特開 2015-226511 水生生物の増殖方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-226511(P2015-226511A)

(43)【公開日】2015年12月17日

(54)【発明の名称】水生生物の増殖方法

(51)【国際特許分類】

   A01K 63/04 20060101AFI20151120BHJP

   A01G 33/00 20060101ALI20151120BHJP

【ＦＩ】

   A01K63/04 F

   A01G33/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】29

(21)【出願番号】特願2014-113751(P2014-113751)

(22)【出願日】2014年6月2日

(71)【出願人】

【識別番号】504136568

【氏名又は名称】国立大学法人広島大学

(71)【出願人】

【識別番号】597021369

【氏名又は名称】日の丸カーボテクノ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100138955

【弁理士】

【氏名又は名称】末次 渉

(74)【代理人】

【識別番号】100109449

【弁理士】

【氏名又は名称】毛受 隆典

(72)【発明者】

【氏名】山本 民次

(72)【発明者】

【氏名】河尻 義孝

(72)【発明者】

【氏名】清田 忠志

【テーマコード（参考）】

2B026

2B104

【Ｆターム（参考）】

2B026AA05

2B026AB05

2B026AC02

2B026EA03

2B026EB01

2B026EB02

2B104AA16

2B104BA06

2B104FA13

2B104FA27

(57)【要約】

【課題】有機物含有量の増大による還元的な状態悪化を招くことなく、水生生物の生育促進可能な環境を整え、水生生物を増殖させる方法を提供する。
【解決手段】水生生物の増殖方法は、石炭灰と鉄とキレート剤とを含有する施肥材を貝類又は藻類の増殖水域に配置する。施肥材から金属イオンを錯体として溶存させるとともに、窒素、リン及び珪素を溶出させて、これらを貝類或いは藻類に直接的或いは間接的に摂取させて貝類或いは藻類の生育を促進させる。
【選択図】なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

石炭灰と鉄とキレート剤とを含有する施肥材を貝類又は藻類の増殖水域に配置し、
前記貝類或いは前記藻類の生育を促進させる、
ことを特徴とする水生生物の増殖方法。

【請求項2】

前記石炭灰と前記鉄との配合比が重量比で３：７〜７：３である前記施肥材を用いる、
ことを特徴とする請求項１に記載の水生生物の増殖方法。

【請求項3】

前記キレート剤がクエン酸である前記施肥材を用いる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の水生生物の増殖方法。

【請求項4】

前記クエン酸を３重量％以上７重量％以下含有する前記施肥材を用いる、
ことを特徴とする請求項３に記載の水生生物の増殖方法。

【請求項5】

水中で鉄イオン、マンガンイオン及び亜鉛イオンを溶出して、前記キレート剤とで鉄キレート、マンガンキレート及び亜鉛キレートを形成するとともに、窒素、リン及び珪素を溶出する前記施肥材を用い、
前記施肥材から金属イオンを錯体として溶存させるとともに、窒素、リン及び珪素を溶出させて、これらを前記貝類或いは前記藻類に直接的或いは間接的に摂取させる、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の水生生物の増殖方法。

【請求項6】

前記貝類としてアサリ又は牡蠣の生育を促進させる、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の水生生物の増殖方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水生生物の増殖方法に関する。

【背景技術】

【0002】

閉鎖性水域では水の交換が悪いため、陸域負荷の影響を強く受け、有機物含有量の高い底泥が堆積し、還元的な状態になりやすい。このような還元的な環境では、硫化水素の発生を促す。硫化水素は生物に対して猛毒であり、これによって生物生息数が減少し、ほぼ無生物になる場合もある。底泥中の硫化水素を抑えて良好な底質環境を取り戻し、生物の生息を復活させることは、生物多様性や生物生産性を高める観点から極めて重要である。

【0003】

底質を改善する手法として、耕耘、曝気、浚渫、覆砂など、土木的手法が実施されてきた。しかし、これらの手法では、汚濁物質の拡散、浚渫後の汚泥の処理などの副次的な問題や、高コストであるなどの問題がある。

【0004】

有機物含量の高い底質中で発生する硫化水素の低減には、鉄鋼スラグ（例えば、特許文献１、２）や石炭灰造粒物（例えば、特許文献３、４）等が効果的であることが知られており、前者は鉄による酸化還元、後者はマンガンによる酸化還元が作用することがわかっている。

【0005】

また、水質が貧栄養な場合の施肥材として、鉄を溶出させるものがあり、例えば、鉄、炭、及び、焼酎滓或いは柑橘類の滓を含有し、鉄と炭との接触により鉄イオンを溶出し、鉄イオンと焼酎滓或いは柑橘類の滓に含まれるキレート物質により鉄キレートを発生させる鉄キレート発生材が知られている（特許文献５）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００９−２９１６６８号公報

