ДРАЖЕ СЕМЕННОГО МАТЕРИАЛА
SEED MATERIAL PELLETS

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к продолговатому драже семенного материала (семенное драже), содержащему по меньшей мере одно семя продолговатой формы, заключенное в матрицу, причем по меньшей мере 80% семян ориентированы в направлениях, по существу параллельных драже.
Уровень техники
Драже семенного материала известны из документа DE 102005040873 А1. Каждое из описанных в этой публикации драже содержит одно семя, причем это семя покрыто обволакивающим веществом - матрицей, состоящей из нескольких слоев разного состава. Процесс производства таких драже сложен и сопряжен с высокими затратами, обусловленными многослойной структурой матрицы, окружающей единственное семя. Кроме того, общая масса драже довольно мала и лишь слегка превышает массу одного семени, что обычно приводит к тому, что драже легко вымываются из почвы на посевной площади и скапливаются на нескольких участках этой площади, расположенных несколько ниже остальной ее части. Соответственно, прорастание семян на этой площади будет происходить очень неравномерно. Это, в частности, нежелательно при выращивании нового газона или дополнительном засеивании травой существующего газона в местах, где это необходимо.
В публикации DE 4309679 А1 описаны драже семенного материала, каждое из которых содержит несколько семян, причем одно семя заключено внутри матрицы-сердцевины, а остальные семена заключены внутри матрицы-оболочки, отличной от матрицы-сердцевины и, кроме того, содержащей более одного слоя. Производство таких драже семенного материала тоже является сложным и сопряжено с высокими затратами.
В публикации DE 849195 описана машина для дражирования семенного материала, производящая драже шарообразной формы. Данная конкретная машина непригодна для продолговатых семян, поскольку существует значительный риск повреждения семян в процессе производства.
Раскрытие сущности изобретения
Техническая задача, положенная в основу настоящего изобретения, заключается в создании драже семенного материала, содержащих продолговатые семена, которые были бы просты в производстве, обеспечивали от низкой до нулевой повреждаемость заключенных в них семян и обеспечивали равномерность высева даже после поливки посевной площади.
Для решения этой задачи в изобретении предлагается продолговатое драже семенного материала, содержащее от 2 до 15 семян продолговатой формы, заключенных в матрицу, причем по меньшей мере 60% семян, предпочтительно - по меньшей мере 70%, более предпочтительно - по меньшей мере 80%, наиболее предпочтительно - по меньшей мере 90% семян, ориентировано в направлениях, по существу параллельных драже. При этом матрица не содержит отдельных слоев разного состава, драже имеет общую массу от 10 до 500 мг, масса (всех) семян в драже составляет от 4 до 75 мг, максимальный диаметр драже составляет от 1 до 5 мм и максимальный размер драже превышает его максимальный диаметр.
Термин "продолговатая форма" означает, что драже и семя имеют первый размер, представляющий максимальную протяженность драже или семени. Драже и семя имеют второй размер, перпендикулярный первому размеру и меньший, чем первый размер. Соотношение первого и второго размеров (называемое далее коэффициентом формы или удлинения) обычно составляет от 1,5:1 до 15:1, предпочтительно - от 3:1 до 10:1. Общая форма может быть по существу цилиндрической, по существу бочкообразной или представлять по существу эллипсоид вращения (со срезанными или с несрезанными концами). В последних случаях кривизна может изменяться на протяжении длины драже или семени, в частности меняя также свой знак. Примером драже с кривизной, меняющей знак, является драже в форме гантели или цепи гантелей. В описываемых случаях поперечное сечение, перпендикулярное продольной оси, является по существу круглым, но может также иметь некруглую, например по существу эллиптическую, форму. В любом случае первый размер представляет собой максимальную протяженность параллельно продольной оси, а второй размер - максимальную протяженность в пределах всех поперечных сечений, перпендикулярных продольной оси.
Выражение "заключено/включено в матрицу" означает, что семя полностью окружено веществом матрицы и находится с ним в непосредственном контакте.
Термин "по существу параллельны" означает, что продольные оси драже и семян являются по существу параллельными, то есть угол, под которым эти оси расположены относительно друг друга, составляет менее 45°, в частности менее 20°, предпочтительно - менее 10°.
