JP2014062016A - 植物生長促進剤及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】施用した際には土壌の環境に左右されず、安定して生長促進効果を即座に発揮し、保管に際しては長期に亘って安定的に保管可能な植物生育促進剤を提供する。
【解決手段】植物油脂１１を多孔質物質１２に付着させてなる植物生長促進剤において、該植物生長促進剤は、植物油脂１１を付着させた多孔質物質１２と、脂質分解好気性菌２１を付着させた多孔質物質２２と、を混合してなることを特徴とする植物生長促進剤。脂質分解好気性菌２１としてはバチルス属菌を用いることが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、植物油脂、多孔質物質及び脂質分解好気性菌を含有する植物生育促進剤及びその製造方法に関する。

窒素(N)、リン(P)、カリウム(K)、カルシウム(Ca)、マグネシウム(Mg)、硫黄(S)、鉄(Fe)、マンガン(Mn)、ホウ素(B)、亜鉛(Zn)、モリブデン(Mo)、銅(Cu)、塩素(Cl)等の元素は、植物の生長過程において必須であるとされている。このうち、N、P及びKは植物が多量に必要とすることから、肥料として土壌に添加されることが多く、肥料の３要素と呼ばれている。植物は、これらの栄養分のほとんどを無機物として吸収する。

一方、屎尿や稲わらなどは、古くから有機肥料として用いられてきたし、例えば、特許文献１や特許文献２のように、家畜糞尿、動植物残渣、食物廃棄物等を放線菌や枯草菌等の微生物で発酵した有機肥料（堆肥、コンポスト）も用いられている。有機肥料は、有機物が時間をかけて土壌微生物により分解され、その後に植物に吸収されるため、即効性は低い。しかし、土壌に長期間蓄積されるため、肥効が長期間持続するというメリットがある。また、一部のアミノ酸等の有機物はエンドサイトーシスにより植物に直接吸収され、植物の生育に利用されるため、植物の生長過程で必要になるアミノ酸等を直接的に補給することができるというメリットがある。

ところで、本出願人は、植物油脂を多孔質物質に付着させてなる有機肥料を開発し、特許文献３で報告している。特許文献３の有機肥料は、植物ホルモンや細胞膜の原料ともなり生長に必須である脂質や脂肪酸を提供できる点で画期的であった。しかし、土壌の環境によっては元来、土壌微生物の種類や量が不足していることがあるので、肥効が十分に発揮されなかったり、肥効がやや安定しないことがあった。また、植物油脂の分解が緩慢すぎて肥効が早期に表れないことがあった。

特開２００８−１８９５１１号公報 特開２００４−５１３８０号公報 特公昭６３−６５６３８号公報

土壌に施用した際には土壌の環境に左右されず、安定して生長促進効果を即座に発揮し、保管に際しては長期に亘って安定的に保管可能な植物生育促進剤を提供することを目的とする。

本発明は、植物油脂を多孔質物質に付着させてなる植物生長促進剤において、該植物生長促進剤は、植物油脂を付着させた多孔質物質と、脂質分解好気性菌を付着させた多孔質物質と、を混合してなることを特徴とする植物生長促進剤によって、上記の課題を解決する。すなわち、本発明では、植物油脂による生長促進効果の即効性を高めるために脂質分解好気性菌で植物油脂を分解させるとともに、安定して保管可能にするために脂質分解好気性菌を多孔質物質に付着させることにしたのである。ここで、脂質分解好気性菌は芽胞を形成するバチルス属菌であることが好ましい。バチルス属菌は高温や乾燥に良く耐えるため、植物生長促進剤を長期に亘って安定して保管することが可能である。

植物が植物油脂を吸収して生長に有効に利用するためには、植物が吸収しやすい低分子の状態に脂質を分解することが必要である。本発明者は、脂質のうち特に植物油脂を脂質分解好気性菌で分解したところ植物に対して生長促進効果が高まることを見出し、本発明を完成するに至った。さらに、本発明は植物油脂と、脂質分解好気性菌を、別々の多孔質物質に付着させることで保管時においては脂質の分解が開始されないように工夫したものである。

