JPH09505273A - 貯蔵安定性を改良した生物体顆粒製剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 殺虫性または除草性の生物有機体を含有する顆粒であって、長期間にわたって保存でき、分配するのに便利な顆粒を調製する方法が提供されている。昆虫病原性線虫を含む顆粒を含有する組成物が提供されている。この組成物を植物体または土地に散布することを包含する、害虫の防除方法もまた、開示されている。

Description

【発明の詳細な説明】 貯蔵安定性を改良した生物体顆粒製剤 発明の背景 発明の分野 本発明は、殺虫性または除草性の生物有機体を貯蔵し分配する方法および組成 物に関し、特に、農業用の有害生物防除剤として使用するための、昆虫病原性線 虫(entomopathogenic nematodes)に関する。さらに特定すると、本発明は、長期 間の貯蔵および便利な散布のために、顆粒を製造しこのような顆粒に線虫を製剤 する新規方法に関する。従来の技術 農業用途において、有害生物を防除するための組成物に、昆虫病原性線虫を使 用することが望ましいことは、よく知られている(Gauglerら，ENTOMOPATHOGENIC NEMATODE IN BIOLOGICAL CONTROL，CRC Press，1990)。「線虫」の一般的な分 類には、限外顕微鏡で見える大きさから、長さ数フィートの蠕虫までの範囲の、 驚くほど多様な線虫が含まれる。多くの場合、これらの有機体は、寄生性であり 、その寄生のメカニズムおよび標的は、その大きさの範囲と同様に多様である。 多くの線虫種は、それ自体、植物の病原体であり、農業を妨害するのに対して、 害虫に感染する比較的有益な群の線虫は、有用な機能を有する。特に、これらの 昆虫病原性線虫の「感染性幼虫(IJ)」段階を用いて、植物体の害虫発生を防除す ることが試みられている。この手法では、この感染性幼虫は、消化管または気門 を通って宿主昆虫の中に入り、その保護鞘から現れ、そして宿主昆虫の血体腔に 浸透する。そこで、この線虫は、宿主を殺す敗血症を誘発する共生的な細菌を放 出し、宿主の死体は、線虫の栄養分供給および繁殖に適するようになる。この昆 虫宿主内では、栄養分の摂取および過密が、他のIJ段階の世代の発生を誘発する までには、数世代かかるかも知れない。その時には、新しいIJは、新しい宿主を 見つけなければならない。 このIJ段階では、この線虫は、食物を摂取せず、その内部の栄養物の蓄積に依 存している。しかしながら、これらの線虫は、酸素を必要とし、クリプトバイオ ティック(cryptobiotic)な乾燥状態にされないなら、水の存在を必要とする。殺 虫剤としてのIJ線虫の使用に関連した主要な問題点は、このIJを、長期間にわた って生存可能な状態に維持する必要があることにある。このIJは、単に、例えば 、人工培地から採取して、容器の中に置くだけでは、生存可能な状態に保持でき ない。そのような調製したIJの大部分は、数時間以内に死滅する。この問題点を 克服する試みには、このIJが本質的に不活性となる時点まで、その代謝を低下さ せるような脱水または他の方法により、「クリプトバイオティック」な状態に導 くことが挙げられる。土壌中の線虫は、乾燥した気候条件下にて、このようなク リプトバイオティックな状態で存在し得ることが知られている。しかしながら、 この方法の統計数値から見れば、この方法は、大多数のIJを保存するには好まし くない。ある程度の効率を保って、クリプトバイオティック状態にする別の乾燥 方法は、例えば、ヨーロッパ特許公報第256,873号に記述されている。 別の解決法では、このIJは、様々な湿気の表面積の広い物質上に保存される。 例えば、Finneyの米国特許第4,417,545号は、水を保持した気泡(foam)サンドイ ッチを必須要素として含む、線虫の貯蔵および運搬方法および容器を記述してい る。この容器は、「線虫の保存に適した」状態にあるものの、線虫の卵のみが試 験された。重要なことには、保存を−５℃の低温で行った時でさえ、わずかに１ 個の特定の気泡だけが、線虫の卵の生存能力を維持するのに成功していることが 分かった。 Yukawaの米国特許第4,765,275号は、線虫の貯蔵用および運搬用の包装系が記 述され、ここで、線虫は、吸着剤（例えば、活性炭）として記述の物質と均質に 混合され、そして微生物の生育を防止する状態で、懸濁液として保存される。 Nelsenらの米国特許第4,615,883号は、アルギン酸塩ゲルにIJをカプセル化し た製剤が記述され、このゲルは、この線虫のアルギン酸ナトリウム懸濁液にカル シウムイオンを加えることにより、得られる。これらの調製物では、直径0.5〜 ５ mmのカプセルが形成され、それは、IJの貯蔵能力を改善すると言われている 。アルギン酸塩ゲルおよび他のカプセル化物質を使用して、生体組織または細胞 (IJに限らず)をカプセル化することは、広範な文献に見られる。例えば、米国特 許第4,409,331号；第4,407,957号；第4,391,909号；第4,352,883号；第4,663,28 6号；第4,778,749号；第4,798,786号；第4,803,168号；第4,806,355号；第4,647 , 536号；および第4,814,274号を参照せよ。これらの全ての文献は、生体細胞また は組織を種々の重合体カプセルにカプセル化する方法を記述している。各ケース におけるカプセルの目的は、この生体組織の生存能力を維持することにあり、ま た、このような組織の意図した用途への使用を容易にすることにある。 米国特許出願第07/313,594号(この出願は、1989年２月21日に出願され、同じ 譲渡人に譲渡され、その内容は、本明細書中で参考として援用されている)は、 保持スクリーンに包埋した可逆的架橋マトリックスに、IJを包装する方法を記述 している。このシートマトリックスを含有するスクリーンは、単に、最終的に使 用する場所に配置され、水および活性脱架橋剤の適用により、包埋した線虫がフ ィルムから分離される。 