JP6628481B2 - イネ用肥料およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、有機肥料の分野に関する。より具体的には、本発明は、アオウキクサの発酵物を含有するイネ用肥料、その製造方法、並びにイネ用肥料を用いたイネ成長促進方法に関する。

イネの栽培は、直蒔き法と移植法に大別されるが、日本では一般に移植法により栽培が行われている。移植法では、苗代において育苗が行われており、環境の変化や病害虫に弱い幼植物を一括に管理することで、発育度合いの整った苗を作ることが可能になる。農業分野では、苗半作と呼ばれるように、苗の善し悪しが本田での生育や最終的な収量を左右することが知られており、より多くの収量を得るために、これまでに、健苗育成向上剤が研究されている（特許文献１：特開２００９−２７３９７３、特許文献２：特開２０００−１３５０３２、特許文献３：特開昭６１−２１２５０４）。このような健苗育成向上剤は、苗床に適用されてもよいし、種子処理に適用されることもある。

一方、ウキクサ科植物の一種であるアオウキクサは、池や水田の水面に浮遊する水草であって、水面に浮かぶ葉状体が各々１本の根を水中に下ろす小型の水草である。アオウキクサは、根、葉状体からなる植物体が水面に浮かんだ状態で、親株から子株が株分かれすることにより増殖する。アオウキクサは、増殖速度が速く、富栄養化した湖沼、河川、池、用水池、貯水池など（以下、「富栄養化水域」という）において、富栄養化水域中に多く含まれている窒素、リン酸、カリウムなどの栄養塩類を多量に吸収して成長する。アオウキクサは、特定ストレス下で、植物ホルモンを生成することが知られている（特許文献４：ＷＯ２０１１／１１１８４１)。しかしながら、植物ホルモンの作用は多岐に渡るものであり、また植物種によってもその作用や効果は異なることから、その適用についての研究は未だ十分とはいえない。

特開２００９−２７３９７３号公報 特開２０００−１３５０３２公報 特開昭６１−２１２５０４号公報 国際公開第２０１１／１１１８４１号

本発明の課題は、新規の原料を用いたイネ用の肥料を開発することである。

本発明者らは、肥料を開発するに当たり、アオウキクサを原料とし、発酵を行って肥料を得たところ、イネの成長促進効果が優れていることを見出し本発明に至った。

これらの知見に基づき、具体的に、本願発明は、以下に記載される発明に関する：
［１］ アオウキクサの発酵物を含有するイネ用肥料。
［２］ 前記イネがうるち米用のイネである、イネ用肥料。
［３］ 前記肥料が、種子処理用の肥料である、請求項１又は２に記載の肥料。
［４］ 前記肥料が、分けつ促進用肥料である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の肥料。

本発明に係るイネ用肥料は、優れた成長促進効果を発揮することができ、最終収量を増加させることができる。

図１は、試験地Ａにおける本発明の肥料の穂数、粗モミ重、単位面積（m²）あたりのモミ数、精玄米重に対する効果を示す図である。 図２は、試験地Ｂにおける本発明の肥料の穂数、粗モミ重、単位面積（m²）あたりのモミ数、精玄米重に対する効果を示す図である。

本発明は、アオウキクサの発酵物を含有するイネ用肥料、並びに当該イネ用肥料を用いたイネの栽培方法にも関する。

アオウキクサは、アオウキクサ属（Lemna）に属する植物をいい、例えばアオウキクサ（Lemna paucicostata又はLemna aoukikusa) 、ホクリクアオウキクサ(L. aoukikusa ssp. hokurikuensis)、ナンゴクアオウキクサ(L. aequinoctialis)が挙げらる。

アオウキクサは、湖沼や水田などの淡水域に分布している。本発明の肥料の原料となるアオウキクサを栽培する培地は、アオウキクサが生育できる培地であればいずれの培地でもよい。例えば、湖沼、河川、池、水田、用水池、貯水池などから得られた水であってもよいし、水道水や蒸留水などであってもよい。富栄養化水域で培養されたアオウキクサは、富栄養化水域中に多く含まれている窒素、リン酸、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどの栄養塩類を多量に吸収して成長しているため、栄養素に富む肥料を製造する観点から、アオウキクサを栽培する培地は、富栄養化水域から得られた培地であることが好ましい。