【特許文献2】特開２００５−３２０２３０号公報

【特許文献3】特開２０１２−２２３７３号公報

【特許文献4】特開２００８−１２１２６３号公報

【特許文献5】特開２０１０−２４２０７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献５の鉄キレート発生材では、鉄イオンの溶出量は十分とはいえず、未だ改善の余地がある。また、焼酎滓或いは柑橘類の滓を含有しており、これら自体が有機物であり、これらの添加が有機物含有量を増加させることにもなり、還元的な状態を更に悪化させるおそれがある。

【0008】

本発明は上記事項に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、有機物含有量の増大による還元的な状態悪化を招くことなく、水生生物の生育促進可能な環境を整え、水生生物の増殖させる方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明に係る水生生物の増殖方法は、
石炭灰と鉄とキレート剤とを含有する施肥材を貝類又は藻類の増殖水域に配置し、
前記貝類或いは前記藻類の生育を促進させる、
ことを特徴とする。

【0010】

また、前記石炭灰と前記鉄との配合比が重量比で３：７〜７：３である前記施肥材を用いることが望ましい。

【0011】

また、前記キレート剤がクエン酸である前記施肥材を用いることが望ましい。

【0012】

また、前記クエン酸を３重量％以上７重量％以下含有する前記施肥材を用いることが望ましい。

【0013】

また、水中で鉄イオン、マンガンイオン及び亜鉛イオンを溶出して、前記キレート剤とで鉄キレート、マンガンキレート及び亜鉛キレートを形成するとともに、窒素、リン及び珪素を溶出する前記施肥材を用い、
前記施肥材から金属イオンを錯体として溶存させるとともに、窒素、リン及び珪素を溶出させて、これらを前記貝類或いは前記藻類に直接的或いは間接的に摂取させることが望ましい。

【0014】

また、前記貝類としてアサリ又は牡蠣の生育を促進させてもよい。

【発明の効果】

【0015】

本発明に係る水生生物の増殖方法では、金属イオンの溶出量が高く、生じた金属イオンがキレート剤と錯体を形成し溶存する施肥材を貝類又は藻類の増殖水域に配置する。有機物含有量の増大による還元的な状態悪化を招くことなく、水生生物の生育を促進させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】実験１におけるサンプル１〜３の硫化水素濃度を示すグラフである。

【図2】実験１におけるサンプル４〜６の硫化水素濃度を示すグラフである。

【図3】実験１におけるサンプル１〜３のＦｅ濃度を示すグラフである。

【図4】実験１におけるサンプル１〜３のＭｎ濃度を示すグラフである。

【図5】実験１におけるサンプル１〜３のＺｎ濃度を示すグラフである。

【図6】実験１におけるサンプル４〜６のＦｅ濃度を示すグラフである。

【図7】実験１におけるサンプル４〜６のＭｎ濃度を示すグラフである。

【図8】実験１におけるサンプル４〜６のＺｎ濃度を示すグラフである。

【図9】実験２におけるサンプル１１〜１６のＦｅ濃度を示すグラフである。

【図10】実験３におけるサンプル２１〜２３の硫化水素濃度を示すグラフである。

【図11】実験３におけるサンプル２１〜２３のＦｅ濃度を示すグラフである。

【図12】実験３におけるサンプル２１〜２３のＺｎ濃度を示すグラフである。

【図13】実験３におけるサンプル２１〜２３のＭｎ濃度を示すグラフである。

【図14】実験４におけるサンプル３１〜３７の硫化水素濃度を示すグラフである。

【図15】実験４におけるサンプル３１〜３７のＦｅ濃度を示すグラフである。

【図16】実験４におけるサンプル３１〜３７のＺｎ濃度を示すグラフである。

【図17】実験４におけるサンプル３１〜３７のＭｎ濃度を示すグラフである。

【図18】実験４におけるサンプル３１〜３７のＮＯ_３＋ＮＯ_２濃度を示すグラフである。

【図19】実験４におけるサンプル３１〜３７のＮＯ_２濃度を示すグラフである。

【図20】実験４におけるサンプル３１〜３７のＮＨ_４濃度を示すグラフである。

【図21】実験４におけるサンプル３１〜３７のＰＯ_４濃度を示すグラフである。

【図22】実験４におけるサンプル３１〜３７のＳｉＯ_２濃度を示すグラフである。

【図23】実験５における硫化水素濃度を示すグラフである。

【図24】実験５におけるＦｅ濃度を示すグラフである。

【図25】実験５におけるＺｎ濃度を示すグラフである。

【図26】実験５におけるＭｎ濃度を示すグラフである。

【図27】Ｓ．ｃｏｓｔａｔｕｍの増殖試験の結果を示すグラフである。

【図28】Ｎ．ｐｅｌｌｕｃｉｄａの増殖試験の結果を示すグラフである。

【図29】アサリの採取結果を示すグラフである。

【図30】ＰＯＣ、ＡＶＳの結果を示すグラフである。

【図31】図３１（Ａ）、（Ｂ）はカキ筏へのサンプル３４の設置状況を説明する図である。

【図32】３００ｇ添加区、１００ｇ添加区及び対照区の位置を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本実施の形態に係る水生生物の増殖方法は、後述する施肥材を貝類又は藻類の増殖水域に配置することで行う。施肥材の配置は、増殖を行う水域に散布することや、網状の袋に入れて配置することのほか、増殖水域の底泥にすき込むなど、種々の方法で行い得る。

