(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメントおよび骨材を主構成材料として、さらに該主構成材料の合計質量に対して１〜２０質量％の繊維状充填材を含む水硬性材料から形成されてなり、該繊維状充填材が酸性繊維状充填材とパルプ繊維とからなる酸性繊維状充填材組成物であることを特徴とする海藻幼苗育成用多孔性板状担体。
【請求項２】
繊維状充填材が、主構成材料の合計質量に対して２〜１０質量％含まれている請求項１に記載の海藻幼苗育成用多孔性板状担体。
【請求項３】
２〜８Ｎ／ｍｍ2の圧縮強度、そして０．５〜３Ｎ／ｍｍ2の曲げ強度を有する請求項１または２に記載の海藻幼苗育成用多孔性板状担体。
【請求項４】
パルプ繊維と酸性繊維状充填材とが、質量比で１：５乃至１：５００にて組み合わされてなる請求項１乃至３のうちのいずれかの項に記載の海藻幼苗育成用多孔性板状担体。
【請求項５】
酸性繊維状充填材がピートモスである請求項１乃至４のうちのいずれかの項に記載の海藻幼苗育成用多孔性板状担体。
【請求項６】
さらに、粒状充填材が含まれてなる請求項１乃至５のうちのいずれかの項に記載の海藻幼苗育成用多孔性板状担体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、海藻生殖細胞を播種し、幼苗に育成する苗床として使用される海藻幼苗育成用多孔性板状担体に関する。本発明の海藻幼苗育成用多孔性板状担体で育成された海藻幼苗は、海洋に移植され、藻場形成に利用される。
【０００２】
【従来の技術】
海藻や海草が群生している場所、いわゆる「藻場」は、アラメ、カジメ、ホンダラワ等の有用水産資源の生育場としてだけではなく、アワビ、ウニ等の藻食動物や魚介類の産卵場、生育場として重要なものである。四面を海に囲まれた我が国においては、かつては、藻場は何処にでも存在するものであったが、近年、藻場が消失または衰退する、いわゆる「磯焼け」が大きな問題となっている。
磯焼けの原因は種々考えられており、その原因を絶つ検討も行われているが、一方では、人工的に藻場を再生または造成する試みも行われている。
【０００３】
人工的に藻場を造成する方法としては、コンクリート製の人工礁を海底に設置する方法が一般的に行われている。例えば、特開平１１−１３７１１７号及び特開２０００−１９７４２６号の各公報には、海藻幼胚が着生するポーラスコンクリート層とそれを支持する普通コンクリート層の複合構造からなる海藻群落造成用コンクリートブロックが開示されている。また、特開２０００−４１５２５号公報には、蠣殻等の含石灰水産廃棄物を混入させた、魚礁用コンクリートブロックが開示されている。
【０００４】
これらのブロックは、何れも、製品ブロックとして、そのまま海底に配置されて、海中に浮遊する海藻生殖細胞がその表面に自然に着生するのを待つことになる。従って、目的とする海藻種のみを選択的に着生させることができない。しかしながら、好ましい藻場の形成のためには、着生した海藻生殖細胞を確実に発芽させ、さらに他の海藻や固着動物の侵入を許さない程度に大量発生させることが望ましい。
【０００５】
海底では特に、生命体として弱い発芽・幼苗期に、大量の幼苗が死滅することが多く、この時期には、人為的に管理された環境下である株数をある程度の大きさにまで生育させ、生育苗を海中に移植し、その後は自然に成長させる方法が好ましいと考えられるが、播種および幼苗の育成に適した担体、更には、育成苗を海中に移植する際に行う株分けに適した担体については充分な研究がなされていなかった。
【０００６】
上記の要望を解決する方法として、雑誌「海苔と海藻」第５８号、７〜１１頁（１９９９）には、セメントと骨材とを利用して形成した多孔性で軽量のコンクリート板を用い、この表面にて海藻種苗を生育させ、目的のレベルにまで生育させたのち、その板状物のまま、あるいは、適当な大きさに破砕して、これを海底に配置して藻場を形成させる方法が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、上記の雑誌「海苔と海藻」に記載されている多孔性軽量のコンクリート板を用いる藻場形成技術について、その実用化を目指す研究を行なった。その結果、その多孔性軽量コンクリート板は、海藻種苗の生育のためには有効であるが、その板状物のまま、あるいは適当な大きさに破砕して海底に設置するためには、強度が充分でないことが判明した。さらに、セメントを結合材料として用いたコンクリート板は、これを水中に置いた場合、その表面が長期にわたってアルカリ性を示すため、その表面にて海藻種苗を生育させるためには、海藻種苗を接種する前に、水中にて充分な時間をかけて脱アルカリ化させる必要があり、このことが、多孔性軽量コンクリート板を用いる藻場形成技術の実用化の障害となりやすいことが分った。
