(57)【要約】【課題】天然有機物からなる、保水性向上効果を有する土壌改良材としては、炭化物や醗酵堆肥化物がほとんどであった。【解決手段】多孔性の有機質繊維からなるサトウキビの内部柔組織を土壌改良材として用いる。さらに内部柔組織を、乾燥、ペレット化することにより輸送性、保存性が向上し、広範囲な周年供給が可能となる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
サトウキビ茎より内部柔組織を分離して得られる有機質繊維からなる土壌改良材。
【請求項２】
サトウキビ茎より内部柔組織を分離、搾汁して得られる有機質繊維からなる土壌改良材。
【請求項３】
上記有機質繊維を乾燥、ペレット化した請求項１または２に記載の土壌改良材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、農園芸分野において畑等の農耕地の土壌や、ポット栽培等に使用される用土を、植物の生育や耕作に適した状態に改良することを目的として、土壌や用土に混合される各種資材に関する。
【背景技術】
【０００２】
土壌の物理性、化学性、生物性を改良する目的で、多くの土壌改良材が使用されている。土壌の物理性改善項目の一つである保水性の向上は、砂地等の土壌中の有機物含量が少なく乾燥が起きやすい土壌で必要となり、堆肥等の有機質資材や多孔質の無機粒子からなる資材を投入することで改善が図られている。
【０００３】
有機物を原料とし、保水性を向上させる土壌改良材では、炭化した鶏糞とピートモスを混合したもの（例えば、特許文献１参照）や、樹木の樹皮やヤシの果皮を針状に粉砕したものと製紙スラッジ等からなる粒状炭を混合したもの（例えば、特許文献２参照）がある。
【０００４】
これらは、いずれも多孔質の炭の保水性を利用したものだが、炭は炭化条件によって保水性が著しく異なるため、その条件検討が困難であり、また炭化設備を必要とする等、容易に製造することは不可能である。
【０００５】
また、炭化処理を行なわないものでは、ヤシ実繭綿及び果精をアミラーゼやチマーゼによる酵素分解後、醗酵させたもの（例えば、特許文献３参照）や、多孔性珪酸カルシウム水和物とコーヒー滓や茶滓類を混合堆肥化したもの（特許文献４参照）がある。
【０００６】
これらの製造には、醗酵や堆肥化が必要なため、炭化よりも製造時間を要すると共に、大量製造には大きな設備や敷地を必要とする。
【特許文献１】特開２００３−１２９０５０号公報（第１〜６頁）
【特許文献２】特開平１１−２４１０６５号公報（第１〜４頁）
【特許文献３】特開平０７−０４１７６３号公報（第１〜４頁）
【特許文献４】特開平０６−２９８５８５号公報（第１〜４頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記実状を鑑みたものであって、多孔性の有機質素材を用い、炭化や堆肥化の加工をすることなく、安く、簡単に土壌の保水性を向上させる土壌改良材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため検討した結果、サトウキビ茎内部の柔組織は微細な繊維より構成される多孔性構造を有しており、高い保水性を有していることを見出した。通常この柔細胞には、庶汁と呼ばれるショ糖溶液が蓄えられており、製糖産業ではこれを搾汁して利用しており、土壌改良材としてはこの搾汁工程の有無に係わらず、柔細胞断片を利用することができる。従来、サトウキビを原料とした製糖工場において、バガスと呼ばれる搾汁後の副産物が排出されており、堆肥原料や燃料等として利用されているが、本発明における有機質繊維は多孔性の柔組織のみからなる点で、茎全体を粉砕、搾汁して製造されるバガスとは異なる製造法により得られるものであり、バガスを用いるよりも高い保水性を得ることができる。なお、バガスより本発明における有機質繊維を工業的に調製することは極めて困難である。
【０００９】
