JP7813124B2 - Acetic acid slow-release plant stimulant - Google Patents
Acetic acid slow-release plant stimulantInfo
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Description
本開示は、バイオスティミュラントに関する。詳細には、本開示は、酢酸徐放性を有する植物刺激剤に関する。 This disclosure relates to biostimulants. Specifically, this disclosure relates to plant stimulants that have sustained release of acetic acid.
バイオスティミュラント(生物刺激剤とも称される)は、近年、注目を集めている新しい農業資材であり、植物や土壌により良い生理状態をもたらす様々な物質や微生物を意味する。バイオスティミュラントは、植物及びその周辺環境が本来有する自然の力を利用して、植物の健全さ、ストレスへの耐性等に良好な影響を与えるものである。特に、バイオスティミュラントは、高温障害、乾燥といった非生物的ストレスに対する植物の抵抗性を高めて、収量増加、品質向上、収穫後の状態改善、貯蔵性向上といった効果を奏するものである。 Biostimulants (also known as biological stimulants) are a new agricultural material that has been attracting attention in recent years. They refer to various substances and microorganisms that bring about better physiological conditions in plants and soil. Biostimulants utilize the natural power inherent in plants and their surrounding environment to have a positive effect on plant health, stress resistance, etc. In particular, biostimulants increase plant resistance to abiotic stresses such as high temperature damage and drought, resulting in increased yields, improved quality, improved post-harvest condition, and improved storage properties.
例えば、酢酸の作用によって、植物の環境ストレスに対する耐性遺伝子が活性化するメカニズムが知られている。このメカニズムを利用したバイオスティミュラントの一態様として、酢酸を主体とした組成物が提案されている。例えば、特許文献1(米国特許第9258954号明細書)には、植物に10mM以上の酢酸を注いで、干ばつストレス条件で植物を生長させる工程を含む、植物の干ばつストレス耐性の増強方法が開示されている。特許文献1によれば、この方法によって、植物におけるヒストン修飾酵素の発現が制御され、環境ストレス耐性が強化された植物が得られる。 For example, it is known that the action of acetic acid activates genes that promote tolerance to environmental stress in plants. One form of biostimulant that utilizes this mechanism is a composition primarily composed of acetic acid. For example, Patent Document 1 (U.S. Patent No. 9,258,954) discloses a method for enhancing drought stress tolerance in plants, which includes the steps of pouring 10 mM or more acetic acid onto the plant and growing the plant under drought stress conditions. According to Patent Document 1, this method controls the expression of histone modifying enzymes in the plant, resulting in a plant with enhanced environmental stress tolerance.
特許文献2(国際公開第2019/070027号)には、酢酸若しくはその塩、又はそれらの溶媒和物を有効成分として含有する、植物の灌水量の低減剤が開示されている。特許文献3(国際公開第2020/130145号)では、酢酸若しくはその塩、又はそれらの溶媒和物を含有する、植物の耐熱性あるいは耐塩性向上剤が提案されている。 Patent Document 2 (WO 2019/070027) discloses an agent for reducing the amount of irrigation water required for plants, which contains acetic acid, a salt thereof, or a solvate thereof as an active ingredient. Patent Document 3 (WO 2020/130145) proposes an agent for improving the heat tolerance or salt tolerance of plants, which contains acetic acid, a salt thereof, or a solvate thereof.
特許文献1-3では、いずれも、酢酸水溶液等の液状組成物として使用されている。酢酸水溶液を、植物及び植物が育成する土壌等に散布した場合、雨等により水溶性である酢酸が流出するという問題がある。特許文献1-3に開示された液状組成物を用いて所望の効果を得るためには、複数回の散布が必要であった。 In Patent Documents 1-3, liquid compositions such as aqueous acetic acid solutions are used. When aqueous acetic acid solutions are sprayed on plants and the soil in which the plants grow, there is a problem in that the water-soluble acetic acid is washed away by rain or other factors. To achieve the desired effect using the liquid compositions disclosed in Patent Documents 1-3, multiple sprays were required.
本開示の目的は、土壌等に散布した場合でも、長期間安定して酢酸を放出することができる酢酸徐放性植物刺激剤の提供にある。本開示の他の目的は、植物の非生物学的ストレスに対する抵抗性を向上させる方法の提供にある。 The object of the present disclosure is to provide an acetic acid sustained-release plant stimulant that can stably release acetic acid over a long period of time, even when sprayed on soil, etc. Another object of the present disclosure is to provide a method for improving plant resistance to abiotic stress.
本開示に係る酢酸徐放性植物刺激剤は、アセチル基含有高分子を主成分として含む。 The acetic acid sustained-release plant stimulant disclosed herein contains an acetyl group-containing polymer as its main component.
本開示の酢酸徐放性植物刺激剤が含むアセチル基含有高分子は、セルロースの水酸基の一部がアセチル基で置換されたセルロース誘導体、酢酸ビニル系ポリマー、及び、グルコースの水酸基の一部がアセチル基で置換された加工澱粉からなる群から選択される1種又は2種以上であってよい。好ましくは、アセチル基含有高分子は、セルロースの水酸基の一部がアセチル基で置換されたセルロース誘導体を含む。
The acetyl group-containing polymer contained in the acetic acid sustained-release plant stimulant of the present disclosure may be one or more selected from the group consisting of cellulose derivatives in which some of the hydroxyl groups of cellulose have been substituted with acetyl groups, vinyl acetate polymers, and processed starches in which some of the hydroxyl groups of glucose have been substituted with acetyl groups. Preferably, the acetyl group-containing polymer includes a cellulose derivative in which some of the hydroxyl groups of cellulose have been substituted with acetyl groups.
セルロースの水酸基の一部がアセチル基で置換されたセルロース誘導体は、酢酸セルロースであってよい。酢酸セルロースのアセチル置換度は、1.3以上2.9以下であってよい。 The cellulose derivative in which some of the hydroxyl groups of cellulose are substituted with acetyl groups may be cellulose acetate. The degree of acetyl substitution of the cellulose acetate may be 1.3 or more and 2.9 or less.
本開示の酢酸徐放性植物刺激剤の全重量に対して、アセチル基含有高分子の含有量は80重量%以上であってよい。 The content of the acetyl group-containing polymer may be 80% by weight or more based on the total weight of the acetic acid sustained-release plant stimulant of the present disclosure.
本開示の酢酸徐放性植物刺激剤が、さらに酢酸を含んでもよい。この酢酸徐放性植物刺激剤の全重量に対して、アセチル基含有高分子と酢酸との合計量が90重量%以上であってよい。 The acetic acid sustained-release plant stimulant of the present disclosure may further contain acetic acid. The combined amount of the acetyl group-containing polymer and acetic acid may be 90% by weight or more based on the total weight of the acetic acid sustained-release plant stimulant.
本開示の酢酸徐放性植物刺激剤が、さらに、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含んでもよい。この酢酸徐放性植物刺激剤の全重量に対して、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計含有量が、0.001重量%以上0.300重量%以下であってよい。 The acetic acid sustained-release plant stimulant of the present disclosure may further contain an alkali metal or alkaline earth metal. The total content of the alkali metal and alkaline earth metal may be 0.001% by weight or more and 0.300% by weight or less, based on the total weight of the acetic acid sustained-release plant stimulant.
植物の非生物的ストレスに対する抵抗性を向上させる本開示の方法は、前述したいずれかの酢酸徐放性植物刺激剤を、植物の生育環境に施用する工程を有している。 The disclosed method for improving a plant's resistance to abiotic stress includes applying any of the aforementioned acetic acid sustained-release plant stimulants to the plant's growing environment.
本開示に係る酢酸徐放性植物刺激剤の主成分は、高分子鎖にエステル結合したアセチル基を含む高分子である。この植物刺激剤は、降雨等による流失が抑制される。また、この植物刺激剤では、アセチル基含有高分子の加水分解反応又は生分解反応にともなって、エステル結合が解離して酢酸が生成される。この植物刺激剤では、生成した酢酸が降雨等により流出した後も、さらなる加水分解又は生分解により、新たに酢酸が生成される。本開示の植物刺激剤によれば、複数回の散布を必要とすることなく、長期間安定して、酢酸を放出することができる。この植物刺激剤を植物の生育環境に施用することにより、植物のストレス耐性を向上することができる。 The main component of the acetic acid sustained-release plant stimulant according to the present disclosure is a polymer containing acetyl groups ester-bonded to the polymer chain. This plant stimulant is inhibited from being washed away by rainfall, etc. Furthermore, in this plant stimulant, the ester bond dissociates and acetic acid is produced as the acetyl group-containing polymer undergoes a hydrolysis or biodegradation reaction. Even after the produced acetic acid is washed away by rainfall, etc., new acetic acid is produced by further hydrolysis or biodegradation in this plant stimulant. The plant stimulant according to the present disclosure can release acetic acid stably over an extended period of time, without the need for multiple sprays. Applying this plant stimulant to the plant's growing environment can improve the plant's stress tolerance.
以下、好ましい実施形態に基づいて本開示が詳細に説明される。各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は、一例であって、本開示の主旨から逸脱しない範囲内で、適宜、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。本開示は、実施形態によって限定されることはなく、クレームの範囲によってのみ限定される。また、本明細書に開示された各々の態様は、本明細書に開示された他のいかなる特徴とも組み合わせることができる。 The present disclosure will be described in detail below based on preferred embodiments. The configurations and combinations thereof in each embodiment are merely examples, and additions, omissions, substitutions, and other modifications of configurations are possible as appropriate without departing from the spirit of the present disclosure. The present disclosure is not limited by the embodiments, but only by the scope of the claims. Furthermore, each aspect disclosed in this specification can be combined with any other feature disclosed in this specification.
なお、本願明細書において、範囲を示す「X~Y」は「X以上Y以下」の意味であり、「ppm」は「重量ppm」であり、特に注釈のない限り、試験温度は全て室温(20℃±5℃)である。 In this specification, the range "X to Y" means "X or more and Y or less," "ppm" means "ppm by weight," and unless otherwise noted, all tests were conducted at room temperature (20°C ± 5°C).
[酢酸徐放性植物刺激剤]
本開示に係る酢酸徐放性植物刺激剤は、アセチル基含有高分子を主成分として含む。本願明細書において、「アセチル基含有高分子」とは、高分子の主鎖又は側鎖にエステル結合したアセチル基を含む重合体として定義される。ここで「重合体」とは、1種又は2種以上の繰り返し単位の結合により構成された高分子化合物を意味する。
[Acetic acid sustained-release plant stimulant]
The acetic acid sustained-release plant stimulant according to the present disclosure contains an acetyl group-containing polymer as a main component. In this specification, an "acetyl group-containing polymer" is defined as a polymer containing an acetyl group ester-linked to the main chain or side chain of the polymer. Here, "polymer" refers to a polymer compound formed by bonding one or more types of repeating units.
