JP2017214368A - イネ科植物のケイ酸吸収促進剤及びその施用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、植物体によるケイ酸の吸収を促進し、植物の生育及び品質を向上させるために有効な資材の組み合わせを提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、１種以上の糖と１種以上の有機酸とを含む、イネ科植物によるケイ酸の吸収を促進するケイ酸吸収促進剤に関する。本発明はまた、１種以上の糖と１種以上の有機酸とを、イネ科植物が生育する湛水した土壌に供給される流水に添加することで植物に施用する施用工程を含む、イネ科植物によるケイ酸の吸収を促進する方法に関する。【選択図】なし

Description

本発明は、イネ科作物の生育向上、特にケイ酸吸収を増加させる効果を有する資材、およびその使用方法に関する。

ケイ素（Ｓｉ）は地球の表面、地殻に最も豊富に存在する元素であり、土壌の粘土鉱物やガラス質を構成する主成分であるケイ酸として存在している。

また、イネ・麦などのイネ科作物はケイ酸を多量に必要とすることが知られている。イネのわらの灰分には約８０％、麦のわらの灰分には約７０％のケイ酸が含まれている。そのためにイネ科作物は、他の植物以上に根からケイ酸を積極的に吸収している。

ケイ酸は地殻表面に多量に存在していながら、溶解度が非常に低いために、粘土鉱物などからのケイ酸の可溶化、供給速度は非常に緩慢である。また、水田への灌漑水からの供給もあるが、河川の護岸工事が進み、岸辺がコンクリートなどで固められた結果、上流から溶出してくるケイ酸の量は大幅に減少してきている。一方で集約農業では狭い間隔に作物を密植するために、単位面積当たりに作物が必要とするケイ酸の需要量は大きくなる。結果として需要と供給のバランスが崩れ、ケイ酸不足となっている。ケイ酸は根から吸収された後、水と共に植物体内に行き渡る。水は植物の表面から蒸散するが、ケイ酸は表皮細胞に集積しケイ化が起こり、葉・茎・穂の硬さの補強に使用される。しかしながら、必要とするケイ酸量の供給が行われないと、表皮細胞のケイ化が行われず、茎が軟弱になり、倒れやすくなり、更にイモチ病などの病気に感染しやすくなり、生育不良や収量の減少、品質の低下につながる。

その対策として、わらを土壌に戻すことや、ケイ酸カリ等の肥料やケイ酸を含む土壌改良剤などを多量に投入することが行われている。施用した資材からは、不溶性のケイ酸分の一部が土壌中でゆっくり可給態ケイ酸に変化して供給源となる。これらの投入資材の多くは、固体の重量物であり、１０ａあたり１００ｋｇ程度、あるいはそれ以上を散布する重労働な作業が伴う。

イネ科作物が最もケイ酸を必要とする時期は、体内に幼穂が形成され、穂が出て充実し始める頃である。しかしながら、施用物が固形物である場合には、ケイ酸が溶解し始めるまでに非常に時間がかかり、しかもその全てが溶解するわけではないため、環境中に残存する量も多く、作物が必要とする適切な時期に必要な量を与えることは困難である。また、作物は天候によっても生育が左右されるため、早い時期の投入では、作物の生育・変化の状況が判らない中での施用となり適切な施用は困難である。結果として、過剰量の資材を必要な時期よりもかなり前に投入することになる。

ケイ酸資材を液状物として施用する技術として、特許文献１には、ケイ酸カリウムのクエン酸水溶液を主成分として含むケイ酸カリウム液体肥料が記載されている。

特許文献２では、ケイ酸カリウム、ケイ酸ナトリウム等のケイ酸化合物を含む肥料のなかに木酢液を含有させて、ケイ酸化合物の肥効性を向上させる技術が開示されている。特許文献２ではケイ酸化合物を含む液状物を製造する方法として、ケイ酸カリ溶液又はケイ酸ナトリウム溶液中に木酢液を苛性カリ又は水酸化ナトリウムで電離平衡が成立するように中和してから少しずつ撹拌しながら混合し、透明度のある液体状にする方法が記載されている。

特許文献３には、水溶性ケイ酸化合物及びアミノ酸、更に必要に応じて有機酸を含有し、それらの化合物の結晶混合物を水に溶解して使用され、水に溶解した際に弱酸性のｐＨを呈することを特徴とする植物用農業資材が開示されている。

しかしながら、特許文献１、２、３に記載されているケイ酸質資材の効果は必ずしも満足できるものではない。
土壌の種類によっては、ケイ酸の供給の著しく低い土壌が知られている。代表的なものとして、非アロフェン質黒ぼく土壌がある。この種の土壌は、ケイ酸の固定力が著しく高く、イネへのケイ酸供給を低下させる。この様な土壌においては、イネの成熟期の茎葉のケイ酸含有率が７〜８％と低い。更にケイ酸質資材を施用しても、溶出するケイ酸量は少なく、イネのケイ酸の利用率は低く、施用効果が著しく低いことが知られている（非特許文献１、２）。この様な土壌の種類に起因する問題に対して研究者などから問題提起はなされているものの、これを改良する有効な従来技術は知られていない。非特許文献２の表３のデータにおいても、非アロフェン質黒ぼく土の鳴子圃場においては３，５５１ｋｇ／ｈａの新ケイ酸資材の施用が必要との結論であり、全く非現実的な施用量である。
また、従来から広く使用されているケイ酸質資材の利用率は２０〜３０％と低いことが知られており、より利用効率を高めることができれば、生産者の負担軽減につながる。なお、ケイ酸質資材から土壌溶液中に溶出されたケイ酸は、土壌粒子に吸着され、その一部は再溶出される（非特許文献３）。すなわち、ケイ酸質資材からのケイ酸は土壌溶液を介して土壌の粘土鉱物との間で乖離平衡状態となることが知られている（非特許文献４）。

一方で植物に施用される組成物に有機酸や糖を配合することが知られている（例えば特許文献４、５）。しかし、有機酸又は糖が、ケイ酸の吸収にどのような影響を与えるかについては従来検討されていない。

特開昭６２−５６３８９号公報 特開２００１−１９９７７９号公報 特開２００６−２９８７２４号公報 特開２０１２−３１１６３号公報 特表２０１１−５３０４６７号公報

「黒ぼく水田土壌のケイ酸供給力評価法」国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構ウェブサイト、http://www.naro.affrc.go.jp/org/tarc/seika/jyouhou/H15/seisan/h15seisan017.html 小林紀子ら「宮城県の代表的な水田土壌のケイ素供給能と水稲に対する新ケイ酸資材の施用効果」東北大学大学院農学研究科附属複合生態フィールド教育研究センター、複合生態フィールド教育研究センター報告（２２），３９−４３，２００６−１２ 真壁周平ら「土壌のケイ酸供給・吸着能と水稲のケイ酸吸収の関係」第２２３回日本作物学会講演会要旨集Ｐ４０４ 加藤直人「安定同位体３０Ｓｉを用いた土壌中でのケイ酸の動態研究」ＲＡＤＩＯＩＳＯＴＯＰＥＳ Ｖｏｌ．４７，（１９９８）Ｎｏ．５，Ｐ４５７−４５８

本発明は、イネ科植物によるケイ酸の吸収を促進し、イネ科植物の生育及び品質を向上させるために有効な資材の組み合わせを提供することを目的とする。
更に本発明は、前記成分をイネ科植物に施用する方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記の課題を解決すべく、様々な種類の資材とその施用量、施用方法に関して検討を行った。その結果、１種以上の糖と１種以上の有機酸とを含む組成物、或いは、１種以上の糖及び１種以上の有機酸の少なくとも一方と、コロイドケイ酸とを含む組成物をイネ科植物に施用し栽培したときに、植物によるケイ酸の吸収が促進され、作物収量の増加、品質の向上など、イネ科植物の生育が改善されることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は具体的には下記の発明を含有する。
（１）１種以上の糖と１種以上の有機酸とを含む、イネ科植物によるケイ酸の吸収を促進するケイ酸吸収促進剤。
（２）コロイドケイ酸を更に含む、（１）に記載のケイ酸吸収促進剤。
（３）１種以上の糖及び１種以上の有機酸の少なくとも一方と、コロイドケイ酸とを含む、イネ科植物によるケイ酸の吸収を促進するケイ酸吸収促進剤。
（４）液状物である、（１）〜（３）のいずれかに記載のケイ酸吸収促進剤。
（５）糖がオリゴ糖である、（１）〜（４）のいずれかに記載のケイ酸吸収促進剤。
（６）オリゴ糖が、シュクロース、マルトース、ラクトース、ガラクトオリゴ糖、フラクトオリゴ糖、乳果オリゴ糖、キシロオリゴ糖、イソマルトオリゴ糖、大豆オリゴ糖、ラフィノース、トレハロース、マルトトリオース、マルトテトラオース、セロビオース、セロトリオース及びセロテトラオースからなる群から選択される１種以上を含む、（５）に記載のケイ酸吸収促進剤。
（７）有機酸が、１〜１０個の炭素原子を有し且つ１〜３個のカルボキシル基を有する、（１）〜（６）のいずれかに記載のケイ酸吸収促進剤。
（８）有機酸が、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、カプロン酸、乳酸、ピルビン酸、α−ケトグルタル酸、クエン酸、イソクエン酸、リンゴ酸、コハク酸、フマル酸、オキサロ酢酸、オキサロコハク酸及びcis-アコニット酸からなる群から選択される１種以上を含む、（７）に記載のケイ酸吸収促進剤。
（９）１種以上の糖と１種以上の有機酸とを、イネ科植物が生育する湛水した土壌に供給される流水に添加することで植物に施用する施用工程を含む、イネ科植物によるケイ酸の吸収を促進する方法。
（１０）前記施用工程において、前記流水に更にコロイドケイ酸を添加する、（９）に記載の方法。
（１１）１種以上の糖及び１種以上の有機酸の少なくとも一方と、コロイドケイ酸とを、イネ科植物が生育する湛水した土壌に供給される流水に添加することで植物に施用する施用工程を含む、イネ科植物によるケイ酸の吸収を促進する方法。
（１２）（１）〜（８）のいずれかに記載のケイ酸吸収促進剤を、イネ科植物が生育する湛水した土壌に供給される流水に添加することで植物に施用する施用工程を含む、イネ科植物によるケイ酸の吸収を促進する方法。
（１３）施用工程が、幼穂形成期から出穂後２週間までの間に少なくとも１回行われる、（９）〜（１２）のいずれかに記載の方法。
（１４）（１）〜（８）のいずれかに記載のケイ酸吸収促進剤を、ケイ酸質資材と併用してイネ科植物に施用することを含む、イネ科植物によるケイ酸の吸収を促進する方法。
（１５）１種以上の糖及び１種以上の有機酸の少なくとも一方と、コロイドケイ酸とを含む、液状物。

