(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水田土壌中の重金属汚染管理技術分野における水田土壌中硫酸塩還元菌の活性を活かす重金属カドミウム鈍化剤の製造方法であって、
重金属カドミウム鈍化剤は、電子ドナーと電子シャトルからなり、電子ドナーと電子シャトルの質量比は、（１：３）〜（１：８）であり、
前記電子ドナーは、酢酸、乳酸、ブドウ糖のうちの少なくとも１種であり、
前記電子シャトルは、９，１０−アントラキノン−２，６−ジスルホン酸ナトリウム、大分子腐植質、及び固体類腐植質生物炭の混合物であり、
前記９，１０−アントラキノン−２，６−ジスルホン酸ナトリウム、大分子腐植質、及び固体類腐植質生物炭の質量比は、（１：２．５：５）〜（１：５：１０）であり、
前記大分子腐植質としては、フルボ酸、フミン酸、及びフミンのうちの少なくとも１種であり、
前記固体類腐植質生物炭の調製方法として、生物質を乾燥し破壊してから、窒素保護雰囲気の下で、３００℃〜５００℃までに昇温してから８時間〜１０時間に温度保持し、そして加熱を停止し、引き続き窒素保護雰囲気下で冷却して粉砕し、ふるいにかけ、前記固体類腐植質生物活性炭を得る、
ことを特徴とする水田土壌中の重金属汚染管理技術分野における水田土壌中の硫酸塩還元菌の活性を活かす重金属カドミウム鈍化剤の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の製造方法で製造された重金属カドミウム鈍化剤を、結合剤を用いてラッピングペレット化し、顆粒化重金属カドミウム鈍化剤を得て、他の肥料と混合して一緒に適用し、又は、単独で適用し、
前記顆粒化重金属カドミウム鈍化剤の粒子径は３〜５ｍｍであり、
前記結合剤はリグニン、デンプン、デキストリン、キチン、キトサン、コラーゲン、ゼラチン、シルク又はアルギン酸塩の中の少なくとも１種であり、
前記結合剤と前記水田土壌中の硫酸塩還元菌の活性を活かす重金属カドミウム鈍化剤との質量比は、（１：３０）〜（１：１５０）である、
ことを特徴とする重金属カドミウム鈍化剤の水田土壌中の重金属汚染管理技術分野における使用方法。
【請求項３】
前記請求項１に記載の製造方法で製造された重金属カドミウム鈍化剤をその他の肥料と混合して一緒に適用する、
ことを特徴とする重金属カドミウム鈍化剤の水田土壌中の重金属汚染管理技術分野における使用方法。
【請求項４】
請求項１に記載の製造方法で製造された重金属カドミウム鈍化剤の適用時期として、田植えの５〜１０日前に基肥として適用するか、水稲分蘖末期の中干し時に追肥として適用するか、あるいは上記の二つの時期のそれぞれにおいて適用し、
前記重金属カドミウム鈍化剤の使用の量は５０〜３００キログラム／ムーであり、
前記田植えの５〜１０日前における基肥としての適用は、田植え前に田んぼを犁熊手で均一に耙耕してから適用し、そして、重金属カドミウム鈍化剤を適用後に水田を３ｃｍ以上に浸水し、１５日以上に浸水を保時しなければならなく、
前記水稲分蘖末期の中干し時における追肥としての適用は、前記重金属カドミウム鈍化剤を稲の葉ではなくその根の周りに振りかけ、その時の畑が乾きすぎないようにし、土壌の水分が飽和含水量の７０％を超えることとし、土壌の水分が不足の場合は適当に灌漑し、そして、前記重金属カドミウム鈍化剤を適用してから３日以内に水田を５ｃｍ以上に浸水して５日以上に浸水を保つ、
ことを特徴とする重金属カドミウム鈍化剤の水田土壌中の重金属汚染管理技術分野における使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環境保護分野に属し、特に水田土壌中の硫酸塩還元菌の活性を活かす重金属カドミウム鈍化剤及びその応用に関する。
【背景技術】
【０００２】
２０１４年に環境保護省と国土資源省は、「中国における土壌汚染状況に対する調査報告」を発表して、全国土壌中のカドミウム、銅、鉛、亜鉛及びニッケルのような５種の２価のカチオン重金属の超標準率は、それぞれ７.０％、２.１％、１.５％、０.９％及び４.８％であった。そして、耕作可能土地の超標準率は１９.４％であって、そのなか、わずか超過、軽度汚染、中度汚染、重度汚染の比率は、それぞれ１３.７％、２.８％、１.８％、及び１.１％であった。主な汚染物質は、カドミウム、ニッケル、銅、鉛などであった。土壌カドミウムなど重金属の汚染管理は、中国にとって直面する主要な環境問題であり、水田土壌のカドミウム汚染問題が特に突出している。
【０００３】
わが国では、水田カドミウム汚染が大規模に存在し、米のカドミウム含有量を減らすために、大規模に適用可能、低コスト、農作業に影響のない技術の開発が急務である。実際、水田中のカドミウムなどの重金属の作用工程は、水−土壌−空気−生物の共同作用の地表プロセスであり、多くの要素の生体地球化学的挙動がこのプロセスに影響する。そのうち、硫黄元素（Ｓ）は水田で人工的に導入する最も豊富な活性元素であり、鉄元素（Ｆｅ）は水田で最も活性化している高金属量元素である。微生物は、水田中のＳ及びＦｅの形態を転換させ、重金属の形態転換を引き起こすための主要な推進力である。水田土壌中の硫黄元素及び鉄の生物地球化学的循環は、カドミウムの形態及び生物有効性に影響し、カドミウムと硫黄、鉄元素のサイクルにおける生物地球化学の基本的な科学的問題の理解及び応用価値のある製品の開発から、水田カドミウムの移動性と生物意有効性を減らし、米に吸収されるカドミウムを減らし、米カドミウムの安全性を向上させることは、実現可能な技術的アイデアであり、我が国の水田の大規模なカドミウム汚染を抑制する重要な方法でもある。
【０００４】
