(57)【要約】本発明は、（a）農地の土壌試料中の窒素同位元素の量を測定する段階、（b）得られた窒素同位元素の値を利用して、式（I）によって窒素同位元素指数を求める段階、および（c）農地が有機農地と従来農地のどちらに属するかを判定する段階を含む、従来農地と有機農地を判別する方法を提供する。本発明によれば、従来農地と有機農地を客観的に判別すること、または従来作物と有機作物を客観的に判別することが可能となる。
2005523432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の段階を含む、従来農地と有機農地を判別する方法：
（a）農地の土壌試料の窒素同位元素の量を測定する段階；
（b）得られた窒素同位元素値を利用して、下記式（I）
δ15N＝［R試料/R標準-1］×1,000  (I)
（式中、δ15Nは窒素同位元素指数であり、R試料およびR標準はそれぞれ、試料および標準の15N/(15N+14N)比である）
によって窒素同位元素指数を求める段階；および
（c）農地が有機農地と従来農地のどちらに属するかを判定する段階。
【請求項２】
窒素同位元素指数が5‰以下ならば農地を従来農地と判定し、窒素同位元素指数が8‰以上ならば農地を有機農地と判定する、請求項1記載の方法。
【請求項３】
窒素が、土壌試料の多様な窒素プール中の硝酸態窒素である、請求項1記載の方法。
【請求項４】
窒素同位元素指数が4‰以下ならば農地を従来農地と判定し、窒素同位元素指数が7‰以上ならば農地を有機農地と判定する、請求項3記載の方法。
【請求項５】
以下の段階を含む、従来作物と有機作物を判別する方法：
（a）作物試料の窒素同位元素の量を測定する段階；
（b）得られた窒素同位元素値を利用して、下記式（I）
δ15N＝［R試料/R標準-1］×1,000  (I)
（式中、δ15Nは窒素同位元素指数であり、R試料およびR標準はそれぞれ、試料および標準の15N/(15N+14N)比である）
によって窒素同位元素指数を求める段階；および
（c）作物が有機作物と従来作物のどちらに属するかを判定する段階。
【請求項６】
窒素同位元素指数が3‰未満ならば作物を従来作物と判定し、窒素同位元素指数が8‰以上ならば作物を有機作物と判定する、請求項5記載の方法。
【請求項７】
以下の段階を含む、従来作物と有機作物を判別する方法：
（a）栽培期間中に、作物試料中の窒素同位元素の量を適切な間隔で測定する段階；
（b）得られた窒素同位元素値を利用して、下記式（I）
δ15N＝［R試料/R標準-1］×1,000  (I)
（式中、δ15Nは窒素同位元素指数であり、R試料およびR標準はそれぞれ、試料および標準の15N/(15N+14N)比である）
によって窒素同位元素指数パターンを求める段階；および
（c）作物が有機作物と従来作物のどちらに属するかを判定する段階。
【請求項８】
（a）窒素同位元素指数が栽培期間中に経時的に増加傾向を示すならば、作物を、その成長初期に全量基肥として化学肥料が使用された栽培期間中の従来作物と判定し；
（b）窒素同位元素指数が初期増加傾向の後減少傾向を示すならば、作物を、その成長初期に基肥としておよび成長後期に追肥として化学肥料が使用された栽培期間中の従来作物と判定し；
（c）窒素同位元素指数が栽培期間中に経時的にほとんど取るに足らない増減または僅かに減少傾向を示すならば、作物を、全量基肥として有機肥料が使用された栽培期間中の有機作物と判定し；かつ
（d）窒素同位元素指数が栽培期間中に初期の取るに足らない増減傾向の後経時的に減少傾向を示すならば、作物を、その成長初期に基肥として有機肥料が使用され成長後期に追肥として化学肥料が使用された栽培期間中の従来作物と判定する、
請求項7記載の方法。
【請求項９】
以下の段階を含む、従来作物と有機作物、または従来農地と有機農地を判別する方法：
（a）土壌試料中および、農地由来の作物試料中の窒素同位元素の量を測定する段階；
（b）それぞれの窒素同位元素値を利用して、下記式（I）
δ15N＝［R試料/R標準-1］×1,000  (I)
（式中、δ15Nは窒素同位元素指数であり、R試料およびR標準はそれぞれ、試料および標準の15N/(15N+14N)比である）
によって窒素同位元素指数を求める段階；および
（c）得られた、土壌の窒素同位元素値と作物の窒素同位元素値を比較して、農地が有機農地と従来農地のどちらに属するかを判定する、または、農地由来の作物が有機作物と従来作物のどちらに属するかを判定する段階。
【請求項１０】
（a）作物の窒素同位元素指数が土壌の窒素同位元素指数よりも小さいならば、作物を従来作物と判定するまたは農地を従来農地と判定し；かつ
（b）作物の窒素同位元素指数が土壌の窒素同位元素指数よりも大きいならば、作物を有機作物と判定するまたは農地を有機農地と判定する、
請求項9記載の方法。
【請求項１１】
