专利名称：粒化种子的制作方法
技术领域：
本发明涉及粒化种子。更具体地说，本发明涉及简化播种操作的粒化种子，它具有很高的萌发百分比，并能够改善植株生长早期的环境。
迄今为止，使种子粒化都是为了简化播种操作、使播种更为均匀、提高萌发百分比、使生长更为均匀、使种子避免从土壤中冲走以及保护种子免受鸟类和昆虫的危害等。
粒化种子的优势在于，它仅仅通过播种而无需耕作土壤便能产生草地，这一点可用来在陡坡土壤上进行种植，在这种地方很难进行机械耕作。
粒化种子通常是如下述产生的使种子与各种粒化物质混合，例如成粒物质、粘合物质等，以及吸水物质等，通过压制成型法使混合物成粒，或使用旋转式成粒机的湿涂法、水捏和物的挤压法成粒等，然后使粒化产物干燥(例如，日本专利申请公开51-145710，57-79802，59-192006等)。
植物在萌发后的短期内依靠胚乳生长。但在到达一定的生长期后，它为了生长必须从外部(例如土壤中)摄取养分。为了促进植株的早期生长，一直希望将肥料组分掺入粒化种子中，关于此课题迄今已作了大量研究。
然而，如果粒化种子中含有肥料组分，则会发生所谓的“肥料伤害”(盐损伤)。因此，与通常分别进行的播种和施肥不同，粒化种子内的所有种子都与其中的肥料组分直接接触，从而极大地增加了对萌发和生长的威胁。
而且，常规的化学肥料一般都具有较高的水溶性，使得粒化种子中的肥料组分可被雨水冲走，因此，预先加入这些肥料就变得毫无意义了。
为了满足此领域内的这一要求，即使粒化种子中的肥料组分导致较少的肥料伤害，本发明提供了这样一种粒化种子它具有优良的萌发和生长性能，并降低了由雨水等导致的养分损失。
本发明者为解决上述问题进行了积极的研究，并且发现，通过下述方法能够满足上述要求，即在粒化种子中掺入由脲和醛化合物形成的缩合物。并在此发现的基础上完成了本发明。
因此，本发明涉及这样一种粒化种子，它包括植物种子和由脲和醛化合物形成的缩合物。
本发明的目的之一是提供这样一种粒化种子，它能简化播种操作，具有很高的萌发百分比，并能改善植物早期生长的环境。
由下列描述可以清楚见到本发明的其他目的和优点。
由脲和醛化合物形成掺入本发明的粒化种子中的缩合物(此后称为缩合物)时，可以使用的醛化合物包括甲醛、乙醛、丙醛、巴豆醛、异丁醛、乙二醛等。
缩合物包括脲-甲醛缩合物、2-氧-4-甲基-6-脲基六氢嘧啶(亚巴豆酰基二脲)、亚丙基二脲、亚异丁基二脲、乙二醇-联脲等。
缩合物只微溶于冷水中，但它们能够部分溶于热水中。也就是说，它们是这样一种缩合物，当无水状态的1份重量的缩合物在20份80℃热水中浸泡30分钟时，被洗脱的重量百分比(此后称为热水洗脱百分比)为0.1-30%，优选为0.1-20%，更优选为0.5-10%。洗脱百分比用(100-A)%重量来表达，其中A是未溶解的重量百分比。
下面给出一个实例，在此实例中，缩合物由脲(后面有时称为U)和甲醛(后面有时称为F)形成。此缩合物在后面称为U-F缩合物。
此缩合物在其分子结构中具有羟甲基。
作为U-F缩合物，使用那些含有羟甲基总量为0.05-1.5%重量的缩合物，优选为0.15-1.0%重量的，它们仅微溶于冷水中，在热水中的洗脱百分比为0.5-10%重量，所有数据都以无水状态的重量计算。