硫黄元素は、重金属カドミウムの活性及び生物有効性に著しく影響する。また、硫黄元素は土壌中の重要な活性成分であり、その地球化学的過程は非常に活発である。土壌中の硫黄元素は、−２から＋６の異なる原子価状態を有し、主に、Ｓ２−、ＳＯ、ＳＯ４２−、Ｓ２Ｏ３２−、及びＳ４Ｏ６２−など形態を含む。土壌に入るＳＯ４２−は急速に嫌気的条件下でＳ２−に還元され、Ｓ２−は金属イオンと硫化物を形成し重金属を安定化させる役割を果たすことができるが、土壌中で硫黄が酸化されＳＯ４２−を生成する際に、大量のＨ+が生成され、重金属が活性化されてしまう（Ｃｈｅｎ  ｅｔ  ａｌ、２００２）。したがって、土壌中の硫黄元素の酸化―還元プロセスは、土壌中の重金属の溶解−沈殿を制御するための重要なメカニズムである。土壌微生物は硫酸塩の源―シンクにおいて中心的な役割を果たし、様々な微生物間の相互作用は土壌硫酸塩含量の重要な調節因子となっている（Ｗａｉｎｗｒｉｇｈｔ、１９８４）。
【０００５】
最近、Ｍｕｅｈｅらによれば、Ｇｅｏｂａｃｔｅｒ  ＳＰ．Ｓｔｒａｉｎ  Ｃｄ１を単離して、該菌株は、Ｃｄ含有酸化鉄鉱物を還元及び溶解することができ、また、該菌株によって酸化鉄還元後、放出されたＣｄは、二次酸化鉄鉱物に固定化され得る。この研究によれば、鉄還元中に、酸化鉄鉱物の再結晶化によってＣｄの再固定化も促進されることを示している。Ｃｏｏｐｅｒらは、この過程において、酸化鉄の再結晶中に土壌中の自由形態の二価重金属（Ｃｄ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｚｎ）を二次鉱物構造中に固定でき、重金属は構造化され固定し解毒されることを見出した。
【０００６】
上記の原理分析によれば、土壌中の硫酸塩還元菌など微生物活性を活かすことによって、水田土壌中の硫黄及び鉄の還元を促進し、次いでカドミウムを固定することができる。土壌中の硫酸塩還元菌など微生物の活性は、土壌中の電子ドナー、電子シャトルなどに関連する。水田土壌に電子ドナー及び電子シャトルを加えることによって、硫酸塩還元菌のような微生物の活性を効果的に活性化することができる。
【０００７】
電子ドナーとは、硫酸塩還元菌など微生物の増殖に必要な低分子有機炭素材料である。電子シャトルは、微生物と鉱物の間に電子を輸送する担体を指す。電子シャトルは、細胞外呼吸微生物から電子を取り出して還元した後、電子受容体（鉱物、例えば酸化鉄）に電子を移動させながら酸化させ、この過程中にシャトル自体の構造は比較的に安定していて消費されることがない。鉄還元と硫黄還元を促す微生物のほとんどは、細胞外呼吸機能を有し、そのため、電子シャトルは、鉄還元及び硫黄還元微生物を活性化し、水田土壌の鉄還元及び硫黄還元のプロセスを促進することができる。
【０００８】
電子シャトルは、キノン構造を有する小分子であり腐植質と同様の特性を有するキノン、大分子腐植質、及び固体類腐植質生物炭を含む。小分子ベンゾキノン類腐植質ＡＱＤＳ（９，１０−アントラキノン−２，６−ジスルホン酸ナトリウム）の標準酸化還元電位は、−０.１８４Ｖであり、その他のキノン構造を有する腐植質の標準酸化還元電位は、約−０.５〜−０.００３Ｖである。これらの値は、硝酸塩還元、硫酸塩還元、及び鉄還元の標準酸化還元電位よりも低い。ほとんどの場合、腐植質及び類腐植質は、硝酸塩、硫酸塩及び酸化鉄により前に電子を獲得し、獲得した電子を硝酸塩、硫酸塩及び酸化鉄を含む他の電子受容体に移動させることができる。したがって、腐植質及び類腐植質は、元素の生物地球化学サイクル中に電子シャトルとして作用する。腐植質は、土壌有機物の重要な成分であり、水溶液中における溶解特性によって腐植を下記３つの比較的均質な成分に分けられる：（１）フルボ酸（Ｆｕｌｖｉｃ  Ａｃｉｄ，ＦＡ，フルビック酸と称することもある）、酸に溶解可能しアルカリにも溶解可能；（２）フミン酸（Ｈｕｍｉｃ  Ａｃｉｄ，ＨＡ）、アルカリ溶液にのみ溶解可能し、アルカリ抽出液が酸化される場合沈殿する；（３）フミン（Ｈｕｍｉｎ，ＨＭ）、酸にもアルカリにも溶解不可。腐植質分子構造には、大量な活性官能基、例えばカルボキシル、アルコール性ヒドロキシル及びフェノール性ヒドロキシルなどが含まれ、環境に侵入するＣｕ、Ｃｄ、Ｐｄ、Ｚｎ、Ｈｇなどの有毒金属と複合することができ、最も重要なのは、腐植質にあるキノン構造が、それが酸化還元活性を有する天然有機化合物であることを決定した。固体類腐植質生物炭の表面に、大量なフェノール基、キノン基、芳香族基を有し、いずれも電子移動に関与する重要な反応部位である。キノン基は、電子輸送に寄与する最も重要な電子輸送活性部位であり、その電子伝達率は約７０％であり、非キノン部位による電子伝達率は約３８％である。
【０００９】
以上の分析に基づいて、上記の電子シャトルは、硫酸塩還元菌や鉄還元細菌などの微生物を活性化する機能を有し、上記のものを利用し硫酸塩還元菌などの微生物の活性化を行い、硫黄と鉄元素サイクルとカドミウム結合による固定鈍化関係を利用し、水田カドミウムの移動性を低減させる技術手段と新製品を研究開発し、元素サイクルの生物地球化学観点から、水田土壌におけるカドミウム鈍化に関連する機能性微生物の活性を規制し、水田土壌におけるカドミウム移動性を低下させ、水田におけるカドミウム汚染の抑制を達成することができる。我が国の大規模な農地での重金属汚染の管理には大きな意味がある。
【発明の概要】
【００１０】
従来技術の欠点を克服するために、本発明の一目的としては、水田土壌中の硫酸塩還元菌の活性を活かす重金属カドミウム鈍化剤を提供することであって、該重金属カドミウム鈍化剤は、水田土壌中の硫酸塩還元菌など微生物の活性を活かすことができ、カドミウムの吸着と固定化を促進し、米中の重金属カドミウムの含有量を効果的に減少させ、中度または軽度汚染の水田が標準を満たす生産を達成することができる。
【００１１】
本発明の他の目的として、上記の重金属カドミウム鈍化剤の調製方法を提供することである。
【００１２】
本発明のさらに別の目的として、上記の重金属カドミウム鈍化剤の応用を提供することである。
【００１３】
本発明の第四の目的として、水田土壌中硫酸塩還元菌の活性を活かすことによる重金属カドミウムの鈍化方法を提供し、該方法によれば、水田土壌の隙間にある水中の重金属カドミウム濃度を低下させ、置換可能状態の重金属を固定状態の重金属に転化させることができる。
【００１４】
上記の本発明の目的は、下記の技術案を通じて実現する。
電子ドナーのみではなく、電子シャトルのみ、又は電子シャトルと電子ドナーからなる水田土壌中の硫酸塩還元菌の活性を活かす重金属カドミウム鈍化剤。