作物が葉菜類である、請求項5から10のいずれか一項記載の方法。
【請求項１２】
作物が、菜の花（中国ホウレンソウに似た青物）、キャベツ、カリフラワー、ブロッコリー、芽キャベツ、玉ネギ、ネギ、ニンニク、春タマネギ、ニラネギ、アスパラガス、レタス、サラダ用野菜（日本ではサラダナと呼ばれる）、セロリ、ホウレンソウ、シュンギク、パセリ、ツメクサ（日本ではミツバと呼ばれ、ハーブとして有用である）、セリ、ウド、ミョウガ、フキ、及びシソからなる群より選択される、請求項1から10のいずれか一項記載の方法。
【請求項１３】
請求項1から10記載の方法の任意の組合せを含む、従来作物と有機作物、または従来農地と有機農地を判別する方法。
【請求項１４】
作物が葉菜類である、請求項13記載の方法。
【請求項１５】
作物が、菜の花（中国ホウレンソウに似た青物）、キャベツ、カリフラワー、ブロッコリー、芽キャベツ、玉ネギ、ネギ、ニンニク、春タマネギ、ニラネギ、アスパラガス、レタス、サラダ用野菜（日本ではサラダナと呼ばれる）、セロリ、ホウレンソウ、シュンギク、パセリ、ツメクサ（日本ではミツバと呼ばれ、ハーブとして有用である）、セリ、ウド、ミョウガ、フキ、及びシソからなる群より選択される、請求項14記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野
本発明は、土壌試料または作物試料中の窒素同位元素指数を利用し、従来作物と有機作物、または従来農地と有機農地を判別する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景技術
従来の栽培の実施において、収穫量を増やすために過剰量の化学肥料および農薬が使用されてきた。しかし、これら化学肥料及び農薬は、土壌における塩類集積や養分不均衡、土壌微生物や天敵の数の減少などの生態系撹乱、水質汚染、および農産物の安全性問題などを引き起こしている。これらの問題に対し、農業-環境-貿易を連携させるためおよび従って上記問題を解決する国際規制をつくるための国際的努力により、有機作物の国際貿易が増大すると予想される。さらに、食品規格委員会（Codex）では有機作物に対する基準を制定すると考えられる。経済協力開発機構（OECD）では13部分の農業環境指標を開発して各国の農業政策を評価する計画である。
【０００３】
これらの国際的努力に応答して、韓国では「親環境農業育成法」及び「同法施行令」を制定し、親環境農業を促進し、かつ、親環境農産物に対する品質認証システムを導入して高付加価値農産物生産を誘導している。親環境農産物に対する品質認証システムに適合した基準によると、すなわち農作物の品質基準（Quality Standard for crop）（韓国）によると、農産物は、以下4つのカテゴリに分類される：低農薬農産物（基準量の1/2以下の合成農薬使用及び推奨量の1/2以下の化学肥料使用）；無農薬農産物（合成農薬不使用及び推奨量の1/3以下の化学肥料使用）；移行有機農産物（1年を上回って合成農薬不使用及び化学肥料不使用）；及び有機農産物（3年を上回って合成農薬不使用及び化学肥料不使用）。したがって、品質認証システムに従って農産物を評価する際に、合成肥料や化学肥料が使用されているかどうかを判定することが重要である。
【０００４】
合成農薬は、土壌試料または作物試料中の残留農薬をモニタリングすることで検査されうる。一方、化学肥料は、営農データ（data on farming）や対応する土壌の化学特性分析などの間接的な方法でしか検査できない。しかし、営農データは営農者が任意に作成でき、かつ、土壌の化学特性は投入された肥料の量により直接影響を受けるが、土壌の化学特性と投入された肥料の種類（化学肥料または有機肥料）とは科学的な関連性がないという問題点があった。当技術分野の現状によれば、土壌中で化学肥料と有機肥料のどちらが使用されているかを客観的に判定することは不可能である。従って、関心対象の土壌中で化学肥料と有機肥料のどちらが使用されているかを判定する方法が要求されていた。このような方法はまた、関心対象の農産物が化学肥料と有機肥料のどちらで育てられたのかを知りたいという消費者の要求を満たすためにも必要である。
【０００５】
化学肥料と家畜糞尿では窒素同位元素の比が異なることに基づいて、水質汚染源を決定することが試みられてきた（Kohlら、1971、Fertilizer nitrogen: contribution to nitrate in surface water in a corn belt watershed、Science 174：1331-1334）。また、窒素同位元素の分析は、水質汚染源を究明しようとする目的で利用されてきた（Iqbalら、1997、Nitrogen isotope indicators of seasonal source variability to groundwater、Environmental Geology 32：210-218）。しかし、窒素同位元素の分析が、農地に適用された（化学/有機）肥料の種類を調査するため、または化学肥料で育てられた作物と有機肥料で育てられた作物を判別するために使われたことはなかった。