【０００８】
【問題を解決するための手段】
本発明は、セメントおよび骨材を主構成材料として、さらに該主構成材料の合計質量に対して１〜２０質量％の繊維状充填材を含む水硬性材料から形成されてなり、該繊維状充填材が酸性繊維状充填材とパルプ繊維とからなる酸性繊維状充填材組成物であることを特徴とする海藻幼苗育成用多孔性板状担体にある。
【０００９】
本発明の海藻幼苗育成用多孔性板状担体の好ましい実施態様は、下記の通りである。
（１）繊維状充填材が、主構成材料の合計質量に対して２〜１０質量％含まれている。
（２）２〜８Ｎ／ｍｍ2の圧縮強度、そして０．５〜３Ｎ／ｍｍ2の曲げ強度を有する。
（３）パルプ繊維と酸性繊維状充填材とが、質量比で１：５乃至１：５００（好ましくは、１：１０乃至１：２００）にて組み合わされている。
（４）酸性繊維状充填材がピートモスである。
（５）繊維状充填材に加えて、パーライトあるいはゼオライトなどの粒状充填材が含まれている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
海藻を対象とした苗代基盤（苗代用の板状担体）には、先ず、海藻生殖細胞の着生を可能にする表面構造が要求される。また、高いｐＨ値等、発芽、幼苗の成長に好ましくない化学的特性を有していないことも必要である。更には、水中での使用に耐える強度を有することが必要であるが、海中への移植時には株分けを行うことから、その際、小ブロックへの破砕分離が容易に行える強度であることも必要である。当然、安価であることも要求される。
【００１１】
本発明者の研究により、上記条件を満足する苗代基盤を与える構成材料としては、セメントと骨材に加えて、繊維状充填材パルプを用いることが有効であることが判明した。
セメント及び骨材から構成される多孔性人工海藻礁は公知であるが、本発明の基盤は、パルプ等の繊維状物質を含ませることを特徴の一つとする。繊維状物質の添加により、曲げ強度が向上し、ブロック状の一般の漁礁、海藻礁に比して、縦・横長さに対する厚みの比を大幅に低減したプレート状、すなわち基盤にした場合でも、十分に実用に耐える強度を有する基盤の提供が可能になる。
【００１２】
セメントとしては、普通ポルトランドセメントが十分使用可能であるが、低アルカリ性の高炉セメント、フライアッシュセメント等の混合セメントを使用すれば、製品製造後における海水、真水中における基盤の除アルカリ処理期間が短縮できることは勿論、基盤製造に際して後述する中和処理が機能し、海水、真水中における除アルカリ処理の省略あるいは期間短縮が可能となる。
【００１３】
骨材は、一般的な砕石或いは砂利が好適に使用される。軽量骨材やパーライトを使用もしくは併用すれば、基盤の軽量化が可能となり、大型の基盤を扱う場合には、取扱いが容易となる。また、砂などの細骨材の併用も好ましい。基盤の嵩密度は、１．５〜２．３ｇ／ｃｍ3の範囲にあることが好ましい。
【００１４】
骨材径を変えることにより、基盤中の空隙の大きさ及び空隙率の調節が可能であるが、通常は、径が１〜２５ｍｍの範囲にあるものが使用される。１ｍｍ未満では、空隙の径が小さく海藻幼苗の根の発達が阻害される場合が有り、一方、２５ｍｍを超えると、孔径が大きくなりすぎ、海藻生殖細胞の着生が困難になるだけでなく板状担体としての強度が低下する傾向がある。なお、前述のように、粒子径のより小さい砂などの細骨材を混合しても、その使用が少量であれば特に問題となることはない。
【００１５】
基盤中の空隙の大きさ及び空隙率は、骨材／セメント容積比を変化させても変えることができる。本発明では、骨材／セメント容積比は、３〜１０にするのが望ましい。骨材／セメント比が３より小さいと、板状担体の空隙率が不足して、海藻幼苗の根の発育が阻害されやすく、また１０を超えると、板状担体としての強度が不十分になりやすい。