本発明のアオウキクサの発酵物を含有するイネ用肥料は、アオウキクサに含まれる肥料成分、例えば窒素、リン酸、カリウム、カルシウム、マグネシウム、硫黄、鉄、マンガン、アミノ酸、ビタミンなどのみならず、アオウキクサに含まれる植物ホルモンなどの他の微量成分を含んでいてもよい。

アオウキクサの栽培は、野外で行われてもよいし、屋内で照明の下で行われてもよい。栽培温度は、アオウキクサが枯れない範囲であればいずれの範囲であってもよいが、増殖率の観点から、１５℃〜３５℃が好ましく、より好ましくは２０℃〜３０℃である。

アオウキクサ発酵物とは、アオウキクサを発酵させることにより得た産物のことをいう。発酵は、肥料の分野において一般的に行われている方法を用いて製造することができる (特開平１１-１９９３５７号公報、特開２００５−２３９４８９号公報、特開平１０-２８２６４１号公報等)。具体的には、アオウキクサを原料として、当該原料に有用微生物の少なくとも１種を混合して発酵を行うことにより発酵肥料を製造することができる。有用微生物としては、放線菌、光合成菌、糸状菌、乳酸菌、酵母、麹菌、枯草菌などの微生物が挙げられるが、これらに限られるものではなく、一般に発酵に使用される微生物が有用微生物ということができる。より具体的に、有用微生物として、バチルス(Bacillus)属、シュードモナス(Pseudomonas)属、ロドバクター(Rhodobacter)属、ストレプトマイシス(Streptomyces)属、ピキア(Pichia)属、ラクトバチルス(Lactobacillus)属、サッカロマイシス(Saccharomyces)属、及びアスペルギルス(Aspergillus)属などに属する微生物が用いられるが、これらに限定されるものではない。有用微生物は、森林や田畑の土壌に含まれる土着菌であってもよい。収穫されたアオウキクサを、そのまま発酵に供するか、又は天日又は乾燥機で発酵に適した水分率にまで乾燥させるか、及び／又は適切な水分調整剤と混合して適切な水分率にして発酵に供される。発酵は、アオウキクサを上記の少なくとも１の有用微生物と混合することにより開始され、一日に１〜数回発酵物の攪拌が行われて、アオウキクサ発酵物を得ることができる。有用微生物との混合は、有用微生物群を添加することにより意図的に行われてもよいし、意図せずに収穫されたアオウキクサを放置することにより行われてもよい。

発酵は、微生物を利用して肥料を生成できれば、任意の条件で行われてもよい。易分解性である低分子の有機物（糖類やアミノ酸）が分解される、一次発酵のみを指してもよいし、一次発酵で分解されなかった難分解性である高分子の有機物（リグニン、セルロース）が分解される段階である二次発酵のみを指してもよいし、その両方を含んでもよい。一次発酵では、高温菌を中心とした好気性の菌群（例えば好気性芽胞菌、放線菌など）による発酵により、温度の上昇が見られる。温度、微生物種、水分量などの条件や、所望される発酵産物に応じて、発酵期間は任意に選択することができる。例えば発酵開始から１日〜２ヶ月の発酵期間を選択することができ、好ましくは３日〜１ヶ月、さらに好ましくは１週間〜２週間の期間発酵が置こうことができる。発酵は、発酵容器、又は攪拌手段を備えた発酵装置内で行うことができるが、堆肥の製造と同じく野外で行うこともできる。

