CN116508444B - 一种稻种的直播方法以及稻种的包覆方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种稻种的直播方法以及稻种的包覆方法。在稻种的直播中,以使播种在水田中的稻种在发芽生长中不在水中浮起的方式包覆稻种的同时,能够使到播种为止所需的工序省力化,并且,能够实现稻种的早发芽和初期生长。应用本发明的稻种的直播方法以及稻种的包覆方法的一例的本发明的实施方式包括:内层形成工序,用包覆材料和硫酸钙1/2水合物覆盖稻种的表面;外层形成工序,用硫酸钙1/2水合物覆盖被内层覆盖的稻种,并进行造粒。另外,包括播种工序,将经过外层形成工序造粒的包覆种子在刚造粒后或造粒后60分钟以内进行播种。另外,播种工序中,包覆种子以湿润的状态被播种。
Description
技术领域
本发明涉及一种稻种的直播方法以及稻种的包覆方法。具体而言,涉及一种在稻种的直播中,以使在水田中播种的稻种在发芽生长中不在水中浮起的方式包覆稻种的同时,能够使播种所需的工序省力化,并且,能够实现稻种的早发芽和初期生长的稻种的直播方法以及稻种的包覆方法。
背景技术
近年来,在稻子的栽培中,为了使稻子种植省力、扩大规模以及削减大米生产成本,要求从移植苗的移植栽培向直播稻子的种子的直播栽培的转换。
其中,在灌水直播中,存在播种在水田中的稻种在水中因浮力浮起,成苗,即,播种的稻种伸长胚芽鞘和根,展开叶而无法成活的问题。
作为解决这种问题的技术,有使用铁粉包覆稻种,增大稻种的质量,使稻种难以浮起的铁包覆法,例如,提出了专利文献1所记载的铁包覆种子的制造方法。
其中,在专利文献1所记载的铁包覆种子的制造方法中,一边向稻种喷洒水,一边用还原铁粉、雾化铁粉、金属铁粉或形成白口金属组织的铁粉(以下,在本发明中称作“白口铁粉”)等铁粉包覆稻种。另外,在盐类的存在下,促进铁的氧化反应,将生成的锈作为粘合剂,使铁粉附着在稻种上并固化,形成包覆层。另外,将其干燥并坚固,提高了铁包覆种子的保存性。需要说明的是,这里所谓的白口铁粉是专利文献2所记载的铁粉,已知其氧化反应比还原铁粉、雾化铁粉以及金属铁粉慢,随着氧化的发热小。
另外,在专利文献1所记载的铁包覆种子的制造方法中,作为稻种的种类,利用打破休眠的干种子、浸种种子、催芽种子或将浸种种子或催芽种子进行干燥后的种子(以下,称为活化种子)。
另外,在专利文献1所记载的铁包覆种子的制造方法中,一边在稻种的表面喷洒水,一边使铁粉和盐类的混合物附着。其中,造粒开始时,水成为粘合剂,然后,随着铁粉的氧化反应的进行,锈成为粘合剂(氧化工序)。另外,铁粉的氧化反应在大气中进行,最终,通过干燥工序使水消失,使氧化反应停止。
另外,在专利文献1所记载的铁包覆种子的制造方法中,可以使用各种种类的盐类,作为其中之一使用熟石膏(硫酸钙1/2水合物)。熟石膏具有与水反应而凝固的特性,通过利用该特性,造粒作业变得容易。
另外,在专利文献1中的铁包覆种子中,形成覆盖稻种的铁粉包覆层(内层)后,在其外侧,形成熟石膏或硅胶外层。在铁粉的氧化工序中,由于锈也形成在铁粉包覆层的表面,因此种子彼此附着,容易进行复粒化,但通过用熟石膏或硅胶形成外层,可以抑制该复粒化的发生。
另外,在形成铁粉包覆层时,随着铁粉氧化而产生热。此时,若将造粒完成的种子装入袋中,或者放入水桶等容器,使铁包覆种子成为块状的状态,则会妨碍散热,种子的温度上升,种子的发芽能力下降而死亡。
因此,在专利文献1所记载的铁包覆种子的制造方法中,将造粒后的种子摊薄并暴露于大气中,或,对种子块进行通风来进行散热(散热工序)。
另外,形成有内层和外层的包覆层的铁包覆种子在散热工序后,通过干燥使种子的水分含量降低,停止铁粉的氧化反应的同时,提高种子的保存性(干燥工序)。当使用水分含量高的浸种种子或催芽种子时,通过该干燥工序,浸种种子或催芽种子中所含的水分减少,种子的水分含量变为8~16%。
需要说明的是,在专利文献1所记载的铁包覆种子的制造方法中,铁包覆种子的制造中使用的铁粉的量,相对于稻子的干燥的种子的质量比(比率)来表示,标准为0.5。
其中,在直播中,播种时对种子施加压力,包覆层容易破损,因此包覆层需要强度。另外,作为包覆层的强度的指标,可以使用沉降崩解率。
该沉降崩解率按照如下求得。使相同的铁包覆种子从1.3m的高度朝向厚度为3mm的钢板沉降5次。并且,相对于“沉降前的铁包覆种子的包覆层的重量”的“沉降5次后,铁包覆种子的包覆层崩解而从种子剥离的重量”的质量比作为沉降崩解率。
需要说明的是,“铁包覆种子的重量”=“(包覆前的)种子的重量”+“包覆层的重量”。另外,这里的包覆层是包含内层和外层两者的术语。另外,在测定“包覆层的重量”时,基于这里的种子的重量相同的假设。另外,“(包覆前的)种子的重量”是干重(在35℃下干燥2~3天后的重量)。并且,作为“沉降5次后,铁包覆种子的包覆层崩解而从种子剥离的重量”是,作为“落下前的铁包覆种子(包覆层完好无损)的重量”和“5次沉降处理后的铁包覆种子(包覆层部分损坏)的重量”之差而求出的。
并且,关于如上定义的沉降崩解率,当铁包覆种子的沉降崩解率为65%时,可能会因播种时的机械冲击而破损。因此,沉降崩解率最好为65%以下。
另外,在铁包覆种子中,若降低铁浓度,则生成的锈浓度减少,铁粉包覆层的强度降低,因此在专利文献1所记载的铁包覆种子的制造方法中,铁粉包覆层不含氧化铁粉,仅由铁粉构成,铁浓度为100%。需要说明的是,所谓铁浓度是,例如,在铁粉包覆层由铁粉和氧化铁粉构成的情况下,由相对于铁粉以及氧化铁粉的合计质量的铁粉的质量比来确定。
另外,专利文献1所记载的铁包覆种子,在干燥工序后被播种栽培。由于该铁包覆种子密度高,难以在水中浮起,因此实施各种水管理。
在这里,图1用示意图表示铁包覆种子的播种、水管理以及稻子的生长。在灌水播种(持续灌水)中,不排水,水深为3~10cm(参照图1的(a))。另外,灌水播种(高精度灌水)中,播种后排水1~3天,然后将水深保持1~cm(参照图1的(b))。另外,在灌水播种(延迟灌水)中,在播种后,实施间歇灌溉(参照图1的(c))。间歇灌溉是指,向土壤供应维持稻子生长的最低限度的水。
另外,在润土播种中,在播种前将水田灌水并进行耙水田,排水并播种,进行间歇灌溉(参照图1的(d))。并且,在旱田播种中,在干燥状态或湿润状态的水田中播种,然后通过灌水以及流水,使种子发芽,然后,进行间歇灌溉(参照图1的(e))。如此,铁包覆种子在播种后,实施各种水管理。
另外,发现铁包覆种子具有抑制鸟害以及种子传染性病害的次要効果。鸟害的抑制効果随着铁粉包覆层的强度的提高而增大。另外,抑制种子传染性病害的効果是由于在铁的氧化反应中产生活性氧。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:No.4441645说明书
专利文献2:No.6588059说明书
发明内容
发明要解决的技术问题
在这里,在专利文献1所记载的铁包覆种子的制造方法中,存在制造花费工夫以及铁包覆种子的发芽晚、初期生长延迟这两个问题。
首先,在专利文献1所记载的铁包覆种子的制造方法中,在进行播种之前,需要氧化工序、散热工序以及干燥工序,为了实施各工序,需要一定的天数·时间的同时,非常费事。
如上所述,在专利文献1所记载的铁包覆种子的制造方法中,形成包覆层时的粘合剂是通过在大气中进行的铁粉的氧化反应而生成的锈,通过促进该锈的生成,使包覆层固化而提高强度。因此,用于应对铁粉氧化时的发热的散热工序是必需的,难以将其省略。
另外,在将铁包覆种子造粒后,用于停止铁粉的氧化反应,提高种子的保存性的干燥工序也是必需的,成为播种需要很长时间的一个原因。
例如,对于专利文献1所记载的铁包覆种子的制造方法,在通过手工少量制造时,使氧化工序和散热工序同时进行需要3天,干燥工序需要4天,合计需要7天的时间。另外,若通过风干进行干燥工序,则收到气象条件的影响,雨天的情况下,仅干燥工序有时需要4~7天。
另外,在使用大量制造装置制造铁包覆种子时,氧化工序和散热工序需要1天,干燥工序需要1天,合计需要2天。并且,在使用大量制造装置的情况下,需要机械的设备费、设置机械的空间的确保、电源的确保以及大量制造的种子的保管场所等。
另外,若将专利文献1所记载的铁包覆种子直播到水田,则与不进行包覆处理而直播通常的催芽种子时相比,种子的发芽和初期生长变慢。
不进行包覆处理的催芽种子的种子的水分含量高,将其播种时,可以看到早发芽和初期生长。另一方面,在铁包覆种子中,如上所述,即使使用水分含量高的浸种种子或催芽种子,通过经过干燥工序,种子中所含的水分减少,种子的水分含量变为8~16%。
其结果,专利文献1所记载的铁包覆种子存在在播种后,在水田中需要吸水期,种子的发芽和初期生长变慢的问题。
本发明是鉴于以上问题而提出的,其目的在于,提供一种稻种的直播方法以及稻种的包覆方法,在稻种的直播中,以使播种到水田的稻种在发芽生长中不在水中浮起的方式包覆稻种的同时,可以使到播种为止所需的工序的省力化,并且,可以实现稻种的早发芽和初期生长。
解决问题的技术手段为了实现上述目的,本发明的稻种的直播方法包括:内层形成工序,对包覆前的稻种添加相对于稻子的干种子的质量比为5~200%的包覆材料和相对于所述包覆材料的质量比为5~20%的硫酸钙1/2水合物的同时加水,形成包覆所述包覆前的稻种的内层;外层形成工序,在经过所述内层形成工序的稻种上添加相对于所述包覆材料的质量比为1~30%的所述硫酸钙1/2水合物,形成包覆稻种以及所述内层的外层;播种工序,经过所述外层形成工序的包覆种子能够在造粒后立刻播种,并且所述包覆种子以湿润的状态播种。
其中,内层形成工序中,通过对包覆前的稻种添加包覆材料和硫酸钙1/2水合物的同时加水,可以将水和硫酸钙1/2水合物作为粘合剂,使包覆材料附着在稻种。另外,通过硫酸钙1/2水合物与水反应而凝固,容易使稻种和包覆材料形成颗粒。
另外,在内层形成工序中,通过对包覆前的稻种添加包覆材料和硫酸钙1/2水合物的同时加水,形成对包覆前的稻种进行包覆的内层,通过由包覆材料构成的内层,能够覆盖稻种的表面,增大稻种的质量,改变密度(比重),抑制直播中的稻种的浮起。
另外,通过包覆材料相对于稻子的干种子的质量比为5~200%,可以在合适的范围,根据包覆材料的量来调节稻种的重量,改编密度(比重),容易抑制直播中的稻种的浮起。另外,内层不会过厚,可以抑制稻种的发芽迟缓。另外,造粒后的包覆种子不会变得过重,能够使播种机中放入包覆种子时的作业效率良好。
需要说明的是,所谓包覆材料的相对于稻子的干种子的质量比为5~200%是,从包覆比(比率)来说是包覆比0.05~2的值。
另外,另一方面,当包覆材料相对于稻子的干种子的质量比小于5%时,包覆材料引起的稻种的质量的増大不充分,在直播时,稻种有可能在灌水中浮起。另外,当包覆材料相对于稻子的干种子的质量比大于200%时,内层变厚,容易产生稻种的发芽迟缓的倾向。另外,包覆种子变重,导致在播种机中放入包覆种子时的作业效率降低。
另外,通过硫酸钙1/2水合物相对于包覆材料的质量比为5~20%,相对于包覆材料的硫酸钙1/2水合物的量成为合适的量,容易使稻种和包覆材料形成颗粒。另外,能够抑制造粒中的种子彼此附着而复粒化,以及播种后在灌水中,随着时间的经过硫酸钙1/2水合物溶解,在包覆层上形成孔洞,包覆层的强度降低。
另外,另一方面,当硫酸钙1/2水合物相对于包覆材料的质量比小于5%时,有可能使稻种和包覆材料容易形成颗粒的効果变得不充分。另外,当硫酸钙1/2水合物相对于包覆材料的质量比大于20%时,造粒中的种子彼此附着而容易进行复粒化。另外,虽然硫酸钙1/2水合物在水中的溶解度小,但播种后在灌水中,随着时间的经过硫酸钙1/2水合物缓慢溶解。因此,相对于包覆材料的硫酸钙1/2水合物的量增多,在溶解时,包覆层上容易形成孔洞,包覆层的强度降低。
