Journal of Fisheries Technology，5（2），159 ⊖ 163，2013

水産技術，5（2），159 ⊖ 163，2013

原著論文

硝酸塩センサーを用いたノリ漁場栄養塩モニタリング
高木秀蔵 ・清水泰子 ・阿保勝之 ・柏
＊1

＊1

＊2俊行

＊3

Nutrient Monitoring on Nori（Pyropia）Farm Using an Automatic Nitrate Sensor
Shuzo TAKAGI, Yasuko SHIMIZU, Katsuyuki ABO and Toshiyuki KASHIWA
Recently in the Bisan-Seto sea area, decreasing concentrations of dissolved inorganic nitrogen（DIN）have
led to frequent color degradation of Nori（Pyropia）. Investigations have been conducted to determine thepotential for using an automatic nitrate（NO3-N）sensor to monitor DIN in nori farms in this area. The main
component of DIN when the color is degrading has been NO3-N, and the concentrations of NO3-N and DIN haveshown roughly the same values. In the present study, there was a correlation between the NO3-N sensor values
and actual measured NO3-N concentrations, with the relation being（r＝0.86），y＝0.81×x－3.3（p ＜ 0.05;
y: actual measured concentration, x: sensor value）. When the salinity decreased, the sensor value increased, andthe intermittent ﬂow of riverine water caused the changes in NO3-N concentration. It was concluded that DIN
monitoring with an NO3-N sensor could be used in coastal areas such as this region.
2012 年 7 月 25 日受付，2012 年 10 月 16 日受理
近年，日本各地で海水中の栄養塩不足に伴うノリ突然発生する。

（Pyropia）の色落ちが発生し，ノリ生産者に大きな被害

色落ちが始まる直前にノリを収穫することが出来れをもたらしている 。ノリの色落ちとは，葉体中に含まば，色落ち被害を軽減することができる。そのため，ノれるフィコシアニン，フィコエリトリン，カロテノイド

リの生産がおこなわれている地域の公設研究所では，ノといった光合成色素が減少し，本来黒色であるノリの葉リ漁場周辺の栄養塩の調査を実施し，その結果を定期的

1）

体が薄い茶褐色となる現象で ，色落ちしたノリから作に漁業者に情報提供している。栄養塩のモニタリングは，られた乾のりの製品価値は著しく低い。色落ちの原因と多くの場合，オートアナライザー等の連続流れ式栄養塩

なる栄養塩成分としては，東京湾ではリン，有明海では分析装置を用いて行い ，１．現場での採水，２．分析，瀬戸内海では経験的に，溶存機関への持ち込み，３．ろ過等の前処理，４．試薬調整，態無機窒素（DIN）濃度が 3 μM を下回ると色落ちが始

５．機器分析，６．分析結果の整理，７．ホームページ

2）

窒素とされているが3，4）7）まると言われている 。なお，DIN とは一般に硝酸態窒等への掲載および漁業関係団体へのデータ送付という流素（NO3-N），亜硝酸態窒素（NO2-N），アンモニア態窒れで行う。この方法は，サンプルの採取時における確実素（NH4-N）の合計値で示される。

なデータが得られる一方で，多くの手間がかかり，モニ

5）

ノリ漁期における海水中の DIN 濃度は，競合する植タリング頻度が制限される。その結果，DIN 濃度の低下物プランクトン等による取り込み，河川等陸域からの栄時期を見逃し，色落ち被害の軽減に十分に貢献できない養塩供給の減少，隣接海域からの貧栄養水塊の流入にことも多い。

よって急激に減少し ，その結果としてノリの色落ちも
6）＊1

労力を低減しつつモニタリングの頻度を上げる方法の岡山県農林水産総合センター水産研究所〒 701-4303

岡山県瀬戸内市牛窓町鹿忍 6641-6

Okayama Prefectural Technology Center for Agriculture, Forestry and Fisheries, Research Institute for Fisheries Science, Setouchi,
Okayama 701-4303, Japanshiyuuzou_takagi@pref.okayama.lg.jp＊2

