(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物にカルシウム塩の水溶液を散布して、該植物の表面からカルシウムイオンを吸収させるに際して、カルシウム塩の水溶液とアミノ酸発酵液を該植物に散布して、該植物の表面からのカルシウムイオンの吸収を促進する方法。
【請求項２】
アミノ酸発酵液中のアミノ酸の合計濃度が５〜２００ｐｐｍである請求項１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有用作物を含む植物の表面からのカルシウムイオンの吸収を促進させる方法に関し、更に詳しくはアミノ酸水溶液とカルシウム塩の水溶液を植物に同時に散布して、該植物の表面からのカルシウムイオンの吸収を促進する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カルシウムは植物の生育に欠かすことのできない必須元素である。カルシウムは細胞内部の酵素の活性および構造維持、細胞膜のイオンの浸透性および構造維持、代謝産物の解毒作用やｐＨの調節等の植物における多様な役割を担っている。
一般に植物は土壌中のカルシウム分をイオンの形態で根から吸収し、導管を経由して各組織へと移行させるが、吸収されたカルシウムイオンは、一度植物組織に取り込まれた後はその部位に固定され、植物体の他の組織でカルシウム不足が生じても、カルシウムが不足している組織に再移動することはほとんどないという特徴がある。そのため、植物はカルシウム分が一時的にでも供給不足、或いは供給停止した場合にはカルシウム欠乏となりやすい。このようなカルシウム欠乏は特に生育が旺盛な組織ほど発生しやすくなる傾向がある。
【０００３】
農作物のカルシウム欠乏症状としては、トマトの尻腐れ病、セロリ、ハクサイ、及びキャベツの芯腐れ病、ダイコンの褐色芯腐れ病、カブのサメ肌症、レタス及びイチゴのチップバーン、チューリップの首折れ、等が知られている。
また、カルシウムの欠乏は農作物の貯蔵性又は品質を悪化させる場合があることが知られている。則ち、イチゴはカルシウムが欠乏すると、果肉が柔らかくなり、日持ちが悪くなる。ミカンはカルシウムが欠乏すると、成熟期に浮き皮が発生し、果皮と果肉との間に空隙を生じてしまう。
【０００４】
このように、植物にとってカルシウムの吸収は極めて重要である。植物がカルシウム分を体内に取り込む主な方法は、根からカルシウムイオンを吸収する方法、直接茎葉部や果実の表面から吸収する方法がある。
これまで、植物の茎葉部や果実の表面からカルシウムイオンを吸収させるために、各種のカルシウム塩の水溶液を植物に散布する方法が知られている。これまでに葉面散布の方法で使用されているカルシウム塩としては、塩化カルシウムや炭酸カルシウム等の無機形態のカルシウム、酢酸カルシウム（特開昭６０−２６０４８７号公報）やギ酸カルシウム（特公昭６２−２８１１７号公報）等の有機形態のカルシウム、エチレンジアミン四酢酸カルシウムなどのキレート形態のカルシウム塩が知られている。
これらの化合物を葉面散布した場合、その効果を左右する要因として葉面からのカルシウムイオンの吸収効率が問題となってくる。一般に無機形態のカルシウム塩より有機形態のカルシウム塩で吸収効率が高いと一般的に言われている。
