(57)【要約】【課題】海水の栄養塩濃度を造礁サンゴ類の飼育に適した栄養塩濃度にまで容易に低減できる造礁サンゴ類の飼育方法およびその装置を提供する。【解決手段】本造礁サンゴ類の飼育方法では、造礁サンゴ類を飼育する第１水槽と、第２水槽と、第２水槽に外部から海水を注水する注水部と、第２水槽の海水中に発生させた泡にタンパク質を含む不純物を付着させて除去する不純物除去部と、第１水槽と第２水槽との間で海水を循環させる循環装置と、を備えた造礁サンゴ類の飼育装置が用いられる。本造礁サンゴ類の飼育方法は、注水部によって、第１水槽および第２水槽に貯水された水量の５０％〜１００％の水量を２４時間で入れ替える注水速度で海水を外部から第２水槽に注水する工程と、不純物除去部によって第２水槽の海水中のタンパク質を含む不純物を除去する工程と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
造礁サンゴ類を飼育する第１水槽と、第２水槽と、前記第２水槽に外部から海水を注水する注水部と、前記第２水槽の海水中に発生させた泡にタンパク質を含む不純物を付着させて除去する不純物除去部と、前記第１水槽と前記第２水槽との間で海水を循環させる循環装置と、を備えた造礁サンゴ類の飼育装置を用いた造礁サンゴ類の飼育方法であって、
前記注水部によって、前記第１水槽および前記第２水槽に貯水された水量の５０％〜１００％の水量を２４時間で入れ替える注水速度で海水を外部から前記第２水槽に注水する工程と、
前記不純物除去部によって、前記第２水槽の海水中のタンパク質を含む不純物を除去する工程と、を含む、
造礁サンゴ類の飼育方法。
【請求項２】
前記造礁サンゴ類の飼育装置は、前記第２水槽の海水を取水して栄養塩を除去し、栄養塩を除去した海水を前記第２水槽に返送する多孔質材漕をさらに備え、
前記不純物を除去する工程は、前記多孔質材漕による栄養塩の除去を含む、
請求項１に記載の造礁サンゴ類の飼育方法。
【請求項３】
前記多孔質材漕に含まれる多孔質材はゼオライトを含む、
請求項２に記載の造礁サンゴ類の飼育方法。
【請求項４】
面光源によって前記第１水槽の上方から光を照射する工程をさらに含む、
請求項１から３のいずれか一項に記載の造礁サンゴ類の飼育方法。
【請求項５】
前記面光源は、Ｔ５蛍光灯またはLight Emitting Diode（ＬＥＤ）照明である、
請求項４に記載の造礁サンゴ類の飼育方法。
【請求項６】
前記注水する工程は、注水される海水に紫外線を照射して殺菌する工程をさらに含む、
請求項１から５のいずれか一項に記載の造礁サンゴ類の飼育方法。
【請求項７】
前記第１水槽は、周期的または断続的に海水を送水するポンプを更に備え、
前記ポンプの送水によって前記第１水槽内の海水の流れの強さおよび方向を変動させる工程をさらに含む、
請求項１から６のいずれか一項に記載の造礁サンゴの飼育方法。
【請求項８】
前記第１水槽は、海水が内外流通可能に形成された架台をさらに備え、
前記造礁サンゴ類は前記架台上に定着される、
請求項１から７のいずれか一項に記載の造礁サンゴ類の飼育方法。
【請求項９】
造礁サンゴ類を飼育する第１水槽と、
第２水槽と、
前記第１水槽および前記第２水槽に貯水された水量の５０％〜１００％の水量を２４時間で入れ替える注水速度で海水を外部から前記第２水槽に注水する注水部と、
前記第２水槽の海水中に発生させた泡にタンパク質を含む不純物を付着させて除去する不純物除去部と、
前記第１水槽と前記第２水槽との間で海水を循環させる循環装置と、を備えた、
造礁サンゴ類の飼育装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、造礁サンゴ類の飼育方法および造礁サンゴ類の飼育装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水族館、水産実験場および個人所有の水槽等の施設で造礁サンゴ類が飼育されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２６１８３２６号公報
【特許文献２】特許第４１８５９７３号公報
【特許文献３】特許第４６２０７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
造礁サンゴ類の飼育には、海水の栄養塩濃度が低い方が好ましい。しかしながら、海水の栄養塩濃度は海域によって異なるため、造礁サンゴ類の飼育に適した栄養塩濃度の海水を調達可能な海域は限られている。例えば、本州以北の海域では、海水の栄養塩濃度が造礁サンゴ類の生息海域の海水より高く、造礁サンゴ類の生育に適しているとは言い難い。そのため、海水の調達が容易な沿岸部の施設であっても、調達できる海水の栄養塩濃度が造礁サンゴ類の飼育に適した栄養塩濃度よりも高い場合、調達した海水の栄養塩濃度を下げる作業が発生する。
