(57)【要約】  【課題】流出した土壌の肥沃な細粒分を農地に還元させることができ農地の土壌の荒廃を防止することができ、また土壌に作用する雨滴衝撃を分散させ雨滴浸食を抑制させることができるとともに、土壌の吸水性と透水性を高めることができ面状浸食に対する耐性を高め水食を防止し、さらに肥沃な土壌が濁水として河川に流れ込むのを防止し、下流域への濁水流入による環境負荷が高くなり河川の水質が悪化することを防止でき環境保全性に優れる農地の保全方法を提供することを目的とする。  【解決手段】本発明は、農地の下流に配設された濾過装置を用いた農地の保全方法であって、前記濾過装置に収納された粒状多孔質の濾材を農地に撒布する構成を備える。  【選択図】図１
2005224170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
農地の下流に配設された濾過装置を用いた農地の保全方法であって、前記濾過装置に収納された粒状多孔質の濾材を農地に撒布することを特徴とする農地の保全方法。
【請求項２】
前記濾過装置の上流かつ前記農地の下流に、沈砂池が造設されていることを特徴とする請求項１に記載の農地の保全方法。
【請求項３】
前記濾材の平均粒径が、２〜８ｍｍ好ましくは２〜５ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の農地の保全方法。
【請求項４】
前記濾材の嵩密度が、０．３〜１．５ｇ／ｃｍ３好ましくは０．４〜１．２ｇ／ｃｍ３であることを特徴とする請求項１乃至３の内いずれか１に記載の農地の保全方法。
【請求項５】
前記濾材の表面に平均径が０．０５〜２ｍｍの細孔が形成されていることを特徴とする請求項１乃至４の内いずれか１に記載の農地の保全方法。
【請求項６】
前記濾材が、ガラス粉体を加熱して発泡させたガラス発泡体であることを特徴とする請求項１乃至５の内いずれか１に記載の農地の保全方法。
【請求項７】
前記濾材が、前記農地の土壌に対し１０〜２００ｋｇ／ｍ３好ましくは１０〜１５０ｋｇ／ｍ３の割合で混合され撒布されることを特徴とする請求項１乃至６の内いずれか１に記載の農地の保全方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は農地の保全方法に関し、特に農地の下流に配設された濾過装置を用いた農地の保全方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
国土の大半が山地で覆われている我が国では、農地に占める傾斜畑の割合が大きい。このような傾斜畑においては、肥沃な土壌が降雨、融雪、融氷、流水によって地表から流亡し荒廃してしまう土壌浸食（水食）が深刻な問題となっている。また、肥料分を含んだ肥沃な土壌が流亡し濁水となって河川に流れ込むことによって、濁水によって河川の下流域の環境負荷が高くなり河川の水質が悪化するという問題も発生している。
近年、このような土壌浸食を抑制するために、種々の浸食抑制材が開発されている。
このような浸食抑制材として、例えば、（特許文献１）には「合成樹脂や天然繊維等で形成された所定幅の長尺シート状物と、長尺シート状物の長さ方向の左右両端近傍部分で繋止され長尺シート状物の上面を被覆した補強ネットと、を備えた土壌浸食防止用シート状物」が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−６０９０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら上記従来の技術においては、以下のような課題を有していた。
（１）（特許文献１）に開示の技術は、土壌の表面を長尺シート状物で被覆するので、被覆された土壌を農地として利用できないという課題を有していた。
（２）水食は、土壌表面に当る雨滴の衝撃作用による雨滴浸食、土壌表面に生じた流出水の掃流作用による面状浸食があり、土壌の表面を被覆した長尺シート状物は、雨滴の衝撃を分散させるので雨滴浸食はある程度防止できる。しかしながら、大雨等によって地表の土壌空隙が雨水で飽水した状態になって発生する面状浸食を防止することができず、その結果、水食を防止することができないという課題を有していた。
（３）シート状物が合成樹脂で形成された場合、使用後に産業廃棄物として処理する必要があり環境保全性に欠けるという課題を有していた。
（４）また、農地から流出した土砂が河川に流れ込むのを防ぐ沈砂池等の土砂溜めが造設される場合もあるが、沈砂池等では沈殿し難い粘土等の細粒が混ざった濁水が河川に流れ込み、濁水によって河川の下流域の環境負荷が高くなり河川の水質が悪化するという課題を有していた。
