植物種子的團粒、制粒方法以及使用該團粒栽培植物的方法
2023-07-07 08:33:31
專利名稱：植物種子的團粒、制粒方法以及使用該團粒栽培植物的方法
技術領域：
本發明涉及植物種子的團粒、製備團粒的方法以及使用該團粒栽培植物的方法。尤其是，本發明涉及通過成形而插入植物種子的植物種子制粒方法，該方法由使用草炭土，乾燥成形的混合物並往混合物中加入植物種子而進行，本發明還涉及用所述的方法製備的植物種子的團粒，以及將植物種子的團粒播種在土壤表面來栽培植物的方法。
背景技術：
目前對植物種子的播種和栽培技術已有了深入的研究，但是仍有一些問題尚待解決。植物的栽培包含很多步驟，例如播種、育苗、施肥和控制害蟲，而且還需要很多人力，費用和時間。此外，處理植物種子時還需要有科學和實驗知識。
在本發明的技術領域經常使用的草炭土是一種有機材料，它是寒冷地區的沼澤地或溼地中腐爛蘆葦的堆積物。草炭土的吸溼性比乾燥狀態時高出15倍，並具有良好的通風性能。此外，草炭土很輕，在施肥時沒有化學反應等副作用，因此它常被用在播種植物種子、育苗和栽培中。
另一方面，在本發明的技術領域中，用包含營養物質的混合物覆蓋在植物種子的表面來促進植物的發芽和生長。制粒的目的是放大用於機械化的微小種子，並保護種子不受到害蟲或細菌危害，從而促進秧苗發芽。現有技術中，通常將處理過的幾種材料塗覆到植物種子的表面，從而製備植物種子團粒。用這種方法製備的植物種子團粒效率低下。另外，由於制粒中所採用的材料不具有土壤的作用，因而仍然需要在播種之後在種子上覆蓋土壤，這帶來了經濟問題和麻煩。
由於草炭土具有土壤的功能，因而採用草炭土作為制粒材料時能減少用土壤覆蓋種子團粒所需花費的人力和時間。然而，當在制粒過程中加入水時，水被吸收進入種子，使胚芽和胚乳膨脹。最終種子覆蓋層爆開並發芽。在這一生理學活化作用發生之後的儲存期間進行乾燥，會帶來影響在播種後種子發芽的生理學障礙，因而降低了發芽率。因此，除去水分是採用草炭土的制粒過程中的一個重要技術因素。
為解決以上的問題，人們已經採用了這樣的方法通過膠合作用將泥漿、磷酸鹽粉末、石灰粉和水溶性阿拉伯膠這幾種物質構成的材料塗覆在植物種子的表面上，並乾燥。然而，這種方法不能適用於所有種類的種子，尤其是球根植物，因為這些材料並不和有利於生長的肥料、植物生長調節劑、殺菌劑和殺蟲劑平穩相處。
如上所述，為了解決從團粒中去除水分的問題，本發明通過壓制並使草炭土和植物生長調節劑等其它物質的混合物成形，乾燥所形成的混合物，在混合物中打孔，將植物種子插入孔中然後封閉。相應地，本發明的目的是提供植物種子的制粒方法。本發明的另一個目的是提供由所述制粒方法獲得的植物種子團粒。本發明的再一個目的是提供一種採用所述的植物種子團粒來栽培植物的方法。
發明內容
本發明通過下列的方法實現添加各種材料而製備植物種子團粒；採用各種方法播種植物種子團粒；以及通過調查植物種子的發芽速度，每天的發芽數目和生長條件來確認所述植物種子團粒的優良效果。
本發明的制粒方法包括下列步驟a)採用水溶性膠使選自肥料、植物生長調節劑、殺菌劑和殺蟲劑中的一種或多種材料與草炭土混合；b)使步驟a)製得的混合物成形，用於插入植物種子；c)乾燥步驟b)中成形的混合物；以及d)在所述的乾燥混合物中形成一個孔，將植物種子插入其中，壓制並封口，得到插入了植物種子的最終團粒。
本發明的植物種子的制粒方法將在下文詳細介紹。
步驟1從肥料、植物生長調節劑、殺菌劑和殺蟲劑中選擇出一種或多種材料，然後根據條件要求與草炭土相混合，並在混合物中加入水溶性膠。肥料包括N、P和K成分。植物生長調節劑中包括植物生長激素，典型的是GA和NAA。水溶性膠優選是植物性粘固劑或丙烯醯類粘固劑。草炭土從混合物中吸收水分，並可在潮溼條件下進行壓制。
步驟2將步驟1製得的混合物壓製成形，用於插入植物種子。團粒的尺寸和形狀取決於植物種子。步驟1中的溼草炭土和水溶性膠可使所述的混合物受到壓制和成形。圖11示出了本發明所述的制粒過程。
步驟3從步驟2中獲得的壓制和成形的混合物在25～80℃下乾燥。此時，混合物中的水分含量優選為15～25wt％。優選的乾燥方法是用於大規模生產的熱風乾燥法，或是自然乾燥法。由於在乾燥後插入植物種子，這防止了種子吸收草炭土的水分而發芽。因此，不會發生以前的方法中存在的問題。
步驟4通過鑽孔機對上述步驟獲得的乾燥混合物進行打孔，用於插入植物種子。插入植物種子後，壓制插入孔並用草炭土或步驟1中的混合物封口。在本發明的方法中，採用鑽孔機來打孔，並且還使用了大規模生產用的裝置。
