(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１ｈａ当たり、ＣａＣＮ２  含有物質をＣａＣＮ２  として４０〜２４０ｋｇ、ＳｉＯ２  含有物質をＳｉＯ２  として１００〜４００ｋｇ、ＣａＯ含有物質をＣａＯとして１００〜４００ｋｇ、ＭｇＯ含有物質をＭｇＯとして４０〜１８０ｋｇ、Ｐ２  Ｏ５  含有物質をＰ２  Ｏ５  として１６〜８０ｋｇを、秋の稲刈り後から春の水稲移植前までの時期に施用することを特徴とする水稲栽培法。
【請求項２】
ＣａＣＮ２  含有物質が石灰窒素であり、ＳｉＯ２  とＣａＯとＭｇＯとＰ２  Ｏ５  の含有物質が、（ＣａＯ＋ＭｇＯ）／（ＳｉＯ２  ＋Ｐ２  Ｏ５  ）のモル比が１．２〜２．５の無機組成物であることを特徴とする請求項１項の水稲栽培法。
【請求項３】
無機組成物が、４質量％クエン酸緩衝液（ｐＨが５．５）へのＳｉＯ２  溶出率が５０％以上の無機組成物であることを特徴とする請求項２記載の水稲栽培法。
【請求項４】
無機組成物が、ＳｉＯ２  、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｐ２  Ｏ５  を含む原料粉末を、加熱溶融冷却して得られる無機組成物であることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の水稲栽培法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水稲のカドミウム吸収を抑制する水稲栽培法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水稲栽培では、土壌中の重金属、特にカドミウムの吸収防止が、米の汚染防止の観点から切望されており、種々の方法が試みられている。例えば、汚染された表層土壌を取り除き、非汚染土壌を客土する方法がある（非特許文献１）。しかし、客土は膨大な費用がかかるうえに、下層が汚染されている場合は効果が一時的であり、除去した汚染土壌の処分も問題となる。また、ケイカル等のアルカリ資材を投入しカドミウム吸収を抑制する方法がある（例えば特許文献１）。しかし、この方法では効果を発現させるためには１ｈａ当たり５〜１０トンと多量に投入する必要があるため作業性が悪く、しかもアルカリ資材の多投により土壌中の有機態窒素が無機化しやすくなり、水稲の倒伏に繋がる恐れがある。
【０００３】
【非特許文献１】
農用地の土壌の汚染防止等に関する法律（昭和四十五年十二月二十五日法律第百三十九号）
【特許文献１】
特開平１０−９８９５５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、通常の栽培管理の範囲内で、水稲のカドミウム吸収を抑制でき、しかも水稲の倒伏を防止することのできる水稲栽培法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、１ｈａ当たり、ＣａＣＮ２  含有物質をＣａＣＮ２  として４０〜２４０ｋｇ、ＳｉＯ２  含有物質をＳｉＯ２  として１００〜４００ｋｇ、ＣａＯ含有物質をＣａＯとして１００〜４００ｋｇ、MｇＯ含有物質をMｇＯとして４０〜１８０ｋｇ、Ｐ２  Ｏ５  含有物質をＰ２  Ｏ５  として１６〜８０ｋｇを、秋の稲刈り後から春の水稲移植前までの時期に施用する水稲栽培法である。