JP7153060B2 - 植物の生長抑制剤、植物の生長の抑制方法及び土壌 - Google Patents

Description

本発明は、植物の生長抑制剤、植物の生長の抑制方法及び土壌に関する。

公園、広場、遊休農地を含む農地、海岸、造成地、道路の法面、路肩又は中央分離帯、空き地等においては、雑草による作物の生育障害の防止、作物の収量の安定化及び環境美化を目的として、人力又は刈り取り機による刈り取り、除草剤、農薬等の散布、防草シート等の被覆などにより、人的、化学的又は機械的な除草作業が行われている。

除草剤としてはグリホサートを用いた除草剤が一般的に知られているが（例えば特許文献１）、このような除草剤は雑草を枯らすことによって除草を行うものであるため、自然環境への悪影響が懸念される。したがって、除草剤には、除草作業にかかる時間及びコストの負担軽減のみならず、除草作業に伴う自然環境への悪影響の低減が強く求められている。

特表２００５－５２１７００号公報

そこで、本発明は、植物の生長を抑制でき、かつ自然に優しい植物の生長抑制剤及びこの生長抑制剤を用いた植物の生長の抑制方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、脂肪酸金属塩を含有する生長抑制剤を用いることにより、植物の生長を好適に抑制できることを見出した。すなわち、本発明の一側面は、脂肪酸金属塩を含有する、植物の生長抑制剤である。この生長抑制剤は、植物を枯らすのではなく、あくまで植物の成長を抑制するものであり、自然への悪影響を低減できる。

本発明の他の一側面は、上記の植物の生長抑制剤を土壌に施用する、植物の生長の抑制方法である。本発明の他の一側面は、上記の植物の生長抑制剤を含む、土壌である。

本発明によれば、植物の生長を抑制でき、かつ自然に優しい植物の生長抑制剤及びこの生長抑制剤を用いた植物の生長の抑制方法を提供することができる。

一実施形態における、杭状の生長抑制剤を示す斜視図である。 一実施形態における、粒状の生長抑制剤を示す斜視図である。 一実施形態における、シート状の生長抑制剤を示す斜視図である。 実施例１～４及び比較例１～５における、１２日後の植物の生長の様子を示す図である。 実施例１～４及び比較例１～５における、２１日後の植物の生長の様子を示す図である。

以下、図面を適宜参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されない。

一実施形態に係る植物の生長抑制剤（以下、単に「生長抑制剤」ともいう。）は、脂肪酸金属塩を含有する。脂肪酸金属塩は、脂肪酸と金属との塩である。

脂肪酸金属塩を構成する脂肪酸は、飽和脂肪酸又は不飽和脂肪酸であり、酸化劣化しにくく安定である観点から、好ましくは飽和脂肪酸である。

脂肪酸は、置換基を有していても有していなくてもよい。すなわち、脂肪酸はＲ－ＣＯＯＨで表され、Ｒはアルキル基又はアルケニル基であり、当該アルキル基又はアルケニル基の炭素原子又は水素原子は置換されていてもよい。Ｒで表されるアルキル基又はアルケニル基は、例えば、ヒドロキシル基、カルボキシル基、カルボニル基、アミノ基、エーテル結合、エステル結合、酸無水物基等を有していてよい。

脂肪酸の炭素数は、例えば３０以下であってよい。脂肪酸の炭素数は、一実施形態において、８以下であってよい。この場合、脂肪酸の炭素数は、例えば、２以上又は３以上であってもよく、７以下、６以下又は５以下であってもよく、２～８、２～７、２～６、２～５、３～８、３～７、３～６又は３～５であってもよい。脂肪酸の炭素数は、他の一実施形態において、１０以上であってよい。この場合、脂肪酸の炭素数は、２５以下又は２１以下であってもよく、１３以上、１５以上又は１７以上であってもよく、１０～２１、１０～２５、１０～３０、１３～２１、１３～２５、１３～３０、１５～２１、１５～２５、１５～３０、１７～２１、１７～２５、又は１７～３０であってもよい。

