(57)【要約】  本発明は、アルギニンまたはリジンなどの少なくとも１種の塩基性Ｌ−アミノ酸を含む肥料であって、塩基性Ｌ−アミノ酸含量の実質的な部分が、そのモノホスフェートとして存在する肥料に関する。塩基性Ｌ−アミノ酸ホスフェートは、結合剤と組み合わされてもよく、及び／またはコーティングとして作用する最外層を備えていてもよい。本発明はまた、塩基性Ｌ−アミノ酸ホスフェートを植物が利用できるようにすることによって、植物の生育を促進する方法に関する。
2019521058.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１種の塩基性Ｌ−アミノ酸を含む、固形組成物である肥料であって、前記塩基性Ｌ−アミノ酸含量の実質的な部分が、そのモノホスフェートとして存在する、前記肥料。
【請求項２】
少なくとも１種の結合剤をさらに含む、請求項１に記載の肥料。
【請求項３】
前記結合剤が、無機物（複数可）及び／または天然もしくは合成ポリマーを含む、請求項２に記載の肥料。
【請求項４】
前記結合剤が、合成ポリマーまたは天然ポリマーなどのポリマー、例えば、糖または炭水化物；塩；及び無機物からなる群から選択される、請求項１〜２のいずれか１項に記載の肥料。
【請求項５】
前記結合剤が、ポリビニルアルコールなどの水溶性高分子である、請求項４に記載の肥料。
【請求項６】
前記結合剤が、デンプン及び糖からなる群から選択される、請求項４に記載の肥料。
【請求項７】
前記結合剤が、カルシウム含有塩及びカルシウム含有無機物からなる群から選択される、請求項４に記載の肥料。
【請求項８】
複数の凝集粒子から構成され、前記凝集粒子のそれぞれが、結合剤との混合によって互いに凝集した、塩基性Ｌ−アミノ酸（複数可）を含む粒子から構成される、先行請求項のいずれか１項に記載の肥料。
【請求項９】
前記粒子が、前記塩基性Ｌ−アミノ酸（複数可）によって囲まれた核によって構成される、請求項８に記載の肥料。
【請求項１０】
各凝集粒子が最外層を呈示し、前記最外層の組成物が、前記層に封入される組成物とは異なる、請求項８または９に記載の肥料。
【請求項１１】
固形肥料を種子または植物が利用できるようにすることを含む、植物の生育を促進する方法であって、前記固形肥料が、少なくとも１種の塩基性Ｌ−アミノ酸を含み、前記塩基性Ｌ−アミノ酸含量の実質的な部分が、そのモノホスフェートとして存在する、前記方法。
【請求項１２】
前記植物にとっての窒素及び任意選択による他の栄養素の利用可能性が、前記肥料が添加された生育支援材料、例えば、無機物、圧縮土壌、または圧縮ピートなどの中に前記種子を配置することによって制御される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
植物根の生育が促進される、請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１４】
植物の生育を促進するために使用するための、塩基性Ｌ−アミノ酸のモノホスフェート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物の生長を促進することができる肥料、前記肥料を種子または植物が利用できるようにすることによって植物の生育を促進する方法、及び肥料としての特定のアミノ酸ホスフェートの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
土壌及び／または生育条件を向上させる方法は、農業及び園芸の初期の頃から原則的に適用されてきた。機序がほとんど理解されていないところから始めて、牛などの家畜からの排泄物が圃場の作物の生育を向上させることが認識された。窒素、カリウム、及びリンが、土壌に効率的に施肥するのに必要とされる鍵となる成分であることが特定されると、市販の製剤が広く利用できるようになり、多過ぎるのは良くないという原理が数十年間一般に適用され、今では過剰施肥効果として周知となった。窒素、カリウム、及びリンを様々な他の無機栄養素とともに含む製剤が依然としてほとんどの植物培養における標準となっているが、植物にその最適な生長に必要なものを与えるように肥料組成物を改善することに関して、研究は絶えず進歩している。特定の植物のために特別に設計された組成物が開発されてきており、所望の生長、適用の実現可能性、及び最小限の環境影響の釣り合いを取るために、液体及び乾燥製剤などの様々な形式も提供されている。
【０００３】
肥料の有害な環境への影響、とりわけ受容生態系への無機栄養素の流亡を低下させる１つの方法は、活性成分（複数可）の遅効性または緩効性をもたらす組成物を開発することである。かかる組成物は、徐放性製剤と呼ばれることが多い。
【０００４】
無機栄養塩を被覆することが、放出を遅延させる１つの方法として提案されてきた。一般的な機序として、コーティングは、通常、封入した栄養素の放出を単に遅延させるために作用するものであった。すなわち、初期段階では、コーティングは、栄養素が何も放出されないようにするが、一旦「開放される」または消費されると、栄養素がすべて一度に利用できるようになるものであった。理論上では、そのように放出された栄養素は、培養される植物に利用されるか、または量が必要な分より多ければ環境に漏れることになるか、そのいずれかであり得るものであった。極端な場合には、大用量の栄養素または肥料組成物は、植物に有毒であるおそれがある。
【０００５】
