Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7639263B2 - Growth activation liquid for growing plant seedlings - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7639263B2 - Growth activation liquid for growing plant seedlings - Google Patents

Growth activation liquid for growing plant seedlings Download PDF

Info

Publication number
JP7639263B2
JP7639263B2 JP2020140712A JP2020140712A JP7639263B2 JP 7639263 B2 JP7639263 B2 JP 7639263B2 JP 2020140712 A JP2020140712 A JP 2020140712A JP 2020140712 A JP2020140712 A JP 2020140712A JP 7639263 B2 JP7639263 B2 JP 7639263B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
concentration
growth
ions
silver
plant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020140712A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2022036484A (en
Inventor
剛 秀城
銀朗 遠藤
留美子 秀城
絵理奈 松山
Original Assignee
アイティーエヌ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by アイティーエヌ株式会社 filed Critical アイティーエヌ株式会社
Priority to JP2020140712A priority Critical patent/JP7639263B2/en
Publication of JP2022036484A publication Critical patent/JP2022036484A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7639263B2 publication Critical patent/JP7639263B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Cultivation Of Plants (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Fertilizers (AREA)

Description

本発明は、植物栽培土壌微生物、植物栽培養液微生物及び植物の付着共生微生物あるいは内部共生微生物を不完全にしか排除しない濃度の銀イオンを栽培植物体及び/又は植物栽培用土壌及び/又は水耕液に供給するための溶液状の植物育成環境改善剤に関するものである。 The present invention relates to a solution-type plant growth environment improving agent for supplying a concentration of silver ions to cultivated plants and/or soil and/or hydroponic solution for plant cultivation that only partially eliminates soil microorganisms in plant cultivation, nutrient solution microorganisms in plant cultivation, and attached symbiotic microorganisms or endosymbiotic microorganisms of plants.

銀イオンはウイルス及び細菌等の病原微生物の抗菌剤・消毒剤・除菌剤として使用され、所定の効果を持つ製品及び用法に有効に適用されてきた。したがって、銀イオンは主として健康衛生分野、医療分野、食品産業分野等において微生物病の発生を予防し阻止するための資材として使用されてきている。 Silver ions are used as antibacterial agents, disinfectants, and sanitizers for pathogenic microorganisms such as viruses and bacteria, and have been effectively applied to products and methods that have the desired effects. Therefore, silver ions have been used primarily in the fields of health and hygiene, medicine, the food industry, and other fields as a material for preventing and inhibiting the occurrence of microbial diseases.

本出願人及び本発明者は、植物栽培土壌微生物及び植物栽培養液微生物及び植物の付着共生微生物及び/又は植物の内部共生微生物を不完全にしか排除できない低濃度の銀イオンを含有する水溶液が、植物育成環境改善に顕著な効果を持つことを発見し本発明に至った。 The applicant and the inventor of the present invention discovered that an aqueous solution containing a low concentration of silver ions, which can only partially eliminate soil microorganisms in plant cultivation, nutrient solution microorganisms in plant cultivation, and attached symbiotic microorganisms and/or endosymbiotic microorganisms of plants, has a remarkable effect on improving the plant cultivation environment, leading to the present invention.

土壌栽培及び養液栽培において生育する植物は、全くの無菌環境(微生物フリー)で生きていることは極めて特殊な環境における以外にはあり得ず、多くの場合においては細菌(bacteria)や古細菌(archaea)及び菌類(fungi)等の微生物と共生して生育している。それら微生物と植物との共生は、単に生存場を共にしているだけという場合もあるが、多くのケースでは片利的或は相利的な共生関係を形成している。片利共生の関係においては、微生物が植物に対して病原性を持つ場合があるが、そうではない片利共生及び相利共生の関係が普遍的に見られことに比較して、病原性を示すに至る片利共生のケースはごく稀に見られるに過ぎない。したがって、土壌環境や水環境に生存する多くの微生物は植物の生育にとって無害であるか、むしろその生育を促進させる役割を果たしている。 Plants growing in soil or hydroponic culture can only live in a completely sterile environment (free of microorganisms) in extremely special circumstances, and in many cases they grow in symbiosis with microorganisms such as bacteria, archaea, and fungi. In some cases, the symbiosis between these microorganisms and plants is simply a shared habitat, but in many cases, a commensal or mutualistic symbiotic relationship is formed. In commensal relationships, microorganisms may be pathogenic to plants, but while commensal and mutualistic relationships that are not like this are commonly seen, commensal cases in which pathogenicity is observed are very rare. Therefore, many microorganisms that live in soil and water environments are harmless to plant growth, or rather play a role in promoting plant growth.

一定濃度以上の銀イオンを含有するウイルス及び細菌等の病原微生物の抗菌剤・消毒剤は、微生物を排除することによって微生物感染症の発生を防止することに有効に使われており、健康衛生分野・医療分野・食品産業分野等において重要な銀イオンの適用技術分野を形成するに至っている。しかしながら、農業・林業・園芸等の植物の栽培を必須とする産業分野においては、前述の微生物と植物との共生関係の維持が必要とされることから、ほぼ全ての微生物を排除する一定濃度以上の高濃度の銀イオンの制菌や消毒といった特性は、むしろ逆効果をもたらすことが多かった。 Antibacterial agents and disinfectants for pathogenic microorganisms such as viruses and bacteria that contain a certain concentration or higher of silver ions are effectively used to prevent the occurrence of microbial infections by eliminating microorganisms, and have become important application technical fields for silver ions in the fields of health and hygiene, medicine, and the food industry. However, in industrial fields where the cultivation of plants is essential, such as agriculture, forestry, and horticulture, it is necessary to maintain the symbiotic relationship between the aforementioned microorganisms and plants, and so the bacteriostatic and disinfectant properties of high concentrations of silver ions above a certain concentration, which eliminate almost all microorganisms, often have the opposite effect.

本発明の製品及びその適用技術は、銀イオンの抗菌剤・消毒剤として有効な最低濃度を検討する研究において得られた研究結果により発見するに至った。脱塩素水を用いて希釈した銀イオン(Ag+)濃度が0.060mg/L以上の水溶液に30分間暴露しその後NB寒天平板培地に塗布して生残菌数を測定したところ、供試したPseudomonas属細菌、Escherichia属細菌及びBacillus属細菌はすべて増殖活性を失いこの濃度の銀イオン水は完全な消毒効果を示した。脱塩素水を用いて希釈した銀イオン(Ag+)濃度が0.030mg/Lから0.050mg/Lの溶液に30分間暴露した供試細菌は、用いた3種類の供試細菌によって異なるものの、この範囲の銀イオン濃度にほぼ比例して増殖活性を失い、その平均失活率は47~69%であった。つぎに、銀イオン濃度を0.025mg/L以下に低下させて同様に暴露しその消毒効果を見たところ、3種すべての供試細菌の平均失活率は22%以下(生残率として78%以上)となった。 The product and its application technology of the present invention were discovered through the results of a study conducted to determine the minimum concentration of silver ions effective as an antibacterial and disinfectant agent. When the test bacteria were exposed to an aqueous solution with a silver ion (Ag+) concentration of 0.060 mg/L or more, diluted with dechlorinated water, for 30 minutes and then applied to an NB agar plate medium to measure the number of surviving bacteria, all of the test bacteria of the genus Pseudomonas, Escherichia, and Bacillus lost their proliferation activity, and this concentration of silver ion water demonstrated a complete disinfecting effect. Test bacteria exposed for 30 minutes to a solution with a silver ion (Ag+) concentration of 0.030 mg/L to 0.050 mg/L diluted with dechlorinated water lost proliferation activity in roughly proportion to the range of silver ion concentrations, although this differed depending on the three types of test bacteria used, and the average inactivation rate was 47-69%. Next, the silver ion concentration was reduced to below 0.025 mg/L and the disinfection effect was examined by similar exposure, and the average inactivation rate of all three types of test bacteria was 22% or less (survival rate of 78% or more).

さらに、0.025mg/L以下の銀イオンを添加した水を用いて調製した発芽用寒天培養基にコマツナを播種し、銀イオン濃度を変化させてコマツナの発芽及び発根試験を行った。この発芽・発根試験は、22℃に設定した人工気象機内で1サイクルが12時間2500lx 白色蛍光灯照射(明条件)・12時間蛍光灯非照射(暗条件)の下で行った。寒天培養基に添加した銀イオン濃度が0.025mg/Lの場合の播種後5日目の平均苗茎長は、銀イオン濃度が0.040mg/L及び0.030mg/L の場合に比較してそれぞれ1.18倍及び1.13倍であった。一方、寒天培養基中の苗根長を同条件で比較したところ、銀イオン濃度を0.025mg/Lとした場合の播種後5日目の平均苗根長は、銀イオン濃度が0.040mg/L及び0.030mg/Lの場合との比較でそれぞれ1.52倍及び1、32倍となり、銀イオン濃度を0.025mg/L以下の低濃度として使用した場合に、特に苗根の伸長速度が顕著に大きくなることが知られた。コマツナの発芽率については、これら3段階の添加銀イオン濃度では大きな違いが見られなかった。 Furthermore, Komatsuna was sown on agar medium for germination prepared using water containing 0.025 mg/L or less of silver ions, and germination and rooting tests were performed on Komatsuna with varying silver ion concentrations. The germination and rooting tests were performed in an artificial weather chamber set at 22°C, with one cycle of 12 hours of 2500 lx white fluorescent light irradiation (light conditions) and 12 hours of no fluorescent light irradiation (dark conditions). When the silver ion concentration added to the agar medium was 0.025 mg/L, the average seedling stalk length 5 days after sowing was 1.18 times and 1.13 times, respectively, compared to when the silver ion concentration was 0.040 mg/L and 0.030 mg/L. On the other hand, when the root length of seedlings in agar culture medium was compared under the same conditions, the average root length of seedlings 5 days after sowing when the silver ion concentration was 0.025 mg/L was 1.52 times and 1.32 times, respectively, compared to when the silver ion concentration was 0.040 mg/L and 0.030 mg/L, and it was found that the growth rate of seedling roots was particularly fast when the silver ion concentration was low at 0.025 mg/L or less. Regarding the germination rate of komatsuna, no significant difference was observed among the three levels of added silver ion concentration.

