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特許7136475金属およびアスコルビン酸錯体の製剤、それらの入手および使用
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-09-05
(45)【発行日】2022-09-13
(54)【発明の名称】金属およびアスコルビン酸錯体の製剤、それらの入手および使用
(51)【国際特許分類】
   A01N 55/02 20060101AFI20220906BHJP
   A01N 43/08 20060101ALI20220906BHJP
   A01P 21/00 20060101ALI20220906BHJP
   A01P 7/04 20060101ALI20220906BHJP
   A01P 3/00 20060101ALI20220906BHJP
【FI】
A01N55/02
A01N43/08 H
A01P21/00
A01P7/04
A01P3/00
【請求項の数】 9
(21)【出願番号】P 2019563805
(86)(22)【出願日】2018-05-15
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2020-07-02
(86)【国際出願番号】 PL2018050021
(87)【国際公開番号】W WO2018236235
(87)【国際公開日】2018-12-27
【審査請求日】2021-05-14
(31)【優先権主張番号】P.421602
(32)【優先日】2017-05-15
(33)【優先権主張国・地域又は機関】PL
(73)【特許権者】
【識別番号】519404883
【氏名又は名称】インターマグ エスピー.ゼット オー.オー.
(74)【代理人】
【識別番号】100104411
【弁理士】
【氏名又は名称】矢口 太郎
(72)【発明者】
【氏名】アンブロジアック、クシュシトフ
(72)【発明者】
【氏名】チャジャ、タデウシュ
(72)【発明者】
【氏名】カルダス、ヒューバート
【審査官】武貞 亜弓
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第2015/016724(WO,A1)
【文献】豪国特許出願公告第0000592211(AU,B2)
【文献】特開昭57-134405(JP,A)
【文献】中国特許出願公開第101838159(CN,A)
【文献】特開昭62-249902(JP,A)
【文献】米国特許第05186738(US,A)
【文献】米国特許第06077811(US,A)
【文献】米国特許出願公開第2011/0135754(US,A1)
【文献】Yanjun Liu et al.,Journal of Trace Elements in Medicine and Biology,2015年,Vol.32, No.21,p.155-161
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
A01N 25/00- 65/48
A01P 1/00- 23/00
JSTPlus/JMEDPlus/JST7580(JDreamIII)
JSTChina(JDreamIII)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
一般式MO(OH)z(Asc)x・yHOの金属およびアスコルビン酸錯体の植物の栽培のための使用であって、
Mはチタンまたはバナジウムの金属であり;
Ascはアスコルビン酸部分( )であり
xは1~4の整数;
yは0~5の整数;
zは0または1;
MとAscのモル比は1:1~1:4であり、
前記植物の栽培が、植物の生体刺激および/または植物害虫および病原体の発生の低減を含むことを特徴とし、前記害虫が、キャベツ種子ゾウムシ、アワノメイガ、穀類ハムシの群から選択される、
使用。
【請求項2】
前記錯体が、純粋な形態または他の成分との混合物の形態で植物の栽培に使用されることを特徴とする、請求項記載の使用。
【請求項3】
前記錯体が、水で溶解した後の液体製品または固体製品の形態で使用されることを特徴とする、請求項記載の使用。
【請求項4】
前記病原体がアルテルナリア・ブラシカエ、ボトリチス・シネレア、フザリウム根腐れ病、クラドスポリウム・ハーバルム、セプトリア・ノドラム、ジベレラ・アベナセアの群から選択されることを特徴とする、請求項記載の使用。
【請求項5】
前記錯体が、施肥を通じて、および種子粉衣への添加物として、土壌、葉に投与されることを特徴とする、請求項記載の使用。
【請求項6】
前記植物が、穀物、野菜、果物、観賞植物、草の群から選択されることを特徴とする、請求項記載の使用。
【請求項7】
前記植物が、小麦、アブラナ、レタスの群から選択されることを特徴とする、請求項記載の使用。
【請求項8】
前記生体刺激が、光合成活性の増加、栄養素の取り込みを刺激する酵素活性の増加、花粉活力の増加、受粉と受精過程の活性化、微量栄養素の収量と同化の増加、生物的および非生物的ストレスに対する耐性の増加、より多くのフラボノイドを合成するための植物の刺激の増加にあることを特徴とする、請求項記載の使用。
【請求項9】
前記錯体が、植物の栽培に使用される他の混合物への添加物であることを特徴とする、請求項記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の主題は、特定の構造を有する金属およびアスコルビン酸錯体の製剤、それらの入手および農業における使用である。
【背景技術】
【0002】
チタンやバナジウムなどの金属は、植物の適切な成長と機能に必要な元素である。しかし、土壌中のそれらの高い含有量は、植物における含有量に反映していない。これらの元素は、水に完全に不溶性の形で土壌中に存在し、したがって植物には到達できないためである。
【0003】
植物におけるチタンおよび/またはバナジウムの供給を改善するには、それらを水溶性で植物に吸収されやすい形に変換する必要がある。
【0004】
錯体化合物の形のチタン(IV)やバナジウム(IV)などの金属は植物によく吸収され、さらに多くの場合、植物の成長と、干ばつや低温などの病原体やストレスに対する植物の抵抗性の増加の両方に有益な効果があることが確認された。
【0005】
当該技術分野では、植物の生命現象の強化に用途を見出したチタンおよびバナジウム化合物が知られている。これらの金属の重要な化合物には、金属-炭素結合を含む錯体、すなわちチタンおよびバナド有機化合物が含まれる。この形で植物に投与されたチタンまたはバナジウムは、光合成プロセスを加速する。さらに、クロロフィルの含有量の増加、収量と品質の向上により、病気、害虫、ストレスに対する植物の抵抗力も増加する。
【0006】
特許明細書PL172871は、チタンと、アスコルビン酸およびクエン酸を複合した微量栄養塩を含む液体肥料を開示しており、その量は、即時肥料では個々の成分の重量%は、Tiが0.05~0.25%、Fe、Mn、Zn、Moの合計が0.2~0.4%、およびBが0.1~0.9%である。アスコルビン酸およびクエン酸は1:(0.02~1)の比率で導入される。肥料は、葉面散布による栄養補給と種子の処理に使用される。
【0007】
中国特許明細書CN85107690は、水溶液の形態で使用するためのアスコルビン酸チタンを含む植物成長調整剤としての固体組成物を開示している。それは四価チタン化合物(四塩化チタン)と、厳密に定義された比率で、アスコルビン酸0.45から1.3モルあたり1モルのTi、好ましくは、アスコルビン酸0.5から0.7モルあたり1モルのTiのアスコルビン酸の溶液との反応生成物であり、最終pHを5~10.8、好ましくは、6~8の範囲に調整する。このプロセスでは、水酸化アンモニウムが使用される。アスコルビン酸チタン(IV)を含む反応生成物は、反応後の沈殿物から分離し、40~70℃の温度で水溶性固体に乾燥させることができる。合成アスコルビン酸チタン(IV)の精製プロセスでは、エタノールを使用できる。
【0008】
ハンガリー特許明細書HU170693によると、植物の処理に使用されるチタンの複合化合物は、4価のチタンイオンを含む溶液とアスコルビン酸を反応させることで調製され、ここで、アスコルビン酸は、溶液に含まれるチタンに対して50~200倍過剰に使用される。
【0009】
特許明細書PL134889によると、水溶液中にチタン1ガトンあたりアスコルビン酸14~28グラムモルから形成されるキレート化合物0.5~15重量%を含む植物生体刺激剤が知られており、ここで、キレート化合物のpHは5~7であり、さらに、チタンの1部に対して、0.1から2.0部の1つ以上の生化学的に重要な栄養素および/または0.0001から0.001部の1つ以上の植物ホルモンを含み、および固体組成物の総重量について、ソルビン酸またはその塩、または安息香酸またはその塩、またはp-ヒドロペルオキシ安息香酸またはその塩、またはプロピオン酸またはその塩、またはヘキサメチレンテトラミンからなる群から選択される1つまたは複数の化合物を少なくとも0.01重量%を含み、および任意に他の賦形剤を含む。アスコルビン酸は、チタンに対して20~200倍過剰に使用される。
