炭酸ガスくん蒸マニュアル イチゴ苗における炭酸ガス処理 Ver.1.2 平成 27 年 9月 （株）アグリクリニック研究所 ※本マニュアルは予告なく内容を変更することがあります。 0 もくじ 1. はじめに .......................................................................................................................... 2 2. 炭酸ガスくん蒸の基礎知識 ............................................................................................. 3 3. 4. ① 高濃度炭酸ガスの殺虫効果 ..................................................................................... 3 ② 高濃度炭酸ガスの殺虫メカニズム........................................................................... 3 ③ 温度が高いほど、殺虫効果は高い........................................................................... 4 各メーカーの炭酸ガスくん蒸装置 .................................................................................. 7 ① 日本液炭（株）――「すくすくバッグシステム」 ................................................... 7 ② 日立 AIC（株）――「ポリシャイン SB (水封式炭酸ガス害虫駆除システム）」 .... 7 （株）アグリクリニック研究所の炭酸ガスくん蒸装置 ................................................. 8 ① 資材の紹介(別紙「携行品リスト」を参照) ............................................................ 8 ② 現在農薬登録が取れている炭酸ガスを提供可能な企業........................................ 10 ③ 装置の設置場所の確保 ............................................................................................ 11 ④ シートの設置 ..........................................................................................................11 ⑤ コンテナの設置および袋の設置 ............................................................................ 12 ⑥ ガスの封入 ............................................................................................................. 15 ⑦ 処理の終了 ............................................................................................................. 16 5. 定植前の処理条件と殺虫効果 ....................................................................................... 17 6. 装置内加温システム ...................................................................................................... 18 7. 人体に対しての炭酸ガスの影響 ................................................................................... 