本出願と同じ譲渡人に譲渡された米国特許第5,170,744号(1992年12月15日）は 、適切なせん断力を適用して、土地に分配できる偽塑性ゲルにIJ線虫を固定する ことにより、このIJ線虫の生存能力を維持する、さらに便利で効果的な方法を開 示している。線虫は、マトリックスに包埋されているものの、固定されており、 それにより、代謝が低下して生存能力が改善される。しかしながら、その保持媒 体を液化すると、すぐに、線虫は、所望の場所に容易に分配できる。 Beddingの米国特許第5,042,427号は、IJを吸収物質(粘土)と混合して、過剰の 表面水分を除去し部分的に乾燥することにより得られる、一定範囲のタイプの生 成物を開示している。線虫と吸収剤との均質な混合物および不均質な混合物も記 述されており、例えば、２層の粘土の間に挟まれた線虫層からなるサンドイッチ がある。顆粒は開示されていない。これらの生成物には、水分散が可能な顆粒ま たは直接散布される顆粒のいずれかの持つ利便性は欠けている。この粘土層は、 約２センチの厚さであると言われており、酸素の拡散に対する強力な障壁として 働くと思われ、それゆえ、この製剤を使用した線虫への充分な酸素供給には疑問 が生じる。 他の研究は、種々の生物制御剤(例えば、細菌)を含有するデンプン顆粒の製造 方法を開示しているが、線虫とは特定されていなかった(米国特許第4,859,377号 )。 Capineraら，J．Agric Entomol．(1987)4：337は、ペレット状の線虫製剤を 記述しており、そのペレットは、アルファルファのひき割り、小麦粉および他の 成分を含有している。 Connickら，(1991)Biological Control 1：281-287は、パスタ様の小麦粉の練 り粉に、菌体除草性の菌類(mycoherbcidal fungi)を搦め入れることを開示した 。この練り粉は、雑草の防除に使用され、空気乾燥され顆粒に粉砕されて、ふる いで大きさを揃えられた。 Connickらの米国特許出願07/560,792(1990年７月９日に出願され、米国農業研 究所にライセンス供与された)は、押出しまたは成形した顆粒生成物を開示して おり、この生成物では、線虫は、小麦グルテンマトリックス全体に均一に分布し ている。この製剤はまた、線虫の生存を高める充填剤および湿潤薬を含有してい る。次いで、顆粒は、線虫の移動を防止するため、および微生物汚染の危険を低 減するために、低水分まで乾燥される。乾燥した顆粒は、溶解させるのが非常に 困難であり、顆粒を水中に48時間沈めた後でさえも、部分的に溶解するにすぎな い。報告された線虫の生存率は、比較的低かった。さらに、この生成物は、直接 的に土壌に散布することに限定され、そして噴霧用途には使用できないと思われ る。 上で開示の多くの製剤では、線虫または他の有機体は、それらの組成物全体に 均質に分布している。以下で述べるように、これが問題の原因であり、本発明は このことを克服した。 当該技術分野でまだ解決されていない重大な問題は、現在販売されている製剤 した調製物から、線虫が移動することである。例えば、線虫は、不活性化される ほど充分に乾燥されていないと、Connickの「パスタ様」顆粒(Connickら、前出) からは、線虫は自由に移動する。表面に移動した線虫は、典型的には、長期間生 存できない。線虫は、一旦、表面に達すると、「瞬目(nictation)」として周知 の適応挙動をとる。「瞬目」とは、１末端に立って、空気中にてその体を激しく 振る挙動である。ニクテーションは、酸素消費により測定される代謝率を著しく 上げ、それにより、最初の一定量のエネルギー保存物が枯渇するまでの時間が低 下する。さらに、線虫が、一旦、空気に直接晒されると、線虫の乾燥は重大な問 題となる。商業的な価値のある多くの線虫(例えば、Steinernema carpocapsa e)では、空気乾燥は死滅につながる。さらに、線虫は、生成物の表面から、最初 に線虫を含有させた容器の上へと移動し、容器の外に移動する可能性もある。線 虫が、製剤した生成物の安全性の枠から離れると、致命的な脱水により急速に死 滅する。本発明は、部分的には、当該技術分野におけるこのような問題に関係し ている。 発明の開示 本発明は、除草剤または殺虫剤として有用な生物有機体、特に、有益な線虫の 感染性幼虫、を包装している顆粒である組成物、およびその製造方法を提供する 。この組成物およびその包装手段は、貯蔵、運搬および分配に有用である。ここ で提供された方法および製剤は、便利で効率的であり、そして線虫調製物の大量 生産、長期間の貯蔵、および散布に適切である。 本発明は、殺虫性または除草性の生存可能な生物有機体の貯蔵組成物に関し、 この組成物は、粉末または粉末混合物から形成した顆粒を含有し、この粉末また は粉末混合物は、一定量の生存可能な生物有機体を含む柔軟な核を包装している 。 このような有機体は、好ましくは、部分的に乾燥した状態で維持され、それに より、代謝活性が低下し、貯蔵時に長く生存する。乾燥度は、乾燥粉末の組成お よび加工方法を適切に選択することにより、制御され得る。 上記組成物では、その粉末は、好ましくは、シリカ、ケイソウ土、ヒドロキシ エチルセルロース、粘土、予めゲル化した粘土、リグノスルホン酸塩、化工デン プン、予め糊化したデンプン、超吸収剤(superabsorbent)およびそれらの１種ま たはそれ以上の組み合わせからなる群から選択される。 上記組成物は、さらに、１種またはそれ以上の抗菌剤、抗真菌剤、湿潤薬、安 定化剤、ビスコシファイヤー(viscosifier)、湿潤剤または他の界面活性剤、お よび紫外光吸収剤を含有し得、これらの試薬の全ては、この生物有機体に有害で はない。 好ましい実施態様では、この組成物の生物有機体は、有益な線虫であり、最も 好ましくは、昆虫病原性線虫である。好ましくは、この線虫は、線虫の感染性幼 虫である。好ましい昆虫病原性線虫は、Steinernematidae科またはHeterorhabdi tidae科である。他の実施態様では、この線虫は、Phasmarhabditidae科の殺軟体 類性の線虫である。 これらの有機体が線虫の場合、その懸濁液は、懸濁液１グラムあたり、好まし くは、約10⁵匹〜約２×10⁶匹の濃度、さらに好ましくは、約８×10⁵匹〜10⁶匹の 濃度で、線虫を含有する。 