【0010】
特許明細書PL163688から知られる、特に農業用のチタン調製物を得る方法は、アスコルビン酸を含む出発材料を20℃以下の温度で水に導入し、得られた溶液に少量の炭酸ナトリウムを溶液に加えることにより環境から最も便利に分離することを特徴とし、チタン塩の溶液、最も好ましくは硫酸チタニルを、最終製品中の最大5g Ti/dmまたはこの制限を超える量でそのような保護溶液に添加し、次いで非常に強力な還元剤、最も便利には水性の形で三塩化チタンの水溶液を溶液に導き、反応器の内容物全体を約30分間混合し、最後に、最も便利には水酸化ナトリウム水溶液の一部を導入することにより、得られた溶液を中和し、最後段階では、炭酸ナトリウムの水溶液で中和を行い、調製物の最終pHを約3.0の範囲内に維持することが好ましい。
【0011】
ポーランド特許出願P.404894は、チタン塩とアスコルビン酸およびクエン酸の錯体、植物および任意で追加の植物栄養素によって吸収可能な保存剤および水溶性金属硫酸塩を含むチタン調製物を開示する。調製物は、水性媒体中の硫酸チタニルとアスコルビン酸およびクエン酸の混合物からのチタン錯体生成物を含むことを特徴とし、酢酸の存在下で、マグネシウム(MgOとして計算)とチタンの質量比が1:1~20:1で、水酸化マグネシウムでアルカリ化される。液体調製物のpHは2.5~5.5である。液体形態では、調製物は、好ましくは2~25gのTi/リットルおよびマグネシウムを最大170gのMgO/リットルで含む。同様に、液体形態の乾燥の結果として得られる粉末調製物は、最大65gのTi/kgおよびマグネシウムを最大200gのMgO/kgを含む。チタンを含む調製物を調製する方法、および植物発達の刺激物質としての栽培でのその使用についても記載する。
【0012】
植物栽培で使用される従来技術の既知の生物活性チタン(IV)およびアスコルビン酸錯体はin situで得られており、さまざまな未定義の化学構造を持つチタン錯体の混合物を含んでいる。
【0013】
農業に適用可能なチタン(IV)錯体の調製物を得るための既知の方法は、チタン(クエン酸アスコルビン酸塩または酒石酸塩)錯体と、他の化学物質、主に施肥性の化学物質、例えば、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、硫酸アンモニウム、またはチタン錯体化の過程からの不純物の一部との混合物の水溶液を得ることからなることが最も多い。そのような混合物の組成は、植物の現在の需要に対応していないことが多く、得られた製品は、長期にわたる安定性および保管中の極端な温度条件下での安定性に関して、そのような肥料と生体刺激混合物の要件を必ずしも満たしておらず、ガスの形成は非常に頻繁に観察される。例えば、35℃を超える温度での製品の分解の結果として、保管温度が高いとパッケージ内が高圧になり、パッケージの変形やパッケージからの液漏れが発生する可能性がある。
【0014】
植物の栽培で使用するためのバナジウム化合物も当技術分野で知られている。
【0015】
ポーランド特許PL200702から、微量栄養素の中でバナジウムと有機酸(乳酸、グリコール酸、クエン酸)およびアミノ酸(メチオニン、リジン)を含む植物およびその発達前の形態による微量栄養素の吸収に使用される組成物が知られている。少なくとも1つの微量栄養素と少なくとも1つの有機酸を極性溶媒に溶解し、過酸化水素を加え、次に少なくとも1つのアミノ酸を加えることにより組成物を得る方法も記載された。
【0016】
国際特許出願WO16035090は、多機能有機農業肥料の組成物およびその調製方法を開示している。組成物は、塩または錯体の形で、亜鉛、銅、マンガン、鉄、ホウ素、ケイ素、モリブデン、コバルト、バナジウム、硫黄、マグネシウムおよびカルシウムなどのミネラルを含む植物に必要な栄養素を含んでいる。キレート剤として、アスコルビン酸を含む有機酸が使用される。
【0017】
文書WO9734714は、植物の芽における金属の過剰蓄積の方法を記載している。植物の発達に必要な金属は、その中にバナジウムが記載されており、キレート剤(EDTA、クエン酸など)および酸性化剤(硝酸、酢酸、アスコルビン酸など)とともに土壌に供給される。
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、以下のものがある(国際出願日以降国際段階で引用された文献及び他国に国内移行した際に引用された文献を含む)。
(先行技術文献)
(特許文献)
(特許文献1) 国際公開第2015/016724号
(特許文献2) 豪国特許出願公告第59211号明細書
(特許文献3) 英国特許出願公開第2090585号明細書
(特許文献4) 中国特許出願公開第101671207号明細書
(特許文献5) 米国特許第5,186,738号明細書
(特許文献6) 米国特許第6,077,811号明細書
(特許文献7) 米国特許出願公開第2011/135754号明細書
(特許文献8) 米国特許出願公開第2002/043019号明細書
(非特許文献)
(非特許文献1) SHIHENG LYU ET AL: "Titanium as a Beneficial Element for Crop Production",FRONTIERS IN PLANT SCIENCE,vol.8,no.597,(2017-04-25),pages 1-19,XP055553707,DOI: 10.3389/fpls.2017.00597
(非特許文献2) IMTIAZ MUHAMMAD ET AL: "Vanadium,recent advancements and research prospects: A review",ENVIRONMENT INTERNATIONAL,vol.80,(2015-04-19),pages 79-88,XP029216406,DOI:10.1016/J.ENVINT.2015.03.018
(非特許文献3) YANJUN LIU ET AL: "Ameliorative effect of vanady(IV)-ascorbate complex on high-fat high-sucrose diet-induced hyperglycemia,insulin resistance,and oxidative stress in mice",JOURNAL OF TRACE ELEMENTS IN MEDICINE AND BIOLOGY,vol.32,(2015-08-21),pages 155-161,XP055553711,DOI:10.1016/j.temb.2015.07.007
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0018】
本発明を開発する目的のために、植物の栽培において、特定の化学構造を有するアスコルビン酸チタン(IV)を使用すると、特定の作物に対して、未定義の構造の様々なアスコルビン酸チタン(IV)錯体の混合物であるチタン調製物の形のTiの同じ量の使用よりも、より好ましい結果が得られることが観察されている(結果の表-実施例20)。上記の比率でアスコルビン酸とチタニル塩を混合することにより得られるアスコルビン酸チタン(IV)錯体に基づく液体混合物は当該技術分野で知られているが、そのような混合物の調製中に、アスコルビン酸チタン(IV)である活性成分の量を正確に決定することは不可能である。これは、特定の植物の栽培の用途に応じて、有効成分の量を操作する問題に関連している。さらに、当技術分野で知られている未知の量のアスコルビン酸チタン(IV)錯体の混合物は、チタニル塩(IV)の形で供給されたチタンをアスコルビン酸と反応させることができるのはそのような環境でのみであるため、事実上活性物質である錯体を形成するために、液体製剤として調製される。そのようにして得られた液体製剤は、好ましくは無機塩、金属キレート、例えば、ポリオールまたは他の活性物質のような有機物質などの他の追加成分を含み、保管および輸送が困難な場合がある。さらに、液体形態での活性成分の保管は、そのような製剤における成分と加水分解過程との間の制御されない反応のリスクの増加につながる。これにより、植物および環境に有害な化合物が形成され、人間にとっては、混合物の活性(効能)が低下し、貯蔵および輸送を防止するまたは妨げる化合物が形成される可能性があり(例えば、上記のように、ガスの形成は、液体混合物が保存される容器内の圧力の上昇につながり)、妨げられた結果となる。したがって、定義された構造のアスコルビン酸を含むチタン錯体の固体製剤を提供する技術的問題、混合物中に特定の量の錯体を提供するその取得方法およびその使用を解決する必要がある。この需要を満たす発明を提供することにより、発明者らにとって、化学構造を決定する分析に供することができる純粋な形態のアスコルビン酸チタン(アスコルビン酸チタニル)の錯体および植物の栽培における錯体の投与量の最適化のために植物の栽培に使用される様々な製剤を調製するために取り扱いやすい形態の錯体の調製を開発すること、および最適化することが可能である。
