(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）分散状態の黒色炭素質微粒子と、（Ｂ）米ヌカ及び／又は菜種油カスの水抽出成分を必須成分として含む黒色水性分散液からなる水田雑草の発生抑制材。
【請求項２】
（Ｃ）成分として有機系分散剤を含む黒色水性分散液からなる請求項１記載の水田雑草の発生抑制材。
【請求項３】
（Ａ）成分の黒色炭素質微粒子が活性炭微粒子である請求項１又は２記載の水田雑草の発生抑制材。
【請求項４】
（Ａ）成分の黒色炭素質微粒子の平均粒径が５μｍ以下である請求項１、２又は３記載の水田雑草の発生抑制材。
【請求項５】
（Ａ）成分に対し、（Ｂ）成分を１〜３０倍重量の割合で含む黒色水性分散液からなる請求項１ないし４のいずれかに記載の水田雑草の発生抑制材。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の水田雑草の発生抑制材を、黒色炭素質微粒子の濃度が５〜１００ppmになるように水田水に添加することを特徴とする水田の抑草方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水田雑草の発生抑制材及びそれを用いた水田の抑草方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、太陽光を遮断することにより、水田雑草の発生を効果的に抑制しうると共に、水田水の温度上昇をもたらし、かつ安全衛生上問題のない、バイオマスを利用した安価で実用的な水田雑草の発生抑制材、及びこのものを用いて、水田雑草の発生を効果的に抑制する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
農作物の単位面積当たりの収穫量を増大するには、作物を病虫害や雑草から守る作物保護処理を効果的に行うことが重要な課題として挙げられる。病虫害や雑草などによる作物の収穫量の損失率は、可能収穫高の３０％を超えると推定されている。農作物の生産性を向上させるには、この損失率を低下させることが必要であり、そのため、これまで種々の化学農薬が開発されてきた。
しかしながら、近年、化学農薬の多量使用による環境汚染が問題となり、したがって、効果万能農薬から安全性の高い農薬へと転換されつつある。このような事情から、最近、微生物産生物質や、微生物そのものからなる生物農薬、すなわちバイオ農薬が注目され、実用化され始めている。
微生物産生物質からなる除草剤としては、例えば明治製菓が開発したある種の放線菌の代謝産物であるビアラホス（ｂｉａｌａｐｈｏｓ）などが実用化されており、一方微生物除草剤としては、例えば難防除雑草であるクログアイや強害雑草のイヌホタルイ、あるいはスズメノカタビラなどを、植物に対する病原菌を用いて選択的に除去する研究が進められている。しかしながら、これらの微生物産生物質や微生物からなる除草剤は、安全衛生的には問題は少ないものの、作物の収穫量の割には除草コストが高くつくという問題がある。
さらに、水田雑草の防除については、例えば水田にアイガモ、カブトエビ、コイなどを放飼することによる雑草の発生の防止が行われており、また、水田に積極的に水藻を発生させることにより、雑草の発生を抑制する試みがなされている。さらに、水田に墨汁を流し、遮光効果で雑草を抑える、無農薬の米作りが試みられている。しかし、動物の放飼は管理に多くの労力が必要であり、水藻の発生はイネに害を生ずることがあり、さらに雑草との競合において必ずしも水藻が優位にたつとは限らない。
一方、水稲の収穫量に影響を与える要因として、様々なものがあるが、その中の１つとして潅漑水の温度を挙げることができる。特に寒冷地、山間高冷地あるいは冷温地などにおいては、潅漑水の温度を上昇させることは、水稲の収穫量にとって重要なことである。
水稲の場合、潅漑水を昇温させるために、従来から様々の方法が試みられており、例えば（１）水稲の植付株の列間の水面上に、長尺帯状合成樹脂シートを浮揚するように敷設し、太陽熱吸収作用と保温作用によって、水温を上昇させるとともに、夜間などにおける水温低下を抑制する方法（特開昭５３−１１２１０３号公報）、あるいは、（２）昼間の太陽又は風力を利用して蓄熱できる蓄熱機構を有する水温加熱装置を用い、昼間に蓄熱された熱源により、夜間に水田に取入れる取入水を加温する方法（特開平２−２０７７２１号公報）などが開示されている。