本発明のケイ酸含有液状物又はケイ酸吸収促進剤を植物に施用することにより、植物体内でのケイ酸含量が増大し、植物の生育が改善される。

以下、本発明について詳細に説明する。
＜対象植物＞
本発明が対象とする植物はケイ酸の吸収を必要とする植物であれば特に限定されないが、好ましくはイネ科植物である。イネ科植物としてはイネ科に属する植物あれば特に制限はないが、例えばイネ、オオムギ、コムギ、ライムギ、トウモロコシなどが挙げられる。

＜本発明のケイ酸吸収促進剤＞
本発明は第一に、１種以上の糖と１種以上の有機酸とを含む、或いは、１種以上の糖及び１種以上の有機酸の少なくとも一方とコロイドケイ酸とを含む、イネ科植物によるケイ酸の吸収を促進するケイ酸吸収促進剤に関する。

本発明のケイ酸吸収促進剤をイネ科植物に施用した場合には、驚くべきことに、イネ科植物によるケイ酸の吸収を促進することができ、資材として施用されるケイ酸の量を上回る量のケイ酸をイネ科植物に吸収させることができる。この場合に、施用されたケイ酸以外に吸収されるケイ酸は、土壌の鉱物や、土壌に施用したケイ酸を含む資材等から供給されたものと考えられる。その機構は明らかではないが、たとえば次のような機構が推定される。１種以上の糖及び１種以上の有機酸の少なくとも一方、好ましくは両方、が土壌の鉱物等に直接的に作用して、或いは、１種以上の糖及び１種以上の有機酸の少なくとも一方、好ましくは両方、が土壌微生物を活性化し活性化された土壌微生物を介して土壌の鉱物等に間接的に作用して、土壌の鉱物等のケイ酸を可給態ケイ酸に変換しイネ科植物による吸収を促進している可能性がある。また、本発明のケイ酸吸収促進剤の施用によりイネ科植物の根の活性が向上して根の吸収能が向上する、イネ科植物の根からの糖・有機酸・アミノ酸・脂質・タンパク質などの有機物の分泌が促進され土壌の鉱物等からのケイ酸の可溶化が促進される、など複数の要因が働き、イネ科植物によるケイ酸の吸収が促進される可能性がある。

本発明において「ケイ酸」は、Ｓｉ及びＯ、或いはＳｉ、Ｏ及びＨの元素で表される化合物であって、Ｓｉ＝Ｏ又はＳｉ−ＯＨの官能基を有する化合物を指す。ケイ酸中のＳｉ＝Ｏ又はＳｉ−ＯＨにおける酸素原子は負の電荷を有するＯ⁻に活性化されていてもよい。ケイ酸の具体例としては、二酸化ケイ素（シリカともいう）（ＳｉＯ_２）、メタケイ酸（Ｈ_２ＳｉＯ_３）、オルトケイ酸（Ｈ_４ＳｉＯ_４）、ジケイ酸（Ｈ_２Ｓｉ_２Ｏ_５）、ピロケイ酸（Ｈ_６Ｓｉ_２Ｏ_７）等や、これらの塩が挙げられる。そして、本発明において、イネ科植物によるケイ酸の吸収とは、イネ科植物の根からケイ酸を吸収して体内に取り込むことであり、ケイ酸の吸収は、植物体内に残存するケイ酸の量を、二酸化ケイ素として測定することにより計測することができる。ただし、葉面散布して、葉・茎などの表面の外側に付着したものは植物体内に残存するケイ酸には含まない。採取した植物全体で分析、または、根、茎、葉、穂などに各部位に分画してから分析してもよい。ケイ酸の吸収は、植物の生育ステージによって必要とされる量は異なると考えられる。特に、イネ科植物における穂の形成時期のケイ酸は、穀物の品質に大きな影響を与えるために重要である。生育ステージに分けて部位別にケイ酸の吸収量を測定することで、非常に有効なデータが得られる。後述する実施例では、本発明のケイ酸吸収促進剤の施用時のイネにおけるケイ酸吸収量を部位別に評価している。

更に、本発明のケイ酸吸収促進剤をイネ科植物に施用した時、その一部は作物の根から直接植物体へ取り込まれて代謝されることにより植物体が活性化される効果、根の呼吸活性が増加する効果、根から根酸などの有機物の分泌を促進する効果、植物根圏の酸化還元電位の変化やｐＨの変化などが期待される。本発明のケイ酸吸収促進剤の成分の一部は、土壌微生物に吸収利用されて、土壌微生物の活性化、土壌微生物によるケイ酸の可溶化促進が期待される。土壌微生物の活性化は、土壌有機物の代謝や土壌金属類の可溶化、土壌のｐＨにも影響を与える可能性もある。

これらの現象の科学的な理論については、まだ充分に明らかにされていない部分も多々あるので、現在までに理解されている範囲内で想定されている仮説などを含めて考えられることを説明する。

土壌の粘土鉱物中のケイ酸は鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）などの金属類と複雑に結合した高分子化合物の状態で存在している。自然界ではその一部が非常にゆっくりと分解・解離して植物が利用できる低分子または単分子の可給態ケイ酸に変化する。この変化には、植物の根から分泌される糖、有機酸、アミノ酸、脂質、タンパク質などや土壌微生物が関与している。また、土壌を湛水することで、土壌中の酸素が減少し、還元状態となること、ｐＨが変化すること、土壌中の鉄やその他の金属類の溶解度の変化などもケイ酸の可給態化の反応に影響していると考えられている。

本発明において見出されたケイ酸吸収促進剤の施用効果は、各成分の施用量が少量であることから、土壌のｐＨや還元状態を直接的に変化させるとは考えにくい。むしろ、ケイ酸吸収促進剤に含まれる成分がイネ科植物の根から吸収され、植物体の活性化に伴い、植物根の呼吸活性の増加、植物根からの根酸などの有機物の分泌促進、植物根圏の酸化還元電位やｐＨの変化、土壌微生物に利用されることによる土壌微生物の活性化、土壌微生物の作用による土壌中の金属類の溶解度の変化や土壌有機物の代謝など間接的な様々な要因が関連して、土壌中の可給態ケイ酸量の増加に繋がっていると考えられる。これらの結果として、イネ科植物の根から吸収されるケイ酸量が増加し、植物体を丈夫にし、耐病性を向上させ、作物収量、品質の向上につながると考えられる。

本発明のケイ酸吸収促進剤が１種以上の糖と１種以上の有機酸とを含む態様では、これらの成分が協同して上記の作用を発揮するため、イネ科植物によるケイ酸の吸収を効率的に促進することができる。この態様に係るケイ酸吸収促進剤はケイ酸成分を含むことは必須ではないが、ケイ酸成分としてコロイドケイ酸を更に含む場合は、土壌等の環境に由来するケイ酸の植物による吸収が促進されることに加えて、ケイ酸吸収促進剤が含むコロイドケイ酸が植物に吸収されるため好ましい。後述する通りコロイドケイ酸はイネ科植物にとって特に利用され易い。

本発明のケイ酸吸収促進剤が１種以上の糖及び１種以上の有機酸の少なくとも一方とコロイドケイ酸とを含む態様では、１種以上の糖及び１種以上の有機酸の少なくとも一方が上記の通りイネ科植物によるケイ酸の吸収を効率的に促進することに加えて、ケイ酸吸収促進剤が含むコロイドケイ酸が植物に供給され吸収され、施用したコロイドケイ酸が効率的に植物に利用されるため好ましい。この態様に係る本発明のケイ酸吸収促進剤は、より好ましくは、１種以上の糖と１種以上の有機酸とコロイドケイ酸とを含む。

