JP2011083194A

JP2011083194A - 稲のカドミウム吸収抑制資材及び稲の栽培方法

Info

Publication number: JP2011083194A
Application number: JP2009236195A
Authority: JP
Inventors: Ayako Kaneko; 綾子金子; Toshimitsu Honma; 利光本間; Masayuki Maeda; 征之前田; Hirotomo Ohazama; 広智大峡
Original assignee: Niigata Prefecture
Current assignee: Niigata Prefecture
Priority date: 2009-10-13
Filing date: 2009-10-13
Publication date: 2011-04-28
Anticipated expiration: 2029-10-13
Also published as: JP5282344B2

Abstract

【課題】アルカリ障害を生じにくく、安定に玄米のカドミウム吸収を抑制でき、手間がかからず安価な、稲のカドミウム吸収抑制資材及び稲の栽培方法を提供する。
【解決手段】稲の栽培時に使用する、糖蜜を主成分とする稲のカドミウム吸収抑制資材であり、また、稲の出穂期に圃場に糖蜜を施用して稲を栽培する稲の栽培方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、稲のカドミウム吸収抑制資材及び稲の栽培方法に関するものである。

重金属であるカドミウムについて、今日、その毒性や分布状態（鉱山の排水や金属精錬所の排煙等、主に産業活動に伴って排出され、また、大気や水を通して自然の土壌中などにも広く分布している）はよく知られている。

しかも、カドミウムには毒性のみならず蓄積性に起因する健康障害を生ずることがある為、特に食品に利用される植物の利用に当たっては厳しく制限されており、日本国内では、例えば、コメ由来のカドミウム量として食品衛生法では玄米のカドミウム含有量は１ｐｐｍ以下、食糧庁通達では０．４ｐｐｍ以下であることを規定し、この基準値を超える玄米の流通は禁止されている（非特許文献１）。

また、近年、国際機関のＦＡＯ／ＷＨＯの合同食品規格委員会（コーデックス委員会）は食品中カドミウム量を従来の国内基準より厳しい０．４ｐｐｍ以下と決定し、わが国でもこの新基準への対応が求められている。

このような要請に応えて、国内農用地に対するカドミウム対策は、その汚染程度の大小に応じて、汚染程度が大の水田（カドミウム量１ｐｐｍ以上）では排土客土や薬剤洗浄による対策がとられ、汚染程度が中の水田（０．４〜１ｐｐｍ）では土壌改良と水管理とによる水稲のカドミウム吸収制御対策がとられてきた（非特許文献１）。また、カドミウム汚染地の修復を植物体にカドミウムを吸収させることによって行う、ファイトレメディエーション（植物修復）技術の研究も行われている（特許文献５）。

ところで、カドミウムによる汚染程度が中の場合、現在実用化されている対策技術には、アルカリ資材等による土壌改良方法、湛水水管理方法、湛水水管理とアルカリ資材との併用法などが提案されている。

詳細には、アルカリ資材等による土壌改良方法には、軽量気泡コンクリート粉末肥料による方法（特許文献１）、石灰系資材と石膏系資材とを併用する方法（特許文献２）、熔成燐肥やケイ酸カルシウムなどのアルカリ資材による方法（非特許文献２）であり、土壌ｐＨを高めてカドミウムを土壌中のリンと結合させ水に難溶化させて植物の根から吸収され難くする手法があり、湛水水管理方法は、出穂前後の時期に水田に張る水の深さを調整し、土壌を還元状態にすることによりカドミウムを土壌中のイオウと結合させ、水に難溶な硫化カドミウムの生成をはかり、植物の根からの吸収を抑制する手法（非特許文献２）である。水稲の場合には、アルカリ資材散布による土壌改良と湛水水管理を併用すると水稲のカドミウム吸収の抑制に効果があることが開示されている（特許文献３、特許文献４、非特許文献２）。

