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Die vorliegende Erfindung betrifft beschichtetes
Saatgut.
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Auch auf dem Gebiet der Land- und Forstwirtschaft
stellen Einsparungen bei den Arbeitskosten einen Hauptfaktor bei
der Bemühung zur Erzielung von Kostenreduzierungen dar. Was
beispielsweise das Aussäen von Samen für Gemüsepflanzen und
andere Pflanzen betrifft, wird seit einigen Jahren eine
Beschichtung der Samen vorgenommen, um bei einer maschinellen
Aussaat ein ebenso präzises Ergebnis wie bei Aussaat von Hand
zu erzielen und dadurch Arbeitsersparnisse zu erreichen. Die
Beschichtung wird mit einer Beschichtungsmasse, wie Roterde,
Ton, Perlit, Diatomeenerde, Calciumcarbonat, Talcum,
Calciumhydroxid, Aluminiumhydroxid, Kaolin und dergl. mit oder ohne
Zusatz eines Bindemittels, wie Polyvinylalkohol, Stärke,
Carboxymethylcellulose, Gelatine oder dergl. unter Verwendung
eines Wirbelschichtgranulators oder einer rotierenden Pfanne,
durchgeführt (vgl. z. B. JP-B-38-3469).
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Wenn das auf diese Weise beschichtete Saatgut ausgesät
wird und dabei im Boden mit einer bestimmten Menge an Wasser
in Kontakt kommt, so absorbiert die Überzugsschicht Wasser,
wobei an einigen Stellen Risse auftreten und der Überzug in
Stücke zerfällt, was eine Keimung des Saatguts ermöglicht.
Weist jedoch der Boden beispielsweise nach Regenfällen oder
aufgrund einer schlechten Drainage eine zu hohe Feuchtigkeit
auf, so zerfließt die ein klebriges Bindemittel enthaltende
Überzugsschicht unter dem Einfluß von übermäßiger
Feuchtigkeit und kapselt das Saatgut ein, wodurch ein Zutritt von
Sauerstoff, der für den Energiestoffwechsel während der
Keimung wesentlich ist, verhindert wird und somit ein normaler
Keimungsverlauf ausgeschlossen ist.
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Um die vorerwähnten Schwierigkeiten zu lösen, wurde eine
Technik vorgeschlagen, die die Einverleibung einer
wasserabstoßenden oder wasserfest ausrüstenden Verbindung, wie Öle,
Fette, Celluloseester, Vinylharze, Urethanharze,
Aluminiumacetat,
Aluminiumformiat, Zirkoniumverbindungen oder höhere
Fettsäuren unter Einschluß von Metallsalzen davon, in die zur
Bildung einer Überzugsschicht verwendete Überzugsmasse umfaßt
(vgl. JP-B-38-3469, JP-A-54-85908, JP-A-60-12905 und das
Britische Patent 1 294 161).
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Saatgut mit einem anorganischen Beschichtungsmaterial,
das sich bei Einwirkung von Feuchtigkeit unter Freilegen der
darunter liegenden Samen öffnet, ist in US-A-3 950 891
beschrieben. Die darin beschriebene Beschichtungsmasse enthält
mindestens 50 Gew.-% eines amorphen Siliciumdioxids, wobei
der Rest aus mindestens etwa 5 Gew.-% Montmorillonit und
mindestens etwa 10 Gew.-% Attapulgit besteht.
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Jedoch gewährleistet die einfache Beschichtung von
Saatgut mit einer Beschichtungsmasse, die ein herkömmliches
Beschichtungsmaterial mit einer derartigen wasserabstoßenden
oder wasserfest ausrüstenden Verbindung (nachstehend
zusammenfassend als hydrophobe Verbindung bezeichnet) nicht die
für beschichtetes Saatgut erforderlichen ausgewogenen
Eigenschaften, wie angemessene Härte, optimale Rißbildung bei
Absorption von Wasser (Zerfallsmuster) und Formbeständigkeit
nach Rißbildung unter Bildung von Blöcken bei Absorption von
Wasser (der Zustand, bei dem die Überzugsschicht nicht um das
Saatgut herum als schlammige Masse haftet, die einen Kontakt
des Saatguts mit Wasser und der Atmosphäre ausschließt).
Außerdem gewährleistet dieses Verfahren kaum vergleichbare
Keimungseigenschaften wie bei unbeschichtetem Saatgut. Die
Verwendung eines organischen Bindemittels mit dem Ziel, der
Überzugsschicht einen geeigneten Härtegrad zu verleihen, ist
im Hinblick auf den Produktionswirkungsgrad oder die
Formretention nach Rißbildung unerwünscht.