另外,在外层形成工序中,在经过了内层形成工序的稻种中添加硫酸钙1/2水合物,形成包覆稻种以及内层的外层进行造粒,由此在相同造粒作业中,将被包含包覆材料的内层覆盖的稻种,用硫酸钙1/2水合物的外层覆盖,播种后在灌水中,使内层不崩解,从而能够保持造粒物的形状。在这里,由于外层仅由硫酸钙1/2水合物构成,因此与造粒时由包覆材料和硫酸钙1/2水合物构成的内层相比,硫酸钙1/2水合物与水反应而凝固时,外层更牢固地固化。因此,通过外层,容易保持造粒物得形状。另外,在造粒后的包覆种子中,粉末的发生少,能够提高处理性。另外,硫酸钙1/2水合物利用在水中的溶解度小的特性,由此构成外层,从而在播种后的一定期间,能够保持稻种被内层以及外层保护的状态。
另外,在外层形成工序中,通过添加相对于包覆材料的质量比为1~30%的硫酸钙1/2水合物,作为外层的硫酸钙1/2水合物的量成为合适的量,容易保持造粒物得形状。
另外,经过外层形成工序的包覆种子能够在造粒后立刻播种,由此,从包覆稻种到播种为止的作业时间变得非常短,能够高効率地进行直播。即,例如,若将造粒机和播种机组合,一边造粒一边进行直播,则也可以更高効率地进行播种。另外,可以省略现有的铁包覆种子的制造方法中所需要的播种前的氧化工序、散热工序以及干燥工序,可以实现大幅度的省力化。
另外,在播种工序中,通过包覆种子以湿润的状态播种,可以在稻种的水分含量大的状态下进行播种。据此,播种后,水田中的稻种的吸水期变短,可以提前稻种的发芽和初期生长。
另外,包覆材料中,至少包含铁粉,在播种工序中,在刚造粒后起到造粒后60分钟以内的时机,播种包覆种子,通过灌水田的水中的铁粉的氧化反应来促进锈的生成,包覆种子固化时,可以将包覆种子造粒后立即或造粒后短时间内进行播种。即,在包覆稻种进行播种为止的作业时间进一步变短,可以高効率地进行直播。另外,通过包覆材料中包含的铁粉的氧化反应生成锈,将该锈作为粘合剂,能够使包覆层牢固地固化。另外,播种后,在灌水田的水中,促进铁粉的氧化反应,生成锈,不像在大气中的氧化反应那样随着热的发生,不需要散热工序或干燥工序,实现作业工序的省力化。并且,造粒后,可以在短时间内播种,因此不需要确保用于长期保管调整后的包覆种子的保管场所。
另外,包覆材料中至少包含铁粉,在播种工序中,在刚造粒后起到造粒后60分钟以内的时机,播种包覆种子时,通过内层以及外层中包含的硫酸钙1/2水合物,能够促进铁粉的氧化反应。另外,在包覆材料和硫酸钙1/2水合物的混合物中加水而形成的内层,在造粒后立刻播种时,能够保持造粒物的形状,以免在水中崩解。另外,能够防止内层的崩解,使铁粉在水中氧化,确保用于包覆层牢固地固化的时间。
另外,包覆材料中至少包含铁粉,通过灌水田的水中的铁粉的氧化反应促进锈的生成,在包覆种子固化的情况下,即,例如,在包覆材料中使用铁粉和氧化铁粉的混合物,可以调节包覆层的强度。即,改变铁粉和氧化铁粉的比率进行混合,根据播种后的水管理的种类、种植者的技术,能够调节包覆种子中的包覆层的强度。氧化铁粉是化学性质稳定的物质(不氧化,不溶于水),起到填充剂的作用。将该填充剂与锈结合形成包覆层,但由于氧化铁粉密度大,生物和环境的安全性也优异,因此使用方便,也易于调节包覆种子的密度(比率)。
另外,包覆材料仅由氧化铁粉构成,播种工序通过作为播种包覆种子后进行间歇灌溉的方法的根据延迟灌水的灌水播种、润土播种或旱田播种中的任意一种方法进行水管理时,可以由氧化铁粉形成内层来制造包覆种子,所述润土播种是,在播种前对水田灌水并进行耙水田,排水后对包覆种子进行播种,并进行间歇灌溉的方法,所述润土播种是在干燥状态或湿润状态的水田播种包覆种子,然后,通过灌水以及流水使包覆种子发芽,再然后,进行间歇灌溉的方法。另外,只要该包覆种子是通过根据延迟灌水的灌水播种、润土播种或旱田播种的方法进行水管理的播种方法,就能避免播种时的包覆种子的破损,同时在造粒后的短时间内进行直播。
另外,包覆前的稻种的种类是,水分含量为8~16%的干种子、将所述干种子浸入水的水分含量为16~40%的浸种种子、所述浸种种子开始发芽并且胚芽鞘的尖端出现在稻皮表面的水分含量为16~40%的催芽种子或对所述浸种种子或所述催芽种子进行干燥的水分含量为8~16%的活化种子的任意一种,在打破休眠的种子的情况下,可以选择性地利用水分含量不同的各种类的稻种。另外,尤其在使用催芽种子时,可以进一步提前稻种的发芽和初期生长。
另外,在包覆材料相对于稻子的干种子的质量比为50%或100%时,能够进一步抑制直播中的稻种的浮起。另外,内层不会过厚,能够进一步抑制稻种的发芽迟缓。
需要说明的是,所谓包覆材料的相对于稻子的干种子的质量比为50%或100%是指,从包覆比(比率)来说,是“包覆比0.5”或“包覆比1”的值。
另外,包覆前的稻子的种子是将干种子浸入水的水分含量为30%以上的浸种种子或浸种种子开始发芽并且胚芽鞘出现在稻皮的表面的水分含量为30%以上的催芽种子,包覆材料相对于干种子的质量比为100%以下的同时,相对于包覆材料的全部质量的铁粉的质量比为100%以下,并具有保管工序,将包覆种子堆积为10cm的堆积厚度,使包覆种子的温度上升保持在10℃以下,从而在造粒后60分钟后到造粒后3天以内的范围内进行保管,在播种工序中,保管工序至后,播种包覆种子的情况下,包覆种子造粒后,能够将大气中的铁粉的氧化反应引起的种子的温度上升抑制在一定以下,保证种子的发芽能力的同时,能够调整播种包覆种子的时机。由此,种植者考虑到天气等条件,能够在所希望的时机进行直播。另外,由于能够在保持稻种湿润的状态的同时进行播种,因此能够提前稻种的发芽和初期生长。并且,在包覆材料中混合铁粉和氧化铁粉时,通过改变铁粉和氧化铁粉的比率进行混合,不仅可以调节包覆层的强度,还可以调节随着铁粉氧化反应的热量的发生。
另外,硫酸钙1/2水合物是如下所述的硫酸钙1/2水合物:将包覆种子置于装水的规定的容器中,在一定条件下使容器水平移动,暴露于水的运动后,内层的质量以及外层的质量的合计质量为造粒后并且置于规定的容器之前的内层的质量以及外层的质量的合计质量的80%以上,所述包覆种子通过如下造粒:对包覆前的稻种添加相对于稻子的干种子的质量比为100%的包覆材料和相对于包覆材料的质量比为10%的硫酸钙1/2水合物的同时加水形成内层,并且,进一步地,添加相对于包覆材料质量比为10%的硫酸钙1/2水合物形成外层,并进行造粒,此时,将包覆种子造粒后立刻或造粒后在短时间内播种到水中时,通过硫酸钙1/2水合物的特性容易抑制包覆层崩解。即,例如,通过选择硫酸钙1/2水合物的种类,能够保证在造粒后的短时间内播种和抑制直播时施加给稻种的水的圧力引起的包覆层的崩解这两方面。
需要说明的是,这里所谓的规定的容器例如,包括一定尺寸的培养皿等。另外,这里所谓的一定条件例如,包括将包覆种子置于装水的容器中,在设定的时机,使容器进行矩形水平移动的条件。
另外,为了达到上述目的,本发明的稻种的直播方法包括:内层形成工序,对包覆前的稻种添加相对于稻子的干种子的质量比为5~200%的包覆材料和相对于所述包覆材料的质量比为5~20%的硫酸钙1/2水合物的同时加水,形成包覆所述包覆前的稻种的内层,从而进行造粒;播种工序,经过所述内层形成工序的包覆种子能够在造粒后立刻播种,所述包覆种子在湿润的状态下播种。
其中,在内层形成工序中,通过对包覆前的稻种添加包覆材料和硫酸钙1/2水合物的同时加水,将水和硫酸钙1/2水合物作为粘合剂,能够使包覆材料附着在稻种上。另外,通过硫酸钙1/2水合物与水反应而凝固,容易使稻种和包覆材料形成颗粒。
另外,在内层形成工序中,对包覆前的稻种添加包覆材料和硫酸钙1/2水合物的同时加水,形成对包覆前的稻种进行包覆的内层,由此,通过由包覆材料构成的内层覆盖稻种的表面,增大稻种的质量,改变密度(比重),能够抑制直播中的稻种的浮起。
另外,在内层形成工序中,通过形成对包覆前的稻种进行包覆的内层进行造粒,在造粒作业中,用包含包覆材料的内层覆盖稻种,作为包覆种子进行造粒,能够播种该造粒物。即,例如,与在内层的更外侧形成外层的包覆种子相比,能够省略形成外层的工序,因此能够使造粒包覆种子到播种为止的作业进一步省力化以及简化。
另外,在播种工序中,通过包覆种子在湿润的状态下播种,可以在稻种的水分含量大的状态下播种。据此,播种后,水田中的稻种的吸水期变短,能够使稻种的发芽和初期生长提前。
另外,为了达到上述目的,本发明的稻种的包覆方法包括:内层形成工序,对包覆前的稻种添加相对于稻子的干种子的质量比为5~200%的包覆材料和相对于所述包覆材料的质量比为5~20%的硫酸钙1/2水合物的同时加水,形成包覆所述包覆前的稻种的内层,外层形成工序,在经过所述内层形成工序的稻种上添加相对于所述包覆材料的质量比为1~30%的硫酸钙1/2水合物,形成包覆稻种以及所述内层的外层,从而进行造粒;经过所述外层形成工序的包覆种子能够在造粒后立刻播种。
其中,经过外层形成工序的包覆种子能够在造粒后立刻播种,由此,从包覆稻种到播种为止的作业时间变得非常短,能够高効率地进行直播。即,例如,若将造粒机和播种机组合,一边造粒一边进行直播,则也可以更高効率地进行播种。另外,可以省略现有的铁包覆种子的制造方法中所需要的播种前的氧化工序、散热工序以及干燥工序,可以实现大幅度的省力化。
另外,在播种工序中,通过包覆种子在湿润的状态下播种,可以在稻种的水分含量大的状态下播种。据此,播种后,水田中的稻种的吸水期变短,能够使稻种的发芽和初期生长提前。
发明效果
根据本发明的稻种的直播方法,在稻种的直播中,以使播种在水田中的稻种在发芽生长中不在水中浮起的方式包覆稻种的同时,能够使到播种为止所需的工序省力化,并且,能够实现稻种的早发芽和初期生长。
另外,根据本发明的稻种的包覆方法,在稻种的直播中,以使播种在水田中的稻种在发芽生长中不在水中浮起的方式包覆稻种的同时,能够使到播种为止所需的工序省力化,并且,能够实现稻种的早发芽和初期生长。
附图说明
图1的(a)~(e)是表示包覆种子的播种方法的概略图。
图2是随着吸水期、发芽准备期、生长期的时间的经过表示的稻种的浸种开始后的天数和稻种的水分含量(%)的关系的示意图。
图3是表示稻种的水分含量和50%发芽时间的关系的图。
图4是表示造粒后到进行播种为止的时间(分钟)和包覆层崩解率(%)的关系的图表。
图5是表示包覆种子的崩解试验中的浊度和崩解率的关系的图表。
图6是表示包覆层的内层中的硫酸钙1/2水合物的浓度对包覆层在水中的崩解的影响的图表。
图7是表示向包覆层的外层添加的硫酸钙1/2水合物的添加量和水中崩解率的关系的图表。
图8是表示不形成包覆层的外层时的包覆层的内层中的硫酸钙1/2水合物的浓度和在水中的包覆层的崩解的关系的图表。
图9是造粒时向包覆层的外层喷洒水对水中崩解率的影响的图。
图10是表示包覆种子的结构和状态的概略图,(a)是表示置于大气中的刚造粒后到播种前的通过本发明制造的包覆种子的图,(b)是表示刚造粒后播种到水中的通过本发明制造的包覆种子的图,(c)是表示通过现有方法制造的播种前的铁包覆种子的图。
图11是表示包覆层中的铁浓度对水中崩解率和灌水崩解率的影响的图表。
图12是表示铁的添加对包覆层的崩解率的影响的图表。
图13是表示灌水崩解率和栽培试验后的包覆层的崩解率的关系的图表。
图14是表示本发明的实施方式中的造粒后到播种为止期间中的实施方式的概略的图。
图15是表示苯乙烯保温筒的结构的概略图。
图16是表示造粒后将包覆种子堆积为10cm的厚度时的种子的温度上升的变化的图表。
图17是表示包覆干种子以及催芽种子并堆积为10cm的厚度时的种子的温度上升的变化的图表。
图18是表示包覆层中的铁浓度和堆积的种子的温度上升的关系的图。
图19是表示用白口铁粉包覆的种子和用DSP317铁粉包覆的种子的温度上升的图。
图20是表示造粒后的包覆种子、将其干燥的包覆种子以及通过现有方法制造的包覆种子的沉降崩解率和铁浓度的关系的图表。
图21是在水中氧化固化的包覆种子和通过现有方法制造的包覆种子的沉降强度的差异和铁浓度的关系的图表。
图22是表示根据本发明的包覆种子、根据现有方法的包覆种子以及催芽种子的50%发芽时间和铁浓度的关系的图表。
图23是表示根据本发明的包覆种子、根据现有方法的包覆种子以及催芽种子的作物高度和铁浓度的关系的图表。
图24是表示包覆比对50%发芽时间的影响的图表。