独立行政法人水産総合研究センター瀬戸内海区水産研究所＊3

株式会社 CT ＆ C― 159 ―

一つとして，現場設置型の NO3-N の測定装置の使用が一回，図 1 に示す 6 測点において，表面水の採水を行っ考えられる。これらの装置は，現場海水の NO3-N 濃度た。採取した海水は，研究所において GF/C フィルターを直接測定することから，現場採水とサンプルの持ち込（Whattman 社製）で濾過した。濾液はオートアナライみを必要としない。また，連続モニタリングも可能であザー QuAAtro 2HR（BL-Tech 社製）による栄養塩分析にる。ところが，これまでの測定装置は，ノリの色落ちが供し，NO3-N，NO2-N，NH4-N を分析した。これらの合見られる低濃度域の精度は十分ではない上に，装置は大計を DIN とした。

型で現場に簡単に設置できなかった 。加えて，設置型8）の装置のセンサー部は汚れに弱く，海中に長期間設置す硝酸塩センサーを用いた現場観測る場合には，定期的なメンテナンスが必要であることがから 2011 年 1 月 20 日までの間，図 1 に示す備讃瀬戸の多い。

ノリ漁場標識灯の海面下 50 cm の層に硝酸塩（NO3-N）

近年，開発された紫外線吸光度方式の硝酸塩センサー

センサー ISUS V3（Satlantic 社製

2010 年 12 月 20 日以下：センサー）をは，小型・軽量であるにも関わらず，外洋の低濃度域に設置した。センサーは直径 15 cm，長さ 60 cm の円柱状おいて十分な精度を有することが確認されている 。一で，水中重量は約 1.2 kg と軽量である（図 2）。そのため，方，ごく短いスパンで栄養塩濃度が変化する上に，高濁ほぼ同サイズのバッテリーを含めても設置には特殊な設

度の沿岸域における精度は不明であり，センサー部の備は必要としない。今回は，直径 10 mm のクレモナロー

汚れと精度の関係についても分かっていない。加えて，プのみを用いて係留した。

9）DIN の一つの成分に過ぎない NO3-N の増減が，DIN のセンサーは 200 nm から 400 nm の間の波長の紫外線を多数照射し，それらの減衰率をもとに NO3-N 濃度を計濃度変化を反映することを確認する必要がある。
本研究では，まず，色落ちによる大きな被害を受け算する。観測は，2 時間に 1 回とした。なお，KANSOている備讃瀬戸の東部のノリ漁期における DIN 濃度とテ ク ノ ス 社 製 の NO3-N の 標 準 溶 液（ 塩 分：34.88，NO3-N 濃度の関係を調べた。つぎに，ノリ漁場に硝酸塩

NO3-N 濃度：42.82 μM）を超純水で 4 段階に希釈し（表センサーを設置してセンサーの連続データを得るととも

1），希釈水と超純水を用いてセンサー値の較正を行っに，オートアナライザーにより測定した NO3-N 濃度とた。設置期間中はセンサーのメンテナンスは実施していの比較を行い，硝酸塩センサーを用いた栄養塩モニタリない。

ングの可能性を調べた。

また，センサーの設置期間中，センサーの直近に水温・塩分自動観測計 Compact-CT（JFE アドバンテック社製）

材料と方法
備讃瀬戸中央部のノリ漁期の栄養塩濃度の特徴を設置し，10 分に 1 回，水温，塩分のデータを取得した。
定期調査として，2008 年 1 月から 2011 年 3 月までの間，毎月ISUS V3接続金具

バッテリー050cm

図 2. 本研究で設置した硝酸塩センサー ISUS V3

表 1.