よって、コーティング技術における現在の課題は、培養される植物の必要性に適合した速度で長期間持続した放出をもたらすことである。
【０００６】
ＥＰ０５０９０３０は、金属塩の形態の微量養素を少なくとも１種の水溶性硝酸塩とともに含む固形肥料組成物に関する。多量養素の肥料組成物と混合するのに適合された、乾燥凝集体の形態の微量養素の肥料組成物を調製することを含む方法であって、実質的にいかなる水も添加せず、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｃｏ、及びＭｏからなる群から選択される少なくとも２種の金属の塩、及び前記金属の塩の形態ではない少なくとも１種の水溶性硝酸塩を乾式混合することを含む方法が記載されている。緊密に混合された微量養素混合物を得るための前記微量養素と前記多量養素の比率は、作物によって必要とされる前記微量養素と前記多量養素の比率より実質的に大きくなければならない。得られた微量養素混合物を結合剤と合わせると、乾燥凝集体の形態の前記微量養素肥料組成物が得られる。
【０００７】
先行技術の教示にもかかわらず、大量の栄養素の１回での投与に関連することがある、上で論じた毒性を回避するまたは少なくとも低減させる代替の肥料組成物に対する必要性が、この分野では依然として存在する。また、栄養素（複数可）の持効性をもたらし、よって生育する植物に添加する回数を減らすのに適した新規な肥料組成物に対する必要性が存在する。
【発明の概要】
【０００８】
本発明は、上で論じた必要性の１つまたは複数を満たす新規な肥料に関する。
よって、本発明は、少なくとも１種の塩基性Ｌ−アミノ酸を含む、固形組成物である肥料であって、塩基性Ｌ−アミノ酸含量の実質的な部分が、そのモノホスフェートとして存在する肥料に関する。さらに、本発明は、本発明による肥料を種子または植物が利用できるようにすることを含む、植物の生育を促進する方法に関する。最後に、本発明は、肥料として使用するための塩基性Ｌ−アミノ酸のモノホスフェートに関する。本発明の追加的な実施形態、詳細、及び利点は、後述の従属請求項、ならびに詳細な説明及び実験の部から明らかとなるであろう。本明細書に提示され、示されるすべての実施形態は、本発明の態様のすべてに提供可能である。
【０００９】
定義
「植物」という用語は、本明細書では広義に植物の種または種類を指すために使用される。「アミノ酸」という用語は、本明細書で使用される場合、その誘導体または修飾された形態を含む。「ホスフェート」という用語は、本明細書ではその従来の意味で、すなわち、四面体のＰＯ４（ホスフェート）構造単位の塩またはエステルに対して使用される。「アルギニンモノホスフェート」または「ＡｒｇＰ」という用語は、本明細書ではアルギニンのモノホスフェートに対して使用される場合がある。「リジンモノホスフェート」、または「ＬｙｓＰ」という用語は、本明細書ではリジンのモノホスフェートに対して使用される場合がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明によって調製したＬ−アルギニンホスフェート一水和物の結晶のＸＲＤ回折図を示す。
【図２】図２Ａ〜Ｃは、異なるタイプのアルギニン含有化合物での発芽及び生育の影響を示す。
【図３】種子及び本発明によるアルギニンモノホスフェート肥料を含むビーズを有する例示的な生育支援製品を示す。
【図４】本発明によるアルギニンモノホスフェートを市販の肥料組成物と比較したときの生育の影響を示す。
【図５】アルギニン−ＨＣｌ及びアルギニンモノホスフェートがマツの苗木の生育に及ぼす影響をそれぞれ示す。
【図６】本発明によって調製したリジンホスフェート一水和物の結晶のＸＲＤ回折図を示す。
【図７】図７Ａ〜Ｃは、本発明によるリジンモノホスフェート肥料を用いない（１）、及び用いた（２）マツの苗木の発芽率、乾燥重量、及び写真をそれぞれ示す。
【図８】１回の生育期後のマツの苗木の苗条及び根の乾燥重量を示す。
【図９】図９Ａ〜Ｃは、肥料を用いない（１）、先行技術製品を施肥した（２）、または本発明によって施肥した（３）、オウシュウアカマツ（Ｐｉｎｕｓ  ｓｙｌｖｅｓｔｒｉｓ）、オウシュウトウヒ（Ｐｉｃｅａ  ａｂｉｅｓ）、及びコントルタマツ（Ｐｉｎｕｓ  ｃｏｎｔｏｒｔａ）の総バイオマスを示す。
【図１０】圃場に伸びた根を示す、マツを圃場でおよそ１年間生育させた後のピートプラグの写真を示す。
【図１１】実施例１０に従って得られた、本発明によって施肥された（１）、ならびに異なる粒状先行技術肥料を用いた（２〜４）、フェアウェイ用芝生の刈り草の乾燥重量の変化を示す。
【図１２】図１１の５種の異なる処置後のフェアウェイ用芝草の根のバイオマスを示す。
【図１３】図１３Ａ〜Ｂは、肥料を用いない（Ａ）、及び本発明によるアルギニンモノホスフェートを用いた（Ｂ）、６週間後のローズマリー（Ｒｏｓｍａｒｉｎｕｓ  ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ）の生育の比較を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
発明の詳細な説明
本発明の第１の態様は、少なくとも１種の塩基性Ｌ−アミノ酸を含む、固形組成物である肥料であって、塩基性Ｌ−アミノ酸含量の実質的な部分が、少なくとも１種のそのモノホスフェートとして存在する肥料である。本発明に関して、「実質的な部分」という用語は、肥料が、その有機窒素の主な供給源として、少なくとも１種の塩基性Ｌ−アミノ酸のモノホスフェートから構成されることを意味する。よって、製剤から残るポリホスフェートなどの少量の他のホスフェートが存在してもよい。一実施形態では、肥料は、少なくとも１種の塩基性Ｌ−アミノ酸のモノホスフェートを含み、他のホスフェート（複数可）を含まない。