【０００４】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、流出した土壌の肥沃な細粒分を農地に還元させることができ農地の土壌の荒廃を防止することができ、また土壌に作用する雨滴衝撃を分散させ雨滴浸食を抑制させることができるとともに、土壌の吸水性と透水性を高めることができ面状浸食に対する耐性を高め水食を防止し、さらに肥沃な土壌が濁水として河川に流れ込むのを防止し、下流域への濁水流入による環境負荷が高くなり河川の水質が悪化することを防止でき環境保全性に優れる農地の保全方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記従来の課題を解決するために本発明の農地の保全方法は、以下の構成を有している。
本発明の請求項１に記載の農地の保全方法は、農地の下流に配設された濾過装置を用いた農地の保全方法であって、前記濾過装置に収納された粒状多孔質の濾材を農地に撒布する構成を有している。
この構成により、以下のような作用が得られる。
（１）濾過装置に収納された粒状多孔質の濾材に、水食によって流出した農地の土壌の細粒分を捕捉させ、この濾材を農地に撒布することで、流出した土壌の肥沃な細粒分を農地に還元させることができ、農地の土壌の荒廃を防止することができる。
（２）農地の土壌に粒状多孔質の濾材を撒布することで、地表面に撒布された濾材が土壌に作用する雨滴衝撃を分散させ雨滴浸食を抑制させることができる。また、多孔質の濾材が土壌中に空隙を形成するので、土壌の吸水性と透水性を高めることができ面状浸食に対する耐性を高めることができ、土壌浸食（水食）を防止することができる。面状浸食は、土壌空隙に保持された空気が雨水と置換され飽水した状態になり、次いで土壌空隙が破壊し雨水が流出することによって生じるため、土壌の吸水性と透水性を高めることにより耐性を高めることができるからである。
（３）濾過装置に収納された粒状多孔質の濾材が、水食によって流出した農地の土壌の肥沃な細粒分を捕捉するので、細粒を含む濁水が河川に流れ込むのを防止し、濁水によって河川下流域の環境負荷が高くなり河川の水質が悪化するのを防止できる。
（４）農地に撒布される濾材が粒状なので、耕耘機等で農地を耕すことで容易に土壌に撹拌され撒布することができ作業性に優れ、また発芽障害等も発生し難く植物の生育に悪影響を与えない。
（５）農地に撒布される濾材が多孔質なので、土壌の保水性、透水性、通気性、保肥性を高めることができ土壌を改良することができる。
【０００６】
ここで、濾過装置としては、網状体，カゴ状体，孔部が形成された袋状体等の通水性を有する部材に粒状多孔質の濾材を収納したものが用いられる。濾材を交換可能にするためである。
濾過装置は、農地からの流出水が集水される集水池等の内部に配置される。特に、集水池等の内側の下流側に配置されるのが好ましい。集水池等の内側の上流側にレキ、砂等の粗大粒子を沈殿させることができ、濾材が粗大粒子で埋まったり濾材の表面が粗粒で覆われたりするのを防止して、水中に浮遊し易い粘土、シルト等の細粒を濾材の表面で捕捉することができるからである。
【０００７】
濾材としては、木炭、ゼオライト、パーライト、軽石等の火山噴出物、鉱滓類、貝殻、貝化石、ガラス粉体を加熱して発泡させたガラス発泡体等の無機質系の粒状の多孔質体の一種若しくは複数種が用いられる。濾材として用いた際に表面の凹凸や細孔等に肥沃な土壌の細粒分を捕捉することができるとともに、分解され難いので、土壌に撒布した際に土壌有機物や土壌微生物等の生態系に影響を与えず、また発芽障害等も引き起こし難いからである。
【０００８】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の農地の保全方法であって、前記濾過装置の上流かつ前記農地の下流に、沈砂池が造設された構成を有している。
この構成により、請求項１で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
（１）濾過装置の上流かつ農地の下流に沈砂池が造設されているので、農地から流出した流出水中のレキや砂等の粗粒を沈砂池で沈殿させ、シルトや粘土等の細粒を濾過装置に導くことができるので、濾材の表面の凹凸や細孔等がレキや砂等で閉塞されるのを防止して粘土等の細粒を捕捉させることができ、肥沃な細粒分を農地に還元させることができ、農地土壌の荒廃を防止することができる。
【０００９】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の農地の保全方法であって、前記濾材の平均粒径が、２〜８ｍｍ好ましくは２〜５ｍｍである構成を有している。
