JP4639093B2

JP4639093B2 - 植物種子における発芽促進のための処理方法

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Publication number: JP4639093B2
Application number: JP2005027283A
Authority: JP
Inventors: 康貴副田; 亮西村
Original assignee: Sumika Agrotech Co Ltd
Current assignee: Sumika Agrotech Co Ltd
Priority date: 2005-02-03
Filing date: 2005-02-03
Publication date: 2011-02-23
Anticipated expiration: 2025-02-03
Also published as: JP2006211943A

Description

本発明は、植物種子における発芽促進のための処理方法等に関する。

収穫物の品質向上や農作業の改善に役立つため、植物種子における発芽促進のための方法がいくつかの文献に記載されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

特開平９−２３３９１１号公報特開平６−１２５６１１号公報

従来から知られた方法は、植物種子の発芽のための吸水処理操作において工夫がなされたものや、植物種子の表面に対してある種の薬剤をコーティングしてなるコーティング種子を提供する技術的手段を講じたものであった。また処理によっては、処理後播種までの時間が長いと、その間に植物種子が発芽してしまうおそれがあり、発芽してしまった種子は傷つきやすいため極めて取り扱いが難しく、事実上、播種ができない状況も発生していた。
このような状況下において、植物種子における発芽促進のための方法であって、使用できる方法に係る選択肢を広げ、また従来から知られた方法との併用をも可能とし、さらに植物種子の長期保存を達成し得るための、上記方法とは異なる技術的操作・手段を有する方法の開発が望まれていた。

本発明者らは、かかる状況のもと鋭意検討した結果、特定な技術的工程の組み合わせが、発芽促進のために有効であることを見出し、本発明に至った。
即ち、本発明は、
１．植物種子の発芽促進のための処理方法であって、
（１）植物種子を、酸化防止剤を０．００１〜５％(w／v)含有する水溶液に接触させる第一工程、及び
（２）前記接触工程後に、前記植物種子を種子含水率１０％以下まで乾燥させる第二工程
を有することを特徴とする方法（以下、本発明方法と記すこともある。）；
２．酸化防止剤が、アスコルビン酸又はその塩であることを特徴とする前項１記載の方法；
３．酸化防止剤を含有する水溶液が、さらに浸透圧調節剤を含有する水溶液であることを特徴とする前項１又は２記載の方法；
４．浸透圧調節剤が、硝酸カリウム、リン酸カリウム、ポリエチレングリコール又はマンニトールであることを特徴とする前項３記載の方法；
５．第一工程が、前記水溶液の中に空気を供給しながら、植物種子を前記水溶液に接触させる工程であることを特徴とする前項１〜４のいずれかの請求項記載の方法；
６．第ニ工程が、空気を供給しながら、前記植物種子を乾燥させる工程であることを特徴とする前項１〜５のいずれかの請求項記載の方法；
７．前項１〜６のいずれかの前項に記載された方法が施されてなることを特徴とする乾燥植物種子；
８．良好な発芽率が維持された乾燥植物種子の製造方法であって、
（１）植物種子を、酸化防止剤を０．００１〜５％(w／v)含有する水溶液に接触させる第一工程、及び
（２）前記接触工程後に、前記植物種子を種子含水率１０％以下まで乾燥させる第二工程
を有することを特徴とする方法（以下、本発明製造方法と記すこともある。）；
９．前項８記載の方法により製造された乾燥植物種子；
１０．前項７又は９記載の乾燥植物種子を発芽させ、さらに育苗して得られた植物；
等を提供するものである。

本発明によれば、植物種子における発芽促進のための方法であって、使用できる方法に係る選択肢を広げ、また従来から知られた方法との併用をも可能とし、さらに植物種子の長期保存を達成し得るための、新たな技術的操作・手段を有する方法を提供可能とする。

本発明において対象となる植物種子としては、例えば、レタス、ゴボウ等のキク科作物、ネギ、タマネギ、ニラ等のユリ科作物、カンラン、ハクサイ、ダイコン等のアブラナ科作物、ナス、トマト、台木ナス、トウガラシ等のナス科作物、ニンジン、セロリ、パセリ等のセリ科作物、ホウレンソウ等のアカザ科作物、キュウリ、メロン等のウリ科作物、スイートコーン等のイネ科作物等の野菜種子、ユーストマ、パンジー、ベゴニア等の花種子、ギニアグラス、ローズグラス等の牧草種子、イネ、オオムギ、トウモロコシ等の穀物種子、ユーカリ等の樹木種子、ダイズ、エンドウ等の豆科作物、ヒマワリ等のキク科作物、ソバ等のタデ科作物、食用ヒエ等のイネ科作物の食用および工芸作物等の種子を挙げることができる。