本開示の植物刺激剤が土壌等に施用されると、アセチル基含有高分子が、水等との接触による加水分解又は微生物による生分解を受ける。この加水分解反応又は生分解反応によって、アセチル基含有高分子中のエステル結合が解離して、酢酸が生成する。 When the plant stimulant of the present disclosure is applied to soil, etc., the acetyl group-containing polymer undergoes hydrolysis upon contact with water, etc., or biodegradation by microorganisms. This hydrolysis or biodegradation reaction dissociates the ester bonds in the acetyl group-containing polymer, producing acetic acid.
本開示の植物刺激剤によれば、アセチル基含有高分子の加水分解又は生分解に伴って、酢酸が徐々に放出される。酢酸の放出量及び放出期間は、アセチル基含有高分子の物性(分子量等)に応じて調整されうる。 According to the plant stimulant disclosed herein, acetic acid is gradually released as the acetyl group-containing polymer is hydrolyzed or biodegraded. The amount and duration of acetic acid release can be adjusted depending on the physical properties (e.g., molecular weight) of the acetyl group-containing polymer.
アセチル基含有高分子の物性にもよるが、通常、本開示の植物刺激剤は、固体として施用される。本開示の植物刺激剤では、酢酸水溶液と比べて、施用後の降雨による流出が抑制される。本開示の植物刺激剤では、アセチル基含有高分子の加水分解又は生分解により生成した酢酸が、降雨等により失われたとしても、その後、残存したアセチル基含有高分子の加水分解又は生分解によって、新たに酢酸が生成され放出される。 Although it depends on the physical properties of the acetyl group-containing polymer, the plant stimulant of the present disclosure is typically applied as a solid. Compared to an aqueous acetic acid solution, the plant stimulant of the present disclosure is less likely to be run off due to rainfall after application. Even if the acetic acid produced by the hydrolysis or biodegradation of the acetyl group-containing polymer is lost due to rainfall or the like, new acetic acid is subsequently produced and released by the hydrolysis or biodegradation of the remaining acetyl group-containing polymer.
本開示の酢酸徐放性植物刺激剤によれば、複数回の散布を必要とすることなく、長期間安定して、酢酸を放出することができる。この植物刺激剤を、植物の生育環境に施用することにより、乾燥、暑熱等非生物学的ストレスに対する植物の抵抗性が向上する。これにより、乾燥環境又は暑熱環境においても、品質に優れた植物を、高い収量で得ることができる。 The acetic acid sustained-release plant stimulant disclosed herein can release acetic acid stably over a long period of time, without the need for multiple sprays. Applying this plant stimulant to a plant's growing environment improves the plant's resistance to abiotic stresses such as drought and heat. This makes it possible to produce high-quality plants in high yields, even in dry or hot environments.
[植物]
本開示に係る酢酸徐放性植物刺激剤は、酢酸によってストレスへの耐性遺伝子を活性化するメカニズムを有する植物に対して、有効に用いることができる。この植物の種類は特に限定されず、野菜、花卉、果実、果樹、樹木等に使用することができる。
[plant]
The acetic acid sustained-release plant stimulant according to the present disclosure can be effectively used for plants that have a mechanism for activating stress tolerance genes with acetic acid. The type of plant is not particularly limited, and it can be used for vegetables, flowers, fruits, fruit trees, trees, etc.
本開示の植物刺激剤を施用する植物の具体例としては、トマト、ナス等のナス科植物、キャベツ、レタス、テンサイ等のアブラナ科植物、ダイズ、アルファルファ等のマメ科植物、リンゴ、ナシ等のバラ科植物、イネ、コムギ、トウモロコシ等のイネ科植物、ミカン科植物、ブドウ科植物、サトイモ科植物、ラン科植物、バラ科植物、ヒガンバナ科植物、ウコギ科植物、ワラビ科植物、ヤシ科植物、クワ科植物、ツバキ科植物、ツツジ科植物、カエデ科植物、カバノキ科植物、クスノキ科植物、ソテツ科植物、タケ科植物、ヒノキ科植物、マツ科植物、ミズキ科植物、モクセイ科植物、ブナ科植物等が挙げられる。費用対効果が高いという観点から、農作物又は園芸作物として用いられる植物が好ましい。 Specific examples of plants to which the plant stimulant of the present disclosure can be applied include Solanaceae plants such as tomato and eggplant, Brassicaceae plants such as cabbage, lettuce, and sugar beet, Legumes such as soybean and alfalfa, Rosaceae plants such as apple and pear, Gramineae plants such as rice, wheat, and corn, Rutaceae plants, Vitaceae plants, Araceae plants, Orchidaceae plants, Rosaceae plants, Amaryllidaceae plants, Araliaceae plants, Brackenaceae plants, Palmaceae plants, Moraceae plants, Theaceae plants, Ericaceae plants, Mapleaceae plants, Birchaceae plants, Lauraceae plants, Cycadaceae plants, Bambusaceae plants, Cupressaceae plants, Pinaceae plants, Cornaceae plants, Oleaceae plants, Fagaceae plants, etc. From the perspective of high cost-effectiveness, plants used as agricultural or horticultural crops are preferred.
本開示の植物刺激剤を適用する植物の栽培方法は、特に限定されない。土壌、水、水耕栽培溶液、寒天、シリカゲル等植物に適した栽培方法において、本開示の植物刺激剤を好適に使用することができる。 The plant cultivation method to which the plant stimulant of the present disclosure is applied is not particularly limited. The plant stimulant of the present disclosure can be suitably used in cultivation methods suitable for plants, such as soil, water, hydroponic cultivation solution, agar, and silica gel.
[形状]
本開示の効果が得られる限り、酢酸徐放性植物刺激剤の形状は特に限定されず、用途及び目的に応じて適宜選択される。例えば、粉体、フレーク、フィルム等表面積の大きい形状の場合、加水分解又は生分解が早期に生じるため、土壌等への散布後、短期間で酢酸が放出されるため好ましい。また、ペレット、シート等の場合、降雨等による流失が抑制される。また、粉体等と比較して表面積が小さいペレットでは、分解速度が小さいことから、酢酸の放出時機を遅らせることができる。形状の異なる植物刺激剤を併用してもよい。これにより、土壌等への散布後、所望の時機に酢酸を放出させることができる。
[shape]
As long as the effects of the present disclosure can be obtained, the shape of the acetic acid sustained-release plant stimulant is not particularly limited and can be selected appropriately depending on the application and purpose. For example, shapes with a large surface area, such as powder, flakes, and films, are preferred because hydrolysis or biodegradation occurs quickly, allowing acetic acid to be released in a short period of time after application to soil, etc. Furthermore, pellets, sheets, and the like are less likely to be washed away by rain, etc. Furthermore, pellets have a smaller surface area than powders, etc., and therefore have a slower decomposition rate, which allows the release of acetic acid to be delayed. Plant stimulants of different shapes may also be used in combination. This allows acetic acid to be released at the desired time after application to soil, etc.
[アセチル基含有高分子]
アセチル基含有高分子(以下、単に「高分子」と称する場合がある)は、本開示の酢酸徐放性植物刺激剤の主成分である。ここで、「主成分」とは、アセチル基含有高分子が、植物刺激剤全体に対して、80~100重量%であることを意味する。酢酸放出量を制御する観点から、アセチル基含有高分子は、植物刺激剤の全重量に対して、90重量%以上であってよく、95重量%以上であってよく、98重量%以上であってよく、99重量%以上であってよく、上限値は100重量%である。本開示の効果が阻害されない範囲で、アセチル基含有高分子が、さらに他の置換基を有してもよい。
[Acetyl group-containing polymer]
The acetyl group-containing polymer (hereinafter sometimes simply referred to as "polymer") is the main component of the acetic acid sustained-release plant stimulant of the present disclosure. Here, "main component" means that the acetyl group-containing polymer accounts for 80 to 100% by weight of the entire plant stimulant. From the viewpoint of controlling the amount of acetic acid released, the acetyl group-containing polymer may be 90% by weight or more, 95% by weight or more, 98% by weight or more, or 99% by weight or more, based on the total weight of the plant stimulant, with the upper limit being 100% by weight. The acetyl group-containing polymer may further have other substituents, as long as the effects of the present disclosure are not impaired.
アセチル基含有高分子の種類及び物性は特に限定されない。土壌等における加水分解又は生分解によって酢酸を生成する高分子が、適宜選択されて用いられる。降雨等による流出が抑制されるとの観点から、水に不溶又は難溶のアセチル基含有高分子が好ましい。具体的には、1gの高分子の溶解に必要な水(20±5℃)の量が、好ましくは100mL以上、より好ましくは1,000ml以上、さらに好ましくは10,000ml以上であるアセチル基含有高分子である。 The type and physical properties of the acetyl group-containing polymer are not particularly limited. A polymer that generates acetic acid upon hydrolysis or biodegradation in soil, etc., is appropriately selected and used. From the perspective of suppressing runoff due to rainfall, etc., an acetyl group-containing polymer that is insoluble or poorly soluble in water is preferred. Specifically, the amount of water (20±5°C) required to dissolve 1 g of the polymer is preferably 100 mL or more, more preferably 1,000 mL or more, and even more preferably 10,000 mL or more.
アセチル基含有高分子のアセチル基含量は、使用時の酢酸放出量に影響する。本願明細書中、アセチル基含量とは、高分子鎖に結合しているアセチル基を酢酸換算した重量%として定義される。アセチル基含有量が少ない場合、高分子が水溶性となり、降雨により溶解して流失するため、その効果が長期間維持できなくなる。降雨時の流失を抑制できるとの観点から、アセチル基含有高分子のアセチル基含量は25.0重量%以上が好ましく、39.0重量%以上であってよく、40.0重量%以上であってよく、42.0重量%以上であってよく、43.0重量%以上であってよく、44.7重量%以上であってよい。アセチル基含有量が多い高分子では、初期の分解速度が遅くなる傾向にある。アセチル基含有量は、所望の分解速度に応じて適宜設定することができる。適用初期に大きな分解速度が必要な場合には、アセチル基含有高分子のアセチル基含量は40.0重量%以下が好ましく、38.0重量%以下がより好ましい。アセチル基含量は、アセチル基含有高分子の種類に応じて、後述する酢酸セルロースの酢化度の測定方法を適宜変更して測定される。 The acetyl group content of an acetyl group-containing polymer affects the amount of acetic acid released during use. In this specification, the acetyl group content is defined as the weight percentage of acetyl groups attached to the polymer chain, calculated as acetic acid. A low acetyl group content makes the polymer water-soluble and dissolves and washes away with rain, preventing its effectiveness from being maintained for a long period of time. To prevent washout during rain, the acetyl group content of the acetyl group-containing polymer is preferably 25.0 wt% or more, but may also be 39.0 wt% or more, 40.0 wt% or more, 42.0 wt% or more, 43.0 wt% or more, or 44.7 wt% or more. Polymers with a high acetyl group content tend to have a slower initial decomposition rate. The acetyl group content can be appropriately set depending on the desired decomposition rate. If a high decomposition rate is required initially, the acetyl group content of the acetyl group-containing polymer is preferably 40.0 wt% or less, and more preferably 38.0 wt% or less. The acetyl group content is measured by appropriately modifying the method for measuring the acetylation degree of cellulose acetate, described below, depending on the type of acetyl group-containing polymer.