本発明はまた、殺虫性または除草性の生存可能な生物有機体の貯蔵組成物を調 製する方法に関し、該方法は、この有機体を含有する水性懸濁液の独立した滴体 または小滴を、粉末に接触させることを包含し、この粉末は、この滴体のそれぞ れを完全に取り囲むように接触され、ここで、この滴体中の水分は、この粉末に 引き入れられて、この粉末は、この有機体を含有する滴体を取り囲んだ固化した ケーシングを形成する。 この有機体は、好ましくは、有益な線虫であり、さらに好ましくは、昆虫病原 性線虫の感染性幼虫であり、さらに好ましくは、Steinernematidae科またはHete rorhabditidae科である。 上記方法では、この懸濁液は、好ましくは、懸濁液１グラムあたり、好ましく は、約10⁵匹〜約２×10⁶匹の濃度、さらに好ましくは、約８×10⁵匹〜10⁶匹の濃 度で、線虫を含有する。 上記方法では、この接触は、この滴体を、手で粉末に適用することにより、行 われ得る。この粉末は、好ましくは、この接触の時点で、回転または振動のいず れかの運動をしている。他の実施態様では、この接触は、この懸濁液の小滴を、 粉末の落下する幕に噴霧することにより、行われる。この幕は、回転しているか または振動している表面上に落とされ、そこでは、顆粒の表面圧密が起こる。他 の実施態様では、この接触は、空気懸濁流動床装置または向流流動床装置におい て、懸濁されている粉末に、この小滴を散布することにより、行われる。 上記方法では、この粉末は、好ましくは、シリカ、粘土、予めゲル化した粘土 、ケイソウ土、ヒドロキシエチルセルロース、リグノスルホン酸塩、化工デンプ ン、予め糊化したデンプン、超吸収剤およびそれらの１種またはそれ以上の組み 合わせからなる群から選択される。 本発明は、さらに、有害生物(好ましくは、昆虫)を防除する方法に関し、該方 法は、上記組成物を、植物体または土地に散布して有害生物を防除することを包 含する。この散布は、有害生物の感染を防止するために、有害生物の感染の兆候 前に行われ得るか、またはこのような感染後に行われ得る。この方法では、その 線虫は、好ましくは、Steinernematidae科、Heterorhabditidae科またはPhasmar habditidae科である。 この有害生物の防除方法では、この組成物は、顆粒として土壌に散布されるか 、または水に溶解して、液体として(好ましくは、土壌または植物体への噴霧物 として)、散布され得る。 図面の簡単な説明 図１ａおよび図１ｂは、「中心の柔軟な」線虫核を含有する顆粒の模式図を提 供する。 図２は、線虫を含有する中心の柔軟な顆粒の製造方法の模式図である。 図３は、中心の柔軟な顆粒を製造するために使用される、改良した振動軌道ス クリーンナーの試料配置を提供する。 図４は、顆粒を形成する方法の１実施態様を線図で示している。 本発明の実施態様 本発明の顆粒の形成方法は、殺虫性または除草性の生物有機体を含有する水性 媒体の独立した滴体または小滴を、粉末と接触させることを包含し、この粉末が 、この滴体を完全に取り囲むように、そしてこの滴体中の水分は、この粉末に引 き入れられて、この粉末は、この滴体内に含有された有機体のまわりに、粉体の 固化したケーシングを形成するようにされる。この結果、顆粒ができ、各顆粒は 、顆粒内に包装された有機体を有する水性媒体の「柔軟な中心部」を含有する。 用語「顆粒」とは、小さな粒体またはペレットを意図している。用語「中心の柔 軟な」顆粒とは、添加した有機体が、最初は、水性懸濁液中に存在しており、そ のまわりには、顆粒内において、顆粒形状が不均質に分布しており、偶然だけで 予想される数よりもかなり多数の有機体が、顆粒の中心領域内に局在しているよ うな顆粒を意図している。この水性懸濁液中に懸濁される生物有機体は、それゆ え、この粉末に「包装」されており、このことは、これらの有機体が、この粉末 物質に完全に取り囲まれた柔軟な中心部において、濃縮されることを示しており 、ここで、この粉末物質は、最初に導入した滴体に由来の水を引き入れている。 この 滴体から取り除かれる水の量を制御することにより、部分的に乾燥した状態で存 在している、包装された有機体が得られる。 この方法は、長期間の貯蔵、および土地への便利な散布のための、殺虫性また は除草性の生物有機体を含有する顆粒を製剤するのに、特に有用である。用語「 殺虫性」とは、当該技術分野で周知のあらゆる種の有害生物を殺すかまたは損傷 させることができる生物有機体を意図しており、これは、軟体類から、昆虫また は哺乳類に及ぶ。用語「除草性」とは、望ましくないあらゆる種の植物体の生育 を止めるかまたは不活性にすることができる生物有機体を意図している。これら の方法および組成物は、広範な適用性を有し、例えば、雑草の防除用には、除草 用真菌または細菌を含有する顆粒製剤、害虫を殺すには、昆虫病原性線虫を含有 する顆粒製剤、なめくじまたはかたつむりを殺すには、殺軟体類性の線虫を含有 する顆粒製剤などがある。これらの顆粒はまた、哺乳類(例えば、マウス)に病原 性があり、そこから栄養を摂取する有機体を含有し得る。 本発明に従った顆粒を、図１ａおよび図１ｂに概略的に示す。この方法で形成 した新規な生成物は、農業または園芸において、容易に分散される殺虫剤として 、有用である。 好ましい実施態様では、本発明の方法は、水性物質が線虫の感染性幼虫(IJ)の 懸濁液を含有するとき、有益な線虫を顆粒内に製剤するために使用される。有益 な線虫とは、例えば、害虫に感染する線虫種であって、例えば、植物体の有害生 物感染を防除することにより、農業または園芸において、有用な機能を有する、 あらゆる種類の線虫が意図されている。有益な線虫の好ましいタイプには、昆虫 病原性の線虫がある。 上記の「発明の背景」の項で示したように、「線虫」分類のうち、ある種の群 だけが、昆虫に寄生して殺すことができる。この目的に対して、最も普通に使用 される種は、Steinernema carpocapsaeであり、これはまた、Neoplectana carpo capsaeとしても知られている。S．