JP2017042088A - 褐藻類の生育方法、及び褐藻類付きの水和固化体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、本発明の別の目的は、前記の方法で生育させた褐藻類を、製鋼スラグを骨材とする水和固化体上に付着させて、褐藻類付きの水和固化体を製造する褐藻類付きの水和固化体の製造方法を提供する。
(1)鉄濃度が5μg/L以上に調整された調整海水中に褐藻類の胞子、幼体又は成体のいずれか1種以上を入れ、波長が400〜500nmであって光強度が10μmol/m2/s以上40μmol/m2/s未満の光を照射して、褐藻類の生育を行なうことを特徴とする褐藻類の生育方法。
(2)褐藻類の胞子、幼体又は成体のいずれか1種以上を担体に付着させてこれを前記調整海水中に入れることにより、当該担体上で褐藻類の生育を行なうことを特徴とする(1)に記載の褐藻類の生育方法。
(3)(1)又は(2)に記載の生育方法によって生育させた褐藻類を、担体に付着して担体付きの種苗とし、次いで、少なくとも鉄鋼スラグ及び腐植物質を混合したスラグ系施肥材と当該担体付きの種苗とを海域に設置して、褐藻類の生育を行なうことを特徴とする褐藻類の生育方法。
(4)担体に褐藻類の胞子及び/又は幼体を付着させた上で、これを、鉄濃度が5μg/L以上に調整された調整海水中に入れると共に、波長が400〜500nmであって光強度が10μmol/m2/s以上40μmol/m2/s未満の光を照射することにより、褐藻類を幼体又は成体まで生育させて担体付きの種苗とし、次いで、少なくとも鉄鋼スラグ及び腐植物質を混合したスラグ系施肥材と当該担体付きの種苗とを海域に設置して、褐藻類の生育を行なうことを特徴とする褐藻類の生育方法。
(5)前記担体が、製鋼スラグを骨材とする水和固化体であることを特徴とする(2)〜(4)のいずれかに記載の褐藻類の生育方法。
(6)前記鉄濃度の調整は、鉄鋼スラグと腐植物質とを混合したスラグ系施肥材を海水中に添加することにより行なわれることを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載の褐藻類の生育方法。
(7)前記鉄濃度の調整は、鉄鋼スラグと腐植物質とを混合したスラグ系施肥材を水に浸漬させることにより施肥材成分を水に溶出させて得られた施肥材溶出液を、海水中に添加することにより行なわれることを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載の褐藻類の生育方法。
(8)前記褐藻類が、コンブ目植物であるか、又はホンダワラ科植物であることを特徴とする(1)〜(7)のいずれかに記載の褐藻類の生育方法。
(9)前記海域に設置されるスラグ系施肥材は、生分解性且つ透水性を有する袋体に詰め込まれているか、又は透水箇所を有した箱型容器に詰め込まれていることを特徴とする(3)〜(8)のいずれかに記載の褐藻類の生育方法。
(10)(1)又は(2)に記載の生育方法によって生育させた褐藻類を、製鋼スラグを骨材とする水和固化体に付着して褐藻類付きの水和固化体を製造することを特徴とする褐藻類付きの水和固化体の製造方法。
また、このような方法により褐藻類を担体に付着させて褐藻類を所定の大きさになるまで生育させ、これを海域に移植することで、効率的に褐藻類の生育を行うことができる。
先ず、本発明において褐藻類とは、褐藻綱(Phaeophyceae)に属する植物を指し、光合成色素として後述するフコキサンチンを有するものである。海域での藻場の造成を行うために、生長後は比較的大型の藻体となるものがよく、マコンブ、ミツイシコンブ、ナガコンブ、エナガコンブ、ガゴメ、リシリコンブ、スジメ、クロメ、アラメ、カジメ、ワカメ、チガイソ、ヒロメなどのコンブ目植物であるか、又はアカモク、オオバモク、ヒジキ、ノコギリモク、ホンダワラ、ジョロモク、ウガノモク、トサカモク、マメタワラ、フタエモク、タマハハキモク、フシスジモク、ヨレモク、ヤツマタモクなどのホンダワラ科植物であることが好ましい。