アセチル基含有高分子の分子量及び分子量分布は、使用時の酢酸放出速度及び放出期間に影響する。長期間酢酸を放出できるとの観点から、アセチル基含有高分子の重量平均分子量Mwは、10,000以上が好ましく、20,000以上がより好ましい。加水分解又は生分解が容易との観点から、アセチル基含有高分子の重量平均分子量Mwは、1,000,000以下が好ましく、500,000以下がより好ましい。 The molecular weight and molecular weight distribution of the acetyl group-containing polymer affect the rate and duration of acetic acid release during use. From the perspective of being able to release acetic acid over a long period of time, the weight-average molecular weight Mw of the acetyl group-containing polymer is preferably 10,000 or more, and more preferably 20,000 or more. From the perspective of ease of hydrolysis or biodegradation, the weight-average molecular weight Mw of the acetyl group-containing polymer is preferably 1,000,000 or less, and more preferably 500,000 or less.
加水分解又は生分解が容易との観点から、アセチル基含有高分子の分子量分布Mw/Mnは1.0以上が好ましく、2.0以上がより好ましい。長期間酢酸を放出できるとの観点から、アセチル基含有高分子の分子量分布Mw/Mnは6.0以下が好ましく、4.0以下がより好ましい。分子量分布Mw/Mnは、重量平均分子量Mwと数平均分子量Mnとの比として表される。アセチル基含有高分子の分子量及び分子量分布は、アセチル基含有高分子の種類に応じて、後述するセルロース誘導体の分子量及び分子量分布の測定方法を適宜変更して測定される。 From the viewpoint of ease of hydrolysis or biodegradation, the molecular weight distribution Mw/Mn of the acetyl group-containing polymer is preferably 1.0 or greater, more preferably 2.0 or greater. From the viewpoint of being able to release acetic acid over a long period of time, the molecular weight distribution Mw/Mn of the acetyl group-containing polymer is preferably 6.0 or less, more preferably 4.0 or less. The molecular weight distribution Mw/Mn is expressed as the ratio of the weight-average molecular weight Mw to the number-average molecular weight Mn. The molecular weight and molecular weight distribution of the acetyl group-containing polymer are measured by appropriately modifying the method for measuring the molecular weight and molecular weight distribution of cellulose derivatives described below depending on the type of acetyl group-containing polymer.
本開示の酢酸徐放性植物刺激剤に含まれるアセチル基含有高分子のBET比表面積は、使用時の酢酸放出速度に影響する。加水分解又は生分解が容易との観点から、アセチル基含有高分子のBET比表面積は1.0m2/g以上が好ましく、以下、1.5m2/g以上、2.0m2/g以上、3.2m2/g以上、4.8m2/g以上、5.0m2/g以上の順に好ましい。保存安定性が高いとの観点から、BET比表面積は、6.0m2/g以下が好ましく、5.8m2/g以下がより好ましく、5.7m2/g以下がさらに好ましい。アセチル基含有高分子のBET比表面積は、1.0~6.0m2/gであってよく、1.0~5.8m2/gであってよく、1.0~5.7m2/gであってよく、1.5~6.0m2/gであってよく、1.5~5.8m2/gであってよく、1.5~5.7m2/gであってよく、2.0~6.0m2/gであってよく、2.0~5.8m2/gであってよく、2.0~5.7m2/gであってよく、3.2~6.0m2/gであってよく、3.2~5.8m2/gであってよく、3.2~5.7m2/gであってよく、4.8~6.0m2/gであってよく、4.8~5.8m2/gであってよく、4.8~5.7m2/gであってよく、5.0~6.0m2/gであってよく、5.0~5.8m2/gであってよく、5.0~5.7m2/gであってよい。BET比表面積の測定方法は、実施例にて後述する。 The BET specific surface area of the acetyl group-containing polymer contained in the acetic acid sustained-release plant stimulant of the present disclosure affects the acetic acid release rate during use. From the viewpoint of ease of hydrolysis or biodegradation, the BET specific surface area of the acetyl group-containing polymer is preferably 1.0 m 2 /g or more, and is preferably 1.5 m 2 /g or more, 2.0 m 2 /g or more, 3.2 m 2 /g or more, 4.8 m 2 /g or more, and 5.0 m 2 /g or more in that order. From the viewpoint of high storage stability, the BET specific surface area is preferably 6.0 m 2 /g or less, more preferably 5.8 m 2 /g or less, and even more preferably 5.7 m 2 /g or less. The BET specific surface area of the acetyl group-containing polymer may be 1.0 to 6.0 m 2 /g, may be 1.0 to 5.8 m 2 /g, may be 1.0 to 5.7 m 2 /g, may be 1.5 to 6.0 m 2 /g, may be 1.5 to 5.8 m 2 /g, may be 1.5 to 5.7 m 2 /g, may be 2.0 to 6.0 m 2 /g, may be 2.0 to 5.8 m 2 /g, may be 2.0 to 5.7 m 2 /g, may be 3.2 to 6.0 m 2 /g, may be 3.2 to 5.8 m 2 /g, may be 3.2 to 5.7 m 2 /g, may be 4.8 to 6.0 m 2 /g, may be 4.8 to 5.8 m 2 /g, may be 4.8 to 5.7 m 2 /g, 5.0 to 6.0 m 2 /g, 5.0 to 5.8 m 2 /g, or 5.0 to 5.7 m 2 /g. The method for measuring the BET specific surface area will be described later in the examples.
使用時の加水分解又は生分解により酢酸を放出できる構造を有するアセチル基含有高分子の例として、セルロースの水酸基の一部がアセチル基で置換されたセルロース誘導体、酢酸ビニル系ポリマー、グルコースの水酸基の一部がアセチル基で置換された加工澱粉等が挙げられる。アセチル基含有高分子は、セルロースの水酸基の一部がアセチル基で置換されたセルロース誘導体、酢酸ビニル系ポリマー、グルコースの水酸基の一部がアセチル基で置換された加工澱粉からなる群から選択される1種又は2種以上であってよく、セルロースの水酸基の一部がアセチル基で置換されたセルロース誘導体を含む2種以上であってよい。本開示の酢酸徐放性植物刺激剤が、主成分として、セルロースの水酸基の一部がアセチル基で置換されたセルロース誘導体を含んでもよい。本開示の効果が阻害されない範囲で、本開示の酢酸徐放性植物刺激剤が、さらに他のアセチル基含有高分子を含んでもよい。 Examples of acetyl group-containing polymers having a structure capable of releasing acetic acid upon hydrolysis or biodegradation during use include cellulose derivatives in which some of the hydroxyl groups of cellulose have been substituted with acetyl groups, vinyl acetate polymers, and modified starches in which some of the hydroxyl groups of glucose have been substituted with acetyl groups. The acetyl group-containing polymer may be one or more selected from the group consisting of cellulose derivatives in which some of the hydroxyl groups of cellulose have been substituted with acetyl groups, vinyl acetate polymers, and modified starches in which some of the hydroxyl groups of glucose have been substituted with acetyl groups, or may be two or more types including a cellulose derivative in which some of the hydroxyl groups of cellulose have been substituted with acetyl groups. The acetic acid sustained-release plant stimulant of the present disclosure may contain, as a main component, a cellulose derivative in which some of the hydroxyl groups of cellulose have been substituted with acetyl groups. The acetic acid sustained-release plant stimulant of the present disclosure may further contain another acetyl group-containing polymer, as long as the effects of the present disclosure are not impaired.
酢酸ビニル系ポリマーとしては、ポリ酢酸ビニル及びその部分けん化物が例示される。酢酸ビニル系ポリマーのけん化度は、0mol%であってよく、使用時の酢酸放出量の観点から、5mol%以上が好ましく、10mol%以上がより好ましい。また、降雨時の流失抑制の観点から、酢酸ビニル系ポリマーのけん化度は、60mol%以下が好ましく、50mol%以下がより好ましい。酢酸ビニル系ポリマーのけん化度は、0~60mol%であってよく、0~50mol%であってよく、5~60mol%であってよく、5~50mol%であってよく、10~60mol%であってよく、10~50mol%であってよい。 Examples of vinyl acetate polymers include polyvinyl acetate and partially saponified products thereof. The degree of saponification of the vinyl acetate polymer may be 0 mol%, but from the viewpoint of the amount of acetic acid released during use, it is preferably 5 mol% or more, and more preferably 10 mol% or more. Furthermore, from the viewpoint of suppressing runoff during rainfall, the degree of saponification of the vinyl acetate polymer is preferably 60 mol% or less, and more preferably 50 mol% or less. The degree of saponification of the vinyl acetate polymer may be 0 to 60 mol%, 0 to 50 mol%, 5 to 60 mol%, 5 to 50 mol%, 10 to 60 mol%, or 10 to 50 mol%.
酢酸ビニル系ポリマーの重量平均重合度は、100以上が好ましい。重量平均重合度が100未満の場合、酢酸ビニル系ポリマーが水溶性となるため、降雨時の流出抑制が困難になる。酢酸ビニル系ポリマーの重量平均重合度は、2000以下が好ましく、300以下がより好ましい。重量平均重合度が2000を超えると、分解速度が低下するため酢酸放出量が少なくなる。酢酸ビニル系ポリマーの重量平均重合度は、100~2000であってよく、100~300であってよい。 The weight-average degree of polymerization of the vinyl acetate polymer is preferably 100 or higher. If the weight-average degree of polymerization is less than 100, the vinyl acetate polymer will be water-soluble, making it difficult to prevent runoff during rainfall. The weight-average degree of polymerization of the vinyl acetate polymer is preferably 2000 or lower, and more preferably 300 or lower. If the weight-average degree of polymerization exceeds 2000, the decomposition rate will decrease, resulting in a reduced amount of acetic acid released. The weight-average degree of polymerization of the vinyl acetate polymer may be 100 to 2000, or 100 to 300.