【０００６】
本発明者らは、化学肥料と有機肥料中の窒素同位元素分布を統計的に分析し、化学肥料または有機肥料が土壌及びそこに由来する作物の窒素同位元素指数に及ぼす影響を研究するため実験を行い、本発明を完成するに至った。
【発明の開示】
【０００７】
発明の開示
したがって、本発明の目的は、従来農地と有機農地を判別する方法を提供することである。本発明のもう一つの目的は、従来作物と有機作物を判別する方法を提供することである。本発明のさらに別の目的は、従来作物と有機作物、または従来農地と有機農地を判別する方法を提供することである。
【０００８】
ある局面において、本発明は、以下の段階を含む、従来農地と有機農地を判別する方法を提供する：
（a）農地の土壌試料中の窒素同位元素の量を測定する段階；
（b）得られた窒素同位元素値を利用して、下記式（I）
δ15N＝［R試料/R標準-1］×1,000  (I)
（式中、δ15Nは窒素同位元素指数であり、R試料およびR標準はそれぞれ、試料および標準の15N/(15N+14N)比である）
によって窒素同位元素指数を求める段階；および
（c）農地が有機農地と従来農地のどちらに属するかを判定する段階。
【０００９】
ある局面において、本発明はまた、以下の段階を含む、従来作物と有機作物を判別する方法を提供する：
（a）作物試料の窒素同位元素の量を測定する段階；
（b）得られた窒素同位元素値を利用して、下記式（I）
δ15N＝［R試料/R標準-1］×1,000  (I)
（式中、δ15Nは窒素同位元素指数であり、R試料およびR標準はそれぞれ、試料および標準の15N/(15N+14N)比である）
によって窒素同位元素指数を求める段階；および
（c）作物が有機作物と従来作物のどちらに属するかを判定する段階。
【００１０】
本明細書で使われた用語は、特別な言及がない限り次のような意味に使われる。本発明において「窒素同位元素」とは15N及び14Nを含む窒素同位元素を意味する。また、「窒素同位元素比」とは全体窒素（15N+14N）に対する重窒素（15N）の比率を示し、すなわち15N/(15N+14N)と示される。さらに、試料の「窒素同位元素指数（δ15N）（‰）」とは、試料の窒素同位元素比が標準試料の窒素同位元素比に対して標準化された指数であり、下記式（I）として定義される：
δ15N＝［R試料/R標準-1］×1,000  (I)
ここで、δ15Nは窒素同位元素指数であり、R試料及びR標準はそれぞれ試料及び標準の15N/(15N+14N)比である。
【００１１】
通常、大気窒素（N2）が標準材料として使用される。この場合、定義上、大気窒素のδ15N値は0‰である。窒素同位元素指数の値が高いほど、試料中の15Nの量が多いことを意味する。一般的に、有機肥料の窒素同位元素指数は化学肥料よりも高い。図1は、韓国で市販されている8種類の化学肥料および27種類の有機肥料の窒素同位元素指数の平均値を示したものである。図1に示すように、有機肥料の窒素同位元素指数の平均値（16.7±2.3‰）は、化学肥料の窒素同位元素指数の平均値（-1.5±1.50‰）よりも高い。本発明は化学肥料と有機肥料間のこのような窒素同位元素指数の差をに基づくものである。
【００１２】
また、本発明で使用される「有機農地」という用語は概して、有機肥料を一定期間使用した農地を意味する。有機農地には、有機肥料を、全量基肥源としてまたは実質的に主要肥料として一定期間適用した農地が含まれる。「有機作物」という用語は概して、有機肥料を使用して育てられた後に収穫された作物を意味し、作物品質基準（韓国）下での有機作物と移行有機作物を含む。しかし、「有機農地」および「有機作物」の正確な意味は、本発明の具体的適用において具体的な窒素同位元素指数値を割り当てることにより規定されるため、「有機農地」および「有機作物」という用語は上述の意味に限定されることを意図していない。
【００１３】
「有機肥料」という用語は、主に動植糞尿および植物材料のような生物材料から加工することにより生産される肥料を意味するものであり、肥料公定基準（韓国）下での有機肥料および副産物肥料をいずれも含む。尿素は、生物体から由来する場合は有機肥料に分類されるが、化学的な操作過程を経た合成により生産された場合は有機肥料には分類されない。
【００１４】
「従来栽培」という用語は、化学肥料を使用する栽培の一種を意味し、これは、一般的な種類の栽培である。本発明で使用される「従来農地」という用語は概して、全量基肥源としてまたは実質的に主要肥料として一定期間化学肥料を使用した農地の一種を意味する。「従来作物」という用語は概して、化学肥料を使用して育てられた後に収穫された作物を意味する。しかし、「従来農地」および「従来作物」の正確な意味は、本発明の具体的適用において具体的な窒素同位元素指数値を割り当てることにより規定されるため、「従来農地」および「従来作物」という用語は上述の意味に限定されることを意図していない。