このようなコマツナ苗の成長に対する0.025mg/Lの低濃度の銀イオンによる促進効果は、同一温度・同一光照射の条件で寒天培養基の銀イオン濃度をさらに低下させても銀イオン濃度が0.0002mg/Lまでほぼ同程度に観察することができた。しかし、銀イオン濃度を0.0001mg/Lとした場合の播種後5日目の平均苗茎長と平均苗根長は、銀イオン濃度を0.030mg/Lとした場合の平均苗茎長と平均苗根長に比較して、それぞれ1.0倍及び1.06倍となり大きな違いがなくなった。さらに銀イオン濃度を0.00005mg/Lにまで脱塩素水により希釈し低下させた場合の播種後5日目の平均苗茎長と平均苗根長は、銀イオン濃度を0.030mg/Lとした場合の平均苗茎長及び平均苗根長との有意な差が認められなかった The growth-promoting effect of the low concentration of silver ions of 0.025 mg/L on the growth of Komatsuna seedlings was observed to be almost the same even when the silver ion concentration of the agar culture medium was further reduced under the same temperature and light irradiation conditions, down to a silver ion concentration of 0.0002 mg/L. However, the average seedling stem length and average seedling root length 5 days after sowing when the silver ion concentration was 0.0001 mg/L were 1.0 times and 1.06 times, respectively, compared to the average seedling stem length and average seedling root length when the silver ion concentration was 0.030 mg/L, and there was no significant difference. Furthermore, when the silver ion concentration was diluted and reduced to 0.00005 mg/L with dechlorinated water, the average seedling stem length and average seedling root length 5 days after sowing were not significantly different from the average seedling stem length and average seedling root length when the silver ion concentration was 0.030 mg/L.

しかし、この0.025mg/L以下の銀イオンは4ヶ月間以上安定に一定濃度で保存することが困難であった。そこで本発明では、安定した濃度として長期間銀イオン水を保存可能にするために、銀イオン保存原液を銀イオン濃度が8mg/L以上の高濃度の水溶液として作製し、これを植物育成環境改善剤として実使用する直前に脱ハロゲン水を用いて希釈し、0.025mg/L以下0.0002mg/L以上の低濃度銀イオン水を根を有する植物の生育活性化液として利用することによりこの課題を解決することを考えた。 However, it is difficult to store silver ions at a constant concentration of 0.025 mg/L or less for more than four months. Therefore, in this invention, in order to make it possible to store silver ion water at a stable concentration for long periods of time, the silver ion storage stock solution is prepared as a high-concentration aqueous solution with a silver ion concentration of 8 mg/L or more, and this is diluted with dehalogenated water immediately before use as a plant growth environment improvement agent, and low-concentration silver ion water of 0.025 mg/L or less and 0.0002 mg/L or more is used as a growth activation solution for plants with roots, thereby solving this problem.

前記のコマツナの発芽発根試験に用いた寒天培養基は、いずれも精製水を用いて調製したものであったが、5.0μmol/Lの残留結合塩素であるクロラミンを含む塩素消毒処理後の水道水、または5.0mmol/Lの塩化ナトリウム又は臭化ナトリウムを添加した銀イオン水溶液を用いて発芽用寒天培養基を調製し、同様の人工気象機条件の下でコマツナの成長試験を行ったところ、精製水により調製した銀イオン添加寒天培養基を用いた結果とは異なり、銀イオンの濃度を0.010mg/Lとした場合の銀イオンによる植物成長の促進効果は見られなかった。この結果から、水道水に含まれる遊離塩素及び残留結合塩素及び塩素及び臭素等のハロゲン化物イオンにより、低濃度銀イオンの植物生育促進効果の発現に対する阻害が生じたと推定した。その阻害の排除のために、前記のハロゲンを含む寒天培養基調製水にチオ硫酸ナトリウムを添加して、脱ハロゲン処理を行った後の水道水(塩化物イオン濃度15mg/L)を用いて寒天培養基を調製し、コマツナ発芽発根試験を行った。 All the agar culture media used in the germination and rooting tests of Komatsuna were prepared using purified water, but when agar culture media for germination were prepared using tap water disinfected with chlorine containing 5.0 μmol/L of chloramine, which is a residual combined chlorine, or a silver ion aqueous solution containing 5.0 mmol/L of sodium chloride or sodium bromide, and a growth test of Komatsuna was conducted under similar artificial weather conditions, the plant growth promoting effect of silver ions was not observed when the silver ion concentration was 0.010 mg/L, unlike the results when agar culture media containing silver ions was used prepared with purified water. From these results, it was presumed that the free chlorine and residual combined chlorine and halide ions such as chlorine and bromine contained in tap water inhibited the expression of the plant growth promoting effect of low concentrations of silver ions. To eliminate this inhibition, sodium thiosulfate was added to the halogen-containing agar culture medium preparation water, and after dehalogenation treatment, tap water (chloride ion concentration 15 mg/L) was used to prepare the agar culture medium, and a komatsuna germination and rooting test was performed.

この脱ハロゲン操作においてはチオ硫酸ナトリウムの濃度を変えて行い、その都度残留するハロゲンイオン及びハロゲン化合物の濃度を測定した上で、コマツナの発芽発根試験用寒天培養基を調製し発芽発根試験を行った。その試験結果により、残留するクロラミンの濃度が4.0μmol/L以下になるように脱ハロゲンを行うことにより、前記の0.010mg/L以下の低濃度銀イオンのコマツナ生育促進に対するハロゲン阻害を解消できることが分かった。 This dehalogenation procedure was performed with different concentrations of sodium thiosulfate, and the concentrations of residual halogen ions and halogen compounds were measured each time. An agar culture medium for the germination and rooting test of Komatsuna was then prepared and the germination and rooting test was performed. The test results showed that by performing dehalogenation so that the concentration of residual chloramine was 4.0 μmol/L or less, it was possible to eliminate the halogen inhibition of the low concentration silver ions of 0.010 mg/L or less in promoting Komatsuna growth.

次に、遊離ハロゲン及び結合残留ハロゲン化合物の濃度が1.0μmol/L以下になるように脱ハロゲンを行った水道水に、塩化物イオンの濃度が17.7mg/L~249mg/Lの濃度となるように塩化ナトリウム又は臭化物イオンを添加したものを用いて、0.010mg/Lの低濃度銀イオン溶液を作製し、これを用いてマツナの発芽発根試験用寒天培養基を調製して発芽発根試験を行った。その試験結果より、塩化物イオン又は臭化物イオンの濃度が3.0mmol/L以下になるようにした銀イオン液を用いることにより、前記の0.010mg/L以下の低濃度銀イオンのコマツナ生育促進に対するハロゲン阻害を解消できることが分かった。 Next, tap water was dehalogenated so that the concentrations of free halogens and combined residual halogen compounds were 1.0 μmol/L or less, and sodium chloride or bromide ions were added so that the chloride ion concentration was 17.7 mg/L to 249 mg/L, to prepare a low-concentration silver ion solution of 0.010 mg/L, which was then used to prepare an agar culture medium for germination and rooting tests of Japanese mustard spinach, and a germination and rooting test was conducted. The test results showed that by using a silver ion solution with a chloride ion or bromide ion concentration of 3.0 mmol/L or less, the halogen inhibition of the low-concentration silver ions of 0.010 mg/L or less in promoting the growth of Japanese mustard spinach can be eliminated.

