無農薬有機土耕水耕栽培システム
【課題】安全な有機質を用いて、一定規格の栄養価の高い農作物を高効率的に生産することのできる水耕栽培システムを提供する。
【解決手段】カニ、エビなどのキチン質を含む有機質を好熱性微生物群ＰＴＡ−１７７３によって高温発酵させた培地土壌を含む無農薬土耕水耕栽培法とする。
【解決手段】カニ、エビなどのキチン質を含む有機質を好熱性微生物群ＰＴＡ−１７７３によって高温発酵させた培地土壌を含む無農薬土耕水耕栽培法とする。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無農薬で有機の水耕栽培を可能とする装置の開発に関する。
【従来技術】
【０００２】
従来より、水耕栽培技術は化学肥料を活用し、効率的な作物生産ができることが知られている。
【０００３】
また、近年、アミノ酸などを用いた有機系の水耕栽培技術も開発されはじめている。
【本発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、農薬を用いることなく、一定以上の栄養規格をもつ水耕栽培作物を生産し、それらを高効率的に生産することにある。
【問題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、カニ、エビなどの魚介類の発酵物は作物の栽培にとって有効な代謝成分を豊富に有している
【０００６】
好熱性微生物の発酵物は、高温下の発酵により、常温下の発酵では得られない代謝成分を豊富に含んでいる。
【０００７】
また、微生物として極限環境下で生息する耐久性に優れた微生物群を用いることによって、耐熱性酵素という安定な酵素の土壌酵素の機能を補完し、分子シャペロンは土壌酵素の劣化を防ぐ。
【０００８】
土壌酵素が豊富になれば、水耕栽培時の液層ならびに培土における有機物の分解ならびに代謝も促進し、作物の栽培にとって有効な成分が根を介して作物中に増量し、例えばビタミンＡ、ビタミンＣやビタミンＥなどが通常の水耕栽培作物ならびに一般的な露地栽培作物に比べて増量することができる。
【発明の実態】
【０００９】
この実施形態に係る土耕水耕栽培は、キチン質を含む有機質を７０〜８０℃で高温発酵させた発酵物を含む培地土壌を含み、発酵微生物としては好熱性微生物が望ましい。
【００１０】
キチン質を含む有機質としては、カニ、エビなどの甲殻類などが挙げられる。
【００１１】
発酵微生物としてはキチン質を分解するキチン質分解酵素を産生する微生物が望ましい。
【００１２】
好熱性微生物は、難分解性成分や有毒物質等の共存する場所をはじめとした劣悪な環境下でも、酵素活性を維持できる耐熱性酵素や、それを保護する分子シャペロンを発現し、生命を維持する能力が高いため、有機物の分解能、代謝能を安定的に維持することができる。これによって、、通常の微生物由来の成分では補うことのできない土壌における酵素活性を維持し、土壌の活性化によって各種機能成分の生合成を可能にするという利点がある。好熱性微生物としては、例えば、好熱性種菌ＰＴＡ−１７７３をはじめとした好熱菌群があげられる。尚、ＰＴＡ−１７７３は、大分県杵築市内の山中の土壌と別府湾の海底エビとの混合発酵物から採取、分離された混合菌であり、バチルスブレビス／Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｂｒｅｖｉｓの近縁種である好熱性細菌Ｃ−１と、Ｃ−３と、好熱性バチルス・ステアロサーモフィラスＣＨ−４／Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｔｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓ ＣＨ４と、好熱性放線菌ＭＨ−１と、好熱性又は耐熱性乳酸菌／Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｃｏａｇｌａｎｃｅ ＬＭ−１と、好熱性又は耐熱性乳酸菌ＬＭ−２と、未知の細菌及び／又は放線菌との混合菌である。ここで、好熱性種菌ＰＴＡ−１７７３は、発明者によって、２０００年５月１日付けでＡＴＣＣ（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｔｙｐｅ Ｃｕｌｔｕｒｅ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ，１０８０１ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｂｏｕｌｅｖａｒｄ Ｍａｎａｓｓａｓ，Ｖｉｒｇｉｎｉａ２０１１０−２２０９Ｕ．Ｓ．Ａ．）に国際寄託されている（受託番号：ＰＴＡ−１７７３）。これらの微生物は、高度な有機物分解能を持っており、７０〜９０℃の発酵熱エネルギーを発することができる微生物群である。好熱性種菌ＰＴＡ−１７７３を培養するための栄養源としては、腐敗していない生のエビやカニの残渣等とともに、９０℃程度の高温下でも分解されにくい多孔体である炭、コーヒー粕を用いて微生物の付着部分を増やし、好気条件下で好熱性種菌ＰＴＡ−１７７３を１２時間以上培養する。この時、発酵熱は少なくとも６０〜９０℃に保たれる。
