(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピートモスに、ピートモス重量に対し１０〜２０重量％のゼオライト粉と、界面活性剤及びｐＨ調整剤とを混合し、水分を１５〜２５重量％に調整した後、１０００〜３０００ｋｇ／ｃｍ２の圧力で板状に圧縮成型し、更に顆粒状に粉砕することを特徴とする水稲育苗用培地材料の製造方法。
【請求項２】
ピートモスに、ピートモス重量に対し１０〜２０重量％のゼオライト粉と、界面活性剤及びｐＨ調整剤とを混合し、水分を１５〜２５重量％に調整した後、１０００〜３０００ｋｇ／ｃｍ２の圧力で直接顆粒状に圧縮成型することを特徴とする水稲育苗用培地材料の製造方法。
【請求項３】
前記界面活性剤としてポリオキシアルキレンアルキルエーテルを用いることを特徴とする、請求項１又は２に記載の水稲育苗用培地材料の製造方法。
【請求項４】
前記ポリオキシアルキレンアルキルエーテルをピートモス重量に対し０.１〜０.５重量％混合することを特徴とする、請求項３に記載の水稲育苗用培地材料の製造方法。
【請求項５】
顆粒の粒度を５ｍｍ以下に整粒することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の水稲育苗用培地材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板状又は顆粒状に成型した水稲育苗用培地材料、特に主成分としてピートモスを用いた水稲育苗用培地材料、及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在では、水稲の田植えは、予め育苗箱で育てた苗を自動田植機を用いて水田に移植する方法が一般的になっている。この田植えに用いる水稲の育苗には、主に、幅２７５ｍｍ×長さ５７５ｍｍ×高さ２５ｍｍの大きさの育苗箱が使用されている。また、育苗箱中の苗の培地としては、山土を原料とし、これを工場で乾燥加熱殺菌、肥料添加、ＰＨ調整、整粒等の処理を行って製造される人工床土が主に用いられている。
【０００３】
従って、個々の農家は、育苗箱に装入した上記の人工床土に水稲を播種して育苗するか、あるいは育苗センター等において共同で大量育苗し、この苗を各農家が田植機で水田に移植する方法が行われている。
【０００４】
しかし、近年においては、人工床土に適する良質の山土が価格アップや環境保全等の面から入手困難になりつつあるため、山土に替わる培地材料の開発が望まれている。また、山土を原料とする人工床土は重量が上記育苗箱当たり約４ｋｇと重く、これに更に灌水、播種、覆土した苗床１枚当たりでは約７〜８ｋｇもあるため、多数の育苗箱の運搬や、育苗箱から苗付き床土を剥がして田植機にセットする等の作業が大きな負担となっている。
【０００５】
そこで、育苗用の培地の軽量化が試みられ、ロックウール等からなる各種の代用苗床が一部で製造販売されている。しかし、ロックウール等からなる苗床は、保水性、保肥力、吸水性が乏しいために育苗管理が極めて煩雑になるばかりでなく、ロックウールが鉱物繊維であるため腐食分解せず、そのままいつまでも水田に残留する等の多くの問題点があるため、山土の人工床土に替わるものとして未だ普及していないのが現状である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような現状において、山土を原料とした人工床土の重さによる作業の困難性と、価格や環境保全問題による原料山土の入手難、及びロックウール等がもつ問題点を解消する床土の原料として、カナダ、ロシア、北欧に無尽蔵に埋蔵されているといわれるピートモスが有望視されている。しかしながら、ピートモスを水稲の育苗用培地材料として利用する場合、ピートモスには樹脂やロウ分が含まれ、乾燥すると撥水性が強くなるため、苗床としたとき吸水が困難であるという大きな問題がある。
【０００７】