本発明の植物生長促進剤は、植物油脂と多孔質物質を混合撹拌しながら植物油脂を多孔質物質に付着させる油付着工程と、脂質分解好気性菌の菌液と多孔質物質を混合攪拌しながら脂質分解好気性菌を多孔質物質に吸収させて脂質分解好気性菌を多孔質物質に付着させる菌付着工程と、前記油付着工程で得た植物油脂を付着させた多孔質物質及び前記菌付着工程で得た脂質分解好気性菌を付着した多孔質物質を混合して植物生長促進剤とする混合工程と、を経て製造する。ここで、脂質分解好気性菌は芽胞を形成するバチルス属菌であることが好ましい。バチルス属菌は高温や乾燥に良く耐えるため、植物生長促進剤を長期に亘って安定して保管することが可能である。

本発明の生長促進剤は、脂質分解好気性菌を付着させた多孔質物質を含有するので、元来土壌微生物が乏しい土壌に施用した場合であっても、脂質分解好気性菌がリパーゼ等の分解酵素を分泌し、植物が吸収可能な低分子に植物油脂を速やかに分解し、生長促進効果が速やかに発揮される。さらに、本発明の生長促進剤を施用することで、作物の病害抵抗性を向上させることができる。また、本発明の生長促進剤は、保管状態においては、植物油脂と、脂質分解好気性菌が、別々の多孔質物質に付着している状態にある。したがって、保管状態においては、植物油脂と脂質分解好機性菌が直接に接触することがないため、植物油脂の分解が開始されることがなく、経時的な品質劣化が生じ難い。

本発明の生長促進剤は、例えば、公知の肥料袋に入れて流通させることができる。上述のように、保管状態においては、植物油脂と油脂分解好機性菌が別々の多孔質物質に担持されているので、たとえ両者を混合状態で保存しても、流通過程において油脂の分解が進行し悪臭を放つようなことがない。また、別々の多孔質物質に油分や菌液が吸収されているので、生長促進剤がベタつくことがなく、計量や施用時の取り扱いが容易である。

本発明の生長促進剤の製造方法の手順を示すフローチャートである。 試験例２において、病状が観察されたナスの位置を示す模式図である。

本発明の植物生長剤の製造方法を、図１を参照しつつ説明する。まず、油付着工程１において、植物油脂１１と多孔質物質１２を混合撹拌しながら植物油脂１１を多孔質物質１２に付着させる。これと並行して、公知の方法で液体培養して得た脂質分解好気性菌の菌液２１を多孔質物質２２と混合攪拌し、菌液２１を多孔質物質２２に吸収させる。菌液２１の液量が多い場合は、枯草菌液２１を多孔質物質２２に吸収させた後、加熱環境下又は常温下で多孔質物質２２を乾燥してもよい。次いで、油付着工程１で得た植物油脂１１を付着した多孔質物質１２と、菌付着工程１２で得た脂質分解好気性菌を付着した多孔質物質２２を、混合工程３で混合し本発明の植物生長促進剤とする。

油付着工程１及び菌付着工程２で用いる多孔質物質２１、２２は、植物油脂１１又は菌液２１を気孔内に吸着できるものであれば特に限定されない。また、油付着工程１と菌付着工程２で同種の多孔質物質を用いてもよいし、異種の多孔質物質を用いても構わない。ただし、多孔質物質の分離を防ぐため粒径及び密度は同程度とすることが好ましい。多孔質物質としては、例えば、軽石、砂岩、ヒル石、シラス、ゼオライト、珪藻土、多孔質アルミナ、多孔質マグネシア等が挙げられる。多孔質物質の気孔率は１０％以上が好ましく３０％以上がより好ましい。多孔質物質の粒径は、１００タイラーメッシュ以上（１００メッシュより粒度の大きいもの）であることが好ましく、６タイラーメッシュ以下３０タイラーメッシュ以上がより好ましい。