图25的(a)~(c)是表示将不含铁粉的包覆种子以及10%铁浓度的包覆种子在大气中开放而蒸发水分时的包覆种子中所含的水分量和沉降崩解率的关系的图表。
图26是表示以0、25以及50%铁浓度、包覆比0.5对催芽种子进行造粒并以10cm厚度堆积时的每天的水分消失量的图表。
图27是表示对催芽种子造粒并以10cm厚度堆积时的种子的水分含量的变动的图表。
图28是表示实施例51中分别播种的同时分析了包覆种子的50%发芽时间和种子的水分含量的结果的图表。
图29是表示实施例51中将包覆种子从造粒当天开始堆积3天进行保管时的种子的水分含量的变动的图表。
图30是表示实施例53以及实施例54中的包覆种子的温度上升的变动的图表。
图31是表示实施例56以及实施例57中的包覆种子的温度上升的变动的图表。
图32是表示实施例58以及实施例59中的包覆种子的温度上升的变动的图表。
附图标记说明
1内层
2外层
3催芽种子
4催芽种子的在内部生长的胚芽鞘
5大气(氧浓度21%)
6内层
7外层
8催芽种子
9伸长的胚芽鞘
10大气(氧浓度21%)
11表面水
12氧化层
13还原层
14内层
15外层
16干种子或活化种子
17大气(氧浓度21%)
具体实施方式
以下,对应用本发明的稻种的直播方法以及稻种的包覆方法的实施方式进行说明。
作为应用本发明的稻种的直播方法以及稻种的包覆方法的一例的本发明的实施方式中具有:内层形成工序,用包覆材料和硫酸钙1/2水合物覆盖稻种的表面;外层形成工序,用硫酸钙1/2水合物覆盖用内层覆盖的稻种并造粒。
另外,本发明的实施方式中具有播种工序,将经过外层形成工序造粒的包覆种子在刚造粒之后,或,造粒后的60分钟钟以内进行播种。另外,在播种工序中,包覆种子以湿润的状态被播种。
[内层形成工序]
在内层形成工序中,将相对于稻子的干种子的质量比为5~200%的包覆材料和相对于包覆材料的质量比为5~20%的硫酸钙1/2水合物添加到包覆前的稻种形成混合物,并对其加水,形成对包覆前的稻种进行包覆的内层。
其中,稻种是水分含量为8~16%的干种子、将干种子浸入水的水分含量味16~40%的浸种种子、浸种种子开始发芽并且胚芽鞘的尖端出现在稻皮的表面的水分含量为16~40%的催芽种子或对浸种种子或催芽种子进行干燥的水分含量为8~16%的活化种子的任意一种,可以采用打破休眠的种子。
另外,作为包覆材料,可以单独使用或者混合使用铁粉以及氧化铁粉。包覆材料是如下所述的材料:附着在稻种上的同时覆盖稻种的表面,增大稻种的质量,改变密度(比重),抑制直播中的稻种的浮起。
另外,作为铁粉,例如,可以采用还原铁粉、雾化铁粉、金属铁粉、白口铁粉以及它们的混合物等。铁粉在大气中或水中氧化,形成作为粘合剂的锈,可以牢固地固化包覆种子的包覆层。
另外,在本发明的实施方式中,由于将造粒的包覆种子在刚造粒之后,或,造粒后60分钟钟以内进行播种,主要通过在播种后的灌水田的水中的铁粉的氧化反应来促进锈的生成。
另外,作为氧化铁粉,例如,可以采用氧化亚铁粉(FeO)、氧化铁粉(Fe2O3),四氧化三铁粉(Fe3O4)以及它们的混合物。
另外,作为包覆材料,通过混合使用铁粉以及氧化铁粉,改变铁粉以及氧化铁粉的混合比率,由此能够调节包覆层的强度。另外,在混合铁粉以及氧化铁粉时,将氧化铁粉作为填充剂,使填充剂与锈结合,从而形成包覆层。
另外,仅用氧化铁粉构成包覆材料时,水以及硫酸钙1/2水合物作为粘合剂,使作为填充剂的氧化铁粉结合,从而形成包覆层。
另外,以相对于稻子的干种子的质量比为5~200%的范围使用包覆材料。通过将包覆材料的量处于该范围,能够以合适的范围调节根据包覆材料的量的稻种的重量,改变密度(比重),能够抑制直播中的稻种的浮起。另外,内层不会过厚,能够抑制稻种的发芽迟缓。另外,造粒的包覆种子不会过重,在播种机中放入包覆种子时的作业效率良好。
需要说明的是,这里所谓的稻子的干种子,意味着将稻子的种子在35℃下干燥2~3天后的重量。
另外,硫酸钙1/2水合物成为在形成内层时与水一同将包覆材料附着在稻种上的粘合剂。另外,硫酸钙1/2水合物与水反应而凝固,由此使稻种与包覆材料容易形成颗粒。
另外,硫酸钙1/2水合物是在包覆材料包含铁粉时促进铁粉的氧化反应的盐类。需要说明的是,硫酸钙1/2水合物市售有多个种类,关于该选择的详细内容,将予以后述。
另外,以相对于包覆材料的质量比为5~20%的范围使用硫酸钙1/2水合物。通过将硫酸钙1/2水合物的量处于该范围,成为合适的量,使稻种和包覆材料容易形成颗粒。另外,能够抑制造粒中的种子之间附着而形成复粒或播种后在灌水中,硫酸钙1/2水合物随着时间的流逝而溶解,从而包覆层出现孔洞,包覆层的强度降低。
其中,作为包覆对象的稻种的种类,可以采用干种子、浸种种子、催芽种子或活化种子。但是,可以加快播种后的种子的发芽和初期生长这一点来看,特别优选采用催芽种子以及浸种种子。
另外,对于稻子的种子,不仅可以分别单独添加包覆材料和硫酸钙1/2水合物,也可以使用预先混合包覆材料和硫酸钙1/2水合物的混合物。
另外,包覆材料不必由铁粉以及氧化铁粉的混合物构成,可以仅由铁粉或仅由氧化铁粉构成包覆材料。但是,如上所述,由于可以通过改变铁粉以及氧化铁粉的混合比率来调节包覆层的强度,因此包覆材料优选由铁粉以及氧化铁粉的混合物构成。并且,由于能够通过氧化反应生成锈来牢固地固化包覆层,因此构成材料中优选包含铁粉。
另外,在本发明中,可以采用多种包覆层的铁浓度(%)。包覆层的铁浓度成为规定包覆种子的“包覆层的强度”的参数。其中,包覆层的铁浓度(%)通过“包覆层的铁浓度=内层的铁粉质量/(内层的铁粉质量+内层的氧化铁粉质量)×100”求出。
另外,关于包覆种子的包覆层的强度,种植者可以基于栽培环境来确定。为了所需的包覆层的强度,种植者通过改变构成包覆材料的铁粉以及氧化铁粉的混合比率,能够调节铁浓度。另外,例如,若要提高包覆层的强度,提高铁浓度即可。
另外,在还原铁粉、雾化铁粉以及金属铁粉的情况下,作为包覆层的铁浓度(%)一例,可以在如下所述的范围选择。
首先,当包覆层的铁浓度(%)是10~25%的范围时,能够将灌水田的水中的包覆层的崩解率抑制得很低。另外,在具有将造粒后的包覆种子保管一定时间的工序时,能够使保管工序中的种子的温度上升得很小。
另外,当包覆层的铁浓度(%)是25%以上时,能够将灌水田的水中的包覆层的崩解率抑制得很低,并且,易于防止鸟害(麻雀导致的啄食损害)的同时,能够抑制稻种的传染性病害的发生。
另外,当包覆层的铁浓度(%)是10%以下时,能够使后述的保管工序中的种子的温度上升得极小或能够抑制发热。
如此,在本发明中,根据种植者的所需条件等,可以设定多种包覆层的铁浓度。
[外层形成工序]
在外层形成工序中,对被内层覆盖的稻种,添加相对于包覆材料的质量比为1~30%的硫酸钙1/2水合物,形成对稻种以及内层进行包覆的外层并造粒。
其中,硫酸钙1/2水合物是如下所述的材料:形成覆盖稻种以及内层的外层,防止播种后在灌水中内层崩溃,保持造粒物的形状。另外,硫酸钙1/2水合物使包覆层更加牢固地固化。
另外,包覆材料中包含铁粉时,硫酸钙1/2水合物促进铁粉的氧化反应(水中氧化)。另外,通过硫酸钙1/2水合物,防止在将造粒的包覆种子在刚造粒后,或,造粒后60分钟钟以内进行播种后内层的崩解,使铁粉在水中氧化,能够确保用于牢固地固化包覆层的时间。
另外,在外层形成工序中,以相对于包覆材料的质量比为1~30%的范围使用硫酸钙1/2水合物。通过将硫酸钙1/2水合物的量处于该范围,成为合适的量,易于保持造粒物的形状。
另外,在本发明的实施方式中,进一步优选内层以及外层中的硫酸钙1/2水合物的量均被设定为相对于包覆材料的质量比的10%。由此,在包覆种子中,可以良好地形成灌水崩解率(使包覆材料长时间附着在包覆种子上的指标)和水中崩解率(包覆层在水中短时间崩解的指标)这两个2参数。需要说明的是,灌水崩解率和水中崩解率的详细内容将予以后述。
另外,在外层形成工序中使用的硫酸钙1/2水合物可以使用与在内层形成工序中使用的硫酸钙1/2水合物相同的硫酸钙1/2水合物。
[播种工序]
在播种工序中,将形成外层并进行造粒的包覆种子,在刚造粒后,或,造粒后60分钟以内进行播种。另外,在播种工序中,包覆种子以湿润的状态被播种。
在该播种工序中,通过刚造粒后,或,造粒后60分钟以内进行播种,在包覆材料包含铁粉时,促进灌水田的水中的氧化反应(水中氧化),能够牢固地固化包覆层。即,只要是造粒后的60分钟以内,相比于大气中的铁粉的氧化反应,可以以水中的氧化反应为主进行。
另外,播种工序中的所谓刚造粒后,若是最短,则与造粒同时进行播种。例如,可以考虑在已知的播种机组装造粒机,在制造造粒物的时机通过播种机进行播种的方式。若是这样的方式,可以显著缩短从包覆种子的造粒至播种为止的时间。另外,无需临时保管包覆种子的作业等,可实现大幅的省力化。
另外,在播种工序中,通过在刚造粒后,或,造粒后60分钟以内进行播种,与现有技术(专利文献1)相比,能够大幅缩短到播种为止的时间。
另外,在播种工序中,包覆种子以湿润的状态被播种。由此,在使用催芽种子时,可以保持较高的种子的水分含量,激活催芽种子的早发芽和初期生长的能力。另外,能够将包覆层的水分含量保持在刚造粒后高状态,利用水的粘合力,能够抑制因直播时的冲击导致的沉降崩解。
另外,所谓的包覆种子湿润的状态,表示包覆种子保持的水分为“0.10(g/g种子)”以上。需要说明的是,所谓的保持的水分(g/g种子),表示基于干种子的重量的包含在包覆层和稻种内部的“自由水”的重量(不包含结合水以及准结合水)。
其中,相对于干种子,制造了铁浓度0%的包覆种子时,若包覆种子保持的水分为“0.10(g/g种子)”以上,则上述沉降崩解率(包覆层的强度的指标之一)为65%以下,能够担保适于直播的包覆层的强度。
另外,对于催芽种子制造包覆种子时,种子的水分含量20%(结合水+准结合水:0.15g/g种子,自由水:0.05g/g种子)以上,对于早发芽和初期生长是必要的。其中,若包覆种子保持的水分(自由水)为“0.10(g/g种子)”以上,则充分满足水分含量20%以上,能够担保早发芽和初期生长。
另外,在本发明的实施方式中,包覆材料包含铁粉时,通过图1的(a)~(e)所示的各种水管理方法,能够进行直播。
另外,在本发明的实施方式中,当包覆材料仅由氧化铁粉构成时,可以通过以根据延迟灌水的灌水播种(参照图1的(c))、润土播种(参照图1的(d))或旱田播种(参照图1的(e))的任意一种方法进行水管理的方法来进行直播,所述润土播种是,在播种前对水田灌水并进行耙水田,排水后对包覆种子进行播种,并进行间歇灌溉的方法,旱田播种是在干燥状态或湿润状态的水田播种包覆种子,然后通过灌水以及流水使包覆种子发芽,再然后,进行间歇灌溉的方法。
以上说明的本发明的实施方式中,用包覆材料包覆稻种,制造包覆种子,直播后,在灌水田,能够抑制发芽生长过程中在水中浮起。
另外,在本发明的实施方式中,通过将包覆种子在刚造粒后,或,造粒后60分钟以内进行播种,与现有技术相比,能够大幅缩短形成包覆种子到播种为止的时间。
并且,在本发明的实施方式中,在播种之前,不伴随散热工序或干燥工序,因此能够实现包覆种子的制造作业中显著的省力化。
另外,在本发明的实施方式中,通过在包覆材料包含铁粉,利用播种后的灌水田的水中的氧化反应,能够牢固地固化包覆层。
另外,在本发明的实施方式中,作为稻种的种类,可以使用水分含量高的催芽种子或浸种种子,对于播种后的种子,可以实现早发芽和初期生长。
接着,在以下说明涉及本发明的详细内容。
[1.种子的准备]
在本发明中,使用打破休眠的稻种。作为稻种的种类,可以使用水分含量为8~16%的干种子、水分含量为16~40%的浸种种子、水分含量为16~40%的催芽种子以及再次干燥浸种种子或催芽种子的8~16%的活化种子。需要说明的是,这里所谓的水分含量,表示未包覆得稻种所含的水的量(%)。
图2是随着吸水期、发芽准备期、生长期的时间的经过表示稻种的浸种开始后的天数和稻种的水分含量(%)的关系的示意图。另外,稻种的种类是干种子、浸种种子、催芽种子以及活化种子(经过干燥处理的浸种种子或催芽种子)。
