JP2021065188A - 植物栽培用養液の製造方法及び植物栽培方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記有機物は魚液肥であり、その添加量は水1L当たり1.0gより多い量とするのが望ましい。各微生物剤及び魚液肥の添加量をこの条件とすることで、硝化速度及び硝酸イオン濃度をより一層向上できる。
前記有機物分解菌の微生物剤と前記硝化細菌の微生物剤の添加量は水1L当たり0.01%より大きい体積となる量としてもよい。本発明者は、初期に添加する微生物剤の量が0.01%以下の場合に、硝化を担う微生物の増加を待たずに希釈を行うと、希釈後において硝酸イオン濃度があまり上昇しないという知見を持っている。そのため、硝化を担う微生物の増加を待たずに希釈を行う場合には、初期に添加する微生物剤の量は水1L当たり0.01%より大きい体積となる量とするのがよい。これによって、希釈後も硝化を進行させることができる。
(実験1:有機物分解菌と硝化細菌を段階的に添加した場合)
水1Lが入れられた槽に、有機質肥料として魚液肥を1.5g/L添加した。魚液肥として、ロイヤルインダストリーズ株式会社製の「ポタポタ液肥2号」を用いた。ポタポタ液肥2号は、有機100%の液肥である。なお、同じ槽に、ミネラル供給目的でカキガラを水1L当たり1.0gとなるように添加した。
硝化細菌の微生物剤を有機物分解菌の添加に遅れて添加するのではなく有機物分解菌の微生物剤の添加と同時に同量(水1Lに対して1%の体積となる量)添加し、それ以外は実験1と同じ条件で実験を行った。図7はこの結果を示している。
図6、図7の結果より、有機物分解菌と硝化細菌を同時に同量添加した場合、有機物分解菌と硝化細菌を段階的に添加した場合に比べて同等以上の硝化速度及び硝酸イオン濃度が得られることが分かった。
(実験3:微生物剤の添加量を0.1%とした場合)
実験2と同様に有機物分解菌の微生物剤と硝化細菌の微生物剤を同時に同量添加するが、各微生物剤の添加量を、水1Lに対して0.1%の体積となる量(つまり1mL)とし、それ以外は実験2と同じ条件で実験した。図8はその結果を示している。
実験2、3と同様に有機物分解菌の微生物剤と硝化細菌の微生物剤を同時に同量添加するが、各微生物剤の添加量を、水1Lに対して0.01%の体積となる量(つまり0.1mL)とし、それ以外は実験2、3と同じ条件で実験した。図9はその結果を示している。
図7、図8、図9の結果より、各微生物剤の添加量が1%よりも0.1%又は0.01%のほうが、硝化速度及び硝酸イオン濃度が向上しており、微生物剤の添加量を1%未満、好ましくは0.5%以下、より好ましくは0.1%以下に抑えるのが、コスト低減の観点、及び硝化速度や硝酸イオン濃度向上の観点から望ましいことが分かった。ただし、微生物剤の添加量が1%であっても、約1か月経過時点で硝酸イオン濃度が右肩上がりの傾向を示すことから(図7参照)、各微生物剤の添加量を1%又は1%より若干大きい値(例えば1.5%以下の値)であっても、ある程度高い硝化速度及び硝酸イオン濃度(例えば約1か月経過時点で50ppm以上の濃度)が得られると考えられる。
(実験5:硝化細菌の微生物剤の添加量を2%とした場合)
有機物分解菌の微生物剤と硝化細菌の微生物剤を同時に添加するが、有機物分解菌の微生物剤の添加量は水1Lに対して1%の体積となる量(10mL)とし、硝化細菌の微生物剤の添加量は水1Lに対して2%の体積となる量(20mL)とし、それ以外は実験2と同じ条件で実験を行った。この実験5は、硝化速度及び硝酸イオン濃度の向上を目的として、硝化細菌の添加量を有機物分解菌の添加量の2倍にした実験である。図10はその結果を示している。
図7の結果(実験2)と図10の結果(実験5)を比較すると、図7の結果の方が、硝化速度及び硝酸イオン濃度が高く、亜硝酸イオン濃度は低い。このことから、有機物分解菌の微生物剤と硝化細菌の微生物剤は同量添加するのが、硝化速度及び硝酸イオン濃度の向上を図る観点、及び微生物剤の添加制御の容易化を図る観点から望ましいといえる。
(実験6:途中で10倍希釈した場合)
有機物分解菌の微生物剤と硝化細菌の微生物剤を同時に同量(水1Lに対して1%の量)添加し、実験開始から9日目に槽の液を水で10倍に希釈した(具体的には水量を10Lに拡張した)。希釈直前の亜硝酸イオン濃度は100ppmに到達していた。途中で希釈すること以外は実験2と同じ条件で実験を行った。なお、実験6では、希釈と同時又は希釈後の追肥は行っていない。図11はその結果を示している。
