JPH08503199A - 植物による肥料吸収の増進用組成物及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 １，５００ダルトンよりも大きい分子量を有する水溶性ポリ（有機酸）は、肥料吸収を増進し、植物成長を助長する。この目的には、ポリ（アスパラギン酸）及びそのコポリマー等のポリ（アミノ酸）が特に適している。

Description

【発明の詳細な説明】植物による肥料吸収の増進用組成物及び方法 技術分野 本発明は植物成長の促進に関する。より詳細には、本発明は植物による栄養素 の同化を助長する組成物及び方法に関する。発明の背景 有機酸及びそのオリゴマーは植物成長を促進することが示されている。このよ うな植物成長調節剤の典型例はＫｉｎｎｅｒｓｌｅｙら，Ｐｌａｎｔ Ｇｒｏｗ ｔｈ Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ９：１３７−１４６（１９９０）に記載されてお り、この文献は乳酸及び乳酸の比較的低分子量のオリゴマーが植物成長に及ぼす 効果について言及している。Ｋｉｎｎｅｒｓｌｅｙら名義の米国特許第４，８１ ３，９９７号（グリコール酸及び／又はＬ−乳酸のオリゴマー）及びＤａｎｚｉ ｇら名義の米国特許第４，７９９，９５７号（チオ乳酸及びチオグリコール酸の オリゴマー）にも同様の記載がある。植物成長増進の上記アプローチはいずれも 、植物成長に不可欠の化合物（例えばカルシウム、マグネシウム、硫黄、マンガ ン、亜鉛、銅、鉄、ホウ素等のような微量栄養素）の植物吸収を増進するための 手段として のキレート化に集中しているように思われる。 植物成長増進のアプローチは従来から共通して天然及び合成肥料の使用であり 続けている。合成肥料は通常、植物可用形態の窒素（例えば尿素及び／又は無機 硝酸塩）、リン酸塩等の化合物を提供する。このような肥料は多少なりとも農業 者の都合にあわせて施用することができ、所望とみなされる回数だけ施用するこ とができるが、合成肥料の濫用は、地下水の富栄養化、硝酸塩汚染、リン酸塩汚 染等の環境問題の原因となる重大な因子である。窒素肥料の望ましくない作用に ついてはＢｙｒｎｅｓ，Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ２６：２０ ９−２１５（１９９０）により概説されている。 肥料の濫用に伴う問題を改善するためには、肥料の効率を増加することが望ま しい。本発明はこれらの問題に対処し、植物の肥料吸収効率を増進するための組 成物及び方法を提供する。発明の要約 植物に吸収されない１，５００ダルトンよりも大きい分子量の水溶性ポリ（有 機酸）と肥料の混合物を植物に利用できるようにすることにより、成長速度、バ イオマスの増 加、生産量の増加、根形成速度の増加、クロロフィル濃度の増加の徴候等により 現れる植物生産性及び成長の増進を低い肥料レベルで実現することができる。こ のようなポリ（有機酸）は、ポリマー鎖中に少なくとも約１５の反復有機酸単位 を有する非芳香族ポリマーである。非キレート化ポリ（有機酸）が好適である。 本発明の目的にはポリ（アミノ酸）（例えばポリ（アスパラギン酸））等のポ リマーを単独で使用するか又はポリ（カルボン酸）（例えばポリ（乳酸）等）と 併用すると特に好適である。図面の簡単な説明 図面は、特定の方法で処理したトウモロコシ植物を対照トウモロコシ植物と並 べて示した写真である。いずれの場合も、撮影した植物間にヤード尺（３６イン チ）を置いて寸法が分かるようにした。各図を説明すると、 図１は、一方は推奨肥料用量の３分の１で処理し、他方は推奨用量の同一肥料 で処理した植え付けから４０日後のトウモロコシ植物を示し； 図２は、一方は推奨肥料用量の３分の１で処理し、他方は同量の同一肥料にポ リ（アスパラギン酸）１０重量ｐｐ ｍを加えて処理した植え付けから４０日後のトウモロコシ植物を示し； 図３は、一方は推奨肥料用量で処理し、他方は同量の同一肥料にポリ（アスパ ラギン酸）１０重量ｐｐｍを加えて処理した植え付けから４０日後のトウモロコ シ植物を示し 図４は、一方は推奨肥料用量で処理し、他方は推奨肥料用量の３分の１にポリ （アスパラギン酸）１０重量ｐｐｍを加えて処理した植え付けから４０日後のト ウモロコシ植物を示し； 図５は後記実施例１５に報告するポリ（アスパラギン酸）による成長増進のグ ラフを示す。