其中,市售的干种子通常水分含量为14~16%,被浸渍时,吸水成浸种种子,水分含量上升至30%左右(参照图2)。吸水是物理过程,通常需要24小时。吸水的种子可以持续浸渍,也可以排水后保持保湿状态。吸水后,种子的代谢活性提高(称作发芽准备期),进行发芽。
另外,所谓催芽种子指,吸水后完成发芽准备期,并且成为刚发芽之前的状态的种子。该发芽准备期中,代谢以各种程度被激活,对其进行干燥时代谢活性临时停止,种子成为可以保存的活化种子。另外,在那之后,活化种子吸水时恢复代谢的激活,成为催芽种子并进行发芽。
在现有技术中,干种子、活化种子、浸种种子以及催芽种子被铁粉包覆并被造粒,然后,铁的氧化和散热、干燥、调节·运输·保管的工序继续进行,并被播种。完成的铁包覆种子干燥至水分含量8~16%。
另外,在现有技术中,包覆层中包含的铁的氧化反应通过干燥而停止。铁包覆种子在播种后,在水田需要24时间的吸水期。然后,在种子体内代谢被激活,完成发芽准备期,成为催芽种子的状态,并进行发芽。
现有技术中的铁包覆种子的发芽和初期生长与完成吸水和发芽准备期的催芽种子相比迟缓。
其中,图3表示将未包覆的干种子以及未包覆的催芽种子干燥至各种程度时的种子的水分含量和50%发芽时间的关系。
如图3所示,表示50%发芽时间在水分含量为20%以上时短,水分含量达到20%以下时变长。本关系普遍适用于稻子。
在本发明中,作为稻种的种类,在包覆催芽种子或浸种种子后,通过迅速播种,以及,通过造粒后抑制包覆种子的水分的消失,并以湿润的状态进行播种,能够提前发芽和初期生长。
[2.包覆层的形成]
在这里,首先,作为用于促进包覆层的铁粉的氧化反应的盐类(氧化促进剂),进行了硫酸钙1/2水合物和氯化钠的比较。另外,在比较中,使用了在以下的内容中示出的“包覆层崩解率(%)”。
对于作为盐类使用硫酸钙1/2水合物的包覆种子和使用氯化钠的包覆种子,基于干燥质量,按照如下定义包覆层的崩解率。“包覆层崩解率(%)=((造粒后的包覆层质量-播种后立刻排水处理的包覆种子的包覆层质量)/造粒后的包覆层质量)×100”。需要说明的是,在35℃下干燥后测定了质量。从包覆种子的质量减去包覆处理前的干种子的质量算出了包覆层质量。
在现有技术中,通过添加各种盐类来促进铁粉的氧化反应。其中,图4是表示造粒后到进行播种为止的时间(分钟)和包覆层崩解率(%)的关系的图表。
将铁粉(“铁源250”铁源株式会社制造;“テツゲン250”株式会社テツゲン製)作为包覆材料,在盐类(氧化促进剂)使用氯化钠(添加相对于铁粉的质量比2%)或硫酸钙1/2水合物(添加相对于铁粉的质量比10%),并对稻种(品种:中生新千本)进行了包覆。对这些包覆种子进行造粒并经过一定时间后,从500mm的高度播种到水中(水深100mm),在10~30秒后静静地排水,并测定了包覆层的崩解率。图4表示了该结果。
其中,将在上述内容中制造的铁包覆种子造粒并经过一定时间(20分钟以上)之后在水中播种的样品中,使用氯化钠的样品中,铁粉剥落,露出稻谷,使用硫酸钙1/2水合物的样品中,铁粉易呈淤泥状。
另外,将在上述内容制造的铁包覆种子造粒后立刻播种到水中时,作为水溶性盐类的氯化钠的样品的崩解率大于硫酸钙1/2水合物的样品(参照图4)。
由此表明,具有将包覆种子造粒后在短时间内播种到水中时,溶解度小,而且,与水反应而凝固的特性的硫酸钙1/2水合物作为盐类的种类有利。
另外,在本发明的一例中,通过两个步骤实现包覆层的形成。
首先,第一,在造粒后进行播种时,在水中不崩解并保持形状是重要的。因此,在被播种时,作为包覆层在水中短时间内崩解的指标,定义“水中崩解率”。在本发明的实施中,水中崩解率越小越好。
以下,表示作为求出水中崩解率的前提的水中崩解试验的条件和水中崩解率的求法。
水中崩解试验的条件如下面所述。
首先,将稻种用包覆材料造粒后,10分钟后实施下一个作业。将50粒包覆种子放入直径90mm、高度20mm的培养皿中,添加20mL水,1分钟后暴露于培养皿的12秒的矩形水平移动(在长21cm、宽28cm的长方形框内,圈数为3)引起的水的运动中。然后,静置培养皿,造粒后9分钟后,使培养皿同样地进行矩形水平移动,将包覆种子暴露于相同的水的运动中,造粒后10分钟后排水。然后,添加20mL的水清洗后,在35℃下干燥种子。另外,将不供于水中崩解试验的包覆种子作为比较,将供于水中崩解试验的包覆种子中崩解的包覆层的质量比作为水中崩解率。
需要说明的是,包覆种子中,用包覆材料(铁粉,氧化铁或其混合物)和硫酸钙1/2水合物形成内层,然后,用硫酸钙1/2水合物形成外层,并造粒。
另外,按照如下求出基于上述水中崩解试验算出的水中崩解率。
“水中崩解率(%)=((比较种子的包覆层质量-水中崩解试验后的包覆层质量)/比较种子的包覆层质量)×100”。其中,构成包覆层的质量的是,内层的铁粉、氧化铁粉以及硫酸钙1/2水合物和外层的硫酸钙1/2水合物。故,溶解的硫酸钙1/2水合物的质量包含在水中崩解率。其中,包覆层质量基于无包覆种子的质量进行计算。
另外,第二,在水中通过硫酸钙1/2水合物保持包覆层的形状期间,铁粉氧化,牢固地固化包覆层,提高包覆层的强度是很重要的。
一般在灌水直播中,从播种起进行2~7天的灌水管理(参照图1),然后进行落水。因此,从播种起3天内,通过铁粉在水中的氧化,定义了作为包覆层固化的指标的“灌水崩解率”。即,灌水崩解率表示其值越小,包覆层越牢固地附着在种子上并固化。
以下,表示作为求出灌水崩解率的前提的灌水崩解试验的条件和灌水崩解率的求法。
灌水崩解试验的条件如下面所述。
首先,造粒后30分钟后,将50粒包覆种子放入培养皿(直径90mm、高度20mm),添加20mL的水,并静置培养皿。3天后暴露于24秒的矩形水平移动(长21cm、宽28cm的长方形框内,圈数为6)引起的水的运动中,1分钟后排水,接着添加20mL的水清洗后,在35℃下干燥并称重。另外,将不供于灌水崩解试验的包覆种子作为比较,将供于灌水崩解试验的包覆种子中崩解的包覆层的质量比作为灌水崩解率。
另外,按照如下求出了灌水崩解率。
“灌水崩解率(%)=((比较种子的包覆层质量-灌水崩解试验后的包覆层质量)/比较种子的包覆层质量)×100”。其中,构成包覆层的质量的是,内层的铁粉、氧化铁粉以及硫酸钙1/2水合物和外层的硫酸钙1/2水合物。故,溶解的硫酸钙1/2水合物的质量包含在灌水崩解率。
在以后的研究中,根据需要,使用上述的水中崩解率以及灌水崩解率来进行研究。
[硫酸钙1/2水合物]
本发明中,在造粒后的包覆层在水中的形状的保持上利用硫酸钙1/2水合物。关于硫酸钙1/2水合物和其与水反应而凝固的硫酸钙2水合物,其溶解度小,是0.2~0.3g/100g水,但不是难溶性。因此,在灌水田的水中,随着时间的经过,硫酸钙1/2水合物缓缓溶解,包覆层***,包覆层的形状的保持力降低。
另外,硫酸钙1/2水合物中,具有各种物理性质的产品正在市售。其中,为了选定适于本发明的产品,将这些供于水中崩解试验。在本研究中,对于稻子的干种子,以1.0的包覆比(包覆材料的量相对于种子的干燥质量以质量比计为100%。以下,“包覆比”相同。)进行造粒。另外,各硫酸钙1/2水合物的内层以及外层的使用量(相对于包覆材料的质量比)如表1记载。
在这里,作为硫酸钙1/2水合物的产品,比较了以下产品。
产品A、B、C以及D(N公司产品)、产品E以及F(U公司产品)、产品G(M公司产品)。
另外,作为包覆材料,使用了DSP317铁粉(都瓦爱皮创作株式会社制造;DOWAIPクリエーション株式会社製)、三津和化学铁粉(三津和化学药品工业株式会社制造;三津和化学薬品工業株式会社製)、白口铁粉(日本磁力选矿株式会社制造;日本磁力選鉱株式会社製)以及氧化亚铁粉。
【表1】
包覆材料 | 铁浓度(%) | 产品的种类 | 内层(%) | 外层(%) | 水中崩解率(%) |
DSP317铁粉 | 100 | D | 10 | 5 | 81.9 |
DSP317铁粉 | 100 | D | 10 | 10 | 56.3 |
DSP317铁粉 | 100 | B | 10 | 5 | 7.1 |
DSP317铁粉 | 100 | B | 10 | 10 | 6.7 |
DSP317铁粉 | 100 | C | 10 | 10 | 8.2 |
DSP317铁粉 | 100 | C | 10 | 5 | 13.3 |
DSP317铁粉 | 100 | G | 10 | 5 | 30.8 |
DSP317铁粉 | 100 | G | 10 | 10 | 29.1 |
DSP317铁粉 | 100 | F | 10 | 10 | 6.6 |
DSP317铁粉 | 100 | E | 10 | 5 | -1.4 |
DSP317铁粉 | 100 | E | 10 | 10 | 5.7 |
DSP317铁粉 | 100 | A | 10 | 10 | 4.8 |
DSP317铁粉 | 100 | A | 10 | 5 | 6.7 |
三津和化学铁粉 | 100 | A | 10 | 10 | 7.0 |
=津和化学铁粉 | 100 | G | 10 | 10 | 22.0 |
三津和化学铁粉 | 100 | B | 10 | 10 | 8.7 |
三津和化学铁粉 | 100 | D | 10 | 10 | 23.4 |
白口铁粉 | 100 | A | 10 | 10 | -3.4 |
白口铁粉 | 100 | G | 10 | 10 | 26.8 |
白口铁粉 | 100 | B | 10 | 10 | 0.8 |
白口铁粉 | 100 | D | 10 | 10 | 29.5 |
氧化亚铁粉 | 0 | A | 10 | 10 | 4.5 |
氧化亚铁粉 | 0 | G | 10 | 10 | 25.0 |
氧化亚铁粉 | 0 | B | 10 | 10 | 8.4 |
氧化亚铁粉 | 0 | D | 10 | 10 | 24.9 |
如表1所示,水中崩解试验的结果表明了水中崩解率根据硫酸钙1/2水合物的产品的种类而不同。另外,在本发明中,优选使用水中崩解率为20%以下的硫酸钙1/2水合物的产品。从表1的结果明确了产品A、B、C、E以及F适于本发明的实施。另外,产品D以及产品G的水中崩解率超过20%,不适于本发明。
需要说明的是,这里所谓的“水中崩解率为20%以下”,相当于本申请的权利要求中的“所述内层的质量以及所述外层的质量的合计质量是,造粒后且置于所述规定的容器之前的所述内层的质量以及所述外层的质量的合计质量的80%以上”。
另外,基于上述结果,使用产品A、B、C、E以及F的硫酸钙1/2水合物,制造包覆种子,并实施了直播。在这里,以25%的铁浓度使用铁粉(“J5铁粉”JEF钢铁株式会社制造;“J5铁粉”JEFスチ一ル株式会社製)以及氧化亚铁的混合物,以0.5的包覆比对催芽种子进行包覆。另外,将包覆种子造粒后,在14分钟进行播种,并观察了栽培9天后的结果。
其结果,作物高度为4.52cm,标准偏差为0.22cm,硫酸钙1/2水合物的产品之间没有生长上的差异,没有植物营养素上的差异。因此,在本发明的实施中,可以从水中崩解率为20%以下的硫酸钙1/2水合物的产品中选定并使用。
需要说明的是,对于水中崩解试验中的水中崩解的状态,崩解显著时可用肉眼确认,但是为了提高精度,使用浊度计。使用浊度计时,作为水中崩解率的基准,可取20NTU以下,水中崩解率设置为10%以下时,是10NTU以下(参照图5)。
[铁粉]
在本发明中,可以使用在现有技术的铁包覆种子的制造中使用的铁粉。本发明中使用的铁粉产品的一例如以下所述。
铁(粉末)(三津和化学药品工业株式会社,粒度325目(45μm)以下)、DSP317铁粉(都瓦爱皮创作株式会社,粒度分布53μm以下84.7%:53μm以上75μm以下13.6%:75μm以上125μm以下0.8%:125μm以上1.0%)、铁源农业用铁粉(铁源株式会社,92.9:3.7:3.1:0.4)、雾化铁粉(富士胶卷和光纯药株式会社,36.9:22.9:36.5:3.6;冨士フィルム和光純薬株式会社,36.9:22.9:36.5:3.6)、J5铁粉(JFE钢铁株式会社,24.7:13.5:44.3:17.5)、种子包覆用铁粉(日本磁力选矿株式会社,19.7:14.2:48.4:17.7)。其中,种子包覆用铁粉(日本磁力选矿株式会社)是白口铁粉。