【００１５】
前記水田土壌中の硫酸塩還元の活性を活かす重金属カドミウム鈍化剤は、電子ドナーと電子シャトルからなり、電子ドナーと電子シャトルの質量比は（１：３）〜（１：８）である。
【００１６】
前記電子ドナーとは、硫酸塩還元菌などの微生物の増殖に必要な低分子有機炭素材料である。
【００１７】
前記電子ドナーは、有機酸類、アルコール類、糖類及び他の大分子炭水化物類のうちの少なくとも１種であることが好ましい。
【００１８】
前記有機酸は、酢酸、プロピオン酸、クエン酸、乳酸、酒石酸のうちの少なくとも１種であることが好ましい。
【００１９】
前記アルコールは、エタノール、プロパノール等のうちの少なくとも１種であることが好ましい。
【００２０】
前記糖類は、グルコース、スクロース等のうちの少なくとも１種であることが好ましく、
前記他の大分子炭水物類は、デンプン、ハチミツ等のうちの少なくとも１種であることが好ましい。
【００２１】
前記電子供与体は、酢酸、乳酸、グルコースのうちの少なくとも１種であることがより好ましい。
【００２２】
前記電子シャトルは、小分子であり腐植質と同様の特性を有するキノン、大分子腐植質、又は固体類腐植質生物炭のうちの少なくとも１種である。
【００２３】
前記電子シャトルは、小分子であり腐植質と同様の特性を有するキノン、大分子腐植質、及び固体類腐植質生物炭の混合物であることが好ましい。
【００２４】
前記小分子であり腐植質と同様の特性を有するキノン、大分子腐植質、及び固体類腐植質生物炭の質量比は、（１:２．５:５）〜（１:５:１０）であることが好ましい。
【００２５】
前記小分子であり腐植質と同様の特性を有するキノンは、９，１０−アントラキノン−２，６−ジスルホン酸ナトリウムであることが好ましい。
【００２６】
前記大分子腐植質としては、フルボ酸、フミン酸、及びフミンのうちの少なくとも１種であることが好ましい。
【００２７】
前記固体類腐植質生物炭の調製方法としては、生物質を乾燥し破壊して、窒素保護雰囲気の下で、３００℃？〜５００℃までに昇温してから８時間〜１０時間、温度を保持し、そして加熱を停止し、引き続き窒素保護雰囲気下で冷却して粉砕し、ふるいにかけ、前記固体類腐植質生物活性炭を得ることを含む。
【００２８】
前記生物質は、ハーブ又は木本植物の根、茎及び葉のうちの少なくとも１種である。
【００２９】
前記生物質を乾燥し粉砕した後の粒度は、５ｃｍ未満であることが好ましい。
【００３０】
前記ふるいかけは、６０〜２００目のメッシュのふるいにかけることが好ましい。
【００３１】
前記固体類腐植質生物活性炭の固定炭素含は、５５％以上であり、ｐＨ値は７〜９である。
【００３２】
前記水田土壌中の硫酸塩還元菌の活性を活かす重金属カドミウム鈍化剤の調製方法であって、前記水田土壌中の硫酸塩還元菌の活性を活かす重金属カドミウム鈍化剤の組成成分を混合し、水田土壌中の硫酸塩還元菌の活性を活かす重金属カドミウム鈍化剤を得ることを含む。
【００３３】
顆粒化重金属カドミウム鈍化剤であって、前記水田土壌中の硫酸塩還元菌の活性を活かす重金属カドミウム鈍化剤と結合剤を含む。
【００３４】
前記顆粒化重金属カドミウム鈍化剤の調製方法であって、
前記水田土壌中の硫酸塩還元菌の活性を活かす重金属カドミウム鈍化剤を、結合剤を用いてラッピングペレット化し、顆粒化重金属カドミウム鈍化剤を得ることを含むことが好ましい。
【００３５】
前記顆粒化重金属カドミウム鈍化剤の粒子径は３〜５ｍｍであり、
前記結合剤はリグニン、デンプン、デキストリン、キチン、キトサン、コラーゲン、ゼラチン、シルク又はアルギン酸塩など高分子材料のうちの少なくとも１種であり、前記結合剤と前記水田土壌中の硫酸塩還元菌の活性を活かす重金属カドミウム鈍化剤との質量比は（１:３０）〜（１:１５０）であり、好ましくは（１:８０）〜（１:１１０）である。
前記水田土壌中の硫酸塩還元菌の活性を活かす重金属カドミウム鈍化剤又は前記顆粒化重金属カドミウム鈍化剤の重金属汚染管理技術分野における応用。
【００３６】
水田土壌中の硫酸塩還元菌の活性を活かことによる重金属カドミウムの鈍化方法であって、下記のことを含む。
水田土壌中の硫酸塩還元菌の活性を活かす重金属カドミウム鈍化剤を単独で適用するか、又は他の肥料と混合して一緒に適用する。好ましくは、単独で適用する。
【００３７】
前記重金属カドミウム鈍化剤の適用時期として、田植えの５〜１０日前に基肥として適用するか、水稲分蘖末期の中干し時に追肥として適用するか、あるいは上記の二つの時期のそれぞれにおいて適用する。
【００３８】
前記重金属カドミウム鈍化剤の使用量は、５０〜３００ｋｇ／ムーである。好ましいくは、カドミウム汚染程度によって決定し、軽度カドミウム汚染水田の管理（土壌カドミウムは１.０ｍｇ／ｋｇ以下であり、米中カドミウムは０.４ｍｇ／ｋｇ以下である）として、使用量は５０〜１５０ｋｇ／ムーとなり、中度カドミウム汚染水田の管理（土壌カドミウムは１.０ｍｇ／ｋｇ以下であり、カドミウムは０.４〜０.６ｍｇ／ｋｇである）として、使用量は１００〜３００ｋｇ／ムーとなる。
【００３９】
前記重金属カドミウム鈍化剤は、顆粒化重金属カドミウム鈍化剤であることが好ましい。
【００４０】
前記田植えの５〜１０日前に基肥としての適用は、下記のことを含む。田植え前で田んぼを犁熊手で均一に耙耕してから適用し、そして、重金属カドミウム鈍化剤を適用後に水田を３ｃｍ以上に浸水し、１５日以上に浸水を保持しなければならない。
【００４１】
前記水稲分蘖末期の中干し時に追肥としての適用は、下記のことを含む。前記重金属カドミウム鈍化剤を稲の葉ではなくその根の周りに振りかけ、その時の畑を乾きすぎないようにし、土壌の水分が飽和含水量の７０％を超えることとし、土壌の水分が不足の場合は適当に灌漑し、そして、前記重金属カドミウム鈍化剤を適用してから３日以内に水田を５ｃｍ以上に浸水して５日以上浸水を保つ。
【００４２】
