(57)【要約】【課題】実海域にスラグ系施肥材を投入する方法において、コンブの生育促進をより効果的に行うことができるコンブの生育促進方法を提供する。【解決手段】コンブの生活史における配偶体の成熟期に、腐植酸含有物質と鉄鋼スラグとの混合物が透水性の袋に充填された第１の施肥体を海域に設置する第１の施肥工程と、コンブの生活史における成長期又は伸長期の少なくとも一方において、腐植酸含有物質が透水性の袋に充填された第２の施肥体を追加設置する第２の施肥工程とを備えるようにしたコンブの生育促進方法である。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配偶体が発生し、成熟して受精するまでの配偶体の成熟期と、受精により発芽した芽胞体から、付着器、葉状部、及び茎状部を備えた幼胞子体が形成される成長期と、幼胞子体の葉状部と茎状部の間にある分裂組織で細胞が分裂し、幼胞子体が伸長して胞子体が形成される伸長期と、胞子体の厚みが増して水コンブになる身入り期と、水コンブにおける葉状部の先端組織が枯死する末枯れ期と、再び成長を開始して成コンブになる再成長期とを備えたコンブの生育を促進させる方法であって、
前記配偶体の成熟期において、腐植酸含有物質と鉄鋼スラグとの混合物が透水性の袋に充填された第１の施肥体を、コンブが生育する海域に設置する第１の施肥工程と、
前記成長期又は伸長期の少なくとも一方において、腐植酸含有物質が透水性の袋に充填された第２の施肥体を、コンブが生育する海域に追加設置する第２の施肥工程とを有することを特徴とするコンブの生育促進方法。
【請求項２】
前記第２の施肥工程は、コンブの伸長期に行うことを特徴とする請求項１に記載のコンブの生育促進方法。
【請求項３】
前記第１の施肥体は、通水箇所を有した箱型容器に詰め込まれて海域に設置される請求項１又は２に記載のコンブの生育促進方法。
【請求項４】
鉄鋼スラグが製鋼スラグである請求項１〜３のいずれかに記載のコンブの生育促進方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、海域でのコンブの生育を促進させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、日本各地の沿岸では、磯焼けと呼ばれる現象が発生している。磯焼けとは、コンブやワカメ、その他多種の海藻群落が減少して不毛状態となることをいう。このような磯焼けの原因としては、海水温の上昇や水質汚濁といった環境変化の他に、海に流れ込む河川の上流における木々の伐採によって、それまでは落ち葉が堆積してできていた腐植土中の腐植酸と土壌中の鉄が結合した腐植酸鉄ができ難くなり、藻類の生育に必要な鉄分の海への供給が減少したことが原因のひとつと考えられている。そして、大型藻類であるコンブは、その生活史（ライフサイクル）における配偶体の成熟で鉄分が必須となり（非特許文献１参照）、コンブの繁殖を支える上でも、鉄分の供給が確保されるようにしなければならない。
【０００３】
そこで、スラグ系施肥材を、直接、実海域に投入し、藻場の造成に役立てる技術が提案されている（特許文献１参照）。すなわち、ＦｅＯやＦｅ3Ｏ4のような鉄分を含有する製鋼スラグとフルボ酸等の腐植酸を含有する物質とを混ぜたスラグ系施肥材を透水性の袋に詰め込んで海域に設置することで、腐植酸鉄として鉄分を安定して供給することができる。
【０００４】
一方で、海藻の生育を促進させるためには、窒素やリンのような栄養塩の補給が効果的であることが知られている（非特許文献２参照）。そこで、海藻のライフサイクルに合わせて、これらの栄養塩を施肥する方法が提案されている（特許文献２参照）。すなわち、フルボ酸鉄を水に溶出させる第１溶出用水槽と、窒素とリンを主成分とする栄養塩を水に溶かした栄養塩液肥を調整する第２溶出用水槽とを備えた液肥供給装置を陸側に設置して、第１溶出用水槽内で溶出させたフルボ酸鉄含有水を年間を通じて海中に供給すると共に、第２溶出用水槽内で溶出させた窒素とリン等の栄養塩含有水は、芽胞体が発生してから胞子体に成長する晩冬から早春の時期にのみ供給することで、コンブの成長を促進させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２１２０３６号公報
【特許文献２】特開２０１２−２１７４１０号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Effect of chelated iron in culture media on oogenesis in Laminaria angustata. Nippon Suisan Gakkaishi, vol. 47, 1535-1540, 1981.