本発明における糖は、単糖、オリゴ糖及び多糖から選択される１種以上を含むことができ、複数種の糖の混合物であってもよい。オリゴ糖は、単糖が２個〜６個グルコシド結合した少糖類、或いは複数の少糖類の混合物であり、単糖及び／又は多糖との混合物であってもよい。オリゴ糖のうち二糖としては、シュクロース（ショ糖）、マルトース（麦芽等）、ラクトース（乳糖）、セロビオース、トレハロースが挙げられる。オリゴ糖のうち三糖としては、ラフィノース（ビートオリゴ糖）、マルトトリオース、セロトリオース、ラクトスクロース（乳果オリゴ糖）等が挙げられる。オリゴ糖のうち四糖としては、マルトテトラオース、セロテトラオース等が挙げられる。混合物のオリゴ糖としては、ガラクトオリゴ糖、フラクトオリゴ糖、キシロオリゴ糖、イソマルトオリゴ糖、大豆オリゴ糖等が挙げられる。単糖としてはグルコース、ガラクトース、マンノース、フルクトース等が挙げられる。多糖としてはでんぷん、セルロース、キチン、アガロース、ペクチン、キシログルカン、グリコーゲン、デキストリン、イヌリン等が挙げられる。糖としては特にオリゴ糖が好ましい。オリゴ糖は単糖よりも植物への施用後に土壌又は植物体から流亡し難いため好ましい。また、オリゴ糖は多糖よりも水への溶解性が高く液状物中で析出しにくいため好ましい。オリゴ糖のなかでも二糖及び／又は三糖を含むものがケイ酸の吸収を促進する効果が特に高く好ましい。

本発明における有機酸とは、２０℃の水に溶解したときにｐＨ７未満の酸性を呈する有機化合物である。酸性基を有する化合物であっても、水に溶解した時に塩基性を示す塩基性アミノ酸等の化合物は有機酸の範囲ではない。なお、本明細書に記載するｐＨ値は、特に明示のない限り、２０℃において測定した場合のｐＨ値を指す。

本発明に用いる有機酸としては、１〜１０個の炭素原子を有し且つ１〜３個のカルボキシル基を有する有機酸が好ましい。具体的な例としては、ギ酸（ＨＣＯＯＨ）、酢酸（ＣＨ_３−ＣＯＯＨ）、プロピオン酸（ＣＨ_３ＣＨ_２−ＣＯＯＨ）、酪酸（ＣＨ_３ＣＨ_２ＣＨ_２−ＣＯＯＨ）、イソ酪酸（（ＣＨ_３）_２ＣＨ−ＣＯＯＨ）、吉草酸（ＣＨ_３ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２−ＣＯＯＨ）、カプロン酸（ＣＨ_３ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２−ＣＯＯＨ）、乳酸（ＣＨ_３−ＣＨ（ＯＨ）−ＣＯＯＨ）、ピルビン酸（ＣＨ_３ＣＯ−ＣＯＯＨ）、オキサロ酢酸（ＨＯＯＣ−ＣＯＣＨ_２−ＣＯＯＨ）、α−ケトグルタル酸（ＨＯＯＣ−ＣＯＣＨ_２ＣＨ_２−ＣＯＯＨ）、オキサロコハク酸（ＨＯＯＣ−ＣＯ−ＣＨ（ＣＯＯＨ）−ＣＯＯＨ）、コハク酸（ＨＯＯＣ−ＣＨ_２ＣＨ_２−ＣＯＯＨ）、フマル酸（ＨＯＯＣ−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯＨ）、リンゴ酸（ＨＯＯＣ−ＣＨ_２ＣＨ（ＯＨ）−ＣＯＯＨ）、クエン酸（Ｃ（ＯＨ）（ＣＨ_２ＣＯＯＨ）_２−ＣＯＯＨ）、イソクエン酸（ＨＯＯＣ−ＣＨ（ＣＯＯＨ）−ＣＨ（ＯＨ）−ＣＯＯＨ）、ｃｉｓ−アコニット酸（ＨＯＯＣ−ＣＨ_２Ｃ（ＣＯＯＨ）＝ＣＨ−ＣＯＯＨ）等が挙げられ、これらの群から選択される１種以上の有機酸を使用することができる。有機酸としては２種以上の有機酸の混合物を使用することもできる。

本発明に用いるコロイドケイ酸は、好ましくは水等の極性溶媒中で二酸化ケイ素が溶媒和して形成される。コロイドケイ酸の形態であることで、ケイ酸が単分子または低分子の状態で安定して存在できる。ケイ酸吸収促進剤中でケイ酸の分子が重合して不溶性のガラス質が析出するとケイ酸が植物や微生物に吸収され難くなるが、ケイ酸としてコロイドケイ酸を用いることでこの問題を回避することができる。

コロイドケイ酸の、水中に分散させたときの平均粒子径は１００ｎｍφ以下であることが好ましく、５０ｎｍφ以下であることが好ましく、２０ｎｍφ以下であることがより好ましい。また、コロイドケイ酸の、水中に分散させたときの平均粒子径は１ｎｍφ以上であることが好ましく、５ｎｍφ以上であることがより好ましく、１０ｎｍφ以上であることがより好ましく、１０ｎｍφ〜２０ｎｍφの範囲であることが特に好ましい。コロイドケイ酸の平均粒子径としては、コロイドケイ酸の粒子のＢＥＴ（Ｂｒｕｎａｕｅｒ Ｅｍｍｅｔｔ Ｔｅｌｌｅｒ）法による比表面積の測定結果と、コロイドケイ酸の粒子の密度とから、真球状の粒子と仮定して算出した粒子径を採用することができる。ＢＥＴ法は、窒素（Ｎ_２）ガスなどの気体分子を粒子に吸着させ、ガスの吸着量と圧力変化から比表面積を求める方法である。

コロイドケイ酸が、水中で水和した二酸化ケイ素のコロイド懸濁液である場合、該懸濁液の水相は通常は酸性を示し、そのｐＨは、２０℃において例えば１〜６、より具体的には２〜４の範囲である。本発明のケイ酸吸収促進剤には、酸性のコロイドケイ酸を用いることが好ましい。特許文献１、２等に記載されているケイ酸カリウム又はケイ酸ナトリウムや、鉄、合金鉄等の金属を生産するときに副産物として生じる鉱さいを原料として製造されるケイカルは、アルカリ性のケイ酸である。アルカリ性のケイ酸は、特許文献２に記載されているように中和が必要であるなど、そのままでは肥料としての利用が難しいという問題がある。また、アルカリ性のケイ酸は一般的に溶解性の低い塩であり、液状物の形態とする場合に加熱するなどの操作が必要であり取扱いが難しい場合がある。一方、酸性のコロイドケイ酸であれば肥料としての利用が容易であり、植物の施用前にｐＨ調整や加熱などの作業も特に必要がない。また、イネ科植物は一般に中性から酸性の土壌環境を好み、この観点からも、酸性のコロイドケイ酸を施用することが望ましい。なお、本発明において「酸性のコロイドケイ酸」とは、２０℃の水中に分散させたときに７．０未満の酸性領域のｐＨを呈するコロイドケイ酸を指す。

本発明のケイ酸吸収促進剤における各成分の量は特に限定されない。例えば、本発明のケイ酸吸収促進剤が１種以上の糖と１種以上の有機酸とを含む場合には、１種以上の糖の合計量１００重量部に対して１種以上の有機酸の合計量が、好ましくは５重量部以上１，０００重量部以下、より好ましくは１５重量部以上２００重量部以下である。また、本発明のケイ酸吸収促進剤が、１種以上の糖及び１種以上の有機酸の少なくとも一方と、コロイドケイ酸とを含む場合には、１種以上の糖（糖を含まない場合には１種以上の有機酸）の合計量１００重量部に対して、コロイドケイ酸（ＳｉＯ_２換算重量）が好ましくは１００重量部以上１０，０００重量部以下、より好ましくは２００重量部以上５，０００重量部以下である。糖、有機酸、及び／又は、コロイドケイ酸がこの量比である場合には、イネ科植物によるケイ酸の吸収が顕著に促進されるため好ましい。

本発明のケイ酸吸収促進剤は所定の成分を含んでいる限りその形態は特に限定されないが、好ましくは液状物である。本発明において液状物とは、液体媒体中に、所定の成分が溶解又は懸濁した状態の組成物である。ここで液体媒体とは好ましくは水であり、エタノール等の水溶性有機溶媒と水との混合液体媒体であってもよい。本発明において液状物は、各成分が、それぞれ独立に、液体媒体中に完全に溶解して存在している、或いは、充分に液体媒体と馴染み、液体媒体中で乳化状態もしくはコロイド状態で懸濁して存在しており、長期間置いても沈殿を形成せず液体状態を維持できる組成物であることが好ましい。液状物としては、低温条件下に長期間置いた場合に、コロイド状の物などが一部沈殿することがあっても加温して再溶解又は再懸濁できるものであれば好適である。

本発明のケイ酸吸収促進剤を液状物の形態とすることにより種々の有利な効果を奏する。ケイ酸塩を含む従来の固体状のケイ酸含有資材は、重量が重く、広い圃場全体に均一に散布することが困難であった。特に、真夏の最も気温の高い季節がちょうどイネ科作物の出穂期頃にあたり、最もケイ酸の供給が必要とされる時期となるため、重量物資材の散布作業は作業者にとって負担が大きい。これに対して、本発明のケイ酸吸収促進剤を液状物の形態とすることにより、少量の液状物を湛水した圃場全体に均一になるように流し込むことで施用することが可能であり、作業が大幅に省力化できる。少量の液状物の流し込み作業は、液状物を入れた小さな容器を水口に置き容器の口を開くだけで済み簡便である。また、液状物中に溶解又は懸濁したケイ酸吸収促進成分又はコロイドケイ酸は植物が速やかに利用可能であるため、植物がケイ酸を必要なときに液状物の形態のケイ酸吸収促進剤を適切な量施用すればよく、無駄が少ないため環境への負荷も大幅に削減できる。

