WO2012063966A1 - 種子被覆剤及び種子被覆剤被覆種子 - Google Patents

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iron powder
seed
coating
coating agent
seeds
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Inventor
河野 貴史
政志 藤長
Original Assignee
Jfeスチール株式会社
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01CPLANTING; SOWING; FERTILISING
    • A01C1/00Apparatus, or methods of use thereof, for testing or treating seed, roots, or the like, prior to sowing or planting
    • A01C1/06Coating or dressing seed

Definitions

  • the present invention relates to a seed coating agent that contains iron powder and a binder as constituents and is suitable for coating seeds such as rice seeds.
  • the present invention also relates to a seed coating agent-coated seed obtained by coating a seed with the seed coating agent.
  • Patent Document 1 proposes the following technique as a method for producing iron powder-coated rice seeds. “To the rice seeds, add iron powder and 0.5-2% by mass of sulfate (excluding calcium sulfate) and / or chloride, and then add water to granulate.
  • An iron powder-coated rice seed production method characterized in that iron powder is attached to solidified rice seeds by rust generated by an oxidation reaction of metallic iron powder by supplying water and oxygen, and then dried. (Refer to claim 1 of Patent Document 1)
  • coating disintegration test a method of measuring the degree of coating disintegration (hereinafter referred to as coating disintegration test), that is, a method of dropping a steel sheet having a thickness of 1.3 m to a steel plate with a thickness of 3 mm and giving a mechanical impact. It has been confirmed that practical strength is obtained.
  • Patent Document 1 no particular attention is paid to the particle size distribution of iron powder.
  • iron powder having the particle size distribution shown in Table 1 below is used for coating, the above iron powder-coated rice seeds are used. In the disintegration tests, practical impact strength can be maintained.
  • Patent Document 1 discusses the collapse of the iron powder coating due to the impact caused by the drop in the seeding process. Therefore, as a strength test, a disintegration test is performed in which a mechanical impact is applied by dropping the steel sheet 5 times from a height of 1.3 m to a steel plate having a thickness of 3 mm.
  • rice seeds are subjected to mechanical external force not only in the sowing process but also in the transport process, as described above. And the mechanical external force which a rice seed receives in a transportation process is the frictional force of the sliding and rolling which arise between seeds or between a seed and a container other than the impact by fall.
  • the particle size distribution of the iron powder described in Patent Document 1 is such that the ratio of the particle diameter of 45 ⁇ m or less is 85% or less, and the ratio of the fine iron powder is too small. In this way, when the proportion of fine iron powder is too small and the amount of coarse iron powder is excessive, the number of particles for coating the iron powder surface is insufficient, and uniform film formation becomes impossible. In addition, the coating strength may be reduced.
  • Patent Document 1 discloses that a binder is added to enhance the adhesion of iron powder to rice seeds, and sulfate and / or chloride is added as a binder, and water is further added. And granulate. As a specific granulation method, iron powder, sulfate and / or chloride, and rice seed are put into a rotating container, and the surface of the rice seed is coated with iron powder and gypsum while spraying water. ing. However, when the above granulation method disclosed in Patent Document 1 is used, aggregated particles of iron powder and a binder are likely to be generated. Agglomerated particles are extremely harmful because they cause a reduction in the yield of adhesion of iron powder to rice seeds, inhibit the uniformity of coating components, and cause various problems such as a decrease in coating workability. is there.
  • the present invention has been made in order to solve such a problem, and a seed coating agent capable of realizing a coating with less iron powder falling off not only in a sowing step but also in a transportation step, and a seed coating agent coated with the seed coating agent The purpose is to obtain coated seeds.
  • the inventor conducted the following studies on each of the iron powder and the binder.
  • FIG. 1 is a secondary electron image of a rice seed pod by a scanning electron microscope.
  • FIG. 1 (a) is an overall image
  • FIG. 1 (b) is a partially enlarged photograph
  • FIG. 1 (c) is a further enlarged photograph. Is shown.
  • the surface of the rice husk which is the outermost shell of the rice seed pod, has fine irregularities. It was thought that a stronger coating could be formed by iron powder entering and adhering to the recesses in the irregularities.
  • the surface structure of the seed rice is shown in detail on page 21 of “Seeing the Microscopic Structure of Rice (by Takamasa Mezaki)” (Non-Patent Document 1).
  • the interval between the irregularities is about 50 ⁇ m. Therefore, fine iron powder having a particle size of less than about 50 ⁇ m adheres to the recesses, thereby eliminating the gap between the seed surface and the coating and forming a strong coating.
  • FIG. 1 (c) there are many fine vertical grooves with a width of about 10 ⁇ m or less that divide the uneven structure on the seed surface.
  • the iron powder coating formed into a film by the corrosion of iron powder exhibits the "wedge effect" due to the iron powder filled in the fine vertical grooves. It is considered that it is firmly bonded to the seed soot, and thus the coating strength can be further increased.
  • the inventor considers that there is an appropriate range for the particle size of the iron powder that can be firmly attached to seeds having such irregularities and grooves, and effectively exhibits the above-mentioned attachment form.
  • the iron powder particle diameter for making it investigate was examined. As a result, by containing a certain amount of iron powder having a particle size of 45 ⁇ m or less, adhesion to the recesses and filling into the fine grooves are promoted, and the coating strength is increased, and the coating film accompanying the rolling and sliding of the seeds is increased. The knowledge that the amount of peeling can be reduced was obtained.
  • the inventor examined not only the seed adhesion behavior to the concave portion of the seed surface and the filling behavior to the groove portion, but also the iron powder particle size retained by the hair retention force in the rice seed.
