(57)【要約】      （修正有）【課題】培地のリン酸濃度が低い等の理由により、栽培される植物が十分なリン酸を吸収できない場合においても、それによるストレスを緩和することができる耐低リン酸ストレス製剤の提供。【解決手段】植物が成長に必要な量のリン酸を吸収できないことにより生じる成長阻害を抑制する耐低リン酸ストレス製剤であって、腐植酸を主成分とする耐低リン酸ストレス製剤。上記腐植酸は、フルボ酸またはフミン酸である耐低リン酸ストレス製剤。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物が成長に必要な量のリン酸を吸収できないことにより生じる成長阻害を抑制する耐低リン酸ストレス製剤であって、
腐植酸を主成分とする
ことを特徴とする耐低リン酸ストレス製剤。
【請求項２】
上記腐植酸は、フルボ酸またはフミン酸である
ことを特徴とする請求項１に記載の耐低リン酸ストレス製剤。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の耐低リン酸ストレス製剤を用いる植物の栽培方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、培地のリン酸濃度が低い等の理由により、栽培される植物が十分なリン酸を吸収できない場合においても、それによるストレスを緩和することができる耐低リン酸ストレス製剤、およびそれを用いた植物の栽培方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
植物が成長するために必要な肥料の三大要素は、窒素、リン酸、カリウムであり、これらの植物による吸収を高めるための研究は広く行われている。たとえば、肥料の吸収を高めるために、発酵堆肥を材料にした製剤を用いることが提案されている（例えば、特許文献１）。
肥料の三大要素の中でも、特にリン酸に関しては、アジアやアフリカ、南アメリカに、含量の少ない土壌が広がっている。
一方、リン酸の原料となるリン鉱石は中国、アメリカ等の限られた国にしか存在せず、また、リン鉱石は数十年後には枯渇するとの予測もあり、近年、リン酸の価格が急騰している。
そこで、リン酸の吸収効率をさらに高めるための研究が広く行われているものの、大きな効率向上は実現されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０９−２６８０８９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された製剤においては、肥料の吸収効率を高めることは可能であるが、大きな効率向上を可能とするものでは無かった。
本発明は、このような肥料成分の吸収率向上とは全く異なるアプローチによるリン酸使用量の大幅な削減を目指すものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る耐低リン酸ストレス製剤は、
植物が成長に必要な量のリン酸を吸収できないことにより生じる成長阻害を抑制する耐低リン酸ストレス製剤であって、
腐植酸を主成分とする
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明においては、植物が成長に必要な量のリン酸を吸収できないことにより生じる成長阻害を、腐植酸が抑制できることを見出した。そして、腐植酸を主成分とする製剤が耐低リン酸ストレス製剤として極めて適していることを検証した。これにより、肥料成分としてのリン酸量を大幅に削減可能であり、植物の生産コスト低減が可能である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
実施の形態．
本発明に係る低リン酸ストレス製剤の調製、およびその新たな効能等を確認するために行った実験結果に関して、以下において説明する。なお、以下の説明は本発明に関する良好な一例を開示するものであり、本発明が当該実施の形態に限定されるものではない。
【０００８】
本発明に係る低リン酸ストレス製剤は、フルボ酸やフミン酸といった腐植酸を主成分とする。
