EP0808099A1 - Composition filmogene destinee a l'enrobage ou au pelliculage de semences; procede de traitement de semences l'utilisant et semences ainsi traitees - Google Patents
Composition filmogene destinee a l'enrobage ou au pelliculage de semences; procede de traitement de semences l'utilisant et semences ainsi traiteesInfo
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Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N3/00—Preservation of plants or parts thereof, e.g. inhibiting evaporation, improvement of the appearance of leaves or protection against physical influences such as UV radiation using chemical compositions; Grafting wax
Definitions
- Film-forming composition intended for coating or film-coating seeds ; process for treating seeds using it and seeds thus treated.
- the subject of the present invention is new film-forming compositions intended for coating or film-coating seeds in particular with a view to ensuring their protection against their deterioration during aging, in particular during storage.
- It also relates to a process for treating seeds using this coating or film-coating composition and the seeds thus treated.
- the main object of the present invention is to remedy these drawbacks by providing a solution capable of being applied easily on an industrial scale.
- solutions of ascorbate or methionine salts are commonly applied to fruits or to the different leaf stages of plants in order to protect them from damage caused by air pollution.
- ascorbic acid is used at the time of sowing, either by being incorporated into the germination substrate (filter paper, sand, potting soil) or as a pre-soaking bath for seeds.
- the present application aims to cover a film-forming composition intended for the coating or the film coating of seeds with a view to ensuring their protection against their deterioration during aging, in particular during storage, characterized in that that it includes, expressed in relation to its dry matter:
- At least one antioxidant in an amount by weight of between 0.1 and 30%, preferably between 1% and 20%.
- a coating composition not only makes it possible to improve the germination of the seeds by acting at the time of sowing, but also quite surprisingly ensures the protection of these seeds against deterioration during aging.
- This composition applies more particularly to the coating which consists in depositing on the surface of the seeds a thin film of biodegradable polymers in which are included various agrochemical substances. The shape and size of the seeds, during this process, are only slightly modified.
- This composition can also be applied to the coating which consists in modifying the size and the shape of a seed by a significant contribution of inert material. Several phytosanitary substances can thus be located more precisely in the different strata of the pill thus formed.
- the antioxidant substance (s) responsible for this effect can be distributed uniformly over the seeds and can act on the agents responsible for their deterioration upon their formation, that is to say in particular during the storage and aging of the seeds but also during their germination.
- the film-forming substance (s) form (s) the main network of the film in which the antioxidant agent (s) is (are) included.
- a film-forming substance suitable in the context of the present invention generally consists of a polymer allowing the formation of a film permeable to water and gas exchanges, biodegradable and without phytotoxic effect for the plant material.
- polymer capable of being used for this purpose mention will be made more particularly of cellulose derivatives, in particular cellulose esters or ethers such as, for example, methylcellulose, hydroxypropylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, cellulose acetophthalate, cellulose acetate or ethylcellulose; natural polysaccharides such as in particular modified starches, gums such as guar gum, xanthan gum or gum arabic, alginates, chitosans; as well as vinyl or acrylic derivatives.
- cellulose derivatives in particular cellulose esters or ethers such as, for example, methylcellulose, hydroxypropylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, cellulose acetophthalate, cellulose acetate or ethylcellulose
- natural polysaccharides such
- antioxidants capable of being used in the context of the present invention, mention will be made more especially of ascorbic acid and its salts (especially calcium and sodium); tocoph ⁇ rols, especially vitamin E; pol y amines, such as, for example, spermine, spermidine, putrescine, agmatine, cadaverine; flavonoids such as quercetin, myricetin, kaempferol, catechin, luteolin; carot ⁇ noids, in particular ⁇ -carotene; phenolic compounds such as, for example, thymol, carvacrol, zingerone, 6-gingerol, hydroxytyrosol, butylhydroxyanisolc, butylhydroxytoluene; amino acids such as arginine, histidine, cysteine, tryptophan, lysine, threonine and methionine or its derivatives such as lauroylmethionine or acetyl DL magnesium methioninate; squalen
- a preferred antioxidant will be chosen from ascorbic acid and its salts; polyamines and in particular spermine; zinc-based substances and in particular zinc gluconate; as well as their mixtures.
- the film-forming composition must be aqueous and therefore film-forming polymers and water-soluble antioxidant agents will be chosen, in particular from those mentioned above.
- a film-forming composition according to the invention also comprises at least one plasticizing substance, in an amount by weight, expressed relative to the dry matter of the composition, of between 0% and 50%, preferably between 5% and 30 %.
- plasticizing substances make it possible to improve the spreading qualities of the main film, as well as its physical properties.
- plasticizing substances which may be used for this purpose, mention will be made more particularly of glycol, sorbitol, glycols, and their aliphatic ethers or esters; surfactants, preferably nonionic, in the form of carbohydrate or glycerol esters or ethers, or more or less ethoxylated alcohols and fatty acids.
- a film-forming composition according to the invention can also comprise one or more additives chosen from dyes and fillers usually used to modify the properties of the coating material and the protection of said material, in an amount by weight. , expressed relative to the dry matter of the composition, of between 0% and 90%, preferably between 5% and 70%.
- dyes which may be used for this purpose, mention may be made, for example, of the following dyes, in soluble form or in the form of lacquers: methyl violet 2B, cochineal red, orange yellow S, as well as pigments such as for example mica-titanium, titanium dioxide, iron oxide, zinc oxide, magnesium oxide, black 7 or else pigment pastes containing for example red 48, red 112, blue 15, green 7 dispersed in a suitable solvent.
- opacifying agents such as, for example, talc, mica, cellulose
- hydrofugants such as for example fatty acids and their derivatives, silicone polymers and wetting agents promoting the spreading of the film-forming composition, and therefore making it possible to improve the coverage and the appearance of the coated seeds.
- ethoxylated alkylphenols or phosphoric esters of fatty acids can be used as wetting agents.
- a film-forming composition according to the invention can be either in liquid form with a dry matter content of between 10% and 70%, preferably between 20 and 40%, or even in dry form, that is to say in form of powders or granules, preferably water-dispersible.
- a film-forming composition can be prepared by known methods widely described in the literature to which those skilled in the art may refer, and in particular to patents FR-A-2,548,675 and US-4,665,648.