  • hair 5 grows on the surface of rice husk 3 which is the outermost shell of rice seed pod 1.
  • the way the hairs 5 grow is also dense.
  • the adhesive force is enhanced by the iron powder being held by the hairs 5 at the site where the hairs 5 are dense, and the spacing between the hairs 5 at this site is 50 to 150 ⁇ m. Therefore, if the particle size of the iron powder is too large, not only does it not easily enter the gap between the hairs 5, but also the gravity acting on the particles is large and the hairs 5 cannot hold the particles, so the adhesion effect is estimated to be small. Accordingly, it was also found that the ratio of the iron powder having a particle diameter of 150 ⁇ m or more that cannot be expected to be retained by the bristles 5 is preferably set to a predetermined amount or less.
  • seeds having grooves and / or irregularities and / or hairs on the whole or a part of the seed surface are described for other seeds.
  • seeds having hair on the surface include seeds such as wheat, carrot and tomato.
  • seeds having hair on the surface include seeds such as wheat, carrot and tomato.
  • the present invention has been made on the basis of the above knowledge, and specifically comprises the following configuration.
  • the seed coating agent according to the present invention is a seed coating agent containing iron powder and a binder used to coat the seed surface, and the iron powder is a mass ratio of iron powder having a particle diameter of 45 ⁇ m or less. Is more than 85%, and the binder has an average particle size of 1 to 150 ⁇ m.
  • the iron powder and the binder may be mixed before the seed coating operation and exist as a mixture, or separately before the seed coating, and mixed with the seeds during the coating. Also good.
  • the binder contains at least one selected from sulfates and chlorides.
  • the iron powder has a mass ratio of the iron powder having a particle diameter of more than 150 ⁇ m of less than 10%.
  • the iron powder is iron powder produced by a reduction method or an atomization method.
  • the seed coating agent-coated seed according to the present invention is obtained by coating seeds with the seed coating agent according to any one of (1) to (4) above.
  • the seed is a rice seed.
  • the seed coating agent-coated seed according to the present invention has a coating layer containing iron powder and a binder, which is attached to the concave portion of the seed surface and / or filled in the groove.
  • the iron powder contained in the coating layer is preferably fine particles, and more preferably has a particle size of 45 ⁇ m or less. More preferably, the average particle size is 1 to 40 ⁇ m.
  • the seed coating agent according to the present invention is a seed coating agent containing iron powder and a binder used to coat the seed surface, and the iron powder has a mass ratio of 85% of iron powder having a particle size of 45 ⁇ m or less. Since the average particle diameter is 1 to 150 ⁇ m, the binder has the following effects. ⁇ Iron powder can be expected to adhere to the inside of the groove and to the concave part and be retained by hair for seeds such as rice seeds with irregularities, grooves and hair on the seed surface, not only in the sowing process but also in the transport process A coating with less iron powder falling off can be realized. -Since the binding material can suppress the generation of aggregated particles, the yield can be improved, the coating components can be made uniform, and the coating workability can be improved. This makes it possible to save farm work and reduce production costs.
  • FIG. 1 is a secondary electron image of the surface of a rice seed
  • FIG. 1 (a) is an overall image
  • FIG. 1 (b) is a partially enlarged photograph
  • FIG. 1 (c) is a further enlarged photograph.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the state of the surface of the rice seed.
  • the seed coating agent according to an embodiment of the present invention is a seed coating agent containing iron powder used to coat the seed surface and sulfate and / or chloride as a binder, wherein the iron powder comprises: The mass ratio of iron powder having a particle size of 45 ⁇ m or less is more than 85%, and the binder has an average particle size of 1 to 150 ⁇ m. Moreover, in this Embodiment, Preferably the mass ratio of the iron powder whose particle diameter exceeds 150 micrometers is less than 10%.
  • the iron powder and the binder constituting the seed coating agent will be described in detail.
  • the mass ratio of iron powder having a particle diameter of 45 ⁇ m or less is preferably 90% or more. More preferably, it is 95% or more.
  • the average particle size of iron powder of 45 ⁇ m or less is preferably about 1 to 40 ⁇ m.
  • the mass ratio of the iron powder having a particle diameter of more than 150 ⁇ m is less than 10% because the iron powder having a particle diameter of more than 150 ⁇ m cannot be expected to be held by hair or directly attached to the seed surface.
  • the purpose is to reduce the particle size. Iron powder having a particle diameter exceeding 150 ⁇ m may not be contained (that is, 0%).
  • the particle size distribution of iron powder can be evaluated by sieving using the method defined in JIS Z2510-2004.
  • any known method can be applied as a method for producing iron powder in the present embodiment. Specifically, a reduction method in which mill scale is reduced (the obtained iron powder is referred to as reduced iron powder) or an atomization method in which molten steel is manufactured with water or the like (the obtained iron powder is referred to as atomized iron powder).
  • the iron powder may contain alloy components and impurities in addition to iron, but is preferably about 10% by mass or less. In particular, so-called pure iron powder containing 90% by mass or more of Fe is preferable.
  • the binder is composed of sulfate and / or chloride.
  • Preferred sulfates are calcium sulfate, potassium sulfate, magnesium sulfate and hydrates thereof.
  • Preferred chlorides are potassium chloride, calcium chloride, magnesium chloride and hydrates thereof.
