JP4646581B2 - ゲル被覆種子の播種前処理時の保管方法 - Google Patents

Description

本発明は、ゲル被覆種子の播種前処理時の保管方法に関する。

ゲル被覆種子は植物の種子や、生育能力のある胚あるいは不定胚などの種子類似物（以下、これらを併せて「種子」と云う）を、水を分散媒とし、水と分散質とからなる水性ゲルからなる被覆ゲル層内に封入してなるものであり、被覆ゲル層を構成する水分その他の成分により１粒の種から確実に苗を、延いては収穫を得ることができる全く画期的な技術であり、この確実さ故に、優秀でありながらも極めて高価なＦ₁種子の利用を可能とし、結果として収量と品質の大幅な向上を達成することができるとされている。

ここで、ゲル被覆種子は、製造後、播種される前に必要により１日以上の期間に亘って、製造後に様々な種類の処理が行われる場合がある。すなわち、催芽処理、低温履歴処理、および、保存等である。

第１の催芽処理とは、ゲル被覆種子に内包される種子の発芽に適した温度に保ち、発芽させる処理である。

第２の低温履歴処理に関し、本出願人は、特開２００２−１１号公報（特許文献１）で植物体の種子をゲル被覆種子とした後、該種子が発芽しない条件下で、密閉容器などに入れて冷蔵処理を行い、その後に播種すると云う提案を行っている。すなわち、発芽前あるいは発芽直後の種子を低温条件に一定期間以上保つことにより、所望の収穫物が得られるようにしたり、収穫時期を早くするために行う処理である。

３番目の保存としては、ゲル被覆種子の製造の効率を高め、また天候などの変化に応じて行われている処理で、冷蔵によって種子の発芽を防止させながら数日ないし数ヶ月保存する処理である。

しかしながら、これらの播種前処理を実際規模で行ってみると、いくつかの問題が生じることが判った。すなわち、播種前処理期間にゲル被覆種子の被覆ゲル層が変形してしまい、このようなゲル被覆種子を用いて機械播種を行うとホッパつまりが生じやすくなること、また、播種前処理期間にカビが発生する場合があること、等である。

ここで、カビは、水性ゲルカプセル内の植物体、及び、播種後に発芽し、水性ゲルカプセル内から突出した芽や根に病気をもたらす場合があり、また、成長を阻害する可能性もある。また、カビが生えた部分の水性ゲルカプセルは崩れてしまい、形状が保持されないので、やはり、機械播種時にホッパつまりなどの不都合を引き起こす。
特開２００２−１１号公報

本発明は、上記した従来の問題点を改善する、すなわち、ゲル被覆種子の播種前処理期間での変形を防止し、かつ、カビの発生を効果的に防止することができるゲル被覆種子の播種前処理時の保管方法を提供することを目的とする。

ここで、基礎的検討を行った。その結果、上記問題点のうち、カビの発生については、抗菌剤、抗真菌剤等の被覆ゲルカプセル内への配合により防止することは可能ではあるが、土壌内微生物やその他の環境への影響、あるいは、食用作物用植物体種子への適用の可否・適否の判断が困難であり、通常は行えない。

また、被覆ゲル層を形成するための水性ゲル形成性高分子を有する水溶液には、播種前処理期間での腐敗防止のためにパームケムアジア社製トップサイド４００などの防腐剤を添加することがあるが、このような防腐剤では形成後の被覆ゲル層のカビの発生を効果的に防止することができず、また、防腐剤の添加濃度を増加すると、被覆ゲル層に内包される種子が発芽しない、著しい発育不良が起きる等の障害が発生する。

そのため、本発明者等はさらに様々な検討を行った結果、本発明に至った。すなわち、本発明のゲル被覆種子の播種前処理時の保管方法は上記課題を解決するため、請求項１に記載の通り、ゲル被覆種子に対して催芽処理、低温履歴処理、および、保存から選ばれる播種前処理を１日以上の期間に亘って行うときのゲル被覆種子の播種前処理時の保管方法であって、前記播種前処理中のゲル被覆種子を水に浸漬させた状態で保管することを特徴とするゲル被覆種子の播種前処理時の保管方法である。

本発明のゲル被覆種子の播種前処理時の保管方法によれば、抗菌剤や抗真菌剤などの安全性や環境への影響の有無が問題となるような物質を全く用いることがなく、播種前処理期間でのゲル被覆種子の変形を防止し、かつ、カビの発生を効果的に防止することができるので、機械播種時にホッパつまりや、本来、１つだけ播種されるべき１回の播種操作で、複数個播種されるなどの不都合を防止することができると共に、カビによる苗の病気発生を防止することができるので、確実な精密点播が可能となり、ゲル被覆種子が本来有する優れた収穫確実性をより高くすることができる。