【0019】
チタンとバナジウムの元素間の化学的性質の否定できない類似性のために、本発明はチタンとバナジウムの両方の錯体の製剤に関する。チタンとバナジウムはどちらも植物が適切に機能するために不可欠な要素であり、これは前述の最新技術によって確認されている。チタンとバナジウムは周期表のIV周期に属し、同様の電子構造を持つ遷移金属である。当業者は、これらの金属が受ける基本的な化学反応を知っており、それらが類似の反応機構により形成される類似の化合物を形成することは周知である。チタンとバナジウムは同じ酸化状態で存在する可能性があり、錯体の形成における同じ配位数によって特徴付けられる。本発明者らは、チタン錯体の調製と並行して、類似のバナジウム錯体を取得、精製および分析するための最適な方法を開発した。アスコルビン酸とのチタンおよびバナジウム錯体は、E. G. Ferrer, P. A. M. Williams, E. J. Baran, Verlag der Zeitschrift fur Naturforschung, Interaction of the Vanadyl (IV) cation with L-ascorbic acid and Related Systems,1998, 53b, 256., https://www.degruyter.com/document/doi/10.1515/znb-1998-0220/html; W. Jabs, W. Gaube, Z. anorg. Allg. Chem., 1984, 514, 179., https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/zaac.19845140722から知られている。
【0020】
酸化状態(IV)のチタンとバナジウムは類似の化合物を形成する:例えば、TiO、VOを含む酸化物;TiOSO、VOSO、TiCl、VClを含む塩。
【0021】
本発明の目的は、固体形態の、一般式MO(OH)z(Asc)x・yHOの金属およびアスコルビン酸錯体の製剤であり、ここで:
Mはチタンまたはバナジウムの金属であり;
AscはC
xは1~4の整数;
yは0~5の整数;
zは0または1;
MとAscのモル比は1:1~1:4であり;
賦形剤、担体、他の活性剤から選択される1つ以上の農業的に許容される物質を含む。
【0022】
好ましくは、製剤は、MとAscのモル比が1:1、1:2、1:3または1:4であることを特徴とする。
【0023】
好ましくは、製剤中の錯体の金属はチタンである。より好ましくは、錯体は、TiO(OH)(C)・1HO、TiO(C・2HO、TiO(C・3HO、TiO(C・5HOの式を有する。
【0024】
好ましくは、製剤は、金属がバナジウムであることを特徴とする。好ましくは、製剤の錯体成分は、VO(OH)(C)・1HO、VO(C・2HO、VO(C・3HO、VO(C・5HOの式を有する。
【0025】
好ましくは、製剤は、錯体が製剤の組成の0.01から99重量%の量で存在することを特徴とする。
【0026】
好ましくは、製剤は、賦形剤が、硫酸マグネシウム、硫酸カリウム、ヘプタモリブデン酸アンモニウムからなる群から選択される無機塩から選択される化合物;ベントナイトからなる群から選択される鉱物;Fe EDTA、Zn EDTA、Cu EDTA、Mn EDTAなどの微量栄養キレートからなる群から選択される金属および他の有機金属化合物から選択されるキレート;ケイ素化合物;ソルビトール、マンニトール、フミン酸およびフルボ酸のようなポリオールからなる群から選択される有機化合物、グリシン、プロリン、タンパク質加水分解物などのようなアミノ酸、尿素、ビタミン、藻類抽出物などのような植物抽出物、および、枯草菌などのような植物に有益な微生物であることを特徴とする。
【0027】
好ましくは固体形態の製剤は、水に溶解するように適合された粉末または顆粒、または土壌混入のための固体顆粒である。
【0028】
本発明の目的は、以前に得られた一般式MO(OH)z(Asc)x・yHOの金属およびアスコルビン酸錯体であることを特徴とする製剤を得るための方法でもあり、ここで:
Mはチタンまたはバナジウムの金属であり;
AscはC
xは1~4の整数;
yは0~5の整数;
zは0または1;
MとAscのモル比は1:1~1:4であり;
賦形剤、担体、その他の活性剤から選択される1つ以上の農業的に許容される物質と混合される。賦形剤は、植物が摂取する栄養成分を含む物質であってもよい。賦形剤は担体であってもよい。
【0029】
本発明の目的は、植物の栽培のための、一般式MO(OH)z(Asc)x・yH2Oの金属およびアスコルビン酸錯体の使用でもあり、ここで:
Mはチタンまたはバナジウムの金属であり;
AscはC
xは1~4の整数;
yは0~5の整数;
zは0または1;
MとAscのモル比は1:1~1:4である。
【0030】
好ましくは、使用は、植物の栽培が植物の生物刺激および/または植物害虫および病原体の発生の低減を伴うことを特徴とする。
【0031】
好ましくは、錯体は、純粋な形態または他の成分との混合物の形態で植物の栽培に使用される。また好ましくは、錯体は、水または固体製品で溶解した後の液体製品の形態で使用される。より好ましくは、水への固体製剤の溶解を、それを植物に適用する直前に行うことである。
【0032】
使用は、害虫が、キャベツ種子ゾウムシ、アワノメイガ、穀類ハムシの群から選択されることを特徴とすることが好ましい。
【0033】
使用は、病原体がアルテルナリア・ブラシカエ、ボトリチス・シネレア、フザリウム根腐れ病、クラドスポリウム・ハーバルム、セプトリア・ノドラム、ジベレラ・アベナセアの群から選択されることを特徴とすることが好ましい。
【0034】
使用は、錯体が土壌、葉に、施肥を通じて、および種子粉衣への添加として投与されることを特徴とすることが好ましい。
【0035】
好ましくは、本発明による製剤が使用される植物は、穀物、野菜、果物、観賞植物、草の群から選択される植物である。より好ましくは、植物は、小麦、アブラナ、レタスの群から選択される植物である。
【0036】
好ましくは、使用は、生体刺激が、光合成活性の増加、栄養素の取り込みを刺激する酵素活性の増加、花粉活力の増加、受粉と受精過程の活性化、微量栄養素の収量と同化の増加、生物的および非生物的ストレスに対する耐性の増加、より多くのフラボノイドを合成するための植物の刺激の増加にあることを特徴とする。
【0037】
好ましくは、使用は、錯体が植物の栽培に使用される他の混合物への添加であることを特徴とする。
【0038】
本発明の目的は、植物の栽培のために使用される請求項1記載の製剤の調製における、一般式MO(OH)z(Asc)x・yH2Oの金属およびアスコルビン酸錯体の使用でもあり、ここで:
Mはチタンまたはバナジウムの金属であり;
AscはC
xは1~4の整数;
yは0~5の整数;
zは0または1;
MとAscのモル比は1:1~1:4である。
【0039】
好ましくは、植物の栽培は、植物の生物刺激および/または植物害虫および病原体の発生の低減を伴う。
【0040】
害虫は、キャベツ種子ゾウムシ、トビイロコウモリ、シロハムシから選択される。
【0041】
使用は、病原体がアルテルナリア・ブラシカエ、ボトリチス・シネレア、フザリウム根腐れ病、クラドスポリウム・ハーバルム、セプトリア・ノドラム、ジベレラ・アベナセアの群から選択されることを特徴とすることが好ましい。
【0042】
使用は、錯体が土壌、葉に、施肥を通じて、および種子粉衣への添加として投与されることを特徴とすることが好ましい。
【0043】
錯体が使用される栽培用植物は、穀物、野菜、果物、観賞植物、草の群から選択される。より好ましくは、植物は、小麦、アブラナ、レタスの群から選択される。
【0044】
好ましくは、使用は、生体刺激が、光合成活性の増加、栄養素の取り込みを刺激する酵素活性の増加、花粉活力の増加、受粉と受精過程の活性化、微量栄養素の収量と同化の増加、生物的および非生物的ストレスに対する耐性の増加、より多くのフラボノイドを合成するための植物の刺激の増加にあることを特徴とする。
【0045】
好ましくは、使用は、製剤が水に溶解され、液体製剤として使用されることを特徴とする。
【0046】
ブレンド、混合物、組成物、製剤という用語は、本明細書では互換的に使用される。
【0047】
本発明の製剤が調製されるチタンまたはアスコルビン酸バナジウム錯体を得る方法は、以下の工程:
a)アスコルビン酸の水溶液に酸化カルシウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウムまたはそれらの混合物を加える工程、