本開示の効果が得られる限り、加工澱粉は、グルコースの水酸基の全部がアセチル基で置換された酢酸澱粉であってよく、グルコースの水酸基の一部又は全部が、アセチル基と、アセチル基以外のアシル基で置換された澱粉誘導体であってよい。アセチル基以外のアシル基の例として、プロピオニル基、ブチリル基、カルボキシル基、カルボキシメチル基、2-ヒドロキシエチル基、2-ヒドロキシプロピル基、メチル基等が挙げられる。 As long as the effects of the present disclosure are achieved, the processed starch may be starch acetate in which all of the hydroxyl groups of glucose have been substituted with acetyl groups, or a starch derivative in which some or all of the hydroxyl groups of glucose have been substituted with acetyl groups and acyl groups other than acetyl groups. Examples of acyl groups other than acetyl groups include propionyl groups, butyryl groups, carboxyl groups, carboxymethyl groups, 2-hydroxyethyl groups, 2-hydroxypropyl groups, and methyl groups.
[セルロース誘導体]
本開示の効果が得られる限り、セルロース誘導体は、セルロースの水酸基の全部がアセチル基で置換された酢酸セルロースであってよく、セルロースの水酸基の一部又は全部が、アセチル基と、アセチル基以外のアシル基で置換されたセルロース混合脂肪酸エステルであってよい。アセチル基以外のアシル基の例として、プロピオニル基、ブチリル基、カルボキシル基、カルボキシメチル基、2-ヒドロキシエチル基、2-ヒドロキシプロピル基、メチル基等が挙げられる。
[Cellulose derivatives]
As long as the effects of the present disclosure can be obtained, the cellulose derivative may be cellulose acetate in which all of the hydroxyl groups of cellulose are substituted with acetyl groups, or may be a cellulose mixed fatty acid ester in which some or all of the hydroxyl groups of cellulose are substituted with acetyl groups and acyl groups other than acetyl groups. Examples of acyl groups other than acetyl groups include propionyl groups, butyryl groups, carboxyl groups, carboxymethyl groups, 2-hydroxyethyl groups, 2-hydroxypropyl groups, and methyl groups.
酢酸徐放性に優れるとの観点から、セルロース誘導体のアセチル置換度は1.3以上が好ましく、2.0以上がより好ましい。生分解性に優れるとの観点から、アセチル置換度は2.9以下が好ましく、2.7以下がより好ましく、2.5以下がさらに好ましい。セルロース誘導体のアセチル置換度は、1.3~2.9であってよく、1.3~2.7であってよく、1.3~2.5であってよく、2.0~2.9であってよく、2.0~2.7であってよく、2.0~2.5であってよい。 From the viewpoint of excellent acetic acid sustained-release properties, the degree of acetyl substitution of the cellulose derivative is preferably 1.3 or more, more preferably 2.0 or more. From the viewpoint of excellent biodegradability, the degree of acetyl substitution is preferably 2.9 or less, more preferably 2.7 or less, and even more preferably 2.5 or less. The degree of acetyl substitution of the cellulose derivative may be 1.3 to 2.9, 1.3 to 2.7, 1.3 to 2.5, 2.0 to 2.9, 2.0 to 2.7, or 2.0 to 2.5.
降雨時の流失が抑制されるとの観点から、セルロース誘導体の総置換度は1.3以上が好ましく、2.0以上がより好ましい。生分解性に優れるとの観点から、総置換度は2.9以下が好ましく、2.7以下がより好ましく、2.5以下がさらに好ましい。セルロース誘導体の総置換度は、1.3~2.9であってよく、1.3~2.7であってよく、1.3~2.5であってよく、2.0~2.9であってよく、2.0~2.7であってよく、2.0~2.5であってよい。なお、セルロース誘導体の総置換度とは、前述のアセチル置換度基と、アセチル基以外のアシル基による置換度との合計である。 From the viewpoint of suppressing washout during rainfall, the total degree of substitution of the cellulose derivative is preferably 1.3 or more, more preferably 2.0 or more. From the viewpoint of excellent biodegradability, the total degree of substitution is preferably 2.9 or less, more preferably 2.7 or less, and even more preferably 2.5 or less. The total degree of substitution of the cellulose derivative may be 1.3 to 2.9, 1.3 to 2.7, 1.3 to 2.5, 2.0 to 2.9, 2.0 to 2.7, or 2.0 to 2.5. The total degree of substitution of the cellulose derivative is the sum of the aforementioned acetyl substitution groups and the degree of substitution by acyl groups other than acetyl groups.
セルロース誘導体のアセチル置換度及び総置換度は、例えば、手塚(Tezuka, Carbonydr. Res. 273, 83(1995))の方法に従いNMR法で測定できる。即ち、セルロース誘導体の遊離水酸基をピリジン中でカルボン酸無水物によりアシル化する。ここで使用するカルボン酸無水物の種類は分析目的に応じて選択すべきであり、例えば酢酸セルロースのアセチル置換度を分析する場合は、無水酪酸を用いることができる。得られた試料を重クロロホルムに溶解し、13C-NMRスペクトルを測定する。置換基がアセチル基の場合、アセチル基の炭素シグナルは169ppmから171ppmの領域に高磁場から2位、3位、6位の順序で現れる。手塚の方法やそれに準じる方法により無水カルボン酸で処理したセルロース誘導体の総置換度は3.0なので、セルロース誘導体がもともと有するアセチル基のカルボニル炭素シグナルと、無水カルボン酸処理で導入したアシル基のカルボニルシグナルの面積の総和を3.0と規格化し、それぞれ対応する位置でのアセチル基の存在比(言い換えれば、各シグナルの面積比)を求めれば、これをセルロース誘導体におけるグルコース環の2位、3位、6位のアセチル置換度とできる。また、アセチル置換度及び総置換度は、13C-NMR以外に、1H-NMRで分析することもできる。 The degree of acetyl substitution and total degree of substitution of a cellulose derivative can be measured by NMR, for example, according to the method of Tezuka (Tezuka, Carbonydr. Res. 273, 83 (1995)). Specifically, the free hydroxyl groups of the cellulose derivative are acylated with a carboxylic acid anhydride in pyridine. The type of carboxylic acid anhydride used here should be selected depending on the purpose of the analysis; for example, butyric anhydride can be used when analyzing the degree of acetyl substitution of cellulose acetate. The resulting sample is dissolved in deuterated chloroform, and the 13C -NMR spectrum is measured. When the substituent is an acetyl group, the carbon signals of the acetyl group appear in the region from 169 ppm to 171 ppm, in the order of 2-, 3-, and 6-positions, from the highest magnetic field. The total degree of substitution of a cellulose derivative treated with carboxylic acid anhydride by Tezuka's method or a method similar thereto is 3.0, so if the sum of the areas of the carbonyl carbon signals of the acetyl groups originally present in the cellulose derivative and the carbonyl signals of the acyl groups introduced by carboxylic acid anhydride treatment is normalized to 3.0 and the abundance ratios of acetyl groups at the corresponding positions (in other words, the area ratios of each signal) are calculated, this can be taken as the degrees of acetyl substitution at the 2-, 3-, and 6-positions of the glucose ring in the cellulose derivative. Furthermore, the degrees of acetyl substitution and the total degree of substitution can also be analyzed by 1H -NMR in addition to 13C -NMR.
また、下記式に従って、酢酸セルロースのアセチル置換度から、アセチル基含量(アセチル基%)を求めることができる。なお、酢酸セルロースのアセチル基含量は、酢酸セルロースの全質量に占めるアセチル基の質量である。
アセチル基%=((43.04494*置換度)/(162.14+(60.052-18.015)*置換度))*100
The acetyl group content (acetyl group %) of cellulose acetate can be calculated from the degree of acetyl substitution according to the following formula: The acetyl group content of cellulose acetate is the mass of acetyl groups relative to the total mass of cellulose acetate.
Acetyl group %=((43.04494*degree of substitution)/(162.14+(60.052-18.015)*degree of substitution))*100
保存安定性に優れるとの観点から、セルロース誘導体の重量平均分子量Mwは10,000以上が好ましく、12,000以上がより好ましく、15,000以上がさらに好ましく、18,000以上が特に好ましい。加水分解又は生分解が容易であるとの観点から、セルロース誘導体の重量平均分子量は300,000以下が好ましく、280,000以下がより好ましく、250,000以下がさらに好ましい。セルロース誘導体の重量平均分子量Mwは、10,000~300,000であってよく、10,000~280,000であってよく、10,000~250,000であってよく、12,000~300,000であってよく、12,000~280,000であってよく、12,000~250,000であってよく、15,000~300,000であってよく、15,000~280,000であってよく、150,000~250,000であってよく、18,000~300,000であってよく、18,000~280,000であってよく、18,000~250,000であってよい。重量平均分子量が高いセルロース誘導体は、例えば、セルロース誘導体の原料として、重合度の高いセルロース、例えばリンター綿を使用することにより得られる。また、重量平均分子量が低いセルロース誘導体は、セルロース誘導体の製造工程において、加水分解温度を高くすること等により得られる。 From the viewpoint of excellent storage stability, the weight-average molecular weight Mw of the cellulose derivative is preferably 10,000 or more, more preferably 12,000 or more, even more preferably 15,000 or more, and particularly preferably 18,000 or more. From the viewpoint of ease of hydrolysis or biodegradation, the weight-average molecular weight of the cellulose derivative is preferably 300,000 or less, more preferably 280,000 or less, and even more preferably 250,000 or less. The weight average molecular weight Mw of the cellulose derivative may be 10,000 to 300,000, 10,000 to 280,000, 10,000 to 250,000, 12,000 to 300,000, 12,000 to 280,000, 12,000 to 250,000, 15,000 to 300,000, 15,000 to 280,000, 150,000 to 250,000, 18,000 to 300,000, 18,000 to 280,000, or 18,000 to 250,000. A cellulose derivative with a high weight average molecular weight can be obtained, for example, by using cellulose with a high degree of polymerization, such as linter cotton, as a raw material for the cellulose derivative. Additionally, cellulose derivatives with low weight-average molecular weights can be obtained by increasing the hydrolysis temperature during the cellulose derivative manufacturing process.