また、有機物をそのまま利用するに当たっては、腐敗やカビの発生、変質といったことから、長期保存ができないという問題や、軽量で嵩高いため、保管や輸送の効率が悪いといった問題が懸念されたが、排出された柔細胞断片を乾燥、ペレット化することにより、長期保存に耐え、輸送効率が向上する上に、畑等への散布も容易になることを見出した。これにより、サトウキビという季節性のある原料を使用しながら、ほぼ周年で土壌改良材を供給することが可能となる。
【００１０】
本発明における内部柔組織とは、サトウキビ茎の中心部分を構成する主に柔細胞よりなる組織で、維管束組織、表皮組織を除いた部分である。但し、これらの組織を工業的に完全に分離することは困難であり、柔細胞が全細胞数の７０％以上を占める部位を内部柔組織として利用する。内部柔組織を得るには、サトウキビ茎をケインセパレーター等の既存の設備を利用して表皮組織と分離、調製することが可能である。
【００１１】
本発明における有機質繊維とは、セルロースミクロフィブリルを主な構成単位とした有機物からなる繊維状物質で、本発明においては、主に内部柔細胞の細胞壁がこれにあたる。また、バルクでの有機質繊維の形状はフレーク状もしくはおから状となる。
【００１２】
本発明における有機質繊維の乾燥とは、有機質繊維の水分を１０％以下とするものであり、これにより腐敗やカビの発生を抑制することができ、長期保存が可能となる。乾燥には、熱風乾燥や真空乾燥、天日乾燥等の方法を適宜用いれば良い。
【００１３】
本発明におけるペレットとは、フレーク状またはおから状の有機質繊維を粒状もしくは円柱状に圧縮成型したもので、その大きさはおおよそ直径５ｍｍ〜３ｃｍのものである。ペレタイザー等の既存の装置を利用して加工することができる。ペレット化後の有機質繊維は、水分１０％以下に調整しておくことで長期保存が可能となることは言うまでも無い。
【００１４】
本発明における土壌改良材の使用に際しては、フレーク状またはおから状の、あるいはペレット化した有機質繊維を農地の土壌にすき込むか、培養土や育苗土等の用土に混合すればよい、混合量は対象となる土の土質によって異なるが、農地の場合には３０〜３００ｋｇ／ｈａ、用土の場合には土の絶乾重量の０．５〜１０％程度の重量を混合すれば良い。但し、大量に混合すると有機質繊維の分解に伴い土壌中の窒素飢餓が発生することがあるが、この場合には、予め分解により消費される窒素量分を窒素肥料の施肥により補えば良い。
【００１５】
本発明による土壌改良材の保水性向上効果は土壌条件にもよるが数ヶ月間持続するが、有機質繊維の分解に伴い効果は徐々に低下する。さらに保水性の維持が必要な場合には再度有機質繊維の混合を行ない、必要に応じてこれを繰り返すこととなるが、有機質繊維の混合を繰り返すことにより、有機質繊維の未分解残渣が土壌中に蓄積され、これが持続的な土壌の改質をもたらすことが期待される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、サトウキビ茎の柔組織より得られる有機質繊維を用い、土壌や用土に混合することで、保水性を向上させることができる土壌改良材を提供することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明におけるサトウキビ茎の内部柔組織を得るためには、サトウキビ茎を縦方向に割断し内側の柔組織部分をロール型のナイフでかきとることが可能なケインセパレーターを用いるのが最良である。
【００１８】
得られた内部柔組織は、クラッシャーミルやスクリュープレスといった搾汁機で絞ることにより、内部柔組織が破壊され、水分５０％程度のおから状の有機質繊維を得ることができる。一方、搾汁からは製糖プロセスを経て砂糖を製造することができる。
【００１９】
得られた有機質繊維をそのまま土壌改良材として用いても良いが、保存または輸送を行なう場合には、有機質繊維の水分を１０〜２０％となるまで乾燥し、各種造粒機や押し出し式のペレタイザー等を用いて、粒状あるいはペレット状に加工するのが最良である。加工した粒あるいはペレットは、最終的に水分１０％以下、好ましくは５％前後となるまで熱風乾燥機等で乾燥する。これにより、水濡れが無く、通気性の良い環境下であれば１年程度の貯蔵ができる。
