関東森林研究 67-1(2016)

論 文

生薬残渣発酵肥料の施用が薬用樹木の生育及び土壌理化学性に及ぼす影響
The influence of the application of herbal medicine residual fermented fertilizer on growing of medicinal trees
and ground physics and chemistry
渡辺彩乃＊１・友成真一＊１・上原巌＊２
Ayano WATANABE＊１, Sinichi TOMONARI＊１ and Iwao UEHARA＊２＊１ 早稲田大学大学院 環境・エネルギー研究科
Graduate School of Environment and Energy Engineering，Waseda University＊２ 東京農業大学 森林総合科学科
Department of Forest Science，Tokyo University of Agriculture
要旨：森林や林業の衰退を防止する一方策として、付加価値のある有用樹木の生産が求められている。その１つとして薬用樹木があげられるが、その育成技術は確立されていない。また、育成に長期間を必要とすることから生産の拡大までには至っていない状況にある。加えて、薬用樹木は薬事法に基づいた日本薬局方により農薬類の使用が厳しく規制されている。そこで本研究では、本来捨てられるはずの自然生成物 100％の生薬残渣を堆肥として利用することによって無駄なく利用し、堆肥の施用により有用樹木(薬用樹木)の効率的な育苗方法の確立、および薬効成分含有部位の収量増加を目指した。そのため、イチョウ、マグワ、マユミ、キハダの挿し木苗を養成し、検討した。その結果、施肥を初期段階ではなく、挿し木の発根が十分に行われた 1 か月後に追肥することで堆肥濃度の増加とともに成長率が向上する結果が得られた。また、キハダ苗に含有される薬効部分の濃度向上も著しかったことから、生薬残渣発酵肥料を施用することが有用樹木(薬用樹木)の生育促進およびその成分含有量の増加にも寄与する可能性が示された。
キ－ワ－ド：生薬残渣発酵肥料、有用樹木(薬用樹木)、生育促進、成分含有量
Abstract： In order to prevent the decline of forests and forestry，it is also considered a useful method to use trees with added value，such as
medicinal trees． However，it requires a long period of time and the development technology required to expand production has not yet been
established． In addition，the use of pesticides on medicinal trees is strictly regulated by the Japanese Pharmacopoeia，based on the Pharmaceutical
Affairs Law． Therefore，this study aims to establish an efficient way of growing useful (medicinal) trees，utilizing the medicinal ingredientcontained，and recycling 100% of the natural crude drug residue，without creating waste．Trial trees were Ginkgo，Morus alba，Euonymus
hamiltoniaus，and Phellodendron amurense cuttings．As a result，one month after rooting had been completed，the growth rates of cuttings
increased when the compost was further concentrated with additional fertilizer．Moreover，the medicinal content of Phellodendron amurense
was remarkable． It suggested that the applying the herbal residue fermented manure could be suitable for growth promotion and increasing themedical content of useful (medicinal) trees．
Keywords: crude drug residue fermentation fertilizer，useful (medicinal) trees，promoting growth，increasing component content
Ⅰ はじめに

薬用樹木の輸入が開始するまで、日本では多くの薬用植物

現在、木材価格の低迷や輸入材が安価で大量に安定供給が国内で栽培されていたが、成長に長期間を要する樹木がされるようになったことなどを背景に、国内林業が衰退し多いことや経済性によって国内での薬用樹木栽培は衰退ていると考えられる。また、管理・保全などを行う作業者した。現在、薬用樹木を含めた原料生薬は中国などからのの高齢化や労働人口の減少によって森林環境も悪化して輸入が９割を占める状況にある、（『日経産業新聞 online』いる。そこで、森林や林業の衰退を防止する一方策として、2010.10.29）。一方で、近年中国では自国の資源を守るため近年付加価値のある有用樹木の生産が求められており、薬に複数の薬草が輸出規制品に指定され、その安定供給にお用樹木に着目した。

