＰ９９３４６０６１（ＤａｉｉｃｈｅＳｅｉｍｏＫＫ（第一製網）に譲渡済み）に開示されており、ここでは、氷晶核形成した生物体ＰｓｅｕｄｏｍｏｎａｓｓｙｒｉｎｇｅおよびＰａｎｔｏｅａａｇｇｌｏｍｅｒａｎｔｓが接種されたホウレン草の葉をキトサンで処理し、次いで凍結温度にさらした。処理された葉は、霜による損傷が対照よりも著しく少なかった。ＵＳ５，３７４，６２７ではＥｔｓｕｚｏ他が、細菌性の腐敗病（野菜）、スプリングデッドスポット（芝草）、細菌性の穀類の腐敗（稲）など、数多くの植物病害から植物を保護するための、分子量１００００〜５００００のキトサン水解物の使用について開示している。発明の概要したがって本発明は、野菜、種子、果実、芋類、および花の健康状態、生長力、収穫量を向上させるため、成長植物の葉にキトサン塩を塗布することを対象とする。このように処理した植物は、健康状態がより良く、渇水に対する抵抗力がより高く、多くの品種が長い生産期間を享受する。この処理は、植物の成長サイクル全体を通して、特に、開花、種子形成、成熟など、植物成長の重要な段階中に繰り返すことができる。したがって本発明は、主として成長する子葉状植物の収穫量、健康状態、および生長力を向上させる方法を対象とし、（１）第１の本葉の出現とそこから植物または果実を収穫するまでの間の葉の表面に、水溶液であってそこに溶解したキトサンの水溶性塩０．０１〜１．５重量％および酸を含有し、かつ溶液中の酸の当量とキトサンから誘導されたアミノ基との比が１．０２〜１．２０である水溶液を噴霧する段階と、（２）植物またはその有用な部分を収穫する前に、段階（１）を少なくとも１回繰り返す段階とを含む。その他の態様では、本発明は上述の処理溶液を対象とする。さらに別の態様では、本発明は、キトサンの粒子を４５〜８５℃の水中に分散することと、キトサンと反応するときにそこに水溶性塩を形成する酸を、酸の当量とキトサンから誘導されたアミノ基との比が１．０１〜１．２０となる量で添加することを含む、上述の処理溶液を調製する方法を対象とする。定義本明細書で使用する「収穫」という用語、およびその様々な形は、成長植物の有用な部分または食用部分を集めることだけではなく、植物全体を集めることも示す。前者の例は、木から果実を採集すること、ツルから豆を採集すること、茎からトウモロコシの穂を採集すること、キャベツやセロリを刈り入れることなどである。後者の例は、ポテト、ビート、ニンジンなどの根菜類を掘り出すことである。発明の詳細な説明Ａ．キトサンの組成キトサンは、多くの真菌類に見出される天然に存在する重合体であるが、豊富でもなく、天然資源から容易に高純度で分離されるものでもない。便宜上キトサンは、２番目に最も豊富な天然の重合体であるキチン（セルロースの次に）からより容易に得られる。キチンは、甲殻類または昆虫の外骨格から容易に分離され、軟体動物および真菌類にも見出される。これはＮ−アセチル−Ｄ−グルコサミンとＤ−グルコサミンの水に不溶性の共重合体であるが、モノマー単位の大部分はＮ−アセチル−Ｄ−グルコサミン残基からなる。キトサンは、同じ２つのモノマー単位の共重合体であるが、モノマー単位の大部分はＤ−グルコサミン残基である。Ｄ−グルコサミン残基は塩基性アミノ官能基を産出するため、それらは酸と容易に塩を形成する。これらの塩の多くは水溶性である。濃縮した苛性アルカリによる高温でのキチンの処理では、Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサミン残基をＤ −グルコサミン残基に変換し、それによってキチンをキトサンに変換する。甲殻類の廃物中に見出されるキチンからキトサンを得る便利な一方法が、ＵＳ３，８６２，１２２（Ｐｅｎｉｓｔｏｎ）に記載されている。純粋なポリ−Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサミンと純粋なポリ−Ｄ−グルコサミンの間に可能な組成物の連続体が存在するが、キトサンという用語は一般に、Ｄ−グルコサミン残基を６５〜１００％含有する重合体に用いられる。