好適態様の詳細な説明 本発明はその種々の側面において、必要な栄養素を供給する肥料と共に、分子 量が大き過ぎるために植物に侵入できないポリマー有機酸を植物に利用できるよ うにすれば、植物成長を促進することができるという知見に基づく。ポリマー有 機酸の存在下では比較的低用量の肥料で植物に必要な栄養素を提供することがで きるので、このような栄養素をより有効に利用することができる。 一般にポリマー有機酸は、溶液中に少なくとも約１０重量ｐｐｂ、好ましくは 約０．１〜約１，０００重量ｐｐｍ、より好ましくは約１〜約５００重量ｐｐｍ のポリマー有機酸を含有する肥料溶液として植物に利用可能にすることができる 。このような溶液は植物の周囲の土壌に施用して植物の根系と接触させてもよい し、通常の茎葉供給技術を使用して植物の茎葉に施用してもよいし、水耕、造園 又は営農システムに導入してもよいし、他の任意の適当な方法で施用することが できる。ポリマー有機酸を含有する溶液は、以下に詳述する成長促進量を噴霧又 は他の方法で施用し、成長及び／又は生育を増進すべき植物の根、茎又は葉、並 びにこれらの植物の種子と接触させることができる。ポリマー有機酸を含有する 溶液は、成長制限条件下における有効な植物成長を促進するため、例えば植物に 対して一般に毒性濃度の塩を含有する土壌や、所定の栄養素を欠乏する土壌等に おける有効な植物成長を促進するためにも有用である。 ポリマー有機酸が本発明の実施に適切であるためには、水溶性の非芳香族でな ければならず、植物自体の系に吸収されないように十分大きい分子量を有してい なければなら ない。このために、本発明の目的に適切であるとみなされる非芳香族ポリマー有 機酸は親水性であり、１，５００ダルトンよりも大きい分子量と、ポリマー酸を 構成する線状ポリマー鎖中に少なくとも約１５の反復有機酸単位（残基）とを有 する。このような線状ポリマー鎖は、ポリマー部分の水溶性に実質的に影響を与 えない程度までであれば所望に応じて架橋していてもよい。約１００，０００ダ ルトンを超える分子量を有するポリマー有機酸は通常、本発明の目的に十分な水 溶性を示さないので、本発明の目的には約１００，０００ダルトン以下のポリマ ー有機酸分子量が好適である。特に好適な分子量は約２，０００〜約３０，００ ０ダルトンである。 ポリマー有機酸としては、カルボン酸、チオカルボン酸、イミドカルボキシ及 び／又はアミノ側鎖の存在下又は不在下で例えばポリ（アクリル酸）、ポリ（マ レイン酸）、ポリ（リシン）、ポリ（グルタミン酸）、ポリ（アスパラギン酸） 、ポリ（グリシン）、ポリ（システイン）、ポリ（システイン／グルタミン酸） 、これらの混合物等を使用することができる。数種の有機酸のブロック又はラン ダムコポリマー又はターポリマーもそのポリマー酸成分として 本発明の範囲に含まれる。例えば、使用されるポリマー酸成分はアスパラギン酸 残基とＬ−乳酸残基のブロックコポリマー、アスパラギン酸残基とグリコール酸 残基のランダムコポリマー、１個以上のポリカルボン酸残基により相互に結合さ れたアミノ酸残基鎖により構成される複合タンパク質、アクリル酸とアクリルア ミドのコポリマー等であり得る。 有機酸のポリマー類は市販されている。更に、このようなポリマー酸、特にポ リ（アミノ酸）は特に熱縮合法により製造することができる。例えばＫｏｓｋａ ｎ名義の米国特許第５，０５７，５９７号、Ｌｉｔｔｌｅら，Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ９７：２６３−２７９（１９９１）及び Ｈａｒａｄａら名義の米国特許第４，６９６，９８１号を参照されたい。 重合の出発材料即ち有機酸は、その夫々の構造に依存して光学異性体として存 在してもよく、ラセミ混合物又は偏析光学異性体として重合していてもよい。 ラセミ混合物は２種の可能な光学異性体、即ち左旋性異性体と右旋性異性体の 等モル混合物である。左旋性（１）異性体は偏光ビームを左方向に回転させる光 学活性化合物 の異性体であり、右旋性（ｄ）異性体は偏光ビームを右方向に回転させる同一化 合物の異性体である。不斉炭素原子に結合した異種の官能基の配置関係を定義す るために使用される別の表示法（所謂フィッシャー法）は、化合物の標準溶液が 偏光ビームを回転させる方向（左か右か）よりもむしろ官能基の相対的な幾何学 的配置に基づく。フィッシャー法は当業者に周知であり、Ｆｉｅｓｅｒ＆Ｆｉｅ ｓｅｒ，Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒ ｙ ，Ｄ．