発酵を行う際に、アオウキクサ以外の他の原料が加えられてもよいし、発酵促進用助剤、水分調整剤、微生物の栄養剤などが添加されてもよい。例えば、米糠、乾燥おから、稲わら、油かす、糞尿など、通常の堆肥に用いられる原料が用いられてもよい。米糠、乾燥おから、稲わらなどの原料は、水分率調整のため、水分調整剤として用いられてもよい。

原料の水分率は上記有用微生物群が活発に活動できる水分率とする。該有用微生物群は、水分率７０％以上では発酵分解活動が沈滞化し、逆に水分率４０％以下においても活動は休眠状態に移行して、水分率１０％以下においては完全な休眠状態となる。したがって、原料の水分率は有用微生物群が発酵分解活動を行う範囲、すなわち４０％〜７０％、好ましくは５０％〜６０％の範囲に調整して発酵分解を行う。なお、原料の水分率の調整は、水分調整剤の量の加減、水分の添加、又は天日若しくは乾燥機により乾燥させることにより前記水分率の範囲になるようにしてもよい。

本発明において肥料とは、有機物を原料とした有機肥料のことをいう。本発明に係る肥料は、日本国の農薬取締法において特殊肥料と分類される肥料、すなわち、「農林水産大臣の指定する米ぬか、たい肥その他の肥料」であることもあるし、また普通肥料、すなわち、特殊肥料以外の肥料と分類される肥料であってもよい。本発明の肥料は、他の肥料、例えば無機肥料、例えば、窒素、リン酸、及びカリウムなどを含む化学肥料、及び／又は肥料に一般的に用いられる賦形剤をさらに含んでいてもよい。

本発明のアオウキクサの発酵物を含む肥料は、原料としてアオウキクサを使用して得た発酵物を含めばいずれの肥料も該当する。ここで原料とは、主原料、副原料のいずれであってもよく、好ましくは主原料のことを指す。主原料とは、複数の原料のうち、使用量が最も多い原料をいう。本発明のアオウキクサの発酵物を含む肥料は、例えば、原料としてアオウキクサそのもののみならず、アオウキクサの破砕物、又はアオウキクサの抽出物などを原料として発酵させて得た発酵物を含む場合も本発明に係る肥料に該当する。アオウキクサの抽出物として、アオウキクサ又はアオウキクサの破砕物を溶媒で抽出した溶媒抽出物、さらにはアオウキクサを栽培又は浸漬した後の水溶液が挙げられる。

本発明の肥料は、アオウキクサ発酵物を含む堆肥状の肥料であってもよいし、アオウキクサ発酵物をさらに抽出して得た抽出物を含む肥料であってもよい。抽出工程は、アオウキクサ発酵物を、水、メタノール、エタノール、プロピレングリコール、１，３−ブチレングリコール、グリセリン等のアルコール類、含水アルコール類、クロロホルム、ジクロルエタン、四塩化炭素、アセトン、酢酸エチル、ヘキサン等の有機溶媒等を、それぞれ単独あるいは組み合わせて用いることができる。例えば５０％エタノール水溶液などが使用されうる。抽出物は、上記の溶媒を用いて得た抽出液であってもよいし、溶媒を蒸発させて得た粉末状であってもよい。粉末状の肥料は、保存安定性が高く、液状に比べ軽量となることやエタノール等の引火性のある成分を含まないことから輸送時や取扱い時のメリットが高い。

本発明の肥料は、特にイネ(Oryza sativa)に対して用いることができる。イネには、ジャポニカ種、インディカ種、ジャバニカ種などがあるが、日本において栽培されている観点からジャポニカ種が特に好ましい。ジャポニカ種のなかには、複数の品種が存在するが、収量増加効果を発揮する観点から特にうるち米の品種が特に好ましい。うるち米の品種としては、特に限定されることはないが、ヒノヒカリ、コシヒカリ、ササニシキ、あきたこまち、ひとめぼれ、日本晴、ななつぼし、キヌヒカリ、はえぬきなどの品種が挙げられる。