本発明のゲル被覆種子の播種前処理時の保管方法において、ゲル被覆種子とは、植物体種子が水性ゲルカプセル内に封入されてなるゲル被覆種子である。

このようなカプセルを形成する水性ゲルとしてはアルギン酸ナトリウム、ジェランガム、キサンタンガム、ローカストビーンガム、カルボキシメチルセルロース、ペクチン、ゼラチン、カラギーナン、ポリアクリル酸ナトリウム、及び、寒天などから選ばれる天然・合成ゲル形成性高分子の少なくとも１種類と水とによって形成されるものが挙げられる。なお、これらのうち、ゲル化のために金属イオンが併存することが必要なものがあり、それら金属イオンを供給する塩、アルカリなどを適宜添加する。さらに第三成分として各種防腐剤、肥料成分、成長促進剤等も適宜追加することができる。

水性ゲルカプセルは例えば、細管先端に水性ゲル形成性高分子を有する水溶液の液滴を形成し、この液滴中に細管を用いて種子１粒或いは必要に応じて複数粒を添加し、その後この液滴を凝固させる作用を有する金属イオンを含む溶液（凝固液）に滴下させることにより、作製することができ、このとき略球状のカプセルとなる。なお、この際、必要に応じて液滴内に空気、酸素などの気体を封入することができる。

このような、金属イオンと共に水性ゲルを形成する水溶液としては、アルギン酸ナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶液が挙げられる。また、これらを水性ゲルとして硬化させる金属イオンとしてはカルシウム、バリウム等の２価金属やアルミニウムが用いられていて、これらは植物物体への悪影響を防止するため通常、塩化物水溶液として用いられる。

また、水性ゲル形成性水溶液としてカルボキシメチルセルロース水溶液、凝固液として硫酸カリウムアルミニウム（カリウムみょうばん）水溶液を用いることもできる。

本発明における水性ゲルカプセルの水分率は９０％以上となるようにすることが望ましい。水分率が９０％未満であると、ゲルカプセルが固くなり植物の突出（芽や根がゲルカプセルの外に出てくること）を妨げ、最終的に枯死し、あるいは変形して成長して商品作物として適さなくなる場合がある。

本発明においては、水性ゲルカプセル内に封入される種子としては、通常の種子の他、微細な珪藻土で球形に成形したペレット種子なども用いることができる。なお、このようなペレット種子の場合にも、上記に概説した細管を用いる方法で水性ゲルカプセル内に容易に封入することができる。

本発明における播種前処理とは上述のような、製造後、播種される前にゲル被覆種子に対して１日以上の期間に亘って行われる処理であって、例えば、催芽処理、低温履歴処理、および、保存である。これらの概要は上記背景技術で簡単に述べたが、以下で、より具体的に説明する。

第１の催芽処理とは、ゲル被覆種子に内包される種子の発芽に適した温度に保ち、発芽させる処理である。催芽処理の温度は種子の種類によって大きく異なるが、例えば高温では発芽しない植物では低温に保っておこない、低温で発芽しない植物では高温に保って行う。

前者としては、例えば、デルフィニウムやラークスパーの種子が挙げられる。これらの種子は温度が高温、例えば２５℃以上では殆ど発芽しない。このため、催芽処理としては発芽に最適な１５℃以下の低温下の暗所で数日間保存し、この催芽処理によって発芽させた後、芽や根がゲル被覆種子の被覆ゲル層から突出する前（突出後は播種、特に機械播種が困難になる）に圃場に播種する。

第２の低温履歴処理は、発芽前あるいは発芽直後の種子を、花芽分化が阻害される温度条件以下に一定期間以上保つことにより、所望の収穫物が得られるようにしたり、収穫時期を早くするために行う処理であり、その条件（温度、日数、照度等）は種子によって異なり、この処理で得られる効果も異なる。

例えばトルコギキョウの場合、発芽後の幼苗時に高温環境（２５℃以上）下になると、花芽が付かない、茎が伸びない、いわゆるロゼットと云う状態になって商品価値がなくなってしまうが、これを回避するために低温下で１月程度保管する低温履歴処理を行う。また、食卓に春を告げる主要な食材である食用菜花の場合、花芽分化を早め、出荷時期を早めることは商品価値を高めることとなるが、その種子を低温環境に一定期間（一般的には０℃以上５℃以下、暗所にて１０日以上２０日以内）置くことにより収穫時期を早めることができる。

３番目の保存としては次のような必要から行われている。すなわち、ゲル被覆種子の作製は、専用の装置を用いて作製することが安定した品質、生産性の点で好ましいが、このような装置は、小規模あるいは中規模の農家・農業経営体が保有することは困難であり、通常は農業協同組合、あるいは、専用の加工メーカーが行う。そのため、ゲル被覆種子は作製後、天候の善し悪しや農家・農業経営体への運搬等の時間等、あるいは、農閑期の労働力やゲル被覆種子製造装置自体を有効に活用するなどのために、ゲル被覆種子作製後から播種までの期間が数日から１ヶ月、優れたＦ₁種子供給源が１箇所である場合等では、日本全国の播種適正日を勘案すると２〜３ヶ月程度保管する必要がある場合が想定される。

