JP2001513658A - 種子の熱消毒 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は病原体並びに他の望ましくない真菌および細菌についての種子の消毒のための熱処理方法に関し、しかして該方法は、種子を外側から加熱しながら、種子の表面からの水分の蒸発およびそれに因る該表面の冷却を防ぎ且つ種子の含水の変化が起こらないように、種子の状態および含水率に関して処理の時間および温度を調整しながら非水媒介熱を種子に供給することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】 種子の熱消毒 発明の分野 本発明は、病原体並びに他の望ましくない真菌および細菌についての種子の消 毒のための熱処理方法に関する。該方法は造林、園芸および農業からの作物の種 子に適用可能であり、そして農業および園芸において用いられる種々の作物の種 子に特に適用可能である。本発明は以下において穀類種子への熱処理方法の適用 に関して更に記載されるが、しかし本発明は該適用に制限されない。 本発明の背景 種子伝染性病原体例えば穀類における病原性真菌は毎年大きい経済的損失を引 き起こし、即ちそれらは作物収量を減じ、作物の品質を劣化し、また例えばジャ ガイモの貯蔵をより困難にする。生態学的栽培者にとって、種子に病原体がない ことがまさに必須であり、何故なら栽培シーズンを通して防除することは困難で あるからである。それ故、種子伝染性病原体に対する生態学的消毒方法について のニーズが非常に大きい。毎年、一 層健全な作物を達成するために多量の穀類が種子伝染性真菌病に対して化学的に 処理され（秋まき穀粒の９０％より大、春まき穀粒の約４０〜５０％）、そして それによって、栽培シーズンを通しての化学的防除の必要性を減少させているか 全くなくしている。たいていの栽培者は、経済上、環境上および作業健康上の理 由のため化学薬剤の使用を減らすことを目指している。それ故、化学薬品を必要 としない消毒方法により化学的種子処理方法の大部分を置き換えることに対して 大きなニーズがある。 先行技術 １９５０年代および１９６０年代において、熱水処理が、オオムギおよびコム ギにおける裸黒穂病を防除するための消毒方法として用いられた。該処理は、次 の通りであった（Ｐｅｒｓｓｏｎ，１９９０）。 − 種子が約３時間水中に浸漬された。 − この種子が拾い上げられ、そして水切りされた。 − コムギは５３℃の水中にそしてオオムギは５１℃の水中に５分間置かれた。 − この種子が冷却のために冷水に５分間移された。 − この種子が乾燥された。 この記載された消毒方法は非常に骨の折れるものであり、そして主として二つ の理由のために新しい化学的種子処理剤により競争から追いやられた。この公知 の熱水処理方法は一方では不確かな効果を与えた、他方ではとりわけ処理後の種 子を乾燥するのに費用がかかる故コスト高であった。 穀類種子の熱水処理についての実験は、オオムギにおける裸黒穂病（Ｕｓｔｉ ｌａｇｏ ｎｕｄａ）、縞葉枯病（Ｄｒｅｃｈｓｌｅｒａ ｇｒａｍｉｎｅａ） および網斑病（Ｄｒｅｃｈｓｌｅｒａ ｔｅｒｅｓ）、コムギにおける裸黒穂病 （Ｕｓｔｉｌａｇｏ ｔｒｉｔｉｃｉ）、雪腐れ病（Ｍｉｃｒｏｄｏｃｈｉｕｍ ｎｉｖａｌｅ）、葉頴汚斑病（Ｓｔａｇｏｎｏｓｐｏｒａｎｏｄｏｒｕｍ）お よび黄斑点病（Ｄｒｅｃｈｓｌｅｒａ ｔｒｉｔｉｃｉ−ｒｅｐｅｎｔｉｓ）、 カラスムギにおける裸黒穂病（Ｕｓｔｉｌａｇｏ ａｖｅｎａｅ）および縞葉枯 病（Ｄｒｅｃｈｓｌｅｒａ ａｖｅｎａｅ）並びにライムギにおける雪腐れ病に 対して良好な効果を示した（Ｂｅｒｇｍａｎ，１９９３、１９９４、１９９６ａ 、１９９６ｂ）。しかしながら、この研究において、大きな問題は、処理後の穀 粒を乾燥するための高いコストであった。水分率は、処理後５０％を越え得る。 穀粒は、それらが劣化なしで貯蔵されるために１５％未満の水分率まで乾燥され ねばならない。 