このピートモスの問題点を解決する方法として、特開平９−７４８９６号公報には、ピートモスの表面にベントナイトのような吸水性の粘土質材の皮膜を形成することが提案されている。しかし、ピートモス表面に粘土質材の皮膜を形成するためには、吸水性の粘土質材の微粉末をピートモスにまぶして加圧するか、又は粘土質材の水溶液にピートモスを浸漬した後乾燥する必要があり、その処理方法が面倒で時間がかかるという欠点があった。
【０００８】
しかも、ピートモスを用いた苗床は吸水性が劣ることもあって、潅水したとき肥料成分が溶出しやすい。また、ピートモスはｐＨが４〜４．５と低いので、そのままでは水稲用培地として使えない。加えて、ピートモスは嵩比重が小さく嵩張るため、運送、保管、取り扱い等を考慮すると、圧縮成型などにより、取り扱い易く且つ育苗箱に入る形状に加工し、更に割れ、折損、型崩れ、曲がり等が発生しないように十分な強度を持たせる必要がある。
【０００９】
通常の場合、山土を原料とする人口床土以外の培地材料は育苗箱に入る板状に圧縮成型されるが、かかる板状の育苗用マットは育苗箱に装入して灌水し、膨潤復元させた後でないと播種できない。従って、灌水したとき極めて短時間で膨潤復元することが必要となり、特に大量育苗する場合には、自動連続播種工程における育苗箱の移動速度に適合するように、注水開始後１５秒以内に膨潤復元が完了することが望ましい。しかるに、前記特開平９−７４８９６号公報に記載のピートモスを利用した培養土では、これを板状に圧縮成型した育苗用マットの灌水したときの膨潤復元が遅く、自動連続播種工程に適用するためには満足できるものではなかった。
【００１０】
本発明は、このような従来の事情に鑑み、ピートモスを利用して所定の形状に圧縮成型した安価且つ軽量な水稲育苗用培地材料であって、簡単な方法で製造でき、適度なｐＨを持ち、吸水性及び保肥力に優れ、灌水したとき極めて短時間で膨潤復元することができる水稲育苗用培地材料及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明が提供する水稲育苗用培地材料の製造方法は、ピートモスに、ピートモス重量に対し１０〜２０重量％のゼオライト粉と、界面活性剤及びｐＨ調整剤とを混合し、水分を１５〜２５重量％に調整した後、１０００〜３０００ｋｇ／ｃｍ２の圧力で板状に圧縮成型し、更に顆粒状に粉砕することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明による水稲育苗用培地材料の別の製造方法は、ピートモスに、ピートモス重量に対し１０〜２０重量％のゼオライト粉と、界面活性剤及びｐＨ調整剤とを混合し、水分を１５〜２５重量％に調整した後、１０００〜３０００ｋｇ／ｃｍ２の圧力で直接顆粒状に圧縮成型することを特徴とする。
【００１３】
上記本発明の水稲育苗用培地材料の製造方法においては、界面活性剤としてポリオキシアルキレンアルキルエーテルを用いること、及びこれをピートモス重量に対し０.１〜０.５重量％混合することが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明のピートモスを主成分とする板状又は顆粒状の水稲育苗用培地材料においては、ピートモスの撥水性を除去して吸水性を付与するために、主成分であるピートモスに界面活性剤を添加してある。また、界面活性剤のほか、更にピートモスにゼオライトを混合することによって、吸水性をより一層高めると共に、優れた保肥力を発現させることができる。このように、本発明においては、主成分のピートモスに界面活性剤とゼオライトを単に添加して混合するだけで、ピートモスの撥水性を除去し、水稲育苗用培地材料に優れた吸水性と保肥力を与えることができるのである。
【００１６】
界面活性剤としては、ピートモスの撥水性除去効果だけを考慮すれば各種の非イオン系界面活性剤を使用することができるが、少量の添加で十分な撥水性除去効果が得られ、しかも水稲の発芽や生育の面で問題の無いポリオキシアルキレンアルキルエーテルが好ましい。また、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルの添加量は、これを５０〜１００倍の水で希釈して添加するが、原液換算でピートモス重量に対し０．１〜０．５重量％とすることが好ましい。ポリオキシアルキレンアルキルエーテルの添加量が原液換算で０．１重量％未満では、ピートモスの撥水性を十分に除去することが難しい。また、０．５重量％までの添加により必要な撥水性の除去効果が十分得られるので、０．５重量％を越えて添加することは不経済である。