この構成により、請求項１又は２で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
（１）濾材の平均粒径が２〜８ｍｍ好ましくは２〜５ｍｍなので、濾過装置において網状体，カゴ状体等で濾材を保持し易く、また濾過装置内の濾材間に間隙が形成され易く、濾材間に適度な通水性を保つことができるので、上流からの濁水を通水させながら細粒を捕捉させることができ細粒の捕捉性に優れる。
【００１０】
ここで、濾材の平均粒径が２ｍｍより小さくなるにつれ濾過装置に充填したときに濾材間の間隙が小さくなり濾材の通水性が低下し細粒の捕捉性が低下する傾向がみられる。５ｍｍより大きくなるにつれ農地に撒布した際に植物の根や芽が成長する際の障害になり易く発芽障害等を引き起こす傾向がみられ、特に８ｍｍより大きくなると、この傾向が著しいので好ましくない。
【００１１】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の内いずれか１に記載の農地の保全方法であって、前記濾材の嵩密度が、０．３〜１．５ｇ／ｃｍ３好ましくは０．４〜１．２ｇ／ｃｍ３である構成を有している。
この構成により、請求項１乃至３の内いずれか１で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
（１）濾材の嵩密度が、０．３〜１．５ｇ／ｃｍ３好ましくは０．４〜１．２ｇ／ｃｍ３なので、濾材を農地に撒布した際に農地の土壌中で適度の空隙を形成し土壌の吸水性と透水性を高めることができるとともに、降雨等によって発生する流出水中に混ざり難く土壌から濾材が簡単に流出してしまうのを防止でき土壌浸食に対する耐性を維持することができる。
【００１２】
ここで、濾材の嵩密度が０．４ｇ／ｃｍ３より小さくなるにつれ、軽量のため降雨等による農地からの流出水中に混ざり易く土壌浸食に対する耐性が短時間の少量の降雨等によっても低下し易くなる傾向がみられ、１．２ｇ／ｃｍ３より大きくなるにつれ土壌中に形成される空隙が小さくなり土壌の吸水性や透水性が低下し面状浸食に対する耐力や土壌改良効果が現れ難い傾向がみられる。特に、濾材の嵩密度が０．３ｇ／ｃｍ３より小さくなるか、１．５ｇ／ｃｍ３より大きくなると、これらの傾向が著しくなるため、いずれも好ましくない。
【００１３】
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の内いずれか１に記載の農地の保全方法であって、前記濾材の表面に平均径が０．０５〜２ｍｍの細孔が形成された構成を有している。
この構成により、請求項１乃至４の内いずれか１で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
（１）濾材の表面に平均径が０．０５〜２ｍｍの細孔が形成されているので、濁水中のシルトや粘土等の細粒を濾材の表面に捕捉することができ、この濾材を農地に撒布することで、農地から流出した肥沃な細粒分を農地に還元させることができ、農地土壌の荒廃を防止することができる。
（２）濾過装置に収納された濾材の細孔が水食によって流出した濁水中の細粒を捕捉するので、肥沃な細粒が河川に流れ込むのを防止し、河川下流域への濁水による環境負荷が高くなり河川の水質が悪化するのを防止できる。
【００１４】
ここで、濾材の表面に形成された細孔の平均径が０．０５ｍｍより小さくなるにつれ土壌中の粘土等の細粒が細孔内に侵入し難く捕捉され難い傾向がみられ、２ｍｍより大きくなるにつれ細孔内に一旦侵入した細粒が再び細孔外に飛び出し易く捕捉され難い傾向がみられるため、いずれも好ましくない。
【００１５】
本発明の請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の内いずれか１に記載の農地の保全方法であって、前記濾材が、ガラス粉体を加熱して発泡させたガラス発泡体である構成を有している。
この構成により、請求項１乃至５の内いずれか１で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
（１）濾材がガラス粉体を加熱して発泡させたガラス発泡体なので、機械的強度が比較的小さいため、ガラス発泡体を撒布した農地を耕したりすることで少しずつ粉砕され粒径が小さくなるため、発芽障害等が起こり難く植物の生育を妨げない。
（２）土壌中で少しずつ粒径が小さくなり最後は土壌成分の一部となるので、ガラス原料が産出された土壌にガラスを戻すことができ、ガラスと土壌との循環システムを構築することができる。