熱水処理後の種子の乾燥のためのコストを避けるために乾燥熱空気もまた試験 されたが、しかし不十分な結果であった。マイクロ波処理もまた試験されたが、 しかし成功しなかった。これについての説明は、マイクロ波での処理により熱が 種子内部（感受性の高い胚が局在している）で発生するが、たいていの病原体は 比較的熱が発生しない粒の表面にいるということであり得る。水蒸気もまた実験 において試験されたが、しかし温度が高いことにより、病原体に対する効果が得 られる温度と発芽に対する有害な効果が認められる温度の間の温度差が小さかっ た。 先行技術に関して、ＤＤ２１７４０７、ＤＤ２９７３３３、ＥＰ０１９６４６ ４、ＥＰ０６２２０８５、ＧＢ１５３５９２６、ＧＢ２１５０８０３、ＦＲ１２ ６０４３６、ＪＰ５８１１１６６７、ＳＵ４２２３６８、ＳＵ７６０９０５およ びＵＳ４６３３６１１もまた参照される。 本発明の目的 本発明の一般的目的は、環境に対するリスクをできる限り小 さくしながら種子伝染性病原体の存在量を減らすための、経済的に興味ある消毒 方法を提供することである。これは、良好な生産可能性を維持しながら化学的防 除剤の使用を減らすためになされる。 別の目的は、含水率を変化させることなく、慎重な制御加熱により種子を消毒 することである。 本発明の簡単な記載 本発明の目的は、病原体並びに他の望ましくない真菌および細菌についての種 子の消毒のための熱処理方法により達成され、しかして該方法は、種子を外側か ら加熱しながら、種子の表面からの水分の蒸発およびそれに因る該表面の冷却を 防ぐように、種子の状態および含水率に関して処理時問および処理温度を調整し ながら非水媒介熱を種子に供給することを特徴とする。本発明の一つの具体的態 様によれば、熱供給はコンベヤーべルト上で囲い込まれた種子（ｔｈｅ ｓｅｅ ｄｓ ｅｎｃｌｏｓｅｄ ｏｎ ａ ｂａｎｄ ｃｏｎｖｅｙｏｒ）への熱の接 触伝達により達成され、そして好ましい具体的態様によれば、熱供給は種子の含 水率の減少または増大を防ぐ空気含水率を有する熱空気により達成される。 種子は、例えば、穀類およびジャガイモの粒である。 “種子”は、ここにおいて種子植物の繁殖体（ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｖｅ ｂ ｏｄｙ）を意味する。“粒（ｋｅｒｎｅｌｓ）”は、ここにおいて、穀類に関し ては種子粒、即ち穀類の実、そしてジャガイモに関して種イモを意味する。 図面の各図の簡単な記載 図面において、各図は次のものを示す。 図１は、処理温度上昇に伴う、種子の発芽および健全状態に対する熱処理の効 果百分率を示す。 図２は、本発明による方法の具体的態様の概略図である。 本発明の詳細な記載 有効的熱消毒は、精確な期間の一定かつ精確な熱供給を要求する。種子の熱処 理の原理は、図１に従って記載され得る。興味ある区間は、処理により発芽率を 減少させることなく病原体について種子を消毒する範囲である。処理温度が低す ぎる場合、病原体が生存し、そして温度が高すぎる場合種子が死ぬ。 病原体の死と宿主の死の間の温度差が大きければ大きいほど、成功的熱処理の 機会は一層良好である。以下の因子が、熱処理に対する感受性に影響を及ぼし得 る（Ｂａｋｅｒ，１９６２）。 − 処理される物質の含水率。含水率が高ければ高いほど、一層感受性である。 − 起り得る静止期、例えば発芽静止。非静止物質は一層感受性である。 − 種子の年齢および生存能力。物質が老齢であればあるほどおよび弱ければ弱 いほど、一層感受性である。 − あり得る保護皮の状態。種皮における亀裂は、種子を一層感受性にする。 − 生長期中の温度。生長期中の低温は、感受性を増大させる。 − 処理される物質の大きさ。小さければ小さいほど、一層感受性である。 − 品種における変動。 