図 1. 調査場所▲：定期調査測点●：硝酸塩センサーの設置場所■：ノリ漁場― 160 ―

標準溶液および較正に使用した希釈水と超純水

塩分NO3-N 濃度（μM）

希釈水①
希釈水②
希釈水③希釈水④
超純水

17.22
12.30
8.61
1.72
0.00

21.41
15.29
10.70
2.140.00

標準溶液34.4542.81

図 3. 2008 年 1 月から 2011 年 3 月までの定期調査における NO3-N 濃度および DIN 濃度の平均値の推移（各年ともに 1 月から 3 月について網掛けで示した）

DINままたはNO3-N濃度 (μM)

DIN濃度（μM）

6420024612DIN濃度

9NO3-N濃度

63012月6日201012月20日

1月3日
2011

1月17日

図 5. 2010 年 12 月 6 日から 2011 年 1 月 27 日までのセンサーの設置場所における NO3-N 濃度および DIN濃度の推移

NO3-N 濃度（μM）
図 4. 定期調査における 1 月から 3 月までのNO3-N 濃度と DIN 濃度の関係

濃 度 と NO3-N 濃 度 の 間 に 有 意（r＝0.92） な 相 関 が 見
センサーの設置場所における栄養塩の実測調査

2010

年 12 月 6 日から 2011 年 1 月 27 日までの間，3 日に一ら れ た（p＜0.01y＝1.25×x＋0.46y；DIN 濃 度，x；

NO3-N 濃度）。

回程度の頻度で合計 16 回，センサー設置場所の海面下50 cm で採水を行い，オートアナライザーの分析用サンセンサーの設置場所における栄養塩の実測調査

プルとした。なお，センサーの設置期間中の 9 回についサーの設置場所における DIN および NO3-N の実測値のては，センサーのデータ取得時間に合わせて採水を行っ推移をみると，NO3-N 濃度は，12 月 6 日には 4.3 μMた。採取した海水は研究所に持ち帰り，先に示した方法であったが，徐々に低下し，1 月 4 日には 1.3 μM となっにより DIN と NO3-N の分析を行った。

た（図 5）。その後，1 月 13 日に 2.4 μM まで増加した

センが再び減少し，1 月 20 日には 0.4 μM となった。DIN結果

備讃瀬戸中央部のノリ漁期の栄養塩濃度の特徴

濃度は，観測開始時には 9.2 μM であったが，徐々に低下し，12 月 24 日に 3 μM を下回り，1 月 4 日に 1.5
備讃瀬μM となった。その後，1 月 13 日には 2.7 μM まで増

戸中央部の DIN 濃度と NO3-N 濃度について見ると，両加したが，再び減少し，1 月 20 日には 0.4 μM となった。

値ともに明確な季節変動を示し，10 月から 12 月は高位

NO3-N と DIN の関係を見たところ，12 月 27 日以前で推移した（図 3）。その後，急激に低下し，ノリ養殖については DIN と NO3-N 濃度の間に明確な差が見られの盛期である 1 月から 3 月は低位で推移した。2008 年 2たが，DIN 濃度が減少した 12 月 27 日以降は，DIN と月と 3 月，2009 年 3 月を除くと，いずれの年も 1 月かNO3-N 濃度の差はほとんど見られなくなった。ノリ養殖

ら 3 月の DIN 濃度は 3 μM 以下であった。の盛期となる 1 月以降では，DIN の主成分は NO3-N で

1 月から 3 月までのすべての測点における DIN 濃度と NO3-N 濃度の値（n＝72）を用いて，両者の関係を見あり，先に示した備讃瀬戸におけるノリ漁期の特徴を反映していた。

たところ，DIN の主成分は NO3-N であり（図 4），DIN― 161 ―

センサー補正値

32.4

2432.0231.6

131.2
1月2日
2011055.5
66.5
7センサーのNO3-N濃度 (μM)

7.5

0
1月3日

1月4日

じ値を示した（図 5）。小林ら

NO3-N 濃度(μM)
N8

センサー値

1月5日

1月6日

図 8. 2011 年 1 月 2 日から 1 月 6 日までの塩分とセンサー補正値の推移

図 6. 硝酸塩センサーを用いた NO3-N 濃度とオートア
ナライザーによる NO3-N 濃度実測値の関係

10NO3-N濃度（μM）

塩分塩分実測測のNO3-N濃度 (μM)