- various active materials such as in particular fungicides, insecticides, herbicides, moUuscids, repellents or growth substances, may be added to the film-forming compositions according to the invention.
- active ingredients may be added in an amount by weight, expressed relative to the dry matter of the composition, of between 1% and 50%, preferably between 3% and 30%.
- phytosanitary active ingredient with antioxidants within the film-coating composition may prove to be particularly advantageous insofar as some of these active ingredients are capable of degrading on contact with the soil, releasing oxidized compounds whose toxic effects for the seed are neutralized by antioxidants.
- the present application aims to cover a process for treating seeds intended in particular to prevent their deterioration during aging, in particular during storage, characterized in that it consists in coating or in coating said seeds, beforehand during their storage, with a film-forming composition incorporating an effective amount of at least one antioxidant agent.
- the aforementioned coating or lamination of the seeds is carried out either by spray-drying, or by churning.
- Spray-drying is a known process for coating solid forms dry. It consists here of spraying the moving seeds with an aqueous film-forming composition as described above while a flow of air permanently ensures the drying of the seeds.
- the churning technique is a process also known for the film-coating or coating of solid forms by the wet method and consists here of agitating the seeds inside a rotary mixer in the presence of a film-forming composition as described above.
- the film-forming composition is used for the above-mentioned coating treatment in an amount by weight of between 2 and 50 expressed in grams of dry matter per kilogram of seed.
- the amount of film-forming composition used can be between 100 and 1000 grams of dry matter per kilogram of seed.
- the present application aims to cover the coated seeds using the film-forming compositions described above, in particular by means of the aforementioned methods.
- Water 100% supplement Apply for thirty seconds to 100 grams of sunflower seeds, moving in a rotary mixer, 3 grams of a film coating mixture consisting of 0.1 gram of a fungicide (benlate®), one gram of the coating formula and 1.9 grams of distilled water. The seeds are left at room temperature for 24 hours to allow them to dry.
- a film coating mixture consisting of 0.1 gram of a fungicide (benlate®), one gram of the coating formula and 1.9 grams of distilled water.
- the seeds are left at room temperature for 24 hours to allow them to dry.
- a fungal solution containing 0.1 gram of benlate® and 2.9 grams of water is applied to the bare seeds to obtain a control batch.
- Germination kinetics on filter paper were carried out in order to assess the speed of germination and the vigor of the different batches of coated seeds.
- Two repetitions of 200 seeds are put to germinate in plastic trays on sheets of filter paper soaked in distilled water. These tanks, covered with a glass plate, are placed in an air-conditioned culture chamber at 15 * C ⁇ 1 * C under a lightning of 150 ⁇ E m ⁇ 2 s -1 with a photoperiod of 8H / 16H (Day / Night ).
- the germinated seed counts are carried out every 24 hours for seven days.
- a seed is considered to have germinated when the tip of the radicle has pierced the seed coat by at least one millimeter. From these data, the percentage of seeds that germinated on the second and seventh day are determined respectively.
- TMG average germination time
- IV1 vigor index
- TMG ⁇ ( nxt )
- n representing the number of seeds having germinated on day tt representing the time elapsed since germination (Days).
- sunflower seeds described in this example were film-coated with the formulas and according to a film-coating process identical to those described in those described in Example 1.
- This vigor test commonly used by seed establishments, makes it possible to assess the germination quality of seeds after storage. It measures, in fact, the deterioration of a batch of seeds, caused by its maintenance in conditions of high temperature and humidity. For this purpose, after 48 hours at 42 ° C and saturated humidity, sunflower alkenes, are germinated in germination conditions described in Example 1. The content of malonyldialdehyde (MDA), one of the end products of the degradation of unsaturated lipids, was determined in the embryonic axes and the cotyledons of these seeds.
- MDA malonyldialdehyde
- the collected supernatants are filtered and used for the determination of malonyldialdehyde. For this purpose, a determined volume of this supernatant is incubated for 30 minutes at 95 ° C. ⁇ 1 ° C. with a solution of thiobarbituric acid (TBA) at 5% in 20% trichloroacetic acid. The reaction is stopped in ice for five minutes. The products are centrifuged for 10 minutes at 18,000 g.
- TSA thiobarbituric acid
- the absorbance due to the schiff base formed between one mole of MDA and two moles of TBA is read with a spectrophotometer at 532 nm, absorbance from which the value due to non-specific absorptions measured at the wavelength of 600 must be subtracted nm.
- Corn seeds have been coated with formulas based on gum arabic and different concentrations of ascorbic acid.
- the composition and the coating process of these formulas are those indicated in Example 1.
- the fungal agent used in this example is thiram®.
- the germination parameters previously used were determined for this seed according to the experimental protocol described in Example 1.
- ascorbic acid accelerates germination and increases the vigor of the seedlings, all the more since this molecule is introduced into the film-coating formula at the concentration 0.5%.
- corn caryopses, treated and dandruff with formulas and according to a procedure identical to those described in Example 5, are also subjected to the same aging conditions.
- the MDA content of the corn caryopsis embryo is determined.
- the extracts are centrifuged for 20 minutes at 33,000 g.
- the supernatant, collected and filtered, is analyzed to determine the content of malonyldialdehyde by following the protocol described above for the sunflower achenes in Example 2.
- Rapeseed is coated with the method indicated in Example 1.
- the film coating in its basic formulation does not accelerate germination and does not increase the vigor of rapeseed seeds.
- the application of a film, containing ascorbic acid in small quantity, on these seeds very sensitive to oxidizing conditions, allows an earlier establishment of germination, and in a much more important way than for achenes of sunflower or caryopsis of aged corn.
- Laminating formulas are prepared consisting of: Zinc gluconate 0.1% or 10% Hydroxypropylmethylcellulose 12%
- Example 1 The same experimental protocol as that described in Example 1 was followed for filming rapeseed seeds with these filming formulas. Accelerated aging conditions identical to those described in Example 7 were also applied to these seeds.
