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水稲用育苗箱施用粒剤〜利用の現状と今後の課題〜 353
は じ め に
1970
年代に田植機による機械移植が急速に普及した のにともない，水稲用育苗箱を用いて育苗を行う方法が 広く用いられるようになった。また，1970
年代後半に 全国的にイネドロオイムシ，イネミズゾウムシの発生が 見られるようになり，これを効果的に防除する手段とし て，粒剤を育苗箱に処理する育苗箱施用が広まった。育 苗箱施用は，水稲移植前の箱育苗の段階で薬剤を処理す る防除方法であり，本田防除剤のように作業者が水田に 入ったり，畦畔を歩く必要がなく，また動力散布機など の重い機械を背負う必要もないので，省力化の面で非常 に優れた防除方法である。その後，本田初期害虫のみだ けではなく，中期以降に発生するウンカ類までにも効果 が持続する長期残効性を有するアドマイヤー®箱粒剤が 開発され，1990年代後半には，殺菌剤として葉いもち 病に効果のあるウィン®箱粒剤やDr.
オリゼ®箱粒剤，さらに，殺虫剤，殺菌剤の混合剤で長期残効性に優れる ウィン®アドマイヤー®箱粒剤，
Dr.
オリゼ®プリンス® 粒剤等が開発された。育苗箱への1
回の薬剤処理でウン カ類，葉いもち病までの病害虫防除が可能となり，急速 にマーケットが伸びた。なお，長期残効性を有する育苗 箱施用粒剤は省力化という面だけではなく，農薬の散布 回数，成分数も低減されるなど環境面への利点もある。一方，育苗箱施用粒剤の製剤開発においては，製剤技 術者の様々な技術が駆使されている（図―1）。例えば，有 効成分の種類にもよるが，箱育苗段階の幼苗に対し高濃 度薬剤を処理することによる薬害発生の問題や，早期の 薬剤処理による薬剤の残効切れ等の問題があったりする ためである。本稿では，水稲用の育苗箱施用粒剤につい て，これら課題解決のための製剤技術について紹介する。
I 育苗箱施用粒剤の成分組成
育苗箱施用粒剤の成分組成は，一般的に有効成分，結
合剤，界面活性剤，増量剤からなる。以下にこれら成分 について紹介する。
1
有効成分育苗箱施用粒剤は，有効成分を稲体に吸収させること で病害虫を防除する。したがって，稲体の根部から吸収 され上方移行して効果を発現する殺虫剤，殺菌剤が用い られる。薬剤による薬害の回避あるいは長期残効性の付 与は，稲体中の有効成分濃度によるところが大きい。こ のため，製剤設計にあたっては，稲体への吸収を制御す ることなどを目的に，特に水溶解度などの物理化学性を 考慮する必要がある。
2
結合剤有効成分，界面活性剤，増量剤等の混合粉体を粒状に 成型するために結合剤が使用される。一般的には，リグ ニンスルホン酸塩（ナトリウム，カルシウム）
，ポリビ
ニルアルコール，カルボキシメチルセルロースナトリウ ム，デンプン，デキストリン等が用いられる（米村，1997
）。なお，薬剤の機械散布など，粒剤処理時に粒が水稲用育苗箱施用粒剤〜利用の現状と今後の課題〜
農薬製剤・施用技術の最新動向⑬
北興化学工業株式会社 開発研究所 秋山 正樹（あきやま まさき）
リレー連載
図−1 育苗箱施用粒剤（押し出し造粒）
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植 物 防 疫 第71巻 第5号 （2017年）
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壊れるのを防止するため，粒剤に硬度を付与する場合 や，また，稲体への薬害回避を目的に，育苗箱中での粒 剤からの有効成分溶出量や溶出速度を制御する場合な ど，その必要性に応じて結合剤を選抜する。
3
界面活性剤粒剤中から有効成分を溶出させる目的で使用されるほ か，粒剤の一般的な造粒法である押し出し造粒法におい ては，造粒性促進（造粒時におけるスクリーンからの排 出性改善）のために使用されている。造粒性促進剤とし ては，アルキルサルフェート，ポリオキシエチレンアル キルエーテルサルフェート，アルキルベンゼンスルホネ ート等が使用される（大渕，1997）。一方，界面活性剤 は植物の幼苗期に高濃度で吸収されると薬害の要因とな ることが知られており，また界面活性剤の種類（イオン 性，化学構造）
，
使用濃度により薬害程度は異なる（森ら，2008