Ориентация семян в направлениях, по существу параллельных драже, означает, что соответствующие продольные оси являются по существу параллельными.
Согласно изобретению матрица, в которую заключены семена, имеет по существу однородный состав (что, однако, допускает наличие других частиц, отличных от семян и включенных в это, тем не менее однородно, вещество собственно матрицы). В частности, семена не покрыты веществами, образующими сердцевину и оболочку.
Драже семенного материала, предлагаемые в изобретении, производятся на основе простой технологии, которая является экономически эффективной благодаря по существу однородному составу, или структуре, матрицы. Кроме того, драже семенного материала, предлагаемые в изобретении, имеют достаточную общую массу для того, чтобы вследствие полива после высева не происходило вымывание значительного количества этих драже. Действительно, не изменяя существенным образом процесс производства или принципиальную структуру драже семенного материала, предлагаемых в изобретении, можно получить драже с любой требуемой общей массой. Это, в конечном счете, способствует тому, что растения, вырастающие из семян, более равномерно распределяются по посевной площади. Кроме того, можно получить драже, имеющие коэффициент формы, соответствующий потребностям конкретной посевной площади. Например, для посевной площади с хорошо выровненной поверхностью коэффициент формы драже может быть сравнительно низким, то есть находиться в диапазоне от 1,5:1 до 5:1. Для посевных площадей с неровной поверхностью, таких как насыпи или склоны холмов, предпочтителен сравнительно высокий коэффициент формы, например в диапазоне от 3:1 до 10:1, что значительно снижает риск скатывания драже вниз по склону и/или вымывания их водой (в случае дождя или орошения дождеванием).
Ниже приведено подробное описание предпочтительных, но неограничивающих вариантов осуществления изобретения.
Одно драже обычно предпочтительно имеет общую массу от 50 до 250 мг. Масса одного семени может находиться в диапазоне от 2 до 5 мг.
Максимальный диаметр (второй размер) драже предпочтительно может находиться в диапазоне от 1,5 до 2,5 мм. Максимальный размер (первый размер) драже превышает их максимальный диаметр, как указано выше, и предпочтительно составляет от 6 до 20 мм.
Матрица имеет по существу однородный состав. Это означает, что состав вещества матрицы, в котором заключены семена и, необязательно, другие частицы, (по существу) не изменяется в пространстве.
В матрицу дополнительно могут быть заключены, или внедрены, частицы материалов, отличных от семенного материала. Примеры таких материалов включают органическое или неорганическое волокно, предпочтительно выбранное из группы, состоящей из натурального обработанного или необработанного органического волокна, древесного волокна, кокосового волокна, торфяного волокна, льняного волокна, пенькового волокна и хлопкового волокна, и/или частицы, содержащие соединения, выбранные из группы, состоящей из гербицидов, инсектицидов, фунгицидов, гуминов для химической обработки почвы, растительных гормонов, в частности для стимуляции гиббереллинов, аминокислот, углеводов, в частности глюкозы, рибозы, галактозы, ненасыщенных жирных кислот C11-С28, ионных соединений, содержащих ионы K, Mg, Mn, Fe и/или Cu, и удобрений.
Матрица предпочтительно является пористой, чем обеспечивается поступление в нее воды, способствующей эффективному растворению или разложению матрицы. Пористость матрицы, вычисляемая путем деления общего объема пустот в матрице на общий объем матрицы, включая пустоты, может, в частности, составлять от 0,001 до 0,900, предпочтительно - от 0,050 до 0,300.
В большинстве случаев матрица может быть выполнена из любого вещества, пригодного для использования с семенными материалами. Матрица предпочтительно выбрана из группы, состоящей из водорастворимых органических полимеров, в частности поливиниловых спиртов (ПВС), полисахаридов, декстрина, крахмала, пектина, целлюлозы, гемицеллюлозы, ацетатцеллюлозы, этилцеллюлозы, метилцеллюлозы, оксиэтилцеллюлозы, оксипропилцеллюлозы, карбоксиметилцеллюлозы, желатина, лигнина, растительных смол, альгината, хитина, белков, неорганических связующих, почвы для посадки, глины и бентонита. В целом, изобретение применимо для всех видов семян, имеющих продолговатую форму. Семена предпочтительно выбираются из группы, состоящей из семейств мятликовых (Роасеае), осоковых (Cyperaceae) и ситниковых (Juncaceae), имеющих семена продолговатой формы и включающих, в частности, многолетние травы, газонные травы, пшеницу, рожь, овес, кукурузу, просо, рис, теф, амарант, гречиху и ячмень. Особенно предпочтительными являются семена газонных трав.