本発明方法は、植物種子の発芽促進のための処理方法であって、下記の工程を有することを特徴とする。
（１）植物種子を、酸化防止剤を０．００１〜５％(w／v)含有する水溶液に接触させる第一工程、及び
（２）前記接触工程後に、前記植物種子を種子含水率１０％以下まで乾燥させる第二工程

本発明方法の第一工程において用いられる「酸化防止剤」としては、例えば、アスコルビン酸（ビタミンC）、アスコルビン酸塩、アスコルビン酸エステル、エリソルビン酸、エリソルビン酸塩、トコフェロール（ビタミンE）、ルチン、ビタミンA、β-カロチン、フラボノイド、カテキン、レシチン、アントシアン、没食子酸およびその誘導体、コエンザイムQ、ヒドロキシクエン酸、エラグ酸、ノルジヒドロアヤレチック酸、コシポール、セザモール、オキサ脂肪酸、コーヒー酸誘導体、オイゲノール、グアイヤク脂、胚芽油、トウモロコシ油、オリーブ葉搾油、ブチルヒドロキシアニソール（BHA）、2,6-ジ-第三ブチル-p-クレゾール、ジフェニル-p-フェニレンジアミン、4-アミノ-p-フェニレンジアミン等を挙げることができる。好ましくは、アスコルビン酸又はその塩が挙げられる。尚、上記の有機酸の塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩等を挙げることができる。
本発明方法の第一工程において用いられる「酸化防止剤を含有する水溶液」は、上記の酸化防止剤を、０．００１〜５％(w／v)、より好ましくは０．０１〜１％(w／v)の濃度となるように、水に溶解または分散することにより、調製すればよい。尚、当該水溶液のｐHとしては、植物種子の種類、含有する酸化防止剤の種類や濃度等によっても異なるが、例えば、約１．５〜約１０の範囲内であればよい。

上記の「酸化防止剤を含有する水溶液」は、さらに浸透圧調節剤を含有する水溶液であってもよい。ここで使用できる「浸透圧調節剤」は、植物種子の発芽のための吸水処理において通常使用されるものであればよいが、具体的には例えば、硝酸カリウム、リン酸カリウム、ポリエチレングリコール、マンニトール等を挙げることができる。尚、当該水溶液の浸透圧としては、例えば、約−１．５ＭＰａ以上−０．２ＭＰａ未満程度の浸透圧を好ましく挙げることができる。ここで、ポリエチレングリコール等のポリマーを用いる場合における浸透圧は、例えば、ミッチェル（ＢＵＲＬＹＮＥ．ＭＩＣＨＥＬ）等の研究（ＰｌａｎｔＰｈｙｓｉｏｌＶｏｌ．５１：９１４−９１６、１９７３）で明らかにされた、水１ｋｇ当たりの溶質量（ｇ）Ｃ及び温度Ｔと浸透圧ψ（ｂａｒ）の関係を示す次式、ψ(bar) ＝ -(1.18 × 10 ^−２) Ｃ − (1.18× 10 ^−４) Ｃ2 ＋ (2.67 × 10 ^−４) ＣＴ＋ (8.39 × 10 ^−７) Ｃ2 Ｔにおいて、特に記載していない限り液温Ｔを１５℃として算出すればよい。一方、ポリマーではない硝酸カリウム等を用いる場合における浸透圧は、例えば、ファント・ホッフによる次式、ＰＶ＝ｎＲＴ（Ｐ：浸透圧、ｎ：溶質のモル数、Ｖ：溶液の体積、Ｔ：絶対温度、Ｒ：気体定数）により、特に記載していない限り液温を１５℃として算出すればよい。
また、「酸化防止剤を含有する水溶液」は、オーキシン、サイトカイニン、ジベレリン、アブシジン酸、エチレン発生剤等の植物生長調節物質又はその発生剤、並びに、チウラム、キャプタン等の殺菌性化合物を含んでいてもよい。

