(57)【要約】従来，スギ，ヒノキに代表される人工林では，間伐，抜打ち等の森林整備亡よって，立木密度を低下させることで森林内照度を確保すれば森林の機能が回復するとされてきた。  しかし，過密に植栽された人工林内は低照度によって維持されている期間が長いことから土壌の酸性化の進行が顕著となって植生の回復していない箇所が多くなっている。また，酸性硫酸塩土壌等の特殊土壌であることから土壌ｐＨが著しく低下して強酸性となっている箇所においても，そのまま放置した状態で土壌環境の改善が望めない。  転炉スラグ（３）と有機質資材（４）とを混合してなる客土（２）に植物の種子（８）や肥料（９）及び粘結剤（１０）からなる添加材（７）を加えたものを酸性緩和基盤材（１）とし，当該酸性緩和基盤材（１）を土壌ｐＨが低下して強酸性土壌となっている対象地（Ｇ）に供給する構成。
2012133877.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転炉スラグと有機質資材とを混合してなる客土に植物の種子や肥料及び粘結剤を加えたものを酸性緩和基盤材とし，当該酸性緩和基盤材を土壌ｐＨが低下して強酸性土壌となっている対象地に供給することで酸性を緩和する転炉スラグを用いた酸性緩和工法。
【請求項２】
転炉スラグと微生物発酵等のプロセスを経たバーク堆肥単独または，このバーク堆肥に未分解の草本，木本のチップの少なくとも一種を加えたバーク系の有機質資材と，当該バーク堆肥または未分解の草本，木本チップを極強酸性の酢液に浸して養生することによって腐植含有量が３．０％以上に生成される腐植土を混合した客土に植物の種子や肥料及び粘結剤からなる添加材を加えたものを酸性緩和基盤材とし，当該客土のうち，有機質資材と腐植土に対する転炉スラグの配合割合を容量換算で０．５〜９０％に設定し、配合された酸性緩和基盤材を吹付機内で混合して対象地への吹き付けを行うようにした請求項１記載の転炉スラグを用いた酸性緩和工法。
【請求項３】
転炉スラグと微生物発酵等のプロセスを経たバーク堆肥単独または，このバーク堆肥に未分解の草本，木本のチップの少なくとも一種を加えたバーク系の有機質資材と，当該バーク堆肥または未分解の草本，木本チップを極強酸性の酢液に浸して養生することによって腐植含有量が３．０％以上に生成される腐植土を混合した客土に植物物の種子や肥料，粘結剤からなる添加材を加えた客土に対して容量換算で０．５〜９０％配合したものを用いることとし，配合された酸性緩和基盤材を人力によって播き出して，当該対象地へ供給する請求項１記載の転炉スラグを用いた酸性緩和工法。
【請求項４】
転炉スラグと微生物発酵等のプロセスを経たバーク堆肥単独または，このバーク堆肥に未分解の草本，木本のチップの少なくとも一種を加えたバーク系の有機質資材と，当該バーク堆肥または未分解の草本，木本チップを極強酸性の酢液に浸して養生することによって腐植含有量が３．０％以上に生成される腐植土を混合した客土に植物の種子や肥料，粘結剤からなる添加材を加えた客土に対して容量換算で０．５〜９０％配合したものを用いることとし，配合された酸性緩和基盤材を油圧ショベルで対象地の対象土壌と混合しながら，当該対象地へ供給する請求項１記載の転炉スラグを用いた酸性緩和工法。
【請求項５】
バーク系の有機質基材のバーク堆肥は，Ｃ／Ｎ比で３５以下，有機物含有量７０％以上の資材を用いることとしｐＨ（Ｈ２Ｏ）で２．０〜９．０，電気伝導度が２．０ｍＳ／ｃｍ以下の値のものを用いた請求項１記載の転炉スラグを用いた酸性緩和工法。
【請求項６】
強酸性土壌のｐＨを上昇させる緩衝資材としての転炉スラグは，ｐＨ（Ｈ２Ｏ）で１１．０以上のものを用いた請求項１記載の転炉スラグを用いた酸性緩和工法。
【請求項７】
森林および強酸性土壌のｐＨを上昇させる緩衝資材としての転炉スラグは，粒径φ＝５００ｍｍ以下のものを用いた請求項１記載の転炉スラグを用いた酸性緩和工法。
【請求項８】
客土に混合する肥料については，強酸性の対象地の土壌の化学性の分析値を用いて陽イオン交換容量に占めるＣａ，Ｍｇ，Ｋ等の塩基量の過不足量に見合った施肥設計を用いた請求項１記載の転炉スラグを用いた酸性緩和工法。
