JP2525733B2 - 収穫量、根成長及び茎強度を増進するためのキトサンによる穀類作物種子の処理方法 - Google Patents

収穫量、根成長及び茎強度を増進するためのキトサンによる穀類作物種子の処理方法

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JP2525733B2 JP62506575A JP50657587A JP2525733B2 JP 2525733 B2 JP2525733 B2 JP 2525733B2 JP 62506575 A JP62506575 A JP 62506575A JP 50657587 A JP50657587 A JP 50657587A JP 2525733 B2 JP2525733 B2 JP 2525733B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、食用澱粉酢粒を産生し且つ細長い葉身（bl
ade）に特徴があるイネ科（Braminae）として分類され
る穀類作物の種子の処理方法に係る。小麦、大麦、カラ
ス麦、ライ麦及び稲が穀類作物に属する。
発明の背景 穀類作物の育生中の重要の問題の１つは、収穫以前に
植物の倒茎（Iodging）が生じ収穫の際に豊饒な植物頭
部を機械的に回収できないことである。研究者等は種々
の角度からこの問題の解決を図ってきた。例えば、 1.品種改良によってより丈夫な茎をもつ品種を得る。
2.ベンズイミダゾール型殺菌剤（Benlate）を用いた化
学的処理によって根腐れを防ぐ。
3.越冬作物の播種時期を遅らせて冬の徐生長期前の微生
物によって根腐れが生じる期間をできるだけ短くする。
4.播種時期を遅らせたときに生じ易い土壌浸食を抑制す
るために作物の残骸が残るような耕土を全くまたは最小
限しか行なわない。
上記のごとき処理はいずれも収穫量減少の問題を部分
的には解決する。しかしながら夫々の処理が重大な欠点
をもつ。
豊饒な植物頭部は異常に過酷な応力を植物茎部に作用
させるので、より丈夫な茎をもつように改良された品種
においてその他の望ましい耕種学的性質例えば耐寒性、
製粉適性、収穫率、病害耐生等を同時に維持することは
不可能であった。
メチル１−（ブチルカルバモイル）−２−ベンズイミ
ダゾールカーブメート（Benlate）の誘導体から成る殺
菌剤によって倒茎は抑制できる。この薬品は根腐れの発
生を抑制し初期の茎強度を維持し得る。しかしながらこ
の薬品を長期間使用すると殺菌効果に耐性の菌類病原体
が選択されその効果が顕著に低下する。またこの薬品に
は副作用の可能性があるため、アメリカ合衆国のFood a
nd Drag Administrationは小麦に対するこの薬品の使用
許可を緊急の場合にしか与えない。最後に、この薬品に
よる処理は極めてコスト高につく。
播種時期を遅らせた場合にも倒茎は抑制される。しか
しながらこの場合、毎年多量の土壌を浸食する冬季の降
雨と不確定な融雪とが始まる前に植物が地面の被覆に必
要な大きい実生に成長する時間がない。播種の際に土壌
の上部に茎が残るような耕土作業を最小限しか行なわな
いことによって浸食はある程度抑制できる。しかしなが
ら、耕土作業を最小限にすると一般には収穫量が減少
し、耕やされない雑草が残存するので付加的な除草剤及
び農薬の施用が必要になり、この施用に高価な機械類を
要する。
従って、商業的に採算の合うコストで穀類作物の茎強
度及び根成長を増進し同時に収穫量の維持または増加を
果たす方法が要望されている。
発明の概要 本発明は、小麦、カラス麦、大麦、ライ麦及び稲のご
とき穀類作物の茎を強化し、それらの容水量の維持を助
け、倒茎（収穫以前の植物の転倒）を顕著に抑制し、収
穫量を増加させる新規なキトサンによる種子処理を提案
する。越冬作物は土壌を浸食する冬季降雨以前に地面を
被覆するように早い時期に播種される必要があるため、
この種の作物にとって倒茎の問題は極めて深刻である。
本発明の種子処理方法を使用すると、農家は作物を早期
に播種することができまたアメリカ合衆国のある地域で