先に説明した図11の結果では、液を希釈することで亜硝酸イオン濃度は減少したが、硝酸イオン濃度の大幅な上昇は見られなかった。そこで、希釈に加えて追肥をすることで、亜硝酸イオン濃度を下げつつ、硝酸イオン濃度の上昇を図ることができるかを検証するために下記実験7、8、9、10を行った。
水1Lが入れられた槽に、有機質肥料として魚液肥を1.5g/L添加した。魚液肥として、ロイヤルインダストリーズ株式会社製の「ポタポタ液肥2号」を用いた。魚液肥の添加と同時に、有機物分解菌の微生物剤と硝化細菌の微生物剤をそれぞれ水1Lに対して0.1%の体積となる量(1mL)添加した。有機物分解菌の微生物剤としてBioFuture Ltd.製の「BFL5100HP」を用いた。また硝化細菌の微生物剤としてBioFuture Ltd.製の「BFL5800NTB」を用いた。
水1Lが入れられた槽に、有機質肥料として魚液肥を1.5g/L添加した。魚液肥として、ロイヤルインダストリーズ株式会社製の「ポタポタ液肥2号」を用いた。魚液肥の添加と同時に、有機物分解菌の微生物剤と硝化細菌の微生物剤をそれぞれ水1Lに対して0.1%の体積となる量(1mL)添加した。有機物分解菌の微生物剤としてBioFuture Ltd.製の「BFL5100HP」を用いた。また硝化細菌の微生物剤としてBioFuture Ltd.製の「BFL5800NTB」を用いた。
初期に添加する有機物分解菌の微生物剤と硝化細菌の微生物剤の量をそれぞれ水1Lに対して0.01%の体積となる量(0.1mL)とし、実験開始から26日目に槽の液を水で10倍に希釈し、その希釈と同時に追肥を行い、それ以外は実験7と同じ条件で実験を行った。つまり、実験9は、微生物剤の添加量が0.01%/L、希釈及び追肥の時期が実験開始から26日目である点で実験7と異なっており、それ以外は実験7と同じである。実験9は、実験4に対して26日目に希釈及び追肥を行った実験である。なお、希釈及び追肥の直前では、硝酸イオン濃度は約250ppmとなっており、アンモニウムイオン濃度及び亜硝酸イオン濃度はほぼ0ppmとなっており、硝化が完了していた。図14はその結果を示している。
希釈及び追肥を実験開始から7日目に行い、それ以外は実験9と同じ条件で実験を行った。なお、希釈及び追肥の直前では、亜硝酸イオン濃度は100ppmに迫る値(約80ppm)である一方で、硝酸イオン濃度は50ppm未満となっており、硝化が未だ完了していなかった。図15はその結果を示している。
図12、図13、図14、図15の結果より以下のことがいえる。
・希釈に加えて追肥をすることで、希釈後の液に対して硝化をさらに進行させることでき、亜硝酸イオンを抑制しつつ、希釈前と同等以上の硝酸イオン濃度を得ることができるとともに、より多量の養液を得ることができる。また、初期に添加する微生物剤量を抑えることができるので、低コストで養液を得ることができる。
・希釈は、硝化完了後、具体的には硝酸イオン濃度が100ppm以上、好ましくは150ppm以上、より好ましくは200ppm以上にまで上昇してとき、又は硝酸イオン濃度が亜硝酸イオン濃度よりも低い状態から高い状態に逆転したとき、又は亜硝酸イオン濃度が50ppm以上の状態から50ppm未満にまで下降したときに行うと、硝化を担う微生物が十分に増加していると考えられるので、希釈後の液に対しても微生物剤を追加しなくても硝化を進行させることができ、高濃度の硝酸イオンを生成させることができる(図12、図14参照)。
・希釈は、硝化途中(硝化完了前)に行ってもよく、具体的には硝酸イオン濃度が100ppm以下のとき、又は硝酸イオン濃度よりも亜硝酸イオン濃度が高いとき、又は亜硝酸イオン濃度が50ppm以上のときに行ってもよい。ただし、この場合には、初期に添加する微生物剤の量が0.01%/L以下とすると、希釈後において亜硝酸の高止まりを引き起こし、硝酸イオンの生成に悪影響を及ぼす可能性があるため(図15参照)、微生物剤の量は0.01%より大、好ましくは0.1%/L以上とするのが望ましい(図13参照)。
・追肥を希釈と同時に行うことで、希釈時期及び追肥時期の制御の容易化を図ることができ、希釈直後から硝化を進行させることができる(図12、図14参照)。
・追肥を希釈から遅れて行うことで、希釈後の硝化の進行状況に応じて追肥の時期及び添加量を変えることができる(図13参照)。
・微生物剤の添加量が0.1%/L以下の場合であっても硝化を進行させることができる(図12、図13、図14参照)。
・槽の液量を希釈により10倍にした場合であっても硝化を進行させることができる(図12、図13、図14参照)。
(実験11:魚液肥の添加量を0.5g/Lにした場合)
魚液肥の添加量を0.5g/Lにしたこと以外は実験2と同じ条件で実験を行った。図16はその結果を示している。図16に示すように、亜硝酸イオン濃度のみ上昇し、硝酸イオンはほとんど検出されなかった。