とはいえ、上記カルシウム塩を植物の葉面に散布するという従来の方法では、カルシウムが欠乏している植物の体内カルシウム含有率を、カルシウム欠乏が解消する程度にまで上昇することは非常に難しかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、有用作物を含む植物の表面からカルシウムイオンを吸収させるに際して、アミノ酸水溶液を同時に散布することにより、カルシウムイオンの吸収効率を高め、植物の生長に必要なカルシウムを植物に供給する方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、すでに、添加するアミノ酸発酵液を主成分とした植物生育促進剤について別の用途において特許出願している（特開平１−１７２３１０）。その後、製法に改良を加え、製剤の作用について種々検討を行った結果、アミノ酸発酵液を施用することによる、稲移植苗の活着及び分けつを促進する方法（特開平３−２０１９１４）、稲の低温障害を軽減する方法（特開平４−５８８３３）、豆科作物の低温障害を軽減する方法（特開平４−５８８２５）、植物病害防除方法（特開平６−８０５３０）、花き類の栽培方法（特開平７−８１１５）、豆科作物の落莢を防止する方法（特開平７−１０７１８）、植物の耐乾燥性または耐塩性を増加させる方法（特開平８−１５７３１７）を提供している。
【０００７】
本発明者らは、上記課題の解決について鋭意検討した結果、アミノ酸水溶液をカルシウム塩の水溶液と共に植物に散布すると、植物表面からのカルシウムイオンの吸収効率が促進され、植物体内のカルシウム含有量が散布しない場合に比べて有為に向上することを見出し、当該知見に基づき本発明を完成するに至った。
【０００８】
則ち、本発明は以下のとおりである。
［１］  植物にカルシウム塩の水溶液を散布して、該植物の表面からカルシウムイオンを吸収させるに際して、カルシウム塩の水溶液とアミノ酸水溶液を該植物に散布して、該植物の表面からのカルシウムイオンの吸収を促進する方法。
［２］  アミノ酸水溶液中のアミノ酸の合計濃度が５〜２００ｐｐｍである上記［１］記載の方法。
［３］  アミノ酸水溶液がアミノ酸発酵液である上記［１］又は［２］記載の方法。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明で植物とは、通常植物に分類される生物であり、特に作物に該当する植物を指している。作物は農作物と園芸作物を含む。農作物には、稲，麦類，大豆等の穀物やサツマイモ，ジャガイモといった食用作物、コンニャク，サトウキビ，甜菜，紅花，胡椒，茶，コーヒー，タバコ，綿，ホップ等の工芸作物、トウモロコシ，ソルガム，クローバー等の飼料作物、れんげ草等の緑肥作物が挙げられる。園芸作物には、野菜、果樹、観賞作物が挙げられる。野菜としては、トマト，胡瓜，ナス，ソラマメ等の果菜類、カリフラワー，アーティチョーク等の花菜類、アスパラガス等の茎菜類、キャベツ，白菜，小松菜，ホウレンソウ等の葉菜類、大根，人参，等の根菜類が例示される。果樹としては、リンゴ，梨，桃，ミカン類，ブドウ，栗が例示される。観賞作物としては、菊，蘭，椿，さつき，チューリップ，カーネーション，サボテン等の花卉及び観葉植物が例示される。
本発明において植物の表面とは、植物の根等の地下部以外の地上部の全体又は一部の表面を指し、具体的には植物の葉、茎、枝、花、果実等の組織の表面を指す。
【００１０】
本発明に使用されるカルシウム塩としては、常温で水に溶解するカルシウムの塩であり、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、乳酸カルシウム、酢酸カルシウム、蟻酸カルシウム等の有機及び無機のカルシウム塩が挙げられる。
本発明においてカルシウム塩の水溶液とは、上記カルシウム塩を水に溶解させたものを指し、水溶液中のカルシウム塩の濃度は５０〜５０００ｐｐｍ、好ましくは１００〜１０００ｐｐｍである。これは、一般に植物の表面から吸収され、作物のカルシウム不足を補いうる濃度である。
【００１１】
本発明においてアミノ酸水溶液とは、１種以上のアミノ酸を含有する水溶液を指し、各種のアミノ酸を必要に応じて水に溶解して調整した水溶液の他、アミノ酸発酵液が好適に利用できる。
アミノ酸水溶液に含まれるアミノ酸とは、１分子内にアミノ基とカルボキシル基を持つ有機化合物であり、アミノ酸の種類に特に制限はない。