ここでフルボ酸とは、植物などが微生物により分解される最終生成物である腐植物質のうち、酸によって沈殿しない無定形高分子有機酸のことである。
また、フミン酸とは、植物などが微生物による分解を経て形成された最終生成物であるフミン質（腐植物質）のうち、酸性の無定形高分子有機物のことをいう。
腐植酸はこれらの総称であり、生物の死後，生物体有機物が微生物的・化学的作用を受けて崩壊して生じた化学構造が特定されない有機物のことを言う。
【０００９】
上記の主成分に加えて、ｐＨ調整剤や成長促進剤を副剤として添加しても良い。
【００１０】
以下においては、本発明に係る低リン酸ストレス製剤の効能を確認するために行った検証実験の結果について説明する
（検証実験１−１）
本発明に係る低リン酸ストレス製剤の効能を確認するため、小松菜を用いて実験を行った。この実験の手順について以下に説明する。
【００１１】
１．発芽
シャーレに濾紙を引き、小松菜の種を置いた後、種全体がほぼ浸かる程度に水を入れ、アルミホイルで遮光し、２５℃の恒温機で一晩発芽させる。
２．発芽後の初期成長
トレーにバーミキュライトを入れ、発芽させた小松菜を播種する。そして、トレーに水を入れてバーミキュライトに給水。トレーをグロースキャビネットに移し、本葉が展開する程度まで、摂氏２５度、７０００ルクスの明期１６時間、暗期８時間の周期で数日栽培する。
３．通常の肥料で栽培
小松菜をトレーからはずして、根を洗い、できる限りバーミキュライトを落とした後、培養スポンジで挟み込み、発泡スチロールのフロートにセットする。樹脂製コンテナに培養液を１５００ｇ入れ、フロートを浮かべると共に、エアーポンプとストーンでバブリングを行う。そして、３日間、通常の液肥で栽培する。ここで通常の液肥とはリン酸も含んだ液肥である。
４．リン酸を除いた肥料と検証する製剤で栽培
上記の培養液を流し、コンテナ等を洗浄した後、新たな培養液をコンテナに満たす。新たな培養液には、液肥の他に、今回検証する発育促進効果を有する可能性のある製剤を加えた。液肥と製剤の種類や成分については後述する。
４．生育状況の観察
それぞれの培養液における２８日後の小松菜の成長状態を観察する。
【００１２】
培養液は、脱イオン水に、液肥といくつかの製剤を加えたものである。なお、培養液全体に対する製剤の重量比率は、いずれも約０．０５％とした。
また、いずれの試料も、微量の硫酸を加えて、培養液のｐＨ初期値が５．２近傍になるように調整した。
Ｎｏ．１  リン酸を含む通常の液肥のみ
Ｎｏ．２  リン酸を含まない液肥のみ
Ｎｏ．３  鉱物由来のフルボ酸＋リン酸を含まない液肥
Ｎｏ．４  植物由来のフルボ酸＋リン酸を含まない液肥
Ｎｏ．５  フミン酸＋リン酸を含まない液肥
Ｎｏ．６  クエン酸＋リン酸を含まない液肥
Ｎｏ．７  ソルビン酸＋リン酸を含まない液肥
【００１３】
【表１】
2016050151.tif 000002
【００１４】
以上の７種類の培養液を使用した検証実験の結果を表１に示す。
まず、リン酸を含む通常の液肥を用いた場合（Ｎｏ．１）には、小松菜は良好に発育した。一方、リン酸を含まない液肥を用いた場合（Ｎｏ．２）には、重度の発育阻害が生じた。
【００１５】
リン酸を含まない液肥に各種の製剤を加えた培養液においては、製剤としてフルボ酸やフミン酸といった腐食酸（Ｎｏ．３〜Ｎｏ．５）を使用したものが、リン酸を含む通常の液肥を用いた場合（Ｎｏ．１）と同様に、良好に発育した。
一方で、クエン酸やソルビン酸（Ｎｏ．６、Ｎｏ．７）を使用したものは、重度の発育阻害が生じた。
したがって、リン酸を含まない培養液において、有機酸の中でも腐植酸だけが、発育阻害を抑制する効果があることが分かった。
【００１６】
（検証実験１−２）
検証実験１−１においては、水として脱イオン水を用いたが、水質の違いによる影響が生じるかを確かめるために、脱イオン水に代えて、本検証実験においては井戸水を用いた。また、製剤として、フルボ酸とフミン酸を用いた。特にフルボ酸としては、異なる土壌から得た鉱物由来のもの２種と植物由来のもの２種の計４種類のフルボ酸を用いた。
それ以外の実験手順等は、検証実験１−１と同様である。
井戸水を用いて行った実験結果を表２に示す。
【００１７】
【表２】