20 8. アフターサービスについて ........................................................................................... 21 1 1. はじめに イチゴのナミハダニはどの生産地域においても、薬剤抵抗性が発達し、難防 除害虫である。 このような状況から、近年、ハダニ捕食性天敵であるチリカブリダニやミヤ コカブリダニの導入が進んでいる。しかし、導入のタイミングが難しく、影響 のある薬剤を散布してしまったということが往々にして生じ、効果が安定しな い事例が指摘されている。 施設栽培野菜においては害虫の寄生していない苗を植え付けることが IPM の 基本中の基本であるが、イチゴのハダニに関しては、苗を育成するまでの期間 が長く、薬剤抵抗性も発達しているため、苗からの持ち込みをなくすことは不 可能に近かった。 薬剤抵抗性が発達せず、定植前のハダニを限りなくゼロにすることに成功し た例が、炭酸ガスくん蒸である。2013 年、イチゴのナミハダニに対する高濃度 炭酸ガスの農薬登録が認可され、弊社だけでなく、他の企業でも処理装置が市 販され、栃木県をはじめ現地に導入され始めた。本マニュアルでは、炭酸ガス くん蒸の効果、処理装置、処理方法等について紹介する。 （株）アグリクリニック研究所 代表取締役 2 村井 保 2. 炭酸ガスくん蒸の基礎知識 ① 高濃度炭酸ガスの殺虫効果 高濃度炭酸ガスは米や豆類などの貯穀害虫や、アザミウマ類、ハダニ類、ア ブラムシ類など様々な害虫に対して高い殺虫効果を持つことが知られています。 貯穀害虫に対しては農薬登録も取得されていますが、殺虫に要する期間が 10 日 以上と長く、実用段階では全く普及していませんでした。様々な害虫に対して 殺虫効果を持ちますが、植物検疫での利用が検討されているだけで、害虫が寄 生した植物の苗などでの実用性についてはほとんど検討されていませんでした。 ② 高濃度炭酸ガスの殺虫メカニズム 高濃度炭酸ガスによる殺虫メカニズムは窒息による殺虫が行われているわけ ではなく、好気的エネルギー代謝の変調が要因だと考えられています。 例えば、大気中の炭酸ガス濃度を数字にすると(380ppm CO2＝0.038％＝ 0.038 kPa)に対し、60％の高濃度炭酸ガスでは 60 kPa＝60000ppm であり、そ の差は約 1600 倍の高分圧です。その高分圧炭酸ガスにより、昆虫の気管およ び開放血管系からの体外排気を阻まれた細胞内好気的エネルギー代謝産物が体 液内に蓄積し、飽和することで体液中の水素イオン濃度[H+] と水酸化物イオン 濃度[OH－]のバランスが適正値である弱酸性の pH が塩基性に変調することで、 昆虫細胞内における生命維持に不可欠な各種酵素活性の低下が進み、 最終的に は好気的エネルギー代謝反応が停止することで殺虫効果を示していると考えら れています。 3 ③ 温度が高いほど、殺虫効果は高い 炭酸ガスの殺虫効果は害虫種によって異なり、濃度、処理時間、処理温度な ど様々な条件が影響します。濃度については、20％以上で殺虫効果が認められ、 濃度が高くなればなるほど高い効果があり、50％以上の濃度で完全殺虫が可能 です。また、処理温度が高くなればなるほど処理期間を短くすることが可能で す。ナミハダニに対しては、50％以上の濃度で高い殺虫殺卵効果が認められ、 25℃では 24 時間の処理で完全殺虫効果があります。 イチゴでの実用化に当たって、イチゴに対する高濃度炭酸ガスの影響を調査し たところ、30℃、60％で 24 時間処理でもイチゴに対する障害は発生しませんで した。しかし、濃度が 80％以上になると、葉柄や葉縁が褐変する障害が発生し(図 1)、古い葉でそれは顕著に出ます。また、軟弱苗を処理すると障害が発生しやす いです。 図1 高濃度炭酸ガスの障害 4 30℃、60％、24 時間処理を行ったイチゴでのハダニ抑制効果とイチゴの生育 や開花について検討したところ、10 月以降ハダニ発生は全く認められず、花芽 の形成や葉にたいして影響は認められませんでした。ハダニの寄生数は無処理 区ではダニ剤を 2 回散布したにもかかわらず、12 月には発生が認められました が、処理区では 12 月下旬まで、ダニ剤を散布しなくてもハダニの発生が認めら れませんでした（図 2）。翌年の 1 月下旬にはイチゴの生育が炭酸ガス処理区と 無処理区で大きく異なり（図 3）、10～20％の増収効果も認められています。 