【０００５】
そこで、開示の技術の１つの側面は、調達された海水の栄養塩濃度が造礁サンゴ類の飼育に適した栄養塩濃度より高い場合であっても、容易に造礁サンゴ類を飼育可能な造礁サンゴ類の飼育方法およびその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
開示の技術の１つの側面は、次のような造礁サンゴ類の飼育方法によって例示される。本造礁サンゴ類の飼育方法では、造礁サンゴ類を飼育する第１水槽と、第２水槽と、第２水槽に外部から海水を注水する注水部と、第２水槽の海水中に発生させた泡にタンパク質を含む不純物を付着させて除去する不純物除去部と、第１水槽と第２水槽との間で海水を循環させる循環装置と、を備えた造礁サンゴ類の飼育装置が用いられる。本造礁サンゴ類の飼育方法は、注水部によって、第１水槽および第２水槽に貯水された水量の５０％〜１００％の水量を２４時間で入れ替える注水速度で海水を外部から第２水槽に注水する工程と、不純物除去部によって第２水槽の海水中のタンパク質を含む不純物を除去する工程と、を含む。
【０００７】
本造礁サンゴ類の飼育方法では、注水部によって第１水槽および第２水槽に貯水された水量の５０％〜１００％の水量を２４時間で入れ替える注水速度で海水が第２水槽に注水される。この注水速度は、魚類飼育等における注水速度の１／１２から１／２４程度である。そのため、海水の注水による第２水槽中の海水の栄養塩濃度の上昇速度が抑制される。また、注水部によって海水が注水されることで、造礁サンゴ類の成長に用いられるカルシウムイオンが第１水槽および第２水槽に補充される。さらに、不純物除去部によるタンパク質を含む不純物の除去を組み合わせることで、海水の栄養塩濃度を造礁サンゴ類の飼育可能な栄養塩濃度にまで容易に低減できる。そのため、このような発明によれば、調達された海水の栄養塩濃度が造礁サンゴ類の飼育に適した栄養塩濃度より高い場合であっても、容易に造礁サンゴ類を飼育可能である。
【０００８】
本造礁サンゴ類の飼育方法は、さらに次の特徴を有してもよい。飼育装置は、第２水槽の海水を取水して栄養塩を除去し、栄養塩を除去した海水を第２水槽に返送する多孔質材漕をさらに備え、不純物を除去する工程は、多孔質材漕による栄養塩の除去を含む。このような発明によれば、多孔質材漕によって栄養塩が除去される。そのため、このような発明によれば、海水の栄養塩濃度をさらに低減させる事ができる。
【０００９】
本造礁サンゴ類の飼育方法は、さらに次の特徴を有してもよい。多孔質材漕に含まれる多孔質材はゼオライトを含む。ゼオライトは、イオン交換体としての機能を有し、アンモニアを吸着可能である。吸着されたアンモニアに硝化細菌が誘因されて増殖し、その結果、ゼオライトは濾過材として機能する。さらに、多孔質材としてゼオライトを採用した場合、海水中からケイ酸を除去することも可能である。
【００１０】
本造礁サンゴ類の飼育方法は、さらに次の特徴を有してもよい。面光源によって第１水槽の上方から光を照射する工程をさらに含む。点光源を採用する場合と比較して、面光源によって第１水槽の上方から光が照射されることで、第１水槽の水面を均等に照らすことができる。その結果、このような発明によれば、照射される光の強度差による造礁サンゴ類の成長への影響を抑制できる。
【００１１】
本造礁サンゴ類の飼育方法は、さらに次の特徴を有してもよい。面光源は、Ｔ５蛍光灯またはLight Emitting Diode（ＬＥＤ）照明である。Ｔ５蛍光灯およびＬＥＤ照明は、いずれもメタルハライド灯よりも使用時の発熱が少ない。そのため、このような発明によれば、第１水槽内の水温の上昇および水の蒸発を抑制できる。その結果、水の蒸発に伴う海水中の栄養塩濃度の上昇が抑制される。
【００１２】
本造礁サンゴ類の飼育方法は、さらに次の特徴を有してもよい。注水する工程は、注水される海水に紫外線を照射して殺菌する工程をさらに含む。このような発明によれば、注水される海水に紫外線を照射して殺菌することにより、海水の注水による第２水槽への生物の移入が抑制される。
【００１３】