本発明のアミノ酸水溶液に含まれるアミノ酸としては、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、セリン、トレオニン、アスパラギン酸、アスパラギン、グルタミン酸、グルタミン、リジン、アルギニン、システイン、シスチン、メチオニン、フェニルアラニン、チロシン、トリプトファン、ヒスチジン、プロリン等の蛋白質を構成する主要アミノ酸の他、β−アラニン、γ−アミノ酪酸、オルニチン、シトルリン、ホモセリン、トリヨードチロシン、チロキシン、ジオキシフェニルアラニン等の自然界に存在するアミノ酸が例示できる。
【００１２】
アミノ酸水溶液がアミノ酸発酵液である場合、含まれるアミノ酸としては特に主成分がプロリンであるものが一般的である。プロリンは植物細胞内の浸透圧調整物質としての役割を果たしているため、施用によるプロリンの細胞内での蓄積が植物における効果を発揮するものと考えられる。
アミノ酸水溶液中のアミノ酸の濃度は、アミノ酸の合計濃度で５〜２００ｐｐｍが好ましい。これ以上の濃度のものを施用しても効果は変わらないので、実用的にはこの範囲となるように水で希釈して用いる。
本願発明に係るアミノ酸水溶液には必要に応じて、界面活性剤、ｐＨ調整剤、防腐剤等の添加物を添加してもよい。
【００１３】
本発明において添加するアミノ酸発酵液はアミノ酸発酵原料にアミノ酸発酵菌を接種して培養しアミノ酸発酵を行わせしめ、通常除菌処理したものである。
本発酵に用いるアミノ酸発酵原料としては、アミノ酸発酵菌を作用させることができるいずれのものであっても良い。
糖原料としては、グルコース、フラクトース、シュークロース、廃糖蜜、異性化糖などのいずれでも構わない。アミノ酸発酵原料中の糖濃度は１〜５０重量％が好ましく、さらに好ましくは５〜２０重量％である。
窒素原料としては尿素もしくはアンモニウム塩のいずれでも良い。アンモニウム塩としては硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウムなどの無機アンモニウム塩や酢酸アンモニウム、ギ酸アンモニウムなどの有機アンモニウム塩が用いられる。尿素もしくはアンモニウム塩は単独で用いても併用しても構わないが、発酵原料中の濃度は合計で０．５〜２０重量％が好ましく、さらに好ましくは１〜１０重量％である。
酵母エキスを添加する場合のアミノ酸発酵液中の濃度は、０．１〜２０重量％が好ましく、さらに好ましくは０．２〜５重量％である。また、酵母エキスは培養終了後にさらに添加しても良く、これによって本発明の効果が高められることが考えられる。
【００１４】
その他の発酵原料として、例えば、リン酸カリウム、塩化ナトリウム、硫酸マグネシウム、硫酸マンガン、硫酸鉄、硫酸亜鉛などの無機物及び酵母エキス、コーンスティーブリカー、肉エキス、ペプトン、麦芽エキスなどの有機物を挙げることができる。さらに用いる微生物の栄養要求性によっては特定のビタミンなどの微量成分を追加することが望ましい。
【００１５】
アミノ酸発酵に用いられる菌は、コリネバクテリウム属、バチルス属、ブレビバクテリウム属、アースロバクター属、セラチア属細菌のようなアミノ酸発酵菌であり、具体名（種名）として、コリネバクテリウム・グルタミカム（Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｍ  ｇｌｕｔａｍｉｃｕｍ）、バチルス・スブチリス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｉｓ）、ブレビバクテリウム・フラバム（Ｂｒｅｖｉｂａｃｔｅｒｉｕｍ  ｆｌａｖｕｍ）、アースロバクター・シトレウス（Ａｒｔｈｒｏｂａｃｔｅｒ  ｃｉｔｒｅｕｓ）、セラチア・マルセッセンス（Ｓｅｒｒａｔｉａ  ｍａｒｃｅｓｃｅｎｓ）等を挙げることができる。
