(57)【要約】【課題】  農業用資材としての麦飯石の汎用的利用を図るべく、麦飯石に匹敵する土壌改良機能を有しながらも安価で製造可能な土壌活性剤を提供すること。【解決手段】  粉粒状の麦飯石残渣物と流紋岩とを混合して土壌活性剤を調製する。この土壌活性剤によれば、麦飯石に匹敵するイオン交換機能及び水質調整機能を発揮し、麦飯石と同等の機能を備える土壌活性剤を安価で提供することが可能となる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
麦飯石（登録商標）の精製・分級時に生じる粉粒状の麦飯石残渣物と、粉粒状の流紋岩とからなることを特徴とする土壌活性剤。
【請求項２】
麦飯石残渣物と流紋岩とが、乾燥重量にしてそれぞれ７：３の割合で配合されることを特徴とする土壌活性剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、採取された麦飯石（登録商標）を精製、分級する際に生じる残渣物を利用した土壌活性剤に関するものであり、さらに詳しくは、この残渣物と流紋岩とを混合してなる土壌活性剤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
麦飯石は、優れたイオン交換作用を有するとともに、カルシウム、鉄、ナトリウム等の微量元素を豊富に含んでおり、例えば生活用水の浄化剤など、その化学特性を生かして様々な分野で利用されている。特に、近年においては人体に対する生理活性作用以外にも、土壌改善等の農業利用に対する有効性が学術機関による研究や実地検証によって確認されており、新しい生態系農法の確立に向けて麦飯石利用は拡がりつつある。
【０００３】
麦飯石を土壌活性剤として利用したものとしては、例えば、粉粒状の麦飯石を４０〜６０重量％、花崗岩、長石をそれぞれ１０〜２０重量％、ケイ石を１５〜２５重量％の割合で混合してなる土壌活性剤や（特許文献１参照）、石英斑岩、花崗岩及び麦飯石並びにゼオライト、カオリナイト等の変種鉱物を混合してなる土壌活性剤（特許文献２参照）がある。これらの土壌活性剤を土壌に散布若しくは混入することにより、麦飯石中のミネラルが土壌中に溶出し、さらにイオン交換作用によって土壌中のｐＨが調整されるので、土壌の改善が図られることとなる。
【０００４】
しかしながら、従来の麦飯石を利用した土壌活性剤は、製造プラントにおいて各種産業用若しくは生活用に精製、分級された麦飯石を用いるために製造コストがかかり、製品として提供する際には高価となっていた。このため農業用資材として十分普及するには至っていないのが実情である。
【特許文献１】特公平４−７８６７６号公報
【特許文献２】特開平７−２３３３７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、農業用資材としての麦飯石の汎用的利用を図るべく、麦飯石に匹敵する土壌改良機能を有しながらも安価で製造可能な土壌活性剤を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決すべく、請求項１に記載の発明が採った手段は、麦飯石の精製・分級時に生じる粉粒状の麦飯石残渣物と、粉粒状の流紋岩とからなることを特徴とする土壌活性剤、である。
【０００７】
麦飯石は、通常、麦飯石層より原石を採石した後、製造プラントにおいて精製・分級されて製品化されているが、その際に生じる残渣物は、製品としての麦飯石よりも多くの不純物が含まれていることから有効に利用されていない。そこで、本発明は、この麦飯石残渣物を有効利用すべく、その特性を調査し、鋭意検討を重ねた結果、麦飯石残渣物と流紋岩とを特定の割合で混合したものが、農業用資材として優れた理化学的特性を有することを見出した。つまり、粉粒状の麦飯石残渣物と流紋岩とを乾燥重量にして７：３の割合で混合した混合物が、麦飯石に匹敵するイオン交換機能及び水質調整機能を発揮することが、各種試験結果を通して明らかとなったのである。このように、従来利用価値のなかった麦飯石残渣物を流紋岩と組み合わせることにより、麦飯石と同等の機能を備える土壌活性剤を安価で提供することが可能となる。
【０００８】