特許第３２７１５３３号特開２００６−００００４３号特許第３６８８２７２号特許第３６８８２５２号特開２００７−２０９８９４号

農林水産省消費・***，「食品中のカドミウムに関する情報」（http:／／www.maff.go.jp／j／syouan／nouan／kome／k_cd／index.html）農林水産省，（独）農業環境技術研究所，「水稲のカドミウム吸収抑制のための対策技術マニュアル」Ｈ１７．３（http:／／www.maff.go.jp／j／syouan／nouan／kome／k_cd／taisaku／pdf／d_3.pdf）

ところが、このアルカリ資材による方法は、資材費が高価で、散布労力が大きい割に玄米のカドミウム吸収抑制効果が不安定であるという問題があり、詳細にはこのアルカリ資材を施用して土壌ｐＨを７程度以上に保持することでカドミウム吸収抑制が行われやすくなるが、アルカリ資材量が多すぎた場所では、アルカリ障害を起こしやすく、実際の施肥作業が非常に微妙で難しいという問題がある。また、湛水水管理は天候の影響を受け易いという問題がある。

本発明は、アルカリ障害を生じにくく、安定に玄米のカドミウム吸収を抑制でき、手間がかからず安価な、稲のカドミウム吸収抑制資材及び稲の栽培方法を提供することを目的とする。

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

稲の栽培に使用するカドミウム吸収抑制資材であって、糖蜜を主成分として構成されていることを特徴とする稲のカドミウム吸収抑制資材に係るものである。

また、稲の栽培方法であって、稲を栽培している圃場に該稲の出穂期において糖蜜を施用することを特徴とする稲の栽培方法に係るものである。

また、請求項２記載の稲の栽培方法において、前記糖蜜を水と共に施用することを特徴とする稲の栽培方法に係るものである。

また、請求項２，３いずれか１項に記載の稲の栽培方法において、前記糖蜜は希釈された糖蜜であることを特徴とする稲の栽培方法に係るものである。

また、請求項２〜４いずれか１項に記載の水稲の栽培方法において、前記稲は水稲であることを特徴とする稲の栽培方法に係るものである。

また、請求項５記載の稲の栽培方法において、前記糖蜜を、前記水稲の出穂前１週間から出穂後１週間の間に施用することを特徴とする稲の栽培方法に係るものである。

また、請求項５，６いずれか１項に記載の稲の栽培方法において、前記糖蜜は前記圃場中において濃度が５〜３０％（重量）となるように希釈されることを特徴とする稲の栽培方法に係るものである。

また、請求項５〜７いずれか１項に記載の稲の栽培方法において、前記糖蜜の施用量は前記圃場１０アール当たり７０〜４５０ｋｇであることを特徴とする稲の栽培方法に係るものである。

本発明は上述のように構成したから、アルカリ障害を生じにくく、安定に玄米のカドミウム吸収を抑制でき、しかも資材費や散布労力が少なく、安価な稲のカドミウム吸収抑制資材及び稲の栽培方法になる。

本実施例に係る水稲の栽培方法による水田土壌の酸化還元電位の変化を示す図である。

好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。

本発明に用いる糖蜜は、サトウキビや甜菜などから砂糖を生産する際に発生した副産物で比重の大きい、粘着性のある茶褐色のほぼ中性の液体であり、組成は概ね、固形分が約７５％、糖分が約４０〜６０％である。

本発明に係る稲のカドミウム吸収抑制資材においては、主成分の糖蜜は液体であるから、圃場で施用した際、拡散によって一様に広がり易く、中性資材であるからアルカリ資材のようにアルカリ障害を生ずることがなく、従って扱いが容易で安定してカドミウム吸収抑制を行うことができることになる。

また、本発明に係る稲の栽培方法においては、糖蜜を稲の出穂期において圃場に施用すると、この糖蜜の養分で微生物が増殖することにより圃場土壌は嫌気状態が促進されることになって圃場土壌が還元状態になる。

この結果、土壌が還元状態になると、土壌に溶解しているカドミウム（硫酸カドミウムＣｄＳＯ_４）が不溶性の硫化カドミウム（ＣｄＳ）になるためにカドミウムは稲に吸収され難くなる。