【００１５】
本発明の方法の段階（a）において、窒素同位元素量の測定は、安定同位体比質量分析計など当技術分野で使われる従来機器を使用して達成されうる。窒素同位元素量の測定用の土壌試料は、土壌全体から、または、粒子径が特定の範囲内であるその一部を選別することにより、調製されうる。さらに、土壌試料中の窒素同位元素量は、アンモニア態（NH4+）窒素、硝酸態（NO3-）窒素、及び有機態窒素を含む窒素全体について測定されうり、かつ、これら各成分それぞれについても測定されうる。
【００１６】
本発明は、これらに限定されるわけではないが、例えば以下の作物に適用されうる：ハクサイ、漬物用野菜、菜の花（Brassica campestris）（中国ホウレンソウに似た青物）、キャベツ、カリフラワー、ブロッコリー、芽キャベツ、玉ネギ、ネギ、ニンニク、春タマネギ（scallion）、ニラネギ（leek）、アスパラガス、レタス、サラダ用野菜（日本ではサラダナと呼ばれる）、セロリ、ホウレンソウ、シュンギク、パセリ、ツメクサ（trefoil）（日本ではミツバと呼ばれ、ハーブとして有用である）、セリ、ウド（Aralia cordata）、ミョウガ、フキ、及びシソなどの葉菜類；キュウリ、カボチャ、スイカ、メロン、トマト、ナス、ピーマン、イチゴ、インゲン、ソラマメ、エンドウ、大豆、およびトウモロコシなどの果菜類；ならびに、ハツカダイコン、カブ、ゴボウ、ニンジン、ジャガイモ、サトイモ、サツマイモ、ヤマトイモ、ショウガ、及びレンコンなどの根菜類。その他、本発明が適用されうる作物としては、米、麦、小麦、およびその他の花弁植物が含まれるが、これらの例に限定されるわけではない。好ましくは、作物は、ハクサイ、漬物用野菜、ノザワナ、キャベツ、カリフラワー、ブロッコリー、芽キャベツ、玉ネギ、ネギ、ニンニク、春タマネギ、ニラネギ、アスパラガス、レタス、サラダナ、セロリ、ホウレンソウ、シュンギク、パセリ、ミツバ、セリ、サトイモ、ショウガ及びシソなどの葉菜類である。
【００１７】
本発明の方法の段階（c）において、農地が有機農地と従来農地のどちらに属するか、または、作物が有機作物と従来作物のどちらに属するかの判定は、得られた農地または作物試料における窒素同位元素指数を、農地または作物標準のものと比較することにより達成されうる。
【００１８】
本発明のある態様において、本発明は、以下の段階を含む、窒素同位元素指数を用いて従来農地と有機農地を判別する方法を提供する：
（a）農地の土壌試料中の全窒素同位元素の量を測定する段階；
（b）得られた窒素同位元素値を利用して、下記式（I）
δ15N＝［R試料/R標準-1］×1,000  (I)
（式中、δ15Nは窒素同位元素指数であり、R試料およびR標準はそれぞれ、試料および標準の15N/(15N+14N)比である）
によって窒素同位元素指数を求める段階；および
（c）農地が有機農地と従来農地のどちらに属するかを判定する段階。
【００１９】
段階（c）において、窒素同位元素指数が5‰以下ならば農地を従来農地と判定し、窒素同位元素指数が8‰以上ならば農地を有機農地と判定することが好ましい。この基準は、化学肥料を使用した従来農地の窒素同位元素指数が5.9±0.7‰であり、有機肥料を使用した有機農地が8.8±0.9‰であったという事実に基づいたものである（図2参照）。しかし、窒素同位元素指数は、土壌の種類、有機肥料の種類、および有機栽培の期間などに左右されるため、本発明の範囲をこの具体的基準に制限することは意図していない。
【００２０】
また、本発明のもう一つの態様において、本発明は、以下の段階を含む、窒素同位元素指数を用いて従来農地と有機農地を判別する方法を提供する：
（a）農地の土壌試料中の硝酸態（NO3-）窒素同位元素の量を測定する段階；
（b）得られた窒素同位元素値を利用して、下記式（I）
δ15N＝［R試料/R標準-1］×1,000  (I)
（式中、δ15Nは窒素同位元素指数であり、R試料およびR標準はそれぞれ、試料および標準の15N/(15N+14N)比である）
によって窒素同位元素指数を求める段階；および
（c）農地が有機農地と従来農地のどちらに属するかを判定する段階。
【００２１】
段階（c）において、窒素同位元素指数が4‰以下ならば農地を従来農地と判定し、窒素同位元素指数が7‰以上ならば農地を有機農地と判定することが好ましい。これらの基準は、化学肥料を使用した従来的に栽培された農地の窒素同位元素指数が4.7±1.1‰であり、有機肥料を使用した有機農地が11.6±4.5‰であったという事実に基づいたものである（図3参照）。しかし、窒素同位元素指数は、土壌の種類、有機肥料の種類、および有機栽培の期間などに左右されるため、本発明の範囲をこの具体的基準に制限することは意図していない。
