JPS63500911A

JPS63500911A - ゲルカプセル中の水和させた催芽種子を製造するための改良方法

Info

Publication number: JPS63500911A
Application number: JP61504850A
Authority: JP
Inventors: ネルセン、チャールズ; ストリックランド、スチーブン; デイビス、ロクサンヌ
Original assignee: プラント・ジェネティクス・インク; 麒麟麦酒株式会社
Priority date: 1985-09-09
Filing date: 1986-09-05
Publication date: 1988-04-07
Also published as: EP0236444A1; CN86106145A; NZ217493A; EP0236444B1; AU6339486A; EP0236444A4; AU608743B2; US4780987A; CA1282609C; WO1987001258A1; KR870700278A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】ゲルカプセル中の水和させた催芽種子を製造するため本発明は概して農業分野の作物生産に関するものであり、更に、詳しくは、より速くて均一な苗（ｓｅｅｄｌｉｎｇ）の発生を可能にする為に、一つ一つ別の（ｓｉｎｇｕｌａｔｅｄ）水和したポリマーゲルカプセル中で催芽させた［発芽準備を施し、活性化し、生長させた（ｃｈｌｔｔｅｄ））］植物種子の供与に関する。

本発明の背景植物種子の催芽［すなわち、発芽準備を施し、浸透圧を調整し、活性化し、生長させること］は種子処理の一種であり、この処理によって種子の早期発芽が至適条件下で開始され、幼根の発生直前までに至り、時には幼根の発生を生ずる場合がある。この催芽処理の結果、必ずしも理想的な環境条件下でなくても処理された種子が、無処理種子即ち通常の種子よりもしばしばより速く、より、高い比率で発芽する［Ｍ、リバス（Ｍ、Ｒｌｖａｓ）　、Ｆ、Ｖ、サンドストロム（Ｆ、Ｖ、５ａｎｄｓｔｒｏａ）及びＲ，Ｌ、！ドワーズ（Ｒ，Ｌ。

Ｅｄｖａｒｄｓ）著″ジャーミネーション　アンド　クロップディベロップメント　オブ　ホット　ペラパー　アフター　シード　ブライミング（ＧｅｒＩｌｉｎａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ＣｒｏｐＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　）ｌｏｔ　Ｐｅｐｐｅｒ　ａｆｔｅｒ　５ｅｅｄ　ＰｒｉＩｌｉｎｇ）″″ホードサイエンスＨｏｒｔ　５ｃｉｅｎｃｅ）、１９：２７９−２８１頁、１９８４及びり、Ｊ、カントリッフェ（Ｄ、Ｊ、Ｃａｎｔｌｌｆｆｅ）　、Ｊ、Ｍ、７　イー／　シャー　（Ｊ、）１．Ｆｉｓｃｈｅｒ）及びＴ、Ａ、ネル（Ｔ、Ａ、Ｎｅ１ｌ）著、 “メカニズム　オブ　シード　ブライミング　イン　サーカムベンティング　サーモドーマンシイ　イン　レタス（Ｍｅｃｈａｎｉｓａ＋　ｏｆ　５ｅｅｄ　Ｐｒｉｍｌｎｇ　ｉｎ　Ｃｌｒｃｕｍｖｅｎｔ１ｎｇＴｈｅｒｍｏｄｏｒｍａｎｃｙ　１ｎＬｅｔｔｕｃｅ）　’プラント　フィジオロジイ（Ｐｌａｎｔ　Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ）７５：２９０〜２９４頁、（１９８４年）を参照］。いくつかの先行技術によると、催芽後、種子を再乾燥させるか直ちに播種されるがそれらは通常、理想的とはいえない環境下で行なわれる。本発明によると、催芽を水和ゲルカプセル中で行うことができるので先行技術の欠点を克服することができる。催芽の生理的過程に関与するに十分な遊離水を含むカプセルを使用することによって、既知の播種法に優る利点が得られる。

催芽した種子を播種する方法として少なくとも二つの方法が知られており、その一つは未加工の種子を水和して再乾燥する方法、もう一つは流体播種法である。

第一の方法では、水のみの溶液中あるいは、塩やポリエチレングリコール等の浸透圧調整物質（ｏｓｍｏｔｉｃｕｌＩ）を含む水溶液中で２４時間から数日間に亘る期間水和させる［″ザフィジオロジイ　アンド　バイオケミストリー　オブシード　ドーマンシイ　アンド　ジャーミネーション（Ｔｈｅ　Ｐｈ、ｙｓｉｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｂｉｏｃｈｅｍｌｓｔｒｙ　ｏｆ　５ｅｅｄ　Ｄｏｒｍａｎｃｙａｎｄ　Ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）　’　Ａ、Ａ、カーン（Ａ、Ａ、Ｋａｈｎ）編集、ノース−ホーランド　パブリッシング　カンパニー（Ｎｏｒｔｈ−Ｈｏｌｌａｎｄ　Ｐｕｂｌｌｓｈｌｎｇ　Ｃｏ、　）アムステルダムとニューヨーク（１９７７年）中のＡ、Ａ、カーノ（Ａ、Ａ、Ｋａｈｎ）著の“ブリコンディショニング、ジャーミネーション　アンドパフォーマンス　オブ　シーズ（Ｐｒｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｌｎｇ　Ｇｅｒ−ａｉｎａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　５ｅｅｄｓ）２８３−３１８頁”を参照］。この方法によると水和後、幼根発生前に種子を催芽溶液から取り出して種々の条件下で乾燥させる。催芽させた種子は通常の種子と同じやり方で畑又は温室にまく。この催芽及び播種方法は種々の欠点を有する。まず第一に、水和された種子は傷つきやすい状態にあり、数回にわたって処理される間に種子が損傷を受け、その結果種子の発芽低下（ｒｅｄｕｃｅｄ　５ｅｅｄ　ｌｏｔ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）をきたす場合がある。もし再乾燥の前に幼根の発生が起こる場合には、この問題は非常に大きくなる。第二に、再乾燥には、余分な操作、設備及びエネルギーの投入が必要であり、余計な費用がかかる。第三に、再乾燥を行う場合には、催芽種子（ｐｒｉａ＋ｅｄｓｅｅｄ）を播種床にまく時に再水和をする必要があり、この再水和工程の追加によって発芽が遅れたり土壌中の病原体に感染されやすくなる。