この範囲内の組成物は上記酸性溶液に可溶であるが、モノマー残基の約３５％よりも多くがＮ−アセチル−Ｄ−グルコサミンである場合、この重合体は弱酸性溶液に不溶である。市販のキトサンは、一般に甲殻類から調製され、β−１，４のように数千のモノマー単位がともに結合している重合体の鎖に対応し、何十万であると測定された分子量を有している。真菌類供給源から得られたキトサンは、一般にやや低い分子量のものであり、５００００ａｍｕ（原子質量単位、ダルトン）程度に低い分子量の部分を含有する可能性がある。本発明の目的で、キトサンという用語は、０〜３５％のＮ−アセチル−Ｄ−グルコサミン残基を含有しかつ５００００ａｍｕより大きい分子量を有するＤ−グルコサミンおよびＮ−アセチル−Ｄ−グルコサミンの共重合体に使用すること、また、酸または酵素触媒で鎖の切断を引き起こすことにより分子量を５００００ａｍｕ未満に下げるための意図的な努力がなされてきたキトサンの調製品を除外することを意図する。本研究に使用したキトサンは、エビまたはカニの殼から得られ、商業的に生成されたキトサンとして代表的な約７５〜８２モル％のＤ−グルコサミン残基を含有していた。これは、鉱酸およびカルボン酸の希釈水溶液に容易に可溶であった。キトサン塩は、キトサン塩の溶液を噴霧することによって、水和剤などキトサン塩の分散液を噴霧することによって、あるいは当業者に容易に理解されるその他の技術によって、成長植物の葉に塗布することができる。好ましい技術は、分散液の沈澱に関連する問題、あるいは植物に固体を塗布することに関連する粉塵吸入の危険性を排除した、キトサン塩の水溶液を噴霧することによるものである。キトサン塩濃度（陰イオンを除く）が０．０１％から１．５％の溶液を使用することが好ましく、最も好ましくは０．０５％から０．５０％の濃度の溶液を使用することである。この濃度範囲の溶液は、商業用噴霧装置に適合する粘度を有している。さらにこの溶液は、商業用噴霧装置の通常の操作に再び適合する正しい用量を実現するために、１エーカー（約４０００ｍ²）当たり１回の塗布で５〜２０ガロン（約１９〜７６リットル）の塗布量を必要とする。Ｂ．酸水溶性キトサン塩を形成する酸の多くはそれ自体が成長植物に有害であり、これらの高濃度の酸に植物がさらされるのを防止することが重要になる。一方、キトサン塩溶液を調製するために大量に過剰な酸（キトサン中のアミノ官能基１モル当たりの酸の当量として測定される）を使用しない限り、キトサンは、周囲温度で酸性溶液に非常にゆっくりと溶解するだけである。このジレンマを解決する１つの技術は、植物への被害を制限しながら大量に過剰な酸を使用して溶液を形成することができるよう、グルタミン酸などの植物毒素が少ないより高価な酸のみを選択することである。第２の技術は、溶解段階中に大量に過剰の酸を使用し、次いでその過剰量を、溶解が終了した後に塩基で中和することである。しかしこの手順は、塩基が導入された領域における局所的なｐＨの増大を防止するために非常に多くの注意を必要とするため、不十分である。このようなｐＨ増大によって、キトサン塩は、電気的に中性で溶液中に沈澱するもとのキトサンに変換される。大量に過剰な酸はもはや存在しないため、この沈澱は再び溶解するのが非常に遅い。好ましい１つの技術は、費用のかからない非常に少量の過剰な酸を使用し、高温で溶解段階を実施することである。使用する酸の過剰量を厳密に制限することによって、酸の植物毒素の影響を、検出できないレベルに減少させることができる。十分な溶解速度は、わずかに過剰な酸のみが存在する場合であっても、高温で溶解を行うことによって実現することができる。キトサン中のアミノ基１モル当たりの酢酸が１．０２〜１．２０モルの割合にある酢酸を使用することが最も好ましい。