JP2009254331A - コーティング種子及びその製法 - Google Patents

Abstract

【課題】播種時に吸水しやすく、かつ吸水によりコーティング層に亀裂が生じやすく、さらに経日により亀裂がより生じにくくなるとの問題もなく、取扱や輸送に十分耐えうる硬さを有するコーティング種子、及びその製法を提供する。
【解決手段】種子及びそれを被覆するコーティング層からなり、前記コーティング層は、外環境に接する外層、及び前記外層及び種子間に設けられる内層を有し、内層及び外層は、それぞれ、吸水により膨張する無機物及び結合剤からなり、外層を形成する無機物は内層を形成する無機物より吸水速度が大きく、かつ外層の硬度は、内層の硬度より大きいことを特徴とするコーティング種子、及びその製法。
【選択図】なし

Description

本発明はコーティング種子、特に、花種子などの微小な好光性種子を造粒コーティングしたコーティング種子に関する。

農作業に於ける播種作業の省力化や種子の節約のため、野菜や花などの種子に、クレー、珪藻土、非晶性シリカなどの無機物を、水やポリビニルアルコール（ＰＶＡ）やカルボキシルメチルセルロース（ＣＭＣ）などの水溶性バインダー（結合剤）を用いて造粒コーティングしたコーティング種子が知られており、例えば特公昭３８−３４６９号公報（特許文献１）等において多くの提案がされている。このコーティング種子は、播種され、土壌中の水分や、上部からの潅水や底面からの吸水により水分にあうと、コーティング層が吸水により亀裂が生じ、この亀裂により種子が外気や水分と接触して発芽する。

しかしながら、特許文献１に記載されているようなコーティング層が単層のコーティング種子は、吸水時の亀裂の発生が不十分であり、吸水しても亀裂がほとんど生じないか、生じても幅の狭いものである。特に、花種子等の微小種子では、吸水による種子の膨張が小さく、種子の膨張による亀裂の発生も期待できないので、亀裂の発生がより不十分となる傾向がある。亀裂の発生が不十分となると、亀裂を通した種子の外気や水分との接触が妨げられるので、発芽が遅延し（発芽勢が低い）又発芽率が低下する。

さらに、花種子等の好光性種子の場合は、不十分な亀裂により光が遮断され、この点のよっても良好な発芽が阻害される。その結果、裸種子と比較して著しく発芽が遅延し（発芽勢が低い）、又発芽率が低下するとの問題が大きかった。さらに又、このようなコーティング種子には、経日により、亀裂がより生じにくくなるとの問題もあった。

このような問題を解決するために、吸水性の異なった無機物を混合し、結合剤の種類やその水溶液の濃度を適度に変えて、吸水による亀裂が生じやすくする工夫がされているが、この方法によっても亀裂の発生は不十分であり、その向上が望まれている。

又、種子、特に好光性種子のコーティング層を、内層及び外層からなる２層以上の構成とし、内層を水分で膨張しやすい無機物で形成し、外層を疎水性のタルク等の無機物で形成し、水分で膨張しにくくすることを特徴とするコーティング種子の製法が、特開昭５４−１３０１１号公報（特許文献２）で提案されている。特許文献２に開示されているコーティング種子では、吸水により生じる内層の膨張力により、膨張しにくい外層が破砕され、亀裂が生じる。
特公昭３８−３４６９号公報 特開昭５４−１３０１１号公報

しかし、特許文献２に記載のコーティング種子では、シャーレテスト等では亀裂の発生が向上し高い発芽勢や発芽率が得られるが、圃場での使用の場合は、条件によっては、亀裂が不十分となる場合があることが判明した。例えば潅水が均一でない場合や床土の凸凹が大きい場合等は、各コーティング種子に水が十分行き渡らず発芽勢や発芽率が低くなる場合がある。特に大きさが１．５ｍｍ程度以下の微小花種子の場合この問題が大きいことが判明した。