）。育苗箱施用粒剤は，底面に穴の開いた樹脂製の 容器（幅30 cm，長さ 60 cm，深さ 3 cm（標準的な育苗
箱））に通常50 g
が施用され，本田用1
キロ粒剤に比べ 単位面積当たりに処理される量が非常に多く（表―1
），
かつ播種時から移植時までの苗が密集している状態での 薬剤施用となるため，使用する界面活性剤の種類，使用 量については，薬害面も考慮して選抜する必要がある。4
増量剤押し出し造粒法においては，クレー，ベントナイト，
タルク，炭酸カルシウム，酸性白土，珪藻土等が増量剤 として使用される。また，液体の有効成分を粒状担体に 含浸させる方法，有効成分を粒状担体に結合剤を用いて 被覆する方法（コーティング造粒法）においては，粒状 の珪砂，炭酸カルシウム，ベントナイト，ゼオライト，
軽石等が用いられる（米村，
1997
）。増量剤の選抜は，有効成分との相性（有効成分が分解しない，有効成分の 増量剤への吸着性等）を考慮することが重要である。
II 製 造 方 法
粒剤の造粒方法としては種々のものが知られている が，育苗箱施用粒剤には，一般的な造粒法である「押し 出し造粒法」と「コーティング造粒法」の二つが主に使
用される。「押し出し造粒法」は，有効成分，結合剤，
界面活性剤，増量剤を均一に混合し，これに水を加えて 混練したものを円形の細孔を有するスクリーンから押し 出し成型する方法であり，製造された粒剤の形状は円柱 状となる。その大きさは造粒する際に使用するスクリー ンの細孔径でコントロールが可能である。一方，「コー ティング造粒法」は，核粒である粒状担体の表面に有効 成分，界面活性剤等を結合剤を用いて被覆する方法であ る。製造された粒剤は，核粒である粒状担体の形状や大 きさによって決まり，一般的には不定形の形状である。
また，有効成分を添加せず，結合剤，界面活性剤，増量 剤を混合し，押し出し造粒法で得られた粒状の空粒の表 面に有効成分を被覆して粒剤を製造することもできる。
なお，この場合の粒の形状は，円柱状となる。
III 製 剤 技 術
育苗箱施用粒剤の製剤設計にあたり，二つの注意点が ある。その一つは，「散布機械への適合性」であり，粒 剤の大きさ，見かけ比重，粒数（単位重量当たりの粒数）
等の物理性が重要な項目となる。これら物理性は，例え ば，押し出し造粒法であれば造粒時のスクリーン細孔径 の調整，コーティング造粒法であれば使用する粒状担体 の選択などで対応され，さらに，造粒した粒剤を篩分け するなどの方法で対応することもできる。
もう一つの注意点は，「薬害回避と残効性の付与」で ある。有効成分自体が育苗箱施用に高い適合性を有する ことが望ましいが，もし，稲体への薬害や長期残効性が 劣る等の懸念がある場合は，製剤技術で改善する必要が ある。その改善方法の一つとして最近よく使用される方 法に溶出制御技術（徐放化，溶出促進）があるので，以 下に紹介する。
1
徐放化薬害に課題のある有効成分の製剤化にあたっては徐放 化技術がよく使用される。徐放化技術としては，有効成 分のマイクロカプセル化，サイクロデキストリンでの包 接化等有効成分自体を加工する技術もあるが，粒剤を加 工する徐放化技術についても様々なものがあるので，以 下に示す。
粒剤の徐放化技術としては，①有効成分が吸着しやす いゼオライトのような増量剤を使用して，有効成分の溶 出を抑える技術（ゼオライトのような増量剤と有効成分 などを混合し，押し出し造粒法にて製造）
，②樹脂，ワ
ックス等の撥水性物質を使用して，粒剤中への水の侵入 を抑制することで有効成分の溶出を抑える技術（撥水性 物質と有効成分等を混合し，押し出し造粒法にて製造）表−1 本田用1キロ粒剤と育苗箱施用粒剤の単位面積当たりの 施用量
製剤 施用量 1 m2当たりの施用量
本田用1キロ粒剤 1 kg/10 a 1 g
育苗箱施用粒剤 50 g/箱（0.18 m2）
（20箱/10 a） 278 g
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水稲用育苗箱施用粒剤〜利用の現状と今後の課題〜 355
などがある。これらの徐放化技術は，水溶解度が極端に 高くない有効成分の場合に比較的有効であり，また，製 造も容易で製造コストが徐放化技術の中では比較的安価 であるのが特徴である。しかし，上記①の有効成分が吸 着しやすい増量剤を使用する技術は，有効成分と増量剤 の相性によるものなので汎用的に使用できるものではな く，また，上記②の粒剤中への水の侵入を抑制する技術 は，粒剤表面にも有効成分が存在し（図―2，a）