【００１２】
本発明によって使用される塩基性Ｌ−アミノ酸は、Ｌ−アルギニン、Ｌ−リジン、またはＬ−ヒスチジンであり得る。一実施形態では、塩基性Ｌ−アミノ酸は、Ｌ−アルギニン及び／またはＬ−リジンである。これに関して、本発明に使用されるアミノ酸は、窒素を種子または植物に提供するための本明細書で論じる特性を維持するならば、塩基性Ｌ−アミノ酸の修飾された形態を含んでもよいことが理解されるべきである。塩基性Ｌ−アミノ酸は、商業的供給元から入手可能である。有利な実施形態では、塩基性Ｌ−アミノ酸はアルギニンであり、肥料はアルギニンモノホスフェートから構成され、任意選択により、後で論じる通りの追加的な栄養素（複数可）及び／または結合剤（複数可）をともに含む。
【００１３】
塩基性Ｌ−アミノ酸のモノホスフェートは、当業者により周知の方法に従って容易に調製される。一実施形態では、本アミノ酸モノホスフェート（複数可）は、結晶質、すなわち塩である。代替実施形態では、本アミノ酸モノホスフェート（複数可）を調製するために共有結合が使用される。２つの例示的な制御されたモノホスフェート調製方法を、後で実験の部で示す（実施例１及び６を参照されたい）。代替的に、当業者には理解されるように、塩基性Ｌ−アミノ酸の塩は、不明確な含量のアミノ酸（複数可）及びホスフェート（複数可）を任意選択により他の成分とともに有する液体から、自然に沈殿させることによって形成されてもよい。
【００１４】
一実施形態では、本発明による肥料は、少なくとも１種の結合剤をさらに含む。肥料の調製に適した結合剤は、この分野で周知であり、当業者であれば適正な材料を容易に選択することができる。
【００１５】
後の実験の部からわかるように、本発明による肥料は、大量の従来の肥料組成物に関連することがある毒性を実質的に回避することが示された。いかなる特定の理論にも拘束されることを望むものではないが、本発明による肥料を添加された植物が長期間生育の促進を示すことから、肥料の化学組成が、環境への窒素の実質的な流亡を防止すると思われる。言い換えれば、本発明による肥料は、遅効性タイプの肥料組成物とみなすことができる。
【００１６】
より具体的には、上記の結合剤は、無機物（複数可）及び／または天然もしくは合成ポリマーを含んでもよい。一実施形態では、結合剤は、合成ポリマーまたは天然ポリマーなどのポリマー、例えば、糖または炭水化物；塩；及び無機物からなる群から選択される。特定の実施形態では、結合剤は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）などの水溶性高分子である。別の実施形態では、結合剤は、デンプン及び糖からなる群から選択される。さらに別の実施形態では、結合剤は、カルシウム含有塩及びカルシウム含有無機物からなる群から選択される。
【００１７】
適切な結合剤を選択すれば、当業者であれば、周知の凝集及びコーティングの原理、またはその変形を使用して、本肥料の適正な物理的形式を設計することができる。有利な形式に対する幾つかの指針については後で論じる。
【００１８】
本発明による肥料は、複数の凝集粒子から調製されてもよく、ここでは、凝集粒子の１個１個または大半が、結合剤との混合によって互いに凝集した塩基性Ｌ−アミノ酸（複数可）を含む粒子を含む。これに関して、「〜との混合」という用語は、単に、粒子がともに凝集粒子（複数可）内に保持されるように、粒子が結合剤と合わされることを意味する。当業者には理解されるように、アミノ酸モノホスフェートを含む粒子を調製するために核形成剤が使用されてもよい。そのような薬剤はこの分野で周知であり、例えば、クレイなどの非反応性材料であってもよい。
【００１９】
よって、本肥料の一実施形態では、粒子は、塩基性Ｌ−アミノ酸モノホスフェート（複数可）に囲まれた１つまたは複数の核によって構成される。
【００２０】
上の背景技術の項で論じたように、従来の肥料組成物は、栄養素を保護し、及び／またはその放出を遅延させる、「コーティング」と呼ばれる外層で被覆されることがある。本肥料は、そのような「コーティング」を含んでもよく、その厚さは、肥料の他のパラメータに応じて変更調整することができる。
【００２１】
よって、一実施形態では、本発明による肥料は、複数の上記の凝集粒子から構成され、該凝集粒子は最外層に封入され、最外層の組成物は前記層に封入される材料とは異なる。この実施形態では、一例として、最外層は、結合剤と本明細書に記載のアミノ酸モノホスフェート（複数可）との混合物であってもよい。特定の量のアミノ酸モノホスフェートをコーティングに含むことによって、肥料は、栄養素を早期に放出することができ、加えて、その内容物を遅延放出することができる。
【００２２】
代替実施形態では、本発明による肥料は、アミノ酸モノホスフェートを含まない、結合剤のみの最外層を含む。代替的に、第１の結合剤を使用して、核形成剤を用いてまたは用いずに、アミノ酸モノホスフェート（複数可）を含む凝集粒子を形成してもよく、その一方で、第１の結合剤とは異なる性質を有する第２の結合剤を使用して最外層を形成してもよい。
【００２３】