【非特許文献２】Nutrients. In Seaweed ecology and physiology, Cambridge University Press, United States of America, pp. 163-209. 1994.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したような磯焼けの広がりによって、魚介類の生息場や産卵場所までもが消失してしまうことになる。そのため、豊かな海の生態系を取り戻すために、藻場を再生することは極めて重要である。しかしながら、上記特許文献２のように、陸側に設置した液肥供給装置から鉄分や栄養塩を含む液肥を海中に供給しようとすると、大規模な装置が必要となり、その設置を含めて莫大なコストがかかってしまうことから、広く適用するのは難しいことが予想される。
【０００８】
それに対して、上記特許文献１にあるようなスラグ系施肥材を実海域に投入する方法は、コストや設備面での負担を減らすことができ、各地の沿岸で広い範囲で藻場の再生に取り組むことができる利点を有する。ところが、実際に設置した施肥材から溶出した鉄分や栄養塩が、コンブの成長においてどのように取り込まれるのか、まだ解明されていない部分が多く、コンブの生育を促進させて藻場が造成される効果を、より確実に、かつ安定して得られるようにするには、更なる検討の余地がある。
【０００９】
そこで、本発明では、コンブが生育する実海域にスラグ系施肥材を、直接、投入する方法において、コンブの生育促進をより効果的に行うことができるようにしたコンブの生育促進方法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】
【００１０】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、コンブの生活史に合わせて、スラグ系施肥材を設置した後に、所定期間間隔をあけて他の施肥材を追肥するようにし、成コンブとして収穫されるまでの間に少なくとも２度の施肥材の設置を行うことで、微細藻類の増殖を抑え、従来に比べてコンブの生育をより効率的に促進させることができることを見出し、本発明を完成させた。
【００１１】
すなわち、本発明の要旨は次のとおりである。
（１）配偶体が発生し、成熟して受精するまでの配偶体の成熟期と、受精により発芽した芽胞体から、付着器、葉状部、及び茎状部を備えた幼胞子体が形成される成長期と、幼胞子体の葉状部と茎状部の間にある分裂組織で細胞が分裂し、幼胞子体が伸長して胞子体が形成される伸長期と、胞子体の厚みが増して水コンブになる身入り期と、水コンブにおける葉状部の先端組織が枯死する末枯れ期と、再び成長を開始して成コンブになる再成長期とを備えたコンブの生育を促進させる方法であって、
前記配偶体の成熟期において、腐植酸含有物質と鉄鋼スラグとの混合物が透水性の袋に充填された第１の施肥体を、コンブが生育する海域に設置する第１の施肥工程と、
前記成長期又は伸長期の少なくとも一方において、腐植酸含有物質が透水性の袋に充填された第２の施肥体を、コンブが生育する海域に追加設置する第２の施肥工程とを有することを特徴とするコンブの生育促進方法。
（２）前記第２の施肥工程は、コンブの伸長期に行うことを特徴とする（１）に記載のコンブの生育促進方法。
（３）前記第１の施肥体は、通水箇所を有した箱型容器に詰め込まれて海域に設置される（１）又は（２）に記載のコンブの生育促進方法。
（４）鉄鋼スラグが製鋼スラグである（１）〜（３）のいずれかに記載のコンブの生育促進方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、従来に比べて、コンブの生育を促進させて藻場が造成される効果をより確実に、かつ安定して得ることができるようになる。特に、本発明におけるコンブの生育促進方法では、成コンブとしてコンブを収穫するまでに、海域に対して少なくとも２度の施肥体の設置を行うことで、コンブの生育をより効率的に促進させることができ、コストや設備面での負担を減らして、各地の沿岸で広い範囲で藻場の再生に取り組むことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、コンブの生活史を示す模式説明図である。
【図２】図２は、試験例１における対照区、実験区、施肥材の間隙水のそれぞれの水質について、Ｄ−ＩＮ、ＰＯ4−Ｐ、及びＤ−Ｆｅを分析した結果を示すグラフである。
【図３】図３は、試験例２における６つの設定条件でのＤ−ＩＮ、ＰＯ4−Ｐ、及びＦｅの溶出を分析した結果を示すグラフである。
【図４】図４は、試験例２におけるＡ群（葉長１０ｃｍ未満）の栽培実験での施肥の効果を示すグラフである。
