(57)【要約】【課題】  フミン酸を有効成分とする土壌改良剤を易水溶性で、軽量かつ嵩張らずに乾燥状態に形成して、流通時の運搬および梱包に要する費用を大幅に軽減するとともに、有効成分の有効能を長期間持続させることによって広大な土壌に対する定期的な散布回数を低減して、広大な芝生土壌等の保守・管理費用の軽減を図る。【解決手段】  土壌改良剤を構成する有効成分であるフミン酸を水に対して容易に溶解し得る顆粒状の形態に形成し、有効成分であるフミン酸を軽量かつ嵩張らず扱い易い乾燥状態で市場に流通させ、実際の散布では、顆粒状のまま、または、水に任意の濃度に溶解して散布するようにして上記した各問題に対処した。【選択図】  無し【特許請求の範囲】
【請求項１】
フミン酸を有効成分とする土壌改良剤であり、当該土壌改良剤の有効成分であるフミン酸が内部に無数の空隙を有する顆粒状に形成されていることを特徴とする土壌改良剤。
【請求項２】
フミン酸を有効成分とする土壌改良剤であり、当該土壌改良剤は、有効成分である内部に無数の空隙を有する顆粒状に形成されているフミン酸と活性炭とがほぼ均一に混合しているものであることを特徴とする土壌改良剤。
【請求項３】
請求項１または２に記載の土壌改良剤であり、有効成分である内部に無数の空隙を有する顆粒状に形成されているフミン酸は、粒径が３ｍｍ以下の粒子であることを特徴とする土壌改良剤。
【請求項４】
請求項２に記載の土壌改良剤であり、有効成分である内部に無数の空隙を有する顆粒状に形成されているフミン酸と活性炭との混合割合は、３重量％〜９９重量％の範囲にあることを特徴とする土壌改良剤。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の土壌改良剤を構成する有効成分の生成方法であり、当該生成方法は、フミン質からアルカリ水溶液にて抽出して得られるフミン酸の粉粒体を加水して、加水状態にあるフミン酸の粉粒集合体を噴霧乾燥、凍結乾燥または混練して、加水状態のフミン酸の粉粒集合体から水分を除去することにより、フミン酸を顆粒状に形成することを特徴とする土壌改良剤の有効成分の生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土壌改良剤およびその有効成分の生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
土壌改良剤の一種として、フミン酸を有効成分とする土壌改良剤がある。当該土壌改良剤の有効成分であるフミン酸は、土壌の団粒化、有効菌の繁殖、肥効改善、土壌の保水性よび透水性の改善、土壌の通気性の改善等に大きく関わり、植物の根、特に毛細根の発育や伸長促進に大きく機能することが知られている。これらの機能は、有効成分であるフミン酸が水に溶解した状態で発揮される。このため、当該土壌改良剤は、フミン酸の水溶液の形態で取引されて市場に流通し、使用現場に供されているのが実状である。
【０００３】
ところで、フミン酸は、例えば、フミン質（腐植土、腐食質等とも称される）からアルカリ水溶液を使用して抽出されるもので、フミン酸のアルカリ抽出液を各種の処理に付して生成される。生成されるフミン酸は、分子量が１４００〜４０００程度の塊状または粉粒状を呈するもので、水に対しては難溶性のものである。実際には、フミン酸の最大濃度が７〜１０重量％程度の水溶液しか調製できず、しかも、この程度の濃度のフミン酸水溶液を調製するのに、難溶性であることから、強制的に撹拌処理しても３日以上という長時間を要する。
【０００４】
このため、この種の従来の土壌改良剤では、フミン酸の水溶液を調製する負担をユーザに強いることがないように、メーカ側にて、フミン酸の最大濃度である７重量％〜１０重量％の水溶液の形態に調製されて、フミン酸の濃度が７重量％〜１０重量％程度の水溶液の形態で、市場に流通しているのが実状である。また、当該土壌改良剤は、フミン酸の濃度が７重量％〜１０重量％程度の水溶液であるにもかかわらず粘度が高く、実際の散布に支障を来すおそれがあることから、散布に先だって、このような水溶液をさらに５０倍〜１０００倍という希薄状態に希釈して、土壌改良剤を散布するのに支障のない程度の粘度に調整しているのが実状である。
【０００５】