即ち、稲の生育が盛んな出穂期において糖蜜を施用すると、稲が土壌中からのカドミウム吸収を抑制できて玄米中のカドミウム量を低減できることになる。

従って、本発明の稲のカドミウム抑制資材及び稲の栽培方法によれば、糖蜜はアルカリ資材ではないためアルカリ障害を生ずることはなく、安定して玄米のカドミウム吸収を抑制できることになり、また、副生資材であるから資材費が安価であり、液体であるから散布労力の手間が少なくすることが可能になる。

本発明の具体的な実施例１について図面に基づいて説明する。

本実施例は、稲としては水稲を採用し、圃場（農地）で水稲を栽培し、この水稲の栽培にあたり施用するカドミウム吸収抑制資材として糖蜜を用い、水稲の出穂期においてこの糖蜜を希釈して圃場に施用し、育成する稲のカドミウム吸収量を低減させるものである。

水稲は、止葉が出始め減数***が始まってから１５日前後で穂が出始め、葉鞘からもみが出た出穂した状態になる。出穂期とは、全茎数のおよそ半数の茎が出穂し、圃場全体の４０〜５０％が出穂している状態をいう（すべての穂が出た日を穂ぞろい期という）。出穂後、稲の葉色が濃くなり次々に開花・受精し、１０日ほどで穂が垂れ始め、出穂後２０日目には略もみ中の玄米は肥大化を終え、４０〜５０日後には登熟して収穫期を迎えることになる。

本実施例で用いる糖蜜は、甜菜から砂糖を精製した残渣である廃糖蜜であるが、サトウキビを精製した残渣の糖蜜でもよい。この廃糖蜜の組成は概ね、固形分が約７５％（重量）、糖分が約５０％（重量）であり、詳細には、固形分７４．７５％（重量）、蔗糖分４９．５７％（重量）、全窒素０．４３％（重量）、ラフィノース２．６４％（重量）、還元糖０．４０％（重量）、灰分８．４３％（重量）であり、ｐＨ７．６６、色価（ＳＣＶ）３６５の糖蜜（北海道製糖（株））を用いている。

本実施例では、この糖蜜を圃場において所定濃度になるように灌漑用水と混合希釈して圃場に施用（混入）する。従って、圃場に一様に良好に散布され、圃場土壌へ一様良好に吸収される。

また、本実施例で行う水稲の栽培は、比重１．１３で塩水選したコシヒカリ種子の種モミの芽出しを行った後、床土を敷いた育苗箱にこの予め芽出しをしておいた種モミを播いて概ね20日間育て、この苗を圃場に水田に移植した。

この水田は、新潟県農業総合研究所所有の試験圃場であり、カドミウム量は約０．４ｐｐｍであった。

栽培に用いた水稲の品種は、コシヒカリであるが、コシヒカリ以外の品種でも同等の効果が期待できる。また、本実施例は水稲を用いたが、陸稲であってもよい。

試験は、前記試験圃場において、前記コシヒカリを慣行栽培する対照区と、糖蜜を投与する試験区との二区を設け、夫々二反復（同一条件の区画を二つ設けた）で実施した。

また、基肥として、窒素、リン酸、加里を含有する塩化燐安を施し、穂肥として、窒素を含有する硫安を二回施用した。

水管理は、中干し後、出穂直前の糖蜜を施用するまでの間、圃場に水がなくなったら、土壌が湿っているうちに水の供給を行なう、所謂、飽水管理を行った。尚、間断湛水によって水管理することでもよい。

また、本実施例において、出穂期において圃場を水の無い状態にして、試験区では糖蜜を施用し、対照区では糖蜜を施用せずに慣行栽培を行い、この試験区および対照区夫々のカドミウム吸収の抑制効果を試験、調査した。