Драже семенного материала, предлагаемые в изобретении, производят путем заключения семян в матрицу и формования матрицы, содержащей семена, до получения драже.
Изобретение также относится к способу высева, включающему распределение предлагаемых в изобретении драже семенного материала по поверхности почвы посевной площади, причем драже при необходимости вдавливают в почву, и поливку посевной площади.
Кроме того, изобретение относится к применению предлагаемых в изобретении драже семенного материала для засеивания посевной площади, в частности для засеивания газона.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение описано ниже более подробно со ссылками на неограничивающие примеры его осуществления. На чертежах показано:
на фиг. 1 - предлагаемое в изобретении драже семенного материала, показанное в двух разрезах (фиг. 1а: продольный разрез, фиг. 1б: разрез в плоскости А-А, показанной на фиг. 1а),
на фиг. 2 - вид сверху устройства для изготовления предлагаемых в изобретении драже семенного материала,
на фиг. 3 - вид сбоку устройства, показанного на фиг. 2.
Примеры осуществления изобретения
Пример 1: первое драже семенного материала
Первое драже семенного материала (см. фиг. 1) состоит из трех семян 1 пшеницы, заключенных в матрицу 2, состоящей из карбоксицеллюлозы. В матрицу включены и другие частицы 3, представляющие собой, с одной стороны, хлопковые волокна, а с другой стороны - зерна, содержащие пироксулам-68 и флорасулам-23 в качестве гербицидов и триадименол в качестве фунгицида. Состав представлен в таблице 1.
Таблица 1
Семена
9 мг
Пироксулам-68
1 мкг
Флорасулам-23
1 мкг
Триадименол
2,5 мкг
Хлопковые волокна
50 мг
Карбоксицеллюлоза
140 мг
Пример 2: второе драже семенного материала
Второе драже семенного материала состоит из трех семян 1 пшеницы, заключенных в матрицу 2, состоящей из альгинатного геля. В матрицу включены и другие частицы 3, представляющие собой, с одной стороны, кокосовые волокна, а с другой стороны - зерна, содержащие пироксулам-68 и флорасулам-23 в качестве гербицидов и триадименол в качестве фунгицида. Состав представлен в таблице 2.
Таблица 2
Семена
9 мг
Пироксулам-68
1 мкг
Флорасулам-23
1 мкг
Триадименол
2,5 мкг
Кокосовые волокна
50 мг
Альгинатный гель
70 мг
Пример 3: третье драже семенного материала
Третье драже семенного материала состоит из пяти семян 1 риса, заключенных в матрицу 2, состоящей из водорастворимого поливинилового спирта. В матрицу включены и другие частицы 3, представляющие собой зерна, содержащие бензсульфуронметил в качестве гербицида и димепиперат в качестве антидота. Состав представлен в таблице 3.
Таблица 3
Семена
12 мг
Бензсульфуронметил
1 мкг
Димепиперат
1 мкг
Поливиниловый спирт
90 мг
Пример 4: четвертое драже семенного материала
Четвертое драже семенного материала состоит из трех семян 1 газонной травы, заключенных в матрицу 2, состоящей из почвы для посадки, смешанной с поливиниловым спиртом (ПВС). В матрицу включены и другие частицы 3, представляющие собой кокосовые волокна. Состав представлен в таблице 4.
Таблица 4
Семена
7 мг
Кокосовые волокна
50 мг
ПВС
190 мг
Пример 5: пятое драже семенного материала
Пятое драже семенного материала состоит из двух семян 1 газонной травы, заключенных в матрицу 2, состоящей из глины. Состав представлен в таблице 5.
Таблица 5
Семена
5 мг
Глина
170 мг
Пример 6: шестое драже семенного материала
Шестое драже семенного материала состоит из пяти семян 1 ржи, заключенных в матрицу 2, состоящей из желатина. В матрицу включены и другие частицы 3, представляющие собой зерна, содержащие пироксулам-68 и флорасулам-23 в качестве гербицидов и триадименол в качестве фунгицида. Состав представлен в таблице 6.