本発明の液状物の形態のケイ酸吸収促進剤は、液体媒体中に糖、有機酸及び／又はコロイドケイ酸を溶解又は懸濁させるために、必要に応じて界面活性剤等の添加剤を含んでいてよい。各成分を溶解または懸濁した状態で含む液状物を植物に施用することにより、各成分を固体の形態で植物に施用する場合と比較して、根からの植物への吸収が速やかに行われるため効率的である。

本発明の液状物の形態のケイ酸吸収促進剤の全量に対する各成分の濃度は、液体媒体の量を変更することにより変動し得るため特に限定されないが、例えば、液状物の形態のケイ酸吸収促進剤が１種以上の糖を含む場合、１種以上の糖は、合計で、液状物の全量当たり好ましくは１重量％以上５０重量％以下、より好ましくは２重量％以上２０重量％以下であることができる。液状物の形態のケイ酸吸収促進剤が１種以上の有機酸を含む場合、１種以上の有機酸は、合計で、液状物の全量当たり好ましくは０．１重量％以上４０重量％以下、より好ましくは０．４重量％以上２０重量％以下であることができる。液状物の形態のケイ酸吸収促進剤がコロイドケイ酸を含む場合、コロイドケイ酸は、液状物の全量当たりＳｉＯ_２換算で１０〜４０重量％含有することが好ましい。同じ量のコロイドケイ酸を投入する場合には、コロイドケイ酸濃度が希薄な場合には多量に液状物を施用する必要があり、できるだけ高濃度の液にして施用するほうが効率が良いため、液状物中にコロイドケイ酸はＳｉＯ_２換算で１０重量％以上含まれることが好ましい。一方、液状物中のコロイドケイ酸がＳｉＯ_２換算で４０重量％以下の濃度で含まれる場合には、液状物中でケイ酸が重合して析出物が析出する可能性が低いため好ましい。各成分がこの濃度範囲である場合に、本発明の液状物を植物に施用したときに植物にケイ酸を供給するとともにケイ酸の吸収を促進させる効果が奏される。

本発明の液状物の形態のケイ酸吸収促進剤のｐＨは特に限定されないが、イネ科作物は一般的にやや酸性の土壌環境を好むことから、酸性領域のｐＨであることが好ましく、具体的には２０℃で測定した場合のｐＨが１．５以上６．５以下であることができ、より好ましくは、２．０以上４．５以下である。

本発明のケイ酸吸収促進剤の製造方法は特に限定されず各成分を混合することにより製造することができ、各成分の混合の順序は特に限定されない。

＜本発明の液状物＞
本発明は第二に、１種以上の糖及び１種以上の有機酸の少なくとも一方と、コロイドケイ酸とを含む、液状物に関する。本発明の液状物は、好ましくは、１種以上の糖と、１種以上の有機酸と、コロイドケイ酸とを含む。

本発明で液状物とは、液体媒体中に、所定の各成分が溶解又は懸濁した状態の組成物である。ここで液体媒体とは好ましくは水であり、エタノール等の水溶性有機溶媒と水との混合液体媒体であってもよい。本発明の液状物は、各成分が、それぞれ独立に、液体媒体中に完全に溶解している、或いは、充分に液体媒体と馴染み、乳化状態もしくはコロイド状態で懸濁して存在しており、長期間置いても沈殿を形成せず液体状態を維持できる組成物であることが好ましい。本発明の液状物としては、低温条件下に長期間置いた場合に、コロイド状の物などが一部沈殿することがあっても加温して再溶解又は再懸濁できるものであれば好適である。

本発明ではケイ酸含有資材を液状物の形態とすることにより種々の有利な効果を奏する。コロイドケイ酸を溶解または懸濁した状態で含む液状物をイネ科植物に施用することにより、固体のケイ酸を植物に施用する場合と比較して、根からの植物への吸収が速やかに行われるため効率的である。本発明のコロイドケイ酸を含有する液状物は、少量の液体を湛水した圃場全体に均一になるように流し込むことで施用することが可能であり、作業が大幅に省力化できる。少量の液状物の流し込み作業は、液状物を入れた小さな容器を水口に置き容器の口を開くだけで済み簡便である。また、液状物中に溶解又は懸濁したコロイドケイ酸は植物が速やかに利用可能であるため、植物がケイ酸を必要なときに本発明の液状物を適切な量施用すればよく、無駄が少ないため環境への負荷も大幅に削減できる。

本発明の液状物は、液体媒体中にコロイドケイ酸を溶解又は懸濁させるために必要に応じて界面活性剤等の添加剤を含んでいてよい。

本発明の液状物に含まれ得る１種以上の糖、１種以上の有機酸及びコロイドケイ酸並びに液体媒体、界面活性剤などの他の成分はそれぞれケイ酸吸収促進剤における各成分と同様の範囲から選択することができる。また、本発明の液状物中での各成分の量比は、ケイ酸吸収促進剤における各成分の量比と同様の範囲から選択することができる。また、本発明の液状物中での各成分の濃度は、液状物の形態のケイ酸吸収促進剤における各成分の濃度と同様の範囲から選択することができる。本発明の液状物のｐＨ値は、液状物の形態のケイ酸吸収促進剤のｐＨ値と同様の範囲から選択することができる。

本発明の液状物中では、コロイドケイ酸の形態のケイ酸が単分子または低分子の状態で安定して存在できる。

本発明の液状物を植物に施用した場合には、施用された液状物に含まれるケイ酸を植物に供給することができるだけでなく、驚くべきことに、施用された液状物に含まれるケイ酸の量を上回る量のケイ酸を植物に吸収させることができる。この場合に吸収されるケイ酸は土壌の鉱物等から供給されたものと考えられる。その推定機構についてはケイ酸吸収促進剤に関して上記した通りである。

本発明の液状物の製造方法は特に限定されず、例えば、各成分を任意の順序で混合することにより製造することができる。

＜本発明のケイ酸吸収促進方法＞
本発明は第三に、１種以上の糖と１種以上の有機酸とを、或いは、１種以上の糖及び１種以上の有機酸の少なくとも一方と、コロイドケイ酸とを、イネ科植物が生育する湛水した土壌に供給される流水に添加することで植物に施用する施用工程を含む、イネ科植物によるケイ酸の吸収を促進する方法に関する。この方法を以下の説明では「本発明のケイ酸吸収促進方法」と称する場合がある。

前記施工工程では、１種以上の糖と１種以上の有機酸とを、或いは、１種以上の糖及び１種以上の有機酸の少なくとも一方と、コロイドケイ酸とを、それぞれ別々に用意して前記流水に添加してもよいが、より好ましくは、上記の本発明のケイ酸吸収促進剤として前記流水に添加する。各成分を、それぞれ別々に用意して前記流水に添加する場合の、各成分の好適な態様や、各成分の量比は、本発明のケイ酸吸収促進剤に関して説明した範囲の中から適宜選択できる。

前記施用工程では、１種以上の糖と１種以上の有機酸とを、或いは、１種以上の糖及び１種以上の有機酸の少なくとも一方と、コロイドケイ酸とを、イネ科植物が生育する湛水した土壌に供給される流水の流れに乗せて水口側から供給することにより、各成分が水に希釈されながら拡散して広がるため、湛水圃場全体に均一に行き渡らせることが容易である。この効果は、各成分を、液状物の形態で添加した場合に特に効果的である。なお、湛水する前の土壌に液状物を流し込むと、土壌に浸み込んでしまい圃場全体に均一に施用することができないので好ましくない。従来の多くのケイ酸質資材は固形物でかつ重量物であるため、広い圃場全体に均一に散布することは難しく、散布作業自体も大変な重労働であったが、本発明の施用方法では従来の問題点を克服することができる。

土壌に水を湛水するためには、土壌を含む圃場を、水田の様に水が溜められる様にプール状にしておくことが好ましい。また、水は傾斜に従って上から下に流れる性質があるため、湛水する土壌は、できるだけ水平であることが好ましい。

本発明のケイ酸吸収促進方法における前記施用工程は、イネ科植物が最もケイ酸を必要とする時期に合わせて行うことが好ましい。その時期は、イネ科植物の植物体内に幼穂が形成し始める時期（幼穂形成期）から、実際に出穂してから２週間までの期間である。前記施用工程は、この期間内に少なくとも１回行えばよく、２回以上行ってもよい。２回以上の施用工程を行う場合は、出穂前に１回以上と出穂後に１回以上施用工程を行うことや、出穂前に２回以上施用工程を行うことができる。従来のケイ酸質資材は、固形物であるために溶解するまでに時間がかかることから、必要な時期よりもずっと前に施用する必要があった。しかし、イネ科植物の生育は植え付けた後の環境（温度・湿度・日照量・雨量など）の変動によっても異なってくるし、幼穂形成期から出穂期にかけて急に高温や低温などの環境変化にさらされる場合もある。本発明では、イネ科植物の状態および環境変化を直前まで把握し、より正確な気象情報が得られるようになってから、必要とされる時に与えることができるため、もしもイネ科植物の生育状態が非常に良好に保たれ、ケイ酸を与える必要がなければ直前に中止することも可能である。また、気象条件の急激な変化により植物にストレスがかかる場合には直前に施用する等の対応も可能である。

