(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電気を帯電しにくい樹脂、マイナスイオン放出性鉱物、トルマリン或いは遠赤外線放射セラミックスの単体若しくは両者の混合体、の３種の混合物１〜１００重量部を、少なくとも上記の遠赤外線放射セラミックスの単体若しくは混合体を除く、粒径が２００ｍｍ以下である多孔性鉱物１００重量部に対して、固着させてなることを特徴とする土壌改質材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、土壌改質材に関し、さらに詳しくはマイナスイオンの放出と、同時に放射する遠赤外線の利用を図った、土壌改質材として有用な、セラミック樹脂複合物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、世界的な公害発生の原因になっている大気汚染、水質汚染、土壌汚染が拡がっている。現代の農業分野で観察すれば、酸性雨やダイオキシンによる土壌汚染化による悪影響化が問題視されており、土壌の入れ換えや還元材の混合等を定期的に行なって土壌を改質しなければ、一定の収穫や品質が得られない状況であって、そのため莫大な費用が営農家の重い負担となっている。
【０００３】
また、環境型保全農業が最近奨励されるようになり、無公害、高品質の無農薬栽培が盛んに行われるようになってきている。その手段として、酸性化している土壌に、陽イオン交換能力のある塩基性のゼオライトを混合して、その土壌中の水素イオンをアルカリ還元することで改質させて、肥料成分保持力を大きくして作物増収を図る手法等が盛んに行われている。また、たとえば、降雨量の少ない環境にある田畑で吸水性高分子化合物を土壌に混合して、発芽促進、収穫向上を図ったもの、或いは、一般家庭用のポットの土壌に吸水性高分子化合物を混合して、室内植物の保持育成効果を図ったもの等が市販され、効果を挙げている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
現在の環境は、二酸化炭素や窒素酸化物等の公害増加によって、大気、用水、土壌中のマイナスイオンが減少し、プラスイオンが増加している為、大気汚染、土壌酸性化並びに水質酸性化が進んでいるといわれている。プラスイオンが増大すると、土壌の地力低下並びに植物の老化が進むといわれ、植物の育成や鮮度保持効果をも得られなくなり、腐敗が進行していく。そこで不足しているマイナスイオンを作り出し、中性に還元するのがマイナスイオン効果である。本来の地球環境であるマイナスイオンとプラスイオンの平衡状態をマイナスイオンの発生により作り出し、土壌還元活性化、植物細胞の活性化、水分・栄養分の吸収能力強化によって強い植物が得られる効果があることが実証されつつある。
【０００５】
遠赤外線は、人体、動植物の細胞を活性化させ、代謝促進に効果があるといわれている。また、遠赤外線は、水のクラスタ−分子の繋がりを切断して、小さなクラスタ−に変えて、内部組織に吸収され易い水分子にする効果で、生体の浄化や発育促進効果もあることが実証されつつある。
【０００６】
ところで、マイナスイオンを作り出すものとしては、人工的な放電によってマイナスイオン空気を作る発生装置が知られている。しかし、機器そのものは、高価なものであり、農家の土壌用や、温室ハウスに備えるということは困難であった。特に、土壌中に、マイナスイオン雰囲気の空気を送風するというようなことは全く不可能なことであった。野菜畑では、同じ畑で、同じ野菜を年中栽培することは不可能であり、また、我々の主食とする米穀は、その年の天候によって収穫量や作柄が左右されるものであった。マイナスイオン土壌が解決しようとする課題の一つに苛酷な環境下での農作物の収穫率向上及び品質の改良がある。
【０００７】
植物の育成に必要なものの一つとして肥料がある。現在、農業で使用される肥料は、すべて三要素といわれる窒素、リン酸、カリウムを含む無機質の化学肥料である。そして、近年では、有機肥料を用いた農業が再び見直されつつある。しかし、現状では、十分に発酵した有機肥料である牛糞、豚糞、鶏糞を多量に入手することができない。一方、発酵処理を施さない糞尿有機肥料の臭気に苦慮しているのが現実である。現在の化学肥料であっても、土壌に悪影響を及ぼさない改質材が強く望まれている。