Zusammenfassende Darstellung der Erfindung
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein
beschichtetes Saatgut bereitzustellen, das frei von einem organischen
Bindemittel ist und doch eine angemessene Härte aufweist, bei
der Fragmentierung Blöcke mit hoher Formbeständigkeit liefert
und nicht die Keimung des Samens stört.
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Beim erfindungsgemäßen beschichteten Saatgut handelt es
sich um Saatgut, das mit einer Beschichtungszusammensetzung
beschichtet wurde, die 70 bis 95 Gew.-teile eines Tonminerals
mit Doppelkettenstruktur und 30 bis 5 Gew.-teile mindestens
einer hydrophoben Verbindung, die ausgewählt ist aus der
Gruppe höhere Fettsäuren, Metallsalze davon, höhere
aliphatische Alkohole, Addukte von höheren aliphatischen Alkoholen
und Alkylenoxid, Öle, Fette und Wachse, enthält.
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Das erfindungsgemäße beschichtete Saatgut läßt sich
herstellen, indem man Saatgut mit einer
Beschichtungszusammensetzung, die ein Tonmineral mit Doppelkettenstruktur und eine
hydrophobe Verbindung enthält, und mit Wasser abwechselnd in
ansonsten herklmmlicher Weise behandelt.
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Das Tonmineral mit Doppelkettenstruktur, das der
erfindungsgemäßen Beschichtungszusammensetzung einzuverleiben ist,
soll mikroporös sein (es soll "atmen" können), zur Absorption
von Wasser befähigt sein und bei Kontakt mit einer
angemessenen Wassermenge koagulieren. Daher koaguliert dieses
Tonmineral in Gegenwart einer hydrophoben Verbindung unter
Ausbildung eines geeigneten Härtegrads, ohne daß ein spezielles
Bindemittel erforderlich ist.
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Aufgrund der vorerwähnten Eigenschaften des Tonminerals
von Doppelkettenstruktur weist das erfindungsgemäße
beschichtete Saatgut die folgenden Eigenschaften auf:
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(1) Da die Überzugsschicht im trockenen Zustand (bei
Lagerung bei Umgebungstemperatur) eine angemessene Härte
aufweist, geht sie während des Transports und der maschinellen
Aussaat nicht zu Bruch.
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(2) Bei Kontakt mit einer geringen bis großen
Wassermenge, z. B. im Boden, reißt das beschichtete Saatgut (d. h.
die Überzugsschicht) aufgrund der durch die Quellung
hervorgerufenen Spannungen.
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(3) Da kein organisches Bindemittel verwendet wird,
kommt es bei Kontakt der Überzugsschicht mit Wasser nicht zu
einer Schlammbildung, sondern der Überzug unterliegt einer
glatten Rißbildung.
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(4) Da die beim Aufreißen gebildeten Blöcke die
ursprüngliche Form der Uberzugsschicht behalten, verklebt sich
die überzugsschicht nicht um das Saatgut herum als
schlammartige
Masse unter Verkapselung der Samen. Daher ist der
Zutritt von Wasser und Luft zum Saatgut gewährleistet.
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(5) Das beschichtete Saatgut verhält sich in bezug auf
die Keimungseigenschaften nicht schlechter als
unbeschichtetes Saatgut.
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(6) Da die Bruchstücke der Überzugsschicht einen
angemessenen Grad an Wasserrückhaltevermögen behalten, gibt es
Fälle, bei denen die Keimkraft und das Keimungsverhältnis des
beschichteten Saatguts höher als beim unbeschichteten Saatgut
sind.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Nachstehend werden die wesentlichen Merkmale der
erfindungsgemäßen Praxis erläutert.
(1) Tonmineral mit Doppelkettenstruktur
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Tonminerale mit Doppelkettenstruktur unterscheiden sich
strukturell recht deutlich von Tonmineralien mit einer
Schichtstruktur als Grundeinheit (Kaolinit und Montmorillonit
sind Beispiele für Tonminerale der letztgenannten Struktur.
Diese Materialien werden allgemein als Tonmineralien
bezeichnet; die gleiche Nomenklatur wird aber auch erfindungsgemäß
verwendet). Mit beliebigen Tonmineralien mit Schichtstruktur
lassen sich die hervorragenden Wirkungen der Erfindung nicht
erreichen.