従って、この種の従来の土壌改良剤を大量に使用する場合、例えば、ゴルフ場のグリーンや公園の芝生等の広大な土壌に散布する場合には、含有するフミン酸の濃度が低いことから、当該土壌改良剤を大量に購入しなければならず、大重量の水溶液を大量に運搬するのに、また、運搬に不可欠である、当該土壌改良剤を大量に液密的に梱包するのに、多くの費用がかかるという問題がある。
【０００６】
また、この種の従来の土壌改良剤を土壌に散布する場合には、当該土壌改良剤をさらに希薄状態に希釈することから、散布された土壌改良剤には、有効成分であるフミン酸の含有量が絶対的に不足するとともに、有効機能が早期に消失して持続しないことになる。このため、土壌の保守・管理に当たっては、当該土壌改良剤の定期的な散布の回数を大幅に増加する必要があり、広大な土壌の散布では散布回数に応じて保守・管理に要する費用が大幅に増加するとういう問題がある。
【０００７】
フミン酸を有効成分とする土壌改良剤においては、上記した問題を解消するには、有効成分であるフミン酸を水に対して容易に溶解し得る形態にし、土壌改良剤の有効成分であるフミン酸を軽量かつ嵩張らず、扱い易い乾燥状態で市場に流通させ、かつ、実際の散布では、ユーザが水にフミン酸を容易に溶解して任意の濃度の水溶液を調製し得るようにすることが要請される。しかしながら、このような手段は未だ提案されていない。この種の土壌改良剤の現状に鑑み、フミン酸を特殊な形態で使用する土壌改良剤は、提案されてはいる。
【０００８】
フミン酸を特殊な形態で使用する土壌改良剤の第１としては、フミン質からアルカリ水溶液にてフミン酸を注出する過程で生成される中間生成物であるフミン酸のアルカリ抽出液を、多孔質の担体に担持させた状態でフミン酸を使用するという形態の土壌改良剤が提案されている（特許文献１を参照）。また、フミン酸を特殊な形態で使用する土壌改良剤の第２としては、フミン酸を、弱酸性の有機酸にキトサンを溶解してなるキサトン溶解液に溶解して使用する形態の土壌改良剤が提案されている（特許文献２を参照）。しかしながら、これらの土壌改良剤においても、フミン酸をアルカリ水溶液またはキサトンの有機溶解液にて溶解して使用する形態であって、上記した各問題は解決し得ない。
【特許文献１】特開平１１−１５７９７６号公報
【特許文献２】特開２００１−１５２１５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明者は、フミン酸を主要成分とする土壌改良剤が芝生土壌等の改良に極めて有効であることを確認し、この種の従来の土壌改良剤をゴルフ場の広大なグリーンや公園の広大な芝生土壌の保守・管理に採用することを試みている。しかしながら、芝生土壌の保守・管理にこの種の従来の土壌改良剤を採用するには、上記した各問題を解消しなければならないことに辿り着く。従って、本発明の目的は、この種の土壌改良剤を構成する有効成分であるフミン酸を水に対して容易に溶解し得る形態に生成し、土壌改良剤の有効成分であるフミン酸を軽量かつ嵩張らず、扱い易い乾燥状態で市場に流通させ、かつ、実際の散布では、ユーザが水にフミン酸を容易に溶解し得て任意の濃度の水溶液を調製し得るようにし、または、フミン酸を乾燥状態でそのまま散布しその後に散水して溶解し得るようにして、上記した各問題に対処することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、フミン酸を有効成分とする土壌の改良剤、および、当該土壌改良剤を構成する有効成分の生成方法に関する。本発明に係る土壌改良剤はフミン酸を有効成分とするものであって、当該土壌改良剤の有効成分であるフミン酸が内部に無数の空隙を有する顆粒状に形成されていることを特徴とするものであり、また、有効成分である内部に無数の空隙を有する顆粒状に形成されているフミン酸と活性炭とがほぼ均一に混合していることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明に係る土壌改良剤においては、その有効成分であるフミン酸は、内部に無数の空隙を有する顆粒状を呈するもので、その粒径は３ｍｍ以下の大きさの範囲にあることが好ましい。また、当該有効成分と活性炭とが均一に混合して構成されている土壌改良剤の構成では、有効成分である顆粒状のフミン酸と活性炭との混合割合は、３重量％〜９９重量％の範囲にあることが好ましい。
【００１２】
