(57)【要約】【課題】強酸性泥炭土壌において植物を生育せしめるための土壌改良方法または土壌改良資材の提供。【解決手段】スラグを有効成分として含む土壌改良資材を処理することを含む、強酸性泥炭土壌を改良する方法または該方法に用いられる土壌改良資材。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラグを有効成分として含む土壌改良資材を処理することを含む、強酸性泥炭土壌を改良する方法。
【請求項２】
土壌改良資材の処理量が１作あたり５〜６０トン／ｈａである請求項１に記載の方法。
【請求項３】
２ｍｍ以下の粒径のスラグを含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
スラグの粒径が５ｍｍ以下のものの割合が５〜６０重量％であり、かつスラグの粒径が２０ｍｍ以下のものの割合が５０〜１００重量％である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
土壌改良資材がＭｎを０．１重量％以上、Ｆｅを０．１重量％以上および／またはＰを０．０１重量％以上含む、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
スラグが鉄鋼スラグである、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
土壌改良資材が、１作あたりの処理量の３〜１０倍の量で処理される、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
スラグを有効成分として含み、請求項１〜７のいずれかに記載の方法に用いられる、強酸性泥炭土壌のための土壌改良資材。
【請求項９】
２ｍｍ以下の粒径のスラグを含む、請求項８に記載の土壌改良資材。
【請求項１０】
スラグの粒径が５ｍｍ以下のものの割合が５〜６０重量％であり、かつスラグの粒径が２０ｍｍ以下のものの割合が５０〜１００重量％である、請求項９に記載の土壌改良資材。
【請求項１１】
Ｍｎを０．１重量％以上、Ｆｅを０．１重量％以上および／またはＰを０．０１重量％以上含む、請求項８〜１０のいずれかに記載の土壌改良資材。
【請求項１２】
スラグが鉄鋼スラグである、請求項８〜１１のいずれかに記載の土壌改良資材。
【請求項１３】
１作あたりの処理量の３〜１０倍の量で処理されることができる、請求項８〜１２のいずれかに記載の土壌改良資材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強酸性泥炭土壌において植物を栽培するための方法およびそのための土壌改良資材に関する。
【背景技術】
【０００２】
強酸性泥炭土壌は農業に適さないものであるところ、日本では、強酸性泥炭土壌の農地が占める面積は小さく、また、農地として利用する際には客土して用いられる場合が多いため問題とされることは少ない。しかしながら、世界的に、とくに東南アジアにおいては、強酸性の泥炭湿地の土壌が大面積に広がり、前記のとおり当該土壌の農地では生産性も低い。したがって、強酸性泥炭土壌のための土壌改良資材として、とくに、安価な土壌改良資材が求められている。
【０００３】
土壌の酸性度を低減する資材として、アルカリ資材である石灰類や、高炉スラグおよび製鋼スラグといった鉄鋼スラグが知られている（特許文献１〜４）。鉄鋼スラグについては、これらが植物の生育に必要な微量元素成分も含んでいることも知られている。
例えば、特許文献４には、高炉水砕スラグおよび／または転炉スラグによって、酸性土壌（ｐＨ５．１）におけるサントウサイおよびホンレンソウの生育が改善された旨記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２８２０３４号公報
【特許文献２】特開平１１−２０９７５７号公報
【特許文献３】特開２０００−２６５４７０号公報
【特許文献４】特開平１１−６１１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような土壌改良資材は知られてはいるものの、当該資材についての酸性の土壌の改良についての知見は、単にせいぜいｐＨ５程度の土壌の酸性度の低減についてのものに限られているうえに、当該資材を処理する方法については、全く知見がない。まして、強酸性泥炭土壌において植物を十分に生育せしめるための方法または資材は、これまでまったく検討さえなされていないのが現状である。例えば、石灰類やスラグによって、強酸性泥炭土壌においても植物の生育が改善されるかについても、これまで知見は何ら得られていない。