【００１６】
アミノ酸発酵は、用いられるアミノ酸発酵菌の種類に応じて通常の条件（温度，ｐＨ，通気条件）により行うことができる。アミノ酸発酵液は単独にアミノ酸を含むものであっても良いし複数のアミノ酸を含むものであっても良い。
【００１７】
このようにして生産されたアミノ酸発酵液は、通常濾過または遠心分離により除菌する。除菌後の発酵液は多量の有機物、無機物を含んでおり、そのままでは雑菌の増殖により成分劣化を起こすため、直ちに使用する場合を除き、品質の安定化のためにｐＨを３以下に調整して保存すると良い。以上の操作以外にアミノ酸発酵液に煩雑な生成、加工処理を施す必要はない。
【００１８】
本発明において散布とは、植物の表面にアミノ酸水溶液又はカルシウム塩の水溶液が付着するように植物の表面にアミノ酸水溶液又はカルシウム塩の水溶液を供給することを意味する。  また、本発明において、アミノ酸水溶液とカルシウム塩の水溶液を散布するとは、アミノ酸水溶液とカルシウム塩の水溶液とを各々別々に別々な散布手段により散布することはもちろん、アミノ酸水溶液とカルシウム塩の水溶液とを時間的に近い散布時間で、前後して散布すること、更にアミノ酸水溶液とカルシウム塩の水溶液とを混合して散布することを意味する。
【００１９】
本発明において、アミノ酸水溶液及びカルシウム塩の水溶液の散布の時期は、定植から収穫までのいずれの時期でも良い。散布の回数は、１回でも構わないが、好ましくは、できるだけ回数を多くした方が効果が安定的に現れ、望ましい。
散布量は植物体の生育段階によって適宜決められるが、茎葉や果実等の散布対象となる部位に均一に散布できる程度の量を散布することが望ましい。
【００２０】
また、本発明によるカルシウム塩の水溶液を植物の表面散布する方法では、アミノ酸水溶液を同時に散布するが、これらの水溶液はそれ自体無害であり、人体に対しては何ら甚大な影響を与えるものではないので、散布箇所をそのまま食べても安全である。また、カルシウム塩とアミノ酸水溶液中の成分が反応して、沈澱などの異状を生じることはない。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００２２】
製造例１（アミノ酸発酵液Ａの調製）
下記組成を有する滅菌したアミノ酸発酵原料（ｐＨ ７．０）１０００ｍＬに、コリネバクテリウム・グルタミカム（Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｍ  ｇｌｕｔａｍｉｃｕｍ  ＡＴＣＣ２１１５７）（ＡＴＣＣはアメリカン・タイプカルチャー・コレクションの保管番号を表している）を接種し、２５００ｍＬジャーで３０℃で９６時間通気攪拌培養を行った。ｐＨ調節剤にはアンモニア水を用いた。次いで遠心分離を行い、菌を取り除いた培養液をアミノ酸発酵液Ａとした。得られたアミノ酸発酵液中のアミノ酸組成を調べたところ、プロリン２２ｇ／Ｌ、アラニン８ｇ／Ｌ、バリン４ｇ／Ｌ、グルタミン酸５ｇ／Ｌであった。
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【００２３】
製造例２（アミノ酸発酵液Ｂの調製）
バッフル付き５００ｍＬ三角フラスコに下記組成を有する滅菌したアミノ酸発酵原料（ｐＨ ７．２）を１００ｍＬ分注し、滅菌後、ブレビバクテリウム・フラバム（Ｂｒｅｖｉｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｆｌａｖｕｍ ＡＴＣＣ１５９４０）を接種し、３０℃で９６時間振とう培養を行った。次いで遠心分離を行い、菌を取り除いた培養液をアミノ酸発酵液Ｂとした。
得られたアミノ酸発酵液中のアミノ酸組成を調べたところ、プロリン１８ｇ／Ｌ、アラニン４ｇ／Ｌ、バリン２ｇ／Ｌ、グルタミン酸５ｇ／Ｌであった。