632.8310）

は，大阪湾を除く瀬戸内海では，秋から冬に無機態窒素が硝化され，1 月から実測値

4 月には DIN と NO3-N がほぼ同じ値となることを示しセンサー補正値ており，本調査場所のノリ漁場周辺海域でも同様の現6象が見られた。また，有明海でも，冬季には NO3-N が4DIN の主成分となることが分かっている 。これらのこ11）とは，わが国の主要なノリ漁場である瀬戸内海と有明海のノリ養殖の盛期では，NO3-N の測定値がほぼ DIN を20
12月20日2010反映しているとみてよいことを示している。
1月3日

NO3-N 実測値と比較してセンサー値は高い値を示した

1月17日（図 6）。低波長の光は，有色溶存有機物（CDOM）によっ2011て吸収されることが知られており

図 7. 2010 年 12 月 20 日から 2011 年 1 月 20 日までのセンサー値，センサー補正値および同期間中の実測値，本調査時にお12，13）

いても，CDOM が紫外線を吸収したために現場海水のNO3-N 濃度を過大に評価したと考えた。今回，CDOMをほとんど含んでいない標準溶液と超純水を用いて較正硝酸塩センサーを用いた現場観測

硝酸塩センサーのを行ったことから（表 1），現場でのデータ採取時には，NO3-N 濃度（以下：センサー値）と実測の NO3-N 濃度その影響を受けたと考えられた。一方，実測値とセンの間には有意（r＝0.86）な相関がみられ（p＜0.05，y＝0.81

サー値は直線的に回帰していたことから，センサー値に×x－3.30，y；実測値，x；センサー値），センサー値は影響を与えた CDOM の量は設置期間を通じて一定量で実測値よりも高かった（図 6）。この相関式を用いて補推移していたと考えられた。このことは，瀬戸内海では，正したセンサー補正値，センサー値および NO3-N 実測

赤潮発生時を除くと CDOM の量は一定であるとした研値の推移をみると，実測値とセンサーの補正値はほぼ同究と一致する。

14）

様の推移を示した（図 7）。また，センサー値は，一日設置型の測器においては，室内での較正を十分に行っの間に 1 ～ 1.5 μM 程度の増減を示しながら推移していていても現場との水質の違いによって，実測値との間にた。

誤差が生じるケースは多い。そのため，同測器をはじめこの短時間の間に見られたセンサー値の増減理由を検討するため，2011 年 1 月 2 日から 1 月 6 日までの塩分て現場で使用する際には，定期的に実測データを得て補正を行う必要がある。とセンサー補正値の推移を見たところ，同期間中の塩分センサーを用いた NO3-N の連続モニタリングにおいは，概ね 32.4 程度で推移していた（図 8）。その中で，て，ごく短い期間に 1 ～ 1.5 μM 程度の増減が見られ（図一日に 1 回，間欠的に 32.0 程度まで低下する傾向があり，

7），塩分の低下時に NO3-N 濃度が増加した（図 8）。図この時にセンサー補正値の上昇が見られた。

1 に示した河口域のノリ漁場では，塩分と DIN 濃度の間に相関関係があり，旭川，吉井川由来の河川水の到達時

考察に間欠的に栄養塩が供給されることが分かっている。

15）

このことから，今回見られたセンサー値の増減は，河川

本調査海域の DIN 濃度は，12 月から 1 月にかけて急からの間欠的な NO3-N 供給を捉えたものと考えられた。

速に減少し（図 3），ノリ養殖の盛期における DIN の主

我が国におけるノリ養殖の多くは沿岸域で行われてお成分は NO3-N であった（図 4）。また，センサーの設置り，沿岸域の栄養塩濃度はごく短い期間で大きく変動す場所でも DIN 濃度の低下時には NO3-N と DIN はほぼ同る。また近年，間欠的に供給される栄養塩をノリが利― 162 ―16）用できることが分かり，ごく短時間の栄養塩供給に

7） 株式会社ビーエルテック（2009）「連続流れ分析法～自動より色調が維持できることが分かってきた。すなわち，化学分析 CFA の基礎から環境分析まで」．株式会社環境新

現状の散発的な採水に依存したモニタリングでは，パル

聞社，東京，10-36 pp.

