VOL．１６ ２０１７

横 断 的 共 同 研 究 報 告Reportｓ of Division Crossing Cooperative Research

平 成 ２８ 年 度

栃 木 県 試 験 研 究 機 関 連 絡 協 議 会

は じ め に

地域における産業の振興や環境の保全などの様々な分野の課題を解決するた
めに、科学技術の果たす役割は大きなものがあります。また、その振興による県民生活の向上が期待されています。
栃木県試験研究機関連絡協議会は、県試験研究機関相互の技術交流・情報交換及び横断的共同研究の円滑な推進により、科学技術の振興に資することを目的として、平成１１年度に設置されました。林業系、保健環境系、工業系、農業・畜産・水産系の７つの県試験研究機関で構成されております。
本書は、当連絡協議会が行った平成２８年度の横断的共同研究の研究成果を取りまとめたものです。
この研究成果が広範に活用されますとともに、本県科学技術振興の一助となれば幸甚に存じます。

平成２９年１２月

栃木県試験研究機関連絡協議会

目

次〔横断的共同研究報告〕○新品種ニラ栃木５号の栽培技術の開発（第２報）－ニラの加熱・乾燥等処理による成分等への影響把握－
栃木県農業試験場 研究開発部
栃木県産業技術センター 食品技術部‥‥‥‥‥‥

１○ハイドロゲルサイズ及び土壌混合条件がいちご苗の生育に及ぼす影響の検討
栃木県産業技術センター 材料技術部
栃木県農業試験場 いちご研究所‥‥‥‥‥‥

５‥‥‥‥‥‥

９〔栃木県試験研究機関連絡協議会設置要領〕

1

2

3

4

横断的共同研究

ハイドロゲルサイズ及び土壌混合条件がいちご苗の生育に及ぼす影響の検討
小林 愛雲* 大和弘之* 小島

夏実** 大橋隆**

Effects of Size and Amount of Hydrogel Mixed with Soil on Growth of Strawberry Seedlings
Azumi KOBAYASHI, Hiroyuki YAMATO, Natsumi KOJIMA and Takashi OHASHIHEC/CMC 水溶液を EDGE で架橋することにより HEC/CMC 複合ハイドロゲルを調製した。調製したゲルを 2, 5, 10 mm 角に切断し，それぞれ 1, 5, 10 vol%の割合でいちご育苗における慣行培地に混合した。これら培地の温度条件 40℃で 8 時間保持に続けて，25℃で 16 時間保持した時の体積変動を評価した。ゲル混合培
地の体積変動は慣行培地と同等以下であり，僅かであった。調製したゲルを 2 mm 角に切断し，1, 5, 10 vol%の割合で慣行培地に混合した。これらのゲル混合培地を用いて，いちごの育苗試験を行った。育苗試験を実施したすべての条件において，苗の活着率は 100 %であった。
Key words: ゲル，いちご，育苗，保水材，潅水省力化

１

はじめにで報告する。

いちごの育苗においては，土壌病害の発生が課題となっている。高温多湿条件で発生する炭疽病や，高温乾燥

２条件で発生する萎黄病は特効性の化学農薬がなく，蔓延

２．１

研究の方法

ハイドロゲルの調製すると苗が全滅する恐れがある。土壌病害の発生を予防

各種ポリマーを蒸留水に溶解し，7 wt%水溶液を調製するためには，育苗培地の水分管理が重要である。水分した。調製したポリマー水溶液に所定量のエチレングリ管理は作業者の経験に基づく 1 日 2～3 回の潅水作業にコールジグリシジルエーテル（EGDE）（東京化成）とより行っているが，作業の負担が大きく省力化，効率化