第二の以前から知られている催芽種子を播種する方法は流体播種法である。この流体播種法では、種子は先ず水又は上述した浸透圧調整物質中で催芽させる。その後、種子を、ラポナイト又はアグリゲルを懸濁させた水溶液などの流体播種マトリックスに添加し、その後この催芽種子を含む流体播種マトリックスのスラリーを生育場所ニま＜［Ｄ２グレイ（Ｄ、Ｇｒａｙ）著の・フッレイド　ド、ノ１ノックオフヘシタブル　シーズ（Ｆｌｕｌｄ　Ｄｒｉｌｌｉｎｇｏｆ　Ｖｅｇｅｔａｂｌｅ　５ｅｅｄｓ）　’ホーテイ力ルテユラル　レビューズ（Ｈｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｒｅｖｉｅｗｓ）　１〜２７頁（１９８１年）を参照］。この方法は少くとも三つの重大な欠点を持って０るＯ先ず第一に、種子は播種用流体マド１ノツクス中１こ不ぞろいに配置されるので正確に播種できにくくなるＯ第二に、幼根が発生して根が１〜２ｃｍまで伸長した後（二種子を取り扱うので、根の損傷がひどくなり苗が生育できなくなる場合がある。第三に、流体播種法は特別の設備を必要とする。

本発明の目的は、カプセル化後、種子を催芽させる方法を提供することであり、これは水和ポリマーゲルをカプセル基剤として使用することによって達成される。カプセル中に含まれている遊離水は催芽過程に関与することができる。

ゲルカプセル中で催芽させるこの独特な方法は次のような利点を持っている。本発明では種子の再乾燥工程を必要とせず水和ポリマー中に入れてカプセル化するので正確に播種する（ｐｒｅｃｉｓｊｏｎ　ｄｒｉｌｌｅｄ）ことが可能な種子大のカプセル又はベレットに個別化（ｓｉｇｕｌａｔｌｏｎ）することが可能であり、流体播種法の一つの欠点が取り除かれる。又、播種前の種子幼根の発生を防ぐ為にカプセル化と催芽を調節することが可能である。本性は更に幼根が発生した後でさえも種子を安全に取り扱うことを可能にする。

更に、このカプセル化催芽法によって、種々の有益な補助剤を適時に効果的に供給することが可能になる。これらの有益な補助剤は殺菌剤、殺虫剤、殺線虫剤、肥料、生長促進剤、生長抑制剤及び有益な微生物を含むがこれらに限定されない。また上記の有益な微生物とは細菌、真菌（［ｕｎｇｌ）　、線虫及び放線菌を含むがこれらに限定されるものではない。

すなわち、本発明の目的は水和ポリマーゲルカプセル中で植物種子の催芽を可能にすることであり、その結果どんな播種床からでもより速く、より均一に苗がより高率に発生する。

本発明の別の目的は、種子を乾燥した後に播種床で再水和する必要を無くす為に、水和して催芽させた種子を供給することである。

本発明のまた別の目的は、催芽した種子をどんな播種床にでも正確に播種できるようにかかる種子の個別的封入を可能にすることである。

本発明の更に別の目的は、広範な非生物的及び生物的条件下で種子の性能を更に改良する為に、催芽した種子を広範な有益な化学的及び生物学的補助剤と共に水和ゲルカプセル中に入れて供給することを可能にすることである。

本発明の最後に述べる目的は、催芽した水和種子の幼根の発生を調節すると共に、発生幼根を損傷から守ることである。

植物の種子を、場合によっては有益な補助剤と共に、ゲルカプセル中で個別化、水和、及び催芽させる為の方法並びに組成物を提供する。

本発明を実施するのに最良の態様定　義「種子」又は「植物種子」という言葉は、適当な条件下で生育して植物体になる狂的組織を含むものであればどんな植物部分に対しても使用される。これらは接合種子（ｚｙｇｏｔｔｃ　５ｅｅｄｓ）　、単為生殖種子、不定胚及ヒシゃカいも小片（ｐｏｔａｔｏ　５ｅｅｄ　ｐｉｅｃｅｓ）、ビート種子（果実）、穀物種子（穀果）等の植物部分を含み、いずれも植物の生長をきたすものである。「催芽」という言葉は、種子をまく前に種子発芽の生化学的及び生理学的過程を開始させる方法のいずれをも意味する一般的な意味に使用される。この過程に用いられる他の言葉に発芽準備（ｐｒｉｍｉｎｇ）　、浸透圧調整（ｏｓｍｏｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ）、活性化（ｖｉｇｏｒｉｚｌｎｇ）及び生長（ｃｈｉｔｔｉｎｇ）等がある。

本発明によって、ゲル中に包封することによって植物種子の水和、有益な補助剤の添加、及び植物種子の催芽のための方法及び組成物が提供される。前記定義の欄で定義した植物種子はすべてゲルカプセルにおいて催芽される能力を有する。

本発明に従うと、適当なカプセル化用マトリックス（以後「ゲル」と称する）と成り得る多くの基剤のいずれの中にでも種子をカプセル化することができる。一般的に、ゲルは、気体を拡散させることによって胚の呼吸を可能にするものでなければならない。ゲルは、外部からの摩耗と抗力に対し十分な強さを持っていると共に胚の生長と適当な時期での発芽を可能とするに十分なだけ柔軟なカプセルを提供するものでなければならない。望ましい結果を達成する為に、種々のゲルを組み合わせ、混合物として又は層状として、使用するのが望ましい場合がある。選ばれたゲルはまた、催芽の生理学的過程に関与することができる十分な量の「遊離水ｊを保持することができるものでなければならない。遊離水はカプセルの容量の５０〜９９．６％、特に７０〜９９．６％を占めるのが望ましい。

分裂組織をカプセル化するのに有用であるということがわかっているゲルにはアルギン酸ナトリウム、グアーゴム、ロウカストビーンゴム＋カラギーナン及びゼラチン＋アルギン酸ナトリウム等がある。その他適当なゲルとしては以下に述べるものがあるが、これらに限定されるものではない。