これまでの環境中での銀イオン(Ag+)の使用においては、還元性化合物と銀イオンが接触することにより、また銀イオンが不溶性塩を形成することによりイオン状態を保てなくなることが知られている。本発明においても、植物栽培土壌や植物栽培液中に存在する還元性化合物等と接触することにより、銀イオンがイオン状態から非イオン状態に変化することによって、植物の生育促進効果を失うことが予測される。このような銀イオンによる生育促進効果の喪失を防止するためには、還元されることによって陽イオン性を失った銀をふたたび酸化して銀イオン(Ag+)に戻すことが必要と考えられる。そこで、本発明では濃度が0.010mg/L以下の低濃度の銀イオン水溶液に、光酸化触媒を重量比として銀イオン濃度の8倍量の濃度で添加して、銀イオンによる生育促進効果の回復について試験した。 When silver ions (Ag+) have been used in the environment up until now, it is known that they can no longer maintain their ionic state when they come into contact with reducing compounds or when they form insoluble salts. In the present invention, it is predicted that the silver ions will lose their plant growth-promoting effect when they come into contact with reducing compounds present in the soil or plant culture solution, changing from an ionic state to a non-ionic state. In order to prevent this loss of growth-promoting effect of silver ions, it is considered necessary to re-oxidize silver that has lost its cationic character by reduction and return it to silver ions (Ag+). Therefore, in the present invention, a photooxidation catalyst was added to a low-concentration silver ion solution with a concentration of 0.010 mg/L or less at a concentration 8 times the silver ion concentration by weight, and a test was conducted to see if the growth-promoting effect of silver ions could be restored.

まず、アルゴンガスを通気して脱酸素した脱塩素水を用いて銀イオン濃度が0.010mg/Lの低濃度となるように希釈し、0.10mg/Lとなるようにジチオトレイトールを加えてブチルゴム栓で密封した状態で30分間反応させ銀イオンを還元した後に、この水溶液を用いて発芽用寒天培養基を調製した。この寒天培養基にコマツナを播種し、22℃に設定した人工気象機内で1サイクルが13時間2500lx白色蛍光灯照射(明条件)・11時間蛍光灯非照射(暗条件)の下でコマツナの発芽及び発根試験を行った。その結果、ジチオトレイトールを加えなかった対照試験の結果に比較して、発芽率の変化はほぼなかったものの、コマツナ播種後3日目と5日目の平均苗茎長はそれぞれ1.03倍及び0.98倍であった。苗根長についても、播種後3日目及び5日目の平均苗根長は、ジチオトレイトールを加えなかった対照試験の結果に比較して、それぞれ0.99倍及び1.02倍となり、0.10mg/Lのジチオトレイトールを加えた場合には0.010mg/Lの低濃度銀イオンによるコマツナ苗根の伸長促進効果は見られなかった。 First, the solution was diluted with dechlorinated water that had been deoxidized by aeration with argon gas to a low silver ion concentration of 0.010 mg/L, and dithiothreitol was added to the solution to a concentration of 0.10 mg/L. The solution was then sealed with a butyl rubber stopper and reacted for 30 minutes to reduce the silver ions. The resulting aqueous solution was then used to prepare an agar culture medium for germination. Komatsuna was seeded on the agar culture medium, and a germination and rooting test was carried out in an artificial weather chamber set at 22°C, with one cycle of 13 hours of 2500 lx white fluorescent light irradiation (light condition) and 11 hours of no fluorescent light irradiation (dark condition). As a result, compared to the results of the control test in which dithiothreitol was not added, there was almost no change in the germination rate, but the average seedling stem length on the third and fifth days after sowing was 1.03 times and 0.98 times, respectively. Regarding seedling root length, the average seedling root length on the third and fifth days after sowing was 0.99 and 1.02 times, respectively, compared to the results of the control test in which dithiothreitol was not added, and when 0.10 mg/L dithiothreitol was added, the low concentration of 0.010 mg/L silver ions did not show any effect in promoting root elongation of komatsuna seedlings.

次に、同じく脱酸素水及び脱塩素水を用いて調製した0.025mg/Lの銀イオン及び0.25mg/Lのジチオトレイトールの反応水溶液に、光酸化触媒として平均一次粒子径が25 nmサイズの二酸化チタンナノ粒子を0.20mg/Lとなるように添加した溶液により発芽用寒天培養基を調製し、この培養基を用いて白色蛍光灯2400lx照射で22℃に設定した人工気象機内で13時間蛍光灯照射・11時間蛍光灯非照射条件の下でコマツナの発芽及び発根試験を行った。その結果、0.20mg/Lの二酸化チタンを加えなかった対照試験の結果に比較して、発芽率の変化はほぼ認められなかったものの、コマツナ播種後5日目の平均苗茎長は1.39倍となった。播種後5日目の平均苗根長は二酸化チタンを加えなかった対照試験の結果に比較して1.54倍となり、0.025mg/Lの銀イオンによる高い生育促進効果の復活が確認できた。これらの結果から、二酸化チタンナノ粒子が光照射条件下でジチオトレイトールによって還元生成した金属銀を酸化する光酸化触媒としての機能を発揮したことにより、銀イオン(Ag+)を再生して植物に対する低濃度銀イオンの生育促進効果を回復させたものと考えられた。 Next, a germination agar culture medium was prepared by adding titanium dioxide nanoparticles with an average primary particle size of 25 nm as a photooxidation catalyst to a solution of 0.20 mg/L to the reaction solution of 0.025 mg/L silver ions and 0.25 mg/L dithiothreitol, which was also prepared using deoxygenated water and dechlorinated water. Using this culture medium, germination and rooting tests of Komatsuna were conducted under conditions of 13 hours of fluorescent light irradiation and 11 hours of non-fluorescent light irradiation in an artificial weather chamber set at 22°C with 2400 lx of white fluorescent light. As a result, compared to the results of the control test in which 0.20 mg/L titanium dioxide was not added, there was almost no change in the germination rate, but the average seedling stem length 5 days after sowing of Komatsuna was 1.39 times. The average seedling root length 5 days after sowing was 1.54 times the results of the control test in which titanium dioxide was not added, confirming the restoration of the high growth promotion effect of 0.025 mg/L silver ions. These results suggest that titanium dioxide nanoparticles function as a photooxidation catalyst that oxidizes metallic silver produced by reduction with dithiothreitol under light irradiation conditions, thereby regenerating silver ions (Ag+) and restoring the growth-promoting effect of low-concentration silver ions on plants.

前記の試験において二酸化チタンナノ粒子の添加量を変化させ他の条件は変えずにコマツナの発芽・発根試験を行ったところ、0.001mg/Lを下回る二酸化チタンの添加では0.025mg/Lの銀イオン添加によるコマツナの生育促進効果はほぼ認められなくなり、還元性化合物のジチオトレイトールと銀を酸化して銀イオン(Ag+)を再生するためには、二酸化チタンの添加量は少なくとも0.001mg/L以上とすることが必要と考えられた。このような二酸化チタンによる銀イオン再生の効果は二酸化チタンの添加量は少なくとも0.001mg/L以上とすることが必要と考えられた。一方、20mg/Lを上回る二酸化チタンを添加した場合には、銀イオンによるコマツナの生育促進効果は逆に減少し、20mg/Lを上回る濃度で二酸化チタンを添加することは光酸化反応が過剰に進行することによりコマツナ幼苗の生育に悪影響を与えることが知られた。 In the above test, the amount of titanium dioxide nanoparticles added was changed and the germination and rooting test of komatsuna was performed without changing other conditions. When titanium dioxide was added at a concentration below 0.001 mg/L, the growth promotion effect of komatsuna by adding 0.025 mg/L of silver ions was almost not observed. In order to oxidize the reducing compound dithiothreitol and silver to regenerate silver ions (Ag+), it was thought that the amount of titanium dioxide added must be at least 0.001 mg/L. It was thought that the effect of regenerating silver ions by titanium dioxide is such that the amount of titanium dioxide added must be at least 0.001 mg/L. On the other hand, when titanium dioxide exceeding 20 mg/L was added, the growth promotion effect of silver ions on komatsuna was reduced, and it was known that adding titanium dioxide at a concentration exceeding 20 mg/L has a negative effect on the growth of komatsuna seedlings due to excessive progress of photooxidation reactions.

つぎに、二酸化チタンナノ粒子に代えて平均一次粒子径が400nm以下の三酸化タングステン-パラジウム合金ナノ粒子と三酸化タングステン-銅合金ナノ粒子を用いて、13時間2500lx白色蛍光灯照射(明条件)・11時間蛍光灯非照射(暗条件)及び22℃設定で二酸化チタンの場合と全く同一の条件でコマツナの発芽・発根試験を行ったところ、コマツナの生育促進効果についてほぼ同じ結果を得ることができた。また、これらの合金ナノ粒子の生育促進効果のある濃度範囲も、二酸化チタンの濃度範囲と同じであった。これらのことから、三酸化タングステン-パラジウム合金粒子と三酸化タングステン-銅合金粒子は、二酸化チタンと同一濃度の添加により同様に光酸化触媒として作用し、還元された銀の再イオン化のための酸化触媒として機能できると考えられた。したがって、光触媒機能を有する三酸化タングステン-パラジウム合金ナノ粒子又は三酸化タングステン-銅合金ナノ粒子は、本発明による銀イオンを用いる植物育成促進の二酸化チタンナノ粒子の代替材料として利用できると考えられた。 Next, instead of titanium dioxide nanoparticles, tungsten trioxide-palladium alloy nanoparticles and tungsten trioxide-copper alloy nanoparticles with an average primary particle size of 400 nm or less were used to carry out germination and rooting tests of Komatsuna under exactly the same conditions as those for titanium dioxide, with 13 hours of 2500 lx white fluorescent light irradiation (light conditions) and 11 hours of fluorescent light non-irradiation (dark conditions) and at 22°C. Almost the same results were obtained for the growth promotion effect of Komatsuna. Furthermore, the concentration range in which these alloy nanoparticles have a growth promotion effect was the same as that of titanium dioxide. From these findings, it was thought that tungsten trioxide-palladium alloy particles and tungsten trioxide-copper alloy particles act as photooxidation catalysts in the same way as titanium dioxide when added in the same concentration, and can function as oxidation catalysts for the reionization of reduced silver. Therefore, it was believed that tungsten trioxide-palladium alloy nanoparticles or tungsten trioxide-copper alloy nanoparticles with photocatalytic functions could be used as an alternative material to titanium dioxide nanoparticles for promoting plant growth using silver ions according to the present invention.