この場合において、ＣａＣＮ２  含有物質が石灰窒素であり、ＳｉＯ２  とＣａＯとＭｇＯとＰ２Ｏ５の含有物質が、（ＣａＯ＋MｇＯ）／（ＳｉＯ２  ＋Ｐ２  Ｏ５  ）のモル比が１．２〜２．５の無機組成物であることが好ましく、特にこの無機組成物の４質量％クエン酸緩衝液(ｐＨが５．５)へのＳｉＯ２  の溶出率が５０％以上であることが好ましい。更には、この無機組成物は、ＳｉＯ２  、ＣａＯ、MｇＯ、Ｐ２Ｏ５  を含む原料粉末を、加熱溶融冷却して得られた無機組成物であることがより好ましい。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明は、ＣａＣＮ２  が水稲のカドミウム吸収を抑制することで米のカドミウム含有量を低減すること、ｐＨ５以上の高いｐＨ域で溶出性の高いＳｉＯ２  含有物質が水稲の倒伏を未然に防止すること、ＣａＯ含有物質及びMｇＯ含有物質が米のカドミウム含有量の低減を更に高めることを見出し、完成されたものである。
【０００７】
本発明においては、ＣａＣＮ２  含有物質と、ＳｉＯ２  含有物質と、ＣａＯ含有物質と、MｇＯ含有物質と、Ｐ２  Ｏ５  含有物質とが、秋の稲刈り後から春の水稲移植前までの時期に、一回又は数回に分割して施用される。この時期以外、例えば出穂約１ヶ月前頃ないしは穂肥など追肥として施用すると、水稲のカドミウム吸収を抑制することは可能となるが、ＣａＣＮ２  が水稲に接触して生育障害や、水稲の倒伏を招く恐れがあり、通常の栽培管理の範囲内で水稲栽培することが困難となる。特に好ましくは、秋の稲刈り後の田起こし又は春の代掻き前の田起こしの時期に施用することである。この場合、施用は、一括投入、分割投入のいずれでもよく、また各資材は混合してから用いることが好ましい。更には、施用後には水を張り湛水状態にするのが望ましい。
【０００８】
本発明においては、１ｈａ当たり、ＣａＣＮ２  含有物質をＣａＣＮ２  として４０〜２４０ｋｇ施用する。４０ｋｇ未満では、カドミウム吸収を抑制する効果が不十分であり、２４０ｋｇを越えると、更なるカドミウム吸収を抑制する効果が認められず、窒素過多により水稲の倒伏を生じ、収量や品質に悪影響を及ぼす恐れが大きくなる。１ｈａ当たり、８０〜１８０ｋｇが好ましい範囲である。ＣａＣＮ２  含有物質としては、石灰窒素、特にＣａＣＮ２   含有量の保証値が５５％以上である石灰窒素が好ましい。
【０００９】
また、本発明においては、１ｈａ当たり、ＳｉＯ２  含有物質をＳｉＯ２  として１００〜４００ｋｇ、ＣａＯ含有物質をＣａＯとして１００〜４００ｋｇ、MｇＯ含有物質をMｇＯとして４０〜１８０ｋｇ、Ｐ２  Ｏ５  含有物質をＰ２  Ｏ５  として１６〜８０ｋｇ施用する。ＳｉＯ２  含有物質の施用量が１ｈａ当たりＳｉＯ２  として１００ｋｇ未満では、更なるカドミウム吸収を抑制する効果や水稲の倒伏を防止する効果が不十分であり、４００ｋｇを越えると、より以上の効果は認められなくなる。１５０〜２４０ｋｇが好ましい範囲である。ＣａＯとMｇＯは両者ともにアルカリ成分であるが、ＣａＯ含有物質の施用量が１ｈａ当たりＣａＯとして１００ｋｇ未満、又はMｇＯ含有物質の施用量が１ｈａ当たりMｇＯとして４０ｋｇ未満であると、カドミウム吸収を抑制する効果が認められなくなる。