5 M 水酸化カリウム（KOH）水溶液を加え pH=12.8 のプが求められている。

レゲル溶液を調製した。調製したプレゲル溶液を 60℃でハイドロゲル（以下ゲル）は，高分子が架橋されて三24 時間反応させることで各種ゲルを調製した。調製した

1, 2)。

ゲルを多量の 50 wt%イソプロピルアルコール（IPA）水ゲルは自重の数十倍から数百倍の水を吸収，保持するこ溶液に浸漬することで未反応の EGDE を除去した。IPAとができ，紙おむつの吸水体やコンタクトレンズ等とし浸漬後のゲルを多量の水道水に浸漬することで洗浄して使われている。高い保水性を有するゲルを育苗培地にた。用いたポリマーは，2-ヒドロキシエチルセルロース混合することで培地の保水性を高め，潅水作業の省力化（HEC）（ALDRICH, average Mw=250,000），ヒドロキ

次元の網目を作り，水を吸収して膨潤したものである

3)におシ プ ロ ピ ル セ ル ロ ー ス （ HPC ） （ ALDRICH, average

いてゲルを慣行培地に混合し，いちご苗生産での実用性

Mw=100,000），カルボキシメチルセルロース，ナトリを検討したところ，ゲルのサイズや混合割合等が育苗期ウム塩（CMC）（ACROS ORGANICS, Mw=250,000, DS =間中の培地の体積減少を引き起こし，苗の生育に悪影響0.9）またはポリビニルアルコール（PVA）（和光純薬工（活着率の低下）を及ぼすことが示唆された。そこで本業，重合度約 2,000）である。

が期待されている。そこで平成 27 年度の研究

4)

研究では,ゲル混合培地の体積変動を緩和するために,膨HEC/CMC 複合ゲルも前述のゲルと同様の手法で調製

潤復元の速いゲルを調製し，培地に混合するゲルのサイした。総ポリマー濃度 7 wt%となるように所定量の HECズ及び混合割合を検討した。調製した体積変動の少ないと CMC（0, 1, 2, 3 wt%）を蒸留水に溶解し，水溶液を調ゲル混合培地を用いて，いちご苗の生育性を評価したの製した。調製したポリマー水溶液に EGDE（10 wt%）と*栃木県産業技術センター

所定量の 5 M KOH 水溶液を加え pH=12.8 のプレゲル溶**

栃木県農業試験場いちご研究所

材料技術部

液を調製した。調製したプレゲル溶液を 60℃で 24 時間

5反応させることで各種ゲルを調製した。調製したゲルを

月 3 日にセルトレイに充填した培地に，とちおとめ，ス多量の 50 wt% IPA 水溶液に浸漬することで未反応のカイベリーを採苗仮植した。8 月 4 日までは，すべてのEGDE を除去した。IPA 浸漬後のゲルを多量の水道水に区において，苗の生育状況に応じて 1 日に数回スプリン浸漬することで洗浄した。

ンクラーで潅水を行った。8 月 4 日以降は，慣行区にお２．２いて午前及び午後の 2 回，ゲル混合区（1 %区，5 %区，ハイドロゲルの膨潤復元性評価

ゲルを 10 mm 角に切断し，22℃で 2 日間乾燥した。こ10 %区）において午前 1 回の手潅水を行った。いずれのの乾燥ゲルを蒸留水（22℃）に浸漬した。所定時間経過区においても培地の乾燥状態によっては追加潅水を行後，ゲルの重量（湿重量 : Wwet ）を測定し，再び蒸留水った。育苗管理を 9 月 23 日まで行い，仮植 30 日後の葉に浸漬した。この操作を繰り返し行うことで，膨潤度の長及び活着率，仮植 45 日後の葉長及び枯死株率，育苗経時変化を測定した。ゲルを送風定温乾燥機を用いて終了時の苗質（クラウン径，地上部重，地下部重，内生60℃で予備乾燥した後，105℃で 24 時間程度加熱乾燥し葉数，花芽分化指数）について調査した。

