專利名稱:凝膠包衣種子類似物和種植甘薯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種甘薯的栽培技術(shù)。
背景技術(shù)：
目前，甘薯不但被廣泛的用作食物，而且被廣泛地用作各種工業(yè)配料。尤其是，人們希望甘薯作為生物可降解塑料的原料，因而導致需要其大量生產(chǎn)。
在食用甘薯的栽培過程中，栽培主要靠手工栽植無病毒苗圃植物，因此，這種栽培方法不能適應(yīng)甘薯大規(guī)模生產(chǎn)。也就是說，先在苗床上種植甘薯的種子塊莖，或者，通過組織培養(yǎng)的方法生產(chǎn)母株，從而生長出能種植的甘薯藤。隨后，切斷藤，用手指等在大田的種植壟上形成粗而深的種植溝，并將苗圃植物放置并埋在種植溝中進行種植。一般情況下，每10公畝的大田上的種植量是5000株，因而，需要付出大量的勞動來完成種植。
公開號是特開2001-231354的日本專利申請中，提出了一種使用傳統(tǒng)盆栽苗圃植物與苗盤(cell trays)相結(jié)合實現(xiàn)通過如植物移植機種植的方法，代替只用盆栽苗圃植物的方法。然而，雖經(jīng)各種改進試驗，這種移植仍效率低并且會導致甘薯口感和外形上的退化。因此，到目前為止，這種移植仍未被采用。此外，即使這種移植工作是機械化的，只要進行移植，工作量就會被限制，在工業(yè)規(guī)模的應(yīng)用上仍有困難。
發(fā)明簡述因此，本發(fā)明的目的是解決上述問題并提供一種可將苗圃植物作為種子在大田播種栽培甘薯苗圃植物的有效的新穎的栽培技術(shù)。
為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種凝膠包衣種子類似物，其包括一種由含水凝膠組成的凝膠層包衣，和一個被置于該凝膠層包衣中的甘薯藤。
本發(fā)明還提供一種大田種植甘薯的方法，包括使用凝膠包衣種子類似物的步驟，該凝膠包衣種子類似物包括一種由含水凝膠組成的凝膠層包衣，和一個被置于該凝膠層包衣中的甘薯藤。
優(yōu)選的實施方式的描述在本發(fā)明中，甘薯藤被置于凝膠層包衣中。即使沒有給甘薯藤提供如糖的營養(yǎng)物質(zhì)，只要甘薯藤有一定的體積，甘薯藤就能從節(jié)點部(側(cè)芽)開始生根而繼續(xù)生長。也就是說，藤內(nèi)含有的營養(yǎng)物和如激素和酶的其生長所必須的物質(zhì)。
在本發(fā)明中，即使凝膠層包衣中放置的甘薯藤具有單節(jié)點并且單節(jié)點體積沒有足夠大到包含足夠供其最初生長的營養(yǎng)物質(zhì)，仍可以通過在凝膠層包衣中加入非常少量的淀粉，單節(jié)點分解凝膠層包衣中所含有的淀粉來合成可吸收的糖，并通過消耗作為營養(yǎng)物的糖來實現(xiàn)生長。因此，并不需要使用多節(jié)點進行傳統(tǒng)的栽培方法。
具體地說，節(jié)點(側(cè)芽)從三個方向上被切成Y形(或者當節(jié)點上帶葉片時從兩個方向切割)以形成單節(jié)點。至于單節(jié)點的大小，即使最初的單節(jié)點很小，鑒于單節(jié)點仍能最終充分生長而得到充分收獲的程度，所以，為了便于處理，最初的單節(jié)點的總長最好是等于或小于20mm。因此，包衣工作的機械化變得容易，苗圃植物的繁殖率變得很高，并且由于可以使用現(xiàn)有的或稍作改進的播種機，所以大田種植變得簡單。
然而，也可按需要使用總長大于20mm的單節(jié)點，例如，在節(jié)點(側(cè)芽)上帶有葉片的情況下。
如上所述，從兩個或三個方向上切甘薯藤單節(jié)點或帶葉片的節(jié)點，單節(jié)點抵抗干燥能力弱，尤其必須要防止從切面處蒸發(fā)水分。不過，在本發(fā)明中，由于甘薯藤被放置在由含水凝膠構(gòu)成的凝膠層包衣中，為藤提供了足量的水分，因此不可能發(fā)生干燥現(xiàn)象。