飽和脂肪酸としては、例えば、ステアリン酸、ヒドロキシステアリン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、マルガリン酸、アラキジン酸、ヘンイコシル酸、ベヘン酸、リグノセリン酸等が挙げられる。飽和脂肪酸は、酸化劣化しにくく安定である観点から、好ましくは、ステアリン酸又はヒドロキシステアリン酸である。不飽和脂肪酸としては、例えば、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、サピエン酸、オレイン酸、エライジン酸、バクセン酸、ガドレイン酸、エイコセン酸、エルカ酸、ネルボン酸、リノール酸、エイコサジエン酸、ドコサジエン酸、トリ不飽和脂肪酸、リノレン酸、ピノレン酸、エレオステアリン酸、ミード酸、ジホモ－γ－リノレン酸、エイコサトリエン酸、ステアリドン酸、アラキドン酸、エイコサテトラエン酸、アドレン酸、ボセオペンタエン酸、エイコサペンタエン酸、オズボンド酸、イワシ酸、テトラコサペンタエン酸、ドコサヘキサエン酸、ニシン酸等が挙げられる。

脂肪酸金属塩を構成する金属としては、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属等が挙げられる。金属は、熱及び電気の伝導性が大きい観点から、好ましくは遷移金属である。

アルカリ金属は、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム又はセシウムであってよく、リチウム、ルビジウム又はセシウムであってもよい。

アルカリ土類金属は、例えば、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム又はバリウムであってよく、ベリリウム、ストロンチウム又はバリウムであってもよい。

遷移金属は、例えば、マンガン、鉄、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛等であってよく、取りうる酸化数の範囲が広い観点から、好ましくはマンガン又は鉄である。

脂肪酸金属塩を構成する金属の価数は、電気伝導率を所望の範囲に制御しやすい観点から、好ましくは１価以上、より好ましくは２価以上である。脂肪酸金属塩を構成する金属の価数は、電気伝導率を所望の範囲に制御しやすい観点から、好ましくは４価以下、より好ましくは３価以下である。脂肪酸金属塩を構成する金属の価数は、電気伝導率を所望の範囲に制御しやすい観点から、好ましくは１～４価、より好ましくは１～３価又は２～４価、更に好ましくは２～３価である。

脂肪酸金属塩としては、具体的には、ステアリン酸マンガン、ヒドロキシステアリン酸鉄、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸亜鉛、ラウリン酸カルシウム、ラウリン酸バリウム、ラウリン酸亜鉛、リシノール酸カルシウム、リシノール酸バリウム、リシノール酸亜鉛、オクチル酸亜鉛等が挙げられる。脂肪酸金属塩は、電気伝導率を所望の範囲に制御しやすい観点から、好ましくはステアリン酸マンガン又はステアリン酸鉄である。

脂肪酸金属塩は、一実施形態において、炭素数９の飽和脂肪酸を除く飽和脂肪酸と金属との塩であってよく、飽和脂肪酸と、ナトリウム、カリウム及びカルシウムを除く金属との塩であってよく、炭素数９の飽和脂肪酸を除く飽和脂肪酸と、ナトリウム、カリウム及びカルシウムを除く金属との塩であってもよい。

生長抑制剤は、１種の脂肪酸金属塩を含有していてよく、２種以上の脂肪酸金属塩を含有していてもよい。生長抑制剤が２種以上の脂肪酸金属塩を含有する場合、生長抑制剤は、ステアリン酸マンガン及びヒドロキシステアリン酸鉄を含有してよく、ステアリン酸マンガン及びステアリン酸マグネシウム、又は、ヒドロキシステアリン酸鉄及びステアリン酸カルシウムを含有してもよく、電気伝導率を所望の範囲に制御しやすい観点から、好ましくは、ステアリン酸マンガン及びヒドロキシステアリン酸鉄を含有する。