  • the mass ratio contained in the whole seed coating material of the binder is preferably 0.1 to 80% by mass. This is because if the content ratio of the binder is 0.1% by mass or more, the strength of the coating film does not decrease, and is therefore suitable for practical use. Moreover, if the content rate of a binder is 80 mass% or less, a binder will not aggregate and workability
  • the average particle size of the binder is 1 to 150 ⁇ m. This is because if the average particle size of the binder is less than 1 ⁇ m, the aggregated particles generated during the coating operation increase and the workability is remarkably reduced. On the other hand, if the average particle size of the binder exceeds 150 ⁇ m, the adhesion of the iron powder decreases and the strength of the coating film decreases.
  • a preferable average particle diameter is 3 ⁇ m or more. A more preferable average particle diameter is 5 to 100 ⁇ m.
  • Non-patent Document 2 “Iron-coated direct sowing manual 2010 (Agricultural Research Center for Agricultural and Food Industry, Kinki Chugoku Shikoku Agricultural Research Center)” (Non-patent Document 2)
  • any method such as manual coating (coating) or a method using a conventionally known mixer may be used.
  • the mixer include a stirring blade mixer (for example, a Henschel mixer), a container rotation type mixer (for example, a V-type mixer, a double cone mixer, an inclined rotation type bread type mixer (disk pelletizer), a rotary mulberry type mixer, and the like. ) Can be used.
  • a seed coating agent containing iron powder and a binder is used for iron powder coating.
  • the solid content as a coating component is preferably about 30% or less with respect to the total of the iron powder and the binder.
  • the seed coated with the seed coating agent as described above is the seed coating agent-coated seed of the present invention.
  • Typical seeds to be coated are rice seeds, but other seeds include seeds such as wheat, carrot and tomato.
  • the coating (coating) of the seed coating agent was performed according to the method described in the above-mentioned “Iron coating direct sowing manual sowing manual 2010”. Specifically, it is as follows.
  • Non-patent Document 3 JPMA P 11-1992 “Measurement method of rattra value of metal compact”
  • Table 2 shows the particle size distribution of the iron powder of the seed coating agent and the weight reduction rate in the ratra test.
  • the mass ratio of the iron powder having a particle diameter exceeding 150 ⁇ m is 12.2%, which exceeds 10%, and the weight reduction rate in the ratra test in this case is 3.9%.
  • the mass ratio of the iron powder having a particle diameter of more than 150 ⁇ m is less than 10%, and the weight reduction rate in these ratra tests is as low as 3.3% or less. ing. From this, it can be seen that by reducing the mass ratio of the iron powder having a particle diameter of more than 150 ⁇ m, preferably less than 10%, the adhesion of the iron powder can be further increased.
  • Example 1 When Invention Example 1 is compared with Invention Example 2, the mass ratio of iron powder having a particle diameter of less than 45 ⁇ m in Invention Example 1 is 98.7%, and the mass ratio of iron powder having an particle diameter of less than 45 ⁇ m in Invention Example 2 is Although it is higher than 90.5%, the weight reduction rate is higher in Invention Example 1. This is because in Example 2, the mass ratio of the particle diameter exceeding 45 ⁇ m and 150 ⁇ m or less is as large as about 9.5%, so that the effect of retaining the seed surface by hair on the interval of 50 to 150 ⁇ m is obtained. It is assumed that there was.
  • iron powder having a particle diameter of 45 ⁇ m or less is contained in a mass ratio of more than 85%
  • iron powder having a particle diameter of more than 45 ⁇ m and 150 ⁇ m or less is about 2 to 12%, preferably 2 to 10%. It is particularly preferable to contain at a mass ratio of about.
  • the method for coating the rice seed with the seed coating agent was the same as that performed in the above-mentioned “confirmation of effect on iron powder particle size”.
  • the coating operation that is, when iron powder, calcined gypsum, and rice seeds were put into an inclined rotary bread mixer and mixed, the state of occurrence of aggregated particles was visually confirmed and evaluated.
  • the coating strength of the rice seeds coated with iron powder after the completion of the coating operation was examined by a ratra test. The results are shown in Table 3.
  • the method for coating the rice seed with the seed coating agent was the same as that performed in the above-mentioned “confirmation of effect on iron powder particle size”.
  • the coating operation that is, when iron powder, potassium chloride, and rice seeds were put into an inclined rotary bread mixer and mixed, the state of occurrence of aggregated particles was visually confirmed and evaluated.
  • the coating strength of the rice seeds coated with iron powder after the completion of the coating operation was examined by a ratra test. The results are shown in Table 4.
  • the average particle size of calcined gypsum and potassium chloride as a binder is related to the generation of aggregated particles and the coating strength. It was also confirmed that the preferred range of the average particle size of the binder was 1 to 150 ⁇ m.
  • calcined gypsum and potassium chloride have been described as examples of the binder, but the same applies to other sulfates, chlorides, or mixtures of sulfates and chlorides.
  • substances that promote the oxidation reaction of iron powder such as sulfites, sulfides, nitrates, nitrites, hydrates of these salts, or mixtures of these salts It can be used as a binder.
  • calcined gypsum is particularly suitable because it has a very small adverse effect on plants and human bodies, and is inexpensive and easily available.
  • the binder may contain about 10% or less of additives and impurities other than those described above.
  • the seed coating material containing iron powder adheres to the grooves and in the recesses and is held by hair. .
  • production of the aggregated particle of a binder can be suppressed, and the improvement of a yield, the uniformity of a coating component, and also the improvement of coating workability
  • operativity are realizable.