b)式MOSOの化合物を工程a)の反応混合物に添加し、40~50℃の温度で混合する工程、
c)反応の結果として形成された硫酸カルシウム沈殿物をろ過する工程、
d)硫酸カルシウムを分離した後、難溶性の塩の形で硫酸イオンの残存量を沈殿させる物質を濾液に添加し、それらをろ過する工程、
e)得られた濾液のpHを2.5~4.8の値に調整する工程を含み、
MO(OH)z(Asc)x・yHOの一般式で特徴付けられる特定の錯体が得られるように選択され、ここで、
Mはチタンまたはバナジウムの金属であり;
AscはC
xは1~4の整数;
yは0~5の整数;
zは0または1;
MとAscのモル比は1:1~1:4である。
【0048】
1:1~1:4の範囲のモル比は、所定の範囲内の任意の比、すなわち、保護の範囲には、例えば、非限定的にモル比が、1:1;1:2;1:3;1:4;1:1.5;1:3.2;1:3.8およびその他の比率を含み、ここで、Ascに対するMの量を指定する数値は整数に限定されないものとして理解される。
【0049】
この方法の工程a)において、アスコルビン酸カルシウムは、アスコルビン酸と、酸化物、水酸化カルシウム、炭酸塩、またはそれらの混合物の形で導入されたカルシウムとの反応の結果として得られる。
【0050】
本発明の工程b)において、アスコルビン酸と錯体化されたカルシウムは、硫酸チタニル(チタニル錯体の調製用)または硫酸バナジル(バナジル錯体の調製用)の形で反応混合物に導入された金属との二重交換反応を受ける。上記の形で本方法に導入されるカルシウムの量は、硫酸チタニル(チタニル錯体の調製用)または硫酸バナジル(バナジル錯体の調製用)、および、任意に、加水分解からMOSO硫酸塩を保護するために過剰に使用される硫酸に由来する、反応に導入される硫酸イオンの量に依存する。
【0051】
工程c)では、硫酸カルシウム(石膏、CaSO・2HO)の形で結合した硫黄が除去される。好ましくは、製品汚染である硫酸カルシウムの形で存在するカルシウム含有量を減らすために、ろ過前の反応混合物の温度を65℃に上げることにより、温度の上昇に伴う硫酸カルシウムの溶解度の低下が使用される。実際の製品のカルシウム含有量の減少は、ろ過前にエチルアルコールを懸濁液に加えることによっても達成できる。高発熱過程で形成され、沈殿物の形で反応混合物から落ちる硫酸カルシウムは、反応の平衡を金属アスコルビン酸塩の形成にシフトし、過剰のアスコルビン酸は、硫酸チタニル(チタニル錯体の調製用)または硫酸バナジル(バナジル錯体の調製用)の分解から放出された金属イオンの結合を、金属アスコルビン酸塩の形態で確実にし、植物に吸収されない酸化物(MO)xへの遷移からそれらを保護する。
【0052】
硫黄の残りの痕跡は、初期の分析測定の後、石膏の除去後に残った水酸化バリウム(Ba(OH))を溶液に加え、高温の脱塩水(バライト水)に溶解すること、および、難溶性硫酸バリウム(BaSO)の形での硫黄の結合により、工程d)で製品から除去される。
【0053】
過程で形成された硫酸カルシウム、硫酸バリウムは、沈降、それに続くろ過により反応混合物から分離され、過程の終了後少なくとも数時間、好ましくは24~36時間後に行われる。
【0054】
この方法において廃棄物である、ろ過によって分離された硫酸カルシウムは、窒素、マグネシウム、および/または他の植物栄養素などの成分を添加した後、土壌肥料として、主に植物の成長に必要なカルシウムと硫黄の担体として使用することができる。
【0055】
工程e)では、反応混合物のpHを2.5~4.8の値に調整する。この目的のために、エタノールアミンが好ましく使用される。エタノールアミンは、方法の最終生成物に少量残留することを強調する必要がある。これは、表面張力を低下させる能力のために有利であり、特に葉面散布の場合、結果として生じる液滴がより大きな表面を備えて葉の表面に付着し、これは適用された溶液の成分の取り込みの効率に影響を及ぼす。
【0056】
本発明の方法の利点は、既知の方法による反応混合物の中和の過程で形成される硫酸ナトリウム、カリウム、アンモニウム、マグネシウムの形態の得られた錯体中の不純物の欠如である。不純物は、得られた溶液の増粘を引き起こし、したがってその安定性を低下させる。これは、金属アスコルビン酸塩の混合物を得るための概説された従来技術の方法の欠点および不利益である。
【0057】
上記の方法によれば、それぞれ硫酸チタニルまたは硫酸バナジルから出発して、チタニルおよびバナジル錯体が得られる。
【0058】
上記の方法で得られる錯体の利点は、想定される(定義された)形態(構造)および化学組成、すなわち高度な錯体化での金属の含有量に関して、純度と均質性が高いことである。本発明による方法は、適切な割合の試薬を使用して、すなわち、チタンまたはバナジウムイオンとアスコルビン酸のモル比を1対2にして、錯体の構造を容易に設計することを可能にする。ここで、チタンの1原子がアスコルビン酸Ti(Asc)の2つの分子に当たる。以下に示す実施形態は、上記を確認するものである。
【0059】
得られた金属アスコルビン酸塩は、使用中および保管中の低温および高温での高い安定性が特徴である。
【0060】
得られた錯体は、溶液または(水の除去後の)固体の形態であり得る。高温および日射はCOの放出により液体製品の分解を引き起こす可能性があるため、水に溶解するための固体形態は、さまざまな極端な温度および日射での長期保存時の製品の安定性だけでなく、保存容量が大きいため、より好ましい形態である。
【0061】
本発明の錯体は、植物の栽培に使用することを意図して、固体(粉末)混合物を調製し、次に液体混合物を調製するために使用できる。これらの固体製剤を提供することが、本発明の主な目的である。
【0062】
以下の実施例は、特定の構造を有する本発明による錯体を得て、植物の栽培におけるこれらの錯体の使用をもたらす、本発明による方法の実施形態を説明する。これらの実施例は、本発明を説明するためのものであり、保護の範囲を限定することを意図したものではない。
【0063】
M:Asc-錯体中のアスコルビン酸の残りに対する金属のモル比を表す。
【0064】
%m/m-は重量パーセントを表す。本明細書で使用される各%は、特に指定がない限り、重量パーセントを表す。
【0065】
実施形態における「対照」という用語は、調製物/製剤で処理されていない植物を表す。
【0066】
錯体の調製
【0067】
実施例1
Ti:Ascのモル比1:1でアスコルビン酸チタニルを得る方法
【0068】
ヒーターと撹拌機を備えたタンクに250リットルの水を入れ、50℃の温度に加熱した後、42.2kgのアスコルビン酸を入れた。溶解したら、67.0kgの量の72.0%の酸化カルシウム(CaO)を含む粉砕水酸化カルシウムCa(OH)を少量ずつ分配した。全体を40分間激しく撹拌し、温度を50℃に維持した。11.3kgのチタンを含む176.0リットルの硫酸チタニル溶液を、このようにして得られた混合物に、50分以内に非常に細い流れで導入した。全体を90分間撹拌し、その後、得られた硫酸カルシウムをろ過により分離した。得られたアスコルビン酸チタニル溶液に5リットルのバリトン水を加えて30分間撹拌した後、24時間静置し、得られた硫酸バリウムをろ過により分離した。エタノールアミンの添加により、溶液の最終pHを4.1~4.3の値に調整した。
【0069】
この溶液を噴霧乾燥機で乾燥した後、チタン含有量が最大17.3%m/mの固体生成物が得られた。
【0070】
この実施例では、一般式(TiO(OH)(C)・1HO、略称TiO(OH)(Asc)・1HOで表される構造のアスコルビン酸チタニルが得られた。
【0071】
実施例2
Ti:Ascのモル比1:2でアスコルビン酸チタニルを得る方法
【0072】
ヒーターと撹拌機を備えたタンクに300リットルの水を入れ、50℃の温度に加熱した後、84.4kgのアスコルビン酸を入れた。溶解したら、67.0kgの量の72.0%の酸化カルシウム(CaO)を含む粉砕水酸化カルシウムCa(OH)を少量ずつ分配した。全体を40分間激しく撹拌し、温度を50℃に維持した。11.3kgのチタンを含む176.0リットルの硫酸チタニル溶液を、このようにして得られた混合物に、50分以内に非常に細い流れで導入した。全体を90分間撹拌し、その後、得られた硫酸カルシウムをろ過により分離した。得られたアスコルビン酸チタニル溶液に5リットルのバリトン水を加えて30分間撹拌した後、24時間静置し、得られた硫酸バリウムをろ過により分離した。エタノールアミンの添加により、溶液の最終pHを3.2~4.0の値に調整した。
【0073】
噴霧乾燥機での乾燥過程における水の分離後の固体生成物の分析は、10.4%Ti m/mの含有量を示した。
【0074】
この実施例では、一般式TiO(C・2HO、略称TiO(Asc)・2HOで表される構造のアスコルビン酸チタニルが得られた。
【0075】
実施例3
Ti:Ascのモル比1:3でアスコルビン酸チタニルを得る方法
【0076】
