(57)【要約】【課題】        本発明は、堆積岩土壌に無機酸を加えて得られる非晶質鉄水和複合体を水の電気分解で得られる水素ー酸素混合気体と共にマイクロバブル化して反応させる事を特徴とする新規土壌改善剤の製造方法及び其の方法に依って得られる土壌改善剤を提供する事を課題とする。【課題を解決する為の手段】        上記課題を解決する為に本発明に於いては、先ず第一に堆積岩土壌に無機酸特に硫酸を加えてキレート能の強い非晶質鉄水和複合体を生成して抽出し、此の抽出希釈液と水の電気分解で得られる水素ー酸素混合気体とをマイクロバブル化して反応させ、還元力の向上した新規土壌改善剤を提供する事を特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定量の堆積岩土壌に無機酸を加えて得た非晶質鉄水和複合体の抽出液を、水の電気分解で得られる水素及び酸素混合気体と共にマイクロバブル化して反応させる事を特徴とする土壌改善剤の製造方法。
【請求項２】
前記水素及び酸素の体積比が２対１である事を特徴とする請求項１記載の土壌改善剤の製造方法。
【請求項３】
請求項１及び２何れか記載の製造法で生成され、酸化ー還元能力を高められた土壌改善剤。
【請求項４】
請求項１及び２の何れかに記載の製造法で生成され、体内での免疫能力を高められた家畜用飲料水。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】          本発明は、堆積岩土壌からの無機酸抽出物水溶液（以下Ｐ液と呼称する）の水素濃度及び溶存酸素濃度を高めた非晶質鉄水和化合物の複合体より成る土壌改善剤の製造方法並びに其の方法に依って得られる物質に関する。
【技術的背景】
【０００２】          近時、地球の環境汚染が深刻な問題と成り、環境問題に関心が高まると同時に、地球の温暖化や、食の安全の問題等が、毎日の様に報ぜられ、地球的規模の問題としてマスコミ界に取り上げられ、それ等の対策として夫々活発な研究が行なわれ、種々解決策や様々な防止策が発表され、提案されている。
【０００３】          上記の諸問題の内、食の問題は、地球温暖化、バイオ燃料の生産等に依る将来の世界的食料不足、農薬の多使用、残留農薬等に依る食の安全の問題等々の切実な問題が発生しているが、後者の問題に就いては、法律に依る厳重な使用上の規則に依り、その安全は何とか維持されているのが実情で、前者の食糧不足に対する対策としては、特定の国に於ける主食備蓄、例えば我国に於いては備蓄米としての対策が採られているに過ぎないが、民間に於いてはサツマイモ、シモンイモ等の粉末の備蓄等に真剣に取り組み始めた企業が出始めているのが実情である。
【０００４】          更に又、農作物の生産現場では、長年の土壌の疲弊や、農薬、化学肥料の多用に依り、農産物、特に根菜の病虫害に依り、効率的な連作は不可能に成って来ており、又現在の化石燃料の高騰に伴って化学肥料等は、農業従業者にとって極めて深刻な経済的問題を投げ掛けており、更には上記食の安全対策としての減硝酸塩問題や、栄養価の高い優良農作物需要の急増への対応や、地球温暖化対策としてのＮ２Ｏ問題等、将来考慮せねばならない重大な環境問題が続発している。
【０００５】          そこで、土壌の地力を上げることで窒素肥料の削減を図り、上記問題の幾つかは解決する事が出来たが、戦後、化学肥料と農薬の多施肥、効率化手法が広く定着してしまっている為、減肥、減農薬の技術（地力の向上）は、殆ど行なわれる事無く忘れ去られてしまっている。
【０００６】          然しながら、極く一部の農業従業者は、早くからこの地力や食の安全性の重大さに気付き、過大な労力と時間を必要とする堆肥に依る昔ながらの農業手法に依って土壌改良を行い、安全且つ美味な農作物の収穫に成功しているが、現在の若者の農業離れと就業者の高齢化の現実から、この堆肥を使用する腐植農業技術は、充分普及するに至っていないのが実情である。