【００１７】
ゼオライトは結晶性アルミノケイ酸塩の一種であり、天然のもの以外にも各種の結晶構造のものが合成されている。このゼオライトの添加混合により、育苗用培地材料の吸水性を更に向上させ、且つ保肥力を向上させることができる。この効果を得るために必要なゼオライトの添加量は、ピートモス重量に対して１０〜２０重量％の範囲である。添加するゼオライト粉は、ピートモスとほぼ均一に混合できる粒度であれば特に限定されないが、０．５ｍｍ以下の粒度のゼオライト粉が市販され通常入手が容易なので、これを利用することができる。
【００１８】
また、ゼオライトの添加量をピートモス重量に対し１０重量％以上とすることにより、板状又は顆粒状に圧縮成型した培地材料でありながら、潅水時における望ましい膨潤復元力を得ることができ、且つ灌水したときの肥料の溶出割合を５０％以下に抑制する優れた保肥力を得ることができる。特にゼオライトを１５重量％以上添加すれば、更に保肥力を向上させることができ、山土と同等又はそれ以上の保肥力が得られるので更に好ましい。しかし、ゼオライトを２０重量％を越えて添加すると、ゼオライトの増加によって必然的に重量が増加し、軽量であるという育苗用培地材料の一つの特徴が失われるので好ましくない。
【００１９】
このように、主成分のピートモスに界面活性剤とゼオライトを単に添加混合することによって、ピートモスの撥水性が除去されて、吸水性が著しく改善され、板状又は顆粒状に圧縮成型された培地材料でありながら膨潤復元性に優れ、膨潤復元速度が注水開始後１５秒以内という望ましい速さになるうえ、同時に保肥力も大幅に向上するので、従来の山土を用いた人工床土に匹敵する特性を達成することができる。
【００２０】
また、ピートモスは通常ｐＨ４．５以下であり、水稲育苗用の培地として不適である。そのため、ｐＨ調整剤として消石灰などのアルカリ性物質を添加して、水苗の成育に適したｐＨ５程度まで上昇させる。更に、後の播種時に施肥の必要をなくし、若しくは施肥の量を少なくするために、予め窒素、リン酸、カリ等の肥料をピートモスに添加混合しておくこともできる。
【００２１】
かかる本発明の水稲育苗用培地材料を製造するには、まず、適当な粒度を有するピートモスに、上記の界面活性剤とゼオライト粉、及びｐＨを５程度まで上昇させるためのｐＨ調整剤、並びに必要に応じて更に肥料を添加して、混合機で混合する。尚、主成分であるピートモスは、産地その他を限定する必要はないが、水稲育苗用の培地として適度な粒度、例えば０．１〜４．０ｍｍ程度の粒度であることが好ましく、必要に応じて解砕して用いる。
【００２２】
次に、上記のごとく各成分を添加混合したピートモスを乾燥機で乾燥させ、含有水分を１５〜２５重量％まで低下させた後、板状又は顆粒状に圧縮成型する。このとき、板状に圧縮成型する場合には、プレス機等を用いて２００〜３００ｋｇ／ｃｍ２の圧力で圧縮成型する。これにより、運搬や取り扱い中に割れや変形等のない十分な強度を有し、一般に使用されている連続播種機並びに育苗箱への装入に適した水稲育苗用マットが得られる。
【００２３】
また、顆粒状に圧縮成型する場合は、１０００〜３０００ｋｇ／ｃｍ２の圧力で圧縮成型を行い、直接顆粒状に成型しても良いし、板状に圧縮成型した後粉砕して顆粒状にすることもできる。顆粒状の水苗育苗用培地材料とすることで、育苗箱の床土とする以外に覆土とすることもでき、特に粒度を５ｍｍ以下程度に整粒することによって、一般に使用されている連続播種機にそのまま使用できるほか、潅水時の膨潤復元性の点でも優れている。
【００２４】