は9071.8kg/0.4047haを上回る浸食損を減少させ得る。
本発明はいかなる穀類作物にも使用できるが、主たる
実験は小麦、大麦及びカラス麦に対して行なった。従っ
て本明細書ではこれらの穀粒を具体例として本発明を説
明する。
豊饒な穀類作物の倒茎の問題は天然産炭水化物たるキ
トサンを用いた種子処理によって解決できる。市販のキ
トサンは水溶液の形態で穀類種子に施用されると野外条
件下で植物の根系の成長を顕著に促進し、茎径をかなり
増大させ、上記及びその他の無形の形態学的及び生化学
的発達に伴って収穫量を増加させる。キトサン処理され
た植物は非処理植物に比較してすぐれた浸食抑制性、倒
茎耐性及び収穫量増加を示す。処理の方法としては、カ
ニ、ロブスター、シャリンプ及びその他の海洋生物の種
々の甲皮から採取したキトサンをほぼ中性の水溶液の形
態で播種以前の小麦種子に直接施用する。
従って本発明の主目的は、穀類作物の茎の強度及び根
の成長を増進し同時に収穫量を増加する方法を提供する
ことである。
本発明の上記及びその他の目的及び利点は好適実施態
様に関する以下の詳細な記載より当業者に明らかであろ
う。
好適実施態様 キトサンはヘキソソサミン糖（グルコサミン）から構
成された高分子であり、その分子は鎖状に（１→４）結
合して1,000,000を上回る分子量を有し得る。１×106に
近いかまたはそれを上回る範囲の分子量をもつキトサン
化合物はキチから商業的に製造されている。キチンはア
ミノセルロース誘導体であり、２番目に豊富な天然産の
高分子であり、例えば菌類の細胞壁、ウシの軟骨組織及
び昆虫及び甲殻類の堅い外骨格に存在している。シュリ
ンプ、ロブスター及びカニ等の海産食物産業の廃棄物は
10〜30％のキチンを含む。キチンの脱アセチル化によっ
てキトサンが生成する。本発明は、脱アセチル化が約90
％を上回るときに有効であり脱アセチル化が100％に近
いときは極めて有効である。
出発材料としては、フレーク、顆粒または粉末状の乾
燥キトサンが適当である。キトサンがより微細に分散し
ているほどより迅速に希酸水溶液（例えば１％酢酸、ま
たは希塩酸、希硫酸または希ギ酸）に溶解する。
64.75ha（半マイル四方）の小麦畑に適当な量のキト
サンは典型的には以下のごとく混合され得る。1.089kg
のカニ甲皮キトサンを30.28の１％酢酸に溶解する。
撹拌しながら室温に48時間維持してキトサンを溶解させ
る。次にH2Oを添加して容量98.42にするかまたは市販
の種子処理機のディスペンサーから散布できる程度まで
粘度を低下させる。（キトサン水溶液は水ベースの種子
処理を行なう殆どの種子処理機で使用できる。）溶液を
6.0NのNaOH0.757〜0.871でpH6.0〜6.5に中和する。局
部的にpH7.0以上まで変化するとキトサンが沈殿するの
でNaOHを撹拌しながらゆっくりと添加する。ほぼ中性に
なると約98.42までの水を添加して不透明なキトサン
の水性調製物の粘度を予定の値まで低下させる。この調
製物を小麦種子１ブッシェル（1bu.＝27.22kg）当たり
約0.473の割合で添加する。この水性キトサンの量は2
7.22kgの小麦種子の含水率を1.6％増加させる。
小麦種子1g当たりキトサン60μ〜1000μｇの割合で使
用するとキトサン樹脂処理が有効であることが知見され
た。小麦種子1g当たり250μｇのキトサンによって最良
結果が得られた。これは小麦種子27.22kg（bu.）当たり
キトサン0.00635kgに相当する。多くの地域において小
麦の平均播種率は27.22kg/0.4047haである。
大麦の場合、大麦種子1g当たり約60μｇで最良結果が
得られる。カラス麦の場合、カラス麦種子1g当たり475
μｇ〜525μｇの範囲で同様の結果が得られる。
種子の播種前処理に必要な天然キトサンは廉価であ
る。秋蒔き小麦の場合、キトサン処理した小麦種子を夏
の終わりに播種するかまたは水分を利用できる８月に播
種する。キトサン処理によって茎径は約10％増大する。
根腐れ病に重度感染した土壌でキトサン処理した植物を
育成すると茎の変色及び白頭のようなある種の根腐れ病