いて課題が発生している。加えて、日本における薬用樹木

薬用樹木とは、木皮や根などが薬の原料として利用される樹木である。中国との国交回復により、中国から安価なの国内生産は大部分が天然木から採取してきたため、国内資源の枯渇も危惧される危機的状況にある。

－ 65 －(2016 年 3 月 15 日受理)

そこで、国内での生産方法を自生採取から栽培採取へ移

活発な温度により好気発酵され、拮抗能を持つ放線菌が行する必要があるが、現在医薬原料の安定供給のために宮多くなるため健康的な根張りをしやすくなること、の３

崎や新潟などの一部の県ではキハダなどの造林が行われつの利点が考えられる。ているものの、種苗が入手困難なことや育林技術が確立さ

２． 実験試料れておらず、また、育成に長期間必要とすることなどから

１）供試植物安定供給までには至っていない。加えて、薬用樹木は薬事供試植物は、イチョウ(Ginkgo biloba)、マグワ(Morus法に基づいた日本薬局法により農薬類の使用が厳しく規alba)、マユミ(Euonymus hamiltoniaus)、キハダ(Phello

制されている。これらのことから、本研究では自然生成物

dendron amurense)を用いた。

100％で廃棄されていた生薬残渣を無駄なく堆肥として再２）実験区利用することで生薬残渣発酵肥料が薬用有用樹木の苗木

１．対照区 生薬残渣発酵肥料０％

栽培に及ぼす影響を明らかにすることを研究目的とした。

２．15％区 生薬残渣発酵肥料 15％ ×

現在の日本において、薬用樹木の造林方法に関する研究

３．30％区 生薬残渣発酵肥料 30％

は、まだほとんどなされていない。そのため本研究では衰退している森林再生に向けて、薬用樹木を植え、森林管理①実験１
生育初期に施肥②実験２
一か月後に追肥Ⅲ 実験方法や地域活性の面から、簡単かつ短期間で苗を成長させ増産

１． 実験対象する方法を検討することを目指した。この方法が確立でき生薬残渣発酵肥料(０％区、15％区、30％区)との体積比れば林業における短期収入源として経営の一助になると考えられる。

で混合した土壌を使用した。
２． 調査項目

また、挿し木苗の養成において、樹木成分を含有する芳香蒸留水の施用が、苗の発根や生長を促進することも報告されている（２）。

２．１ 成長促進分析
土壌微生物量、最大容水量、透水性、土壌中の成分分析を測定した。

以上のことから、生薬残渣発酵肥料の利用が１年生及び２．２ 挿し木成分分析

２年生の薬用樹木の挿し木苗養成において、その生育や土生薬残差発酵肥料による樹木内の薬効成分濃度の変化

壌理化学性にどのような影響を及ぼすかについて調べた。

を測定した。モルシン(マグワ)を Liebermann-Burchard 呈色反応で、ベルベリン(キハダ)は LC 法を使用した。モルシン

Ⅱ 調査試料・調査方法

は、マグワ(Morus alba)やヤマグワ（Morus austrails）の根皮

１． 用土・肥料についてに含まれる成分である。血糖降下や冷え症などに使用され堆肥は、初期成長における成長を促進させるための土ている（５）。また、ベルベリンは、キハダなどの周皮に含壌改良材として使用されるために作られるものであるまれる成分である。黄色ブドウ球菌に対して強力な抗菌活（６）。本研究で使用した堆肥は、各種生薬(人参、防風、性があり、細菌性下痢や腸内異常発酵時に下痢止めの薬と厚朴、大棗など)から薬として必要なエキス分を抽出したして用いられる。強い苦味があり、薬理作用として血圧降