加水分解又は生分解が容易との観点から、セルロース誘導体の分子量分布Mw/Mnは1.5以上が好ましく、2.0以上がより好ましく、3.0以上がさらに好ましい。長期間酢酸を放出できるとの観点から、セルロース誘導体の分子量分布Mw/Mnは5.0以下が好ましく、4.0以下がより好ましい。セルロース誘導体の分子量分布Mw/Mnは、1.5~5.0であってよく、1.5~4.0であってよく、2.0~5.0であってよく、2.0~4.0であってよく、3.0~5.0であってよく、3.0~4.0であってよい。分子量分布が広いセルロース誘導体では、降雨が繰り返された場合でも、分子量が高い成分が残存してその効果を発揮することができる。分子量分布が狭いセルロース誘導体によれば、酢酸徐放効果を発揮する期間を限定することができる。 From the viewpoint of ease of hydrolysis or biodegradation, the molecular weight distribution Mw/Mn of the cellulose derivative is preferably 1.5 or more, more preferably 2.0 or more, and even more preferably 3.0 or more. From the viewpoint of being able to release acetic acid over a long period of time, the molecular weight distribution Mw/Mn of the cellulose derivative is preferably 5.0 or less, more preferably 4.0 or less. The molecular weight distribution Mw/Mn of the cellulose derivative may be 1.5 to 5.0, 1.5 to 4.0, 2.0 to 5.0, 2.0 to 4.0, 3.0 to 5.0, or 3.0 to 4.0. Cellulose derivatives with a wide molecular weight distribution can exert their effects even after repeated rainfall, with high molecular weight components remaining. Cellulose derivatives with a narrow molecular weight distribution can limit the period during which the acetic acid sustained-release effect is exerted.
セルロース誘導体の重量平均分子量Mw及び分子量分布Mw/Mnは、セルロース誘導体(試料)を溶媒に可溶化するため、残存水酸基を全てエステル化した後、以下の装置及び条件でゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定することができる(GPC-光散乱法)。
装置:Shodex製 GPC 「SYSTEM-21H」
溶媒:アセトン
カラム:GMHxl(東ソー)2本、ガードカラム(東ソー製TSKgel guardcolumn HXL-H)
流速:0.8ml/min
温度:29℃
試料濃度:0.25%(wt/vol)
注入量:100μl
検出:MALLS(多角度光散乱検出器)(Wyatt製、「DAWN-EOS」)
MALLS補正用標準物質:PMMA(分子量27600)
The weight-average molecular weight Mw and molecular weight distribution Mw/Mn of a cellulose derivative can be measured by gel permeation chromatography (GPC) using the following apparatus and conditions (GPC-light scattering method) after esterifying all remaining hydroxyl groups in order to solubilize the cellulose derivative (sample) in a solvent.
Apparatus: Shodex GPC "SYSTEM-21H"
Solvent: acetone Column: 2 GMHxl (Tosoh), guard column (TSKgel guard column HXL-H manufactured by Tosoh)
Flow rate: 0.8ml/min
Temperature: 29℃
Sample concentration: 0.25% (wt/vol)
Injection volume: 100μl
Detection: MALLS (multi-angle light scattering detector) (manufactured by Wyatt, "DAWN-EOS")
MALLS correction standard material: PMMA (molecular weight 27600)
加水分解又は生分解が容易との観点から、セルロース誘導体のBET比表面積は、1.0m2/g以上が好ましく、以下、1.5m2/g以上、2.0m2/g以上、3.2m2/g以上、4.8m2/g以上、5.0m2/g以上の順に好ましい。保存安定性が高いとの観点から、セルロース誘導体のBET比表面積は、6.0m2/g以下が好ましく、5.8m2/g以下がより好ましく、5.7m2/g以下がさらに好ましい。セルロース誘導体のBET比表面積は、1.0~6.0m2/gであってよく、1.0~5.8m2/gであってよく、1.0~5.7m2/gであってよく、1.5~6.0m2/gであってよく、1.5~5.8m2/gであってよく、1.5~5.7m2/gであってよく、2.0~6.0m2/gであってよく、2.0~5.8m2/gであってよく、2.0~5.7m2/gであってよく、3.2~6.0m2/gであってよく、3.2~5.8m2/gであってよく、3.2~5.7m2/gであってよく、4.8~6.0m2/gであってよく、4.8~5.8m2/gであってよく、4.8~5.7m2/gであってよく、5.0~6.0m2/gであってよく、5.0~5.8m2/gであってよく、5.0~5.7m2/gであってよい。セルロース誘導体のBET比表面積の測定方法は、実施例にて後述する。 From the viewpoint of ease of hydrolysis or biodegradation, the BET specific surface area of the cellulose derivative is preferably 1.0 m 2 /g or more, and is more preferably 1.5 m 2 /g or more, 2.0 m 2 /g or more, 3.2 m 2 /g or more, 4.8 m 2 /g or more, and 5.0 m 2 /g or more in that order. From the viewpoint of high storage stability, the BET specific surface area of the cellulose derivative is preferably 6.0 m 2 /g or less, more preferably 5.8 m 2 /g or less, and even more preferably 5.7 m 2 /g or less. The BET specific surface area of the cellulose derivative may be 1.0 to 6.0 m 2 /g, may be 1.0 to 5.8 m 2 /g, may be 1.0 to 5.7 m 2 /g, may be 1.5 to 6.0 m 2 /g, may be 1.5 to 5.8 m 2 /g, may be 1.5 to 5.7 m 2 /g, may be 2.0 to 6.0 m 2 /g, may be 2.0 to 5.8 m 2 /g, may be 2.0 to 5.7 m 2 /g, may be 3.2 to 6.0 m 2 /g, may be 3.2 to 5.8 m 2 /g, may be 3.2 to 5.7 m 2 /g, may be 4.8 to 6.0 m 2 /g, may be 4.8 to 5.8 m 2 /g, may be 4.8 to 5.7 m 2 The BET specific surface area of the cellulose derivative may be 5.0 to 6.0 m 2 /g, 5.0 to 5.8 m 2 /g, or 5.0 to 5.7 m 2 /g. The method for measuring the BET specific surface area of the cellulose derivative will be described later in the Examples.
BET比表面積の大きなセルロース誘導体は、セルロース誘導体をフレーク粉砕処理することにより得ることができる。また、BET比表面積の小さいセルロース誘導体は、セルロース誘導体を加熱して粒状に形成することにより得られる。また、フレーク粉砕処理したセルロース誘導体と、粉砕処理していないフレークとを混合することにより、BET比表面積を調整することができる。 Cellulose derivatives with a large BET specific surface area can be obtained by flake-pulverizing cellulose derivatives. Cellulose derivatives with a small BET specific surface area can be obtained by heating the cellulose derivative and forming it into granules. The BET specific surface area can also be adjusted by mixing flake-pulverized cellulose derivatives with unpulverized flakes.
[任意成分]
本開示の効果が得られる範囲で、酢酸徐放性植物刺激剤がさらに水を含んでもよい。水の添加によって、アセチル基含有高分子の加水分解が促進される。使用初期の酢酸放出が可能になるとの観点から、植物刺激剤中の水分濃度は、1重量%以上が好ましく、2重量%以上がより好ましい。取扱容易との観点から、植物刺激剤中の水分濃度は、10重量%以下が好ましく、7重量%以下がより好ましく、5重量%以下がさらに好ましい。植物刺激剤中の水分濃度は、1~10重量%であってよく、1~7重量%であってよく、1~5重量%であってよく、2~10重量%であってよく、2~7重量%であってよく、2~5重量%であってよい。なお、本開示の酢酸徐放性植物刺激剤は降雨により機能を発現することができる。そのため、本開示の酢酸徐放性植物刺激剤では、水は必須成分ではないが、降雨が見込めない状況で使用する場合には、水分濃度が高い方が酢酸徐放効果が発現し易い。
[Optional ingredients]
The acetic acid sustained-release plant stimulant may further contain water as long as the effects of the present disclosure are achieved. The addition of water promotes hydrolysis of the acetyl group-containing polymer. From the viewpoint of enabling acetic acid release at the initial stage of use, the water concentration in the plant stimulant is preferably 1% by weight or more, more preferably 2% by weight or more. From the viewpoint of ease of handling, the water concentration in the plant stimulant is preferably 10% by weight or less, more preferably 7% by weight or less, and even more preferably 5% by weight or less. The water concentration in the plant stimulant may be 1 to 10% by weight, 1 to 7% by weight, 1 to 5% by weight, 2 to 10% by weight, 2 to 7% by weight, or 2 to 5% by weight. The acetic acid sustained-release plant stimulant of the present disclosure can exert its function through rainfall. Therefore, although water is not an essential component of the acetic acid sustained-release plant stimulant of the present disclosure, when used in situations where rainfall is unlikely, a higher water concentration facilitates the exertion of the acetic acid sustained-release effect.
本開示の効果が得られる範囲で、酢酸徐放性植物刺激剤がさらに酢酸を含んでもよい。酢酸の添加によって、アセチル基含有高分子の加水分解が促進される。使用初期の酢酸放出が可能になるとの観点から、植物刺激剤中の酢酸濃度は、0.01重量%以上が好ましく、0.03重量%以上がより好ましく、0.04重量%以上がさらに好ましい。保存安定性向上の観点から、植物刺激剤中の酢酸濃度は、0.10重量%以下が好ましく、0.08重量%以下がより好ましく、0.07重量%以下がさらに好ましい。植物刺激剤中の酢酸濃度は、0.01~0.10重量%であってよく、0.01~0.08重量%であってよく、0.01~0.07重量%であってよく、0.03~0.10重量%であってよく、0.03~0.08重量%であってよく、0.03~0.07重量%であってよく、0.04~0.10重量%であってよく、0.04~0.08重量%であってよく、0.04~0.07重量%であってよい。また、酢酸水溶液として酢酸を添加する場合、保存安定性向上及び取扱容易の観点から、酢酸水溶液としての添加量は、植物刺激剤全体の10重量%以下が好ましい。 The acetic acid sustained-release plant stimulant may further contain acetic acid, as long as the effects of the present disclosure are achieved. The addition of acetic acid promotes hydrolysis of the acetyl group-containing polymer. From the viewpoint of enabling acetic acid release at the initial stage of use, the acetic acid concentration in the plant stimulant is preferably 0.01 wt% or more, more preferably 0.03 wt% or more, and even more preferably 0.04 wt% or more. From the viewpoint of improving storage stability, the acetic acid concentration in the plant stimulant is preferably 0.10 wt% or less, more preferably 0.08 wt% or less, and even more preferably 0.07 wt% or less. The concentration of acetic acid in the plant stimulant may be 0.01 to 0.10% by weight, 0.01 to 0.08% by weight, 0.01 to 0.07% by weight, 0.03 to 0.10% by weight, 0.03 to 0.08% by weight, 0.03 to 0.07% by weight, 0.04 to 0.10% by weight, 0.04 to 0.08% by weight, or 0.04 to 0.07% by weight. Furthermore, when acetic acid is added as an aqueous acetic acid solution, from the standpoint of improving storage stability and ease of handling, the amount added as an aqueous acetic acid solution is preferably 10% by weight or less of the total plant stimulant.