【００２２】
また、本発明のさらにもう一つの態様において、本発明は、以下の段階を含む、窒素同位元素指数を用いて従来作物と有機作物を判別する方法を提供する：
（a）農地から収穫された作物試料の全窒素同位元素の量を測定する段階；
（b）得られた窒素同位元素値を利用して、下記式（I）
δ15N＝［R試料/R標準-1］×1,000  (I)
（式中、δ15Nは窒素同位元素指数であり、R試料およびR標準はそれぞれ、試料および標準の15N/(15N+14N)比である）
によって窒素同位元素指数を求める段階；および
（c）作物が有機作物と従来作物のどちらに属するかを判定する段階。
【００２３】
段階（c）において、窒素同位元素指数が3‰以下ならば作物を従来作物と判定し、窒素同位元素指数が8‰以上ならば作物を有機作物と判定することが好ましい（図4及び図5参照）。好ましい作物は、白菜、漬物用野菜、ノザワナ、キャベツ、カリフラワー、ブロッコリー、芽キャベツ、玉ネギ、ネギ、ニンニク、春タマネギ、ニラネギ、アスパラガス、野菜、サラダナ、セロリ、ホウレンソウ、シュンギク、パセリ、ミツバ、セリ、サトイモ、ショウガ及びシソなどの葉菜類であるが、これに限定されるわけではない。しかし、窒素同位元素指数は、土壌の種類、有機肥料の種類、および有機栽培の期間などに左右されるため、本発明の範囲をこの具体的基準に制限することは意図していない。
【００２４】
また、本発明のもう一つの態様において、本発明は、以下の段階を含む、従来作物と有機作物を判別する方法を提供する：
（a）栽培期間中に、作物試料中の窒素同位元素の量を適切な間隔で測定する段階；
（b）得られた各窒素同位元素値を利用して、下記式（I）
δ15N＝［R試料/R標準-1］×1,000  (I)
（式中、δ15Nは窒素同位元素指数であり、R試料およびR標準はそれぞれ、試料および標準の15N/(15N+14N)比である）
によって窒素同位元素指数パターンを求める段階；および
（c）作物が有機作物と従来作物のどちらに属するかを判定する段階。
【００２５】
本発明の方法の段階（a）において、作物についての窒素同位元素の量は、作物の栽培期間中に適切な間隔で測定される。このように、窒素同位元素の量を測定することにより、窒素同位元素の増減パターンが得られる。
【００２６】
本発明の方法の段階（c）において、窒素同位元素指数が栽培期間中に増加傾向を示すならば、作物を、その成長初期に全量基肥源として化学肥料が使用された栽培中の従来作物と判定し；窒素同位元素指数が栽培中に初期増加傾向の後減少傾向を示すならば、作物を、その成長初期に基肥としておよび成長後期に追肥として化学肥料が別々に使用された栽培期間中の従来作物と判定し；窒素同位元素指数が栽培期間中にほとんど増減無しまたは僅かに減少傾向を示すならば、作物を、全量基肥として有機肥料が使用された栽培中の有機作物と判定し；かつ、窒素同位元素指数が栽培期間中に初期の増減無しの後に減少傾向を示すならば、作物を、その成長初期に基肥として有機肥料が使用され追肥として化学肥料が使用された栽培中の従来作物と判定することが好ましい。これらの基準は、栽培中に化学肥料または有機肥料を用いて育てられた作物の窒素同位元素指数の増減パターンに関する実験結果に基づいたものである（図6参照）。しかし、窒素同位元素指数は、土壌の種類、有機肥料の種類、および有機栽培の期間などに左右されるため、本発明の範囲をこの具体的基準に制限することは意図していない。
【００２７】
本発明のもう一つの態様において、本発明は、以下の段階を含む、従来作物と有機作物、または従来農地と有機農地を判別する方法を提供する：
（a）農地の土壌試料中およびそこから収穫された作物試料中の窒素同位元素の量を測定する段階；
（b）それぞれの窒素同位元素値を利用して、下記式（I）
δ15N＝［R試料/R標準-1］×1,000  (I)
（式中、δ15Nは窒素同位元素指数であり、R試料およびR標準はそれぞれ、試料および標準の15N/(15N+14N)比である）
によって窒素同位元素指数を求める段階；および
（c）得られた、土壌の窒素同位元素値と作物の窒素同位元素値を比較して、農地が有機農地と従来農地のどちらに属するかを判定する、または、農地由来の作物が有機作物と従来作物のどちらに属するかを判定する段階。
【００２８】
本発明の段階（a）において、土壌試料または作物試料の窒素同位元素量は、アンモニア態（NH4+）窒素、硝酸態（NO3-）窒素、及び有機態窒素を含む全窒素についてだけではなく、全窒素の一部分についても測定されうる。
【００２９】