本造礁サンゴ類の飼育方法は、さらに次の特徴を有してもよい。第１水槽は、周期的または断続的に海水を送水するポンプを更に備え、ポンプの送水によって第１水槽内の海水の流れの強さおよび方向を変動させる工程をさらに含む。このような発明によれば、第１水槽中の海水の流れを不規則な、自然の海水の流れに近いものとする事ができる。その結果、造礁サンゴ類の運動が活発になり、例えば、造礁サンゴ類は触手を伸ばしてプランクトンを積極的に捕食するようになる。
【００１４】
本造礁サンゴ類の飼育方法は、さらに次の特徴を有してもよい。第１水槽は、海水が内外流通可能に形成された架台をさらに備え、造礁サンゴ類は架台上に定着される。このような発明によれば、架台の内外を海水が流通可能であるため、第１水槽内の栄養塩濃度等の偏りを抑制できる。
【００１５】
さらに、本発明は、造礁サンゴ類の飼育装置として把握することも可能である。
【発明の効果】
【００１６】
本造礁サンゴ類の飼育方法は、海水の栄養塩濃度を造礁サンゴ類に適した栄養塩濃度に容易に調整可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、実施形態に係る造礁サンゴ類の飼育システムの一例を示す図である。
【図２】図２は、架台の一例を示す図である。
【図３】図３は、プロテインスキマーの構造の一例を示す図である。
【図４】図４は、脈動式水流ポンプの配置の一例を示す図である。
【図５】図５は、飼育システムにおける海水中の全アルカリ度の測定データの一例を示す図である。
【図６】図６は、照明が照射する光の光量と造礁サンゴ類の成長率との関係を検証した実験結果の一例を示す図である。
【図７】図７は、図６に係る実験で使用された光の波長ごとの強度分布を例示する図である。
【図８】図８は、照明が照射する光の波長と造礁サンゴ類の成長率との関係を検証した実験結果の一例を示す図である。
【図９】図９は、図８に係る実験で使用された光の波長ごとの強度分布を例示する第１の図である。
【図１０】図１０は、図８に係る実験で使用された光の波長ごとの強度分布を例示する第２の図である。
【図１１】図１１は、比較例に係る飼育システムの一例を示す図である。
【図１２】図１２は、変形例に係る飼育システムの一例を示す図である。
【図１３】図１３は、海水中の栄養塩濃度について、実施形態と各比較例とを比較する図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、実施形態について説明する。以下に示す実施形態の構成は例示であり、開示の技術は実施形態の構成に限定されない。
【００１９】
＜実施形態＞
図１は、実施形態に係る造礁サンゴ類の飼育システム１００の一例を示す図である。飼育システム１００は、水槽１０、サンプ２０、海水微注水装置３０、多孔質材漕４０および給水パイプ５１、落水パイプ５２を含む。飼育システム１００はオーバーフローシステムとなっており、水槽１０とサンプ２０との間を給水パイプ５１および落水パイプ５２を介して海水が循環する。
【００２０】
＜飼育システム１００の構成＞
水槽１０は、造礁サンゴ類１４が飼育される水槽である。水槽１０の大きさは、飼育する造礁サンゴ類の種類、数等に応じて適宜選択される。水槽１０にはサンプ２０からの海水が給水パイプ５１を介して注水される。海水は、人工の海水および天然の海水のいずれであってもよい。水槽１０の所定水量を超えた海水は、落水パイプ５２を介してサンプ２０に送られる。水槽１０には、照明１１、脈動式水流ポンプ１２および架台１３が設置される。水槽１０は、「第１水槽」の一例である。飼育システム１００は、「飼育装置」の一例である。
【００２１】
照明１１は、水槽１０を上方から照らす面光源である。照明１１は、面光源として製造されたLight Emitting Diode（ＬＥＤ）照明を採用したり、複数のＴ５蛍光灯を並列に並べたりすることで、面光源とすることができる。照明１１が面光源とされることで、水槽１０の水面全体が均等に照らされる。照明１１は、「面光源」の一例である。
【００２２】
脈動式水流ポンプ１２は、周期的または断続的に海水を送水するポンプである。脈動式水流ポンプ１２によって周期的または断続的に海水が送水されることで、水槽１０内の海水の流れを自然の環境における海水の流れに近い不規則な状態（乱流の状態）とすることが可能である。図４は、脈動式水流ポンプ１２の配置の一例を示す図である。図４は、水
槽１０を平面視した図であり、水槽１０および脈動式水流ポンプ１２以外の構成は図示を省略している。図４の矢印は、脈動式水流ポンプ１２の送水方向を例示する。図４では、脈動式水流ポンプ１２は水槽１０の横壁面に設けられ、水平方向に送水している。しかしながら、脈動式水流ポンプ１２が送水する方向は、水平方向に限定されるわけではない。脈動式水流ポンプ１２は、「ポンプ」の一例である。