動物はリノール酸、及びα−リノレン酸を自ら合成できないことから動物油脂は植物油脂に比べて多価不飽和脂肪酸の含有量が低く、脂質を構成する脂肪酸に偏りがある。そこで、本発明では、飽和脂肪酸、一価不飽和脂肪酸及び多価不飽和脂肪酸をバランスよく含有する脂質として植物油脂を使用する。本発明で使用可能な植物油脂としては、菜種油、大豆油、パーム油等が挙げられる。中でも、多価不飽和脂肪酸であり細胞膜の流動性を左右するα−リノレン酸及びリノール酸を多く含む菜種油及び大豆油を好適に使用することが好ましい。植物油脂には自然酸化を抑制する目的で酸化防止剤を添加してもよい。植物油脂が脂質分解好気性菌によって分解されて生じた各種脂肪酸は、細胞分裂が盛んな生長期の植物に対して優れた生長促進効果を発揮する。生長促進効果を発揮する詳細な機構は不明であるが、エンドサイトーシスにより根から吸収された脂肪酸は、低分子量の化合物に分解されることなくそのまま細胞膜を構成するリン脂質に生合成され、植物の生長期の細胞分裂を促進しているものと思われる。

植物油脂と多孔質物質の混合比は、両者を混合した際に植物油脂が多孔質物質に完全に吸収され余剰の植物油脂が残らない程度の混合比とすることが好ましく、植物油脂の添加量（体積）は、多孔質物質の気孔容量（多孔質物質重量(g)÷多孔質物質のタップ嵩密度(g/cm³)×気孔率(%)÷１００）の４／５を上限とすることが好ましく、２／３を上限とすることがより好ましい。同様に、脂質分解好気性菌液と多孔質物質の混合比は、両者を混合した際に菌液が多孔質物質に完全に吸収され余剰の菌液が残らない程度の混合比とし、菌液が速やかに乾燥するようにするために、菌液の添加量は少なくすることが好ましい。具体的には、菌液の添加量（体積）は、多孔質物質の気孔容量（多孔質物質重量(g)÷多孔質物質のタップ嵩密度(g/cm³)×気孔率(%)÷１００）の１／１０を上限とすることが好ましく、１／３０以下を上限とすることがより好ましい。

本発明で使用する脂質分解好気性菌としては、土壌に施用した状態で脂質の分解活性を示し、保管中には乾燥耐性を備える菌を用いる。具体的には、脂質分解活性を示し、乾燥状態で芽胞を形成し、好気条件で増殖するバチルス属菌を用いることが好ましい。より好ましくは、取り扱いが容易なBacillus subtilis（枯草菌）又はBacillus subtillis var. natto（納豆菌）を用いる。脂質分解好気性菌は、公知の方法で液体培養し、酵素活性が高まる指数増殖期の菌液を用いることが好ましい。多孔質物質に吸収させた枯草菌又は納豆菌は乾燥により水分率が２０％未満になると芽胞を形成するとされている。したがって、自然乾燥又は加熱乾燥により水分率が２０％未満となるように菌液の水分率を調整するとよい。本発明の植物生長促進剤を土壌に施用すると、土中の水分により脂質分解好気性菌が発芽、増殖し、植物油脂の分解が開始される。

混合工程３は、植物油脂１１を付着させた多孔質物質１２と、菌液２１を吸収させた多孔質物質２２と、を混合する工程である。植物油脂１１と菌液２１の混合比率は特に制限されないが、脂質分解好気性菌は土壌中で水分を吸収して指数関数的に増殖するので、両者の混合比率は菌液２１を植物油脂１１に対して少なめにするとよい。具体的には、菌液２１は、重量換算で植物油脂１１の約１／１０量程度で十分である。

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。

［菌液の調整］
種菌として、枯草菌の一種である納豆菌（Bacillus subtillis var. natto）を用いた。この納豆菌を、グルコース２％、ポリペプトン１％、リン酸第一カリウム０．１％、硫酸マグネシウム０．０５％を添加しｐＨ６．８に調整し、滅菌した液体培地に接種し、３７℃で４８時間に亘って通気培養して菌液を調整した。菌液中の納豆菌の菌数を測定したところ、１．８×１０^６ｃｆｕ／ｍｌであった。