また、現場圃場への施用を考えた場合に、作業者が間違えて施用量を多く入れたり、少なく入れたりの事故が発生することも考慮しておく必要がある。また土壌への流し込み施肥において水の流れが不均一となり水が滞留するよどんだ場所ができる場合がある。その結果、部分的に施用量が不均一になる場合も考慮しておく必要がある。これらの事を考慮して、本発明の方法で施用する資材は、現場で多少不均一となった場合にも安定した効果が発揮できる資材が望ましい。そのためには、標準施用量に対して濃度が１／２〜２倍の範囲において、濃度依存ではなく、ほぼ同様の効果が得られる資材が望ましく、このような資材としては、本発明のケイ酸吸収促進剤が好適である。

本発明のケイ酸吸収促進方法において、各成分の施用量は特に限定されない。１種以上の糖を施用する場合にはその施用量は合計で、圃場面積１０ａあたり好ましくは０．０１ｋｇ〜１０ｋｇ、より好ましくは０．１ｋｇ〜５ｋｇとすることができる。１種以上の有機酸を施用する場合にはその施用量は合計で、圃場面積１０ａあたり好ましくは０．０１ｋｇ〜１０ｋｇ、より好ましくは、０．１ｋｇ〜５ｋｇとすることができる。コロイドケイ酸を施用する場合にはその施用量はＳｉＯ_２換算で、圃場面積１０ａあたり好ましくは０．２ｋｇ〜２０ｋｇ、より好ましくは、０．４ｋｇ〜１０ｋｇとすることができる。施用工程は上記の通り１回であってもよいし２回以上であってもよいが、上記の各成分の施用量の範囲は、全ての施用工程により施用される合計の施用量の範囲を指す。

＜本発明の第２のケイ酸吸収促進方法＞
本発明は更に、本発明のケイ酸吸収促進剤を、ケイ酸質資材と併用してイネ科植物に施用することを含む、イネ科植物によるケイ酸の吸収を促進する方法に関する。この方法を以下の説明では「本発明の第２のケイ酸吸収促進方法」と称する場合がある。

本発明の第２のケイ酸吸収促進方法では、ケイ酸質資材は、本発明のケイ酸吸収促進剤と一体化された状態でイネ科植物に施用してもよいが、別の資材としてイネ科植物に施用することが好ましい。ケイ酸質資材は、従来公知のケイ酸質資材であることが特に好ましい。ケイ酸質資材としては例えば鉱さいケイ酸質肥料、熔成リン肥料、軽量気泡コンクリート粉末肥料、熔成ケイ酸リン肥料、ケイ酸加里肥料、シリカゲル肥料、加工鉱さいリン酸肥料、シリカヒドロゲル肥料が例示できる。本発明の第２のケイ酸吸収促進方法によれば、ケイ酸質資材の利用効率を高めることができる。

本発明の第２のケイ酸吸収促進方法において、ケイ酸質資材と、本発明のケイ酸吸収促進剤とは、同じ施用方法でイネ科植物に施用してもよいし、別々の施用方法でイネ科植物に施用してもよい。また、ケイ酸質資材と本発明のケイ酸吸収促進剤とは異なる時期にイネ科植物に施用してもよい。

本発明の第２のケイ酸吸収促進方法における、本発明のケイ酸吸収促進剤のイネ科植物への施用方法は、好ましくは、上記の本発明のケイ酸吸収促進方法と同様の方法であり、詳細は既述の通りである。

本発明の第２のケイ酸吸収促進方法における、ケイ酸質資材のイネ科植物への施用方法は、使用するケイ酸質資材に応じて適した施用方法を採用することができる。

本発明のケイ酸吸収促進剤は、既述の通り、液状物の形態であることが好ましい。一方、ケイ酸質資材は固形物であることが通常である。水田などの湛水した土壌に苗を定植し生育させるイネ科植物の栽培において、本発明の第２のケイ酸吸収促進方法を適用する場合、湛水前の土壌に固形物の形態のケイ酸質資材を散布し、土壌を耕して混和し、土壌を湛水させ、土壌に供給される流水に液状物の形態の本発明のケイ酸吸収促進剤を添加することにより、ケイ酸質資材と本発明のケイ酸吸収促進剤とをイネ科植物に施用することが好ましい。

以下に実施例を示すことにより本発明を詳細に説明するが、本発明はこの実施例に限定される物ではない。

＜実施例１．製造例＞
＜４種配合品（糖＋有機酸２種＋ケイ酸）の製造例＞
Ａ． トレハロース１０ｋｇ、クエン酸８ｋｇ、酢酸３ｋｇ、コロイドケイ酸（ＳｉＯ_２ ４０重量％）１５０ｋｇ、水２９ｋｇをそれぞれ計量し、２００リットルタンクに入れ攪拌機で充分攪拌した。攪拌後、異物が混入しないようメッシュなどを使用し所定の容器に移し、計量によりそれぞれ一定の量に統一した。
Ｂ． マルトトリオース６ｋｇ、クエン酸４ｋｇ、酢酸１ｋｇ、コロイドケイ酸（ＳｉＯ_２ ４０重量％）１００ｋｇ、水８９ｋｇをそれぞれ計量し、２００リットルタンクに入れ攪拌機で充分攪拌した。攪拌後、異物が混入しないようメッシュなどを使用し所定の容器に移し、計量によりそれぞれ一定の量に統一した。

＜３種配合品（糖＋有機酸２種）の製造例＞
Ｃ． トレハロース１０ｋｇ、クエン酸８ｋｇ、酢酸３ｋｇ、水１７９ｋｇをそれぞれ計量し、２００リットルタンクに、入れ攪拌機で充分攪拌した。攪拌後、異物が混入しないようメッシュなどを使用し所定の容器に移し、計量によりそれぞれ一定の量に統一した。Ｄ． マルトトリオース６ｋｇ、クエン酸４ｋｇ、酢酸１ｋｇ、水１８９ｋｇをそれぞれ計量し、２００リットルタンクに入れ攪拌機で充分攪拌した。攪拌後、異物が混入しないようメッシュなどを使用し所定の容器に移し、計量によりそれぞれ一定の量に統一した。

＜比較製造例＞
Ｅ． トレハロース１０ｋｇ、水１９０ｋｇをそれぞれ計量し、２００リットルタンクに入れ攪拌機で充分攪拌した。攪拌後、異物が混入しないようメッシュなどを使用し所定の容器に移し、計量によりそれぞれ一定の量に統一した。
Ｆ． マルトトリオース６ｋｇ、水１９４ｋｇをそれぞれ計量し、２００リットルタンクに入れ攪拌機で充分攪拌した。攪拌後、異物が混入しないようメッシュなどを使用し所定の容器に移し、計量によりそれぞれ一定の量に統一した。
Ｇ． クエン酸８ｋｇ、水１９２ｋｇをそれぞれ計量し、２００リットルタンクに入れ攪拌機で充分攪拌した。攪拌後、異物が混入しないようメッシュなどを使用し所定の容器に移し、計量によりそれぞれ一定の量に統一した。
Ｈ． クエン酸４ｋｇ、水１９６ｋｇをそれぞれ計量し、２００リットルタンクに入れ攪拌機で充分攪拌した。攪拌後、異物が混入しないようメッシュなどを使用し所定の容器に移し、計量によりそれぞれ一定の量に統一した。
Ｉ． 酢酸３ｋｇ、水１９７ｋｇをそれぞれ計量し、２００リットルタンクに入れ攪拌機で充分攪拌した。攪拌後、異物が混入しないようメッシュなどを使用し所定の容器に移し、計量によりそれぞれ一定の量に統一した。
Ｊ． 酢酸１ｋｇ、水１９９ｋｇをそれぞれ計量し、２００リットルタンクに入れ攪拌機で充分攪拌した。攪拌後、異物が混入しないようメッシュなどを使用し所定の容器に移し、計量によりそれぞれ一定の量に統一した。
Ｋ． コロイドケイ酸（ＳｉＯ_２ ４０重量％）１５０ｋｇ、水５０ｋｇをそれぞれ計量し、２００リットルタンクに入れ攪拌機で充分攪拌した。攪拌後、異物が混入しないようメッシュなどを使用し所定の容器に移し、計量によりそれぞれ一定の量に統一した。
Ｌ． コロイドケイ酸（ＳｉＯ_２ ４０重量％）１００ｋｇ、水１００ｋｇをそれぞれ計量し、２００リットルタンクに入れ攪拌機で充分攪拌した。攪拌後、異物が混入しないようメッシュなどを使用し所定の容器に移し、計量によりそれぞれ一定の量に統一した。

上記の製造例及び比較製造例に用いたコロイドケイ酸は、水中に分散した水和した二酸化ケイ素の懸濁液である。ＳｉＯ_２濃度が４０重量％に調整された懸濁液（「原液」と称する場合がある）をコロイドケイ酸として用いた。上記の製造例及び比較製造例で得られた液状組成物は、添加した水に加えてコロイドケイ酸の原液に由来する水も含む。原液のｐＨ、並びに、上記の製造例及び比較製造例で得られた液状組成物のｐＨはいずれも酸性の範囲であった。コロイドケイ酸の原液及び液状組成物中での平均粒子径は１０〜２０ｎｍφであった。