【0018】

用いる施肥材は、石炭灰と鉄とキレート剤とを含有し、水中で鉄イオン、マンガンイオン及び亜鉛イオンをキレート状態で高濃度で溶出させる。また、石炭灰からは窒素、リン及び珪素が溶出する。施肥材から金属イオンが溶出して金属イオンを錯体として溶存させるとともに、窒素、リン及び珪素を溶出させる。鉄やマンガン、亜鉛、或いは窒素、リン等は、貝類や藻類の成長に欠かせない必須栄養源である。

【0019】

施肥材は上述したように、各種金属イオン等を溶出し、錯体としてイオン状態で水中に溶存させることができるので、これらを貝類、藻類が直接的或いは間接的に体内へ取り込むことができる。これにより、貝類、藻類の生育を促進させることができる。貝類として、牡蠣やアサリ、シジミ等が挙げられる。また、藻類として、海苔、若布、昆布等の有用藻類（食用藻類）及び貝類の餌となる浮遊微細藻類および付着微細藻類が挙げられる。

【0020】

また、牡蠣やアサリ、シジミ等の貝類では、健康成分として身肉中の亜鉛含有量が高いことが特徴である。亜鉛は、ヒトにとって不可欠であるとともに、摂取し難い栄養素である。亜鉛含有量の高い貝類を生産できれば、それだけヒトによる亜鉛の摂取量を高められる。亜鉛は水中では金属塩となり、このままでは貝類に取り込まれない。しかしながら、上述した施肥材では、亜鉛イオンが溶出し、亜鉛イオンはキレート剤により錯体として溶存する。これにより、貝類が亜鉛イオンを直接摂取、或いは、亜鉛イオンを摂取した植物プランクトンの摂食による間接的摂取により、貝類の身肉中に取り込まれ得るので、貝類の商品価値を高めることができる。

【0021】

用いる施肥材は、石炭灰、鉄、キレート剤から得られる。石炭灰は、石炭を燃焼する際に生じる灰である。石炭灰は、一般に、シリカ（ＳｉＯ_２）、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）を主成分とし、その他、亜鉛やマンガン等を微量成分として含んでいる。石炭灰は、石炭を原料に発電を行っている火力発電所で生じるものをそのまま用いればよい。火力発電所で生じる石炭灰は、ガス流れにより飛散するほどの球状の微粒子であり、そのままの状態で好適に用いられ得る。また、火力発電所で生じる石炭灰は、排ガスを脱硝する際にアンモニア水を霧状にして吹きかけるため、窒素分を含む。

【0022】

鉄は、屑鉄などが用いられ、不純物が１０重量％以下、好ましくは５重量％以下、より好ましくは９９重量％以下のほぼ純粋な鉄であることが好ましい。鉄は、粉末状であることが好ましい。

【0023】

キレート剤は、鉄からの鉄イオンの溶出、並びに、石炭灰からのマンガンイオン及び亜鉛イオンの溶出を促進させる。また、生じた鉄イオン、マンガンイオン及び亜鉛イオンと錯体を形成し、鉄キレート、マンガンキレート及び亜鉛キレートを形成する。このため、溶出した各金属イオンをそれぞれイオン状態で水中に溶存させることができる。キレート剤として、上記機能を果たし得るものであれば特に限定されず、一例としてクエン酸が挙げられる。

【0024】

上述した施肥材は、鉄粉と石炭灰とキレート剤を混合し、所定の形状に成形することで得られる。施肥材は、球形状、多角形状、ブリケット形状等、どのような形状であってもよい。成形は、種々の公知の手法を用いることができ、例えば、原料を回転ドラムに入れ、水等の液体を加えつつ、所定の大きさに造粒する方法が挙げられる。

【0025】

鉄と石炭灰の配合割合は、重量比で３：７〜７：３が好ましく、４：６〜６：４であることがより好ましい。

【0026】

キレート剤の配合割合は、鉄及び石炭灰の総量に対して、３重量％以上であることが好ましい。なお、キレート剤の配合割合を増加すれば、各金属イオンの溶出量が増加する一方で、成型される施肥材が脆くなりやすい。このため、金属イオンの溶出量及び施肥材の成型性、並びに、形状維持性の観点から、施肥材がキレート剤を３重量％以上７重量％以下含有していることがより好ましい。

