JP2006034131A

JP2006034131A - 農業用ロックウール資材、およびそれを用いる養液栽培方法

Info

Publication number: JP2006034131A
Application number: JP2004215889A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Yamamoto; 則幸山本
Original assignee: Toagosei Co Ltd
Current assignee: Toagosei Co Ltd
Priority date: 2004-07-23
Filing date: 2004-07-23
Publication date: 2006-02-09

Abstract

【課題】
本発明は、ロックウール資材を用いる養液栽培において、低コストで管理が容易なロックウールの殺菌方法、および養液の殺菌方法を提供することであり、また、ロックウール表面の藻の発生を抑制することを課題とするものである。
【解決手段】
銀、銅から選ばれる少なくとも１種以上の金属イオンを溶出しうる化合物を含有する抗菌剤（以下、単に抗菌剤という）を担持させたロックウール資材を用いることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに到った。
【選択図】なし

Description

本発明は、農業用ロックウール資材およびそれを用いる養液栽培方法に関し、ロックウールの殺菌および、養液の殺菌に係わるものである。

養液栽培は、土壌を使用せずに植物に必要な栄養成分を含む水溶液、すなわち養液を用いて作物を栽培する方法である。土壌栽培に比較して、成育が早い、収穫量が高い、および作物のバラツキが少ないといった利点がある。

養液栽培には、固形培地を用いない水耕栽培と、固形培地を用いる固形培地耕がある。固形培地耕は、ロックウールを用いる方法とパーライト、ピートモス、バーミキュライト、樹皮、ヤシガラ等を用いる養液土耕とに大別される。

養液栽培においては、病原菌が養液中に侵入すると、養液を媒体として伝播するため、土壌伝染病とは比べものにならないくらい大きな被害が発生する。近年、環境保全の観点から、養液を系外に放出する開放式から、系外に排出しない循環式への変更が進められている。この方式の場合、液中に侵入した病原菌の伝播の危険性は格段に増大する。

一般に、養液中の病原菌は胞子、菌糸、遊走子の形で液中を伝播し、栽培中の植物の根から侵入し、根腐れ病などを引き起こす。特に、ピシウム菌、リゾクトニア菌、フザリウム菌などによる立ち枯れ病、萎凋病などは、ほとんどの作物が被害の対象となる。

そこで、養液の殺菌が求められ、このために農薬、紫外線、オゾン、加熱、ろ過、殺菌金属イオンなどによる殺菌や除菌が検討されている。
養液の殺菌に抗菌農薬を使用すると、残留農薬による人体に対する影響が懸念されるため好ましくない。また養液の殺菌に紫外線だけでは十分な効果が得られ難く、オゾンの場合は、オゾン発生装置などの維持管理が煩雑で、装置が高価であるなどの問題がある。養液の加熱による殺菌は、大量の養液を処理しなければならないため、コストと時間がかかる問題がある。養液の砂ろ過による方法は、ろ過機に住み着く拮抗微生物により発病が抑制されると考えられているが，これは制御したものではないため、方法が確立されていない。

新しい殺菌方法として銀イオンなどを添加する方法が提案されている。
抗菌性能をもつイオンを溶出する銀、銅、亜鉛およびそれらの金属化合物の少なくとも１つを抗菌イオン源とし、この抗菌イオン源を吸着担持する炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、セラミックス材からなる担持体と、単結晶テトラポット状の三次元構造の酸化亜鉛ウイスカの三者を主体として配合した抗菌・防錆兼用剤を設置または混入した水耕栽培装置が報告されている（例えば、特許文献１参照）。

塩化錫などで処理した繊維品またはポリウレタンフォームを硝酸銀水溶液に浸漬して得た抗かび性および抗菌性付与材料を用いる水耕栽培における抗かび性および抗菌性付与材料が報告されている（例えば、特許文献２参照）。

銀添着活性炭を用いる循環式養液栽培装置用の殺菌装置が報告されている（例えば、特許文献３参照）。
銀ゼオライトを用いた養液栽培におけるピシウム根腐病の防除効果が報告されている（例えば、非特許文献１参照。）。

これらは、効果が認められるものの、抗菌イオンの担持体を頻繁に交換してやる必要があり、管理が煩雑である。また、抗菌金属を含有する薬剤そのもの、あるいはそれを担持させたものを養液に接触させることにより、養液の殺菌を行なうものであり、養液栽培用のロックウールそのものに担持させたものではない。