本発明の肥料は、特に分けつを促進する作用を有する。分けつとは、イネの成長段階において、葉の付け根部分から新たな茎がでることをいう。このようにして出てきた茎には、元の茎と同様に穂がつくことができる。分けつ数が多く、分けつした茎が稔実穂をつけることで、収量が増大する。分けつした茎に稔実穂が付くことを有効分けつといい、稔実穂が付かない場合、無効分けつということができる。日本で栽培される品種では、２次分けつ〜３次分けつまでが有効分けつとなるものが多く、品種や栽培条件（日照、肥料、株間の距離）などによって有効分けつの数は異なってくる。例えば、通常の栽培では、有効分けつ数は１５〜３０程度であり、この数を目安に中干しが行われることが多いが、本発明の肥料を適用した場合には、有効分けつ数を通常と比較して１０％以上、より好ましくは２０％以上に増加させることが可能となる。理論に捕らわれることを意図するものではないが、本発明の肥料が有する分けつ促進作用は、有効分けつ数を増加させることにより、収量を増加させることができる。また、近年では、収穫が機械化されていることから、有効分けつであっても、十分な桿長を有していない場合、収穫されず、収量を低下させる要因となる。本発明の肥料は、分けつ促進作用を有し、十分な桿長を有する有効分けつ数を増加させることができ、それにより収量の増大に寄与することも考えられる。ここで、桿長とは、地面から穂の根元までの長さをいうものとする。

本発明の肥料は、種子、苗床、及び圃場のいずれに適用することができる。適用の容易さ及び効能の観点から、種子処理が特に好ましい。種子処理は、種籾に対して行われる殺菌処理又は催芽処理と別に、又は同時に行われてもよい。一般に、殺菌処理後に、催芽処理が行われている。したがって、種子処理は、消毒処理前、消毒処理と催芽処理との間、又は催芽処理の後に行われてもよい。消毒処理としては、一般に使用されているステロール生合成阻害剤の希釈液への浸漬や、単に５５℃〜６５℃のお湯への浸漬が挙げられる。催芽処理は、種籾の発芽を誘導するための処理であり、水中に１〜数日間浸す処理をいう。種子処理の時間は、当業者であれば適宜定めることができ、数時間〜数日であってよい。種子処理時間の下限は、本発明の効果が発揮させる観点から、６時間以上が好ましく、さらに好ましくは１２時間以上、さらにより好ましくは２４時間以上が好ましい。種子処理時間の上限は、種子の発芽を妨げない範囲で任意に設定することができ、例えば５日以内、２日以内であってよく、１日以内であってもよい。

本発明は、アオウキクサの発酵物を含有するイネ用肥料を用いたイネの栽培方法にも関する。より具体的に当該栽培方法は、以下の：
消毒処理工程、
イネ用肥料を適用する工程
催芽処理工程
を含み、各工程は任意の順番で行われてもよい。各工程の間に洗浄工程が含まれていてもよい。本発明の一態様では、本発明の栽培方法は、種子処理方法及び/又は育苗方法であってもよく、かかる種子処理方法及び育苗方法を行うことにより、イネの苗を生産することができる。したがって、本発明の栽培方法は、イネの苗生産方法ということもできる。好ましくは、この栽培方法では、イネ用肥料を適用する工程を含んでいる。当該適用工程は、イネの種籾の消毒処理工程の後に行われてもよい。適用工程の後に、催芽処理工程が行われてもよい。イネ用肥料の適用は、種籾をイネ用肥料に播種して接触させることにより行われてもよいし、イネ用肥料を溶解させた水中に浸漬することにより行われてもよい。

本発明の別の態様では、本発明のイネ用肥料は、苗床に用いる用土や圃場に適用することもできる。苗床に適用する場合には、種子の播種前に、用土に散布し、十分に混ぜ込むことにより適用されてもよい。圃場に用いる場合には、田植え前に適用して耕やしてもよいし、田植え後の任意の時期に散布されてもよい。