【００１６】
本発明の基盤を用いて成長させた苗は、海藻仮根が大きくならない内に移植されることから、空隙率は、藻礁ブロック程には大きいものは要求されず、１０〜２０％の範囲に有ることが好ましい。
【００１７】
水／セメント重量比の好ましい範囲は、０．３〜０．９である。この値が小さいと強度は高くなるが、小さ過ぎると硬化体のマトリックス部分が小さくなり過ぎ、一体化が困難となりやすい。一方、大き過ぎると硬化体強度が低下するのに加え、骨材周りのセメントペースト厚みが適度な大きさにならず、空隙が不均一になりやすくなる。
【００１８】
本発明の基盤（海藻幼苗育成用多孔性板状担体）は、繊維状充填材が充填されていることを特徴とする。この繊維状充填材は、セメントおよび骨材からなる主構成材料の合計質量に対して１〜２０質量％（好ましくは２〜１０質量％）の量にて用いられる。繊維状充填材の使用量が少ないと、十分な曲げ強度を持つ基盤が得られないし、多すぎると逆に強度が低下するだけでなく、基盤の調製が困難になり、海中移植の際の株分けも困難になり、好ましくない。
【００１９】
繊維状充填材は特に、中性繊維状充填材と酸性繊維状充填材とからなる酸性繊維状充填材組成物であることが好ましい。中性繊維状充填材としては、木材パルプ等のパルプ繊維が使用できる。繊維の長さは、混練に影響するほど長いものでない限り、特に制限はない。また、酸性繊維状充填材としては、ピートモスを挙げることができる。このピートモスの添加は、細骨材である砂と共同で、天然岩盤により近い基盤を与えるだけでなく、中に含まれる腐葉土成分は酸性物質である事から、セメントのアルカリ中和に好ましい効果をもたらす。
【００２０】
充填材としては、さらにパーライトやゼオライトのような粒状充填材を配合することができる。また、コンクリート製品に一般的に用いられるコンクリート用化学混和材や増粘剤の使用も可能である。
【００２１】
本発明の海藻幼苗育成用基盤（板状担体）は、骨材／セメント比の調整および適量の繊維状充填材の添加により、充分な取扱強度を有しながらも、最終的に破砕して使用される海藻幼苗育成用基盤として好ましい強度特性である、２〜６Ｎ／ｍｍ2の圧縮強度、１〜３Ｎ／ｍｍ2の曲げ強度を有する基盤として形成することができる。
【００２２】
本発明の海藻幼苗育成用板状担体の形態では、板の上下面が矩形であるものが好ましい。製造、使用の両面において好適であるからである。また、板の上下面が矩形のものは、光が底部まで届き得る程度の間隔を空けて互いに並行に林立させて設置することが容易であり、死容積のない様に空間を有効に使うことができるから同時に大量の育苗が可能となる。
【００２３】
板状担体の大きさは、特に限定されるものではなく、培養水槽の大きさ、機械化の程度に合わせて適宜選択する。一般的には、取扱の容易性から、盤面の一辺の長さを５０ｃｍ程度とするのが好ましい。厚みは、本発明の板状担体が、海中への移植の際の株分けに有利に利用されるものであることから、特に大きくする必要はなく、取扱強度を確保できるものであれば良い。それ以上厚くするのは意味が無いだけではなく、該株分けの際の小ブロックへの破砕が困難になるのに加え、培養水槽中への設置可能な枚数の減少をもたらし、好ましいものではない。基盤の厚みは５〜３０ｍｍで十分である。なお、基盤上面及び／又は下面に、小ブロックに破砕する際の切断個所に、厚さに応じた深さの切れ込みを形成させておくこともできる。
【００２４】
原料セメント、骨材及び繊維状充填材、そして更に必要に応じて加える添加成分は、一般的なコンクリート製品と同様水を加えて混練するが、この際、中和処理剤を加えることができる。中和処理剤の適量を添加することにより、基盤製造後の海水、真水中における中和処理工程を省くことが可能となる。
【００２５】
中和処理剤としては、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、炭酸アンモニウム等の無機酸のアンモニウム塩、ぎ酸や酢酸等低級脂肪酸のアンモニウム塩等の有機酸が好適に使用される。中和処理剤は、存在するアルカリ量を海藻生殖細胞の出芽、幼苗の生育に害を及ぼさない程度まで低減するに足る量で使用するが、アルカリ量は、骨材の種類、実績率、セメントの種類・使用量、更には混和剤の種類・使用量によって異なるため、その量は、これらの条件に合わせて適宜定めるのが適当である。中和処理剤は、上記した水溶性のものを混練水に溶解させて使用するのが、均一性の面から好ましい方法である。