しかしながら、前記（１）の方法においては、シートを敷設するのに人手を要し、人件費が高くつくとともに、シートも安価ではなく、潅漑水を昇温させるのにコストが高くつくのを免れないという欠点があり、また（２）の方法においても、水温加熱装置は高価なものである。
ところで、廃棄又は未利用のまま放置されているバイオマスとしては、例えば稲わら、もみ殻、野菜残渣（生産地）、果実加工廃棄物、米ヌカ、菜種油カス、でんぷんカス、豆加工廃棄物などの農産系廃棄物、未利用雑木、除間伐材、林地残材、製材くず、古材、紙・パルプ廃棄物、廃ホダ木などの林産系廃棄物、さらには畜産系廃棄物、工業廃水スラッジ、下水汚泥、海藻類などが知られている。これらのバイオマスの利用は、資源の少ないわが国においては、資源の有効利用の観点から極めて望ましいことである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような事情のもとで、太陽光を遮断することにより、水田雑草の発生を効果的に抑制しうると共に、水田水の温度上昇をもたらし、かつ安全衛生上問題のない、バイオマスを利用した安価で実用的な水田雑草の発生抑制材、及びこのものを用い、水田雑草の発生を効果的に抑制する方法を提供することを目的としてなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ね、活性炭などの黒色炭素質微粒子は、（１）土壌中のアルミニウムイオンなどの金属イオンにより、凝集しやすく、その結果短期間で沈降して、雑草の発生抑制効果が十分に発揮されにくいこと、（２）粒子を小さくするほど、沈降速度が遅くなると共に、黒色濃度が一層濃くなることに着目した。
本発明者らは、この着目に基づき、さらに研究を進めた結果、バイオマスである米ヌカや菜種油カスの水抽出成分は、黒色炭素質微粒子に対する土壌イオンの影響を防ぎ、その沈降を抑制し、長期間にわたって、該黒色炭素質微粒子を水田湛水中に分散させ、濁りを持続させる作用を有することを見出した。そして、該黒色炭素質微粒子と米ヌカや菜種油カスの水抽出成分を含む黒色水性分散液を、水田水に黒色炭素質微粒子が所定の濃度になるように添加することにより、水田雑草の発生を効果的に抑制し得ることを見出した。
本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち、本発明は、
（１）（Ａ）分散状態の黒色炭素質微粒子と、（Ｂ）米ヌカ及び／又は菜種油カスの水抽出成分を必須成分として含む黒色水性分散液からなる水田雑草の発生抑制材、
（２）（Ｃ）成分として有機系分散剤を含む黒色水性分散液からなる第１項記載の水田雑草の発生抑制材、
（３）（Ａ）成分の黒色炭素質微粒子が活性炭微粒子である第１項又は第２項記載の水田雑草の発生抑制材、
（４）（Ａ）成分の黒色炭素質微粒子の平均粒径が５μｍ以下である第１項、第２項又は第３項記載の水田雑草の発生抑制材、
（５）（Ａ）成分に対し、（Ｂ）成分を１〜３０倍重量の割合で含む黒色水性分散液からなる第１項ないし第４項のいずれかに記載の水田雑草の発生抑制材、及び
（６）第１項ないし第５項のいずれかに記載の水田雑草の発生抑制材を、黒色炭素質微粒子の濃度が５〜１００ppmになるように水田水に添加することを特徴とする水田の抑草方法、
を提供するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の水田雑草の発生抑制材は、（Ａ）成分として、分散状態の黒色炭素質微粒子を含むものであって、この分散状態の黒色炭素質微粒子の形成には、例えば粉末状活性炭やカーボンブラック及びこれらの水性分散体、ペーストなどを使用することができる。
上記粉末状活性炭としては、特に制限はなく、ヤシ殻系、木質系、石炭系のいずれも用いることができるし、粒状炭や破砕炭を粉砕して使用することもできる。この活性炭はまず原料を不活性ガス中、８００℃以下の温度で炭素化したのち、８００〜１,０００℃で水蒸気、炭酸ガスなどを用いて酸化、賦活する（ガス賦活法又は水蒸気賦活法と呼ばれる）ことによって製造されるのが普通である。賦活過程では炭素化過程で生じた炭素材の表面がゆっくりと、しかも選択的に酸化され、吸着に適した細孔が生成する。なお、薬品賦活法と呼ばれる方法もあり、それは塩化亜鉛などの化学薬品を原料に混合したのち、不活性ガス中で炭素化する方法である。