ＣａＯとして４００ｋｇを越えるか、又はＭｇＯとして１８０ｋｇを越えると、施用する酸性成分（ＳｉＯ２  とＰ２  Ｏ５  ）とアルカリ成分の量的バランスが崩れ、ＳｉＯ２  溶出率の低下を招く恐れがあり、ＳｉＯ２  による効果が妨げられる恐れがある。Ｐ２  Ｏ５  はＳｉＯ２  溶出率を確保するために必要な成分であり、Ｐ２  Ｏ５  含有物質の施用量が１ｈａ当たりＰ２  Ｏ５  １６ｋｇ未満、又は８０ｋｇを越えると、これまた施用する酸性成分とアルカリ成分の量的バランスが崩れ、ＳｉＯ２  溶出率を確保できなくなる恐れがある。
【００１０】
とくに、ＳｉＯ２  含有物質と、ＣａＯ含有物質と、MｇＯ含有物質と、Ｐ２  Ｏ５含有物質とは、（ＣａＯ＋MｇＯ）／（ＳｉＯ２  ＋Ｐ２  Ｏ５  ）のモル比が１．２〜２．５となるように調整して施用することによって、ＳｉＯ２  溶出率を高くする利点がある。また、４重量％クエン酸緩衝液（ｐＨの初期値が５．５)へのＳｉＯ２溶出率が５０％以上となるような割合で、ＳｉＯ２  含有物質と、ＣａＯ含有物質と、MｇＯ含有物質と、Ｐ２  Ｏ５  含有物質とを調整して施用することによって、更なるカドミウム吸収の抑制効果と水稲の倒伏防止効果が得られる。
【００１１】
ここで、ＳｉＯ２  溶出率とは、上記クエン酸緩衝液中に溶出したＳｉＯ２  量を、ＳｉＯ２  含有物質と、ＣａＯ含有物質と、MｇＯ含有物質と、Ｐ２  Ｏ５  含有物質とに含まれる全ＳｉＯ２  量に対しする百分率で表したものである。その測定方法は、試料約１００ｇを振動ミルで粉砕して目開き１５０ミクロンの篩下とし、その約１ｇを精秤し、クエン酸水溶液に２Ｎ水酸化ナトリウム水溶液を加えてｐＨを５．５に調整された４質量％クエン酸ナトリウム緩衝液１５０ｍｌを加え、３０℃水浴中で１時間揺動し、得られた溶液をろ紙でろ過し、ろ液を純水で希釈した後、ろ紙に含まれるＳｉＯ２  量をＩＣＰ（誘導結合プラズマ発光分析法）で測定する。
【００１２】
本発明は、ＳｉＯ２  、ＣａＯ、MｇＯ、Ｐ２  Ｏ５  を成分として含む無機質原料粉末、例えば燐鉱石、蛇紋岩、珪石、石灰石、フェロニッケル鉱さい、シリコマンガン鉱さい、各種高炉さい、製りんスラグ、フライアッシュ、汚泥焼却灰等を、上記モル比となるように組合せ混合し、それを加熱溶融冷却して得られた無機組成物であることが好ましい。加熱溶融は、１３５０℃以上で溶融できる外熱式電気炉、アーク炉、高周波加熱炉等が使用できる。溶融物の冷却は、ＳｉＯ２  溶出率の点から圧縮空気又は水を吹き付ける急冷が望ましい。
【００１３】
本発明に係る資材を田圃へ施用する際、尿素、硫安、塩安、リン安、過リン酸石灰、塩化カリなど、通常使用される肥料と併用することもできる。特に窒素質肥料を基肥として施用する場合、通常の栽培管理の範囲で窒素質肥料の施用量を加減することなく、本発明に係る資材を施用することができる。
【００１４】
【実施例】
以下、実施例及び比較例に基づいて、本発明を更に詳細に説明する。
【００１５】
実施例１