【０００７】          一般に堆肥等の有機化合物の混合物を原料とする肥料は、上記した様に、無機化学肥料を多用して疲弊した地力を回復させる効果が有るので、食の安全、地球温暖化の防止等の問題との関係に於いて、近時其の研究が活発化し、種々な技術が提案され、開示されている。
【特許文献１】          ＷＯ２００２−７９４８３号
【特許文献２】          特開２００３−３３５７９２号
【０００８】          総じて、此れ等の技術に依って生産される物質は、所定条件で、自然界に存在する堆積岩土壌の無機酸抽出液を、有機化合物の混合物に添加して発酵させて得られるものであるから、前記無機酸抽出ミネラル液に含まれるＦｅ（ＯＨ）３成分と有機化合物成分とから、前者の土壌改善効果と後者の発酵によって得られる肥料効果とを兼ね備えたフェリハイドライト腐植複合体を提供できる。
本発明も又、この種フェリハイドライト土壌改善剤特に、其の水素−酸素の含有濃度を一層向上させた土壌改善剤の製造方法並びに其の方法に依って生成された物資に関するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】          上記特許文献１及び２の技術に使用する有機化合物混合物の腐植前駆体を生成するイオン水は、本発明の土壌改善剤やそれに従続する腐植前駆体並びに腐植複合体の生成に利用するものであって、自然界に存在する堆積岩（玄武岩、安山岩を含む）土壌に、無機酸例えば硫酸を加えた溶液から抽出された金属イオン特に鉄を主成分とする珪素、マンガン、チタン、マグネシウム、カルシウム等を含む水溶液（Ｐ液）の特性を利用するものである。【００１０】          この種イオン水（Ｐ液）は、上記する如く、Ｆｅ（ＯＨ）３、Ｆｅ（ＯＨ）２＋及びＳＯ４＋＋を含有し、其のＰＨの変化（ＰＨ５．５−７．０）で非晶質体を形成し、強いキレート力を備えていて、水素（Ｈ２）と酸素（Ｏ２）を抱え込むことが出来る特性を有している水溶液である。【００１１】          この様なフェリハイドライト（Ｆｅ）ＯＨ３非晶質キレート化合物は、金属イオン例えば鉄イオンを蟹のはさみの如きキレート剤（ＥＢＴＡ又は有機酸等）で挟んで結合（配位結合）し、キレート塩（キレート鉄又はキレート酸鉄）を形成する。
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【００１２】          此れ等キレート化合物は、Ｆｅ（ＯＨ）３と有機化合物とから形成されてい
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を形成する事が出来、更に其の還元ー発酵工程を経て堆肥化されるので、前記土壌改善剤としての性能に加えて、通常の有機物堆肥としてのフェリーハイドライト腐植複合体を形成することが出来る。
又、前記フェリハイドライトは、比表面積が広く、前記した様に、有機化合物のＯＨ基、Ｏ基との多くの結合腕を備えているので、後者との強い接触能、凝集形成能を有し、有機物又は生物に結合た濃縮有害物質を無毒化して、沈降除外する性能を備えている。【００１３】          一方、前記特許文献１に記載の如く、此の様なフェリハイドライトの非晶質体の形成は、前記Ｐ液のＰＨの変化に依って変化することが知られており、特にＦｅ（ＯＨ）３及びＦｅ（ＯＨ）２イオンとは、蛋白質、脂質のカルボキシル基、カルボニル基の酸素と配位結合して、前記した高分子のキレート非晶質体を形成するが、この非晶質体の形成過程では、その反応環境は還元状態である事が必要であり、フェリハイドライトの原料となるＦｅ（ＯＨ）３の存在が必要である。【００１４】          一方、前記Ｐ液は、上記の如く、種々な金属イオンを含んでいるが、鉄イオンが最も多く、ＰＨ３以下ではＦｅ３＋として、ＰＨ３−４では、Ｆｅ３＋、Ｆｅ（ＯＨ）２＋として存在し、ＰＨ５以上では、Ｆｅ（ＯＨ）２＋，Ｆｅ（ＯＨ）２＋及びＦｅ（ＯＨ）３として存在する。