【実施例】
【００１３】
次に実施例により、更に詳細に説明するが、この発明は係る実施例に限定されるものではない。
【００１４】
［ネギの土耕水耕栽培］
図１に示したように、スポンジの上にＰＴＡ−１７７３で発酵させた土壌を敷き、ネギを定植し、魚の発酵液を２万倍に希釈して潅水を下層のスポンジの部分を介して実施する。根元の３センチを残して収穫を４回繰り返して、２０日後に収穫した万能ネギ（３６９ネギ）の栄養成分を測定した。
【００１５】
【００１６】
表１は、ＰＴＡ−１７７３で発酵させた土壌で栽培した３６９ネギと一般の露地で栽培した対照ネギ（福岡産）の栄養価を比較した試験結果である。
【００１７】
【表１】
【００１８】
表１に示したように、３６９ネギは、ベータカロチンやビタミンＡについて、対照ネギに比べて２倍以上増量した。ビタミンＣについて、６割増量した。一方、硝酸態窒素については、７０％減少した。
【００１９】
これらの結果から、ネギの栄養成分について、ビタミンＡ、ビタミンＣの量がＰＴＡ−１７７３や魚の発酵液を用いた土耕水耕栽培によって増量することがわかる。
【００２０】
［ニラの土耕水耕栽培］
図１と同様に、スポンジの上にＰＴＡ−１７７３で発酵させた土壌を敷き、ニラを定植し、魚の発酵液を２万倍に希釈して潅水を下層のスポンジの部分を介して実施する。根元の３センチを残して収穫を３回繰り返して、その２０日後に収穫したニラ（３６９にら）の栄養成分を収穫後２日、１０日後で測定した。
【００２１】
表２は、ＰＴＡ−１７７３で発酵させた土壌で栽培した３６９にらと一般の露地で栽培した対照にら（栃木産）の栄養価を比較した試験結果である。
【００２２】
【表２】
【００２３】
ＰＴＡ−１７７３で発酵させた土壌で栽培した３６９にらは、収穫後２日経過したものと比較して、収穫後１０日間冷蔵保管したものでは、１５〜２０％程度の栄養価の減少しか認められなかった。一方、対照群では、３６９にらの収穫後１０日冷蔵保管したものと比較しても、その半分程度の栄養価であった。
【００２４】
これらの結果から、にらの栄養成分について、ビタミンＡ、ビタミンＣの量がＰＴＡ−１７７３や魚の発酵液を用いた土耕水耕栽培において増量し、その経時変化が少ないことがわかる。
【発明の効果】
【００２５】
当該発明は、安全な有機質を用いて、一定規格の栄養価の高い農作物を高効率的に生産することが可能となる水耕栽培システムであり、これによって農業の生産効率の向上とともに、安全で安心な高品質の農産品を消費者に供給することが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無農薬で有機の水耕栽培を可能とする装置の開発に関する。
【従来技術】
【０００２】
従来より、水耕栽培技術は化学肥料を活用し、効率的な作物生産ができることが知られている。
【０００３】
また、近年、アミノ酸などを用いた有機系の水耕栽培技術も開発されはじめている。
【本発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、農薬を用いることなく、一定以上の栄養規格をもつ水耕栽培作物を生産し、それらを高効率的に生産することにある。
【問題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、カニ、エビなどの魚介類の発酵物は作物の栽培にとって有効な代謝成分を豊富に有している
【０００６】
好熱性微生物の発酵物は、高温下の発酵により、常温下の発酵では得られない代謝成分を豊富に含んでいる。
【０００７】
また、微生物として極限環境下で生息する耐久性に優れた微生物群を用いることによって、耐熱性酵素という安定な酵素の土壌酵素の機能を補完し、分子シャペロンは土壌酵素の劣化を防ぐ。
【０００８】
土壌酵素が豊富になれば、水耕栽培時の液層ならびに培土における有機物の分解ならびに代謝も促進し、作物の栽培にとって有効な成分が根を介して作物中に増量し、例えばビタミンＡ、ビタミンＣやビタミンＥなどが通常の水耕栽培作物ならびに一般的な露地栽培作物に比べて増量することができる。
【発明の実態】