生長抑制剤は、脂肪酸金属塩のみからなっていてもよく、脂肪酸金属塩を有効成分として含有し、その他の成分を更に含有していてもよい。生長抑制剤がその他の成分を含有する場合、生長抑制剤の含有量は、生長抑制剤の全量を基準として、例えば、０．７質量％以上であってよく、１．０質量％以上であってよい。

生長抑制剤は、植物の生長抑制の効果をより持続的に発揮し、適度な分散効果を得る観点から、高分子化合物を更に含有していてもよい。高分子化合物は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。

生長抑制剤は、生長抑制剤を土壌に施用した後に高分子化合物が徐々に分解して、植物の生長抑制効果がより持続的に発揮される（徐放性に優れる）観点から、好ましくは生分解性高分子化合物を含有する。生分解性高分子化合物としては、例えば、脂肪族ポリエステル、多糖類、ポリビニルアルコール及びポリアルキレングリコールが挙げられる。

脂肪族ポリエステルとしては、例えば、ポリ乳酸、ポリ（３－ヒドロキシ酪酸）、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンアジペート、ポリエチレンサクシネート、ポリエチレンアジペート、ポリプロピレンサクシネート、ポリプロピレンアジペート、ポリヘキシレンサクシネート、ポリヘキシレンアジペート、ポリヒドロキシブチレート、ポリブチレンサクシネートとポリブチレンアジペートとの共重合体、ポリブチレンサクシネートとポリカーボネートとの共重合体、ポリカプロラクトン、ポリヒドキシ酪酸、ポリヒドロキシ吉草酸、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンアジペート、ポリリンゴ酸、ポリグリコール酸、ポリコハク酸エステル、ポリシュウ酸エステル、ポリジグリコール酸ブチレン、ポリジオキサノン等が挙げられる。

多糖類としては、例えば、セルロース、デンプン、キトサン、デキストラン、酢酸セルロース、デンプン変性樹脂、セルロース変性樹脂等が挙げられる。

ポリアルキレングリコールとしては、例えば、メチレングリコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール等が挙げられる。

生長抑制剤は、生分解性高分子化合物に加えて、生分解性高分子化合物以外のその他の高分子化合物を更に含有してもよい。この場合でも、高分子化合物として生分解性高分子化合物を単独で用いた場合と同様の徐放性が得られる。その他高分子としては、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル等が挙げられる。その他の高分子化合物としては、例えば、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル等が挙げられる。ポリオレフィンとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリブテン、ポリブタジエン、ポリスチレン等が挙げられる。ポリオレフィンは、ポリエチレン、ポリプロピレン等のα－オレフィンの単独重合体若しくは共重合体、又はα－オレフィンと他のコモノマーとの共重合体であってもよい。

上記のその他の高分子化合物であっても、当該高分子化合物の低分子化を促進する添加剤等と共に用いられることで生分解性が付与され得る。具体的には、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のα－オレフィンの単独重合体若しくは共重合体、又はα－オレフィンと他のコモノマーとの共重合体を含むポリオレフィンは、金属塩、金属酸化物及び金属水酸化物からなる群より選ばれる少なくとも一種を含む金属化合物と共に用いられることで、生分解性が付与される。当該金属化合物は、上述した脂肪酸金属塩であってもよい。この場合、脂肪酸金属塩は、単独では生分解性を有しない高分子化合物の低分子化を促進する役割も果たす。

本明細書においては、単独では生分解性を有しない高分子化合物であっても、低分子化を促進する添加剤により生分解性が付与された高分子化合物は生分解性を有する高分子化合物と定義する。生分解性を有する高分子化合物を含有する生長抑制剤は、一実施形態において、単独では生分解性を有しない高分子化合物と、当該高分子化合物の低分子化を促進する添加剤とを含有し、他の一実施形態において、上記ポリオレフィンと、金属塩、金属酸化物及び金属水酸化物からなる群より選ばれる少なくとも一種を含む金属化合物とを含有する。