た。乾燥重量（Wdry）を求め，次式（1）によりゲルの膨潤度 Q を算出した。
Q = Wwet / Wdry

３（1）

３．１

結果及び考察ハイドロゲルの膨潤復元性

ハイドロゲル混合培地の体積変動評価調製した HEC ゲル（7 wt% HEC（5 wt% EGDE）），ゲル混合培地は，いちご育苗における慣行培地（鹿沼HPC ゲル（7 wt% HPC（10 wt% EGDE）），CMC ゲル

土：くん炭＝2：1 混合培地）に，調製したゲルのサイズ（7 wt% CMC（10 wt% EGDE）），PVA ゲル（7 wt% PVA

及び混合割合を変えて調製した。ゲルのサイズは 2, 5, 10（10 wt% EGDE））及び平成 27 年度の研究で用いたゲmm 角とし，混合割合はそれぞれ 1, 5, 10 vol%とした。

ル（H27 年度ゲル：7 wt% HEC（5 wt% EGDE）ゲルを–２．３調製したゲル混合培地を，いちご育苗用 24 穴セルトレ

250

イ（容量：1 穴あたり約 175 cm3）に充填した。同様に慣行培地をセルトレイに充填した。充填した培地に潅水200（1 穴あたり約 100 ml）し，セルトレイの淵から培地までの高さ（充填初期高さ：h 0）を測定した（図 1）。測膨潤度定後のセルトレイを送風定温乾燥機に入れた。乾燥機の温度条件は，育苗時の環境を想定し 40℃で 8 時間の後，25℃で 16 時間とした。所定時間経過後，セルトレイを取り出し，セルトレイの淵から培地までの高さ（時間 t10050における高さ：ht ）を測定した後，再度乾燥機に入れた。
この操作を繰り返し行い，培地の高さ変動（体積変動）0を次式（2）により算出した。
Δh = h 0－ht

0

1（2）

潅水は，体積変動評価開始時（t=0）,及び 24 時間経過後

図2（t=24）の高さ測定前に行った。
２．４7wt%HEC (5wt% EGDE)
7wt%HPC (10wt%EGDE)
7wt%CMC (10wt%EGDE)
7wt%PVA (10wt%EGDE)
H27年度ゲル150

23経過時間 /h

45

10 mm角ゲル（22℃，2日間乾燥）を蒸留水に浸漬した際の膨潤度の経時変化※）H27年度ゲル：7 wt% HEC（5 wt% EGDE）ゲ
ルを-40℃で凍結処理し多孔質化したゲル

ハイドロゲル混合培地を用いたいちご育苗試験

慣行培地に，2 mm 角に切断したゲルを 1, 5, 10 vol%表1 調製したゲルの膨潤速さと性状混合してゲル混合培地（1 %区，5 %区，10 %区）を調製した。ゲル混合培地及び慣行培地（0 %区（慣行区））をいちご育苗用 24 穴セルトレイに充填した。2016 年 7慣行培地
24穴セルトレイ
（1穴）

h0

ゲル
時間t=0（培地充填初期）

ht

時間t

名称

組成

膨潤速さ

性状

取り扱いの容易さ

HECゲル

7 wt% HEC
（5 wt% EGDE）

×

柔らかい弾力あり◎

HPCゲル

7 wt% HPC
（10 wt% EGDE）

×

軟らかい脆い×CMCゲル

7 wt% CMC
（10 wt% EGDE）◎硬い脆い×PVAゲル

7 wt% PVA
（10 wt% EGDE）△

形状保持不可×※）膨潤速さはCMCゲルを基準に、取り扱いの容易さはHEC
ゲルを基準にして相対的に評価した

図1 ゲル混合培地の体積変動評価の模式図

6

40

H27 年度ゲルと同程度の膨潤速さを示し，柔らかくて弾

7wt%HEC
6wt%HEC/1wt%CMC
5wt%HEC/2wt%CMC
4wt%HEC/3wt%CMC
H27年度ゲル3530

力があり取り扱いが容易であった。HPC ゲルは，H27 年度ゲルと同程度の膨潤速さを示したが，軟らかくて脆かった。CMC ゲルは，膨潤は速いが硬くて脆かった。PVA