【請求項９】
対象地の土壌分析結果から，Ｃａ，Ｍｇ，Ｋ等の塩基類を吸着する機能である陽イオン交換容量が砂丘未熟度となる１０．０ｍｅｑ／１００ｇ以下となる場合には，陽イオン交換容量を高めるゼオライト系資材を混合する請求項１記載の転炉スラグを用いた酸性緩和工法。
【請求項１０】
Ｔ−Ｆｅが５％以上、Ａｌ２Ｏ３が５％以下、Ｐ２Ｏ５が１．０％以上のものを用いる請求項１記載の転炉スラグを用いた酸性緩和工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，間伐，抜打ち等の森林整備が遅れることで土壌の酸性化が進行して土壌養分が流亡，団粒化が損なわれて土砂流出防止等の公益的機能が維持できなくなったスギ，ヒノキ等の人工林や酸性硫酸塩土壌等の特殊土壌であることから強酸性となって土壌ｐＨの著しい低下を起こしている対象地に対して，鋼を作る際に発生する転炉スラグと有機質資材等を混合した客土を植生基材吹付機で対象面に吹き付ける手法や播き出す手法，油圧ショベルで混合する手法によって，土壌ｐＨが著しく低下して機能不全となっている土壌構造の改善することを可能にしたものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的にスギ，ヒノキに代表される人工林では，間伐，枝打ち等の森林整備事業によって，立木密度を低下させることで森林内照度を確保すれば森林の機能が回復するとされてきた。しかし，過密に植栽された人工林内は低照度によって維持されている期間が長いことから土壌の酸性化の進行が顕著となっている。
また，酸性硫酸塩土壌等の特殊土壌によって土壌ｐＨが著しく低下して強酸性となっている箇所においても，そのまま放置した状態で土壌環境の改善が望めない状態となっている。その対処法として，無機物である石灰岩砕石，鉱滓スラグ，貝殻類およびコンクリート廃材等を用いて酸性緩和をする方法とアルカリ資材に有機質資材を混合した酸遮断層を設けて酸性緩和してきた経緯がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−６１１１９号公報の発明
【特許文献２】特開２０００−２６５４７０号公報の発明
【特許文献３】特開２０００−２８２０３４号公報の発明
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが，上記の従来工法の無機質である石灰岩砕石，鉱滓スラグ，貝殻類およびコンクリート廃材等を酸性緩和に単体で用いる手法では，アルカリ無機物の粒径を酸性緩和の効果の過度の発現を緩和するために調整しなければならず，アルカリ資材単独で用いることから，粒径を大きくしないと固化してしまい土壌水分の浸透が著しく悪くなることも問題となっていた。
また，アルカリ資材に有機物資材を混合して酸性遮断層を作る方法も考案されているものの，植栽木の土壌に酸性の緩衝機能がないことから，緩衝酸性土壌の影響を遮断層で緩衝できずに植栽木が枯死することが問題となっている。【０００５】
ｐＨが４．４を下回る環境であることから養分を持つ力である陽イオン交換容量（ＣＥＣ）が著しく低下し，アルミニウム等の有害な塩基分が流れ出し，土壌構造が単粒化してしまう土壌環境に対して有機質資材であるパーク堆肥に強アルカリ資材である転炉スラグ，肥料，ゼオライト等を混合した植生基盤を吹き付け，播き出し，油圧ショベルで混合することで，植物が成長する土壌環境となると伴に酸性緩和も行える植生基盤を造成できるようにした。【０００６】