（３）工業的に生産できるため表面に形成される細孔径や嵩密度、平均粒径等を最適の範囲に調整することができ自在性に優れる。
【００１６】
ここで、ガラス発泡体としては、所定の形状に成形したガラス粉体を加熱して発泡させることにより製造されるものが用いられる。ガラス粉体として、薬品用びん，化粧品用びん，食料調味料用びん，飲料用びん等のガラスびん、板ガラス、窓ガラス、テレビやディスプレイのガラスパネル等の廃棄物、ガラス製品工場から発生するスクラップ等の廃ガラスを粉砕したものを用いると、廃棄物の再資源化を図ることができ省資源性に優れ好ましい。また、所定の温度に達すると分解して気体を発生する発泡剤を混合したガラス粉体を用いると、発泡剤が分解することによって容易にガラス発泡体が得られるため好ましい。
【００１７】
発泡剤としては、炭酸カルシウム，ドロマイト等の金属炭酸塩、窒化珪素等の金属窒化物、炭化珪素等の金属炭化物等を用いることができる。なかでも、発泡剤として、牡蠣，帆立貝，赤貝，ハマグリ，アサリ，アワビ，サザエ，シジミ，カラスガイ，ドブガイ等の貝殻を粉砕した貝殻粉体を用いると、廃棄物の再資源化を図ることができ省資源性に優れ好ましい。また、以下のような作用が得られる。
（１）貝殻に含まれる酸化カルシウムが水分を吸収して生成される水酸化カルシウムが溶出し易いので、土壌に有効に作用する。
（２）貝殻粉体の主成分は炭酸カルシウムであるが、マグネシウムやそれ以外の成分も含有しており全てが熱分解しないので、基体内に貝殻残渣が分散して存在する。このため、加熱されて形成されたガラス発泡体を濾材として用いると、貝殻残渣等からカルシウム、マグネシウム等が水中に溶出する。これにより、水に溶解しているリン酸が、溶出したカルシウムとの反応やガラス発泡体内のカルシウム分に吸着されてリン酸カルシウム（不溶性）になり水質の改善を行うことができる。
（３）貝殻粉体を発泡剤として用いたガラス発泡体は、アンモニア性窒素及びリン酸態リンの吸着効果に優れるため、これを土壌に撒布することで、植物の生育に必要な窒素、リンを土壌に還元することができ植物の生育に適している。
【００１８】
本発明の請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６の内いずれか１に記載の農地の保全方法であって、前記濾材が、前記農地の土壌に対し１０〜２００ｋｇ／ｍ３好ましくは１０〜１５０ｋｇ／ｍ３の割合で混合され撒布される構成を有している。
この構成により、請求項１乃至６の内いずれか１で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
（１）濾材が農地の土壌に対し１０〜２００ｋｇ／ｍ３好ましくは１０〜１５０ｋｇ／ｍ３の割合で混合され撒布されているので、植物の生育に影響を与えないとともに、農地から流出する流出水中の土壌の量を減少させることができ土壌浸食を効果的に防止することができる。
【００１９】
ここで、土壌や濾材の種類にもよるが、濾材が農地の土壌に対し１０ｋｇ／ｍ３より少なくなるにつれ土壌浸食抑制効果が少なくなる傾向がみられる。１５０ｋｇ／ｍ３より多くなるにつれ相対的に土壌中の有機物の割合が低下するとともに土壌中の濾材の存在確率が高くなるため植物の根や芽が侵入し難く植物の生育状態が悪くなる傾向がみられ、特に２００ｋｇ／ｍ３より多くなると、この傾向が著しいため好ましくない。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、本発明の農地の保全方法によれば、以下のような有利な効果が得られる。
請求項１に記載の発明によれば、
（１）濾過装置に収納された粒状多孔質の濾材に、水食によって流出した農地の土壌の細粒分を捕捉させ、この濾材を農地に撒布することで、流出した土壌の肥沃な細粒分を農地に還元させることができ、農地の土壌の荒廃を防止できる農地の保全方法を提供することができる。
（２）農地の土壌に粒状多孔質の濾材を撒布することで、地表面に撒布された濾材が土壌に作用する雨滴衝撃を分散させ雨滴浸食を抑制させることができるとともに、濾材が土壌中に空隙を形成するので、土壌の吸水性と透水性を高めることができ面状浸食に対する耐性を高めることができ、土壌浸食（水食）を防止することができる農地の保全方法を提供することができる。
（３）濾過装置に収納された粒状多孔質の濾材が、水食によって流出した農地の土壌の肥沃な細粒分を捕捉するので、細粒を含む濁水が河川に流れ込むのを防止し、濁水によって河川下流域の環境負荷が高くなり河川の水質が悪化するのを防止できる環境保全性に優れた農地の保全方法を提供することができる。