本発明の段階（c）において、作物の窒素同位元素指数値が土壌の窒素同位元素指数値よりも小さいならば、作物を従来作物と判定するまたは農地を従来農地と判定し；かつ、作物の窒素同位元素指数値が土壌の窒素同位元素指数値よりも大きいならば、作物を有機作物と判定するまたは農地を有機農地と判定することが好ましい。これらの基準は、土壌試料の窒素同位元素指数と作物試料の窒素同位元素指数との間の関係についての実験結果に基づく（図7参照）。しかし、窒素同位元素指数は、土壌の種類、有機肥料の種類、および有機栽培の期間などに左右されるため、本発明の範囲をこの具体的基準に制限することは意図していない。
【００３０】
上記で言及した本発明の態様を組み合わせて、従来農地と有機農地、または従来作物と有機作物を判別するためのさらに信頼性の高い方法を提供することができる。例えば、従来農地と有機農地を判別する方法と、従来作物と有機作物を判別する方法（ここで、該作物は該農地から収穫された）とを組み合わせることができる。したがって、もし作物が育った農地が有機農地であると判定されているならば、そこから収穫される作物も有機作物である可能性が非常に高いので、両方法の信頼性を確保することができる。一方、作物が有機作物であると判定されているならば、その作物が収穫された農地は有機農地である可能性が非常に高くこれにより本方法の信頼性を高められる。本発明は、本方法の信頼性を高めるための任意の組合せを含む。
【００３１】
発明を実施するための最良の形態
本発明を、以下の実施例を参照してさらに詳細に説明する。以下の実施例は、本発明を例示的に説明するためのものであって本発明の範囲を限定するものではない。
【００３２】
実施例1
本実施例では、市販の8種類の化学肥料および27種類の有機肥料の窒素同位元素量を測定して窒素同位元素指数を決定した。
【００３３】
本実施例に使われた化学肥料は尿素、硫安及び6種の複合（compound）肥料であり、有機肥料は、豚糞堆肥、鶏糞堆肥、および牛糞堆肥を含む、肥料公定基準（韓国）下での有機肥料または副産物肥料に該当するものであった。窒素同位元素含有量及び窒素同位元素指数は、CN分析器（Limauxら、1999；Monaghan及びBarraclough、1995）と連結された連続フロー安全性同位元素比質量分析器（IsoPrime-EA、Micromass、英国）を使用して測定および決定した。国際原子力エネルギー機構（IAEA）から購入した標準物質（RM 8548：IAEA-N2）で前記方法の正確度及び再現性を検査した結果、それぞれ、0.4％及び0.2％を上回って良好であった。
【００３４】
韓国で市販されている8種類の化学肥料および27種類の有機堆肥について、窒素同位元素指数の平均値を図1に示した。図1に示されたように、化学肥料と有機肥料の窒素同位元素指数平均値はそれぞれ-1.54±1.50‰及び16.69±2.32‰であった。したがって、有機肥料の窒素同位元素指数の平均値の方が、化学肥料よりも高かった。本発明者らは、化学肥料と有機肥料の窒素同位元素指数値の差が土壌及び作物にも適用されるか否かを検討し、窒素同位元素指数に基づいて、従来作物と有機作物または従来農地と有機農地を判別することに成功した。
【００３５】
実施例2
本実施例において、化学肥料を使用してきた従来農地からおよび有機肥料を使用してきた有機農地から得られた土壌試料中の全窒素同位元素の量および指数を測定および決定した。
【００３６】
尿素およびその他化学肥料を、従来農地に最近20年間、一年あたり200〜400kgNha-1の量で適用した。豚糞堆肥およびその他多様な有機肥料を、有機農地に最近5年間、一年あたり300〜600kgNha-1の量で適用した。
【００３７】
土壌試料は、表層（表面からの深さ0〜15cm範囲内の土壌層）から調製された。全土壌窒素の窒素同位元素指数はCN分析器（Limauxら、1999；Monaghan及びBarraclough、1995）と連結された連続フロー安定同位元素比質量分析器（IsoPrime-EA、Micromass、英国）を使用して測定して決定した。国際原子力エネルギー機構（IAEA）から購入した標準物質（RM 8548：IAEA-N2）で分析法の正確度及び再現性を検査したところ、それぞれ0.4％及び0.2％を上回って高かった。
【００３８】
従来農地および有機農地の全窒素同位元素指数値の測定結果を図2に示した。図2に示されたように、従来農地および有機農地の窒素同位元素指数値は、それぞれ5.9±0.7‰および8.8±0.9‰であった。したがってこの結果から、窒素同位元素指数が高い有機肥料の使用によって土壌の窒素同位元素指数が上昇したことが示された。したがって、有機農地と従来農地とを判別することが可能である。すなわち、土壌試料中の窒素同位元素指数の値が5‰未満ならば従来農地由来の土壌であると判定されうり、土壌試料中の窒素同位元素指数の値が8‰以上ならば有機農地由来の土壌であると判定されうる。
【００３９】
実施例3