上記に挙げられたように、古い方法による熱水処理の不利な点は、処理後の種 子の水分率が５０％を越え得ることであり、しかしてこれは、処理後の種子が貯 蔵可能な含水率まで乾燥されねばならない（これは費用がかかる）ことを意味す る。本発明による熱処理方法は、有効的に改善されかつ一層良好に制御された加 熱方法を提供する。本発明による熱処理方法の場合、乾燥が必要とされないよう な処理後の低含水率が達成される。 本発明による方法は、乾燥（即ち、種子の表面が冷却されるような種子からの蒸 発）または含水率の増大（病原体のほとんどは種子の表面層に局在しているので ）をさせることなく慎重な制御加熱により種子を消毒するという発明的思想に基 づいている。 上記に挙げられたように、種子の熱水処理についての公知の技法は或る不利と 結びついており、そして本発明は、熱処理方法の精確な制御が不均一な処理より もはるかに高い効率をもたらすこと並びに熱処理方法の高精密制御が今日では入 手できる技法でもって達成され得ることの理解に基づいている。かくして、本発 明の方法は、請求の範囲第１項に記載されたやり方での種子の熱処理を含み、し かして好ましい具体的態様は、高含水率の調整空気での種子の処理を含む。 本発明による方法の特徴は、種子の状態および含水率に依存して処理の時間お よび温度を調整しながら種子に非水媒介熱を供給することである。 本発明の方法は、図２に示された具体的態様に関して更に記載される。本発明 による方法のこの具体的態様は、次の５つの段階にて連続的に行われる。 Ａ． 後続の加熱段階における均質加熱を保証するように、供給された種子の層 厚を調整する供給段階。 Ｂ． 種子を熱空気の供給により予め定められた処理温度に加熱する加熱段階（ ここで、該加熱段階はできる限り短くかつ種子の含水率が変化しないように遂行 される）。種子からの蒸発（もしあれば）では、エネルギーが加熱のために用い られる代わりに蒸発のために用いられることになり、かくして効率的加熱に逆作 用する。しかしながら、この処理段階における時間は、種子が予め定められた処 理温度に達するのに十分長くなければならない。この段階は、質および容量の両 方に関して最も感受性である。 Ｃ． 種子を所定処理時間中一定の温度および含水率でもって温かく保つことに より、種子を処理する処理段階。 Ｄ． 処理時間を制御するために種子を急速に冷却する冷却段階。 Ｅ． 消毒された種子を取り出す取出し段階。 段階ＢおよびＣにおいて導入される熱空気の適当な含水率は、種子の種類およ びその含水率に依存して６０〜９０％である。 段階Ｃにおける処理時間は、処理されるべき種子の種類およ び排除されるべき病原体に依存する。実験が、穀類（オオムギ）については、１ ０分未満の処理時間でもって首尾よく行われた。種子および病原体のタイプに依 存して、１０分以下または１０分以上の処理時間が必要とされ得る場合もある。 段階ＢおよびＣにおける温度は、供給された種子の含水率および種子が消毒さ れる病原体に依存する。該温度は、処理に適した温度が確立された時、狭い範囲 内で維持されるように調整され得る。処理時間が５分未満であったオオムギにつ いての上記の実験において、６５〜６７℃の温度が用いられそして処理空気は７ ０％を越える水分率を有していた。 エネルギー消費は、加熱エネルギーが冷却過程中再循環される閉鎖系を用いる ことにより最低限度まで減らされ得る。 種子における温度変化並びに発芽に対するそれらの影響を留意することが不可 欠である（Ｎｅｌｌｉｓｔ，１９７８；ＮｅｌｌｉｓｔおよびＢｒｕｃｅ，１９ ９５）。 本発明による方法の成功は、種子の表面からの蒸発が起こらずかつ含水率の変 化が起こらないように高精密に熱処理を制御する一方、同時に熱処理期間を非常 に短く保ちかつ蛋白質の変性も発芽の劣化も起こらないように処理温度を調整す ることに 基づいている。 実施例 下記に報告された実験において、各作物の感染種子が用いられ、そして処理を 行う前に、各バッチの感染作物が感染度、含水率および発芽百分率に関して分析 された。