また，間伐，枝打ち等の森林整備が遅れることで土壌の酸性化が進行して土壌養分が流亡，団粒化が損なわれて土砂流出防止等の公益的機能が維持できなくなったスギ，ヒノキ等の人工林や酸性硫酸塩土壌等の特殊土壌であることから土壌ｐＨの著しい低下して強酸性土壌となっている対象地に対し，鋼を作る際に発生する転炉スラグと有機質資材を混合した低下して機能不全となっている土壌構造を改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１は，転炉スラグを用いた酸性緩和工法において，間伐，枝打ち等の森林整備が遅れることで土壌の酸性化が進行して土壌養分が流亡，団粒化が損なわれて土砂流出防止等の公益的機能が維持できなくなったスギ，ヒノキ等の人工林や酸性硫酸塩土壌等の特殊土壌であることから土壌ｐＨが著しく低下して強酸性土壌となっている対象地において、転炉スラグと有機質資材とを混合してなる客土に植物の種子や肥料及び粘結剤を加えたものを酸性緩和基盤材とし，当該酸性緩和基盤材を土壌ｐＨが低下して強酸性土壌となっている対象地に供給することによって土壌ｐＨが著しく低下して機能不全となっている土壌構造を改善できるようにしたものである。【０００８】
本発明の第２は，第１の発明に係る転炉スラグを用いた酸性緩和工法において，転炉スラグとバーク堆肥単独またはパーク堆肥に微生物発酵等のプロセスを経た未分解の草本，木本のチップの少なくとも一種を加えたバーク系の有機質資材と極強酸性の酢液に浸して養生することによって生成される腐植土を混合してなる客土に植物の種子や肥料及び粘結剤を加えて酸性緩和基盤材とし，当該客土のうち，有機質資材と腐植土に対する転炉スラグの配合割合を容量換算で０．５〜９０％に設定し，配合された酸性緩和基盤材を上記対象地に吹き付けを行うようにしたものである。【０００９】
本発明の第３は，第１の発明に係る転炉スラグを用いた酸性緩和工法において，転炉スラグは，堆肥単独及び微生物発酵等のプロセスを経た未分解の草本，木本のチップを可とするバーク系の有機質資材又は極強酸性の酢液に浸して養生することによって生成される腐植土に対して配合割合を容量換算で０．５〜９０％に設定し，配合された酸性緩和基盤材を人力によって播き出して，対象地に残置するようにしたものである。【００１０】
本発明の第４は，第１の発明に係る転炉スラグを用いた酸性緩和工法において，転炉スラグは，堆肥単独及び微生物発酵等のプロセスを経た未分解の草本，木本のチップを可とするバーク系の有機質資材又は極強酸性の酢液に潰して養生することによって生成される腐植土に対して配合割合を容量換算で０．５〜９０％に設定し，配合された酸性緩和基盤材を油圧ショベルで対象地の土壌と混合しながら，当該対象地へ供給するようにしたものである。【００１１】
本発明の第５は，第１の発明に係る転炉スラグを用いた酸性題和工法においてバーク系有機質資材のバーク堆肥は，Ｃ／Ｎ比で３５以下，有機物含有量７０％以上の資材を用いることとし，ｐＨ（Ｈ２Ｏ）で２．０〜９．０，電気伝導度が２．０ｍＳ／ｃｍ以下の値のものを用いるようにしたものである。【００１２】
本発明の第６は，第１の発明に係る転炉スラグを用いた酸性緩和工法において，強酸性土壌のｐＨを上昇させる緩衝資材としての転炉スラグは，ｐＨ（Ｈ２Ｏ）で１１．０以上のものを用いるようにしたものである。【００１３】
本発明の第７は，第１の発明に係る転炉スラグを用いた酸性緩和工法において，強酸性土壌のｐＨを上昇させる緩衝資材としての転炉スラグは，粒径φ＝５００ｍｍ以下のものを用いるようにしたものである。【００１４】
本発明の第８は，第１の発明に係る転炉スラグを用いた酸性緩和工法において，客土に混合する肥料については，強酸性の対象地の土壌の化学性の分析値を用いて陽イオン交換容量に占めるＣａ，Ｍｇ，Ｋ等の塩基量の過不足量に見合った施肥設計を用いるようにしたものである。【００１５】
本発明の第９は，第１の発明に係る転炉スラグを用いた酸性緩和工法において，対象地の土壌分析結果から，Ｃａ，Ｍｇ，Ｋ等の塩基類を吸着する機能である陽イオン交換容量が砂丘未熟度となる１０．０ｍｅｑ／１００ｇ以下となる場合には，陽イオン交換容量を高めるゼオライト系資材を混合するようにしたものである。【００１６】
