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水耕栽培は、培養液を循環させて作物を生育する方法であるため、培養液中の病原菌から作物を守る技術が重要である。オゾン処理や紫外線照射は、主に既存の培養液殺菌技術として使用されているが、これらには生育に必要な微量成分を分解し、結果として作物の生育不良を引き起こす欠点がある。この問題を解決するためには、作物自身に病原菌などの細菌に感染しない抵抗力を付与する必要がある。そこで本研究では人体に安全なケイ酸塩鉱物であるナトリウムイオン挿入型スメクタイト(Na^+-Sm;Na_<0.16>Mg_<2.92>Si_4O_<10>(OH)_2)を培養液中に添加して水耕栽培を行い、細菌吸着材として適用することを検討した。
ナトリウムケイ酸塩スラリーを水熱処理し、乾燥した試料についてXRD測定を行った。その結果、スメクタイト構造が認められ、目的とするNa^+-Smを得たことを確認した。Na^+-Smを用いた抗菌試験では、18gdm^<-3>の粉末濃度で水中に存在するグラム陽性菌とグラム陰性菌の増殖抑制効果が認められた。さらに、白菜とサラダ菜の水耕栽培を行った時、前記した18gdm^<-3>よりも低い粉末濃度(0.3g dm^<-3>)において、Na^+-Sm無添加に比べて発芽後の実生の根に存在する細菌数が少なくなることが分かった。これらの結果から、本課題で作製したNa^+-Smは、栽培種の生育や人体に無害な細菌増殖抑制材であることが見出され、なおかつ細菌感染抵抗性の誘導効果も併せ持つ材料として有望であることも明らかになった。
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