この分野における当業者には明白であるように、これらの原理に基づいて様々な実施形態をもたらすことができる。例えば、塩基性Ｌ−アミノ酸モノホスフェートを、核形成剤を用いてまたは用いずに結合剤と混合し、例えば、上で論じた最外層の１つで封入してもよい。さらに、さらなる栄養素を、粒子の成分として、結合剤に混合して、及び／または最外層の一部として本肥料に添加してもよい。
【００２４】
さらに、肥料組成物の質感、保存性、または他の特性を向上させるために従来から使用される他の添加剤も、本肥料に組み込んでもよい。
【００２５】
さらに、少なくとも１種の塩基性Ｌ−アミノ酸のモノホスフェートによって既に提供される栄養素に加えて、本発明による肥料は、例えば、カリウム、他の窒素及び／またはホスフェート源、微量養素、ビタミン、無機物及び微量元素、または他の生育促進化合物を適宜含んでもよい。
【００２６】
本発明による肥料は、固形製剤である。これに関して、「固形」という用語は、液体組成物の対語として理解されるべきであることが理解されるべきである。よって、例えば、最外層内の凝集粒子の湿度は、最外層それ自体より高くてもよい。当業者には理解されるように、使用される結合剤（複数可）の性質だけでなく、調製方法も本発明による肥料の固体性の度合いに影響を及ぼすこととなる。一実施形態では、本発明による肥料は、閉じ込められていないときにその形状及び密度を保持するという意味で固形である。
【００２７】
本発明の第２の態様は、固形肥料を種子または植物が利用できるようにすることを含む、植物の生育を促進する方法であって、前記固形肥料が、少なくとも１種の塩基性Ｌ−アミノ酸を含み、前記塩基性Ｌ−アミノ酸含量の実質的な部分が、そのモノホスフェートとして存在する方法である。
【００２８】
有利な実施形態では、本発明の第２の態様は、上の実施形態のいずれかに定義された通りの本発明による肥料を、別々にまたは互いに組み合わせて使用する。
【００２９】
一実施形態では、植物にとっての窒素及び任意選択による他の栄養素の利用可能性は、肥料が添加された生育支援材料、例えば、任意選択で圧縮された、無機物、土壌、またはピートなどの中に種子を配置することによって制御される。よって、本発明は、適切な量の本発明による肥料を補充した生育支援材料を含む製品も包含し、該製品は、種子を受け取るように配置される。生育支援材料は、乾燥させて、後で湿らせることができるようにしてもよい。材料を湿らせることによって、施肥された環境が各種子に提供され、必要とされる栄養素、とりわけＮ及びＰを、苗木または植物がそれを必要とする速度で利用できるようになることによって、その生育を支援し、促進することとなる。本発明による予め施肥された生育支援材料は、自動化または半自動化プランテーションに適正な形状及び大きさで調製されてもよい。
【００３０】
本方法の一実施形態では、具体的には植物根の生育が促進される。これに関して、地上での生育も本発明によって刺激されたとしても、本方法は、後の実験の部からわかるように、先行技術の肥料より顕著に植物根を増大させることが理解されるべきである。よって、いかなる特定の理論にも拘束されることを望むものではないが、本発明を使用したときに観察される根の生育の増大が、ひいては地上での植物の生育にも好都合に働くと推測することができる。
【００３１】
本発明の第３の態様は、肥料として使用するための塩基性Ｌ−アミノ酸のモノホスフェートである。一実施形態では、塩基性Ｌ−アミノ酸のモノホスフェートは、例えば上で論じた方法のいずれかで結合剤と組み合わされている。
【００３２】
この第３の態様では、塩基性Ｌ−アミノ酸のモノホスフェートは、本出願において上及び他の箇所で論じたより特定の用途のいずれかのためのものであってもよく、例えば、単回の施肥または数回の施肥を使用して長期間植物の生育を促進するための、及び／またはそのような施肥に関連することがある毒性を回避するためのものであってもよい。
【００３３】
図面の詳細な説明
図１は、実施例１に記載する方法によって調製したＬ−アルギニンホスフェート一水和物の結晶のＸＲＤ回折図を示す。
【００３４】
図２Ａ〜Ｃは、異なるタイプのアルギニン含有化合物での発芽及び生育の影響を示す。Ａｒｇ−ＨＣＬ及びアルギニンモノホスフェート（ＡｒｇＰ）の形態の２０ｍｇの窒素をピート中に組み込み、発芽及び生育への影響を調査した。
Ａ）Ａｒｇ−ＨＣＬ（左）またはアルギニンモノホスフェート（右）を施肥したオウシュウアカマツ（Ｐｉｎｕｓ  ｓｙｌｖｅｓｔｒｉｓ）の苗木の発芽
Ｂ）Ａｒｇ−ＨＣＬ（左）または本発明によるＡｒｇモノホスフェート（右）を施肥したオウシュウアカマツ（Ｐｉｎｕｓ  ｓｙｌｖｅｓｔｒｉｓ）の苗木の乾燥重量
Ｃ）Ａｒｇ−ＨＣｌ（左）またはアルギニンモノホスフェート（右）を施肥したマツの苗木の写真
このように、本発明によるアルギニンモノホスフェートの溶解性が、マツの苗木の生育及び発芽に良い方向に影響する。より迅速に溶解する形態のＡｒｇ複合体（ここではＡｒｇ−ＨＣｌによって例示される）は、おそらく窒素の毒性の結果として、苗木の発芽の低減及び生育の低下をもたらす。
【００３５】
図３は、中央に位置する種子及び溝に置かれた本発明によるアルギニンモノホスフェートを含むビーズの形態の肥料を備えた、本発明による例示的な生育支援材料の写真を示す。
【００３６】
図４は、発芽前にピートに混合した異なるアルギニン組成物からの１０ｍｇＮを添加した非施肥ピート上に生育したマツの種子の結果を示す。マツの苗木を生育期間（３か月）の終了時に採取し、乾燥重量を測定した。図は、アルギニンの形態に応じて生育に明白な相違があることを示している。
【００３７】