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Abstract
La présente invention a pour objet une composition filmogène destinée au pelliculage ou à l'enrobage des semences en vue d'assurer leur protection contre leur détérioration au cours du vieillissement, en particulier lors du stockage. Cette composition comprend, exprimé par rapport à sa matière sèche: au moins une substance filmogène, en une quantité en poids comprise entre 3 % et 90 %; de préférence entre 5 % et 30 %; au moins un agent antioxydant en une quantité en poids comprise entre 0,1 % et 30 %, de préférence entre 1 % et 20 %. L'invention concerne en outre, un procédé de traitement utilisant cette composition filmogène ainsi que les semences obtenues.
Description
Composition filmogène destinée à l'enrobage ou au pelliculage de semences ; procédé de traitement de semences l'utilisant et semences ainsi traitées.
La présente invention a pour objet de nouvelles compositions filmogenes destinées à l'enrobage ou au pelliculage de semences notamment en vue d'assurer leur protection contre leur détérioration au cours du vieillissement en particulier lors du stockage.
Elle concerne également un procédé de traitement de semences utilisant cette composition d'enrobage ou de pelliculage et les semences ainsi traitées.
On sait qu'au cours de leur stockage, les semences subissent des détériorations sous l'effet de différents facteurs, parmi lesquels on peut citer la température, l'humidité, la pression en oxygène, les champignons, les microorganismes, etc. Ces détériorations se traduisent généralement sur ces semences par une perte de leur intégrité membranaire et par conséquent de leur aptitude germinative. Afin de garantir une bonne qualité germinative des lots de semences, celles-ci, dans leur grande majorité, doivent être stockées dans un état d'hydratation aussi faible que possible et dans des conditions de basse température. On sait en effet qu'une diminution de l'humidité de 1% accompagnée d'une diminution de la température de stockage de 5*C entraîne un doublement de la longévité de la semence.
Cependant, le respect de ces conditions sévères de stockage est difficile à respecter à l'échelle industrielle pour des raisons économiques et logistiques. Cest pourquoi le stockage de grandes quantités de semences par les établissements semenciers s'effectue généralement dans des conditions de température ambiante, en prenant cependant certaines précautions comme par exemple l'utilisation d'un local protégé de l'eau, aéré ou ventilé, ou encore protégé de différents parasites, insectes ou champignons susceptibles de détériorer les semences.
De telles conditions de stockage sont cependant insuffisantes pour assurer une parfaite protection des semences contre leur détérioration.
La présente invention a pour but principal de remédier à ces inconvénients en fournissant une solution susceptible d'être appliquée de façon aisée à l'échelle industrielle.
Il a été découvert, et ceci constitue le fondement de la présente invention, qu'il était possible d'assurer une bonne protection des semences contre leur détérioration au cours du vieillissement, en particulier lors du stockage, en les enrobant avec une composition filmogène incorporant une quantité efficace d'au moins un agent antioxydant.
L'utilisation de composés anti-oxydants sur des supports végétaux a déjà été préconisé dans l'état de la technique.
Par exemple, des solutions de sels d'ascorbate ou de méthionine sont couramment appliquées sur les fruits ou sur les différents étages foliaires de plantes afin de les protéger contre les dommages induits par la pollution de l'air.
De même, l'article de Asthana et Srivastava publié dans Indian Journal of Plant Physiology, 21, 150-155 (1978) révèle le rôle bénéfique de solutions d'acide ascorbique sur la germination des semences de maïs et le développement des plantulcs.
Selon ce document antérieur, l'acide ascorbique est utilisé au moment du semis, soit en étant incorporé au substrat de germination (papier filtre, sable, terreau) soit comme bain de pré-trempage des semences.
De telles utilisations réalisées au moment du semis ou à un stade ultérieur ne sont cependant pas envisageables dans le cadre de procédés industriels et ne suggèrent d'aucune façon la possibilité et l'intérêt d'utiliser des substances anti-oxydantes bien avant le semis pour assurer la protection des semences contre leur détérioration au cours du vieillissement en particulier lors du stockage.
Ainsi, selon un premier aspect, la présente demande vise à couvrir une composition filmogène destinée à l'enrobage ou au pelliculage de semences en vue d'assurer leur protection contre leur détérioration au cours du vieillissement, en particulier lors du stockage, caractérisée en ce qu'elle comprend, exprimé par rapport à sa matière sèche :
- au moins une substance filmogène, en une quantité en poids comprise entre 3 % et 90 % ; de préférence entre 5 % et 30 % ;
- au moins un agent antioxydant en une quantité en poids comprise entre 0,1 et 30%, de préférence entre 1% et 20%.
Une telle composition d'enrobage permet non seulement d'améliorer la germination des semences en agissant au moment du semis, mais encore de façon tout à fait surprenante assure la protection de ces semences contre la détérioration au cours du vieillissement. Cette composition s'applique plus particulièrement au pelliculage qui consiste à déposer à la surface des semences une fine pellicule de polymères biodégradables dans laquelle sont incluses différentes substances agrochimiques. La forme et la dimension des semences, au cours de ce procédé, ne sont que très peu modifiées. Cette composition peut également s'appliquer à l'enrobage qui consiste à modifier la taille et la forme d'une semence par un apport important de matière inerte. Plusieurs substances phytosanitaires peuvent être ainsi localisées plus précisément dans les différentes strates de la pilule ainsi formée.
La (ou les) substance(s) anti-oxydante(s) responsable(s) de cet effet peu(ven)t être répartie(s) de façon uniforme sur les semences et peu(ven)t agir sur les agents responsables de leur détérioration dès leur formation, c'est-à-dire notamment au cours du stockage et du vieillissement des semences mais également au cours de leur germination.
La (ou les) substances) filmogène(s) forme(nt) le réseau principal de la pellicule dans laquelle est (sont) inclu(s) le ou les agents antioxydant(s).
Une substance filmogène appropriée dans le cadre de la présente invention est généralement constituée d'un polymère permettant la formation d'un film perméable aux échanges hydriques et gazeux, biodégradable et sans effet phytotoxique pour le matériel végétal. Comme polymère susceptible d'être utilisé à cette fin, on mentionnera plus spécialement les dérivés cellulosiques, en particulier les esters ou éthers cellulosiques comme par exemple la méthylcellulose, hydroxypropylcellulose, hydroxypropylméthylcelluiose, l'acétophtalate de cellulose, l'acétate de cellulose ou l'éthylcellulose ; les polysaccharides naturels comme en particulier des amidons modifiés, des gommes comme la gomme guar, la gomme xanthane ou la gomme arabique, des alginates, des chitosans ; ainsi que des dérivés vinyliques ou acryliques.