【０００６】
上記のとおり、強酸性泥炭土壌において農業を可能ならしめる土壌改良方法または土壌改良資材は、土地の有効利用の観点から重要であるにもかかわらずこれまでまったく検討されていなかった。したがって、強酸性泥炭土壌において植物を生育せしめるための土壌改良方法または資材を提供することは、本出願において初めて認識され、検討された新たな課題なのである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題に鑑み、本発明者らはスラグが有する土壌の酸性化を防止する作用（特許文献１〜４）に着目し、スラグを強酸性泥炭土壌において植物を生育せしめるための土壌改良資材としての適用性について検討したところ、驚くべきことに、かかる資材として有利な特性をスラグが有することを見出し、さらに鋭意研究を進めた結果本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は、スラグを有効成分として含む土壌改良資材を処理することを含む、強酸性泥炭土壌を改良する方法に関する。
また、本発明は、土壌改良資材の処理量が１作あたり５〜６０トン／ｈａである、前記方法に関する。
さらに、本発明は、２ｍｍ以下の粒径のスラグを含む、前記いずれかの方法に関する。
またさらに、本発明は、スラグの粒径が５ｍｍ以下のものの割合が５〜６０重量％であり、かつスラグの粒径が２０ｍｍ以下のものの割合が５０〜１００重量％である、前記方法に関する。
また、本発明は、土壌改良資材がＭｎを０．１重量％以上、Ｆｅを０．１重量％以上および／またはＰを０．０１重量％以上含む、前記いずれかの方法に関する。
さらに、本発明は、スラグが鉄鋼スラグである、前記いずれかの方法に関する。
また、本発明は、土壌改良資材が、１作あたりの処理量の３〜１０倍の量で処理される、前記いずれかの方法に関する。
【０００９】
また、本発明は、スラグを有効成分として含み、前記いずれかの方法に用いられる、強酸性泥炭土壌のための土壌改良資材に関する。
本発明は、また、２ｍｍ以下の粒径のスラグを含む、前記いずれかの土壌改良資材に関する。
本発明は、さらに、スラグの粒径が５ｍｍ以下のものの割合が５〜６０重量％であり、かつスラグの粒径が２０ｍｍ以下のものの割合が５０〜１００重量％である、前記いずれかの土壌改良資材に関する。
さらに、本発明は、土壌改良資材がＭｎを０．１重量％以上、Ｆｅを０．１重量％以上および／またはＰを０．０１重量％以上含む、前記いずれかの土壌改良資材に関する。
またさらに、本発明は、スラグが鉄鋼スラグである、前記土壌改良資材に関する。
そして、本発明は、１作あたりの処理量の３〜１０倍の量で処理されることができる前記いずれかの土壌改良資材に関する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の方法または土壌改良資材によれば、強酸性泥炭土壌における植物の生育を可能とし、もって強酸性泥炭土壌を含む農地での農業を可能ならしめる。本発明の方法または土壌改良資材は、とくに、東南アジア、アフリカまたは南アメリカ諸国といった、熱帯地域における食料の増産に資するものである。
【００１１】
本発明の方法または土壌改良資材は、とくに有効な処理量が５〜６０トン／ｈａと広く、かつ、５トン／ｈａ未満の処理量でも植物に対する生育促進作用を示すばかりでなく、より大きい処理量により土壌のｐＨが、一般的に植物の生育に好適であるとされている６〜８の範囲を大きく越え、例えばｐＨ１０以上になっても過剰害を生じず、むしろ植物の生育を促進するといった、消石灰や苦土石灰のような他のアルカリ資材にはない特性も有する。すなわち、本発明の方法または土壌改良資材は、有効な処理量の幅が極めて広いため、処理量に偏りが生じやすい粗放的な農業においても、十分に植物の生育を促進するといった効果も奏するのである。
また、本発明の方法のうち、土壌改良資材が１作あたりの処理量（対象植物の生育を促進するために最低限必要な処理量）の３〜１０倍の量で処理される方法においては、次作以降において土壌改良資材を処理しなくても植物の生育が促進されるため、省力化が達成されるといった効果も奏される。
【００１２】