図7の結果と図16の結果を比較すると、図7の結果のほうが硝酸イオン濃度が高い。したがって、魚液肥の添加量は0.5g/Lより多くするのが好ましく、より好ましくは1.0g/Lより多くするのがよい。
2、9 有機質肥料
3 有機物分解菌の微生物剤
4 硝化細菌の微生物剤
5 バブリング部
6 酸素供給部
水に有機物として魚液肥を水1L当たり0.5gより多い量添加する有機物添加ステップと、
前記水に、有機態窒素を分解してアンモニウムイオンを生成する有機物分解菌の微生物剤と、アンモニウムイオンを酸化して亜硝酸イオンを生成する菌及び亜硝酸イオンを酸化して硝酸イオンを生成する菌である硝化細菌の微生物剤とを同時に同量添加し、かつそれぞれ水1L当たり0.01%以上0.1%以下の体積となる量を添加する微生物剤添加ステップと、
前記有機物添加ステップ及び前記微生物剤添加ステップの後の液に対して硝化を進行させる硝化ステップと、
を備え、
硝酸イオン濃度が100ppm以上の植物栽培用の養液を得る方法である。
前記第1硝化ステップにおける硝化の途中又は硝化の完了後に、前記液を希釈する希釈ステップと、
前記希釈後の液に対して硝化を進行させて液中の硝酸イオン濃度を100ppm以上にする第2硝化ステップと、
をさらに備えてもよい。これによれば、液を希釈することで、液中の亜硝酸イオンの濃度を下げることができる。亜硝酸イオン濃度が高いと、硝化細菌にとって有害となり、硝化細菌の活性を落とす可能性がある。亜硝酸イオン濃度を下げることで、効率的に硝酸イオンを生成させることができる。
前記有機物分解菌の微生物剤と前記硝化細菌の微生物剤の添加量は水1L当たり0.01%より大きい体積となる量としてもよい。本発明者は、初期に添加する微生物剤の量が0.01%以下の場合に、硝化を担う微生物の増加を待たずに希釈を行うと、希釈後において硝酸イオン濃度があまり上昇しないという知見を持っている。そのため、硝化を担う微生物の増加を待たずに希釈を行う場合には、初期に添加する微生物剤の量は水1L当たり0.01%より大きい体積となる量とするのがよい。これによって、希釈後も硝化を進行させることができる。
Claims (10)
- 水に有機物と有機物分解菌の微生物剤とその微生物剤とは別の硝化細菌の微生物剤とを添加し、前記有機物を分解させて硝酸イオンを生じさせるための期間を経ることで植物栽培用の養液を得る、植物栽培用養液の製造方法。
- 前記有機物分解菌の微生物剤と前記硝化細菌の微生物剤は同時に同量添加する請求項1に記載の植物栽培用養液の製造方法。
- 前記有機物分解菌の微生物剤と前記硝化細菌の微生物剤の添加量はそれぞれ水1L当たり0.01%以上1.5%以下の体積となる量である請求項1又は2に記載の植物栽培用養液の製造方法。
- 前記有機物は魚液肥であり、その添加量は水1L当たり0.5gより多い量である請求項1〜3のいずれか1項に記載の植物栽培用養液の製造方法。
- 前記有機物分解菌の微生物剤と前記硝化細菌の微生物剤の添加量はそれぞれ水1L当たり0.01%以上1.0%未満の体積となる量であり、
前記有機物は魚液肥であり、その添加量は水1L当たり1.0gより多い量である請求項1〜4のいずれか1項に記載の植物栽培用養液の製造方法。 - 前記有機物と前記有機物分解菌の微生物剤と前記硝化細菌の微生物剤とが添加された液に対する硝化の途中又は硝化の完了後に、前記液を希釈し、希釈後の液に対して硝化を進行させる期間を設ける請求項1〜5のいずれか1項に記載の植物栽培用養液の製造方法。
- 前記希釈と同時又は前記希釈後に追加の有機物を前記液に添加する請求項6に記載の植物栽培用養液の製造方法。
- 前記希釈は、前記液中の硝酸イオン濃度が100ppm以上にまで上昇したとき、又は硝酸イオン濃度が亜硝酸イオン濃度よりも低い状態から高い状態に逆転したとき、又は亜硝酸イオン濃度が50ppm以上の状態から50ppm未満にまで下降したときに行う請求項7に記載の植物栽培用養液の製造方法。
- 前記希釈は、前記液中の硝酸イオン濃度が100ppm以下のとき、又は硝酸イオン濃度よりも亜硝酸イオン濃度が高いとき、又は亜硝酸イオン濃度が50ppm以上のときに行い、
前記有機物分解菌の微生物剤と前記硝化細菌の微生物剤の添加量は水1L当たり0.01%より大きい体積となる量である請求項7に記載の植物栽培用養液の製造方法。 - 請求項1〜9のいずれか1項に記載の植物栽培用養液の製造方法により得られた養液を用いて植物を栽培する植物栽培方法。
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