2016050151.tif 000003
【００１８】
井戸水を用いた場合も、脱イオン水と全く同様の傾向を示した。すなわち、各種のフルボ酸およびフミン酸を製剤として用いた場合（Ｎｏ．３〜Ｎｏ．７）には、リン酸を含まない液肥であっても、良好に小松菜は発育した。
【００１９】
（検証実験１−３）
検証実験１−１においては水として脱イオン水を、検証実験１−２においては水道水を用いたが、さらに、水質の違いによる影響が生じるかを確かめるために、農業用水を用いた検証実験を行った。また製剤としては、２種のフルボ酸とフミン酸を用いた。それ以外の実験条件は、検証実験１−１や１−２と同様である。
農業用水を用いて行った実験結果を表３に示す。
【００２０】
【表３】
2016050151.tif 000004
【００２１】
このように、農業用水を用いた場合も、各種のフルボ酸およびフミン酸を製剤として使用した場合（Ｎｏ．３から５）には、リン酸を含まない液肥であっても、良好に小松菜は生育した。
【００２２】
以上に示したように、フルボ酸およびフミン酸を製剤として用いた場合には、どのような水質においても、リン酸を含まない液肥を施肥した際に、良好に小松菜は発育した。すなわち、ほぼリン酸が含有されない培養液において、２８日間の長期にわたり、小松菜に発育阻害は生じなかった。
【００２３】
（参考実験１）
次に、フルボ酸やフミン酸といった腐植酸が、リン酸以外の肥料の要素を除いた場合に対しても、同様に有効性があるかどうかについて調べた。
まず、カリウムに対する効果の有無を調べた。
液肥からリン酸を除く代わりに、カリウムを除いたという点以外は、検証実験１−３と同様の実験手順、製剤を用いた。この参考実験の結果を表４に示す。
【００２４】
【表４】
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【００２５】
表４に示すように、カリウムを含む通常の液肥を用いた場合（Ｎｏ．１）と同様、カリウムを含まない液肥を用いた場合（Ｎｏ．２）においても小松菜は正常に発育した。したがって、カリウムをの除いた液肥に対するフルボ酸やフミン酸の効果の有無は、この参考実験においては明確にできなかった。
【００２６】
（参考実験２）
次に、窒素に対する効果の有無を調べた。
液肥からリン酸を除く代わりに、窒素を除いたという点以外は、検証実験１−３と同様の実験手順、製剤を用いた。この参考実験の結果を表４に示す。
【００２７】
【表５】
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【００２８】
表５に示すように、窒素を含む通常の液肥を用いた場合（Ｎｏ．１）のみ、小松菜は正常に発育し、窒素をの除いた液肥を用いた場合には、いずれも発育阻害が生じた。
【００２９】
以上のように、腐植酸の肥料成分に対する効果は、窒素が含有されていない肥料に対しては見られず、リン酸が含有されていない肥料に対してのみ確認された。カリウムが含有されていない肥料に対する効果の有無は検証できなかった。
【００３０】
（検証実験２）
検証実験１−１から１−３においては、培養液を用いた液体培地で検証を行ったが、ここでは、バーミキュライトを用いた固体培地で検証する。通常の土壌にはリン酸がある程度は含まれているため、リン酸がほとんど含まれていないバーミキュライトを用いた。
この実験の手順について以下に説明する。
【００３１】
１．発芽
シャーレに濾紙を引き、小松菜の種を置いた後、種全体がほぼ浸かる程度に水を入れ、アルミホイルで遮光し、２５℃の恒温機で一晩発芽させる。
２．発芽後の初期成長
トレーにバーミキュライトを入れ、発芽させた小松菜を播種する。そして、トレーに水を入れてバーミキュライトに給水。トレーをグロースキャビネットに移し、本葉が展開する程度まで、摂氏２５度、７０００ルクスの明期１６時間、暗期８時間の周期で数日栽培する。
３．通常の肥料で栽培
トレーの水を通常の液肥に交換して、２日間栽培する。ここで通常の液肥とはリン酸も含んだ液肥である。
４．リン酸を除いた肥料と検証する製剤で栽培
トレーの液肥を抜き、水で洗浄した後、新たな液肥と、今回検証する製剤を施す。液肥と製剤の種類や成分については検証実験１−３と同様である。