由于这种缩合物有适宜的缩合度并在土壤中缓慢分解，因此，它促进种子的萌发和植物的生长，而不会严重抑制种子萌发和植物生长。由只具有少量羟甲基的完全缩合的脲树脂得不到这种效果，由具有大量剩余羟甲基并含有大量水溶性组分的U-F缩合物也得不到这种效果。
通过使U-F初始缩合物缩合能够产生U-F缩合物，即在酸性物质的存在下对其进一步处理，使所制备的初始缩合物的U∶F的最终摩尔比达到1∶0.9至1∶1.2。
下面，描述制备U-F缩合物的方法的具体方案。
作为制备U-F初始缩合物的方法，可以提及的有下列方法(a)或(b)方法(a)通过混合制备脲与37%福尔马林的混合物，混合的数量比例要能使U∶F的摩尔比达到1∶0.9至1∶1.2，用碱性物质如氢氧化钠等将其pH调至7-8之间，然后在95℃下加热。当反应混合物中出现白色混浊时终止反应，使反应混合物的pH再调至7-8。这样，便得到了U-F初始缩合物。
方法(b)通过混合制备脲与福尔马林的混合物，混合的数量比例要能使U∶F的摩尔比达到1∶2.0至1∶2.5，用碱性物质如氢氧化钠等将其pH调至7-8，在20-95℃的温度下反应1-30小时。将混合物的pH再次调至4-7，然后使其在80-98℃下进一步反应。当从混合物中取出的液体冷却至20℃则变为轻度混浊时，则认为达到了反应终点。然后，在其中进一步加入脲，使U∶F的总摩尔比达到1∶0.9至1∶1.2，然后使反应进一步进行。在反应混合物中出现白色混浊时终止反应。这样便得到了U-F初始缩合物。
由上述方法(a)或(b)制备的U-F初始缩合物能够产生U-F缩合物，方法是用酸性物质如硫酸或磷酸等将U-F初始缩合物的pH调至3-5，使其在60-80℃温度下反应，并同时在一个搅动和混合反应混合物的装置中蒸发水分，例如捏和机或带式混合机(ribbonmixer)等，直到反应混合物中的水分含量达到45%重量以下。这样制备的U-F缩合物为粉状或粒状。任何形式的产物都可用于本发明中。
当U∶F的摩尔比在上述范围之外而且其中的脲少于上述制备U-F缩合物的指定量时，则所产生的U-F缩合物中的总羟甲基含量太高。另一方面，如果U∶F的摩尔比在上述范围之外而且脲量大于上述规定时，则所产生的U-F缩合物在土壤中分解太快。在这两种情况中，这样一种缩合物都倾向于抑制种子萌发。
当反应体系的pH更低和反应温度更高时，U-F初始缩合物在酸性物质存在下的缩合反应进展更迅速，而且反应时间更长的话，缩合度更高。随着反应的进行，缩合物中的总羟甲基含量降低，而且其热水洗脱百分比也一起降低。
如果U-F缩合物的总羟甲基含量和热水洗脱百分比在上述规定的范围之外时，则将至掺入粒化种子中时会抑制种子的萌发。
可用于本发明粒化种子的植物种子包括草原植物例如鸭茅、意大利黑麦草、梯牧草、苜蓿、肯塔基早熟禾等，蔬菜例如胡萝卜、西红柿、茄子、旱芹、莴苣、葫芦科瓜类植物(例如西瓜、网皮甜瓜、黄瓜等)等;有花植物例如矮牵牛、半支莲、秋海棠、罂粟、大岩桐、丝石竹、金鱼草、鼠尾草、香豌豆等;草地植物例如翦股颖、多年生黑麦草、Korai草皮、野生草皮等;木本植物例如灌木车轴草、白桦、山区赤杨、日本红松、山区桦树等。
本发明的粒化种子可以用粒化物质如成粒物质、粘合物质等使植物种子粒化而产生。
在生产本发明的粒化种子时，如果必要的话，除了上述粒化物质外，还可选用合适的吸水物质和各种佐剂。
可用于本发明的成粒物质包括土壤、重粘土、碳酸钙、消石灰、植物灰分、硅藻土、蛭石、斑脱岩、沸石、谷壳、泥炭藓、浆状物(pulp)、堆肥、锯末等。