養液栽培に用いるロックウールは、１回の使用で廃棄することなく、繰り返し使用することから、病原菌の伝染器官（圧膜胞子、微小菌核など）が残存し、これが原因で発病が繰り返される危険性がある。よって、加熱殺菌処理や薫蒸処理などが養液栽培に用いる前に実施されている。
養液栽培に用いるロックウールは、固相率が約４％と、非常に空隙率が高い。よって、藻の定着性が良く、肥料過多や、光が強すぎる場合、ロックウール表面に藻が繁殖することが少なくない。ロックウール表面の藻の発生そのものは栽培自体に著しい悪影響は与えないが、観賞用植物など栽培においては、外観が見苦しくなり好ましくない。

○先行文献
特開平５−０９５７３９号公報（特許請求の範囲）特開平７−２０３７８７号公報（特許請求の範囲）特開平９−３１３０５５号公報（特許請求の範囲）草刈眞一，外５名，「銀ゼオライトによる養液栽培におけるＰｙｔｈｉｕｍ根腐病の防除効果」，日本防菌防黴学会第２９回年次大会，２００２年５月３０日，Ｂ−２５

本発明は、ロックウール資材を用いる養液栽培において、低コストで管理が容易なロックウールの殺菌方法、および養液の殺菌方法を提供することであり、また、ロックウール表面の藻の発生を抑制することを課題とするものである。

本発明者は、鋭意検討した結果、銀、銅から選ばれる少なくとも１種以上の金属イオンを溶出しうる化合物を含有する抗菌剤（以下、単に抗菌剤という）を担持させたロックウール資材を用いることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに到った。

以下、本発明について詳細に説明する。
○抗菌剤
本発明に用いる抗菌剤は、抗菌性を有する金属イオン、すなわち銀および銅から選ばれる少なくとも１種以上の金属イオンを養液中に溶出できるものであればいずれでもかまわない。例えば、銀および／または銅を担持したリン酸ジルコニウム、ゼオライト、ヒドロキシアパタイト、水溶解性ガラス、並びにシリカゲル等が挙げられる。これらのなかでも、水溶解性ガラスのものが、銀および／または銅イオンを長期間に亘り安定的に溶出させることが出来ることから好ましい。この水溶解性ガラスとして、リンケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、ホウ酸ガラス、リン酸ガラス、およびソーダガラス等が挙げられる。なかでもリンケイ酸ガラスまたはホウケイ酸ガラスが特に好ましく、酸化物換算の質量比で、ＳｉＯ₂が１５〜６０％、Ｋ₂Ｏが１０〜４０％、Ａｇ₂Ｏおよび／またはＣｕＯが０．１〜５％、Ｐ₂Ｏ₅が１０〜５０％および／またはＢ₂Ｏ₃が５〜５０％を含有する水溶解性ガラスが最も好ましい。

抗菌性金属イオンの溶出速度は、抗菌性金属の含有量、ガラス形成成分の含有量や組成、ガラス修飾成分の含有量や組成、さらにその他の成分の含有量や組成によって調整することができる。

本発明に用いる水溶解性ガラスは、酸化物、水酸化物、ホウ酸塩、リン酸塩、塩化物、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩等、必要成分を含有している化合物を所定の混合量になるようによく混合した後、加熱溶融し、急冷、破砕、分級することにより得ることができる。
上記溶解性ガラスは、粉砕、分級することでロックウールへの担持に最適な粒子径を得ることができる。

○ロックウールへの抗菌剤の担持
抗菌剤は、結合剤を用いることにより、ロックウールへ担持させすることができる。この結合剤として、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリル酸エステル、エポキシ樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂、ポリエステルなどの溶液あるいは分散液に抗菌剤を分散させ、ディッピング等によりロックウール表面に付着させた後、熱可塑性樹脂であれば軟化点以上に加熱することにより、熱硬化性樹脂であれば硬化温度温度以上に加熱することにより、ＵＶ硬化樹脂であればＵＶ照射により硬化させることで、抗菌剤をロックウールに担持させることができる。

また、抗菌剤を粘土鉱物、シリカゾル、アルミナゾル等の結合剤となり得る無機化合物と乾式、あるいは湿式で混合し、ディッピング等や吹付けによりロックウール表面に付着させた後、加熱することにより、抗菌剤をロックウールに担持させることもできる。粘土鉱物として、モンモリロナイト、バイデライト、ヘクトライト、サポナイト等のスメクタイト族、バーミキュライト族、イライト、白雲母、金雲母、黒雲母等の雲母族、マーガライト、クリントナイト等の脆雲母族、スドーアイト等の緑泥石族、カオリナイト、ハロイサイト等のカオリン類、アンチゴライト等の蛇紋石族等が挙げられる。

ロックウールへの抗菌剤の担持量は、特に限定はないが、ロックウール１００質量部に対して、０．１〜２０質量部が好ましく、０．５〜１０質量部が特に好ましい。０．１質量部より少ないと、ロックウール資材による養液の殺菌効果が十分でないことがある。また２０質量部を超えても殺菌効果の大幅な向上が望めないためコスト高になり、経済的に好ましくない。