【００２３】
架台１３は、造礁サンゴ類１４を定着させる架台である。図２は、架台１３の一例を示す図である。図２（Ａ）は架台１３を平面視した図の一例であり、図２（Ｂ）は架台１３の側面図の一例である。架台１３は平板上に形成された天板１３ａと、天板１３ａの４隅に設けられた脚１３ｃとを備える。天板１３ａには、格子状に設けられ、天板１３ａを上下方向に貫く孔１３ｂが設けられる。造礁サンゴ類１４は、天板１３ａ上に定着される。このような構成を有する架台１３では、海水が架台１３の内外を流通可能となる。なお、架台１３の形状は天板１３ａと脚１３ｃとを有する形状に限定されず、例えば、中空形状に形成され、その表面に孔１３ｂが設けられた直方体であってもよい。また、孔１３ｂの配置は格子状に限定されず、複数の孔１３ｂが不規則に配置されてもよい。架台１３は、「架台」の一例である。
【００２４】
造礁サンゴ類１４は、例えば、サンゴ礁を形成する造礁サンゴ類である。飼育システム１００では、様々な種類のサンゴを飼育可能である。飼育システム１００で飼育可能な造礁サンゴ類として、例えば、Favia speciosa（キクメイシ）、Acropora pruinosa（ヒメ
エダミドリイシ）、Acropora solitaryensis、エンタクミドリイシ、Psammocora superficiallys（アミメサンゴ）、Hydnophora exesa（トゲイボサンゴ）、Stylocoeniella guentheri（ムカシサンゴ）、Montipora turgescens（アバタコモンサンゴ）、Acropora muricata、Acropora hyacinthus（クシハダミドリイシ）、Oulastrea crispate（キクメイシ
モドキ）、Stylophora pistillata（ショウガサンゴ）、Porites sp.（ハマサンゴ属のなかま）、を挙げることができる。なお、上記列挙した造礁サンゴ類の名称では、学名に続いてカッコ書きで和名が記載されている。造礁サンゴ類１４は、「造礁サンゴ類」の一例である。
【００２５】
サンプ２０では、海水からの不純物除去等が行われる。サンプ２０の大きさは、飼育する造礁サンゴ類の種類、数等に応じて適宜選択される。サンプ２０は、エアーストーン２１、プロテインスキマー２２およびヒーター２３を備える。サンプ２０には、海水微注水装置３０から海水が注水されるとともに、落水パイプ５２を介して水槽１０から落下した海水が注水される。サンプ２０では、海水微注水装置３０から注水された海水および水槽１０から落下した海水に対してエアーストーン２１、プロテインスキマー２２およびヒーター２３による各種の処理を行う。処理が行われた海水は、ポンプ５３によって汲み上げられ、給水パイプ５１を介して水槽１０に注水される。なお、図示は省略したが、サンプ２０には排水パイプが接続されており、サンプ２０内の所定水量を超えた海水は排水パイプを介して外部に排水される。サンプ２０は、「第２水槽」の一例である。給水パイプ５１、落水パイプ５２およびポンプ５３は、「循環装置」の一例である。
【００２６】
エアーストーン２１は、中空形状で表面に微細な孔を有する。エアーストーン２１は、チューブを介して空気を送出する空気ポンプ（図示を省略）と接続される。エアーストーン２１は、空気ポンプから供給された空気を表面の孔から放出することで、空気の泡を海水中に放出する。空気の泡が放出されることで、海水中に酸素が供給される。ヒーター２３は、水温を造礁サンゴ類１４の生育に適した温度に調整する。造礁サンゴ類１４の生育に適した温度は、例えば、摂氏２１度〜摂氏２６度である。
【００２７】
プロテインスキマー２２は、海水中のタンパク質等を除去する装置である。プロテインスキマー２２は、例えば、海水中に微細な泡を発生させ、発生させた泡に海水中のタンパ
ク質等を付着させることで、海水中のタンパク質等を除去する。図３は、プロテインスキマー２２の構造の一例を示す図である。プロテインスキマー２２は、中空筒形状の本体部２２ａ、空気ポンプ２２ｂ、ウッドストーン２２ｄを備える。空気ポンプ２２ｂとウッドストーン２２ｄとは中空のチューブ２２ｃで接続される。ウッドストーン２２ｄは、本体部２２ａの筒状部の内部における下方に設けられる。本体部２２ａの上部はサンプ２０の海水面より上側に突出する。空気ポンプ２２ｂから送出された空気がチューブ２２ｃを介してウッドストーン２２ｄに供給される。ウッドストーン２２ｄは、その表面に、空気ポンプ２２ｂから供給された空気を放出する微細な孔を有する。ウッドストーン２２ｄの表面の孔から放出された空気は微細な泡２２ｅとなり、泡２２ｅには海水中のタンパク質等の不純物が付着する。不純物が付着した泡２２ｅは本体部２２ａ内を上昇し、不純物２２ｆがサンプ２０の海水面に蓄積されることで、海水中の不純物が除去される。蓄積された不純物２２ｆは、適宜取り除かれる。プロテインスキマー２２によってタンパク質等が除去されることで、タンパク質等の腐敗等によって発生するアンモニアの海水中の濃度を減少させることができる。なお、微細な泡を発生させる方法はウッドストーン２２ｄによる方法に限定されず、他の方法が採用されてもよい。プロテインスキマー２２は、「不純物除去部」の一例である。