可用于本发明的粘合物质包括羧甲基纤维素、聚乙烯醇、海藻酸钠、合成树脂浆、阿拉伯树胶、明胶等。粘合物质可以合适的量使用。例如，如果是阿拉伯树胶的话，使用量为100份重量的成粒物质中含2-3份重量。
可以适当地选择成粒物质用量和颗粒大小使每个颗粒中含有1-5粒种子。
在本发明的粒化种子中，缩合物是一种必需组分，其含量为每100份重量的粒化物质中有0.1-10份重量，优选为0.5-5份重量的缩合物。
作为吸水物质，可适当地使用淀粉-丙烯酸接枝共聚物、丙烯酸的交联产物、脱乙酰壳多糖、出芽短梗孢糖凝胶等。
可从萌发促进剂、植物生长促进剂、杀真菌剂、杀虫剂等中选择合适的佐剂，并为了进一步促进植物萌发和生长的目的而加入。
优选的方法是，本发明的粒化种子可如下述产生使种子与成粒物质和缩合物混合，并可任意地与吸水物质和佐剂混合，加入合适量的水，捏和混合物，通过挤压等方法使捏和混合物粒化，然后使颗粒干燥。干燥温度应当在使种子内的酶类保留其活性的范围内。也就是说，优选40℃或以下的温度。
本发明的粒化种子具有下述优点1)由于用于本发明中的缩合物在土壤中缓慢分解，因此它促进种子的萌发和植物的生长，而不会严重抑制其萌发和生长。
2)由于用于本发明中的缩合物只微溶于水中，因此由于雨水等造成的损失很小，所以它一定能产生促进生长的效应。
其次，下面用参考实例、实例和比较实例更具体地说明本发明。
然而，这些实例不应限制本发明的范围。
参考实例1U-F缩合物的制备使脲和37%福尔马林混合在一起，以便使U∶F的摩尔比为1∶1，混合物用氢氧化钠调至pH8.0。向其中加入与所用脲等量的水，以匀速使温度上升，使其在1小时内上升至95℃。然后，使混合物在95℃保持30分钟，然后再调至pH8.0，使混合物迅速冷却至室温，以得到U-F初始缩合物。
这样制备的初始缩合物在捏和机中加热至75℃，并加以搅动，然后加入3.0%体积的40%磷酸。使其内容物保持在75℃并在搅动中脱水，使其反应3小时以得到U-F缩合物。
以脱水状态的重量为基础，这样得到的U-F缩合物的总羟甲基含量为0.75%重量，热水洗脱百分比为7.5%重量。
实例1和2，比较实例1-81)粒化种子的制备使800克重粘土、200克泥炭藓、20g阿拉伯树胶、5g鸭茅种子和参考实例1得到的U-F缩合物和示于表1中用于比较的各种肥料组分混合，并用纯化水捏和在一起。使捏和混合物压过孔径为7mm的筛子，在40℃干燥以得到粒化种子。这样制备的颗粒含有3-4粒种子。
2)粒化种子的生长试验表1说明了上述得到的粒化种子的生长试验结果。
试验地点乙烯基房的地中试验规模每试验块0.25m2，每试验块60个颗粒，每区三个系列试验块试验时间41天(日平均气温18℃)以每个颗粒为基础计算颗粒的萌发百分比。播种后41天挖出植株，测量其鲜重和干重。结果总结于表1中。
如表1中的比较实例1-4所示，常规的化肥有抑制生长的趋向。尤其是，如果所用数量增加，则对种子萌发和植物生长导致严重的抑制(比较实例5-8)。
另一方面，本发明的缩合物即使在常规化肥导致严重抑制的浓度下，也具有帮助萌发和生长的趋向。