また、本発明は、本発明に係る土壌改良剤を構成する有効成分の生成方法であり、当該生成方法は、フミン質からアルカリ水溶液にて抽出して得られるフミン酸の粉粒体を加水して、加水状態にあるフミン酸の粉粒集合体を噴霧乾燥、凍結乾燥または混練して、加水状態のフミン酸の粉粒集合体から水分を除去することにより、フミン酸を顆粒状に形成することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る土壌改良剤は、有効成分であるフミン酸を、内部に無数の空隙を有する顆粒状に形成したものである。当該顆粒状のフミン酸は、水に投入されると、無数の隙間に水を取り込んで水酸化反応を生じさせ、発熱して熱膨張する。この結果、顆粒状のフミン酸は弾けて、超微粒子状に水面上に分散して、水に速やかに溶解する。当該顆粒状のフミン酸は、換言すれば、易水溶性である。このため、ユーザにとっては、フミン酸を水に容易に溶解して、任意の濃度のフミン酸水溶液を調製することができる。ユーザは、当該フミン酸水溶液を、何等の処理もすることなく容易に散布することができる。また、当該顆粒状のフミン酸は、容易に水に溶解することから、顆粒状のフミン酸を乾燥状態のまま散布することもでき、その後の散水等に付与される水や、散布前の葉面に付着している水分に溶解して有効成分の有効能を顕在化させる。
【００１４】
当該顆粒状のフミン酸は、軽量かつ嵩張らない乾燥状態を呈している。このため、当該顆粒状のフミン酸を有効成分とする土壌改良剤は、軽量かつ乾燥状態で流通させることができ、有効成分がフミン酸の希薄水溶液を呈するこの種の従来の土壌改良剤に比較して、市販する場合の土壌改良剤の梱包や運搬に要する費用を大幅に軽減することができ、かつ、当該土壌改良剤の取り扱いも容易である。
【００１５】
また、本発明に係る土壌改良剤においては、有効成分が顆粒状のフミン酸であって水に容易に溶解することから、ユーザ側では、有効成分であるフミン酸を水に対して任意の量だけ容易に溶解して、有効成分であるフミン酸の所望濃度の水溶液を容易に調製することができる。このため、ゴルフ場のグリーンや公園の芝生等、広大な土壌の保守・管理においては、有効成分であるフミン酸の濃度を任意に調整した水溶液を散布することにより、また、有効成分であるフミン酸を顆粒状のまま散布することにより、有効成分の有効性を長期間持続させることができる。このため、広大な土壌の保守・管理においては、土壌改良剤の散布等、施剤の定期的な回数を大幅に低減することができる大きな利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、フミン酸を有効成分とする土壌改良剤、および、当該土壌改良剤の有効成分を生成するための生成方法に関する。フミン酸を有効成分とする土壌改良剤は、土壌を団粒化し、有効菌を繁殖し、肥効を改善し、土壌の保水性、透水性、通気性等を改善する作用を有し、植物の根、特に毛細根の発育や伸長促進に大きく機能することが知られている。この種の従来の土壌改良剤は、フミン酸の濃度が７重量％〜１０重量％程度の水溶液の形態で販売されている。当該土壌改良剤は、例えば、ゴルフ場の広大なグリーンや公園の広大な芝生の土壌に散布する等の手段を採って、グリーンや公園の芝生等の保守・管理に当たっている。当該土壌改良剤は、市販されている状態では高粘度の状態にあることから、使用に際しては、フミン酸の濃度が７重量％〜１０重量％程度の水溶液を５０倍〜１０００倍に希釈して、フミン酸の超希薄水溶液として散布している。
【００１７】
従って、この種の従来の土壌改良剤を大量に使用する場合、例えば、ゴルフ場のグリーンや公園の芝生等の広大な土壌に散布する場合には、含有するフミン酸の濃度が低いことから、当該土壌改良剤を大量に購入しなければならず、大量の運搬や、運搬に不可欠の当該土壌改良剤の液密的な梱包等に多くの費用がかかるという問題がある。また、この種の土壌改良剤を土壌に散布する場合には、フミン酸の希薄水溶液である土壌改良剤を超希薄状態に希釈することから、散布される土壌改良剤には、有効成分であるフミン酸の含有量が絶対的に不足するとともに、有効機能が早期に消失して持続しないことになる。このため、当該土壌改良剤の定期的な散布回数が大幅に増加することになって、広大な土壌の散布では散布回数に応じて保守・管理に要する費用が大幅に増加するとういう問題がある。
【００１８】