Ｃ．Ｈｅａｔｈ ａｎｄ Ｃｏ．，Ｂｏｓｔｏｎ，ＭＡ，（１９５７） ，２０９−２１５頁に詳述されている。本明細書ではフィッシャー法の表示を使 用する。 フィッシャー法によると、任意標準右旋性グリセルアルデヒド中の不斉炭素原 子と同一の配置の不斉炭素原子を含む化合物はＤシリーズに分類され、不斉炭素 原子が逆の配置を有する化合物はＬシリーズに分類される。フィッシャーのＤ及 びＬ分類はあらゆる化合物で右旋性（ｄ）及び左旋性（ｌ）光学活性と相関する 訳ではないが、光学活性異性体の幾何学的配置と光学比活性との両者を定義する ために光学活性分類ｄ及びｌと併用することができる。例えば、 乳酸の右旋性のＬ−異性体はＬ−（ｄ）−乳酸と定義され、Ｄ異性体はＤ−（ｌ ）−乳酸と定義される。しかしながら、比較的単純な化合物ではこれらの特徴の 両者をただ１つの分類系により十分に定義することができる。例えば、Ｌ−乳酸 は右旋性であることが知られており、１−乳酸はフィッシャーによるＤ配置を有 することが知られている。従って、乳酸及び他の比較的単純な有機酸のＤ及びＬ 異性体はその光学活性を明示せずにＤＬ表示のみにより表すのが通例である。 光学活性を示す有機酸では、Ｌ−異性体のポリマー及びコポリマーが好適であ る。もっとも、Ｄ−異性体のラセミ混合物、ポリマー及びコポリマーも本発明の 目的に使用することができる。 Ｌ形態とＤ形態の両者とも植物成長促進に対して高い生物学的活性を示す場合 がある。このような場合には当然のことながら、活性度の高いほうが好適形態で ある。 ポリ（アラニン）及びポリ（ヒドロキシ酪酸）のような疎水性ポリマー有機酸 は不適切である。 本発明の実施に特に適切なものは、ポリ（アクリル酸）等の非キレート化ポリ （有機酸）や、約３，０００〜約２ ８，０００ダルトンの分子量を有するポリ（アスパラギン酸）、約４，０００〜 約１４，０００ダルトンの分子量を有するポリ（グルタミン酸）、約１，５００ 〜約７，０００ダルトンの分子量を有するポリ（グリシン）及び約２，０００〜 約７，０００ダルトンの分子量を有するポリ（リジン）等のポリ（アミノ酸）で ある。 本明細書中で種々の形態で使用する「キレート」なる用語は、ポリデントリガ ンド、即ち２対以上の電子をカチオンに供給するリガンドにより形成される錯体 を意味する。例えばＭａｓｔｅｒｓｏｎら，Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｐｒｉｎｃｉｐ ｌｅｓ ，第６版，Ｓａｕｎｄｅｒｓ Ｃｏｌｌｅｇｅ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏ．，Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ，ＰＡ（１９８５），６３５頁を参照された い。 また、本明細書中で種々の形態で使用する「キレート化剤」なる用語は、安定 な幾何学的配置を有する環構造を与えるために相互に十分な距離を隔てた少なく とも２対の非共有電子を有するリガンドを意味する。前掲書，６３８頁参照。 本発明のポリ（有機酸）はキレート化剤ではないので、植物栄養素と共にキレ ートを形成することがない。 上記ポリ（有機酸）と併用することが可能な肥料は、該当植物の多量栄養素（ Ｎ，Ｐ，Ｋ）及び／又は微量栄養素（Ｃａ，Ｍｇ，Ｓ，Ｚｎ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｂ， Ｃｏ，Ｍｏ，Ｃｕ，Ｎｉ）源として機能する天然又は合成の任意の化学物質であ り得る。 本発明はその種々の側面で多数の用途及び適用がある。例えば、農業、造園、 園芸、水耕、林業、土地開墾（例えば埋め立て、比較的塩濃度の高い土壌等）等 に使用される。 成長促進量のポリマー酸を植物に提供するように本発明のポリマー有機酸成分 で土壌を処理するのに適切な用量は、最大範囲で１エーカー当たりポリマー有機 酸約２〜約５００オンスである。樹木作物、穀物、綿花等のように茎葉の豊富な 作物は通常、約２５〜約２５０オンス／エーカーといった中間範囲の用量で処理 される。農業条植作物、花成苗床等には上記最大範囲のうちの比較的低用量、即 ち約２〜約２５オンス／エーカーで十分である。 ポリマー有機酸成分は肥料成分と共に植物に利用できるようにすることができ る。