これは、ＵＳ４，８１２，１５９およびＵＳ４，９６４，８９４の教示、すなわち酢酸が植物に有毒であり、したがってこれらの明細書に記載の塗布に使用されるキトサン溶液の形成に不適切であることを見出した教示ときわだって対照的である。溶解段階は、５０〜７５℃で実施することが好ましい。この方法では、キトサンは３〜５時間以内で２．５重量％濃度に溶解することができる。この濃度は、塗布現場への効率的な輸送に適しており、粘度が十分に低く、現場での水による希釈が簡単である。本発明で使用するキトサン塩の形成に適する酸は、水溶性塩をキトサンとともに形成するものである。酸自体は水溶性である必要はないが、そのような水溶性の酸はその取扱いが容易であるために好ましい。水溶性キトサン塩を形成する無機酸にはハロゲン酸および硝酸が含まれるが、硫酸およびリン酸は、水溶性塩をキトサンとともに形成しないため除外する。有機酸が好ましく、乳酸、グリコール酸、グルタミン酸、酢酸、およびこれらの混合物が含まれる。モノ機能性カルボン酸またはポリ機能性カルボン酸のいずれかを使用することができる。これらは水溶性塩をキトサンと形成する限り、脂肪族化合物または芳香族化合物でよい。Ｃ．添加剤本明細書で使用する「添加剤」という用語は、本発明の効力を増大させるために任意選択で使用することができるがそれ自体は対生物作用を持たない材料を示す。この材料には、界面活性剤、湿潤剤、消泡剤、増量剤、浸透剤、活性剤、展着剤、希釈剤、付臭剤、光沢剤、およびその他同種類のものなどの材料が含まれる。植物の葉の疎水性表面に一様に分布し、かつぬれるようにするため、組成物中に少量の湿潤剤を使用することが特に好ましい。このような薬剤は、通常０．０１〜０．１重量％の濃度で使用する。Ｄ．補助剤本明細書で使用する「補助剤」という用語は、キトサン塩の対生物作用と同じでも異なってもよい対生物作用を有し、任意選択で添加された材料を示す。このような材料には、肥料、殺菌剤、防虫剤、農薬、微量の栄養素、除草剤、およびこれらの混合物が含まれる。結果として得られる水性組成物が噴霧可能である限り、水溶性キトサン塩とともに、液体と固体両方の補助剤を使用することができる。Ｅ．キトサン塩の形成方法キトサン塩を形成する好ましい一方法は、４５〜８５℃の温度で、好ましくは５５〜７５℃の温度でキトサンの水性分散液を形成し、次いでその分散液に酸を添加することである。これらの反応条件下では、キトサンの粒度は重要ではない。大量に過剰の酸を必要とすることなく速い反応速度を得るために、反応温度は少なくとも４５℃であることが好ましい。一方、変色を回避し、水溶性塩の安定性を確実にするために、反応温度は８５℃を超えないことが好ましい。添加剤および補助剤は、反応溶液に任意の段階で添加することができる。それでもやはり添加剤および補助剤は、反応が終了し、どのような二次反応も最小限にするためにその溶液を冷却した後に添加することが好ましい。Ｆ．塗布方法本発明の明らかな１つの長所は、広い、または狭い農業地域の両方にとって最も経済的で効率的な塗布方法である液体噴霧により、キトサン塩を植物に塗布することができることである。水性組成物は、刷毛塗りなどのその他の液体塗布方法によって塗布することができるが、それらは効率的ではなく、したがって好ましくない。上述のように本発明の組成物は、植物を収穫する前に、好ましくは開花および成熟初期に少なくとももう一度、成長植物の第１本葉に塗布することができる。多重に塗布することがなお一層好ましい。塗布後、この塗布されたキトサン塩溶液を蒸発させることは必要ではない。実際に、キトサン塩の植物への吸着は液体状態より行われるため、蒸発させないことが好ましい。しかし、温度および湿度が通常の大気条件であるために、通常はこの溶液が蒸発して乾燥する。Ｇ．安全性本発明の別の長所は、キトサン組成物が有毒ではないことである。例えばグルタミン酸キトサンを、ラット（シロネズミオス５匹、メス５匹）に経口投与した場合、その急性毒性ＬＤ₅₀は５ｇ／ｋｇより多い。