特開昭63-060904JP 63-060904 A 特開昭63-060905JP 63-060905 A 特開2001-010913JP2001-010913 特開2006-141252JP2006-141252A

本発明が解決しようとする課題は、植物栽培における植物病発生の防止のためにこれまで必要であった消毒剤の使用量の削減を可能にすること、あるいは消毒剤の無使用化を可能にすることである。また、消毒剤の継続使用によって引き起こされる消毒剤耐性植物病原微生物の新たな出現を阻止することを可能にすることを解決課題とする。さらには、植物栽培における殺虫剤の使用量を削減するか無使用化にすることによって、農業・林業・園芸業・緑地造成業等の植物栽培を基盤とする産業をより環境配慮型の産業に転換することを課題とする。 The problem that this invention aims to solve is to make it possible to reduce the amount of disinfectant used, which has been necessary so far to prevent the occurrence of plant diseases in plant cultivation, or to eliminate the use of disinfectants. In addition, it is also intended to make it possible to prevent the emergence of new disinfectant-resistant plant pathogenic microorganisms caused by the continued use of disinfectants. Furthermore, it is also intended to convert industries based on plant cultivation, such as agriculture, forestry, horticulture, and green space development, into more environmentally friendly industries by reducing or eliminating the use of pesticides in plant cultivation.

上記の課題を解決するために、本発明では植物の栽培を消毒剤や殺虫剤等の防除薬剤の使用に全面的に頼るのではなく、植物が本来保有している病原微生物と昆虫等による食害に対する抵抗力や免疫力を増強することを基本的手段として、植物栽培における消毒剤と殺虫剤の使用量の削減又は不要化の課題を解決する。この基本的手段を実現するためには、植物が持つ栄養摂取能と生長能を最大限に引き出すことが重要と考えられる。これらの能力の発現は、栽培植物に健全な生育を活性化させ、その結果として植物病原微生物への免疫力及び抵抗力と昆虫等による食害に対する抵抗力を付与すると考えられる。 In order to solve the above problems, the present invention does not rely entirely on the use of pest control agents such as disinfectants and insecticides in plant cultivation, but instead uses a basic means of enhancing the resistance and immunity that plants naturally possess against pathogenic microorganisms and feeding damage by insects, etc., thereby solving the problem of reducing or eliminating the use of disinfectants and insecticides in plant cultivation. In order to realize this basic means, it is considered important to maximize the nutrient intake and growth capabilities of plants. The expression of these capabilities is considered to activate healthy growth in cultivated plants, which in turn gives them immunity and resistance to plant pathogenic microorganisms and resistance to feeding damage by insects, etc.

植物が本来持っている栄養摂取能力と生長能力を最大限発揮させるためには、発芽発根後の幼苗期と植物ルート部(根及び地下茎)及び植物シュート部(茎及び葉等)の成長期における旺盛で健全な生育を促すことが必要である。幼苗期にあっては、特に植物根による栄養素の摂取と水分の吸収を必要とするために、植物ルート部の旺盛な伸長が植物病への抵抗力を獲得する上で重要である。本発明者らは、発明の請求項1に記載した植物の付着共生微生物及び/又は植物の内部共生微生物を不完全にしか排除できない実使用濃度0.025mg/L以下の低濃度の銀イオンを含有させた植物生育活性化液の発明に至った。 In order to maximize a plant's inherent ability to take up nutrients and grow, it is necessary to promote vigorous and healthy growth during the seedling stage after germination and root formation, and during the growth stage of the plant's roots (roots and rhizomes) and shoots (stems and leaves, etc.). During the seedling stage, the plant roots in particular need to take in nutrients and absorb water, so vigorous growth of the plant's roots is important for acquiring resistance to plant diseases. The inventors have come up with the invention of a plant growth activation liquid containing a low concentration of silver ions, with an actual use concentration of 0.025 mg/L or less, which is only able to partially eliminate attached symbiotic microorganisms and/or endosymbiotic microorganisms of plants, as described in claim 1 of the invention.

従来技術によれば、銀イオンによる植物根の伸長効果は0.03mg/L(=30ppb)以下の低濃度では効果がないとされてきた。しかし、本発明では、このような低濃度領域における銀イオンによる根伸長への効果の喪失現象は、栽培土や栽培水中に存在するハロゲン化合物及び/又はハロゲン化物イオンの妨害効果によるものであることを見出した。これにより、このような銀イオンによる植物根の伸長効果に対する妨害は、銀イオン溶液を作成する際に使用する水の残留する遊離ハロゲン及び結合残留ハロゲン化合物の濃度が4.0μmol/L以下となるように、及び塩素イオン及び臭素イオン等のハロゲン化物イオンの濃度が3.0mmol/L以下となるように脱ハロゲン処理をした水の水溶液とすることによってそれが解決可能であることを発見した。 According to the prior art, the effect of silver ions on plant root elongation was not known to be effective at low concentrations of 0.03 mg/L (= 30 ppb) or less. However, in the present invention, it was discovered that the loss of the effect of silver ions on root elongation at such low concentrations is due to the interfering effect of halogen compounds and/or halide ions present in the cultivation soil or cultivation water. As a result, it was discovered that the interference with the effect of silver ions on plant root elongation can be solved by using dehalogenated water used to prepare the silver ion solution so that the concentration of free halogen and combined residual halogen compounds in the water is 4.0 μmol/L or less, and the concentration of halide ions such as chloride ions and bromide ions is 3.0 mmol/L or less.

従来の方法では、銀イオン水溶液を銀イオンが0.03mg/L以下の場合、安定な濃度で一週間以上保存することは技術的に困難であった。しかし、本発明では銀イオン保存液を8 mg/L以上の銀イオン濃度となるように作製することによって、銀イオン濃度を長期間安定に維持することが可能であることが知られたことから、実使用する直前にこの保存液を希釈して0.025mg/L以下の低濃度銀イオン水にして植物の生育活性化に利用する手段を採用した。 In conventional methods, it was technically difficult to store a silver ion aqueous solution at a stable concentration for more than a week when the silver ion concentration was 0.03 mg/L or less. However, in the present invention, it is known that by preparing a silver ion preservation solution with a silver ion concentration of 8 mg/L or more, it is possible to maintain the silver ion concentration stably for a long period of time. Therefore, a method is adopted in which the preservation solution is diluted immediately before actual use to make a low-concentration silver ion water of 0.025 mg/L or less, which can be used to stimulate plant growth.

0.025mg/L以下の低濃度銀イオンは、植物根の伸長を促進することによって栽培植物が栽培土や養培液から栄養をより多く吸収できるようにし、結果的に栽培植物地上部の伸長を旺盛にするだけではなく、病原微生物感染や昆虫等による食害に対する抵抗力を高める効果をもたらすと考えられる。また、このような低濃度の銀イオンは植物内生微生物(エンドファイト)を抑制あるいは排除することがないことにより、植物・微生物の好ましい共生関係を崩壊させることがない。 Low concentrations of silver ions of 0.025 mg/L or less promote the growth of plant roots, allowing cultivated plants to absorb more nutrients from the cultivation soil and nutrient solution, which not only results in vigorous growth of the above-ground parts of cultivated plants, but is also thought to have the effect of increasing resistance to infection by pathogenic microorganisms and damage caused by insects, etc. Furthermore, such low concentrations of silver ions do not suppress or eliminate microorganisms that live inside plants (endophytes), and therefore do not disrupt the favorable symbiotic relationship between plants and microorganisms.