【図５】図５は、試験例２におけるＢ群（葉長１０ｃｍ以上）の栽培実験での施肥の効果を示すグラフである。
【図６】図６は、試験例２で用いた実験水槽の様子を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明について詳細に説明する。
先ず、コンブの生活史は、巨視的な胞子体と微視的な配偶体とによる異型世代交代であることが知られている。実海域では、秋〜初冬にかけて胞子体上に子嚢斑が形成され、そこから遊走子が放出される。遊走子は、岩などの基質に着生後、配偶体として発芽し、成長する。配偶体は雌性配偶体と雄性配偶体に分かれており、冬に成熟すると、それぞれ造卵器と造精器を形成する。そして、卵と精子の受精によって胞子体となり、冬から初夏にかけて胞子体は栄養成長する。
【００１５】
詳しくは、図１に示したように、配偶体が発生し、成熟して受精するまでの「配偶体の成熟期」（１０月〜１月）と、受精により発生した芽胞体から、付着器、葉状部、及び茎状部を備えた幼胞子体が形成される「成長期」（１月〜２月）と、幼胞子体の葉状部と茎状部の間にある分裂組織で細胞が分裂し、幼胞子体が伸長して胞子体が形成される「伸長期」（２月〜４月）と、胞子体の厚みが増して水コンブになる「身入り期」（４月〜９月）と、水コンブにおける葉状部の先端組織が枯死する「末枯れ期」（９月〜２月）と、再び成長を開始して成コンブになる「再成長期」（２月〜９月）とを備える（括弧内は平均的な時期を表す）。また、胞子体の成熟にあたる子嚢斑の形成は、１年目の水コンブでは末枯れ期、２年目の成コンブでは９〜２月であり、放出された遊走子は配偶体になり、冬になると胞子体が再び形成される。そして、３、４年生きるコンブはこのサイクルを繰り返すことになる。
【００１６】
そして、本発明においては、第１の施肥工程として、コンブの生活史における「配偶体の成熟期」に、腐植酸含有物質と鉄鋼スラグとの混合物が透水性の袋に充填された第１の施肥体をコンブが生育する海域に設置すると共に、第２の施肥工程として、コンブの生活史における「成長期」又は「伸長期」の少なくとも一方に、腐植酸含有物質が透水性の袋に充填された第２の施肥体をコンブが生育する海域に追加設置するようにする。
【００１７】
このように、少なくとも２回に分けて施肥体を設置する理由については、本発明者らが、スラグ系施肥材からの鉄分や栄養塩の溶出挙動を詳細に研究した結果に基づく。すなわち、第１の施肥体に入れられた腐植酸含有物質と鉄鋼スラグとの混合物からなるスラグ系施肥材は、腐植酸鉄として鉄分を供給すると共に、腐植酸含有物質由来の窒素やリンの栄養塩を供給することができるが、鉄分は海域に設置してから少なくとも１年間溶出し続けるのに対して、窒素はそれより早く溶出が止まってしまうことが新たに判明し、海域に設置してから１〜数ヶ月程度で枯渇してしまう。リンに関しては、施肥体に使用する製鋼スラグ中にリンを含まない場合には、窒素と同様に設置後速やかに溶出が途絶えてしまうが、リンを含むものの場合には、溶出は持続する。その際、窒素が枯渇した状態でリンが溶出し続けたとしても、増殖を抑えたい微細藻類や生長を促進したいコンブに対する効果は低いことが、本発明者等の検討により判った。そこで、第１の施肥体を海域に設置した後に、第２の施肥体を追肥するようにする。
【００１８】
ここで、コンブの生活史における「配偶体の成熟期」に第１の施肥体を設置するのは、配偶体の成熟で鉄分が必須となることと併せて、窒素やリンも適量必要なためである。また、この時期に第２の施肥体も同時に多量に設置することは、過剰に窒素やリンを供給してしまうことになり、微細藻類の増殖を助長させてしまい、微細藻類が配偶体の成熟を抑制し、芽胞体の発生を阻害してしまう弊害が生じ易くなるため、避けるようにする。
また、「成長期」又は「伸長期」の少なくとも一方の時期に第２の施肥体を追加設置するのは、幼胞子体が形成される「成長期」や幼胞子体が伸長して胞子体が形成される「伸長期」には、窒素やリンがある程度豊富な環境であることがコンブの生育に適していると考えられるためである。加えて、第１の施肥工程で設置した第１の施肥体から窒素やリンの栄養塩の溶出が止まってしまう時期に差し掛かるため、第２の施肥体として追肥することがコンブの生育促進に極めて重要になる。また、芽胞体の発生前に、第２の施肥体を大量に追肥すると、微細藻類の増殖による芽胞体の発生阻害が生じる恐れがあることから、芽胞体の発生期以降に第２の施肥体を追肥することが好ましい。
【００１９】