これらの分析について、例えばＩＳＴＡ便覧（「インターナショナル・ ルールズ・フォア・シード・テスティング（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｒｕ ｌｅｓ ｆｏｒ Ｓｅｅｄ Ｔｅｓｔｉｎｇ），１９９３」）による慣用の方法 が用いられた。 発芽百分率の分析について、適切な場合、砂、紙および土壌が共に用いられ得 る。穀類における感染度の決定について、浸透圧ブロッター法（ｏｓｍｏｔｉｃ ｂｌｏｔｔｅｒ ｍｅｔｈｏｄ）（Ｊｏｅｌｓｏｎ，１９８３）に基づいた方 法が、他の方法と並行して用いられ得る。これは、Ｄｒｅｃｈｓｌｅｒａ属に属 する病原性真菌を検出するために特に適している迅速で簡単な方法である。この 決定方法において、粒が、平らな透明容器中の湿った吸取り紙上に置かれる。該 紙は砂糖シロップ（１３５ｇ／１（水道水））中につけられ、そして水切りされ る。該容器は、２５〜２８℃にて１２時間の明期及び１８〜２０℃にて１２時 間の暗期を有するチャンバー中に置かれる。溶液の浸透圧により粒の生長が妨げ られるが、しかし真菌が生長を開始する。退化しストレスのかかった真菌は特定 の物質を放出し始め、しかして該物質は該紙上で調べられ得る。Ｄｒｅｃｈｓｌ ｅｒａ種の症状は、７日後調べられ得る。 種子の処理後、上記に記載されたのと同じ分析方法が用いられる。処理効果を 最終的に評価するために、処理された種子は、野外実験にて播かれた。これらの 結果は、下記に示されている。 本発明による新規処理方法についての実験がこれまで、Ｄｒｅｃｈｓｌｅｒａ ｔｅｒｅｓ、Ｄｒｅｃｈｓ１ｅｒａ ｇｒａｍｉｎｅａおよびＵｓｔｉｌａｇ ｏ ｎｕｄａに自然感染したオオムギ種子についてなされた。 １９９５年中に行われた野外実験の結果が、下記に示されている。比較のため 、未処理の種子、殺菌剤で処理された種子並びに熱水で処理された種子（第１表 のみ）についての結果が与えられている。 州。オオムギにおける発芽変化および縞葉枯病（Ｄｒ−ｅｃｈｓｌｅｒａ ｇｒ ａｍｉｎｅａ）、網斑病（Ｄｒｅｃｈｓｌｅｒａ ｔｅｒｅｓ）および裸黒穂病 （Ｕｓｔｉｌａｇｏ ｎｕｄａ）に対する種々の種子処理方法の消毒効果。 ^* ＝グアザチンアセテート（１５０ｇ／ｌ）＋イミザリル（１０ｇ／ｌ）^** ＝予備浸漬、水切り、５２℃にて５分間熱水、５分間冷水、乾燥^*** ＝本発明による新規熱処理方法 第２表． １９９５年における野外実験：ストックホルム州。オオムギにおける 発芽変化および縞葉枯病（Ｄｒｅｃｈｓｌｅｒａ ｇｒａｍｉｎｅａ）および裸 黒穂病（Ｕｓｔｉｌａｇｏ ｎｕｄａ）に対する種々の種子処理方法の消毒効果 。 ^* ＝グアザチンアセテート（１５０ｇ／ｌ）＋イミザリル（１０ｇ／ｌ）^** ＝本発明による新規熱処理方法 第３表． １９９５年における野外実験：ストツクホルム州。オオムギにおける 発芽変化および網斑病（Ｄｒｅｃｈｓｌｅｒａ ｔｅｒｅｓ）に対する種々の種 子処理方法の消毒効果。 ^* ＝グアザチンアセテート（１５０ｇ／ｌ）＋イミザリル（１０ｇ／１）^** ＝本発明による新規熱処理方法 これらの結果は、本発明による熱処理方法が殺菌剤処理に十分比肩しそして熱 水処理方法より優れていることを示す。 従って、本発明による熱処理方法は大きい可能性を有する。１９９２／９３年 において、１４０，０００トンの州認証種子がスウェーデンにおいて販売され（ 穀類種子、等）、それらのうち５０％が化学処理された種子であった（スタティ スティックス・スウェーデン，１９９５）。２０００年において農業における生 産物の１０％が生態学的に生産されると仮定すると、 これは、１４，０００トンの種子が生態学的生産のために必要とされそして多分 これらの種子の大部分が消毒されねばならない（７５％と仮定すると、それは１ ０，５００トンになる）ことを意味する。