上記のとおり、特許文献４には、高炉水砕スラグおよび／または転炉スラグによって、酸性土壌（ｐＨ５．１）におけるサントウサイおよびホンレンソウの生育が改善された旨記載されているが、同文献においては、上記高炉水砕スラグおよび／または転炉スラグの施用量によってはｐＨが９．０および９．３とやや高くなり、少なくともサントウサイの生育がむしろ阻害されることも報告されている。本発明の方法または土壌改良資材の、土壌のｐＨが１０以上といった高いｐＨになっても植物の生育を促進すると効果が格別なものであることは、このような知見も考慮すると一層明確に理解される。
また、本発明の方法または土壌改良資材は、肥料を併用しなくても、十分に植物の生育を促進するといった効果も奏する。
【００１３】
理論に固執するものではないが、本発明の方法または土壌改良資材が、ｐＨが一般的に植物の生育に好適であるとされている６〜８の範囲を越えても植物に対する害は及ぼさず、むしろ植物の生育を促進するといった効果を奏するのは、スラグに含有される各種栄養成分のうち、１種または２種以上のものによるものであると推測することができる。
【００１４】
また、本発明の方法または土壌改良資材は副産物であるスラグを利用するため、循環型社会形成に資するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による、強酸性泥炭土壌における酸中和能を示す図である。
【図２Ａ】本発明の方法または土壌改良剤による、強酸性泥炭土壌における植物の生育を促進する効果を、葉面積を用いて示す図である。
【図２Ｂ】本発明の方法または土壌改良剤による、強酸性泥炭土壌における植物の生育を促進する効果を、乾燥重を用いて示す図である。
【図３】本発明の方法または土壌改良剤による、強酸性泥炭土壌における植物の生育を促進する効果を示す写真図である。
【図４Ａ】本発明の方法または土壌改良剤を適用した強酸性泥炭土壌で栽培したコマツナにおける、Ｍｎの植物体含量を示す図である。
【図４Ｂ】本発明の方法または土壌改良剤を適用した強酸性泥炭土壌で栽培したコマツナにおける、Ｆｅの植物体含量を示す図である。
【図４Ｃ】本発明の方法または土壌改良剤を適用した強酸性泥炭土壌で栽培したコマツナにおける、Ｐの植物体含量を示す図である。
【図４Ｄ】本発明の方法または土壌改良剤を適用した強酸性泥炭土壌で栽培したコマツナにおける、Ｎの植物体含量を示す図である。
【図４Ｅ】本発明の方法または土壌改良剤を適用した強酸性泥炭土壌で栽培したコマツナにおける、Ｃａの植物体含量を示す図である。
【図４Ｆ】本発明の方法または土壌改良剤を適用した強酸性泥炭土壌で栽培したコマツナにおける、Ｋの植物体含量を示す図である。
【図４Ｇ】本発明の方法または土壌改良剤を適用した強酸性泥炭土壌で栽培したコマツナにおける、Ｎａの植物体含量を示す図である。
【図４Ｈ】本発明の方法または土壌改良剤を適用した強酸性泥炭土壌で栽培したコマツナにおける、Ｍｇの植物体含量を示す図である。
【図５】本発明の方法または土壌改良剤による、強酸性泥炭土壌における可給態ＳｉおよびｐＨに対する影響を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明をさらに詳細に説明する。
（定義）
本明細書において、「強酸性泥炭土壌」とは、ｐＨが約４以下である、泥炭を含む土壌を意味し、とくに熱帯における強酸性泥炭土壌を意味する。
熱帯における強酸性泥炭土壌はｐＨ３．５〜４の強酸性を示し、カリウム、カルシウム、マグネシウムなど塩基類やリン酸に乏しいこと、窒素は総量で比較的多量に存在するが、泥炭の分解を待たなければならないためすぐに有効化するものは少ないこと、微量元素のうち、ケイ酸、モリブデン、銅、亜鉛などが欠乏しやすいといった特徴を有する、強酸性で貧栄養な土壌である。
年間を通じて温暖で湿潤な熱帯では、物理化学的・生物的要因から倒木や落枝の分解還元が急速に進むのが一般的であるのに対し、熱帯には１年中停滞冠水している淡水性の低湿地が広がっているため、当該低湿地では、水の中に堆積した幹・枝・有機物が容易に分解・還元されず、長い年月を経て泥炭層が形成されているのである。
【００１７】
本発明の強酸性泥炭土壌の土質を改良する方法は、スラグを有効成分として含む土壌改良資材を処理することを含むものであるところ、かかる処理を含むものであればとくに限定されない。
本発明における「スラグ」は、鉱石から金属を製錬する際に、冶金対象である金属から溶融によって分離した鉱石母岩の鉱物成分などを含む物質であればとくに限定されない。本発明において好ましいスラグは、高炉スラグおよび製鋼スラグが包含される鉄鋼スラグ（製鉄スラグ）である。高炉スラグはケイ酸を多く含み、水稲栽培により好ましい。また、製鋼スラグは、ケイ酸および鉄分を含み、かつ微量元素含量が多いため、水稲を含む作物全般の栽培に好ましい。