より好ましくは、コンブの「伸長期」に第２の施肥体を追加設置するのがよく、更により好ましくは、幼胞子体における葉状部の長さ（葉長）が１０ｃｍ以上になったところで第２の施肥体を追加設置するのが好適である。一般に、コンブのような大型藻類は、それより小さな微細藻類に比べて栄養塩に対する応答が遅い。そのため、栄養塩類が豊富な場合には、微細藻類が爆発的に増殖し、結果的に大型藻類の生長が阻害されることが多くある。すなわち、窒素やリンの栄養塩が過剰に存在する場合には、コンブよりも小さな微細藻類との栄養塩の摂取競合を考慮しなくてはならず、施肥の量を調整する必要がある。ところが、葉長が１０ｃｍ以上に生育していれば、その表面積が増し、海水中での抵抗が大きくなって、藻体表面に微細藻類が付着しても光不足なる可能性は低く、栄養塩摂取競合に負けることなく、順調に生育することができることが判った。
【００２０】
本発明における第１の施肥体については、安価に入手でき、海域への設置や引き上げを繰り返すことが可能な固体の施肥材を用いるようにする。すなわち、腐植酸含有物質と鉄鋼スラグとの混合物を透水性の袋体に充填する。このうち、腐植酸含有物質は鉄（Fe）のキレーターとなる腐植酸を多分に含有しているため、鉄鋼スラグから溶出した鉄分は、腐植酸と錯体を形成して溶出する。ちなみに、貝類の餌となる珪藻類の培養液として知られているＫＷ２１（第一製網社製）のような市販の液肥には、鉄のキレーターとして化学合成されたＥＤＴＡが使用されているが、これに比べて、本発明のように腐植酸と結合した鉄は生物利用性が高く、低濃度で効果を示すため、施用量を少なく抑えることができる。また、腐植酸含有物質からは、腐植酸のみならず、窒素やリンの栄養塩も溶出されるため、第１の施肥体を形成する混合物（施肥材）は、窒素、リン、及び鉄の複合供給材であって、穏効性の固形肥料として作用する。
【００２１】
ここで、腐植酸含有物質は、フミン酸やフルボ酸が含有された物質であるが、代表的には、腐植土を挙げることができる。なかでも、コンブなどの大型褐藻の繁茂を目的とした場合には、珪藻類の増殖を抑える必要があることから、ケイ素の含有量が比較的少ないクヌギ、ブナ等の広葉樹を腐葉土化したものが好ましい。
【００２２】
また、腐植土以外の腐植酸含有物質として、例えば、食品残渣などの有機物、魚介類の水産加工残渣等を発酵させて得られ、無機態の窒素やリンを豊富に含んだ魚かすを用いることができる。この魚かすの原料としては、腐植土の場合と同様の理由から、ケイ素の含有が少ない鮭等の水産加工残渣が好ましい。魚かすの発酵の過程では、有機物はバクテリアによって分解されて無機物となり、得られた腐植物質中には、栄養塩として容易に摂取しうる無機態窒素（硝酸態窒素、アンモニア態窒素）やリン酸態リンが多量に含まれる。これらの栄養塩類が溶出し、窒素、リンの供給源となる。また、分解過程に精製される有機酸の一種である腐植酸は、上述したように、金属イオンとの錯体形成能を有しており、鉄鋼スラグから溶出する鉄イオンと錯体を形成し、長時間海水中に溶存態として存在できるため、コンブが鉄分として摂取することができる。
【００２３】
また、腐植土や魚かすの他にも、例えば、市販の肥料（デンカアヅミン社製肥料名：アヅミン）等のように、農業用の腐植酸苦土肥料を腐植酸含有物質として用いることもできる。なお、腐植酸含有物質としては、その１種を用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いるようにしてもよい。
【００２４】
一方の鉄鋼スラグについては、鉄を供給する穏効性の固形肥料としての役割を担う。ここで、製鐵所から生成する鉄鋼スラグは、鉄鋼製造工程において副産物として発生する。鉄鋼スラグは大別して、高炉スラグと製鋼スラグに分けられるが、本発明に使用するスラグは、製鋼スラグに限定されるものではないものの、鉄分含有量が高炉スラグ（約０．４質量％）は製鋼スラグ（約２０質量％）に比べて低いため、より効率的な鉄分供給を行う場合には、製鋼スラグを使用することが好ましい。
【００２５】
このうち、製鋼スラグは、製鋼炉（転炉、電気炉）において、銑鉄やスクラップから鋼を製造する際に生成するスラグの総称であるが、本発明の第１の施肥体の形成に用いる製鋼スラグは、転炉系の製鋼スラグであることが望ましい。転炉系の製鋼スラグは電気炉系製鋼スラグと比較し、成分組成が安定しており、品質管理が容易である。また、近年、鋼品質の高度化に対応するため、転炉による精錬のみでは不純物の除去が不十分となり、転炉前後の工程（溶銑予備処理、２次精錬）を付加された高級鋼製造工程から生成する溶銑予備処理スラグや２次精錬スラグも、転炉スラグと同様に転炉系の製鋼スラグに含まれる。本発明において使用する製鋼スラグは、粗鋼生産量の約４０％相当量が生成することからも、安価で且つ安定的な供給が可能であり、鉄の供給材として非常に有望である。
【００２６】