此外，由于含水的凝膠層包衣提供足量的水分，從藤(苗圃植物)開始生根后直到根生長到能充分吸收大田土壤中所含的水分，苗圃植物絕不會枯萎，所以，能保證植株的生長。在干旱地區(qū)或土壤溫度較高的地區(qū)或地表溫度(geotemperature)較高的時候，傳統(tǒng)的苗圃植物很難生根，因此，進行“垂直種植法”，但這種情況下收獲量下降且得到具有低價值的“大甘薯”。然而，依據(jù)本發(fā)明，即使在干旱地區(qū)或土壤溫度較高的地區(qū)或土壤溫度較高的時候，由于可按照通常的方法播種(栽培)，所以不會發(fā)生上述的問題。此外，通常，當苗圃植物很小時，苗圃植物容易感染土壤中的致病菌或昆蟲傳播的致病菌。然爾，依據(jù)本發(fā)明，苗圃植物被凝膠層包衣保護后，能防止由致病菌引起的疾病發(fā)生。就此而論，把殺菌劑加入形成凝膠層包衣的原料中能進一步提高防病效果。
在本發(fā)明中，作為凝膠層包衣形成成分的含水凝膠，可使用通常的含水凝膠形成凝膠層包衣種子。例如，它們可以是凝膠形成物的聯(lián)合，主要包括藻酸鈉和凝膠劑(凝固劑)，凝膠劑如氯化鈣、瓊脂和膠凝樹膠(gellan gum)。確定凝胺化的條件，使得大田中播種(種植)處理(尤其是在使用帶有送料口的播種機的情況下)良好，并且含水凝膠的硬度應(yīng)保證不阻礙生根，或者不妨礙自凝膠層包衣發(fā)芽。
利用能形成含水凝膠的物質(zhì)在甘薯藤周圍形成凝膠層包衣。
例如，當形成凝膠的水溶液中包括藻酸鈉作為主要成分時，可以使用具有雙重結(jié)構(gòu)的噴嘴等，用形成凝膠的水溶液覆蓋藤使得安全覆蓋單節(jié)點的端面，并且然后，浸入包含多價離子如二階或三價離子的凝固劑中，如氯化鈣水溶液，從而制成凝膠包衣種子類似物，其中單節(jié)點被含有大量水分的凝膠層包衣所覆蓋。
或者，不用噴嘴，可以把在形成凝膠水溶液中浸過的單節(jié)點再浸入凝固劑中(也就是說，在浸過形成凝膠水溶液狀態(tài)下，單節(jié)點再浸入凝固劑中)，從而形成類似的凝膠包衣種子類似物。
當瓊脂的水溶液被用作形成凝膠的水溶液時，浸過瓊脂水溶液的單節(jié)點再浸入(例如被冷卻的)冷水中(也就是說，在浸過形成瓊脂水溶液狀態(tài)下，單節(jié)點再浸入冷水中)，從而制成了凝膠包衣種子類似物。
就此而論，在形成凝膠層包衣時吸水劑聚合物可以被加入到形成凝膠的水溶液中，從而防止凝膠包衣變得過硬并縮短干燥所需的時間。此外，苗圃植物在其生長期間及其后吸收來自含有吸水劑聚合物的凝膠包衣中的水分，吸水劑聚合物能吸收來自大氣中的水分和灌溉水，因而，吸水劑聚合物具有在苗圃植物周圍保水的作用，這對苗圃植物以后的進一步生長是必要的。
吸水劑聚合物的實例如聚丙烯酸、聚乙烯醇、異丁烯-馬來酸、淀粉-聚丙烯酸脂和羰甲基纖維素。上述聚合物可以預先吸收水份，因此其在每份形成的凝膠層包衣中所占的重量百分比通常變成0.2wt％或更多，優(yōu)選0.5wt％或更多，更優(yōu)選0.8wt％，然后把聚合物加入到形成凝膠的水溶液中。或者，可以將聚合物加入到形成凝膠的水溶液中，在制備凝膠冰溶液時聚合物吸水。
如果在形成凝膠層包衣時被覆蓋的甘薯藤是小單節(jié)點，與藤相結(jié)合的包衣可以包含淀粉末，例如包含玉米淀粉，從而能防止由于營養(yǎng)不良所造成的凋亡，并且，當包裹的藤是單節(jié)點時能顯著地提高制成這種苗圃植物的效率。
本發(fā)明的凝膠包衣種子類似物優(yōu)選具有球狀或近球狀的外形。因此，能類似于在大田播種那樣，用手工或使用牽引型圓盤式播種機非常有效地進行種植處理，如已知的玉米(即玉蜀黍)和大豆栽培，也就是說，種植不需要專門的種植機，并且能精確控制這種凝膠包衣種子類似物彼此間距離，從而能確保穩(wěn)定的產(chǎn)量。
本發(fā)明中的凝膠包衣種子類似物可以在制備好后立即被播種在大田中，以確保開始生根。不過優(yōu)選通過控制適宜開始生根的溫度，從凝膠層包衣中的藤上的節(jié)點上充分開始生根后，再使該凝膠包衣種子類似物生長(即催芽)，從而該類似物從該凝膠包衣中向其外生長，并且隨后，把該凝膠包衣種子類似物播種到大田中，由此保證生根。對于凝膠包衣種子類似物來說，一部分根可以從它的凝膠包衣向外長出。也就是說，即使在大田播種(種植)期間的處理過程中根被切斷，隨后也會立即長出另一些根，因此不會造成問題。