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Abstract

種子表面を被覆するのに用いる、鉄粉と結合材を含む種子被覆剤であって、前記鉄粉において、粒子径が45μm以下の鉄粉の質量比率を85%超とし、前記結合材において、その平均粒径を1~150μmとすることにより、播種工程のみならず輸送工程においても鉄粉の脱落が少ない被覆が実現できる種子被覆剤および種子被覆剤被覆種子を得ることができる。

Description

種子被覆剤及び種子被覆剤被覆種子
 本発明は、鉄粉及び結合材を構成要素として含み、稲種子等の種子被覆に好適な種子被覆剤に関するものである。本発明はまた、前記種子被覆剤を種子に被覆してなる、種子被覆剤被覆種子に関するものである。
 農業従事者の高齢化、農産物流通のグローバル化に伴い、農作業の省力化や農産物生産コストの低減が解決すべき課題となっている。これらの課題を解決するために、例えば、水稲栽培においては、育苗と移植の手間を省くことを目的として、種子を圃場に直接播く直播法が普及しつつある。その中でも、種子の比重を高めるために、鉄粉を被覆した種子を用いる手法は、水田における種子の浮遊や流出を防止し、かつ鳥害を防止するというメリットがあることで注目されている。
 また、鉄粉被覆により、副次的に殺菌効果が得られることも注目されている。
 鉄粉を被覆した種子を用いて直播栽培法を活用するためには、輸送や播種の工程において被覆した鉄粉被膜が剥離しにくいことが求められる。鉄粉被膜が剥離すると、種子の比重が低下して前記のメリットが得られなくなるのみならず、剥離した被膜は輸送や播種の工程において、配管の目詰まりや回転機構部への噛み込みの原因となり、剥離した細かい鉄粉が粉塵を生じる原因にもなるからである。このようなことから、鉄粉被膜の剥離は極力抑制しなくてはならない。
 稲種子表面に鉄粉を付着、固化させる技術としては、特許文献1に鉄粉被覆稲種子の製造法として以下のような技術が提案されている。
 「稲種子に、鉄粉、並びに鉄粉に対する質量比で0.5~2%の、硫酸塩(但し、硫酸カルシウムは除く)及び/又は塩化物を加え、さらに水を添加して造粒し、水と酸素を供給して金属鉄粉の酸化反応によって生成した錆により、鉄粉を稲種子に付着、固化させた後、乾燥させることを特徴とする鉄粉被覆稲種子の製造法。」(特許文献1の請求項1参照)
 特許文献1に記載の発明においては、稲種子が動力散布機や播種機を用いて播種されるため、機械的衝撃によって崩壊しない程度の強度特性が必要であることから、製造されたコーティング稲種子について、コーティングの崩壊程度の測定法(以下、コーティングの崩壊試験という)、すなわち1.3mの高さから厚さ3mmの鋼板に5回落下させ、機械的衝撃を与える方法で測定して、コーティングに実用的な強度が得られていることを確認している。
 なお、特許文献1においては、特に鉄粉の粒度分布に着目はされていないが、以下の表1に示す粒度分布を有する鉄粉をコーティングに使用した場合には、上記の鉄粉被覆稲種子の崩壊試験において、いずれも実用的な衝撃強度を維持できるとしている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
特許第4441645号公報
「お米の微視的構造を見る」(目崎孝昌 著、美味技術研究会、2006年、p.20~21) 「鉄コーティング湛水直播マニュアル2010」(山内稔 執筆、独立行政法人 農業・食品産業技術総合研究機構 近畿中国四国農業研究センター 編、2010年3月) JPMA P 11−1992 「金属圧粉体のラトラ値測定方法」(日本粉末冶金工業会規格、1992年)
 しかしながら本発明者らは、従来技術における以下の問題点を新たに見出した。
 鉄粉被膜の付着強度に関し、特許文献1においては、特に播種工程における落下による衝撃に起因した鉄粉被覆の崩壊について検討されている。そのため、強度試験として、1.3mの高さから厚さ3mmの鋼板に5回落下させて機械的衝撃を与えるという崩壊試験が行われている。
 しかしながら、稲種子は播種工程のみならず、輸送工程においても機械的な外力を受けることは前述の通りである。そして、輸送工程において稲種子が受ける機械的外力は、落下による衝撃の他、種子間もしくは種子と容器間で生じる滑りや転がりの摩擦力である。
 落下による衝撃を受けた場合、鉄粉被覆は割れによって剥離するが、摩擦力を受けた場合には、磨り減りにより徐々に剥離するという形態をとる。
 したがって、鉄粉被覆を播種工程のみならず輸送工程での鉄粉被膜の剥離を防止するには、摩擦力に対する強度を有する被覆が必要となる。
 しかしながら、種子の滑りや転がり摩擦応力に対して十分な強度で稲種子を被覆できる鉄粉や、鉄粉を被覆した種子を実現する技術はなかった。
 また、特許文献1に記載の鉄粉の粒度分布は、表1に示されるように、45μm以下の粒径の割合が85%以下であり、微粒鉄粉の割合が過少である。このように、微粒鉄粉の割合が過少で、粗粒鉄粉が過多な場合には、鉄粉表面を被覆するための粒子数が不足し、均一な被膜形成が不可能になり、結果的に被膜強度が低下するおそれがある。
 また、特許文献1においては、鉄粉の稲種子への付着を強化するために結合材を添加することが開示されており、結合材として硫酸塩及び/又は塩化物を加え、さらに水を添加して造粒するとしている。そして、具体的な造粒方法としては、鉄粉と硫酸塩及び/又は塩化物と稲種子を回転容器中に投入して、水スプレーしながら稲種子表面に鉄粉と石膏をコーティングするようにしている。