表１．ゲル剤 ■、天然高分子物質Ａ、イオン結合（複合化剤を必要とする）ポリペクチン酸塩子アルギン酸塩ペクチン酸ナトリウムファーセララン（Ｆｕｒｃｅｌ　Ｉａｒａｎ）ペクチンヒブニーン（Ｈｙｐｎｅａｎ）寒天アガロースゼラチン＋寒天コーンフル（Ｃｏｒｎｈｕｌ　１　）ゴムでんぷんアラボガラクタンガッチゴムカラガン（Ｋａｒａｇａｎ）ゴムセンネンポク（Ｔ１）ゴムトラガカントゴムデキストリン ■、化学的に変性した天然高分子物質Ａ、イオン結合（複合化剤を必要とする）エチルサクシニル化セルロースサクシニル化ゼイン（Ｚｅｉｎ）カルボキシメチルセルロースＢ、疎水性相互作用メチルセルロースヒドロキシエチルセルロースＣ１共有結合グルタルアルデヒド＋ゼラチン ■８合成−高分子物質Ａ、共有結合ポリアクリルアミドＢ、疎水性相互作用ポリエチレングリコールポリビニルピロリドンポリオキシエチレン親水性ウレタンポリ酢酸ビニルビニル樹脂ヒドロン（ヒドロキシエチルメタクリレート）２−メチル−５−ビニルピリジンメチルアクリレート−メタクリル酸Ｃ，イオン結合ポリ（ビニルメチルピリジニウム）クロライ・ド＋ポリ（スチレンスルホン酸）ナトリウムポリ（ビニルベンジルトリメチルアンモニウム）クロライド＋ポリ（スチレンスルホン酸）ナトリウム強塩基性ポリカチオン十強酸性ポリアニオンボートン　ポリ　：］　（Ｂｏｒｄｏｎ　Ｐｏ１ｙ　Ｃｏ■、）（ビニルアセテートホモポリマー）（ボートン　カンパニー）ゲルバトール（ポリビニルアルコール樹脂）（モンサント） ■、安定化化合物Ａ、商標名スーパー　スラーバー（Ｓｕｐｅｒ　５ｌｕｒｐｅｒ）　（ＩＪＳＤＡ、５ＥＡ −ＡＲ，Ｎｏｒ、Ｒｅｇ、Ｒｅｓ、Ｌａｂ、）ビテラ（Ｖｉｔｅｒｒａ）　（ユニオン　カーバイド）ステーブ）インク］　［Ｌｏｐｏｒｔｅ　（Ｕｎｉｔｅｄ　５ｔａｔｅｓ）　Ｉｎｃ、］ゲルライト（Ｇｅｌｒｉｔｅ）Ｃケルコ（Ｋｅｌ　ｃｏ）　］シー　ケム（Ｓｅａ　Ｋｅｍ）（ＦＭＣ：］−ポレイション）シー　プラーク（Ｓｅａ　Ｐｌａｑｕｅ＞（ＦＭＣコーポレーション）シー　ブレブ（Ｓｅａ　Ｐｒｅｐ）（ＦＭＣコーポレーション）アイソ　ジェル（Ｉｓｏ　Ｇｅｔ）（ＦＭＣコー−レーション）Ｂ、有機化合物メチラン　クリアー　ウオールペーパー　ペースト（Ｍｅｔｈｙｌａｎ　Ｃ１ｅａｒ　Ｗａｌｌｐａｐｅｒ　Ｐａ５ｔｅ）乳糖たんばく質コロイド最適ゲルの選択カプセル化用に選んだゲルは通常次の様な特性を有するが、もちろん本発明を他の態様で実施することもできる。

（１）催芽種子を保護したり、これにクッションの作用をする十分なコンプライアンス。

（２）内部物質は、水性、非溶解性又は疎水性物質等の添加剤（これらの添加剤に限定はされない）を受け入れて含むことができる様な溶解特性又はエマルジョン形成特性を有する。

（３）機械的応力に対して保護壁を提供し取扱いを容易にし、かつ種子の生育能力を保持する外部表面。

（４）カプセルを本来の形状に保持するのに十分であるが、発芽中に幼根や根がカプセルを破り外に出るのを妨げないでしかも補助剤の含有と放出とを可能にする程度のゲルの強度。

補助剤の選択植物の活着および生育は土壌、植物の根圏及び植物の表面に補助剤を付加することによって促進されることがわかっている。さらに、補助剤が制御されながら放出されると植物の生長が付加的に促進されることもまた示されている。このことは、例えばティー・ジエー・ローズマン（Ｔ、Ｊ、Ｒｏｓｅｍａｎ）及びニス・ゼット・マンズドーフ（Ｓ、ＺＪＩａｎｓｄｏｒｒ）著の”　：Ｉ　ン）　ｏ　 −／Ｌ／　Ｆ　Ｌ／　ＩＪ　−ステリハリーシステムス（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　Ｒｅ１ｅａｓｅ　ＤｅｌｉｖｅｒｙＳｙｓｔｅｍｓ）　［マーセル　デツカ− インコーホレーテッド（Ｍａｒｃｅｌｌ　Ｄｅｋｋｅｒ、　Ｉｎｃ、）ニューヨーク、１９８３年］に記載されている。

催芽種子のカプセル化に有益とされる補助剤には・農薬・肥料・エネルギー源、生長促進剤、生長抑制剤、毒性緩和剤、微生物等があげられている。

表２．補助剤Ｉ、ａ薬Ａ、殺菌剤硫酸銅チウラム（Ｔｈｉｒａｍ）メタラキシル（ＭｅｔａｌａｘｙりＢ、殺虫剤カーボッ−ラン（Ｃａｒｂｏｆｕｒａｎ）アセフェイト（Ａｃｅｐｈａｔｅ）プロナミド（Ｐｒｏｎａｍｉｄｅ）エチルジプロピルチオカルバメート ■、肥料と栄養素窒素リ　ンカリウム硫黄微量栄養素 ■、エネルギー源糖類炭水化物ＴＰ ■、微生物マイコーリザル菌（Ｍｙｃｏｒｒｈｉｚａｌ　ｆｕｎｇｉ）■、生長調整剤とホルモン類ジベレリン酸サイトカイニンナフタレン酢酸インドール酢酸 ■、その他の生物学的活性成分脱窒阻止剤鉄キレート剤フェロモン（Ｐｈｅｒｏｍｏｎｅｓ）酵素農薬解毒剤と農薬毒性緩和剤 ■、その他の不活性成分土壌及び水調整剤分散剤湿潤化剤ｐＨ調節化合物選択したゲルを用いてのカプセル化ゲルカプセルを形成するには２つの方法がある。第一の方法では、例えばアルギン酸ナトリウム溶液は複合化剤に添加された時にゲルを形成する。複合化剤には塩化カルシウム（ＣａＣ１２）が一般的に使用されるが、多価カチオンを有する他の化合物と同様に、塩化ランタン、塩化第二鉄、塩化第一コバルト、硝酸カルシウム、水酸化カルシウム及び硫酸銅もまた使用できる。