なお、上記の褐藻類の付着する担体を海域に設置して褐藻類を生育させることにより、当該海域を藻場として造成することも可能となる。
すなわち、陸上では、他の藻類や微細藻類などの生育や繁殖の影響を受けやすい褐藻類の胞子及び/又は幼体を対象として、これら胞子や幼体が着生しやすい所定の担体に付着させながら、前述の通りの方法によって鉄分の供給や光の照射を行ない、目的とする褐藻類を少なくとも葉長数cm程度の幼体、又は成体まで生育させて担体付きの種苗を製造する。または、生育させた褐藻類を、海域への設置に適した別の担体に付着させて担体付き種苗を製造することもできる。この際の別の担体としては、好ましくは、前述の通りの製鋼スラグを骨材に使用した水和固化体を用い、これにより褐藻類付きの水和固化体として製造することもできる。そして、その後、この担体付きの種苗を、少なくとも前述の通りのスラグ系施肥材と共に海域に設置することにより、設置した施肥材や海水中の栄養分や自然光の供給を受けながら、人工的な手間やコストを減らして、大型の褐藻類となるまで生育させることができ、それにより効率的に褐藻類の藻場を造成することができる。スラグ系施肥材については、対象の褐藻類の生育に合わせて適宜施工時期を決めることが可能であり、追肥をすることももちろん可能である。
先ず、異なる鉄濃度(0、5、10、15、30、40、60又は100μg/L)の調整海水をそれぞれ準備した。鉄濃度の調整については、ろ過滅菌した能登湾海水にスラグ系施肥材の溶出液(施肥材溶出液)を添加することにより行なった。この施肥材溶出液は、炭酸化を行なった製鋼スラグと広葉樹の剪定材からなる腐植物質とを2:1(重量比)で混合したスラグ系施肥材300gを海水1L中に浸漬させ、室温及び暗条件下において、14日間100rpmで振とうさせることにより作製し、金属鉄換算で全鉄(金属Fe、FeO、Fe2O3など)が0.32mg/L、無機態窒素(NH4−N、NO2−N、NO3−Nの和)が33.12mg/L、リン酸態リンが0.54mg/L、珪酸態ケイ素が7.63mg/Lの組成を有していた。なお、前記調整海水及び施肥材溶出液中の鉄濃度については、pHが2未満となるように塩酸を添加して、酸可溶鉄として、ルミノール発光法を利用した鉄分析計(紀本電子工業社製FEA−07)で分析を行い、確認した。
そして、前記鉄濃度が異なる調整海水をシャーレに入れ、この中に、それぞれアカモク(ホンダワラ科植物)の幼胚(10個体)を入れ、20℃に設定した培養庫(東京理化器械社製LTI−700)で生育させた。このアカモクの幼胚の近傍で100μmol/m2/sとなる白色光(白色LED光源、波長400〜750nm)、又は80μmol/m2/sとなる青色光(青色LED光源、波長446nm)をそれぞれ18日間照射して、生育状況の比較を行なった。生育状況の評価は、18日間生育後の藻体をデジタルカメラにより撮影し、その葉の面積を求めることにより行なった。評価結果を図4に示す。
先ず、滅菌処理をしていない能登湾海水に前記試験例1と同様の施肥材溶出液によって鉄濃度を15μg/Lに調整した調整海水を準備してシャーレに入れ、これに、それぞれアカモク(ホンダワラ科植物)の幼胚(10個体)を入れ、20℃に設定した培養庫(東京理化器械社製LTI−700)で生育させた。このアカモクの幼胚の近傍で光強度が0、5、10、20、40、60又は80μmol/m2/sとなる青色光(青色LED光源、波長446nm)を、それぞれ18日間照射して、生育状況を評価した。生育状況の評価は、前記試験例1と同様に、18日間照射後の藻体をデジタルカメラにより撮影し、その葉の面積を求めることにより行なった。評価結果を図5に示す。