【実施例１】
【００２０】
サトウキビ茎からケインセパレーターを用いて内部柔組織を分離し、さらにフィルタープレスで搾汁後、水分５０％の有機質繊維を得た。これを市販の黒土に対して、絶乾重量の割合で０、１、１０％となるように混合した。これらの黒土と有機質繊維の混合物をそれぞれ、直径８ｃｍ、容積１００ｍＬで底部がメッシュとなった筒状の容器に均一に詰め、上から１０ｇ／ｃｍ２の加重をかけた後、容器の上端部でより高くなった部分を削り取った。これにより、各容器内のそれぞれの混合物の体積が同じになるようにした。容器底部のメッシュ部分を水に接するように静置し、一昼夜かけて混合物中に水を浸透させ飽水状態とした。
【００２１】
水浸透後の混合物の重量を測定後、混合物を１０５℃の恒温器内で一晩乾燥させた。乾燥後の混合物の重量を測定し、水浸透後の重量との差から浸透した水の量を算出し、混合物絶乾重量１ｇあたりの浸透した水の重量に換算した。これを混合物の保水量とし、有機質繊維を混合しない場合の保水量に対する、混合した場合の保水量の比で保水性を評価した。
【００２２】
その結果、有機質繊維の混合割合０％の時の保水量を１とすると、１、１０％混合した場合の保水量の比はそれぞれ１．３、２となり、有機質繊維の混合割合が増えるほど保水量が増加し、１０％の混合では、混合しない場合の２倍の保水性を示し、有機質繊維が保水性向上効果を有することが明らかとなった。
【実施例２】
【００２３】
実施例１で調製した有機質繊維を、水分２０％となるまで天日乾燥し、押し出し式ペレタイザーを用いて直径７ｍｍ、長さ１５ｍｍの円柱形のペレットに成型加工した。このペレットをさらに天日乾燥して水分５％まで乾燥させた後、ビニール袋に詰めて室内にて保管した。このペレット化により、加工前の有機質繊維の１／５のスペースで全量を保管することができた。
【００２４】
１年間保管後、ペレットの状態を観察した結果、腐敗やカビの発生は認められず、変質していないことが確認された。さらに、このペレット１００ｇに水１００ｇを加えて攪拌したところ、容易にペレットの形状が崩れ、乾燥前の有機質繊維の形状に復元した。この有機質繊維の保水性向上効果を実施例１に従って評価した結果、有機質繊維の混合割合が増えるほど保水量が増加し、実施例１と同程度の保水性向上効果が認められた。
【００２５】
（比較例１）
サトウキビ茎を、粉砕機で粉砕した後ミルで搾汁し、搾汁粕のバガスを調製した。このバガスの保水性向上効果を実施例１に従って評価した。実施例１と同様、黒土にそれぞれ０、１、１０％混合した結果、保水量の比が１、１．１、１．２となった。バガスの混合量が増えるほど保水量が若干増加したが、本発明での有機質繊維と比較すると増加の割合は低く、バガスを用いて有機質繊維と同程度の保水性を得ようとすると、有機質繊維の１０倍以上の量を土壌に混合する必要があり、現実的ではない。これにより、本発明における有機質繊維は、既存のバガスと比べても明らかに大きな保水性向上効果を有しているといえる。
【００２６】
（比較例２）
比較例１で調製したバガスを、実施例２と同様の処理により、ペレットの調製を試みた。しかしながら、バガスに含まれるサトウキビの硬い表皮片のため、ペレタイザーの孔が閉塞してしまったり、ペレット化できても十分な結着強度が得られず、簡単に崩壊してしまうなど、満足のいくペレットを調製することができなかった。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明により、サトウキビを原料として、従来のバガスよりも格段に高い保水性向上効果を有する土壌改良材を比較的容易に製造、利用することができる。また、乾燥、ペレット化することにより、輸送性、保存性を格段に向上させることが可能となり、原料となるサトウキビが得られる地域性、季節性にとらわれることなく、土壌改良材を広範囲に周年で供給、利用することか可能となった。