本発明は、従来技術の有する前記の問題を解決するものであって、圃場等で使用する場合であっても、コーティング層に十分な亀裂が安定的に生じやすく、高い発芽勢や発芽率が安定的に得られ、さらに経日により亀裂が生じにくくなるとの問題もなく、取扱や輸送に十分耐えうる硬さを有するコーティング種子、及びその製法を提供することを課題とする。

このような状況下、本発明者は鋭意検討を行った結果、コーティング層の外層を内層よりも硬くするとともに、外層を形成する無機物を、内層を形成する無機物より吸水速度の大きいものとすることにより、前記の課題が達成されることを見出し、さらに、外層を形成する無機物として、前記の条件を満たし、かつ経日による変化やコーティング種子の硬さについても問題を生じない無機物が公知の無機物中に存在することを見出し、本発明を完成した。

本発明は、種子及びそれを被覆するコーティング層からなり、
前記コーティング層は、外環境に接する外層、及び前記外層及び種子間に設けられる内層を有し、
内層及び外層は、それぞれ、吸水により膨張する無機物及び結合剤からなり、
外層を形成する無機物は内層を形成する無機物より吸水速度が大きく、かつ
外層の硬度は、内層の硬度より大きいことを特徴とするコーティング種子である。

本発明のコーティング種子は、種子と、その外周全体を被覆する内層及びこの内層の外周全体を被覆するとともに、外環境、すなわちコーティング種子の外側にある土や空気、水等、に接する外層からなる。ただし、本発明の趣旨を損ねない範囲で、内層と種子間、外層と内層間に他の層が設けられていてもよい。

内層及び外層は、それぞれ、吸水により膨張する無機物及び結合剤からなる点は従来公知のコーティング種子と同様であるが、本発明のコーティング種子は、外層を形成する無機物が内層を形成する無機物より吸水速度が大きく、かつ外層の硬度が、内層の硬度より大きいことを特徴とする。この特徴により、播種時の吸水による膨張がこの外層により妨げられることはなく、吸水によりコーティング層に亀裂が生じやすくなる。その結果、種子が微小花種子の場合であっても、発芽の遅延や発芽率の低下等を防ぐことができる。さらに経日により亀裂がより生じにくくなるとの問題もなく、取扱や輸送に十分耐えうる硬さを有するコーティング種子が得られる。

コーティング層の外層を内層よりも硬くするとともに、内層を形成する無機物より吸水速度の大きい外層用の無機物としては、ベントナイト及びモンモリロナイトを挙げることができる。後述するように、内層には、珪藻土、カオリンクレーなどの膨張型の無機物（吸水により膨張する無機物）が用いられるが、本発明者は、これらから形成される内層よりも硬い層を形成することができ、かつこれらより吸水速度の大きい無機物について、鋭意検討した結果、ベントナイト及びモンモリロナイトが前記の要請を満たすことを見出したのである。特許文献２に開示の技術では、外層にタルク等が用いられていたため、吸水が妨げられていたが、ベントナイト及びモンモリロナイトから選ばれるものを用いることにより、この問題が解決され優れた吸水速度が得られる。

モンモリロナイトとは、シリカ、アルミナ、マグネシウムを主成分とする層状構造の粘土鉱物であり、ベントナイトとはこのモンモリロナイトを主成分とする粘土鉱物である。この両者はともに大きな内部面積と高度の水和力を有するため吸水性および膨張性に富む性質がある。モンモリロナイト及びベントナイトは、その膨張力が１２ｍｌ／２ｇ以上であることが好ましい。モンモリロナイト及びベントナイトとしては、ナトリウムモンモリロナイト及びナトリウムベントナイトが好ましい。