尚、顆粒状に圧縮成型する場合には、そのプレス圧が１０００ｋｇ／ｃｍ２未満では、顆粒状に直接圧縮成型することが困難であったり、また板状に圧縮成型後顆粒状に粉砕したとき、粒度が１ｍｍ未満の粉の発生が多くなる。顆粒中に粉が多くなると、主として連続藩種機での粉塵発生、あるいはその他の取り扱い時の粉塵発生の原因となる。このため、顆粒状の水稲育苗用培地材料では、実用的にはその顆粒の粒度を１〜５ｍｍの範囲とすることが好ましい。また、３０００ｋｇ／ｃｍ２を越える圧力とすると、潅水後の復元時間が１５秒を越えて長くなり、加圧のための設備コストも高価となるため経済的でない。
【００２５】
かくして得られた本発明の水稲育苗用培地材料は、板状又は顆粒状であり、優れた吸水性を有するうえ、高い保肥力を備えている。このため、本発明の水稲育苗用培地材料は、播種の際に灌水すると、極めて短時間に膨潤復元する。即ち、自動連続播種工程における育苗箱の移動速度に適合するように、注水開始後１５秒以内に膨潤復元が完了する。しかも、灌水した際の肥料の溶出が少なく、具体的には肥料の溶出割合を５０％以下に、好ましくは４０％以下に抑えることができる。従って、この水稲育苗用培地材料を使用することによって、苗の成育にばらつきが無くなり、良質の苗を育てることができる。
【００２６】
また、本発明の水稲育苗用培地材料は板状又は顆粒状に圧縮成型されているから、従来の人工床土に比べて軽量であって、簡単に包装でき、運搬搬送、保管、取り扱いが容易であるから、流通コストを削減できる。例えば、板状に圧縮成型した育苗用マットは、育苗箱に装入できる大きさで厚さ約４ｍｍの場合に、１枚の重量が約５００ｇであり、従来の人工床土の育苗箱１枚分の重量約４ｋｇの８分の１に過ぎない。また、顆粒状に圧縮成型した育苗用培地材料の場合も、育苗箱１枚当たりに必要な量の重さは、同様に約５００ｇである。
【００２７】
更に、上記の板状又は顆粒状の培地材料を入れた育苗箱に灌水、播種し、最後に人工床土で覆土した後の育苗箱１枚当たりの重量も４〜４．５ｋｇに過ぎず、従来の全て人工床土を用いた場合の７〜７．５ｋｇの６０％程度である。このため、育苗準備作業から田植機による移植まで、一連の運搬取り扱い作業を大幅に軽減することができる。しかも、本発明の顆粒状の培地材料は、覆土にも使用できる。その場合、人工床土では約１ｋｇであった覆土重量が２００ｇ程度ですむため、覆土後の最終的な育苗箱１枚当たりの重量は３．５〜４．０ｋｇとなり、従来の５０〜５５％にまで軽量化することが可能である。
【００２８】
このように本発明の板状又は顆粒状の水稲育苗用培地材料は、従来の山土を原料としている人工床土に比べて、入手難や環境保全の点で何ら問題がなく、軽量で取り扱い易く、潅水時の膨潤復元性にも優れているうえ、保肥力、保水性、ｐＨ等においても水稲の成育に極めて好ましい培地である。この水稲育苗用培地材料は、培地としての育苗試験においても人工床土と比べて何ら遜色が無く、むしろ優れていることが確認された。また、主成分であるピートモスは腐食分解されるので、ロックウールのようにいつまでも水田に残留することがない。
【００２９】
【実施例】
参考例及び比較例
解砕したカナダ産ピートモス（含有水分４５重量％）を４ｍｍの篩で篩別し、篩下の粒径４ｍｍ以下の粒子に、ｐＨ調整用に消石灰粉１重量％を加え、０.５ｍｍ以下の粒度のゼオライト粉を下記表１に示すように、ピートモス重量に対して各々０、１０、１５、２０重量％となるように添加した。これに、化学肥料２.５重量％を加え、更に撥水性を除去するための界面活性剤として、水で５０倍に希釈したポリオキシアルキレンアルキルエーテル（第一工業製薬(株)製、商品名：ノイゲンＥＴ−１２７）を、同じく下記表１に示すように、原液換算でそれぞれ０、０.１、０.２、０.４重量％となるように添加した。
【００３０】
これらの各試料を、それぞれミキサーにて５分間混合し、ドライヤーにて水分量を下記表１に示すように１８〜２５重量％の範囲まで低下させた後、幅２７５ｍｍ×長さ２８８ｍｍ×高さ２５ｍｍの金型にすり切り式で２５ｍｍ厚に装入した。次に、２５３ｋｇ／ｃｍ２の圧力で板状に圧縮成型して、それぞれ厚さ４〜４．５ｍｍの育苗用マットを製造した。
【００３１】
得られた各試料の育苗用マットについて、以下の特性を測定した。