在本發(fā)明中，催芽意思是通過控制凝膠包衣種子類似物生長過程中的溫度等直到觀察發(fā)現(xiàn)藤上單節(jié)點上的側(cè)芽(位于藤上Y型部分的芽)開始生根為止的處理方法。
本發(fā)明中的凝膠包衣種子類似物可以如下制備，例如，通過使用類似于用于制備凝膠包衣種子的裝置。這樣，在普通的農(nóng)戶，可能由于經(jīng)濟或技術(shù)如工具或?qū)嶋H操作技巧上的原因難以實施本發(fā)明。既然那樣，可以考慮聯(lián)合多家農(nóng)戶合作形成如合作社似的團體，或者，種子商制備凝膠包衣種子類似物并為栽培農(nóng)戶提供凝膠包衣種子類似物。上文所述的催芽可以在將凝膠包衣種子類似物提供給農(nóng)戶之前完成，因此能有效地利用催芽工具。
實施例在下文中，通過一些實例詳細說明本發(fā)明中的凝膠包衣種子類似物。
用作樣品的不同甘薯品種，使用商品盆栽苗圃植物“班尼拖姆(beniotome)”和“紅東(beniazuma)”。
地面溫度調(diào)整到大約23℃，室內(nèi)溫度調(diào)整到大約27℃，另外夜間溫度保持在高于18℃。多次澆水以防止地表土壤干燥。當側(cè)芽長至大約有十個節(jié)點時，獲得在種子塊莖側(cè)有約二個節(jié)點的藤樣品。
預先消毒并施肥，使每10公畝大田土壤中含有3.5kg氮肥，11kg磷肥和15kg鉀肥。
上述每個樣品藤上有大約8個節(jié)點，種植在高40cm并有特定深度(深度大約10cm)的壟中，相鄰兩個藤之間間距為30×30cm。每個品種在大田種植5公畝。每個品種使用了2500條藤。
實施例1從每個樣本藤上選擇三至五個幼嫩節(jié)點，并用刀片制成多個Y型單節(jié)點，這些樣本可以切割形成直徑是8mm的圓塊，使側(cè)芽上的分枝點位于中心。使用有雙重結(jié)構(gòu)的噴嘴，在該噴嘴的末端(下端)形成混合物液滴，該混合物構(gòu)成有藻酸鈉水溶液(凝膠形成水溶液)、預先吸好水的吸水劑聚合物(羰甲基纖維素)和殺菌劑(加入重量百分比為0.01％的由貝克姆亞洲有限責任公司(Perkem Asia Co.Ltd.)生產(chǎn)的托普塞得(topside)400)。把單節(jié)點從噴嘴內(nèi)管送進液滴內(nèi)部，從而使單節(jié)點被液滴覆蓋，隨后將包含單節(jié)點的液滴滴入到濃度是20％的氯化鈣水溶液(凝膠形成劑)中，浸泡25秒使凝膠形成水溶液膠化，以便在單節(jié)點周圍形成凝膠層包衣，然后水洗，從而獲得本發(fā)明的每個凝膠包衣種子類似物，它是內(nèi)部包含有甘薯單節(jié)點的直徑11mm的近球形。
每個品種制備一萬個上述凝膠包衣種子類似物。制備好后立即(與上述對比實施例樣品在同一天開始種植)將凝膠包衣種子類似物播種(栽培)到5公畝大田中，其中消毒、施肥與上述對比實施例的措施相同，并使用人力圓盤式播種機使相鄰類似物間間距一致。播種深度大約5cm。人力圓盤式播種機容易操作，很少拋錨并且相對便宜。這種機器應(yīng)用廣泛，可僅僅替換圓盤就能用于播種玉米或大豆的凝膠包衣種子，并且這種機器輕不需要拖拉機牽引，因而這種機械決不會在播種(種值)時使大田的壟混亂，甘薯栽培需要有這樣的壟。
制備上述凝膠包衣種子類似物使用制造凝膠包衣種子的設(shè)備，生產(chǎn)率是每小時9600個(不包括準備單節(jié)點和化學藥劑的時間)。
在實施例1中每5公畝大田中播種(種植)一萬個凝膠包衣種子類似物而在比較實施例中每5公畝大田中種植2500條藤的原因如下一般來說，當種植甘薯藤時，據(jù)說甘薯藤節(jié)點中4個幼嫩節(jié)點產(chǎn)生塊薯，因此，把要播種(種植)的凝膠包衣種子數(shù)目調(diào)整到一萬個。