17，18）

ス的な栄養塩濃度の変化を捉えられないため，ノリの色

8） 武岡英隆・速水祐一・兼田淳史・松下太郎・紀本岳志・渡落ち対策として十分な情報を提供できていない可能性を

辺浩三・藤川淳一（2001）瀬戸内海の栄養塩環境の長期自示唆する。今後は，本報で示したような現場設置型の連動モニタリング．沿岸海洋研究，38，91-97．

続モニタリングによって正確な栄養塩濃度を把握する必9） JOHNSON, K. S., and L. J. COLETTI（2002）In situ ultraviolet

要がある。

spectrophotometry for high resolution and long-term monitoring

また，今回，約一ヶ月間，メンテナンスを実施しなかっof nitrate, bromide and bisulfide in the ocean. Deep-Sea Res.,

たにもかかわらず，十分な精度のデータを得ることができた。このことから，生物による付着の少ない冬のノリ

49，1291-1305.
10）小林志保・藤原建紀・原島漁期中であれば，一度設置すれば，海上での清掃作業を行うことなく，DIN 濃度のモニタリングができると考えられた。

究，44，165-175．
11） 速水祐一・山本浩一・濱田孝治・郡山益美・古賀あかね・
吉野健児・吉田謝省（2007）瀬戸内海における溶存態無機窒素の季節・経年変動とその要因．沿岸海洋研

辞誠・片野俊也・山口創一（2009）有明海奥部における栄養塩濃度分布の季節変化．土木学会論文集，
65，991-995．

本研究は平成 22 年度水産庁委託事業「沿岸海域の栄12）BRICAUD, A., A. MOREL, and L. PRIEUR（1981）Absorption by養塩管理技術開発委託事業」の成果の一部を示した。まdissolved organic matter of the sea（yellow substance）in the UV

た，本研究を行うにあたり，協力して頂いた関係漁協の方々に厚く御礼申し上げます。

and visible domains. Limnol. Oceanogr., 26, 43-53.
13）HOJERSLEV, K. N. and E. AAS（2001）Spectral light absorption byyellow substance in the Kattegat-Skagerrak area. Oceanologia,

文

献43, 39-60.
14）SUKSOMJIT, M., S. NAGAO, K. ICHIMI, T. YAMADA, and K. TADA
（2009）Variation of dissolved organic matter and ﬂuorescence1） 渡邉康憲（2009）ノリ養殖と珪藻赤潮・栄養塩．海洋と生物，31，112-117.

characteristics before, during and after phytoplankton bloom. J.
Oceanogr., 65, 835-846.

2） 有賀祐勝（1980）スサビノリの色彩と色素．遺伝，34，

15）高木秀蔵・難波洋平・藤沢節茂・渡辺康憲・藤原建紀（2012）

8-13.

備讃瀬戸に流入する河川水の広がりとノリ漁場への栄養塩

3） 石井光廣・長谷川健一・松山幸彦（2008）東京湾のノリ生供給．水産海洋研究，76，197-204．

産に影響を及ぼす環境要因：栄養塩の長期変動および最近

16）藤原建紀・駒井幸雄（2009）沿岸海域の栄養塩動態．海洋の珪藻赤潮発生の影響．水産海洋研究，72，22-29．
4） 川口修・山本民次・松田と生物，31，134-140．

治・橋本俊也（2004）水質の長期変動に基づく有明海におけるノリおよび珪藻プランク

17）高木秀蔵・清水泰子・草加耕司・藤沢節茂・藤原宗弘・渡邉康憲・藤原建紀（2012）河川から間欠的に供給される栄トンの増殖制限元素の解明．海の研究，13，173-183.

養塩供給によるノリ色調の回復．日水誌，78，246-255．

5） 渡辺康憲・川村嘉応・半田亮司（2004）ノリ養殖と栄養塩

18）藤原宗弘（2011）ノリの栄養塩取り込み―ノリは間欠的なダイナミックス．沿岸海洋研究，42，47-54.
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境とノリ養殖．分析化学，59，945-955.

― 163 ―

栄養塩供給を利用できるか．日水誌，77，113．