【0027】

また、施肥材では、上述した鉄、マンガン及び亜鉛に加え、窒素、リン、シリカなども溶出する。これらは、石炭灰から溶出される。

【実施例】

【0028】

以下、実施例に基づき、後述の水生生物の増殖実験に用いる施肥材について更に説明する。

【0029】

（供試材料）
石炭灰は、粒子径は５０μｍ以下のものを用いた。用いた石炭灰の成分組成を表１に示す。

【0030】

【表1】

【0031】

鉄粉との比較のため、鉄鋼スラグを用いた。用いた鉄鋼スラグの成分組成を表２に示す。

【0032】

【表2】

【0033】

鉄粉は日の丸産業（株）製で、Ｆｅ含有量が９９％、粒子径が６０μｍのものを用いた。炭素は粒径１ｍｍ以下の高純度ピッチコークスを用いた。クエン酸は和光純薬（株）製（食品添加物、結晶状）を用いた。

【0034】

（サンプルの製造）
以下の各実験においてそれぞれに記す配合割合で原料を混合し、ドラム式造粒機に入れ、造粒機を回転させながら少しずつ水を加えて造粒し、直径１ｃｍ程度の球状のサンプルを作製して用いた。

【0035】

（実験１）
鉄粉と鉄鋼スラグによる鉄イオンの溶出量及び硫化水素の低減効果について検証した。

【0036】

本実験で用いたサンプル１〜６の原料の配合割合を表３に示す。

【0037】

【表3】

【0038】

（硫化水素溶液の調製）
ビーカーに超純水（Ｍｉｌｌｉ−Ｑ水）を１Ｌ入れ、窒素で空気をパージし、溶存酸素濃度を０．１ｍｇ／Ｌ以下にした。これにＮａ_２Ｓ・９Ｈ_２Ｏ（試薬特級，ナカライテスク社製）を０，５０，１００ｍｇ−Ｓ／ｌとなるよう添加し、更にｐＨの緩衝剤として１Ｍ Ｔｒｉｓ−ＨＣｌ（分子生物学用，和光純薬製）を３０ｍｌ加えてｐＨを８．３±０．１に調節し、硫化水素溶液を調製した。以下、それぞれＨ２Ｓ０、Ｈ２Ｓ５０、Ｈ２Ｓ１００と記す。

【0039】

ガスクロマトグラフィー用ガラス製バイアル瓶（１５０ｍｌ，マルエム社製）に、サンプルを０．２ｇ加えた後、硫化水素溶液を１００ｍｌ入れ、瓶内の気相を窒素ガスで置換してゴム栓およびアルミ金具で密閉した。その後、ＭＡＧＩＣ ＶＡＣ（アズワン株式会社，２０×３０ｃｍ，ポリアミド・ナイロン／ポリエチレン製）にバイアル瓶を入れて密封し、２５℃，４０ｒｐｍの条件で７日間振とうした。

【0040】

７日後に硫化水素溶液中の硫化水素濃度を北川式検知管（光明理化学工業社製，２００ＳＡ，２−１０００ｐｐｍ用）で測定した。

【0041】

更に、７日後のそれぞれの硫化水素溶液を０．４５μｍシリンジフィルター（ＭＥＲＣＫ ＭＩＬＬＩＰＯＲＥ社，Ｍｉｌｌｅｘ−ＨＮ，ナイロン製）でろ過したろ液について、Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ Ａｔｏｍｉｃ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ（ＩＣＰ−ＡＥＳ）分析装置（Ｐｅｒｋｉｎ−Ｅｌｍｅｒ社製、Ｏｐｔｉｍａ７３００ＤＶ）により、溶出したＦｅ、Ｍｎ、Ｚｎの各濃度を測定した。

【0042】

図１にサンプル１〜３を加えた硫化水素溶液中の硫化水素濃度の測定結果を、図２にサンプル４〜６を加えた硫化水素溶液中の硫化水素濃度の測定結果をそれぞれに示す。また、サンプル１〜３を加えた硫化水素溶液中のＦｅ、Ｍｎ、Ｚｎの濃度をそれぞれ図３、図４、図５に示す。また、サンプル４〜６を加えた硫化水素溶液中のＦｅ、Ｍｎ、Ｚｎの濃度をそれぞれ図６、図７、図８に示す。なお、各サンプルについて、それぞれ同じ実験を３回行っており、図１〜図８のシンボルが平均値、エラーバーが標準偏差を表している。また、後述の実験２〜実験５についても同様である。

【0043】

鉄鋼スラグを含有するサンプル１〜３でも、硫化水素はある程度減少しているが、鉄を含有するサンプル４〜６では、Ｈ２Ｓ５０、Ｈ２Ｓ１００のいずれについても、硫化水素はほぼ消失した。

【0044】

鉄の溶出量は、鉄粉を含有するサンプル４〜６では鉄鋼スラグを含有するサンプル１〜３に比べていずれも多い。また、他のＺｎ、Ｍｎについても、サンプル４〜６の方がサンプル１〜３よりも溶出量が多い。これらは鉄粉に含まれていない成分であるため、石炭灰から溶出しており、石炭灰と鉄との相性により、溶出量が高まったものと考えられる。