この目的には固体剤形を使用しても、液体剤形を使用してもよく、例えば水 溶液、固体土壌改良物質（例えば肥料成分と混合したポリマー有機酸を 担持する粒状クレー、肥料とポリマー有機酸の固体粒状混合物）等を使用できる 。 以下、実施例により本発明を更に説明する。 実施例１： 成長制限条件下でのポリ（アスパラギン酸）の作用 Ｐｅｔｅｒｓ^TM２０−２０−２０化学肥料１溶液（３ｇ／１．２Ｌ）及び１／ ４濃度の溶液（７５０ｍｇ／１．２Ｌ）を普通培地として含み、５０重量ｐｐｍ のポリ（アスパラギン酸）（ＰＡ）を含むか又は含まない水道水でウキクサ（Ｌ ｅｍｎａ ｍｉｎｏｒ Ｌ．）を栽培した。普通培地のｐＨ値を約６．０に調整 した。ＰＡの分子量は約３，０００〜５，０００ダルトン（約２２〜約４０の反 復単位）であった。 葉が三枚出た段階のウキクサの苗１本を各フラスコに入れた。次いで、フラス コに絶えず光を当てて（５００ｌｕｘ）、２８±２℃で２１日間インキュベート した。 １ 全窒素（Ｎ）．．．．．．．．．．．．．．２０％ ３．９０％アンモニア窒素 ６．１５％硝酸塩窒素 ９．９５％尿素窒素 利用可能なリン酸（Ｐ₂Ｏ₅）．．．．．．．２０％ 可溶性カリ（Ｋ₂Ｏ） ．．．．．．．．．．２０％ アンモニウム、リン酸塩、硝酸カリウム、尿素に由来Ｇｒａｃｅ−Ｓｉｅｒ ｒａ Ｈｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｃｏｍｐａｎｙ，１０ ０１ Ｙｏｓｅｍｉｔｅ Ｄｒｉｖｅ，Ｍｉｌｐｉｔａｓ，ＣＡ ９５０３５製 ２１日後に植物を収穫し、オーブン乾燥し、計量した。結果は、栄養素が７５ ％減少すると、植物重量が７４％減少し、また（Ａ）ＰＡが栄養素２５％の培地 に存在するときには植物の成長に有意な減少が認められず、（Ｂ）ＰＡが栄養素 １００％の培地に存在するときには植物の成長が増進したことを示している。結 果を以下の表Ｉに示す。全ての報告値は３〜５回の反復試験の値を示す。 実施例２： ポリ（アスパラギン酸）がバイオマスに及ぼす作用 前述の実施例１に記載の手順を繰り返した。但し、Ｋｉｎｎｅｒｓｌｅｙ等に よる米国特許第４，８１３，９９７号に記載の組成を有する化学的に定義された 普通培地（ＦｅがＥＤＴＡでキレート化したＦｅ^2-として存在するＮｉｃｋｅｌ ｌ培地）を使用した。５個の反復試験フラスコで植物を栽培し、２１日後に収穫 し、収穫した植物の乾燥重量の合計を測定した。植物中及びスペント培地中のカ リウム及びリン含量も測定した。観察結果を以下の表IIに示す。 前記結果は、栄養素濃度が７５％低下すると、植物のバイオマスが２９％低下 し（９４．４−６７．３）、植物の カリウム含量が３６％低下した（１５４０−９９０）ことを示している。しかし ながら、ポリ（アスパラギン酸）を含む同様の処理では、植物のバイオマスはほ とんど低下せず（９０．９−８９．３）、カリウム含量は不変であった。スペン ト培地の分析では、ＰＡを含む培地でカリウムが遥かに少ないことが判明した。 このデータは更に、ポリマーが植物内へのカリウムの吸収を増加させたことを示 している。 前記結果は更に、カリウム含量と植物バイオマスとが以下の表IIIに示すよう な極めて良好な相関関係にあることを示している。 カリウムは植物の成長に必要な最も重要な金属であり、大半の化学肥料の主要 な金属成分である。しかしながら、これまでに植物の成長とカリウム含量とを共 に増加し得る物質は判明していない。 実施例３： 植物の栄養素含量 前述の実施例２に記載の全濃度及び１／４濃度処理を行った植物で他の栄養素 の含量を測定した。観察結果を以下の表IVに示す。 これらの結果は、ＰＡが存在すると、植物の成長に必要な他の大半の無機物の 含量も大幅に増加したことを示している。栄養素含有率が低い場合の鉄含量の実 質的な増加が特に顕著である。 実施例４： ポリ（アスパラギン酸）がトウモロコシ植物に及ぼす作用 鉢植え用の土Ｆａｆａｒｄ ３Ｂを入れた８ｃｍ径の黒く丸いポットに、ホワ イトコーン（White corn）（Ｚｅａ ｍａｙｓ Ｌ．）の種子（５１４５ Ｔｒ ｕｃｋｅｒｓ Ｆａｖｏｒｉｔｅ；Ｇｅｏｒｇｅ Ｗ．Ｐａｒｋ Ｓｅｅｄ Ｃ ｏ．，Ｇｒｅｅｎｗｏｏｄ，ＳＣ）を植えた。各ポットにＰｅｔｅｒｓ^TM２０− ２０−２０化学肥料を０．３ｇ、０．１５ｇ又は０．０７５ｇ与えた。各処理を 施した５個のポットを対照として残し、５個のポットに５ｐｐｍ ＰＡ水溶液５ ０ｍｌを加え、５個のポットに５００ｐｐｍ ＰＡ水溶液５０ｍｌを加えた。