膨潤度

25ゲルは，H 27 年度ゲルの約 2 倍の膨潤速さを示したが，20非常に柔らかく大気中で形状を保持できなかった。そこ

15で膨潤の速い CMC ゲルと取り扱いの容易な HEC ゲルを組み合わせた HEC/CMC 複合ゲルの調製を試みた。調製

10した複合ゲルの膨潤度の経時変化を図 3 に示す。CMC5の割合が増加するにつれて，HEC/CMC ゲルの膨潤は速く な る傾 向が 認 めら れた 。一 方 で， HEC/CMC ゲ ルは00123経過時間 /h45CMC の割合が増加するにつれて硬く脆くなり，CMC 濃度 3 wt%で取り扱いが困難になった。調製した複合ゲル

図3 10 mm角HEC/CMCゲル（22℃，2日間乾燥）を蒸留水に浸漬した際の膨潤度の経時変化のうち H27 年度ゲルより膨潤が速く，取り扱いの容易な※）H27年度ゲル：7 wt% HEC（5 wt% EGDE）ゲ
ルを-40℃で凍結処理し多孔質化したゲル

5 wt% HEC/2 wt% CMC ゲルを以降の実験に用いた。
３．２

ハイドロゲル混合培地の体積変動

40℃で凍結処理し多孔質化したゲル）の膨潤度の経時変

5 wt% HEC/2 wt% CMC ゲル混合培地及び慣行培地の化を図 2 に示す。調製したゲルのうち，CMC ゲルの膨高さ変動（体積変動）を図 4 に示す。調製したゲル混合

潤が最も速かった。この CMC ゲルを除くその他のゲル培地の体積変動は慣行培地と同等以下であり，僅かであの膨潤は，H27 年度ゲルとほぼ同程度であった。調製しった。10 mm 角ゲル混合培地は，混合割合と培地体積変たゲルの膨潤速さと性状を表 1 に示す。HEC ゲルは，動に相関が見られなかった。これは慣行培地粒子（約 22.010%
5%1%1.0培地の高さ変動 h0-ht /mm

培地の高さ変動 h0-ht /mm

2.00.00510152025-1.0-2.0-3.0

10%
5%1%1.00.00培地の高さ変動 h0-ht /mm

培地の高さ変動 h0-ht /mm

1.00.02025-1.0-2.0-3.0252025

経過時間 t /h2.010%
5%1%1520（b） 5 mm角ゲル2.01015-2.0（a） 2 mm角ゲル510-1.0-3.0

経過時間 t /h051.00.00（c） 10 mm角ゲル1015-1.0-2.0-3.0

経過時間 t /h5経過時間 t /h（d） ゲルなし（慣行培地）

図4 5 wt% HEC / 2 wt% CMCゲル混合培地の高さ変動 （試験条件：40℃，8時間→25℃，16時間）

7mm）に比べてゲルが大きく，培地にゲルを均一に混合

ン径，地上部重，地下部重及び内生葉数は，処理区間にすることが難しいためと考えられる。特に 10 mm 角ゲ大きな差は見られなかった。1 %区よりも 10 %区の方がル 1 %混合培地は，ゲルの数が 1～2 個であるため均一育苗における追加潅水の頻度は少なかった。また慣行区ではなく，測定位置によって高さが変わると推察され

や 1 %区よりも 10 %区の方が培地の水持ちが良い様子る。5 mm 角ゲル混合培地は，ゲルの混合割合が高いほが観察された。このことから今回調製したゲル混合培地ど体積減少が大きい。また 10 mm 角ゲル 10 %混合培地