生長抑制剤は、バインダーとして食物残渣処理物を更に含有していてもよい。食物残渣処理物としては、例えば、家庭から排出される食物残渣、又は、食品加工場、スーパー、レストラン、コンビニ、ホテル等から排出される、食品加工くず、魚腸骨、食べ残し、賞味期限切れ食品等の有機性廃棄物を主原料とし、微生物の働きで発酵、分解し、塩分濃度を調整してできた堆肥が挙げられる。

生長抑制剤は、２３℃において、固体であっても液体であってもよく、生長抑制剤が液体である場合、例えば、水又は所定の溶剤を含有する液体の生長抑制剤を土壌に直接散布してもよい。生長抑制剤を所定の場所に施用する際に、生長抑制剤が所定の場所から流出することを抑制できる観点から、好ましくは固体である。

生長抑制剤は、一実施形態において、土壌に挿入可能な形状を有していてよい。土壌に挿入可能な形状は、例えば杭状である。図１は、一実施形態に係る杭状の生長抑制剤を示す斜視図である。図１（ａ）に示すように、杭状の生長抑制剤１は、例えば、略円盤状の杭頭部２と、杭頭部２の一面から当該面に対して略垂直方向に延びる細長形状の杭本体部３とを備えている。杭本体部３の断面形状は、例えば十字状であってよい。杭本体部３の先端（杭頭部２と反対側の端）は、土壌５への挿入が容易となるように尖形状であってよい。

杭頭部２の直径（杭状の生長抑制剤１の短手方向の長さ）ｄ１は、例えば２．０～４．０ｃｍであってよい。杭状の生長抑制剤１の長手方向の長さｄ２は、例えば５．０～１５．０ｃｍであってよい。

杭状の生長抑制剤１は、例えば、図１（ｂ）に示すように、杭本体部３の一部又は全部が土壌５内に埋まるように挿入されることによって、土壌５に施用される。

生長抑制剤は、一実施形態において、土壌に散布可能な形状を有していてよい。土壌に散布可能な形状は、例えば粒状であってよい。図２は、一実施形態に係る粒状の生長抑制剤を示す斜視図である。粒状の生長抑制剤１１は、例えば図２に示すように楕円球状であってよく、球状、円柱状、楕円柱状等の他の定形であっても、不定形であってもよい。粒状の生長抑制剤１１の最大長さｄ３は、例えば０．５～５．０ｍｍであってよい。粒状の生長抑制剤１１は、図２に示すように、土壌１５に散布されることによって、土壌１５に施用される。

生長抑制剤は、一実施形態において、土壌に敷設可能な形状を有していてよい。土壌に敷設可能な形状は、例えばシート状である。図３は、一実施形態に係るシート状の生長抑制剤を示す斜視図である。図３（ａ）に示すように、シート状の生長抑制剤２１は、例えば略四角形の平面形状を有している。当該四角形の一辺の長さ（シート状の生長抑制剤２１の主面方向の最大長さ）ｄ４及びｄ５は、例えば０．５～５０ｍであってよい。シート状の生長抑制剤２１の厚みｄ６は、例えば７～１００μｍであってよい。

シート状の生長抑制剤２１は、図３（ｂ）に示すように、一方の主面が土壌２５に接するように敷設されることによって、土壌２５に施用される。シート状の生長抑制剤２１は、一部又は全部が土壌２５に埋まっていてもよい。

シート状の生長抑制剤は、シートの厚み方向に貫通する空隙（穴）、シートの厚み方向の凹凸等を有していてもよい。シート状の生長抑制剤は、例えば網目構造を有するネット状であってもよい。

以上説明した生長抑制剤の作用機構については、まだ充分に解明されたわけではないが、生長抑制剤を施用した土壌の分析の結果から、硝酸性窒素が減少していることが観測されたので（詳細は後述）、本発明者らは、植物の生長に必要な肥料成分の内、窒素分が減少することにより植物の生長抑制が図られていると考えている。