14 12 無処理区 複 10 葉 あ 8 た り 6 の ハ 4 ダ ニ 数 2 炭酸ガス処理区 0 10/6 図2 10/20 11/3 11/17 12/1 炭酸ガス処理区と慣行区におけるナミハダニの発生推移 5 炭酸ガス処理区 図3 無処理区 高濃度炭酸ガス処理区と無処理区でのイチゴの生育状況 (2012 年 1 月) また、実験的には温度が高いほど短時間での殺虫効果が確認されています。ち なみに、40℃では 6 時間の処理で殺虫効果があります。イチゴでは、40℃、6 時間でも障害は生じないので、この条件を維持する装置ができれば実用化が可 能と考えられます。 6 3. 各メーカーの炭酸ガスくん蒸装置 ① 日本液炭（株）――「すくすくバッグシステム」 「すくすくバッグシステム」は高気密性の特殊ファスナー付き巨大バッグ（幅 3.5m、 奥行 4.4m、高さ 1.8m）で、コンテナやトレイに収納したイチゴ苗を密閉し、炭酸 ガスを流し込む装置です(図 4)。一度に最大 17280 株の処理が可能です。 図 4 すくすくバッグシステムによる炭酸ガス処理 ② 日立 AIC（株）――「ポリシャイン SB (水封式炭酸ガス害虫駆除システム） 」 「ポリシャイン SB (水封式炭酸ガス害虫駆除システム)」は裾が水封式になってい る装置で、夜冷庫台車をそのまま利用できるほか、コンテナ利用で処理も可能な装 置です(図 5)。一度に最大 26565 株の処理が可能です。 図 5 夜冷庫システムでのポリシャイン SB(水封式）による炭酸ガス処理 これら装置の操作や処理手順についてはそれぞれのメーカーに問い合わせ願い たい。 7 4. （株）アグリクリニック研究所の炭酸ガスくん蒸装置 日本液炭（株）や日立 AIC（株）の炭酸ガスくん蒸装置は非常に高価であり、 20ａ以下の小規模の生産者にとっては高嶺の花です。そこで弊社では安価で炭 酸ガスくん蒸装置の販売や貸出、処理の請負を行っています。ここでは弊社の 炭酸ガスくん蒸の方法を紹介します。別紙「チェック表」も参照して下さい。 ① 資材の紹介(別紙「携行品リスト」を参照) 角底アルミ袋、アルミシート(図 6,7)：ガスの封入に使用します。 角底アルミ袋には種類があり、A タイプ(W:2.5m,H:1.6m,D:2.5m)、B タイ プ(W:2.5m,H:1.6m,D:5.5m)、C タイプ(W:2.5m,H:1.6m,D:7.5m)の苗の数に 合わせこの 3 種類からお選びできます。 販売元：日立化成(日立ＡＩＣ製) 日立化成東京支社蓄電池営業部 Tel：03-5533-7910 U 字溝(図 8)：水封式の装置で袋内と外気を遮断するために使用します。 販売元：株式会社仲田コーティング 〒240-0041 神奈川県横浜市保土ヶ谷区東川島町 82 TEL：045-381-5511 FAX：045-381-6674 炭酸ガス濃度計(図 9)：注入したガス濃度を測定します。 販売元：新コスモス電機 〒532-0036 大阪市淀川区三津屋中 2-5-4 TEL: 06-6308-3112(代) FAX：06-6303-1295 ヒーター付ガス調整器(図 10)：ガスボンベからガスを注入するときに、加温 して流量を設定するために使用します。 8 販売元：ヤマト産業株式会社製等 〒544-0004 大阪市生野区巽北 4-11-17 TEL: 0120-800-117 軸流ファン(図 11)：ガスを注入した後、袋内のガス濃度を均一にするために 使用します。 販売元：オムロン製、日本電産サーボ製等 アスピレータ(図 12)：ガスの注入に際してガスを薄めながら注入できます。 販売元：リッチモアインターナショナル TEL:03-3440-0027 チェーン(図 13)：角底袋を固定し、ガス漏れを防止するために使用します。 オイルヒーター(図 14)：袋の中の加温に使用します。 販売元：デロンギ製、山善製等 図6 角底アルミ袋 図7 アルミ蒸着シート 図8 U 字溝 図9 炭酸ガス濃度計 9 図 10 ヒーター付きガス調整機 図 12 アスピレータ 図 11 軸流ファン 図 13 チェーン 図 14 オイルヒーター ② 現在農薬登録が取れている炭酸ガスを提供可能な企業 昭和電工ガスプロダクツ株式会社 日本液炭株式会社 〒212－0014 〒108-0014 神奈川県川崎市幸区大宮町 1310 番地 東京都港区芝 4-1-23 ミューザ川崎セントラルタワー23 階 三田 NN ビル 8 階 TEL:044-223-9521 FAX:044-520-8912 TEL:03-6722-2250 FAX:03-6722-225 10 ③ 装置の設置場所の確保 高濃度炭酸ガスくん蒸装置を設置する場所には傾斜がなく、平らであり、水 と電気が近くで確保できるところが必要条件です。