Comme agent anti-oxydant susceptible d'être utilisé dans le cadre de la présente invention, on mentionnera plus spécialement l'acide ascorbique et ses sels
(en particulier de calcium et de sodium) ; les tocophέrols, en particulier la vitamine E ; les pol y aminés, comme par exemple la spermine, la spermidine, la putréscine, l'agmatine, la cadavérine ; les flavonoïdes comme par exemple la quercétine, la myricétine, le kaempferol, la catéchine, la lutéoline ; les carotέnoïdes, en particulier le β-carotène ; des composés phénoliques comme par exemple le thymol, le carvacrol, la zingerone, le 6-gingerol, hydroxytyrosol, le butylhydroxyanisolc, le butylhydroxytoluène ; les acides aminés tels que l'arginine, l'histidine, la cystéine, le tryptophane, la lysine, la thréonine et la méthionine ou ses dérivés comme la lauroylméthionine ou l'acétyl DL méthioninate de magnésium ; le squalène ou les monoterpcnes comme par exemple le limonène, la carvone, la dihydrocarvone, la pulégone, l'isopulέgol, l'isolimonène, ou leurs esters carbonylés en particulier le limonate de mέthyle, la carvonate de méthyle, le dihydrocarvonate, le pulégonate de mέthyle, la pulégolactone, le limonone ; les substances à base de zinc, comme par exemple le gluconate de zinc, le glycérophosphate de zinc, l'aspartate de zinc, le glucoheptonate de zinc ; ou des substances à base de sélénium, comme le sélénate de sodium, le sέlénite de sodium.
Un agent anti-oxydant préféré sera choisi parmi l'acide ascorbique et ses sels ; les polyamines et en particulier la spermine ; les substances à base de zinc et en particulier le gluconate de zinc ; ainsi que leurs mélanges.
De préférence, la composition filmogène doit être aqueuse et l'on choisira par conséquent des polymères filmogenes et agents antioxydants hydrosolubles notamment parmi ceux mentionnés précédemment.
Avantageusement, une composition filmogène selon l'invention, comprend en outre au moins une substance plastifiante, en une quantité en poids, exprimée par rapport à la matière sèche de la composition, comprise entre 0 % et 50 %, de préférence entre 5 % et 30 %.
Ces substances plastifiantes permettent d'améliorer les qualités d'étalement du film principal, ainsi que ses propriétés physiques. Parmi les substances plastifiantes susceptibles d'être utilisées à cet effet, on mentionnera plus spécialement le glycέrol, le sorbitol, les glycols, et leurs éthers ou esters aliphatiques ; les tcnsio-actifs de préférence non ioniques sous forme d'esters ou d'éthers de glucide ou de glycέrol ou encore les alcools et acides gras plus ou moins éthoxylés.
Selon une caractéristique particulière, une composition filmogène selon l'invention, peut en outre comprendre un ou plusieurs additifs choisis parmi les colorants et les charges habituellement utilisées pour modifier les propriétés du matériau d'enrobage et la protection dudit matériau, en une quantité en poids, exprimée par rapport à la matière sèche de la composition, comprise entre 0 % et 90 %, de préférence entre 5 % et 70 %.
Parmi les colorants susceptibles d'être utilisés à cet effet, on mentionnera par exemple les colorants suivants, sous forme soluble ou sous forme de laques : le violet méthyl 2B, le rouge de cochenille, le jaune orangée S, ainsi que les pigments comme par exemple le mica-titane, le dioxyde de titane, l'oxyde de fer, l'oxyde de zinc, l'oxyde de magnésium, le noir 7 ou bien encore les pâtes pigmentaires contenant par exemple du rouge 48, du rouge 112, du bleu 15, du vert 7 dispersés dans u-j solvant adapté.
A titre d'exemple de charge, on mentionnera en particulier les agents opacifiants comme par exemple le talc, le mica, la cellulose ; les hydrofùgeants comme par exemple les acides gras et leurs dérivés, les polymères siliconés et les agents mouillants favorisant l'étalement de la composition filmogène, et permettant donc d'améliorer la couverture et l'aspect des semences pelliculées.
A titre d'exemple, les alkylphénols éthoxylés ou les esters phosphoriques d'acide gras peuvent être utilisés comme mouillants.
Une composition filmogène selon l'invention peut se présenter soit sous forme liquide avec une teneur en matière sèche comprise entre 10 % et 70 %, de préférence entre 20 et 40%, soit encore sous forme sèche, c'est-à-dire sous forme de poudres ou de granulés, de préférence hydrodispersibles. Une telle composition filmogène peut être préparée par des procédés connus largement décrits dans la littérature à laquelle l'homme de métier pourra se reporter, et en particulier aux brevets FR-A-2.548.675 et US-4.665.648.
Après une remise en solution des formes sèches ou une redilution des formes liquides précitées, différentes matières actives, comme en particulier des fongicides, des insecticides, des herbicides, des moUuscides, des produits à effet répulsif ou des substances de croissance, peuvent être additionnées aux compositions filmogenes selon l'invention.
Ces matières actives pourront être ajoutées en une quantité en poids, exprimée par rapport à la matière sèche de la composition, comprise entre 1 % et 50 %, de préférence entre 3 % et 30 %.
Ceci constitue une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, dans la mesure où l'introduction de ces matières actives dans la composition de pelliculage permet une qualité germinative encore meilleure des semences ainsi traitées après le semis.
De plus, l'association de matière active phytosanitaire avec des anti¬ oxydants au sein de la composition de pelliculage peut s'avérer particulièrement intéressante dans la mesure où certaines de ces matières actives sont susceptibles de se dégrader au contact du sol, en libérant des composés oxydés dont les effets toxiques pour la semence se trouvent neutralisés par les anti-oxydants.