生薬残渣であり、好気的高温発酵を何度も繰り返すこと下、心臓抑制、子宮収縮作用があり、ラットを使った実験で生成された生薬残渣発酵肥料 (Ｎ3.1％、Ｐ1.2％、Ｋでは胃液分泌抑制、ストレス性胃出血の抑制、胃粘膜抵抗1.3％、Ｃ/Ｎ比 7.4)である。この堆肥の提供を受けた会社の増大が報告されている（５）。

では、2006 年時には１年間で排出される生薬残渣は約１) Liebermann-Burchard 呈色反応

13,000t であり、会社の産業廃棄物の約 50％を占めてい無水酢酸―硫酸により赤紫色を呈する反応で、二重結た。しかし、1993 年から環境負荷の低減や企業の社会的合を有するステロイド、ビタミン D 類、トリテルペノイ責任の観点から、自然に返す循環型堆肥の開発・生産にドサポニンなどは陽性を示す。

着手し、現在ではすべての残渣が堆肥化されている。

２) TLC 法

生薬残渣発酵肥料を利用する利点は、①原料が植物のTLC 法とは、薄層板（シリカゲルを薄く塗布したガラ根や皮、果実などを主体とする天然植物由来の 118 種類のス板）の一端を溶媒に浸すことで試料が移動するときの生薬であるため、人工物のない自然生成物が 100％である

移動距離の違いによって物質を分離する方法であり、主こと、②本来捨てられるはずの生薬残渣を再利用するこに定性分析に利用される。とにより廃棄量が減少すること、③製造過程において段Ⅳ 結果及び考察階を分け、長い時間発酵させているため、微生物が最も１． 挿し木試験の成長結果－ 66 －

関東森林研究 67-1(2016)

４月 27 日に挿しつけたイチョウ、マグワは、６月上旬

重要な要素である。しかしながら通気性と排水性の著しには全体の 60％の個体で葉の表面半分に葉焼けが見られ

い低下により酸素補給が不足して根腐れを起こし、発根た。葉焼けの原因は、温室内の通気性が悪かったこと、気阻害が引き起こされていた。この結果から、挿し穂の過温、地温が 35℃を越えた日が続いたことが考えられ、また度な水への浸漬は病害の蔓延を助長し、カルス形成や発高温が挿し穂の呼吸、蒸散を促進し、エネルギーの損失も根も阻害するため、挿し木の生育初期には排水性の良い招いたことにより発根が阻害されたと推測される。さらに、鹿沼土のみの生育が適し、施肥する場合は追肥にて行う

通気性と排水性の著しい低下により根詰まりや根腐れがのが良いと考えられる。

発生し、高温の遭遇時間数と障害個体発生率との関係を見

４． 実験結果

ると 35℃以上との間において相関がみられ、特に 37℃以

4.1 土壌微生物量分析上の遭遇時間数と障害個体との間に強い相関関係が認められた 。

堆肥比率別の土壌菌コロニー数の差を各3回ずつ測定し平均を算出した。肥料濃度が上がるほど微生物の量も増

通気性と排水性の悪化のため、常に水がプランター底に溜まっている状態であり、適切な環境設定での実験継続が厳しくなった。また、６月 27 日と７月１日にイチョウ、マグワそれぞれ 10 個体ずつ解体調査を行った。その結果、いくつかの個体で通気性と排水性による根腐れだけでなく、加したことが示され、実験1での挿し木の挿し口分解の原因に微生物の影響があったことが推測された。
4.2 土壌の物理性分析
１）最大容水量
最大容水量は、土壌の保水力を表し、土壌中の腐植含挿し木の先端部分の分解が見られた。これは、挿し木の挿量が多いほど、最大容水量は高い傾向を示し、気温し口に発酵された肥料が接したことにより微生物が活発25℃、最大容水量50～60％で最も土壌中の有機物の分解に働き、挿し口を分解したと推測した。