選ばれたゲルは、本発明を実施するのに適当な濃度範囲をそれぞれ有する。取り扱い易さ、ゲル化時間、ゲルの強度及び分裂組織のまわりの被覆の厚さが最適になるように濃度を選ぶべきである。

アルギン酸ナトリウムは１〜ＩＯ％ｗ（ダラム）ハ（ミリリットル）の濃度の、更に通常には１．５〜５％の濃度のそして理想的には１．５〜３％の濃度の水溶液として調整される。

その後、カプセル化しようとする種子をアルギン酸ナトリウム溶液に１ミリリットル当り１〜５０種子、更に通常には１ミリリットル当り　５〜２０種子の濃度で添加し得る。この濃度は、植物種やその起源や生育段階に伴って種子の大きさが変化するのに伴い適宜変更されるものである。

種子をゲル溶液中に個々に分散してがらこの分散液を複合化剤に滴下してもよい。あるいは、ゲル溶液と複合化剤とを当分野で知られている数多くの方法のいずれを用いて混合してもよい。これらの方法には、一方がらゲル小滴を押出してこの小滴を他方がらの複合化剤で被覆する振動ノズルを用いて、小滴形成と複合化剤添加とを一工程として行うものもある。

塩化カルシウム（又は他の複合化剤）は１〜ｔ、ｏｏｏミリモルの濃度、更に通常は２０〜５００　ミリモルの濃度、理想的には５０〜１００ミリモルの濃度の溶液に調整する。他の複合化剤はまた別の好ましい濃度範囲を有し得る。

ゲル形成の時間とゲル溶液の温度は、ゲルと複合化剤の選択した濃度に関して相関関係のあるパラメータである。温度は、種子への損傷を避けるように、１〜５０℃の範囲に、更に通常には１０〜４０　’Ｃの範囲に、好ましくは２０〜３０ ℃の範囲に選択される。

許容し得る温度範囲内では、最短時間で完全にゲルが形成されるように特定の温度が選ばれる。一般にはゲルは即座に形成するが複合化が完全に行われるにはもっと長く時間がかかる。アルギン酸ナトリウムの２．０クラム７１００ｍの水溶液と　１００　ミリモル濃度の塩化カルシウム溶液を用いて２５℃の温度で反応を行った場合、５〜１．２０分、しばしば１０〜９０分で適度なゲル化がおこり、通常は２０〜３０分で十分に完了する。

上述したゲルの特性は各ゲルによって変更可能であるが、一般的にはゲルの濃度パラメーターと化学的特性によって決定される。

ゲルカプセル形成の第２の方法では、種子に施した複合化剤によって、種子をゲル剤に添加した時に種子のまわりにゲルが形成される。塩化カルシウムは、種子に施すことができて、種子がアルギン酸ナトリウム溶液等のゲル剤に入れられた時に種子のまわりにポリマー化したゲルカプセルを形成させる複合化剤の一例である。

更に、各種子は複合化剤で処理した時にゲルポリマー化反応の核になる。このカプセル化方法を適切に実施すれば各種子を１個ずつカプセルの中心におさめることができる。

塩化カルシウムが通常用いられる複合化剤であるが、塩化第二鉄、硝酸カルシウム、過リン酸肥料及び、ベネフィン等の農薬もまた、通常多価カチオンを有する他の化合物と同様に使用できる。

選ばれたゲル剤には本発明を実施するのに可能な濃度範囲がある。取り扱いやすさ、ゲル化時間、ゲル強度及び種子のまわりの被覆の厚さが最適となる濃度が選ばれるべきである。ゲル剤の濃度が高すぎると、溶液が粘稠すぎて攪拌できない場合がありその結果処理した種子をゲル溶液中に浸すのが困難になる。例えばアルギン酸ナトリウムの場合には、０．２〜５％ｗ（ダラム）／Ｖ（ミリリットル）の濃度の水溶液として、更に通常は０．４〜２．５％の、そして好ましくは０．６〜１％の濃度の水溶液に調製し得る。

そして、カプセル中に含有させようとする特定の補助剤を、適切な濃度でアルギン酸ナトリウムに添加してもよい。例えば農薬の場合には、アルギン酸塩溶液の９９．４％までの濃度でアルギン酸ナトリウムに添加し得る。もっと通常では、農薬濃度は１成当り　０．００２〜０．３００１１ｄｌの農薬調合物（２Ｘ　１０−’〜０．３０ｇの活性成分）を含むものとなる。肥料の場合には、１ｍｌのアルギン酸ナトリウムにつき　０．１〜ｔ、ｏｏｏｍｙの濃度で添加する。微生物の場合には、１ｄ当り１〜１０１２の微生物体の濃度で添加し得る。炭素源の場合にはアルギン酸ナトリウム溶液１１１ｆｌ当り１〜５００　ｍ’ｉの濃度で、更に通常では１ｄ当り５〜１００ｍｇの濃度で添加し得る。

複合化剤で処理した種子は、次に、補助剤を分散させたゲル剤の溶液に添加し得る。処理された種子がゲル溶液中に速く浸されるよ（うに、そして形成するゲルカプセルの凝集を防ぐために、ゲル剤の溶液を攪拌することが通常望ましい。