さらに、この組成物をウサギ（シロウサギオス５匹、メス５匹）に投与した場合、皮膚を経た急性毒性ＬＤ₅₀は２ｇ／ｋｇより多い。このように低毒性であるために、本発明の組成物は、鳥、哺乳動物、または人間に有毒ではない。さらに、組成物の低毒性レベルおよび容易な生物分解性は、肥沃な土層の有益な構成成分に対する有害な影響を妨げるように作用する。したがってＥＰＡは、ポリ−Ｄ−グルコサミン残基を原料のままの農業商品の製造に使用するとき、その許容範囲の要件の免除を確立した。Ｈ．試験手順６０℃の温度の適切な量の水を激しく撹拌し、８０モル％のＤ−グルコサミン残基を含有するキトサンの小片を、キトサンが湿って液相全体に分散するような速度で添加することにより、酢酸キトサン水溶液を調製した。次いで氷酢酸を、キトサン１ポンド（約４５０ｇ）当たり酢酸０．３６ｌｂ（約１６０ｇ）割合となるよう添加した。これは、キトサン中のアミノ官能基１モル当たりの酢酸が１．０３当量である割合を示す。この混合物を、実質上すべてのキトサンが溶解するまで６０℃で撹拌し、次いで得られた溶液を、素地の粗いチースクロスで濾過してどのような外来粒子も除去した。水およびキトサンの量は、キトサン濃度（酢酸陰イオンを除く）が５．０重量％となるように選択した。次いでこの溶液を、２．５重量％の濃度まで水でさらに希釈し、現地に輸送するために３０４ｇを含む単位に包装した。このパッケージを現場で希釈することによって、２ガロン（約７．６リットル）の園芸用噴霧器に０．１重量％のキトサンを含有する溶液を充填するための正確な量のキトサンが得られた。種子として植えた作物の場合（カボチャ、キュウリ、豆）、実生がその第１の組の本葉を生み出して間もなく処理を開始した。本葉は、新生の葉（子葉）に続くものであり、その形状は成熟した葉に類似している。確立された温室の実生として得られた作物の場合（コショウ）は、戸外に移植するときに処理を開始した。どちらの場合も、成長の時期を通して２週間から３週間の間隔で処理を繰り返した。処理プロトコルは、葉の表面の最上部が完全にぬれて溶液が葉の先から滴るまで、植物の葉に噴霧することであった。対照と比べて処理される植物にもたらされる水分に実質上相違がなくなるまで、可能な限り潅水直後にこの処理を行う。植物のサイズが大きくなると、葉をぬらすためにより多くのキトサン塩溶液を使用することが明らかに必要になった。処理量は、初期処理の場合７ガロン／エーカー（０．００７リットル／ｍ²）であり、処理の最後は１５ガロン／エーカー（０．０１４リットル／ｍ²）と推定された。成熟段階前に最適に収穫したキュウリやカボチャなどの作物の場合、増加した生産高のものさしとして、果実の全重量よりもその数を使用した。成熟期に収穫した豆などの作物の場合、増加した生産高量のものさしとして全収穫重量を使用した。Ｉ．処理可能な植物この処理が上記の手法で実施される限り、本発明の方法によって広く様々な子葉植物を有利に処理することができる。このような植物には、Ａｌｌｉｕｍ（アリウム）属、Ａｐｐｉｕｍ（アピウム）属、Ａｓｐａｒａｇｕｓ（アスパラガス）属、Ｂｅｔａ（フダンソウ）属、Ｂｒａｓｓｉｃａ（アブラナ）属、Ｃａｐｓｉｃｕｍ（トウガラシ）属、Ｃｉｔｒｕｌｌｉｓ（スイカ）属、Ｃｕｃｕｒｂｉｔａ（カボチャ）属、Ｄａｕｃｕｓ（ニンジン）属、Ｆｒａｇｅｒｉａ（イチゴ）属、Ｌａｃｔｕｃａ（アキノノゲシ）属、Ｌｙｃｏｐｅｒｓｉｃｕｍ（トマト）属、Ｐｈａｓｅｏｌｕｓ（インゲン）属、Ｓｏｌａｎｕｍ（ナス）属、Ｓｐｉｎａｃｈｉａ（ホウレンソウ）属、およびＺｅａ（トウモロコシ）属のメンバが含まれる。これらの属のメンバの中での野菜は、アスパラガス、豆、ビート、ブロッコリ、ニンジン、セロリ、トウモロコシ、ナス、レタス、メロン、タマネギ、エンドウ豆、コショウ、ポテト、ホウレン草、カボチャ、イチゴ、およびトマトがある。