＜実施例２．本発明Ｂの評価試験（１）＞
＜１０ｋｇ ｘ ２回施用（２０１３年試験）（高温処理区、対照区）＞
実施例１に記載の４種配合品（糖＋有機酸２種＋ケイ酸）の製造例Ｂの本発明品（以下「本発明Ｂ」と称する場合がある）を評価試験に供試した。

供試品種は、水稲品種「コシヒカリ」、供試圃場は山形大学付属やまがたフィールド科学センター高坂農場６番水田とした。６株枠（４５ｃｍ ｘ ６０ｃｍ ｘ １０ｃｍ）を用い、６株枠内に５株を手植した（２２．２株／ｍ^２）。移植日は５月１３日、出穂日８月８日。施肥量は基肥として尿素リン加安系化成肥料（Ｎ：Ｐ_２Ｏ_５：Ｋ_２Ｏ＝１７：１７：１７）を用い、通常量（２．０Ｎ−ｋｇ／１０ａ）を枠内に全層施肥した。追肥として尿素入りＮＫ化成肥料（Ｎ：Ｐ_２Ｏ_５：Ｋ_２Ｏ＝２０：０：２０）を用い１．５Ｎ−Ｋｇ／１０ａとなるように表層施肥した。本発明Ｂは、２．０ＳｉＯ_２−ｋｇ／１０ａとなるように枠内に流し込み、全体が均一になるよう攪拌した。本発明Ｂは、出穂前後の８月２日と８月１２日の２回施用し、各回に前記量で施用した。夜間高温処理は、高温ハウスと園芸用ヒーターを用いて夜間（１８：３０〜６：３０）の１２時間、３０℃設定で加温した。昼間は高温ハウスを撤去した。高温処理期間は、８月１１日〜８月１９日に行った。

比較のために、本発明Ｂを施用しない以外は同様の処理をした無施用区を設けた。
さらに、無施用区及び本発明Ｂ施用区のそれぞれについて、夜間高温処理を行わない以外は同様の処理をした対照区を設けた。

各項目の分析方法は以下の通りとした。
・生育調査
移植日から約２週間間隔で草丈、茎数、葉齢の測定を行い、１週間間隔で葉色（葉緑素計ＳＰＡＤ５０２、藤原製作所）の測定を行った。

・収量調査
収穫したサンプルは自然乾燥させ、籾摺りをした。その後、１．９mm目の篩で選別した玄米を精玄米とし、収量構成要素（穂数・千粒重・籾数・精玄米粒数歩合・登熟歩合）を測定した。収量は１処理区４株を地際から刈り取り、収量とした。収量は、精玄米の水分１５％換算した重量を収量とした。

・植物体分析
高温処理前、高温処理後、成熟期の３時期にサンプリングを行い、乾物重・成分吸収量（Ｎ、Ｐ_２Ｏ_５、Ｋ_２Ｏ、ＳｉＯ_２）を茎・葉・穂の部位別に分析し、その合計を求めた。これらの量を圃場面積当たりの重量として算出した。

Ｎは乾物重の測定に用いた試料を粗粉砕機（Ｒｅｔａｃｈ社製ＳＭ１００）で粗粉砕したのち微粉砕機（ＣＭＴ社製ＴＩ−１００）で微粉砕し、分析試料とした。分析試料の一部を用いて、窒素含有率を測定、窒素吸収量を算出した。窒素含有率はＮＣコーダー（住化分析センター社製ＳＵＭＩＧＲＡＰＨ ＮＣ−２２０Ｆ）を用いて測定した。

Ｐ_２Ｏ_５、Ｋ_２Ｏは硫酸‐過酸化水素分解で分解・ろ過した溶液を葉茎は１００倍希釈、穂は２５倍希釈し、メンブランフィルター（ニトロセルロースフィルター、ＨＡＷＰ０２５００、孔径０．４５μｍ、直径２５ｍｍ ＭＩＬＬＩＰＯＲＥ社製）でろ過し、ＩＣＰ発光分光分析装置（ｉＣＡＰ ６０００，Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ ＳＣＩＥＮＴＩＦＩＣ）で測定した。

ＳｉＯ_２は、Ｐ_２Ｏ_５、Ｋ_２Ｏの測定に用いた上記試料と同様の試料を用い、重量法で測定した。

・ＮＳＣ（Ｎｏｎ−Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ）分析
出穂１０日前施肥４８時間後の茎部サンプルを粗粉砕機（Ｒｅｔａｃｈ社製ＳＭ１００）で粗粉砕したのち微粉砕機（ＣＭＴ社製ＴＩ−１００）で微粉砕し、分析試料とした。試料約０．５ｇに蒸留水３０ｍｌを加えてホットプレート上で加熱してデンプンを糊化、放冷後、リン酸緩衝液（ＫＨ_２ＰＯ_４；１２．０８ｇ／Ｌ，Ｎａ_２ＨＰＯ_４・１２Ｈ_２Ｏ；３．９８ｇ／Ｌ，ＮａＮ_３；０．０２５ｇ／Ｌ）２０ｍｌにα‐アミラーゼ１．５ｍｇとアミログルコシターゼ０．５ｍｇを添加した懸濁液を加え、４０℃・２４時間浸透培養を行い、非構造性炭水化物（ＮＳＣ）の抽出を行った。

重量法では、ＮＳＣ抽出後、全ての残渣をろ紙上にろ別し、この残渣乾物重を測定し、それと試料乾物の差より可溶性物質含有率を算出した。

草丈、茎数、葉色、収量、収量構成要素は処理区間での差はなかったが、植物体成分分析においては差が認められた。植物体成分分析の結果を表２に示す。

本発明Ｂの２回の施用によるケイ酸投入量が４．０ＳｉＯ_２−ｋｇ／１０ａであるのに対して、ケイ酸吸収の増加量は、高温処理区において高温処理後の採取・分析で５２．２５−４７．１９＝５．０６（ＳｉＯ_２−ｋｇ／１０ａ）、対照区では５４．１９−４３．６７＝１０．５２（ＳｉＯ_２−ｋｇ／１０ａ）と、施用したケイ酸の量よりも高かった。また、それ以外の植物体の成分含量も高温処理後の採取・分析でＰ_２Ｏ_５、Ｋ_２Ｏ、Ｎ、ＮＳＣが増加した。以上の結果から、本発明Ｂの施用がケイ酸吸収を向上させ、生育向上に役立つことが示された。

＜実施例３．本発明Ｂの評価試験（２）＞
＜５ｋｇ ｘ ２回施用（２０１３年試験）＞
実施例１に記載の４種配合品（糖＋有機酸２種＋ケイ酸）の製造例Ｂの本発明品（以下「本発明Ｂ」と称する場合がある）を評価試験に供試した。

新潟県東蒲原郡阿賀町三階原のＨ氏圃場にて、水稲品種「コシヒカリＢＬ」を用いて実施した。播種日：４月２０日、移植日：５月１０日、植栽密度１８．２株／ｍ^２。基肥は、ニューソイル元気を６０ｋｇ／１０ａ（Ｎ：Ｐ_２Ｏ_５：Ｋ_２Ｏ＝０：８．４：３．０）と、さおとめ有機３５ｋｇ／１０ａ（Ｎ：Ｐ_２Ｏ_５：Ｋ_２Ｏ＝３．５：４．９：３．５）を施用した。本発明Ｂを７月１７日と８月８日の２回、１．０ＳｉＯ_２−ｋｇ／１０ａずつ施用した。穂肥は、穂肥３２号を７月２１日に１０ｋｇ／１０ａ（Ｎ：Ｐ_２Ｏ_５：Ｋ_２Ｏ＝１．４：０．４：１．４）と、同じ穂肥を７月２９日に７ｋｇ／１０ａ（Ｎ：Ｐ_２Ｏ_５：Ｋ_２Ｏ＝０．９８：０．２８：０．９８）施用した。

比較のために、本発明Ｂを施用しない以外は同様の処理をした無処理区を設けた。
ケイ酸吸収量の測定は実施例２に記載の手順で行った。

生育、品質に大きな差は認められなかったが、達観で、ごま葉枯病の発生程度は軽かった。収量および収量構成要素の結果を表３に示した。坪刈調査収量とケイ酸吸収量を表４に示した。

本発明Bの２回の施用による合計のケイ酸施用量は２．０ＳｉＯ_２−ｋｇ／１０ａであったのに対して、ケイ酸吸収の増加量は２．５８−２．２８＝０．３（ｇ／株）であり、植栽密度１８．２株／ｍ^２から算出して５．５ＳｉＯ_２−ｋｇ／１０ａと、ケイ酸の施用量を上回るケイ酸吸収が本発明Ｂ施用区で観察された。収量構成要素から算出した収量および坪刈調査により得られた収量共に増加傾向が確認された。以上の結果から、本発明Ｂの施用により、施用量以上にケイ酸吸収が向上し、生育・収量の向上につながったことが示された。

＜実施例４．本発明Ｂの評価試験（３）＞
＜５ｋｇ ｘ １回施用（２０１４年試験）＞
実施例１に記載の４種配合品（糖＋有機酸２種＋ケイ酸）の製造例Ｂの本発明品（以下「本発明Ｂ」と称する場合がある）を評価試験に供試した。