本発明方法の第一工程において、植物種子を、酸化防止剤を含有する水溶液に接触させるには、例えば、（１）植物種子を、酸化防止剤を含有する水溶液に、約０．３時間〜約７日間程度、約２℃〜約４０℃の条件下で浸漬する方法、（２）植物種子に、酸化防止剤を含有する水溶液を、約２℃〜約４０℃の条件下で添加して約１時間〜約１４日間程度放置する方法、（３）酸化防止剤を含有する水溶液をゲルや多孔質の担持体等に吸収させた後、当該担体等に植物種子を約１時間〜約１４日間程度、約２℃〜約４０℃の条件下で接触させる方法、等を用いればよい。
また本発明方法の第一工程では、前記水溶液の中に空気を供給しながら、植物種子を前記水溶液に接触させることが好ましい。供給される空気の量としては、例えば、種子１リットルあたり約0.02リットル／ｍｉｎ〜約20リットル／ｍｉｎ等をあげることができる。

本発明方法の第二工程において、前記接触工程（即ち、第一工程）後に、前記植物種子を種子含水率１０％以下まで乾燥させるには、例えば、相対湿度約５０％以下の除湿および／または約２０℃〜約６０℃に加熱した空気を供給しながら、約０．５時間〜約２４時間乾燥する方法等を用いればよい。なお、乾燥工程における種子のダメージをできるだけ避けるには、種子温度を約１０℃〜約３５℃に維持することが望ましい。

ここで「種子含水率」とは、植物種子の生重量中に占める水分重量の百分率をいう。含水率は、例えば、「種苗読本」（日本種苗協会発行、２００２年）に記載されている方法で測定できる。すなわち、既知重量（A）の秤量瓶に種子を入れて種子を含む秤量瓶の重量（B）を測定した後、蓋を開けた状態で１０５℃で１６時間乾燥する。乾燥後、直ちに秤量瓶に蓋をして室温まで冷却し、種子を含む秤量瓶の重量（C）を測定する。種子含水率は、（B−C）／（B−A）×１００（％）と表される。
また本発明方法の第ニ工程では、例えば、約15℃〜約50℃程度の空気を供給しながら、前記植物種子を乾燥させることが好ましい。供給される空気はできるだけ乾燥したものが好ましく、また供給される空気の量としては、例えば、種子１リットルあたり約0.2リットル／ｍｉｎ〜約5000リットル／ｍｉｎ等をあげることができる。

このようにして、植物種子に本発明方法を施すことにより、良好な発芽率が維持された乾燥植物種子を製造することができる。

さらに本発明製造方法により製造された乾燥植物種子を通常の方法で播種し、通常の育苗方法を用いて育苗することにより、植物を栽培すればよい。
製造された乾燥植物種子を発芽させるには、当該乾燥植物種子に対して通常の吸水処理操作を施せばよい。具体的には、吸水に用いる水溶液としては、例えば、水又はオーキシン、サイトカイニン、ジベレリン、アブシジン酸、エチレン発生剤などの植物生長調節物質またはその発生剤、硝酸カリウム、リン酸カリウム等の無機塩類、ポリエチレングリコール、マニトール等の糖類、チウラム、キャプタン等の殺菌剤等の化合物のうち１種類若しくは２種類以上が添加された水等を挙げることができる。吸水方法としては、例えば、一定の含水率となる量の水溶液を種子に直接添加してドラム等の容器中で植物種子を流動させながら吸水させる方法、水溶液中に植物種子を一定時間浸漬し吸水させる方法、水溶液をゲルや多孔質の担持体に吸収させた後に植物種子と接触させて植物種子に吸水させる方法等を挙げることができる。吸水の処理条件としては、例えば、約２〜約４０℃の一定温度若しくは変温条件等の処理温度、約０．３時間〜約１４日間等の処理時間等を挙げることができる。

以下、本発明を製造例、試験例等の実施例により、さらに詳しく説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。

製造例１
トウガラシ種子１０ｇを、アスコルビン酸0.2％を含有する水溶液４０ｍｌ（ｐＨ３．０）中に、２０℃で４８時間浸漬処理した。浸漬処理中には、空気を当該水溶液の下層部から供給しながら、当該空気により前記植物種子を攪拌した。
上記処理後、得られた植物種子を流水で１分間洗浄した後、当該植物種子を金網製のトレイに入れ、トレイ底部から３０℃の空気を供給しながら４０分間乾燥した。さらに当該植物種子の入ったトレイに、上部から３５℃の空気を供給しながら１６時間乾燥することにより、種子含水率７．２％の乾燥植物種子を得た。