 しかしながら、特許文献1に開示された上記のような造粒方法を用いた場合、鉄粉と結合材の凝集粒子が生成しやすい。
 凝集粒子は、鉄粉の稲種子への付着の歩留まりの低下を招き、また被膜成分の均一性を阻害し、さらに被覆作業性の低下を来たすという種々の問題の原因となり、きわめて有害なものである。
 本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、播種工程のみならず輸送工程においても鉄粉の脱落が少ない被覆が実現できる種子被覆剤、及び該種子被覆剤で被覆した種子被覆剤被覆種子を得ることを目的としている。
 発明者は、上記の問題点を解決するために、鉄粉と結合材のそれぞれについて以下のような検討を行った。
 <鉄粉についての検討>
 発明者は稲種子の表面を観察して、如何なる鉄粉を用いることが剥離防止に効果的であるかについて検討した。
 発明者が着目したのは、稲種子の表面構造である。図1は稲の種籾の走査型電子顕微鏡による二次電子像であり、図1(a)が全体像、図1(b)が一部の拡大写真、図1(c)がさらに拡大した写真を示している。
 図1の写真から分かるように、稲の種籾の最外殻である籾殻の表面には、微細な凹凸がある。この凹凸における凹部に鉄粉が入り込んで付着することによって、より強固な被膜を形成することができるのではないかと考えた。
 種籾の表面構造は「お米の微視的構造を見る(目崎孝昌 著)」(非特許文献1)の21ページに詳しく示されている。前記の凹凸の間隔は約50μmである。従って、粒径が約50μmを下回る微細な鉄粉は、凹部に付着することで、種子の表面と被膜間の空隙をなくし、強固な被膜を形成することができるのである。
 さらに微視的には、図1(c)図に示されるように、種籾表面には凹凸構造を分割する、幅10μm程度以下の微細な縦溝が多数存在する。これらの微細な縦溝に鉄粉を充填することで、鉄粉の腐食によって膜状に形成される鉄粉被膜が、微細な縦溝に充填された鉄粉による「くさび効果」を発揮して種籾と強固に接合され、よって被膜強度を更に高めることができると考えられる。
 以上の検討から、発明者は、このような凹凸や溝がある種子に対して強固に付着できる鉄粉の粒子径には適切な範囲があると考え、上記のような付着形態を有効に発揮させるための鉄粉粒子径について検討した。その結果、粒子径が45μm以下の鉄粉をある程度多量に含むことで、凹部への付着と微細な溝への充填が促進され被膜強度を高め、種子の転がりや滑りに伴う、被覆膜の剥離量を小さくできるとの知見を得た。
 一方、粒子径が45μmを超える鉄粉は、この凹部や溝の内部に入ることができないので、種子の表面と鉄粉被膜間には空隙が残留して被膜の付着力が低下するため、被膜強度が低下すると推定される。
 また、発明者は、種子表面の凹部への種子付着挙動や、溝部への充填挙動の他、稲種子においては毛の保持力によって保持される鉄粉粒径についても検討した。
 稲の種籾1の最外殻である籾殻3の表面には、図2に示すように、毛5が生えている。種籾1に鉄粉をコーティングする際には、毛5の弾性的作用によって毛5と毛5の間に配置された鉄粉が毛5に保持されることを通じて、付着力が高まると推察される。
 前記「お米の微視的構造を見る(目崎孝昌 著)」の21ページにも示されているように、前記の毛5の生え方にも粗密がある。特に、毛5が密集した部位において鉄粉が毛5に保持されることによって付着力が高まると考えられるが、この部位における毛5の間隔は50~150μmである。
 したがって、鉄粉の粒子径が大きすぎると毛5の間隙に入りにくくなるのみならず、粒子に作用する重力が大きく、毛5が粒子を保持できなくなるので、付着効果が小さくなると推定される。そこで、毛5による保持が期待できない粒子径が150μm以上の鉄粉の割合は所定の量以下にするのが好ましいとの知見も得た。
 なお、上記の検討は稲種子を例に挙げて説明したが、他の種子であっても稲種子と同様に、種子表面の全体もしくは一部に溝および/または凹凸および/または毛を有する種子であって、溝および凹凸の形態や毛の生え方(間隔等)が稲種子に類似する場合は、本発明の効果が見込まれる。表面に毛を有する種子としては、例えば、麦、ニンジン、トマトなどの種子が例示される。
 <結合材についての検討>
 結合材については、凝集粒子発生の原因を検討した。その結果、凝集粒子の発生は、結合材の粒径に関連しているとの知見を得た
 なお、上記の検討は稲種子を例に挙げて説明したが、他の種子であっても稲種子と同様に表面に毛を有し、毛の生え方(間隔等)が稲種子に類似する場合は、本発明の効果が見込まれる。表面に毛を有する種子としては、例えば、麦、ニンジン、トマトなどの種子が例示される。
 本発明は上記の知見を基になされたものであり、具体的には以下の構成からなるものである。
 (1)本発明に係る種子被覆剤は、種子表面を被覆するのに用いる鉄粉と結合材を含む種子被覆剤であって、前記鉄粉は、粒子径が45μm以下の鉄粉の質量比率が85%超であり、前記結合材は、その平均粒径が1~150μmであるものである。
 鉄粉と結合材は、種子の被覆作業の前に混合されて混合物として存在してもよいし、種子の被覆を行う前は別個に存在し、被覆の際に種子と共に混合されるようにしてもよい。
 (2)また、上記(1)に記載のものにおいて、前記結合材が、硫酸塩及び塩化物から選ばれる少なくとも1種を含むものである。