図５は、アルギニン−ＨＣｌ及びアルギニンモノホスフェートが生育に及ぼす影響を示す。４種の単回用量の異なる量の窒素（それぞれ、２０、４０、８０、及び１６０ｍｇＮ）を、温室内の非施肥ピート上に生育するマツの苗木に１０週間添加した。本発明によるアルギニンモノホスフェートは、最上部の曲線（黒四角）、アルギニンＨＣｌは下の曲線（黒菱形）によって示される。この図からわかるように、同等のコーティングでは、ＡｒｇＨＣｌと本発明によるアルギニンモノホスフェートの間には実質的な生育の相違が存在する。
【００３８】
図６は、本発明によって調製したリジンホスフェート一水和物の結晶（実施例６を参照されたい）のＸＲＤ回折図を示す。
【００３９】
図７Ａ〜Ｃは、本発明によるリジンモノホスフェートを施肥したマツの生育を示す。より具体的には、図７Ａには発芽率、図７Ｂにはマツの苗木の乾燥重量（単位ｍｇ）が示され、図７Ｃには苗木の写真が見られる。図７において、数字「１」は肥料を用いないピートを表し、「２」は本発明によるリジンモノホスフェートの２０ｍｇＮを用いたピートを表す。リジンモノホスフェートを含む肥料が、マツの苗木の生育及び発芽を極めて良い方向に向上させることから、この実施例は本発明を裏付ける。
【００４０】
図８は、１回の生育期後の苗木の苗条及び根の乾燥重量を示す。１番目の棒（１）によって示される苗木の苗条及び根の乾燥重量は、ａｒＧｒｏｗ（商標）ｍｉｘ及びａｒＧｒｏｗ（商標）ｃｏｍｐｌｅｔｅ（両方ともＳｗｅＴｒｅｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓから入手可能）を、製造業者による推奨に従って施肥したおよそ４０００本の苗木の平均値（乾燥重量（ｇ））に基づいている。２番目の棒（２）では、乾燥重量は、本発明による被覆アルギニンモノホスフェートを施肥したおよそ２０００本の苗木の平均値に基づいている。図８では、棒の灰色部分は苗条の、棒の黒色部分は根の平均乾燥重量を表している。図からわかるように、生育期の間に供給されたアルギニンの形態に応じて、苗木の苗条及び根の乾燥重量に明白な相違が存在する。これらの結果から、粒状アルギニンモノホスフェートを使用すると、市販品のａｒＧｒｏｗ（商標）ｍｉｘ及びａｒＧｒｏｗ（商標）ｃｏｍｐｌｅｔｅを施肥した苗木より、乾燥重量による苗木のバイオマスが上がり、苗条部分が大きくなったことが示される。本発明のビーズ形式（すなわち、粒状）を使用する利点は、肥料を最初から添加できること、ならびに特定の植物及びその特定の生育環境に応じてさらなる肥料がほとんどまたは全く必要ないことである。したがって、本発明を使用すると、資源だけでなく経費も節約することができる。
【００４１】
図９は、１回の生育期後のオウシュウアカマツ（Ｐｉｎｕｓ  ｓｙｌｖｅｓｔｒｉｓ）、オウシュウトウヒ（Ｐｉｃｅａ  ａｂｉｅｓ）、及びコントルタマツ（Ｐｉｎｕｓ  ｃｏｎｔｏｒｔａ）の植物の総バイオマスを示す。図９Ａは、オウシュウアカマツ（Ｐｉｎｕｓ  ｓｙｌｖｅｓｔｒｉｓ）の総バイオマスを示し；図９Ｂは、オウシュウトウヒ（Ｐｉｃｅａ  ａｂｉｅｓ）の総バイオマスを示し；図９Ｃは、コントルタマツ（Ｐｉｎｕｓ  ｃｏｎｔｏｒｔａ）の総バイオマスを示す。図９Ａ〜Ｃでは、１は、何も肥料を供給しないことを意味し；２は、被覆アルギニン−ＨＣｌビーズを施肥したことを意味し；３は、本発明による粒状アルギニンモノホスフェートビーズを意味する。これらの結果から、本発明による被覆粒状アルギニンモノホスフェートを使用すると、他の肥料投与計画と比較したときに、１回の生育期後に植物のバイオマスが上がることが示される。
【００４２】
図１０は、マツを圃場でおよそ１年間生育させた後に得られたピートプラグの写真を示す。本発明の使用から得られた、ピートの外側の圃場に伸びた根が明白にわかる。
【００４３】
図１１は、後の実施例１０に従って異なる粒状肥料を施肥したフェアウェイ用芝生の刈り草の乾燥重量を示す。刈り草は、異なる粒状肥料に対する６週間の反応期間にわたり、砂質生育基盤上２０ｍｍになるように毎週採取した。０週目に処置前の刈り草の乾燥重量を定めた。Ｎ＝４。エラーバー＝標準誤差。Ｘ軸は、処置後の週数を表す。Ｙ軸は、刈り草の乾燥重量をｋｇ／１００ｍ２で示す。１．５で示されるグラフは、本発明による被覆アルギニンモノホスフェート（１）；Ｉｍｐａｃｔ  ＣＧＦ（比較用市販品）（２）；Ｐｒｅｍｉｕｍ  ｅｌｉｔｅ（比較用市販品）（３）；Ｎ−メチル尿素（４）、及び対照（５）を表す。さらなる詳細については表３を参照されたい。
【００４４】
図１２は、粒状肥料での５種の異なる処置から７週間後、及び異なる粒状肥料に対する反応期間にわたって毎週砂質生育基盤上２０ｍｍになるように刈った後のフェアウェイ用芝生の根の乾燥重量を示す。処置については、上の図１１及び実施例１０、表３を参照されたい。エラーバー＝標準誤差。Ｙ軸は、根の乾燥重量をｋｇ／１００ｍ２で示す。
【００４５】
図１３は、肥料を用いない（１３Ａ）、及び本発明によるアルギニンモノホスフェートを用いた（１３Ｂ）、６週間後の双子葉植物の薬草であるローズマリー（Ｒｏｓｍａｒｉｎｕｓ  ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ）を示す。
【実施例】
【００４６】
実験の部
本実施例は、例示を目的として提供されるものであり、添付の特許請求の範囲によって規定される通りの本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。以降または本出願の他の箇所に提供されるすべての参考文献は、参照によって本明細書に含まれる。