の症状が発生し易いが、キトサン処理によって茎径が太
くなりまた根系が延びているので茎が丈夫であり茎の維
管束系の適正な水輸送能力が維持される。この天然産化
合物で種子処理した結果、収穫量は低コストで10〜30％
増加し、土壌浸食が最低限に抑制され、しかもキトサン
は単純アミノ糖残基に容易に分解されるか及び／または
土壌微生物によって代謝される。
植物及び微生物は、キトサンをより小さいフラグメン
トに分解しまた任意に土壌マイクロフローラによって養
分として利用され得るヘキソサミンに分解する能力をも
つキトサナーゼ及びその他の分解酵素を含む。
種子を潤滑環境で処理するときは、種子の早期発芽を
阻止するために処理済み穀粒の含水量を10〜14％の範囲
に減少させる後処理乾燥段階を付加する必要がある。従
ってキトサン調製物の粘度が高いほど乾燥の必要性が少
ない。極めて粘性のキトサン調製物はセメント混合に使
用される市販の任意の機械を使用して種子と混合され得
る。また播種のために畑に運ぶ直前にトラックに積み込
まれる種子にキトサンを添加できるように播種装置（gr
ain angering device）を修正することも可能である。
この場合、種子発芽を阻止するための大規模な乾燥が不
要である。
種子に対するキトサンの施用は、追肥、除草剤の施用
または潅滌プログラム等によて悪影響をうけない。その
他の市販の種子処理物質例えば殺虫剤及び殺菌剤をキト
サン以前に施用してもよい。種子の上に既に存在する成
分は、乾燥後に種子の上に「セロファン状」表面を残す
キトサンによって種子に付着する。キトサン処理種子は
市販の任意の種まき機によって直接播種される。肥料、
土壌殺菌剤、除草剤等を自動的に投与する特殊種まき機
を利用して播種中に種子をキトサン処理することも可能
である。種子に添加されたトリチウム標識キトサン、［
3H］−Chitosanは植物発育中に転流し、薬品の大部分が
全身に分配されたことを示した。
乾燥キトサンは生化学的活性の低下を生じることなく
室温で無限に保存できる。キトサンは上記のごとく室温
で混合できる。キトサンの毒性は全く知られていないの
で有害の副作用を生じることなく動物の治療食に付加す
ることも可能である。キトサンの肉体的刺激性はまだ長
期間研究されていない。それ故にまたはそれにもかかわ
らずキトサンの使用に際しては、その他の繊維性材料ま
たは粉末例えば木綿繊維または粉末の扱いに払う配慮と
同様の基本的な配慮を払う必要がある。
キトサン種子処理による根の成長増進、茎径増大及び
茎の強化の効果は早蒔き及び遅蒔きの双方の越冬作物に
おいて観察される。しかしながら、早蒔きの場合には極
めて有利な侵食抑制効果が観察される。このため、冬季
降雨及び融雪の開始以前に地面を被覆するために必要な
大きい実生植物が生長できしかも根腐れの問題をキトサ
ンが最少限に抑制する。
以下のデータは本発明を使用して小麦、カラス麦及び
大麦で得られた改良特性の例を示す。
実施例1.実生の生長促進 （種子1g当たりキトサン200μｇを用いて）キトサン
処理したDaws小麦種子をサークル灌漑下の播種４箇月後
に観察した（Washtuchna、Washington、1983年10月15
日）。
実施例2.倒茎抑制 Dawsの秋蒔き小麦1983年作の倒茎を４′×100′区画
の外側列で読み取った。
実施例3.茎径増大 成熟Daws小麦1983年作の茎径に対するキトサン種子処
理の効果を測定した。
実施例4.収穫量増加 Daws秋蒔き小麦1983年の収穫量に対するキトサン種子
処理の効果を測定した。
ａ−収穫量は４つの畝の平均。区画面積は1.22m×9.1
4m。対照区画の倒茎は60％以下。収穫の際に倒茎小麦も
手で回収して収穫量に含めた。
実施例5.収穫量増加 実施例6.収穫量増加 実施例7.病害耐性強化 収穫時の小麦茎のDaws Wheat Psedocercosporella he
rpotrichoides病症状に対するキトサン種子処理の効果
を測定した。
成熟茎症状の判定 健全＝０ 軽度の変色＝１ 点在病斑＝２ 癒合病斑＝３ 病変倒壊＝４ 実施例8.収穫量増加 KAMIAK大麦 秋蒔き種 Whitlow Farm、Pullman、Washington ａ−10区画（ほぼ1.22m×9.14m）の平均。キトサンを