コンクリートの地面が理想 ですが、平らであれば土の上でも問題はないです。処理予定地が決まれば、ブ ルーシートを敶きます。土の場合は草刈りをあらかじめ行っておくことが望ま しいです。 ④ シートの設置 ブルーシート敶いた処理予定地にシートのアルミ蒸着シートを設置します(図 15)。この枠の中で炭酸ガスくん蒸を行います。 図 15 アルミ蒸着シートの設置 袋に合わせた U 字溝を設置して、水を溜めることができるようにシートを被せ ます(図 16) 11 図 16 断面図 ⑤ コンテナの設置および袋の設置 U 字溝で囲まれたところに、一段目は空のユリコンテナを置き(図 17)、その 中に一定間隔で穴を開けたガスホースを固定します。2 段目以降にイチゴ苗の入 ったユリコンテナを載せて、温度測定するための温度計（最高最低）を設置し ます。 図 17 空のコンテナ 密閉空間内の炭酸ガス濃度を均一にするために軸流ファンを設置します。ガ スホースにはアスピレータ取り付け、アルミ角底袋内に設置し（図 18）、袋内の 空気でガス濃度を調節できるようにします。 12 また、密閉空間内の炭酸ガス濃度を均一にするために軸流ファンを最下段に 設置します。ガスホースと軸流ファンの電源コードを U 字溝に溜めた水を通し て外部に接続します。 袋内に設置するものを確認後、角底袋を被せます。 図 18 アルミ角底袋を被せる様子 角底袋の裾は水に浸るようにします。U 字溝に溜めた水に浸っている袋の裾 をチェーンで押さえます(図 19)。 ガスボンベにガス調整器を取り付け、流量を調節できるようにします。カプ ラ付ホースを接続し、袋内のアスピレータに取り付けます(図 20,21)。 図 19 断面図 13 図 20 図 21 アスピレータなどの設置状況 アスピレータに接続したカプラ付きホース 14 ⑥ ガスの封入 角底袋の上部に空けた排気バルブからブロアーを用いて、袋内の空気をでき るだけ抜きます。調整器の電源を入れ、加温されたことを確認した後、所定量 の流量（100L/m）で炭酸ガスを注入します。袋をゴムバンドで固定し、外部か ら空気が侵入できないようにします。 おおまかな図を図 22 に示しました。 ガス注入 1 時間後から袋内のガス濃度をガス濃度計で排気バルブを通して測 定します。袋の半分くらいの高さでのガス濃度が 50～60％程度になればガス注 入を止め、排気バルブを閉めて、軸流ファンを作動、20 分間空気の撹拌を行い ます。撹拌後、濃度を測定し、上下の高さでほぼ 60％になっていれば濃度は確 保されていると判断します。 図 22 処理装置の概略図 15 ⑦ 処理の終了 24 時間後、角底袋内のガス濃度が 60％前後を維持していることを確認にして から、U 字溝の水を廃水し、排気バルブを開け、袋の裾を開き、炭酸ガスを空 気中に拡散させます。この時、ファン等で風を当て、ガスの拡散を促進すると よいです。また、袋内には立ち入ってはいけません。 処理後、装置を撤収してから、すぐにイチゴの定植が可能です。搬出後ある いは定植後に散水すると、土中の炭酸ガスを除去でき障害の発生を防ぐことが できます。 16 5. 定植前の処理条件と殺虫効果 イチゴの定植前に処理を行うことから、8 月下旬から 9 月中旬にかけて処理す ることが多く、地域や年によって、温度が異なり、効果が異なることが分かっ ています。処理期間の装置内の平均温度が 25℃で最低気温が 20℃以上であれば 10 月下旬になってもハダニの発生は認められませんでした。平均温度が 20℃以 下では、10 月下旬には発生が確認され、薬剤散布が必要となりました。最低気 温が 20℃以下でも最高気温が 29℃以上であれば高い効果が認められました。 平成 26 年の 8 月中旬の処理では、平均気温が 25℃近くあり、最低気温は 20℃ 以上であった。この場合は、10 月下旬になってもハダニの発生は認められませ んでした。しかし一方、8 月下旬には平均気温が 20℃と、例年よりも低い条件 で処理を行いました。この時に処理したイチゴでは、10 月下旬で株あたり 10 匹以上となり、発生を抑えるためには数回の農薬散布と天敵の放飼が必要とな りました。また、9 月上旬は幾分温度が高くなり、最高気温が 29℃に達しまし た、最低気温が 18℃で経過したため、防除効果が低くなりました(表 1)。 