は，いちご育苗における潅水回数を慣行培地に比べて減に比べて 5 mm 角ゲル 10 %混合培地のほうが体積変動はらすことが可能と見込まれる。

大きい。これは 10 mm 角ゲルに比べて 5 mm 角ゲルのほうが，単位体積当たりの表面積が大きく，保水性が低い４おわりにためと推察される。2 mm 角ゲル混合培地は混合割合にゲル混合培地の体積減少を緩和するために膨潤復元よる体積変動の差がほとんど見られなかった。これはゲの速いゲルを調製し，培地に混合する際のゲルのサイルが慣行培地粒子と同程度の大きさであるため，ゲルがズ，混合割合を検討した。調製したゲル混合培地を用い乾燥により収縮しても慣行培地の粒子同士が支え合うて，いちごの育苗を行った。その結果，以下の知見を得ことによって培地体積が維持されるためと考えられる。

た。

2 mm 角ゲルは，混合割合の増加に伴うゲル混合培地体（1）平成 27 年度の研究で用いたゲルよりも膨潤の速積の変動が小さく，また慣行培地への均一混合が容易で

い 5 wt% HEC/2 wt% CMC ゲルを調製できた。

あることから，検討したゲルサイズの中で最もいちご育（2）5 wt% HEC/2 wt% CMC ゲル混合培地（ゲルサイ苗に適していると考えられる。

ズ：2, 5, 10 mm 角３．３

体積変動は慣行培地と同等以下であった。

いちご育苗試験結果

仮植 30 日後（8 月 4 日）の葉長及び活着率を表 2 に示

混合割合：1, 5, 10 vol%）の（3）5 wt% HEC/2 wt% CMC ゲル混合培地（ゲルサイす。活着率は，いずれの品種，処理区とも 100 %だった。

ズ：2 mm 角

混合割合：1, 5, 10 vol%）のいちご

また葉長に大きな差は見られなかった。仮植 45 日後（8苗活着率は 100 %だった。

月 19 日）の葉長及び枯死株率を表 3 に示す。枯死株率は，すべての区において 0 %だった。また葉長は，いず

参考文献

れの品種とも処理区間に明確な差は認められなかった。

1）山内愛造，廣川能嗣： "高分子素材 One Point-24「機育苗終了時（9 月 23 日）の苗質を表 4 に示す。クラウ能性ゲル」"，共立出版，(1990)
2）荻野一善，長田義仁，伏見隆夫，山内愛造： "ゲル表2 仮植30日後の葉長及び活着率供試品種

葉長（cm）
ゲル混合割合（%） 葉柄長 葉身長 葉幅—ソフトマテリアルの基礎と応用－ "，産業図書，
活着率（%）

07.4

5.9

4.4100

18.9

6.6

5.2

100

58.66.9

5.1100108.56.2

4.710006.7

4.9

3.61001

7.4

5.2

3.7

100

5

6.9

4.8

3.5

100

10

6.9

5.1

3.7

100

とちおとめ

スカイベリー(1991)
3）龍勝利，井手治，森山友幸，奥幸一郎： "福岡県農業総合試験場研究報告"，27，59-63，(2008)4）仁平淳史，小林愛雲，大橋隆，鶴見理沙： "栃木県産業技術センター研究報告"，13，78-80，(2016)