具体的には、以下のように、上記試験区と対照区において、夫々土壌ｐＨ、土壌酸化還元電位（Ｅｈ）、玄米・作物体Ｃｄ含有量、また収量を試験、調査を行った。

１試験方法
（１）圃場：新潟県農業総合研究所所有の試験圃場
０．１Ｍ塩酸抽出土壌Ｃｄ約０．４ｍｇ／ｋｇ
（２）供試品種：コシヒカリ
（３）試験区の構成：ア糖蜜（１８０ｋｇ／１０ａ）、イ対照（慣行栽培）
（４）区制及び面積：１４．４ｍ^２、２反復
（５）耕種概要：
ア元肥Ｎ：２．５、Ｐ２０５：２．５、Ｋ２０：２．５（ｋｇ／１０ａ
・塩化燐安）
イ穂肥 N：２．５（ｋｇ／１０ａ・硫安）２回施用
ウ水管理中干し後飽水管理、収穫期水管理
エ資材施用出穂期に糖蜜を施用
オ資材概要：甜菜廃糖蜜（北海道製糖、固形分約７５％、糖分約５０％）
カ資材施用方法：（ア）糖蜜を水で希釈し濃度約１２％の糖蜜水溶液を作成
。（イ）あぜなみシートで作った枠の中に前項（ア）で作成した糖蜜水溶
液を流し込む。
（６）調査項目：ア土壌Ｃｄ含有量、イ土壌ｐＨ、ウ栽培期間の土壌酸化還元
電位（Ｅｈ）変化、エ玄米・作物体Ｃｄ含有量（１区から２ヶ所４株ずつ採
取し分析）、オ生育状況、収量、カ糖蜜施用時期調査

２試験結果
土壌ｐＨ、玄米カドミウム含有量を調査した結果を夫々表１，２に示し、栽培期間中の土壌酸化還元電位（Ｅｈ）変化について糖蜜試験区と対照区とを比較した結果を図１に示す。

以上の結果から、下記のことが結論付けられる。

ａ糖蜜施用による土壌ｐＨへの影響はない。
ｂ糖蜜施用により、糖蜜の施用直後、速やかに土壌酸化還元電位がマイナス電位に
なり、マイナス電位を保持する。
ｃ玄米カドミウム含有量は、対照の約６５％に抑制された。

以上、糖蜜を１２％に希釈して水稲の出穂４日前に水の無い状態の圃場に施用した試験区の玄米のカドミウム吸収量を慣行栽培した対照区の場合と比較調査した結果、糖蜜を出穂期に施用することで玄米のカドミウム吸収量を低減できる可能性があると判断できた。

但し、上記した試験では糖蜜の施用量と施用時期を決定できなかったため、再度調査試験を行い、糖蜜施用時期を出穂１週間前、出穂時、及び出穂１週間後と変え、また糖蜜の施用量を変えて玄米のカドミウム濃度を調査した。

その結果を、糖蜜の施用量と施用時期について表３に示し、成熟期の生育状況や収量について表４に示す。

この表３及び表４の結果から、下記のことが結論付けられる。

ａ出穂時から出穂後１週間の間に糖蜜を施用することにより、玄米カドミウム含有
量は低減可能であり、糖蜜施用時期を適切に選ぶと対照の約６０％に低減できる
。
ｂ糖蜜は、１０ａ当たり１００ｋｇ〜４００ｋｇを施用することで、カドミウム吸
収の抑制に効果を生ずる。
ｃ玄米の収量、品質共に、糖蜜の施用の有無による差異はない。但し、葉緑素計（
ＳＰＡＤ）の数値から、糖蜜を施用した稲の葉色は対照よりやや濃くなる傾向が
ある。

上記試験では、水田１０アール当たり１００、１８０、２００、４００ｋｇを施用したが、更に７０ｋｇを施用した場合も、４５０ｋｇを施用した場合も、カドミウム吸収が抑制される傾向に変わりは無く、また玄米の品質にも変わりはなかった。即ち、濃度を５〜３０％（重量）にしても、カドミウム吸収が抑制され、また玄米の品質に変動はないことが確認できた。