reobravis、S．feltiae(N．bibionis)、N．gl aseri、S．scapterisci、Heterorhabditis heliothidisおよびH．bacteriophae もまた、特に有用である。他の種には、以下が挙げられる：N．menozzi(S．krau ssei)、N．kirjanovae(S．glaseri)、N．georgica(S．bibionis)、N．dutky i、H．bacteriophora、H．boptha、H．hambletoni、Filipjevimermis leipsandr a、Reesimermis nielseni(Romanomermis culicivorax)、Diximermis petersoni 、Hexamermis arvalis、Mermis nigrescens、およびPheromermis pachysoma。上 のリストは、完全に網羅したものではなく、本発明の方法および組成物は、昆虫 病原性の線虫一般に適用できる。 本発明はまた、昆虫でない有害生物であって、線虫の感染を受け易いものを殺 すのにも、有用である。それゆえ、かたつむりやなめくじを殺す殺軟体類性の線 虫は、本発明に従って、調製され得る。このような線虫には、好ましくは、Phas marhabditidae科の線虫(例えば、Phasmarhabditidis hermaphrodita)がある。 用語「感染性幼虫」または「IJ」とは、通常、第三の幼生段階の昆虫病原性線 虫を意味し、この段階は、第三段階への脱皮後に、第二段階の角質または鞘を保 持していることに特徴がある。昆虫病原性線虫の生育のこの段階では、IJは、垂 直方向および水平方向への移動ができるが、内部の栄養物の蓄積に依存しており 、食物を摂取しない。線虫は、そのライフサイクルのこの段階では、感染性であ る。 昆虫病原性線虫を培養して、このIJ段階の幼虫を得る方法は、周知である。一 般に、その昆虫病原性の効果を示すためには、このIJに必要な共生的な細菌を含 む基質担持の培地を提供することが、長く必要と考えられていた。しかしながら 、ごく最近では、このようなIJを液体培地で培養するのが可能であることが発見 された。例えば、米国特許第5,023,183号を参照せよ。この線虫は、あらゆる好 都合な方法により、そのIJ段階にまで生育され、標準的な方法を用いて採取され 、そして水または緩衝液に懸濁される。本発明での使用に好ましいIJ濃度は、水 性懸濁液１グラムあたり、約10⁵匹と約２×10⁶匹との間の線虫である。さらに好 ましくは、この線虫は、水性懸濁液１グラムあたり、約８×10⁵匹〜10⁶匹のIJの 濃度である。顆粒の製造 採取した線虫の懸濁液は、次いで、顆粒を形成する条件下において、粉末と接 触され、この顆粒内では、このIJ線虫を含む少量の水性媒体が、搦め入れられて いるか、または包装されている。 この粉末は、１種類の物質であるか、または異なる数種の物質の配合物であり 、 これには、シリカ、リグノスルホン酸塩、ケイソウ土、粘土、予めゲル化した粘 土などが含まれる。以下の表Ｉでは、本発明に従って顆粒を製造するために、単 独でまたは組み合わせて使用される、多くの特定のタイプの物質を挙げる。各タ イプにはまた、商品名で指定した１種またはそれ以上の特定の例も挙げている。 当業者は、これ以外のタイプの多くの粉末物質のいずれかが、カプセル化される 生物有機体(例えば、線虫)に有害でないという条件で、本発明に従って使用可能 であることを、容易に理解するであろう。 仕上がった顆粒製品の特性は、粉末の選択により変わり得るが、これには、溶 解速度、機械的強度、外観(色、生地)、保持水分、初期の水分活性、微生物の安 定性、および線虫生存との適合性が挙げられる。製造を容易にするのに影響する 性質には、水吸収速度、かさ密度、疎水性、および製剤中の他の粉末との適合性 が挙げられる。当業者は、どの粉末または粉末の配合物を選択すると、所望の顆 粒特性が得られ、製造工程が最適化されるかを知っている。 当該技術分野で周知の多くの特定の装置のいずれかは、本発明の中心の柔軟な 線虫顆粒を都合よく製造するのに、使用され得る。１実施態様では、線虫を含有 する水性懸濁液の小滴は、一滴ずつ、固定した盆または皿の粉末床に滴下され、 次いで、ゆっくりと回転させて、これらの小滴が、乾燥した粉末で完全に覆われ るようにする。この物質をふるい分けして、添加した小滴から不要な粉末を分離 するなら、最初の小滴は、過剰の水分が拡散した粉末層で、均一に包装されてい ることが見える。最初の水性懸濁液内の線虫は、新たに形成した顆粒の中心部に 堅く結合されていることが見られ、多かれ少なかれ、全ての線虫は、最終的に、 その新しい環境内で保護される。使用する粉末の選択、またはそれに続く水分含 量の制御により、この線虫は、所望であれば、部分的な乾燥状態に晒され得る。 顆粒はまた、集塊装置の通常または特別の目的の部分の多くの選択中のいずれ かの１つを使用して、連続工程で製造するのが便利であり、この集塊装置には、 回転皿および回転ドラム、オーガ、リボンブレンダ、パドルブレンダ、および集 塊生成物および／または被覆生成物の製造に通常使用される類似装置が挙げられ るが、それらに限定されない。 他の実施態様では、顆粒は、線虫を含有する水性懸濁液を、粉末物質の落下す る流れに噴霧して、その包装に「インフライト(in-flight)」現象を起こさせる ことにより、製造される。コンチネンタルブレンダ(Continental Product Co.， Osseo，WI)として周知の装置が、この方法に使用されている。さらに他の実施態 様では、この滴体は、空気懸濁流動床装置または向流流動床装置(これらは、当 該技術分野で周知である)において、空気中に懸濁されている粉末に噴霧するこ とにより、適用され得る。 上記方法のいずれかで製造した顆粒の強度および外観は、さらに、追加工程に より改善され、この工程では、新たに形成した顆粒は、巻き付けられるか、ころ がされるか、振動されるか、または他に適切に処理されて、粉末粒子の緻密化お よび圧密化が促進される。 