表１ 炭酸ガス処理時期の袋内温度と殺虫効果 処理時期の袋内温度 平均（最高～最低） 10月下旬のハダニ数 株当たり成虫数 24.9(29.5～23.3) 0.00 22.9(29.0～18.6) 0.47 21.6(28.1～18.0) 2.08 20.0(22.8～18.5) 11.90 これらの結果より、8～9 月でも温度が低い時には何らかの加温システムを導 入する必要あると考えられます。このことから、栃木県よりも低温の地域では 加温システムの導入が必須の課題です。そこで、処理装置内の加温システムを 以下に紹介します。 17 6. 装置内加温システム まず、袋（アルミ蒸着フィルム）を二重にし、袋内に加温器を設置する方法 を検討しました。加温器は、オイルヒーター（1500Ｗ）を用いています。ヒー ターにはサーモスタットが内蔵され、28℃が上限となっています。袋内の温度 むらを防ぐため、空気を混ぜることを考えました。そこで軸流ファンを設置し ました。図 23-25 に示したようなⅠ,Ⅱ,Ⅲの 3 つのタイプでの温度維持を検討し ました。 図 23 図 24 Ⅰタイプ 図 25 Ⅱタイプ 18 Ⅲタイプ A タイプは外袋（アルミ蒸着フィルムの内側にプチプチ緩衝材を貼り付けた） と内袋の間に加温器を設置したもので、Ｂタイプは内袋内にも加温器を設置し たものです。加温器の上には軸流ファンをつけ空気をかき混ぜるようにしまし た。イチゴ苗は内袋内に収納します。 その結果、A タイプでは外気温が平均 14℃でも、内袋内は 20℃を 24 時間維持 できました。また、外袋内は 25℃を維持しました。この条件でもハダニの発生 は認められませんでした。 B タイプでは、外気の平均気温が 16℃でしたが、内袋内のどの部位でも 25℃ を維持しました。このように加温器を設置することによって温度を維持するこ とが可能となり、殺虫効果も維持できました。しかし、イチゴ苗を収納する内 袋内は過湿となるため、電気製品の安全性を考慮すると問題が生じる可能性が あります。 そこで、さらに、内袋内に加温器を設置しない方法として、外袋と内袋の間 に加温器を２台設置する C タイプを検討しました。その結果、加温後１時間以 内に内袋内の温度は 25℃に達しました。イチゴの苗の数量について今後検討す る必要がありますが、内袋に透明袋を使用することによって温度を維持できま す。 加温システムは定植前のイチゴ苗だけでなく、3 月や 11 月に配布される親株 の処理も可能にします。苗の供給体制の上流からダニの密度を抑制ができれば、 薬剤抵抗性ハダニの出現も抑制できる可能性があります。 19 7. 人体に対しての炭酸ガスの影響 空気中の炭酸ガス濃度により、以下のような影響を及ぼします。 炭酸ガス濃 度 0.035% 0.5% 症状・影響 通常の空気組成 長期安全限界 TLV-TWA：平均許容時間 8 時間の時間加重平均限 界濃度 1.5% 作業性及び基礎的生理機能に影響を及ぼさずに長時間にわたって 耐えることができるが、カルシウム・リン代謝に影響が出る場合 がある 2.0% 呼吸が深くなる（1 回の呼吸量 30%増加） 3.0% 作業性低下 TLV-STEL：生理機能の変化が体重、血圧、心拍数な どの変化として現れる 4.0% 呼吸が更に深くなり、呼吸数が増加して軽度のあえぎ状態となり 相当な不快感となる 5.0% 呼吸が極度に困難になり、重度のあえぎ、多くの人がほとんど耐 えられない状態 7-9% 許容限界で激しいあえぎ、約 15 分で意識不明になる 10-11% 調整機能不全により約 10 分で意識不明になる 15-20% 更に重い症候を示し、1 時間では致命的ではない 25-30% 呼吸低下、血圧下降、昏睡状態、反射能力喪失、麻痺、数時間で 死に至る 20 8. アフターサービスについて 弊社ではでは炭酸ガスくん蒸処理後、炭酸ガス処理カルテを発行し(図 26)、処理 後の害虫の発生調査を行い、調査結果を逐次お知らせします。また、天敵等の防除 資材の使用方法の指導、天敵に影響の尐ない農薬の紹介やその他防除資材の使用方 法の指導を行っています。 処理後 1 カ月ごとに調査員を派遣して、お客様のイチゴ生産を応援いたします。 炭酸ガス処理カルテ (年度） 名前 住所 連絡先 (株)アグリクリニック研究所 宇都宮市城東2丁目１０－２ Tel ＆Fax: 028-680-6450 email:[email protected] 図 26 炭酸ガス処理カルテ 21
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