［実施例１］
上記の納豆菌液２ｋｇと、１０〜１８メッシュの天然軽石（タップ嵩密度０．４ｇ／ｃｍ^３、気孔率４８％）１０ｋｇを市販の撹拌機を用いて攪拌しながら混合し、常温で５〜８時間程度自然乾燥させて納豆菌を天然軽石に付着させた。これと並行して、菜種油（０．９２ｇ／ｃｍ^３）２０ｋｇと、１０〜１８メッシュの天然軽石（タップ嵩密度０．４ｇ／ｃｍ^３、気孔率４８％）１３０ｋｇを市販の撹拌機を用いて攪拌しながら常温で混合し、菜種油を天然軽石に吸収させた。こうして得られた納豆菌を付着した天然軽石の全量と、菜種油を付着した天然軽石の全量とを攪拌しながら混合し、本発明の植物生育促進剤とした。菜種油の添加容量は、気孔容量の約１／７とし、菌液の添加容量は気孔容量の約１／７０とした。

［実施例２］
菜種油を、大豆油（０．９２ｇ／ｃｍ^３）に代えた他は、実施例１と同様にして、本発明の植物生育促進剤を製造した。

［比較例１］
上記の枯草菌液２ｋｇと、１０〜１８メッシュの天然軽石（タップ嵩密度０．４ｇ／ｃｍ^３、気孔率４８％）１４０ｋｇと、菜種油２０ｋｇとを市販の撹拌機で攪拌しながら混合し、
菜種油を天然軽石に付着させ、植物生育促進剤とした。

［比較例２］
１０〜１８メッシュの天然軽石（タップ嵩密度０．４ｇ／ｃｍ^３、気孔率４８％）１４０ｋｇと、菜種油２０ｋｇとを市販の撹拌機を用いて攪拌しながら混合し、菜種油を天然軽石に付着させ、植物生長促進剤とした。

実施例１、実施例２、比較例１及び比較例２の組成を表１にまとめる。

植物油脂（菜種油又は大豆油）と納豆菌をそれぞれ多孔質物質（天然軽石）に付着させ、その後両者を混合した実施例１及び２では、納豆菌が芽胞を形成したためか、保管中も納豆菌による植物油脂の分解が開始されることなく、半年が経過しても特に品質の変化は見られなかった。また、植物油脂が多孔質物質に吸収されており、ベタつくことがなく取り扱いも容易であった。それに対して、植物油脂と納豆菌と多孔質物質をまとめて混合した比較例１の植物生長促進剤では、保管中に油の分解が進行し、しばらく時間が経過すると低級脂肪酸特有の臭気が漂い始め、商品価値が大きく低下した。

［試験例１］
本発明の植物生長促進剤の効果を確かめるため、総面積４０アールの水田を１０アールずつに区画した試験区１ないし４に稲（コシヒカリ）を作付し、稲の分げつ量を調べた。稲は５月１８日に作付し、分げつ量の調査は７月１０日に行った。試験区１ないし４には、表２に示したように同量のNPK肥料を施した。試験区１及び２には、それぞれ本発明に係る実施例１及び２の植物生長促進剤を施し、試験区３には比較のために上記比較例２の植物生長促進剤を施した。試験区４には、NPK肥料以外は何も施さなかった。分げつ量の調査は、各区画から無作為に３つの株を選択し、茎の数を数えて３株の茎の合計値を算出した。分げつ量の調査結果を表３に示す。

表３から明らかなように、本発明の植物生長促進剤を施した試験区１及び２の稲では分げつ量が増加していることがわかる。分げつ量の増加に伴い、一株当たりの稲穂の数も増加し、これらの分げつ量からみて１０アール当たりの米の収穫量は試験区１及び２が最も多くなることが推測された。