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【００２４】
実施例１
トマト（桃太郎）をバーミキュライト中に播種し、そのまま３０日間栽培した。栽培期間中、灌水は蒸留水で行った。播種後３０日目に、Ｎ；６８ｐｐｍ、Ｐ；２ｐｐｍ、Ｋ；７８ｐｐｍ、Ｍｇ；４８ｐｐｍ、Ｆｅ；２ｐｐｍ、Ｍｎ；１ｐｐｍ、Ｚｎ；０．２ｐｐｍ、Ｃｕ；０．０１ｐｐｍ、Ｂ；０．５ｐｐｍ、Ｍｏ；０．０００５ｐｐｍを含んだ水耕培養液４０Ｌに苗を移植した。水耕液のｐＨは、２〜３日に１回、ＮａＯＨまたはＨＣｌで５．３に合わせた。
カルシウム欠乏が起こるように、水耕液の濃度は２５ｐｐｍに合わせた。移植後１２日目、１５日目、１９日目、２１日目に、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、乳酸カルシウムの１００ｐｐｍ溶液に、アミノ酸の合計濃度が５０ｐｐｍとなるように希釈したアミノ酸発酵液Ａまたはアミノ酸発酵液Ｂを添加して、１０ｍＬ／個体ずつ、作物体全体に散布した。さらに、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、乳酸カルシウムの１００ｐｐｍ溶液単独で散布した区、蒸留水を同量散布した無処理区も設定した。試験は１区４連で実施した。
移植後２８日目に、すべての作物体をサンプリングし、作物体カルシウム含有率を測定し、比較した。
一方、が起こらないように、水耕液カルシウム濃度を８０ｐｐｍとし、同量の蒸留水を散布した区も設定し、対照区として比較し、その結果を表１に示す。
表１から明らかなように、トマトにカルシウムを葉面散布した場合、カルシウム含有率は、アミノ酸発酵液の添加によって増加し、アミノ酸発酵液によってカルシウムの吸収効率を高めることが認められた。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
実施例２
トマト（桃太郎）をバーミキュライト中に播種し、そのまま３０日間栽培した。栽培期間中、灌水は蒸留水で行った。播種後３０日目に、Ｎ；６８ｐｐｍ、Ｐ；２ｐｐｍ、Ｋ；７８ｐｐｍ、Ｍｇ；４８ｐｐｍ、Ｆｅ；２ｐｐｍ、Ｍｎ；１ｐｐｍ、Ｚｎ；０．２ｐｐｍ、Ｃｕ；０．０１ｐｐｍ、Ｂ；０．５ｐｐｍ、Ｍｏ；０．００５ｐｐｍを含んだ水耕培養液４０Ｌに苗を移植した。水耕液のｐＨは、２〜３日に１回、ＮａＯＨまたはＨＣｌで５．３に合わせた。
カルシウム欠乏が起こるように、水耕液の濃度は２５ｐｐｍに合わせた。移植後１４日目、１７日目、２１日目、２３日目に、それぞれ次の濃度となるように、塩化カルシウム、硝酸カルシウム溶液に対し、アミノ酸の合計濃度が５０ｐｐｍとなるように希釈したアミノ酸発酵液Ａを添加して、１０ｍＬ／個体ずつ、作物体全体に散布した。すなわち、散布したカルシウムの濃度は、１００ｐｐｍ、２００ｐｐｍ、３００ｐｐｍ、５００ｐｐｍ、１０００ｐｐｍとした。さらに、塩化カルシウム、硝酸カルシウム１００ｐｐｍ溶液単独で散布した区（無添加）、蒸留水を同量散布した無処理区も同時に設定した。尚、試験は１区４連で実施した。
移植後２８日目に、すべての作物体をサンプリングし、作物体カルシウム含有率を測定し、比較した。
一方、カルシウム欠乏が起こらないように、水耕液カルシウム濃度を８０ｐｐｍとし、同量の蒸留水を散布した区も設定し、対照区として比較し、その結果を表２に示す。
表２から明らかなように、トマトにカルシウムを葉面散布した場合、カルシウム含有率は、散布したカルシウムの濃度が高くなるにつれて増加するが、アミノ酸発酵液の添加によってさらに増加し、アミノ酸発酵液によってカルシウムの吸収効率を高めることが認められた。
【００２７】
【表２】
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【００２８】
実施例３