尚、本明細書においては、「麦飯石」とは、麦飯石層より採石された原石を精製・分級したものをいい、「麦飯石残渣物」とは、当該原石を麦飯石に精製・分級する際に生じる残渣物をいうものとする。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明が採った手段は、麦飯石残渣物と流紋岩とが、乾燥重量にして７：３の割合で配合されることを特徴とする請求項１に記載の土壌活性剤、である。麦飯石残渣物と流紋岩との配合割合を７：３とすることで、塩基置換容量（ＣＥＣ）が最適化され、イオン交換能及び水質調整能に優れた土壌活性剤とすることが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の土壌活性剤によれば、麦飯石の精製・分級時に生じる粉粒状の麦飯石残渣物と、粉粒状の流紋岩とを配合することによって、麦飯石に匹敵するイオン交換能及び水質調整機能を発揮することから、これを土壌に散布又は混入させることにより植物の生育に適した土壌に改善することができる。また、従来は利用価値のなかった麦飯石残渣物を原料とするため、資源の有効利用が図れるだけでなく、麦飯石を利用する場合に比べて製造コストが低減され、安価で提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に係る土壌活性剤は、麦飯石残渣物と、流紋岩とを配合してなることを特徴とするものであり、土壌に散布又は混合して用いられる他、水に一定時間浸漬させた後、その水を水耕栽培や灌水、葉面散布等に用いられるものである。
【００１２】
本発明に係る土壌活性剤は、粉状若しくは粒状の麦飯石残渣物と流紋岩とが混合されて調製される。両者の混合比率は特に限定されないが、麦飯石残渣物と流紋岩とを乾燥重量にして７：３の割合で混合することが好ましい。両者がこの割合で混合されたときに、麦飯石と同等の塩基置換容量（ＣＥＣ）が得られるからである。
【００１３】
また、土壌活性剤を構成する麦飯石残渣物及び流紋岩の組成は特に限定されるものではないが、麦飯石残渣物には酸化カリウム（Ｋ2Ｏ）が５８〜７１ｍｇ／ｋｇ、酸化カルシウム（ＣａＯ）が１６７０〜１７３０ｍｇ／ｋｇ、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）が４４〜４９ｍｇ／ｋｇ、リン酸（Ｐ2Ｏ5）が５９〜７５ｍｇ／ｋｇ、可給態ケイ素が１５２〜１５７ｍｇ／ｋｇ含有されているものを用いることが好ましく、流紋岩には、酸化カリウムが１１６〜１３０ｍｇ／ｋｇ、酸化カルシウムが５６０〜７００ｍｇ／ｋｇ、酸化マグネシウムが６２〜９７ｍｇ／ｋｇ、リン酸が３９〜４５ｍｇ／ｋｇ、可給態ケイ素が７５〜８３ｍｇ／ｋｇ含有されているものを用いることが好ましい。当該組成を有する麦飯石残渣物及び流紋岩とを組み合わせて用いることにより、土壌活性剤としてより適した組成とすることができるからである。このような組成を有する麦飯石残渣物及び流紋岩としては、例えば、岐阜県加茂郡白川町黒川地区にある麦飯石層から採取されるものがある。
【実施例】
【００１４】
１．土壌活性剤の原料成分の特定
表１には、各実施例に係る土壌活性剤の原料として用いた麦飯石残渣物及び流紋岩と、麦飯石の組成を分析した結果が示されている。麦飯石残渣物、流紋岩及び麦飯石は、いずれも岐阜県加茂郡白川町黒川地区の麦飯石層より採取されたものである。
【００１５】
麦飯石残渣物、流紋岩及び麦飯石の成分測定には、各岩石をすり鉢で砕き２ｍｍの篩をかけて風乾細土に調製したものを試料として用い、これらを各成分ごとに各種定量方法によって測定した。
【００１６】
各成分の定量は、酸化カリウム（Ｋ2Ｏ）については炎光光度法にて行い、酸化カルシウム（ＣａＯ）については比色法及びＯＣＰＣ法にて行い、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）については比色法及びＸＢ−１法にて行い、リン酸（Ｂｒ−Ｐ2Ｏ5）については比色法及びバナドモリブデン酸法にて行い、可給態ケイ酸（ＡＳ−ＳｉＯ2）については比色法及びアスコルビン酸還元・モリブデンブルー法にて行い、リン酸吸収係数（Ｐ−ａｂｃ）については比色法及びバナドモリブデン酸法にて行い、腐食（Ｈｕｍｕｓ）については比色法及び熊田変法にて行った。尚、表１中のカッコ内に示す数値は、麦飯石、麦飯石残渣物及び流紋岩に含まれる各成分の好適な含有量の範囲である。
【００１７】
【表１】
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表１より、麦飯石と麦飯石残渣物とでは、同じ麦飯石層から採取されたものであっても、各成分の含有量に違いがみられた。これは、麦飯石残渣物は、麦飯石の精製過程で生じるものであることから、麦飯石には含まれない不純物を含んでいるためと考えられる。
【００１８】