【０００９】
この実施形態に係る土耕水耕栽培は、キチン質を含む有機質を７０〜８０℃で高温発酵させた発酵物を含む培地土壌を含み、発酵微生物としては好熱性微生物が望ましい。
【００１０】
キチン質を含む有機質としては、カニ、エビなどの甲殻類などが挙げられる。
【００１１】
発酵微生物としてはキチン質を分解するキチン質分解酵素を産生する微生物が望ましい。
【００１２】
好熱性微生物は、難分解性成分や有毒物質等の共存する場所をはじめとした劣悪な環境下でも、酵素活性を維持できる耐熱性酵素や、それを保護する分子シャペロンを発現し、生命を維持する能力が高いため、有機物の分解能、代謝能を安定的に維持することができる。これによって、、通常の微生物由来の成分では補うことのできない土壌における酵素活性を維持し、土壌の活性化によって各種機能成分の生合成を可能にするという利点がある。好熱性微生物としては、例えば、好熱性種菌ＰＴＡ−１７７３をはじめとした好熱菌群があげられる。尚、ＰＴＡ−１７７３は、大分県杵築市内の山中の土壌と別府湾の海底エビとの混合発酵物から採取、分離された混合菌であり、バチルスブレビス／Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｂｒｅｖｉｓの近縁種である好熱性細菌Ｃ−１と、Ｃ−３と、好熱性バチルス・ステアロサーモフィラスＣＨ−４／Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｔｅａｒｏｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓ ＣＨ４と、好熱性放線菌ＭＨ−１と、好熱性又は耐熱性乳酸菌／Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｃｏａｇｌａｎｃｅ ＬＭ−１と、好熱性又は耐熱性乳酸菌ＬＭ−２と、未知の細菌及び／又は放線菌との混合菌である。ここで、好熱性種菌ＰＴＡ−１７７３は、発明者によって、２０００年５月１日付けでＡＴＣＣ（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｔｙｐｅ Ｃｕｌｔｕｒｅ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ，１０８０１ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｂｏｕｌｅｖａｒｄ Ｍａｎａｓｓａｓ，Ｖｉｒｇｉｎｉａ２０１１０−２２０９Ｕ．Ｓ．Ａ．）に国際寄託されている（受託番号：ＰＴＡ−１７７３）。これらの微生物は、高度な有機物分解能を持っており、７０〜９０℃の発酵熱エネルギーを発することができる微生物群である。好熱性種菌ＰＴＡ−１７７３を培養するための栄養源としては、腐敗していない生のエビやカニの残渣等とともに、９０℃程度の高温下でも分解されにくい多孔体である炭、コーヒー粕を用いて微生物の付着部分を増やし、好気条件下で好熱性種菌ＰＴＡ−１７７３を１２時間以上培養する。この時、発酵熱は少なくとも６０〜９０℃に保たれる。
【実施例】
【００１３】
次に実施例により、更に詳細に説明するが、この発明は係る実施例に限定されるものではない。
【００１４】
［ネギの土耕水耕栽培］
図１に示したように、スポンジの上にＰＴＡ−１７７３で発酵させた土壌を敷き、ネギを定植し、魚の発酵液を２万倍に希釈して潅水を下層のスポンジの部分を介して実施する。根元の３センチを残して収穫を４回繰り返して、２０日後に収穫した万能ネギ（３６９ネギ）の栄養成分を測定した。
【００１５】
【００１６】
表１は、ＰＴＡ−１７７３で発酵させた土壌で栽培した３６９ネギと一般の露地で栽培した対照ネギ（福岡産）の栄養価を比較した試験結果である。
【００１７】
【表１】
【００１８】
表１に示したように、３６９ネギは、ベータカロチンやビタミンＡについて、対照ネギに比べて２倍以上増量した。ビタミンＣについて、６割増量した。一方、硝酸態窒素については、７０％減少した。
【００１９】
これらの結果から、ネギの栄養成分について、ビタミンＡ、ビタミンＣの量がＰＴＡ−１７７３や魚の発酵液を用いた土耕水耕栽培によって増量することがわかる。
【００２０】
［ニラの土耕水耕栽培］
図１と同様に、スポンジの上にＰＴＡ−１７７３で発酵させた土壌を敷き、ニラを定植し、魚の発酵液を２万倍に希釈して潅水を下層のスポンジの部分を介して実施する。根元の３センチを残して収穫を３回繰り返して、その２０日後に収穫したニラ（３６９にら）の栄養成分を収穫後２日、１０日後で測定した。
【００２１】