このようにして得られた活性炭は、上水道の水処理、醸造工場におけるビール、酒、醤油などの精製、医薬品の精製、精糖の脱色など、食品飲料工業において長い使用の歴史があり、安全性が確認されている。
一方、カーボンブラックは、ガス状あるいは霧滴状とした炭化水素の熱分解によって製造されるものであって、原料や製造装置によって、オイルファーネスブラック、ガスファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、サーマルブラック及びアセチレンブラックに分類することができ、いずれも使用することができる。
本発明においては、（Ａ）成分の黒色炭素質微粒子として、前記粉末状活性炭やカーボンブラックを1種用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよいが、安全衛生の面から、カーボンブラックよりも粉末状活性炭が好ましく、特にヤシ殻系及び木質系粉末状活性炭が好適である。
本発明の水田雑草の発生抑制材においては、水性媒体中に、上記黒色炭素質微粒子が分散しており、該黒色炭素質微粒子の平均粒径は、分散性及び黒色度などの点から、５μｍ以下が好ましく、特に１μｍ以下が好適である。
上記水性媒体としては、通常水が用いられるが、必要に応じ水と、人体や環境に悪影響を及ぼさない水混和性有機化合物、例えばエタノール、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコールなどとの混合媒体も用いることができる。
本発明の水田雑草の発生抑制材においては、（Ｂ）成分として、米ヌカの水抽出成分又は菜種油カスの水抽出成分あるいはその両方が用いられる。この米ヌカや菜種油カスの水抽出成分は、例えば、以下の方法により得ることができる。
すなわち、米ヌカや菜種油カス粉末に対し、５〜３０倍重量程度の水を加え、通常室温において、必要ならば３０〜７０℃程度に加温して、適当な時間かきまぜたのち、公知の手段、例えばろ過、遠心分離、デカンテイションなどにより固液分離処理することによって、米ヌカや菜種油カスの水抽出成分を含有する水溶液を得ることができる。米ヌカの場合、１０倍重量程度の水を用い、室温でかきまぜることにより、約３５重量％が抽出され、菜種油カスの場合は、同条件で約３０重量％が抽出される。
【０００６】
これらの水抽出成分を前記黒色炭素質微粒子と併用することにより、水田に施用した場合、該黒色炭素質微粒子の沈降が抑制され、長期間にわたって、濁りが持続し、雑草の発生が効果的に抑制される。米ヌカや菜種油カスの水抽出成分の作用機構については、必ずしも明確ではないが、該水抽出成分が、黒色炭素質微粒子の表面を保護し、土壌イオンからの影響を防ぎ、該微粒子の凝集、沈降を抑制するものと考えられる。
なお、本発明においては、この米ヌカ水抽出成分及び菜種油カス水抽出成分以外に、脱脂粉乳も使用することができる。
本発明においては、この（Ｂ）成分の米ヌカ及び／又は菜種油カスの水抽出成分は、前記（Ａ）成分の黒色炭素質微粒子に対し、１〜３０倍重量の割合で含有するのが好ましい。この含有量が１倍重量未満では黒色炭素質微粒子の沈降抑制効果が十分に発揮されないおそれがあるし、３０倍重量を超えるとその量の割には効果の向上が認められず、むしろ経済的に不利となる上、水稲に対し、悪影響を及ぼす場合がある。沈降抑制効果、経済性及び水稲に対する影響などを考慮すると、この（Ｂ）成分のより好ましい含有量は３〜２０倍重量の範囲であり、特に５〜１５倍重量の範囲が好適である。
本発明の水田雑草の発生抑制材を製造する方法については特に制限はないが、例えば以下に示す方法を用いることにより、効率よく製造することができる。
まず、黒色炭素質微粒子に、水などの水性媒体を適当量加え、例えばサンドミル、スピードラインミルなどの分散機により、該微粒子の平均粒径が、通常５μｍ以下、好ましくは１μｍ以下になるまで十分に分散処理し、黒色炭素質微粒子の均質な水性分散液を調製する。この際、分散効果を高めるために、通常（Ｃ）成分として有機系分散剤が用いられる。