本発明の原理：本発明は、水田土壌に適用することによって硫酸塩還元菌の活性を活かせることができる重金属カドミウム鈍化剤を提供し、該鈍化剤を適用することで硫酸塩還元菌の活性が激しく活かされ、土壌中硫黄と鉄の還元プロセスを加速させるとともに、カドミウムがカップリングされ固定され、土壌間隙水中のカドミウムの含有量を減らし、置換可能なカドミウム濃度を減少させ、カドミウムの固定状態への転換を促進し、よって、米のカドミウムに対する吸収と蓄積を減少させる。そのカドミウム鈍化の作用メカニズムとして、下記のことを含む。
（１）腐植質による硫酸塩の還元及び及びカドミウムとカップリング化並びにカドミウムの固定するメカニズム：腐植質は、水田土壌の硫酸塩のＳ２−への還元を促進し、硫化カドミウム鉱物の形成を促進し、カドミウム固定を促進する。
（２）腐植質による鉄の還元及びカドミウムとカップリング化並びにカドミウムを固定するメカニズム：腐植質は微生物によって還元され、還元態の腐植質はその電子を酸化鉄へ搬送し、よって微生物による鉄の還元速度を著しく高めることができる。また、酸化鉄が還元し溶解されて、それに続く二次鉱化プロセスにともなってカドミウムが固定される。また、本発明は、該機能性鈍化剤の適用法、適用期間、適用量、及び適用際の注意事項などを含む特別な適用技術によって該鈍化剤を適用することで、硫酸塩還元菌などの微生物活性を更に活性化し、米のカドミウムに対する吸収と蓄積を更に減らすことができる。
【００４３】
本発明は、従来技術と比較して、下記のメリットと効果を有する。
（１）本発明は、水田土壌に適用することによって硫酸塩還元菌など微生物の活性を活かすことができる重金属カドミウム鈍化剤を提供し、該鈍化剤を適用することで硫酸塩還元菌など微生物の活性が激しく活かされ、土壌中の硫黄と鉄の還元プロセスを加速させるとともに、カドミウムがカップリングされ固定され、土壌間隙水中のカドミウムの含有量を減らし、交換可能なカドミウム濃度を減少させ、カドミウムの固定状態への変換を促進し、よって、米のカドミウムに対する吸収と蓄積を減少させる。
（２）酸塩基中和及び吸着固定に基づく鈍化技術と比較すれば、本発明は、硫酸塩還元菌及び鉄酸化物還元菌など機能性微生物の作用メカニズムに基づき、本発明により提供される鈍化剤を少量適用することで硫酸塩還元菌機能性微生物の活性を調整することができ、カドミウムを鈍化させる機能を達成することができる。中度汚染の水田について、本発明の重金属カドミウム鈍化剤の適用量は、わずか５０〜３００ｋｇ／ムーである。吸着固定に基づく鈍化技術の使用量よりもはるかに少なく、処理コストを低減することができる。
【００４４】
（３）本発明は、硫酸塩還元菌の活性を活かす役割を果たすために、異なる硫酸塩還元菌など微生物の低分子有機炭素源に対する依存性に基づいて、電子ドナーの組成、電子ドナーと電子シャトルの最適化された組合せを確定し、重金属カドミウム鈍化剤を調製した。適用後の土壌微生物活性は長期的に比較的高い活性を維持することができ、よって鈍化効果を持続的に発揮することができる。
【００４５】
（４）本発明によって提供される重金属カドミウム鈍化剤の供給源は広く、製造プロセスも簡単であり、大規模な工場生産が可能である。
【００４６】
（５）本発明によって提供される水田中カドミウムの鈍化方法は、農業生産を妨害することなく、広い範囲に普及しやすく、水田中の重金属カドミウムを鈍化し、米中カドミウム等の重金属の含有量を効果的に低減し、軽度重金属カドミウム汚染の水田を安全生産基準に達成させる技術的方法である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】図１は、フィールド試験による軽度汚染水田に対する異なる重金属カドミウム鈍化剤で処理した後における米中のカドミウム含有量の測定結果の分析図である。
【図２】図２は、フィールド試験による中度汚染水田に対する異なる重金属カドミウム鈍化剤で処理した後における米中のカドミウム含有量の測定結果の分析図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
以下、添付図面を参照して本発明をさらに詳細に説明するが、本発明の実施態様はこれに限定されるものではない。
【００４９】
（実施例１）電子シャトル型機能性鈍化剤の調製
小分子であり腐植質と同様の特性を有するキノンＡＱＤＳ（９，１０−アントラキノン−２，６−ジスルホン酸ナトリウム）、大分子腐植質（フルボ酸とフミン酸（質量比１：１）の混合物）、及び固体類腐植質生物炭を、質量比１：５：１０で均一に混合し、水田土壌中の硫酸塩還元菌の活性を活かす重金属カドミウム鈍化剤を獲得した。
【００５０】
その中、固体類腐植質生物炭の調製プロセスは、下記の通りであった。
わらを乾燥してから５ｃｍ未満に粉砕して、窒素雰囲気下で３００℃に加熱してからさらに１０時間温度を保持して、加熱を停止して、引き続き窒素雰囲気下で室温まで冷却して、それから再度粉砕して６０メッシュのふるいをかけて、固定炭素含有量５８.２％、ｐＨ８.１の固体類腐植質生物炭を得た。
【００５１】
（実施例２）電子ドナーとシャトルの両方を有するタイプ重金属カドミウム鈍化剤の調製
（１）質量比１：１：２：１のエタノール、乳酸、グルコース、デンプンを均一に混合して、電子ドナーを得た。
（２）質量比１：２．５：５の小分子であり腐植質と同様の特性を有するキノンＡＱＤＳ（９，１０−アントラキノン−２，６−ジスルホン酸ナトリウム）、大分子腐植質、及び固体類腐植質生物炭を均一に混合して、電子シャトルを得た。
（３）前記ステップ（１）で得た電子ドナーと前記ステップ（２）で得た電子シャトルとを、質量比１：３で均一に混合して、水田土壌中ｍｐ硫酸塩還元菌の活性を活かす重金属カドミウム鈍化剤を獲得した。
【００５２】
その中、固体類腐植質生物炭の調製プロセスは、下記の通りであった。
ヤシ糸を乾燥してから５ｃｍ未満に粉砕して、窒素雰囲気下で５００℃に加熱してからさらに８時間温度を保持して、加熱を停止して、引き続き窒素雰囲気下で室温まで冷却して、それから再度粉砕して２００メッシュのふるいをかけて、固定炭素含有量 ６７.７％、ｐＨ８.８の固体類腐植質生物炭を得た。
【００５３】
（実施例３）顆粒化の電子ドナーとシャトルの両方を有するタイプの重金属カドミウム鈍化剤の調製