Таблица 6
Семена
15 мг
Пироксулам-68
1 мкг
Флорасулам-23
1 мкг
Триадименол
2,5 мкг
Желатин
140 мг
Пример 7: седьмое драже семенного материала
Седьмое драже семенного материала представляет собой по существу семенной материал, описанный в примере 5, но дополнительно содержащий 50 мг кокосовых волокон и зерна обычного удобрения для газона, имеющие общую массу 20 мг и содержащие мочевину и азот в нитратной форме.
Пример 8: восьмое драже семенного материала
Восьмое драже семенного материала представляет собой по существу семенной материал, описанный в примере 7, но без кокосовых волокон.
Пример 9: устройство и способ изготовления драже семенного материала согласно изобретению
На фиг. 2 и 3 показано устройство для изготовления предлагаемых в изобретении драже семенного материала. Это устройство содержит конвейерную ленту 4. Над конвейерной лентой 5 расположена пластина 5. Эта пластина содержит первую область 5а и вторую область 5b. Первая область 5а расположена под углом α=3° к поверхности конвейерной ленты 4, так что пространство между первой областью 5а и конвейерной лентой 4 сужается в направлении движения поверхности конвейерной ленты (см. фиг. 3). В отличие от этого, вторая область 5b является по существу параллельной поверхности конвейерной ленты 4. Вторая область 5b имеет боковые кромки 6, 7, которые сходятся, образуя конец 8 (см. фиг. 2).
Предлагаемые в изобретении драже изготавливают следующим образом. Сначала смешивают друг с другом семена, вещество матрицы и, необязательно, другие частицы таким образом, чтобы массовое отношение "матрица/семена" было равно, например, приблизительно 8. Затем формируют из этой смеси шарообразные драже с помощью одного из процессов, хорошо известных из уровня техники, причем каждое шарообразное драже имеет общую массу приблизительно от 1 до 5 г и содержит около 50 семян. Семена внутри этих шарообразных драже не имеют преимущественной ориентации.
Для преобразования этих шарообразных драже в предлагаемые в изобретении продолговатые драже их подают в устройство, показанное на фиг. 2 и 3, в месте, где расстояние от пластины 5 до конвейерной ленты 4 является наибольшим. Конвейерная лента 4 переносит шарообразные драже в направлении второй области 5b пластины 5, тем самым все больше сжимая драже между первой областью 5а пластины 5 и конвейерной лентой 4, так что шарообразные драже преобразуются в цилиндры. Такое преобразование становится возможным благодаря пластическим свойствам вещества матрицы. По пути движения между первой областью 5а пластины и конвейерной лентой 4 диаметр цилиндров уменьшается, а длина - увеличивается. В ходе этого процесса прокатки происходит не только преобразование формы драже из шарообразной в цилиндрическую, но и одновременное ориентирование продолговатых семян в драже по существу параллельно оси цилиндра. Причина такого ориентирования семян заключается, без привязки к какой-либо теории, в том, что во время вращения и перемещения между пластиной 5 и конвейерной лентой 4 на семена внутри матрицы действуют поперечные силы, поворачивающие семена в направлениях, по существу параллельных оси их вращения, которая представляет собой ось цилиндра драже. Большим преимуществом данного процесса, в котором используется описываемое устройство, является то, что поворот и ориентация семян по оси цилиндра происходят внутри матрицы очень медленно и осторожно, благодаря чему предотвращается нанесение семенам необратимого ущерба, не допускающего их дальнейшего использования. После того как цилиндрические драже покидают пространство между первой областью 5а пластины 5 и конвейерной лентой 4, они попадают в пространство между второй областью 5b пластины 5 и конвейерной лентой 4. Здесь боковые кромки 6, 7 второй области 5b действуют в качестве разделительных элементов, вследствие чего цилиндрические драже, поступившие из первой области 5а, делятся на несколько (в данном примере приблизительно на 8) более коротких цилиндрических драже. Полученные цилиндрические драже, выходящие с правой стороны устройства, представляют собой конечный продукт процесса согласно изобретению. До поставки драже потребителю обычно выполняется их сушка с соответствующим включением данного этапа в процесс производства.