植物苗の育成栽培用の植物生育活性化剤として、4.0μmol/Lを超える濃度の遊離ハロゲン分子、ハロゲン酸化合物、亜ハロゲン酸化合物、次亜ハロゲン酸化合物、クロラミン、ブロモアミン等のハロゲン化合物を含有しない水、及び3.0mmol/L以上の塩素イオン、臭素イオン等のハロゲン化物イオンを含有しない水に、0.0005mg/L以上0.025mg/L以下の低濃度の銀イオンを溶解して使用することにより、植物の発芽発根後の苗茎と苗根の伸長を促進する効果が得られる。特に、この本発明の効果としての植物ルート部の旺盛な伸長を誘発できることから、植物苗による栄養素の摂取と水分の吸収を旺盛にすることができるという利点がある。その結果として、植物病に対する免疫力や昆虫等による食害に対する植物自体の抵抗力を増強できる効果が生まれる。 As a plant growth activator for cultivating plant seedlings, by dissolving a low concentration of silver ions of 0.0005 mg/L or more and 0.025 mg/L or less in water that does not contain free halogen molecules, halogen acid compounds, hypohalous acid compounds, chloramines, bromoamines, or other halogen compounds at a concentration of more than 4.0 μmol/L, and water that does not contain chlorine ions, bromine ions, or other halide ions at 3.0 mmol/L or more, the effect of promoting the growth of the seedling stem and root after germination and rooting of the plant can be obtained. In particular, since the vigorous growth of the plant root can be induced as an effect of this invention, there is an advantage in that the intake of nutrients and absorption of water by the plant seedling can be vigorous. As a result, the effect of enhancing the immunity to plant diseases and the resistance of the plant itself to feeding damage by insects, etc. is created.

0.0005mg/L以上0.025mg/L以下の低濃度の銀イオンによる植物ルート部及びシュート部の伸長促進に加えて、0.0001mg/L以上2.0mg/L以下の実使用濃度で亜鉛イオンを添加した植物生育活性化液を使用することにより、植物の内部共生微生物の増殖活性を高めることが可能となる。これは、0.0005mg/L以上0.025mg/L以下の低濃度の銀イオンは土壌微生物や養液微生物や植物内部共生微生物の増殖活性にほぼ影響を与えないことに起因し、その銀イオンの存在とは独立して、0.0001mg/L以上2.0mg/L以下の亜鉛イオンによる微生物の増殖活性特に植物内部共生微生物の増殖活性増進の効果を十分に発揮できる。この内部共生微生物の増殖が旺盛化することにより、植物苗の生育をさらに活性化できるという利点がある。 In addition to promoting the growth of plant roots and shoots with low-concentration silver ions of 0.0005 mg/L to 0.025 mg/L, the use of a plant growth activation solution containing added zinc ions at an actual use concentration of 0.0001 mg/L to 2.0 mg/L makes it possible to increase the growth activity of endosymbiotic microorganisms in plants. This is because low-concentration silver ions of 0.0005 mg/L to 0.025 mg/L have almost no effect on the growth activity of soil microorganisms, nutrient solution microorganisms, and endosymbiotic microorganisms in plants, and zinc ions of 0.0001 mg/L to 2.0 mg/L can fully exert their effect of promoting the growth activity of microorganisms, particularly the growth activity of endosymbiotic microorganisms in plants, independent of the presence of silver ions. The increased growth of endosymbiotic microorganisms has the advantage of further activating the growth of plant seedlings.

同様に、0.0001mg/L以上2.0mg/L以下の低濃度の銀イオンを含む水溶液に0.005 mg/L以上5.0mg/L以下の実使用濃度でマグネシウムイオンを添加することも、亜鉛イオンの添加と同様に植物内部共生微生物の増殖活性の増進に有意な効果をもたらす。亜鉛イオンを添加した場合との相違点は、0.005mg/L以上5.0mg/L以下の実使用濃度でマグネシウムイオンが植物内部共生微生物の増殖活性を亢進するだけでなく、銀イオンほどではないが植物幼苗ルートの伸長を促進することである。この特長によって、マグネシウムイオンは銀イオンとの併用により直接的に植物生育活性化に対する相乗効果を発揮できるという利点がある。 Similarly, the addition of magnesium ions at an actual use concentration of 0.005 mg/L to 5.0 mg/L to an aqueous solution containing a low concentration of silver ions of 0.0001 mg/L to 2.0 mg/L also has a significant effect on promoting the proliferation activity of plant endosymbiotic microorganisms, just like the addition of zinc ions. The difference with the addition of zinc ions is that magnesium ions at an actual use concentration of 0.005 mg/L to 5.0 mg/L not only promote the proliferation activity of plant endosymbiotic microorganisms, but also promote the root elongation of plant seedlings, although not as much as silver ions. This characteristic gives magnesium ions the advantage of being able to directly exert a synergistic effect on plant growth activation when used in combination with silver ions.

0.0005mg/L以上0.025mg/L以下の低濃度の銀イオンが植物ルート及びシュートの伸長に効果的であることが知られたが、植物生育の場である土壌や養培液に還元性物質が多く存在する環境では、その低濃度銀イオンの効果は次第に失われる。このような課題を解決するために、0.0005mg/L以上0.025mg/L以下の低濃度の銀イオン水溶液に、光酸化触媒である平均一次粒子径が400nm以下の微粒状二酸化チタン、三酸化タングステン-パラジウム合金粒子、三酸化タングステン-銅合金粒子のいずれかを0.001mg/L以上20mg/L以下の実使用濃度で添加することで、還元性物質と反応することで還元された銀イオンを銀イオンに再生することによって添加した銀イオンの効果を継続的に得ることが可能となる。 It is known that low concentrations of silver ions between 0.0005 mg/L and 0.025 mg/L are effective in elongating plant roots and shoots, but in environments where there are many reducing substances in the soil and nutrient solution where plants grow, the effect of low concentrations of silver ions gradually disappears. In order to solve this problem, by adding a photooxidation catalyst of fine titanium dioxide, tungsten trioxide-palladium alloy particles, or tungsten trioxide-copper alloy particles with an average primary particle size of 400 nm or less to a low concentration silver ion aqueous solution between 0.0005 mg/L and 0.025 mg/L in an actual use concentration of 0.001 mg/L to 20 mg/L, it becomes possible to continuously obtain the effect of the added silver ions by regenerating the silver ions reduced by reacting with the reducing substances back to silver ions.

以上に記載したように、0.0005mg/L以上0.025mg/L以下の低濃度の銀イオンを植物に与えることで、植物の健全な生育を可能にできる。これより、植物が本来持っている病原微生物に対する免疫能力や昆虫等による食害に対する抵抗能力を引き出し、従来栽培植物の病害や食害を防止するためにどうしても必要であった消毒剤や殺虫剤等の農薬を使用することなく、あるいはそのような農薬の使用量を最小限にして、植物栽培をより安全で安心なものに転換し、さらには環境配慮型に転換できる利点がある。その効果として、農業・林業・園芸・緑地造成といった植物栽培によって成立している産業の持続的な発展を可能にする。 As described above, providing plants with low concentrations of silver ions between 0.0005 mg/L and 0.025 mg/L enables the healthy growth of the plants. This brings out the plants' inherent immunity against pathogenic microorganisms and resistance to damage caused by insects, and has the advantage of making plant cultivation safer and more reliable, and even more environmentally friendly, without the use of pesticides such as disinfectants and insecticides that were previously necessary to prevent disease and damage to cultivated plants, or by minimizing the use of such pesticides. As a result, it enables the sustainable development of industries that are based on plant cultivation, such as agriculture, forestry, horticulture, and green space creation.

本発明においては、濃度が0.0005mg/L以上0.025mg/L以下の低濃度の銀イオンを含み3.0mmol/L以上のハロゲン化物イオンを含まない溶液に、必要に応じて平均一次粒子径が400nm以下の光酸化触媒として二酸化チタン粒子又は三酸化タングステン-パラジウム合金粒子又は三酸化タングステン-銅合金粒子を0.001mg/L以上20mg/L以下の実使用濃度で混合して、実際の使用に供する。しかし、このような低濃度の銀イオンの溶液を調製した後に実使用のために保存することは、低濃度の銀イオンを長期間安定的に含有させておくことが困難なだけではなく、実施例に示したように数トン規模の大量の溶液として調製し保存するための容器と保存敷地及び使用現場への運搬費が必要とされる。 In the present invention, a solution containing low concentrations of silver ions of 0.0005 mg/L or more and 0.025 mg/L or less and not containing halide ions of 3.0 mmol/L or more is mixed with titanium dioxide particles, tungsten trioxide-palladium alloy particles, or tungsten trioxide-copper alloy particles having an average primary particle size of 400 nm or less as a photooxidation catalyst at an actual use concentration of 0.001 mg/L or more and 20 mg/L or less, as necessary, for practical use. However, storing such a low concentration silver ion solution for practical use after preparation is not only difficult because it is difficult to stably contain low concentration silver ions for a long period of time, but also requires containers for preparing and storing a large amount of solution on the scale of several tons, as shown in the examples, as well as transportation costs to the storage site and the use site.