【０００８】
都会や工業地帯の土壌では、自動車の排ガス、工場の煤煙・廃液の影響で、空気中並びに土壌中のプラスイオンが増大していて、マイナスイオンが少ない環境になっているといわれる。そのような環境の中での農家にとっては、高品質で高収穫率であるような米、その他、農作物、果実を栽培しようにも非常に難しいことであった。特に、国土の狭い日本では、そのような環境であっても高品質で、高収穫であるような農業経営が求められている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記問題点にかんがみて、本発明者は、多孔性鉱物、静電気に帯電しにくい樹脂、並びにマイナスイオン放出性鉱物に着目し、上記課題を解決できるとの知見を得て、本発明を完成するに至った。
より詳しくは、静電気に帯電しにくい樹脂とマイナスイオン放出性鉱物の混合物を多孔性鉱物に固着させることに着目し、大量のナイナスイオンを放出すると同時に、赤外線を放射する樹脂と鉱物の複合体を見出した。
また、その見出された樹脂と鉱物の複合体に、更に、吸水性高分子化合物を混合することにより、土壌水分維持をも図ることのできる二重の効果をも見出し、上記課題を解決できるとの知見を得たものである。
【００１０】
本発明は、多孔性鉱物、静電気に帯電しにくい樹脂、並びにマイナスイオン放出性鉱物、トルマリン或いは遠赤外線放射セラミックスの単体若しくは両者の混合体よりなる土壌改質材であって、より詳しくは、静電気を帯電しにくい樹脂、マイナスイオン放出性鉱物、トルマリン或いは遠赤外線放射セラミックスの単体若しくは両者の混合体、の３種の混合物１〜１００重量部を、少なくとも上記の遠赤外線放射セラミックスの単体若しくは混合体を除く、粒径が２００ｍｍ以下である多孔性鉱物１００重量部に対して、固着させてなることを特徴とする土壌改質材を提供することを目的とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明において、多孔性鉱物としては、天然ゼオライトや合成ゼオライト等が使用できる。合成ゼオライトとしては、ゼオライトを１０％以上含有する焼結セラミックが好ましく、より好ましくは、８０％以上のゼオライトを含有した焼結セラミックスが多孔質を維持するのに好適である。ゼオライトの粒径としては、２００ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは、土壌と混合し易いうえで、粒径０．５〜３．０ｍｍが好適である。
【００１２】
本発明において、静電気に帯電しにくい樹脂としては、シリコン、フッ素等を主成分とする高分子化合物が使用でき、それらの樹脂は、マイナスイオン放出性鉱物並びに多孔性鉱物の表面に固着する性質を持つ。
【００１３】
本発明において、マイナスイオン放出性鉱物としては、天然の希土類酸化化合物等が使用でき、モナズ石はその一例である。粒径としては、１〜１００μｍであることが好ましく、より好ましくは、粒径５〜１５μｍが好適である。静電気に帯電しにくい樹脂１００重量部に対し、マイナスイオン放出性鉱物を５〜３０重量部、好ましくは１０〜２０重量部混合することにより、大量のマイナスイオンを放出すると同時に遠赤外線を放射する。
【００１４】
本発明において、遠赤外線放射セラミックとしては、一般の遠赤外線放射セラミックを使用でき、粒径としては、１〜１００μｍであることが好ましく、より好ましくは、粒径５〜１５μｍが好適である。
また、トルマリンは、粒径としては、１〜１００μｍであることが好ましく、より好ましくは、粒径５〜１５μｍが好適である。
トルマリン及び遠赤外線放射セラミックは、単体若しくは両者の混合体の形で使用され、前記静電気に帯電しにくい樹脂とマイナスイオン放出性鉱物との混合物に添加される。
【００１５】
本発明において、上記多孔性鉱物１００重量部に対して、静電気に帯電しにくい樹脂とマイナスイオン放出性鉱物、更にトルマリン若しくは遠赤外線セラミックとの混合物１〜１００重量部、好ましくは５〜２０重量部を固着させて樹脂と鉱物の複合体を得る。
【００１６】