また、製鋼スラグを使用する場合には、炭酸化処理した製鋼スラグを用いるのが特に望ましい。製鋼スラグはｆ−ＣａＯ（可溶性石灰）を１〜２質量％前後含んでいるため、水中のｐＨを一時的に上昇させやすいという性質がある。そのため、炭酸化処理を施してｆ−ＣａＯをＣａＣＯ3とした炭酸化製鋼スラグを用いることで、第１の施肥体を設置した周辺海域のｐＨ上昇の程度を抑制することができる。ここで、製鋼スラグの炭酸化処理は、製鋼スラグを二酸化炭素又は炭酸含有水と接触させることにより実施することができる。この操作により、ＣａＯはＣａＣＯ3となり、また、ＣａＣＯ3は製鋼スラグの表面上に形成されるため、残存するＣａ2+の急激な溶出を抑制することができる。
【００２７】
一方、炭酸化処理を施していない製鋼スラグを使用する場合、リンゴ酸やクエン酸といった有機酸によってｐＨ８未満に調整した溶液に一旦浸漬させることによって、製鋼スラグからの鉄分の溶出を促すことができる。これは、高炉スラグを使用する場合についても同様である。なお、電炉スラグは、鉄以外に、海藻の育成環境には好ましくない重金属を含むことがあり、使用の際は十分な注意が必要であることから、転炉系の製鋼スラグ又は高炉スラグを使用することが望ましい。
【００２８】
第１の施肥体を形成する混合物における鉄鋼スラグと腐植酸含有物質との配合割合については、使用する鉄鋼スラグや腐植酸含有物質の種類によっても異なるため、一概に規定するのは難しいが、例えば、金属鉄換算で全鉄（金属Ｆｅ、及びＦｅО、Ｆｅ2О3等）を１５〜２５質量％含む炭酸化製鋼スラグと、窒素換算で無機態窒素（Ｎ）を０．５〜１．５質量％含むと共にリン換算でリン酸態リンを０．０３〜０．２質量％含有する腐植酸含有物質とを用いる場合、これらの配合比率（質量比）は、炭酸化製鋼スラグ：腐植酸含有物質＝１〜３：１となるように混合するのが好ましい。
【００２９】
また、第１の施肥体を形成する袋体については、透水性を有するものであればよく、例えば、ナイロン製のメッシュ袋、ヤシの樹皮を用いた生分解性の袋、生分解性プラスチック製のメッシュ袋等を挙げることができる。この第１の施肥体を設置するにあたっては、腐植酸含有物質と鉄鋼スラグとの混合物が充填された袋体をコンブが生育する海域に錘を付けて沈めたり、埋設したり、そのまま載置するようにしてもよいが、好ましくは、通水箇所を有した鋼製の箱型容器等を用いて、それに第１の施肥体を１つ又は複数詰め込んで、沈設するようにするのがよい。このような箱型容器であれば、海域の岩盤に直接設置が可能なため、例えば、海上の船舶からクレーン等を使って海底に沈めて設置することができる。また、沈設した箱型容器は、他の海藻類を含めてコンブの着生基質材としても利用可能である。
【００３０】
また、本発明における第２の施肥体は、腐植酸含有物質が透水性の袋体に充填されたものである。この第２の施肥体における腐植酸含有物質や袋体については、いずれも第１の施肥体の場合と同様のものを用いることができる。そして、第２の施肥体は、上述したように追肥を目的に設置するものであることから、既に設置した第１の施肥体と並べるようにすればよい。ここで、第２の施肥体は、鉄鋼スラグを含む第１の施肥体に比べて軽量になることから、例えば、ダイバーが必要量を持って潜水して設置したり、先に第１の施肥体を詰めて設置した箱型容器に第２の施肥体を追加して詰め込むようにしてもよく、追肥作業は費用面、作業面で比較的負担にならずに行うことができる。
【００３１】
また、第１の施肥体の質量に対する、追肥する第２の施肥体の質量の割合は、適宜定めればよいが、通常は、第１の施肥体に含まれる腐植酸含有物質の質量と同じ質量をベースに調整すればよい。更にまた、海域への施肥材の投入量は、海域の海流の程度、水深、海水の栄養度等、海域の状態によって変わることから、適宜調整すればよいが、例えば、第１の施肥体の単位海域面積への施肥量は、数〜数十Ｋｇ／ｍ2程度とすることができる。
【実施例】
【００３２】
以下、本発明について、実施例に基づき説明する。なお、本発明は下記内容に制限されるものではない。
【００３３】
（試験例１）
スラグ系施肥材に含まれる栄養成分の海水への溶出量が、時間変化に伴って、どのように減少していくのかを明らかにするために、スラグ系施肥材の間隙水中の栄養成分の濃度変化を調べた。
【００３４】
先ず、実海域における施肥試験では、施肥材の間隙水の濃度変化を頻度高く調査することは困難であるため、大型の実験水槽を２つ用意し（図示せず）、実海域を模した実験区と対照区とによって調査した。使用した実験水槽は、実験区と対照区でそれぞれ、６ｍ3（１．０ｍ×５ｍ×有効水深１．２ｍ）の培養槽と、８ｍ3（有効容積３ｍ3）の貯水槽と、造波装置とを備えており、実験区及び対照区ともに、貯水槽と培養槽との間での海水の移動、及び造波装置により、それぞれ水流を起こした。また、本実験水槽では、新たな海水の入れ変えは無いが、海水中に存在する藻類により、施肥材から溶出した各栄養成分は一定量消費され続けるため、溶出状態の変化を観察できる。
【００３５】
ここで、実験区の水槽については、培養槽に実海水約９ｍ3を入れ、粒径２５ｍｍ以下の炭酸化製鋼スラグと広葉樹の剪定材由来の腐植酸含有物質とを質量比（炭酸化製鋼スラグ：腐植酸含有物質）で２：１に混合した施肥材Ｘを１５ｋｇ入れたナイロン製のメッシュ袋を、培養槽の底に３個設置した。また、施肥材Ｘの間隙水を定期的に採取できるようにするために、３個のメッシュ袋のほぼ中央の位置に直径１ｍｍの穴を開けた１５ｍｌ遠沈管を差し込み、ゴムチューブを接続して培養槽の外に採取できるようにした。そして、最初の施肥材投入から１６０日目には、間隙水を採取できるように細工したメッシュ袋に対して、腐植酸含有物質のみ１０ｋｇを追肥した。一方、対照区の水槽については、施肥材Ｘや腐植酸含有物質を投入せず、実海水約９ｍ3のみを培養槽に入れた。
【００３６】
上記実験区の水槽については、０．５〜１回／週の頻度で施肥材Ｘの間隙水を約２５０ｍｌ採取したほか（下記図２では「施肥材の間隙水」と言う）、培養槽から海水を約２５０ｍｌ採取して分析した（同じく「実験区」と言う）。一方、上記対照区の水槽については、同じ頻度で培養槽から海水を約２５０ｍｌ採取して分析を行った（同じく「対照区」と言う）。ここで、窒素（硝酸態窒素、アンモニア態窒素）、及びリン（リン酸態リン）については、オートアナライザー（フランベール社製、ＴＲＡＡＣＳ２０００）を使用して分析した。鉄については、採水後に塩酸で酸処理（ｐＨ２．０未満）を行い、海水中の鉄分を全て溶解させた上で、ＩＣＰ−ＭＳによって行った。その結果を図２に示す。なお、図２において、窒素はアンモニア態窒素、亜硝酸態窒素、硝酸態窒素の合計を窒素換算した値で示している（D-IN）。リンについては、リン酸態リンをリン換算した値で示している（PO4-P）。鉄については、０．４５μｍメンブランでろ過した鉄分で示している（D-Fe）。
【００３７】
図２から分かるように、実験区における施肥材の間隙水中の窒素は、施肥材Ｘの投入直後から急激に濃度が上昇したが、４日目以降は減少傾向となり、８０日目以降は、培養槽から採取した実験区の水質とほぼ同程度まで減少した。また、実験開始から１６０日目に追肥を行った後は、投入量が少量であるため、最初の投入時ほどではないが、濃度が急激に上昇した。その後は、下降傾向となり、２４０日目ころには、再び実験区の水質と同程度になった。
【００３８】
また、リンに関しては、実験区の水槽における施肥材の間隙水、及び培養槽ともに、最初の施肥材の投入直後から濃度が上昇し、その後も極端に減少することなく、高濃度で推移した。なかでも、施肥材の間隙水中のリン濃度は培養槽に比べて高濃度であった。そして、追肥後は、いずれも、さらに濃度の上昇が見られ、その後の極端な濃度の減少は見られなかった。
【００３９】
更に、鉄について、実験区の水槽における施肥材の間隙水では、投入直後に濃度が上昇した。その後、１０日目ころにピーク時の１／１０程度まで減少したが、培養槽よりも約２倍の濃度を維持していた。追肥後も一時的に濃度が上昇したが、その後は、約２０μｇ／Ｌで推移した。
【００４０】
これらに対して、対照区では、窒素、リン、鉄のいずれにおいても実験開始時に最高値となり、その後は緩やかに減少した。鉄を含めた各栄養塩類の減少は、海水中に存在する藻類が摂取したことによるものである。以上の結果より、スラグ系施肥材について、窒素は枯渇しやすいが、追肥によって復活することが分かる。一方、リン及び鉄は、長期間にわたって溶出が持続することが明らかとなった。
【００４１】
（試験例２）
コンブの生長段階によって施肥の効果が異なるかどうかを検証するために、屋外に設置した７５Ｌ水槽を用いて、コンブの栽培実験を行った。その際、栽培実験対象として、「配偶体から葉長１０ｃｍ未満の幼胞子体を含んだＡ群」（以下、単に「Ａ群」と言う場合がある）と、「葉長が１０ｃｍ以上の胞子体を含んだＢ群」（以下、単に「Ｂ群」と言う場合がある）とを用いて行った。また、施肥材としては、試験例１と同様に、粒径２５ｍｍ以下の炭酸化製鋼スラグと広葉樹の剪定材由来の腐植酸含有物質とを質量比で２：１に混合した施肥材Ｘと、広葉樹の剪定材由来の腐植酸含有物質とを用意した。更には、この試験例２で使用した水槽は、図６に示したように培養槽１、海水供給ライン２、及び排水ライン３で構成されている。
【００４２】
「配偶体から葉長１０ｃｍ未満の幼胞子体を含んだＡ群」を栽培実験する際には、培養槽１に対して以下の６条件を設定した。すなわち、表１に示したように、ｉ）海水のみをかけ流す（施肥材なし）、ii）海水かけ流し＋施肥材Ｘ（20kg）を供給する（施肥材あり）、iii）海水かけ流し＋施肥材Ｘ（20kg）＋腐植酸含有物質（14kg）を供給する（施肥材過剰）、iv）海水かけ流し＋施肥材Ｘ（20kg）＋４０日目に腐植酸含有物質（10kg）を追肥する（施肥材＋追肥）、ｖ）海水かけ流し＋施肥材Ｘ（20kg）＋４０日目に腐植酸含有物質（20kg）を追肥する（施肥材＋過剰追肥）、及び、vi）海水かけ流し＋腐植酸含有物質（7kg）を供給する（腐植物質のみ）として、施肥材Ｘや腐植酸含有物質の所定量をナイロン製メッシュに入れて、図６に示したように、培養槽１に直接投入した。
【００４３】
一方、「葉長が１０ｃｍ以上の胞子体を含んだＢ群」を栽培実験する際には、上記の“ｉ）施肥材なし”、“ii）施肥材あり”、“iv）施肥材＋追肥”、“ｖ）施肥材＋過剰追肥”のほかに、窒素、リンの効果を評価するために、試薬ベースで添加した（Ｎ、Ｐ添加（試薬ベース））の５条件を設定した。ここで、“Ｎ、Ｐ添加（試薬ベース）”に関しては、培養槽中の硝酸態窒素、リン酸態リンの濃度が、それぞれ０．１ｍｇ／Ｌ、０．０１ｍｇ／Ｌとなるように、３日おきに培養槽に硝酸ナトリウム（和光純薬社製）、及びβグリセロリン酸ナトリウム（和光純薬社製）を直接添加した。
【００４４】
【表１】
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【００４５】
図６に示したように、排水ライン３を培養槽１の上部に設置することで、培養槽１に供給された水量が排水されるようにした。培養槽１内は、空気曝気することによって、水流を起こした。また、Ａ群（葉長１０ｃｍ未満）の栽培実験を行う場合には、図６に示したように、マコンブ配偶体を着生板５に着生させたものを培養槽１内に３枚設置した。ここで、着生板５には、塩ビ製の板（１０×１５ｃｍ、厚さ１ｍｍ）にナイロン製メッシュをはりつけたものを使用した。一方のＢ群（葉長１０ｃｍ以上）の栽培実験の場合には、着生板５を使用せずに、平均葉長１０ｃｍの藻体を培養槽１の水槽底に直接５個体設置し、水槽内で直立して揺れるようにした。
【００４６】
施肥の効果を評価する方法として、Ａ群（配偶体から葉長１０ｃｍ未満の幼胞子体）の栽培実験では、着生板上に貼り付けたナイロン製メッシュの一部をはがし、顕微鏡下で幼胞子体の個体数および葉長を計測した。個体数は、ナイロン製メッシュの繊維の長さ計２０ｍｍ上に発生した幼胞子体数を計測し、これを５回繰り返し、平均値を求めた。葉長に関しては、顕微鏡下で付着器から最も長いところまでを２０個体ずつ計測し、平均値を求めた。一方のＢ群（葉長１０ｃｍ以上の胞子体）栽培実験では、胞子体の葉長を計測した。
【００４７】
Ａ群（葉長１０ｃｍ未満）の栽培実験では、“ｉ）施肥材なし”、“ii）施肥材あり”、“iii）施肥材過剰”、“iv）施肥材＋追肥”、“ｖ）施肥材＋過剰追肥”、及び“vi）腐植物質のみ”の各条件について、培養槽１より海水を約２５０ｍｌ採取して水質を分析して、無機態窒素（Ｄ−ＩＮ）、リン（ＰＯ4−Ｐ）、及び鉄（Ｆｅ）を試験例１と同様にして評価した。溶出液の変化を図３に示す。
【００４８】
図３から分かるように、“ｉ）施肥材なし”の場合、Ｄ−ＩＮ、ＰＯ4−Ｐ、及びＦｅは、いずれも実験開始時の初期濃度が最高値となり、その後は緩やかに減少していった。
【００４９】
“ii）施肥材あり”の場合、Ｄ−ＩＮは、実験開始直後か急激に濃度が上昇し、１１日目に最高値となった以降は、減少していった。ＰＯ4−Ｐも類似の傾向を示したものの１００日目でも約０．０５ｍｇ／Ｌを維持し、緩やかに溶出していた。Ｆｅは、ＰＯ4−Ｐと同様の溶出挙動を示し、１００日目には約０．０１ｍｇ／Ｌとなっていた。
【００５０】
“iii）施肥材過剰”の場合、Ｄ−ＩＮは、実験開始直後から濃度が急激に上昇し、２５日目に最高値１１．４ｍｇ／Ｌとなった。その後は、減少傾向となり、１００日目には１．２ｍｇ／Ｌとなった。ＰＯ4−Ｐは、実験開始直後から１１日目まで濃度が上昇した。その後は減少した。Ｆｅは、１１日目に最高値となった後は、４０日目まで急激に濃度が減少した。その後の減少傾向は緩やかとなった。
【００５１】
“iv）施肥材＋追肥”の場合、Ｄ−ＩＮは、実験開始直後に濃度が上昇したものの、維持されず、追肥直前には、０．２８ｍｇ／Ｌと流入する海水と同程度まで減少した。追肥後は、再度濃度が上昇し、６０日目ころをピークに減少していった。ＰＯ4−Ｐは、Ｄ−ＩＮと同様に実験開始直後から濃度が上昇し、追肥直前には減少していたが、０．０６ｍｇ／Ｌと流入する海水の約２倍の濃度は維持されていた。追肥後は、再度濃度が上昇し、高濃度で維持されていた。Ｆｅは、実験開始直後から濃度が上昇し、追肥直前には減少していたが、１８．０μｇ／Ｌと流入する海水の約９倍を維持していた。追肥後には、再度濃度が上昇し、その後、緩やかに減少したが、１００日目には１８μｇ／Ｌとなり、施肥材からの溶出は十分に起こっていることが確認された。