実施例実施例１１９９６年５月下旬、単に土を掘り返して塊をくずすことにより準備した土壌に、カボチヤ（ＢｕｒｐｅｅＹｅｌｌｏｗＳｕｍｍｅｒ）をそれぞれ３本有する株を並べて植え付けた。すべての株を同一の方法で栽培し、成長する間必要に応じて潅水した。上述の手順によって１つの株（ｈｉｌｌ）をキトサン塩溶液で処理し、その他は対照としての役目を果たした。７月９日から７月２１日までの間に、好ましいサイズに達した果実を収穫した。穿孔性動物の来襲のため、７月２１日に調査を終了した。対照では１５個の実だけをつけていたのに比べ、処理済みの植物は１９個の実をつけていた。これは、収穫量が２７％増加したことを示している。実施例２１９９６年５月下旬、土を掘り返して塊をくずし、平らにならして準備した土壌に、同じ方法でサヤインゲンを平行な列に植えた。両方の列を栽培し、成長の間必要に応じて潅水した。１つの列をキトサン塩溶液で上述のように処理し、その他の列は対照としての役目を果たした。この植物が消費されたと判断される８月２６日まで、１週間の間隔をおいて作物を収穫した。対照の列では１１ｌｂ６ｏｚ（約５ｋｇ）の豆が産出されたのに対し、処理済みの列では１５ｌｂ８ｏｚ（約７ｋｇ）の豆を産出した。これは、収穫量が３６％増加したことを示す。実施例３１９９６年５月下旬、コショウ（ＬａｄｙＢｅｌｌ）を高さ約５インチ（約１３ｃｍ）の実生として購入し、土を掘り返して平らにならした土壌に移植した。すべてのコショウを栽培し、成長期間全体を通して同じ方法で灌水した。３本のコショウをキトサン塩溶液で上述のように処理し、他の３本は対照としての役目を果たした。成長期間の全体を通してそれらが好ましいサイズに達したときに、実を収穫した。対照では合計３１個の実がついたのに対し、処理済みのコショウでは合計４６個の実がついた。これは、収穫量が４８％増加したことを示している。実施例４１９９６年５月下旬、土を掘り返して塊をくずし、平らにならして準備した土壌に、イエロービーンを同じ方法で平行な列に植えた。両方の列を栽培し、成長の間必要に応じて潅水した。１つの列をキトサン塩溶液で上述のように処理し、その他の列対照としての役目を果たした。この植物が消費されたと判断される７月２４日まで、１週間の間隔をおいて作物を収穫した。対照の列では９ｌｂ０ｏｚ（約４ｋｇ）の豆が産出されたのに対し、処理済みの列では１０ｌｂ０ｏｚ（約４．５ｋｇ）の豆を産出した。これは、収穫量が１１％増加したことを示している。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１０年８月１４日（１９９８．８．１４）【補正内容】１８．アスパラガス、豆、ビート、ブロッコリ、ニンジン、セロリ、トウモロコシ、キュウリ、ナス、レタス、メロン、タマネギ、エンドウ豆、コショウ、ポテト、ホウレン草、カボチャ、イチゴ、およびトマトからなる群から選択されることを特徴とする請求項１５に記載の子葉植物。１９．前記植物が豆であることを特徴とする請求項１８に記載の子葉植物。２０．前記植物がコショウであることを特徴とする請求項１８に記載の子葉植物。２１．前記植物がカボチャであることを特徴とする請求項１８に記載の子葉植物。【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１１年２月５日（１９９９．２．５）【補正内容】キトサンは、作物の収穫量を増やすというその能力以外のために、農業に用いられてきた。キトサンは、様々な微生物に対する殺菌剤としての能力を実証してきた。霜による損傷を阻止するためのキトサンの使用が、ＪＰ９９３４６０６１（ＤａｉｉｃｈｅＳｅｉｍｏＫＫ（第一製網）に譲渡された）に開示されており、ここでは、氷晶核形成した生物体ＰｓｅｕｄｏｍｏｎａｓｓｙｒｉｎｇｅおよびＰａｎｔｏｅａａｇｇｌｏｍｅｒａｎｔｓが接種されたホウレン草の葉をキトサンで処理し、次いで凍結温度にさらした。