褐藻類としてコンブ目植物のクロメの胞子(遊走子)を用いて、その生育と他の藻類(緑藻類、藍藻類、紅藻類、珪藻類)の生育との比較を行なった。手順は以下のように行なった。
先ず、製鋼スラグを骨材に使用した水和固化体〔新日鐵住金社製商品名ビバリー(登録商標)ロック〕を入れた水槽に、成熟し、子嚢斑を形成したクロメ胞子体を入れ、クロメから放出された遊走子を水和固化体に着生させ、遊走子付きの水和固化体(以下、単に「水和固化体」と呼ぶ。)とした。次いで、これを、鉄濃度が23μg/Lに調整された調整海水5Lを入れた水槽(30cm×30cm×50cm)に入れ、この水和固化体の近傍で10μmol/m2/sとなる青色光(青色LED光源、波長446nm)を、一日当たり12時間照射しながら、15℃で5ヶ月間生育させた。水温は、水槽内に投げ込み式クーラー(イワキ社製FC−401AN)を入れ、15℃に保った。鉄濃度の調整については、滅菌処理をしていない能登湾海水に一般的な栄養強化培地であるPES(Provasoli’s enriched sea water)を0.1%添加することで調整し、当該PESには鉄源としてFeCl3とエチレンジアミン四酢酸(EDTA)とが1:1(モル比)となるように混合した。また、鉄が不足しないように、1週間毎に当該PESを追肥するとともに、前記調整海水を30日毎に全量交換した。なお、前記調整海水中の鉄濃度については、pHが2未満となるように塩酸を添加して、酸可溶鉄として、ルミノール発光法を利用した鉄分析計(紀本電子工業社製FEA−07)で分析を行い、確認した。
そして、上記の手順でクロメを生育させた後、水和固化体上に着生した単位面積当たりのクロメの個体数(個体数/cm2)及び他の藻類(緑藻類、紅藻類)の個体数(個体数/cm2)を、実体顕微鏡(ニコン社製SMZ745T)を用いて計測した(1cm2角を3箇所測定し、その平均値とした)。
結果を以下の表1に示す。また、当該生育後の水和固化体の様子を示す写真を図6(a)に示すが、当該水和固化体には、クロメの胞子体(幼体)が繁茂し、その他の藻類はほとんど見られなかった。
結果を表2に示す。
実施例1において使用した青色光を、白色光(白色LED光源、波長400〜750nm)に変更した以外は、実施例1と同様の手順により、水和固化体に着生したクロメ並びに緑藻類及び紅藻類の個体数を求め、また、植物プランクトンの量についても同じように求めた。
結果を以下の表1及び表2に示す。また、当該生育後の水和固化体の様子を示す写真を図6(b)に示す。当該水和固化体には、クロメは全く確認できず、緑藻類及び紅藻類が繁茂していた。
先ず、鉄濃度を15μg/Lに調整した調整海水を準備した。鉄濃度の調整については、滅菌処理をしていない能登湾海水にスラグ系施肥材の溶出液の添加により行なった。この施肥材溶出液は、炭酸化を行なった製鋼スラグと広葉樹の剪定材からなる腐植物質とを2:1(重量比)で混合したスラグ系施肥材300gを海水1L中に浸漬させ、室温及び暗条件下において、14日間100rpmで振とうさせることにより作製し、金属鉄換算で全鉄(金属Fe、FeO、Fe2O3など)が0.08mg/L、無機態窒素(NH4−N、NO2−N、NO3−Nの和)が29.9mg/L、リン酸態リンが0.39mg/L、珪酸態ケイ素が3.72mg/Lの組成を有していた。なお、前記調整海水及び施肥材溶出液中の鉄濃度については、pHが2未満となるように塩酸を添加して、酸可溶鉄として、ルミノール発光法を利用した鉄分析計(紀本電子工業社製FEA−07)で分析を行い、確認した。