本発明は、この種の従来の土壌改良剤が有する上記した各問題を解消すべく意図したもので、土壌改良剤を構成する有効成分であるフミン酸を水に対して容易に溶解し得る形態に生成し、土壌改良剤の有効成分であるフミン酸を軽量かつ嵩張らず扱い易い乾燥状態で市場に流通させること、および、実際の散布では、ユーザが水にフミン酸を容易に溶解して任意の濃度の水溶液を調製し得るようにして、上記した各問題を解消するものである。本発明に係る土壌改良剤においては、有効成分であるフミン酸を、内部に無数の空隙を有する顆粒状に形成しているものである。当該形態の顆粒状のフミン酸は、軽量かつ嵩張らない乾燥状態のものであり、本実施形態では、当該顆粒状のフミン酸の粒径は３ｍｍ以下の範囲にある。フミン酸の顆粒状粒子の粒径としては、例えは、１ｍｍ〜３ｍｍの範囲のもの、０．３ｍｍ〜１ｍｍの範囲のもの、０．５ｍｍ以下のもの等を挙げることができる。
【００１９】
フミン酸を生成する手段としては、フミン質からアルカリ水溶液を使用して抽出したアルカリ抽出液を酸性にして沈殿物を採取し、採取した沈澱物をアルコール処理することによって、アルコール不溶成分としてフミン酸が得られる。得られるフミン酸は、分子量が１４００〜４０００程度の高分子物質であって、塊状または粉粒状を呈する水に難溶性のものであり、破砕または粉砕すると、その断面は光輝ある緻密な断面を呈する。このような形態のフミン酸では、その粒子の表面が水に濡れると、表面のみが膨潤した状態で表面に水膜を作り、粒子の内部への水の浸透を阻害するとともに、このような状態の粒子同志は、その表面を介して互いに結合して大きな塊を形成する。この結果、フミン酸の水に対する溶解が困難になり、フミン酸を水に溶解するために、フミン酸を投入した水を強制的に撹拌しても、溶解させるには長時間を要するとともに、溶解する量には、７重量％〜１０重量％という最大濃度の限界がある。
【００２０】
本発明に係る土壌改良剤を構成する有効成分であるフミン酸は、例えば、アルコール不溶成分として得られたフミン酸を原料として生成さるもので、原料であるフミン酸の粉粒体を加水して、加水状態にあるフミン酸の粉粒集合体を噴霧乾燥、凍結乾燥または混練して、加水状態のフミン酸の粉粒集合体から水分を除去することにより顆粒状に生成され、生成された顆粒状のフミン酸は、内部に無数の空隙を有する脆い多孔質体であって、軽量かつ嵩張らない乾燥状態を呈しているものである。当該顆粒状のフミン酸は、水に投入されると、無数の隙間に水を取り込んで水酸化反応を生じて、発熱して熱膨張する。この結果、顆粒状のフミン酸は弾けて、超微粒子状に水面上に分散して、水に速やかに溶解する。当該顆粒状のフミン酸は、換言すれば、易水溶性である。
【００２１】
当該土壌改良剤では、従来のこの種の土壌改良剤に比較して、有効成分であるフミン酸の含有量が高い。有効成分のみからなる土壌改良剤にあっては、フミン酸の含有量は略１００％である。また、有効成分である顆粒状のフミン酸は、上記したように、水に投入すると超微粒子状に弾けて分散し、自ら溶解し易い状態になって水に溶解する。このため、ユーザが当該土壌改良剤を使用する態様として、当該土壌改良剤を水溶液に調製して散布する態様を採る場合には、ユーザは、フミン酸を所望する高濃度に溶解した水溶液に調製することができる。このため、当該土壌改良剤の水溶液の散布では、その有効成分の有効性を長期間持続させることができ、ゴルフ場のグリーンや公園の芝生等の広大な土壌の保守・管理では、土壌改良剤の定期的な散布回数を、この種の従来の土壌改良剤に比較して大幅に低減させることができるとういう利点がある。
【００２２】
ゴルフ場のグリーンの保守・管理の試験では、土壌改良剤の散布量を１回当たり１０ｇ／ｍ２とした場合、本発明に係る土壌改良剤では１回の散布で、その有効成分の有効性は３ヶ月程度持続することを確認しているが、この種の従来の土壌改良剤では、少なくとも月に２回〜４回の散布が必要であることを確認している。
【００２３】
本発明に係る土壌改良剤の有効成分は、易水溶性の顆粒状のフミン酸である。このため、有効成分である顆粒状のフミン酸のみからなる土壌改良剤、および、顆粒状のフミン酸と活性炭とを混合してなる土壌改良剤を、土壌にそのままの状態で散布する等、施剤することもできる。本発明に係る土壌改良剤のこのような使用形態では、散布等された顆粒状のフミン酸は、その後の散水等により付与される水に溶解して有効成分の有効能を顕在化させる。
【００２４】