Selon un deuxième aspect, la présente demande vise à couvrir un procédé de traitement de semences destiné notamment à éviter leur détérioration au cours du vieillissement, en particulier lors du stockage, caractérisé en ce qu'il consiste à enrober ou à pelliculer lesdites semences, préalablement à leur stockage, avec une composition filmogène incorporant une quantité efficace d'au moins un agent antioxydant.
Ce procédé permettant la fixation d'une quantité précise et juste suffisante d'agent anti-oxydant au niveau de la semence, permet de mettre en pratique à grande échelle, de manière économique, l'apport de molécules anti¬ oxydantes onéreuses pour favoriser la germination des semences au moment de leur semis.
L'apport direct de ces substances dans le milieu de culture (sol) par épandage ou arrosage tel qu'il est suggéré dans les articles précités, n'est pas réaliste pour l'agriculteur.
Les compositions filmogenes décrites précédemment permettent donc la mise en oeuvre industrielle de ce procédé.
Selon une caractéristique particulière de ce procédé, l'enrobage ou le pelliculage précité des semences est réalisé soit par pulvérisation-séchage, soit par barattage.
La pulvérisation-séchage est un procédé connu pour pelliculer des formes solides par voie sèche.
Il consiste ici à pulvériser sur les semences en mouvement, une composition filmogène aqueuse telle que décrite précédemment tandis qu'un flux d'air assure en permanence le séchage des graines.
La technique de barattage est un procédé également connu pour le pelliculage ou l'enrobage de forme solides par voie humide et consiste ici à agiter les semences à l'intérieur d'un mélangeur rotatif en présence d'une composition filmogène telle que décrite précédemment.
Avantageusement, la composition filmogène est utilisée pour le traitement de pelliculage précité en une quantité en poids comprise entre 2 et 50 exprimée en gramme de matière sèche par kilogramme de semence.
Dans le cas d'un traitement d'enrobage, la quantité de composition filmogène utilisée peut être comprise entre 100 et 1000 grammes de matière sèche par kilogramme de semence.
Selon un troisième aspect, la présente demande vise à couvrir les semences pelliculées à l'aide des compositions filmogenes décrites précédemment notamment au moyen des procédés précités.
L'invention sera mieux comprise à la lecture des exemples suivants qui sont donnés à titre purement illustratifs et ne sauraient par conséquent limiter la portée de l'invention. Dans ces exemples, les pourcentages sont donnés en poids, sauf indications contraires.
Exemple 1
Pelliculage des semences de tournesol selon la méthode de barattage avec des formules à base de gomme arabique (substance filmogène^ et d'acide ascorbique (anti-oxvdantV
On prépare des formules de pelliculage constituées de :
Acide ascorbique 0 à 10 %
Gomme arabique 9.5 % Alkylpolyglucoside 6 %
Pâte pigmentaire rouge 20 %
Eau Complément à 100 %
On applique pendant trente secondes sur 100 grammes de semences de tournesol, en mouvement dans un mélangeur rotatif, 3 grammes d'une bouillie de pelliculage constituée de 0.1 gramme d'un fongicide (benlate®), de un gramme de la formule de pelliculage et de 1.9 grammes d'eau distillée. Les semences sont laissées à température ambiante pendant 24 heures pour permettre leur séchage.
Suivant le même procédé, une solution fongique contenant 0.1 gramme de benlate® et 2.9 grammes d'eau est appliquée sur les semences nues pour obtenir un lot de contrôle. Des cinétiques de germination sur papier filtre ont été réalisées afin d'apprécier la vitesse de germination et la vigueur des différents lots de semences peliiculées. Deux répétitions de 200 graines sont mises à germer dans des bacs plastiques sur des feuilles de papier filtre imbibées d'eau distillée. Ces bacs, recouverts d'une plaque de verre, sont placés dans une chambre de culture climatisée à 15*C ± 1*C sous un éclaircment de 150 μE m~2 s-1 avec une photopériode de 8H/16H (Jour/Nuit). Les comptages de semences germées sont réalisés toutes les 24 heures pendant sept jours. Une semence est considérée comme ayant germée quant la pointe de la radicule a percé les téguments d'au moins un millimètre. A partir de ces données, sont déterminés respectivement le pourcentage de semences ayant germé au deuxième et au septième jour.
De même, deux paramètres de germination, le temps moyen de germination (TMG) et l'indice de vigueur (IV1) sont calculés d'après les formules suivantes :
TMG = ∑ (n x t)
∑n
- ∑ <n f> ∑ n avec : n représentant le nombre de semences ayant germé au jour t t représentant le temps écoulé depuis la mise en germination (Jours).
Les différents résultats obtenus sont mentionnés au tableau I.
TABLEAU I
Traitement Indice de Germination Germination Vigueur à 2 jours à 7 jours
Contrôle 46.2 77 % 98 %
Acide ascorbique 0% 47.1 78 % 98 %
Acide ascorbique 0.5 % 48.2 83 % 99 %
Acide ascorbique 5 % 47.7 81 % 97 %
Acide ascorbique 10% 47.2 79 % 97 %
On remarque que l'apport d'un film de pelliculage sur une semence oléagineuse permet une augmentation de la vitesse de germination et de la vigueur du lot de semences, d'autant plus que cette pellicule contient de l'acide ascorbique. On constate également que les effets de cette molécule sont optimaux pour une concentration faible et proche de 0.5 % soit 5g l.
Exemple 2
Evaluation de la peroxvdation des lipides des semences de tournesol pelliculées. avec ou sans acide ascorbique et vieillies artificiellement.
Les semences de tournesol, décrites dans cet exemple, ont été pelliculées avec les formules et selon un procédé de pelliculage identiques à ceux décrits à ceux décrits dans l'exemple 1.
De plus, la méthode de vieillissement accéléré, proposé par Delouche et Baskin en 1973 dans Seed Science and Technology, 1, 427-452, a été appliquée à ces différents lots de semences.
Ce test de vigueur, couramment utilisé par les établissements semenciers, permet d'apprécier la qualité germinative des semences après stockage. Il mesure, en effet, la détérioration d'un lot de semences, provoquée par son maintien dans des conditions de température et d'humidité élevées. A cet effet, après 48 heures à 42*C et à humidité saturante, les akènes de tournesol, sont mis à germer dans les conditions de germination décrites dans l'exemple 1.