【００２８】
海水微注水装置３０は、ポンプ３１によって汲み上げた海水をサンプ２０に注水する。海水微注水装置３０がサンプ２０に注水する海水は、例えば、本州近海の海水である。海水微注水装置３０は、ポンプ３１、海水パイプ３２、紫外線殺菌装置３３、流量計３４およびバルブ３５を備える。海水微注水装置３０がサンプ２０に注水する単位時間当たりの海水の量は、ポンプ３１およびバルブ３５によって調整される。海水微注水装置３０は、例えば、水槽１０およびサンプ２０に貯水された水量の５０％〜１００％の水量が２４時間で入れ替わる程度の注水速度で注水を行う。魚類飼育等では、水槽１０およびサンプ２０に貯水された水量の１００％が２時間で入れ替わる程度の注水速度で海水の注水が行われる。すなわち、実施形態における注水速度は、魚類飼育等における注水速度と比較すると、１／１２から１／２４程度である。そのため、本明細書において、海水微注水装置３０によって注水することを、微注水とも称する。注水速度は、流量計３４によって確認可能である。海水は、紫外線殺菌装置３３によって紫外線照射されてからサンプ２０に注水される。紫外線が照射されることで、海水微注水装置３０が注水する海水の殺菌が可能となる。海水微注水装置３０からサンプ２０に注水される海水が殺菌されることで、海水微注水装置３０からの注水によるサンプ２０への生物移入が抑制される。海水微注水装置３０は、「注水部」の一例である。紫外線殺菌装置３３による殺菌は、「注水される海水に紫外線を照射して殺菌する工程」の一例である。
【００２９】
多孔質材漕４０は、ポンプ４４によってサンプ２０から取水した海水中の栄養塩を含む不純物を多孔質材によって除去する。栄養塩は、例えば、硝酸、リン酸、ケイ酸である。多孔質材漕４０は、多孔質材管４１、４１、連結パイプ４２、出水パイプ４３およびポンプ４４を備える。多孔質材管４１、４１は、連結パイプ４２によって連結される。多孔質材管４１、４１中には多孔質材が充填される。多孔質材は、例えば、ゼオライト、サンゴ砂、ガラス質濾材またはセラミック濾材である。多孔質材には微生物が付着している。そのため、多孔質材漕４０では、多孔質材の細かな孔による不純物の除去に加え、微生物の作用による生物ろ過も行われる。例えば、ゼオライトは、イオン交換体としての機能を有し、アンモニアを吸着可能である。吸着されたアンモニアに硝化細菌が誘因されて増殖し、その結果、ゼオライトは濾過材として機能する。多孔質材としてゼオライトを採用した場合、多孔質材漕４０は海水からケイ酸等を除去することも可能である。多孔質材漕４０によって不純物が除去された海水は、出水パイプ４３からサンプ２０に返送される。多孔質材漕４０は、「多孔質材漕」の一例である。
【００３０】
以上、実施形態に係る飼育システム１００の構成について説明した。以下では、海水微
注水装置３０による微注水の効果、照明１１による造礁サンゴ類１４の成長率への影響およびプロテインスキマー２２と多孔質材漕４０とによる栄養塩の除去の効果について検討する。
【００３１】
＜海水微注水装置３０による微注水の効果＞
造礁サンゴ類１４は、海水中のカルシウムイオンを取り込んで骨格を成長させる。そのため、飼育システム１００へのカルシウムイオンの補充が適切になされないと、造礁サンゴ類１４の成長に伴って飼育システム１００の海水中のカルシウムイオンの濃度が低下する。そこで、実施形態では、海水微注水装置３０によって海水をサンプ２０に微注水することで、飼育システム１００の海水中にカルシウムイオンが補充される。図５は、飼育システム１００における海水中の全アルカリ度の測定データの一例を示す図である。海水中のカルシウムイオンの濃度は、海水中の全アルカリ度に比例する。海水中のカルシウムイオン濃度を直接測定することは困難であるため、図５では、カルシウムイオン濃度に代えて全アルカリ度の測定データが示される。
【００３２】