塩化カルシウム（又は他の複合化剤）は０．０５モル〜６．２モル（又は飽和溶液又は過飽和溶液）の濃度、更に通常では０．３モル〜６．２モルの濃度、理想的には０．６モル〜２．０モルの濃度の溶液として調整し得る。他の複合化剤の場合にはまた別の好ましい濃度範囲がある。そして種子を塩化カルシウム（又は他の複合化剤）溶液を用いて浸す、噴霧する、漬ける、注ぐ等の、種子上に一定量の複合化剤の沈着層を形成する方法で処理できる。トマトの種子を塩化カルシウム溶液中に浸す場合には、溶液中に種子が浸されている時間は１秒から２４時間、更に通常は１分から１時間そして理想的には２〜１ｏ分である。あるいは、塩化カルシウム（又は他の複合化剤）を固体の形で種子に添加し得る。無水塩化カルシウムの場合にはパラフィン油等の固着剤を用いて種子に塗布する。

ゲル剤と複合化剤の選ばれた濃度については、ゲル形成の時間とゲル溶液の温度とは相関パラメータである。

温度は、種子の損傷を防ぐように、通常１〜５０℃の範囲内に、更に通常は１０〜４０℃の範囲内に、そして好ましくは２０〜３０℃の範囲内に選ぶのがよい。

ゲル形成を完全に行うのに最短のゲル化時間を達成する為に、許容可能な温度の範囲内で特定の温度を選ぶ。

一般にはゲルは即座に形成するが、完全に複合化が行われるにはもっと長く時間がかかる。１００ｄ当り　０．８ｇ濃度のアルギン酸ナトリウム溶液と１モル濃度の塩化カルシウム溶液とを用いて室温（２２℃）に於いて反応を行う場合、適度なゲル化が達成されるには５〜１２０分そしてしばしば１０〜９０分かかり、通常１５〜２０分で十分に完了する。

上述のゲル特性は各ゲル毎に変更可能であるが、一般的にゲルの濃度パラメーターと化学的特性によって決まる。

このゲルカプセル化工程では、カプセル中の遊離水を高レベルに維持するようにする。カプセルの外装はゲルと複合化剤との間の化学反応によって形成される。

カプセルの内部は湿潤しており、水分含量は５０％より多く、好ましくは７０％と９９．６％の間である。この水はカプセル中の種子組織に即座に利用され、この水分吸収が催芽の重要な第一工程である。

催芽カプセル形成後、種子の催芽は二つの方法のうちいずれかで開始することができる。一旦カプセル化された種子は即座に水分吸収と発芽の工程を開始する。催芽の第一の方法では、この工程は０日間から７日間までの間の特定期間の間に行われ、しばしば１〜４日そして通常は１〜３日の間に行われる。催芽処理の温度は種子発芽の生理学的範囲内に限定すべきであり、一般的には１０〜３０℃の範囲内でありもっと通常には１５〜２５℃の範囲内である。

適当な期間の後、根と苗条の生育を抑制するのに十分な濃度の浸透圧調整剤の水溶液をカプセル中に分散させる。浸透圧調整剤は、ゲルカプセル中に分散するのに（そして播種後はカプセルから外へ出るのに）十分なだけ小さい分子量でなければならない。高分子量の浸透圧調整剤は、水をカプセルの外部へと移動させ、カプセルを収縮させ種子のまわりで崩壊させる。唯一ではないが、一般に有用な浸透圧調整剤は一価塩である。多くの一価塩が有用であるが、とりわけ硝酸カリウム（ＸＮＯ３）等の植物肥料としても働く一価塩が有用である。硝酸カリウムはゲルカプセル中にただちに拡散して、０．３〜１．０モルの濃度で、しばしば０．４〜０．８モルの濃度で、そして通常は０．４〜０，５モルの濃度で発芽を抑制する。

一定量のカプセルをより多量の塩溶液中で十分な時間攪拌することによって、塩をカプセル中に拡散させる。

０．４モル溶液の攪拌時間は１〜３時間であり、０．５モル溶液の攪拌時間は０．５〜１時間であるが、この攪拌時間は種子のタイプと大きさによる。低分子量有機分子もまた浸透圧調整物質（ｏｓｒＡｏｔｉｃｕｍ）として働きうる・　０・６モル〜１．４モルのマンニトールは根の発生を抑制する働きをする。

第二の催芽法では、浸透圧調整剤をカプセル形成の前にゲルマトリックス中と複合化剤中（複合化剤が必要な場合）に含ませる。カプセル形成時以後の浸透圧調整剤の存在は種子の水分吸収又は発芽の生化学的過程を停止しないが、細胞の膨化を阻止する［例えばヘイデツカ−ダブリュー　（Ｈｅｙｄｅｃｋｅｒ４．）及びクールベアー　ビー（Ｃｏｏｌｂｅａｒ、Ｐ、）著のシード　サイエンス　アンド　テクノロジー（Ｓｅｅｄ　５ｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）５巻（１９７７年）３５３−４２５頁、３９１頁を参照］。これらのカプセルはその後、種子のタイプにもよるが、発芽が１〜数日間の間に始まるのに最適な温度又はその付近に保たれる。催芽のいずれの方法でも、通常の種子を土壌マトリックス中に播いた場合と比較して、より早期の出芽が達成される。

実　験本発明を例証する為に、種々の条件下で次の実験が行ａ＋１ｘ）からの出芽ガーナ−シード　カンパニー（Ｇａｒｎｅｒ　５ｅｅｄ　Ｃｏ、）（カリフォルニア州ウッドランド）から入手したトマト種子（品種：１１ＣＢ２）をカプセル化の最初に述べた方法でカプセル化した。トマトの種子は分離ロートから滴下する２％アルギン酸塩溶液（ｌＯＱｍｌの水当り２ｇのＬｌ’−６０アルギン酸塩を含む）中に一つ一つ入れて、ＣａＣｌ２　・２Ｈ２０の１００ミリモル溶液中でアルギン酸塩を複合化することによりてカプセル化した。２４℃で３日間保存した後、カプセルを０．４モル硝酸カリウム溶液（カプセル容量と塩溶液との比が１＝４）中で３時間攪拌した。涼しい温室中で、市販の温室用人工土壌中に１００個のカプセルと　１００個の通常種子とをまいて、苗の発生を観察した。播種９日後に、催芽させたカプセル化種子の８５％が出芽したが、通常種子の出芽は認められなかった。播種１４日後には、催芽させたカプセル化種子の９８％が出芽し、通常種子の９θ％が発芽した。繰り返し実験に於いても、通常種子のわずか９２％が出芽した以外は同様の結果が得られた。