従って、フェリハイドライト腐植複合体を製造する為には、フェリハイドライトを必要とするので、その原料となるＦｅ（ＯＨ）を包含する事が必要であり、又、この工程に於けるＰ液のＰＨは、５以上に維持する事が必要である。【００１５】          更に又、このＰ液内に含有されるマグネシウム及びカルシウムの量は、Ｆｅ（ＯＨ）３の形成に影響を与えるので、此れ等両者の和が、この水溶液中に含まれる鉄の量の３０％重量未満とするのが好ましく、純鉄Ｆｅ３＋や、針鉄鉱（α−ＦｅＯＯＨ）等の残渣を分離除去して使用するのが好ましい。【００１６】          他方、本出願人等は、特願２００８−２８０８４号に於いて、青森県産の赤黄土から抽出された水溶液を特定量のマイクロバブル水に混合して、農作物栽培土壌に散布し、その耕作地の土壌を改善する事を提案した。【００１７】          この際のマイクロバブルは、直径約５０ミクロン以下の気泡を含み、夫々の気泡表面は負に帯電し、水中をゆっくりと浮遊しながら溶存酸素濃度を高めると共に、正に帯電した水中の微細塵等を吸着して浮上する特性を備えているものである。【００１８】          又、自己加圧系のバブルであるから、水中で縮小しながらゆっくりと上昇し、約２０ミクロン以下のバブルを経て水中で消滅し、此の消滅時に数千気圧の所謂圧壊現象を起こして、土壌等の耕作作用や、殺菌、消毒作用を達成する。
従って本発明に於いては、上記Ｆｅ（ＯＨ）３を包含するフェリハイドライト非晶質体の還元力と、マイクロバルブ水の上記諸特性を組合せて、従来の土壌改善剤及びこれに依って生成される堆肥よりも有効な物質を製造する事を課題とする。
【課題を解決する為の手段】
【００１９】          本発明は、上記課題を解決する為に、従来の方法で堆積岩土壌より生成されたＰ液の強いキレート能を利用して、本来、此の液が持つ水素濃度よりも高濃度の無機酸水溶液を生成させ、その増加した水素イオンに依り、一層強力な還元能力を付与させて、より良好な土壌改善剤並びに堆肥を生産せんとするものである。
【００２０】          此の様なＰ液の水素濃度を上げる為の一般的な方法としては、気体水素のみを此の液に吹き込んで、マイクロバブル化するのが有効な手段であるとされているが、水素は取扱い難い爆発性のものであるので、本発明に於いては、水の電気分解で得られる気体、即ち水素及び酸素が体積比２対１で混合した混合電気分解気体を、マイクロバブル状に吹き込んで、水素ガス単独吹き込みと同様な、高濃度水素ガス含有マイクロバブルＰ液を得る事が確認された。
【００２１】          それと同時に此の液は、溶存酸素濃度も改善された水素．酸素水を形成しており、然もマイクロバブルの特徴とする気泡の長寿性の為、その水素濃度は長時間変化しない水溶液を形成する事が出来る。
此の水素．酸素水は、一方では水素による還元性を、他方では酸素による微生物活性を、との相反する特性を備えており、医学的には人体の活性酸素除去作用を、農業的には土壌の還元作用即ち土壌改善作用並びに発酵腐植作用も備えている事が確認されている。
以下、図面を参照して本発明の好個の実施例を説明する。
【実施例１】
【００２２】          図１に示す如く、本発明に使用するＰ液（３）は、所定量の堆積岩土壌（２）に濃度１０−２０重量％の硫酸水溶液（１）を添加して酸可溶成分を抽出したものである。【００２３】          此のＰ液（３）は、Ｆｅを主成分とし、その他にＭｎ，Ｍｇ，Ｃａなどの陽イオンを含有しているが、特にＭｇ並びにＣａの含有量は、Ｐ液に含まれるＦｅ量の３０％以下であるのが好ましく、後者のＣａイオンは、有機質、脂質成分の腐植形成を阻害するので、全重量の３％以下に調整されるのが好ましい。【００２４】          更に又、此のＰ液中に含まれる鉄の濃度は、７，０００−１３，０００ｐｐｍで、そのＰＨは、約０．２７であり、鉄水和物として存在するキレート高分子の径は、通常３−５ｎｍであるが、マイクロバブルの影響で、３ｎｍ以下に収縮されていると想定される。