顆粒状のフミン酸と活性炭とを混合してなる土壌改良剤においては、活性炭が無数の微細孔を有していて、約１０００ｍ２／ｇの表面積を有している。活性炭の無数の微細孔は水を容易に吸入して保持し、保持された水は顆粒状のフミン酸を溶解して、フミン酸の水溶液として保持される。保持されたフミン酸の水溶液は、土壌中に漸次放出されて有効成分としての有効能を発揮し、有効成分の有効能を長期間持続させる。
【００２５】
このように、本発明に係る土壌改良剤は、有効成分の有効性が長期間持続し、優れた土壌改良剤ということができるが、有効成分である顆粒状のフミン酸は、軽量で嵩張らない乾燥状態を呈していることから、この種の従来の土壌改良剤に比較して下記のごとき利点がある。広大な土壌に散布する等の施剤をすべく、有効成分であるフミン酸を大量の購入する場合、従来の土壌改良剤に比較して少量でよいとともに、梱包が簡素でよく、運搬や梱包に要する費用を大幅に軽減することができる。
【実施例１】
【００２６】
（実施例１）：本実施例では、顆粒状のフミン酸のみからなる土壌改良剤を調製し、当該土壌改良剤を水に分散して溶解し、水溶液の状態でゴルフ場の芝生に散布して、土壌の改良を図る実験を試みた。有効成分であるフミン酸は、粒径が０．５ｍｍ以下で、無数の空隙を有する顆粒状の乾燥状態を呈して、さらさらとした感じのものである。本実験では、当該土壌改良剤である顆粒状のフミン酸を、１回当たりの散布量が５ｇ／ｍ２になるように、１０００Ｌの水を収容したタンクにさらさらと投入して水面に分散させたところ、顆粒状のフミン酸は簡単に弾けて水面上に分散し、速やかに溶解して水溶液となった。このように調製されたフミン酸の水溶液を、ゴルフ場の芝生上に１Ｌ／ｍ２の割合で散布した。その結果を、当該土壌改良剤を散布する以前の土壌の状態と比較した。
【００２７】
当該土壌改良剤の散布前における土壌は、ｐＨがＨ２Ｏ法で７強であって、塩基飽和度（残存不可及態塩基）が約２００であり、土壌に対する水の浸透性および透水性が悪く、散水した水が土壌表面を流動する状態が認められた。これに対して、当該土壌改良剤であるフミン酸の水溶液を散布後１ヶ月経過した時点の土壌は、ｐＨがＨ２Ｏ法で７弱であって、塩基飽和度（残存不可及態塩基）が１００前後となり、土壌に対する水の浸透性および透水性が改善されていて、散布した水の土壌表面上での流動は解消されている。芝の健康状態を示すパラメータの一つである芝上での朝露の発生が認められた。
【００２８】
（実施例２）：永年使用のゴルフ場のグリーンでは、サッチ（腐植）が厚く堆積してマット状を呈していることが多々ある。この状態の土壌では、土壌に対する水の浸透性および透水性が悪く、かつ、通気性が阻害されていて、病害の巣のような環境にある。このため、芝の根は退化して薄く、毛細根は無きに等しい状態にある。本実施例では、当該グリーンに、実施例１で調製した顆粒状のフミン酸からなる、粒径が０．３ｍｍ〜１ｍｍの範囲の土壌改良剤で有る顆粒状のフミン酸をそのままの状態で、１回当たりの散布量を１０ｇ／ｍ２とした散布実験を試みた。当該土壌改良剤の散布実験では、散布後１ヶ月を経過する以前に、グリーンでは、芝の根が猛烈に伸長していることが確認され、また、毛細根が大量に発生していることが確認された。さらには、グリーンの芝芽が直立した状態に生長し、グリーンでは、ゴルフのプレー性の向上が認められた。当該土壌改良剤における１０ｇ／ｍ２の１回の散布効果については、約３ヶ月間持続することが確認された。
【００２９】
（実施例３）：造成後６〜７年経過したゴルフ場のグリーンでは、サッチの層の厚みが５ｃｍ程度のマット状を呈していて、存在する根はサッチに埋没した状態にあって、健康な根はほとんど存在していない。また、芝芽は薄く寝た状態にあり、病害の発生が著しい。本実施例では、当該グリーンに、実施例１で調製した顆粒状のフミン酸からなる、粒径が０．５ｍｍ以下の範囲の土壌改良剤である顆粒状フミン酸水溶液を、１回当たりの散布量を１Ｌ／ｍ２として、１．５ヶ月の間隔で５回散布する実験を試みた。
【００３０】
当該散布実験によるグリーンの回復は速く、１回の散布後１．５ヶ月経過する以前に、見事なぼったりした根が１５ｃｍ以上生長しているのが確認された。これは、病害の発生要因であるマット状サッチの層中の残根が、土壌微生物を猛烈な速さで繁殖させた結果、ほぼ分解されたこと、および、残存不可及態成分がキレート化等されて土壌の腐敗要因が解消されたことによるものと認められる。これにより、グリーンの土壌が活性化されて、健全な状態に復帰した。