【００４７】
実施例１−アルギニンホスフェート一水和物の結晶の調製
この実施例の目的は、本発明による植物用肥料として使用される、アミノ酸のホスフェートの結晶を調製することであった。アルギニンについて以下に記載するが、当業者であれば、この方法を使用してリジンの調製についても同様に容易に行うことができる。Ｌ−アルギニンは、商業的供給元から得た。８５％オルトリン酸は、Ｍｅｒｃｋ（Ｄａｒｍｓｔａｄｔ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から得た。比抵抗１８ＭΩのＭｉｌｌｉｐｏｒｅ水を使用して溶液を調製した。アルギニンホスフェート（一水和物）の過飽和溶液を、Ｌ−アルギニンを６０℃で精製水に溶解させることによって調製した。等モル量のオルトリン酸を添加すると、それによって溶液の温度が約８０℃に上昇した。アルギニンホスフェート溶液をおよそ５℃／時の速度でゆっくり冷却した。アルギニンホスフェートの核生成が、約６０℃の溶液温度で自然に生じた。結晶の成長は、温度がさらに低下するにつれて継続した。５℃の温度に達した後、残った母液を流し出した。粗結晶を減圧濾過によって乾燥させ、続いて３５℃の加熱キャビネット内でおよそ２４時間乾燥させた。最初の３つの試験バッチの粗結晶収率は、８２〜９０％の間であった。
【００４８】
結晶表面上に吸着した可溶性アルギニン及びホスフェートを除去するために、減圧濾過ステップの間に結晶を少量の冷水で洗浄してもよい。予備試験から、洗浄した結晶の収率が７５〜８０％の間であることが示される。形成された結晶の結晶構造をＸＲＤ分析によって確認した。回折図を図１に示す。
【００４９】
実施例２−異なる肥料でのマツ（Ｐｉｎｕｓ  ｓｙｌｖｅｓｔｒｉｓ）の苗木の生育及び発芽
マツの苗木を、次のアルギニン肥料組成物：Ａｒｇ−ＨＣｌまたはアルギニンモノホスフェートのうちの１種の２０ｍｇＮを有する非施肥ピート（植物／ポット当たり８０ｍｌ）中で生育させた。植物を、１６時間／８時間（昼／夜）、２３℃の温室内で生育させ、３週間後に発芽を測定した。植物を採取し、すすいで、根からすべての土壌を除去し、次いで６５℃で２４時間乾燥させた。５週間後に乾燥重量を測定した。その結果を図２Ａ〜Ｃに示す。
【００５０】
実施例３−被覆Ａｒｇ−ＨＣｌ及び本発明によるアルギニンモノホスフェートでのマツ（Ｐｉｎｕｓ  ｓｙｌｖｅｓｔｒｉｓ）の圃場試験
植物当たり３０ｍｇＮ（被覆Ａｒｇ−ＨＣｌまたはＡｒｇＰの形態）を、ピート中に混合し、カセットに装填した。マツの種子を添加し、水を１日１回添加するだけで植物を温室内で５週間生育させ、次いで屋外に移し、さらに５週間生育させた。植物をすすいで、根からすべての土壌を除去し、６５℃で２４時間乾燥させた。乾燥重量を測定した。その結果を図４に示す。
【００５１】
実施例４−異なる形態の窒素を含むビーズでの圃場試験
固形のアルギニンモノホスフェートを調製した。形成した結晶を粉砕して粒子を小さくし、それを結合剤と混合し、標準的なコーティング手順に従ってアルギニンモノホスフェートを含むビーズに形成した。圃場試験には２種のさらなる窒素含有ビーズを含めた。市販のアルギニン−ＨＣｌを上のように処理して、ａｒｇＨＣｌを含むビーズを作成した。試験しようとする市販の窒素含有ビーズは、予め選択された期間にわたって窒素、ホスフェート、及びカリウム、ならびに微量元素を放出する被覆ＮＰＫ肥料であった。窒素の量を、３つの異なるタイプのビーズのそれぞれについて算出した。およそ１０または２０ｍｇの窒素を有するビーズを、図３に例示されるような、ＷＯ２０１５０３０６５６に提示される播種ユニット内で、マツの種子の場所の近傍に置いた。２つのレベルの窒素とともに、百（１００）個の播種ユニットを使用し、屋外で植え付けた。
【００５２】
結果
最初の比較を、２種のアルギニン含有化合物を有するビーズの間で行った。オウシュウアカマツ（Ｐｉｎｕｓ  ｓｙｌｖｅｓｔｒｉｓ）の種子をまき、施肥し、発芽した苗木を数えた。発芽率を算出し、表１、ならびに図２及び４に要約した。
【００５３】
【表１】
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【００５４】
これらの結果に基づくと、窒素とリンの両方がビーズ内に存在するときの方が発芽及び植物形成がはるかに良好であることが明らかであった。２番目の比較を、いずれも図３に見られるような播種ユニットに埋め込んだ、本発明によるアルギニンモノホスフェートビーズと市販のビーズの間で行った。播種ユニットは、植物苗床で試験した。植え付けから１９週間後に、アルギニンモノホスフェートビーズまたは市販の被覆ビーズを有する播種ユニット、苗を採取し、総乾燥重量ならびに苗条及び根の乾燥重量を測定した。驚いたことに、そのとき苗の総乾燥重量が有意に大きかったこと、すなわち、本発明によるアルギニンモノホスフェートの肥料を含む播種ユニットから生育した植物は、使用した市販の窒素肥料を有する播種ユニットから生育した植物よりおよそ２０％大きかったことが認められた。これは、根の乾燥重量を測定したときにさらに顕著であり、５０％であった。これらを表２及び図４に要約する。
【００５５】
【表２】
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【００５６】
実施例５−異なる被覆アルギニン肥料がマツ（Ｐｉｎｕｓ  ｓｙｌｖｅｓｔｒｉｓ）の苗木に及ぼす毒性試験