更なる見積が、熱消毒される種子によ り置き換えられ得る慣用的に処理される種子がどのくらいかについてなされ得、 そしてそれ故本技術は大きい潜在性を有する。 加熱のためのコストについての第１予備的見積は１ｋｇ当たりＳＥＫ０．１０ 〜０．１５である。これは慣用の種子処理における製造コストに相当し、そして 操業および装置のコストは慣用の種子処理とあまり違わないと見積もられる。上 記の結果は本発明による熱処理方法が殺菌剤処理に十分比肩することを示し、そ してそれ故本発明による方法は経済的観点から並びに特に生態学的および環境的 観点から極めて良好な代替方法を提供する。 本発明による熱処理方法はまた、発芽にマイナス的影響を及ぼすことなく他の 望ましくない真菌および細菌について種子を消毒することが望ましく且つ重要で あるとき、上記に記載された適用以外の適用において、例えばビールの生産にお いて用いられ得る。本方法の更なる適用は、種イモ、並びに菜園業用の 種子、例えばニンジン種子、および造林業用の種子の消毒についてである。 種イモの消毒についての公知の技術に関して、「Ｂｕｒｎｅｔ，１９９０」、 「ＭａｃｈａｙおよびＳｈｉｐｔｏｎ，１９８３」および「Ｖａｎ ｄｅｒ Ｚ ａａｇ，１９５６」が参照される。

───────────────────────────────────────────────────── 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，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ， ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ， ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，Ｎ Ｚ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ， ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 アンデシヨン，スベン スウェーデン国、エス―741 92・クニブ スタ、フアルストレムス・ベー・８ (72)発明者 ベルイマン，スベン スウェーデン国、エス―754 28・ウプサ ラ、フエルリングスガータン・１・アー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 病原体並びに他の望ましくない真菌および細菌についての種子の消毒のた めの熱処理方法において、種子を外側から加熱しながら、種子の表面からの水分 の蒸発およびそれに因る該表面の冷却を防ぎ且つ種子の含水率の変化が起こらな いように、種子の状態および含水率に関して処理の時間および温度を調整しなが ら非水媒介熱を種子に供給することを特徴とする上記方法。 ２． 種子が穀類の粒であることを特徴とする、請求の範囲第１項に記載の方法 。 ３． 熱供給が、コンベヤーベルト上で囲い込まれた種子への接触伝達により達 成されることを特徴とする、請求の範囲第１項または第２項に記載の方法。 ４． 次の５つの段階： Ａ． 後続の加熱段階における均質加熱を保証するように、供給された種子の層 厚を調整する供給段階、 Ｂ． 種子を熱空気の供給により予め定められた処理温度に加熱する加熱段階（ ここで、該加熱段階はできる限り短くかつ種 子の含水率が変化しないように行われる）、 Ｃ． 種子を所定処理時間中一定の温度および含水率でもって温かく保つことに より、種子を処理する処理段階、 Ｄ． 処理時間を制御するために種子を急速に冷却する冷却段階、および Ｅ． 種子を取り出す取出し段階 にて連続的に行われることを特徴とする、請求の範囲第１項または第２項に記載 の方法。 ５． 熱供給が、種子の含水率の減少または増大を防ぐ含水率を有する熱空気に よりなされることを特徴とする、請求の範囲第４項に記載の方法。