吸水性高分子化合物として、デンプン系高分子化合物、セルロ−ス系高分子化合物、ポリアクリル酸系高分子化合物、ポバ−ル系高分子化合物、ポリオキシエチレン系高分子化合物が使用でき、好ましくは、デンプン系高分子化合物、あるいはポリアクリル酸系高分子化合物が適当である。
吸水性高分子化合物の配合量としては、多孔性鉱物１００重量部に対し、１〜１００重量部を混合することが好ましい。より好ましくは、１〜１０重量部の方が土壌と混合し易く、土壌中の空気層を作るうえで適当である。
吸水性高分子化合物の粒径としては、０．１〜５．０ｍｍであることが好ましく、より好ましくは、０．１〜１．０１ｍｍの粒径が、ゼオライトと混合し易く分離しにくいので最適である。吸水倍率としては、１００〜１０００倍、より好ましくは、２００〜３００倍が、湿性土壌であっても混合し易く、土壌中の空気層が緻密になり易いため適当である。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
下記に示す配合処方で、静電気を帯電しにくい樹脂、マイナスイオン放出性鉱物、トルマリン若しくは遠赤外線放射セラミックの混合物を含む処理液Ａ、Ｂを作成した。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
上記配合処方において、静電気に帯電しにくい樹脂として、商品名：シリコンＳＥ１９８０（４５％濃度の水性シリコン樹脂：ト−レダウコ−ニングシリコ−ン社製）を使用した。遠赤外線セラミックとしては、商品名：セラジットＡＬＦ９（オ−ケ−トレ−ディング社製）を使用した。
上記所定量の配合処方を、１０Ｌボ−ルミルにて仕込み、１時間混合攪拌して処理液Ａ，Ｂを得た。
【００２０】
実施例及び比較例
（１）配合処方：
実施例および比較例の配合処方は表２のとおりである。
【００２１】
【表２】
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【００２２】
１．０ｍｍ天然ゼオライトとして、島根県産の商品名，イズカライト（イズカ社製）を使用した。吸水性高分子化合物として、商品名：グラスパワ−Ｇ２００（栗田工業製）を使用した。
（２）製造方法：
所定量の配合処方で、１００Ｌ攪拌機に天然ゼオライトを仕込み、常温にて処理液Ａ或いはＢを少しづつ添加しながら、全量添加後３０分間攪拌して固着させた。
その後、得られた固着物を、１００Ｌ温風式攪拌機に移し、８０℃で１時間乾燥して常温まで冷却後、実施例１、及び３および比較例１を得た。
さらに、得られた固着物に、１００Ｌ攪拌機にて、グラスパワ−Ｇ２００を添加して更に２０分間混合攪拌して、実施例２、４および比較例２を得た。
【００２３】
（３）測定結果：
上記実施例１〜４および比較例について、イオン測定および水素イオン濃度測定を行った結果を、表３に示す。試験条件は下記のとおりである。
イオン測定は、イオンテスタ−  Ｎｏ．５００（神戸電波製）を用いて、室温２０℃，水温２０℃の条件で測定を行った。
水素イオン濃度測定は、ＰＨメ−タ−ＨＭ１２ｐ（東亜電気製）を用い、室温２０℃，水温２０℃の条件で測定を行った（試料１０ｇ／蒸留水１００ｃｃ）。
【００２４】
【表３】
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【００２５】
（４）考察
イオン測定の結果、実施例１、２、３、４は、マイナスイオンを大量に放出した。水素イオン濃度測定の結果、実施例１，３は、アルカリ化したのに対し、比較例１は、８時間後においても弱酸性であった。マイナスイオンの電気分解により、アルカリ還元していることが明らかに判明した。
【００２６】
実用化試験
１．土壌中の水素イオン濃度変化
（１）配合処方は表４のとおりである。
【００２７】
【表４】
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【００２８】
（２）試験方法
収穫済の畑土を用い、所定量の配合処方にて配合して、７日間常温にて放置した。その試料を、乾燥機を用い８０℃で３０分間乾燥した後、蒸留水に（蒸留水１００ｃｃに対し、試料１５ｇ）浸漬し、ＰＨメ−タ−で、水素イオン濃度を測定した。
