JP2022142091A - 種子被覆方法 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献2は、鉄粉を酸化させるために散布する散水量は適量とするものとされているが、鉄粉を酸化させるためにはおよそ8時間程度の長時間を必要とし、短時間では酸化が十分に進行せずに被膜が剥落するという問題がある。
特許文献3は、種子の死滅防止のため散布液のpHと雰囲気温度を厳格に管理する必要があり、2時間程度と比較的短時間で発錆が進行するものの、急激な酸化反応のため種子同士の凝集結着が起こりやすく、播種が困難になる。短時間化と引き換えに単粒化に課題がある。
被覆種子を種々コーティングして酸化反応の促進について調査した結果、被覆時、及び/または、被覆に引き続いて流動している種子に水と空気を供給すると酸化反応が進み、かつ、単粒化した種子が得られることがわかった。また、特定の温度以上の空気を供給した場合、さらに酸化反応が進み、種子の損傷を招かず、短時間で単粒化した良好な被覆種子を得られることがわかった。
本発明は上記知見に基づくものであり、その構成は以下の通りである。
本発明で対象とする種子としては、イネ(稲)が好ましく適用される。稲の品種としては特に定めなく、ジャポニカ米、インディカ米、ジャバニカ米のいずれでも適用できる。稲は高温多湿地域の水田で栽培されることが多いため、本発明の効果が発揮できる。
本実施の形態で用いる種子被覆剤は、鉄系粉体を含むものであり、鉄系粉体には鉄粉、酸化鉄粉及び鉄粉と酸化鉄粉の混合物を使用できる。また、種子被覆剤は、結合剤、分離剤、第三成分をさらに含むことができる。
鉄粉としては、純鉄、合金鉄の粉体が適用できる。
鉄粉の製造方法としては、ミルスケールや鉄鉱石を還元して製造する還元法や、溶鋼に水またはガスを高速噴射して製造するアトマイズ法などが例示される。
酸化鉄粉としては、酸化鉄、部分的な酸化鉄の粉体が適用できる。酸化鉄としてはマグネタイト(Fe3O4)、ヘマタイト(Fe2O3)、ウスタイト(FeO)、アモルファスであるものが挙げられる。それぞれの比率は、本発明の範囲内であれば特に限定はされない。もっとも、経済性の観点からミルスケールが好ましく適用できる。
結合剤は、硫酸塩及び/又は塩化物から構成される。硫酸塩とは、硫酸カルシウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム及びこれらの水和物である。また、塩化物とは、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム及びこれらの水和物である。特に焼石膏(硫酸カルシウム・1/2水和物)、石膏(硫酸カルシウム・2水和物)が好ましい。焼石膏と石膏は混合物や混在した物でも構わない。各結合剤について無水物を使用することもできる。
結合剤の平均粒径は特に定めないが、1~150μmが好ましい。結合剤の平均粒径が1μm未満では、被覆作業時に発生する凝集粒子が多くなり作業性が著しく低下するからである。一方、結合剤の平均粒径が150μmを超えると、鉄系粉体への付着力が低下し被覆層の強度が低下する傾向にある。
分離剤は、最外層として種子に被覆するものであり、種子被覆剤を酸化する際に種子同士の融着を防止するものである。もっとも、本実施の形態の種子被覆方法は種子同士の融着を抑制する効果を奏するので、分離剤の使用は必須ではない。
酸化処理における種子同士の融着を更に防止するため分離剤を使用する場合には、焼石膏、シリカゲルなどが好ましく適用することができる。
本発明の効果を損なわない程度の第三成分を含有することができる。第三成分は、不可避不純物や、何らかの効果を目的として意図的に加えた添加物を含むものであり、いずれの場合にも第三成分を含有する量は、種子被覆剤に対して30重量%程度までとするのが好ましい。
種子被覆剤の種子に対する被覆量は特に定めないが、乾燥種子100質量部に対し、5~800質量部とすることができる。十分なアンカー効果を得るためには適宜調整すればよく、被覆量として10~500質量部程度が好ましく適用される。
次に、本実施の形態に係る種子被覆方法について具体的に説明する。
本実施の形態に係る種子被覆方法は、鉄系粉体を含む種子被覆剤を用いて種子の表面を被覆する方法であって、前記種子被覆剤を種子の表面に付着させる工程と、流動している前記種子被覆剤が付着した種子に水と空気を供給することで前記鉄系粉体を酸化させて前記種子の表面に被覆層を形成する工程と、を備えたものである。