この有機系分散剤としては特に制限はなく、天然系及び高分子系のいずれも用いることができるが、特に生分解性を有するものが好ましい。この有機系分散剤の例としては、カラメル、アラビアゴム、グアーガム、キサンタンガム、オオバコ種子、キトサン、アルギン酸ナトリウム、水溶性大豆多糖類（ガラクトース、アラビノース、ガラクツロン酸、ラムノース、フコース、キシロース、グルコースを主構成糖として含む）、でんぷん、でんぷん誘導体（可溶性でんぷん、デキストリン、ブリティッシュガム、酸化でんぷんなど）、さらにはカルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、アクリル系樹脂などが挙げられる。これらの有機系分散剤は、１種用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
この有機系分散剤の使用量は、分散効果及び経済性などを考慮すると、黒色炭素質微粒子１００重量部に対し、通常３０〜３００重量部、好ましくは５０〜２００重量部の範囲で選定される。
次に、このようにして調製された黒色炭素質微粒子の水性分散液と前記のようにして調製された米ヌカ水抽出成分及び／又は菜種油カス水抽出成分を含有する水溶液を、各成分が所定の割合になるように混合し、均質化することにより、黒色水性分散液からなる本発明の水田雑草の発生抑制材が得られる。
【０００７】
本発明の水田雑草の発生抑制材には、前記（Ａ）成分、（Ｂ）成分及び（Ｃ）成分以外に、本発明の目的が損なわれない範囲で、所望により、各種添加成分、例えば界面活性剤、水稲に薬害を与えない除草活性成分、肥料、害虫忌避剤などを配合することができる。
次に、本発明の水田の抑草方法について説明する。
本発明の水田の抑草方法においては、前記のようにして得られた本発明の水田雑草の発生抑制材を、その中の黒色炭素質微粒子の濃度が５〜１００ppmになるように水田水に添加する。黒色炭素質微粒子の濃度が５ppm未満では水田雑草の発生抑制効果及び水田水の温度上昇効果が十分に発揮されないおそれがあるし、１００ppmを超えるとその濃度の割には効果の向上が認められず、むしろ経済的に不利となる。水田雑草の発生抑制効果、水田水の温度上昇効果及び経済性などを考慮すると、この黒色炭素質微粒子の濃度は１０〜６０ppmの範囲が好ましく、特に１５〜４０ppmの範囲が好適である。
水田１０アール当たりの湛水量は、深さ約５cmとすると５０トン程度となる。したがって、水田１０アール当たりの黒色炭素質微粒子の施用量は、０.２５〜５kg程度、好ましくは０.５〜３kg程度、特に好ましくは０.７５〜２kg程度である。
本発明の水田雑草の発生抑制材は、慣行水田、乾田直播、湛水直播のいずれにも施用することができる。
【作用】
本発明の水田雑草の発生抑制材は、水田に施用することにより、水田水中に黒色炭素質微粒子が分散することから、太陽光が遮断されて、雑草の発生が効果的に抑制されると共に、太陽熱が吸収されて、水稲の収穫量に好影響を与える水田水の温度上昇がもたらされる。
また、本発明の水田雑草の発生抑制材は、安全性に優れ、水稲に対する薬害や環境汚染をもたらすことがない上、時間の経過と共に、土壌と一体化する。
【０００８】
【実施例】
次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
調製例１  活性炭分散液の調製
活性炭［二村化学工業(株)製、商品名；太閤Ｓ］１０重量部、可溶性でんぷん［日澱化学(株)製、商品名；ＯＳＫ−０３α］１０重量部、及び水８０重量部を混合し、サンドミルで活性炭の平均粒径が１μｍ以下になるまで分散処理して、活性炭分散液を調製した。
調製例２  米ヌカ水抽出成分含有水溶液の調製
米ヌカ１０重量部に水１００重量部を加え、３分間かきまぜたのち、３０分間静置させたところ、乳白色の上澄み液と沈殿物の２層に分離した。次いで、この分離された上澄み液をサイホンを用いて、別の容器に移し替えることにより、米ヌカ水抽出成分３.４重量％を含有する水溶液（以下、米ヌカエキスと称する）を得た。
調製例３  菜種油カス水抽出成分含有水溶液の調製