本開示の効果が得られる範囲で、酢酸徐放性植物刺激剤がさらにアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含んでもよい。このアルカリ金属及びアルカリ土類金属は、例えば、アセチル基含有高分子(特には、セルロース誘導体)の製造工程に由来するものであってよい。植物刺激剤中のアルカリ金属又はアルカリ土類金属は、アセチル基含有高分子の加水分解を抑制する。保存安定性向上の観点から、植物刺激剤中のアルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計含有量は、全重量に対して、0.1重量%以上が好ましく、0.3重量%以上がより好ましく、1.0重量%以上がさらに好ましい。酢酸放出速度向上の観点から、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計含有量は、7.0重量%以下が好ましく、5.0重量%以下がより好ましい。植物刺激剤中のアルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計含有量は、0.1~7.0重量%であってよく、0.1~5.0重量%であってよく、0.3~7.0重量%であってよく、0.3~5.0重量%であってよく、1.0~7.0重量%であってよく、1.0~5.0重量%であってよい。 To the extent that the effects of the present disclosure can be obtained, the acetic acid sustained-release plant stimulant may further contain an alkali metal or alkaline earth metal. The alkali metal and alkaline earth metal may, for example, be derived from the manufacturing process of the acetyl group-containing polymer (particularly a cellulose derivative). The alkali metal or alkaline earth metal in the plant stimulant inhibits hydrolysis of the acetyl group-containing polymer. From the viewpoint of improving storage stability, the total content of alkali metal and alkaline earth metal in the plant stimulant is preferably 0.1 wt% or more, more preferably 0.3 wt% or more, and even more preferably 1.0 wt% or more, based on the total weight. From the viewpoint of improving the acetic acid release rate, the total content of alkali metal and alkaline earth metal is preferably 7.0 wt% or less, more preferably 5.0 wt% or less. The total content of alkali metals and alkaline earth metals in the plant stimulant may be 0.1 to 7.0% by weight, 0.1 to 5.0% by weight, 0.3 to 7.0% by weight, 0.3 to 5.0% by weight, 1.0 to 7.0% by weight, or 1.0 to 5.0% by weight.
[酢酸徐放性植物刺激剤の製造方法]
本開示の酢酸徐放性植物刺激剤の製造方法は、特に限定されない。主成分であるアセチル基含有高分子を、そのまま本開示の植物刺激剤としてもよく、前述の任意成分を配合してもよく、本開示の効果を阻害しない範囲内で、さらに既知の添加剤を配合してもよい。このような添加剤として、例えば、賦形剤、流動化剤、結合剤、崩壊剤、滑沢剤、分散剤、界面活性剤、増粘剤、pH調整剤、着色剤、溶解補助剤、香料、コーティング剤等が例示される。少ない水を的確に保持し、効果を持続させる観点から、高吸水性高分子を添加してもよい。例えば、架橋アクリル酸塩や架橋カルボキシメチルセルロース塩などが挙げられる。生分解性の観点から、架橋カルボキシメチルセルロース塩が好ましく、塩害防止の観点から、架橋カルボキシメチルセルロースカリウム塩や、酸型の架橋カルボキシメチルセルロースがさらに好ましい。例えばダイセルミライズ社製の商品名「ジェルファイン」が挙げられる 。
[Method for producing acetic acid sustained-release plant stimulant]
The method for producing the acetic acid sustained-release plant stimulant of the present disclosure is not particularly limited. The acetyl group-containing polymer, which is the main component, may be used as the plant stimulant of the present disclosure as is, or the optional components described above may be blended therein. Known additives may also be blended within a range that does not impair the effects of the present disclosure. Examples of such additives include excipients, fluidizers, binders, disintegrants, lubricants, dispersants, surfactants, thickeners, pH adjusters, colorants, solubilizers, fragrances, coating agents, etc. To accurately retain a small amount of water and maintain the effect, a highly water-absorbent polymer may be added. Examples include cross-linked acrylates and cross-linked carboxymethylcellulose salts. From the viewpoint of biodegradability, cross-linked carboxymethylcellulose salts are preferred, and from the viewpoint of preventing salt damage, cross-linked carboxymethylcellulose potassium salt and acid-type cross-linked carboxymethylcellulose are even more preferred. For example, the product name "Gelfine" manufactured by Daicel Miraize Corporation is exemplified.
本開示の酢酸徐放性植物刺激剤が任意成分又は添加剤を含有する場合、任意成分又は添加剤は、次の方法により含有させることができる。 When the acetic acid sustained-release plant stimulant of the present disclosure contains optional ingredients or additives, the optional ingredients or additives can be incorporated by the following method.
アセチル基含有高分子、任意成分又は添加剤を、アセトン等の溶媒と混合したのち、溶媒を除去することにより、本開示の植物刺激剤を得ることができる。また、アセチル基含有高分子を溶融させて添加物と混錬することにより、本開示の植物刺激剤を得ても良い。 The plant stimulant of the present disclosure can be obtained by mixing the acetyl group-containing polymer, optional components, or additives with a solvent such as acetone and then removing the solvent. Alternatively, the plant stimulant of the present disclosure may be obtained by melting the acetyl group-containing polymer and kneading it with the additives.
本開示の効果が得られる限り、アセチル基含有高分子の製造方法も特に限定されず、従来既知の方法により、所望の分子量及びアセチル基含量を有するアセチル基含有高分子を製造することができる。市販されている種々の分子量及びアセチル基含量のアセチル基含有高分子を、適宜選択して使用してもよい。 As long as the effects of the present disclosure can be obtained, the method for producing the acetyl group-containing polymer is not particularly limited, and a polymer having the desired molecular weight and acetyl group content can be produced by a conventionally known method. Commercially available acetyl group-containing polymers with various molecular weights and acetyl group contents may also be appropriately selected and used.
以下、代表的なアセチル基含有高分子である酢酸セルロースを例示して、その製造方法を説明する。酢酸セルロースの製造方法としては、無水酢酸を酢化剤、酢酸を希釈剤、硫酸を触媒とするいわゆる酢酸法が挙げられる。酢酸法の基本的製法は、(1)α-セルロース含有率の比較的高いパルプ原料(溶解パルプ)を、離解・解砕後、酢酸を散布混合する前処理工程と、(2)無水酢酸、酢酸及び酢化触媒(例えば硫酸)よりなる混酸で、(1)の前処理パルプを反応させる酢化工程と、(3)酢酸セルロースを加水分解して所望の酢化度に調整する熟成工程と、(4)加水分解反応の終了した酢酸セルロースを反応溶液から沈殿分離、精製、安定化、乾燥する後処理工程を含む。 Below, we will explain the production method using cellulose acetate, a typical acetyl group-containing polymer, as an example. One method for producing cellulose acetate is the so-called acetic acid process, which uses acetic anhydride as the acetylating agent, acetic acid as the diluent, and sulfuric acid as the catalyst. The basic production process of the acetic acid process includes: (1) a pretreatment step in which a pulp raw material (dissolving pulp) with a relatively high α-cellulose content is disintegrated and crushed, and then acetic acid is sprayed and mixed; (2) an acetylation step in which the pretreated pulp from (1) is reacted with a mixed acid consisting of acetic anhydride, acetic acid, and an acetylation catalyst (e.g., sulfuric acid); (3) an aging step in which the cellulose acetate is hydrolyzed to the desired acetylation level; and (4) a post-treatment step in which the cellulose acetate after the hydrolysis reaction is precipitated and separated from the reaction solution, purified, stabilized, and dried.
熟成工程における時間、温度等の調整により、所望のアセチル置換度の酢酸セルロースを得ることができる。熟成工程後、反応系の温度を室温まで冷却し、沈殿溶媒を加えて酢酸セルロースを沈殿させ、得られた沈殿物(固形物)を、塩基性物質を含む有機溶媒で洗浄及び中和することにより、熟成工程で用いた触媒(硫酸等)等の不純物を除去することができる。この有機溶媒は、酢酸セルロースに対する貧溶媒であり、メタノール等のアルコール、アセトン等のケトンが例示される。塩基性物質としては、例えば、アルカリ金属化合物(水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物;炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属炭酸塩;炭酸水素ナトリウム等のアルカリ金属炭酸水素塩;酢酸ナトリウム、酢酸カリウム等のアルカリ金属カルボン酸塩;ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド等のナトリウムアルコキシド等)、アルカリ土類金属化合物(水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等のアルカリ土類金属水酸化物、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム等のアルカリ土類金属炭酸塩;酢酸マグネシウム、酢酸カルシウム等のアルカリ土類金属カルボン酸塩;マグネシウムエトキシド等のアルカリ土類金属アルコキシド等)が挙げられる。 Cellulose acetate with the desired degree of acetyl substitution can be obtained by adjusting the time, temperature, etc., of the aging process. After the aging process, the reaction system is cooled to room temperature, and a precipitating solvent is added to precipitate cellulose acetate. The resulting precipitate (solid) is washed and neutralized with an organic solvent containing a basic substance to remove impurities such as the catalyst (e.g., sulfuric acid) used in the aging process. This organic solvent is a poor solvent for cellulose acetate, and examples of such organic solvents include alcohols such as methanol and ketones such as acetone. Examples of basic substances include alkali metal compounds (alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide; alkali metal carbonates such as sodium carbonate and potassium carbonate; alkali metal bicarbonates such as sodium bicarbonate; alkali metal carboxylates such as sodium acetate and potassium acetate; sodium alkoxides such as sodium methoxide and sodium ethoxide), and alkaline earth metal compounds (alkaline earth metal hydroxides such as magnesium hydroxide and calcium hydroxide; alkaline earth metal carbonates such as magnesium carbonate and calcium carbonate; alkaline earth metal carboxylates such as magnesium acetate and calcium acetate; alkaline earth metal alkoxides such as magnesium ethoxide).
洗浄及び中和後の酢酸セルロースは、通常、フレーク状であるが、必要に応じて、乾燥後又は乾燥前に、粉砕、篩別又は造粒して、所望のBET比表面積又は粒度に調整することができる。 After washing and neutralization, cellulose acetate is usually in flake form, but if necessary, it can be ground, sieved, or granulated after or before drying to adjust the BET specific surface area or particle size to the desired value.