【００１８】
また、土壌改良資材がＭｎを０．１重量％以上、Ｆｅを０．１重量％以上および／またはＰを０．０１重量％以上含む本発明の方法および前記土壌改良資材は好ましい。
【００１９】
本発明の方法における土壌改良資材の処理量もとくに限定されない。好ましい前記処理量は、５〜６０トン／ｈａであり、より好ましくは５〜５０トン／ｈａであり、さらにより好ましくは１０〜３０トン／ｈａであり、さらにより一層好ましくは１０〜２０トン／ｈａである。
また、本発明の方法のうち、土壌改良資材が１作あたりの処理量の３〜１０倍の量で処理される方法は好ましく、５〜１０倍の量で処理される方法はより好ましい。他の土壌改良資材、例えば消石灰では、有効な処理量の上限は、植物の生育の促進のために最低限必要な処理量のせいぜい２倍程度の量であり、それより多い処理量では過剰害が生じてしまう。したがって、土壌改良資材を１作あたりの処理量の１０倍程度の量まで１度に処理することができる本発明の方法または土壌改良資材は、作業の省力化に大いに資するものである。
本発明の方法における土壌改良資材の処理量を、改良の対象である土壌に配合する割合で表した場合も、かかる割合はとくに限定されないところ、好ましくは土壌に対して０．１〜６容積％であり、より好ましくは０．１〜３容積％であり、さらにより好ましくは０．２５〜２．５容積％である。
【００２０】
本発明の方法および土壌改良資材においては、スラグの形状もとくに限定されず、同形状は、例えば粒状または粉状であることができる。本発明の方法および土壌改良資材において、スラグが粒状のスラグを含むものは好ましい。
【００２１】
本発明の方法および土壌改良資材においてはスラグの径もとくに限定されないが、２ｍｍ以下の粒径のスラグを含むものは好ましい。２ｍｍ以下の粒径のスラグを含むことによって、植物の生育に対する促進効果を、より速効的に奏することができる。
また、スラグの粒径が５ｍｍ以下のものの割合が５〜６０重量％であり、かつスラグの粒径が２０ｍｍ以下のものの割合が５０〜１００重量％である本発明の方法および土壌改良資材も好ましい。
【００２２】
本発明の方法および土壌改良資材において、同資材の処理の方法もとくに限定されず、土壌表面への散布、土壌との混和などであってよい。
【００２３】
本発明の方法および土壌改良資材においては、スラグのみからなるものを資材として用いてよい。また、本発明の方法および土壌改良資材は、スラグ以外の成分を用い、または含んでよい。
【００２４】
上記スラグ以外の成分として、有機質土壌改良材、無機質土壌改良材および肥料等が例示される。有機質土壌改良材としては、例えばピートモス、腐葉土、堆肥およびヤシ殻等が例示され、無機質土壌改良材としては、例えばバーミキュライト、パーライト、砂、粘土、ゼオライト、ロックウール、発泡スチロール粒、軽石、赤玉土および炭等が例示され、ならびに肥料として尿素、硫安、リン酸およびカリウム肥料等が例示される。
【００２５】
本発明の土壌改良資材は、植物の栽培に好適な土壌の性質の変化を付与することを目的として土壌に施用されるものであるところ、その用途は制限されず、農業、園芸、緑化、林業等の種々の用途に用いることができる。
【００２６】
本発明の方法および土壌改良資材を適用し得る植物種もとくに限定されない。かかる対象となる植物種として、以下を例示することができる：
園芸作物（例えば、野菜、花卉、果樹等）、食用作物（例えば、イネ科作物類、豆類、芋類等）、飼料作物（例えば、牧草類、青刈飼料作物類、根菜類、緑肥類等）、工芸作物（例えば、繊維料、油料、糖料、デンプン、嗜好料、ゴム・樹脂料、香料、香辛料、染料、薬料等）、樹木類などが挙げられる。
【００２７】
本発明の土壌改良資材の製造方法はとくに限定されず、スラグをそのまま用いてよいし、もしくは適宜所望の大きさおよび／または形状に調整してもよい。例えば、２０〜３０ｍｍメッシュ程度の篩を用いて粒径を調整することができる。
また、上記他の成分と適宜混合して、本発明の土壌改良資材とすることもできる。
【実施例】
【００２８】
以下に具体的な例により本発明をより詳細に説明するが、これは如何なる意味においても本発明を限定するものではない。
【００２９】
（実施例１）酸中和能および植物の生育に対する効果
［試験方法］