实例3-8，比较实例9和101)粒化种子的制备使700g重粘土、200g泥炭藓、20g碳酸钙、20g石灰的过磷酸钙、20g硫酸钾、1gSnowGrowace(植物生长促进剂)、15g阿拉伯树胶、15g多年生黑麦草种子和U-醛缩合物(上述的U-F缩合物，亚异丁基二脲或亚巴豆酰二脲)或作为比较肥料组分的氯化铵按表2所示的混合比例混合。加入水后捏和混合物。捏和的混合物通过筛板型成粒机(粒化机)成型，其孔径大小为6mm，并在40℃下干燥以得到粒化种子。这样制备的每个颗粒含有3-4粒种子。
2)粒化种子的生长试验表2说明了上述粒化种子的生长试验结果。
试验地点乙烯基房的地中试验规模每试验块0.22m2，每试验块60个颗粒，每区三个系列试验块试验时间39天(日平均气温17℃)以每个颗粒为基础计算萌发百分比。在播种后39天测量植物的鲜重和干重。结果总结于表2中。
表2肥料组分颗粒的萌发每0.22m2的作物重(g)及其含量(g)百分比(%)鲜重干重实例3U-F缩合物1085.060.976.93实例4亚异丁基二脲1087.278.908.70实例5亚巴豆酰二脲1085.081.179.23比较实例9氯化铵1076.831.932.29实例6U-F缩合物2080.053.436.13实例7亚异丁基二脲2081.158.076.40实例8亚巴豆酰二脲2080.054.475.90比较实例10氯化铵2077.813.201.17对照078.953.235.9权利要求
1.一种粒化种子，其特征在于它包括植物种子和由脲和醛化合物形成的缩合物。
2.根据权利要求1的粒化种子，其中的醛化合物至少选自由下列构成的一组甲醛、乙醛、丙醛、巴豆醛、异丁基醛和乙二醛。
3.根据权利要求1的粒化种子，其中的缩合物的热水洗脱百分比(洗脱百分比，以无水状态的重量计算，即1份重量的缩合物在80℃下浸于20份重量热水中30分钟时的洗脱量;后面相同)为0.1-30%重量。
4.根据权利要求1的粒化种子，其中的缩合物的热水洗脱百分比为0.1-20%重量。
5.根据权利要求1的粒化种子，其中的缩合物的热水洗脱百分比为0.5-10%重量。
6.根据权利要求1的粒化种子，其中的醛化合物是甲醛，缩合物的热水洗脱百分比为0.5-10%重量范围内，总羟甲基含量在0.05-1.5%重量的范围内。
7.根据权利要求6的粒化种子，其中的总羟甲基含量在0.15-1.0%重量范围内。
8.根据权利要求1的粒化种子，其中的植物种子至少选自由下列种子构成的一组鸭茅、意大利黑麦草、梯牧草和苜蓿。
9.根据权利要求1的粒化种子，其中的植物种子至少选自由下列种子构成的一组胡萝卜、西红柿、茄子、旱芹、莴苣和葫芦科瓜类植物。
10.根据权利要求1的粒化种子，其中的植物种子至少选自由下列种子构成的一组矮牵牛、半支莲、秋海棠、罂粟、大岩桐。
11.根据权利要求1的粒化种子，其中的植物种子至少选自由下列种子构成的一组翦股颖、Korai草皮和野生草皮。
12.根据权利要求1的粒化种子，其中的植物种子至少选自由下列种子构成的一组肯塔基早熟禾、西瓜、网皮甜瓜、黄瓜、丝石竹、金鱼草、鼠尾草、香豌豆、多年生黑麦草、灌木车轴草、白桦、山区赤杨、日本红松和山区桦树。
全文摘要
一种粒化种子，它包括植物种子和由脲与醛化合物形成的缩合物。本发明的粒化种子很容易简单地播种，萌发百分比很高，而且能改善植物生长早期的环境。
文档编号A01C1/06GK1045326SQ9010118
公开日1990年9月19日 申请日期1990年3月6日 优先权日1989年3月6日
发明者村山三郎, 高桥照雄 申请人:日本化学工业株式会社