ヒーターと撹拌機を備えたタンクに350リットルの水を入れ、50℃に加熱した後、126.6kgのアスコルビン酸を入れた。溶解したら、67.0kgの量の72.0%の酸化カルシウム(CaO)を含む粉砕水酸化カルシウムCa(OH)を少量ずつ分配した。全体を40分間激しく撹拌し、温度を50℃に維持した。11.3kgのチタンを含む176.0リットルの硫酸チタニル溶液を、このようにして得られた混合物に、50分以内に非常に細い流れで導入した。全体を90分間撹拌し、その後、得られた硫酸カルシウムをろ過により分離した。得られたアスコルビン酸チタニルの溶液に5リットルのバリトン水を加えて30分間撹拌した後、24時間静置し、得られた硫酸バリウムをろ過により分離した。エタノールアミンの添加により、溶液の最終pHを3.0~3.5の値に調整した。
【0077】
噴霧乾燥機での乾燥過程で水を分離した後の固体生成物には、7.4%m/mのTiが含まれていた。
【0078】
この実施例では、一般式TiO(C・3HO、略称TiO(Asc)・3HOで表される構造のアスコルビン酸チタニルが得られた。
【0079】
実施例4
Ti:Ascのモル比1:4でアスコルビン酸チタニルを得る方法
【0080】
ヒーターと撹拌機を備えたタンクに390リットルの水を入れ、50℃の温度に加熱した後、168.8kgのアスコルビン酸を入れた。溶解したら、67.0kgの量の72.0%の酸化カルシウム(CaO)を含む粉砕水酸化カルシウムCa(OH)を少量ずつ分配した。全体を40分間激しく撹拌し、温度を50℃に維持した。11.3kgのチタンを含む176.0リットルの硫酸チタニル溶液を、このようにして得られた混合物に、50分以内に非常に細い流れで導入した。全体を90分間撹拌し、その後、得られた硫酸カルシウムをろ過により分離した。得られたアスコルビン酸チタニルの溶液に5リットルのバリトン水を加えて30分間撹拌した後、24時間静置し、得られた硫酸バリウムをろ過により分離した。エタノールアミンの添加により、溶液の最終pHを2.8~3.0の値に調整した。
【0081】
噴霧乾燥機での乾燥過程で水を分離した後の固体生成物には、5.5%m/mのチタンが含まれていた。
【0082】
この実施例では、一般式TiO(C・5HO、略称TiO(Asc)・5HOで表される構造のアスコルビン酸チタニルが得られた。
【0083】
所与のモル比M:Ascを有するチタンおよびアスコルビン酸バナジル錯体を得る方法の間の完全な類似性を考えると、バナジウム錯体を得る1つの選択された例がこの説明の目的のために示される(実施例5)。本発明に包含されるバナジウム錯体の調製は、特定のチタン錯体の調製と同様に行われることは当業者には明らかである。
【0084】
実施例5
V:Ascのモル比1:1でアスコルビン酸バナジルを得る方法
【0085】
ヒーターと撹拌機を備えたタンクに250リットルの水を入れ、50℃の温度に加熱した後、176.0kgのアスコルビン酸を入れた。溶解したら、77.0kgの量の72.0%の酸化カルシウム(CaO)を含む粉砕水酸化カルシウムCa(OH)を少量ずつ分配した。全体を40分間激しく撹拌し、温度を50℃に維持した。51.1kgのバナジウムを含む276.0kgの硫酸バナジルを、このようにして得られた混合物に50分以内に少しずつ導入した。全体を90分間撹拌し、その後、得られた硫酸カルシウムをろ過により分離した。得られたアスコルビン酸バナジルの溶液に5リットルのバリトン水を加えて30分間撹拌し、24時間静置した後、得られた硫酸バリウムをろ過により分離した。エタノールアミンの添加により、溶液の最終pHを3.0~3.4の値に調整した。
【0086】
この実施例では、一般式VO(OH)(C)・HO、略称(VO(OH)(Asc)・HOで表される構造のアスコルビン酸バナジルが得られた。
【0087】
本発明を説明するために、実施例1~4で得られた錯体は、それらの構造を決定するために包括的な化学分析にかけられた。使用される原材料とチタンおよびバナジウム錯体を得る方法との間の繰り返し強調された類似性により、これらの錯体の構造がもたらされ、この説明の目的のために、実施例5に従って得られた錯体の核磁気共鳴スペクトルの分析およびバナジウムの赤外線分析が引用された。
【0088】
特にバナジウム錯体のチタン類似体について適切な分析が提供されているため、核磁気共鳴分析によりバナジウム錯体の構造を確認するために必要な情報が得られることは、当業者には明らかである。当業者はまた、チタン錯体と同様に得られたバナジウム錯体が類似の化学構造を有することを保証するであろう。
【0089】
チタンおよびアスコルビン酸錯体の構造の決定
【0090】
使用した方法
【0091】
実施例1~4で得られた固体チタンおよびアスコルビン酸錯体の構造は、以下の分光法によって決定された:核磁気共鳴(NMR)、UV-VIS分光法、赤外分光法(IR)および元素分析(C、H、Tiの含有量)。
【0092】
核磁気共鳴(NMR)スペクトルは、残留溶媒信号を基準として使用し、DO溶液中のBRUKER Advance III 600MHz装置で取得した。化学シフト値はppmで示される。
【0093】
UV-VISスペクトルは、基準として水を含む水溶液中でダブルビームJASCO V-630装置で取得した。
【0094】
IRスペクトルは、Nicolet-NEXUS FT-IR装置で取得し、担体としてKBr(ペレット化技術)を使用した。
【0095】
水和水の測定は、次のように実行された:錯体サンプルを130℃で乾燥させた。質量が確立されるまで乾燥を実施した。水の質量は、初期質量からサンプルの質量を差し引いた後に取得された。
【0096】
調査した錯体のC、H含有量の元素分析は、Super Vario Micro Cubeタイプの元素分析器による燃焼法を使用して行われた。目的は、調査したサンプルのC、Hの割合を決定することであった。
【0097】
Ti含有量の測定は、ICP-OES iCap 7600 Thermo Scientific分光光度計を使用して行った。
【0098】
実施例1に従って得られたTiO(OH)(C)・1HO錯体
【0099】
HNMR(DO)σ:3.72-3.74(2H、CH);4.02-4.03(1H、CH-OH);4.67(1H、CH)、約4.7での広い信号はHOの残留である。
【0100】
13C-NMR(DO)σ:62.4(CH2);69.4(CH);77.6(CH);115.1および168.1(C=C);175.9(C=O基)。
【0101】
UV-Vis(c=10-4モル/dm):λmax=264.0nm;UV-Vis(c=10-3モル/dm):λmax=340.0nm
【0102】
IR:C=O(1717cm-1)、C=C(1608cm-1)、OH(3000cm-1を超える広帯域)
【0103】
元素分析:理論:Ti=17.5%;C=27.4%;H=3.6%、実験的:Ti=17.3%、C=27.8%;H=3.4%
【0104】
水和水の測定:約6.73%(m/m)は、その構造内の分子が主成分1モルあたり1モルの水を含むことを示す。
【0105】
実施例2に従って得られたTiO(C・2HO錯体
【0106】
HNMR(DO)σ:3.74-3.75(2H、CH2);4.06(1H、CH);4.84(1H、CH)、約4.7での広い信号はHOの残留である。
【0107】
13C-NMR(DO)σ:62.3(CH);69.2(CH);76.9(CH);116.6および161.3(C=C);174.5(C=O基)。
【0108】
UV-Vis(c=10-4モル/dm):λmax=262.8nm;UV-Vis(c=10-3モル/dm):λmax=366nm
【0109】
IR:C=O(1755,1733cm-1),C=C(1608cm-1
【0110】
元素分析:理論:Ti=10.6%;C=32.0%;H=4.0%;(m/m)、実験的:Ti=10.4%、C=31.5%;H=3.8%(m/m)
【0111】
水和水の測定:約8.35%(m/m)は、その構造内の分子が主成分1モルあたり2モルの水を含むことを示す。
【0112】
実施例3に従って得られたTiO(C・3HO錯体
【0113】
HNMR(DO)3.74-3.75(2H、CH);4.05-4.07(1H、CH);4.91(1H、CH)および約4.7のワイド(カット)信号は、HOの残留である。
【0114】
13C-NMR(DO)σ:62.2(CH);69.0(CH);76.5(CH);117.5および157.4(C=C);173.7(C=O基)。
【0115】
UV-Vis(c=10-4モル/dm):λmax=261.0nm;UV-Vis(c=10-3モル/dm):λmax=340-370nm
【0116】
IR:C=O(1755cm-1)およびC=C結合(1655cm-1)、OH(3000cm-1を超える広帯域)
【0117】
元素分析:理論:Ti=7.5%;C=33.6%;H=4.2%(m/m)、実験的:Ti=7.4%、C=33.4%;H=4.3%(m/m)
【0118】