實施例2與實施例1類似，每個品種制備一萬個凝膠包衣種子類似物。此外，制備好后，每個凝膠包衣種子類似物放入密閉容器中以防止水分蒸發(fā)，并且在溫度調(diào)節(jié)為27℃的熱穩(wěn)定浴中保持5天進行催芽。在上述對比實施例開始種植的同一天，把這種處理過的每個品種一萬個凝膠包衣類似物播種(種植)到5公畝大田中，其中消毒、施肥措施與上述比較實施例中的相同。
播種時，通過凝膠包衣觀察每個經(jīng)過催芽處理的凝膠包衣類似物的內(nèi)部情況。對于大多數(shù)凝膠包衣種子類似物來說，觀察到從藤的單節(jié)點上開始生根。根本沒有觀察到任何從凝膠包衣伸出的根。
表1示出了播種/種需要的時間(實施例和對比實施中任一的有效實例)和產(chǎn)量(所有實施例和對比實施例在同一天收獲)。
表1


表1表明根據(jù)本發(fā)明的實施例1和2的播種/種植所需時間明顯短于對比實施例所需時間。
另外，對于實施例2來說，在播種/種植凝膠包衣種子類似物質(zhì)之前進行了催芽處理，產(chǎn)量提高。這是由于確保了生根過程中減少凋亡，已開始生根的單節(jié)點繼續(xù)根生長，以及由于僅在實施例2中進行的催芽措施是初期生長時間的一部分，因而即使在大田中的生長期時間相同，與實施例1或?qū)Ρ葘嵤├啾?，延長了甘薯的生長時間。
對于收獲的甘薯的大小來說，實施例1和對比實施例所得的大小與常規(guī)種植方法所得的大小相比相同或大一些。實施例2所得的大小大體上比常規(guī)種植方法所得的尺寸要大。
通過使用現(xiàn)有的或稍作改變的生產(chǎn)凝膠包衣種子裝置可以高效生產(chǎn)本發(fā)明中所述的凝膠包衣種子類似物。在本發(fā)明中，通過使用結(jié)構(gòu)簡單并且相對較便宜的、用于播種玉米、大豆或凝膠包衣種子的人力播種機，能有效地實施至今大多數(shù)還是手工作業(yè)的種植。本發(fā)明中所述的凝膠包衣種子類似物的收獲產(chǎn)量和質(zhì)量與常規(guī)收獲的產(chǎn)量和質(zhì)量相當。
此外，在播種/種植凝膠包衣種子類似物之前進行催芽處理，由于與傳統(tǒng)種植相比，顯著提高了工作效率且能保持良好的播種作業(yè)質(zhì)量，能確保收獲物的產(chǎn)量和質(zhì)量等于或高于常規(guī)種植所獲得的產(chǎn)量和質(zhì)量。
權(quán)利要求
1.一種凝膠包衣種子類似物，包括一種由含水凝膠組成的凝膠層包衣，和一個置于該凝膠層包衣中的甘薯藤。
2.如權(quán)利要求
1所述的凝膠包衣種子類似物，其中該甘薯藤上有一個單節(jié)點。
3.如權(quán)利要求
1所述的凝膠包衣種子類似物，其中該凝膠層包衣含有淀粉。
4.如權(quán)利要求
2所述的凝膠包衣種子類似物，其中該凝膠層包衣含有淀粉。
5.如權(quán)利要求
1-4中任意一項所述的凝膠包衣種子類似物，其具有球狀或近球狀的外形。
6.一種大田種植甘薯的方法，包括使用凝膠包衣種子類似物的步驟，該凝膠包衣種子類似物包括一種由含水凝膠組成的凝膠層包衣，和一個置于該凝膠層包衣中的甘薯藤。
7.如權(quán)利要求
6所述的種植甘薯的方法，其中該甘薯藤上有一個單節(jié)點。
8.如權(quán)利要求
6或7所述的種植甘薯的方法，其中在大田種植之前，對凝膠包衣種子類似物進行催芽處理。
專利摘要
本發(fā)明提供了一種通過將苗圃植物作為種子在大田中播種來種植甘薯苗圃植物的有效新穎栽培技術(shù)。該凝膠包衣種子的類似物包括一種由含水凝膠組成的凝膠層包衣，和一個置于該凝膠層包衣的甘薯藤。
文檔編號A01C1/00GKCN1522558SQ200410031367
公開日2004年8月25日 申請日期2004年2月17日
發(fā)明者河野靖司 申請人:農(nóng)業(yè)技術(shù)矢崎株式會社導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan