(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リグノセルロース系バイオマスを含有する植物生育促進剤であって、
前記リグノセルロース系バイオマスは、リグニン含有量が４０質量％以上６０質量％以下であり、且つ水に対する接触角が５０°以下である、
植物生育促進剤。
【請求項２】
前記リグノセルロース系バイオマスが、ヤシ科植物からのバイオマスである、請求項１記載の植物生育促進剤。
【請求項３】
前記リグノセルロース系バイオマスの平均粒径が１，０００μｍ以下である、請求項１又は２記載の植物生育促進剤。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項記載の植物生育促進剤の製造方法であって、リグノセルロース系バイオマスを親水化処理する工程を有する、植物生育促進剤の製造方法。
【請求項５】
前記親水化処理が、アルカリ処理、熱水処理、酸処理、又はこれらを組み合わせた処理である、請求項４記載の植物生育促進剤の製造方法。
【請求項６】
前記親水化処理を、水を含む媒体中で行う、請求項４又は５記載の植物生育促進剤の製造方法。
【請求項７】
親水化処理する前のリグノセルロース系バイオマスのリグニン含有量が４０質量％以上６０質量％以下である、請求項４〜６の何れか１項記載の植物生育促進剤の製造方法。
【請求項８】
親水化処理する工程により、水に対する接触角が５０°以下のリグノセルロース系バイオマスを得る、請求項４〜７の何れか１項記載の植物生育促進剤の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜３の何れか１項記載の植物生育促進剤を含有する土壌で植物を栽培する、植物の育成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物生育促進剤、植物生育促進剤の製造方法、及び植物の育成方法に関する。【０００２】
背景技術
植物が生長するには種々の栄養要素が必要であるが、そのいくつかの要素が不足すると植物の生育に支障を来すことが知られている。例えば、肥料三大要素として窒素は蛋白質の成分元素であり、リンは核酸やリン脂質の構成元素だけでなくエネルギー代謝や物質の合成・分解反応にも重要な役割を果たしており、また、カリウムは物質代謝や物質移動の生理作用がある。これら主要成分の不足により全般的に植物の生育は貧弱になる。カルシウムは、植物体及び細胞を構成する重要な成分であり、また代謝系のバランスを維持する為にも重要な働きをしているため、カルシウムが欠乏すると生理障害をおこす。その他にもＭｇ、Ｆｅ、Ｓ、Ｂ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｃｌ、Ｓｉ、Ｎａ等、植物には種々の栄養素が必要である。【０００３】
これら窒素、リン、カリウム等の栄養成分は元肥や追肥の形で施肥されたり、液体肥料を希釈して土壌灌注したり葉面散布で与えられたりしている。これらの肥料は、植物の生長に必要な不可欠のものであるが、ある程度の濃度以上に与えても、植物の生長性及び収量の向上には貢献できない。【０００４】
しかし、農作物の生長を促進し、単位面積当たりの収穫量を増やして増収をはかることは農業生産上重要な課題であり、そのために必要な種々の植物生長調節剤が開発利用されている。ジベレリンやオーキシン等に代表される植物生長調節剤は、発芽、発根、伸長、花成り、着果等生育、形態形成反応の調節のために用いられているが、これらの物質の作用は多面的かつ複雑であり、用途が限定されている。【０００５】
従来、農作物の生長促進につながると考えられる技術が種々提案されている。農作物を栽培する圃場では、土壌の性質は生産性などの観点で重要な因子であり、土壌の性質を改良して生産性を高める検討がなされている。その際、植物系材料を用いることも検討されている。
特開昭６１−２８９８２０号公報には、椰子殻をその表皮と硬質内殻とが付着した状態で、不定形に破砕切断したものを大小別に選別区分して包装した土壌改良剤が記載されている。
特開平９−３０２３４０号公報には、椰子皮の繊維質を主成物とする土壌改良剤が記載されている。
特開平１１−５００５２号公報には、ヤシ殻ダストに、ヤシ殻チップ及びヤシ殻繊維を混合した土壌膨軟化剤が記載されている。
特開２０００−２３５６０号公報には、鉄塩、アルミニウム塩から選ばれる１種以上を含む培土改質剤が記載されている。特開２０００−２３５６０号公報には、培土として、ココヤシダスト、樹皮叩解物およびおがくずからなる群から選ばれてなる少なくとも１種の培土が記載されている。
特開２００３−１９２４８４号公報には、ココヤシの実の中果皮を粉砕した粉砕物もしくはその発酵物などの有機質物質と、中和剤とを含有することを特徴とする植物の成長促進剤が記載されている。【０００６】
発明の概要
本発明は、植物に薬害等をもたらさず、農作物等の植物に対して優れた生育促進効果を示す植物生育促進剤を提供する。【０００７】
本発明は、リグノセルロース系バイオマスを含有する植物生育促進剤であって、
前記リグノセルロース系バイオマスは、リグニン含有量が４０質量％以上６０質量％以下であり、且つ水に対する接触角が５０°以下である、
植物生育促進剤に関する。【０００８】
また、本発明は、前記本発明の植物生育促進剤の製造方法であって、リグノセルロース系バイオマスを親水化処理する工程を有する、植物生育促進剤の製造方法に関する。【０００９】
また、本発明は、前記本発明の植物生育促進剤を含有する土壌で植物を栽培する、植物の育成方法に関する。【００１０】
本発明によれば、植物に薬害等をもたらさず、農作物等の植物に対して優れた生育促進効果を示す植物生育促進剤及びその製造方法、並びに植物の育成方法が提供される。本発明の植物生育促進剤を、例えば農作物に適用することで、収量を向上できる。【００１１】
発明を実施するための形態
＜植物生育促進剤＞
本発明の植物生育促進剤は、リグニン含有量が４０質量％以上６０質量％以下であり、且つ水に対する接触角が５０°以下である、リグノセルロース系バイオマス（以下、本発明のリグノセルロース系バイオマスという場合もある）を含有する。【００１２】
本発明のリグノセルロース系バイオマスは、生育促進の観点から、リグニン含有量が、４０質量％以上、好ましくは４５質量％以上、そして、６０質量％以下、好ましくは５５質量％以下である。
本発明のリグノセルロース系バイオマス中のリグニン含有量は、クラーソン・リグニン法によって求める。すなわち、ＴＡＰＰＩ公式分析法Ｔ２２２ｏｍ−８３に従って、酸不溶性リグニン率と酸可溶性リグニン率の和で全体のリグニン含有量を算出する。【００１３】
また、本発明のリグノセルロース系バイオマスは、生育促進の観点から、水に対する接触角（以下、水接触角という場合もある）が、５０°以下、好ましくは４５°以下、より好ましくは４０°以下、そして、好ましくは０°以上、より好ましくは５°以上、更に好ましくは１０°以上である。【００１４】
本発明のリグノセルロース系バイオマスの水接触角は、以下の条件で測定されたものである。
〔リグノセルロース系バイオマスの水接触角の測定方法〕
測定対象のリグノセルロース系バイオマスは、通常、粉体等の固体で得られる。その０．１〜０．３ｇを採取し、密度が１．３〜１．７ｇ／ｃｍ３になるように圧力をかけて、平面を有する圧縮物、例えば、円柱、立方体、直方体のような形状を有する圧縮物としたものをサンプルとする。なお、測定対象のリグノセルロース系バイオマスの粒子が大きい場合や形状が不揃いの場合などは、粉砕して粒径や形状を調整した粉体とし、これを前記と同様に圧縮物としてサンプルとしてもよい。また、圧縮によりリグノセルロース系バイオマスの粉体が細粒化されてもよい。
サンプル、例えばリグノセルロース系バイオマスの圧縮物を、その平面が水平となるように設置し、前記平面に、２０℃の純水を粒径５μｍで滴下し、１秒後の接触角を測定する。接触角は、液滴の左右端点と頂点を結ぶ直線の固体表面に対する角度を求め、これを２倍することで求める（θ／２法）。測定は１つのサンプルにつき３回行い、その平均値として得た値を水接触角として採用する。【００１５】
本発明のリグノセルロース系バイオマスの原料は、植物系バイオマスから選択されることが好ましい。植物系バイオマスとしては、草本系バイオマス、木質系バイオマスが挙げられる。これらの中でも、好ましくは草本系バイオマスである。【００１６】
草本系バイオマスとは、草地に生育する樹木以外の植物原料、或いは非木質の植物部位を意味する。具体的には、イネ科、アオイ科、マメ科の植物原料、ヤシ科の植物の非木質原料が挙げられる。
イネ科の植物原料としては、例えばサトウキビバガス、ソルガムバガス等のバガス、スイッチグラス、エレファントグラス、コーンストーバー、コーンコブ、イナワラ、ムギワラ、オオムギ、ススキ、芝、ジョンソングラス、エリアンサス、ネピアグラスが挙げられる。アオイ科の植物原料としては、例えばケナフ、ワタが挙げられる。マメ科の植物原料としては、例えばアルファルファが挙げられる。ヤシ科の植物の非木質原料としては、例えばパームヤシの硬質殻、パームヤシの空果房が挙げられる。【００１７】
本発明のリグノセルロース系バイオマスの原料は、植物系バイオマスである、ピーチ種子殻、プルーン種子殻、ウメ種子殻、スモモ種子殻、ピーナッツ種子殻、クルミ種子殻などの、植物種子の種子殻から選定することもできる。前記したパームヤシの硬質殻も植物種子の種子殻である。【００１８】
木質系バイオマスとしては、カラマツやヌクスギなどの針葉樹、アブラヤシ、ヒノキなどの広葉樹から得られる木材チップなどの各種木材；これら木材から製造されるウッドパルプなどが挙げられる。
これらの植物系バイオマスは、１種単独でも、又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。【００１９】
これら植物系バイオマスのうち、リグノセルロース系バイオマスが原料として好ましく用いられる。リグノセルロース系バイオマスは、セルロース、ヘミセルロース、及びリグニンを主成分として含む。リグノセルロース系バイオマスのうち、リグニン含有量が４０質量％以上６０質量％以下であり、水に対する接触角が５０°以下であるものは、そのまま本発明のリグノセルロース系バイオマスとして用いることができる。【００２０】
本発明のリグノセルロース系バイオマスは、ヤシ科の植物からのバイオマスが好ましい。更に、本発明のリグノセルロース系バイオマスとしては、パームヤシの硬質殻及びココヤシのコイアダストから選ばれるリグノセルロース系バイオマスが好ましい。これらは、通常、天然物として入手された未処理の状態でリグニン含有量が４０質量％以上６０質量％以下となっている。【００２１】
また、本発明のリグノセルロース系バイオマスは、前記の植物系バイオマスに親水化などの処理を施したものであってもよい。すなわち、リグノセルロース系バイオマスを親水化処理して、リグニン含有量が４０質量％以上６０質量％以下であり、且つ水に対する接触角が５０°以下とした親水化リグノセルロース系バイオマスを、本発明のリグノセルロース系バイオマスとすることができる。本発明のリグノセルロース系バイオマスは、このような親水化リグノセルロース系バイオマスが好ましい。親水化リグノセルロース系バイオマスは、後述の通り、アルカリ、酸、熱水などを作用させて処理して得られる。このような処理により、リグノセルロース系バイオマスは、表面積が増加すると共に、土壌との親和性が向上したものになり、その結果、土壌の団粒化や軟質化などの植物の生育に望ましい環境がもたらされると考えられる。そのため、親水化リグノセルロース系バイオマスは、本発明の効果を得る上でより好ましい。【００２２】
本発明のリグノセルロース系バイオマスは、粒子状であることが好ましい。粒子は、粉末、ペレットなど天然系バイオマスから形成しやすい形態であればいずれでもよい。【００２３】
本発明のリグノセルロース系バイオマスは、平均粒径が、好ましくは１，０００μｍ以下、より好ましくは５００μｍ以下、更に好ましくは３００μｍ以下、より更に好ましくは１５０μｍ以下であり、好ましくは０．１μｍ以上、より好ましくは１．０μｍ以上、より更に好ましくは１０μｍ以上である。なお、本発明のリグノセルロース系バイオマスの平均粒径は、レーザー回折／散乱式粒度分布測定装置「ＬＡ−９５０」（株式会社堀場製作所製）を用いて測定する。【００２４】
本発明の植物生育促進剤は、水接触角が、好ましくは５０°以下、より好ましくは４５°以下、更に好ましくは４０°以下、そして、好ましくは０°以上、より好ましくは５°以上、更に好ましくは１０°以上である。植物生育促進剤の水接触角は、前記したリグノセルロース系バイオマスの水接触角の測定方法と同様に、ただし、リグノセルロース系バイオマスを植物生育促進剤に置き換えて、測定されたものである。【００２５】
本発明の植物生育促進剤は、粒子状であることが好ましい。粒子は、粉末、ペレットなど、天然系バイオマスを含む成分から形成しやすい形態であればいずれでもよい。【００２６】
本発明の植物生育促進剤は、平均粒径が、好ましくは１，０００μｍ以下、より好ましくは５００μｍ以下、更に好ましくは３００μｍ以下、より更に好ましくは１５０μｍ以下であり、そして、好ましくは０．１μｍ以上、より好ましくは１．０μｍ以上、より更に好ましくは１０μｍ以上である。なお、本発明の植物生育促進剤の平均粒径は、レーザー回折／散乱式粒度分布測定装置「ＬＡ−９５０」（株式会社堀場製作所製）を用いて測定する。【００２７】
本発明の植物生育促進剤は、本発明のリグノセルロース系バイオマスを、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは２０質量％以上、そして、好ましくは１００質量％以下含有する。本発明の植物生育促進剤は、本発明のリグノセルロース系バイオマスからなるものでもよい。また、本発明の植物生育促進剤は、本発明のリグノセルロース系バイオマス以外の成分を含有することができる。【００２８】
本発明の植物生育促進剤は、任意の成分として、例えば、
（１）肥料成分、
（２）ゼオライト、バーミキュライト、ベントナイト、ソフトシリカ（珪酸塩白土）、パーライト、ピートモス、バーク堆肥等の鉱物粉末又は粘土成分又は他の土壌改良成分、
（３）ポリエチレンイミン、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸等の高分子物質、
（４）キトオリゴ糖、キチン性化合物、フラボノイド、例えばイソフラボン、ルチン等のシグナル分子、
（５）アーバスキュラー菌根菌（arbuscular mycorrhizalfungus）等の真菌、
（６）バチルス（Bacillus）属細菌、シュードモナス（Pseudomonas）属細菌、アゾスピリラム（Azospirillum）属細菌、パエニバチルス（Paenibacillus）属細菌、バークホルデリア（Burkholderia）属細菌、セラチア（Seratia）属細菌、エンテロバクター（Enterobacter）属細菌、ブレビバクテリウム（Brevibacterium）属細菌、クルトバクテリウム（Curtobacterium）属細菌、マメ科共生根粒菌等の細菌、
（７）ソヤサポニン
などを含有することができる。【００２９】
上記成分のうち、（５）のアーバスキュラー菌根菌（arbuscularmycorrhizal fungus）の例としては、ギガスポラ（Giga-spora）属やグロムス（Glomus）属に属する真菌を挙げることが出来る。このうち、グロムス（Glomus）属真菌の例としては、グロムス・イントララジカス（Glomus intraradices）を挙げることができる。【００３０】
上記成分のうち、（６）のバチルス（Bacillus）属細菌の例としては、バチルス・アミロリケファシエンス（Bacillusamyloliquefaciens）、バチルス・リケニホルミス（Bacillus licheniformis）、バチルス・サブチリス（Bacillus subtilis）、或いはバチルス・チューリンゲンシス（Bacillusthuringiensis）を挙げることができる。シュードモナス（Pseudomonas）属細菌の例としては、シュードモナス・プチダ（Pseudomonas putida）或いはシュードモナス・フルオレセンス（Pseudomonasfluorescen）を挙げることができる。アゾスピリラム属細菌の例としては、アゾスピリラム・ブラジレンス（Azospirillumbrasilense）、アゾスピリラム・リポフェラム（Azospirillum lipoferum）、アゾスピリラム・ハロプレファランス（Azospirillum halopraeferans）、或いはアゾスピリラム・アマゾネンセ（Azospirillum amazonense）を挙げることができる。パエニバチルス（Paenibacillus）属細菌の例としては、パエニバチルス・ポリミキサ（Paenibacillus polymyxa）或いはパエニバチルス・マセランス（Paenibacillusmacerans）を挙げることができる。バークホルデリア（Burkholderia）属細菌の例としては、バークホルデリア・グラディオリ（Burkholderia gladioli）を挙げることができる。セラチア（Seratia）属細菌の例としては、セラチア・マルセセンス（Seratia marcescens）を挙げることができる。エンテロバクター（Enterobacter）属細菌の例としは、エンテロバクター・クロアカ（Enterobacter cloacae）を挙げることができる。ブレビバクテリウム（Brevibacterium）属細菌の例としては、ブレビバクテリウム・ヨーディナム（Brevibacterium iodinum）或いはブレビバクテリウム・ブレビス（Brevibacteriumbrevis）を挙げることができる。クルトバクテリウム（Curtobacterium）属細菌の例としては、クルトバクテリウム・フラカムファシエンス（Curtobacterium flaccumfaciens）を挙げることができる。マメ科共生根粒菌の例としては、リゾビウム（Rhizobium）属、ブラジリゾビウム（Bradyrhizobiu）属、或いはアゾリゾビウム（Azorhizobium）属に属する細菌が挙げることができる。ブラジリゾビウム（Bradyrhizobiu）属細菌の例としては、ブラジリゾビウム・ジアゾエフィシエンス（Bradyrhizobium diazoefficiens）、ブラジリゾビウム・ジャポニクム（Bradyrhizobium japonicum）、ブラジリゾビウム・エルカニ（Bradyrhizobiumelkanii）、或いはエンシファ・フレディ（Ensifer fredii）を挙げることができる。【００３１】
上記成分のうち、（７）のソヤサポニンの例としては、国際公開第２０１８／１５９３９３号の［００２８］記載のものが挙げられる。【００３２】
本発明の植物生育促進剤は、（１）の肥料成分を、１質量％以上５０質量％以下含有することができる。
本発明の植物生育促進剤は、（２）の鉱物粉末もしくは粘土成分もしくは他の土壌改良成分、又は（３）の高分子物質を、それぞれ、１質量％以上５０質量％以下含有することができる。
本発明の植物生育促進剤は、（４）のシグナル分子を２．５×１０−１３質量％以上２．５×１０−１１質量％以下含有することができる。
本発明の植物生育促進剤は、（５）の真菌及び／又は（６）の細菌を、それぞれ、本発明のリグノセルロース系バイオマス１ｇあたり１０２ｃｆｕ（コロニー形成単位）以上１０７ｃｆｕ以下含有することができる。ここで真菌の場合には、コロニー形成単位は胞子の個数を意味する。
本発明の植物生育促進剤は、（７）のソヤサポニンを、例えば、国際公開第２０１８／１５９３９３号の［００４０］に記載の量で使用されるように含有する事が出来る。【００３３】
本発明の植物生育促進剤を土壌に添加する事によって、土壌中に存在する有用微生物、例えば、アーバスキュラー菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungus）、バチルス（Bacillus）属細菌やシュードモナス（Pseudomonas）属細菌、アゾスピリラム（Azospirillum）属細菌、パエニバチルス（Paenibacillus）属細菌、バークホルデリア（Burkholderia）属細菌、セラチア（Seratia）属細菌、エンテロバクター（Enterobacter）属細菌、ブレビバクテリウム（Brevibacterium）属細菌、クルトバクテリウム（Curtobacterium）属細菌等の植物生育促進細菌、及びマメ科共生根粒菌の活動性及び植物への着生量を向上させる事が出来ると期待される。また同様に、本発明の植物生育促進剤が含有するアーバスキュラー菌根真菌（arbuscularmycorrhizal fungus）、バチルス（Bacillus）属細菌やシュードモナス（Pseudomonas）属細菌、アゾスピリラム（Azospirillum）属細菌、パエニバチルス（Paenibacillus）属細菌、バークホルデリア（Burkholderia）属細菌、セラチア（Seratia）属細菌、エンテロバクター（Enterobacter）属細菌、ブレビバクテリウム（Brevibacterium）属細菌、クルトバクテリウム（Curtobacterium）属細菌等の植物生育促進細菌、又はマメ科共生根粒菌の活動性及び植物への着生量を向上させる事が出来ると期待される。【００３４】
本発明の植物生育促進剤は、作用部位への本発明のリグノセルロース系バイオマスの付着及び浸透量増加の観点から、界面活性剤を含有することができる。界面活性剤としては、非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤及び両性界面活性剤から選ばれる１種以上の界面活性剤が挙げられる。界面活性剤としては、非イオン界面活性剤が好ましい。
本発明の植物生育促進剤が界面活性剤を含有する場合、本発明のリグノセルロース系バイオマス１００質量部に対し、界面活性剤を好ましくは０．０１質量部以上、より好ましくは０．１質量部以上、更に好ましくは１質量部以上、そして、好ましくは１００質量部以下、より好ましくは８０質量部以下、更に好ましくは５０質量部以下含有する。【００３５】
本発明の植物生育促進剤は、作用部位への本発明のリグノセルロース系バイオマスの付着量増加の観点から、水溶性ポリマーを含有することができる。ここで、水溶性ポリマーについての「水溶性」とは、２０℃の水１００ｇに１ｇ以上溶解することをいう。水溶性ポリマーとしては、天然、半合成及び合成ポリマーが何れも使用でき、その中でも多糖類系水溶性ポリマーが好ましい。多糖類系水溶性ポリマーの具体例としては、グアーガム、キサンタンガム、でんぷん、セルロース、タラガム、ローストビーンガム、カラギーナン、及びこれらの誘導体が挙げられる。本発明の植物生育促進剤組成物が水溶性ポリマーを含有する場合、本発明のリグノセルロース系バイオマス１００質量部に対し、水溶性ポリマーを好ましくは１質量部以上、より好ましくは１０質量部以上、更に好ましくは５０質量部以上、そして、好ましくは１，９００質量部以下、より好ましくは６００質量部以下、更に好ましくは３００質量部以下含有する。【００３６】
これらの他にも、例えば、本発明の植物生育促進剤中に肥料成分などを含有することができる。具体的には、ハイポニカ（協和株式会社）やハイポネックスなどの商品名で入手可能な肥料成分を、本発明のリグノセルロース系バイオマス１００質量部に対し、１質量部以上１，９００質量部以下含有することができる。【００３７】
本発明の植物生育促進剤の形態は、通常は本発明のリグノセルロース系バイオマスを含む粒子状であるが、本発明のリグノセルロース系バイオマスの成形物、本発明のリグノセルロース系バイオマスと他の物品との複合物品などの形態とすることもできる。【００３８】
本発明の植物生育促進剤は、土壌に添加して用いられるものが好ましい。すなわち、本発明の植物生育促進剤は、土壌添加型植物生育促進剤が好ましい。本発明の植物生育促進剤の植物、例えば農作物への適用は、本発明の植物生育促進剤を含有する土壌で、植物、例えば農作物を栽培することで行うことができる。【００３９】
本発明の対象とする植物は、好ましくは農作物として利用される植物である。本発明の植物生育促進剤は、植物収量向上剤、更に農作物用収量向上剤として用いることができる。本発明の植物生育促進剤を適用できる植物としては、ウリ科、ナス科、バラ科、アオイ科、マメ科、イネ科、アブラナ科、ネギ科、ヒガンバナ科、キク科、ヒユ科、セリ科、ショウガ科、シソ科、サトイモ科、ヒルガオ科、ヤマノイモ科、ハス科等が挙げられる。具体的には、果菜類では、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、オクラ、サヤインゲン、ソラマメ、エンドウ、エダマメ、トウモロコシ等が挙げられる。葉菜類では、ハクサイ、ツケナ類、チンゲンサイ、キャベツ、カリフラワー、ブロッコリー、メキャベツ、タマネギ、ネギ、ニンニク、ラッキョウ、ニラ、アスパラガス、レタス、サラダナ、セルリー、ホウレンソウ、シュンギク、パセリ、ミツバ、セリ、ウド、ミョウガ、フキ、シソ等が挙げられる。根菜類としては、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、ヤマイモ、ショウガ、レンコン等が挙げられる。その他に、稲、麦類、花卉類等にも使用が可能であり、大規模で栽培される傾向にあるダイズ、エダマメ等の豆類等の穀物がより好ましい。【００４０】
＜植物生育促進剤の製造方法＞
本発明は、前記本発明の植物生育促進剤の製造方法であって、リグノセルロース系バイオマスを親水化処理する工程を有する、植物生育促進剤の製造方法を提供する。本発明の植物生育促進剤の製造方法に用いる、原料の植物系バイオマスの好ましい態様は、本発明の植物生育促進剤と同じである。また、本発明の植物生育促進剤について述べた事項は、本発明の植物生育促進剤の製造方法に適宜適用できる。【００４１】
本発明の植物生育促進剤の製造方法では、親水化処理する前のリグノセルロース系バイオマス（以下、原料リグノセルロース系バイオマスという場合もある）のリグニン含有量が、４０質量％以上６０質量％以下であることが好ましい。原料として、このようなリグニン含有量のリグノセルロース系バイオマスのリグニンを用いて、リグニン含有量が大きく変動しない条件で親水化処理を行うことが好ましい。
また、原料リグノセルロース系バイオマスの水接触角が５０°以下であってもよい。【００４２】
親水化処理は、アルカリ処理、熱水処理、酸処理、又はこれらを組み合わせた処理が好ましく、アルカリ処理、熱水処理、又はこれらを組み合わせた処理がより好ましく、アルカリ処理及び熱水処理を組み合わせた処理（以下、アルカリ熱水処理という場合もある）が更に好ましい。親水化処理は、必要に応じて、中和処理、乾燥処理などを含んでいてもよい。【００４３】
親水化処理は、水を含む媒体中で行うことが好ましい。【００４４】
親水化処理する工程により、水に対する接触角が５０°以下のリグノセルロース系バイオマスを得ることが好ましい。【００４５】
また、親水化処理する工程の後のリグノセルロース系バイオマスは、リグニン含有量が４０質量％以上６０質量％以下であり、且つ水に対する接触角が５０°以下であることが好ましい。【００４６】
アルカリ処理について説明する。
アルカリ処理は、原料リグノセルロース系バイオマスに、アルカリ性媒体を、所定温度で、一定時間接触させて行う。アルカリ性媒体は、水を含むものが好ましい。具体的には、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、水酸化リチウム水溶液、水酸化カルシウム水溶液、水酸化マグネシウム水溶液、炭酸ナトリウム水溶液、炭酸カリウム水溶液、アンモニア水、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液が挙げられる。アルカリ性媒体のｐＨは、好ましくは１０以上１４以下である。アルカリ性媒体の温度は、好ましくは２５℃以上５０℃以下である。アルカリ性媒体の接触時間は、好ましくは０．１時間以上７日以下である。
アルカリ処理の一例として、次の方法が挙げられる。
原料リグノセルロース系バイオマス１００質量部と、任意の濃度にしたアルカリ性媒体、好ましくは水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、水酸化リチウム水溶液、水酸化カルシウム水溶液、水酸化マグネシウム水溶液、炭酸ナトリウム水溶液、炭酸カリウム水溶液、アンモニア水、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液から選ばれるアルカリ性媒体２００質量部以上２，０００質量部以下とを混合してスラリーとする。該スラリーを、２５℃以上５０℃以下、例えば室温にて、１時間以上１週間以下、静置もしくは撹拌下に放置してアルカリ処理を行う。
アルカリ処理の後は、中和を行うことが好ましい。中和は、処理後のリグノセルロース系バイオマスを含むスラリーのｐＨが中性近傍、例えばｐＨ５．５以上、更に６．０以上、そして、８．０以下、更に７．０以下になるように、中和剤、例えば任意の濃度にした塩酸または硫酸を加えて行う。アルカリ処理の後に、好ましくは中和の後、乾燥を行うこともできる。【００４７】
熱水処理について説明する。
熱水処理は、リグノセルロース系バイオマス（Ａ）に、熱水を一定時間接触させて行う。熱水の温度は、好ましくは８０℃以上２００℃以下である。熱水の接触時間は、好ましくは０．１時間以上２４時間以下である。
熱水処理の一例として、次の方法が挙げられる。
原料リグノセルロース系バイオマス１００質量部と、熱水、例えば加熱したイオン交換水２００質量部以上２，０００質量部以下とを混合してスラリーとする。例えば、処理温度は１２０℃〜２００℃から選択でき、また、処理時間は１時間〜２４時間から選択できる。このような条件で、前記スラリーを静置もしくは撹拌下に放置して熱水処理を行う。熱水処理の後に、乾燥を行うこともできる。【００４８】
酸処理について説明する。
原料リグノセルロース系バイオマスに、酸性媒体を、所定温度で、一定時間接触させて行う。酸性媒体は、水を含むものが好ましい。具体的には、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、酢酸、過酢酸、亜硫酸、亜硝酸、シュウ酸、炭酸、ホウ酸、次亜塩素酸などの水溶液が挙げられる。酸性媒体のｐＨは好ましくは１以上５以下である。酸性媒体の温度は、好ましくは２５℃以上２００℃以下である。酸性媒体の接触時間は、好ましくは０．１時間以上７日以下である。
酸処理の一例として、次の方法が挙げられる。
原料リグノセルロース系バイオマス１００質量部と、任意の濃度にした酸性媒体、好ましくは塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、酢酸、過酢酸、亜硫酸、亜硝酸、シュウ酸、炭酸、ホウ酸及び次亜塩素酸から選ばれる酸並びに水を含む酸性媒体２００質量部以上    質量部以下とを混合してスラリーとする。例えば、処理温度は８０℃〜２００℃から選択でき、また、処理時間は１時間〜２４時間から選択できる。このような条件で、前記スラリーを静置もしくは撹拌下に放置して酸処理を行う。
酸処理の後は、中和を行うことが好ましい。中和は、処理後のリグノセルロース系バイオマスを含むスラリーのｐＨが中性近傍、例えばｐＨ５．５以上、更に６．０以上、そして、８．０以下、更に７．０以下になるように、中和剤、例えば任意の濃度にした水酸化ナトリウム水溶液を加えて行う。酸処理の後に、好ましくは中和の後、乾燥を行うこともできる。【００４９】
アルカリ熱水処理について説明する。
アルカリ熱水処理は、前記アルカリ処理を、水を含む高温のアルカリ性媒体で行うものである。アルカリ性媒体の具体例はアルカリ処理と同じである。アルカリ熱水処理で用いるアルカリ性媒体のｐＨは、好ましくは９．０以上、より好ましくは１０．０以上、そして、好ましくは１４．０以下、より好ましくは１３．５以下である。アルカリ熱水処理で用いるアルカリ性媒体の温度は、好ましくは２５℃以上、より好ましくは５０℃以上、そして、好ましくは１８０℃以下、より好ましくは１５０℃以下である。アルカリ熱水処理で用いるアルカリ性媒体の接触時間は、好ましくは０．５時間以上、より好ましくは０．８時間以上、そして、好ましくは２４時間以下、より好ましくは１２時間以下である。
アルカリ熱水処理の一例として、次の方法が挙げられる。
原料リグノセルロース系バイオマス１００質量部と、任意の濃度にしたアルカリ性媒体、好ましくは水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、水酸化リチウム水溶液、水酸化カルシウム水溶液、水酸化マグネシウム水溶液、炭酸ナトリウム水溶液、炭酸カリウム水溶液、アンモニア水、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液から選ばれるアルカリ性媒体２００質量部以上２，０００質量部以下とを混合してスラリーとする。例えば、処理温度は２５℃〜１８０℃から選択でき、また、処理時間は０．５時間〜２４時間から選択できる。このような条件で、前記スラリーを静置もしくは撹拌下に放置して酸処理を行う。
アルカリ熱水処理の後は、アルカリ処理と同様の中和を行うことが好ましい。アルカリ熱水処理の後に、好ましくは中和の後、乾燥を行うこともできる。【００５０】
本発明で、親水化処理を、水を含む媒体中で行う場合、親水化処理後、好ましくは中和の後に、処理物の乾燥を行うことが好ましい。乾燥は、例えば５０℃以上１００℃以下で行うことができる。具体的には、減圧乾燥器にて、所定温度、例えば５０℃中で含水率が５質量部以下になるまで行うことができる。【００５１】
得られた、リグニン含有量が４０質量％以上６０質量％以下で且つ水に対する接触角が５０°以下のリグノセルロース系バイオマスは、そのまま、あるいは適当な形状、大きさに加工して、本発明の植物生育促進剤とすることができる。【００５２】
なお、親水化処理により得られたリグノセルロース系バイオマスも、水接触角が、５０°以下、更に４５°以下、更に４０°以下、そして、０°以上、更に５°以上、更に１０°以上であることが好ましい。【００５３】
本発明の製造方法の一例を挙げる。
処理容器に、原料リグノセルロース系バイオマス及び水を投入し、固形分含有量を好ましくは５質量％以上５０質量％以下とする。原料リグノセルロース系バイオマスは、事前に、粉砕して平均粒径を好ましくは０．１μｍ以上１，０００μｍ以下としておいてもよい。水は、水酸化ナトリウムなどのアルカリ剤を含有するアルカリ水溶液を用いるのが好ましい。混合物のｐＨは前記範囲が好ましい。内容物を、好ましくは２５℃以上１５０℃以下で、好ましくは０．５時間以上、２４時間以下処理して、本発明のリグノセルロース系バイオマスを含む液状の混合物を得る。処理には、オートクレーブを用いることができる。酸剤により混合物のｐＨを中性近傍、好ましくは５．５以上８．０以下とし、その後、好ましくは４０℃以上１２０℃以下で乾燥させて、本発明の植物生育促進剤となる固体状の本発明のリグノセルロース系バイオマスを得る。【００５４】
＜植物の育成方法＞
本発明は、本発明の植物生育促進剤を含有する土壌で植物を栽培する、植物の育成方法を提供する。すなわち、本発明のリグノセルロース系バイオマスを含有する土壌で植物を栽培する、植物の育成方法を提供する。本発明の植物の育成方法に用いる、本発明のリグノセルロース系バイオマスの好ましい態様は、本発明の植物生育促進剤と同じである。本発明の植物の育成方法を適用できる植物は、本発明の植物生育促進剤と同じである。また、本発明の植物の育成方法は、農作物の育成方法又は農作物の栽培方法であることが好ましい。【００５５】
本発明の植物の育成方法において、本発明の植物生育促進剤の適用時期、適用回数は、特に制限されない。本発明の植物生育促進剤は、播種前の土壌等へ添加して適用してもよい。本発明の植物生育促進剤は、播種、植え付け等の栽培開始から、収穫等の栽培終了までの何れかの期間で、植物の生長の度合いに応じて適宜適用してもよい。【００５６】
また、本発明の植物の育成方法では、本発明の植物生育促進剤を、植物を栽培する土壌に添加して植物に適用する。土壌に添加する時期としては、播種前が好ましい。【００５７】
本発明では、土壌への本発明の植物生育促進剤の添加は、土壌に本発明の植物生育促進剤を混合する、土壌に本発明の植物生育促進剤を散布する、などの方法で行うことができる。
圃場において本発明のリグノセルロース系バイオマスを土壌に添加する具体的な方法としては、耕運機などに散布機を併用し、本発明のリグノセルロース系バイオマスを散布しながら耕す方法が挙げられる。【００５８】
本発明では、植物を栽培する土壌１００質量部あたり、本発明の植物生育促進剤を、更には本発明のリグノセルロース系バイオマスを、好ましくは０．０００１質量部以上、より好ましくは０．００５質量部以上、更に好ましくは０．０１質量部以上、そして、好ましくは１０質量部以下、より好ましくは５質量部以下、更に好ましくは２．５質量部以下、より更に好ましくは２．０質量部以下、より更に好ましくは１．０質量部以下、より更に好ましくは０．５質量部以下添加する。すなわち、本発明では、本発明の植物生育促進剤を、更には本発明のリグノセルロース系バイオマスを、好ましくは０．０００１質量部以上、より好ましくは０．０１質量部以上、更に好ましくは０．０５質量部以上、そして、好ましくは１０質量部以下、より好ましくは５質量部以下、更に好ましくは２．５質量部以下、より更に好ましくは２．０質量部以下、より更に好ましくは１．０質量部以下、より更に好ましくは０．５質量部以下含有する土壌で植物を栽培する。【００５９】
本発明の植物の育成方法で本発明の植物生育促進剤を、例えば散布により、土壌に添加する場合、土壌１０ａあたり、本発明の植物生育促進剤を、更には本発明のリグノセルロース系バイオマスを、好ましくは０．２ｋｇ以上、より好ましくは２ｋｇ以上、更に好ましくは２０ｋｇ以上、そして、好ましくは２０，０００ｋｇ以下、より好ましくは５，０００ｋｇ以下、更に好ましくは２，０００ｋｇ以下、より更に好ましくは１，０００ｋｇ以下、より更に好ましくは５００ｋｇ以下添加する。本発明の植物生育促進剤を散布する場合も、土壌１００質量部あたりの添加量が前記範囲となっていてもよい。【００６０】
＜本発明のその他の態様＞
本発明は、リグノセルロース系バイオマスを含有する土壌団粒化剤であって、
前記リグノセルロース系バイオマスは、リグニン含有量が４０質量％以上６０質量％以下であり、且つ水に対する接触角が５０°以下である、土壌団粒化剤に関する。
また、本発明は、リグノセルロース系バイオマスを含有する土壌団粒化剤であって、
前記リグノセルロース系バイオマスは、リグニン含有量が４０質量％以上６０質量％以下であり、且つ水に対する接触角が５０°以下である、土壌団粒化剤を、土壌と混合する、土壌の団粒化方法に関する。
また、本発明は、リグノセルロース系バイオマスを含有する土壌団粒化剤であって、
前記リグノセルロース系バイオマスは、リグニン含有量が４０質量％以上６０質量％以下であり、且つ水に対する接触角が５０°以下である、土壌団粒化剤を、土壌と混合する、土壌造粒物の製造方法に関する。
本発明の土壌団粒化剤、土壌の団粒化方法及び土壌造粒物の製造方法において、リグノセルロース系バイオマスの具体例及び好ましい態様などは、それぞれ、本発明の植物生育促進剤、植物生育促進剤の製造方法及び植物の育成方法と同じである。また、本発明の植物生育促進剤、植物生育促進剤の製造方法及び植物の育成方法で述べた事項は、本発明の土壌団粒化剤、土壌の団粒化方法及び土壌造粒物の製造方法に適用することができる。【００６１】
本発明は、リグニン含有量が４０質量％以上６０質量％以下であり、且つ水に対する接触角が５０°以下であるリグノセルロース系バイオマスの、植物生育促進剤としての使用に関する。
また、本発明は、リグニン含有量が４０質量％以上６０質量％以下であり、且つ水に対する接触角が５０°以下であるリグノセルロース系バイオマスの、植物生育促のための使用に関する。
また、本発明は、リグニン含有量が４０質量％以上６０質量％以下であり、且つ水に対する接触角が５０°以下であるリグノセルロース系バイオマスの、土壌団粒化剤としての使用に関する。
また、本発明は、リグニン含有量が４０質量％以上６０質量％以下であり、且つ水に対する接触角が５０°以下であるリグノセルロース系バイオマスの、土壌の団粒化のための使用に関する。
本発明のこれらの使用において、リグニン含有量が４０質量％以上６０質量％以下であり、且つ水に対する接触角が５０°以下であるリグノセルロース系バイオマスの具体例及び好ましい態様などは、それぞれ、本発明の植物生育促進剤、植物生育促進剤の製造方法及び植物の育成方法と同じである。また、本発明の植物生育促進剤、植物生育促進剤の製造方法及び植物の育成方法で述べた事項は、本発明のこれらの使用に適用することができる。【００６２】
実施例
本発明品の植物生育促進剤を以下のように製造した。
＜製造例１＞
１ｍｍ径の金型篩をパスしたパームヤシ硬質殻（ＰＫＳ）（パームカーネルシェル、株式会社省電舎）を、乾燥質量として３０ｇガラス瓶に入れ、固形分含有量が４０質量％になるように、０．８質量％水酸化ナトリウム水溶液を加えた。ガラス瓶をオートクレーブで、１００℃、１時間加熱して反応物を得た。得られたスラリーに対し、１Ｍ硫酸水を用いてｐＨ７になるまで中和を行った後、８０℃で熱乾燥し、植物生育促進剤の本発明品１を得た。本例では、原料バイオマスであるＰＫＳ１００質量部に対して、０．８質量％水酸化ナトリウム水溶液の添加量が１５０質量部、ＮａＯＨの添加量が１．２質量部であった。【００６３】
＜製造例２＞
製造例１と同様に、ただし、原料バイオマスをココヤシのコイアダストに変更し、植物生育促進剤の本発明品２を製造した。【００６４】
＜製造例３＞
原料バイオマスであるＰＫＳの固形分含有量が２０質量％になるように、１．６質量％水酸化ナトリウム水溶液を加えた以外は製造例１と同様に処理を行い、植物生育促進剤の本発明品３を製造した。【００６５】
＜製造例４＞
パームヤシ硬質殻（ＰＫＳ）（パームカーネルシェル、株式会社省電舎）（含水率２．３％、リグニン含有量４８．８質量％）をミニスピードミル『ＭＳ−０５』（ラボネクト株式会社製）中に投入し、２０秒間粉砕を５回行った。得られた粉砕物を篩い分けし、５００μｍ径の金型篩を通過し、３５５μｍ径の金型篩に残ったものを植物生育促進剤の本発明品４とした。【００６６】
＜製造例５、６、７＞
製造例４と同様に、ただし、原料バイオマスをピーチ種子殻、又はプルーン種子殻又はスモモ種子殻に変更し、植物生育促進剤の本発明品５、６、７を製造した。【００６７】
＜製造例８〜１０＞
製造例３と同様に、ただし、原料バイオマスをウメ種子殻、ピーナッツ種子殻、又はクルミ種子殻に変更し、植物生育促進剤の本発明品８〜１０を製造した。【００６８】
比較品の植物生育促進剤１は、リグニンスルホン酸Ｃａ塩（リグノスーパーＤ、河野新素材開発株式会社製）をそのまま用いた。
また、比較品の植物生育促進剤２、３は、製造例３と同様に、ただし、原料バイオマスの種類及び処理条件を表１の通りとして、製造した。
また、比較品の植物生育促進剤４は、製造例２のコイアダストをそのまま用いた。【００６９】
表１に、以下の実施例及び比較例で用いた、植物生育促進剤の本発明品及び比較品について、各原料バイオマス中のリグニン含有量、処理条件などを示した。リグニン含有量は、クラーソン・リグニン法によって求めた。すなわち、ＴＡＰＰＩ公式分析法Ｔ２２２ｏｍ−８３に従って、酸不溶性リグニン率と酸可溶性リグニン率の和で全体のリグニン含有量を算出した。【００７０】
なお、前記製造例及び比較製造例の条件では、原料バイオマス中のリグニン含有量は、処理後もほとんど変動しないため、便宜的に、原料バイオマス中のリグニン含有量を、処理後のバイオマス中のリグニン含有量、すなわち、植物生育促進剤として用いたバイオマス中のリグニン含有量とした。【００７１】
【表１】
0006498853.tif 000002
【００７２】
表中、処理条件のＮａＯＨ水溶液の添加量及びＮａＯＨの添加量は、それぞれ、原料バイオマス１００質量部に対する質量部である。【００７３】
＜評価＞
（１）土壌造粒物の耐水性評価
植物生育促進剤と土壌とを混合して出来た、混合造粒物の耐水性について評価した。
土壌として、佐賀県の田土（沖積土）を採取したものを目開き２ｍｍの篩に通し、粗大な粒子や石、礫を除いたものを使用した。
土壌を１００ｍＬポリカップに投入し、植物生育促進剤を土壌１００質量部に対して表２の添加量となるように投入した。さらに土壌に対して３０質量％となるように水を投入し、手動で約３分間撹拌後、得られた土壌造粒物の中から直径１〜３ｍｍのものを土壌造粒サンプルとした。得られた土壌造粒サンプルを高さ５ｃｍまで水を張ったディスポガラス試験管（１３ｍｍ×１００ｍｍ、ＩＷＡＫＩ社製）内に投入し、土壌造粒物が崩壊するまでの時間を測定した。測定は各試験、反復数５回とし、その平均値を表２に示した。なお、表中、植物生育促進剤の添加量は、土壌１００質量部に対する質量部である（以下同様）。【００７４】
（２）ダイズの生育試験
植物生育促進剤を土壌に添加してダイズに適用した場合の、ダイズの生長促進効果について評価した。
土壌として、荒木田土（コーナン商株式会社より購入）を目開き２ｍｍの篩に通し、粗大な粒子や石、礫を除いたものを使用した。
土壌を電動ミキサー〔ドラム容量６３Ｌ、『ＳＳ１００−６３』（株式会社シンセイ）〕に投入し、植物生育促進剤を土壌１００質量部に対して０．１質量部となるように投入した。さらに土壌に対して２０質量％となるように水を投入し、約５分間撹拌後、得られた混合物を土壌サンプルとした。土壌サンプルを育苗用ポリエチレン製ポット（直径１２ｃｍ）に投入し、１０ａあたりＮ／Ｐ／Ｋ＝６ｋｇ／６ｋｇ／６ｋｇとなるように施肥を行い、別途、子葉展開期まで揃えて生育させたダイズ（品種フクユタカ、岩倉種苗）を本ポットに植え替えた。植え替え後、約３週間後にダイズ苗を取出して水洗し、地下部の乾燥質量を測定した。反復数は８個とし、その平均値を求めた。各平均値は、それぞれの対照の値を１００とする相対値で表３に示した。なお、対照は、植物生育促進剤を用いずに実施したもの（表３では比較例２−１）である。表３の相対値が大きいことは、収穫までの生育性が良好であることを意味し、作物の収量増加が期待される。【００７５】
（３）土壌硬化度の測定
土壌として、荒木田土（コーナン商株式会社より購入）を目開き２ｍｍの篩に通し、粗大な粒子や石、礫を除いたものを使用した。
土壌を電動ミキサー〔ドラム容量６３Ｌ、『ＳＳ１００−６３』（株式会社シンセイ）〕に投入し、植物生育促進剤を土壌１００質量部に対して０．１質量部となるように投入した。さらに土壌に対して２０質量％となるように水を投入し、約５分間撹拌後、得られた混合物を土壌サンプルとした。
土壌サンプル（９００ｇ）を育苗用ポリエチレン製ポット（直径１２ｃｍ）に投入した。本ポットを屋外に放置し、天水及び２日ごとにガーデンマスター噴霧機（ＫＯＳＨＩＮ製）を用いて５００Ｌ／ａの水を散布した。３週間後、本土壌サンプルの硬度を測定した。土壌サンプルの硬度測定は、山中式土壌硬度計（株式会社藤原製作所：標準型土壌硬度計Ｎｏ．３５１）を用いて行った。
前記土壌硬度計の取扱説明書に従い、土壌硬度計の先端コーンを鍔と土壌サンプルの表面が当たるまで差し込み、ゆっくりと引き抜いた。その際の目盛の指数（ｍｍ）を読み取り、次式にて支持力強度（ｋｇ／ｃｍ２）に換算した。支持力強度を土壌硬度として反復５回の平均値を表３に示した。
Ｐ＝〔１００Ｘ〕／〔０．７９５２（４０−Ｘ）２〕
Ｐ：支持力強度（ｋｇ／ｃｍ２）
Ｘ：指数（ｍｍ）【００７６】
【表２】
0006498853.tif 000003
【００７７】
【表３】
0006498853.tif 000004
【要約】
本発明は、リグノセルロース系バイオマスを含有する植物生育促進剤であって、前記リグノセルロース系バイオマスは、リグニン含有量が４０質量％以上６０質量％以下であり、前記リグノセルロース系バイオマスは、水に対する接触角が５０°以下である、植物生育促進剤である。