２、トマト種子の催芽と温室中の畑土壌からの出芽非殺菌畑土壌は種子発芽の低下をきたす多数の死物寄生微生物および病原微生物を含存しうる。催芽させたカプセル化種子と通常の種子を、温室用人工土壌中にではなく温室中の畑土壌中にまいた以外は実施例＾、■と同様の実験を行った。播種１０日後に、催芽させたカプセル化種子の８１％が出芽したが、通常種子の出芽は認められなかった。出芽２５日後に、催芽させたカプセル化種子の９０％から苗が発生したが、通常種子は４５％であった。

３、硝酸カリウム添加前の催芽の時間的調節発芽調節用硝酸カリウムの添加時期の可変性を調べた。カプセル化１．２．３又は４日後に硝酸カリウムをカプセル中に拡散させた以外は実施例Ａ、２と同じように種子をカプセル化して催芽させた。各処理につき　１００個のカプセルと通常種子（対照）とを温室中の畑土壌にまいて出芽を観察した。

カプセル中で催芽処理した種子の４処理すべてにつき第１出芽の時期は同様であり、通常種子の出芽よりもずっと早かった。４催芽処理すべてにつき播種５日後に出芽が始まり、１０日後における１、２．３及び４日後処理の催芽種子の出芽率は、それぞれ８７％、６２％、８０％及び７４％に達した。通常種子の出芽率は播種８日後に０％、１ｏ日後に１％であり播種１７日後まで７５％に達しなかった。そして播種１７日後における１、２．３及び４日後処理の催芽種子の出芽率はそれぞれ９０％、６７％、８８％及び８５％であった（平均カプセル中での催芽は、ゲルカプセル中で催芽させる第２法に記載されているようにカプセル形成時に浸透圧調整剤を添加してカプセルを１〜数日間適当な温度に維持することによっても達成される。カプセル化の時に０．４モル硝酸カリウムを含有させた以外は実施例Ａ、１に記載したと同じようにトマトの種子をカプセル化した。

これらのカプセルは７日間２４°Ｃに維持した。更に、比較の為に種子を実施例Ａ、１に記載のようにカプセル化した。各処理につき　１００個のカプセルと、更に１００個の通常種子とを温室中の市販の温室用人工土壌中にまいて苗の発生を観察した。播種７日後に、カプセル形成時に硝酸カリウムを添加したカプセルの９３ｘ１形成３日後に硝酸カリウムを添加したカプセルの８９％及び通常種子のわずか８％から苗が発生した。播種１４日後における苗の発生率はそれぞれ９５％、９３％及び９５％（上記と同じ順序で）あった。

５、催芽させたカプセル化トマト種子の圃場での出芽トマト種子を実施例Ａ、１と同様にカプセル化して催芽させた。１００個のカプセルと　１００個の通常種子とを、商業的なカリフォルニアのトマト生産圃場と同ｓに調整した畑土壌中にまいて出芽を観察した。播種潅水５日後に、催芽させたカプセル化種子の４９％から苗が発生したが、通常種子からは苗の発生が認められながった。播種１８日後には、催芽させたカプセル化種子の７３％が出芽したが通常種子ではわずか５６ｘシか出芽しながった。この試験は連続５週間にわたって５回播種することより行われ、全５試験において同様の結果が得られた。

催芽させた後扱いやすくする為に乾燥させた通常種子は、催芽させていない通常種子よりもしばしば早く出芽する。催芽させたカプセル化種子は催芽させた通常種子よりも早く出芽する。トマトの種子を、カプセル形成の２日後これに硝酸カリウムを添加した以外は実施例Ａ。

１と同様に催芽及びカプセル化した。通常の種子を、空気を通した０、４モル硝酸カリウム溶液中で３日間吸水（「発明の背景」の欄に記載）させて催芽した後、溶液を除き、２４時間室温の空・気にさらすことによって乾燥させた。これらの２つの処理の各々につき１００個の種子と、別の１００個の催芽させていない通常種子とを、温室中で市販の温室用人工土壌中にまいて、出芽を観察した。播種６日後に、催芽させたカプセル化種子の３１％、催芽させて乾燥させた通常種子の３％及び催芽させていない通常種子のＯｘが発芽した。３処理すべての最終的％発芽率は類似していた（９５％より多い）。

トマト種子を第２のカプセル化法で述べたようにカプセル化した。トマト種子を１モル濃度のＣａＣｌ２　・２Ｈ２０溶液中に１０分間浸した後、一つ！つ０．６％アルギン酸ナトリウム（１００ｍの水中に０．６ｇのアルギン酸塩ＬＰ−６０を含有する）の攪拌溶液中に滴下した。２０分後、カプセルを篩にかけて蒸留水で洗ってから、２日間２７℃に維持することによって催芽させた。これらの種子の１２５個と通常種子の１２５個とを涼しい温室中の畑土壌に植えて出芽を観察した。播種５日後に、催芽させたカプセル化した種子の３１％と通常種子のＩＯＸが出芽した。播種１５日後に、いずれの処理に対する出芽率も５９％であった。

カプセル形成２日後に硝酸カリウムを添加した以外は実施例Ａ、ｌに述べたと同様にして、トマト種子を催芽及びカプセル化した。カプセルの半分は、勧められる種子処理率（ｋｇ種子当り　０．６ｇのメクラキシル−１カプセル中２．０μ ｇのメクラキシル）に相当する率の殺菌剤メクラキシル（チバガイギー、グリーンウッド　ノースカロライナ州）を含有した。通常種子もまた等率のメクラキシルで処理するか又は比較の為処理しないでそのままにした。４処理の各々について１８０のカプセル又は種子を、オートクレーブで減菌した畑土壌にまいた。