そして、前記の調整海水をいれた水槽(1m×3m×0.5m)中に、製鋼スラグを骨材に使用した水和固化体〔新日鐵住金社製商品名ビバリー(登録商標)ロック〕上にアカモクの幼体(幼胚)を着生させた水和固化体を入れて、このアカモクの幼体の近傍で40μmol/m2/sとなる青色光(青色LED光源、波長446nm)を照射して、葉長が5cm程度の幼体になるまで生長させてアカモクの種苗(水和固化体付きの種苗)とした。水温は、水槽内に投げ込み式クーラー(イワキ社製FC−401AN)を入れ、20℃に保った。
結果、ほとんどのアカモク(98%)の葉長が1.5m程度まで生長していた。
前記実施例2において、スラグ系施肥材を設置しないこと以外は、実施例2と同様の方法で海域にてアカモクを生長させて、半年後の生育状況を観察し、同じ評価方法にて評価した。
結果、多くのアカモク(70%)の葉長が1m未満であり、施肥材を用いた実施例2と比較して生育が劣っていることが確認された。
Claims (10)
- 鉄濃度が5μg/L以上に調整された調整海水中に褐藻類の胞子、幼体又は成体のいずれか1種以上を入れ、波長が400〜500nmであって光強度が10μmol/m2/s以上40μmol/m2/s未満の光を照射して、褐藻類の生育を行なうことを特徴とする褐藻類の生育方法。
- 褐藻類の胞子、幼体又は成体のいずれか1種以上を担体に付着させてこれを前記調整海水中に入れることにより、当該担体上で褐藻類の生育を行なうことを特徴とする請求項1に記載の褐藻類の生育方法。
- 請求項1又は2に記載の生育方法によって生育させた褐藻類を、担体に付着して担体付きの種苗とし、次いで、少なくとも鉄鋼スラグ及び腐植物質を混合したスラグ系施肥材と当該担体付きの種苗とを海域に設置して、褐藻類の生育を行なうことを特徴とする褐藻類の生育方法。
- 担体に褐藻類の胞子及び/又は幼体を付着させた上で、これを、鉄濃度が5μg/L以上に調整された調整海水中に入れると共に、波長が400〜500nmであって光強度が10μmol/m2/s以上40μmol/m2/s未満の光を照射することにより、褐藻類を幼体又は成体まで生育させて担体付きの種苗とし、次いで、少なくとも鉄鋼スラグ及び腐植物質を混合したスラグ系施肥材と当該担体付きの種苗とを海域に設置して、褐藻類の生育を行なうことを特徴とする褐藻類の生育方法。
- 前記担体が、製鋼スラグを骨材とする水和固化体であることを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載の褐藻類の生育方法。
- 前記鉄濃度の調整は、鉄鋼スラグと腐植物質とを混合したスラグ系施肥材を海水中に添加することにより行なわれることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の褐藻類の生育方法。
- 前記鉄濃度の調整は、鉄鋼スラグと腐植物質とを混合したスラグ系施肥材を水に浸漬させることにより施肥材成分を水に溶出させて得られた施肥材溶出液を、海水中に添加することにより行なわれることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の褐藻類の生育方法。
- 前記褐藻類が、コンブ目植物であるか、又はホンダワラ科植物であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の褐藻類の生育方法。
- 前記海域に設置されるスラグ系施肥材は、生分解性且つ透水性を有する袋体に詰め込まれているか、又は透水箇所を有した箱型容器に詰め込まれていることを特徴とする請求項3〜8のいずれかに記載の褐藻類の生育方法。
- 請求項1又は2に記載の生育方法によって生育させた褐藻類を、製鋼スラグを骨材とする水和固化体に付着して褐藻類付きの水和固化体を製造することを特徴とする褐藻類付きの水和固化体の製造方法。
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