これらの必要性を回避するために、本発明ではこれらの各金属イオンの濃度及び光酸化触媒の濃度を実使用濃度の100倍から10000倍の高い濃度で含有する希釈用原溶液として作製し保存する。その作製保存後の使用の際に、これらを使用現地にて調達できる水道水及び/又は河川水及び/又は地下水等の農業用水を用いて100倍から10000倍に希釈し、各イオン及び光酸化触媒の濃度が実使用濃度となるように調製し、できるだけ保存することなく速やかに農地・林地・緑地(芝地等)・盆栽等において植物育成環境改善剤として使用する方法を採用することが有利である。なお、上記希釈用水が4.0μmol/Lを超える濃度の遊離ハロゲン分子等を含む場合には、チオ硫酸塩等の脱ハロゲン剤を用いて希釈用水を脱ハロゲン化した溶液として使用することが、植物生育の活性化にとって重要である。また、上記希釈用水が3.0mmol/Lを超える塩素イオン、臭素イオン等のハロゲン化物イオンを含有する場合には、それを使用しないことが重要である。 In order to avoid these needs, in the present invention, the concentration of each of these metal ions and the concentration of the photooxidation catalyst are prepared and stored as a dilution stock solution containing a concentration 100 to 10,000 times higher than the actual use concentration. When using after preparation and storage, it is advantageous to dilute them 100 to 10,000 times with agricultural water such as tap water and/or river water and/or groundwater that can be obtained at the site of use, adjust the concentrations of each ion and the photooxidation catalyst to the actual use concentration, and use it as a plant growth environment improvement agent promptly in farmland, forest land, green space (lawn, etc.), bonsai, etc. without storing it as much as possible. Note that if the dilution water contains free halogen molecules at a concentration exceeding 4.0 μmol/L, it is important to use the dilution water as a dehalogenated solution using a dehalogenating agent such as thiosulfate in order to activate plant growth. Also, if the dilution water contains halide ions such as chloride ions and bromide ions exceeding 3.0 mmol/L, it is important not to use it.

供試細菌(Pseudomonas putida, Escherichia coli, Bacillus subtilis)の各銀イオン濃度液に30分暴露した後の生残率Survival rate of test bacteria (Pseudomonas putida, Escherichia coli, Bacillus subtilis) after 30 minutes of exposure to solutions of various silver ion concentrations 銀イオン水溶液保存原液調製直後の銀イオン濃度と、その原液を120日間常温でポリエチレン瓶に密封保存した後の原液に残存する銀イオンの残存率との関係The relationship between the silver ion concentration immediately after preparation of the stock solution of silver ion aqueous solution and the residual percentage of silver ions remaining in the stock solution after storing it sealed in a polyethylene bottle at room temperature for 120 days. 0.010mg/Lの銀イオンと結合残留塩素としてハロゲン化合物であるクロラミンを1.0μmol/Lから7.0μmol/Lを添加した寒天培養基を用いて発芽発根試験を行なった場合の、播種後5日目のコマツナ苗茎長及び苗根長とクロラミン濃度との関係The relationship between the stalk and root length of Komatsuna seedlings and the chloramine concentration 5 days after sowing, when a germination and rooting test was conducted using an agar culture medium to which 0.010 mg/L of silver ion and 1.0 μmol/L to 7.0 μmol/L of chloramine, a halogen compound, had been added as combined residual chlorine, was 0.010mg/Lの銀イオンとハロゲン化物イオンである塩素イオンを0.5mmol/Lから7.0 mmol/Lを添加した寒天培養基を用いて発芽発根試験を行なった場合の、播種後5日目のコマツナ苗茎長及び苗根長と塩素イオン濃度との関係The relationship between the stem length and root length of Komatsuna seedlings and the chloride ion concentration 5 days after sowing, when a germination and rooting test was conducted using an agar culture medium to which 0.010 mg/L of silver ion and 0.5 mmol/L to 7.0 mmol/L of chloride ion, a halide ion, had been added. 発芽試験用寒天培養基調製に使用した水の銀イオン濃度と播種後5日目の平均コマツナ苗茎長及び苗根長との関係Relationship between the silver ion concentration of water used to prepare agar medium for germination tests and the average stem and root length of Komatsuna seedlings 5 days after sowing 銀イオン0.010mg/Lとジチオトレイトール0.10mg/Lを添加した水で調製した寒天培養基を用いて発芽発根試験を行なった際の、コマツナ播種後3日目と5日目の平均苗茎長及び苗根長のジチオトレイトールを添加しなかった寒天培養基を用いた場合との比較When a germination and root growth test was conducted using an agar medium prepared with water containing 0.010 mg/L silver ions and 0.10 mg/L dithiothreitol, the average shoot and root lengths of Komatsuna seedlings 3 and 5 days after sowing were compared with those of agar medium containing no dithiothreitol. 銀イオン濃度0.025mg/Lとジチオトレイトール濃度0.25mg/Lの反応水溶液に、光酸化触媒として平均径100nmサイズの二酸化チタンナノ粒子を0.001mg/Lから30mg/Lの濃度で添加した溶液により発芽用寒天培養基を作成し、白色蛍光灯2500lx照射で22℃に設定した人工気象機内で13時間蛍光灯照射・11時間蛍光灯非照射条件の下でコマツナの発芽発根試験を行なった際の、添加した二酸化チタンナノ粒子濃度と播種後5日目の平均コマツナ苗茎長及び苗根長との関係Agar culture medium for germination was prepared using a solution in which titanium dioxide nanoparticles with an average diameter of 100 nm were added as a photooxidation catalyst at concentrations of 0.001 mg/L to 30 mg/L in a reaction solution with a silver ion concentration of 0.025 mg/L and a dithiothreitol concentration of 0.25 mg/L. A germination and rooting test for Komatsuna was carried out under conditions of 13 hours of fluorescent light irradiation and 11 hours of non-fluorescent light irradiation in an artificial weather chamber set at 22°C with 2500 lx of white fluorescent light. The relationship between the concentration of added titanium dioxide nanoparticles and the average stem length and root length of Komatsuna seedlings 5 days after sowing was examined.

以下、本発明を実施するための形態を、実施例1~7によって例示する。 Below, examples of how to implement the present invention are illustrated in Examples 1 to 7.

<実施例1>
銀イオン濃度が8mg/Lのイオン溶解原液を、塩素イオン及び臭素イオンを0.40mmol/L以下しか含まない水道水を用い、かつその水道水の遊離ハロゲン化合物及び結合残留ハロゲン化合物の濃度が4.0μmol/L以下になるように亜硫酸ナトリウムを添加して脱ハロゲンした水を用いて銀イオン濃度が0.016mg/Lとなるよう調製した生育活性化液を、苗床材0.04平方メートルあたり200ml均等に添加した後に水稲種籾を32g播種して育苗したところ、播種から12日後の種籾30粒あたりの平均苗丈(茎長)と平均根長は、銀イオンを加えずに脱ハロゲンした水を用いて1/500に希釈したものを苗床材0.04平方メートルあたり200mL均等に添加して水稲種籾を32g播種した場合の播種から12日後の種籾30粒あたりの平均苗丈(茎長)と平均根長に比較して、それぞれ1.06倍と1.55倍に増大し、濃度0.016mg/Lの銀イオン活性化液によって水稲苗の生育(特に苗根の生長)が大きく促進された。
Example 1
A growth activation solution was prepared by adding 200 ml of the ion dissolving stock solution with a silver ion concentration of 8 mg/L to 0.016 mg/L using tap water containing 0.40 mmol/L or less of chloride ions and bromide ions, and adding sodium sulfite to the tap water to dehalogenate it so that the concentrations of free halogen compounds and combined residual halogen compounds in the tap water are 4.0 μmol/L or less, and then adding the solution to 0.04 m2 of seedbed material at an even rate of 200 ml. Then, 32 g of rice seeds were sown and raised. (b) The average seedling height (stalk length) and average root length per 30 rice seeds 12 days after sowing were increased by 1.06 times and 1.55 times, respectively, compared to the average seedling height (stalk length) and average root length per 30 rice seeds 12 days after sowing when 32 g of rice seeds were sown in a bed of 1/500 diluted with dehalogenated water without added silver ions, and 200 mL of the solution was evenly added per 0.04 square meter of seedbed material. This means that the growth of the rice seedlings (especially the growth of the seedling roots) was greatly promoted by the silver ion activation solution with a concentration of 0.016 mg/L.

<実施例2>
トマト育苗における実施例:塩素イオンを0.40mmol/L以下しか含まない水道水を、さらに遊離ハロゲン及び結合残留ハロゲン化合物の濃度が2.0μmol/L以下になるように亜硫酸ナトリウムを添加して脱ハロゲン化した水道水を用いて、銀イオン濃度が0.016mg/Lとなるように希釈した銀イオン液を、銀イオン濃度が0.016mg/Lとなるように希釈することによってできた銀イオン水溶液を、苗床材0.04平方メートルあたり200ml均等に添加した。その後、その苗床にトマトの種50粒を播種して発芽発根させて育苗したところ、播種から16日後の発芽発根した40株のあたりの平均苗丈(茎長)と平均根長は、脱ハロゲン化しただけの同じ水道水を銀イオンを加えずに同様に苗床材に添加しトマトの種を50粒播種した場合の播種から16日後の発芽発根した37株あたりの平均苗丈(茎長)と平均根長に比較して、それぞれ1.08倍と1.64倍に増大し、濃度0.016 mg/Lの銀イオンによってトマトの苗の生育(特に苗根の生長)が促進されることが分かった。
Example 2
Example for growing tomato seedlings: Tap water containing less than 0.40 mmol/L of chloride ions was further dehalogenated by adding sodium sulfite so that the concentrations of free halogens and combined residual halogen compounds were less than 2.0 μmol/L. The silver ion solution was diluted to a silver ion concentration of 0.016 mg/L, and the resulting silver ion solution was added at an even rate of 200 ml per 0.04 square meters of seedbed material. Thereafter, 50 tomato seeds were sown in the seedbed, allowed to germinate and take root, and then grown as seedlings. The average seedling height (stem length) and average root length per 40 plants that had germinated and taken root 16 days after sowing were 1.08 times and 1.64 times greater, respectively, than the average seedling height (stem length) and average root length per 37 plants that had germinated and taken root 16 days after sowing when 50 tomato seeds were sown in a seedbed material containing the same dehalogenated tap water but without the addition of silver ions. This demonstrated that silver ions at a concentration of 0.016 mg/L promote the growth of tomato seedlings (especially the growth of the roots).