菜種油カス１０重量部に水１００重量部を加え、３分間かきまぜたのち、３０分間静置させたところ、淡黄色の上澄み液と沈殿物の２層に分離した。次いで、この分離された上澄み液をサイホンを用いて、別の容器に移し替えることにより、菜種油カス水抽出成分２.９重量％を含有する水溶液（以下、菜種油カスエキスと称する）を得た。
比較例１
調製例１で得られた活性炭分散液を水で希釈し、活性炭濃度２０ppmのＡ液を調製した。
【０００９】
実施例１
調製例１で得られた活性炭分散液と、調製例２で得られた米ヌカエキスと、水を配合して、活性炭濃度２０ppm及び米ヌカ水抽出成分濃度２００ppmのＢ液を調製した。
実施例２
調製例１で得られた活性炭分散液と、調製例３で得られた菜種油カスエキスと、水を配合して、活性炭濃度２０ppm及び菜種油カス水抽出成分濃度２００ppmのＣ液を調製した。
試験例１
比較例１、実施例１及び実施例２においてそれぞれ調製したＡ液、Ｂ液、Ｃ液の各液に、硫酸アルミニウム溶液を添加し、土壌の金属イオン中で最も凝集力の強いアルミニウムイオンを、アルミニウム元素分として１０ppm量を加えたのち、室温にて放置した。
２４時間後の濁りの保持率は、Ａ液が５％であるのに対し、Ｂ液は９０％、Ｃ液は６０％であり、安定であった。なお、濁りの保持率は、以下に示す方法によって測定した。
調製したＡ液、Ｂ液、Ｃ液の各液を１０mmガラスセルに入れ、［日立製作所製分光光度計「Ｕ３４００」］を用いて測定波長５５０ｎｍの吸光度値を測定し、これを１００とする。次に、Ａ液、Ｂ液、Ｃ液の各液に硫酸アルミニウム溶液をアルミニウム元素分として１０ppm量を加えて室温で２４時間放置したのち、その試料を同様に１０mmガラスセルに入れて吸光度値を測定し、その光学濃度比をパーセントで算出し保持率とした。
試験例２
１／５０００アールポットに水田土壌を充填して代かきを行った。２４時間後に、比較例１、実施例１及び実施例２においてそれぞれ調製したＡ液、Ｂ液及びＣ液の各液を湛水５cmになるようにポットに投入した。
投入後１時間経過し、均一になった液を標準液として濃度測定し、標準液の濃度が５０％に低下するまでの日数（半減期）をもって、濁り持続の効果を評価した。
その結果、半減期の日数は、Ａ液では３.２日であるのに対し、Ｂ液では５.２日、Ｃ液では４.５日であり、Ｂ液とＣ液の濁り持続は、Ａ液に比べて良好であった。
試験例３
１９９９年１０月５日に、１／５０００アールポット（９個）の底部に川砂を入れて、その上に水田土壌を充填し、ＮＰＫ化成肥料（１４−１６−１４）をＮ成分量で１kg／アール施肥して代かきを行った。次いで、翌日の６日に、比較例１、実施例１及び実施例２においてそれぞれ調製したＡ液、Ｂ液及びＣ液の各液を、各３個のポットに湛水５cmになるようにジョロにより、１回目の散布処理した。
日数が経過すると濁りが低下するため、１０日間を目安にして、反復添加することとし、１０月１５日にポットの水抜き作業を行うと共に、前記と同一条件で２回目の散布処理を行い、さらに１０月２４日にも水抜き作業を行うと共に、前記と同一条件で３回目の散布処理を行った。
１１月１５日に、Ａ液、Ｂ液及びＣ液処理ポットの発生雑草を調査し、１ポット当たりの雑草発生本数及び乾物量を求めた。
Ａ液処理ポットの雑草発生本数は２６本、乾物量は１.２ｇであるのに対し、Ｂ液処理ポットでは１７本及び０.５ｇ、Ｃ液処理ポットでは２１本及び０.８ｇであった。この結果を第１表に示す。
なお、この雑草は、コナギ、タマガヤツリ、アゼナ、ノビエなどであった。
【００１０】
【表１】
0003742541.tif 000002
【００１１】
第１表より、活性炭に、米ヌカ水抽出成分又は菜種油カス水抽出成分を組み合わせて分散させることにより、活性炭単独に比べて、雑草発生本数及び乾物量共に、５割〜３割減となり、雑草発生防止効果が大きいことが分かる。
この理由は、試験例１で示したように、米ヌカ水抽出成分又は菜種油カス水抽出成分により、土壌の金属イオンに対する安定性が大幅に改善された結果、活性炭の分散性が安定し、試験例２で示したように、濁りの持続性がより長くなって、日光の遮断効果につながり、雑草の発芽が抑制できたからである。
【００１２】
【発明の効果】
本発明の水田雑草の発生抑制材は、太陽光を遮断することにより、水田雑草の発生を効果的に抑制しうると共に、水田水の温度上昇をもたらし、かつ安全衛生上問題がなく、しかもバイオマスを利用した安価で実用的なものである。