本実施例において、化学肥料が適用された従来農地および有機肥料が適用された有機農地に由来する土壌試料中の硝酸態（NO3-）窒素の窒素同位元素の量および指数を測定して決定した。測定および決定は、分析した窒素の種類が硝酸態窒素であったことを除いては実施例2と同じやり方で実施した。
【００４０】
従来農地および有機農地の硝酸態窒素の同位元素指数値の測定結果は図3に示した。図3に示すように、従来農地および有機農地の窒素同位元素指数値はそれぞれ、4.7±4.5‰および11.6±4.5‰であった。したがってこの結果から、窒素同位元素指数が高い有機肥料の使用によって、土壌の硝酸態窒素同位元素比が増大したことが示された。したがって、有機農地と従来農地とを判別することが可能であった。すなわち、窒素同位元素指数の値が4‰以下ならば従来農地由来の土壌であると判定し、窒素同位元素指数の値が7‰以上ならば有機農地由来の土壌であると判定できる。
【００４１】
実施例4
本発明において、有機肥料または化学肥料で育てられた作物試料中の窒素同位元素指数を測定することができる。また、実際有機農地と従来農地で育った作物試料の窒素同位元素指数も測定した。
【００４２】
（1）有機肥料または化学肥料で育った作物試料の窒素同位元素指数の測定
作物中の全窒素の同位元素指数を利用して有機作物と従来作物とを分別するために、有機肥料または化学肥料の存在下の同じ土壌環境で作物を生育させ、次に作物中の全窒素同位元素指数を測定した。
【００４３】
従来農地から調製した土壌で育てたハクサイを作物として、各肥料約500kgNha-1と共に適用し、約70日間育てた。ハクサイを収穫し、全窒素の同位元素指数を測定した。試料調製のため、収穫されたハクサイの全量を60℃で乾燥させ、微粉末にすりつぶした。この時、実施例2と同じ、窒素同位元素比の分析用装置を用いた。対照として、ハクサイを、化学肥料や有機肥料用いることなく育てて収穫した。有機肥料A、B、Cは、様々な原料および堆肥化過程によって、Yongin Stock-Raiser's association、Kunwi Stock-Raiser's association、およびSambi Corporationから製造されたものであり、化学肥料としては、化学合成により製造された尿素を使用した。
【００４４】
有機堆肥または化学肥料でそれぞれ育てられたハクサイ試料中の全窒素同位元素指数値を、図4に示した。図4に示されたように、有機肥料A、B及びCで育てたハクサイ試料の窒素同位元素指数はそれぞれ17.8±1.57‰、21.2±0.6‰及び20.8±1.1‰であり、対照の窒素同位元素指数は11.3±1.2‰であり、化学合成尿素で育てたハクサイ試料の窒素同位元素指数は3.0±1.1‰であった。
【００４５】
（2）有機農地または従来農地で育った作物試料の窒素同位元素指数の測定
有機農地または従来農地で育った作物の窒素同位元素指数を、実施例4（1）と同じ方法で測定した。本実施例で使用した作物の種類はハクサイ、レタス、ホウレンソウ、ゴマ、キュウリ、ナス、トウガラシ、キャベツ、およびエゴマ（Perilla japonica）であり、作物によって30〜60日間の範囲内で育てた。有機農地は、少なくとも5年間、年間300〜600kgNha-1の多様な有機肥料で栽培された農地であり、従来農地は、少なくとも20年間、年間200〜400kgNha-1の化学肥料（主に尿素）で栽培された農地であった。
【００４６】
それぞれ有機農地または従来農地で育てた作物試料（ハクサイ、レタス、ホウレンソウ、ゴマ、キュウリ、ナス、トウガラシ、キャベツ、およびエゴマ）の窒素同位元素指数値を、図5に示した。図5に示されたように、有機農地及び従来農地で育った作物の窒素同位元素指数はそれぞれ4.1±1.7‰及び14.6±3.3‰であった。
【００４７】
実施例4（1）及び（2）によると、作物試料の窒素同位元素指数を測定することにより、従来作物と有機作物を判別することができた。すなわち、作物試料の窒素同位元素指数値が3‰以下ならば、従来農地中でまたは化学肥料を用いて育てられた作物と判定され、作物試料の窒素同位元素指数値が8‰以上ならば、有機農地中でまたは有機肥料を用いて育てられた作物と判定される。
【００４８】
実施例5
栽培期間中に作物試料の窒素同位元素比を測定した。このために、作物を化学肥料（尿素）または有機肥料（堆肥）で育て、裁培期間中に適切な間隔で試料を測定に供した。
【００４９】
本実施例に使われた作物は、150kgNha-1の割合で肥料を加えて育てられた（分割投与の場合は、基肥と追肥をそれぞれ75kgNha-1と等しい割合で投与した）トウモロコシ植物体であり、植栽後30日、40日及び60日目に作物試料について全窒素同位元素比を測定した。測定方法は実施例4（1）と同じやり方で行った。
【００５０】