（１）酢酸、乳酸、グルコースを１：１：２の質量比で均一に混合して、電子ドナーを得た。
（２）質量比１：４：８の小分子であり腐植質と同様の特性を有するキノンＡＱＤＳ（９，１０−アントラキノン−２，６−ジスルホン酸ナトリウム）、大分子腐植質（フルボ酸：フミン酸：フミンの質量比１：１：１の混合物）、及び固体類腐植質生物炭を均一に混合して、電子シャトルを得た。
（３）前記ステップ（１）で得た電子ドナーと前記ステップ（２）で得た電子シャトルを、質量比１：３で均一に混合して、水田土壌中の硫酸塩還元菌の活性を活かす重金属カドミウム鈍化剤（電子ドナーとシャトルの両方を有するタイプの重金属カドミウム鈍化剤）を獲得した。
【００５４】
その中、固体類腐植質生物炭の調製プロセスは、下記の通りであった。
ヤシ糸とトウモロコシの茎を乾燥してから５ｃｍ未満に粉砕して、質量比１：１で均一に混合して、窒素雰囲気下で４５０℃に加熱してから、さらに８時間温度を保持して、加熱を停止して、引き続き窒素雰囲気下で室温まで冷却して、それから再度粉砕して１００メッシュのふるいにかけて、固定炭素含有量 ６０.５％、ｐＨ８.３の固体類腐植質生物炭を得た。
【００５５】
（４）顆粒化：質量比１：１：１：５のキトサン、ゼラチン、デキストリン及びデンプンを均一に混合して、結合剤を得た。そして、該結合剤とステップ（３）で調製した粉末状重金属カドミウム鈍化剤を異なる質量比で均一に混合して、上記混合物に対してその重量の３５％の水をスプレーして顆粒化させた後に、乾燥したら顆粒化重金属カドミウム鈍化剤を得た。その中、結合剤とステップ（３）で調製した粉末状重金属カドミウム鈍化剤の質量比は、それぞれ１:３０、１:１５０、１:１００であって、それに対応して、得られた顆粒化重金属カドミウム鈍化剤の粒子径はそれぞれ４.５±０.５ｍｍ、３.５±０.５ｍｍ、４±０.５ｍｍであった。
【００５６】
（実施例４）重金属カドミウム鈍化剤による土壌中の硫酸塩還元菌の活性を活かす効果を評価するポット試験
土壌試料は広東省汕頭にある砒素とカドミウム汚染土壌から採取した。土壌試料を自然乾燥した後に、不純物を除去して、粉砕してから１００メッシュのふるいにかけて、使用前に２週間浸水して土壌微生物活性を活性化させた。測定の結果、土壌のｐＨ値は７.３であって、その他の元素含有量は、下記の通りであった：ＴＯＣ １３.１ｇ／ｋｇ，ＣＥＣ １１.５ ｍｏｌ（＋）／ｋｇ，全カドミウム２.０１ ｍｇ／ｋｇ，全鉄３０.５ ｇ/ｋｇ，ＡＭ−Ｆｅ ０.４０３ｇ／ｋｇ，ＤＣＢ−Ｆｅ １７.３ｇ／ｋｇ，Ｃａ ５.５６ｇ／/ｋｇ，Ｍｇ ４.０６ｇ／ｋｇ，Ｋ １３.９ｇ／ｋｇ。
【００５７】
試験処理：各ポットに、１０ｋｇの土壌を装填し、それぞれ下記の試料を取った。
（１）対照群（ＣＫ）であって、いずれの重金属カドミウム鈍化剤も適用しなかった。
（２）実施例１の重金属カドミウム鈍化剤を１００ｇ／ポットで添加した（Ｔ１）。
（３）実施例２の重金属カドミウム鈍化剤を１００ｇ／ポットで添加した（Ｔ２）。
（４）実施例４の粒子径４±０.５ｍｍの重金属カドミウム鈍化剤を１００ｇ／ポットで添加した（Ｔ３）。
【００５８】
上記の試料について、いずれも３つのサンプルを採取した。また、各種の重金属カドミウム鈍化剤を添加してから１０日後に、稲を田植えした。そして、稲が３５日間生長した時点で、項萌らに報道された方法（項萌, 張国平, 李玲,その他. 広西省鉛 - アンチモン鉱山地域における土壌プロファイルと間隙水中の重金属汚染の分布規則性 ［Ｊ］．  環境科学, ２０１２, ３３（１）:２６６-２７２.）に基づいて、土壌間隙水を収集してカドミウム含有量を測定した。土壌間隙水の収集は、オランダのＥＩＪＫＥＬＫＡＭＰ社製のＲｈｉｚｏｎ土壌の間隙水サンプリング装置を用いて収集した。また、カドミウム含有量の測定は、Ｔｅｓｓｉｅｒらに報道された方法（Ｔｅｓｓｉｅｒ  Ａ，Ｃａｍｐｂｅｌｌ  Ｐ  Ｇ  Ｃ，Ｂｉｓｓｏｎ  Ｍ．Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ  ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ  ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  ｓｐｅｃｉａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  ｔｒａｃｅ  ｍｅｔａｌｓ［Ｊ］．  Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， １９７９, ５１(７):８４４-８５１.）に基づいて、１ ｍｏｌ・Ｌ−１のＭｇＣｌ２（ｐＨ７.０）を用いて交換可能なカドミウムを抽出して、劉▲ウェイ▼▲チィー▼らに報道された方法（劉▲ウェイ▼▲チィー▼（▲ウェイ▼王偏に韋の簡体字、▲チィー▼は王偏に奇）, 茆振川,楊宇紅,その他. １６Ｓ ｒＲＮＡ遺伝子ライブラリーを用いた土壌における細菌の多様性解析 ［Ｊ］． 微生物学ジャーナル, ２００８, ４８（１０）:１３４４−１３５０.）に基づいて、１６ＳｒＲＮＡ配列決定技術を用いて土壌中のｃｄｎａサンプルについて高スループット配列決定を行って、土壌微生物群集構造を測定した。そして、ＲＴ−ｑＰＣＲ技術を用いて硫酸塩還元菌、鉄還元細菌などの微生物の活性を測定した。また、米の収穫時に米試料を採取して、穀物中のカドミウム含有量を測定した。
【００５９】