<実施例3>
ナス育苗における実施例:塩素イオンを0.40mmol/L以下しか含まない水道水を、さらに遊離ハロゲン及び結合残留ハロゲン化合物の濃度が2.0μmol/L以下になるように亜硫酸ナトリウムを添加して脱ハロゲン化した水道水を用いて、銀イオン濃度が0.016mg/Lとなるように希釈した銀イオン水溶液を、苗床材0.04平方メートルあたり200ml均等に添加した。その後、その苗床にナスの種50粒を播種して発芽発根させて育苗したところ、播種から16日後の発芽発根した41株あたりの平均苗丈(茎長)と平均根長は、脱ハロゲン化しただけの同じ水道水を銀イオンを加えずに同様に苗床材に添加しトマトの種を50粒播種した場合の播種から16日後の発芽発根した39株あたりの平均苗丈(茎長)と平均根長に比較して、それぞれ1.10倍と1.58倍に増大し、濃度0.016 mg/Lの銀イオンによってナスの苗の生育(特に苗根の生長)が促進されることが分かった。
Example 3
Example for raising eggplant seedlings: Tap water containing less than 0.40 mmol/L of chloride ions was further dehalogenated by adding sodium sulfite so that the concentrations of free halogens and combined residual halogen compounds were less than 2.0 μmol/L. The silver ion solution was diluted to a silver ion concentration of 0.016 mg/L and added evenly at 200 ml per 0.04 square meters of seedbed material. Thereafter, 50 eggplant seeds were sown in the seedbed, allowed to germinate and take root, and then grown as seedlings. The average seedling height (stem length) and average root length per 41 seedlings that germinated and took root 16 days after sowing were 1.10 times and 1.58 times, respectively, compared to the average seedling height (stem length) and average root length per 39 seedlings that germinated and took root 16 days after sowing when the same dehalogenated tap water but without added silver ions was added to the seedbed material, and 50 tomato seeds were sown. This demonstrated that silver ions at a concentration of 0.016 mg/L promote the growth of eggplant seedlings (especially the growth of the roots).

<実施例4>
キウリ育苗における実施例:塩素イオンを0.40mmol/L以下しか含まない水道水を、さらに遊離ハロゲン及び結合残留ハロゲン化合物の濃度が2.0μmol/L以下になるように亜硫酸ナトリウムを添加して脱ハロゲン化した水道水を用いて、銀イオン濃度が0.016mg/Lとなるように希釈した銀イオン水溶液を、苗床材0.04平方メートルあたり200ml均等に添加した。その後、その苗床にキウリの種50粒を播種して発芽発根させて育苗したところ、播種から14日後の発芽発根した44株あたりの平均苗丈(茎長)と平均根長は、脱ハロゲン化しただけの同じ水道水を銀イオンを加えずに同様に苗床材に添加しキウリの種を50粒播種した場合の播種から14日後の発芽発根した42株あたりの平均苗丈(茎長)と平均根長に比較して、それぞれ1.12倍と1.60倍に増大し、濃度0.016 mg/Lの銀イオンによってキウリの苗の生育(特に苗根の生長)が促進されることが分かった。
Example 4
Example for raising cucumber seedlings: Tap water containing less than 0.40 mmol/L of chloride ions was further dehalogenated by adding sodium sulfite so that the concentrations of free halogens and combined residual halogen compounds were less than 2.0 μmol/L. The silver ion aqueous solution was diluted to a silver ion concentration of 0.016 mg/L and added evenly at 200 ml per 0.04 square meters of seedbed material. Thereafter, 50 cucumber seeds were sown in the seedbed, allowed to germinate and take root, and then grown as seedlings. The average seedling height (stem length) and average root length per 44 plants that germinated and took root 14 days after sowing were 1.12 times and 1.60 times larger, respectively, than the average seedling height (stem length) and average root length per 42 plants that germinated and took root 14 days after sowing when 50 cucumber seeds were sown in a seedbed material containing the same dehalogenated tap water but without adding silver ions. This demonstrated that silver ions at a concentration of 0.016 mg/L promote the growth of cucumber seedlings (especially the growth of the roots).

<実施例5>
エンドウ育苗における実施例:塩素イオンを0.50mmol/L以下しか含まない水道水を、さらに遊離ハロゲン及び結合残留ハロゲン化合物の濃度が2.0μmol/L以下になるように亜硫酸ナトリウムを添加して脱ハロゲン化した水道水を用いて、銀イオン濃度が0.016mg/Lとなるように希釈した銀イオン水溶液を、苗床材0.04平方メートルあたり200ml均等に添加した。その後、その苗床にエンドウの種50粒を播種して発芽発根させて育苗したところ、播種から15日後の発芽発根した47株あたりの平均苗丈(茎長)と平均根長は、脱ハロゲン化しただけの同じ水道水を銀イオンを加えずに同様に苗床材に添加しエンドウの種を50粒播種した場合の播種から14日後の発芽発根した48株あたりの平均苗丈(茎長)と平均根長に比較して、それぞれ1.30倍と1.68倍に増大し、濃度0.016 mg/Lの銀イオンによってエンドウの苗の生育(特に苗根の生長)が促進されることが分かった。
Example 5
Example for raising pea seedlings: Tap water containing less than 0.50 mmol/L of chloride ions was further dehalogenated by adding sodium sulfite so that the concentrations of free halogens and combined residual halogen compounds were less than 2.0 μmol/L. The silver ion solution was diluted to a silver ion concentration of 0.016 mg/L and added evenly at 200 ml per 0.04 square meters of seedbed material. Thereafter, 50 pea seeds were sown in the seedbed, allowed to germinate and take root, and then grown as seedlings. The average seedling height (stem length) and average root length per 47 seedlings that had germinated and taken root 15 days after sowing were 1.30 times and 1.68 times greater than the average seedling height (stem length) and average root length per 48 seedlings that had germinated and taken root 14 days after sowing when 50 pea seeds were sown in a seedbed material containing the same dehalogenated tap water but without the addition of silver ions. This demonstrated that silver ions at a concentration of 0.016 mg/L promote the growth of pea seedlings (especially the growth of the roots).

<実施例6>
ピーマン育苗における実施例:塩素イオンを0.50mmol/L以下しか含まない水道水を、さらに遊離ハロゲン及び結合残留ハロゲン化合物の濃度が2.0μmol/L以下になるように亜硫酸ナトリウムを添加して脱ハロゲン化した水道水を用いて、銀イオン濃度が0.016mg/Lとなるように希釈した銀イオン水溶液を、苗床材0.04平方メートルあたり200ml均等に添加した。その後、その苗床にピーマンの種50粒を播種して発芽発根させて育苗したところ、播種から14日後の発芽発根した43株あたりの平均苗丈(茎長)と平均根長は、脱ハロゲン化しただけの同じ水道水を銀イオンを加えずに同様に苗床材に添加しピーマンの種を50粒播種した場合の播種から14日後の発芽発根した41株あたりの平均苗丈(茎長)と平均根長に比較して、それぞれ1.12倍と1.60倍に増大し、濃度0.016 mg/Lの銀イオンによってピーマンの苗の生育(特に苗根の生長)が促進されることが分かった。
Example 6
Example for growing pepper seedlings: Tap water containing less than 0.50 mmol/L of chloride ions was further dehalogenated by adding sodium sulfite so that the concentrations of free halogens and combined residual halogen compounds were less than 2.0 μmol/L. The silver ion solution was diluted to a silver ion concentration of 0.016 mg/L and added evenly at 200 ml per 0.04 square meters of seedbed material. Thereafter, 50 bell pepper seeds were sown in the seedbed, allowed to germinate and take root, and then grown as seedlings. The average seedling height (stem length) and average root length per 43 plants that had germinated and taken root 14 days after sowing were 1.12 times and 1.60 times greater than the average seedling height (stem length) and average root length per 41 plants that had germinated and taken root 14 days after sowing when 50 bell pepper seeds were sown in a seedbed material containing the same dehalogenated tap water but without added silver ions. This demonstrated that silver ions at a concentration of 0.016 mg/L promote the growth of bell pepper seedlings (especially the growth of the roots).