適切な間隔の、栽培期間中の作物（トウモロコシ植物）の全窒素同位元素指数値を、図6に示した。図6に示されたように、対照の窒素同位元素指数値はほぼ同じままであったが、尿素のみを基肥として育てた作物については、作物の窒素同位元素指数値は30日目の1.1±0.6‰から60日目の4.9±0.4‰まで持続的に上昇した。
【００５１】
一方、堆肥のみを基肥として育てた作物については、窒素同位元素指数は30日目の7.7±0.2‰から60日目の7.0±0.2‰までわずかに低下した。基肥として尿素および堆肥を用いて育てた作物については、窒素同位元素指数値は30日目の4.5±0.6‰から60日目の6.1±0.2‰まで上昇した。一方、尿素を基肥および追肥として育てた作物については、窒素同位元素指数値は、30日目の1.2±0.6‰から40日目の3.6±0.4‰まで上昇し、その後60日目の2.1±0.4‰まで低下した。基肥として堆肥をおよび追肥として尿素を用いて育てた作物については、窒素同位元素指数値は30日目（7.8±0.2‰）と40日目（7.5±0.3‰）では実質的に同じままであったが、その後、追肥の投与（生育40日目）により60日目の5.2±0.2‰まで低下した。
【００５２】
本実施例によると、窒素同位元素指数が栽培期間中経時的に上昇する傾向を示すならば、作物を、栽培期間中成育初期に全量基肥として化学肥料が使用された従来作物と判定し；窒素同位元素指数が栽培期間中、初期上昇傾向の後低下する傾向を示すならば、作物を、栽培期間中成育初期に基肥としておよび成育後期に追肥として化学肥料が使用された従来作物と判定し；窒素同位元素指数が栽培期間中経時的にほとんど増減無しまたは僅かに低下する傾向を示すならば、作物を、栽培期間中全量基肥として有機肥料が使用された有機作物と判定し；かつ窒素同位元素指数が栽培期間中、初期の有意でない増減傾向の後経時的に低下する傾向を示すならば、作物を、栽培期間中に基肥として有機肥料が使用されかつ追肥として化学肥料が使用された従来作物と判定することができる。
【００５３】
実施例6
農地由来の土壌試料およびそこから収穫された作物の窒素同位元素指数値を測定して分析した。本実施例で使用したデータは、土壌については実施例2のデータ、作物については実施例4（2）のデータであるので、作物の種類、裁培期間、肥料の使用及び量は、実施例4（2）と同じであり、窒素同位元素の測定方法は、実施例2及び実施例4（2）と同様に実施した。
【００５４】
有機農地および従来農地と、そこで育てて収穫した作物（ハクサイ、レタス、ホウレンソウ、ゴマ、キュウリ、ナス、トウガラシ、キャベツ、およびエゴマ）の窒素同位元素指数値の比較を図7に示した。図7に示されたように、作物が従来農地で育った場合、そこから収穫された作物試料中の全窒素同位元素指数は従来農地の土壌のそれよりも低い。一方、作物が有機農地で育った場合、そこから収穫された作物試料中の全窒素同位元素指数は従来農地の土壌のそれよりも高い。
【００５５】
本実施例の結果から、作物の窒素同位元素指数が従来農地の土壌の窒素同位元素指数より低いならば、作物が従来作物であると判定されうるか、農地が従来農地であると判定されうり；作物の窒素同位元素指数が従来農地の土壌の窒素同位元素指数より高いならば、作物が有機作物であると判定されうるか、農地が有機農地であると判定されうる。
【００５６】
産業上の利用可能性
本発明によれば、土壌試料の窒素同位元素指数を利用することによって、従来農地と有機農地を判別できる。
【００５７】
また本発明によれば、作物試料の窒素同位元素指数を利用することによって、従来作物と有機作物も判別できる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
本発明の、上記およびその他の特徴および利点は、添付の図面を参照して、本発明の例示的態様を詳細に説明することにより、より明らかになると考えられる。
【図１】韓国で市販されている8種類の化学肥料および27種類の有機堆肥の窒素同位元素指数の平均値を示す。
【図２】従来農地および有機農地に由来する土壌試料の窒素同位元素指数値を示す。
【図３】従来農地および有機農地の硝酸態窒素同位元素指数値を示す。
【図４】有機堆肥または化学肥料で育てたハクサイ中の全窒素同位元素指数値を示す。
【図５】有機農地または従来農地で育った作物試料（ハクサイ、レタス、ホウレンソウ、ゴマ、キュウリ、ナス、トウガラシ、キャベツ、エゴマ）の窒素同位元素指数値をそれぞれ示す。
【図６】裁培中の作物（トウモロコシ植物体）の窒素同位元素指数値の経時的増減を示す。
【図７】有機農地と従来農地の窒素同位元素指数値と、そこで育ちかつ成育されたされた作物（ハクサイ、レタス、ホウレンソウ、ゴマ、キュウリ、ナス、トウガラシ、キャベツ、エゴマ）の窒素同位元素指数値の比較を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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