本発明の第１０は，第１の発明に係る転炉スラグを用いた酸性緩和工法において，強酸性土壌の緩和および植物に有用な資材としての転炉スラグはＴ−Ｆｅが５％以上，Ａｌ２Ｏ３が５％以下，Ｐ２Ｏ５が１％以上のものを用いるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は上記の構成であることから，次の効果がある。すなわち、土壌ｐＨが著しく低下して強酸性土壌となっている対象地に酸性緩和基盤材を供給して残置させることによって土壌ｐＨが著しく低下して機能不全となっている土壌構造を改善することができる。【００１８】
また，有機質資材と転炉スラグからなる客土に種子や肥料，粘結剤を混合した酸性緩和基盤材を用いることにより，酸性化が進行して機能不全となっている土壌の改良ができ，植生が成育し易い環境へと移行することが期待できる。【００１９】
上記の土壌改良効果の実現は，対象となる強酸性土壌が降雨等の外的ストレスによって流亡し難い環境とすることが可能となる。そして，基材の対象面への残置についてはハイドロシーダ又はモルタル吹付機によるノズル噴射，人力による播き出し，油圧ショベルによる鋤込み混合が実施可能であり，通常の土木工事で利活用されている機械の利用が可能である。【００２０】
さらに，本発明にあっては，土壌の塩基飽和度を有機質資材に対して転炉スラグの混合量を可変することにより変更できることから，対象地周辺の植生環境に見合った土壌環境とすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施工程を示す概略説明図である。
【図２】本発明の酸性緩和基盤材を対象地に播き出す模式図である。
【図３】本発明の酸性緩和基盤材を対象地で油圧ショベル等の建設機械を土壌と混合する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（１）土壌の団粒化を維持できる土壌環境では，土壌ｐＨが５〜６となるのに比較する，現在の間伐や抜打ち等の森林整備が遅れている森林土壌や酸性硫酸塩土壌等の酸性化し易い土壌環境ではｐＨ４．４以下となってしまい，有機物及び有機物由来の塩類等が流亡して土壌構造が単粒化して砂質化してしまっていることを確認したことにある。
このような環境では，植生の成育が著しく阻害されることから，降雨等の外的ストレスに対しても非常に弱くなっている。
（２）有機物資材であるバーク系堆肥は，樹皮や廃材等を１〜２年程度養生した後に製品化されるので，初期の段階ではｐＨが８程度のアルカリ性となる。
しかし，このような資材単独では，単粒化した土壌粒子を結びつける機能が低いことから強アルカリとなる転炉スラグを用いることによって，土壌の団粒化を図る。
（３）バーク系有機質資材及び転炉スラグは，降雨が連続すると流亡してしまうことが懸念される。このように導入した客土が流亡しないようにするために酢酸ビニール系粘結剤や中性の無機系固化剤を酢酸ビニール系では，１ｍ３に対して１ｋｇ，無機系固化剤では１０〜２０ｋｇを添加することで問題を解決している。
（４）粒径がφ＝１０ｍｍ以上やφ＝２ｍｍ以下の転炉スラグでは，基材の混合時に吹付け機内で詰まるので，粒径についてはφ＝２〜５ｍｍ程度のものを用いることで解決している。なお，吹付け用ノズルを用いないで対象地に載置する施工においては、最大５００ｍｍ以下大径塊のものを用いることができる。
（５）転炉スラグの保有する成分で植物にとって栄養素となる成分としてＴ−Ｆｅ，Ｐ２Ｏ５がある。転炉スラグが保有するＣａＯ量とのバランスより植物に供給できる栄養素については，転炉スラグ成分でＴ−Ｆｅが火成岩の平均の３．１％（京都大学学術出版会：土とは何だろうか？）よりも高５％以上Ｐ２Ｏ５が火成岩の平均の０．３％（京都大学学術出版会：土とは何だろうか？）よりも高い１％以上保有することが必要である。また，栄養素であるＰ２Ｏ５の植物への吸収を阻害するＡｌ２Ｏ３は，堆積岩である砂岩平均の４．８％（京都大学学術出版会：土とは何だろうか？）となる５％以下を保有する転炉スラグが必要である。
（６）土壌の養分を吸着する機能である陽イオン交換容量の値が，砂丘未熟土３．０〜１０．０ｍｅｑ／１００ｇ（農業技術大系土壌施肥編  第４巻  土壌診断・生育診断）に相当する貧養分保持状態の１０．０ｍｅｑ／１００ｇ以下となった場合には，陽イオン交換容量を高めるゼオライト系の資材を混合する。