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Typische Beispiele für Tonmineralien mit
Doppelkettenstruktur sind Attapulgit, Sepiolith und Palygorskit. Darunter
wird Attapulgit besonders bevorzugt.
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Tonmineralien mit Doppelkettenstruktur sind im Handel
erhältlich, z. B. in gebrannter oder anderweitig
vorbehandelter Form als verschiedene Typen, z. B. als Geltyp, Öl/Wasser-
Absorptionstyp und dergl., und in verschiedenen Qualitäten in
bezug auf wasserfest ausrüstende Eigenschaften. Diese
Tonmaterialien sind im gesamten Formenspektrum von feinen
Granulaten bis zu mikrofeinen Pulvern erhältlich. Für die Zwecke der
vorliegenden Erfindung werden fein verteilte, wasserfeste
Tonmineralien bevorzugt.
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Das Verhältnis des Tonminerals mit Doppelkettenstruktur
zum Pulver der hydrophoben Verbindung, die nachstehend
erläutert
wird, beträgt 95-70 Gew.-teile zu 5-30 Gew.-teile und
vorzugsweise 90-80 Gew.-teile zu 10-20 Gew.-teile. Wenn der
Anteil des Tonminerals mit Doppelkettenstruktur unter 70
Gew.-teilen liegt, so ergibt sich eine unzureichende Härte
des beschichteten Saatguts, da durch eine Erhöhung der
relativen Menge der hydrophoben Verbindung die Verarbeitbarkeit
des Überzugs beeinträchtigt wird. Liegt andererseits der
Anteil der hydrophoben Verbindung unter 5 Gew.-teilen, so läßt
sich die erwartete Wirkung der Zugabe der hydrophoben
Verbindung nicht erreichen und die Überzugsschicht unterliegt bei
Kontakt mit Wasser nicht leicht der Rißbildung.
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Ferner wird das pulverförmige Gemisch aus dem Tonmineral
mit Doppelkettenstruktur und der hydrophoben Verbindung vor
der Verwendung vorzugsweise auf 200 mesh oder weniger (100%
passieren ein 200 mesh-Sieb) zerkleinert. Bei einer größeren
Korngröße kann es dazu kommen, daß das Pulver nicht
bereitwillig am Saatgut haftet.
(2) Hydrophobe Verbindung
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Als hydrophobe Verbindungen können mikrofeine Pulver von
höheren Fettsäuren oder Metallsalzen davon, höheren
aliphatischen Alkoholen oder Addukten davon mit Alkylenoxiden, Ölen,
Fetten und Wachsen verwendet werden. Besonders bevorzugt
werden Calciumsalze von höheren Fettsäuren, Banumsalze von
höheren Fettsäuren und höhere aliphatische
Alkohol-Propylenoxid-Addukte. Organische Polymere und andere Substanzen, die
nicht zerkleinert werden können, sind unerwünscht. Die
bevorzugte Teilchengröße ergibt sich aus dem 100%igen Passieren
eines 200 mesh-Siebs.
(3) Bindemittel
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Bei einer Beschichtung des Saatguts ist es übliche
Praxis, ein hydrophiles Polymeres, bei dem es sich um ein
synthetisches, halbsynthetisches, natürlich vorkommendes oder
biochemisch synthetisiertes Produkt handeln kann, wie
Polyvinylalkohol, Carboxymethylcellulose, Gummi arabicum, Pullulan
und dergl., als Bindemittel zu verwenden. Ein derartiges
Bindemittel wird in Lösung in Wasser, das üblicherweise als
Netzmittel bei der Beschichtung verwendet wird, eingesetzt.
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Erfindungsgemäß sind derartige Bindemittel jedoch nicht
erforderlich, wogegen normales Wasser als Netzmittel
eingesetzt werden kann, um dem beschichteten Saatgut eine
angemessene Härte zu verleihen. Die erfindungsgemäß zu verwendende
Wassermenge liegt vorzugsweise im Bereich von 50 bis 150
Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der pulverförmigen
Zusammensetzung (Überzugszusammensetzung). Liegt der Wasseranteil
unter 50 Gew.-%, so ist die Beschichtung schwierig, während es
bei Verwendung von mehr als 150 Gew.-% Wasser zum
Zusammenbacken kommt.