催芽させたカプセル化種子は通常の種子よりも早く出芽し、殺菌剤メクラキシルがカプセル中に存在することは出芽に影響を与えなかった（表３）。

表　３催芽させたカプセル化種子又は通常種子にメクラキシルを添加した場合と添加しない場合の出芽催芽させたカプセル　。　１０００化種子催芽させたカプセル　。、ｅ　２９　９Ｂ化種子通常の種子　００８５通常の種子　０．６　０　９９鑑賞用の花のサルビア（パーク　シード、グリーンウッド、　ＳＣ，品種：ホットライン）の種子を、硝酸カリウムをカプセル形成のすぐ後に添加し、そのカプセルを１６℃に１４日間維持した以外は実施例Ｂでトマトについて述べたのと同様に催芽及びカプセル化した。催芽及ヒカプセル化した種子１００個と通常種子１００個とを温室中の市販の温室用人工土壌中にまいて出芽を観察した。播種９日後に、催芽させたカプセル化種子の５４％が発芽したが、未加工種子はわずか１７％しか出芽しなかった。播種２６日後までには、催芽させたカプセル化種子の７３％と通常種子の７４％が出芽した。

催芽と温室用人工土壌中での出芽タバコ種子（品ｔＩ　：　ＴＲマドール）を実施例Ａ、１で述べたようにカプセル化して、カプセル形成の２日後３０分間０．５Ｍ硝酸カリウムで処理して、２４℃で更に５日間保存した。播種２日前に、カプセルの半分について発芽が起こるように脱イオン水中で１時間洗うことによって塩を取り除いた。播種時（カプセル形成の７日後）に、これらのカプセル中の種子から幼根が発生していた。幼根が発生した種子を有するカプセル、幼根が発生していない種子を有するカプセル、通常種子各８０個ずつを涼しい温室中の温室用人工土壊にまいて、苗の発生を観察した。カプセル化によって、発生した幼根が保護され、これらの種子は他の２処理のいずれよりも早く出芽した（表４）。