水和水の測定:約9.78%(m/m)は、その構造内の分子が主成分1モルあたり3モルの水を含むことを示す。
【0119】
実施例4に従って得られたTiO(C・5HO錯体
【0120】
HNMR(DO)3.73-3.74(2H、CH2);4.03-4.04(1H、CH);4.76(1H、CH)、約4.7の広い信号はHOの残留である。
【0121】
13C-NMR(DO)σ:62.4(CH);69.3(CH);77.3(CH);115.8および164.5(C=C);175.2(C=O基)。
【0122】
UV-Vis(c=10-4モル/dm):λmax=264.0nm;UV-Vis(c=10-3モル/dm):λmax=340-370nm
【0123】
IR:C=O(1736cm-1)、C=C(1624cm-1)、OH(3000cm-1を超える広帯域)
【0124】
元素分析:理論:Ti=5.6%;C=33.7%;H=4.4%(m/m)、実験的:Ti=5.5%、C=33.3%;H=4.2%(m/m)
【0125】
水和水の測定:約10.26%(m/m)は、構造内の分子が主成分1モルあたり5モルの水を含むことを示す。
【0126】
実施例5に従って得られたVO(OH)(C)・1HO錯体
【0127】
H-NMR、σ:3.74-3.75(2H、CH2);4.06(1H、CH);4.84(1H、CH)および約4.5の広い信号はHOの残留である。
【0128】
IR:OH(3421cm-1)、CH(2923cm-1)、C=O(1736cm-1)、C=C(1625cm-1)、C-H,C-O(1375cm-1,1163cm-1,1119cm-1,1040cm-1,976cm-1
【0129】
実施例6
特定の錯体の溶液安定性の研究
【0130】
本発明による錯体の実施された安定性研究の結果として、溶液の形態のこれらの錯体は、当技術分野で知られているチタン錯体よりも高い安定性を有することが見出された。最も安定した溶液は、Ti:Asc 1:2の比率の(TiO(Asc)・2HO)の錯体であり、同様にV:Asc 1:2の比率の(VO(Asc)・2HO)の錯体であった。
【0131】
水に溶解して得られた、アスコルビン酸チタニルの5%溶液(Ti:Ascのモル比1:2の(TiO(Asc)・2HO)は、良好な物理化学的特性を示し、-5~+40℃の温度で安定したままであり、最長12ヶ月の長期保管中に安定である。-7℃未満の温度に過冷却した後、生成物は完全に凍結し、温度を0℃以上に上げた後、生成物は完全に解凍され、元の物理化学的特性および植物成長の刺激因子としての特性を保持する。
【0132】
上記の安定性研究の結果により、Ti:Ascの1:2の比率の錯体(TiO(Asc)・2HO)について、植物への影響に関する研究が行われた。比較のために、得られた他のチタン錯体の研究も行った。
【0133】
実施例7
固体のTi:Ascのモル比1:2の(TiO(Asc)・2HO)アスコルビン酸チタニル製剤を得る方法
【0134】
実施例2からのTi:アスコルビン酸の1:2モル比で得られたアスコルビン酸チタニルの溶液を、乾燥機からの入口にて250℃の加熱ガスおよび出口にて95℃の温度で噴霧乾燥した。生成物は、チタン(Ti)10.4%(m/m)からなる粉末の形態、TiO(Asc)・2HOの構造で得られた。流動床を備えた噴霧乾燥機を使用する場合、固体生成物が微粒の形で得られ、粉末と比較してより大きな粒子サイズにより、したがって、使用の観点から、使用中のより小さな粉塵により特徴付けられる。製品の両方の形態は、水に対して非常に良好な溶解性を備えた暗褐色である。液体と粉末の両方の肥料混合物で使用され、植物の成長を刺激し、使用される多量および微量栄養肥料の効率を改善する。
【0135】
この生成物は、植物の栽培(種まきを含む)および畜産で使用するために、現在のニーズに合わせて自由に設計された多くのルース、粒状、液体混合物の成分になり得る。
【0136】
得られた固体形態のアスコルビン酸塩は、栄養素または生物刺激剤とともに植物の成長に影響を与える可能性のある他の成分と任意の固体ブレンドに組み合わせることができる。これらの化合物は上記にリストされている。
【0137】
上記のアスコルビン酸塩を上記の賦形剤と共に固体製剤に使用すると、製剤中の濃度の範囲および化合物の群の数が大幅に広がり、そのような製剤に入れることができ、安定性の問題(沈殿、水への溶解度の制限)から、液体製剤では不可能である。
【0138】
実施例8
Ti:Ascのモル比1:2の(TiO(Asc)・2HO)アスコルビン酸チタニルを含む、固まっていない形の肥料製剤の調製方法
【0139】
撹拌機とシュレッダーを備えたミキサーに、113.0kgの尿素((NHCO)と522.0kgの硫酸マグネシウム(MgSO)を導入し、シュレッダーを備えたミキサーを4分間作動させて尿素顆粒を破壊した。ミキサーを停止した後、他の成分、微量栄養素担体:ホウ酸(HBO)46kg;硫酸銅(CuSO)18.0kg;硫酸亜鉛(ZnSO)24.0kg;塩化コバルト(CoCl)0.9kg;ヘプタモリブデン酸アンモニウム((NH)6Mo24)0.4kgを追加した。次に、キレートをエデト酸の2-ナトリウム塩の形で加えた:35kgの量で15%の銅含有量のCu EDTA:15%の亜鉛含有量のZn EDTA 53.2kg;13%のマンガン含有量のMn EDTA 92.0kg:13%の鉄含有量のFe EDTA 92.0kg。上記の微量栄養素担体の原料の量に、チタン含有量が10.4%(m/m)の3.9kgの遊離アスコルビン酸チタン(Ti:アスコルビン酸 1:2;iO(Asc)・2HO)を加えた。ミキサーの内容物を完全に混合してから調合した。固まっていない生成物が次の含有量(m/m)で得られた:ホウ素(B)0.8%;銅(Cu)0.9%;亜鉛(Zn)1.64%;マンガン(Mn)1.2%;モリブデン(Mo)0.02%;コバルト(Co)0.02%;鉄(Fe)1.2%;窒素(N)5.2%;マグネシウム(MgO)12.1%;およびチタン(Ti)0.04%。トウモロコシの栽培には微量栄養素の典型的なブレンドが使用される。250~300リットルの水に溶かして葉面散布の形で、BBCH 18~20期における必要に応じて、つまり8~10枚の葉に0.8~1.5kgの量で2回使用し、BBCH 22~39期においては、12を超えると9ノードになる。
【0140】
実施例8は、水で溶解した後の植物の栽培に使用するためのアスコルビン酸チタニルとの固まっていない肥料の混合物の調製を記載している。当業者は、当技術分野の一般的な知識に基づいて固体製剤を得るための製剤および条件を提供し、製剤の設計された組成にそれらを適合させることができる。製剤の組成は、製剤が使用される栽培中の植物に依存する。
【0141】
同様に、V:Asc 1:2(VO(Asc)・2HO)のアスコルビン酸バナジウム錯体の例が実施されている。チタン錯体についての上記および下記の例は、対応するバナジウム錯体と同様に実施できることは当業者には明らかであろう。
【0142】
実施例9
Ti:Ascのモル比1:2の(TiO(Asc)・2HO)でアスコルビン酸チタニルを含む、種子粉衣用の懸濁肥料製剤の調製方法
【0143】
撹拌機が作動し、加熱の可能性があるタンク内の温度45℃の610lの水に、以下を追加した:1.3kgのヘプタモリブデン酸アンモニウム((NHMo24);12.0kgのホウ酸(HBO);15.0kgの塩化マンガン(MnCl);117.3kgのエデト酸の4ナトリウム塩;100.0kgの塩化マグネシウム(MgCl)および40.0kgの尿素((NHCO)。透明な溶液が得られるまで温度を40~45℃に維持しながら、全体を30分間撹拌した。次に以下を追加した:8.0kgの硫酸カリウム(KSO);15.0kgの硫酸亜鉛(ZnSO);25.0kgのリン酸カリウム(KHPO)、8kgのフルボ酸および10kgのフミン酸に続いて、Ti:アスコルビン酸(TiO(Asc)・2HOの1:2モル比で17.3kgのアスコルビン酸チタニルおよび160.0kgのベントナイトを添加した。このようにして得られた混合物を45℃の温度で480分間激しく撹拌した。穀物などの種子粉衣用の懸濁肥料が得られたが、これは通常、抗真菌性肥料と一緒に使用される。ラベルに示された量で使用される殺菌剤と一緒に、200mlの量で使用する。1000mlの水を補充した後、肥料に100kgの穀物を使用する。
【0144】
実施例9は、種子粉衣による植物の栽培で直接使用するための固体アスコルビン酸チタニルとの液体肥料ブレンドの調製を記載している。
【0145】
実施例10
Ti:Ascのモル比1:2の(TiO(Asc)・2HO)でアスコルビン酸チタニルを含む、液体形態の肥料製剤の調製方法
【0146】