（３）試験結果
その結果、比較例３および比較例４と比較して、配合処方の実施例１，実施例３を混合したものは、水素イオン濃度が上昇し、還元反応が生じていた。
明らかに、マイナスイオン効果で、畑土の酸性物質をアルカリ還元していることが判明し、酸性化した畑土を適切な畑土としての水素イオン濃度である、ＰＨが６．０〜６．８の範囲に入る畑土に改質した。
【００２９】
２．生育試験
（１）試験土の配合処方
試験土の配合処方は、表５のとおりである。
【００３０】
【表５】
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【００３１】
（２）試験条件
試験野菜種：小松菜「楽天」，タキイ種苗製
条件：農業ハウスの中で、プラスチックポット（露出面積２２７ｃｍ  ，深さ２０ｃｍ）の１ブロックごとのポットのなかに、原土と、実施例Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ及び比較例Ａ，Ｂをそれぞれ均一に混合充填し、小松菜の種子１００粒を表面播種した。散水は、毎日定時に適量散水し、草丈の一部が、約１０ｃｍに達する迄行い、その高さに達した後は給水を止め、播種後６０日間経過させた。
【００３２】
（３）測定方法
発芽枚数：各試料毎に、播種後６０日後の１０検体を抽出し、平均枚数を測定
草丈：    各試料毎に、１０本抽出し、平均草丈を測定した。
乾物重：  乾物重は、播種後６０日後に刈り取り、各試料１０本抽出し、乾物１本の全重量の平均乾物重を測定した。
地下部の根伸長：根伸長は、上記試料の地下部の根の長さを、平均根伸長として測定した。
色沢度：評価  Ａ  色沢良好で、グリ−ン色が濃い。
Ｂ  色沢がＡよりも弱く、グリ−ン色が薄い。
【００３３】
（４）試験結果
次に、本発明の土壌改質材を使用し、野菜種につき、試験を行った結果は、表６に示すとおりである。
【００３４】
【表６】
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【００３５】
（５）考察
１．発芽枚数では、実施例Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは比較例Ａ，Ｂ共に変わりなかった。
２．草丈及び乾物重では、実施例Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、比較例Ａ，Ｂよりも発育が優れ、葉も大きく、また厚みも上回っていた。
特に、実施例Ｂ及びＤは、実施例Ａ及びＣよりも、乾物重が優れており、水分保持力の相違点と考えられた。
３．地下部の根伸長では、実施例Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、比較例Ａ，Ｂよりも優れ、また、根は太く、根毛の形成状況も良く、養水分の吸収において活性化していると考えられる。
４．色沢度から明らかなように、実施例Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、比較例Ａ，Ｂよりもグリ−ン色の濃い色艶のよい高級感のある小松菜が得られた。
５．上記に示した実施例の結果の効果作用は、マイナスイオンの放出と、遠赤外線の放射、さらには、吸水性高分子により、植物生育上の細胞活性化が生じて発育向上をもたらしたことであることが明らかとなった。
【００３６】
以上のように本発明の一実施例を示したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない変更等は、本発明の範囲に含まれる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、マイナスイオンの放出と、同時に放射する遠赤外線の利用を図った、静電気に帯電しにくい樹脂と鉱物の複合体からなる土壌改質材を工業的有利に提供でき、従来、営農家に重い負担となっていた土壌の改質、並びに土壌還元、或いは植物細胞の活性化及び水分や栄養分の吸収能力の強化を図ることができる。
また、有機肥料の多量の入手が難しい現在、化学肥料であっても土壌に悪影響を及ぼさない改質材として優れた効果を奏する。