（４）農地に撒布される濾材が粒状なので、耕耘機等で農地を耕すことで容易に土壌に撹拌され撒布することができ作業性に優れ、また発芽障害等も発生し難く植物の生育に悪影響を与えない農地の保全方法を提供することができる。
（５）農地に撒布される濾材が多孔質なので、土壌の保水性、透水性、通気性、保肥性を高めることができ土壌改良性にも優れた農地の保全方法を提供することができる。
【００２１】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加え、
（１）濾過装置の上流かつ農地の下流に沈砂池が造設されているので、農地から流出した流出水中のレキや砂等の粗粒を沈砂池で沈殿させ、シルトや粘土等の細粒を濾過装置に導くことができるので、濾材の表面の凹凸や細孔等がレキや砂等で閉塞されるのを防止して粘土等の細粒を捕捉させることができ、肥沃な細粒分を農地に還元させることができ、農地土壌の荒廃を防止できる農地の保全方法を提供することができる。
【００２２】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２の効果に加え、
（１）濾材の平均粒径が２〜８ｍｍ好ましくは２〜５ｍｍなので、濾過装置において網状体，カゴ状体等で濾材を保持し易く、また濾過装置内の濾材間に間隙が形成され易く、濾材間に適度な通水性を保つことができるので、上流からの濁水を通水させながら細粒を捕捉させることができ細粒の捕捉性に優れ、河川への濁水中の細粒の流出量を抑制し河川の下流域の環境負荷を抑制できる環境保全性に優れた農地の保全方法を提供することができる。
【００２３】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３の内いずれか１の効果に加え、
（１）濾材の嵩密度が、０．３〜１．５ｇ／ｃｍ３好ましくは０．４〜１．２ｇ／ｃｍ３なので、濾材を農地に撒布した際に農地の土壌中で適度の空隙を形成し土壌の吸水性と透水性を高めることができるとともに、降雨等によって発生する流出水中に混ざり難く土壌から濾材が簡単に流出してしまうのを防止でき土壌浸食に対する耐性を維持できる農地の保全方法を提供することができる。
【００２４】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至４の内いずれか１の効果に加え、
（１）濾材の表面に平均径が０．０５〜２ｍｍの細孔が形成されているので、濁水中のシルトや粘土等の細粒を濾材の表面に捕捉することができ、この濾材を農地に撒布することで、農地から流出した肥沃な細粒分を農地に還元させることができ、農地土壌の荒廃を防止できる農地の保全方法を提供することができる。
（２）濾過装置に収納された濾材の細孔が水食によって流出した濁水中の細粒を捕捉するので、肥沃な細粒が河川に流れ込むのを防止し、河川下流域への濁水による環境負荷が高くなり河川の水質が悪化するのを防止できる環境保全性に優れた農地の保全方法を提供することができる。
【００２５】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１乃至５の内いずれか１の効果に加え、
（１）濾材がガラス粉体を加熱して発泡させたガラス発泡体なので、機械的強度が比較的小さいため、ガラス発泡体を撒布した農地を耕したりすることで少しずつ粉砕され粒径が小さくなるため、発芽障害等が起こり難く植物の生育を妨げない農地の保全方法を提供することができる。
（２）土壌中で少しずつ粒径が小さくなり最後は土壌成分の一部となるので、ガラス原料が産出された土壌にガラスを戻すことができ、ガラスと土壌との循環システムを構築できる環境保全性に優れた農地の保全方法を提供することができる。
（３）工業的に生産できるため表面に形成される細孔径や嵩密度、平均粒径等を最適の範囲に調整することができ自在性に優れた農地の保全方法を提供することができる。
【００２６】
請求項７に記載の発明によれば、請求項１乃至６の内いずれか１の効果に加え、
（１）濾材が農地の土壌に対し１０〜２００ｋｇ／ｍ３好ましくは１０〜１５０ｋｇ／ｍ３の割合で混合され撒布されているので、植物の生育に影響を与えないとともに、農地から流出する流出水中の土壌の量を減少させることができ土壌浸食を効果的に防止することができる農地の保全方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は農地と濾過装置との関係を示す模式図であり、図２は集水池に配設された濾過装置の構成の一部を示す模式図である。