(4) Weitere Komponenten
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Der Beschichtungsmasse, die zur Herstellung des
erfindungsgemäßen beschichteten Saatguts verwendet wird, können
ggf. verschiedene Hilfsmittel, wie Pflanzenhormone,
Pflanzennährstoffe, Pflanzenwuchsregulatoren, Fungizide, Sauerstoff
erzeugende Mittel, Düngemittel und dergl., einverleibt
werden. Die vorerwähnten Komponenten können dem rohen Saatgut
direkt und/oder der beschichteten Saatgutoberfläche durch
Abscheidung oder Filmbildung zugesetzt werden. Außerdem können
die vorstehenden Komponenten zur Erleichterung der
farbmäßigen Identifizierung des beschichteten Saatgutprodukts vor der
Anwendung mit einem farbigen Beschichtungsmaterial vermischt
werden.
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Da erfindungsgemäß beschichtetes Saatgut mit einer
Überzugsschicht von angemessener Härte und guten
Keimungseigenschaf ten bereitgestellt wird, wie vorstehend erwähnt ist,
kann dies einen erheblichen Beitrag zur Rationalisierung und
Entwicklung der landwirtschaftlichen Produktionstechnik
leisten.
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Die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele dienen
der näheren Erläuterung der Erfindung, sollen aber in keiner
Weise den Schutzumfang der Erfindung beschränken.
Beispiele 1 und 2 und Vergleichsbeispiele 1-8
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Eine schrägstehende rotierende Pfanne wurde mit 1 Liter
Karottensamen mit einem Keimungsverhältnis von etwa 90%
beschickt. Das Saatgut wurde sodann mit dem in Tabelle 1
aufgeführten Netzmittel besprüht. Anschließend wurde zur
Durchführung der Beschichtung die ebenfalls in Tabelle 1 angegebene
Beschichtungszusammensetzung hinzugefügt. Diese beiden Stufen
wurde so lange wiederholt, bis eine Produktgröße von 3,5 mm
erreicht wurde. Das erhaltene Produkt wurde schließlich 2
Stunden bei 40ºC in einem Luftstrom getrocknet.
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An dem auf diese Weise beschichteten Saatgut wurden
Härte- und Keimungstests durchgeführt. Die Ergebnisse sind
ebenfalls in Tabelle 1 aufgeführt.
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Der Keimungstest wurde auffolgende Weise vorgenommen.
Zwei Lagen Filterpapier wurden in eine Petri-Schale von 9 cm
Durchmesser gegeben. 5 ml Wasser wurden in die Petri-Schale
gegossen. Anschließend wurden 100 beschichtete Samen auf das
Filterpapier gelegt und in einem Inkubator bei 25ºC
inkubiert. Ein Kontrolltest wurde mit unbeschichteten Samen
durchgeführt.
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Die in Tabelle 1 aufgeführten Ausdrücke "Keimungsstärke"
und "Keimungsverhältnis" haben folgende Bedeutungen.
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Beim Keimungsverhältnis handelt es sich um den
prozentualen Anteil der Samen, bei denen am letzten Tag der
Beobachtungsperiode (festgelegt je nach Samenart), bezogen auf
die Gesamtzahl der Samen in der Petri-Schale, die Keimung
eingetreten war. Die Keimstärke ist der prozentuale Anteil
der Samen, die innerhalb einer kürzeren Zeitspanne (die
ebenfalls je nach Art des Samens festgelegt wird) einen kräftigen
Keim entwickelt hatten, bezogen auf die Gesamtzahl der Samen
in der Petri-Schale.
Tabelle 1
Beschichtungszusammensetzung(Gew.-teile)
Netzmittel(Konzentration in Gew.-%)
Härte des beschichteten Saatguts
Keimungsseigenschaften
Art der Rißbildung
Keimungsstärke
Keimungsverhältnis
Beispiel
Attapulgit Stearylalkohol-Propylenoxid(2Mol)-Addukt
Attapulgit Calciumsteart
Talcium Calciumsteart
Siliciumdioxid Stearylalkohol
Ton Calciumstearat
Wasser
Polyvinylalkohol(wäßrige Lösung)
Carboxymethylcellulose(wäßrige Lösung)
nichtverfestigt
Glattes Aufreißen der Überzugsschicht unter Bildung von zwei Hälften unter Beibehaltung
der urspruünglichen Form, wobei der Samen ausgestoßen wurde oder innerhalb der gerissenen
Überzugsschicht an Ort und und Stelle blieb
Die Überzugsschicht war in zwei Hälten gesspalten, haftete aber am Samen als zerflossene
Masse
nicht verfestigt
Tabelle 1 (Fortsetzung)
Attapulgit Calciumstearat
Rohes Saatgut (nicht beschichtet)
Polyvinylalkohol (wäßrige Lösung)
Wasser
Es kam nicht zum Aufreißen der Überzugsschicht; vielmehr haftet diese am Samen als schlammartige
Masse
ähnlich wie bei Beispiel 1 und 2
kaum Rißbildung
* Die Bruchruckfestigkeit wurde mit einem Shimadzu-Autographen bestimmt (mittelwert von
20 beschichteten Samen)
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Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, kam es bei der
Überzugsschicht des erfindungsgemäßen beschichteten Saatguts bei
Kontakt mit Wasser zur Bildung von Blöcken, die um den Samen
herum hafteten, so daß der Zutritt von Sauerstoff und dergl.