図５では、海水中の全アルカリ度、塩分および塩分によって補正した塩分補正全アルカリ度の測定データが記載されている。図５では、全アルカリ度の単位は、「マイクロモル／キログラム（μmol/kg）」である。図５に例示される測定は、第１回から第３回までの計３回行われている。塩分は実用塩分で示され、実用塩分は基準となる海水との比較によって測定される。そのため、図５における塩分の単位は無次元である。塩分補正全アルカリ度は、塩分が「35」であった場合の全アルカリ度である。例えば、第１回の測定データでは、全アルカリ度は「1827μmol/kg」、塩分は「33.87」である。そのため、塩分を「35」に補正した塩分補正全アルカリ度は、数式「1827×(35÷33.87)」によって「1888」と算出される。さらに、図５では、これらの測定データの平均、標準偏差および変動係数が示される。
【００３３】
図５では、第１回の測定の約２か月後に第２回の測定が実施され、第２回の測定の約半年後に第３回の測定が実施された。図５を参照すると、第１回の測定から第３回の測定までの約半年の間、全アルカリ度および塩分補正全アルカリ度ともに減少していない。すなわち、飼育システム１００による約半年間の飼育おいて、造礁サンゴ類１４の成長に伴うカルシウムイオン濃度の低下が発生していないということができる。実施形態に係る飼育システム１００では、海水微注水装置３０による微注水が行われることで造礁サンゴ類１４の成長に伴うカルシウムイオン濃度の低下が抑制される。
【００３４】
＜照明１１の光量による造礁サンゴ類１４の成長率への影響＞
図６は、照明１１が照射する光の光量と造礁サンゴ類１４の成長率との関係を検証した実験結果の一例を示す図である。図６では、造礁サンゴ類１４の一例であるAcropora muricataおよびAcropora solitaryensisを６週間飼育した結果が例示される。図６の縦軸は
、一週間当たりの造礁サンゴ類１４の成長率である「成長率／週」である。「成長率／週」の単位は「パーセント（％）」である。また、図６の横軸は、水槽１０が照明１１から照射される光の光量である。図６では光量は光量子束密度で示され、その単位は「マイクロモル／（メートル）2／秒（μmol/m2/s）」である。図６の各々の棒グラフの頂点部分
から延びる棒Ｇ１は、各々の棒グラフで示されるデータの標準偏差を示している。図７は、図６に係る実験で使用された光の波長ごとの強度分布を例示する図である。図７の縦軸は、照明１１が照射する光のうち最も強い波長の光の強度を１とした相対強度である。図７の横軸は、照明１１から水槽１０に照射される光の波長である。光の波長の単位は、「ナノメートル（nm）」である。以下、本明細書において、光の波長の単位は「ナノメートル（nm）」であるものとする。図６に係る実験では、照明１１が図７に例示される波長ごとの強度分布を有する光を照射する。水槽１０に照射される光の光量子束密度は、照明１１と水槽１０との距離を変動させることで変化させている。図６を参照すると、Acropora
muricataおよびAcropora solitaryensisのいずれも光量子束密度が高い方が成長率が高
くなると考えられる。
【００３５】
＜照明１１の波長と造礁サンゴ類１４の成長率＞
図８は、照明１１が照射する光の波長と造礁サンゴ類１４の成長率との関係を検証した実験結果の一例を示す図である。図８では、造礁サンゴ類１４の一例であるAcropora muricataを５週間飼育した結果が例示される。図８の縦軸は、図６と同様に、「成長率／週
」である。また、図８の横軸は、水槽１０に照明１１から照射される光の波長の例示である。「青＋赤＋緑」では、「青色の光」、「赤色の光」および「緑色の光」が照射される。「赤＋緑」では、「赤色の光」および「緑色の光」が照射される。図９および図１０は、図８に係る実験で使用された光の波長ごとの強度分布を例示する図である。図９および図１０の縦軸は、図８と同様に、照明１１が照射する光のうち最も強い波長の光の強度を１とした相対強度である。図９および図１０の横軸は、照明１１から水槽１０に照射される光の波長である。図９では図８の「青＋赤＋緑」で照射される光の波長ごとの相対強度が例示され、図１０では図８の「赤＋緑」で照射される光の波長ごとの相対強度が例示される。図８を参照すると理解できるように、「青＋赤＋緑」の光を照射した場合と「赤＋緑」の光を照射した場合とでAcropora muricataの成長率に有意な差は生じていない。そ
のため、「青＋赤＋緑」よりも波長範囲が狭い「赤＋緑」が照明１１として採用された場合でも、「青＋赤＋緑」を証明１１として採用した同様にAcropora muricataを飼育する