これらの混合機を用いて種子被覆剤を付着させる際には、鉄系粉体と種子、及び必要に応じ結合材、分離剤、添加剤を上記の混合機中に投入して、水及び/または水を主体とした処理液をスプレーしながら混合機を回転させるようにすればよい。
本発明の被覆層を形成する工程では種子を流動させること、及び流動する種子に水と空気を供給することが必須であるので、この点について以下具体的に説明する。
流動には転動、揺動、振動などが挙げられるが、本質的には種子が静止してないことが必要である。
種子を流動させる方法としては、種子被覆剤を種子の表面に付着させる工程に使用した造粒機または混合機を用いると作業を簡略化できるので好ましいが、別の混合機を用いてもよい。また、混合機で種子の表面に種子被覆剤を付着させた後、振動機に移して種子を揺り動かしながら被覆層を形成する工程を行ってもよい。酸化処理の際に種子を流動させることで、種子同士が衝突、分離して種子が凝集するのを防ぎ、単粒化した種子を得ることができる。
水を供給する方法は、種子に直接加える方法、空気に含ませる方法のどちらでも構わない。例えば、スプレー、霧吹き、カップなどで種子や混合機の内部に加える方法、蒸気、ミスト、水滴を含んだ加湿空気として供給する方法が挙げられる。被覆される種子が酸化処理中は湿潤状態であることが好ましい。
また、一度に多量の水を供給すると種子同士が凝集してしまうので、種子が単粒で流動できる程度に抑え、かつ、種子が濡れた状態を維持しながら複数回に分けて供給することが好ましい。
空気を供給する方法として、送風機、ファン、各種ドライヤー、熱風機などを使用することができる。
供給する空気の温度は、本発明の効果が得られれば特に定めないが、-20~200℃が好ましく適用でき、更に好ましくは0~150℃、更に好ましくは46~100℃である。本発明では空気と同時に水も供給するので、高温の空気を供給する場合にも、蒸発熱により種子温度が上昇せず、種子温度を供給する空気の温度より低く保つことができる。
もっとも、鉄系粉体の酸化を促進する観点からは雰囲気温度が高い方が好ましく、雰囲気温度は46℃以上となるように空気を供給することが好ましい。
ここで、雰囲気温度とは、種子近傍で種子に向かって供給される空気の温度であり、種子からおよそ1~15cm離れた場所の空気の温度をいう。
ただ、発芽性維持のため種子の温度を50℃以下、更に好ましくは40℃以下にするのがよい。また、種子が凍結せず錆の発生が進行するように種子の温度を0℃以上、更に好ましくは10℃以上にするのがよい。
そのため従来では、バット、トレーなどに約1cm以下の厚みになるように種子を薄く拡げて、種子の熱を十分散逸できる状態で散水して酸化処理を行っていた。あるいは被覆種子をメッシュ袋に詰め、散水し、加湿空気を循環させながら冷却させる必要があった。
また、高温の空気を供給すると酸化が促進されるが、その場合も上記と同様に種子温度上昇による発芽性低下、種子同士が凝集する懸念がある。
さらに、前述したように、高温の空気を供給する場合にも、空気と同時に水も供給するので、蒸発熱により種子温度が上昇せず、種子温度を供給する空気の温度より低く保つことができる。したがって、本実施の形態における発芽性への悪影響は極めて少ない。
さらに被膜層を形成する工程に要する時間も1時間未満であり、酸化処理に要する時間を短縮できた。
例えば、種子被覆剤と種子を投入した混合機を回転させる際に、水と共に空気を供給することで、種子被覆剤を種子の表面に付着させる工程と鉄系粉体を酸化させる工程を同時に行うことができる。この場合、混合機に投入する水分量のうち、一部が種子被覆剤を種子の表面に付着させる工程に使用され、一部が鉄系粉体を酸化させる工程に使用されると考えることができる。
実験では、本発明に係る種子被覆方法を用いて稲種子に種子被覆剤を被覆し、その被覆種子の評価試験を行った。
次に、傾斜回転型のパン型造粒機等を用いて、適量の水を噴霧しながら種子(乾籾)100gに対して種子被覆剤を数回に分けて付着させた。
被覆種子はトレーに拡げて乾燥後、目開き2mmの篩いで軽く篩って評価に供した。
表1に、実験に用いた種子被覆剤に含まれる各原料の種類および使用量、表2~表4に、種子被覆剤に用いた各原料の種類(表2:鉄粉、表3:酸化鉄粉、表4:結合剤及び仕上げ剤)を示す。