製造例２
カンラン種子１０ｇを、アスコルビン酸0.1％及び硝酸カリウムを2％含有する水溶液４０ｍｌ（ｐＨ３．１）中に、２０℃で１２時間浸漬処理した。浸漬処理中には、空気を当該水溶液の下層部から供給しながら、当該空気により前記植物種子を攪拌した。
上記処理後、得られた植物種子を流水で１分間洗浄した後、当該植物種子を金網製のトレイに入れ、トレイ底部から３０℃の空気を供給しながら４０分間乾燥した。さらに当該植物種子の入ったトレイに、上部から３５℃の空気を供給しながら１６時間乾燥することにより、種子含水率６．４％の乾燥植物種子を得た。

試験例１
ナス種子５ｇを、下記に示す供試水溶液２０ｍｌ中に、２０℃で４８時間浸漬処理した。浸漬処理中には、空気を当該水溶液の下層部から供給しながら、当該空気により前記植物種子を攪拌した。
上記処理後、得られた植物種子を流水で１分間洗浄した後、当該植物種子を金網製のトレイに入れ、トレイ底部から３０℃の空気を供給しながら４０分間乾燥した。さらに当該植物種子の入ったトレイに、上部から３５℃の空気を供給しながら１６時間乾燥することにより、種子含水率約６％の乾燥植物種子を得た。

＜供試水溶液（酸化防止剤を含有する水溶液、比較対照水溶液）＞
（１）水溶液１：硝酸カリウム２％(w／v)及びアスコルビン酸０．２％(w／v)を含有する水溶液（ｐH３．０）
（２）水溶液２：アスコルビン酸０．２％(w／v)を含有する水溶液（ｐH３．０）
（３）比較例１：硝酸カリウム２％(w／v)を含有する水溶液（ｐH４．１）
（４）比較例２：水のみ（ｐH６．７）

このようにして得られた乾燥植物種子50粒づつを、直径９cmのシャーレ内にろ紙（アドバンテック社製、No.2）２枚を重ねて敷き詰め、４．５ｍｌの水を加えた上に播種した。このシャーレを３０℃・明条件（約３０００ルックス）・８時間／２０℃・暗条件・１６時間を１サイクル２４時間で繰り返す環境条件下に置き、発芽試験（各試験区については２反復、合計100粒の植物種子を用いた試験）を実施した。尚、当該発芽試験中の吸水処理後３日目、４日目及び５日目に種子の発芽率（％）を調査した。
その結果、表１より明らかなように、本発明方法区（水溶液１及び水溶液２）における発芽率は、比較方法区（比較例１及び比較例２）における発芽率よりも著しく良好な結果（即ち、より高い発芽率）が得られており、本発明方法における効果が確認された。
また、表１のから明らかなように、本発明方法区（水溶液１及び水溶液２）における発芽速度（VG）は、比較方法区（比較例１及び比較例２）における発芽速度よりも著しく良好な結果（即ち、より速い発芽）が得られており、本発明方法における効果が確認された。ただし、発芽速度（VG）は、Σ（ｎ日目の発芽率−（ｎ−１）日目の発芽率）／ｎで算出される。

試験例２
試験例１で準備した種子を、アルミニウムを蒸着した袋に入れて密封して、３０℃で６ヶ月間保管した。保管後の種子50粒づつを、直径９cmのシャーレ内にろ紙（アドバンテック社製、No.2）２枚を重ねて敷き詰め、４．５ｍｌの水を加えた上に播種した。このシャーレを３０℃・明条件（約３０００ルックス）・８時間／２０℃・暗条件・１６時間を１サイクル２４時間で繰り返す環境条件下に置き、発芽試験（各試験区については２反復、合計100粒の植物種子を用いた試験）を実施した。尚、当該発芽試験中の吸水処理後３日目、４日目及び５日目に種子の発芽率（％）を調査した。
その結果、表２より明らかなように、６ヶ月保存後の本発明方法区（水溶液１及び水溶液２）における発芽率は、比較方法区（比較例１及び比較例２）における発芽率よりも著しく良好な結果（即ち、より高い発芽率）が得られており、本発明方法における効果が確認された。
また、表２から明らかなように、６ヶ月保存後の本発明方法区（水溶液１及び水溶液２）における発芽速度（VG）は、比較方法区（比較例１及び比較例２）における発芽速度よりも著しく良好な結果（即ち、より速い発芽）が得られており、本発明方法における効果が確認された。