本発明の一実施形態は、植物の生長の抑制方法であってよい。この方法は、上記の植物の生長抑制剤を土壌に施用する工程を備える。これにより、この土壌に存在する植物の生長を抑制できる。当該工程における生長抑制剤の施用方法は、例えば生長抑制剤の状態及び形状に応じて適宜選択される。当該工程では、生長抑制剤を土壌に挿入してもよく、散布してもよく、敷設してもよい。

生長抑制剤の施用量は、一実施形態において、植物の生長をより好適に抑制できる観点から、土壌１平方メートル当たり、好ましくは５００ｇ以上、より好ましくは１０００ｇ以上である。生長抑制剤の施用量は、例えば、土壌１平方メートル当たり２５００ｇ以下であってもよい。

生長抑制剤の施用量は、他の一実施形態において、植物の生長をより好適に抑制できる観点から、脂肪酸金属塩の施用量が、土壌１平方メートル当たり、好ましくは２．６ｇ以上、より好ましくは５．２ｇ以上となるような量である。生長抑制剤の施用量は、例えば、脂肪酸金属塩の施用量が、土壌１平方メートル当たり１０．４ｇ以下となるような量であってもよい。

生長抑制剤を施用する（生長を抑制する）対象となる植物は、例えば、スズメノカタビラ、ハコベ、タデ類、シロザ類、タンポポ類、ツユクサ、メヒシバ、アキメヒシバ、オヒシバ、スズメノヒエ、スベリヒユ、ヤハズソウ、コニシキソウ、ヨモギ、オオアレチノギク、ハマスゲ、エノコログサ、カタバミ、カヤツリグサ、クローバー、チドメグサ、ヒメギク、スズメノカタビラ、スズメノテッポウ、ヒメスイバ、ギシギシ類、ノミノフスマ、ツメクサ、ミミナグサ、ハルジオン、ヒメムカシヨモギ、ノゲシ、イヌノフグリ、ナズナ又はイヌガラシであってよい。上記の生長抑制剤及び上記の方法は、植物が雑草（一年生植物及び多年生植物）である場合に特に好適に用いられる。

本発明の一実施形態は、図１（ｂ）、図２及び図３（ｂ）に示すように、上記の植物の生長抑制剤１，１１，２１を含む土壌５，１５，２５であってよい。生長抑制剤は、図１（ｂ）に示すように土壌５中に存在していてもよく、図２及び図３（ｂ）に示すように土壌１５，２５表面に存在していてもよい。この土壌５，１５，２５は、生長抑制剤１，１１，２１を含むことで、植物の生長を抑制することが可能な土壌となる。したがって、生長抑制剤１，１１，２１は、植物の生長を抑制できる土壌に改質可能な土壌改質剤ということもできる。

以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

＜実施例１～４＞
［生長抑制剤の作製］
ポリプロピレン系生分解性高分子化合物（日立化成株式会社製、商品名：デグラレックスＢＳＲ－ＰＦ－０２ＰＰ）６９．３質量％と、食物残渣処理物（パーパス株式会社製、商品名：パーパス）３０質量％と、脂肪酸金属塩としてヒドロキシステアリン酸鉄（ＩＩＩ）及びステアリン酸マンガン（ＩＩ）の混合物（ノボン・ジャパン株式会社製、商品名：Ｓ－ＡＷ）０．７質量％とを配合し、射出成形機（東洋機械金属製、型締力１００ｔ、射出力１０３ｃｍ^３）により杭状に成形することで、植物の生長抑制剤を得た。

［植物の生長抑制効果の評価］
得られた植物の生長抑制剤について、下記に示した評価方法により植物の生長抑制効果の評価を行った。
すなわち、まず、生長抑制剤に含まれる脂肪酸金属塩の土壌１平方メートルあたりの施用量が表１に示す値となるように、生長抑制剤を施用した。次いで、財団法人 上越環境科学センターにおいて、工業汚泥肥料について植物に対する害の有無を調べるための栽培試験（植害試験）で、昭和５９年４月１８日付５９農蚕第１９４３号農林水産省農蚕園芸局長通知記の４の（２）の別添１に準じて、１２日後及び２１日後の生長調査成績を評価した。