実施例１：アオウキクサを含有する肥料の製造
屋外と同等の環境にて栽培したアオウキクサを回収し、余剰水分を除去した後に常温にて１〜７日発酵処理を施した。この発酵処理を施したアオウキクサを回収・保管し、発酵処理品に粉砕処理を施し加水撹拌した。分散液にエタノールを加え撹拌することにより、抽出処理を行い、固形分残渣を取り除いた。抽出液に賦形剤を添加した後に、エタノール分及び水分を蒸発させ、さらに乾燥させたのちに固形残分とし、これを粉砕して粉末化を行い、アオウキクサの発酵物を含有する肥料とした。

実施例２：アオウキクサ発酵肥料によるイネの種子処理
イネ籾を、テクリードＣ（クミアイ化学）、スミチオン（住友化学）を所定の濃度含んだ水溶液を調整した後に、イネ籾をこの水溶液に浸漬し殺菌・殺虫処理を１日間行った。この後に、イネ籾を取り出し、余剰のテクリードＣ、スミチオンを十分に洗い流した。アオウキクサ発酵物含有肥料を４２０倍の水に溶解した水溶液を調整し、先ほどの殺菌・殺虫処理が終了したイネ籾を１日間浸漬させた。さらにこの後、余剰のアオウキクサ発酵物含有肥料を十分に洗い流し、３日間水道水に浸漬しイネ籾に吸水させた。給水時には１日に１回水を交換した。給水させたイネ籾は発芽処理を行い、芽出しした後に育苗した。対照区は、上記の工程でアオウキクサ発酵物含有肥料堆肥を含まない水のみで同じ処理を行ったものとした。このように調整した苗（アオウキクサ発酵物含有肥料処理区（以下、「処理区」と言う。）、対照区）を、それぞれ同一水田（２ヵ所、試験地Ａ、試験地Ｂ）をそれぞれ各区画に分けて田植えを行い生育させた。

実施例３：イネの収穫及び評価
上記処理区ならびに対照区のイネを収穫期まで育成させ、各３０株ずつ坪刈りを行った。また、田植え時に株間、条間を測定し収穫した３０株の栽培面積を算出した。収穫したイネを乾燥させた後に穂数を測定し、栽培面積（１ｍ²）当たりの穂数を算出した（表１）。穂数を測定した稲穂は、脱穀、脱芒を行った後に、唐箕を行い粗モミを得た。得られた粗モミは重量を測定し、栽培面積（１ｍ²）当たりのモミ数を算出した（表１）。粗モミを、均分器を用いて３回均分し、粗モミの１／８重量分を細かなゴミ、精モミ、割モミに分けた。精モミに関しては、粒数測定器を使用してモミ数を測定した。割モミに関しては１／３割モミ、２／３割モミを分けたのちに割モミ数を測定し、それぞれ１／３割モミには１／３、２／３割モミには２／３の重率をそれぞれかけた。このようにして、得られた精モミ数と割モミ数を足し合わせてモミ数を測定し、栽培面積（１ｍ²）当たりのモミ数を算出した（表１）。

本試験の結果、両試験地ともに栽培面積当たりの穂数、粗籾重、ｍ２当たりモミ数について、対照区と比較して処理区において大幅な増加が認められた（表１、図１、図２）。

Claims (5)

1. 水分率４０〜７０％にしたアオウキクサを含む原料を、発酵期間７日以内で発酵処理を行い、得られた発酵物を溶媒で抽出したアオウキクサ発酵物の抽出物を含有するイネ用肥料。
2. 前記イネがうるち米用のイネである、請求項１に記載のイネ用肥料。
3. 前記肥料が、種子処理用の肥料である、請求項１又は２に記載のイネ用肥料。
4. 前記肥料が、分けつ促進用肥料である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のイネ用肥料。
5. アオウキクサ発酵物の抽出物を含有するイネ用肥料の製造方法であって、
   アオウキクサを含む原料について水分率を４０〜７０％に調整する工程、
   発酵処理を７日以内で行い、発酵物を生成する工程、及び
   溶媒を用いて発酵物を抽出する工程
   を含む、前記製造方法。

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