図１において、１は傾斜地、２は傾斜地１に形成された傾斜畑等の農地、３は農地２の下流に造設された沈砂池、４は沈砂池３の下流に造設され農地２からの流出水が集水される集水池、５は集水池４内の下流側に配設された濾過装置である。
図２において、６は濾過装置５を構成する鋼製や合成樹脂製等で通水性を有するカゴ状等に形成された濾材保持部材、７は鋼製や合成樹脂製等で形成され濾材保持部材６の上面に配設された通水性を有する蓋部、８は内部にガラス発泡体等の粒状多孔質の濾材が収納され合成樹脂製等で形成された通水性を有する網目袋等の濾材収納体である。濾過装置５は、図１に示すように、濾材保持部材６の最上部（濾材保持部材６に収納された濾材の最上部）が集水池４の水面よりも高くなるように集水池４内に複数積み上げ、集水池４の流路を塞ぐように集水池４内の下流側に配置する。
【００２８】
以上のように構成された濾過装置を用いた農地の保全方法について、以下説明する。
農地２に雨が降り地表からの流出水（濁水）が発生すると、発生した濁水は沈砂池３内に流れ込む。沈砂池３内に流れ込んだ濁水中のレキや砂等の多くは沈砂池３の底部に沈殿する。シルトや粘土の細粒分を含む濁水は集水池４に流れ込み、集水池４内の上流側には濁水中に残留していたレキや砂等が沈殿し、さらに濁水は集水池４内の下流側に配置された濾過装置５を通過する。濁水が濾過装置５を通過する際に、濁水中のシルトや粘土の細粒分が濾材の表面の凹凸や細孔、濾材間の間隙に捕捉される。
ある程度の期間が経過した後、重機等で集水池４内から濾材保持部材６を取り出し、蓋部７を開け濾材保持部材６の中から濾材収納体８を取り出す。取り出した濾材収納体８を農地２まで運搬し、収納されていた濾材を農地２の土壌に撒布する。その後、耕耘機等で濾材を土壌とともに撹拌する。
【００２９】
以上のように、本発明の実施の形態１における濾過装置を用いた農地の保全方法によれば、以下のような作用が得られる。
（１）集水池４に配置された濾過装置５に保持され収納された粒状多孔質の濾材に、水食によって流出した農地２の土壌の細粒分を捕捉させ、この濾材を農地２に撒布することで、流出した農地２の肥沃な細粒分を農地２に還元させることができ、農地土壌の荒廃を防止することができる。
（２）農地２の土壌に粒状多孔質の濾材を撒布することで、地表面に撒布された濾材が土壌に作用する雨滴衝撃を分散させ雨滴浸食を抑制させることができる。また、濾材が土壌中に空隙を形成するので、土壌の吸水性と透水性を高めることができ面状浸食に対する耐性を高めることができ、土壌浸食を防止することができる。
（３）濾過装置５に収納された粒状多孔質の濾材が水食によって流出した農地２の細粒分を捕捉し、濁水中の細粒の量を減少させるので、河川の下流域の濁水による環境負荷が高くなり河川の水質が悪化するのを防止できる。
（４）濾過保持部材６に収納された濾材の最上部が集水池４の水面よりも高くなるように、濾過装置５を集水池４内に複数積み上げているので、水中に浮遊した細粒を効率良く捕捉することができる。
（５）濾過装置５が配置された集水池４の上流かつ農地２の下流に沈砂池３が造設されているので、流出した濁水中のレキや砂を沈砂池３で沈殿させ、シルトや粘土等の細粒を濾過装置５に導くことができるので、濾材の表面がレキや砂で閉塞されるのを防止して、粘土等の細粒を捕捉させることができ、肥沃な細粒分を農地２に還元させることができ、農地土壌の荒廃を防止することができる。
（６）濾過装置５が集水池４内の下流側に配置されているので、集水池４内の上流側に濁水中に残留していたレキや砂等を沈殿させ、相対的にレキや砂等が少なくシルトや粘土の細粒分を多く含む濁水を濾過装置５に通過させることができるので、細粒を効率よく捕捉することができる。
（７）濾材が網目袋等の濾材収納体８に小分けして収納されているので、取り出した濾材収納体８を農地２まで運搬し、収納されていた濾材を農地２の濾材に撒布し耕耘機等で土壌とともに撹拌することで、濾材を農地２に容易に撒布させることができ作業性に優れる。なお、濾材収納体８を生分解性合成樹脂で形成すると、濾材収納体８を耕耘機等で破りながら濾材収納体８とともに撹拌するだけでよく、濾材収納体８を分別する必要がないためさらに作業性に優れる。
【００３０】
なお、本実施の形態においては、濾材を濾材収納体８に収納し、鋼製や合成樹脂製等で通水性を有するカゴ状等に形成された濾材保持部材６に濾材収納体８を保持した濾過装置５について説明したが、これに限定されるものではなく、濾材保持部材６をネット等の網状体で形成し濾材を収納するようにする場合もある。濾過装置５を農地からの流出水の流出経路に配置し、流出水が濾過装置５に収納された濾材間を通過できればよいからである。
【実施例】