反応器に620リットルの水を入れ、38kgの水酸化カリウム(KOH)を入れ、続いて90kgの75%オルトリン酸(HPO)を少量の流れで入れた。全体を60分間撹拌した。次に、溶液を20℃の温度に冷却した後、30kgの25%のアンモニア水(NHOH)と105kgの硫酸カリウム(KSO)を入れ、全体を30分間撹拌した。次に、キレートを、エデト酸の2ナトリウム塩の形で反応器に加えた:0.8kgの量の15%の銅含有量のCu EDTA:15%の亜鉛含有量のZn EDTA 0.7kg;13%のマンガン含有量のMn EDTA 0.8kg:13%の鉄含有量のFe EDTA 1.5kg、および10.4%(m/m)のチタン含有量の遊離アスコルビン酸チタン(Ti:アスコルビン酸1:2;iO(Asc)2・2HO)2kgが添加された。次いで、反応器の内容物を45℃の温度に加熱し、10kgのクエン酸を加え、次に300kgの尿素を少しずつ加えた。
【0147】
実施例11
Ti:Ascのモル比1:2の(TiO(Asc)・2HO)アスコルビン酸チタニルを含む、固まっていない形で生体刺激効果のある製剤を調製する方法
【0148】
撹拌機を備えた固体のミキサーに、次のものを導入した:911.5kgのタンパク質加水分解物(総アミノ酸の87%と遊離アミノ酸の8%を含む)、30kgのマンニトール、8kgの海藻抽出物(アスコフィラム・ノドサム)。アミノ酸の含有量を増やすために、5kgのグリシン、10kgのトリプトファンを加えた。次に、ケイ素含有量がSi=20%の水に完全に溶解するOptysil Ultraケイ素製剤30kg、0.5kgのビタミンB1、1kgの枯草菌凍結乾燥物(1012 CFU)を加えた。
【0149】
チタン含有量が10.4%(m/m)の4kgの固まっていないアスコルビン酸チタン(Ti:アスコルビン酸 1:2、TiO(Asc)・2HO)を上記の量の原料に加えた。ミキサーの内容物を完全に混合してから調合した。
【0150】
実施例12
Ti:Ascのモル比1:2の(TiO(Asc)・2HO)のアスコルビン酸チタニルを含む、顆粒状の土壌施用のための顆粒状の固形肥料製剤の調製方法
【0151】
圧縮
混合システムを備えたコンパクタ・コンテナに、次のものを導入した:166.6kgの硫酸アンモニウム、50kgのリン酸二アンモニウム、200kgの亜リン酸塩、213kgの硫酸カリウム、54kgの塩化カリウム、150kgの生マグネサイト、160kgの硫酸マグネシウム一水和物、1.4kgの硫酸鉄一水和物、0.85kgの硫酸銅、1.36kgの硫酸マンガン、1.6kgのホウ酸、1kgの硫酸亜鉛一水和物、45%のモリブデンを含む混合物 0.17kg。チタン含有量が10.4%(m/m)の3.9kgの遊離アスコルビン酸チタン(Ti:アスコルビン酸 1:2、TiO(Asc)・2HO)を上記の量の原料に加えた。ミキサーの内容物を完全に混合してから調合した。
【0152】
成分を完全に混合した後、コンテナ全体を押しつぶし、その後、粉砕およびふるいを通してふるいにかけた。このようにして得られた顆粒に調合を施した。
【0153】
粒状化:
次の原料をミキサーに入れた:460kgの尿素、133.3kgのリン酸二アンモニウム、300kgの硫酸カリウム、10kgのマグネサイト、0.57kgのホウ酸、0.08kgの硫酸コバルト、0.42kgの硫酸銅、17kgの硫酸鉄一水和物、3.25kgの硫酸マンガン、0.35kgのモリブデン原料、0.3kgの硫酸亜鉛一水和物。チタン含有量が10.4%(m/m)の3.9kgの遊離アスコルビン酸チタン(Ti:アスコルビン酸 1:2、TiO(Asc)・2HO)を上記の量の原料に加えた。
【0154】
成分を完全に混合した後、製品はディスク造粒機に運ばれる。
【0155】
700リットルの水と500kgの硫酸マグネシウム七水和物を、撹拌機を備えた反応器に入れた。清澄化後、溶液を造粒機に輸送した。
【0156】
固まっていない混合物を、事前に調製した硫酸マグネシウム溶液を噴霧した回転ディスク上に投与した。生成された顆粒はコンベヤーベルトに移され、熱風が顆粒上を流れるドラムに送られる。そのようにして乾燥した顆粒をふるいにかけ、調合した。
【0157】
本発明による錯体の使用-害虫および/または病原体の発生に対する制限
【0158】
本発明による製剤(本発明による固体ブレンドを溶解した後に得られる液体調製物)の効果に関する実験は、ビンナ・グラの実験ステーションにあるポズナンの植物保護研究所で、冬セイヨウアブラナ、冬小麦およびトウモロコシ植物に対して実施した。
【0159】
実施例13~23で使用される調製物は、作業溶液、種子粉衣懸濁液、土壌施用用固体顆粒を調製するための固体製剤であり、および他の成分との適切なアスコルビン酸塩錯体の固体安定製剤を水に溶解することにより得られる液体製剤である。
【0160】
実施例13
冬アブラナの栽培に使用される製剤における、Ti:Ascのモル比1:2の(TiO(Asc)・2HO)アスコルビン酸チタニルの使用-植物の発達への効果と害虫および/または病原体の発生に対する制限
【0161】
Artoga型の冬セイヨウアブラナによる実験は、害虫や病原体による侵入による収量の増加と植物被害の減少に対する(TiO(Asc)・2HO)を使用するアスコルビン酸チタニルの有益な効果を示している。調製物は、以下の日付:I-BBCH 21-36、II-BBCH 50-61、III-BBCH 69-73でBBCHの国際的スケールで表されたアブラナの発達段階で32.6g TiO(Asc)・2HO/haの用量で葉面散布された。アブラナ収量は、対照の組み合わせと比較して15%増加した。アルテルナリア・ブラシカエによる長角果の感染は、対照の組み合わせよりも52%少なかった。ボトリチス・シネレアによる長角果の感染は、対照の組み合わせよりも77%少なかった。キャベツ種子ゾウムシによって損傷した長角果は、対照の組み合わせよりも80%少なかった。
【0162】
実施例14
Wilga型のトウモロコシの栽培に使用される製剤における、Ti:Ascのモル比1:2の(TiO(Asc)・2HO)アスコルビン酸チタニルの使用-植物の発達への効果と害虫および/または病原体の発生に対する制限
【0163】
Wilga型のトウモロコシの実験では、葉面散布された製剤が、収量とトウモロコシノメイガによる植物の損傷(植物への噛みつき)の減少に有益な効果を示した。調製物は、以下の日付:I-BBCH 12-14、II-BBCH 18-20、III-BBCH 35-39でBBCHの国際的スケールで表されたトウモロコシの発達段階で32.6g TiO(Asc)・2HO/haの用量で適用された。トウモロコシの収量は、対照の組み合わせと比較して13%(m/m)増加した。有機チタニウム錯体を含む製剤で処理しなかった植物と比較して、アワノメイガによる感染の43%の減少が認められた。
【0164】
実施例15
Figura型の小麦の栽培に使用される製剤における、Ti:Ascのモル比1:2の(TiO(Asc)・2HO)アスコルビン酸チタニルの使用-植物の発達への効果と害虫および/または病原体の発生に対する制限
【0165】
Figura型の小麦の実験は、収穫量と害虫による植物被害の減少および病原体による寄生に対する葉面散布の有益な効果を実証した。調製物は、以下の日付:I-BBCH 22-29、II-BBCH 30-51、III-BBCH 51-73でBBCHの国際的スケールで表された小麦の発達段階で32.6g TiO(Asc)・2HO/haの用量で適用された。小麦の収量は、対照の組み合わせと比較して16%(m/m)増加した。
【0166】
さらに、有機チタニウム錯体を含む製剤で処理しなかった植物と比較して、穀物ハムシによる寄生の74%の減少が認められた。アスコルビン酸チタニルで処理された植物では、茎基部の脆弱性を介した侵入は4%であったが、対照の組み合わせでは48%の侵入植物があった。噴霧した植物ではフザリウム根腐れ病の症状は見られなかったが、対照植物(対照群)では12%の寄生が見られた。
【0167】
穂を攻撃する病気の場合、対照の組み合わせで、20%のクラドスポリウム・ハーバルム、10%のセプトリア・ノドラム、10%のジベレラ・アベナセアによる感染が見つかった。散布された植物では、感染はそれぞれ1%、1%、0%であった。
【0168】
植物の栽培にアスコルビン酸チタンを使用する実用的な試みにより、本発明の方法で調製したTi:Ascのモル比1:2の(TiO(Asc)・2HO)で、植物に使用した場合の貯蔵中および本発明による製剤などの任意の肥料溶液および混合物の調製中の安定性、および/または液体または固まっていない形態での病原体および害虫の発生の減少の良好な有効性が確認された。
【0169】
実施例16
Figura型の小麦の栽培におけるV:Ascのモル比1:2の(VO(Asc)・2HO)アスコルビン酸バナジルの使用-植物の発達への影響および害虫および/または病原体の発生に対する制限
【0170】
実験は、Ti:アスコルビン酸のモル比1:2の(TiO(Asc)・2HO)のチタン錯体と同様に実行された。初期の研究により、本発明によれば、フザリウム根腐れ病ならびに植物の穂に影響を与える疾患によって引き起こされる症状の除去に対するバナジウム錯体の好ましい効果が明らかにされた。病原性症状は、チタン錯体の使用と同様に大幅に減少した。