ことができる。
【００３６】
＜海水中の栄養塩濃度＞
本州近海の海水は、サンゴが生育する海域の海水よりも栄養塩濃度が高い傾向にある。サンゴの生育には海水中の栄養塩濃度は低い方が好ましいため、本州近海の海水はサンゴの生育に適しているとは言い難い。そこで、本州近海の海水を使用してサンゴの飼育を行う場合、海水の栄養塩濃度を下げる処理が行われる。栄養塩濃度を下げる処理は、例えば、海水をろ過する処理である。
【００３７】
ろ過方法による栄養塩濃度の違いを説明するため、比較例および本実施形態の変形例について検討する。図１１は、比較例に係る飼育システム１００ａの一例を示す図である。比較例では、海水微注水装置３０ａは、水槽１０およびサンプ２０に貯水された水量の１００％を２時間で入れ替える程度の注水速度で注水を行う。すなわち、比較例では、上述した魚類飼育等で行われる注水速度で注水が行われる。さらに、比較例に係る飼育システム１００ａでは、実施形態に係る飼育システム１００からプロテインスキマー２２および多孔質材漕４０が取り外され、濾過層４５が追加される。濾過層４５は、サンプ２０の海水を砂でろ過する。すなわち、比較例では、海水微注水装置３０ａによってサンプ２０に注水された海水および水槽１０から落下した海水が、濾過層４５を通過することでろ過されて、水槽１０に送水される。
【００３８】
図１２は、変形例に係る飼育システム１００ｂの一例を示す図である。変形例に係る飼育システム１００ｂでは、実施形態に係る飼育システム１００から多孔質材漕４０が取り外される。なお、比較例とは異なり、変形例においてサンプ２０に注水される海水の注水速度は、実施形態と同様である。すなわち、変形例では、海水微注水装置３０がサンプ２０に微注水を行う。変形例では、海水微注水装置３０によってサンプ２０に微注水された海水および水槽１０から落下した海水が、プロテインスキマー２２によってタンパク質等が除去されて水槽１０に送水される。比較例の海水微注水装置３０ａおよび変形例の海水微注水装置３０のいずれも、実施形態と同様に、本州近海の海水をサンプ２０に注水する。
【００３９】
図１３は、海水中の栄養塩濃度について、実施形態と各比較例とを比較する図の一例で
ある。図１３では、さらに、造礁サンゴ類が生育する海域の海水における栄養塩濃度の一例として、沖縄県瀬底島近海の海水の栄養塩濃度が記載される。図１３において、沖縄県瀬底島近海の海水は、「沖縄・瀬底」と記載される。図１３の縦軸は栄養塩濃度である。栄養塩濃度の単位は、「マイクロモル／リットル（μM/L）」である。図１３の横軸は、
栄養塩の種別である。図１３の各々の棒グラフの頂点部分から延びる棒Ｇ１は、図６と同様に、各々の棒グラフで示されるデータの標準偏差を示している。図１３において比較される栄養塩は、アンモニウム態窒素（NH4-N）、亜硝酸態窒素（NO2-N）、硝酸態窒素（NO3-N）、ケイ酸態ケイ素（SiO2-Si）、リン酸態リン（PO4-P）である。
【００４０】
図１３を参照すると、比較例よりも変形例の方が海水の栄養塩濃度を低下させることがわかる。すなわち、砂によってろ過された比較例の海水よりも、微注水された海水からプロテインスキマー２２によってタンパク質等を除去した変形例の海水の方が、サンゴの育成に適しているといえる。実施形態は、変形例の海水よりもさらに海水中の栄養塩濃度を低下させている。そのため、変形例の海水に対してさらに多孔質材漕４０による処理を行うことで、海水中の栄養塩濃度を変形例よりもサンゴの生育により適したものとすることができる。
【００４１】
ところで、実施形態の海水は、「沖縄・瀬底」の海水と栄養塩濃度において差があるものの、この差はサンゴの生育に大きな支障のない範囲に収まる。そのため、実施形態によれば、本州近海の海水の栄養塩濃度をサンゴの生育に適した栄養塩濃度にまで低減できるといえる。
【００４２】
＜実施形態の効果＞
実施形態では、海水微注水装置３０は、水槽１０およびサンプ２０に貯水された水量の５０％〜１００％の水量を２４時間で入れ替える注水速度で海水の注水を行う。この注水速度は、魚類飼育等における注水速度の１／１２から１／２４程度である。そのため、実施形態によれば、海水の注入による海水の栄養塩濃度の上昇速度を抑制できる。また、海水微注水装置３０によって海水が注水されることで、造礁サンゴ類の成長に用いられるカルシウムイオンを水槽１０およびサンプ２０に補充できる。そのため、実施形態によれば、カルシウムイオンを補充するカルシウムリアクターを別途用意しなくともよい。