<実施例7>
上記の実施例の他に、育苗業者に委託して行った、トウモロコシ、ダイコン、ハクサイ、キャベツ、レタス、チンゲンサイ、サラダナ、ニンジン、ゴボウ、ダイズ、ネギ、シシトウ、パプリカ、オクラ、メロン、スイカ、カボチャ、ブドウ、ブルーベリー、ナシ、リンゴ、ウメ、モモ、カキ、ミカン、オレンジ、オリーブ、スギ、ヒノキ、ウルシ、カエデ、ナンテン、イチョウ、シラカシ、スズカケ、ツバキ、サザンカ、アメリカハナミズキ、ヤマボウシ、ムクゲの40種の植物のいずれの育苗においても、塩素イオンを1.0mmol/L以下しか含まない水道水に遊離ハロゲン及び結合残留ハロゲン化合物の濃度が4.0μmol/L以下となるように亜硫酸ナトリウムを添加した水によって作製した0.010mg/Lの銀イオンを含む植物活性化液を用いて、この液を灌水して育苗した場合には、銀イオンを含まない水道水を灌水して育苗した場合に比較して、播種日から苗としての出荷が可能となるまでの栽培期間(日数)が、いずれの植物苗の育成栽培においても15%以上短縮することができた。栽培期間が最も短縮できたチンゲンサイ及びスギにおいては、出荷可能になるまでの栽培日数は2/3に短くなった。
Example 7
In addition to the above examples, seedlings of 40 kinds of plants, including corn, radish, Chinese cabbage, cabbage, lettuce, bok choy, lettuce, carrots, burdock, soybeans, green onions, shishito peppers, paprika, okra, melons, watermelons, pumpkins, grapes, blueberries, pears, apples, plums, peaches, persimmons, mandarin oranges, oranges, olives, cedars, cypresses, sumac trees, maples, nandinas, ginkgo trees, white oaks, Japanese sycamore trees, camellias, sasanquas, American dogwoods, mountain laurels, and rose of Sharon, were raised by a nursery company. When seedlings were irrigated with a plant activation solution containing 0.010 mg/L of silver ions, which was prepared by adding sodium sulfite to tap water containing 1.0 mmol/L or less of chloride ions so that the concentrations of free halogens and combined residual halogen compounds were 4.0 μmol/L or less, the cultivation period (number of days) from the sowing date to the time when the seedlings could be shipped could be shortened by 15% or more for all plant seedlings, compared to when the seedlings were irrigated with tap water that did not contain silver ions. For bok choy and Japanese cedar, which showed the shortest cultivation periods, the number of cultivation days until they could be shipped was shortened by 2/3.

植物の苗育成における植物病発生防止のためにこれまで必要とされてきた消毒に代わって、0.0005mg/L以上0.025mg/L以下の低濃度の銀イオン液を伸長期の植物に与えることにより、消毒剤及び殺虫剤等の農薬の使用量を削減できるあるいは無使用化できる。これにより、農業・林業・園芸・緑地造成といった植物栽培によって成立している産業をより安全で安心なものに転換し、さらには環境配慮型でかつ持続可能な産業に変えることに利用できる。また、このように農薬使用量を減らすあるいは無くすことは、植物苗の育成コストを低減できることから、農業・林業・園芸・緑地造成といった植物栽培が関与する産業の収益性を増大させることができ、かつ農薬散布等の省力化によるこれら産業の労働力削減に寄与できる。さらには、0.0005mg/L以上0.025mg/L以下の低濃度の銀イオンを含む液を植物苗の育成栽培用の生育活性化液とすることは、上記のような農薬使用によって繰り返されてきた農薬耐性の植物病原微生物や食害昆虫等の新規な出現を防止することにも効果的である。 Instead of the disinfection that has been required to prevent plant diseases in the cultivation of plant seedlings, a low concentration silver ion solution of 0.0005 mg/L to 0.025 mg/L is applied to plants in the elongation stage, which reduces or eliminates the use of pesticides such as disinfectants and insecticides. This can be used to convert industries based on plant cultivation, such as agriculture, forestry, horticulture, and green space creation, into safer and more secure ones, and can also be used to transform them into environmentally friendly and sustainable industries. Furthermore, reducing or eliminating the use of pesticides in this way can reduce the cost of cultivating plant seedlings, thereby increasing the profitability of industries related to plant cultivation, such as agriculture, forestry, horticulture, and green space creation, and can contribute to reducing the labor force in these industries by reducing the labor required for pesticide spraying, etc. Furthermore, using a liquid containing a low concentration of silver ions of 0.0005 mg/L or more and 0.025 mg/L or less as a growth activation liquid for cultivating plant seedlings is also effective in preventing the emergence of new pesticide-resistant plant pathogenic microorganisms and feeding-damaging insects that have been repeatedly caused by the use of pesticides as described above.

PCR:ポリメラーゼチェーンリアクションの略称。(DNAポリメラーゼを用いて、in vitroで生物が保有するDNA分子の全部又は一部を連鎖的に増幅する酵素反応のこと。) PCR: Abbreviation for polymerase chain reaction. (An enzyme reaction that uses DNA polymerase to amplify all or part of a DNA molecule contained in an organism in vitro.)

16S rRNA:細菌(bacteria)及び古細菌(archaea)等の原核生物が有しているリボソームRNAの一種で、その鋳型となる16S rRNA遺伝子は染色体DNA上にコードされている。 16S rRNA: A type of ribosomal RNA found in prokaryotes such as bacteria and archaea, and the 16S rRNA gene that serves as the template is encoded on chromosomal DNA.

Claims (1)

根を有する植物苗の生育を活性化させることを意図して用いる溶液状生育活性化液であって、銀イオンを0.0005mg/L以上0.025mg/L以下の濃度で含み、かつ濃度が4.0μmol/lを超える遊離残留塩素及び結合残留塩素、及び3.0mmol/Lを超える塩化物イオン及び臭化物イオンを含まない、根を有する植物苗育成のための生育活性化液。
A growth activation liquid for growing plant seedlings having roots , which is a liquid growth activation liquid intended to be used to activate the growth of plant seedlings having roots, containing silver ions at a concentration of 0.0005 mg/L or more and 0.025 mg/L or less, and not containing free residual chlorine and combined residual chlorine with concentrations exceeding 4.0 μmol/L, and not containing chloride ions and bromide ions with concentrations exceeding 3.0 mmol/L.
JP2020140712A 2020-08-24 2020-08-24 Growth activation liquid for growing plant seedlings Active JP7639263B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020140712A JP7639263B2 (en) 2020-08-24 2020-08-24 Growth activation liquid for growing plant seedlings

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020140712A JP7639263B2 (en) 2020-08-24 2020-08-24 Growth activation liquid for growing plant seedlings

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022036484A JP2022036484A (en) 2022-03-08
JP7639263B2 true JP7639263B2 (en) 2025-03-05

Family

ID=80493505

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020140712A Active JP7639263B2 (en) 2020-08-24 2020-08-24 Growth activation liquid for growing plant seedlings

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7639263B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7726579B1 (en) * 2025-06-10 2025-08-20 アイティーエヌ株式会社 Method of grass cultivation for preventing plant diseases

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05139903A (en) * 1991-11-13 1993-06-08 Japan Pionics Co Ltd Cut flower preservative

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Adalto Bianchini et al.,Ecotoxicology and Environmental Safety,2008年,71,pp.32-40
Environmental Toxicology and Chemistry,2010年,29(9),pp.2072-2078

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022036484A (en) 2022-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20030069803A (en) Methods and compositions for controlling plant pathogen
CN107473841A (en) The method for carrying out proportion of crop planting using fertilizer is electrolysed
JP5582156B2 (en) Soil improvement method
JP7639263B2 (en) Growth activation liquid for growing plant seedlings
EP1623623A1 (en) Antibacterial antiviral composition
CN110622993A (en) Potassium hydrogen persulfate composite salt oxidant and preparation method and application thereof
JP5787283B2 (en) Rice soil disease control agent
CN104557308A (en) Special protected area plant rooting insecticide fertilizer and preparation method thereof
CN110526772B (en) Antibacterial fertilizer for preventing and treating bacterial wilt of crops and preparation method thereof
KR20140065566A (en) Composition containing slightly acidic hypochlorous water for plant diseases and method for controlling plant diseases using the same
JP2016000005A (en) Germicidal treatment method at the budding time of rice seeds
JP6854031B1 (en) Growth activation liquid of cultivated plants
JPS5858322B2 (en) Plant disease control methods
JP2021042137A (en) Solution-like growth activating liquid for plant with root
JP7327922B2 (en) Agent for preventing or improving soil damage
JP2018123104A (en) Breeding method of mixed diseased soil
CN101020766A (en) Degradable mulching product and its production process
JP5444437B2 (en) Method and composition for liquid mixture of non-detoxified sulfur and useful microorganisms for prevention and control and crop growth
JP3672615B2 (en) Soil disinfection method with chlorine dioxide aqueous solution
KR102754376B1 (en) The environmentally friendly fungicide in which the colloidal sulfur and copper components are included
KR20210011232A (en) Fertilizer composition comprising chlorine dioxide
JPH10248386A (en) Plant growing method
JP2022035377A (en) Nourishing solution soil culture device
JP2000095624A (en) Soil disinfectant composition and soil disinfection method using the same
US5461077A (en) Use of perbromides to control diseases in plants

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20221226

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20221226

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230228

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230421

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20230606

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250130

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7639263

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150