表１に示すように、ポット土壌中で検出できたすべての活性硫酸塩還元菌は、プロテオバクテリア門（Ｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒ）デルタプロテオバクテリア綱（Ｄｅｌｔａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）に属し、その中、Ｄｅｓｕｌｆｕｒｏｍｏｎａｄａｌｅｓ, Ｄｅｓｕｌｆｏｂｕｌｂａｃｅａｅ, Ｄｅｓｕｌｆｏｖｉｂｉｏｎａｌｅｓは、優勢な活性硫酸塩還元微生物群である。本実施例１〜３で調製した重金属カドミウム鈍化剤の何れを適用しても、硫酸塩還元微生物群の豊度を増加させることができた。実施例１、２、３に調製した重金属カドミウム鈍化剤を適用した後に、デスルフォバクター（Ｄｅｓｕｌｆｏｂａｃｔｅｒ）目微生物の豊度が、それぞれ９.８９、１０.３９及び１０.９３倍増加して、Ｄｅｓｕｌｆｏｖｉｂｒｉｏ目微生物の豊度が、それぞれ９.２５、１３.７５及び２１.２５倍増加して、ＤｅｓｕｌｐｈａＴｅの豊度が、それぞれ１.９８、２.９１及び６.５２倍増加した。実施例１〜３で調製した様々な重金属カドミウム鈍化剤の硫酸塩還元菌など微生物活性に対する影響をさらに明確するために、ＲＴ−ｑＰＣＲ技術を用いて、Ｄｅｓｕｌｆｏｂａｃｔｅｒ、Ｄｅｓｕｌｆｏｖｉｂｒｉｏ、Ｄｅｓｕｌｆｕｒｏｍｏｎａｓ、又はＧｅｏｂａｃｔｅｒとＳｈｅｗａｎｅｌｌａを含む鉄還元菌によって転写したコピーについて定量分析を行って、Ｇｅｏｂａｃｔｅｒ（鑑定プライマーＧｅｏ４９４Ｆ：５'−ＡＧＧＡＡＧＣＡＣＣＧＧＣＴＡＡＣＴＣＣ−３'及びＧｅｏ８２５Ｒ：５'−ＴＡＣＣＣＧＣＲＡＣＡＣＣＴＡＧＴＴＣＴ−３'）、Ｓｈｅｗａｎｅｌｌａ（鑑定プライマーＳｈｅ１２０Ｆ：５'-ＧＣＣＴＡＧＧＧＡＴＣＴＧＣＣＣＡＧＴＣＧ−３'とＳｈｅ２２０Ｒ：５'-ＣＴＡＧＧＴＴＣＡＴＣＣＡＡＴＣＧＣＧ−３'）、Ｄｅｓｕｌｆｏｂａｃｔｅｒ（鑑定プライマーＤＳＢ１２７Ｆ：５'−ＧＡＴＡＡＴＣＴＧＣＣＴＴＣＡＡＧＣＣＴＧＧ−３'とＤＳＢ１２７３Ｒ：５'−ＣＹＹＹＹＹＧＣＲＲＡＧＴＣＧＳＴＧＣＣＣＴ−３'）、Ｄｅｓｕｌｆｏｖｉｂｒｉｏ（鑑定プライマ：ＤＳＶ６９１−Ｆ：５'−ＣＣＧＴＡＧＡＴＡＴＣＴＧＧＡＧＧＡＡＣＡＴＣＡＧ−３'とＤＳＶ８２６−Ｒ：５'−ＡＣＡＴＣＴＡＧＣＡＴＣＣＡＴＣＧＴＴＴＡＣＡＧＣ−３'）、Ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚｅｍｏｎｕｓ（鑑定プライマーＤＳＦ２０５Ｆ：５'−ＡＡＣＣＴＴＣＧＧＧＴＣＣＴＡＣＴＧＴＣ−３'とＤＳＦ１０３３Ｒ：５'−ＧＣＣＧＡＡＣＴＧＡＣ ＣＣＣＴＡＴＧＴＴ−３'）の蛍光定量結果（表２に示す）からわかるように、実施例１〜３で調製した何れの重金属カドミウム鈍化剤を適用しても、全細菌転写活性が有意に増加されて（ｐ＜０.０５）、重金属カドミウム鈍化剤を適用することによって土壌中の微生物の成長と転写レベルが促進された。また、実施例１〜３で調製した何れの重金属カドミウム鈍化剤を適用しても、硫酸塩還元菌群の活性を有意に増加させることができ、対照群と比較すれば、実施例１、２、３で調製した重金属カドミウム鈍化剤を適用した後に、Ｄｅｓｕｌｆｏｂａｃｔｅｒの転写コピー数は、それぞれ２.５９、３.２４及び４.２３倍増加して、Ｄｅｓｕｌｆｏｖｉｂｒｉｏの転写コピー数は、それぞれ２.７６、５.５９及び１１.４１倍増加して、Ｄｅｓｕｌｆｕｒｏｍｏｎａｓ��転写コピー数は、それぞれ３.１８、８.１３及び９.６３倍増加して、Ｇｅｏｂａｃｔｅｒの転写コピー数は、それぞれ２.８４、６.３２及び７.２９倍増加して、Ｓｈｅｗａｎｅｌｌａの転写コピー数は、それぞれ３.７５、７.２３及び８.０２倍増加した。それによって、実施例１〜３で調製した重金属カドミウム鈍化剤のいずれも硫酸塩還元菌群、鉄還元菌群など機能性微生物の活性を活かし、転写レベルを促進することができることをさらに示した。その中、実施例３で調製した重金属カドミウム鈍化剤の硫酸塩還元菌群、鉄還元菌群など機能性微生物の活性に対する促進効果が最もよかった。
【００６０】
表１：異なる重金属カドミウム鈍化剤で処理した場合における土壌硫酸塩還元菌群の豊度に対する影響（％）
【００６１】
【表１】
0006523564.tif 000002
【００６２】
表２：異なる重金属カドミウム鈍化剤で処理した土壌の全細菌、Ｄｅｓｕｌｆｏｂａｃｔｅｒ、Ｄｅｓｕｌｆｏｖｉｂｒｉｏ、Ｄｅｓｕｌｆｕｒｏｍｏｎａｓ、Ｇｅｏｂａｃｔｅｒ及びＳｈｅｗａｎｅｌｌａの蛍光定量
【００６３】
【表２】
0006523564.tif 000003
【００６４】
各種の重金属カドミウム鈍化剤を適用した後に、土壌硫酸塩還元菌群、鉄還元菌群など機能性微生物の活性が活かされたとともに、土壌間隙水中のカドミウムの含有量を減らし、土壌中交換可能なＣｄが固定態カドミウムに変換された。表３に示すように、対照群と比較すれば、実施例１〜３で調製した重金属カドミウム鈍化剤を適用した後に、土壌間隙水中のカドミウムの含有量は、それぞれ４２.７％、４６.７％及び５５.５％減少した。表４に示すように、対照群と比較すれば、実施例１〜３で調製した重金属カドミウム鈍化剤を適用した後に、根の周りの土壌中の交換可能なＣｄの濃度は、それぞれ４５.６％、５７.８％及び６６.８％減少した。従って、各種の重金属カドミウム鈍化剤を適用することで、ポット培養の米中のカドミウム含有量を減少させることもできる。表５に示すように、対照群と比較すれば、実施例１〜３で調製した重金属カドミウム鈍化剤を適用した後に、米中のカドミウム含有量は、それぞれ４５.８％、６３.２％及び６９.１％減少した。さらに、全カドミウム含有量２.０１ ｍｇ／ｋｇである汚染土壌に対して、実施例３の重金属カドミウム鈍化剤を適用した後、米中のカドミウム含有量は、対照群の０.５７５ ｍｇ/ｋｇから０.１９２ ｍｇ/ｋｇまで下がり、食糧安全標準を満たした。上記の結果からわかるように、実施例１〜３で調製した重金属カドミウム鈍化剤を適用することで、土壌中の硫酸塩還元菌群など機能性微生物の活性を活かすことができ、水田土壌中のカドミウムの移動性を減らしことができ、米中カドミウム含有量を減らす目標に致ることできた。
【００６５】
表３：異なる重金属カドミウム鈍化剤で処理した後における土壌間隙水中のカドミウム濃度のポット試験結果（μｇ・Ｌ Ｌ−１）
【００６６】
【表３】
0006523564.tif 000004
【００６７】
表４：異なる重金属カドミウム鈍化剤で処理した後における根の回りの土壌中交換可能なＣｄ濃度変化（ｍｇ・ｋｇ−１）
【００６８】
【表４】