山形市みのりが丘の山形県農業試験場のセンターＮｏ４０連作水田圃場において、水稲品種「つや姫」を用いて実施した。育苗は慣行・プール育苗で稚苗を作った。移植日：５月２０日、裁植密度：２２．２株／ｍ^２、１区５０ｍ^２（５ｘ１０ｍ）の区画で試験を行った。基肥は５月７日に有機入り化成肥料（１０−１０−１０）を０．３０ｋｇ／ａ施用した。追肥は、７月１４日に有機入り化成肥料（１５−３−８）を０．１５ｋｇ／ａ施用した。本発明Ｂ区は、出穂期（８月９日）に施用量を１．０ＳｉＯ_２−ｋｇ／１０ａとなるように枠内に流し込み施肥した。対照区として、ケイカル（可溶性ケイ酸３０％含有）を５月１２日に３６ＳｉＯ_２−ｋｇ／１０ａとなるように枠内に散布した（実散布重量１２０ｋｇ／１０ａ）以外は本発明Ｂ区と同様の処理をした試験区を設けた。また、比較のために、ケイ酸質資材を何も施用しない以外は本発明Ｂ区と同様の処理をした無処理区を設けた。

ケイ酸吸収量の測定は実施例２に記載の手順で行った。
ケイ酸吸収量の経時変化を表５に示した。

本発明Ｂ施用区は、収量、品質には差が見られなかったが、ケイ酸吸収量は、ケイカル資材を投入した対照区以上に増加していた。本発明Ｂ施用区での珪酸投入量が１．０ＳｉＯ_２−ｋｇ／１０ａであったのに対して、ケイ酸吸収の無処理区からの増加量は、穂揃期（８月１２日）では９５．７−８５．６＝１０．１（ＳｉＯ_２−ｋｇ／１０ａ）、成熟期（９月２４日）では１６５．８−１５１．４＝１４．４（ＳｉＯ_２−ｋｇ／１０ａ）であり投入量以上に高くなった。ケイカルを施用した対照区では、可溶性ケイ酸が３６ＳｉＯ_２−ｋｇ／１０ａ施用されたにもかかわらず、実際のケイ酸吸収の増加量は成熟期（９／２４）において１５９．６−１５１．４＝８．２（ＳｉＯ_２−ｋｇ／１０ａ）であり、利用効率は２３％と低かった。

＜実施例５．本発明Ｂ、Ｄおよび比較例Ｌの評価試験＞
＜２０１４年試験＞
実施例１に記載の製造例Ｂの本発明品（以下「本発明Ｂ」と称する場合がある）、製造例Ｄの本発明品（以下「本発明Ｄ」と称する場合がある）および比較製造例Ｌの比較品（以下「比較例Ｌ」と称する場合がある）を評価試験に供試した。

供試品種は水稲品種「はえぬき」を使用、供試圃場は山形大学附属やまがたフィールド科学センター高坂農場６番水田とした。１株枠（１５ｃｍ ｘ ３０ｃｍ ｘ １５ｃｍ）を用い、枠内に２２．２株／ｍ^２となるよう手植えを行った。移植日は５月１２日、出穂日は８月３日であった。基肥として尿素リン加安系化成肥料（Ｎ：Ｐ_２Ｏ_５：Ｋ_２Ｏ＝１７：１７：１７）を用い、５．０Ｎ−ｋｇ／１０ａを全層施肥した。追肥として尿素入りＮＫ化成肥料（Ｎ：Ｐ_２Ｏ_５：Ｋ_２Ｏ＝２０：０：２０）を用い２．０Ｎ−ｋｇ／１０ａとなるように表層施肥した。資材施用区については出穂１３日前（７月２１日）および１日前（８月２日）に、各資材（本発明Ｂ、本発明Ｄ又は比較例Ｌ）による処理を行った。施用量は、本発明Ｂと比較例Ｌでは、各回のケイ酸量を１．０ＳｉＯ_２−ｋｇ／１０ａとなる様にして２回施用した。本発明Ｄは、本発明Ｂに含まれる糖・有機酸類の施用量と同じ量となるように調整して２回施用した。夜間高温処理は、高温ハウスと園芸用ヒーターを用いて、８月６日〜８月１０日の４日間（１８：００〜６：３０）の１２時間、３２℃設定で加温した。昼間は高温ハウスを撤去した。

比較のために、資材（本発明Ｂ、本発明Ｄ又は比較例Ｌ）を施用しない以外は同様の処理をした無施用区を設けた。

さらに、無施用区及び各資材施用区のそれぞれについて、夜間高温処理を行わない以外は同様の処理をした対照区を設けた。

各試験項目の測定手順は実施例２に記載の通りである。
植物体成分の分析を高温前・高温後・成熟期の３回採取し実施した。分析結果を表６（表６−１及び表６−２）に示した。

成熟期のデータを比較する。本発明Ｂ施用区のケイ酸施用量は、２回合計で２．０ＳｉＯ_２−ｋｇ／１０ａであるが、無施用区からのケイ酸吸収の増加量は、高温処理区で６０．８−５７．８＝３．０（ＳｉＯ_２−ｋｇ／１０ａ）、対照区で６０．３−５２．９＝７．４（ＳｉＯ_２−ｋｇ／１０ａ）と施用量以上に高かった。本発明Ｄ施用区は、ケイ酸を施用していないにもかかわらず、無施用区からのケイ酸吸収の増加量は、高温処理区において６３．３−５７．８＝５．５（ＳｉＯ_２−ｋｇ／１０ａ）、対照区において５８．６−５２．９＝５．７（ＳｉＯ_２−ｋｇ／１０ａ）と増加した。比較例Ｌ施用区では、ケイ酸施用量が２回合計で２．０ＳｉＯ_２−ｋｇ／１０ａであったにもかかわらず、無施用区からのケイ酸吸収の増加量は、高温処理区で５７．２−５７．８＝−０．６（ＳｉＯ_２−ｋｇ／１０ａ）、対照区で５３．９−５２．９＝１．０（ＳｉＯ_２−ｋｇ／１０ａ）と施用量よりも少ない結果となった。比較例Ｌ施用区のケイ酸利用率は、高温処理区で−３０％、対照区で＋５０％と低かった。一方、本発明Ｂ施用区及び本発明Ｄ施用区では、ケイ酸施用量を上回るケイ酸吸収を示し、ケイ酸利用率は１００％を超えた。
収量および収量構成要素の結果を表７に示した。

本発明Ｂ施用区及び本発明Ｄ施用区では、無施用区と比較して収量が増加した。

＜実施例６．本発明Ｄおよび比較例Ｆ、Ｈ、Ｊの評価＞
実施例１に記載の製造例Ｄの本発明品（以下「本発明Ｄ」と称する場合がある）および比較製造例Ｆ、Ｈ、Ｊの比較品（それぞれ「比較例Ｆ」、「比較例Ｈ」、「比較例Ｊ」と称する場合がある）を評価試験に供試した。

市販の荒木田土をプラスチック容器に８００ｇずつ詰めた。各資材を施用し、湛水状態とした。２月３日〜２月２０日まで、１７日間、３０℃、湛水条件でインキュベート後、土壌を採取し、風乾し、可給態ケイ酸含量を分析した。結果を表８に示した。

本発明Ｄの施用により土壌の可給態ケイ酸量が増加した。１０ｍｌの少量でも効果があり、かつ４０ｍｌに増加した場合でも効果が安定していた。すなわち、標準施用量を２０（ｍｌ／１００ｇ土壌）とした場合に、標準施用量の１／２〜２倍の範囲内で安定した効果が期待できる。

＜実施例７．本発明Ｂ、Ｄおよび比較例Ｌの評価＞
＜２０１５年試験＞
実施例１に記載の製造例Ｂの本発明品（以下「本発明Ｂ」と称する場合がある）、製造例Ｄの本発明品（以下「本発明Ｄ」と称する場合がある）および比較製造例Ｌの比較品（以下「比較例Ｌ」と称する場合がある）を評価試験に供試した。

供試品種は水稲品種「はえぬき」を使用し、供試圃場は山形大学附属やまがたフィールド科学センター高坂農場６番水田とした。６株枠（４５ｃｍ Ｘ ６０ｃｍ Ｘ １５ｃｍ）の中心に仕切り板を設置し３株枠とした枠を用いて、作土を想定し１０ｃｍ程度土壌に埋め込んだ。株枠内に２２．２株／ｍ^２となるよう手植えを行った。移植日は５月１３日、出穂日は７月２８日であった。施用量は基肥として尿素リン加安系化成肥料（Ｎ：Ｐ_２Ｏ_５：Ｋ_２Ｏ＝１７：１７：１７）を用い、６．０Ｎ−ｋｇ／１０ａを全層施肥した。追肥として尿素入りＮＫ化成肥料（Ｎ：Ｐ_２Ｏ_５：Ｋ_２Ｏ＝２０：０：２０）を用い２．０Ｎ−ｋｇ／１０ａとなるように表層施肥した。資材（本発明Ｂ、本発明Ｄ又は比較例Ｌ）の施用は、出穂１０日前（７月１８日）および１日前（７月２７日）に行った。資材（本発明Ｂ、本発明Ｄ又は比較例Ｌ）の施用量は、実施例５に記載の施用量と同様とした。