表１に示した麦飯石残渣物及び流紋岩の粉粒状物を、乾燥重量にして７：３、５：５及び３：7の割合で混合して本発明に係る土壌活性剤の試験サンプルを調製し、それぞれを実施例１、実施例２及び実施例３として、陽イオン交換容量の測定、水質調整機能試験、ｐＨ緩衝能の測定、抗酸化力の測定及び生物検定試験を行った。
【００１９】
２．土壌活性剤の陽イオン交換容量（ＣＥＣ）
表２には、実施例１から３及び比較例としての麦飯石、麦飯石残渣物及び流紋岩の塩基置換容量（以下、ＣＥＣと略記する）及びｐＨを比較したものが示されている。
【００２０】
【表２】
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ＣＥＣは、土壌での保肥力を数値化したものであり、一般にＣＥＣの値が大きい方が、Ｃａ2+、Ｍｇ2+、ＮＨ4+等の肥料成分を保持する能力に優れると言われている。表２に示されているように、麦飯石、麦飯石残渣物及び流紋岩のＣＥＣは、それぞれ３．０、２．８及び５．３であった。これに対し、実施例１、実施例２及び実施例３のＣＥＣは、それぞれ３．９、４．６及び５．３であり、麦飯石及び麦飯石残渣物よりも大きい値を示した。このことから、各実施例の土壌活性剤のＣＥＣが麦飯石よりもやや優れていることが分かった。
【００２１】
３．土壌活性剤の水質調整機能試験
（１）ｐＨ、ＥＣ（電気伝導度）及びＯＲＰ（酸化還元電位）の測定
蒸留水と水道水各１００ｍｌに対し、実施例１から３の土壌活性剤１０ｇをそれぞれ浸漬させ、ｐＨ、ＥＣ及びＯＲＰの値を測定した。測定は浸漬開始から１時間後、２時間後、３時間後、４時間後、５時間後、６時間後、１２時間後及び２４時間後とし、室温１７℃から２１℃の開放系で行った。また、比較例として、麦飯石原石及び麦飯石残渣物についても同様して測定を行った。表３から表５及び図１から図３には、それぞれ蒸留水に浸漬した場合のｐＨ、ＯＲＰ及びＥＣの値の経時変化が示されており、表６から表８及び図４から図６には、それぞれ水道水に浸漬した場合のｐＨ、ＯＲＰ及びＥＣの値の経時変化が示されている。
【００２２】
【表３】
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【００２３】
【表４】
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【００２４】
【表５】
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【００２５】
【表６】
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【００２６】
【表７】
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【００２７】
【表８】
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【００２８】
表３から表８及び図１から図６に示すように、実施例１から実施例３は、蒸留水の場合も水道水の場合も共に、麦飯石原石及び麦飯石残渣物と類似した作用傾向を示した。このことから、各実施例の土壌活性剤が、麦飯石と同等の水質調整機能を有し、中でも実施例１の土壌活性剤が麦飯石と特に近い性質を有することが分かった。
【００２９】
（２）ｐＨ緩衝能の測定
５Ｎ−ＮａＯＨ溶液にてｐＨ１０に調製した蒸留水１００ｍｌと、３５％ＨＣｌ溶液にてｐＨ４に調製した蒸留水１００ｍｌとに、それぞれ実施例１から実施例３の土壌活性剤と比較例としての麦飯石及び麦飯石残渣物とを１０ｇ浸漬させてｐＨ緩衝能を調べた。ｐＨの測定は、室温２５℃の開放系で行い、浸漬開始から３時間後、６時間後、１２時間後、２４時間後、４８時間後及び７２時間後に行った。表９及び図７には、ｐＨ４に調製した蒸留水におけるｐＨの経時変化が示されており、表１０及び図８には、ｐＨ１０に調製した蒸留水におけるｐＨの経時変化が示されている。
【００３０】
【表９】
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【００３１】
【表１０】
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【００３２】
表９及び図７より、ｐＨ４に設定した蒸留水において、試験開始から３時間後には、麦飯石を浸漬した蒸留水のｐＨは６．０５となり、麦飯石残渣物を浸漬した蒸留水のｐＨは４．７２となり、実施例１の土壌活性剤を浸漬した蒸留水のｐＨは５．５３となった。さらに、７２時間後には、麦飯石を浸漬した蒸留水のｐＨは７．９０となり、麦飯石残渣物を浸漬した蒸留水のｐＨは７．６６となり、実施例１の土壌活性剤を浸漬した蒸留水のｐＨは７．６３となった。このことから、実施例１に係る土壌活性剤が麦飯石に匹敵するｐＨ緩衝能を有することが分かった。