已知白口铁粉的氧化反应比还原铁粉、雾化铁粉以及金属铁粉迟缓,伴随氧化的发热小。
在本发明中,将铁粉在大气中和水中氧化,但氧化条件的不同,不会给包覆层的化学组成带来很大差异。对在大气中和水中形成的包覆层照射X射线(巴纳利蒂克公司,型号EMPYREAN;パナリティカル社,型式EM PYREAN),从其衍射图案分析结晶结构,算出了准定量值。样品是,在DSP317铁粉中混合品种为日之光(ヒノヒカリ)的种子,并以10%的质量比混合硫酸钙1/2水合物(产品A),加水造粒,制造以相同量的硫酸钙1/2水合物覆盖表层的造粒种子,在大气中以及水中分别进行氧化处理的样品。X射线衍射的检测峰没有差别,准定量值在大气中氧化为70%Fe、30%CaSO4,在水中氧化为67%Fe、33%CaSO4。
[氧化铁]
作为在本发明中使用的氧化铁粉的一例,可以举出氧化亚铁(FeO)粉(林纯药工业株式会社制造以及林寺田药泉工业株式会社制造;純薬工業株式会社製、及び、寺田薬泉工業株式会社製)、氧化铁(Fe2O3)粉(林纯药工业株式会社制造)、四氧化三铁(Fe3O4)粉(昭和化学株式会社制造;昭和化学株式会社製)、它们的混合物以及包含它们的轧屑(millscale)。另外,对于氧化铁粉中的密度而言,氧化亚铁(5.9)大于氧化铁(5.1~5.2)以及四氧化三铁(5.2),更适于在水中播种。
【表2】
氧化铁(或铁) | 氧化铁浓度(%) | 铁浓度(%) | 水中崩解率(%) |
铁粉 | 0 | 100 | 6.4 |
氧化亚铁 | 50 | 50 | 10.1 |
氧化亚铁 | 88 | 13 | 1.0 |
氧化亚铁 | 90 | 10 | 1.4 |
氧化亚铁 | 95 | 5 | 10.6 |
氧化亚铁 | 99 | 1 | 7.0 |
氧化亚铁 | 100 | 0 | 5.2 |
氧化铁 | 50 | 50 | 9.2 |
氧化铁 | 88 | 13 | 5.7 |
氧化铁 | 90 | 10 | 9.5 |
氧化铁 | 99 | 1 | 4.5 |
氧化铁 | 100 | 0 | -0.5 |
四氧化三铁 | 50 | 50 | 13.4 |
四氧化三铁 | 88 | 13 | 1.4 |
四氧化三铁 | 90 | 10 | -2.9 |
四氧化三铁 | 99 | 1 | 0.1 |
四氧化三铁 | 100 | 0 | -3.7 |
表2表示使用氧化铁作为包覆材料时的水中崩解率。
在本研究中,将催芽种子以包覆比1.0进行造粒。另外,在内层使用10%的硫酸钙1/2水合物(产品A),在外层使用10%的硫酸钙1/2水合物进行造粒。另外,将氧化亚铁、氧化铁以及四氧化三铁分别与铁粉(DSP317)混合,制备了包覆材料。包覆材料中包含的氧化铁浓度为50~100%。
如表2所示,包覆种子的水中崩解率是平均4.9%(最大13.4%,最小-3.7%)。在铁浓度为100%的样品中的水中崩解率为6.4%,明确了氧化铁粉与铁粉同样是有用的包覆材料。
在本发明噁实施方式以及实施例中使用的轧屑如以下所述。是用捣碎机以及行星式球磨机粉碎的轧屑。在根据巴纳利蒂克公司的EMPYREAN的X射线衍射中,根据强度比的简易定量分析的结果是,氧化亚铁19%、氧化铁16%、四氧化三铁64%的组成。粒度分布是,53μm以下5.2%:53μm以上75μm以下4.3%:75μm以上125μm以下11.4%:125μm以上180μm以下47.1%:180μm以上32.1%。
[造粒]
在本发明中,用各种方法实施造粒,但根据所使用的器械或容器以及种子的量,包覆种子的形成情况没有差异。由作为构成包覆层内层材料的铁粉、氧化铁粉以及硫酸钙1/2水合物构成的混合物,最好在造粒工序开始前混合好。本混合物若避开湿度进行保管,则保存性高,能够使生产者的包覆种子的制造省力化。
在进行手工造粒的情况下,一次作业可以造粒1g到5kg的种子。根据种子的量,使用大小不同的培养皿、箱型容器、水桶等容器,或,使用充气膨胀的塑料袋。放入种子、包覆材料、粘合剂,一边喷水,一边对容器或袋主体施加振动,用手搅拌即可。
另外,在转动造粒中,市售有可以用桌上型造粒1~200g的干种子的盘形旋转造粒机(商品名面包型造粒机PZ-01,阿斯旺株式会社制造,电动;商品名パン型造粒機PZ-01,アズワン株式会社社製,電動)、可以造粒10kg以下的干种子的种子包衣机(KC-152,启文社制作所株式会社制造,电动;KC-152,株式会社啓文社製作所製,電動)、能够造粒60~80kg的干种子的混凝土搅拌机(蜻蜓工业株式会社,NGM-4(110升型)电动或发动机驱动型;トンボ工業株式会社,NGM-4(110リットルタイプ)電動或エンジン駆動タイプ)等,可以使用。
造粒所需要的时间一次通常15分钟,不因作业方法而存在差异。标准的作业时间是,内层造粒10分钟,用硫酸钙1/2水合物覆盖其外侧的外层造粒5分钟。长时间的振动或转动会伤害种子,因此不适合。适于本发明的造粒时间为15分钟,最短为10分钟,最长为20分钟。
包覆的材料的量用质量相对于干燥种子的质量的比来表示,称为包覆比。铁浓度是铁粉相对于铁粉和氧化铁粉的合计质量的质量比。硫酸钙1/2水合物的使用量用相对于铁粉和氧化铁粉的合计质量的质量比来表示,以作为内层材料使用的质量比和作为外层材料使用的质量比来标记。
另外,造粒时,为了使包覆材料附着在种子上而使用的水分,在造粒干种子时为0.18g/g种子(最大值0.34,最小0.10,样品数61,标准偏差0.04),在催芽种子的情况下为0.10g/g种子(最大值0.31,最小值0.01,样品数80,标准偏差0.06)。包覆比小时,水分小。
另外,对于水分含量而言,干种子为14~16%,催芽种子为30%,干种子和催芽种子所含的水分的差异为0.15g/g。干种子中所含的水分为准结合或结合到生物组织的状态,催芽种子中所含的水分不是牢固地固定在生物组织中,而是通过接触大气而渗出于种子表面并蒸发的自由水。
催芽种子中所含的自由水为造粒时以喷洒使用的水分0.10g/g种子以上。催芽种子中所含的自由水从造粒中缓缓渗出,在造粒工序完成后,置于大气中时,在包覆层干燥时进一步渗出,影响铁在大气中的氧化反应以及包覆层的水分含量。
在本发明的实施方式中,在内层的造粒中,喷水或加水。此时使用的水分是基于包覆层的表面变得湿润光滑的外观来确定的。包覆层的表面有点干燥,粉乎乎的外观水量不足。当使用相同材料时,水分是恒定且具有重复性的。
另外,当内层中使用的硫酸钙1/2水合物的量增加时,抑制水中崩解,但提高灌水崩解(参照图6)。抑制水中崩解是通过添加硫酸钙1/2水合物而产生的効果,另一方面,若增加添加量,则硫酸钙1/2水合物在水中随着时间的经过而溶解***,可以推测阻碍由锈引起的包覆层的固化。
另外,增加硫酸钙1/2水合物向外层的添加量时,水中崩解减少(参照图7)。
在本发明的实施方式中,优选硫酸钙1/2水合物的使用量相对于内层构成材料的质量比为,内层的造粒10%,外层的造粒10%。
另外,本发明中,在包覆种子的制造中,也可以省略外层的形成。此时,硫酸钙1/2水合物的内层使用量优选为20%(参照图8)。此时,造粒作业仅为内层,可实现进一步的省力化。
硫酸钙1/2水合物的使用量在内层为5~20%,在外层中为不使用,以及,最大可变动到30%。
另外,在外层的造粒时,不喷水或不加水。其理由是,外层造粒时的水会提高水中崩解率(参照图9)。在外层的造粒时的水的喷洒中,当每1g种子的水分超过0.05g时,提高包覆层的水中崩解。对于外层造粒时的水的喷洒的反应而言,根据硫酸钙1/2水合物的特性而有所差异。
需要说明的是,在本造粒的过程中,包覆层以及稻种本身与现有技术的铁粉包覆直播中使用的同样,可以用杀虫剂、杀菌剂以及植物生长调节剂等来进行处理。
[影响包覆层的灌水崩解的铁浓度的効果]
在实施本发明时,注意铁粉的氧化在大气中或水中进行。在大气中,包覆层所含的水蒸发而流失,氧化反应降低。另一方面,在水中的氧化中,氧通过大气中所含的氧在水中的溶解而被供给。溶解氧浓度根据水温而变动,温度为10~35℃时为11~7μg氧/g水。
另外,在灌水土壤的表面,通常具有2mm左右的氧化层12,其下为还原层13(参照图10的(b))。氧化层12的上部与溶解于水中的氧浓度(表面水11:25℃时的来自大气的溶解氧浓度8μg/g)相同,在下端的与还原层13的边界处为0μg/g。由于包覆种子被播种于土壤表面,因此种子的下部与土壤的氧化层12相接,其上部位于淡水中。
需要说明的是,在图10的(b)中,内层用附图标记6表示,外层用附图标记7表示,催芽种子用附图标记8表示,伸长的胚芽鞘用附图标记9表示,大气(氧浓度21%)用附图标记10表示。
另外,在图10的(a)中,内层用附图标记1表示,外层用附图标记2表示,催芽种子用附图标记3表示,在催芽种子的内部生长的胚芽鞘用附图标记4表示,大气(氧浓度21%)用附图标记5表示。
另外,在图10的(c)中,内层用附图标记14表示,外层用附图标记15表示,干种子或活化种子用附图标记16表示,大气(氧浓度21%)用附图标记17表示。
另外,包覆种子发芽,胚芽鞘、根、第一叶以伸长的方式生长。同时,包覆层中铁粉被氧化生成锈,包覆层牢固地固化。
另外,包覆种子在播种后在土壤表面处于静置状态。种植者一般在强风条件下,保持水深较深,保护稻子。作为水田透水指标的减水深(water depth decrease)为0mm/天至最大50mm/天。种植者缓慢地进行入水和排水,以免稻子受到冲击。
在现有技术中,当包覆层中所含的铁粉在大气中氧化时,铁粉表面为潮湿的状态或润湿的状态,在锈反应中生成的Fe++的移动距离小,锈停留在包覆层的内部,过量的锈溢出到包覆层的表面,导致包覆种子彼此附着,带来复粒现象。
与此相对,在本发明中,由于包覆层中所含的铁粉主要在水中氧化,因此在锈反应的过程中由铁生成的Fe++容易移动。锈在包覆层的内部生成的同时也形成在包覆层的表面,进而悬浮于水中,在水面上形成薄膜,并沉积于土壤表面。锈的发生程度可以通过包覆层的铁浓度来调节。
另外,当铁浓度降低到10~25%时,灌水崩解率呈上升趋势,1%上升到30%,0%上升到71%(参照图11)。另一方面,水中崩解率不受铁浓度的影响。这表示铁粉在水中氧化,使包覆层牢固地固化。
另外,图12是造粒后浸渍包覆种子10分钟、1天、2天以及3天并测定包覆层的崩解率的结果。仅被氧化亚铁、氧化铁以及四氧化三铁包覆的种子的崩解率在浸渍当天很小,但随着天数的増加而增大。当包覆层的DS P317铁粉的铁浓度为10%时,即使经过天数,崩解率也是10%以下。
在该观察中,在将包覆种子静置于水中时,在不添加铁粉时,包覆层随着时间的经过,在第3天***。通过向包覆层添加铁粉,生成的锈成分使包覆层固化,包覆层的表面呈棕色,形状保持得与造粒后相同。作为比较试验的DSP317铁粉的铁浓度100%时,包覆层崩解率平均为3.2%。
另外,可以认为,供于栽培试验的包覆种子的灌水崩解率和栽培期间的包覆层的崩解率之间存在正的相关关系(参照图13)。栽培试验(7天,平均水温27度。详细内容后述。)中的崩解率暴露于作为样品的稻子个体的抽出、清洗这一在实际栽培中不会发生的强崩解力下,但与灌水崩解率表现出优势的相关关系。
另外,这里的栽培试验的内容如下所述。品种为日之光,种子为催芽种子,包覆种子的制造中使用DSP317铁粉,铁浓度为0、1、5、10、25、50、100%,包覆比为1.0。座位铁粉的平衡,氧化铁粉将氧化亚铁设置为100、99、95、90、75、50、0%。硫酸钙1/2水合物在产品A的内层使用10%,在外层使用10%。在2021/6/30播种,采样在2021/7/7实施。平均水温为27.3℃。
另外,“供于栽培试验的包覆种子的灌水崩解率”通过上述“灌水崩解试验以及灌水崩解率(%)”中记载的方法算出。