６ 週間後に植物を収穫し、収穫した植物のそのままの重量及び窒素含量を測定した 。観察結果を以下の表Ｖに示す。 前記結果は、ＰＡを加えると、栄養素を５０％減少させても植物を成長させる ことができ、成長の低下は見られないことを示している。ＰＡは、トウモロコシ のバイオマスを増加させると同時に、トウモロコシの窒素含量も増加させた。２ ５％栄養素＋５００ｐｐｍ ＰＡで栽培した植物は、窒素含量が２倍の５０％栄 養素で栽培した植物よりも 多量の窒素を含んでいた。 実施例５： ポリ（リシン）がトウモロコシ植物に及ぼす作用 ２０本のホワイトコーンの苗（５１４５ Ｔｒｕｃｋｅｒｓ Ｆａｖｏｒｉｔ ｅ）を、鉢植え用の土Ｆａｆａｒｄ ３Ｂを入れた１０個の８ｃｍ径の丸いポットに植えてハウス栽培した。１５， ０００ｐｐｍのＰｅｔｅｒｓ^TM２０−２０−２０化学肥料を含む溶液５０ｍｌを 各ポットに加えた。半分のポットには更に、１ｐｐｍポリ（リシン）（ＰＬ；分 子量：約１，５００ダルトン）を毎週５０ｍｌずつで４週間加えた。５週間後に 植物を収穫し、その乾燥重量及び窒素含量を測定した。観察結果を以下の表VIに 示す。 表VI 乾燥重量及び窒素含量 収穫した植物 植物１本当たりの 処理 バイオマス 平均窒素含量mg 対照 5.2 18.5 対照＋１ppm PL 6.6 24.5 前記結果は、ＰＬによりトウモロコシバイオマスが２７％増加し、トウモロコ シ植物の窒素含量が３２％増加したことを示している。 実施例６： 豆植物のポリ（アスパラギン酸）による処理 ガーデンビーンズ（Garden beans）（Ｍａｙｏ’ｓ Ｒｅｄ Ｐｅａｎｕｔ Ｂｕｓｈ）を、鉢植え用の土Ｆａｆａｒｄ ３Ｂを入れた１ガロンポットでハウ ス栽培した。１０個のポットに７，５００ｐｐｍ Ｐｅｔｅｒｓ^TM２０−２０− ２０化学肥料溶液５０ｍｌを加えた。２０個のポットに２，５００ｐｐｍ Ｐｅ ｔｅｒｓ^TM化学肥料溶液５０ｍｌを加え、これらのポットうち１０個には更に、 １ｐｐｍ ＰＡ水溶液のアリコート５０ｍｌを週毎に４週間加えた。豆植物が開 花すると、昆虫授粉のため外に出した。生育した豆を収穫した。次いで、各植物 の豆の数と重量を測定した。以下の表VIIの結果は、ＰＡにより生殖成長が増し て、各植物から得られる豆の数及び重量が増したことを示している。ＰＡを含む １／３化学肥料で処理すると化学肥料だけを加えた場合に比べて豆の収穫量が２ 倍になり、このことはＤｕｎｃａｎマルチプルレンジ（multiple range） 試験では統計学的に有意であった。 表VII 豆収穫量 収穫した豆 処理 植物１本当たりの 植物１本当たりの 平均豆数 豆の平均非処理重量ｇ 全化学肥料 4.1 4.51 1/3化学肥料 3.4 1.8 1/3化学肥料＋1ppm PA 8.2 7.99 実施例７： ポリ（アスパラギン酸）が菜種に及ぼす作用 ウィスコンシン大学のＣｒｕｃｉｆｅｒ Ｇｅｎｅｔｉｃｓ Ｃｏｏｐｅｒａ ｔｉｖｅから早生種の菜種（Ｂｒａｓｉｃａ ｒａｐｕｓ）を入手した。この種 を温室内の９ｃｍ径のポットで栽培した。ポットに５０ｍｌの全濃度Ｐｅｔｅｒ ｓ^TM２０−２０−２０化学肥料（７，５００ｐｐｍ）水溶液、又は同一容量の３ ，７５０ｐｐｍ水溶液を加えた。幾つかのポットには、２又は２０ｐｐｍのＰＡ 水溶液５０ｍｌを単回処理として又は週１回で４週間加えた。 開花すると、植物を手で授粉させた。種子の成熟したポットを収穫した。観察結 果を以下の表VIIIに示す。 表VIII 菜種の収穫 収穫した菜種 植物１本当たりの 植物１本当たりのさ 処理 平均さや数 やの平均乾燥重量mg 全化学肥料 3.8 202 ５０％化学肥料 2.9 174 ５０％化学肥料＋2ppm PA（Ｓ） 4.8 283 ５０％化学肥料＋2ppm PA（Ｍ） 4.8 267 ５０％化学肥料＋20ppm PA（Ｓ） 5.2 290 ５０％化学肥料＋20ppm PA（Ｍ） 3.4 179 全化学肥料＋2ppm PA（Ｓ） 5.0 271 （Ｓ）＝１回施用 （Ｍ）＝多数回施用 前記結果は、化学肥料だけを与えた植物よりもＰＡを与えた植物の方が穀粒の 平均収穫量が多くなったことを示している。植物にＰＡを数回施用した場合も１ 回施用した場 合も同様であった。全化学肥料及び１／２濃度の化学肥料の両方で、ＰＡにより 植物の穀粒収穫量が増した。多くの植物で、全化学肥料だけを与えた植物よりも １／２濃度の化学肥料＋ＰＡを与えた植物の方が収穫量が増した。 