La teneur en malonyldialdéhyde (MDA), un des produits finaux de la dégradation des lipides insaturés, a été déterminée dans les axes embryonnaires et les cotylédons de ces semences.
Après broyage au mortier de ces différents organes dans le milieu d'extraction et centrifùgation pendant 15 minutes à 25000 g, les surnageants recueillis sont filtrés et utilisés pour la détermination du malonyldialdéhyde. A cet effet, un volume déterminé de ce surnageant est mis à incuber trente minutes à 95*C ± 1*C avec une solution d'acide thiobarbiturique (TBA) à 5 % dans de l'acide trichloroacétique à 20 %. La réaction est arrêtée dans de la glace pendant cinq minutes. Les produits sont centrifugés pendant 10 minutes à 18000 g.
L'absorbance due à la base de schiff formée entre une mole de MDA et deux moles de TBA est lue au spectrophotomètre à 532 nm, absorbance à laquelle il faut retrancher la valeur due aux absorptions non spécifiques mesurées à la longueur d'onde de 600 nm.
Les résultats, exprimés en nmol de MDA par semence, sont regroupés dans les tableaux II et m.
TABLEAU II
MDA DANS LES AXES (nmol / semences) Temps d'imbibition (Heures)
Traitement 0 heure 24 heures 48 heures 72 heures 96 heures
Contrôle 536.0 ± 75.5 673.4 ± 95.0 705.6 -t 28.4 613.0 ± 197.7 1020.1 ± 134.7
Acide 466.0 ± 93.2 530.6 * 96.6 602.9 -t 62.7 567.0 ± 160.1 946.2 ± 94.4 ascorbique (13 %) (21 %) (15 %) (7%) (7 %)
0%
Acide 63.6 -t 12.2 73.9 ± 30.7 175.9 ± 64.2 544.2 ± 74.5 563.7 ± 94.8 ascorbique (88 %) (89 %) (75 %) (11 %) (45 %)
0.5 %
Remarque : Entre parenthèses sont indiqués les pourcentages de diminution de la teneur en MDA par rapport à celle de la semence traitée (contrôle).
Le film de pelliculage, dans sa composition de base, a peu d'effet sur la teneur en malonyldialdéhyde des axes embryonnaires de tournesol vieilli. On remarque, en effet, que la diminution de ce produit par rapport à la semence traitée (contrôle) dans cet organe évolue entre 7 et 21 %. En revanche, la présence d'acide ascorbique dans le film, diminue considérablement sa production, en particulier lorsque l'akène de tournesol est soumis à des conditions oxydantes telles qu'un vieillissement accéléré (80-90 %) ou des réactions métaboliques se déroulant vers la 72 ième heure d'imbibition (11-45 %).
TABLEAU III
MDA DANS LES COTYLEDONS (nmol / semences) Temps d'imbibition (Heures)
Traitement 0 heure 24 heures 48 heures 72 heures 96 heures
Contrôle 1087.6 ± 1653.1 ± 1791.9 * 3032.0 ± 2380.6 ± 294.3 90.4 152.9 96.4 290.0
Acide 1086.2 ± 1469.5± 97.1 1552.9 ± 2991.1 ± 2149.0 ± 285.2 ascorbique 99.5 (0 %) (11 %) 125.5 (13 %) 228.4 ( 1%) (10 %)
0%
Acide 212.3 ± 10.2 222.2 ± 14.2 119.0 ± 24.5 1932.7±227,2 1213.8 ± 112.6 ascorbique (80 %) (87 %) (93 %) (36%) (49 %)
0.5 %
Remarque : Entre parenthèses sont indiqués les pourcentages de diminution de la teneur en MDA par rapport à celle de la semence traitée (contrôle).
Dans les cotylédons, future ébauche de la partie aérienne des plantules, les mêmes remarques peuvent être faites, à savoir une influence minime du film sans acide ascorbique sur la teneur en ce composé (0-13 %) et des effets significatifs de cette molécule anti-oxydante sur la production de malonyldialdéhyde après un vieillissement accéléré (80-90 %) ou après une réaction métabolique se déroulant vers la 72 ième heure d'imbibition (36-49 %).
Exemple ?
Pelliculage des semences de tounesol selon la méthode de barattaEC avec des formules à hase de dérivé cellulosique (substance filmoeènet et de spermine (agent anti-oxvdantV
On prépare des formules de pelliculage constituées de :
Spermine 0.3 % à 0.7 %
Hydroxypropylméthylcellulose 8 %
Propylène glycol 10 %
Pâte pigmentaire verte 20 % Mica-titane 15 %
Eau Complément à 100 %
On pulvérise sur 100 grammes de semences de tournesol, placées dans une turbine, 3 ml d'une bouillie de pelliculage constituée de 0.1 gramme de benlate ®, de 1 gramme de la formule de pelliculage et de 1.9 grammes d'eau, tandis qu'un flux d'air, balayant les semences, assure en permanence leur séchage.
Suivant le même protocole expérimental, on pulvérise 3 ml d'une bouillie contenant 0.1 gramme de benlate® et 2.9 grammes d'eau. Le lot de semences ainsi traitées est utilisé comme lot de contrôle.
Suite à des cinétiques de germination sur papier filtre, l'appréciation de la vitesse de germination et de la vigueur des semences de tournesol pelliculées avec de la spermine a été réalisée au moyen des paramètres décrits dans l'exemple 1.
Les résultats obtenus sont mentionnés dans le tableau IV.
Traitement Temps Moyen Indice Germination Germination de Germination de Vigueur à 2 jours à 7 jours
(Jours) (%)
Contrôle 2.25 46.2 77 % 96 %
Spermine 0.7 % 2.08 48.8 93 % 99 %
L'application de spermine, agent anti-oxydant également impliqué dans les mécanismes de régulation de la croissance des végétaux, au moyen d'un film de pelliculage, permet une germination plus précoce et une vigueur plus importante des akènes de tournesol.
Exemple 4
Pelliculage des semences de maïs selon la méthode de barattage avec des formules à base de gomme arabique (substance filmogène et d'acide asçprt?igue (agent anti-oxydant).