另外,“栽培期間中的包覆层的崩解率”是按照上述“包覆层崩解率(%)”中记载的方法算出的。但是,针对造粒后的包覆层质量而言,将造粒的种子在大气中静置3天,然后再35℃下干燥,将包覆种子的重量与未包覆的种子的重量之差作为包覆层质量。另外,针对处理后的种子的包覆层质量而言,关于栽培试验后采集的稻子的重量,将从包覆种子生长的稻子的重量(35℃干重)、将从催芽种子生长的稻子的重量(35℃干重)之差作为包覆层的重量。此时,稻子的生长程度为根、种子、胚芽鞘、第1~2叶的大小,干物重与种子的重量几乎没有变化。另外,包覆层的重量与种子相同(包覆比1)或是其一半(包覆比0.5),从而可以推定包覆层质量。
播种后,包覆种子被静置在土壤表面,由于自然条件和种植者的技能,种子暴露于各种力的包覆层的崩解圧力。根据栽培方法,稻种暴露于各种水条件(参照图1)。在气象条件中,风以各种强度产生波浪,雨还拍打包覆种子。这种对于包覆层的崩解圧力根据灌水深度、土壤的表面状況、土壤与种子的紧贴度、种植者的技能而不同。
故此,所要求的包覆层的强度根据稻子的生长环境而不同。灌水崩解率最好是小,但不是成为本发明实施的前提条件的特性。栽培技能高的生产者若播种后的气象条件良好,或,播种后的灌水期間短,即使灌水崩解率高,也可以以防止浮苗的方式实施直播栽培。相反,小的灌水崩解率有助于栽培的稳定化。生产者可以通过铁浓度来调节包覆层的强度。
[随着铁的氧化的种子温度的上升]
造粒后,由于铁粉的氧化反应,包覆种子的温度上升。越是包覆比高、铁浓度高以及铁粉的粒径小,氧化反应越激烈,温度的上升也越大。另一方面,造粒后的种子越是摊薄、通风,散热越大,温度的上升越小。此时,由于白口铁粉的氧化反应的反应速度缓慢,因此与还原铁粉、雾化铁粉以及金属铁粉随氧化反应的发热小,包覆种子的温度上升低。
此时,包覆层以及种子中所含的水是氧化反应所必需的,同时通过蒸发也影响散热。因此,催芽种子和干种子的包覆中,温度上升的模式不同。造粒后的种子的温度上升根据***条件(温度、湿度、风速)以及造粒后的种子的保管条件(静置时是堆积的厚度,通风时是风量)而变动。
在本发明的实施中,为了不损伤包覆种子,造粒后的种子的温度上升最好是10℃以下时。即,***温度为20℃时,种子温度最好是30℃以下。
为了抑制造粒后的包覆种子的温度上升,具有各种方法。在本发明的实施中,考虑到生产者的便利性,可以设置成将造粒种子放入网袋中静置,调节堆积层的厚度,将其上下通过网眼向大气开放并散热的形式。
另外,在需要更强散热的情况下,减小堆积层的厚度(参照图14)。在种子的堆积厚度小时,为了促进造粒种子的水的蒸发而抑制温度上升,但水分大量流失。相反,在堆积厚度大时,抑制堆积层内部的种子的水分的蒸发,减少散热,但保持种子和包覆层的水分。
造粒后的种子堆积时的温度在网袋中难以使测定条件恒定。因此,在本发明的研究中,按照以下,测定了种子堆积时的温度。
在这里,将内径22mm、厚度20mm的苯乙烯保温筒(参照图15,JIS A 9511,EPS保温筒3号)切割为堆积层的厚度,用网堵塞底部,在其中装入造粒种子,记录了中央部的温度。在现有技术的铁包覆种子的大量制造中,在铁粉氧化时,若散热发生问题,则种子温度最高比***温度上升60℃。在该保温筒中,也观察到同样的温度上升,还具有重复性,因此将本方法判断为适当。
图16表示造粒后将包覆种子堆积为10cm厚时的温度上升。将DSP317铁粉(微细铁粉)和J5铁粉(粗粒)以包覆比1.0、铁浓度100%以及10%包覆到干种子。关于100%铁浓度的J5铁粉(粗粒),进行了干种子和催芽种子的比较。
对于造粒种子的温度上升而言,DSP317铁粉(微细铁粉)比J5铁粉(粗粒)大,峰值的发生也早(参照图16)。这是因为,DSP317铁粉(微细铁粉)的氧化速度大于粗粒铁粉。
另外,将干种子以包覆比1.0、铁浓度100%进行造粒,使堆积厚度为10cm时,DSP317铁粉(微细铁粉)在造粒后3小时,温度上升61℃,粗粒J5铁粉在造粒后8小时上升到61℃。当铁浓度为10%时,DSP317为39℃,但J5铁粉(粗粒)为8℃。
另外,催芽种子的造粒与干种子的造粒相比推迟了温度上升的峰值,降低了峰值的高度(参照图16)。当种子从干种子变成催芽种子时,在J5铁粉的情况下,峰值的发生在13小时后,温度的上升也降低到52℃。温度上升下降到10℃是在19小时30分钟后。
另外,将催芽种子和干种子用75μm筛上J5铁粉以铁浓度25以及50%、包覆比0.5进行包覆,分析了堆积厚度为10cm时的温度的上升(参照图17)。
在干种子的情况下,在3小时、4小时30分钟后,温度显示为13℃、24℃的上升,但在催芽种子的情况下,峰值平缓地降低,发生较晚,在25%铁浓度下16小时后上升4℃,50%铁浓度下26小时后上升12℃。
另外,种子的温度上升通过制成粗粒来降低。使用J5铁粉以及雾化铁粉时,通过筛53μm或75μm的粗粒化来降低升温。
从种子的温度的10℃以上上升和下降的模式能够推定,包覆种子中所含的铁粉在大气中的氧化,早的时候若为微细的DSP317铁粉(干种子,铁浓度100%),则在造粒1时间后开始,最晚结束的是粗粒的75μm筛上J5铁粉(催芽种子,铁浓度50%)时32小时后。
将干种子以及催芽种子使用DSP317铁粉、J5铁粉、75μm筛上J5铁粉、雾化铁粉以及53以及75μm筛上雾化铁粉作为铁粉,铁浓度1~100%,使用氧化亚铁以及轧屑作为氧化铁,以包覆比1以及0.5进行造粒,制造包覆种子,表示了堆积厚度为5或10cm时的种子温度的上升值(最高)与铁浓度的关系(参照图18)。
这是仅限于还原铁粉和雾化铁粉示出的在本发明的过程中获得的在各种条件下的数据。在10cm的堆积厚度下,将造粒后的种子温度的上升保持在10℃以下,是满足催芽种子的使用、包覆比0.5以下使用以及铁浓度50%以下的条件的情况。外部气温为9~30℃。在干种子的情况下,即使铁浓度低至10~5%,种子温度有时也会上升30~40℃。
在造粒后到播种为止的时间经过,种子的温度上升到10℃以上时,可以减少堆积的种子的厚度,或,强行送风。
另外,在以包覆比1、铁浓度100%包覆干种子时,由于发热大,网袋的堆积厚度变薄,种子容易干燥。此时,优选向包覆种子喷洒水以保持湿润的状态。
另一方面,种子温度随着白口铁粉的氧化的上升比还原铁粉、雾化铁粉以及金属铁粉小。在10cm的堆积厚度下,以铁浓度100%、包覆比0.5包覆干种子时,种子温度的上升在DSP317铁粉的情况下为56℃,但在白口铁粉的情况下,包覆比为0.5时为9.7℃,包覆比为1时为10.2℃(参照图19)。在催芽种子的情况下,包覆比为0.5时为7.3℃(峰值为造粒后26小时),包覆比为1时为9.4℃(峰值为造粒后35小时)。
这表示,在白口铁粉的情况下,通过使用催芽种子,能够以100%的铁浓度、1的包覆比将造粒后的种子温度保持在10℃以下。
包覆催芽种子而将种子的温度上升抑制在10℃以下的条件为,还原铁粉、雾化铁粉以及金属铁粉的情况下,铁浓度为50%以下,包覆比为0.5以下,白口铁粉的情况下,铁浓度为100%以下,包覆比为1以下(参照图17以及图19)。此时,温度上升的峰值为,还原铁粉和雾化铁粉的情况下为造粒后16~26小时后,白口铁粉的情况下为26~35小时后。
即,在将催芽种子造粒并将温度上升抑制在10℃以下的条件下,若在造粒后16小时之前播种到水中,则以灌水田中的水中的氧化为主,若在35小时后播种,则以大气中的氧化为主。
[包覆层的沉降强度]
包覆种子受到的物理冲击的强度在播种时大,播种后小。图20表示使用催芽种子造粒后的包覆种子、将其干燥后的包覆种子以及现有技术(专利文献1)制造的包覆种子的沉降崩解率与铁浓度的关系。
在现有技术中,由于锈是粘合剂,因此当包覆层的铁浓度降低时,沉降强度降低。在本发明中,为了在湿润状态下播种包覆种子,水和硫酸钙1/2水合物成为粘合剂。因此,与铁浓度无关,沉降崩解率为5%以下,播种时包覆层不崩解(参照图20)。
但是,当在本发明制造的包覆种子在35℃下干燥时,作为粘合剂的水消失,因此与现有技术的包覆种子同样,沉降崩解率提高。
在播种延迟时(造粒后3天以内),堆积造粒种子进行保管,但未发现由此引起的沉降强度的降低。由于堆积,种子的水分含量保持得很高,水成为粘合剂。而且,可以设想,在堆积时,大气中的铁的氧化进行,生成锈,提高了沉降强度。
在直播中,根据所应用的栽培技術的方式,在播种2~7天后排水(参照图1),种子是干燥的。在本发明的实施方式中,在干燥通过水中氧化固化的包覆种子的情况下,若提高铁浓度,则沉降崩解率变小,强度变高(参照图21)。但是,强度具有低于现有技术的铁包覆种子的傾向,为了获得与现有方法的铁包覆种子同等的强度,提高铁浓度比较好。
[包覆种子的发芽与初期生长]
在本发明中,由于包覆层在通过锈而牢固地固化之前播种,因此与包覆层固化后播种的现有技术相比,稻种的发芽和初期生长较早。再者,在本发明中,由于能够播种催芽种子,因此种子的发芽和初期生长变得更快。
在这里,通过50%发芽时间来判定播种后的发芽的速度。所谓50%发芽时间是指,浸种开始后到50%的种子发芽为止的时间,单位是天数。在培养皿(直径90mm,高度20mm)中放入50粒种子,加20mL水开始发芽,计算每12小时发芽的种子数量,算出50%发芽时间。
另外,种子的水分通过米麦水分仪(型号Moistex ModelSS-7,撒塌克株式会社制造;型式モイステックスModelSS-7,株式会社サタケ製)来测定。关于包覆种子,用手动揉搓器手動,作为糙米来测定。
另外,基于以下的播种试验来判定播种后的初期生长的速度。
实施方法:在聚丙烯材料杯子(上直径×下直径×高度(mm)103×78×119)中放入100mL育苗专用培养土(氮×磷酸×钾各包含0.28g/kg),水深为8cm,从130cm的高度散播25粒,在1~3周后测定了成苗的个体的作物高度。由于生长的程度受栽培时的气象条件(温度、光等)的影响,播种样品和比较(催芽种子,根据现有方法(专利文献1)的铁包覆种子),算出了相对值。需要说明的是,关于播种时期的不同(即,刚造粒后的播种,1~3天后的播种),通过将样品采集日延期1~3天,使生长天数相同。
关于50%发芽时间,图22所示,包覆比为1.0、铁浓度为0~100%时,催芽种子最早,其次是根据本发明的实施方式制造的包覆种子、根据现有方法制造的包覆种子的顺序。根据现有方法制造的包覆种子,随着铁浓度提高,50%发芽时间变大。在根据本发明制造的包覆种子中,即使铁浓度变高,50%发芽时间也不变动,发芽较早。需要说明的是,在现有方法中,铁浓度仅限于100%,但在本试验中,为了进行比较而降低了铁浓度。
关于作物高度,如图23所示,包覆比为1.0、铁浓度为0~100%时,催芽种子和根据本发明的实施方式制造的包覆种子较大,通过现有方法制造的包覆种子较小。作物高度的最大值在本实施方式中为10%铁浓度,在现有方法中5%铁浓度的样品最大。随着铁浓度的提高,根据现有方法的作物高度变短。但是,通过本发明的实施方式制造的包覆种子,即使铁浓度高作物高度与催芽种子相同。需要说明的是,在现有方法中,铁浓度仅限于100%,但在本试验中,为了进行比较而降低了铁浓度。
图24表示了包覆比对50%发芽时间的影响。包覆种子使用催芽种子制造,铁浓度为100%以及10%。作为比较,还表示了催芽种子以及干种子的50%发芽时间。
如图24所示,50%发芽时间由于包覆比的降低而缩短,接近催芽种子。降低铁浓度时发芽提前。
[造粒和播种工序之间的时间和种子的处理]
在本发明中,在湿润的状态下播种在造粒工序中制造的包覆种子。其理由是,第一是为了保持种子得水分含量高,利用催芽种子的早发芽和初期生长的能力,第二是为了使包覆层的水分含量保持在刚造粒后的高状态,利用水的粘合力来抑制沉降崩解。
另外,为了在湿润状态下播种,最好在造粒后迅速播种。在包覆比为1.0以及0.5的情况下,刚造粒后的种子包含造粒时喷洒的水,干种子的情况下包含0.183g/g种子(干种子重),在催芽的种子的情况下包含0.105g/g种子(干种子重)。在包覆比为1的情况下,本水分比包覆比0.5大。