粉末は、さらに、第二の被覆工程で改良され得、この被覆工程では、最初に包 装した層に、液層または粉末層が添加される。この追加層は、機械的な強度を高 め、溶解特性を改良し、水損失特性を改良し、微生物汚染に対して保護するなど のために、使用され得る。この顆粒の第二の被覆を調製するのに好ましい物質に は、Aerosil R974があり、これは、顆粒間の接着性を低下させてその外観を改善 することにより、顆粒表面を改良する疎水性発煙シリカ(fumed hydrophobic sil ica)である。 顆粒の大きさは、部分的には、滴体の大きさ、および使用する特定の粉体また は粉体配合物の性質により、決定される。市販の噴霧ノズルを用いると、平均直 径が約0.05〜1.2ミリメートルの水性懸濁液の独立した滴体を製造するのが、非 常に便利になる。この大きさの小滴は、一般に、平均直径が約１〜10ミリメート ルの仕上げ顆粒を生じる。所望であれば、製造条件を変えることにより、それよ り大きな顆粒または小さな顆粒を形成し得る。 顆粒１個あたり(または、最終生成物１重量単位あたり)の線虫の数は、それが 包装される水性懸濁液中の線虫の濃度を調整することにより、制御され得る。例 えば、線虫種Steinernema carpocapsaeでは、懸濁液は、１グラムあたり、数百 匹〜数百万匹のIJを含有し得る。それより大きい線虫種または小さい線虫種は、 当業者に明らかなように、その相対的な大きさに依存して、異なる数値範囲を有 する。好ましくは、水分散可能な顆粒は、１グラムあたり約10⁶匹のIJを含有す る懸濁液から、製剤される。直接的な散布(水に溶解することなしで)のために設 計した顆粒は、最適には、適切な最終濃度で、地面を均一に被覆するために、そ れより低い濃度で調製される。 顆粒中では、線虫のより高い生存能力が望ましい。好ましくは、その貯蔵期間 後の生存能力は、50％より高く、さらに好ましくは、70％より高い。もちろん、 一定面積の土壌物質または植物体物質に、所定レベルの生存可能な線虫を散布す る際には、低い生存能力を克服するために、より多くの顆粒を散布することもで きる。 個々の顆粒中の線虫に対する粉末の相対的な割合は、最初の懸濁液中の線虫の 濃度に影響され得る。このことは、特に、遊離の水に対して、線虫が占める全容 量の比率が高い高濃縮懸濁液について、当てはまる。このような懸濁液は、各顆 粒が、線虫を含有する大きな中心部および比較的に薄い包装粉末層を有する顆粒 を生成すると予想される。逆に、より希薄な線虫懸濁液から製造した顆粒は、比 較的に小さな線虫含有中心部および比較的に厚い包装粉末層を有すると予想され る。 新たに形成している顆粒に移される機械的エネルギーの量は、その粉末の緻密 性に影響を与え、それにより、顆粒の機械的強度および溶解特性を変え得る。一 般に、余分なエネルギーを入力すると、より堅く、密度が高く、そして分散能力 の低下した顆粒が生成する。 それゆえ、本発明の顆粒組成物は、湿潤した粉末物質の層、およびこの粉末物 質の層に取り囲まれ完全に包装された中心核からなり、この中心核は、大部分は 、基本的に線虫だけから構成され、この粉末物質の層は、線虫の中心核のまわり に連続的な保護被覆を形成するために、顆粒形成に関連した技術によって、合体 されている。この中心部内の線虫は、部分的に乾燥していてもよく、乾燥してい なくてもよいが、その乾燥度は、物質の選択および製造方法により、制御される 。 線虫の水性懸濁液は、さらに、他の溶解性物質または不溶性物質(例えば、充 填剤およびビスコシファイヤー)を含有し得、これらは、この顆粒の物理的な特 性に寄与する。それゆえ、１種またはそれ以上の粉末(例えば、リグノスルホン 酸塩)は、小滴を塊状粉末に接触させる前に、この水性懸濁液に懸濁されう得る 。この小滴の大きさまたはこの小滴を噴霧する様式を変えるために、１種または それ以上の湿潤剤または他の界面活性剤が存在し得る。周知の界面活性剤の例に は、Morwet EFWおよびMorwet 3008（Witco）が挙げられる。ビスコシファイヤー (例 キサンタン(xanthan))は、使用され得る。重合体(例えば、ポリビニルピロリド ン共重合体またはブロック重合体)は、例えば、滴体の大きさを上げて噴霧中の ドリフトを低下させるために、この水性懸濁液中に含有され得る。滴体の大きさ はまた、滴体を形成する機械装置の性能(例えば、噴霧器のノズルの大きさ)によ って、調節され得る。 この包装層は、線虫を物理的に束縛しており、その移動を防止する。この包装 層はまた、過剰の水分に対する動的な貯槽または流しの両方として働くことによ り、生成物の水分レベルの変化に対し緩衝する。この包装層は、さらに、機械的 な分裂に対する物理的な保護を与える。この層は、全ての線虫を完全に包装して いるために、実質的に、その線虫の全てが等しく保護されている。 この製剤物質を適切に選択することにより、水に容易に分散(溶解)するか、ま たは通常の農業用散布装置で直接土壌に散布するのに適切な顆粒が、設計され得 る。 この顆粒の外部表面と線虫との間の距離が比較的に短いことで、酸素の拡散に ほとんど障害がなくなり、また、たとえ顆粒が塊状容器内に含有されていても、 顆粒間のすき間は、酸素拡散の通路を提供する。 本発明の方法および組成物は、従来技術における重大な問題点、すなわち、線 虫の移動およびそれに続く乾燥を原因とする死滅、を克服する。中心の柔軟な顆 粒では、その中心部で線虫が高度に濃縮されており、事実上、線虫は、その内部 から表面にまたは表面を越えて移動できない。このことは、現存するタイプの生 成物の著しい改良を示している。事実上、本発明の組成物中の各線虫は、この中 心部内に深く群がっており、包装障壁によって移動を妨げられているために、各 線虫は、同じように、顆粒の外部への移動が妨げられている。線虫は、顆粒の内 部にある間、典型的には、部分的に乾燥した状態にある。この状態は、線虫が均 一かつ均質に分散されているタイプの生成物とは対照的であり、このタイプの生 成物では、表面に近い線虫は、本発明の組成物内の中心部に保持されている線虫 よりも、移動する傾向が高く、そして低い水分条件に晒されやすい。 