ＣａＣＮ２  含有物質として石灰窒素（電気化学工業社製商品名「粒状石灰窒素」）を用意した。このものは、ＣａＣＮ２  含有率が５５質量％、炭素が２１質量％、酸化カルシウムが２３質量％であり、粒度は０．５〜４．０ｍｍである。一方、ＳｉＯ２  含有物質と、ＣａＯ含有物質と、MｇＯ含有物質と、Ｐ２  Ｏ５  含有物質とを含む無機組成物として、珪石、蛇紋岩、生石灰、りん鉱石を、ＳｉＯ２  、ＣａＯ、MｇＯ、Ｐ２  Ｏ５  が、それぞれ３６質量％、３７質量％、１６質量％、６質量％含み、そのモル比（ＣａＯ＋MｇＯ）／（ＳｉＯ２  ＋Ｐ２  Ｏ５  ）が１．７となるように混合し、それを約１４００℃に加熱熔融した後、水を吹き付けて急冷し、原料組成と同じ組成で、粒度が０．３〜１．０ｍｍ、４質量％クエン酸緩衝液(ｐＨの初期値が５．５)へのＳｉＯ２  溶出率が９５％であるものを製造した。
【００１６】
水稲の栽培管理は、細粒グライ低地土（０．１ＭＨＣｌ可溶カドミウム含有量０．４０ｍｇ／乾土ｋｇ）の田圃に、上記石灰窒素と上記無機組成物を、１ｈａ当たり、それぞれ２００ｋｇ、６００ｋｇ散布した。これは、ＣａＣＮ２  として１１０ｋｇ、ＳｉＯ２  として２１６ｋｇ、ＣａＯとして２２２ｋｇ、MｇＯとして９６ｋｇ、Ｐ２  Ｏ５  として３６ｋｇに相当する。更に、過りん酸石灰肥料、塩化カリ肥料を、１ｈａ当たり、それぞれ２００ｋｇ、５６ｋｇ散布した。その後、代掻き・湛水し、水稲（コシヒカリ）移植した後、収穫１ヶ月前まで常時湛水とし、その他は慣行の栽培管理を行い、地上部を収穫した。
【００１７】
米のカドミウム含有量は、玄米中のカドミウム含有量を硝酸分解−ＩＣＰ法で分析し、上記無機組成物のみを施用しなかった場合における玄米中のカドミウム含有量を１００としたときの指数で表した。その結果、玄米のカドミウム含有量は０．０６ｍｇ／ｋｇ、指数は３２であった。また、稲の倒伏は、刈取時に地上部からの茎部の角度を測定することによって評価した。すなわち、倒伏が少ないほど直角（９０°）に近づき、完全に倒伏した場合には０°となるものである。その結果、７０°であった。
【００１８】
実施例２
石灰窒素の施用量を１ｈａ当たり１００ｋｇ（即ちＣａＣＮ２  として５５ｋｇ）としたこと以外は、実施例１と同様にして水稲栽培をした。その結果、玄米のカドミウム含有量は０．１０ｍｇ／ｋｇ、指数は５３、倒伏は７０°であった。
【００１９】
実施例３
石灰窒素の施用量を１ｈａ当たり４００ｋｇ（即ちＣａＣＮ２  として２２０ｋｇ）としたこと以外は、実施例１と同様にして水稲栽培した。その結果、玄米のカドミウム含有量は０．０５ｍｇ／ｋｇ、指数は２６、倒伏は５０°であった。
【００２０】
実施例４
無機組成物の施用量を１ｈａ当たり３００ｋｇ（即ちＳｉＯ２  として１０８ｋｇ、ＣａＯとして１１１ｋｇ、ＭｇＯとして４８ｋｇ、Ｐ２  Ｏ５  として１８ｋｇ）としたこと以外は、実施例１と同様にして水稲栽培をした。その結果、玄米のカドミウム含有量は０．０８ｍｇ／ｋｇ、指数は４２、倒伏は５０°であった。
【００２１】
実施例５
無機組成物の施用量を１ｈａ当たり１０００ｋｇ（即ちＳｉＯ２  として３６０ｋｇ、ＣａＯとして３７０ｋｇ、ＭｇＯとして１６０ｋｇ、Ｐ２  Ｏ５  として６０ｋｇ）としたこと以外は、実施例１と同様にして水稲栽培をした。その結果、玄米のカドミウム含有量は０．０６ｍｇ／ｋｇ、指数は３２、倒伏は７０°であった。
【００２２】
実施例６
基肥として硫安の２００ｋｇを、石灰窒素を散布した時点で過りん酸石灰肥料、塩化カリ肥料とともに散布したこと以外は、実施例１と同様にして水稲栽培をした。その結果、玄米のカドミウム含有量は０．０７ｍｇ／ｋｇ、指数は３７、倒伏は５０°であった。
【００２３】
比較例１