試験例３
ナス種子５ｇを、下記に示す供試水溶液２０ｍｌ中に、２０℃で４８時間浸漬処理した。浸漬処理中には、空気を当該水溶液の下層部から供給しながら、当該空気により前記植物種子を攪拌した。
上記処理後、得られた植物種子を流水で１分間洗浄した後、当該植物種子を金網製のトレイに入れ、トレイ底部から３０℃の空気を供給しながら４０分間乾燥した。さらに当該植物種子の入ったトレイに、上部から３５℃の空気を供給しながら１６時間乾燥することにより、種子含水率約６％の乾燥植物種子を得た。

＜供試水溶液（酸化防止剤を含有する水溶液、比較対照水溶液）＞
（１）水溶液３：アスコルビン酸０．００１％(w／v)を含有する水溶液（ｐH３．９）
（２）水溶液４：アスコルビン酸０．０１％(w／v)を含有する水溶液（ｐH３．５）
（３）水溶液５：アスコルビン酸０．１％（w／v）を含有する水溶液（ｐH３．０）
（４）水溶液６：アスコルビン酸１％(w／v)を含有する水溶液（ｐH２．５）
（５）水溶液７：アスコルビン酸５％(w／v)を含有する水溶液（ｐH２．２）
（６）比較例３：水のみ
（７）比較例４：アスコルビン酸０．０００１％(w／v)を含有する水溶液（ｐH４．４）
（８）比較例５：アスコルビン酸１０％(w／v)を含有する水溶液（ｐH２．０）

このようにして得られた乾燥植物種子50粒づつを、直径９cmのシャーレ内にろ紙（アドバンテック社製、No.2）２枚を重ねて敷き詰め、４．５ｍｌの水を加えた上に播種した。このシャーレを、３０℃・明条件（約３０００ルックス）・８時間／２０℃・暗条件・１６時間を１サイクル２４時間で繰り返す環境条件下に置き、発芽試験（各試験区については２反復、合計100粒の植物種子を用いた試験）を実施した。尚、当該発芽試験中の吸水処理後３日目、４日目及び５日目に種子の発芽率（％）を調査した。
その結果、表３より明らかなように、本発明方法区（水溶液３、水溶液４、水溶液５、水溶液６及び水溶液７）における発芽率は、比較方法区（比較例３、比較例４及び比較例５）における発芽率よりも著しく良好な結果（即ち、より高い発芽率）が得られており、本発明方法における効果が確認された。
また、表５のから明らかなように、本発明方法区（水溶液３、水溶液４、水溶液５、水溶液６及び水溶液７）における発芽速度（VG）は、比較方法区（比較例３、比較例４及び比較例５）における発芽速度よりも著しく良好な結果（即ち、より速い発芽）が得られており、本発明方法における効果が確認された。ただし、発芽速度（VG）は、Σ（ｎ日目の発芽率−（ｎ−１）日目の発芽率）／ｎで算出される。

Claims

植物種子の発芽促進のための処理方法であって、
（１）植物種子を、酸化防止剤を０．００１〜５％含有する水溶液に接触させる第一工程、及び
（２）前記接触工程後に、前記植物種子を種子含水率１０％以下まで乾燥させる第二工程を有することを特徴とする方法。
酸化防止剤が、アスコルビン酸又はその塩であることを特徴とする請求項１記載の方法。
酸化防止剤を含有する水溶液が、さらに浸透圧調節剤を含有する水溶液であることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
浸透圧調節剤が、硝酸カリウム、リン酸カリウム、ポリエチレングリコール又はマンニトールであることを特徴とする請求項３記載の方法。
第一工程が、前記水溶液の中に空気を供給しながら、植物種子を前記水溶液に接触させる工程であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの請求項記載の方法。
第二工程が、空気を供給しながら、前記植物種子を乾燥させる工程であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの請求項記載の方法。
良好な発芽率が維持された乾燥植物種子の製造方法であって、
（１）植物種子を、酸化防止剤を０．００１〜５％含有する水溶液に接触させる第一工程、及び
（２）前記接触工程後に、前記植物種子を種子含水率１０％以下まで乾燥させる第二工程を有することを特徴とする方法。