この顆粒の中心部内の線虫濃度は、「凝集」として知られている自然で重要な 線虫の順応挙動を促進する１方法であることに注目すべきである(Gauglerら，EN TOMOPATHOGENIC NEMATODE IN BIOLOGICAL CONTROL，CRC Press，1990)。凝集は 、機械的感受性または触覚感受性により、駆動され得、線虫を乾燥および日光か ら保護する際の生存価を有する。凝集の周辺部の線虫は、通常、死滅して、好ま しくない環境上のストレスに対する天然の障壁を形成し、その結果、同じ基質上 では、集団内の線虫の生存率は、孤立した個々の線虫の生存率よりも高い。それ ゆえ、包装塊の中心部内の線虫の集中は、ここで記述のように、自然に起こる凝 集をまねたものである。 さらに、線虫が、感染した昆虫の幼虫または蛆の体内で繁殖するにつれて、事 実上、包装殻内の中心に局在した線虫の塊しか残らなくなるまで、その死体内の 線虫の数は、大きく増大する。天然土壌の条件下では、この小包は、水分が徐々 に環境中に失われていくにつれて、部分的に乾燥し得る。本明細書で記述の顆粒 中と同様に、この水分損失は、この線虫が、部分的に乾燥した状態で長期間の生 存に適用できる程度に、非常にゆっくりと起こり得る。 対照的に、Steinernema carpocapsae線虫が、本明細書で記述のような乾燥粉 末に(搦め入れるよりもむしろ)均質に混合されると、包装されていない線虫は、 瞬目するだけでなく、自由に移動する。その最大酸素要求量は、5.69 ml 酸素／ 百万匹の線虫／日という高い値であることが観察された。14日後の酸素消費量は 、1.39 ml 酸素／百万匹の線虫／日に達し、これは、本発明に従って包装した線 虫で測定した酸素消費量のほぼ3.5倍〜７倍であった。均質に混合した製剤中に 保存した線虫の生存能力は、包装した顆粒中のものよりも、著しく急速に低下し 、通常、25℃では、約６週間またはそれより早く、経済的に受容できる閾値以下 に下がる。 線虫が懸濁されそして顆粒内に包装される水溶液は、さらに、望ましくない乾 燥または汚染から線虫を保護する１種またはそれ以上の追加成分を含有し得る。 例えば、感染を防止するために、殺菌性または殺真菌性の抗生物質は、それが線 虫に有害でないという条件だけで添加され得る。この生成物の細菌汚染または真 菌汚染が問題である場合には、線虫を添加する前、または顆粒を製造する前に、 製剤成分を殺菌してもよいが、但し、いずれの殺菌方法も、この粉末の顆粒形成 性または最終生成物の効能に悪影響を及ぼさないものとする。 この水性懸濁液はまた、１種またはそれ以上の湿潤薬または乾燥防止剤を含有 し得る。湿潤薬物質には、グリセロール、糖(例えば、スクロース)、逆性乳濁液 およびセルロースエーテルが含まれるが、それらに限定されない。 この水溶液はまた、このIJの生体活性に関して不活性な１種またはそれ以上の 安定化剤を含有し得る。このような安定化剤または充填剤は、顆粒の物理的な特 性に影響を与えても、与えなくてもよい。適切な安定化剤は、好ましくは、高濃 度の炭水化物(例えば、10〜20％スクロースまたは20〜30％デキストラン)である 。安定化剤を添加することにより、この製剤の利便性が高められる。その密度は 、1.03〜1.1 g/mlである。 これらの顆粒は、土壌に散布されるとき、線虫を紫外光から保護する物質を含 有し得、この物質は、粉末中または水性懸濁液中のいずれかに導入される。有用 な紫外光吸収物質の例には、リグノスルホン酸塩がある。 本発明に従って新たに製造した顆粒は、典型的には、この線虫自体の水分も含 めて、約35〜55％、さらに好ましくは、40〜45％の水分レベルを有する。新たに 製造した顆粒の「水分活性」(これは、遊離の反応水の測定値である)は、典型的 には、Steinernema carpocapsae線虫を含有する製剤では、0.930〜0.995、好ま しくは、0.96〜0.98の範囲内に入る。水分レベルおよび水分活性の両特性は、選 択した乾燥製剤粉末の吸収性、使用した線虫の水性懸濁液の水含量、および製造 中に起こる水損失の量により、影響を受ける場合がある。 それゆえ、本発明の方法および組成物は、顆粒中の線虫を提供し、この線虫は 、最初に懸濁した少量の水性物質を含む「柔軟な中心部」において、この顆粒の 核内に包装されている。この「柔軟な中心部」は、種々の厚さを有する物質の被 覆に取り囲まれ保護されており、この被覆は、線虫を含有しないか、または比較 的に少数の線虫を含有する。本発明者は、この様式で製剤した線虫が、例えば、 酸素消費の低下により測定される、遅い代謝率を有することを観察した。それゆ え、これらの線虫は、長く生存するだけでなく、その病原性を長く維持して、本 発明の組成物の長期の貯蔵を可能にする。この線虫は、周囲の環境に放出される と、従来の方法で保存した線虫よりも、利用可能なエネルギー貯蔵物質が多い可 能性がある。 本発明の顆粒の性質および大きさのために、この製剤では、他の製剤と比較し て、線虫の酸素必要性に備えることも、比較的に簡単である。この線虫の酸素消 費は、顆粒を製造した後、最初の数日で最大になり、この割合は、Steinernema carpocapsaeでは、約3.0 ml 酸素／百万匹の線虫／日のレベルでピークに達し得 る。酸素消費割合は、急速に低下し、そして約１週間以内に、その割合は、約0. 2〜0.4 ml 酸素／百万匹の線虫／日に低下する。この酸素消費割合が低くなるほ ど、線虫は、最初に固定した量の代謝エネルギー源(主として、脂質)で、より長 く生存できる。本発明の顆粒製剤中の酸素消費割合は、現存する最も安定な生成 物について試験した割合と少なくとも同程度に低いか、またはそれよりも低い。 この基準では、本発明に従った顆粒製剤中の線虫は、25℃で少なくとも６ヶ月間 、生存すると予想できる。 予想外なことに、本発明に従った顆粒製剤は、他のタイプの生成物と比較して 、異常に良好な熱安定性を有する。ある種の試料は、30℃で７週間以上、安定で あることが分かった。 本発明に従って、単一の顆粒にて、１種またはそれ以上の共存できる昆虫病原 性線虫種を組み合わせることができる。