【0171】
本発明の方法によって調製された、V:Ascのモル比1:2(VO(Asc)・2HO)で、植物の栽培にアスコルビン酸バナジルを使用する実用的な試みにより、植物に使用した場合の貯蔵中および本発明による製剤などの任意の肥料溶液および混合物の調製中の安定性、および/または液体または固まっていない形態での病原体および害虫の発生の減少の良好な有効性が確認された。
【0172】
本発明による錯体の使用-生体刺激
【0173】
実施例17
バターヘッドレタスの栽培におけるアスコルビン酸チタニルの使用-栄養素の摂取に対する効果
【0174】
事前に200リットルの水に溶かした後、一回の噴霧で、TiO(OH)(C)・1HOは9.7g/ha(0.005%、0.0085%Ti)の量で使用され、(TiO(C・2HO)は16.3g/ha(0.008%、0.0085%Ti)の量で使用され、TiO(C)3・3HOは22.9g/ha(0.011%、0.0085%Ti)の量で使用され、TiO(C・5HOは30.9g/ha(0.015%、0.0085%Ti)の量で使用された。噴霧は、可能な限り最小の液滴設定で手動噴霧器により実行された。植物は約30cmの距離から均等に噴霧された。
【0175】
基材:チョークで脱酸した泥炭(生産者:Hollas)と、4~8mmの顆粒で洗浄した石英砂の混合物。混合物の体積比:1:4。3kg/mの量のAgrofoska(Intermag)肥料を基材に加えた。約3lの容量のポットを使用した。
【0176】
同じ濃度の加工液を含む製剤で2回噴霧した。実験の7日目に1を噴霧する;実験の14日目に2を噴霧する。
【0177】
実験はランダム化され、各組み合わせに対して10回の繰り返しがあった(1回の繰り返し=1つのポット)。
【0178】
一実施形態として、実験の20日目に測定が行われた。表は、選択されたパラメータと選択された最良のプロトタイプの平均を示している。
【0179】
栄養素の含有量は、乾燥質量含有量に基づいて、植物の地上部でテストされた。
【表1】
【0180】
実施例18
アブラナ栽培におけるアスコルビン酸チタニルの使用-栄養量の増加と栄養素の摂取に対する効果
【0181】
アブラナにチタン錯体を使用する実験は、実施例14と同様に行われた。一実施例として、実験の20日目に測定が行われた。表は、選択された特徴と選択された最良のプロトタイプの平均を示している。
【0182】
栄養素の含有量は、乾燥質量含有量に基づいて、植物の地上部でテストされた。
【表2】
【0183】
実施例19
小麦の栽培における固形製剤アスコルビン酸チタニルTiO(Asc)・2HOの使用-植物のクロロフィル合成および栄養素の摂取に対する効果
【0184】
小麦に固体製剤TiO(Asc)・2HOのチタン錯体を使用する実験は、実施例14と同様に実施された。一実施例として、実験の20日目に測定が行われた。表は、選択された特徴と選択された最良のプロトタイプの平均を示している。
【0185】
栄養素の含有量は、乾燥質量含有量に基づいて、植物の地上部でテストされた。
【表3】
【0186】
実施例20
アイスバーグレタスの栽培における製剤アスコルビン酸チタニルの使用-栄養質量の増加、クロロフィルの合成およびフラボノイドの含有量への効果
【0187】
Rubette型のアイスバーグキャベツレタス(Lactuca sativa)は、泥炭基質で満たされた容量3lのポットのプラスチックトンネルで栽培された。Ti:Ascのモル比1:2の(TiO(C・2HO)アスコルビン酸チタニルおよびモル比1.5:1のアスコルビン酸液体チタニル(特許明細書PL 163688またはPL 214628の方法によりin situで取得)を全栽培中に葉状に2回散布し、両方の製剤の加工液中のチタンの濃度は0.00085%Tiであった。2回の適用で、ヘクタールあたりの総チタン量は3.4g Ti/haであった。実験はランダムブロックシステムで実行され、組み合わせは4ブロックで描画された。組み合わせごとに20のレタス植物があった。
【0188】
固体製剤TiO(C・2HOの葉面散布は、in situで得られたアスコルビン酸チタニルの適用と比較して(対照対象の植物と比較して)、レタスの一玉の質量とクロロフィルの含有量を増加させた。同時に、固形製剤を使用すると、フラボノイドの蓄積レベルが高くなった。フラボノイドは抗酸化化合物であり、非生物的および生物的ストレス因子の影響下で形成される活性酸素種から植物細胞構造を保護する。これらの化合物は、生育環境の不利な条件が発生したときに最初に合成される。液体製剤と比較して、固体製剤(TiO(C・2HO)の適用の影響下でこれらの化合物の合成を増加させると、アスコルビン酸チタニル(TiO(C・2HO)が植物の抗酸化能力を高めることが示され、したがって、植物の好ましくない生育条件、すなわち干ばつのような非生物的ストレスに対する抵抗性を高める。
【表4】
【0189】
実施例20は、当技術分野で公知の液体製剤よりも固体製剤のより効果的な作用を示している。
【0190】
実施例21
アイスバーグレタスの栽培における固形製剤中のV:Ascのモル比1:2(VO(C・2HO)アスコルビン酸バナジルの使用-栄養質量の増加、クロロフィル合成、フラボノイド含有量および栄養素の摂取に対する効果。
【0191】
実験は、Ti:アスコルビン酸のモル比1:2または1.5:1(実施例20)でチタン錯体と同様に実施された。VO(C・2HOを葉面噴霧の形で2回使用し、加工液中のバナジウム濃度は0.001%Vであった。2回の適用で、ヘクタールあたりの総微量栄養素量は10g V/haであった。
【0192】
提示された研究結果は、レタス植物の成長と発達に対するVO(C・2HOの有益な効果を示している。VO(C・2HOを葉面散布すると、レタス一玉の質量が対照と比較して14%増加した。さらに、V:Ascのモル比1:2のアスコルビン酸バナジウムは、クロロフィル含量を増加させた。また、対照対象とVO(C・2HOで処理した組み合わせとの間で、フラボノイドの蓄積レベルに違いが発見された。
【表6】
【0193】
アスコルビン酸バナジルで処理されたレタス植物は、主要栄養素含量の点で、対照植物よりも栄養価が高かった。
【表7】
【0194】
実施例22
セロリの栽培における固形製剤中のV:Ascのモル比1:2(VO(C6H7O6)2・2H2O)アスコルビン酸バナジルの使用-栄養質量増加、クロロフィル合成およびフラボノイド含有量への効果。
【0195】
セロリ(Apium graveolens)の栽培は、泥炭基質で満たされた容量3lのポット内のプラスチックトンネルで行われた。V:Ascのモル比1:2の(VO(C・2HO)アスコルビン酸バナジルをBBCH期の全栽培中に細かい液滴の噴霧の形で3回適用した:4-16(4-6葉)、19-40(10およびより多くの葉)と42-44(根の発達)。5g V/ha(0.001%)と10g V/ha(0.002%)の2つのバナジウムが使用された。実験はランダムブロックシステムで実行され、組み合わせは4ブロックで描画された。組み合わせごとに20のセロリ植物があった。
【0196】
セロリの葉の質量は、バナジウムを5gと10g/haの量で散布することで増加した。根の質量の場合、10g V/haよりも5g V/haの用量でより大きな生体刺激効果が観察された。少量投与の場合、対照対象の植物と比較して、根の質量は23%増加し、一方、10g V/haの用量では、11%増加した。5g V/haの投与量は、セロリの品質パラメータ、葉の乾燥質量、クロロフィルとフラボノイドの含有量にプラスの影響を与えた。しかし、10g V/haの投与量は、葉の乾燥質量の増加とフラボノイド含有量の増加に寄与した。この実験の結果は、野菜植物の有用性収量の増加とその定性的パラメータに対する低用量のバナジウムの生体刺激効果を示している。
【表8】
【表9】
【0197】
実施例23
ダイコンの栽培におけるV:Ascのモル比1:2(VO(C・2HO)アスコルビン酸バナジルの使用-栄養質量の増加、クロロフィル合成、およびフラボノイド含有量への効果。
【0198】
Ronda型のダイコン(Raphanus sativus)は、泥炭地のプラスチックトンネルで栽培された。V:Ascのモル比1:2(VO(C・2HO)のアスコルビン酸バナジルを全栽培中に葉面噴霧の形で2回散布し、加工液中のバナジウム濃度は0.004%Vであった。2回の適用で、ヘクタールあたりのバナジウムの総投与量は20g V/haであった。実験はランダムブロックシステムで実行され、組み合わせは4ブロックで描画された。組み合わせごとに20の植物があった。
【0199】
アスコルビン酸バナジルVO(C・2HOの葉面散布は、対照植物と比較してダイコンの質量を12%増加させた。また、葉の根と葉緑素の乾燥質量含有量がわずかに増加した。さらに、バナジウム処理した植物では、干ばつによって引き起こされる酸化ストレスから植物細胞を保護するフラボノイドの含有量が、対照に比べてほぼ2倍に増加した。
【表10】