【００４３】
図１３を参照すると、変形例では、プロテインスキマー２２がタンパク質を含む不純物を除去することで、海水中の栄養塩濃度が低下している。そのため、変形例によれば、海水の栄養塩濃度を造礁サンゴ類の飼育が可能な栄養塩濃度にまで容易に低減できる。さらに、実施形態では、プロテインスキマー２２に加えて多孔質材漕４０による栄養塩の除去も行われた。その結果、実施形態では変形例よりもさらに栄養塩濃度を低下させることができる。また、多孔質材漕の多孔質材としてゼオライトを採用することで、海水中からケイ酸を除去することも可能である。そのため、実施形態によれば、海水の栄養塩濃度を造礁サンゴ類の飼育が可能な栄養塩濃度にまで低減できる。また、実施形態および変形例は、プロテインスキマー２２、多孔質材漕４０といった簡易な構成で海水中の栄養塩濃度を低減できる。そのため、実施形態または変形例によれば、調達された海水の栄養塩濃度が造礁サンゴ類１４の飼育に適した栄養塩濃度より高い場合であっても、容易に造礁サンゴ類を飼育可能である。
【００４４】
実施形態では、注水される海水に対して紫外線照射による殺菌が行われた。そのため、実施形態によれば、海水の注水によるサンプへの生物の移入が抑制される。さらに、実施形態では、注水速度が魚類飼育等における注水速度よりも遅いため、注水される海水に対する紫外線殺菌装置３３による殺菌が容易になる。
【００４５】
実施形態では、照明１１は面光源であった。そのため、点光源であるメタルハライド灯
よりも容易に照明１１の水面全体を均等に照らすことができる。水面全体を均等に照らされることにより、照明１１は、水槽１０で飼育される造礁サンゴ類１４の各々に均等に光を照射することが容易になる。そのため、照射される光の強度差による造礁サンゴ類１４の成長への影響を抑制できる。
【００４６】
実施形態では、照明１１として、Ｔ５蛍光灯またはＬＥＤ照明が採用された。Ｔ５蛍光灯およびＬＥＤ照明は、魚類飼育等で利用されるメタルハライド灯よりも使用時における発熱が少ない。そのため、照明１１としてＴ５蛍光灯またはＬＥＤ照明が採用されることで、水槽１０内の水温の上昇および水の蒸発を抑制できる。さらに、照明１１としてＴ５蛍光灯またはＬＥＤ照明が採用されることで、水の蒸発に伴う海水中の栄養塩濃度の上昇が抑制される。
【００４７】
実施形態では、脈動式水流ポンプ１２が周期的または断続的に海水を送水することで、水槽１０内の海水の流れの強さおよび方向が不規則なものとされた。そのため、水槽１０内の海水の流れが、不規則な、自然の海水の流れに近いものとすることができる。造礁サンゴ類１４は、呼吸を含めた生体を維持するための物質交換を水流に依存している。水流の方向や強さが脈動式水流ポンプ１２によって不規則な状態（乱流）とされることで、造礁サンゴ類１４の生育により適した環境を構築可能である。その結果、造礁サンゴ類１４の運動が活発になり、例えば、造礁サンゴ類１４は触手を伸ばしてプランクトンを積極的に捕食するようになる。
【００４８】
実施形態では、造礁サンゴ類１４を定着させる架台１３は、海水が内外流通可能に形成された。架台１３の内外を海水が流通可能とされたことで、水槽１０内の海水の流通性が高まり、水槽１０内の環境を均一に保つことが容易になる。
【００４９】
以上のような効果を奏する実施形態に係る飼育システム１００によって造礁サンゴ類１４の飼育を行ったところ、産卵、放精、受精および架台１３への定着までの造礁サンゴ類１４の再生産過程を達成する事ができた。
【符号の説明】
【００５０】
１００、１００ａ、１００ｂ・・・飼育システム
１０・・・水槽
１１・・・照明
１２・・・脈動式水流ポンプ
１３・・・架台
１３ａ・・・天板
１３ｂ・・・孔
１３ｃ・・・脚
１４・・・造礁サンゴ類
２０・・・サンプ
２１・・・エアーストーン
２２・・・プロテインスキマー
２２ａ・・・本体部
２２ｂ・・・空気ポンプ
２２ｃ・・・チューブ
２２ｄ・・・ウッドストーン
２２ｅ・・・泡
２２ｆ・・・不純物
２３・・・ヒーター
３０・・・海水微注水装置
３２・・・海水パイプ
３３・・・紫外線殺菌装置
３４・・・流量計
３５・・・バルブ
４０・・・多孔質材漕
４１・・・多孔質材管
４２・・・連結パイプ
４３・・・出水パイプ
４５・・・濾過層
５１・・・給水パイプ
５２・・・落水パイプ
３１、４４、５３・・・ポンプ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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