４．生育状況の観察
それぞれの液肥と製剤を施した際における２８日後の小松菜の成長状態を観察する。
【００３２】
【表６】
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【００３３】
リン酸を含む液肥だけの場合には良好に生育した。一方、リン酸を含まない液肥の場合には生育阻害が生じた。
また、各種のフルボ酸およびフミン酸を製剤として使用した場合には、リン酸を含まない液肥であっても、良好に小松菜は生育した。
【００３４】
以上のように、固体培地において栽培した場合においても、液体培地において栽培した場合と同様に、リン酸を含まない液肥を施肥した際に、フルボ酸およびフミン酸等の腐植酸が発育阻害を抑制する効果があることを検証できた。
【００３５】
（検証実験３）
次に、小松菜に代えて、レタスを用いて検証実験を行った。実験の手順や使用した製剤等は、検証実験１−１と同様である。ただし、水は、脱イオン水に代えて水道水を用い、発育の観察は２１日目に行った。
また、培養液の初期的なｐＨ値は５．９近傍とした。小松菜では経時的にｐＨ値は高ｐＨ側に変化するが、レタスにおいては、経時的なｐＨ値が低ｐＨ側に生じるため、初期的なｐＨ値を小松菜の場合に比べて高ｐＨ側にしている。
【００３６】
【表７】
2016050151.tif 000008
【００３７】
レタスを用いた場合も、小松菜を用いた検証実験１−１と同様の結果が得られた。すなわち、リン酸を含む通常の液肥をも用いた場合（Ｎｏ．１）には、小松菜は良好に発育し、一方、リン酸を含まない液肥を用いた場合（Ｎｏ．２）には、重度の発育阻害が生じた。
【００３８】
リン酸を含まない液肥に各種の製剤を加えた培養液においては、製剤としてフルボ酸やフミン酸といった腐食酸（Ｎｏ．３〜Ｎｏ．５）を使用したものが、リン酸を含む通常の液肥をも用いた場合（Ｎｏ．１）と同様に、良好に発育した。
一方で、クエン酸やソルビン酸（Ｎｏ．６、Ｎｏ．７）を使用したものは、重度の発育阻害が生じた。
したがって、レタスの栽培に関しても、リン酸を含まない培養液において、有機酸の中でも腐植酸だけが、発育阻害を抑制する効果があることが分かった。
【００３９】
以下、本発明の耐低リン酸ストレス製剤についてまとめる。
リン酸は、肥料三大要素のひとつであり、植物の成長に必要な要素である。しかし、リン酸の価格は近年急騰し、農業コストを上昇させる要因となっている。また、有限な資源であり、このままでは、数十年後に枯渇する惧れも指摘されている。
【００４０】
そういった中、リン酸を効率的に植物に吸収させ、吸収効率を向上させるための研究が広く行われている。実際に吸収効率を向上させるための製剤も開発され、一定の成果を収めているものの、リン酸の大幅な削減を可能にするには至っていない。
本発明は、このような課題を解決することを目的になされたものであり、従来とは全く異なるアプローチにより、大幅なリン酸使用量の削減を可能にするものである。
【００４１】
本発明のポイントは、腐食酸が持つ優れた性質を見出し、それを利用したことである。
検証実験においては、固体培地あるいは液体培地において、リン酸がほとんど含まれない状態を作り出し、その培地に、腐食酸を主成分とする製剤を与えることで、植物が例えば４週間にも渡る長期間、良好な発育を行うことを確認した。
【００４２】
すなわち、植物が成長に必要な量のリン酸を吸収できないことにより生じる成長阻害を腐食酸が抑制する性質を持つことを見出した。そして、この性質により、腐食酸を主成分とする製剤を、耐低リン酸ストレス製剤として使用することで、大幅なリン酸使用料の低減が可能になるという、大きな効果があることを見出した。
【００４３】
本発明の耐低リン酸ストレス製剤は、固定培地と液体培地ともに有効に使用できる。例えば、土壌に対して使用する場合には、土壌にはある程度のリン酸が元々含まれているので、本耐低リン酸ストレス製剤を土壌に施せば、全くリン酸を含有しない肥料で植物を良好に生育することができる。
したがって、リン酸使用量の削減ではなく、肥料としてのリン酸使用を完全に不要とすることも可能であると考えられる。