本發明所述的植物種子的制粒方法在混合各種材料，如肥料、植物生長調節劑、殺菌劑和殺蟲劑與草炭土的混合期間並不發生化學反應。另外，成形是自由的，並且方法簡便。此外，植物種子團粒並不與水發生生理學反應。而且，與乾燥狀態相比，播種後吸收水分的植物種子團粒具有3或4倍以上的體積，可用於大規模栽培。由於草炭土具有土壤的作用，可在土壤表面播種該團粒。另外，所述的制粒方法能用在從未被製成植物種子團粒的球根植物上。
以前的制粒方法和本發明制粒方法的比較
參照下述的實施例和試驗實施例對本發明展開詳細解釋。但是，應該理解本發明的範圍並不局限於這些實施例。
圖1a為Calendula officinalis cv.Gold star種子根據各種制粒方法和播種方法(實驗實施例1～8)在第1個實驗中得到的發芽速度圖示；圖1b為Calendula officinalis cv.Gold star種子根據各種制粒方法和播種方法(實驗實施例1～8)在第2個實驗中得到的發芽速度圖示；圖2a為Salvia splendens cv.Hot jazz種子根據各種制粒方法和播種方法(實驗實施例1～8)在第1個實驗中得到的發芽速度圖示；圖2b為Salvia splendens cv.Hot jazz種子根據各種制粒方法和播種方法(實驗實施例1～8)在第2個實驗中得到的發芽速度圖示；圖3為Glycine max cv.Whanggeum種子根據各種制粒方法和播種方法(實驗實施例1～8)得到的發芽速度圖示；圖4a為未成粒的Calendula officinalis cv.Gold star種子根據播種方法進行播種後的發芽數目變化的第1實驗圖示。
圖4b為僅用肥料處理的Calendula officinalis cv.Gold star種子根據播種方法進行播種後的發芽數目變化的第1實驗圖示。
圖4c為用肥料和GA處理的Calendula officinalis cv.Gold star種子根據播種方法進行播種後的發芽數目變化的第1實驗圖示。
圖4d為用肥料和NAA處理的Calendula officinalis cv.Gold star種子根據播種方法進行播種後的發芽數目變化的第1實驗圖示。
圖5a為未成粒的Calendula officinalis cv.Gold star種子根據播種方法進行播種後的發芽數目變化的第2實驗圖示。
圖5b為僅用肥料處理的Calendula officinalis cv.Gold star種子根據播種方法進行播種後的發芽數目變化的第2實驗圖示。
圖5c為用肥料和GA處理的Calendula officinalis cv.Gold star種子根據播種方法進行播種後的發芽數目變化的第2實驗圖示。
圖5d為用肥料和NAA處理的Calendula officinalis cv.Gold star種子根據播種方法進行播種後的發芽數目變化的第2實驗圖示。
圖6a為未成粒的Salvia splendens cv.Hot jazz種子根據播種方法進行播種後的發芽數目變化的第1實驗圖示。
圖6b為僅用肥料處理的Salvia splendens cv.Hot jazz種子根據播種方法進行播種後的發芽數目變化的第1實驗圖示。
圖6c為用肥料和GA處理的Salvia splendens cv.Hot jazz種子根據播種方法進行播種後的發芽數目變化的第1實驗圖示。
圖6d為用肥料和NAA處理的Salvia splendens cv.Hot jazz種子根據播種方法進行播種後的發芽數目變化的第1實驗圖示。
圖7a為未成粒的Salvia splendens cv.Hot jazz種子根據播種方法進行播種後的發芽數目變化的第2實驗圖示。
圖7b為僅用肥料處理的Salvia splendens cv.Hot jazz種子根據播種方法進行播種後的發芽數目變化的第2實驗圖示。
圖7c為用肥料和GA處理的Salvia splendens cv.Hot jazz種子根據播種方法進行播種後的發芽數目變化的第2實驗圖示。
圖7d為用肥料和NAA處理的Salvia splendens cv.Hot jazz種子根據播種方法進行播種後的發芽數目變化的第2實驗圖示。
圖8a為未成粒的Glycine max cv.Whanggeum種子根據播種方法進行播種後的發芽數目變化的實驗圖。