種子が、平均粒径１ｍｍ以下の好光性種子、例えば花種子である場合、前記従来技術の問題が特に大きい。従って、本発明のコーティング種子の効果は、前記種子が、平均粒径１ｍｍ以下の好光性種子の場合特に著しい。本発明の方法に適している好光性種子として具体的には、例えばペコニア、ユーストマ、カルセオラリア、アゲラタム、松葉ボタン、コリウス、ロベリア、トレニア、キンギョソウなどが挙げられる。これらの花種子は平均粒経が１ｍｍ以下である微小種子が多く、本発明は、種子がこれらの微小な好光性種子に特に好適に適用される。

本発明のコーティング種子は、種子の周囲を、吸水により膨張する無機物及び結合剤からなる内層用コーティング剤により被覆した後、吸水により膨張しかつ前記無機物より吸水速度が大きい無機物及び結合剤からなり、内層用コーティング剤より硬度の大きいコーティング層を形成する外層用コーティング剤により被覆する方法により製造することができる。本発明は、このコーティング種子の製法も提供するものである。

本発明のコーティング種子は、播種後にコーティング層の外層が迅速に吸水し亀裂が生じるので、播種時に吸水しやすく、かつ吸水によりコーティング層に亀裂が生じやすく、裸種子並の発芽勢、発芽率が得られる。又、本発明のコーティング種子は、経日により亀裂がより生じにくくなるとの問題もなく、取扱や輸送に十分耐えうる硬さを有するコーティング種子であり、特に花種子等の平均粒径１ｍｍ以下の好光性種子の場合、その効果が著しく、農園芸分野の合理化や発展に多大に貢献しうるものである。又、本発明のコーティング種子は、本発明のコーティング種子の製法により容易に得ることができる。

以下、発明を実施するための形態につき記述するが、本発明の範囲はこれらの形態や実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々の変更が可能である。

（１）内層及び外層を形成する無機物（コーティング材）
内層に用いられるコーティング材は、水で膨張型の無機物で、珪藻土、カオリンクレー、ゼオライト、バーライト、鹿沼土などであり、好ましくは焼成珪藻土、融材珪藻土である。一方、外層用には内層用のコーティング材により水分を速やかに吸水し、かつ膨張力も大きくコーティング層が十分な強度（取り扱い、輸送、播種など）に耐えうる無機物である。例えば、モンモリロナイト、ベントナイトなどであり、好ましくはナトリウムベントナイト、ナトリウムモンモリロナイトである。なお、本発明の趣旨を損なわない範囲であれば、上記内層用及び外層用のコーティング材は、必要に応じて１種または２種以上混合して使用する事も可能である。また、内層及び外層に用いる無機物の粒経は特に制限はないが、１０μｍ〜５０μｍが好ましい。

（２）内層及び外層を形成する結合剤
内層及び外層とも、結合剤としては、水や、ポリビニールアルコール（ＰＶＡ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、メチルセルロース（ＭＣ）、ゼラチン、デンプン、プルランの水溶液など、従来からコーティング層の形成に通常用いられているものを用いることができる。ＰＣＶやＣＭＣを結合剤として用いる時は、約０．５ＣＰＳから約１５ＣＰＳの粘度範囲に調整した水溶液の形で通常コーティング材にスプレーされる。

なお、内層及び外層とも、肥料、殺菌剤、発芽促進剤、ホルモン剤、着色剤などを含有することも可能である。

［コーティング種子の製法及びコーティング装置］
以上よりなるコーティング用組成物（内層用と外層用の膨張力が異なる無機物であること）及び結合剤を用いて、種子をコーティングするには流動型造粒機、傾斜回転パン型造粒機、アイリッヒ型転動造粒機など種々の公知の造粒機を用いることができる。