【0045】

これらの結果から、石炭灰と鉄を組み合わせることが鉄鋼スラグと組み合わせることよりも適切であることがわかった。

【0046】

（実験２）
金属イオンの溶出促進の補助剤として、クエン酸、炭素を用い、その影響について検証した。本実験で用いたサンプル１１〜１６の原料の配合割合を表４に示す。

【0047】

【表4】

【0048】

サンプル１１〜１６、硫化水素溶液Ｈ２Ｓ０を用いて実験１と同様に実験を行った。そして、実験１と同様に硫化水素溶液中のＦｅ濃度を測定した。Ｆｅ濃度の測定結果を図９に示す。

【0049】

炭素を含有するサンプル１２、１３では、炭素を含有しないサンプル１１に比べて鉄の溶出が促進されたものの、鉄の溶出量は炭素を３０重量％添加してもわずか３．６％程度の増加に留まった。

【0050】

一方、クエン酸を添加した場合、０．１重量％添加したサンプル１４では、サンプル１１に比べ、鉄の溶出量が１０％程度増加しており、１．０重量％添加したサンプル１６では、鉄の溶出量が２８％程度増加した。この結果から、鉄の溶出という点で、クエン酸は炭素よりも遙かに効果が高いことがわかった。

【0051】

（実験３）
鉄粉と石炭灰の配合割合による影響について検証した。本実験で用いたサンプル２１〜２３の原料の配合割合を表５に示す。

【0052】

【表5】

【0053】

サンプル２１〜２３をそれぞれ用い、実験１と同様に実験を行った。そして、実験１と同様に、硫化水素溶液中の硫化水素濃度、並びに、Ｆｅ、Ｚｎ及びＭｎ濃度を測定した。硫化水素溶液中の硫化水素濃度、並びに、Ｆｅ、Ｚｎ及びＭｎ濃度の測定結果を図１０、図１１、図１２、図１３にそれぞれ示す。

【0054】

Ｈ２Ｓ１００の試験区においては、サンプル２１、２２では硫化水素濃度は５０ｐｐｍ程度の減少、サンプル２３では３０ｐｐｍ程度の減少が見られたが、Ｈ２Ｓ５０の試験区においては、いずれのサンプルについても７０〜８０ｐｐｍ程度の減少であった。

【0055】

また、Ｆｅの溶出量は石炭灰を多く含有するサンプル２３で最大であり、５ｐｐｍほどの溶出が見られた。また、Ｚｎ、Ｍｎについても、Ｆｅと同様に石炭灰を多く含有するサンプル２３で多く溶出していた。

【0056】

これらの結果から、石炭灰と鉄粉の配合比率は、３：７〜７：３であればいずれでも硫化水素の低減効果が得られる。なお、石炭灰を多く含有するサンプル２３では、崩れがみられたことや、Ｍｎ、Ｚｎの溶出量からすると、石炭灰：鉄粉の配合比率は４：６〜６：４が好ましいと考えられる。

【0057】

（実験４）
続いて、クエン酸の配合割合による影響について検証した。本実験で用いたサンプル３１〜３７の原料の配合割合を表６に示す。

【0058】

【表6】

【0059】

サンプル３１〜３７を用い、実験１と同様にして実験を行った。そして、実験１と同様に硫化水素濃度、並びに、Ｆｅ、Ｚｎ及びＭｎ濃度を測定した。更に、Ｈ２Ｓ０を用いて行ったものについては、ＮＯ_３＋ＮＯ_２−Ｎ、ＮＯ_２−Ｎ、ＮＨ_４−Ｎ、ＰＯ_４−Ｐ、ＳｉＯ_２−Ｓｉをオートアナライザー（ＳＷＡＡＴ，ＢＬＴＥＣ社製）で測定し、それぞれＣｕ−Ｃｄ還元法、ナフチルエチレンジアミン法、インドフェノール法、モリブデンブルー法、モリブデンブルー法で分析した。

【0060】

硫化水素濃度、並びに、Ｆｅ、Ｚｎ及びＭｎ濃度の測定結果を図１４、図１５、図１６、図１７にそれぞれ示す。また、ＮＯ_３＋ＮＯ_２−Ｎ、ＮＯ_２−Ｎ、ＮＨ_４−Ｎ、ＰＯ_４−Ｐ、ＳｉＯ_２−Ｓｉのそれぞれの濃度の測定結果を図１８、図１９、図２０、図２１、図２２に示す。

【0061】

図１４から、全てのサンプルで硫化水素低減傾向が見られ、クエン酸の含有量が多いほど硫化水素の低減効果が高いことがわかる。また、図１５〜図１７から、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｍｎの溶出量についても、クエン酸の含有量が多いほど増加していることがわかる。なお、ＭｎはＨ２Ｓ０、Ｈ２Ｓ５０、Ｈ２Ｓ１００の各試験区において、濃度に大きな差がなく、また、Ｆｅ、Ｚｎについては、Ｈ２Ｓ０における濃度とＨ２Ｓ５０、Ｈ２Ｓ１００における濃度との差が大きかったことから、硫化水素の低減はＦｅ、Ｚｎの溶出による効果が大きいものと考えられる。なお、このことは、図１１〜図１３でも示されている。