0006523564.tif 000005
【００６９】
表５：異なる重金属カドミウム鈍化剤で処理した後における米中のＣｄ濃度変化（ｍｇ・ｋｇ−１）
【表５】
0006523564.tif 000006
【００７０】
（実施例５）軽度汚染状態下での、重金属カドミウム鈍化剤による米カドミウム含有量を減らす効果のフィールド試験
【００７１】
試験時間：２０１４年４月７日に田植えをして、７月２日に収穫した。試験場所：広東省韶関市曲江区樟市町にあるカドミウム汚染農田。農田土壌のｐＨ値は５.３２であって、全Ｃｄ含有量は０.５４５ ｍｇ/ｋｇ−１であった。
【００７２】
下記の試料を取った。
（１）ブランク対照群、（ＣＫ）。
（２）稲を田植え１０日前に、一括で１００ｋｇ／ムーの添加量で実施例３に調製した粒子径４±０.５ｍｍの重金属カドミウム鈍化剤を適用した（Ｔ１）。田植え前に田んぼを犁熊手で均一に耙耕してから他の肥料と一緒に適用して、そして、重金属カドミウム鈍化剤を適用後に水田を３ｃｍ以上に浸水し、１５日以上に浸水を保持した。
（３）稲を田植え１０日前に、一括で１５０ｋｇ／ムーの添加量で実施例３に調製した粒子径４±０.５ｍｍの重金属カドミウム鈍化剤を適用した（Ｔ２）。田植え前に田んぼを犁熊手で均一に耙耕してから他の肥料と一緒に適用して、そして、重金属カドミウム鈍化剤を適用後に水田を３ｃｍ以上に浸水し、１５日以上に浸水を保持した。
（４）稲を田植え５日前に、５０ｋｇ／ムーの添加量で実施例３に調製した粒子径４±０.５ｍｍの重金属カドミウム鈍化剤を適用して、水稲分蘖末期の中干し時にさらに５０ｋｇ／ムーの添加量で実施例３に調製した粒子径４±０.５ｍｍの重金属カドミウム鈍化剤を適用した（Ｔ３）。田植え前に田んぼを犁熊手で均一に耙耕してから他の肥料と一緒に適用して、そして、重金属カドミウム鈍化剤を適用後に水田を３ｃｍ以上に浸水し１５日以上に浸水を保持して、水稲分蘖末期の中干し時に、前記重金属カドミウム鈍化剤を単独適用し、稲の葉ではなくその根の周りに振りかけ、その時の畑を乾きすぎないようにし、土壌の水分が飽和含水量の７０％を超えることとし、土壌の水分が不足の場合は適当に灌漑し、そして、前記重金属カドミウム鈍化剤を適用してから３日以内に水田を５ｃｍ以上に浸水し、５日以上浸水を保持した。各テストについて、３つの実験区域をとって、ランダムに並べて、全部で９個実験区域とし、各実験区域は５＊６４＝３０ｍ２とし、独立灌漑を保証した。
【００７３】
図１に示したように、各実験区域では、フィールド条件下の米カドミウム含有量を有効に下げることができた。対照群と比較すれば、田植え前に一括で１００ｋｇ／ムーの添加量で実施例３に調製した重金属カドミウム鈍化剤を適用した場合、米中カドミウム含有量が４１.０％減少し、田植え前に一括で１５０ｋｇ／ムーの添加量で実施例３に調製した重金属カドミウム鈍化剤を適用した場合、米中カドミウム含有量が６７.１％減少し、田植え５日前と水稲分蘖末期の中干し時にそれぞれ５０ｋｇ／ムーの添加量で実施例３に調製した重金属カドミウム鈍化剤を適用した場合、米中カドミウム含有量が６８.０％減少し、上記３種の適用方式のいずれによっても、米中のカドミウム含有量について安全基準を満たすことができ、それぞれの米中のカドミウム含有量は０.１９１ｍｇ／ｋｇ、０.１０６ｍｇ／ｋｇ及び０.１０３ｍｇ／ｇであった。その結果からわかるように、実施例３で調製した重金属カドミウム鈍化剤を適用することによって、軽度汚染農田上で合格する米を生産でき、その中、米中カドミウムを減らすために、田植え５日前と水稲分蘖末期の中干し時にそれぞれ５０ｋｇ／ムーの添加量で実施例３に調製した重金属カドミウム鈍化剤を適用した場合、費用対効果が最も高かった。
【００７４】
（実施例６）中度汚染状態下で、重金属カドミウム鈍化剤による米カドミウム含有量を減らす効果のフィールド試験
試験時間：２０１４年７月６日に田植えして、１１月３日に収穫した。試験場所：広東省韶関市曲江区白土町にあるカドミウム汚染農田。該農田の表層土壌（０〜３０ｃｍ）を取り出し分析した結果、農田土壌のｐＨ値は６.５１であって、Ｃｄ含有量は０.８１５ｍｇ／ｋｇ−１であった。
【００７５】
下記の試料をとった。
（１）ブランク対照群、（ＣＫ）。
（２）稲を田植え１０日まえに、一括で２００ｋｇ／ムーの添加量で実施例３に調製した粒子径４±０.５ｍｍの重金属カドミウム鈍化剤を適用した（Ｔ１）。田植え前に田んぼを犁熊手で均一に耙耕してから他の肥料と一緒に適用して、そして、重金属カドミウム鈍化剤を適用した後に水田を３ｃｍ以上に浸水し、１５日以上浸水を保持した。
（３）稲を田植え１０日前に、一括で３００ｋｇ／ムーの添加量で実施例３に調製した粒子径４±０.５ｍｍの重金属カドミウム鈍化剤を適用した（Ｔ２）。田植え前に田んぼを犁熊手で均一に耙耕してから他の肥料と一緒に適用して、そして、重金属カドミウム鈍化剤を適用後に水田を３ｃｍ以上に浸水し、１５日以上浸水を保持した。
（４）稲を田植え５日前に、１００ｋｇ／ムーの添加量で実施例３に調製した粒子径４±０.５ｍｍの重金属カドミウム鈍化剤を適用して、水稲分蘖末期の中干し時に更に１００ｋｇ／ムーの添加量で実施例３に調製した粒子径４±０.５ｍｍの重金属カドミウム鈍化剤を適用した（Ｔ３）。田植え前に田んぼを犁熊手で均一に耙耕してから他の通常肥料と一緒に適用して、そして、重金属カドミウム鈍化剤を適用後に水田を３ｃｍ以上に浸水し、１５日以上浸水を保持して、水稲分蘖末期の中干し時に、前記重金属カドミウム鈍化剤を単独適用し、稲の葉ではなくその根の周りに振りかけて、その時の畑が乾すぎないようにし、土壌の水分が飽和含水量の７０％を超えることとし、土壌の水分が不足の場合は適当に灌漑し、そして、前記重金属カドミウム鈍化剤を適用してから３日以内に水田を５ｃｍ以上に浸水して５日以上浸水を保持した。各テストについて、３つの実験区域をとって、ランダムに並べて、全部で９個実験区域とし、各実験区域は５＊６４＝３０ｍ２とし、独立灌漑を保証した。
【００７６】