石灰窒素を散布しなかったこと以外は実施例１と同様にして水稲栽培をした。その結果、幼穂形成期（水稲移植後約２ヶ月経過）頃に生育不良となり、栽培を中止した。
【００２４】
比較例２
石灰窒素のかわりに硫安を、石灰窒素と同等の窒素相当量を散布したこと以外は、実施例１と同様にして水稲栽培をした。その結果、玄米のカドミウム含有量は０．１７ｍｇ／ｋｇ、指数は８９、倒伏は７０°であった。
【００２５】
比較例３
無機組成物を散布しなかったこと以外は、比較例２と同様にして水稲栽培をした。その結果、玄米のカドミウム含有量は０．１９ｍｇ／ｋｇ、指数は１００、倒伏は３０°であった。
【００２６】
比較例４
石灰窒素を散布しなかったこと以外は、実施例１と同様にして水稲栽培をした。その結果、玄米のカドミウム含有量は０．１０ｍｇ／ｋｇ、指数は５３、倒伏は３０°であった。
【００２７】
実施例７
無機組成物として、ＳｉＯ２  、ＣａＯ、MｇＯ、Ｐ２  Ｏ５  が、それぞれ４１質量％、３１質量％、１６質量％、６質量％含み、そのモル比（ＣａＯ＋MｇＯ）／（ＳｉＯ２  ＋Ｐ２  Ｏ５  ）が１．３であり、４質量％クエン酸緩衝液(ｐＨの初期値が５．５)へのＳｉＯ２  溶出率が８５％である無機組成物を用い、ＳｉＯ２  として２４６ｋｇ、CａＯとして１８６ｋｇ、MｇＯとして９６ｋｇ、Ｐ２  Ｏ５  として３６ｋｇ施用したこと以外は、実施例１と同様にして水稲栽培をした。その結果、玄米のカドミウム含有量は０．０６ｍｇ／ｋｇ、指数は３２、倒伏は５８°であった。
【００２８】
実施例８
無機組成物として、ＳｉＯ２  、ＣａＯ、MｇＯ、Ｐ２  Ｏ５  が、それぞれ３０質量％、４３質量％、１６質量％、６質量％含み、そのモル比（ＣａＯ＋MｇＯ）／（ＳｉＯ２  ＋Ｐ２  Ｏ５  ）が２．２であり、４質量％クエン酸緩衝液(ｐＨの初期値が５．５)へのＳｉＯ２  溶出率が９０％である無機組成物を用い、ＳｉＯ２として１８０ｋｇ、CａＯとして２５８ｋｇ、MｇＯとして９６ｋｇ、Ｐ２  Ｏ５  として３６ｋｇ施用したこと以外は、実施例１と同様にして水稲栽培をした。その結果、玄米のカドミウム含有量は０．０６ｍｇ／ｋｇ、指数は３２、倒伏は６３°であった。
【００２９】
比較例５
無機組成物として、ＳｉＯ２  、ＣａＯ、MｇＯ、Ｐ２  Ｏ５  が、それぞれ３６質量％、２３質量％、１６質量％、２０質量％含み、そのモル比（ＣａＯ＋MｇＯ）／（ＳｉＯ２  ＋Ｐ２  Ｏ５  ）が１．０であり、４質量％クエン酸緩衝液(ｐＨの初期値が５．５)へのＳｉＯ２  溶出率が４８％である無機組成物を用い、ＳｉＯ２  として２１６ｋｇ、CａＯとして１３８ｋｇ、MｇＯとして９６ｋｇ、Ｐ２  Ｏ５  として１２０ｋｇ施用したこと以外は、実施例１と同様にして水稲栽培をした。米のカドミウム含有量は０．１０ｍｇ／ｋｇ、指数は５３、倒伏は３５°であった。
【００３０】
実施例９
収穫１ヶ月前までの常時湛水のかわりに、間断湛水（落水−間断排水−中干し−間断灌漑−間断通水）としたこと以外は、実施例１と同様にして水稲栽培をした。その結果、玄米のカドミウム含有量は０．０７ｍｇ／ｋｇ、指数は３２、倒伏は７３°であった。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、通常の栽培管理の範囲内で、水稲のカドミウム吸収を抑制でき、しかも水稲の倒伏を防止することのできる水稲栽培法が提供される。