比較のために、資材（本発明Ｂ、本発明Ｄ又は比較例Ｌ）を施用しない以外は同様の処理をした無施用区を設けた。
収量・収量構成要素の結果を表９に示した。

収量・収量構成要素の結果から、本発明Ｂ、Ｄおよび比較例Ｌの各施用区で明らかな増収が確認された。

乾物重量および成分分析の部位別変化の結果を表１０に示した。各試験項目の測定手順は実施例２での手順と同様である。

乾物重量：穂揃期においては本発明Ｂ区で増加傾向であった。成熟期においては、本発明Ｂ区、Ｄ区および比較例Ｌ区で、無施用区と比較して乾物重は増加した。

窒素（Ｎ）の吸収：穂揃期においては、本発明Ｂ区で高かった。成熟期においては、本発明Ｄ区で最も高くなった。

リン酸（Ｐ_２Ｏ_５）の吸収：穂揃期においては、本発明Ｂ区で高くなった。成熟期においては、茎葉部では、本発明Ｄ区で最も高くなり、穂では、比較例Ｌ区で最も高くなった。

カリ（Ｋ_２Ｏ）の吸収：穂揃期においては、本発明Ｂ区で高くなった。成熟期においては、本発明Ｄ区で最も高くなった。

以上、本発明の資材施用により無施用区と比較して明らかに生育が改善され、収量が増加した。

＜実施例８．本発明ＢおよびＤの評価＞
＜２０１５年試験＞
実施例１に記載の製造例Ｂの本発明品（以下「本発明Ｂ」と称する場合がある）、及び、製造例Ｄの本発明品（以下「本発明Ｄ」と称する場合がある）を評価試験に供試した。資材（本発明Ｂ又は本発明Ｄ）の施用は、実施例５の２回の施用を１回にまとめて、出穂前の時期に行った。
山形庄内地区の生産者圃場において、評価していただいた。結果を表１１に示す。

ケイカル施用履歴のない現地圃場において、２種類の方法を用いて収量を算出したが、本発明Ｂ施用区及び本発明Ｄ施用区において、増収効果が確認できた。

＜実施例９．土壌の種類と本発明ＢおよびＤの評価＞
＜２０１６年試験＞
実施例１に記載の製造例Ｂの本発明品（以下「本発明Ｂ」と称する場合がある）、及び、製造例Ｄの本発明品（以下「本発明Ｄ」と称する場合がある）の１０倍濃縮品、比較製造例Ｆ、Ｈ、Ｊの各１０倍濃縮品、及び比較製造例Ｌを評価試験に供試した（以下「比較例Ｆ、Ｈ、Ｊ及びＬ」と称する場合がある）。供試水稲品種は「はえぬき」を使用した。供試土壌は下記の（１）（２）（３）を選定した。
（１）可給態ケイ酸が低い圃場である灰色低地土である山形大学付属やまがたフィールド科学センター高坂農場６番水田。
（２）可給態ケイ酸が高い圃場である細粒グライ土の余目西田水田。
（３）ケイ酸固定力が高い圃場である非アロフェン質黒ぼく土の羽黒水田。

実施例５と同様の枠を用い、施肥量は、基肥として尿素リン加安系化成肥料（Ｎ：Ｐ_２Ｏ_５：Ｋ_２Ｏ＝１７：１７：１７）を用い、６．０Ｎ−ｋｇ／１０ａを全層施肥した。追肥として尿素入りＮＫ化成肥料（Ｎ：Ｐ_２Ｏ_５：Ｋ_２Ｏ＝２０：０：２０）を用い２．０Ｎ−ｋｇ／１０ａとなるように表層施肥した。各資材の施用は、各圃場の出穂期前日に１回行った。施用量は、本発明Ｂは２．０ＳｉＯ_４−ｋｇ／１０ａ。本発明Ｄは本発明Ｂに含まれる糖・有機酸類の施用量と同じ量を標準施用量とした、他の比較例Ｆ、Ｈ、Ｊ、Ｌについても本発明Ｂと共通して含まれる成分の施用量が本発明Ｂに含まれる該成分の施用量と同じとなる量を標準施用量とした。他に幾つかの資材に関して標準施用量の２倍量の区を設けた。
収量・収量構成要素の代表的な測定結果を表１２、表１３、表１４に示した。

収量・収量構成要素の結果（表１２〜１４）から、土壌の種類により収量は大きく異なった。無施用区で比較すると、高坂農場：６４０ｋｇ／１０ａ、余目：６８４ｋｇ／１０ａ、羽黒：５８５ｋｇ／１０ａであった。収量の無施用区対比（％）の数値を比較すると、一部例外はあるが、本発明Ｂ、Ｄの施用によりほとんどが１００％を超え、収量の向上が確認された。比較例Ｆ、Ｈ、Ｊ、Ｌの施用では、土壌の種類により結果が安定しなかった。

余目の土壌に鉱さいケイ酸を施用することで収量は増加した（１１０％）。鉱さいケイ酸と合わせて本発明Ｄを施用することにより、更に収量が増加することが確認された（１１９％）。

３種類の土壌におけるイネへのケイ酸吸収量の代表的な測定結果を表１５、表１６、表１７に示した。

ケイ酸の吸収量は３種類の土壌により大きく異なっていた。無施用区における比較では、高坂農場：６４．５ｇ／ｍ^２、余目：１４６．０ｇ／ｍ^２、羽黒：８２．８ｇ／ｍ^２であった。

この中でケイ酸を固定しやすく、最もケイ酸吸収量が上がりにくい羽黒の非アロフェン質黒ぼく土において、本発明Ｂおよび本発明Ｄの施用によりケイ酸の吸収が著しく向上した。

本発明Ｄを２倍量施用した区では、無施用区対比で、高坂農場：１０５％、余目：１１０％、羽黒：１０８％と全ての土壌条件でケイ酸吸収が高まった。また、前述の収量比較においても、本発明Ｄを２倍量施用した区では、無施用区対比で、高坂農場：１０４％、余目：１１２％、羽黒：１０６％と全ての土壌条件で収量の増加が確認された。

比較例の事例においては、３つの土壌条件で、収量とケイ酸吸収量の全てが増加するものは見当たらなかった。

また、鉱さいケイ酸の施用区に本発明Ｄを合わせて施用した場合に、収量は無施用区対比で１１９％、ケイ酸吸収は１１２％と共に著しく増加した。
なお、本発明Ｂ及び本発明Ｄ１を高坂農場の土壌に施用した試験区において、ケイ酸吸収量が無施用区を下回るデータが取得された（表１５参照）。これは、農業分野においてしばしば生じる、圃場の土壌条件などが不均一である場合があることに起因するデータの振れであり、本発明によるイネのケイ酸吸収促進効果を否定するものではない。

Claims (15)

1. １種以上の糖と１種以上の有機酸とを含む、イネ科植物によるケイ酸の吸収を促進するケイ酸吸収促進剤。
2. コロイドケイ酸を更に含む、請求項１に記載のケイ酸吸収促進剤。
3. １種以上の糖及び１種以上の有機酸の少なくとも一方と、コロイドケイ酸とを含む、イネ科植物によるケイ酸の吸収を促進するケイ酸吸収促進剤。
4. 液状物である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のケイ酸吸収促進剤。
5. 糖がオリゴ糖である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のケイ酸吸収促進剤。
6. オリゴ糖が、シュクロース、マルトース、ラクトース、ガラクトオリゴ糖、フラクトオリゴ糖、乳果オリゴ糖、キシロオリゴ糖、イソマルトオリゴ糖、大豆オリゴ糖、ラフィノース、トレハロース、マルトトリオース、マルトテトラオース、セロビオース、セロトリオース及びセロテトラオースからなる群から選択される１種以上を含む、請求項５に記載のケイ酸吸収促進剤。
7. 有機酸が、１〜１０個の炭素原子を有し且つ１〜３個のカルボキシル基を有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載のケイ酸吸収促進剤。
8. 有機酸が、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、カプロン酸、乳酸、ピルビン酸、α−ケトグルタル酸、クエン酸、イソクエン酸、リンゴ酸、コハク酸、フマル酸、オキサロ酢酸、オキサロコハク酸及びcis-アコニット酸からなる群から選択される１種以上を含む、請求項７に記載のケイ酸吸収促進剤。
9. １種以上の糖と１種以上の有機酸とを、イネ科植物が生育する湛水した土壌に供給される流水に添加することで植物に施用する施用工程を含む、イネ科植物によるケイ酸の吸収を促進する方法。
10. 前記施用工程において、前記流水に更にコロイドケイ酸を添加する、請求項９に記載の方法。
11. １種以上の糖及び１種以上の有機酸の少なくとも一方と、コロイドケイ酸とを、イネ科植物が生育する湛水した土壌に供給される流水に添加することで植物に施用する施用工程を含む、イネ科植物によるケイ酸の吸収を促進する方法。
12. 請求項１〜８のいずれか１項に記載のケイ酸吸収促進剤を、イネ科植物が生育する湛水した土壌に供給される流水に添加することで植物に施用する施用工程を含む、イネ科植物によるケイ酸の吸収を促進する方法。
13. 施用工程が、幼穂形成期から出穂後２週間までの間に少なくとも１回行われる、請求項９〜１２のいずれか１項に記載の方法。
14. 請求項１〜８のいずれか１項に記載のケイ酸吸収促進剤を、ケイ酸質資材と併用してイネ科植物に施用することを含む、イネ科植物によるケイ酸の吸収を促進する方法。
15. １種以上の糖及び１種以上の有機酸の少なくとも一方と、コロイドケイ酸とを含む、液状物。