さらに、１種またはそれ以上の線虫種を 、それと適合性の生物的または化学的な殺虫剤または除草剤と組み合わせて、本 発明の生成物の有利な特性を高めてもよい。顆粒の容器詰め 本発明の組成物は、その線虫の長期間の生存および生存能力の維持に適合した いずれの様式で容器に詰めてもよい。それゆえ、例えば、この顆粒は、好ましく は、約50 ml〜約４リットルの範囲の容量のポリプロピレン製の瓶に入れられる 。この瓶の蓋は、包装された線虫に充分に酸素が供給されるように設計される。 それゆえ、この蓋は、好ましくは、その周囲の環境と瓶との間で気体を伝達する 、多孔性のプラスチックキャップを有する。 一定レベルの水分活性を維持しそして水分損失を防止するのか望ましいために 、この容器詰めは、所望範囲の水分を維持する手段(例えば、水分貯槽、水を含 有する吸収剤物質)を含み得る。 瓶１個あたりの顆粒の数は、好ましくは、各瓶が、約1,000万匹と約２億5,000 万匹の間の線虫を含有するような値である。 この瓶は、この顆粒を土壌に散布するため、またはこの線虫の土壌または植物 体への最終的な液状散布のための他の水含有容器に適用するために、特別に改良 してもよい。それゆえ、例えば、この瓶の頂部は、瓶の内容物を直接散布するの に特別に改良した頂部と、取り替え可能であってもよい。線虫の含有する顆粒の散布 本発明の顆粒は、害虫を殺すために、農場または園芸場に散布され得る。顆粒 の「有害生物の防除に効果的な」量とは、未処理の区域と比較して、ある区域内 で著しいレベルの害虫を防除するのに充分な数の線虫を含有する顆粒の量として 、 定義される。実際の量は、この顆粒に含有される特定の線虫種だけでなく、土壌 の状態および他の環境条件によっても、変わり得る。 この顆粒を農場に散布する２種の好ましい様式には、この顆粒を顆粒形状で全 面散布すること、またはこの顆粒を水に分散させ、その水を穀物または土壌に噴 霧するか他の方法で散布することが挙げられる。本発明の顆粒は、運搬を容易に するという利点を有するだけでなく、そのままの顆粒形状か、または噴霧液とし てのいずれかで使用するのが、特に容易である。 ここまでは、本発明を一般的に記述したが、同様のことは、以下の実施例を参 照すると、容易に理解でき、これらの実施例は、例証として提供されており、他 に規定されていなければ、本発明を限定する意図はない。 実施例 以下の実施例１〜９は、種々の粉末混合物および種々の線虫種を用いた、線虫 を含有する顆粒の製造を例示するために、提示されている。多くの別の配合も使 用されており、類似の結果を与えるが、簡潔のために、このような例の全ては、 ここでは提示しない。 以下の実施例１〜９では、本質的に、以下のようにして、顆粒を製造した。粉 末混合物(これは、各実施例に示している)を、直径が約16インチで厚さが数イン チの皿状集塊機に入れた。この皿を、水平方向から約45°〜55°に傾け、その軸 上で、約20〜40 rpmの速度で回転した。 一定濃度のIJ線虫の水性懸濁液を、注射器の先端から、一滴ずつの一様な噴霧 により、散布した。一旦、顆粒が形成されると、顆粒と顆粒化していない粉末と の混合物を、顆粒を保持するスクリーンに通し、この粉末を回収した。 この顆粒を、５℃、25℃および30℃で、期間を変えて保存した。1.5グラムの 顆粒試料を、生存能力(生存能力％で表わされる)および水分活性(単位あたり)に ついて、一般には毎週、ここで示すように試験した。いくつかの試料では、酸素 要求量もまた試験し、これは、O₂ ml／百万匹の線虫／日の単位で表された。 数個の試料では、96匹のハチミツ蛾の幼虫を96匹の個々の線虫で１回感染させ ることにより、線虫の病原性を試験した。この病原性試験は、少なくとも50％の 線虫が、72時間以内に、これらの幼虫に感染し殺すなら、「合格」とした。 実施例１〜16は、Steinernema carpocapsaeを使用する。 実施例１ 実施例２ 実施例３ 実施例４ 実施例５ 実施例６ 実施例７ 実施例８ 実施例９ 実施例10 実施例11 実施例12 実施例13 実施例14 実施例15 実施例16 実施例17 実施例18 実施例19 実施例20 振動顆粒法を用いた線虫顆粒の手動製造方法 直径８インチの被覆ケーキ皿を、実験室用の渦流ミキサーに水平に固定した。 この皿に粉末物質を入れ、このミキサーを作動させて、この粉末が、この皿の中 で揺れ動き回転するような最適速度に調整した。この皿の外側に手を置くことに より、この粉末は、この皿の回りをさらに激しく循環運動し、この皿のかなりの 部分を横切って、広い帯状に流れた。 この動いている粉末に、線虫スラリーを滴下した。個々の小滴は、素早く巻き 込められ、粉末中に均一に被覆された。この粉末は、過剰の水を吸収し、それぞ れが分離した顆粒を形成した。新たに形成した顆粒は、この皿の中で回転し揺れ 動いた。形成したばかりの顆粒を、さらにスラリーが滴下されている領域から離 すために、デフレクタを使用して、それにより、何倍もの大きさの顆粒ができる のを回避した。 実施例21 連続工程での振動顆粒法を用いた線虫顆粒の製造方法 図２および図３は、連続操作にて、顆粒を形成し、必要に応じて、被覆する方 法および装置を例示する。この方法は、２個の振動性のスクリーンナーおよび１ 個の振動性のスクリーンコンベアを使用する。未被覆の顆粒を製造するには、１ 個の皿だけが必要である。この皿は、その全表面かまたは被覆した噴霧物が当た る領域のいずれかを、非接着性の物質またはテフロンフィルムで被覆することに より、前処理してもよい。 この皿内の動いている粉末に、線虫スラリーの独立した滴体を滴下する。狭い 長方形の滴下模様が、半径に沿って配列する。「噴霧滴の落下帯」からすぐ「上 流」にある粉末配置帯(図３を参照)上に、新しい粉末または回収した粉末を連続 して落下させる。流れの進路変更装置を適切に配置し使用することにより、軽い 粉末からの、密度の高い顆粒の分離が促進される。この進路変更装置は、この粉 末を皿の中心部に向けるのに対して、顆粒は、この装置を素通りして、その周囲 に向かって移動し、最終的には、「顆粒除去穴」から落ちる(図３を参照)。通過 不能の「保持障壁」(図３)は、この「顆粒除去穴」に至る通路を形成し、他方、 この通路の軌道にまだ移動していない粉末および顆粒に対しては、障害物を形成 する。