(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
休耕田土壌、工場跡地土壌、畜産場土壌などの土壌中に、炭素を骨格とし微生物により分解可能で炭素率Ｃ／Ｎ＞８０のウッドチップ、オガクズなどの木質系材料を混ぜ込み、該木質系材料を土壌微生物により分解せしめ、分解した木質系材料から炭素を取り込ませると共に土壌中から窒素を取り込ませて増殖せしめ、その結果、土壌中の溶脱性窒素を低減せしめることを特徴とする土壌中の溶脱性窒素の低減方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土壌中の溶脱性窒素の低減方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、土壌中の窒素は、植物遺体や堆肥などの形態で供給される有機態窒素と、この有機態窒素が土壌微生物の分解作用により無機化されたり、無機肥料の形態で供給されるアンモニア態窒素（ＮＨ４−Ｎ）および硝酸態窒素（ＮＯ３−Ｎ）や亜硝酸態窒素（ＮＯ４−Ｎ）などの無機態窒素が存在する。このうち、硝酸態窒素や亜硝酸態窒素などの溶脱性窒素（土壌水中に溶け込んで流出し易い形態の窒素）は、負荷電を有する土壌粒子にほとんど吸着されることなく土壌水分中に溶け込んで、河川や地下水などの土壌外の系に流出する。
【０００３】
特に、多量に窒素肥料を施肥している休耕田土壌などの窒素を多く含む土壌では、硝酸態窒素の溶脱が激しく、その結果、河川や地下水が硝酸態窒素に汚染されて、湖沼等における富栄養化による水質汚染の原因となっていた。また、畑地などの酸化状態の土壌に施肥すると、肥料が硝酸態窒素に変化して溶脱し易くなる。さらに、畜産密集地域の土壌でも、屎尿の排出により河川や地下水の窒素濃度が高くなり、水質汚染の問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、窒素を多く含む土壌を積極的に窒素飢餓状態にすることにより、溶脱性窒素を極めて少なくし、河川や地下水の汚濁を未然に防止ことができる土壌中の溶脱性窒素の低減方法を提供するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の土壌中の溶脱性窒素の低減方法は、休耕田土壌、工場跡地土壌、畜産場土壌などの土壌中に、炭素を骨格とし微生物により分解可能で炭素率Ｃ／Ｎ＞８０のウッドチップ、オガクズなどの木質系材料を混ぜ込み、該木質系材料を土壌微生物により分解せしめ、分解した木質系材料から炭素を取り込ませると共に土壌中から窒素を取り込ませて増殖せしめ、その結果、土壌中の溶脱性窒素を低減せしめることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１において、１は休耕田土壌、工場跡地土壌、畜産場土壌などの窒素を多く含む土壌であって、有機物としてウッドチップ、オガクズなど土壌への混ぜ込みに適した木質系材料２を混ぜ込む。土壌としては、前記窒素を多く含む土壌に限定するものではなく、この場合には、バクテリアなどの窒素を取り込む微生物３を添加する。本発明では、この添加される微生物を添加微生物という。なお、土壌への有機物の混ぜ込み深さは、特に限定するものではないが、例えば、人力では３０ｃｍ程度、耕耘機などの機械では５０ｃｍ程度の表層部に混ぜるのが好ましい。
【０００７】
上記ウッドチップ２は、例えば、スギ、ヒノキ、アカマツ、カラマツ、トドマツ、米マツ、エゾマツ、クリ、ケヤキ、コナラ、ブナなどの木材（樹皮も含む）をチップ状に加工したものである。加工形態はチップに限定するものではなく、オガクズ等のように土壌１中に混ぜ込みに適した形態のものであればいずれでもよい。
【０００８】
本発明における有機物は、炭素を骨格とし、微生物により分解可能であればいずれでもよいが、特に炭素率Ｃ／Ｎ（全炭素含量Ｃと全窒素含量Ｎの比）が大きい有機物、具体的には、Ｃ／Ｎ＞８０の植物遺体が好ましい。各種木質材料の炭素率Ｃ／Ｎの例を挙げると、トドマツ樹皮では１１６、米マツでは２９２、カラマツ樹皮では３４０などである。また、この条件を満足する植物であれば、有機物は上記木材に限定するものではなく、例えば、ライムギ稈（Ｃ／Ｎ＝１４４）、オオムギ稈（Ｃ／Ｎ＝８８）、ハダカムギ稈（Ｃ／Ｎ＝８８）、コムギ稈（Ｃ／Ｎ＝１０７）であっても良い。なお、参考までに、通常の堆肥の炭素率は２０程度であって、この場合には、添加微生物を必要とする。
【０００９】