，これら
の有効成分は溶出しやすいために，薬害発生の最高許容 濃度が低い有効成分（稲体中に低濃度吸収された場合で も，薬害を引き起こしてしまう有効成分）や，特に水溶 解度が高い有効成分の場合は，薬害回避が難しいという 課題がある。そこで，水溶解度が高く，薬害発生の最高許容濃度が 低い有効成分においては，粒剤中からの溶出をさらに強 く抑えることが必要となり，その徐放化技術として，有 効成分を含有した粒剤の表面を非水溶性の膜で被覆（コ ーティング）するという方法がある。非水溶性の膜とし ては，酢酸ビニル，ポリウレタン等の樹脂や，ワックス 等が用いられるが，有効成分の徐放化からは各材料の耐 水性，皮膜強度，膜厚等，製造性からはガラス転移点や 造膜温度等を考慮し，それぞれの有効成分に応じた材料 を選抜する。なお，この方法は，非水溶性の膜を粒剤の 表面に被覆するため製造コストが高くなるという課題は あるが，粒剤表面が皮膜で覆われるため（図―
2 ， b
），有
効成分の溶出が非常に強く抑えられ，徐放化技術として は優れている。また，この技術により，有効成分が徐放化され過ぎて しまい，十分な殺虫・殺菌効果が発揮されないという場 合がある。このような場合には，粒剤中からの初期の有 効成分の溶出をできるだけ抑え，稲体の成長とともに，
有効成分を多く溶出するような溶出パターン（時限放出 型，シグモイド型，図―3）を有する徐放化技術もある。
その製剤例として，農薬活性成分とアルギン酸系化合物 を有する粒状物を，樹脂により被覆することを特徴とす る被覆粒状農薬（特許第
3798687
号）などがある。2
溶出促進水溶解度が低い有効成分の場合，粒剤中から有効成分 が溶出しにくく，十分な殺虫・殺菌効果が得られない場 合がある。そのような場合は，粒剤中から有効成分の溶 出を促進させる必要がある。溶出促進の方法としては，
①有効成分を粉砕し粒子径を小さくする，②有効成分の 溶出を促進する界面活性剤を使用する，③粒状担体の表 面に，有効成分を被覆する（コーティング造粒法）等が あるが，特に水溶解度が低い有効成分の場合は，コーテ ィング造粒法が適する。なお，コーティング造粒法は，
粒状担体の表面に有効成分が被覆されているので，輸送 時や薬剤散布時等の衝撃で，有効成分が剥離しないよう に，結合剤などの選抜が重要となる。
3
徐放化と溶出促進有効成分を複数含有する混合剤においては，場合によ っては，「薬害軽減」と「殺虫・殺菌効果（残効性など）
の向上」の二つが必要になる場合があり，前記した徐放 化と溶出促進を合わせ持った製剤化が必要となる。この ような場合は，①徐放化した粒剤の表面に，コーティン グ造粒法で殺虫・殺菌効果を向上させたい有効成分を被 覆する，②徐放化した粒剤とコーティング造粒法で溶出 促進した粒剤の二つの粒剤を混ぜた混合粒剤とする，等 の方法がとられる（黒津，
2013
）。お わ り に
今日，水稲用育苗箱施用粒剤として様々な殺虫剤，殺 菌剤の混合剤が開発され，同時に散布機械の開発も進
有効成分
皮膜
有効成分 樹脂，ワックス
a b
図−2 徐放化した粒剤（断面）のイメージ図
A
B
C D
100 80 60 40 20 0
時間
有効成分溶出率︵％︶
図−3 溶出パターン曲線 A：非徐放化．
B：一般的な徐放化．
C：時限放出型徐放化．
D：シグモイド型徐放化．
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み，稲作栽培の病害虫防除の省力化が進んでいる。一方，
有効成分によっては，薬害や長期残効性の問題等で育苗 箱施用剤としての開発が困難な場面にも遭遇する。今 後，製剤技術の進歩によりこのような有効成分でも使用 が可能となり，また，新たな有効成分の開発により，播 種から収穫期までの全期間の防除が育苗箱施用処理で完 結されるようになるなど，さらに一層の省力化が進むこ
とを期待したい。
引 用 文 献
1）黒津裕一（2013）: 応用が拡がるDDS 人体環境から農業・家 電まで，NTS，東京，p.417〜429．
2）森 宣彰ら（2008）: 第28回農薬製剤・施用法シンポジウム講 演要旨，p.35．
3）大渕 悟（1997）: 農薬製剤ガイド，日本農薬学会 農薬製剤・
施用法研究会 編，東京，p.104〜109．
4）米村伸二（1997）: 同上，p.14〜16．