処理された葉は、霜による損傷が対照よりも著しく少なかった。ＵＳ５，３７４，６２７ではＥｔｓｕｚｏ他が、細菌性の腐敗病（野菜）、スプリングデッドスポット（芝草）、細菌性の穀類の腐敗（稲）など、数多くの植物病害から植物を保護するための、分子量１００００〜５００００のキトサン水解物の使用について開示している。ＩｈａｒａＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓ．，Ｌｔｄ．（イハラケミカル工業）に譲渡されたＪＰ−Ａ−６３０３３３１０（特開昭６３−３３３１０）には、植物の根を処理するために、キチンまたはキトサン塩の使用が開示されている。発明の概要したがって本発明は、野菜、種子、果実、芋類、および花の健康状態、生長力、収穫量を向上させるため、成長植物の葉にキトサン塩を塗布することを対象とする。このように処理した植物は、健康状態がより良く、渇水に対する抵抗力がより高く、多くの品種が長い生産期間を享受する。この処理は、植物の成長サイクル全体を通して、特に、開花、種子形成、成熟など、植物成長の重要な段階中に繰り返すことができる。したがって本発明は、主として成長する子葉状植物の収穫量、健康状態、および生長力を向上させる方法を対象とし、（１）第１の本葉の出現とそこから植物または果実を収穫するまでの間の葉の表面に、水溶液であってそこに溶解したキトサンの水溶性塩０．０１〜１．５重量％および酸を含有し、かつ溶液中の酸の当量とキトサンから誘導されたアミノ基との比が１．０２〜１．２０である水溶液を噴霧する段階と、（２）植物またはその有用な部分を収穫する前に、段階（１）を少なくとも１回繰り返す段階とを含む。市販のキトサンは、一般に甲殼類から調製され、β−１，４のように数千のモノマー単位がともに結合している重合体の鎖に対応し、何十万であると測定された分子量を有している。真菌類供給源から得られたキトサンは、一般にやや低い分子量のものであり、５００００ａｍｕ（原子質量単位、ダルトン）程度に低い分子量の部分を含有する可能性がある。本発明の目的で、キトサンという用語は、０〜３５％のＮ−アセチル−Ｄ−グルコサミン残基を含有しかつ少なくとも５００００ａｍｕの分子量を有するＤ−グルコサミンおよびＮ−アセチル−Ｄ−グルコサミンの共重合体に使用すること、また、酸または酵素触媒で鎖の切断を引き起こすことにより分子量を５００００ａｍｕ未満に下げるための意図的な努力がなされてきたキトサンの調製品を除外することを意図する。本研究に使用したキトサンは、エビまたはカニの殼から得られ、商業的に生成されたキトサンとして代表的な約７５〜８２モル％のＤ−グルコサミン残基を含有していた。これは、鉱酸およびカルボン酸の希釈水溶液に容易に可溶であった。キトサン塩は、キトサン塩の溶液を噴霧することによって、水和剤などキトサン塩の分散液を噴霧することによって、あるいは当業者に容易に理解されるその他の技術によって、成長植物の葉に塗布することができる。好ましい技術は、分散液の沈澱に関連する問題、あるいは植物に固体を塗布することに関連する粉塵吸入の危険性を排除した、キトサン塩の水溶液を噴霧することによるものである。キトサン塩濃度（陰イオンを除く）が０．０１％から１．５％の溶液を使用することが好ましく、最も好ましくは０．０５％から０．５０％の濃度の溶液を使用することである。この濃度範囲の溶液は、商業用噴霧装置に適合する粘度を有している。さらにこの溶液は、商業用噴霧装置の通常の操作に再び適合する正しい用量を実現するために、１エーカー（約４０００ｍ²）当たり１回の塗布で５〜２０ガロン（約１９〜７６リットル）の塗布量を必要とする。１．第１の本葉を有する成長する子葉植物の収穫量を向上させる方法において、（１）キトサンと、キトサンとともに水溶性塩を形成する硫酸およびリン酸を除外した酸とを反応させることにより調製し、少なくとも６５モル％のＤ−グルコサミン残基を含有して分子量が少なくとも５０，０００である水溶液中に溶解したキトサンの水溶性塩を０．