【0062】

また、Ｈ２Ｓ５０試験区において、クエン酸を３重量％以上含有するサンプル３４〜３７で硫化水素濃度はほぼ０になっていたことから、施肥材はクエン酸を３重量％以上含有していることが好ましい。また、クエン酸を１０重量％含有するサンプル３７は脆く崩れやすかったことから、施肥材の成形性及び形状維持性の観点から、施肥材のクエン酸含有量が７重量％以下であることが好ましいと考えられる。

【0063】

また、図１８〜図２２から、Ｎ、Ｐ、Ｓｉの溶出量についても、クエン酸の含有量が多いほど増加している。Ｎ、Ｐ、Ｓｉは生態系の栄養素として機能する一方で、富栄養化した底質では有機物生産を助長することから、過度に溶出させない方がよいと考えられる。しかしながら、多く溶出したＮＨ_４でも１０数μモルであり、富栄養化を促進するほどの濃度ではない。また、クエン酸を１０重量％含有するサンプル３７において、溶出したＮ、Ｐ、Ｓｉ、Ｆｅのモル濃度比をとると、２０：０．８：１６：１であり、レッドフィールド比と比較すると、Ｆｅが１０００倍過剰であり、その他の元素はほぼ同等である。なお、レッドフィールド比とは、微細藻類の成長に最適な元素比を表すもので、生物体中の物質比率と環境水中の物質比率がほぼ同じで、生産と分解に係る物質のバランスに過不足がない状態を示す元素比の概念である。このように、Ｎ、Ｐ、Ｓｉの溶出量はレッドフィールド比と同様であるため、富栄養化した底質を更に悪化させるおそれもないと考えられるとともに、Ｆｅ等を多量に溶出させて硫化水素を低減させつつ、且つ、適度にＮ、Ｐ、Ｓｉを溶出させて栄養素を供給できることから水中における生態系の健全性回復のために好適であると言える。

【0064】

（実験５）
実験４におけるサンプル３４（鉄粉：４８．５重量％、石炭灰：４８．５重量％、クエン酸：３重量％）を用い、海水での効果について検証した。

【0065】

超純水１Ｌに人工海水粉末（レッドシーソルト，レッドシーソルト社）を３３ｇ入れて、３３ｐｓｕの人工海水を調製した。更に、Ｎ_２ガスを吹き込んで空気をパージし、溶存酸素濃度を０．１ｍｇ／ｌ以下にした。これにＮａ_２Ｓ・９Ｈ_２Ｏを０、５０、１００ｍｇ−Ｓ／ｌとなるよう添加し、硫化水素溶液を調製した。この硫化水素溶液をそれぞれＳａ−Ｈ２Ｓ０、Ｓａ−Ｈ２Ｓ５０、Ｓａ−Ｈ２Ｓ１００と記す。

【0066】

１５０ｍｌバイアル瓶に上記の硫化水素溶液を１００ｍｌ入れた。これにサンプル３４を０．２ｇ静かに加えた後、ゴム栓およびアルミ金具で密閉した。ＭＡＧＩＣ ＶＡＣに１５０ｍｌバイアル瓶を入れ、密封用パックで密封し、２５℃、４０ｒｐｍで７日間振とうした後、硫化水素濃度を検知管で測定した。更に、０．４５μｍシリンジフィルターでろ過したろ液についてＦｅ、Ｚｎ、Ｍｎの各濃度をＩＣＰ−ＡＥＳで測定した。

【0067】

図２３に硫化水素溶液中の硫化水素濃度の測定結果を示す。また、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｍｎ濃度を図２４〜図２６にそれぞれに示す。

【0068】

実験４において超純水で調製したＨ２Ｓ０、Ｈ２Ｓ５０、Ｈ２Ｓ１００で行った場合に比べると、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｍｎの溶出は減少し、硫化水素の低減効果は若干劣る結果となったが、海水中においても硫化水素の低減効果を発揮することを確認した。

【0069】

続いて、実験４におけるサンプル３４（鉄粉：４８．５重量％、石炭灰：４８．５重量％、クエン酸：３重量％）を用い、各種水生生物の増殖試験を行った。

【0070】

（微細藻類の増殖促進実験）
表層海水（２００６年１２月１４日、山口県久賀沖で採取、ＧＦ／Ｃろ過済み）をもとにして作製した栄養塩強化培養液Ｇｕｉｌｌａｒｄ ｆ／１０（Ｔｒｉｓ−ＨＣｌ規定量添加）に、微量金属混液（ＰＳ−ＩＩ，Ｐｒｏｖａｓｏｌｉ）およびビタミン混液を加え、Ｓｔｅｒｉｖｅｘ ０．０２μｍフィルターでろ過滅菌したものを基本培養液（Ｇｕｉｌｌａｒｄ ｆ／２培養液）として用意した。