圖8b為僅用肥料處理的Glycine max cv.Whanggeum種子根據播種方法進行播種後的發芽數目變化的實驗圖。
圖8c為用肥料和GA處理的Glycine max cv.Whanggeum種子根據播種方法進行播種後的發芽數目變化的實驗圖。
圖8d為用肥料和NAA處理的Glycine max cv.Whanggeum種子根據播種方法進行播種後的發芽數目變化的實驗圖。
圖9為植物種子和球根植物之間的制粒比較照片。
圖10為植物種子制粒的照片。
圖11為本發明植物種子團粒播種狀態的照片。
圖12a為採用實驗實施例1～8製備的Calendula officinalis cv.Goldstar種子團粒在播種後2個月內的生長狀態的第1實驗圖示。
圖12b為採用實驗實施例1～8製備的Calendula officinalis cv.Goldstar種子團粒在播種後2個月內的生長狀態的第2實驗圖示。
圖13a為採用實驗實施例1～8製備的Salvia splendens cv.Hot jazz種子團粒在播種後2個月內的生長狀態的第1實驗圖示。
圖13b為採用實驗實施例1～8製備的Salvia splendens cv.Hot jazz種子團粒在播種後2個月內的生長狀態的第2實驗圖示。
圖14為採用實驗實施例1～8製備的Glycine max cv.Whanggeum種子團粒在播種後2個月內的生長狀態的第1實驗圖示。
優選實施方式的詳述為比較和分析用草炭土、肥料和植物生長調節劑進行制粒的效果，通過上述的制粒方法製備了Calendula officinalis cv.Gold star，Salviasplendens cv.Hot jazz，和Glycine max cv.Whanggeum種子的團粒。然後對各種生長狀態，包括發芽速度、播種後每天的發芽數目、植物高度和葉片長度進行研究，統計和分析。
在2002年4月至6月間進行了第一個實驗，在2002年5月至7月間進行了第二個實驗。Calendula officinalis cv.Gold star和Salvia splendens cv.Hot jazz種子進行了第一和第二個實驗，Glycine max cv.Whanggeum種子僅僅進行了第一個實驗。採用粘質砂土在長方形的塑料盒中進行播種。未進行中間施肥，而僅僅是根據需要進行澆水。在每種種子的100株上3次重複所述的過程。
另外，採用兩種播種方法種植製得的團粒，一種是種植到土壤表面後不必覆蓋土壤的播種方法，另一種是必須覆蓋土壤的播種方法。
團粒的形狀取決於植物種子的尺寸和大小。然而，為方便實驗而將實施例中的團粒製成球形。制粒處理和種植方法在下文中展開。
實施例1Calendula officinalis cv.Gold star，Salvia splendens cv.Hot jazz，和Glycine max cv.Whanggeum的每個種子未被粒化，採用在土壤表面播種的方法種植它們。
實施例2通過添加肥料成分(由300mg/L的N，200mg/L的P和400mg/L的K組成)到草炭土中，調節pH值至5.8，添加水溶性膠，使所述的混合物成形，插入Calendula officinalis cv.Gold star，Salvia splendens cv.Hot jazz，和Glycine max cv.Whanggeum種子，壓製成球形，從而製備得到團粒。將製得的團粒播種在土壤表面來種植。
實施例3通過添加肥料成分(由300mg/L的N，200mg/L的P和400mg/L的K組成)和300ppm GA到草炭土中，調節pH值至5.8，添加水溶性膠，使所述的混合物成形，插入Calendula officinalis cv.Gold star，Salvia splendens cv.Hot jazz，和Glycine max cv.Whanggeum種子，壓製成球形，從而製備得到團粒。將製得的團粒播種在土壤表面來種植。
實施例4通過添加肥料成分(由300mg/L的N，200mg/L的P和400mg/L的K組成)和300ppm NAA到草炭土中，調節pH值至5.8，添加水溶性膠，使所述的混合物成形，插入Calendula officinalis cv.Gold star，Salvia splendenscv.Hot jazz，和Glycine max cv.Whanggeum種子，壓製成球形，從而製備得到團粒。將製得的團粒播種在土壤表面來種植。