造粒コーティングにおいては種子の表面に上記の結合剤をスプレーしながら、上記の内層用の無機物を添加してできるだけ柔らかく種子の表面に内層を形成せしめる。必要によりこのコーティングの操作を繰り返し、予め決めた大きさ（粒経）にコーティングしたならば、次に外層用無機物を用いてできるだけ硬くコーティングを行い、必要によりこのコーティングの操作を繰り返し、予め決めた一定の大きさ（粒経）までコーティング層を形成せしめ、その後乾燥し製品とする。なお、上記の内層のコーティング層をできるだけ柔らかくコーティングするためには、結合剤は水が好ましく、また外層のコーティング層をできるだけ硬くコーティングするためにはＰＶＡやＣＭＣの水溶液が好ましい。

［コーティング種子の硬さ（強度）］
本発明の製法で得られるコーティング種子の硬さは裸種子の大きさなどによりそれぞれ異なる。通常コーティング種子の取り扱い時、輸送時、また機会播種時に十分耐えうる硬さ（強度）が必要である。又、高い発芽勢及び発芽率が得られる硬さにすることが望まれる。一般的には、同じコーティング材を使用してコーティング種子を製造した場合は、コーティング種子が柔らかいものは硬いものに比べ発芽勢、発芽率が高いので、この点を考慮してコーティング種子の硬さを決めるのがよく、硬さは特に限定されないが、強度面からは、次に述べる硬さ（圧縮強度で表示可能）が実用上望まれる。

具体的には、コーティング種子がごく一般的な外経１．５ｍｍφの場合、１００〜５００ｇ／粒が好ましく、より好ましくは１００〜３００ｇ／粒である。１．５ｍｍφサイズで１００ｇ／粒以下の硬さの場合、取扱い時や播種時の衝撃等でコーティング種子が割れやすくなる傾向がある。一方、割れを完全に防ぐため、例えば、コーティング種子の硬さを５００ｇ／粒以上にすると、極端に発芽勢や発芽率が低下し、苗のバラツキも生じる場合がある。

［コーティング種子の内層と外層の厚さ］
本発明の製法で得られるコーティング種子の内層と外層の厚さの割合も、元の裸種子の種類、大きさ、裸種子の発芽勢、播種機の特性等により異なるので一概には限定されないが、本発明の効果を十分に発揮させるためには、内層の厚さの割合を可能な限り大きくすることが望まれ、かつ外層には、輸送や播種時に破砕が生じない機械的強度が得られる厚さが望まれるので、例えば、コーティング種子の大きさ（径）が１．５ｍｍの場合、内層の暑さが１．２ｍｍ〜１．０ｍｍ、外層の厚さは０．３ｍｍ〜０．５ｍｍ程度が好ましい場合が多い。

［コーティング種子の粒経］
コーティング種子の大きさ（粒経）は特に限定されないが、取扱、播種特性、コート種子の発芽勢、発芽率を勘案すると、一般的には１．０ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲が良い場合が多い。

実施例１〜５、及び比較例１〜２
回転パン型造粒機（菊水製作所製）に、ユーストマの種子（平均粒経０．３ｍｍ）を１００ｍｌ入れ、回転数１５０ｒｐｍで種子を回転させながら、表１に示した内層用の無機物を１０ｇ／分で２０分間徐々に供給し、その後、表１に示す内層用の結合剤をスプレーにより５ｇ／分の速度で２０分間噴霧し、さらに約１分回転を続け、内層（内層形成後の平均経は約１．３ｍｍ、内層の厚さは約０．５ｍｍ）を得る。

次に、回転を続けながら、表１に示す外層用の無機物を５ｇ／分で結合剤を５ｇ／分で添加しながら造粒コーティングを行い、約１０分で平均径１．５ｍｍのコーティング種子を得た（外層の厚さは約０．１ｍｍ）。その後、得られた該コーティング種子を乾燥することにより、コーティング種子を得た。得られたコーティング種子について、下記の方法で圧縮強度及び開裂率を測定した。その結果を表１に示す。

（コーティング種子の圧縮強度）
プッシュプルスケール（コムラ製作所社製）により測定した。（３０粒の平均値）
（コーティング種子の開裂率）
３０粒のコーティング種子を湿った濾紙上に置き、１分後にコーティング層が開裂した割合で示す。