実施例８： 葉のカルシウム及びホウ素吸収に及ぼすポリ （アスパラギン酸）の作用 ネーブルオレンジ（Ｎａｖｅｌ ｏｒａｎｇｅ）の葉をディスク状に切り出し 、水で１：４００に希釈したカルシウムホウ素（Ｌｅｆｆｉｎｇｗｅｌｌ Ｃｈ ｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＳＯＲＢＡ ＳＰＲＡＹ（登録商 標）ＣａＢ肥料）の水溶液中に、１時間、３時間及び４時間浮遊させた。同じ葉 から得た同様のディスクを、２または１０ｐｐｍのＰＡを含むＳＯＲＢＡ ＳＰ ＲＡＹ（登録商標）ＣａＢ肥料溶液中に同様の時間浮遊させた。適当な時間でデ ィスクを取り出し、完全に洗浄し、オーブン乾燥し、カルシウム及びホウ素含有 量を測定した。結果を下記の表IXに示す。 希釈したＳｏｒｂａ Ｓｐｒａｙ（登録商標）ＣａＢ肥料のみにおいては葉デ ィスクは平均４．６のＣａ及び６９ｐｐｍのＢを含んでいたのに対して、希釈し たＳｏｒｂａ Ｓｐｒａｙ（登録商標）ＣａＢ肥料中に１０ｐｐｍのＰＡを含む 処理においては、平均５．８のＣａ及び８２ｐｐｍのＢを含んでいた。即ち、Ｐ Ａは葉のＣａ及びＢ吸収をそれぞれ２６％及び１９％増加した。 実施例９： 葉の鉄吸収に及ぼすポリ（アスパラギン酸）の作用 カエデ変種ＲｅｄＳｕｎｓｅｔを使用し、実施例８と同様の処理を実施した。 葉ディスクを、種々の量のＰＡを含むまたは含まないＳＯＲＢＡ ＳＰＲＡＹ（ 登録商標） Ｆｅ肥料溶液中に浮遊させた。葉ディスクを３時間処理してから、洗浄し、乾燥 し、Ｆｅ含有量を測定した。結果は下記の表Ｘにまとめて示す。 表Ｘ 鉄の吸収 乾燥カエデ葉 処理 鉄含有量（ppm） ％変動 未処理 101 0 Sorba Spray（登録商標）Fe 863 754 Sorba Spray（登録商標）Fe＋PA 2ppm 884 775 Sorba Spray（登録商標）Fe＋PA 10ppm 933 823 Sorba Spray（登録商標）Fe＋PA 20ppm 1000 890 Sorba Spray（登録商標）Fe＋PA 50ppm 1106 995 上記結果から、Ｓｏｒｂａ Ｓｐｒａｙ（登録商標）肥料はカエデの鉄吸収を 増加したが、ＰＡを含む溶液は吸収を更に増加したことが判る。Ｓｏｒｂａ Ｓ ｐｒａｙ（登録商標）肥料＋５０ｐｐｍＰＡで処理した葉は、Ｓｏｒｂａ Ｓｐ ｒａｙ（登録商標）肥料のみで処理したものより鉄を２８％多く含んでいた。 実施例１０： トウモロコシ植物における肥料効能の増進 ホワイトコーン（Ｅａｒｌｙ Ｓｕｎｇｌｏｗ；Ｇｅｏｒｇｅ Ｗ．Ｐａｒｋ Ｓｅｅｄ Ｃｏ.，Ｇｒｅｅｎｗｏｏ ｄ，ＳＣ）を、温室内で、Ｆａｆａｒｄ３Ｂ鉢植え用土を満たした１ガロンポッ トにおいて成長させた。各ポットにＰｅｔｅｒｓ^TM２０−２０−２０肥料を、完 全養分量または１／３養分量を与える量で添加した。このように処理したポット の一部にはＰＡ水溶液（５０ｍｌ；約３，０００〜５，０００ダルトンの分子量 を有するＰＡ［Ｃｏｄｅ ＤＧＩ−Ｋｌ］１０重量ｐｐｍ）も与えた。かかるポ ット内のホワイトコーン植物の成長速度をモニターし、植付けの４０日後に代表 植物を写真撮影した。 図面は、ポリ（アスパラギン酸）を植物に使用し得ることで、完全養分レベル でも低養分レベルでも植物成長が増強されることを示している。 実施例１１： ポリ（アミノ酸）によるＣｕ²⁺毒性に対する保護 実施例１に記載したのと同様の処理を実施した。但し、成長培地は、Ｒａｐｉ ｄ Ｇｒｏ^TM肥料²（２．５ｇ／１．２Ｌ）を含むと共に、２０重量ｐｐｍのＣ ｕＳＯ₄・５Ｈ₂Ｏを含むものと含まないものとがあった。培地のｐＨは６．０に 調整した。対照を除き、成長培地はポリ（アスパラギ ン酸）（分子量：約３，０００〜５，０００ダルトン）、システイン及びグルタ ミン酸のコポリマー（分子量：１，５００＋ダルトン）、またはシステイン、グ ルタミン酸及びアスパラギン酸のターポリマー（分子量：１，５００＋ダルトン ）を含んだ。２１日間成長させた後にウキクサを回収した。結果を下記の表XIに 示す。 