ウッドチップ２を混ぜ込んだ休耕田土壌などの窒素を多く含む土壌１では、土壌微生物がウッドチップなどの木質系材料２を分解して、その分解生成物を栄養源およびエネルギー源として取り込む。分解に関与する土壌微生物としては、例えば、Bacillus agglomeratus, Bacillus megaterium, Bacillus cereus, Agrobaterium radiobacter, Escherihia coli, Bacillus polymyxa, Chromobacterium sp などのバクテリアが存在する。 また、分解生成物の窒素を多く取り込む土壌微生物としては、例えば、Nostoc calciola, Rhizobium mlioloti, Rhizobium trifolii, Rhizobium leguminosarum, Xanthomonas fuscans などのバクテリアが存在する。
【００１０】
ウッドチップなどの木質系材料２などの有機物は、全炭素含量（Ｃ）が全窒素含量（Ｎ）に比べて圧倒的に多い（Ｃ／Ｎ＞８０）ので、バクテリアなどの窒素を取り込む微生物３は木質系材料２の炭素が十分に供給されるが、この炭素との量的バランスを保つ上で、木質系材料２の窒素だけの量が不足する。その窒素の不足分を補うために、土壌１中に既に存在している窒素を取り込んで増殖する。
【００１１】
土壌微生物に取り込まれた窒素は、直ちにアミノ酸を経て、タンパク質の形態でバクテリアなどの窒素を取り込む微生物３の体内で生合成される。例え或る窒素を取り込む微生物３が死滅しても、他の窒素を取り込む微生物３に取り込まれる。また、窒素を取り込む微生物３に取り込まれた窒素は、植物が吸収可能な形態ではない。
【００１２】
従って、上記土壌１は作物などの植物にとって窒素不足、いわゆる窒素飢餓の状態となる。窒素飢餓により、硝酸態窒素などの溶脱性窒素が極めて少なくなり、その結果、河川や地下水を、窒素を原因とする富栄養化による汚染から効果的に防止することができる。
【００１３】
なお、上記ウッドチップ、オガクズなど土壌への混ぜ込みに適した木質系材料２には、例えば、クマール酸などの植物発芽ならびに生育阻害物質を多量に含むため、雑草などが生えにくく、特に休耕田、盛り土、ゴルフ場などに効果的である。
【００１４】
【実施例】
２つの１／５０００アールポットに普通畑地土壌をそれぞれ約３．００ｋｇ／ポット充填し、一方のポットにはイヌブナ、クヌギ、ケヤキのチップ２００ｇを混入し、他方の対照区ポットにはチップを混入しないで、それぞれのポットに、小松菜の種子を１０粒づつ播種し、すべて発芽させた。発芽後、約３５日経過した時点で、チップを混入したポットの小松菜はすべて枯死した。それぞれの全窒素量は、表１に示す通りである。
【００１５】
【表１】
0004456703.tif 000002
【００１６】
上記実験の結果、ウッドチップを混入したポットの小松菜がすべて枯死したことにより、ウッドチップを混入したポットの土壌が窒素飢餓状態となったことが確認された。
【００１７】
【発明の効果】
１）窒素を多く含む土壌の表層部に炭素系有機物を混ぜ込み、該土壌中で土壌微生物を増殖せしめて、土壌中の溶脱性窒素を低減せしめるようにしたので、河川や地下水の汚濁を未然に防止ことができる
２）炭素系有機物をウッドチップとすることにより、大量かつ安価に入手することができるだけでなく、間伐材などを有効に利用することができる。また、ウッドチップには、植物発芽ならびに生育阻害物質を多量に含むため、雑草などが生えにくく、特に休耕田などに効果的である。
３）薬剤などによる人工的な処理でないため、生態系のバランスを壊すことのない地球に優しい処理法である。
４）本発明は、次のような場所において特に効果を発揮することができる。
河川護岸工事、のり面、切り土、盛り土、ゴルフ場、公園、鉄道線路わき、工場跡地、畜産場（養鶏場、養豚場など）、肥料工場（ストックヤード周辺など）、学校などのグラウンド、スポーツグラウンド、テニスコート、墓地、高速道路、路肩、駐車場、建設予定地、サッカー場ゴール前、キャンプ場、山道、庭園
また、散布によるコンポスト化、ウッドチップの有効利用に役立つ。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の作用を説明するイメージ図である。
【符号の説明】
１  窒素を多く含む土壌
２  木質系材料
３  微生物
【図１】
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