トマト（桃太郎）をバーミキュライト中に播種し、そのまま３０日間栽培した。栽培期間中、灌水は蒸留水で行った。播種後３０日目に，Ｎ；６８ｐｐｍ、Ｐ：２ｐｐｍ、Ｋ；７８ｐｐｍ、Ｍｇ；４８ｐｐｍ、Ｆｅ；２ｐｐｍ、Ｍｎ；１ｐｐｍ、Ｚｎ；０．２ｐｐｍ、Ｃｕ；０．０１ｐｐｍ、Ｂ；０．５ｐｐｍ、Ｍｏ；０．００５ｐｐｍを含んだ水耕培養液４０Ｌに苗を移植した。水耕液のｐＨは、２〜３日に１回、ＮａＯＨまたはＨＣｌで５．３に合わせた。
Ca欠乏が起こるように、水耕液の濃度は２５ｐｐｍに合わせた。移植後１４日目、１７日目、２１日目、２３日目に、塩化カルシウム＋硝酸カルシウムの１００ｐｐｍ溶液に、アミノ酸の合計濃度がそれぞれ次の濃度となるように希釈した発酵液Ａを添加して、１０ｍＬ／個体ずつ、作物体全体に散布した。すなわち、発酵液Ａのアミノ酸濃度は、カルシウム溶液に対し、５ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、２０ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、１００ｐｐｍとした。さらに、蒸留水を同量散布した無処理区も設定した。試験は１区４連で実施した。
移植後２８日目に、すべての作物体をサンプリングし、作物体カルシウム含有率を測定し、比較した。
一方、カルシウム欠乏が起こらないように、水耕液カルシウム濃度を８０ｐｐｍとし、同量の蒸留水を散布した区も設定し、対照区として比較し、その結果を表３に示す。
表３から明らかなように、トマトにカルシウムを葉面散布した場合、カルシウム含有率は、アミノ酸発酵液の添加によって増加し、アミノ酸濃度が高くなるにつれて増加し、アミノ酸発酵液によってカルシウムの吸収効率を高めることが認められた。
【００２９】
【表３】
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【００３０】
実施例４
トマト（桃太郎）をバーミキュライト中に播種し、そのまま３０日間栽培した。栽培期間中、灌水は蒸留水で行った。播種後３０日目に、Ｎ；６８ｐｐｍ、Ｐ；２ｐｐｍ、Ｋ；７８ｐｐｍ、Ｍｇ；４８ｐｐｍ、Ｆｅ；２ｐｐｍ、Ｍｎ；１ｐｐｍ、Ｚｎ；０．２ｐｐｍ、Ｃｕ；０．０１ｐｐｍ、Ｂ；０．５ｐｐｍ、Ｍｏ；０．０００５ｐｐｍ、カルシウム；２５ｐｐｍを含んだ水耕培養液４０Ｌに苗を移植した。カルシウム濃度２５ｐｐｍは欠乏が起きる程度の濃度となっている。水耕液のｐＨは、２〜３日に１回、ＮａＯＨまたはＨＣｌで５．３に合わせた。
移植後１２日目、１５日目、１９日目、２１日目に、硝酸カルシウムが１００ｐｐｍに、アミノ酸試薬によりアミノ酸濃度が５０ｐｐｍになるように配合した溶液を調製して、１０ｍＬ／個体ずつ、作物体全体に散布した。アミノ酸組成はプロリン１００％、プロリン及びグルタミン酸それぞれ５０％、プロリン、グルタミン酸、アラニン及びバリンそれぞれ２５％として、それぞれをアミノ酸液Ａ、アミノ酸液Ｂ、アミノ酸液Ｃとした。さらに、硝酸カルシウム溶液を単独で同量散布した区、蒸留水を同量散布した区も設定した。試験は１区４連で実施した。
移植後２８日目に、すべての作物体をサンプリングし、作物体カルシウム含有率を測定し、比較した。
表２から明らかなように、トマトにカルシウムを葉面散布した時、カルシウム含有率はアミノ酸の添加よって増加し、アミノ酸の配合がカルシウムの吸収効率を高めることが確認できた。
【００３１】
【表４】
0004104263.tif 000007
【００３２】
【発明の効果】
本発明のカルシウム塩の水溶液とアミノ酸の水溶液とを植物の表面に散布する方法によれば、作物のカルシウム欠乏による生育障害を解消することができるとともに、生理活性を高め、植物や作物の生育維持を強化することができる。従って、作物の生育を促進でき、収穫物の品質を向上させることができ、収量を増大させることができる。