※ＣＭＣ：セロゲン６Ａ（第一工業製薬社製）
ＰＶＡ：ＰＶＡ−１０５（クラレ社製）

発芽試験１
このようにして得られたコーティング種子について、製造直後と製造後１２ヵ月後に、以下に示す方法で発芽試験を行って、発芽勢と発芽率及びそれらの経日変化を調べ、その結果を表２に示した。

（発芽試験１の方法）
９ｃｍφのシャーレに濾紙２枚を敷き、これに水４ｍｌを注いだ後、造粒コーティングした種子１００粒を置床し、２０℃の恒温器に入れて行った。なお発芽試験１においては、発芽勢は、試験開始から７日後の発芽している種子の割合であり、発芽率は試験開始から２１日後の発芽している種子の割合である。

表１及び表２に示される結果より明なように、外層が、内層より吸水速度や硬度が大きい無機物から形成された実施例１〜５では、コーティング種子の開裂率（％）が高く、かつ高い発芽勢、発芽率が得られている。又、製造１２ヵ月後においても、高い発芽勢、発芽率が得られ、経日により亀裂が生じにくくなるとの問題もないことが示されている。一方、外層が疎水性の（即ち、内層より吸水速度が小さい）無機物であるタルクから形成された比較例１〜２では、実施例１〜５と比較して開裂率（％）が低い。又、上記のシャーレテストにおいても、実施例１〜５と比較して、発芽勢、発芽率が低い。

発芽試験２
実施例１により得られたコーティング種子（本発明例）及び比較例１により得られたコーティング種子を、育苗培土（サカタ社製）を詰めたプラグトレーにそれぞれ４０６粒播種した。その後、上部から潅水し育苗ハウス内で栽培し、発芽勢と発芽率を調べた。その結果を表３に示す。なお、発芽試験２及び下記の発芽試験３においては、発芽勢及び発芽率は、それぞれ試験開始から７日後及び１４日後に発芽している種子の割合（発芽した種子数÷４０６×１００（％））である。

発芽試験３
実施例１により得られたコーティング種子（本発明例）及び比較例１により得られたコーティング種子を、育苗培土（サカタ社製）を詰めたプラグトレーにそれぞれ４０６粒播種した。その後、底面吸水により育苗ハウス内で栽培し、発芽勢と発芽率を調べた。その結果を表４に示す。

表３及び表４より明らかなように、発芽試験２及び発芽試験３でも、発芽試験１（シャーレテスト）と同様に、実施例１は比較例１と比べて、高い発芽勢、発芽率が得られているが、実施例１と比較例１の差はさらに大きい。圃場試験での上部から潅水や底面吸水では種子に水が十分行き渡らないためと考えられ、本発明の効果は、圃場において特に発揮されることがこの結果より示されている。

Claims (4)

1. 種子及びそれを被覆するコーティング層からなり、
   前記コーティング層は、外環境に接する外層、及び前記外層及び種子間に設けられる内層を有し、
   内層及び外層は、それぞれ、吸水により膨張する無機物及び結合剤からなり、
   外層を形成する無機物は内層を形成する無機物より吸水速度が大きく、かつ
   外層の硬度は、内層の硬度より大きいことを特徴とするコーティング種子。
2. 前記外層を形成する無機物が、ベントナイト及びモンモリロナイトから選ばれることを特徴とする請求項１に記載のコーティング種子。
3. 前記種子が、平均粒径１ｍｍ以下の好光性種子であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のコーティング種子。
4. 種子の周囲を、吸水により膨張する無機物及び結合剤からなる内層用コーティング剤により被覆した後、吸水により膨張しかつ前記無機物より吸水速度が大きい無機物及び結合剤からなり、内層用コーティング剤より硬度の大きいコーティング層を形成する外層用コーティング剤により被覆することを特徴とするコーティング種子の製法。