○養液栽培方法
図１に、一般的な循環式養液栽培装置の構成を示した。図１の混合タンク５において、排液タンク４からの戻り養液と養液原液タンク３からの養液原液を混合し、栽培ベッド１に養液を送液する。なお、図１では栽培ベッドを２カ所しか表示していないが、実際の装置または栽培方法においては、栽培規模に応じて栽培ベッドをさらに設置することができる。本発明のロックウール資材は、このような例示した養液栽培装置の栽培ベッドに使用すればよい。

養液方法は、大別してかけ流し式と循環式があるが、本発明のロックウール資材は両方法に用いることができる。病原菌の管理を厳しく行う必要がある循環式に本発明のロックウール資材を用いることが特に好ましい。

＜実施例＞
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。

＜製造例１〜３＞
表１に示した組成（各質量部）を良く混合して調製した調合物を１０００〜１４００℃で溶融してガラスを作製後、得られたガラスを破砕し、水溶解性ガラスを得た（ガラス試料１〜３）。

水溶解性ガラス、アクリル樹脂（アクリディック５６−７１９（ＮＶ＝５０％、ＯＨＶ＝８０））、キシレンを表２に示したように混合し、ついでコロネートＨＸ（硬化剤）を混合し、１辺９ｃｍの立方体状ロックウール（質量は約３５〜４０ｇ）に全量染み込ませた。１５０℃で加熱し、溶剤除去、および硬化させることににより抗菌剤を担持させたロックウール資材を得た（試料イ〜ハ）。なお、試料イとロはガラス試料１を、試料ハはガラス試料２を用いた。
水溶解性ガラス、シリカゾル（ＮＶ＝３０％）、水を表３に示したように混合し、１辺９ｃｍの立方体状ロックウール資材に全量染み込ませた。２００℃で加熱することににより抗菌剤を担持させたロックウール資材を得た（試料ニ）。なお、試料ニはガラス試料１を用いた。

＜実施例１〜４、比較例１＞
１０Ｌの養液原液タンク２基、５０Ｌの混合タンク１基、５０Ｌの排液タンク１基、幅２０ｃｍ、深さ９ｃｍ、長さ２００ｃｍの栽培ベッド（１辺９ｃｍの立方体状ロックウールを発泡スチロール板に等間隔で１０個配置）２基、および循環ポンプを備えた養液栽培装置を作製した。この概念図を図１に示した。栽培ベッドには、トマト１０株を移植し、１日あたり２０Ｌの養液（大塚ハウス肥料シリーズＡ処方）を断続的に循環させた（図１の概念図には、この循環ラインを記載していない）。排液は１日に１回、混合タンクに戻した。減少した養液は新規に作製し、１日に１回追加した。
養液には、Pythium aphanidermatum（P. aphanidermatum）を接種した。試験を開始し８週間後のトマトの状況、およびロックウールの表面状態を観察した。
ついで、トマト苗を取り去り、ロックウール資材１ケあたり２００ｍｌのイオン交換水を流し、そのイオン交換水中のP. aphanidermatum数を測定した。

本発明の抗菌剤を担持させたロックウール資材を栽培ベッドとして用いることにより、栽培植物の養液栽培における病害感染を防止できる。また、栽培終了後のロックウール資材中にも病原性菌が残存せず、次の使用に際して、加熱等による殺菌処理が不要となる。

代表的な循環式養液栽培装置の図

符号の説明

１栽培ベッド
２ポンプ
３養液原液タンク
４排液タンク
５混合タンク
６給水
７排水
← 養液の流れる方向

Claims

銀、銅から選ばれる少なくとも１種以上の金属イオンを溶出しうる化合物を含有する抗菌剤を担持させたことを特徴とする農業用ロックウール資材。
銀、銅から選ばれる少なくとも１種以上の金属イオンを溶出しうる化合物が、水溶解性ガラスである請求項１記載の農業用ロックウール資材。
銀、銅から選ばれる少なくとも１種以上の金属イオンを溶出しうる化合物が、酸化物換算の質量比で、ＳｉＯ₂が１５〜６０％、Ｋ₂Ｏが１０〜４０％、Ａｇ₂Ｏおよび／またはＣｕＯが０．１〜５％、Ｐ₂Ｏ₅が１０〜５０％および／またはＢ₂Ｏ₃が５〜５０％を含有する水溶解性ガラスである請求項１または２記載の農業用ロックウール資材。
請求項１〜３記載のロックウール資材を用いることを特徴とする養液栽培方法。