が促進されると考えられている。実験2の栽培後の土壌で２． 挿し木試験の成長結果

各3回ずつ測定し平均を求めたが、堆肥の量が増えるにつ（肥料を１か月後に混合したケース）れて若干の容水量の変化が見られたものの、生育に影響

１か月間は、堆肥を混合せずに鹿沼土だけで生育し、イチョウ、マグワそれぞれの基準個体の根が１cm 以上伸するほどの変化はみられなかった。
２）浸水性びたことを確認し、鹿沼土を５㎝掘り取り、生薬残渣発

浸水性とは、土壌などの物質が水をどのくらい浸水さ酵肥料を鹿沼土の間に挟む形で混合した。排水性の良いせるかという土中の自由水の移動しやすさを表したもの

鹿沼土のみの挿し木に比べて、生薬残渣発酵肥料を施用である。本研究では、実験１と実験２の栽培前と栽培後した個体の方が、平均して茎長の生育速度が速かった。の土壌で浸水性を測定した。堆肥の混合率が高いものにまた、葉数ではあまり差が見られなかったが、葉の大きなるにつれて浸水性の低下が若干生じたが、この浸水性さは施用した個体の方の肥大傾向が見られた。の低下が葉の生長にも影響を及ぼし、施肥率の高いプラ

生薬残渣発酵肥料の有無による地温の差は、施肥してから２か月ほどで現れた。堆肥施用による地温上昇は土壌表面での蒸発量が減少することに起因する（４）とのンターで測定したものの方が葉の呼吸を増加させたことが考えられた。
4.3 挿し木成分の分析結果報告があるが、成長するにつれて地温上昇が抑制された

liebermann-burchard 反応(ソウハクヒ)のモルシン反応でのは、葉の生長によって土壌表面を被陰する範囲が広がは、全ての生育区において反応が示されたが、呈色や色のり、土壌表面に到達する日射量が低下して、蒸発量が減濃さの差異は目視では、判断できなかった。生育促進効果

少したものと考えられる。

に対しての成分濃度の差についても、定性分析であり、正１年生個体と２年生個体の比較では１年生個体は施肥濃度の違いによる成長促進効果が顕著にみられたものの、２年生個体では大きな差は見られなかった。

確には判断できなかった。
TLC 反応(写真―１)では、ベルベリン(オウバク)の箇所が、堆肥濃度が濃くなるにつれ、その発色が強くなり、成３． 挿し木試験の成長試験考察分量が多くなることが示された。同時に、ベルベリンとは挿し木の切り口は表皮で覆われておらず、内部組織が異なる別の内容成分(この未同定成分は X と仮称する)は、露出した状態であるため、病菌が進入しやすく、抵抗性逆に希薄になっていることが示された。これらの変化から、も低い。また、根詰まりや土壌が固くなることで排水性X はベルベリンの補完成分であると考えられる。ベルベリが低下し、葉枯れの被害が現れる事が多いため、切り口ンはキハダの形成層の近くに多くある着色成分で、防虫、の水分管理や病害の管理などの面からも挿し床の管理は防菌効果があることが近年研究で明らかになっている。

－ 67 －

考えられる成分としては、ベルベリンと同じアルカロイが遮断され、土壌表面での蒸発量が減少するために地温がド(パルマチン、ジヤテオリジンなど)かトリテルペノイド上昇することも明らかにされている（４）。施肥濃度が上が(オウバクノン、リモニンなど)があげられる。このことを踏ることによって生育が促進された要因としては、この地温まえ、施肥によりベルベリン量が増加すると考えられる。

上昇によって健康的な根張りが促進されたことがその一

ベルベリンの増加は樹木体の菌や昆虫に対する免疫力を因と考えられる。

向上したと考えられ、この肥料を用いることは樹木の免疫力を促進させる効果があると推測される。

薬効成分の収量増加は、マグワ、キハダともに認められたものの、成分濃度の増減はマグワでは正確に測定出来ず、キハダに含まれるベルベリンの量では明らかな増加が示された。また、ベルベリン以外の成分も検出され、その成①ベルベリン標準液分は施肥濃度が濃くなるにつれて減少していることから、②施肥率０％