０１〜１．２０重量％有する水溶液であって、この反応が４５〜８５℃の温度で行われ、酸の当量とキトサンから誘導されたアミノ基との比が１．０１〜１．２０である水溶液を、葉の露出表面に塗布することと、（２）処理溶液の塗布を少なくとも１回繰り返すことを含むことを特徴とする方法。２．第１の本葉を有する子葉植物を処理する組成物において、キトサンと、キトサンとともに水溶性物を形成する硫酸およびリン酸を除外した酸とを反応させることにより調製された、少なくとも６５モル％のＤ−グルコサミン残基を含有して分子量が少なくとも５０，０００である水溶液中に溶解したキトサンの水溶性塩を０．０１〜１．５重量％有する水溶液であって、この反応が４５〜８５℃ の温度で行われ、酸の当量とキトサンから誘導されたアミノ基との比が１．０１〜１．２０である水溶液を含むことを特徴とする組成物。３．第１の本葉が、キトサンと植物に有毒な酸を反応させることにより調製されたキトサン塩の水溶液の層を生み出し、その溶液中の酸の当量とキトサンから誘導されたアミノ基との比が１．０２〜１．２０であることを特徴とする成長する子葉植物。４．前記酸の当量がカルボン酸から得られることを特徴とする請求項１に記載の方法。５．前記カルボン酸が、酢酸、グルタミン酸、乳酸、グリコール酸、およびこれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項４に記載の方法。６．前記植物の少なくとも一部は、ヒトが食べることが可能であることを特徴とする請求項１に記載の方法。７．前記植物が食用野菜であることを特徴とする請求項６に記載の方法。８．前記植物の属が、アリウム属、アピウム属、アスパラガス属、フダンソウ属、アブラナ属、トウガラシ属、スイカ属、カボチャ属、ニンジン属、イチゴ属、アキノノゲシ属、トマト属、インゲン属、ナス属、ホウレンソウ属、およびトウモロコシ属からなる群から選択されることを特徴とする請求項７に記載の方法。９．前記植物が、アスパラガス、豆、ビート、ブロッコリ、ニンジン、セロリ、トウモロコシ、ナス、レタス、メロン、タマネギ、エンドウ豆、コシヨウ、ポテト、ホウレン草、カボチャ、イチゴ、およびトマトからなる群から選択されることを特徴とする請求項８に記載の方法。１０．前記植物が豆であることを特徴とする請求項９に記載の方法。１１．前記植物がコショウであることを特徴とする請求項９に記載の方法。１２．前記植物がカボチャであることを特徴とする請求項１０に記載の方法。１３．前記キトサン塩溶液中の酸の当量が、カルボン酸から得られることを特徴とする請求項３に記載の子葉植物。１４．前記カルボン酸が、酢酸、グルタミン酸、乳酸、グリコール酸、およびこれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項１３に記載の子葉植物。１５．前記植物の少なくとも一部は、ヒトが食べることが可能であることを特徴とする請求項３に記載の子葉植物。１６．食用野菜であることを特徴とする請求項１３に記載の子葉植物。１７．アリウム属、アピウム属、アスパラガス属、フダンソウ属、アブラナ属、トウガラシ属、スイカ属、カボチャ属、ニンジン属、イチゴ属、アキノノゲシ属、トマト属、インゲン属、ナス属、ホウレンソウ属、およびトウモロコシ属からなる群から選択されることを特徴とする請求項１３に記載の子葉植物。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＥＥ，ＧＥ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ

Claims