如下面的表3所示的水分来源于造粒时喷洒的水,分成包覆比1和包覆比0.5来表示。催芽种子保持的水分比干种子小是因为催芽种子的水分含量为30%,与干种子的水分含量15%相比,催芽种子含有更多的自由水,其自由水从种子渗到包覆层。
即,催芽种子保持的水分为造粒时喷洒来源水分0.131(包覆比1)~0.054(包覆比0.5)g/g种子以及催芽处理时吸收的水分(即种子水分含量的増加部分15%)0.150g/g种子的合计0.281~0.204g/g种子。需要说明的是,干种子和催芽种子催芽前的水分含量即相当于15%的水是结合水或准结合水,与包覆层的形成无关。
【表3】
需要说明的是,表3中的数值表示多次造粒试验的平均值(标准偏差),对于干种子而言,在包覆比为1时是55次,包覆比为0.5时是6次,对于催芽种子而言,包覆比为1时是48次,包覆比为0.5时是26次。
另外,如图20所示,在刚造粒后播种在本发明制造的包覆种子时,沉降崩解率小,但在造粒后干燥的情况下,铁浓度低时,沉降崩解率上升到与现有方法相同的水平。这是因为,铁浓度低时,作为粘合剂的锈的生成量少,由于干燥而失去作为粘合剂的水,包覆层的强度降低。
图25的(a)~(c)表示将不含铁粉的包覆种子以及10%铁浓度的包覆种子向大气开放而使水分蒸发时的水分量与沉降崩解率的关系。另外,这是干种子造粒时的结果。
其中,在刚造粒后,0%以及10%铁浓度的包覆种子含有0.20g/g种子(干重)的水分,但通过向大气开放,水分降低至0.05g/g种子(参照图25的(a))。此时,沉降崩解率在0%铁浓度时超过65%,在播种时崩解,因此不适于直播(参照图25的(b)以及图25的(c))。
另一方面,在10%铁浓度的包覆种子中,由生成的锈产生的粘合力起作用,沉降崩解率为10%以下,具有适于直播的强度。在铁浓度为0%时,为了将沉降崩解率保持在65%以下,需要确保保持的水分为“0.10g/g种子”以上(参照图25的(c))。其中,允许的水分消失是0.10g/g种子。
另外,包覆催芽种子并在湿润的状态下进行播种时,为了实现早发芽和初期生长,将包覆种子的水分含量保持在20%以上是方针(参照图3)。
另外,为了在造粒后以湿润的状态播种干种子以及催芽种子,最好调节来自造粒种子的水分的消失。其简便的方法是,如图14所示,堆积造粒种子并保管至播种。
图26是将催芽种子以0、25以及50%铁浓度、0.5包覆比造粒并以10cm厚度堆积时每天水分消失量。假设,造粒种子的质量的降低为水分消失量。在同时实施的试验中,当包覆种子向大气开放时,其水分消失为0.2~0.3g/g种子/天。堆积厚度为10cm时,是0.015~0.03g/g种子/天。
如此,通过在刚造粒后堆积种子,种子的湿润状态,在干种子的情况下保持3~6天。即,这是因为相对于在对干种子进行造粒时允许的水分消失为0.10g/g种子,堆积时的水分消失为0.015~0.03g/g种子/天。
另外,图27表示将催芽种子造粒并以10cm厚度堆积时的种子的水分含量的变动。造粒的催芽种子的水分含量为33%,但通过3天的堆积保管,包覆种子的水分含量可以保持20%以上。
这样,在造粒后,为了保持种子的湿润的状态并保管至播种,最好堆积造粒后的包覆种子。需要说明的是,实际作业中,造粒后的包覆种子被放入网袋中,通过随时间流逝测定该网袋的重量,能够容易地推定水分消失量。
另外,在本发明中,最好在造粒工序完成后,在短时间内播种。这是因为造粒后,随着时间的流逝,通过包覆层中所含的铁粉在大气中氧化,种子的温度上升。随着播种的延迟,铁粉在大气中的氧化增加,在水中的氧化比例減少。
造粒和播种工序之间的最短时间由造粒机和播种机的连续的方式来确定。用重力使包覆种子从造粒机自然沉降到播种机所需的时间为1秒。另一方面,种子的造粒所需的时间通常为15分钟,但受作业方法的影响,短则10分钟,长则20分钟。
造粒和播种工序之间的最长时间由包覆层的发热和包覆种子的堆积厚度引起的散热之差来确定。以包覆比1、铁浓度100%使用微细的DSP317铁粉座位包覆材料,造粒干种子,以10cm的厚度堆积的情况下,***温度为23℃时,通过氧化使种子温度上升10℃的时间为造粒完了后60分钟。
即,在本包覆种子的情况下,最好在造粒后60分钟之前播种。另外,超过60分钟时,为了增大散热,需要将堆积厚度减薄至10cm以下的作业。
另一方面,即使在使用DSP317铁粉的情况下,若以包覆比0.5、铁浓度10%使用催芽种子,则造粒后堆积成10cm厚度时,温度的上升平均是3.5℃(最小2.7~最高4.5℃)。即,在本包覆种子的情况下,不仅造粒后能够立刻播种,以堆积厚度10cm保管,3天后也能够播种。
在造粒后迅速实施播种的情况下,最好造粒场所与播种的水田接近。也可以把造粒机放在卡车上并移动到水田附近。也可以准备造粒专用的作业机,在水田中与播种机并排行驶。也可以在播种机上搭载小型造粒机,一边播种一边造粒。
造粒后迅速播种的优点是,包覆种子的保管时间短,或,在将造粒机和播种机连接的情况下,不需要包覆种子的保管场所,造粒和播种的作业效率提高。
再者,可以提高包覆比和铁浓度,提高包覆层的强度,提高鸟害的抑制効果,通过铁粉的氧化反应,可以较强地抑制种子传染性病害的发生。此外,生产者计划或实施催芽种子的播种,当发现种子在水田中浮起的问题时,具有可以当场手工造粒并播种的优点。
另一方面,在实施本发明时,也需要根据生产者的实际情况,提高播种的时间的灵活性。即,生产者当初计划造粒后播种但也需要紧急地根据降雨或风等气象条件、与其他作物栽培的兼顾、急用等延迟播种的日期和时间。在这种情况下,最好用小包覆比和铁浓度包覆催芽种子。另外,再想将包覆比提高到1,将铁浓度提高到100%的情况下,优选使用白口铁粉。
如上所述,引用了本发明的稻种的直播方法,在稻种的直播中,以播种在水田中的稻种在发芽生长中不在水中浮起的方式包覆稻种的同时,能够省力化播种为止所需的工序,并且,能够实现稻种的早发芽和初期生长。
另外,应用了本发明的稻种的包覆方法,在稻种的直播中,以播种在水田的稻种在发芽生长中不在水中浮起的方式包覆稻种的同时,能够省力化播种为止所需的工序,并且,能够实现稻种的早发芽和初期生长。
【实施例】
以下,对本发明的实施例进行说明。
根据本发明制造的包覆种子可以在各种时机播种。因此,在这里表示最合适的实施例。第一种是,造粒后,在包覆种子的温度上升前迅速播种的方法,第二种是,造粒后能够迅速播种,但造粒后1~3天后能够延迟播种的方法。
[1.造粒后的迅速播种]
第一种方法以避免铁粉氧化引起的种子温度上升到10℃以上为目的,将包覆种子从造粒机排出并迅速播种的方法。
表4是干种子造粒后10分钟内的播种的实施例,表5是催芽种子造粒后10分钟内的播种的实施例。铁粉是DSP317铁粉、J5铁粉、雾化铁粉以及白口铁粉,关于J5铁粉和雾化铁粉,也可以使用53μm以及75μm筛上。表4表示实施例1~21的结果,表5表示实施例22~44的结果。
需要说明的是,在本发明的实施例1、2、3、11、12、16、18、26、41、42以及44中确认到的负值是造粒作业引起的包覆层的不均匀性引起的误差,并不影响本实施例的解釈。
【表4】
在表4所示的实施例中,将干种子在造粒后10分钟内播种到水中时的作物高度,以比较的干种子以及通过现有方法(专利文献1)制造的铁包覆种子的相对值来表示。硫酸钙1/2水合物在内层以及外层分别使用10%的产品A。
【表5】
在表5所示的实施例中,将催芽种子在造粒后10分钟内播种到水中时的作物高度,以比较的催芽种子以及通过现有方法(专利文献1)制造的铁包覆种子的相对值来表示。硫酸钙1/2水合物在内层以及外层分别使用10%的产品A。
需要说明的是,涉及表4以及表5的结果的通过现有方法(专利文献1)制造的铁包覆种子的制造是如下所述的内容。
稻种使用与实施例相同的品种、相同的采种年份、相同的种子生产商的种子。铁包覆种子的包覆比与实施例相同。另外,铁浓度为100%。另外,硫酸钙1/2水合物是现有方法中的标准品,使用上述产品G,在内层使用铁粉重量的10%,在外层使用5%。另外,与实施例同样地造粒。然后,立刻摊薄散热。在第二天,喷洒水进行铁粉的氧化,然后,在摊薄的状态下风干后,在35℃下干燥,保管后,用于播种试验。
实施例1~8是将DSP317铁粉设为包覆比1.0和0.5、铁浓度100、50、25、10、5、1%,并使用氧化亚铁或轧屑,对干种子进行造粒,10分钟后播种的实施例。
如表4所示,在实施例1~8中,制造的包覆种子的水中崩解率最大为10.4%,灌水崩解率最大为20.7%。关于播种后成苗的作物高度,相对于干种子的相对值为最小值0.83,最大值1.58,相对于现有方法的铁包覆种子的相对值为最小值1.29,最大值1.87。
实施例9~13是将J5铁粉(包含53μm以及75μm筛上)设为包覆比1.0、铁浓度50以及25%,并使用氧化亚铁或轧屑,对干种子进行造粒的实施例。
如表4所示,在实施例9~13中,制造的包覆种子的水中崩解率最大为10.8%,灌水崩解率最大为16.7%。关于包覆种子的作物高度,相对于干种子的相对值为最小值0.64,最大值1.41,相对于现有方法的铁包覆种子的相对值为最小值0.94,最大值2.07。
实施例14~18是将雾化铁粉(包含筛上53μm以及75μm)设为包覆比1.0、铁浓度25、50%,并使用氧化亚铁,对干种子进行造粒的实施例。
如表4所示,在实施例14~18中,制造的包覆种子的水中崩解率最大为15.2%,灌水崩解率最大为15.4%。关于播种后成苗的作物高度,相对于包覆种子的干种子的相对值为最小值1.09,最大值1.38,相对于现有方法的铁包覆种子的相对值为最小值1.01,最大值1.37。
实施例19~21是将白口铁粉设为包覆比1.0、铁浓度10、50以及100%,并使用氧化亚铁,对干种子进行造粒的实施例。
如表4所示,在实施例19~21中,制造的包覆种子的水中崩解率最大为8.8%,灌水崩解率最大为27.7%。关于播种后成苗的作物高度,包覆种子的相对于现有方法的铁包覆种子的相对值为最小值1.10,最大值1.14。
实施例1~21中的包覆干种子造粒后10分钟内播种时的平均值(标准偏差)是,水中崩解率4.5%(5.6%),灌水崩解率8.9%(7.9%),作物高度的相对于干种子的相对值为1.07(0.26),相对于现有方法(专利文献1)的铁包覆种子的相对值为1.34(0.31)。
以上结果表明,在本发明的实施方式中包覆干种子,造粒后立刻播种,能够实现比现有方法的铁包覆种子更优异的初期生长。
实施例22~30是将DSP317铁粉设为包覆比1.0、铁浓度100、25、10、5、1、0.5%,并使用氧化亚铁、氧化铁、四氧化三铁或轧屑,对催芽种子进行造粒的实施例。
如表5所示,在实施例22~30中,制造的包覆种子的水中崩解率最大为10.6%。另外,灌水崩解率最小为6.6%,但铁浓度为1~0.5%时变大,最大为73.4%。关于包覆种子的播种后的成苗的个体的作物高度,相对于催芽种子的相对值为最小值0.83,最大值1.15,相对于现有方法的铁包覆种子的相对值为最小0.93,最大2.36。
实施例31~35是将J5铁粉(包含75μm筛上)设为包覆比0.5以及1.0、铁浓度50、25、10、5%,并使用氧化亚铁或氧化铁混合物(74%氧化亚铁、7%氧化铁以及18%四氧化三铁),对催芽种子进行造粒的实施例。
如表5所示,在实施例31~35中,制造的包覆种子的水中崩解率最大为11.8%,灌水崩解率最大为58.5%。关于播种后的成苗的个体的作物高度,相对于催芽种子的相对值为最小0.81,最大值1.23,相对于现有方法的铁包覆种子的相对值为最小1.29,最大值1.94。
实施例36~38是将雾化铁粉的75μm筛上设为包覆比0.5、铁浓度50、25以及10%,并使用氧化亚铁,对催芽种子进行造粒的实施例。
如表5所示,在实施例36~38中,制造的包覆种子的水中崩解率为0.6~8.9%,灌水崩解率为13.3~56.6%。关于播种后的成苗的个体的作物高度,相对于催芽种子的相对值为0.86~1.30,相对于现有方法的铁包覆种子的相对值为1.36~1.78。