その他のアルカロイド類(パルマチン、ジヤテオリジンな③施肥率 15％ど)と推測された。

④施肥率 30％

今後の課題としては、正確な土壌成分分析、｢多様樹種に⑤ベルベリン標準液おける成長および薬効成分濃度の向上の測定などがあげられる。土壌中の成長に必要栄養素は、堆肥の濃度が上が①②③④⑤

るにつれて土壌成分濃度が上がるものと予想していたが、写真―１ TLC によるベルベリン量

本研究では正確なデータを得られなかった。しかしながら、Ⅴ 考察キハダの薬効部分の濃度向上は著しかったことからも、土本研究の目的は、本来捨てられるはずの生薬残渣を無駄壌成分の分析を行い、薬効部分の濃度向上の一因か否かをなく堆肥として利用し、その堆肥の施用により効率的な苗さらに調査することが望まれる。また、本研究では行わなの育成方法の確立と、薬効成分含有部位の収量増加を目指かった樹種への効果も研究し、生薬残渣発酵肥料の有用性した方法を検討するものであった。

を引き続き検証する必要がある。

しかし、挿し付け時に生薬残渣発酵肥料堆肥を混合する以上の点を留意した上で、今後とも継続して調査し、最と根が発達していなかったため、通気性・排水性が悪化し、も適した堆肥の比率の検討や、より細かい薬効成分量を測

団粒状構造も破壊される結果となり、そのことから、実験定し、薬用樹木の育成手法を確立していきたい。

１では根腐れなどの原因にもなった。また、施肥率の高いプランターで生育した挿し木苗は葉の生長が大きく、葉面参考文献積が大きかったため、葉の呼吸量も大きかった。また、肥(１）Adams JE．1970．Effect of mulches and bed configuration．

料濃度が上がるほど土壌微生物の量も増加し、挿しつけ初Ⅱ．Soil temperature and growth and yield responses of grain

期に堆肥に触れたことによって挿し口が分解された。これ

sorghum and corn:785-790

らのことから、挿しつけ初期での施肥は有効ではない。

(２〉Iwao UEHARA (2013) The growth of Ginkgo biloba andまた、高温の遭遇時間数と障害個体発生率との関係では、

Populus nigra cuttings by providing distilled water of trees Kanto

35℃以上との間において相関がみられ、特に 37℃以上の遭

Journal of Forest Research 64 (1):73-76

遇時間数と障害個体との間に強い相関関係が認められた。

(３)上野昌彦・土屋茂（1968）アルファルファの根の形態

そのため、換気の良い場所で発根初期は排水性の良い鹿沼

生理に関する研究：第一報側根の発達に及ぼす施肥、土土で生育し、根がある程度伸長し、ネットワークが形成さ

壌温度、日長の影響、日草誌 14:188-192

れてから堆肥を施肥すべきである。

(４）出口新・島崎由美ら（2012）堆肥施用による地温上生育調査は、生薬残渣発酵肥料堆肥を施肥した個体の方昇の飼料用トウモロコシ(Zea mays L．)への生育促進効が、成長が著しかった。この理由としては、放線菌などの果．日本草地学会誌 57(4)：201-204．

微生物が活発になったことによる地温の上昇や、堆肥に含(５)原島広至（2012）生薬単．

まれていた栄養分から苗への補給などから促進されたと(６)三好譲・猪谷信忠ら．2005．ペレット状バーク堆肥の推察される。地温は植物の出芽や初期生育に大きな影響を施用がコマツナとニンジンの生育収量および土壌特性に与える要因であり、各植物によって適地温が存在し、それ与える効果． 日本作物学会四国支部会報 42：28-29．

よりも低地温でも高地温でも初期生育が低下することが報告されている（１，３）
。また、施肥施用により毛管連絡－ 68 －