ピートおよびパーライトをピート：パーライト＝２：１の比で混和し、強酸性泥炭土壌（ｐＨ＝約４）を作成した。この土壌に本発明の土壌改良資材である製鋼スラグおよび高炉スラグ、ならびに市販の消石灰（商品名：７０肥料消石灰）および苦土石灰（商品名：粉状１５苦土石灰）を、それぞれ、１、５、１０および５０トン／ｈａ混和し温室内に保持した。製鋼スラグおよび高炉スラグは径２ｍｍ以下の粒状〜粉状であり、消石灰および苦土石灰はいずれも粉状であった。
混和直後に各土壌のｐＨを調査した。また、各資材を混和後の各土壌にコマツナを播種し（３月３日）、温室内にて通常の管理を行った。１４日後に、各処理区におけるコマツナの生育を葉面積および乾燥重によって調査を行った。
試験は４連制で行った。
【００３０】
［結果］
各処理区において、ｐＨは改善された（図１）。とくに、製鋼スラグおよび消石灰の酸中和能が高かった。
また、コマツナの生育も、各処理により改善され、製鋼スラグがコマツナの生育を最も著しく促進した（図２Ａ、図２Ｂおよび図３）。
本発明の方法および土壌改良資材の処理区においては、可給態ケイ酸が見出された。可給態ケイ酸の量は、高炉スラグにおいて大きかった（図４）。
苦土石灰処理区および消石灰処理区においてもコマツナの生育は改善されたが、本発明の方法および土壌改良資材のうち製鋼スラグを用いたものよりその効果は劣り、消石灰処理区では処理量が１０トン／ｈａを越えると過剰害が生じた。
【００３１】
（実施例２）植物体内における微量元素含量に対する効果
［試験方法］
ピートおよびパーライトをピート：パーライト＝２：１の比で混和し、強酸性泥炭土壌（ｐＨ＝約４）を作成した。この土壌に本発明の土壌改良資材である製鋼スラグおよび高炉スラグ、ならびに市販の消石灰（商品名：７０肥料消石灰）および苦土石灰（商品名：粉状１５苦土石灰）を、それぞれ、１、５、１０および５０トン／ｈａ混和し温室内に保持した。製鋼スラグおよび高炉スラグは径２ｍｍ以下の粒状〜粉状であり、消石灰および苦土石灰はいずれも粉状であった。
１４日後に各土壌中のＭｎ、Ｆｅ、Ｐ、Ｃａ、Ｎ、ＮａおよびＭｇの量を原子吸光光度計（島津製作所社製、型番：ＡＡ−６８００）を用いて調査した。試験は５個体を混合して得た供試試料を用いて行った。
【００３２】
［結果］
本発明の方法および土壌改良資材の処理区においては、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｐ（図４Ａ〜Ｃ）は、消石灰および苦土石灰処理区より多く、Ｎ、Ｃａ、Ｋ、Ｎａ（図４Ｄ〜Ｇ）は他の処理区と変わらなかった。また、Ｍｇは消石灰処理区とほぼ等しく、苦土石灰処理区より少なかった（図４Ｈ）。
【００３３】
（実施例３）土壌中の微量元素（ケイ素）の量に対する効果
［試験方法］
本発明の土壌改良資材である製鋼スラグおよび高炉スラグ、ならびに市販の消石灰（商品名：７０肥料消石灰）および苦土石灰（商品名：粉状１５苦土石灰）を、それぞれ土壌改良資材：蒸留水＝１：１０の割合で混和し１週間保温静置し、蒸留水中に溶出した計算の量を測定し、可給態ケイ酸の量とした。試験は４連制で行った。
【００３４】
［結果］
本発明の方法および土壌改良資材の処理区においては、可給態ケイ酸が見出されたのに対し、消石灰処理区および苦土石灰処理区においては可給態ケイ酸は生じなかった。
可給態ケイ酸の量は、各高炉スラグにおいてより大きかった（図５）。
【００３５】
以上の結果から、本発明の方法および土壌改良資材は、酸性中和能が高いばかりでなく、植物の生育を促進する効果も有することが明らかになった。植物の生育に対する効果は、製鋼スラグを用いた場合にとくに優れる。また、本発明の方法および土壌改良資材では、過剰害も生じにくい。
【００３６】
なお、上記各試験において用いた製鋼スラグおよび高炉スラグの粒径組成分布は表１に示すとおりであった。
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の方法または土壌改良資材によれば、強酸性泥炭土壌における植物の生育が可能となる。したがって、本発明は、農業、とくに強酸性泥炭土壌を含む農地が広範に広がる地域における農業および関連産業の発展に寄与するところ大である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
2014156500.tif 000014
【図４Ｈ】
2014156500.tif 000015
【図５】
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