２種の異なる被覆アルギニン肥料（Ａｒｇ−ＨＣｌ及び本発明によるアルギニンモノホスフェート）を用いた、単回用量の異なる量の添加窒素（２０、４０、８０、または１６０ｍｇＮ）を有する非施肥ピート（植物／ポット当たり８０ｍｌ）中で、マツの苗木を生育させた。植物を、１６時間／８時間（昼／夜）、２３℃の温室内で生育させた。１０週間後に植物を採取し、すすいで根から土壌を除去し、６５℃で２４時間乾燥させた。乾燥重量を測定した。その結果を図４に示す。
【００５７】
実施例６−リジンホスフェートの結晶の調製
この実施例は、リジンモノホスフェートをどのように調製できるかについて示す。Ｍｅｒｃｋ（Ｄａｒｍｓｔａｄｔ，Ｇｅｒｍａｎｙ）製のリジン５０ｇを２０ｍＬの脱イオン水に８０℃で溶解させると、白色のスラリーが生じた。４０ｍＬの水を添加した後、透明な粘性の溶液が得られた。８５％オルトリン酸をスラリーに滴加した。最初に１０ｍＬ添加した後、温度が８０℃まで上昇し、白色の沈殿物が形成した。それは、残りの１０ｍＬの８５％オルトリン酸を添加したときに溶解した。温度は、今度は１００℃近くまで上昇した。このリジンホスフェート溶液を、撹拌を続けながら放冷した。およそ６５℃で結晶が形成し、溶液中に沈殿した。撹拌を停止すると、ビーカー中の内容物は急速に固化して白色の固体塊となった。結晶材料を換気フード内で２日間風乾させた。形成した結晶材料についてＸＲＤ回折図を集約した。試料は幾つかの干渉ピークを有する回折図を生じ、それによって材料が結晶質であることが確認された。結晶材料の元素分析から、試料中の窒素含量が１１．６５ｗｔ％であることが示された。リジンホスフェート中の理論上の窒素含量は１１．７ｗｔ％である。回折図を図６に示す。
【００５８】
実施例７−リジンホスフェートでのオウシュウアカマツの種子の発芽
５０ｍｌの容積の４０個のポットに非施肥ピートを充填し、別の４０個のポット一式にピートを充填し、これには２０ｍｇＮのリジンホスフェート複合体を添加した。窒素（Ｎ）の量は、リジンホスフェート中の原子Ｎの数に基づいて測定した。オウシュウアカマツの種子をポットにまき、１６／８時間（昼／夜）、２３℃の温室内で生育させた。ポットに１日に２回水を与え、全生育期間は８週間であった。苗木を採取し、ピートを洗い流し、苗木を乾燥させ、乾燥重量を記録した。図７に示されるこれらの結果から、本発明によるリジンホスフェートを施肥したマツの苗木の発芽が優れていることが示される。
【００５９】
実施例８−本発明による結合剤及びアルギニンモノホスフェートを含む肥料と、従来の液体アルギニン含有肥料との比較
本発明による結合剤を含むアルギニンモノホスフェートビーズ（本明細書では「被覆」と示されることがある）をピートと混合した。６０ポット／カセットを有するカセット（ｔｈｅ  Ｓｔａｒｐｏｔ  ｓｙｓｔｅｍ，Ｈｏｌｍｅｎ  ＡＢ，Ｓｗｅｄｅｎ）にピート混合物を充填した。窒素、Ｎ、の量を、アルギニンホスフェートビーズ中の原子の数に基づいて算出し、各苗木が各ポット中に２５ｍｇＮを得るようにした。およそ２０００個のオウシュウアカマツの種子を用いる試験を設定した。参照としておよそ４０００個の種子を使用した。次いで、マツの種子を有するすべてのカセットを５週間温室に移して、種子を発芽させた。この週の後、試験カセットを屋外に置いてさらに栽培した。粒状アルギニンホスフェートを有する試験カセットには定期的に水を与え、生育期が終わるまで追加肥料は添加しなかった。参照カセットは、発芽する最初の５週間の間、まずａｒＧｒｏｗ  ｍｉｘ（ＳｗｅＴｒｅｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｕｍｅａ，Ｓｗｅｄｅｎ）で処置し、次いで、採取するまで液体のａｒＧｒｏｗ  ｃｏｍｐｌｅｔｅ（ＳｗｅＴｒｅｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｕｍｅａ，Ｓｗｅｄｅｎ）をさらに施肥した。ａｒＧｒｏｗ  ｍｉｘ及びａｒＧｒｏｗ  ｃｏｍｐｌｅｔｅの使用は、製造業者による推奨に従って行った。２か月半後に苗木を採取し、ピートを洗い流し、苗木を乾燥させ、乾燥重量を記録した。総バイオマス、また苗条及び根の重量も測定し、平均値を算出した。それらを図８に示す。この結果は、次のように要約することができる。すなわち、粒状アルギニンホスフェートを使用すると、乾燥重量で評価したときに、対照と比較して、苗木のバイオマスが上がり、苗条部分が大きくなる。ビーズ形式（粒状）を使用する利点は、肥料を最初から添加することができ、肥料のさらなる添加が不要であることである。これは、とりわけより大規模なプランテーションでは大きな利点であり、これによって、工程が単純化し、かつ植物を取り扱う経費が低減する。
【００６０】
実施例９−本発明による粒状アルギニンホスフェートでのオウシュウアカマツ、オウシュウトウヒ、及びコントルタマツの処置