水と共に施用。対照区画にはキトサンを含まない等量の
水を使用。ｂ−２区画（ほぼ1.22m×9.14m）の平均。
実施例9.収穫量増加 CORRETカラス麦 春蒔き種 Plant Pathology Farm、Pullman、Washington ａ−10区画（ほぼ1.22m×9.14m）の平均。キトサンを
水と共に施用。対照区画にはキトサンを含まない等量の
水を使用。ｂ−２区画（ほぼ1.22m×9.14m）の平均。
実施例10.小麦実生重量 品種:VONA 収穫:1985年12月18日 場所:Alva、Oklahoma キトサン溶液の施用量は種子45.36kg当たり0.473。
キトサン溶液は２％のキトサンと98％の不活性成分とか
ら成る。
実施例11 小麦実生試験データ 実生クラウン直径 品種:VONA 播種:1984年11月１日 収穫:1985年１月５日 場所:Alva、Oklahoma 実施例12 1984〜1985VONA小麦収穫量 収穫:1985年６月５日 場所:Alva、Oklahoma、 実施例12 1983〜1984TAM W−101小麦収穫量 収穫:1984年６月12日 場所:Alva、Oklahoma 実施例14 1985年の収穫量の比較:Chitosan対Benlate 場所:Whitlow Farm、Pullman、Washington 実施例15 1982〜83Stephens小麦収穫量 実施例16 1984〜85Daws小麦収穫量 場所:Whitlow Farm、Pullman、Wahington 表の値はすべて3.048m×0.356mの４つの畝の平均。
実施例17 1984〜1985Hill′81小麦収穫量 場所:Whitlow Farm、Pullman、Wahington 実施例18 1985Corret春蒔きカラス麦収穫量 場所:Whitlow Farm、Pullman、Wahington 実施例19 1985〜86Boyer大麦収穫量 場所:Soil Conservation Service Field Station、Pull
man、Washington Chitosan溶液は２％のChitosanと98％の不活性成分と
から成る。
以上で本発明を十分に説明したが、本発明の範囲内で
本文に記載の方法の変更が可能であることは当業者に明
らかであろう。判り易いという理由から小麦、カラス麦
及び大麦に関する実施例を示したが方法は穀類作物一般
に適用できる。従って、本発明の範囲は法律に基づく請
求の範囲の記載のみによって限定されることを理解され
たい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−76482（ＪＰ，Ａ) Ｗｈｅａｔ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｒｅ ｖｉｅｗ Ｆｏｒ Ｗａｓｈｉｎｇｔｏ ｎ Ｗｈｅａｔ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏ ｎ，Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ Ａｓｓｏｃ ｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｗｈｅａｔ Ｇｒ ｏｗｅｒｓ Ａｎｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｅ ｐａｒｔｍｅｎｔ Ｏｆ Ａｇｒｉｃｕ ｌｔｕｒｅ，1984，（Ｐｕｌｌｍａｎ, Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ），ＰＰ．64− 65. Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，Ｓｅａ Ｇｒ ａｎｔ Ｐｒｏｇｒａｍ，1985．Ｐｕｌ ｌｍａｎ Ｗａｓｈｉｎｇｏｎ）Ｓｅｅ Ｅｎｔｉｒｅ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ．Ｒ ｅｓｅａｒｃｈ Ｇｒａｎｔ Ｐｒｏｐ ｏｓａｌ，ＬＡ．Ｈａｄｗｉｇｅｒ，゛ Ｃｈｉｔｏｓａｎ Ａｎｄ Ｅｎｈａｎ ｃｅｄ Ｗｈｅａｔ Ｙｉｅｌｄ．"