【0071】

これを培養用滅菌済みプラスチック容器（２５０ｍＬ，セルスター）に１５０ｍＬずつ分取し、それぞれにサンプル３４を１．５ｇ（１０ｇ／Ｌ）を加えた。そして、下記のように藻類を添加し、培養した。

【0072】

用いた藻類は浮遊珪藻Ｓｋｅｌｅｔｏｎｅｍａ ｃｏｓｔａｔｕｍ及び付着珪藻Ｎｉｔｚｓｃｈｉａ ｐｅｌｌｕｃｉｄａで、これらを初期濃度約１０^３ｃｅｌｌｓ／Ｌで添加し、１日おきに７回（イニシャルを入れて８回）、フルオロイメージアナライザー（ＦＬＡ−７０００，富士フィルム社製）で蛍光強度を測定し、細胞増殖を観察した。

【0073】

実験はそれぞれ３つずつ行い、それらを照明付き培養機に入れ、温度をＳ．ｃｏｓｔａｔｕｍでは１５℃、Ｎ．ｐｅｌｌｕｃｉｄａでは２０℃、光条件は両種とも２００μｍｏｌ ｍ^−２ｓ^−１にして培養した（サンプル３４添加区）。

【0074】

また、サンプル３４を添加しない以外、上記と同様にして藻類を培養した（対照区１：ポジティブ・コントロール）。

【0075】

また、ｆ／２培養液に代えて、表層ろ過滅菌海水を用いるとともに、サンプル３４を添加せずに、上記と同様にして藻類を培養した（対照区２：ネガティブ・コントロール）。

【0076】

Ｓ．ｃｏｓｔａｔｕｍの増殖試験の結果を図２７に、また、Ｎ．ｐｅｌｌｕｃｉｄａの増殖試験の結果を図２８に示す。

【0077】

浮遊珪藻Ｓ．ｃｏｓｔａｔｕｍでは、すべての栄養塩類が十分に入っているｆ／２培地（対照区１）で最も増殖が良かったが、１４日後にサンプル３４添加区はｆ／２培地とほぼ同等の蛍光強度となった。

【0078】

付着珪藻Ｎ．ｐｅｌｌｕｃｉｄａでは、８日の時点ではｆ／２培地の増殖のほうが良かったが、１４日後にはサンプル３４添加区のほうが良好であった。このことは、ｆ／２培地では栄養塩を使い果たされてしまうが、サンプル３４から供給されるＦｅその他の栄養塩の供給が持続性に優れていると考えられる。Ｓ．ｃｏｓｔａｔｕｍでも１４日以降まで実験を続けていればＮ．ｐｅｌｌｕｃｉｄａと同様の結果が得られていた可能性は高い。

【0079】

また、ろ過海水（対照区２）ではほとんど増殖しなかった、これは、用いたろ過海水中に栄養塩がほとんど無かったためであると考えられる。

【0080】

（アサリの増殖実験１）
２０１３年８月９日、広島県尾道市浦島観光干潟にて、１０ｍ×１０ｍの区画にサンプル３４を２０ｋｇ（２００ｇ／ｍ^２）鋤き込み、その上に食害防止網を被せた（サンプル３４添加区）。

【0081】

また、３４添加区に隣接する区域に、サンプル３４を入れない以外、同様に鋤き込みを行い、食害防止網を設置した（対照区）。

【0082】

その後、２０１３年９月６日および２０１３年１１月２１日に、それぞれの区画内中央部にてアサリを採取し、アサリの個体数及びサイズを計測した。なお、２０１３年９月６日は、縦×横×深さ＝１ｍ×１ｍ×０．２ｍの底泥中のアサリを採取し、２０１３年１１月２１日は、縦×横×深さ＝０．２５ｍ×０．２５ｍ×０．２５ｍの底泥中のアサリを採取した。

【0083】

また、アサリを採取した底泥を持ち帰り、酸揮発性硫化物（ＡＶＳ）、有機態炭素（ＰＯＣ）を測定した。

【0084】

また、２０１３年１１月２１日に、それぞれの区画の底泥内間隙水中の金属濃度をＩＣＰ−ＡＥＳで測定した。

【0085】

２０１３年９月６日および２０１３年１１月２１日のアサリの採取結果を図２９に示す。アサリのサイズに優位性はないものの、サンプル３４添加区では、対照区に比べ、アサリの個体数が多いことがわかる。

【0086】

また、ＰＯＣ、ＡＶＳの結果を図３０に、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｚｎ濃度を表７に示す。図３０を見ると、サンプル３４添加区では、対照区に比べ、増殖実験開始後の１ヶ月後では、ＡＶＳは少し高くなっているが、３ヶ月以上経過すると、ＰＯＣが優位に高く、ＡＶＳが優位に低いことがわかる。また、表７を見ると、サンプル３４添加区では、対照区に比べ、Ｆｅ，Ｍｎ濃度が高いことがわかる。サンプル３４を底泥に漉き込むことで、底質中の硫化物量（ＡＶＳ）が大きく減少し、餌（付着微細藻）の指標となるＰＯＣが増加していることから、サンプル３４添加区ではアサリの個体数が増加したと考えられる。