表２は、ＰＴＡ−１７７３で発酵させた土壌で栽培した３６９にらと一般の露地で栽培した対照にら（栃木産）の栄養価を比較した試験結果である。
【００２２】
【表２】
【００２３】
ＰＴＡ−１７７３で発酵させた土壌で栽培した３６９にらは、収穫後２日経過したものと比較して、収穫後１０日間冷蔵保管したものでは、１５〜２０％程度の栄養価の減少しか認められなかった。一方、対照群では、３６９にらの収穫後１０日冷蔵保管したものと比較しても、その半分程度の栄養価であった。
【００２４】
これらの結果から、にらの栄養成分について、ビタミンＡ、ビタミンＣの量がＰＴＡ−１７７３や魚の発酵液を用いた土耕水耕栽培において増量し、その経時変化が少ないことがわかる。
【発明の効果】
【００２５】
当該発明は、安全な有機質を用いて、一定規格の栄養価の高い農作物を高効率的に生産することが可能となる水耕栽培システムであり、これによって農業の生産効率の向上とともに、安全で安心な高品質の農産品を消費者に供給することが可能となる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カニ、エビなどのキチン質を含む有機水耕栽培用の培土。
【請求項２】
魚の発酵成分、魚醤を含む有機水耕栽培用の培土。
【請求項３】
好熱性微生物によって有機物を発酵させた資材を含む有機水耕栽培用の培土。
【請求項４】
好熱性微生物群ＰＴＡ−１７７３によって有機物を発酵させた資材を含む有機水耕栽培用の培土。
【請求項５】
カビ性の植物病原菌に対する溶菌酵素を含む有機水耕栽培用の培土。
【請求項６】
キチン質分解酵素を含む有機水耕栽培用の培土。
【請求項７】
請求項１乃至６記載の培土を水耕栽培の棚に設置し、その内部あるいは下層に液層を設置し、溶液を循環させるとともに、５乃至９０℃に保持した水槽あるいは配管において請求項１乃至６記載の培土由来の成分によって殺菌、あるいは有効微生物ならびに酵素の活性化を促す有機水耕栽培方法とその装置。
【請求項８】
請求項７記載の装置の上部を日照射が可能な状態で被覆し、水耕作物の栽培温度を１５乃至３０℃で一定に保持できることを特徴とする有機水耕栽培方法とその装置。
【請求項９】
請求項７乃至８記載の装置によって栽培した有機水耕栽培作物。
【請求項１０】
請求項７乃８記載の装置によって栽培し、ビタミン類が豊富な有機水耕栽培作物。
【請求項１１】
請求項７乃８記載の装置によって栽培し、無農薬で栽培された有機水耕栽培作物。
【請求項１】
カニ、エビなどのキチン質を含む有機水耕栽培用の培土。
【請求項２】
魚の発酵成分、魚醤を含む有機水耕栽培用の培土。
【請求項３】
好熱性微生物によって有機物を発酵させた資材を含む有機水耕栽培用の培土。
【請求項４】
好熱性微生物群ＰＴＡ−１７７３によって有機物を発酵させた資材を含む有機水耕栽培用の培土。
【請求項５】
カビ性の植物病原菌に対する溶菌酵素を含む有機水耕栽培用の培土。
【請求項６】
キチン質分解酵素を含む有機水耕栽培用の培土。
【請求項７】
請求項１乃至６記載の培土を水耕栽培の棚に設置し、その内部あるいは下層に液層を設置し、溶液を循環させるとともに、５乃至９０℃に保持した水槽あるいは配管において請求項１乃至６記載の培土由来の成分によって殺菌、あるいは有効微生物ならびに酵素の活性化を促す有機水耕栽培方法とその装置。
【請求項８】
請求項７記載の装置の上部を日照射が可能な状態で被覆し、水耕作物の栽培温度を１５乃至３０℃で一定に保持できることを特徴とする有機水耕栽培方法とその装置。
【請求項９】
請求項７乃至８記載の装置によって栽培した有機水耕栽培作物。
【請求項１０】
請求項７乃８記載の装置によって栽培し、ビタミン類が豊富な有機水耕栽培作物。
【請求項１１】
請求項７乃８記載の装置によって栽培し、無農薬で栽培された有機水耕栽培作物。
【公開番号】特開２００６−３１４３１０（Ｐ２００６−３１４３１０Ａ）
【公開日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１７００９０（Ｐ２００５−１７００９０）
【出願日】平成１７年５月１３日（２００５．５．１３）
【出願人】（５９７１４９９５１）株式会社三六九 (6)
【出願人】（５０１１７６３０３）日環科学株式会社 (10)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月１３日（２００５．５．１３）
【出願人】（５９７１４９９５１）株式会社三六九 (6)
【出願人】（５０１１７６３０３）日環科学株式会社 (10)
【Ｆターム（参考）】
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