Claims (16)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】90％を超える程度までキチンを脱アセチル
    化することによって生産されたキトサンを希酸水溶液で
    可溶化した後に中和した水溶液として小麦の種子に有効
    量施用する段階を含む小麦の茎強度、茎径、根の発達を
    増進させる方法。
  2. 【請求項２】キトサンの希酸水溶液の酸を酢酸、塩酸、
    硫酸、ギ酸からなる群から選択する請求項１記載の方
    法。
  3. 【請求項３】キトサン水溶液を７以下のpHまで中和する
    請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】キトサンの溶解した水溶液のpHを6.0−6.5
    に中和する請求項３記載の方法。
  5. 【請求項５】キトサンを小麦の種子に施用して、乾燥
    後、小麦種子の表面にセロファン様表面を造る請求項１
    記載の方法。
  6. 【請求項６】キトサンの施用量が小麦の種子1g当り60−
    1000μｇである請求項５記載の方法。
  7. 【請求項７】キトサンの施用量が小麦の種子1g当り225
    −275μｇである請求項６記載の方法。
  8. 【請求項８】キトサンの施用量が小麦の種子1g当り約25
    0μｇである請求項７記載の方法。
  9. 【請求項９】（１）90％を超える程度までキチンを脱ア
    セチル化して生産されたキトサンを希酸水溶液に溶解し
    てキトサンの酸水溶液を作成すること、 （２）キトサンの酸水溶液のpHを７以下に中和するこ
    と、 （３）キトサンの中和水溶液で小麦の種子を覆うこと、
    及び （４）小麦の種子を乾燥して小麦の種子上にキトサンの
    セロファン様の表面を作成すること、 の段階を含む小麦の倒茎の予防方法。
  10. 【請求項１０】キトサンの施用量が小麦の種子1g当り60
    −1000μｇである請求項９記載の方法。
  11. 【請求項１１】キチンを90％を超える程度まで脱アセチ
    ル化して製造されたキトサンを希酸水溶液で可溶化した
    後に中和した水溶液を種子に施用することによって処理
    した穀物作物の種子。
  12. 【請求項１２】前記穀類作物が小麦である請求項11の種
    子。
  13. 【請求項１３】前記穀類作物が大麦である請求項11の種
    子。
  14. 【請求項１４】前記穀類作物がライ麦である請求項11の
    種子。
  15. 【請求項１５】前記穀類作物がカラス麦である請求項11
    の種子。
  16. 【請求項１６】前記穀類作物が稲である請求項11の種
    子。
JP62506575A 1987-08-14 1987-08-14 収穫量、根成長及び茎強度を増進するためのキトサンによる穀類作物種子の処理方法 Expired - Lifetime JP2525733B2 (ja)

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ＷｈｅａｔＲｅｓｅａｒｃｈＲｅｖｉｅｗＦｏｒＷａｓｈｉｎｇｔｏｎＷｈｅａｔＣｏｍｍｉｓｓｉｏｎ，ＷａｓｈｉｎｇｔｏｎＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎｏｆＷｈｅａｔＧｒｏｗｅｒｓＡｎｄＳｔａｔｅＤｅｐａｒｔｍｅｎｔＯｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，１９８４，（Ｐｕｌｌｍａｎ，Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ），ＰＰ．６４−６５．

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