表4 育苗終了時の苗質

表3 仮植45日後の葉長及び枯死株率
供試品種
とちおとめ

葉長（cm）

ゲル混合割合（%） 葉柄長 葉身長

枯死株率
（%）

供試品種
とちおとめ

0

7.9

7.9

5.4

00

7.7

6.5

6.7

3.4

3.0

1

7.6

8.1

5.5

01

7.6

5.0

5.3

3.6

3.0

05

8.3

6.3

5.8

3.4

2.60107.7

6.0

6.5

3.8

1.60

7.6

6.5

5.3

3.6

3.8

510
スカイベリー

葉幅

ゲル混合 クラウン径 地上部重 地下部重 内生葉数 花芽分化
割合（%）
（mm）
（g/株）
（g/株）
（枚）
指数

8.5
7.7

8.1
8.1

5.5
5.5

スカイベリー

0

9.4

8.1

5.3

0

1

9.0

7.6

4.7

01

8.0

5.1

5.3

3.0

3.4

5

9.9

7.7

4.8

05

8.1

6.2

4.9

3.8

2.2

10

9.8

7.9

5.0

0

10

7.6

5.3

5.0

3.4

2.2

※）花芽分化指数は0：未分化，1：肥厚期，2：分化期，3：花房分化期とした

8栃 木 県 試 験 研 究 機 関 連 絡 協 議 会 設 置 要 領（目的）
第１条 この協議会は、栃木県科学技術振興指針を踏まえ、県試験研究機関相互の技術交流・情報交換及び横断的共同研究の円滑な推進を図り、もって科学技術の振興に資することを目的とする。
（名称）
第 ２ 条 こ の 協 議 会 は 、 栃 木 県 試 験 研 究 機 関 連 絡 協 議 会 （ 以 下 「 連 絡 協 議 会 」 と い う 。）と称する。
（事業）
第３条 連絡協議会は、第１条の目的を達成するため、次の各号に掲げる事業を行う。
（１） 県試験研究機関相互の技術交流・情報交換（２） 県試験研究機関の横断的共同研究（３） その他特に目的を達成するために必要な事業（組織）
第 ４ 条 連 絡 協 議 会 は 、 別 表 に 掲 げ る 機 関 （ 以 下 「 構 成 機 関 」 と い う 。） を も っ て 構 成 する。
２ 会長は、産業技術センター所長の職にある者をもって充てる。
３ 会長は、連絡協議会を代表し、会務を総理する。
４ 会長に事故ある時は、会長があらかじめ指名する者がその職務を代理する。
（総会）
第５条 総会は、連絡協議会の事業及び運営に関する事項について審議、決定する。
２ 総会は、会長が招集し、これを主宰する。
３ 総会は、構成機関の過半数により成立する。
４ 総会の議事は、出席機関の過半数で決し、可否同数の場合は、会長の決するところによる。
（幹事）
第６条 連絡協議会に幹事を置く。
２ 幹事は、構成機関の長が選任した者をもって充てる。
３ 幹事は、第３条に規定する事業の計画等に関する事項、その他会長が必要と認める事項について、審議、処理する。
（事務局）
第７条 連絡協議会の事務局は、産業技術センターに置く。ただし、連絡協議会の円滑な運営に必要な部局間調整、予算管理事務については、工業振興課において処理する。
（その他）
第８条 この要領に定めるもののほか、連絡協議会の運営に関し必要な事項は、別に定める。
附 則
この要領は、平成１１年４月３０日から適用する。
附 則
この改正後の要領は、平成１２年４月１日から適用する。
附 則
この改正後の要領は、平成１５年４月１日から適用する。
附 則
この改正後の要領は、平成１６年４月１日から適用する。
附 則
この改正後の要領は、平成２１年６月５日から適用する。
附 則
この改正後の要領は、平成２３年６月９日から適用する。
附 則
この改正後の要領は、平成２５年６月１２日から適用する。
附 則
この改正後の要領は、平成２９年３月２４日から適用する。

9別表（第４条関係）
栃木県試験研究機関連絡協議会構成機関
林業

セン

ター

保健

環

境

セン

ター

産

業

技術

セン

ター

農業

試

験場

水産

試

験場

県

央

家畜産

酪畜
農

保研

健究

10セ衛

生所ンター

平 成 ２８ 年 度
横 断 的 共 同 研 究 報 告Reportｓ

ofDivision

Crossing

CooperativeResearch

平成２９年１２月発行
発行 栃木県試験研究機関連絡協議会
編集

栃木県産業技術センター技術交流部〒321-3226

宇都宮市ゆいの杜１－５－２０

TEL 028-670-3391

FAX 028-667-9430