【００３１】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
本発明の効果を具体的に確認するための濾材としては、平均粒径が２〜８ｍｍに調整された株式会社トヨシステムプラント社製のガラス発泡体を用いた。このガラス発泡体は貝殻を発泡剤として用いているものである。このガラス質発泡体からなる濾材の嵩密度は０．５〜０．７ｇ／ｃｍ３に調整されたものである。
【００３２】
（濾材の間隙率の評価）
図３は濾材の平均粒径と間隙率との関係を示した図である。
図３によれば、濾材の平均粒径が２〜８ｍｍのときに約１５〜３０％程度の良好な間隙率が得られていることが確認された。よって、濾過装置内の濾材間に間隙が形成され易く、濾材間に適度な通水性を保つことができるので、上流からの濁水を通水させながら細粒を捕捉させることができ細粒の捕捉性に優れることが明らかである。
【００３３】
（濾材の吸水率の評価）
図４は濾材の平均粒径と吸水率との関係を示した図である。なお、吸水率はＪＩＳ  Ａ  １１１０（粗骨材の密度及び吸水率試験）に準拠して測定した。
図４によれば、濾材の平均粒径が２〜８ｍｍのときに約４０〜７０％程度の良好な吸水率が得られることが確認された。よって、濾材を農地の土壌に撒布することで、土壌の吸水性を高めることができることが明らかである。
【００３４】
（濾材の破砕率の評価）
図５は濾材の破砕率を評価するための載荷重と破砕率との関係を示した図である。なお、破砕率を測定した試験は、ＪＨＳ１０９−１９９２（岩の破砕率試験方法）に準拠して行い、３段階の荷重を与え各々の破砕率を求めた。
図５によれば、３５〜４０％の高い破砕率が得られることが確認された。これは一般の岩石の破砕率が５〜１０％であることを考慮すると、非常に高い値である。よって、濾材を農地の土壌に撒布する際、耕耘機等を用いて土壌とともに撹拌することにより比較的容易に破砕され粒径が小さくなるため、発芽障害等が起こり難く植物の生育を妨げないことが推察された。また、土壌中で少しずつ粒径が小さくなり最後は土壌成分の一部となることも推察された。
【００３５】
（濾材を撒布した土壌の浸食抑制効果）
以上のようなガラス発泡体からなる濾材を混合した土壌の侵食抑制効果を評価するための実験を、人工降雨装置を用いて行った。
図６は実験に用いた人工降雨装置の要部模式図である。
図６において、１１は幅が３０ｃｍ，長さが２００ｃｍ，勾配下端部の側壁の高さが１０ｃｍの箱状に形成され所定の勾配で傾斜させて配設できる人工降雨装置の土壌収納部、１２は勾配下端部の側壁に形成された排水口である。排水口１２はメッシュや不織布等の濾布が配設され、土壌収納部１１に充填された土壌は流出しないが水だけが流れるように形成されている。１３は土壌収納部１１に充填された土壌の地表を流れる流出水が排水される流出水排水部である。土壌収納部１１の上方には図示しない微細なノズルが６ｃｍ間隔で格子状に配設されており所定径の水滴（雨滴）を所定の強度で降らせることができる。なお、本実験では、水滴径（雨滴径）が３．６７ｍｍ、降雨強度が５０ｍｍ／ｈの人工降雨が土壌収納部１１に降るように調整した。
【００３６】
以上のように構成された人工降雨装置において、土壌（砂６６％、シルト１６％、粘土１８％）に対して濾材を１０、２０、５０、１００ｋｇ／ｍ３の割合で混合した濾材混合土壌を厚さ１０ｃｍで充填した（濾材混合土壌の密度は１．１〜１．４ｇ／ｃｍ３であった）。なお、比較のために濾材を混合しない土壌（濾材の割合０ｋｇ／ｍ３）についても同様の実験を行った。
実験に先立ち、準備として、濾材混合土壌及び土壌が飽水状態になるまで水を浸透させた後、土壌収納部１１の分数勾配が８／１００になるように傾斜させ、排水口１２から２４時間程度自然排水を行った。
実験は、土壌収納部１１の上方から水滴径（雨滴径）３．６７ｍｍ、降雨強度５０ｍｍ／ｈの人工雨を２５分間降らせ、流出水排水部１３から排水された流出水（濁水）を５分間毎に全量採取した。採取した濁水の水分を蒸発させ乾燥させて、残留した土壌の重量（ｇ）を流出土量として測定した。
【００３７】
図７は濾材を撒布しなかった土壌の流出土量（Ａ）を基準として各々の濾材混合土壌の流出土量（Ｂ）の比率（Ｂ／Ａ×１００＝流出土量率（％））を求めた測定時間と流出土量率との関係を示す図である。
図７によれば、土壌に対して濾材を１０〜１００ｋｇ／ｍ３の割合で混合した場合に流出土量率を減少させることができることが確認された。また流出土量率は、この範囲内では、濾材の混合量が増えるにつれ減少する傾向がみられることも確認された。よって、濾材を土壌に混合することで土壌浸食抑制効果がみられ、土壌浸食を防止することができる農地の保全方法を提供できることが明らかになった。