粉砕は、慣用の粉砕機、例えば、サンプルミル、ハンマーミル、ターボミル、アトマイザー、カッターミル、ビーズミル、ボールミル、ロールミル、ジェットミル、ピンミル等を用いることができる。また、凍結粉砕、常温での乾式粉砕又は湿式粉砕であってもよい。粉砕処理能力に優れることから、ハンマーミル又はターボミルの使用が好ましい。 For grinding, conventional grinders such as a sample mill, hammer mill, turbo mill, atomizer, cutter mill, bead mill, ball mill, roll mill, jet mill, pin mill, etc. can be used. Freeze grinding, dry grinding at room temperature, or wet grinding may also be used. Due to their superior grinding processing capacity, a hammer mill or turbo mill is preferred.
例えば、スクリーンを用いるミルで粉砕する場合、得られる粉体の分解速度向上の観点から、スクリーン径は、2.0mm以下であることが好ましく、1.0mm以下であることがより好ましく、0.5mm以下であることがさらに好ましい。取扱容易及び保存安定性向上、例えば粉塵爆発防止の観点から、スクリーン径は0.06mm以上が好ましい。 For example, when milling using a screen, from the viewpoint of improving the decomposition rate of the resulting powder, the screen diameter is preferably 2.0 mm or less, more preferably 1.0 mm or less, and even more preferably 0.5 mm or less. From the viewpoint of ease of handling and improved storage stability, for example, prevention of dust explosions, the screen diameter is preferably 0.06 mm or more.
[用途]
本開示に係る酢酸徐放性植物刺激剤は、降雨等の気象条件に関わらず、長期間安定して酢酸を放出することができる。この植物刺激剤から放出される酢酸によって、乾燥、暑熱等の非生物的ストレスに対する植物の抵抗性が向上する。本開示の植物刺激剤を、農作物又は園芸作物を対象とした農業資材として使用してもよい。
[Application]
The acetic acid sustained-release plant stimulant according to the present disclosure can stably release acetic acid over a long period of time, regardless of weather conditions such as rainfall. The acetic acid released from this plant stimulant improves plant resistance to abiotic stresses such as drought and heat. The plant stimulant according to the present disclosure may be used as an agricultural material for agricultural or horticultural crops.
植物の非生物的ストレスに対する抵抗性を向上させる本開示の方法は、前述した酢酸徐放性植物刺激剤を、植物又は植物の生育環境に施用する工程を含む。この方法によれば、植物刺激剤の1回の投与により、酢酸が長期間安定して放出されるため、植物刺激剤の継続的な投与が不要である。その結果として、作業の省力化及びコスト低減が可能となる。 The disclosed method for improving plant resistance to abiotic stress includes applying the aforementioned acetic acid sustained-release plant stimulant to the plant or the plant's growing environment. According to this method, a single dose of the plant stimulant results in a stable release of acetic acid over an extended period of time, eliminating the need for continuous administration of the plant stimulant. This results in labor savings and cost reductions.
さらに、本開示の方法では、栽培する植物の種類及び生育環境に応じて、所望の酢酸放出速度が得られるように、植物刺激剤(特に、主成分であるアセチル基含有高分子)の形態(比表面積、粒度等)、アセチル基含量及び分子量を調整することができる。また、セルロース誘導体を主成分とする場合、セルロース誘導体が本来生分解性であることから、他の合成ポリマーと比較して、環境への負荷が少ないという効果も得られる。 Furthermore, the method disclosed herein allows for the adjustment of the form (specific surface area, particle size, etc.), acetyl group content, and molecular weight of the plant stimulant (particularly the acetyl group-containing polymer that is the main component) to achieve the desired acetic acid release rate depending on the type of plant being cultivated and the growing environment. Furthermore, when a cellulose derivative is used as the main component, the inherent biodegradability of cellulose derivatives also results in a lower environmental impact compared to other synthetic polymers.
以下、実施例によって本開示の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本開示が限定的に解釈されるべきではない。 The effects of the present disclosure will be demonstrated through the following examples, but the present disclosure should not be interpreted in a limited manner based on the description of these examples.
[物性測定方法]
(a)BET比表面積
大倉理研製の「AMS8000型全自動粉体比表面積測定装置」を用いて、連続流動法によるBET1点式法により、BET比表面積を測定した。吸着ガスには窒素、キャリアガスにはヘリウムを使用した。具体的には、試料を、窒素ガス中、150℃で加熱脱気した後、液体窒素温度まで冷却して試料に窒素ガスを吸着させた。その後、室温まで加温することにより、試料に吸着した窒素ガスを脱離させ、熱伝導検出器で検出した。検出された脱離窒素量を用いて、試料の比表面積を算出した。
[Physical property measurement method]
(a) BET Specific Surface Area The BET specific surface area was measured by the continuous flow BET single-point method using an "AMS8000 Type Fully Automatic Powder Specific Surface Area Measurement Device" manufactured by Ohkura Riken. Nitrogen was used as the adsorption gas, and helium was used as the carrier gas. Specifically, the sample was heated and degassed in nitrogen gas at 150°C, and then cooled to liquid nitrogen temperature to adsorb nitrogen gas onto the sample. The sample was then warmed to room temperature, causing the nitrogen gas adsorbed onto the sample to desorb and be detected with a thermal conductivity detector. The specific surface area of the sample was calculated using the amount of desorbed nitrogen detected.
(b)水分含量
試料1.0gを精秤した後、80℃で3時間真空乾燥した際の乾燥減量を求め、乾燥前の試料重量に対する比を水分含量(単位:重量%)として算出した。
(b) Moisture Content: 1.0 g of a sample was weighed out and vacuum dried at 80°C for 3 hours to determine the loss on drying. The ratio of the loss to the sample weight before drying was calculated as the moisture content (unit: wt%).
(試験1)
試験1では、人工土壌を用いて、本開示の酢酸徐放性植物刺激剤による酢酸生成量を測定した。
(Test 1)
In Test 1, the amount of acetic acid produced by the acetic acid sustained-release plant stimulant of the present disclosure was measured using artificial soil.
[実験例A-1]
はじめに、酢酸セルロースフレーク(アセチル置換度:2.5、重量平均分子量:2,2000)を、マキノ式粉砕機(槇野産業株式会社製、型番:DD-2-3.7)を用いて粉砕した。粉砕後の酢酸セルロース粉体のBET比表面積は5.2m2/gであった。その後、温度23℃、湿度60RH%の環境下で、2日間保存することにより、実験例A-1の植物刺激剤を得た。得られた植物刺激剤の水分含量は、4.7重量%であった。
[Experimental Example A-1]
First, cellulose acetate flakes (acetyl substitution degree: 2.5, weight average molecular weight: 2,2000) were pulverized using a Makino pulverizer (manufactured by Makino Sangyo Co., Ltd., model number: DD-2-3.7). The BET specific surface area of the cellulose acetate powder after pulverization was 5.2 m 2 /g. The plant stimulant of Experimental Example A-1 was then obtained by storing the cellulose acetate powder for 2 days in an environment at a temperature of 23°C and a humidity of 60% RH. The water content of the obtained plant stimulant was 4.7% by weight.
次に、容量500mlの三角フラスコに、約100gのガラスビーズ(ケニス株式会社製の商品名「G15」、14.5~15.5φmm)と、300mlのイオン交換水とを投入した後、ロータリーシェーカー(タイテック社製の商品名「NR2」)を用いて、常温下、振とう速度40r/min、振幅25mmで24時間振とうした。同じ振とう条件で2回振とうした後、真空乾燥機中、80℃で24時間乾燥させることにより、人工土壌を得た。 Next, approximately 100 g of glass beads (Kenis Co., Ltd., product name "G15", 14.5-15.5 mm diameter) and 300 ml of ion-exchanged water were placed in a 500 ml Erlenmeyer flask, and the mixture was shaken at room temperature for 24 hours using a rotary shaker (Taitec Co., Ltd., product name "NR2") at a shaking speed of 40 r/min and an amplitude of 25 mm. After shaking twice under the same conditions, the mixture was dried in a vacuum dryer at 80°C for 24 hours to obtain artificial soil.
得られた人口土壌100gを含む三角フラスコに、固形分換算で、酢酸セルロースが12gとなる添加量で、前述の植物刺激剤を添加した後、密閉することにより、サンプルを得た。同様にして、計8個のサンプルを準備した後、温度70℃で静置することにより、加速試験をおこなった。0日間、1日間、4日間、6日間、8日間、11日間、14日間及び18日間静置後に、それぞれサンプルを取り出して、経時的に発生した遊離酢酸量を測定した。測定結果が、下表2に示されている。なお、表2中の数値は、遊離酢酸量(単位:ppm)の累計である。 The plant stimulant was added to an Erlenmeyer flask containing 100 g of the resulting artificial soil in an amount equivalent to 12 g of cellulose acetate in solids, and the flask was then sealed to obtain a sample. A total of eight samples were prepared in the same manner, and an accelerated test was performed by leaving them at 70°C. After leaving them for 0, 1 , 4 , 6 , 8 , 11 , 14 , and 18 days , each sample was removed and the amount of free acetic acid generated over time was measured. The measurement results are shown in Table 2 below. The values in Table 2 are the cumulative amount of free acetic acid (unit: ppm).
遊離酢酸量の測定は、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)によりおこなった。詳細には、所定時間経過後のサンプルに300mlの純水を添加し、前述のロータリーシェーカーを用いて、常温下、振とう速度40r/min、振幅25mmで4時間振とうした後、上澄みを採取して、HPLC分析をおこなった。分析条件は、以下の通りである。
カラム:島津ジーエルシー社製の「ULTRON PS80H」及びガードカラム(長さ50mm)
カラム温度:60℃
溶離液:過塩素酸水溶液(pH1.8)
流速:1.5ml/min
検出器:UV検出器(波長210nm)
注入量:50μl
The amount of free acetic acid was measured by high performance liquid chromatography (HPLC). Specifically, 300 ml of pure water was added to the sample after a predetermined time had elapsed, and the sample was shaken for 4 hours at room temperature with a shaking speed of 40 r/min and an amplitude of 25 mm using the rotary shaker described above. The supernatant was then collected and analyzed by HPLC under the following analytical conditions:
Column: Shimadzu GLC "ULTRON PS80H" and guard column (length 50 mm)
Column temperature: 60°C
Eluent: Perchloric acid aqueous solution (pH 1.8)
Flow rate: 1.5ml/min
Detector: UV detector (wavelength 210 nm)
Injection volume: 50 μl
[実験例A-2~A-4]
保存条件を下表1に示される通りとした他は実験例A-1と同様にして、実験例A-2~A-4で得た植物刺激剤の水分含量及び人工土壌中での遊離酢酸量を測定した。得られた結果が、それぞれ、下表1及び2に示されている。
[Experimental Examples A-2 to A-4]
The moisture content and the amount of free acetic acid in the artificial soil of the plant stimulants obtained in Experimental Examples A-2 to A-4 were measured in the same manner as in Experimental Example A-1, except that the storage conditions were as shown in Table 1 below. The results obtained are shown in Tables 1 and 2 below, respectively.