分離された物質は、この「粉末配置帯」に再び入ることがないように向け られ、皿の外部端部の近くを通過する。 この顆粒除去穴を通って落下する物質は、スクリーン上に着陸し、このスクリ ーンは、細かいメッシュスクリーンか、または細かいメッシュスクリーンを下に 置いた粗いスクリーンとの組み合わせである。この顆粒は、最終的に、細かいス クリーンにかけられて、細かい粉末および顆粒化していない粉末が除去される。 細かい粉末を底部皿に集めて、新しい粉末と共に顆粒皿に回収しつつ、このスク リーンから顆粒を取り出す。 振動性のスクリーンコンベアを使用して、正しい大きさに揃えた顆粒から、過 大な顆粒(「オーバス」)を分離する。第二の被覆層を形成するのが望ましいなら 、このスクリーンを通過した顆粒を、第二の被覆用の粉末を含む、同様に改良し た第二の皿上に落下させる。 最終生成物は、正しい大きさに揃えた線虫含有顆粒を包含し、これらの顆粒を 集めて容器に詰める。 実施例22 回転方法 図４は、連続操作で顆粒を製造する別の方法および装置を例示する。その被覆 操作は、角度をつけて配置した回転皿で行われる。この皿に、12時〜３時に位置 で、新しい粉末を連続的に添加する。この皿が回転するにつれて、粉末の流れは 、この皿の頂部から底部へと流れる。線虫スラリーの噴霧は、この粉末の流れに 向けられる。 その噴霧装置は、線虫スラリーの独立した複数の滴体を生成して、この滴体が 、急速に粉末で被覆されて顆粒を形成するように、設計されている。これらの柔 軟な顆粒は、この皿の左側底部において、互いに巻きつくにつれて、緻密になり 、密度が上がる。充分に成形されて堅くなった顆粒を、この皿から連続的に取り 出し、そしてシュートにより、貯蔵容器に入れる。 粉末を取り扱うのに通常使用される別の装置は、個々の乾燥した成分を混合し て、一定の粉末流を顆粒化皿に分配する必要がある。 先に引用した全ての文献の内容は、具体的に援用されるかどうかにかかわらず 、本明細書中で参考として援用されている。 本発明は、その特定の実施態様に関連して記述されているものの、さらに改良 できることが分かる。本出願は、本発明の原理に一般的に従いつつ、本発明に関 連した技術範囲内の周知または通例の実施様式に入るような、および本発明の必 須要件に適用され得るような、本発明の開示からの逸脱事項を含めて、本発明の あらゆる変形、用途または適用法を含むことを意図している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＣＡ，ＪＰ (72)発明者 グローブ， ドナ アービング アメリカ合衆国 カリフォルニア 94043, マウンテン ビュー， ビー ブレント ン コート 123

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．殺虫性または除草性の生存可能な生物有機体の貯蔵組成物であって、該組 成物は、粉末または粉末混合物から形成した顆粒を含有し、該粉末または粉末混 合物は、一定量の生存可能な生物有機体を含む柔軟な核を包装している。 ２．前記顆粒が、0.930〜0.995の範囲の水分活性を有する、請求項１に記載の 組成物。 ３．前記粉末が、シリカ、粘土、予めゲル化した粘土、ケイソウ土、ヒドロキ シエチルセルロース、リグノスルホン酸塩、化工デンプン、予め糊化したデンプ ン、超吸収剤およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１ま たは２に記載の組成物。 ４．さらに、１種またはそれ以上の抗菌剤、抗真菌剤、界面活性剤、ビスコシ ファイヤー(viscosifier)、安定化剤および紫外光吸収剤を含有し、これらのい ずれも、前記生物有機体に有害ではない、請求項１〜３のいずれかに記載の組成 物。 ５．前記生物有機体が、昆虫病原性線虫または殺軟体類性線虫の感染性幼虫で ある、請求項１〜４のいずれかに記載の組成物。 ６．前記線虫の感染性幼虫が、１個またはそれ以上の下記の生存特性により定 義される、部分的な乾燥状態にある、請求項５に記載の組成物： (i)(1)25℃で６週間または(2)30℃で４週間維持したとき、該感染性幼虫の90 ％以上が生存している；または (ii)該感染性幼虫は、25℃で保存されるとき、１日あたり10⁶匹の線虫あたり １ ml未満のO₂を必要とする。 ７．殺虫性または除草性の生存可能な生物有機体の貯蔵組成物を調製する方法 であって、該方法は、該有機体を含有する水性懸濁液の独立した滴体または小滴 を、粉末に接触させることを包含し、該粉末は、該滴体のそれぞれを完全に取り 囲むように接触され、ここで、該滴体中の水分は、該粉末に引き入れられて、該 粉末は、該有機体を含有する該滴体を取り囲んだ固化したケーシングを形成し、 ここで、該粉末の組成および量は、該顆粒の最初の水分活性を決定するように、 選択される。 ８．前記最初の水分活性が、0.930〜0.995の範囲である、請求項７に記載の方 法。 ９．前記有機体が、昆虫病原性線虫または殺軟体類性線虫の感染性幼虫である 、請求項７〜８のいずれかに記載の方法。 １０．前記接触が、前記滴体を、手で前記粉末に適用することにより、行われ るか；および／または 前記粉末が、前記接触の時点で、運動をしているか；および／または 前記接触が、前記懸濁液の小滴を、粉末が落下する幕に噴霧することにより、 行われるか；または 前記接触が、空気懸濁流動床装置または向流流動床装置において、懸濁されて いる粉末に、この小滴を散布することにより、行われる、請求項７〜９のいずれ かに記載の方法。 １１．前記粉末が、シリカ、粘土、予めゲル化した粘土、ケイソウ土、ヒドロ キシエチルセルロース、リグノスルホン酸塩、化工デンプン、予め糊化したデン プン、界面活性剤、超吸収剤およびそれらの１種またはそれ以上の組み合わせか らなる群から選択される、請求項７〜１０のいずれかに記載の方法。 １２．有害生物を防除する方法であって、該方法は、請求項１に記載の組成物 の有害生物の防除に効果的な量を、植物体または土地に散布して該有害生物を防 除することを包含する。