【００２５】          斯くの如く生成されたＰ液（３）は、希釈水（４）で２０，０００倍に希釈調整されて、希釈Ｐ液（５）として１トンタンク（９）内に貯蔵され、水電解槽（６）より供給される水素（Ｈ２）−酸素（Ｏ２）混合気体を、体積比２対１の割合でバブル発生器（８）を介して連続４８時間気泡化し、水素濃度約３ｐｐｍ．Ｄｏ値１００％のＰ液を生成した。【００２６】          此の様な水素．酸素高濃度化Ｐ液は、一方に於いては、家畜用水（１１）として使用し、他方に於いては、指定区圃場（１０）へ定職前２週間、３回に亘り土壌灌水すると共に、定植直前に施肥基準量の化学肥料と、施肥量基準の５０％及び３０％の化学肥料の３種を、全区圃場１２区画に３通りの場分け（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）；（Ａ’）、（Ｂ’），（Ｃ’）；（ａ），（ｂ），（ｃ）；（ａ‘），（ｂ’），（ｃ‘）して施肥を行った。【００２７】          此の場分けは、肥料の量による土壌酸化の状態に依る変化と、Ｐ液の効果を完全に分離する事を目的とした場分けである。（肥料施肥が線虫、そうか病に影響を与えるのではない事を示す。）【００２８】          その結果、図２に示す１２圃場（Ａ）（Ｂ）‥‥‥（ｂ‘）（ｃ’）のＰ液灌水及び葉面散布区画は、肥料の施肥有無に関わらず、線虫被害、そうか病発生は認められなかったが、Ｐ液灌水の無い区画は、肥料施肥の多い区画程、線虫被害の割合が多く、施肥量の高い区画程そうか病の発生が多く認められた。【００２９】          上記結果からして、肥料の施肥は、最悪の線虫被害、そうか病発生状態の圃場から、多少の防止効果を上げる事が認められたが回避できる手段ではない事認められ、それと対照的にＰ液の散布は、完全に病虫害を回避する手段である事が確認された。
同様な実験を、ゴボウ、大和芋等の根菜類に施したところ、線虫被害は完全に回避出来る事が確認された。【００３０】          又一方、此の希釈Ｐ液を（１１）の如く、家畜の飲料水及び飼料混和用水として使用した所、家畜の食欲は向上し、体重も増加することが確認された。
此の事は、上記Ｐ液の相反する酸化ー還元作用が、生物細胞を活性化すると同時に、臓器中に存在する微生物、酵素などに作用して臓器内の有機物発酵、分解に関与するものと推測されている。
従って、此のＰ液は、生物学的に意義があり、人体医学上にも効果あるものと将来の研究が期待されている。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】          本発明の土壌改善剤の製造フロシートである。
【図２】          上記フロシートの方法で製造された土壌改善剤  指定圃場への散布実験結果を示す説明図表である。
【符号の説明】
【００３２】          １                      希釈硫酸
２                      堆積岩土壌
３                      土蔵改善剤抽出液（Ｐ液）
４                      希釈水
５                      希釈土壌改善剤
６                      水電解槽
７                      水素ー酸素気体混合器
８                      マイクロバブル発生器
９                      土壌改善剤マイクロバブル槽
１０                    圃場
１１                    家畜舎
【図１】
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【図２】
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