また、本実施例による試験結果から、糖蜜施用を出穂の前後1週間の間に施用すれば、圃場に水の無い状態でも、従来のカドミウム吸収抑制栽培法である湛水管理と同じ収量および品質を確保することができると共に玄米のカドミウム吸収が抑制されることがわかる。即ち、圃場に糖蜜を施用する効果と湛水管理とは同等の効果があると結論付けることができる。

従って、例えば、天候や用水上の問題で湛水状態を維持できず、水が無い場合でも、糖蜜を施用することでカドミムウム吸収の抑制を行えることになる。

このように糖蜜施用により玄米のカドミウム吸収が低減されるのは、糖蜜を圃場に施用すると微生物の繁殖によって圃場土壌は嫌気状態が促進され、湛水状態にした場合と同様に還元化されて水田のカドミウムが不溶化することによるものと考えられ、詳細には、前述したように糖蜜施用により水田土壌が還元状態になることで土壌に溶解しているカドミウム（硫酸カドミウムＣｄＳＯ_４）が不溶性の硫化カドミウム（ＣｄＳ）になって溶解度が低下するために水稲に吸収され難くなるからであると考えられる。

以上、本実施例によると、水稲の生育が盛んでカドミウムの吸収が最も盛んになる出穂期に水がなくとも、出穂日前後の短期間に集中して希釈糖蜜を圃場に施用するだけの簡単な手間で玄米のカドミウム吸収の抑制を行えることになる。また施用期間が短期間でよいため天候の影響を受け難く、しかも糖蜜施用期間が短いにも関わらず十分なカドミウム吸収の抑制効果が発揮でき、更に糖蜜水溶液でアルカリ障害を生ずることはないため、良好な品質の玄米を安定して生産できることになる。

また、糖蜜を希釈して水口から施用するため、作業性が極めてよく労力が軽減できることになる。

更に、稲として陸稲を採用した場合にも、出穂期に糖蜜を施用することで本実施例の水稲の場合と全く同様にカドミウム吸収の抑制効果が期待できる。

また更に、本実施例は糖蜜溶液を水で希釈した糖蜜水溶液を圃場に施用したが、この糖蜜溶液に替えて、米菓，餅，無菌包装米飯，清酒の製造過程で排出される洗米排水、又は、大豆製品の製造過程で排出される大豆煮汁、又は、バイオエタノール発酵残渣若しくは蒸留廃液などの有機物含有溶液を希釈して有機物含有水溶液を作り、この有機物含有水溶液を圃場に施用することでも土壌を還元状態にできるため、カドミウム吸収抑制効果が期待できる。

Claims

稲の栽培に使用するカドミウム吸収抑制資材であって、糖蜜を主成分として構成されていることを特徴とする稲のカドミウム吸収抑制資材。
稲の栽培方法であって、稲を栽培している圃場に該稲の出穂期において糖蜜を施用することを特徴とする稲の栽培方法。
請求項２記載の稲の栽培方法において、前記糖蜜を水と共に施用することを特徴とする稲の栽培方法。
請求項２，３いずれか１項に記載の稲の栽培方法において、前記糖蜜は希釈された糖蜜であることを特徴とする稲の栽培方法。
請求項２〜４いずれか１項に記載の水稲の栽培方法において、前記稲は水稲であることを特徴とする稲の栽培方法。
請求項５記載の稲の栽培方法において、前記糖蜜を、前記水稲の出穂前１週間から出穂後１週間の間に施用することを特徴とする稲の栽培方法。
請求項５，６いずれか１項に記載の稲の栽培方法において、前記糖蜜は前記圃場中において濃度が５〜３０％（重量）となるように希釈されることを特徴とする稲の栽培方法。
請求項５〜７いずれか１項に記載の稲の栽培方法において、前記糖蜜の施用量は前記圃場１０アール当たり７０〜４５０ｋｇであることを特徴とする稲の栽培方法。