實施例5Calendula officinalis cv.Gold star，Salvia splendens cv.Hot jazz，和Glycine max cv.Whanggeum的每個種子未被粒化，採用在土壤中播種的方法種植它們。
實施例6通過添加肥料成分(由300mg/L的N，200mg/L的P和400mg/L的K組成)到草炭土中，調節pH值為5.8，添加水溶性膠，使所述的混合物成形，插入Calendula officinalis cv.Gold star，Salvia splendens cv.Hot jazz，和Glycine max cv.Whanggeum種子，壓製成球形，從而製備得到團粒。將製得的團粒播種在土壤中來種植。
實施例7通過添加肥料成分(由300mg/L的N，200mg/L的P和400mg/L的K組成)和300ppm的GA到草炭土中，調節pH值至5.8，添加水溶性膠，將所述的混合物成形，插入Calendula officinalis cv.Gold star，Salviasplendens cv.Hot jazz，和Glycine max cv.Whanggeum種子，壓製成球形，從而製備得到團粒。將製得的團粒播種在土壤中來種植。
實施例8通過添加肥料成分(由300mg/L的N，200mg/L的P和400mg/L的K組成)和300ppm NAA到草炭土中，調節pH值為5.8，添加水溶性膠，將所述的混合物成形，插入Calendula officinalis cv.Gold star，Salvia splendenscv.Hot jazz，和Glycine max cv.Whanggeum種子，壓製成球形，從而製備得到團粒。將製得的團粒播種在土壤中來種植。
按照實施例1～8的方法製備團粒
按照實施例1～8的方法處理的Calendula officinalis cv.Gold star種子團粒的生長差異
按照實施例1～8方法處理的Salvia splendens cv.Hot jazz種子團粒的生長差異
按照實施例1～8方法處理的Glycine max cv.Whanggeum種子團粒的生長差異
根據本發明製備的植物種子團粒的效果如下所述對Calendula officinalis cv.Gold star，Salvia splendens cv.Hot jazz，和Glycine max cv.Whanggeum種子進行的制粒處理使得植物在葉片數目、葉片長度、葉片寬度、植物高度和根長度等方面都遠遠好於對照組(表3，4和5)。粒化種子的發芽速度與對照組類似(圖1a，1b，2a，2b，3)，但是，與對照組相比，由於肥料成分與草炭土混合，因而制粒處理改善了植物種子在發芽後的生長狀態。因此，對於Calendula officinalis cv.Gold star，葉片數目和植物高度是對照組的兩倍以上(表3)。尤其是，Glycine max cv.Whanggeum的葉片數目和植物高度分別是對照組的4倍和9倍以上(表5)。這是因為輕質和具有優秀通氣性的草炭土能給平穩發芽提供所需的氧氣；澆水或雨水灌溉過程中草炭土的水勢超過其總體積的60％，使得種子潮溼度足夠大；而混合肥料的吸收則促了進營養物質的平穩供給。
根據播種方法比較本發明植物種子團粒的生長，對於Calendulaofficinalis cv.Gold star和Salvia splendens cv.Hot jazz種子，它們在土壤表面播種時的生長狀況(實施例1-4)比播種在土壤中的相應生長狀況好得多(表3，4和5)。根據不同的播種方法，Glycine max cv.Whanggeum種子的生長狀況類似，這是因為豆科植物根部的豆科細菌攜帶的氮組分而引起的(表5)。在土壤表面的播種處理中，發芽速度快(圖1，2，3)並且發芽日短(圖5，6，7，8)。產生這些特徵是因為在土壤表面播種時圍繞植物種子團粒的草炭土完全代替了土壤的功能，因而植物種子能象在土壤中一樣正常地發芽。