【００３３】
また、表１０及び図８より、ｐＨ１０に設定した蒸留水では、実施例１の土壌活性剤を浸漬した蒸留水において中性域にシフトする変化速度が最も顕著であり、中性域にシフトした後は各試料とも類似の傾向を示した。
【００３４】
（３）抗酸化力の測定
本実施例に係る土壌活性剤について、フェントン反応を用いて抗酸化力の測定を行った。フェントン反応とは、２価の鉄と過酸化水素水が反応することにより、ヒドロキシラジカルと３価の鉄が発生する強力な酸化反応であり、次式で表される。
【００３５】
（化１）
Ｈ2Ｏ2  ＋  Ｆｅ2+  →  Ｆｅ3+  ＋  ＯＨ-  ＋  ・ＯＨ
【００３６】
試験方法は、まず、実施例１から３の土壌活性剤及び比較例としての麦飯石及び麦飯石残渣物３ｇを、それぞれ蒸留水３０ｍｌに添加し、これを２０００ｒｐｍで５分間、遠心分離機にかけて、上澄液をろ紙にて濾過してサンプル水を調製した。
【００３７】
こうして調製されたサンプル水１２ｍｌに、１％フェロシアン化カリウム水溶液２ｍｌと１％過酸化水素水（Ｈ2Ｏ2含量３０％）２ｍｌを加え、これらの試薬添加から２分後、５分後、１０分後及び１５分後に４２０ｎｍにおける吸光度を測定した。表１１及び図９には、その測定結果が示されている。
【００３８】
【表１１】
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表１１及び図９より、試薬添加から２分後に、ブランクとしての蒸留水の吸光度が０．１３４であるのに対して、麦飯石原石のろ過液は０．０４７、実施例１の土壌活性剤のろ過液は０．０５０であり、１５分後には、蒸留水０．３４７、麦飯石原石のろ過液は０．２６３、実施例１の土壌活性剤のろ過液は０．２７５となった。このことから、土壌活性剤のろ過液は、麦飯石のろ過液とほぼ同等の抗酸化力を有することが分かった。
【００３９】
（４）土壌活性剤の生物検定（種子の生理活性）試験
上記の抗酸化力の測定にて用いたサンプル水５ｍｌ（実施例２及び３を除く）を、それぞれ直径７０ｍｍのろ紙を敷いたシャーレに入れ、コマツナ種子（コマツナ夏楽天）２０粒を並べた後、２５℃のインキュベータ内で発芽試験（３反復）を行った。置床７２時間後の根長（root length）及び苗長（shoot length）を測定し、健苗指標とした。その結果を表１２に示す。
【００４０】
【表１２】
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苗の生育（根長及び苗長）は、麦飯石のろ過液を用いたもので２．６、麦飯石残渣物のろ過液を用いたもので２．８、実施例１に係る土壌活性剤のろ過液を用いたもので２．２となり、統計処理による分散分析の結果、大きな差はみられなかった。このことから、実施例１の土壌活性剤は、麦飯石と同等の生理活性効果を有することが確認できた。
【００４１】
以上より、実施例１から実施例３の土壌活性剤は、いずれも水質調整機能、抗酸化力及び生理活性効果において、麦飯石と同等若しくはそれに匹敵する能力を有することが明らかとなり、特に、麦飯石残渣物と流紋岩とをそれぞれ７：３の割合で混合した実施例１が麦飯石に最も近い性質を有し、安定していることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】土壌活性剤を蒸留水に浸漬したときのｐＨの経時変化を示すグラフである。
【図２】土壌活性剤を蒸留水に浸漬したときの酸化還元電位（ＯＲＰ）の経時変化を示すグラフである。
【図３】土壌活性剤を蒸留水に浸漬したときの電気伝導度（ＥＣ）の経時変化を示すグラフである。
【図４】土壌活性剤を水道水に浸漬したときのｐＨの経時変化を示すグラフである。
【図５】土壌活性剤を水道水に浸漬したときの酸化還元電位（ＯＲＰ）の経時変化を示すグラフである。
【図６】土壌活性剤を水道水に浸漬したときの電気伝導度（ＥＣ）の経時変化を示すグラフである。
【図７】ｐＨ４に調製した蒸留水に土壌活性剤を浸漬したときのｐＨの経時変化を示すグラフである。
【図８】ｐＨ１０に調製した蒸留水に土壌活性剤を浸漬したときのｐＨの経時変化を示すグラフである。
【図９】フェントン反応を用いた抗酸化力測定の結果を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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