【００２６】
混練後のコンクリートは、適切な型枠に流し込んだ後、養生を行い、目的とする基盤成形体を得ることができる。
【００２７】
得られた基盤成形体は、必要に応じて、海水又は真水中で除アルカリ処理を行った後、海藻生殖細胞の播種・養生に供する。なお、除アルカリ処理に要する時間は、使用セメント種、中和処理の有無、更には、除アルカリ条件に依存して変化する。
【００２８】
基盤に対する海藻生殖細胞の播種・着生は、細胞懸濁液を盤面に散布して行う事ができる。海藻生殖細胞が播種・着生された基盤は、培養水槽中に設置された後、水温、光量が適切に設定された環境下で発芽、育苗が行われる。そして、苗が移植に適した大きさに成育したら、基盤を苗が着生した状態のまま、適切な大きさの小ブロックに破砕して株分けをし、それぞれの株を海中に移植することになる。
【００２９】
【実施例】
（１）基盤（板状担体）の作製
コンクリートスラリー１ｍ3当たり、セメント（高炉セメントＢ種：宇部三菱セメント株式会社製）２９０ｋｇ、骨材（５〜１０ｍｍ径、硬質砂岩砕石）１２００ｋｇ、海砂（１．２〜２．５ｍｍ径）３００ｋｇ、ピートモスと粒状充填材との混合物（グリンサムピート：宇部興産株式会社製、ピートモスが約４０質量％、パーライトおよびゼオライトからなる粒状充填材が約６０質量％）１００ｋｇ、パルプ繊維２．１ｋｇ及び混練水（海水）２４０ｋｇをコンクリートミキサ中で２分間混練してセメント混練物を調製した。ついで、セメント混練物を、縦３００×横３００×高さ１０ｍｍの型枠中に投入し、コテでおさえながら成型した後、室温で２日間養生したものを脱型し、コンクリート製板状担体を得た。
【００３０】
このコンクリートを同様に縦４０ｍｍ×横４０ｍｍ×高さ１６０ｍｍの供試体に成形し、６５℃で５時間の蒸気養生を施してから脱形し、更に１週間気中放置した後に、ＪＩＳＲ５２０１「セメントの物理試験方法」に準じて圧縮強度および曲げ強度を測定したところ、それぞれ、５．１Ｎ／ｍｍ2および１．５Ｎ／ｍｍ2の値を得た。また、日本コンクリート工学協会エココンクリート研究委員会報告書（１９９５．１１）の「ポーラスコンクリートの透水試験方法（案）」に準じて測定した全空隙率および連続空隙率は、それぞれ２５％および１３％であった。
【００３１】
（２）除アルカリ処理
板状担体は、水槽中の海水１０Ｌに浸積したものを、海水流水下（Ｌ／分）で１月間放置し、基盤からの除アルカリを行った。除アルカリ後の基盤は、ＰＥＳＩ培養液の入った培養槽に設置した。
【００３２】
（３）生殖細胞の着生、発芽、育苗
育成対象海藻種としては、ノコギリモクを選択した。海中岩盤から採集した幼胚を、ピペットで、前記培養液中の基盤上に散布し着生させた。幼胚着生後の基盤は、水温２０℃、光強度５０μＥ／ｍ2／ｓ、１２時間間隔の明暗周期の条件下で培養液中に静置して、１ヶ月間発芽、育苗を行った。
【００３３】
（４）海中への移植
培養槽で１ヶ月培養し、その表面で、葉長約０．３ｃｍに幼苗が生育した基盤は、金槌で叩いて破砕して株分けを行い、表面に幼苗の着生した約１０ｃｍの移植用ブロックを作成した。該移植用ブロックは、母藻採集地と同じ海域の岩盤上へ、水中ボンドを用いて接着した。
海中移植後の苗の全長および葉長を、約３ヶ月毎に測定し、成長の様子を観察したところ、前記の「海苔と海藻」に掲載されている効果と同様の優れた海藻幼苗育成効果が得られることが確認された。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の海藻幼苗育成用多孔性板状担体は、その移動作業や各設置箇所への設置作業の際に充分な強度を持ち、また海藻生殖細胞の着生、発芽をより確実なものにする。発芽後の幼苗の生育も良い。海洋に移植する際にも、小ブロックへの破砕が容易であり、粉化による損失も少ない。海洋移植後の苗の生育も、天然の場合に比べて遜色がない。すなわち、本発明の海藻幼苗育成用多孔性板状担体は藻場形成における利用価値が大きく、特に、商品価値の高い海藻類の選択的栽培育成において、高い利用価値を有する。