【特許請求の範囲】１．第１の本葉を有する成長する子葉植物の収穫量を向上させる方法であって、（１）キトサンと酸とを反応させることによって調製して水溶液中に溶解したキトサン塩０．０１〜１．５重量％を有し、該溶液中の酸の当量とキトサンから誘導されたアミノ基との比が１．０２〜１．２０である水溶液を、葉の露出表面に塗布する段階と、（２）植物を収穫する前に、段階（１）を少なくとも１回繰り返す段階とを含むことを特徴とする方法。２．第１の本葉を有する子葉植物を処理する組成物であって、（１）キトサンと酸を反応させることにより調製したキトサンの水溶性塩０．０１〜１．５重量％を含有し、該溶液中の酸の当量とキトサンから誘導されたアミノ基との比が１．０２〜１．２０である水溶液を含むことを特徴とする組成物。３．キトサンの水溶性塩の溶液を調製する方法であって、４５〜８５℃の水中にキトサンの粒子を分散させ、さらに酸の当量とキトサンから誘導されたアミノ基との比が１．０２〜１．２０となるような量の酸を添加することを含むことを特徴とする方法。４．第１の本葉が、キトサンと酸を反応させることにより調製されたキトサン塩の水溶液の層を生み出し、その溶液中の酸の当量とキトサンから誘導されたアミノ基との比が１．０２〜１．２０であることを特徴とする成長する子葉植物。５．前記酸の当量がカルボン酸から得られることを特徴とする請求項１に記載の方法。６．前記カルボン酸が、酢酸、グルタミン酸、乳酸、グリコール酸、およびこれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項５に記載の方法。７．前記植物の少なくとも一部は、ヒトが食べることが可能であることを特徴とする請求項１に記載の方法。８．前記植物が食用野菜であることを特徴とする請求項７に記載の方法。９．前記植物の属が、アリウム属、アピウム属、アスパラガス属、フダンソウ属、アブラナ属、トウガラシ属、スイカ属、カボチャ属、ニンジン属、イチゴ属、アキノノゲシ属、トマト属、インゲン属、ナス属、ホウレンソウ属、およびトウモロコシ属からなる群から選択されることを特徴とする請求項８に記載の方法。１０．前記植物が、アスパラガス、豆、ビート、ブロッコリ、ニンジン、セロリ、トウモロコシ、ナス、レタス、メロン、タマネギ、エンドウ豆、コショウ、ポテト、ホウレン草、カボチャ、イチゴ、およびトマトからなる群から選択されることを特徴とする請求項９に記載の方法。１１．前記植物が豆であることを特徴とする請求項１０に記載の方法。１２．前記植物がコショウであることを特徴とする請求項１０に記載の方法。１３．前記植物がカボチャであることを特徴とする請求項１０に記載の方法。１４．前記キトサン塩溶液中の酸の当量が、カルボン酸から得られることを特徴とする請求項４に記載の子葉植物。１５．前記カルボン酸が、酢酸、グルタミン酸、乳酸、グリコール酸、およびこれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項１２に記載の子葉植物。１６．前記植物の少なくとも一部は、ヒトが食べることが可能であることを特徴とする請求項４に記載の子葉植物。１７．前記食用野菜であることを特徴とする請求項１３に記載の子葉植物。１８．アリウム属、アピウム属、アスパラガス属、フダンソウ属、アブラナ属、トウガラシ属、スイカ属、カボチャ属、ニンジン属、イチゴ属、アキノノゲシ属、トマト属、インゲン属、ナス属、ホウレンソウ属、およびトウモロコシ属からなる群から選択されることを特徴とする請求項１４に記載の子葉植物。１９．アスパラガス、豆、ビート、ブロッコリ、ニンジン、セロリ、トウモロコシ、キュウリ、ナス、レタス、メロン、タマネギ、エンドウ豆、コショウ、ポテト、ホウレン草、カボチャ、イチゴ、およびトマトからなる群から選択されることを特徴とする請求項１５に記載の子葉植物。２０．前記植物が豆であることを特徴とする請求項１９に記載の植物。２１．前記植物がコショウであることを特徴とする請求項１９に記載の植物。２２．前記植物がカボチャであることを特徴とする請求項１９に記載の植物。