図２に示すように、各実験区域では、フィールド条件下の米カドミウム含有量を有効に下げることができた。対照群と比較すれば、田植え前に一括で２００ｋｇ／ムーの添加量で実施例３に調製した重金属カドミウム鈍化剤を適用した場合、米中カドミウム含有量が４２.９％減少し、田植え前に一括で３００ｋｇ／ムーの添加量で実施例３に調製した重金属カドミウム鈍化剤を適用した場合、米中カドミウム含有量が６０.４％減少し、田植え５日前と水稲分蘖末期の中干し時にそれぞれ１００ｋｇ／ムーの添加量で実施例３に調製した重金属カドミウム鈍化剤を適用した場合、米中カドミウム含有量が６２.６％減少し、上記３種の適用方式のいずれによっても、米中のカドミウム含有量について安全基準を満たすことができ、それぞれの米中のカドミウム含有量は０.１８４ｍｇ／ｋｇ、０.１２８ｍｇ／ｋｇ及び０.１２１ｍｇ／ｇであった。その結果からわかるように、実施例３で調製した重金属カドミウム鈍化剤を適用することによって、軽度汚染農田上で合格する米を生産でき、その中、米中カドミウムを減らすために、田植え５日前と水稲分蘖末期の中干し時にそれぞれ１００ｋｇ／ムーの添加量で実施例３に調製した重金属カドミウム鈍化剤を適用した場合、費用対効果が最も高かった。
【００７７】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において行う変更、修正、代替、組み合わせ、又は簡略化は、同等の置換であって、すべて本発明の保護範囲に含まれるものとする。
【００７８】
［付記］
［付記１］
電子シャトルのみ、又は電子シャトルと電子ドナーからなることを特徴とする水田土壌中の硫酸塩還元菌の活性を活かす重金属カドミウム鈍化剤。
［付記２］
前記水田土壌中の硫酸塩還元の活性を活かす重金属カドミウム鈍化剤は、電子ドナーと電子シャトルからなり、電子ドナーと電子シャトルの質量比は、（１：３）〜（１：８）
である、
ことを特徴とする付記１に記載の水田土壌中の硫酸塩還元菌の活性を活かす重金属カドミウム鈍化剤。
［付記３］
前記電子ドナーは、有機酸類、アルコール類、糖類及び他の大分子炭水化物類のうちの少なくとも１種であり、
前記電子シャトルは、小分子であり腐植質と同様の特性を有するキノン、大分子腐植質、又は固体類腐植質生物炭のうちの少なくとも１種である、
ことを特徴とする付記１又は２に記載の水田土壌中の硫酸塩還元菌の活性を活かす重金属カドミウム鈍化剤。
［付記４］
前記電子ドナーは、酢酸、乳酸、ブドウ糖のうちの少なくとも１種であり、
前記電子シャトルは、小分子であり腐植質と同様の特性を有するキノン、大分子腐植質、及び固体類腐植質生物炭の混合物である、
ことを特徴とする付記３に記載の水田土壌中の硫酸塩還元菌の活性を活かす重金属カドミウム鈍化剤。
［付記５］
前記小分子であり腐植質と同様の特性を有するキノン、大分子腐植質、及び固体類腐植質生物炭の質量比は、（１:２．５:５）〜（１:５:１０）である、
ことを特徴とする付記４に記載の水田土壌中の硫酸塩還元菌の活性を活かす重金属カドミウム鈍化剤。
［付記６］
前記固体類腐植質生物炭の調製方法として、生物質を乾燥し破壊してから、窒素保護雰囲気の下で、３００℃〜５００℃までに昇温してから８時間〜１０時間温度を保持し、そして加熱を停止し、引き続き窒素保護雰囲気下で冷却して粉砕し、ふるいにかけ、前記固体類腐植質生物活性炭を得ることを含む、
ことを特徴とする付記３に記載の水田土壌中の硫酸塩還元菌の活性を活かす重金属カドミウム鈍化剤。
［付記７］
顆粒化重金属カドミウム鈍化剤であって、付記１乃至５のいずれか１つに記載の水田土壌中の硫酸塩還元菌の活性を活かす重金属カドミウム鈍化剤と結合剤を含有し、
その調製方法として、付記１乃至６のいずれか１つに記載の水田土壌中の硫酸塩還元菌の活性を活かす重金属カドミウム鈍化剤を、結合剤を用いてラッピングペレット化し、顆粒化重金属カドミウム鈍化剤を得ることを含み、
前記顆粒化重金属カドミウム鈍化剤の粒子径は３〜５ｍｍであり、
前記結合剤はリグニン、デンプン、デキストリン、キチン、キトサン、コラーゲン、ゼラチン、シルク又はアルギン酸塩の中の少なくとも１種であり、
前記結合剤と前記水田土壌中の硫酸塩還元菌の活性を活かす重金属カドミウム鈍化剤との質量比は、（１:３０）〜（１:１５０）である、
ことを特徴とする顆粒化重金属カドミウム鈍化剤。
［付記８］
前記付記１乃至６のいずれか１つに記載の水田土壌中の硫酸塩還元菌の活性を活かす重金属カドミウム鈍化剤又は前記付記７に記載の顆粒化重金属カドミウム鈍化剤の重金属汚染管理技術分野における応用。
［付記９］
前記付記１乃至６のいずれか１つに記載の水田土壌中の硫酸塩還元菌の活性を活かす重金属カドミウム鈍化剤又は前記付記７に記載の顆粒化重金属カドミウム鈍化剤を単独で適用し、又は、その他の肥料と混合して一緒に適用することを含む、
ことを特徴とする水田土壌中の硫酸塩還元菌の活性を活かすことによる重金属カドミウムの鈍化方法。
［付記１０］
前記重金属カドミウム鈍化剤の適用時期として、田植えの５〜１０日前に基肥として適用するか、水稲分蘖末期の中干し時に追肥として適用するか、あるいは上記の二つの時期のそれぞれにおいて適用し、
前記重金属カドミウム鈍化剤の使用の量は５０〜３００キロ/ムーであり、
前記田植えの５〜１０日前における基肥としての適用は、田植え前に田んぼを犁熊手で均一に耙耕してから適用し、そして、重金属カドミウム鈍化剤を適用後に水田を３ｃｍ以上に浸水し、１５日以上に浸水を保時しなければならなく、
前記水稲分蘖末期の中干し時における追肥としての適用は、前記重金属カドミウム鈍化剤を稲の葉ではなくその根の周りに振りかけ、その時の畑が乾きすぎないようにし、土壌の水分が飽和含水量の７０％を超えることとし、土壌の水分が不足の場合適当に灌漑し、そして、前記重金属カドミウム鈍化剤を適用してから３日以内に水田を５ｃｍ以上に浸水して５日以上に浸水を保つ、
ことを特徴とする前記付記９に記載の水田土壌中の硫酸塩還元菌の活性を活かすことによる重金属カドミウムの鈍化方法。
【図１】
0006523564.tif 000007
【図２】
0006523564.tif 000008
【配列表】
0006523564000001.app