实施例39是将铁源铁粉设为包覆比1.0、铁浓度100%,并对催芽种子进行造粒的实施例。
如表5所示,在实施例39中,制造的包覆种子的水中崩解率为9.3%,灌水崩解率为3.1%,崩解小。关于成苗的个体的作物高度,相对于催芽种子的相对值为0.76,相对于现有方法的铁包覆种子为1.28。
实施例40~43是不使用铁粉,使用氧化亚铁、氧化铁、四氧化三铁或轧屑,对催芽种子进行造粒的实施例。
如表5所示,在实施例40~43中,制造的包覆种子的水中崩解率为-3.7~5.2%,灌水崩解率为26.2~36.7%。关于成苗的个体的作物高度,相对于催芽种子的相对值为1.02~1.10,相对于现有方法的铁包覆种子的相对值为2.09~2.41。即使不添加铁粉而仅由氧化铁构成包覆层,本发明也能够实施。
实施例44是将白口铁粉设为包覆比1.0、铁浓度100%,并对催芽种子进行造粒的实施例。
如表5所示,在实施例44中,制造的包覆种子的水中崩解率为-1.1%,灌水崩解率为0.2%,崩解小。关于成苗的个体的作物高度,相对于催芽种子的相对值为0.68,相对于现有方法的铁包覆种子为1.71。
实施例22~44中的包覆催芽种子造粒后10分钟内播种时的平均值(标准偏差)是,水中崩解率5.6%(4.7%),灌水崩解率29.1%(21.5%),作物高度的相对于催芽种子的相对值为0.99(0.15),相对于现有方法(专利文献1)的铁包覆种子的相对值为1.70(0.46)。
以上结果表明,在本发明的实施方式中包覆催芽种子,造粒后立刻播种,能够实现比现有方法的铁包覆种子更优异的初期生长。
【表6】
表6是将使用J5铁粉和氧化亚铁以包覆比0.5、铁浓度25%将催芽种子造粒,10分钟后进行灌水播种(实施例45)以及旱田播种(实施例46)时的作物高度,以比较的催芽种子以及通过现有方法(专利文献1)制造的铁包覆种子的相对值表示的。硫酸钙1/2水合物在内层以及外层分别使用10%的产品A。需要说明的是,造粒后的包覆种子的水中崩解率为20.4%,灌水崩解率为15.0%。另外,在本实施例中水中崩解率为20%以上,但原因是由J5铁粉为粗粒引起的造粒的不均匀性引起的实验误差,目视也未发现水中的崩解。
其中,在旱田播种中,在干燥的土壤表面播种,第二天进行灌水。因此,在旱田播种中成苗的个体的作物高度比播种日以灌水状态播种的灌水播种小。
但是,在相同条件下,进行灌水播种(实施例45)以及旱田播种(实施例46),分别在相同条件下进行水管理的催芽种子与现有方法的铁包覆种子的比较中,如表6所示,在实施例45以及实施例46中,相对于催芽种子的相对值为0.87或0.88,相对于现有方法的相对值为1.77或1.63,在灌水播种和旱田播种之间没有差异。
另外,在旱田播种中,栽培后的包覆层的崩解率比灌水直播小(实施例45:50.8%,实施例46:20.6%)。这是因为,在旱田直播中,在播种后土壤的表面,包覆层中所含的铁粉在大气中氧化,包覆层被强化。
以上结果表明,在本发明的实施方式中包覆催芽种子,造粒后立刻旱田播种,能够实现比现有方法的铁包覆种子更优异的初期生长。
[2.造粒后和延迟时的播种]
第二种方法是造粒后能够迅速播种,但在造粒后1~3天后能够延迟播种的方法。
表7所示的实施例47~59表示将本发明制造的包覆种子用于造粒后和延迟时的播种的结果。在播种延迟的情况下,由铁粉在大气中的氧化引起的种子的温度上升最好的是小。另外,在温度上升大的情况下,需要减小包覆种子的堆积厚度,在散热大的条件下保管到播种。
【表7】
表7是造粒催芽种子并将包覆种子堆积为10cm~3.5cm的厚度,在温度上升10℃以下实施的例。
实施例47、48、49以及50是75μm筛上J5铁粉或75μm筛上雾化铁粉以包覆比为0.5、铁浓度为25以及10%,使用氧化亚铁,造粒催芽种子,造粒后的13分钟和堆积成10cm厚度并在2天后播种。
如表7所示,在实施例47~50中,制造的包覆种子造粒后的水中崩解率为8.6~13.1%,灌水崩解率为45.3~58.5%。关于作物高度,相对于催芽种子的相对值为1.10~1.59,相对于现有方法(专利文献1)的铁包覆种子的相对值为1.52~2.18。
在实施例51中,将DSP317铁粉以包覆比0.5、铁浓度10%、轧屑90%造粒,造粒后20分钟、1天、2天以及3天进行播种。样品包括,造粒后的样品,在1~3天的播种中,以10~5cm或5~3.5cm的堆积厚度堆积的样品,在造粒后3天中,将最初的1~2天以10~5cm的堆积厚度,并且,从2天到3天中,在培养皿中放入50粒,不盖盖子而是向大气开放的样品。在堆积或向大气开放时,改变播种时的包覆种子的水分含量。
如表7所示,在实施例51中,制造的包覆种子造粒后的水中崩解率为0.2%,灌水崩解率为11.4%。另外,播种时的沉降崩解率为1.5~4.2%。另外,在实施例51的各样品中,关于作物高度,相对于催芽种子的相对值为0.89~1.47,相对于现有方法(专利文献1)的铁包覆种子的相对值为2.32~3.84。
在实施例51中,分别播种的同时,分析了包覆种子的50%发芽时间和种子的水分含量(参照图28)。另外,与此同时,作为比较,分析了造粒当天在培养皿上盖上盖子保管3天的催芽种子,以现有方法(专利文献1)制作的铁包覆种子以及干种子的各自的50%发芽时间和种子的水分含量。
如图28所示,种子的水分含量(%)越大,50%发芽时间越短,作为本发明制造的包覆种子的发芽早的原因,通过堆积处理将水分含量保持得很高。
另外,在实施例51中,图29表示将包覆种子从造粒当天开始堆积3天进行保管时的种子的水分含量的变动。在堆积厚度10~5cm时,种子的水分含量从31%变化到26%,在堆积厚度5~3cm时,种子的水分含量从31%变化到19%。在保管造粒的种子后,为了以湿润的状态进行播种,最好堆积并调节其厚度。
在实施例52中,以包覆比0.5、铁浓度10%使用DSP317铁粉,使用轧屑,造粒催芽种子,造粒后26分钟后,堆积为10cm厚,3天后播种。
如表7所示,在实施例52中,制造的包覆种子造粒后的水中崩解率为-0.7%,灌水崩解率为15.4%。关于作物高度,相对于催芽种子的相对值为0.84~1.24,相对于现有方法(专利文献1)的铁包覆种子的相对值为1.31~1.93。
在实施例53~59中,将白口铁粉设为包覆比1.0以及0.5、铁浓度100、50以及10%,使用氧化亚铁以及轧屑,造粒催芽种子,造粒后14~25分钟后,堆积为10cm厚,1、2以及3天后播种。
当实施例53以及54中的白口铁粉浓度为100%时,包覆种子的堆积层中的温度上升的最高值在造粒后29~30小时为8.0℃,27小时为5.4℃(参照图30)。实施例56以及实施例57中的堆积层的温度上升在白口铁粉浓度为50%时为3.0~1.7℃,10%时为1.5~1.2℃(参照图31以及图32)。需要说明的是,在图30~图32中,数据的缺失部分是除去样品采集等作业产生的温度变化引起的噪音的结果,并不影响温度上升的最高值的解释。
如表7所示,在实施例53~59中,制造的包覆种子造粒后的水中崩解率为1.0~11.7%,灌水崩解率为7.2~44.2%。播种时的沉降崩解率为0.0~0.4%。关于作物高度,相对于催芽种子的相对值为0.64~1.65,相对于现有方法(专利文献1)的铁包覆种子的相对值为1.43~3.82。
在实施例53~59中,使用白口铁粉时,可以在刚造粒后播种,通过堆积层叠包覆种子,3天后也可以播种,比现有方法(专利文献1)的铁包覆种子的作物高度大。
关于实施例47~59中的初期生长,作物高度与催芽种子比较,相对值平均为1.09(标准偏差0.27),与现有方法(专利文献1)的铁包覆种子比较,为2.28(0.69),初期生长提前。本实施例中制造的包覆种子的初期生长提前。
造粒后,以堆积的方式保管包覆种子后进行播种时,其生长结果优于催芽种子。原因是,在1~3天的堆积期间,包覆种子的水分含量高,代谢活性提高,从发芽准备期到生长期更接近(参照图2)。
Claims (8)
1.一种稻种的直播方法,其特征在于,包括:
内层形成工序,对包覆前的稻种添加相对于稻子的干种子的质量比为5~200%的包覆材料和相对于所述包覆材料的质量比为5~20%的硫酸钙1/2水合物的同时加水,形成包覆所述包覆前的稻种的内层;
外层形成工序,在经过所述内层形成工序的稻种上添加相对于所述包覆材料的质量比为1~30%的所述硫酸钙1/2水合物,形成包覆稻种以及所述内层的外层;
播种工序,经过所述外层形成工序的包覆种子能够在造粒后立刻播种,并且所述包覆种子以湿润的状态播种,
所述包覆材料至少包含铁粉,或所述包覆材料仅由氧化铁粉构成。
2.根据权利要求1所述的稻种的直播方法,其特征在于,
所述包覆材料中,至少包含铁粉,
在所述播种工序中,在刚造粒后起到造粒后60分钟以内的时机,播种所述包覆种子,
通过灌水田的水中的所述铁粉的氧化反应来促进锈的生成,从而固化所述包覆种子。
3.根据权利要求1所述的稻种的直播方法,其特征在于,
所述包覆材料仅由氧化铁粉构成,
所述播种工序通过作为播种所述包覆种子后进行间歇灌溉的方法的根据延迟灌水的灌水播种、润土播种或旱田播种的任意一种方法进行水管理,所述润土播种是,在播种前对水田灌水并进行耙水田,排水后对所述包覆种子进行播种,并进行间歇灌溉的方法,所述旱田播种是在干燥状态或湿润状态的水田播种所述包覆种子,然后通过灌水以及流水使所述包覆种子发芽,再然后,进行间歇灌溉的方法。
4.根据权利要求1至3的任一项所述的稻种的直播方法,其特征在于,
所述包覆前的稻种的种类是,水分含量为8~16%的所述干种子、将所述干种子浸入水的水分含量为16~40%的浸种种子、所述浸种种子开始发芽并且胚芽鞘的尖端出现在稻皮表面的水分含量为16~40%的催芽种子或对所述浸种种子或所述催芽种子进行干燥的水分含量为8~16%的活化种子的任意一种,是打破休眠的种子。
5.根据权利要求1至3的任一项所述的稻种的直播方法,其特征在于,
所述包覆材料相对于所述干种子的质量比为50%或100%。
6.根据权利要求1所述的稻种的直播方法,其特征在于,
所述包覆前的稻子的种子是将所述干种子浸入水的水分含量为30%以上的浸种种子或所述浸种种子开始发芽并且胚芽鞘出现在稻皮的表面的水分含量为30%以上的催芽种子,
所述包覆材料相对于所述干种子的质量比为100%以下的同时,相对于所述包覆材料的全部质量的铁粉的质量比为100%以下,
并具有保管工序,将所述包覆种子堆积为10cm的堆积厚度,使所述包覆种子的温度上升保持在10℃以下,从而在造粒后60分钟后到造粒后3天以内的范围内进行保管,
所述播种工序在所述保管工序之后,播种所述包覆种子。
7.根据权利要求1至3、6的任一项所述的稻种的直播方法,其特征在于,
所述硫酸钙1/2水合物是如下所述的硫酸钙1/2水合物:
将所述包覆种子置于装水的规定的容器中,在一定条件下使所述容器水平移动,暴露于水的运动后,所述内层的质量以及所述外层的质量的合计质量为造粒后并且置于所述规定的容器之前的所述内层的质量以及所述外层的质量的合计质量的80%以上,
所述包覆种子通过如下造粒:对所述包覆前的稻种添加相对于所述干种子的质量比为100%的所述包覆材料和相对于所述包覆材料的质量比为10%的所述硫酸钙1/2水合物的同时加水,形成所述内层,并且,进一步地,添加相对于所述包覆材料的质量比为10%的所述硫酸钙1/2水合物,形成所述外层,并进行造粒。
8.一种稻种的直播方法,其特征在于,包括:
内层形成工序,对包覆前的稻种添加相对于稻子的干种子的质量比为5~200%的包覆材料和相对于所述包覆材料的质量比为5~20%的硫酸钙1/2水合物的同时加水,形成包覆所述包覆前的稻种的内层,从而进行造粒;
播种工序,经过所述内层形成工序的包覆种子能够在造粒后立刻播种,所述包覆种子在湿润的状态下播种,
所述包覆材料至少包含铁粉;或所述包覆材料仅由氧化铁粉构成。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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