【0087】

【表7】

【0088】

（アサリの増殖実験２）
２０１３年６月１０日、広島県尾道市浦島えび干潟にて、１０ｍ×１０ｍの区画にサンプル３４を２０ｋｇ（２００ｇ／ｍ^２）鋤き込み、その上に食害防止網を被せた（サンプル３４添加区）。

【0089】

また、サンプル３４添加区に隣接する区域に、サンプル３４の鋤き込みを行わない以外、上記と同様に鋤きによる耕耘を行い、食害防止網を設置した（対照区）。

【0090】

そして、設置３ヶ月後（２０１３年９月１１日）に、それぞれの区画内３カ所において、縦×横×深さ＝５０ｃｍ×５０ｃｍ×２０ｃｍの底泥中のアサリを採取し、アサリの個体数及び重量を計測した。それぞれの区画内３カ所において採取されたアサリの総個数及び総重量を表８に示す。

【0091】

【表8】

【0092】

表８を見ると、サンプル３４添加区では、対照区に比べて、アサリ個体数で約９倍、重量で約４３倍であり、個体数、重量ともに大幅に増加していた。

【0093】

（アサリの増殖実験３）
２０１３年７月８日、尾道市の尾道東部漁協山波支所付近の干潟にて、１０ｍ×１０ｍの区画にサンプル３４を２０ｋｇ（２００ｇ／ｍ^２）鋤き込み、その上に食害防止網を被せた（サンプル添加区）。

【0094】

また、サンプル３４添加区に隣接する区域に、サンプル３４の鋤き込みを行わない以外、上記と同様に食害防止網を設置した（対照区）。

【0095】

そして、設置３ヶ月後（２０１３年９月１１日）に、それぞれの区画内３カ所において、縦×横×深さ＝５０ｃｍ×５０ｃｍ×２０ｃｍの底泥中のアサリを採取し、アサリの個体数及び重量を計測した。それぞれの区画内３カ所において採取されたアサリの総個数及び総重量を表９に示す。

【0096】

【表9】

【0097】

表９を見ると、サンプル３４添加区では、対照区に比べて、アサリ個体数で約６倍、重量で約１６倍であり、個体数、重量ともに大幅に増加していた。

【0098】

上記のアサリの増殖実験１〜３では、すべてサンプル３４添加区でアサリの採取量、個体重量が増加していた。サンプル３４を鋤き込むことによってアサリが生息する干潟の底質が改善されるとともに、アサリの餌となる付着珪藻が増加し、アサリの生存率の上昇によるものと考えられる。

【0099】

（牡蠣の増殖実験）
広島県東広島市安芸津町風早地区のカキ筏を利用し、カキの増殖実験を行った。

【0100】

２０１３年７月に種付けしたカキが垂下されるカキ筏に、サンプル３４を設置した。サンプル３４は２０１３年８月２２日に以下のように設置した。サンプル３４を３００ｇ入れた袋を、図３１（Ａ）に示すように、１５ｍ×１０ｍのカキ筏の１５カ所に設置した。サンプル３４を入れた袋は、図３１（Ｂ）に示すように、２連がけで吊した。即ち、一つのカキ筏に９ｋｇ（３００ｇ／袋×２×１５箇所）のサンプル３４を設置した。これを３００ｇ添加区と記す。

【0101】

また、袋にサンプル３４を１００ｇ入れる以外、上記と同様に設置した。一つのカキ筏に設置したサンプル３４は３ｋｇ（１００ｇ／袋×２×１５）である。これを１００ｇ添加区と記す。また、サンプル３４を設置しない対照区も設けた。それぞれの区画の位置を図３２に示す。

【0102】

そして、２０１３年１２月１０日に、それぞれの区画についてそれぞれ３カ所でカキを採取し、殻を剥いたむき身の重量を計測した。その結果を表１０に示す。なお、１００ｇ添加区及び３００ｇ添加区については、サンプル３４を設置した箇所直近の垂下カキからカキを採取した。また、対照区については、カキ筏全体から無作為にカキを採取した。

【0103】

【表10】

【0104】

カキ個体平均重量は、対照区１２．６ｇ、１００ｇ添加区１３．３ｇ、３００ｇ添加区１４．０ｇであり、サンプル３４の添加量が多いほど、カキ重量が大きいことがわかる。そして、対照区に対する１００ｇ添加区及び３００ｇ添加区の重量増加率は、それぞれ６％、１１％であった。サンプル３４から栄養分である鉄、窒素、リン、シリカ、マンガン、亜鉛などが溶出し、浮遊珪藻が増殖することで、これを餌としてカキが摂取して成長したものと考えられる。

【産業上の利用可能性】

【0105】

本発明に係る水生生物の増殖方法では、貝類又は藻類の増殖水域に施肥材を配置することにより、鉄イオンを含むさまざまな栄養分が溶出するので、これらの水生生物の成長を促すことができる。

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】