 (3)また、上記(1)又は(2)に記載のものにおいて、前記鉄粉は、粒子径が150μm超の鉄粉の質量比率が、10%未満であるものである。
 (4)また、上記(1)乃至(3)のいずれかに記載のものにおいて、前記鉄粉が還元法もしくはアトマイズ法で製造された鉄粉であるものである。
 (5)また、本発明に係る種子被覆剤被覆種子は、上記(1)乃至(4)のいずれかに記載の種子被覆剤を種子に被覆してなるものである。
 (6)また、上記(5)に記載のものにおいて、種子が稲種子であるものである。
 なお、本発明に係る種子被覆剤被覆種子は、種子表面の凹部に付着しおよび/または溝に充填されてなる、鉄粉および結合材を含む被覆層を有することが好ましい。ここで当該被覆層に含まれる鉄粉は微細粒であることが好ましく、粒径が45μm以下であることがさらに好ましい。さらに好ましくは、平均粒径が1~40μmである。
 本発明に係る種子被覆剤は、種子表面を被覆するのに用いる鉄粉と結合材を含む種子被覆剤であって、前記鉄粉は、粒子径が45μm以下の鉄粉の質量比率が85%超であり、前記結合材は、その平均粒径が1~150μmであることから、下記の効果を有する。
 ・鉄粉は、種子表面に凹凸や溝や毛を有する例えば稲種子のような種子に対して、溝内部や凹部への付着や毛による保持が期待でき、播種工程のみならず輸送工程においても鉄粉の脱落が少ない被覆が実現できる。
 ・結合材は凝集粒子の発生が抑制できるので、歩留まりの向上、被覆成分の均一化、さらには被覆作業性の向上を実現できる。
 これによって、農作業の省力化や農産物生産コストの低減が可能となる。
図1は、稲種子の表面の二次電子像であって、図1(a)は全体像、図1(b)は一部の拡大写真、図1(c)はさらに拡大した写真である。 図2は、稲種子の表面の状態を説明する説明図である。
 本発明の一実施の形態に係る種子被覆剤は、種子表面を被覆するのに用いる鉄粉と結合材としての硫酸塩及び/又は塩化物を含む種子被覆剤であって、前記鉄粉は、粒子径が45μm以下の鉄粉の質量比率が85%超であり、前記結合材は、その平均粒径が1~150μmであることを特徴とするものである。また、本実施の形態においては、好ましくは粒子径が150μmを超える鉄粉の質量比率を10%未満としている。
 以下、種子被覆剤を構成する鉄粉、結合材について詳細に説明する。
 <鉄粉>
 粒子径が45μm以下の鉄粉の質量比率を85%超とすることにより、鉄粉が種子表面の微細溝部や凹部の内部に入り込んで付着する。特に微細な溝に鉄粉が充填されることで、鉄粉の腐食によって形成される被膜は、溝に充填された鉄粉のくさび効果によって種籾と強固に接合される。その結果、鉄粉は強固な被膜を形成する。
 粒子径が45μm以下の鉄粉の質量比率は90%以上が好ましい。95%以上とするとさらに好ましい。
 なお、45μm以下の鉄粉の平均粒径は1~40μm程度が好ましい。
 粒子径が150μmを超える鉄粉の質量比率を10%未満とすることが好ましいのは、粒子径が150μmを超える鉄粉は毛による保持及び種子表面への直接の付着共に期待ができないので、この粒子径のものを少なくする趣旨である。
 粒子径が150μmを超える鉄粉は事実上含有されなくても(すなわち0%でも)よい。
 なお、鉄粉の粒度分布は、JIS Z2510−2004に定められた方法を用いてふるい分けすることによって評価できる。
 本実施の形態における鉄粉の製造方法としては、公知の方法がいずれも適用できる。具体的には、ミルスケールを還元して製造する還元法(得られる鉄粉を還元鉄粉と呼ぶ)や溶鋼を水等でアトマイズして製造するアトマイズ法(得られる鉄粉をアトマイズ鉄粉と呼ぶ)などが例示される。鉄粉は鉄以外に合金成分や不純物を含んでいてもよいが、10質量%以下程度とすることが好ましい。とくにFeを90質量%以上含有する、いわゆる純鉄粉が好ましい。
 <結合材>
 結合材は、硫酸塩及び/又は塩化物から構成される。好ましい硫酸塩は、硫酸カルシウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム及びこれらの水和物である。また、好ましい塩化物は、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム及びこれらの水和物である。
 結合材の種子被覆剤の全体に含有される質量比率は、0.1~80質量%が好ましい。結合材の含有比率が0.1質量%以上であれば被膜の強度が低下することがなく、したがって実用に適するからである。
 また、結合材の含有比率が80質量%以下であれば、結合材が凝集することがなく作業性が低下しない。さらに本来の目的である被覆種子の比重を高める効果にも有利である。
 なお、結合材の種子被覆剤の全体に含有される質量比率のより好ましい範囲としては、0.5~35質量%である。この範囲が被覆の強度を高くして、かつ結合材の凝集を防止するのにより好ましいからである。
 結合材の平均粒径は、1~150μmとする。結合材の平均粒径が1μm未満では、被覆作業時に発生する凝集粒子が多くなり作業性が著しく低下するからである。一方、結合材の平均粒径が150μmを超えると、鉄粉の付着力が低下しコーティング被膜の強度が低下するからである。好ましい平均粒径は3μm以上である。より好ましい平均粒径は5~100μmである。
 種子被覆剤で種子を被覆する方法に制限はない。
 例えば「鉄コーティング湛水直播マニュアル2010(独立行政法人 農業・食品産業技術総合研究機構 近畿中国四国農業研究センター 編)」(非特許文献2)p.6~14等に示されているように、手作業での被覆(コーティング)をはじめ、従来から公知の混合機を用いる方法等いずれを使用してもよい。