なお、濾材の土壌に対する混合割合が１５０ｋｇ／ｍ３より多くなるにつれ、相対的に土壌中の有機物の割合が低下するとともに土壌中の濾材の存在確率が高くなるため植物の根や芽が侵入し難く植物の生育状態が悪くなる傾向がみられ、特に２００ｋｇ／ｍ３より多くなると、この傾向が著しくなることも確認された。
【００３８】
（濾材における土壌の捕捉性の評価）
次に、ガラス発泡体からなる濾材における土壌の捕捉性の評価を、簡易実験装置を用いて行った。
図８は簡易実験装置の模式図である。
図８において、２０は簡易実験装置、２１は濁水流入槽、２２は濁水流入槽２１に濁水が注入される濁水注入管、２３は濁水流入槽２１の底部に一端が接続された濁水流路、２４は濁水流路２３の他端が底部に接続された濾材保持槽、２５は濾材保持槽２４の内部に収納されたガラス発泡体からなる濾材、２６は濾材保持槽２４の上端部に接続された濁水流出管である。
なお、簡易実験装置２０において、濾材保持槽２４は厚さ（Ｌ）が１５ｃｍに形成されており、濾材保持槽２４への濁水の流入速度を変えることができるように、流入速度濁水注入管２２の注入口と濁水流出管２４の流出口との高低差ΔＨを所定の高さに設定できるようになっている。また、濁水としては、粒径が２μｍ以下の粘土を所定の濁度で水に懸濁させたものを用いた。濁水の流入前後の濾材２４の乾燥重量を比較することによって、濾材２４に捕捉された濁水中の粘土の捕捉量を測定した。
（表１）に、濁水の濁度、濁水の流入速度、濁水を注入した実験時間、濾材保持槽へ流入させた流入粘土量（Ａ）、濾材が捕捉した粘土の捕捉量（Ｂ）、捕捉割合（Ｂ／Ａ×１００％）を示した。
【００３９】
【表１】
2005224170.tif 000003
【００４０】
（表１）によれば、濁水の流入速度によっても異なるが、濁水中の粘土を約８〜２２％程度の割合で捕捉できることが確認された。よって、濾材が水食によって流出した農地の細粒分を捕捉するので、濁水中の細粒の量を減少させ、河川下流域の濁水による環境負荷が高くなり河川の水質が悪化するのを防止できることが明らかになった。また、濾材が肥沃な土壌中の細粒を捕捉するので、この濾材を農地に撒布することで、流出した土壌の肥沃な細粒分を農地に還元させることができ農地土壌の荒廃を防止することができる農地の保全方法を提供できることが明らかになった。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は農地の保全方法に関し、特に農地の下流に配設された濾過装置を用いた農地の保全方法に関し、流出した土壌の肥沃な細粒分を農地に還元させることができ農地の土壌の荒廃を防止することができ、また土壌に作用する雨滴衝撃を分散させ雨滴浸食を抑制させることができるとともに、土壌の吸水性と透水性を高めることができ面状浸食に対する耐性を高め水食を防止し、さらに肥沃な土壌が濁水として河川に流れ込むのを防止し、下流域への濁水流入による環境負荷が高くなり河川の水質が悪化することを防止でき環境保全性に優れる農地の保全方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】農地と濾過装置との関係を示す模式図
【図２】集水池に配設された濾過装置の構成の一部を示す模式図
【図３】濾材の平均粒径と間隙率との関係を示した図
【図４】濾材の平均粒径と吸水率との関係を示した図
【図５】濾材の載荷重と破砕率との関係を示した図
【図６】実験に用いた人工降雨装置の要部模式図
【図７】濾材を撒布しなかった土壌の流出土量（Ａ）を基準として各々の濾材混合土壌の流出土量（Ｂ）の比率（Ｂ／Ａ（％））を求めた測定時間と流出土量率との関係を示す図
【図８】簡易実験装置の模式図
【符号の説明】
【００４３】
１  傾斜地
２  農地
３  沈砂池
４  集水池
５  濾過装置
６  濾材保持部材
７  蓋部
８  濾材収納体
１１  土壌収納部
１２  排水口
１３  流出水排水部
２０  簡易実験装置
２１  濁水流入槽
２２  濁水注入管
２３  濁水流路
２４  濾材保持槽
２５  濾材
２６  濁水流出管
【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】
2005224170.tif 000008
【図６】
2005224170.tif 000009
【図７】
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【図８】
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