これらの結果より、試験例１の場合と同様に、スラグ系の施肥材から窒素の溶出は持続しないが、追肥によって復活することが分かる。また、リン、鉄は、溶出が長期間持続することが明らかとなった。
【００５２】
“ｖ）施肥材＋過剰追肥”の場合には、追肥直後の濃度の上昇が、“iv）施肥材＋追肥”の場合の約２倍となり、その後は、“iv）施肥材＋追肥”の場合に類似した溶出挙動を示した。
【００５３】
“vi）腐植物質のみ”の場合、Ｄ−ＩＮについては、初期では、“iv）施肥材＋追肥”の場合に類似した挙動を示したものの、最高値を示した１１日目以降は減少する一方であり、１００日目には０．０５ｍｇ／Ｌと海水と同程度の濃度となった。ＰＯ4−ＰについてもＤ−ＩＮと同様の挙動を示したが、１００日目には海水よりも高く推移し、溶出が継続して起こっていることが確認された。Ｆｅは、Ｄ−ＩＮ、ＰＯ4−Ｐと同様に初期に顕著な溶出が見られ、その後は緩やかに減少し、１００日目には３μｇ／Ｌと海水と同程度の濃度となった。
これらの結果より、腐植物質からの溶出特性として、窒素、鉄は枯渇しやすく、リンは、溶出が長期間持続することが明らかとなった。
【００５４】
そして、Ａ群（葉長１０ｃｍ未満）の栽培実験における施肥の効果を図４に示す。図４に示したように、実験開始から２５日目、８３日目の幼胞子体の個体数に関しては、“iv）施肥材＋追肥”、“ii）施肥材あり”、“vi）腐植物質のみ”の順で、“ｉ）施肥材なし”よりも有意に多かった。但し、“ii）施肥材あり”と“iv）施肥材＋追肥”との間には、顕著な違いは見られなかった。また、８３日目の葉長に関しては、幼胞子体の個体数と同様、“iv）施肥材＋追肥”、“ii）施肥材あり”、“vi）腐植物質のみ”の順で、“ｉ）施肥材なし”よりも有意に大きかった。
【００５５】
ここで、図４には示していないが、“iii）施肥材過剰”、及び“ｖ）施肥材＋過剰追肥”では、実験開始１週間経過頃から培養槽内に微細藻類が大量に増殖した。そして、着生板に付着した微細藻類によって、配偶体は生育不良となり、芽胞体の発芽を確認できなかった。２３日目までに配偶体の成熟によって芽胞体が発芽した可能性は考えられるものの、大量の微細藻類が付着したため、光不足、栄養塩摂取不良となり、大きく生長できなかったものと考えられる。
【００５６】
以上の結果より、施肥材、特に施肥材に含まれる鉄によって配偶体の成熟から幼胞子体の初期生長が促進されることは明らかとなったが、腐植酸含有物質のみの施肥や腐植酸含有物質の追肥（主に窒素、リンの添加）によってさらなる促進は認められなかった。また、過剰な施肥によって微細藻類の増殖を促進し、その結果、目的とするコンブの生長を阻害することが示唆された。
【００５７】
また、Ｂ群（葉長１０ｃｍ以上）の栽培実験における施肥の効果を図５に示す。図５に示したように、追肥以前については、“ii）施肥材あり”、“iv）施肥材＋追肥”、“ｖ）施肥材＋過剰追肥”、及び“Ｎ、Ｐ添加（試薬ベース）”のいずれの場合も、“ｉ）施肥材なし”の場合に比べて葉長は大きいものの、設定条件間での違いは顕著ではなかった。ところが、追肥後については、“ii）施肥材あり”、“iv）施肥材＋追肥”、“ｖ）施肥材＋過剰追肥”、及び“Ｎ、Ｐ添加（試薬ベース）”において生長が促進されたことが分かる。特に、１００日目では、“ii）施肥材あり”は“ｉ）施肥材なし”の場合の約１．２倍に成長していた。また、“ｖ）施肥材＋過剰追肥”は、“ii）施肥材あり”の約２．２倍に成長し、“iv）施肥材＋追肥”及び“Ｎ、Ｐ添加（試薬ベース）”の場合は、それぞれ“ii）施肥材あり”の約１．８倍に成長しており、生育がさらに促進されることが分かる。
以上の結果より、追肥、特に窒素、リンの添加によって、コンブ胞子体の生長が促進されたことが明らかとなった。また、１０ｃｍ以上の胞子体であれば、過剰に追肥を行っても、微細藻類の増殖に負けることなく順調に生育することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１：培養槽
２：海水供給ライン
３：排水ライン
４：施肥材
５：着生板
【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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