オウシュウアカマツ、オウシュウトウヒ、及びコントルタマツの苗木を実施例８に記載する参照方法に従って育て、３分の１の苗木には何も肥料を与えず、３分の１の苗木には被覆アルギニン−ＨＣｌビーズを与え、３分の１の苗木には、苗木の根に供給される被覆アルギニンホスフェートビーズを与え、その後植え付けた。窒素の総量は、苗木当たり２８ｍｇＮになるように算出した。この植物を１回の生育期後に採取し、苗条、根の乾燥バイオマス、及び総バイオマスを記録した。同時に、「圃場に伸びた根」の数を数えた。「圃場に伸びた根」は、ポットから出てピートプラグの外側の圃場に生育する根として定義される。「圃場に伸びた根」の例については図１０を参照されたい。矢印は、「圃場に伸びた根」を示す。驚いたことに、植え付けの際に苗木の根に供給された粒状アルギニンホスフェートビーズは、３種の異なる被子植物の木のバイオマスの増加として測定される、長期の影響を生育に及ぼしたことが見出された。これらの生育の向上を図９Ａ〜Ｃに要約する。さらに、驚いたことに、植え付け時にアルギニンホスフェートビーズを根に供給したときに、圃場に伸びた根の数が有意に増加したことが見出された。参照植物と比較したときに、オウシュウアカマツの場合、圃場に伸びた根の数は６８％増加し、オウシュウトウヒの場合、それは６２％増加し、コントルタマツの場合、それは１１５％増加した。根に供給されたアルギニンホスフェートビーズはおよそ１年後に「圃場に伸びた根」の数に最も大きい影響を及ぼしたことも認められ、これは、新しい植物を定着させるべきときに重要な因子であり得る。ＡｒｇＨＣｌは、この影響を根の発達に及ぼさなかった。
【００６１】
実施例１０−被覆アルギニンモノホスフェートに対するフェアウェイ用芝生の反応
種子からの芝生の定着率がアミノ酸系肥料に反応して促進されることから、粒状アルギニンモノホスフェートが草種の有効な生育を支援し得ることが示唆される。標準的な温室条件（人工光で補足された、２０〜２５℃、１６時間の昼；１５℃、８時間の夜）で、典型的には温暖及び寒冷気候でのゴルフのフェアウェイで使用される草の種子の混合物（７０％のＦｅｓｔｕｃａ  ｒｕｂｒａ種、及び３０％のＰｏａ  ｐｒａｔｅｎｓｉｓ）（「フェアウェイ用芝生」と呼ぶ）を、種子３ｋｇ／１００ｍ２と同等の播種率で、およそ１０％の有機物を有する砂を含有する３リットルのポット中に定着させた。すべてのポットにおいて芝生が完全に覆う定着を支援するために、液体のＮＨ４ＮＯ３肥料を、播種後６週間、０．１５ｋｇＮ／１００ｍ２の割合で施用した。続いて、毎週の刈り取り−再生育サイクルを４回実施し、その後実験期間を開始し、その期間では、草を２０ｍｍに刈り、刈り草を除去した。
【００６２】
被覆アルギニンモノホスフェート結晶での単回の処置を、０．５ｋｇＮ／１００ｍ２と同等の割合で行った。ゴルフのフェアウェイで使用するように製剤化された被覆アンモニウム／尿素系市販製品、ゴルフのフェアウェイで使用するように製剤化された非被覆メチル化尿素系市販製品、または化学的に純粋なＮ−メチル尿素のいずれかを使用して、総窒素レベルを合致させた参照処置を施した。実験期間中に粒状肥料処置を受けなかった零の対照（ｎｉｌ  ｃｏｎｔｒｏｌ）も定着させた。処置は４回反復して行った。
【００６３】
【表３】
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【００６４】
肥料施用前に１回（０週目）、次いでその後の６週間にわたって毎週（１〜６週目）、刈り草を砂質生育基盤上２０ｍｍになるように収集し、５０℃のオーブンで乾燥させた。粒状肥料での処置から７週間後に、根を洗浄し、オーブンで乾燥させた（５０℃）。
【００６５】
この実施例の結果は、フェアウェイ用芝生が、粒状窒素の添加に反応して、地上でのバイオマス生産の全体的な増加を呈することを示している（図１１）。有意なバイオマス生産の増加が処置後の最初の週に観察された（ｐ値＝０．０１３８）被覆アルギニンモノホスフェートを除いて、すべての他の肥料の処置に反応する有意な増加は、２番目の刈り取り−再生育サイクルで最初に観察された。ピークの生産レベルには、全般に第２または第３の刈り取り−再生育サイクルで到達し、被覆アルギニンモノホスフェートは、両方のサイクルで有意により高い地上でのバイオマス生産レベルを達成した。刈り取り−再育成サイクルの間の地上でのバイオマス生産は、６番目の刈り取り−再育成サイクルにおいてすべての肥料処置で処置前レベルより下に下落した。非被覆Ｎ−メチル尿素（表３、処置参照３及び４）に反応して一般に「焼け」と呼ばれる葉焼けのストレス反応が観察されたが、アルギニンモノホスフェートまたは被覆メチル尿素（表３、処置参照２）では観察されなかった。肥料処置から７週間後、それに続く毎週の刈り取り−再生育サイクル後に、根のバイオマスは、参照肥料処置及び零の対照と比較すると、被覆アルギニンモノホスフェートに反応して有意に大きかった（図１２）。
【００６６】
実施例１１−アルギニンモノホスフェートを含む本発明の肥料の薬草への使用
薬草ローズマリー、Ｒｏｓｍａｒｉｎｕｓ  ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓの種子を通常の植栽用土壌を有するポットにまいた。一方は肥料を添加しておらず、他方は本発明のアルギニンモノホスフェート肥料を含んでいた。窒素の総量は３０ｍｇであった。種子及び植物に定期的に水を与え、６週間後には、本発明の肥料によってローズマリー植物の生育及び勢いが向上したことが明白にわかった。この結果及び前の実施例に基づくと、本発明のアルギニンモノホスフェート肥料は、試験したすべての植物の育成及び勢いを温室及び屋外の両方で向上させることができると結論付けることができる。さらに、それは、いかなるタイプの植物、針葉樹、双子葉植物、及び単子葉植物にも使用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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