Des semences de maïs ont été pelliculées avec des formules à base de gomme arabique et de différentes concentrations en acide ascorbique. La composition et le procédé de pelliculage de ces formules sont ceux indiqués dans l'exemple 1. L'agent fongique utilisé dans cet exemple est le thirame®. De même, les paramètres de germination précédemment utilisés ont été déterminés pour cette semence suivant le protocole expérimental décrit dans l'exemple 1.
Les valeurs de ces paramètres de germination sont indiquées dans le tableau V.
TABLEAU V
Traitement Temps Moyen Indice Germination Germination de germination de vigueur à 2 jours à 7 jours
(jours) (%)
Contrôle 3.86 27.0 36 % 100 %
Acide ascorbique 3.58 29.2 47 % 99 % 0 %
Acide ascorbique 3.52 29.8 51 % 100 % 0.5 %
Acide ascorbique 3.63 28.8 49 % 100 %
5 %
Acide ascorbique 3.65 28.6 41 % 99 % 10 %
En ce qui concerne cette semence à réserve glucidique, les mêmes remarques peuvent être faites, à savoir l'acide ascorbique accélère la germination et augmente la vigueur des plantules, d'autant plus que cette molécule est introduite dans la formule de pelliculage à la concentration de 0.5 %.
Exemple S
Pelliculage des semences de maïs selon la méthode de barattage avec des formules à hase de gomme arabique (substance filmogène'- et d'acide ascorbique (agent anti-oxvdantl et vieillissement accéléré de ces semences.
Des semences de maïs, traitées ou pelliculées avec des formules et selon un mode opératoire identiques à ceux décrits dans l'exemple 4, ont été soumises à des conditions de vieillissement accéléré, c'est à dire 72 heures à 42 *C et à humidité saturante.
Des cinétiques de germination de ces semences vieillies ont été réalisées et ont permis la détermination de différents paramètres, dont les modes de calcul sont ceux indiqués dans l'exemple 1.
Les résultats obtenus sont donnés dans le tableau VI.
TABLEAU VI
Traitement Temps Moyen Indice Germination Germination de germination de vigueur à 2 jours à 7 jours
(jours) (%)
Contrôle 4.04 26.5 41 % 96 %
Acide ascorbique 3.60 29.3 52 % 99 % 0.5 %
Exemple 6
Evaluation de la peroxvdation des lipides des semences de maïs pelliculées avec ou sans acide ascorbique et vieillies artificiellement.
Les caryopses de maïs, traités et pellicules avec des formules et selon un mode opératoire identiques à ceux décrits dans l'exemple 5, sont également soumis aux mêmes conditions de vieillissement.
Après une période d'imbibition sur papier filtre, on détermine la teneur en MDA de l'embryon du caryopse de maïs.
A cet effet, après broyage des embryons dans le milieu d'extraction, les extraits sont centrif gés pendant 20 minutes à 33000 g. Le surnageant, recueilli et filtré, est analysé pour déterminer la teneur en malonyldialdéhyde en suivant le protocole décrit précédemment pour les akènes de tournesol dans l'exemple 2.
Les résultats obtenus sont mentionnés dans le tableau VII.
TABLEAU VII
Traitement MDA présents % MDA présents % après 48 heures Diminution après % heures Diminution d'imbibition /contrôle d'imbibition / contrôle
(nmol/semence) (nmol / semence)
Contrôle acide 2331.1 ± 112.6 - 2817.7 ± 112.6 - ascorbique 1962.0 ± 94.7 16 % 2404.9 ± 36.2 15 %
0.5 %
Ces résultats montrent que l'apport d'un agent anti-oxydant permet de diminuer significativement la teneur en produits de dégradation des lipides, de manière toutefois moins importante que pour une semence ayant des réserves lipidiques.
Exemple 7
Pelliculage des semences de colza selon la technique de barattage avec des formules à base de dérivé cellulosique (substance filmogène) et d'acide ascorbique (agent anti-oxvdant) et vieillissement accéléré de ces semences.
On prépare des formules de pelliculage constituées de
Acide ascorbique 0,1 % ou 10 % Hydroxypropylméthylcellulose 12 % Pâte pigmentaire bleue 20 % Mica-titane 10 %
Eau Complément à 100 %
Des graines de colza sont pelliculées selon le procédé indiqué dans l'exemple 1.
De même, comme dans cet exemple, l'application d'une bouillie contenant 0.1 gramme de benlate® et 2.9 grammes d'eau sur les graines nues de colza permet de constituer un lot de contrôle.
Ces différents lots de semences ont également été soumis à un vieillissement accéléré à 42*C et à humidité saturante pendant 24 heures. Suite à des cinétiques de germination, les paramètres de germination décrits dans l'exemple 1 ont été déterminés et les résultats obtenus sont donnés dans le tableau vin.
TABLEAU VIII
Traitement Temps Moyen Indice Germination Germination de germination de vigueur à 2 jours à 7 jours
(jours) (%)
Contrôle 2.74 39.3 37 % 97 %
Acide ascorbique 2.76 39.5 37 % 98 % 0 %
Acide ascorbique 2.39 45.0 67 % 98 % 0,1 %
Acide ascorbique 2.87 39.1 42 % 96 % 10 %
Le film de pelliculage dans sa formulation de base n'accélère pas la germination et n'augmente pas la vigueur des semences de colza. En revanche, l'application d'un film, contenant de l'acide ascorbique en faible quantité, sur ces graines très sensibles à des conditions oxydantes, permet une mise en place plus précoce de la germination, et de manière beaucoup plus importante que pour les akènes de tournesol ou les caryopses de maïs vieillis.
Exemple 8
Pelliculage des semences de colza selon la technique de barattage avec des formules à base de dérivé cellulosique (substance filmogène) et de gluconate de zinc (agent anti-oxvdant) et après vieillissement accéléré de ces semences.
On prépare des formules de pelliculage constituées de : Gluconate de zinc 0,1 % ou 10 % Hydroxypropylméthylcellulose 12 %
Pâte pigmentaire bleue 20 %
Mica-titane 10 %
Eau Complément à 100 %
Le même protocole expérimental que celui décrit dans l'exemple 1 a été suivi pour pelliculer les graines de colza avec ces formules de pelliculage. Des conditions de vieillissement accéléré identiques à celles décrites dans l'exemple 7 ont également été appliquées à ces semences.