このような保存での効果を効果的に得るためには、通常、被覆ゲル層内の種子が発芽しない条件で温度、照度を調節して冷蔵処理を行う。この冷蔵保存処理中に種子が発芽し、さらに、その芽や根が水性ゲルカプセルから突出すると、播種前処理後の取扱性および機械播種性に著しく劣るため、冷蔵処理できる期間を短縮せざるを得なくなり、結果として保存効果が充分に得られにくくなる。なお、植物体種子が光発芽性植物である場合にはその植物が発芽しない照度以下で冷蔵処理を行うことが必要で、望ましくは暗黒下で冷蔵処理する。

本発明において、上記のような播種前処理では、植物体種子を内包する水性ゲルカプセル、即ちゲル被覆種子を水に浸漬させた状態でそれら処理を行うことが必要である。このとき、ゲル被覆種子全体が水面下となるようにして浸漬させることが望ましい。部分的にでも水面から出ていると、その部分にカビが発生しやすく、また、ゲル被覆層の変形が充分に防止できない場合がある。

本発明による播種前処理はゲル被覆種子を密閉容器内にいれて行うことが望ましい。これにより水分の蒸発が防止され、また、外部よりカビの胞子、細菌などの混入が防止されるため、本発明の効果がより確実に得られる。

なお、播種前処理において、さらに効果的にカビ発生を防止するために、播種前処理期間中に少なくとも１回以上、水の交換を行うことが望ましい。用いる水としては通常、水道水などの清澄で清潔な水を用いる。

なお、上記の播種前処理は、製造後、長期保存に耐えられるよう一旦乾燥され、吸水復元された被覆ゲル層を有する被覆ゲル種子に対して施したゲル被覆種子に対して施されても良く、その場合も、本発明に含まれる。

以下に本発明のゲル被覆種子の播種前処理時の保管方法の実施例について、播種前処理としては低温履歴処理の例について説明する。

植物体種子としてはトルコギキョウ種子を用いた。これを２重構造のノズルを用いて、アルギン酸ナトリウム水溶液（ゲル形成性水溶液）、あらかじめ吸水させた高分子吸水剤を成分とする混合液からなる液滴をノズル先端（下方）に形成するとともに、この液滴内部にノズル内管から上記種子を供給して種子を液滴により包み込んだのち、液滴全体を２０％塩化カルシウム水溶液内に滴下させて２５秒間浸漬してゲル形成水溶液をゲル化させて単節周囲に被覆ゲル層を形成するとともに、その後水洗することにより、直径が６ｍｍの略球形のゲル被覆種子１００００粒を得た。

これら種子、それぞれ１００００個ずつを用いて表１に示す１０の条件で３５日間の低温履歴処理（冷蔵処理）を行った（用いた水は姫路市水道水）。これら処理は暗所でかつ、密閉容器内で行った。冷蔵処理後すべての種子は発芽していた。なお、被覆ゲル層の形状が維持されたサンプルのいずれでも、突出は認められなかった。

上記冷蔵処理の終了後、被覆ゲル層の形状が維持された各サンプル１００個ずつおよび、新たに作製したトルコギキョウのゲル被覆種子１００個について、それぞれ２０個ずつ分けて直径１２０ｍｍのシャーレに分取し、人工気象器内で温度２０℃、５ｋｌｘの照度下で発芽テスト開始後１５日後までの発芽率の経緯を調べた。その結果、いずれの冷蔵処理品でも７日目の発芽率は最高値の９２〜９４％に達し、処理条件（用いた水の量、交換頻度）による違いは認められなかった。なお、発芽率の経緯を調べた上記の各サンプルの被覆ゲル層はいずれも機械播種に耐えられ、かつ、発芽後の突出にも問題のない堅さであり、また、内部の種子の状態の視認に充分な透明度を有していた。

さらに、これらの種子についてその後のロゼット化の発生の有無について調べたが、条件Ｎｏ．１〜１０で有意差はなく、いずれの群でもロゼット化は良く防止されていた。

表１及びこれら結果より、本発明によれば、播種前処理時の、被覆ゲル層の変形やカビ発生が殆ど、あるいは、完全に抑えることができ、発芽率やその後の成長に対しても障害が生じないことが確認された。

本発明によればゲル被覆種子の、保存時や催芽・発育促進効果が得られると共に、抗菌剤、抗真菌剤などの特殊な薬剤を用いることなく、ゲル被覆層の変形やカビ発生を効果的に防止することができるので、従来のゲル被覆種子が用いられる分野に好適に用いることができる。

Claims (2)

1. ゲル被覆種子に対して催芽処理、低温履歴処理、および、保存から選ばれる播種前処理を１日以上の期間に亘って行うときのゲル被覆種子の播種前処理時の保管方法であって、前記播種前処理中のゲル被覆種子を水に浸漬させた状態で保管することを特徴とするゲル被覆種子の播種前処理時の保管方法。
2. 上記播種前処理中に少なくとも１回、該水を交換することを特徴とする請求項１に記載のゲル被覆種子の播種前処理時の保管方法。