表1中、A-1の保存条件は温和な気象条件のモデルであり、A-2の保存条件は高温多湿な気象条件のモデルであり、A-3及びA-4の保存条件は降雨を想定した気象条件のモデルである。表2に示される通り、本開示の植物刺激剤では、いずれの気象条件であっても、70℃の加速試験において、18日間、安定して酢酸が放出されることを確認した。なお、70℃の加速試験における18日間は、40℃における144日に相当する。 In Table 1, storage conditions A-1 are models of mild weather conditions, storage conditions A-2 are models of hot and humid weather conditions, and storage conditions A-3 and A-4 are models of weather conditions that simulate rainfall. As shown in Table 2, it was confirmed that the plant stimulant of the present disclosure stably released acetic acid for 18 days in an accelerated test at 70°C under all weather conditions. Note that 18 days in an accelerated test at 70°C is equivalent to 144 days at 40°C.
(試験2)干ばつ耐性試験
試験2では、乾燥条件下での植物の生育において、本開示の酢酸徐放性植物刺激剤により奏される効果を評価した。なお、実施例1及び2で使用した酢酸セルロースは、アセチル置換度:2.5、重量平均分子量20,000のフレークを、スクリーン径0.5mmを通過するように粉砕したしたものである。
(Test 2) Drought Tolerance Test In Test 2, the effect of the acetic acid sustained-release plant stimulant of the present disclosure on plant growth under dry conditions was evaluated. Note that the cellulose acetate used in Examples 1 and 2 was prepared by pulverizing flakes having an acetyl substitution degree of 2.5 and a weight-average molecular weight of 20,000 so as to pass through a screen with a diameter of 0.5 mm.
[実施例1]
はじめに、ビニールハウス内で、直径9cmのビニールポット(容量0.3L)を用いて、10株のプレミアムミニトマト苗(CFプチぷよ)を2週間栽培した。ビニールハウスは、換気により、最高温度25~30℃、最低温度12~15℃であった。栽培期間中、給水はポット中の土が乾いてからおこない、ビニールポットの底面から底面給水トレーに水が流れ出すまで、給水を継続した。
[Example 1]
First, 10 premium cherry tomato seedlings (CF Petit Puyo) were grown in 9 cm diameter plastic pots (0.3 L capacity) in a greenhouse for 2 weeks. The greenhouse was ventilated to maintain a maximum temperature of 25-30°C and a minimum temperature of 12-15°C. During the cultivation period, watering was performed only after the soil in the pots had dried, and watering continued until water began to flow from the bottom of the plastic pot into the bottom watering tray.
次に、各ビニールポットを乾燥した給水トレーに移して、底面からの自然落下により余分な水分を除去した。その後、ビニールポット1株当たり、10gの酢酸セルロースを植物刺激剤として株元に散布し、50mlのイオン交換水を与えた。 Next, each plastic pot was transferred to a dry water tray, and excess water was removed by gravity from the bottom. After that, 10 g of cellulose acetate was sprayed around the base of each plant in the plastic pot as a plant stimulant, and 50 ml of ion-exchanged water was added.
続いて、給水することなく、換気を停止したビニールハウス内で、3日間、栽培を継続した。この3日間のビニールハウス内の温度は、最高45℃、最低28℃であった。その後、各ビニールポットの底面から底面給水トレーに水が流れ出すまで給水をおこない、ビニールハウスの換気装置を稼働させて、2日後に、各ポットのトマトの状態を観察した。計10本の苗のうち生存した苗の数を計測し、生存率(%)を求めた。得られた結果が下表3に示されている。 The plants were then grown for three days without watering in a greenhouse with ventilation turned off. The temperature inside the greenhouse over these three days was a maximum of 45°C and a minimum of 28°C. Water was then added until water began to flow from the bottom of each plastic pot into the bottom water supply tray, the greenhouse's ventilation system was turned on, and the condition of the tomatoes in each pot was observed two days later. The number of surviving seedlings out of a total of 10 seedlings was counted and the survival rate (%) was calculated. The results are shown in Table 3 below.
[実施例2]
実施例1において、ポットに酢酸セルロース及びイオン交換水を投入してから6時間後に、シャワーで254mlのイオン交換水を2時間かけてポットに注いだこと以外は同様にして、トマトの生存率(%)を求めた。得られた結果が下表3に示されている。
[Example 2]
The survival rate (%) of tomatoes was determined in the same manner as in Example 1, except that 6 hours after the cellulose acetate and ion-exchanged water were added to the pots, 254 ml of ion-exchanged water was showered onto the pots over a period of 2 hours. The results are shown in Table 3 below.
[比較例1]
酢酸セルロースを散布しなかったこと以外は実施例1と同様にして、トマトの生存率(%)を求めた。得られた結果が下表3に示されている。
[Comparative Example 1]
The survival rate (%) of tomatoes was determined in the same manner as in Example 1, except that cellulose acetate was not sprayed. The results are shown in Table 3 below.
[比較例2]
酢酸セルロース及びイオン交換水に替えて、濃度0.06vol%の酢酸水溶液50mlを与えたこと以外は実施例1と同様にして、トマトの生存率(%)を求めた。得られた結果が下表3に示されている。
[Comparative Example 2]
The survival rate (%) of tomatoes was determined in the same manner as in Example 1, except that 50 ml of an aqueous solution of acetic acid with a concentration of 0.06 vol % was used instead of cellulose acetate and ion-exchanged water. The results are shown in Table 3 below.
[比較例3]
比較例2において、ポットに酢酸水溶液を投入してから6時間後に、シャワーで254mlのイオン交換水を2時間かけてポットに注いだこと以外は同様にして、トマトの生存率(%)を求めた。得られた結果が下表3に示されている。
[Comparative Example 3]
The survival rate (%) of tomatoes was determined in the same manner as in Comparative Example 2, except that 6 hours after the acetic acid solution was added to the pots, 254 ml of ion-exchanged water was showered onto the pots over a period of 2 hours. The results are shown in Table 3 below.
[比較例4]
比較例2において、ポットに酢酸水溶液を投入してから6時間後に、シャワーで63.5mlのイオン交換水を2時間かけてポットに注いだこと以外は同様にして、トマトの生存率(%)を求めた。得られた結果が下表3に示されている。
[Comparative Example 4]
The survival rate (%) of tomatoes was determined in the same manner as in Comparative Example 2, except that 6 hours after the acetic acid solution was added to the pots, 63.5 ml of ion-exchanged water was showered onto the pots over a period of 2 hours. The results are shown in Table 3 below.
実施例2、比較例3及び比較例4は降雨モデルであり、表3中の追加注水量は、植物刺激剤施用後の降雨量に相当する。実施例2及び比較例3は、直径9cm(面積約63.6cm2)のポットに対し、単位面積当たり20mm/hrの強い雨が継続した気象条件に相当する。比較例4は、単位面積当たり5mm/hrの弱い雨が継続した気象条件に相当する。 Example 2, Comparative Example 3, and Comparative Example 4 are rainfall models, and the amount of additional water in Table 3 corresponds to the amount of rainfall after application of the plant stimulant. Example 2 and Comparative Example 3 correspond to weather conditions in which heavy rain of 20 mm/hr per unit area continued for a pot with a diameter of 9 cm (area of approximately 63.6 cm 2 ). Comparative Example 4 corresponds to weather conditions in which light rain of 5 mm/hr per unit area continued.
表3に示される通り、本開示の植物刺激剤を用いた実施例1及び2によれば、植物刺激剤を施用しなかった比較例1と比べて、植物の生育状態が非常に良好であった。一方、比較例3及び4の結果から、酢酸水溶液を施用することで植物の乾燥耐性は向上するが、施用後の降雨によって、その効果が失われることがわかる。この評価結果から、本開示の優位性は明らかである。 As shown in Table 3, Examples 1 and 2, which used the plant stimulant of the present disclosure, showed significantly better plant growth conditions than Comparative Example 1, in which no plant stimulant was applied. On the other hand, the results of Comparative Examples 3 and 4 show that while applying an aqueous acetic acid solution improves the drought tolerance of plants, this effect is lost when rain falls after application. These evaluation results clearly demonstrate the superiority of the present disclosure.
以上説明された植物刺激剤及び方法は、種々の植物の生育環境において適用することができる。 The plant stimulants and methods described above can be applied to a variety of plant growth environments.
Claims (13)
上記アセチル基含有高分子のBET比表面積が1.0m 2 /g以上6.0m 2 /g以下である、フレーク状の酢酸徐放性植物刺激剤。 The composition contains an acetyl group-containing polymer as a main component,
The flaky acetic acid sustained-release plant stimulant, wherein the acetyl group-containing polymer has a BET specific surface area of 1.0 m 2 /g or more and 6.0 m 2 /g or less .
上記アセチル基含有高分子と酢酸との合計量が、全重量に対して、90重量%以上である、請求項1から6のいずれかに記載の酢酸徐放性植物刺激剤。 further comprising acetic acid,
The acetic acid sustained-release plant stimulator according to any one of claims 1 to 6, wherein the total amount of the acetyl group-containing polymer and acetic acid is 90% by weight or more based on the total weight.
上記アルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計含有量が、全重量に対して、0.001%以上0.300%以下である、請求項1から7のいずれかに記載の酢酸徐放性植物刺激剤。 further comprising an alkali metal or alkaline earth metal;
The acetic acid sustained-release plant stimulant according to any one of claims 1 to 7, wherein the total content of the alkali metal and alkaline earth metal is 0.001% or more and 0.300% or less based on the total weight.
上記酢酸徐放性植物刺激剤中の水分濃度が1重量%以上10重量%以下である、請求項1から11のいずれかに記載の酢酸徐放性植物刺激剤。The acetic acid sustained-release plant stimulant according to any one of claims 1 to 11, wherein the water concentration in the acetic acid sustained-release plant stimulant is 1% by weight or more and 10% by weight or less.
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