表XI 植物の重量処理 植物平均乾燥重量（mg） 対照 22.3 Cu²⁺20ppm 4.0 Cu²⁺20ppm＋10ppmPA 5.7 Cu²⁺20ppm＋20ppmPA 11.7 Cu²⁺20ppm＋10ppmコポリマー 10.0 Cu²⁺20ppm＋20ppmコポリマー 10.7 Cu²⁺20ppm＋10ppmターポリマー 12.7 Cu²⁺20ppm＋20ppmターポリマー 14.7 上記結果から、ポリ（アミノ酸）はＣｕ²⁺のみを含む場合より植物の成長を増 加させたこと、即ちポリマーがＣｕ²⁺毒性によって誘発されるストレスに対して 幾分保護を与えたことが判る。コポリマー及びターポリマーは、特にポリマー濃 度が低いとき、かかるストレスを低減することにおいてＰＡより著しく有効であ った。 実施例１２ ポリ（アスパラギン酸）によるＡｌ³⁺毒性に 対する保護 実施例１１に記載の処理に従ったが、成長培地は、ＡｌＣｌ₃・６Ｈ₂Ｏとして 加えた１０００μＭのＡ１³⁺を含んでいた。培地のｐＨは６．０に調整した。１ ７日間成長させた後にウキクサ植物を回収した。結果を下記の表XIIに示す。 表XII 植物重量処理 植物平均乾燥重量（mg） 対照に対する％ 対照 8 100 A1³⁺ 3 37.5 A1³⁺＋PA10PPm 2・7 34 A1³⁺＋PA20ppm 4.7 59 A1³⁺＋PA40ppm 5.3 66 A1³⁺＋コポリマー10ppm 6.7 84 A1³⁺＋コポリマー20ppm 12.7 159 A1³⁺＋ターポリマー10ppm 9.0 112 A1³⁺＋ターポリマー20ppm 13.5 169 A1³⁺＋ターポリマー40ppm 17.3 216 上記結果から、２０及び４０重量ｐｐｍという低い濃度のポリ（アスパラギン ）酸が、Ａｌ³⁺毒性によって誘発されるストレスに対する保護を与えたことが判 る。コポリマー及びターポリマーは特に有効であり、成長培地中にＡｌ³⁺毒性の 存在しない対照植物より植物生長を増加させた。 実施例１３：ポリ（アスパラギン酸）の環境安定性 Ｐｅｔｅｒｓ^TM２０−２０−２０肥料（３７５ｍｇ）を水道水（１５０ｍｌ） に加えることにより肥料溶液を調製した。この溶液を３つのアリコートに分けた 。１つの５０ｍｌアリコートは対照として維持した。別の１つのアリコ ートには１，０００ｐｐｍのポリ（アスパラギン酸）を添加し、最後の５０ｍｌ アリコートには、７０℃で４時間加熱してから更に真空下１００℃で４時間加熱 することにより８８％Ｌ−乳酸を熱縮合して得られた、１０未満の乳酸残基を含 む乳酸オリゴマー１０００ｐｐｍを添加した。 各試料中の微生物増殖の程度を確認するため、試料の濁り度を毎日測定した。 数日以内に、乳酸オリゴマーを含む溶液は乳白色となり、微生物汚染が示された 。ポリ（アスパラギン酸）を含む試料は、７日後でさえ実質的に透明なままであ った。観察の結果を下記の表XIIIにまとめて示す。 上記結果は、ポリ（アスパラギン酸）は環境において比較的長い寿命を有する ことを示している。 実施例１４： 水耕栽培用栄養組成物 十分に水耕に適した本発明を実現する水性組成物の例を下記の表XIVに示す。 表XIV 水耕栽培用培地 栄養素 重量ppm 窒素N 50 リンP 48 カリウムK 210 マグネシウムMg 30 スルフェートSO₄ 117 ナトリウムNa 3.619 塩化物Cl 0.040 鉄Fe 3.000 亜鉛Zn .150 銅Cu .150 ホウ素 .500 マンガンMn .500 モリブデンMo .100 水 適量 実施例１５： 成長制限条件下でのポリ（アスパラギン酸）の作用 上記実施例１に示した条件下で、普通培地としてＰｅｔｅｒｓ^TM２０−２０− ２０肥料溶液を、全強度（１００％養分）、半強度（５０％養分）及び１／４強 度（２５％養分）で含むと共に、５０ｐｐｍポリ（アスパラギン酸）（Ｃｏｄｅ ＤＧＩ−Ｋ１；分子量：３，０００〜５，００ ０ダルトン）を含むまたは含まない水道水において、ウキクサ植物を成長させた 。 ２１日後に、植物を回収し、オーブン乾燥し、重量を測定した。平均植物乾燥 重量を下記の表XVに示す。記載の値は１２〜２０の同種試料の平均を表わす。 表XV 結果処理 平均植物乾燥重量（mg） 100％養分 15.5 100％養分＋PA 20.0 50％養分 8.8 50％養分＋PA 15.1 25％養分 3.7 25％養分＋PA 9.9 上記結果を図５にグラフで示す。これらの結果から、ＰＡを添加すると、植物 の成長を有意に低下することなく、養分レベルを約５０％低減し得ることが判る 。また図５から、ＰＡを養分溶液に添加すると全ての養分レベルで植物の成長が 増加するが、養分レベルが比較的低いときのほうがＰＡの効果がずっと大きかっ たことが判る。特に、ＰＡを２５％養分溶液に添加したときには約１６８％の植 物成長増加が認められ、ＰＡを１００％養分溶液に添加したと きには約２９％増加が認められた。 上記説明及び実施例は本発明を説明するためのものでって、制限するものでは ない。本発明の主旨及び範囲内で更に別の変形態様が可能であり、これらは当業 者には容易に明らかである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 ミーア，アブドウル・レーマン・ワイ アメリカ合衆国、イリノイ・60458、ジヤ ステイス、サウス・エイテイシツクスス・ アベニユー・8350、アパートメント・21- 203 (72)発明者 キンナースリー，アラン・エム アメリカ合衆国、テネシー・37921、ノツ クスビル、ウイルクシヤー・ドライブ・ 4924 (72)発明者 コスカン，ラリー・ピー アメリカ合衆国、イリノイ・60462、オー ランド・パーク、ゴルフビユー・ドライ ブ・8617 (72)発明者 ストロム，デビツド・ジエイ アメリカ合衆国、テネシー・37820、ニユ ー・マーケツト、ナンシイズ・フエリー・ ロード・2591 (72)発明者 ミーア，アブドウル・レーマン・ワイ アメリカ合衆国、イリノイ・60458、ジヤ ステイス、サウス・エイテイシツクスス・ アベニユー・8350、アパートメント・21- 203

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも約１５の反復有機酸単位及び１，５００ダルトンよりも大きい分 子量を有する水溶性非芳香族ポリ（有機酸）と、該当植物用肥料との混合物から なる、植物成長の促進に適した組成物。 ２．ポリ（有機酸）がポリ（アミノ酸）である請求項１に記載の組成物。 ３．ポリ（アミノ酸）がポリ（アスパラギン酸）である請求項２に記載の組成物 。 ４．ポリ（アミノ酸）が、約３，０００〜約２８，０００ダルトンの分子量を有 するポリ（アスパラギン酸）である請求項２に記載の組成物。 ５．ポリ（アミノ酸）が、約３，０００〜約５，０００ダルトンの分子量を有す るポリ（アスパラギン酸）である請求項２に記載の組成物。 ６．ポリ（アミノ酸）がポリ（グルタミン酸）である請求項２に記載の組成物。 ７．ポリ（アミノ酸）が、約４，０００〜約１４，０００ダルトンの分子量を有 するポリ（グルタミン酸）である請求項２に記載の組成物。 ８．ポリ（アミノ酸）がポリ（グリシン）である請求項２に記載の組成物。 ９．ポリ（アミノ酸）が約１，５００〜約７，０００ダルトンの分子量を有する ポリ（グリシン）である請求項２に記載の組成物。 １０．ポリ（アミノ酸）がポリ（リシン）である請求項２に記載の組成物。 １１．ポリ（アミノ酸）が約２，０００〜約７，０００ダルトンの分子量を有す るポリ（リシン）である請求項２に記載の組成物。 １２．該当植物用肥料と、該植物により吸収可能な分子量よりも高分子量を有す る非キレート化水溶性非芳香族ポリ（有機酸）とを含有する、植物成長の促進に 適した組成物。 １３．前記ポリ（有機酸）が約１００，０００ダルトン以下の分子量を有する請 求項１２に記載の組成物。 １４．前記ポリ（有機酸）が約２，０００〜約３００，０００ダルトンの分子量 を有する請求項１２に記載の組成物。 １５．１，５００ダルトンよりも大きい分子量を有する成長促進量の水溶性ポリ （有機酸）を植物栄養素と共に植物に供給することからなる、植物成長促進方法 。 １６．前記成長促進量が１エーカー当たりポリマー有機酸約２〜約５００オンス である請求項１５に記載の方法。 １７．前記ポリマー有機酸の成長促進量が、少なくとも約１０重量ｐｐｂのポリ マー有機酸を含有する水溶液として提供される請求項１５に記載の方法。 １８．前記ポリマー有機酸の成長促進量が、約０．１〜約１，０００重量ｐｐｍ のポリマー有機酸を含有する水溶液として提供される請求項１５に記載の方法。 １９．ポリマー有機酸がポリ（アスパラギン酸）である請求項１８に記載の方法 。 ２０．ポリマー有機酸がシステインとグルタミン酸のコポリマーである請求項１ ５に記載の方法。 ２１．前記ポリマーが１，５００ダルトンよりも大きい分子量を有する請求項２ ０に記載の方法。 ２２．ポリマー有機酸がシステイン、グルタミン酸及びアスパラギン酸のターポ リマーである請求項１５に記載の方法。 ２３．前記ターポリマーが１，５００ダルトンよりも大きい分子量を有する請求 項２２に記載の方法。