【実施例】
【００２３】
次に，本発明の実施例を説明する。図１において，１は酸性緩和基盤材，２は客土，３は転炉スラグ，４はバーク系の有機質資材，５は有機質部材である。また，６は人工腐植土，７は添加材であり、種子８，肥料９，粘結剤１０とからなる。
上記の酸性緩和基盤材１は，客土２と添加材７を混合したものである。【００２４】
また，客土２は転炉スラグ３と，バーク堆肥単独のもの又はバーク系堆肥と微生物発酵等のプロセスを経た未分解の草本，木本のチップとからなる有機質部材５と，人工腐植土６とを混合したものである。【００２５】
上記の有機質資材４は，バーク堆肥単独のものと，又はバーク堆肥と微生物発酵等のプロセスを経た未分解の草本，木本のチップとからなる有機質部材５と人工腐植土６を混合したものである。上記のバーク堆肥は，Ｃ／Ｎ比３５以下，有機質含有量７０％以上の資材を用いることとし，具体的にはバーク堆肥単独及び未分解の草本，木本のチップ等を用いる。そして，ｐＨ（Ｈ２Ｏ）で５．５〜７．５，電気伝導度が０．９ｍＳ／ｃｍ以下の値のものを利活用する。５は転炉スラグであり，ｐＨ（Ｈ２Ｏ）で１１．０以上の値のものを利活用する。【００２６】
また，人工腐植土６は，極強酸性の酢液にバーク堆肥または未分解の草本，木本チップを浸漬して養生することによって生成されるものである。【００２７】
客土２に混合する添加材７は，市販又は対象地周辺で植物から直接採取したもの及び対象地周辺で植物から直接採取したもの及び対象地周辺の土地で休眠しているものを用いる草本，木本の種子８，肥料９，粘結剤１０とからなる。【００２８】
１１は客土を酸性緩和基盤材の吹付機に搬送するベルトコンベア，１２は発電機，１３はコンプレツサ，１４は酸性緩和基盤材１の吹付機であり，ハイドロシーダ又はモルタル吹付機の圧送型ノズル噴射式を用いるものとする。１５は水汲み上げポンプ，１６は水槽，１７は配電盤，１８は酸性緩和基盤材１を強酸性対象地Ｇに吹き付ける吹付機１５の噴射ノズルを示す。図３で１９は酸性緩和基盤材１を対象地Ｇの土壌を鋤込んで混合するための油圧ショベルを示す。【００２９】
「具体的な施工例」
（１）転炉スラグ３とバーク系堆肥等の有機質部材５と人工腐植土６からなる有機質資材４を混合して客土２とし，さらに，これに種子７，肥料８，粘結剤９からなる添加剤７を加えて酸性緩和基盤材１とする。
（２）酸性緩和基盤材１をハイドロシーダ又はモルタル吹付機１４を使って対象地Ｇにノズル噴射にて吹き付ける。
（３）強酸性対象地Ｇの目的に応じて厚さ１．０〜５．０ｃｍ程度に吹き付けて酸性緩和基盤層Ａを形成する。
なお、粒径が最大５００ｍｍ以下で吹付け用ノズルで吹付けられない程の大径塊の酸性緩和基盤材１は手作業で対象地Ｇに適宜間隔を置いて載置する。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は，荒廃した森林および酸性硫酸塩土壌であることから強酸性土壌となって植生の侵入が起こらない箇所に対して，転炉スラグを投与することによって緩効的に持続的なアルカリ供給を行うこと行い，自然復元することが期待できる。
【符号の説明】
【００３１】
１……酸性緩和基盤材
２……客土
３……転炉スラグ
４……バーク系の有機質資材
５……有機質部材（バーク堆肥・腐植土）
６……人工腐植土
７……添加材
８……種子
９……肥料
１０……粘結剤
１１……コンベア
１２……発電機
１３……コンプレッサ
１４……酸性緩和基盤材の吹付機
１５……水汲み上げポンプ
１６……水槽
１７……配電盤
１８……噴射ノズ
１９……油圧ショベル
Ｇ……対象地
１８……噴射ノズ
１９……油圧ショベル
Ｇ……対象地
【図１】
2012133877.tif 000003
【図２】
2012133877.tif 000004
【図３】
2012133877.tif 000005
【国際調査報告】
2012133877.tif 000006
2012133877.tif 000007
2012133877.tif 000008
2012133877.tif 000009