比較用本發明植物生長調節劑處理的種子的生長情況，對於Calendula officinalis cv.Gold star和Salvia splendens cv.Hot jazz種子，用GA處理的種子的生長狀態比NAA處理的植物的生長狀態好得多(表3和4)。對於Glycine max cv.Whanggeum團粒，播種於土壤表面時，用GA處理的種子的植物高度是NAA處理的種子植物高度的5倍，所述的結果顯示了GA全面的生理學特徵。當在土壤中播種時，用NAA處理的一些種子具有更佳的效果，但是所述結果被認為是由於豆科細菌的效果引起的(表5)。此外，用GA處理的Calendula officinalis cv.Gold star和Salvia splendenscv.Hot jazz種子團粒的發芽數目比NAA處理種子的發芽數目多(圖1和2)。但是，與播種在土壤中並用GA和NAA處理的種子相比，Glycine max cv.Whanggeum種子團粒表現出類似的結果(圖3)。Glycine max cv.Whanggeum種子團粒的發芽日表現出與發芽數目類似的趨勢(圖1，2，3)。所述結果說明9×GA引起了植物種子、發芽、莖生長和開花的停滯，NAA引起了生根反應。
在所述的實施例中，添加肥料的團粒以及添加了肥料和GA的團粒顯示出更佳的生長狀態，上述情況被認為是由於肥料組分與團粒混合以及提供了GA而引起的。本發明的植物種子團粒採用在土壤表面的播種方法時非常有效，而對於Glycine max cv.Whanggeum種子，在土壤中播種有效。
對上述結果的綜合評價是與對照相比，本發明的植物種子制粒方法在發芽速度、種植後的發芽以及發芽日等方面均改善了種子的生長，本發明的在土壤表面的播種方法比在土壤中播種更有效，並且GA作為植物生長調節劑也導致了更佳的生長情況。因而，這些結果證明了本發明的優越性。
工業應用性如上文所述，通過混合肥料、植物生長調節劑與草炭土等材料，乾燥所形成的混合物並插入植物種子而進行的本發明植物種子的制粒方法，在所述的過程中不產生化學反應等問題。通過該方法製得的植物種子團粒去除了水分，從而阻止了種子的生理學反應，因此發芽後的植物生長狀況相當優異。另外，本發明還能用於球根植物，並且由於在土壤表面播種後無需進一步覆蓋土壤，粒化種子的發芽速度快，從而使得大規模的空中播種成為可能。因此，本發明對於農業和園藝業的是一重要的發展。
權利要求
1.一種植物種子的制粒方法，包括下列步驟a)採用水溶性膠使選自肥料、植物生長調節劑、殺菌劑和殺蟲劑中的一種或多種的材料與草炭土混合；b)使步驟a)製得的混合物成形，用於插入植物種子；c)乾燥步驟b)中成形的混合物；以及d)在所述的乾燥混合物中形成一個孔，將植物種子插入其中，壓制並封口，得到插入了植物種子的最終團粒。
2.根據權利要求1所述的制粒方法，其特徵在於，所述的植物種子是選自Calendula officinalis cv.Gold star，Salvia splendens cv.Hot jazz，和Glycine max cv.Whanggeum種子中的任意一種。
3.一種插入有植物種子的團粒，由下述方法製備得到a)採用水溶性膠使選自肥料、植物生長調節劑、殺菌劑和殺蟲劑中的一種或多種的材料與草炭土混合；b)使步驟a)製得的混合物成形，用於插入植物種子；c)乾燥步驟b)中成形的混合物；以及d)在所述的乾燥混合物中形成一個孔，將植物種子插入其中，壓制並封口，得到插入了植物種子的最終團粒。
4.一種植物的栽培方法，通過對插入了植物種子的團粒進行播種並使其發芽而進行，其特徵在於，所述的團粒是通過下述方法製備的a)採用水溶性膠使選自肥料、植物生長調節劑、殺菌劑和殺蟲劑中的一種或多種的材料與草炭土混合；b)使步驟a)製得的混合物成形，用於插入植物種子；c)乾燥步驟b)中成形的混合物；以及d)在所述的乾燥混合物中形成一個孔，將植物種子插入其中，壓制並封口，得到插入了植物種子的最終團粒。
5.根據權利要求4所述的植物的栽培方法，其特徵在於，所述的方法在土壤表面進行，播種後無需覆蓋土壤。
全文摘要
本發明涉及植物種子的制粒方法，該方法通過混合肥料、植物生長調節劑、殺菌劑、殺蟲劑與草炭土，使混合物成形並乾燥，將植物種子插入其中，壓制並封口，從而得到具有植物種子的最終團粒。該方法製得的植物種子團粒去除了水分，從而阻止了種子的生理活化反應，因此發芽後的植物生長狀況相當優異。另外，本發明還能用於球根植物，並且在土壤表面播種後無需進一步覆蓋土壤。
文檔編號A01C1/06GK1700853SQ03825397
公開日2005年11月23日 申請日期2003年9月16日 優先權日2002年10月28日
發明者金承炫 申請人:金承炫