＜比較例１＞
生長抑制剤を施用しなかったこと以外は、実施例１と同様にして植物の生長抑制効果を評価した。

＜比較例２～５＞
ヒドロキシステアリン酸鉄及びステアリン酸マンガンを配合しなかった以外は、実施例１と同様の組成を有する杭状の比較組成物を得た。また、土壌１平方メートルあたりの施用量が表１に示す値となるように、比較組成物を施用した。

各実施例及び比較例について、植物の生長抑制効果の評価結果を表１に、１２日後の植物の生長の様子を図４に、２１日後の植物の生長の様子を図５にそれぞれ示す。

実施例１～４と比較例１～５とを比較すると、発芽時点では違いは見られないが、１２日後及び２１日後では、実施例１～４において、比較例１～５よりも顕著に植物の生長が抑制されていることが分かる。加えて、実施例１～４においても、植物の枯れは観察されず、生長抑制剤があくまで生長を抑制するものであって、自然に優しいことが分かる。また、生長抑制剤の施用量が増加すると、植物の生長抑制効果が増大することが分かる。したがって、植物の生長抑制剤の施用量の変更により、植物の生長が制御可能であると推察される。

［土壌中の硝酸成分と窒素成分の含有量の分析］
実施例１～４及び比較例１については、２１日後における土壌中の硝酸成分及び窒素成分の含有量を、紫外線吸光光度法を用いて分析した。結果を表２に示す。

表２に示すとおり、生長抑制剤を施用した場合（実施例１～４）、生長抑制剤を施用しなかった場合（比較例１）と比較して、土壌中の硝酸成分及び窒素成分の含有量が顕著に少なかったことが判明した。したがって、植物の生長抑制効果は、植物の生長抑制剤中の脂肪酸金属塩に起因して、硝酸性窒素の生成抑制、脱窒等の植物の発育を阻害する何らかの作用によって発現している可能性が考えられる。

１，１１，２１…生長抑制剤、２…杭頭部、３…杭本体部、５，１５，２５…土壌。

Claims (14)

1. 脂肪酸金属塩を含有し、
   前記脂肪酸金属塩が、ステアリン酸マンガン及びヒドロキシステアリン酸鉄のうち少なくとも一方を含む、植物の生長抑制剤。
2. 前記脂肪酸金属塩として２種以上の脂肪酸金属塩を含有する、請求項１に記載の植物の生長抑制剤。
3. ２３℃において固体である、請求項１又は２に記載の植物の生長抑制剤。
4. 生分解性高分子化合物を更に含有する、請求項１～３のいずれか一項に記載の植物の生長抑制剤。
5. 前記生分解性高分子化合物が、脂肪族ポリエステル、多糖類、ポリビニルアルコール及びポリアルキレングリコールからなる群より選ばれる少なくとも一種である、請求項４に記載の植物の生長抑制剤。
6. ポリオレフィンを更に含有する、請求項１～５のいずれか一項に記載の植物の生長抑制剤。
7. 土壌に挿入可能な形状を有する、請求項１～６のいずれか一項に記載の植物の生長抑制剤。
8. 前記形状が杭状である、請求項７に記載の植物の生長抑制剤。
9. 土壌に散布可能な形状を有する、請求項１～５のいずれか一項に記載の植物の生長抑制剤。
10. 前記形状が粒状である、請求項９に記載の植物の生長抑制剤。
11. 土壌に敷設可能な形状を有する、請求項１～５のいずれか一項に記載の植物の生長抑制剤。
12. 前記形状がシート状である、請求項１１に記載の植物の生長抑制剤。
13. 請求項１～１２のいずれか一項に記載の植物の生長抑制剤を土壌に施用する、植物の生長の抑制方法。
14. 請求項１～１２のいずれか一項に記載の植物の生長抑制剤を含む、土壌。

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