Suite à des cinétiques de germination, les paramètres de germination cités dans l'exemple 1 ont été déterminés et les résultats obtenus sont donnés dans le tableau IX.
TABLEAU PC
Traitement Temps Moyen Indice Germination Germination de germination de vigueur à 2 jours à 7 jours
(jours) (%)
Contrôle 2.74 39.3 37 % 97 %
Acide ascorbique 2.76 39.5 37 % 98 %
0 %
Gluconate 2.57 42.1 56 % 98 % de zinc 1 %
Gluconate 2.78 40.3 46 % 96 % de zinc 10 %
Comme dans le cas de l'acide ascorbique, l'apport à la graine de colza vieillie de gluconate de zinc, au moyen d'un film de pelliculage, permet une activation plus rapide de sa germination.
Claims
REVENDICATIONS
1- Composition filmogène destinée à l'enrobage ou le pelliculage de semences en vue d'assurer leur protection contre leur détérioration au cours du vieillissement, en particulier lors du stockage, caractérisée en ce qu'elle comprend, exprimé par rapport à sa matière sèche :
- au moins une substance filmogène, en une quantité en poids comprise entre 3 % et 90 % ; de préférence entre 5 % et 30 % ;
- au moins un agent antioxydant en une quantité en poids comprise entre 0,1 % et 30 %, de préférence entre 1 % et 20 %.
2- Composition filmogène selon la revendication 1, caractérisée en ce que la substance filmogène est choisie parmi les dérivés cellulosiques, en particulier les esters ou éthers cellulosiques comme par exemple la méthylcellulose, l'hydroxypropylcellulose, hydroxypropylméthylcellulose, l'acétophtalate de cellulose, l'acétate de cellulose ou l'éthylcellulose ; les polysaccharides naturels comme en particulier des amidons modifiés, des gommes comme la gomme guar, la gomme xanthane ou la gomme arabique, des alginates, des chitosans ; ainsi que des dérivés vinyliques comme en particulier des alcools polyvinyliques, des acétates de polyvinyle, des polyvinylpyrrolidones ou des dérivés acryliques.
3- Composition filmogène selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'agent anti-oxydant est choisi parmi l'acide ascorbique et ses sels (en particulier de calcium et de sodium) ; les tocophérols, en particulier la vitamine E ; les polyamines, comme par exemple la spermine, la spermidine, la putréscine, l'agmatine, la cadavérine ; les flavonoïdes comme par exemple la quercétine, la myricétine, le kaempferol, la catéchine, la lutéoline ; les caroténoïdes, en particulier le β-carotène ; des composés phénoliques comme par exemple le thymol, le carvacrol, la zingerone, le 6-gingerol, hydroxytyrosol, le butylhydroxyanisole, le butylhydroxytoluène ; les acides aminés tels que l'arginine, l'histidine, la cystéine, le tryptophane, la lysine, la thréonine et la méthionine ou ses dérivés comme la lauroylméthionine ou l'acétyl DL méthioninate de magnésium ; le squalène ou les monoterpènes comme par exemple le limonène, la carvone, la dihydrocarvone, la pulégone, l'isopulέgol, l'isolimonène, ou leurs esters carbonylés en particulier le limonate de méthyle, la
carvonate de méthyle, le dihydrocarvonate, le pulégonate de méthyle, la pulégolactone, le limonone ; les substances à base de zinc, comme par exemple le gluconate de zinc, le glycérophosphate de zinc, l'aspartate de zinc, le glucoheptonate de zinc ; ou des substances à base de sélénium, comme le sέlénate de sodium, le sέlénite de sodium.
4- Composition filmogène selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'agent anti-oxydant est choisi parmi l'acide ascorbique et ses sels ; les polyamines et en particulier la spermine ; les substances à base de zinc et en particulier le gluconate de zinc ; ainsi que leurs mélanges. 5- Composition filmogène selon l'une quelconque des revendications
1 à 4 caractérisée en ce qu'elle comprend en outre au moins une substance plastifiante, en une quantité en poids, exprimée par rapport à la matière sèche de la composition, comprise entre 3 % et 90 %, de préférence entre 5 % et 50 %.
6- Composition selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en qu'elle comprend en outre un ou plusieurs additifs choisis parmi les colorants et les charges habituellement utilisées pour modifier les propriétés du matériau d'enrobage et la protection dudit matériau, en une quantité en poids, exprimée par rapport à la matière sèche de la composition, comprise entre 1 % et 90 %, de préférence entre 5 % et 30 %. 7- Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle se présente soit sous forme liquide avec une teneur en matière sèche comprise entre 10 % et 70 %, de préférence entre 20 et 40%, soit encore sous forme sèche, c'est-à-dire sous forme de poudre ou de granulés, de préférence hydrodispersibles. 8- Composition selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre au moins une substance active choisie parmi des fongicides, des insecticides, des herbicides, des molluscicides, des produits à effet répulsif ou des substances de croissance, en une quantité en poids, exprimée par rapport à la matière sèche de la composition, comprise entre 1 % et 50 %, de préférence entre 3 % et 30 %.
9- Procédé de traitement de semences destiné notamment à éviter leur détérioration au cours du vieillissement, en particulier lors du stockage, caractérisé en ce qu'il consiste à enrober ou à pelliculer lesdites semences, préalablement à
leur stockage, avec une composition filmogène incorporant une quantité efficace d'au moins un agent antioxydant.
10- Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'enrobage ou le pelliculage précité des semences est réalisé soit par pulvérisation-séchage, soit par barattage.
11- Procédé selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que la composition filmogène est utilisée pour le traitement précité par pelliculage en une quantité en poids comprise entre 2 et 50 exprimée en gramme de matière sèche par kilogramme de semence. 12- Procédé selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que la composition filmogène est utilisée pour le traitement précité par enrobage en une quantité en poids comprise entre 100 et 1000 exprimée en gramme de matière sèche par kilogramme de semence.
13- Semences pelliculées, caractérisées en ce qu'elles sont obtenues par emobage ou par pelliculage à l'aide d'une composition filmogène selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.
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