尚、発明例1~22は、種子被覆剤を種子の表面に付着させる工程の後に、鉄系粉体を酸化させて被覆層を形成する工程を行った場合を示した。
また、発明例23~25は、種子被覆剤を種子の表面に付着させる工程において初めから空気を供給し、鉄系粉体の酸化を予め進行させ、鉄系粉体を更に酸化させて被覆層を形成する工程を行った場合を示した。
さらに、発明例26~28は種子被覆剤を種子の表面に付着させる工程と、鉄系粉体を酸化させる工程を同時に行った場合を示したものであり、流動する種子に空気を供給しながら種子被覆剤及び種子被覆剤の付着及び鉄系粉体の酸化に必要とされる量の合計量の水を交互及び/または同時に添加し、種子被覆剤の付着と鉄系粉体の酸化を同時に進行させた。
各発明例においては、種子被覆剤を種子の表面に付着させる工程の後、空気と水を供給し、目視にて種子被覆剤の表面に赤錆の十分な発生を確認できた時点で空気と水の供給を終了し、この終了時間までを酸化処理時間とした。また、各比較例においては、種子被覆剤を種子の表面に付着させる工程の後、目視にて種子被覆剤の表面に赤錆の十分な発生を確認できた時間(酸化処理が終わるまでの時間)を酸化処理時間とした。なお、発明例23~28は種子被覆時間も空気の供給があるため酸化処理時間に含まれると考えられる。
被覆種子のうち種子同士が凝集した被覆種子、即ち複粒をΦ7.3mmの篩いにより分別し、その重量割合から以下の基準により単粒性を評価した。
単粒性の評価として、凝集粒(複粒)の重量割合が、5%以下を◎、5%超え10%以下を○、10%超え50%以下を△、50%超えを×と判定した。
上記凝集粒の重量割合が、50%超えは均一播種の点から被覆種子として実質的に播種に供し得ないものであり、10%超えは同様の観点から被覆種子として歩留まりが大きく低下してしまうものである。一方、5%以下は種子が実質的に単粒化されているため、散播、条播、点播ともに播種のコントロールが容易であり、被覆種子として良好である。
種子100gを目開き2mmの篩いを使い、ロータップ式ふるい振とう機で15分間振とうし、重量減少割合を測定した。
被膜強さの評価として、重量減少割合が、1%以下を◎、1%超え5%以下を○、5%超え20%以下を△、20%超えを×と判定した。
重量減少割合が、20%超えは種子に付着した被覆剤が大きく剥離し、作業環境を悪化させるため、被覆種子として供し得ないものであり、5%超えは同様の観点から被覆種子として課題があるものである。一方、1%以下は付着性が良好であり、種子比重が保たれ、作業環境も悪化させにくいので被覆種子として良好である。
種子50粒をペトリディッシュ内の濡れたろ紙上に置き、ふたをして30℃の恒温槽内で保管し、日々発芽を観察した。発芽率は1週間後までに発芽した比率について調査し、被覆してない種子の発芽割合(96%)に基づいて評価した。
発芽性の評価として、発芽割合が、90%以上を◎、80%以上90%未満を○、60%以上80%未満を△、60%未満を×と判定した。
発芽割合が、60%未満は種子が損傷しており苗立ち低下の原因となる。85%未満は同様に苗立ち安定性の低下を招くものである。
表1に示すように、本発明にかかる種子被覆方法を用いた発明例1~発明例28は、単粒性、被膜強さ、発芽性のいずれの評価でも良好な結果を得られた。
また、酸化処理時間も、比較例より短時間であった。
Claims (4)
- 鉄系粉体を含む種子被覆剤を用いて種子の表面を被覆する種子被覆方法であって、
前記種子被覆剤を種子の表面に付着させる工程と、
前記種子被覆剤が付着した種子を流動させながら水と空気を供給することで前記鉄系粉体を酸化させて前記種子の表面に被覆層を形成する工程と、を備えたことを特徴とする種子被覆方法。 - 前記種子被覆剤を種子の表面に付着させる工程において空気を供給することを特徴とする請求項1記載の種子被覆方法。
- 鉄系粉体を含む種子被覆剤を用いて種子の表面を被覆する種子被覆方法であって、
前記種子を流動させながら前記種子被覆剤と水と空気を供給することで前記種子被覆剤を種子の表面に付着させ、かつ前記鉄系粉体を酸化させて前記種子の表面に被覆層を形成することを特徴とする種子被覆方法。 - 雰囲気温度が46℃以上となるように空気を供給することを特徴とする請求項1乃至3に記載の種子被覆方法。
Priority Applications (2)
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