zu den Samen nicht behindert wurde und das Keimungsverhältnis
gleich war wie beim unbeschichteten Saatgut. Ferner behielt
die Überzugsschicht in Form von Bruchstücken ihr
Wasserrückhaltevermögen und wirkte als Wasserquelle für die Samen, so
daß die Keimungsstärke höher als beim unbeschichteten Saatgut
(Vergleichsbeispiel 8) war.
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Das beschichtete Saatgut der Vergleichsbeispiele 1-3 und
7 war offensichtlich in bezug auf Keimungsstärke und
Keimungsverhältnis dem unbeschichteten Saatgut unterlegen. Im
Vergleichsbeispiel 4 verfestigte sich die
Beschichtungszusammensetzung nicht in zufriedenstellender Weise, so daß das
Saatgut nicht beschichtet werden konnte. Das beschichtete
Saatgut von Vergleichsbeispiel 5 zeigte eine starke
Keimungsverzögerung. Das beschichtete Saatgut von Vergleichsbeispiel
6 zeigte eine geringe Beschichtungsausbeute und ferner eine
im Vergleich zu den Produkten der Beispiele um 40 bis 50%
niedrigere Härte.
Beispiele 3 und 4 und Vergleichsbeispiel 9
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Kopfsalatsamen mit einem Keimungsverhältnis von nicht
unter 95% wurde mit den in Tabelle 2 aufgeführten
Beschichtungszusammensetzungen auf die gleiche Weise wie in den
Beispielen 1 und 2 beschichtet.
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Am erhaltenen beschichteten Saatgut wurden Härte- und
Keimungstests durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2
zusammengestellt. Ein Vergleichstest wurde mit
unbeschichtetem Saatgut durchgeführt.
Beispiele 5 und 6 und Vergleichsbeispiel 10
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Samen von Chinakohl mit einem Keimungsverhältnis von
nicht unter 95% wurden mit den in Tabelle 3 angegebenen
Beschichtungszusammensetzungen auf die gleiche Weise wie in den
Beispielen 1 und 2 beschichtet.
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Am erhaltenen beschichteten Saatgut wurden Härte- und
Keimungstests durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3
zusammengestellt. Ein Vergleichstest wurde mit
unbeschichtetem Saatgut vorgenommen.
Tabelle 2
Beschichtungszusammensetzung(Gew.-teile)
Netzmittel(Konzentration) in Gew.-%)
härte des beschichteten Saatguts (g)
Keimungseigenschaften
Art der Rißbildung
Keimungsstärke(Tag 4) (%)
Keimungsverhältnis(Tag 10) (%)
Beispiel
Attapulgit Stearylalkohol-Propylenoxid(2 Mol)-Addukt
Attapulgit Calciumstearat
Rohes Saatgut (nicht beschichtet)
Glattes Aufreißen der Überzugsschicht unter Bildung von zwei Hälften unter Beibehaltung
der ursprüglichen form, wobie der Sammen aysgestoßen wurde oder innerhalb der gerissenen
Überzugschicht an Ort und Stelle blieb
* Wie in Tabelle 1
Tabelle 3
Beschichtungszusammensetzung(Gew.-teile)
Netzmittel(Konzentration) in Gew.-%)
härte des beschichteten Saatguts (g)
Keimungseigenschaften
Art der Rißbildung
Keimungsstärke(Tag 4) (%)
Keimungsverhältnis(Tag 10) (%)
Beispiel
Attapulgit Stearylalkohol-Propylenoxid(2 Mol)-Addukt
Attapulgit Calciumstearat
Rohes Saatgut (nicht beschichtet)
Glattes Aufreißen der Überzugsschicht unter Bildung von zwei Hälften unter Beibehaltung
der ursprüglichen form, wobie der Sammen aysgestoßen wurde oder innerhalb der gerissenen
Überzugschicht an Ort und Stelle blieb
* Wie in Tabelle 1