 混合機としては、例えば、攪拌翼型ミキサー(たとえばヘンシェルミキサー等)や容器回転型ミキサー(たとえばV型ミキサー,ダブルコーンミキサー、傾斜回転型パン型混合機(disk pelletizer)、回転クワ型混合機等)が使用できる。
 また、上記の「鉄コーティング湛水直播マニュアル2010」に示されているように、鉄粉コーティングに際して、鉄粉と結合材を含む種子被覆剤を使用する。
 鉄粉による種子被覆の具体的な方法としては、鉄粉と結合材と種子を上記の混合機中に投入して、水スプレーしながら混合機を回転させるようにすればよい。
 鉄粉および結合材以外の添加剤をさらに使用してもよいが、被覆成分となる固形分は鉄粉と結合材の合計に対して30%以下程度とすることが好ましい。
 上記のようにして種子被覆剤で被覆された種子が本発明の種子被覆剤被覆種子である。被覆される種子としてはその代表的なものが稲種子であるが、その他の種子として例えば麦、ニンジン、トマトなどの種子が挙げられる。
 <鉄粉粒径についての効果確認>
 本発明に係る種子被覆剤を構成する鉄粉の効果を確認するために、本発明の発明例として種々の粒度分布の鉄粉である発明例1~5を用いて稲種子の被覆を行った。また、比較例として、本発明の粒度分布の範囲を外れる粒度分布の鉄粉である比較例1~3を用いて稲種子の被覆を行った。なお、結合材としては、平均粒径12μmの焼石膏(硫酸カルシウム・1/2水和物)を用いた。
 種子被覆剤の被覆(コーティング)は、前述した「鉄コーティング湛水直播マニュアル2010」に記載された方法に準じて行った。具体的には以下の通りである。
 はじめに種籾と焼石膏と数種の鉄粉(いわゆる純鉄粉)を準備した。次に、傾斜回転型パン型混合機を用いて、適量の水を噴霧しながら種子(種籾)60kgに対して鉄粉30kgと3kgの焼石膏をコーティングし、さらに1.5kgの焼石膏を仕上げにコーティングした。
 種子被覆剤が被覆(コーティング)された種子の転がり摩擦や滑り摩擦に対するコーティング被膜の強度評価方法は確立されていない。
 そこで、JPMA P 11−1992 「金属圧粉体のラトラ値測定方法」(非特許文献3)に記載された試験方法に準じて被膜強度を調査した。なお、本試験方法をラトラ試験と称することとする。
 ラトラ試験においては、種子被覆剤をコーティングした種子20±0.05gをラトラ試験器のかごに封入し、そのかごを87±10rpmの回転速度で回転させた。なお、回転数は上記試験方法に準ずると1000回となるが、以下に示す理由から回転数は1500回に設定した。
 近年では、コーティング種子の生産量、輸送量、貯蔵量が大量になるにつれて種子への負荷が増大する傾向にあり、より高い耐摩耗性が必要となってきた。そこで本発明では、この状況を反映し、より苛酷な条件で試験を実施するために、ラトラ試験におけるかごの回転数を1500回に設定したものである。この方法によれば、かご内で種子が転がりながら流動することによって種子間および種子とかご容器内面との間で、転がりや滑りの摩擦力が負荷される。
 したがって、本方法を適用すれば、転がり摩擦力と滑り摩擦力が複合的に負荷された場合の、コーティング被膜の強度を評価することができる。
 表2に種子被覆剤の鉄粉の粒度分布とラトラ試験での重量減少率を示す。なお、重量減少率は以下の計算式から求めた。
 重量減少率=(ラトラ試験で剥離した被膜の質量)/(試験前の種子質量)×100(%)
 したがって、重量減少率が小さいほど、被膜の強度が高いと判定することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表2に示されるように、発明例1~5に記載のものは全て、「粒子径が45μm以下の鉄粉の質量比率が85%超」という本発明の粒度分布の範囲内であり、ラトラ試験での重量減少率が4.0%未満となっている。
 他方、上記の粒度分布の範囲を外れる比較例1~3では、ラトラ試験での重量減少率が4.2%以上である。
 このことから、種子被覆剤の鉄粉の粒度分布を本発明の範囲内にすることでラトラ試験での重量減少率を大幅に抑制できることが実証された。
 なお、表2において比較例1~3における粒度分布が本発明の範囲を外れる数字には下線を付してある。
 また、発明例5では粒子径が150μmを超える鉄粉の質量比率が12.2%と10%超になっており、この場合のラトラ試験での重量減少率は3.9%である。これに対して、発明例1~4では、粒子径が150μm超の鉄粉の質量比率が、10%未満であり、これらのラトラ試験での重量減少率は、3.3%以下と低くなっている。このことから、粒子径が150μm超の鉄粉の質量比率を小さくすること、好ましくは10%未満とすることにより、鉄粉の付着力をより高めることができることが分かる。
 発明例1と発明例2を比較すると、発明例1における粒子径が45μm未満の鉄粉の質量比率は98.7%であり、発明例2における粒子径が45μm未満の鉄粉の質量比率の90.5%よりも高いにも関わらず、重量減少率は発明例1の方が高くなっている。この点は、発明例2においては、粒子径45μm超、150μm以下の質量比率が9.5%程度と大きくなっているため、50~150μmの間隔で生えている種子表面の毛による保持の効果があったものと推察される。この意味で、粒子径45μm以下の鉄粉を85%超の質量比率で含有するという条件を前提として、粒子径45μm超、150μm以下の鉄粉を2~12%程度、好ましくは2~10%程度の質量比率で含有することは特に好ましい。