［試験例２］
本発明の植物生長促進剤の効果を確かめるため、毎年、半身萎凋病と思われる土壌病害が発生している総面積３０アールの圃場を１０アールずつに区画した試験区１ないし３に、ナス（筑陽）を３９９本ずつ作付し、ナスの病害抵抗性を調べた。試験区１ないし３には、同量のNPK肥料を施肥した後に作付し（元肥料）、作付後しばらく経過してから同量のNPK肥料を施肥した（追肥料）。試験区１には、本発明に係る実施例１の植物生長促進剤を施し、試験区２には比較のために上記比較例２の植物生長促進剤を施した。試験区３には、NPK肥料以外は何も施さなかった。ナスの作付は５月２０日に行い、調査は７月２８日に行った。目視で病状の有無を確認したところ、図１及び表５に示したように、試験区３では２１本のナスに葉の片側が黄化し、株全体が萎れた症状が観察された。なお、図１においては、前記症状が観察されたナスを黒丸で示した。比較例２の植物生長促進剤を施用した試験区２では試験区３に隣接する畝１１及び２３において、前記症状が現れたナスが観察された。一方、実施例１の植物生長促進剤を施用した試験区１においては、試験区３に隣接する畝５で２本のナスに前記症状が観察されたものの、隣接するナスに病気が拡大することなく被害は軽微であった。

［試験例３］
本発明の植物生長促進剤の効果を確かめるため、総面積５アールの圃場を１．６アールずつに区画した試験区１ないし３に大根（Ｔ７７０）を播種し、収穫した大根の生重量（葉を含む全体の重量）、主根の根径及び主根の根長を調査した。大根は６月３日に播種し、７月３０日に収穫して調査した。試験区１ないし３には、表６に示したように同量のNPK肥料を施した。試験区１には、本発明の実施例１に係る植物生長促進剤を施し、試験区２には比較のために比較例２の植物生長促進剤を施した。試験区３には、NPK肥料以外は何も施さなかった。調査は各区画から２０本の大根を収穫し、生重量等を計測して平均した結果を表７に示す。

表７の結果から明らかなように、本発明の植物生長促進剤を施用すると、大根の根茎、根長ともに大きくなり、それに伴って大根全体の生重量も増加した。上述の試験例１ないし３は、毎年作物の収穫実績のある肥沃な土地で試験を行った。土壌菌及び有機物の乏しい痩せた土地で試験を行えば、本発明の効果はより顕著である。

枯草菌及び納豆菌は、好気性菌であることから土壌表面付近で活発に増殖し、植物の根張りが浅い生育初期においても、十分な生長促進効果が発揮される（即効性効果）。一方、土壌の中層から下層では、菌の増殖速度が鈍るため、中層から下層にかけては長期間に亘って緩慢に生長促進効果が発揮される（緩効性効果）。

１ 油付着工程
１１ 植物油脂
１２ 多孔質物質
２ 菌付着工程
２１ 菌液
２２ 多孔質物質
３ 混合工程
４ 乾燥工程

Claims (4)

1. 植物油脂を多孔質物質に付着させてなる植物生長促進剤において、
   該植物生長促進剤は、植物油脂を付着させた多孔質物質と、脂質分解好気性菌を付着させた多孔質物質と、を混合してなることを特徴とする植物生長促進剤。
2. 脂質分解好気性菌はバチルス属菌である請求項１に記載の植物生長促進剤。
3. 植物油脂と多孔質物質を混合撹拌しながら植物油脂を多孔質物質に付着させる油付着工程と、
   脂質分解好気性菌と多孔質物質を混合攪拌しながら脂質分解好気性菌を多孔質物質に吸収させて脂質分解好気性菌を多孔質物質に付着させる菌付着工程と、
   前記油付着工程で得た植物油脂を付着させた多孔質物質及び前記菌付着工程で得た脂質分解好気性菌を付着した多孔質物質を混合して植物生長促進剤とする混合工程と、を経て製造することを特徴とする植物生長促進剤の製造方法。
4. 脂質分解好気性菌はバチルス属菌である請求項３に記載の植物生長促進剤の製造方法。
   
   
   

Images