表　４ゲルカプセル（幼根が発生したものと発生しないもの以　上国際調査報告

Claims

【特許請求の範囲】

１．水和高分子ゲルより形成したカプセルの中に少くとも一個の未発芽種子を包封する工程、前記種子の発芽を開始するために遊離水が前記種子包封カプセルの内部に存在するように前記種子包封カプセルを水和条件に維持する工程、前記種子包封カプセルを発芽を許容する条件下に維持する工程、前記水和種子包封カプセルに浸透圧作用による生長抑制剤を導入する工程及び、前記催芽した水和種子包封カプセルを生育環境に播種する工程からなる、個別化し、水和し、催芽処理をした種子を調製する方法。
２．前記種子包封カプセルが前記の包封する工程から前記の播種する工程まで７０重量％乃至９９．６重量％の水を有することからなる特許請求の範囲第１項に記載の方法。
３．前記種子包封カプセルを発芽条件下に維持する前記工程が０乃至７日間実施されることからなる特許請求の範囲第１項に記載の方法。
４．前記浸透圧作用による生長抑制剤が低分子量である特許請求の範囲第１項に記載の方法。
５．前記種子が接合種子、単為生殖種子及び不定胚からなる群から選択されたものである特許請求の範囲第１項に記載の方法。
６．前記種子が、ジャガイモの小片（ｐｏｔａｔｏ　ｓｅｅｄｐｉｅｃｅｓ）、ビートの種子及び穀物の種子からなる群から選択される特許請求の範囲第１項に記載の方法。
７．前記発芽を許容する条件が部分的に１０℃乃至４０℃の周囲温度からなる特許請求の範囲第１項に記載の方法。
８．前記浸透圧作用による生長抑制剤が塩化ナトリウム、硝酸カリウム及びマンニトールからなる群から選択される特許請求の範囲第１項に記載の方法。
９．前記包封の工程の前に、水和高分子ゲルに少くとも一つの有益な補助剤を加える工程が追加される特許請求の範囲第１項に記載の方法。
１０．前記の有益な補助剤が硫酸銅、チウラム（ｔｈｉｒａｍ）、キャブタン、ベノミル、メタラキシル（ｍｅｔａｌａｘｙｌ）、カーボフーラン（ｃａｒｂｏｆｕｒａｎ）、アセフェート（ａｃｅｐｈａｔｅ）、マラチオン、プロナミド（ｐｒｏｎａｍｉｄｅ）及びエチルジプロピルチオカルバメートからなる群から選択されたものである特許請求の範囲第９項に記載の方法。
１１．前記の有益な補助剤が窒素、燐、カリウム、硫黄、カルシウム、マグネシウム、アミノ酸及び微量栄養素からなる群から選択されたものである特許請求の範囲第９項に記載の方法。
１２．前記の有益な補助剤が糖類，炭水化物及びアデノシン三燐酸からなる群から選択されたものである特許請求の範囲第９項に記載の方法。
１３．前記の有益な補助剤がシュードモナス菌、バチルス・チュウリンギエンシス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｔｈｕｒｉｎｇｌｅｎｓｉｓ）、マイコーリザル（Ｍｙｃｏｒｒｈｉｚａｌ）菌、リゾビア（Ｒｈｉｚｏｂｉａ）菌、バチルス・サブティリス（Ｂａｃｉｌｌｉｓ　ｓｕｂｔｉｌｉｓ）及びアクチノマイセト（Ａｃｔｉｎｏｍｙｃｅｔｅ）菌からなる群から選択されたものである特許請求の範囲第９項に記載の方法。
１４．前記の有益な補助剤がジベレリン酸、サイトカイニン類（Ｃｙｔｏｋｉｎｉｎｓ）ナフタレン酢酸、インドール酪酸及びインドール酢酸からなる群から選択されたものである特許請求の範囲第９項に記載の方法。
１５．前記の有益な補助剤が脱窒阻害剤、鉄キレート剤、フェロモン、酵素、農薬解毒剤及び農薬毒性緩和剤からなる群から選択されたものである特許請求の範囲第９項に記載の方法。
１６．前記の有益な補助剤が土壌調整剤、水調整剤、分散剤、湿潤化剤及びｐＨ調節化合物からなる群から選択されたものである特許請求の範囲第９項に記載の方法。
１７．浸透圧作用による生長抑制剤を含有する水和高分子ゲルより形成したカプセルの中に少なくとも一個の未発芽種子を包封する工程、前記種子の発芽を開始するために遊離水が前記種子包封カプセルの内部に存在するように、前記種子包封カプセルを水和条件に維持する工程、前記種子包封カプセルを発芽温度に維持する工程及び前記の水和された催芽種子包封カプセルを生育環境に播種する工程からなる、個別化した催芽種子を生育環境に播種する方法。
１８．前記種子包封カプセルが前記の包封する工程から前記の播種する工程まで７０重量％乃至９９．６重量％の水を含有することからなる特許請求の範囲第１７項に記載の方法。
１９．前記種子と共に浸透圧作用による生長抑制剤を包封化する前記段階が細胞の膨化を抑制すると同時に種子に吸水させることを含む特許請求の範囲第１７項に記載の方法。
２０．前記種子包封カプセルを発芽条件下に維持する前記工程が０乃至７日間実施されることからなる特許請求の範囲第１７項に記載の方法。
２１．前記の浸透圧作用による生長抑制剤が低分子量である特許請求の範囲第１７項に記載の方法。
２２．前記種子が、接合種子、単為生殖種子及び不定胚からなる群から選択されたものである特許請求の範囲第１７項に記載の方法。
２３．前記種子がジャガイモの小片、ビートの種子及び穀物の種子からなる群から選択される特許請求の範囲第１７項に記載の方法。
２４．前記発芽温度が１０℃乃至４０℃である特許請求の範囲第１７項に記載の方法。
２５．前記の浸透圧作用による生長抑制剤が塩化ナトリウム、硝酸カリウム及びマンニトールからなる群から選択される特許請求の範囲第１７項に記載の方法。
２６．前記包封の工程の前に、水和高分子ゲルに少くとも一つの有益な補助剤を加える工程が追加される特許請求の範囲第１７項に記載の方法。
２７．前記の有益な補助剤が硫酸銅、チウラム、キャブクン、ベノミル、メタラキシル、カーボフーラン、アセフェート、マラチオン、プロナミド及びエチルジプロピルチオカルバメートからなる群から選択されたものである特許請求の範囲第２６項に記載の方法。
２８．前記の有益な補助剤が窒素、燐、カリウム、硫黄、カルシウム、マグネシウム、アミノ酸及び微量栄養素からなる群から選択したものである特許請求の範囲第２６項に記載の方法。
２９．前記の有益な補助剤が糖類、炭水化物及びアデノシン三燐酸からなる群から選択されたものである特許請求の範囲第２６項に記載の方法。
３０．前記の有益な補助剤がシュードモナス菌、バチルス・チュウリンギエンシス、マイコーリザル菌、リゾビア菌、バチルス・サブティリス及びアクチノマイセト菌からなる群から選択されたものである特許請求の範囲第２６項に記載の方法。
３１．前記の有益な補助剤がジベレリン酸、サイトカイニン類、ナフタレン酢酸、インドール酪酸及びインドール酢酸からなる群から選択されたものである特許請求の範囲第２６項に記載の方法。
３２．前記の有益な補助剤が脱窒阻害剤、鉄キレート剤、フェロモン、酵素、農薬解毒剤及び農薬毒性緩和剤からなる群から選択されたものである特許請求の範囲第２６項に記載の方法。
３３．前記の有益な補助剤が土壌調整剤、水調整剤、分散剤、湿潤化剤及びｐＨ調節化合物からなる群から選択されたものである特許請求の範囲第２６項に記載の方法。
３４．種子カプセルを形成するために、水和高分子ゲルの中に浸透圧作用による生長抑制剤と共に包封化されている催芽種子。
３５．前記カプセルが７０重量％乃至９９．６％の水を含有する特許請求の範囲第３４項に記載の種子カプセル。
３６．前記の浸透圧作用による生長抑制剤が低分子量である特許請求の範囲第３４項に記載の種子カプセル。
３７．前記催芽種子が接合種子、単為生殖種子及び不定胚からなる群から選択されたものである特許請求の範囲第３４項に記載の種子カプセル。
３８．前記催芽種子が、ジャガイモの小片、ビートの種子及び穀物の種子からなる群から選択される特許請求の範囲第３４項に記載の種子カプセル。
３９．前記の浸透圧作用による生長抑制剤が塩化ナトリウム、硝酸カリウム及びマンニトールからなる群から選択される特許請求の範囲第３４項に記載の種子カプセル。
４０．有益な補助剤を更に含む特許請求の範囲第３４項に記載の種子カプセル。
４１．前記の有益な補助剤が硫酸銅、チウラム、キャブタン、ベノミル、メタラキシル、カーボフーラン、アセフェート、マラチオン、プロナミド及びエチルジプロピルチオカルバメートからなる群から選択されたものである特許請求の範囲第４０項に記載の種子カプセル。
４２．前記の有益な補助剤が窒素、燐、カリウム、硫黄、カルシウム、マグネシウム、アミノ酸及び微量栄養素からなる群から選択したものである特許請求の範囲第４０項に記載の種子カプセル。
４３．前記の有益な補助剤が糖類、炭水化物及びアデノシン三燐酸からなる群から選択されたものである特許請求の範囲第４０項に記載の種子カプセル。
４４．前記の有益な補助剤がシュードモナス菌、バチルス・チュウリンギエンシス、マイコーリザル菌、リゾピア菌、バチルス・サブティリス及びアクチノマイセト菌からなる群から選択されたものである特許請求の範囲第４０項に記載の種子カプセル。
４５．前記の有益な補助剤がジベレリン酸、サイトカイニン類、ナフタレン酢酸、インドール酪酸及びインドール酢酸からなる群から選択されたものである特許請求の範囲第４０項に記載の種子カプセル。
４６．前記の有益な補助剤が脱窒阻害剤、鉄キレート剤、フェロモン、酵素、農薬解毒剤及び農薬毒性緩和剤からなる群から選択されたものである特許請求の範囲第４０項に記載の種子カプセル。
４７．前記の有益な補助剤が土壌調整剤、水調整剤、分散剤、湿潤剤及びｐＨ調節化合物からなる群から選択されたものである特許請求の範囲第４０項に記載の種子カプセル。