（１）  復元性：注水開始から膨潤及び復元が完了するまでの時間（秒）
（２）  強度：幅３０ｍｍにカットし、長さ方向の支点間距離６０ｍｍの中間に上方から▽型の刃を当てて徐々に加圧したときの、マットが折れ曲がる瞬間の刃にかかる重量（ｇ）
（３）  保肥力：潅水時のアンモニア性窒素分の溶出割合（％）
得られた結果を下記表１に示し、併せて試料１６として山土を用いた従来の人工床土の保肥力を示した。
【００３２】
【表１】
0003597059.tif 000002
【００３３】
表１に示すように、本発明の組成を有する育苗用マットは、自動連続播種工程に適した１５秒以内の復元時間と、溶出割合が５０％以下という優れた保肥力とをバランス良く備え、取り扱い中にマット形状を維持し得るだけの高い強度を有することが分かる。
【００３４】
実施例
解砕したカナダ産ピートモス（含有水分４５重量％）を４ｍｍの篩で篩別し、篩下の粒径４ｍｍ以下の粒子にｐＨ調整用に消石灰粉１重量％を加え、０.５ｍｍ以下の粒度のゼオライト粉をピートモス重量に対し２０重量％添加した。これに、化学肥料２.５重量％を加え、更に界面活性剤として水で５０倍に希釈したポリオキシアルキレンアルキルエーテル（第一工業製薬(株)製、商品名：ノイゲンＥＴ−１２７）を、原液換算で０.４重量％添加した。
【００３５】
上記の試料をミキサーにて１０分間混合し、ドライヤーにて水分量を１７〜１８％まで低下させた後、２本のロールを有する圧縮成型機のロール間を下記表２に示すロール圧力で通過させて、板状に圧縮成型した。得られた各試料のフレーク（フレーク厚は表２に示す）を、ブレーカーで粗砕後、孔の直径５ｍｍのスクリーンを有する破砕機を通過させ、直径５ｍｍ以下に整粒した顆粒状の培地材料を得た。
【００３６】
得られた各試料の培地材料について、表２に示す各物性を評価すると共に、潅水による膨潤復元性試験を行った。即ち、顆粒状の各培地材料を育苗箱１箱当たり５００ｇ装入し、その際の箱詰時の厚みを測定した。引き続いて、１箱当たり２５００ｃｃの水をシャワー式で注水し、注水開始から完全に膨潤復元するまでの復元時間（復元性）、及び復元倍率を測定した。これらの結果を、圧縮成型の条件と共に下記表２に示した。
【００３７】
【表２】
0003597059.tif 000003
【００３８】
上記表２に示すように、圧縮成型の圧力が１０００ｋｇ未満では望ましい顆粒が得られず、逆に圧力が３０００ｋｇを越えた場合には、注水から完全に膨潤復元するまでの復元時間が長くなり、自動連続播種工程に必要とされる１５秒を越えてしまうことが分かる。尚、このような圧縮成型圧力と潅水時の膨潤復元性との関連は、顆粒状に直接圧縮成型した場合もほぼ同じである。
【００３９】
育苗試験
上記参考例の試料２、３、５、９と、比較例の試料１１及び１６（人口床土）と、実施例の試料２０を用いて、育苗試験を実施した。即ち、育苗箱に装入した各試料のマット（２枚で１箱分）に潅水して厚さ１８〜１９ｍｍまで膨潤復元した培地に、１２０ｇ／箱の水稲の種子を播種した後、人口床土で１ｋｇ／箱の覆土を行い、潅水して育苗試験を実施した。播種後、３日目、１０日目、２１日目における苗の生育状況を調査し、その結果を下記表３に示した。
【００４０】
【表３】
0003597059.tif 000004
【００４１】
上記表３から分かるように、板状（参考例）又は顆粒状（実施例）の水稲育苗用培地材料を用いた場合、ゼオライトと界面活性剤を添加しないピートモスからなる比較例の試料１１、及び山土を用いた従来の人工床土の試料１６に比較して、優れた苗の生育状況を得ることができた。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、ピートモスにゼオライト及び界面活性剤などを混合して圧縮成型するだけの簡単な方法によって製造することができ、顆粒状であり軽量で取り扱い易く、しかも適度なｐＨを持ち、吸水性及び保肥力に優れ、潅水したとき極めて短時間での膨潤復元が可能であって、安価な水稲育苗用培地材料を提供することができる。