 <結合材平均粒径についての効果確認 その1>
 次に結合材の平均粒径の効果を確認するための実験を行った。結合材としては、焼石膏を用い、表3に示すように複数の平均粒径のものを準備した。また、鉄粉としては、上記の実験に用いた発明例1で用いたもの、すなわち45μm以下が98.7%、45μm超150μm以下が1.3%、150μm超が0.0%の粒度分布の鉄粉を用いた。
 稲種子への種子被覆剤の被覆方法は、上記の「鉄粉粒径についての効果確認」の際に行ったのと同様の方法で行った。
 被覆作業時、すなわち鉄粉、焼石膏及び稲種子を傾斜回転型パン型混合機に投入して混合している際に発生した凝集粒子の発生状態を目視確認して評価した。
 また、被覆作業が完了して鉄粉により被覆された稲種子について、ラトラ試験によって被膜強度を調査した。
 結果を表3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 表3に示す結果から、凝集粒子に関しては、焼石膏の平均粒径が0.6μmでは被覆作業時に発生した凝集粒子が多く、焼石膏の平均粒径が1μm以上では被覆作業時に発生した凝集粒子が少ないことが確認された。
 また、被覆強度に関しては、焼石膏の平均粒径が0.6μmではラトラ試験での重量減少率が5.9%と大きくなっているが、焼石膏の平均粒径が1.2~145μmの範囲では重量減少率が4.0%未満で許容範囲内となっており、焼石膏の平均粒径が203μmでは重量減少率が15.4%と極めて大きくなっていることが確認された。
 <結合材平均粒径についての効果確認 その2>
 次に結合材として塩化カリウムを用い、結合材の平均粒径の効果を確認するための実験を行った。表4に示すように複数の平均粒径のものを準備した。また、鉄粉としては、上記の実験に用いた発明例1で用いたもの、すなわち45μm以下が98.7%、45μm超150μm以下が1.3%、150μm超が0.0%の粒度分布の鉄粉を用いた。
 稲種子への種子被覆剤の被覆方法は、上記の「鉄粉粒径についての効果確認」の際に行ったのと同様の方法で行った。
 被覆作業時、すなわち鉄粉、塩化カリウム及び稲種子を傾斜回転型パン型混合機に投入して混合している際に発生した凝集粒子の発生状態を目視確認して評価した。
 また、被覆作業が完了して鉄粉により被覆された稲種子について、ラトラ試験によって被膜強度を調査した。
 結果を表4に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 表4に示す結果から、塩化カリウムの平均粒径が0.5μmでは被覆作業時に発生した凝集粒子が多く、塩化カリウムの平均粒径が1μm以上では被覆作業時に発生した凝集粒子が少ないことが確認された。
 また、被覆強度に関しては、塩化カリウムの平均粒径が0.5μmではラトラ試験での重量減少率が5.1%と大きくなっているが、塩化カリウムの平均粒径が1.5~140μmの範囲では重量減少率が4.0%未満で許容範囲内となっており、塩化カリウムの平均粒径が250μmでは重量減少率が12.3%と極めて大きくなっていることが確認された。
 上記の結果から、結合材としての焼石膏、塩化カリウムの平均粒径が凝集粒子の発生と、被覆強度に関連していることが実証された。
 そして、結合材の平均粒径の好ましい範囲としては、1~150μmであることも確認された。
 なお、上記の実施例においては、結合材として焼石膏および塩化カリウムを例に挙げて説明したが、その他の硫酸塩、塩化物、または硫酸塩と塩化物の混合物であっても同様である。さらに硫酸塩、塩化物の他に、亜硫酸塩、硫化物、硝酸塩、亜硝酸塩や、これらの塩の水和物、もしくはこれらの塩の混合物のように、鉄粉の酸化反応を促進する物質を結合材として用いることができる。
 なお、上記の結合材の中でも焼石膏は、植物や人体に及ぼす悪影響が非常に小さく、安価かつ入手が容易であるため、特に好適である。
 結合材には上記以外の添加剤や不純物を10%以下程度含有してもよい。
 本発明によれば、種子表面に凹凸や溝や毛を有する例えば稲種子のような種子に対して、鉄粉を含有する種子被覆材の溝内部や凹部への付着や毛による保持が期待できる。このため、播種工程のみならず輸送工程においても鉄粉の脱落が少ない種子被覆が実現できる。また、結合材の凝集粒子の発生が抑制でき、歩留まりの向上、被覆成分の均一化、さらには被覆作業性の向上を実現できる。
 1 種籾
 3 籾殻
 5 毛

Claims (6)

  1.  種子表面を被覆するのに用いる、鉄粉と結合材とを含む種子被覆剤であって、
     前記鉄粉は、粒子径が45μm以下の鉄粉の質量比率が85%超であり、
     前記結合材は、その平均粒径が1~150μmである種子被覆剤。
  2.  前記結合材が、硫酸塩及び塩化物から選ばれる少なくとも1種を含む請求項1に記載の種子被覆剤。
  3.  前記鉄粉は、粒子径が150μm超の鉄粉の質量比率が、10%未満である請求項1又は2に記載の種子被覆剤。
  4.  前記鉄粉が還元法もしくはアトマイズ法で製造された鉄粉である請求項1乃至3のいずれか一項に記載の種子被覆剤。
  5.  請求項1乃至4のいずれか一項に記載の種子被覆剤を種子に被覆してなる種子被覆剤被覆種子。
  6.  種子が稲種子である請求項5記載の種子被覆剤被覆種子。
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