(57)【要約】【課題】汚染源を吸収している稲根株を簡易な方法で効率良く回収し、田の土壌状態を稲根株の回収前後で変化させない、稲根株の回収処理方法を提供する。【解決手段】稲根株を掘り起こす工程、稲根株を回収する工程、稲根株を洗浄台に固定する工程、洗浄台の稲根株を根の正面方向から風流又は水流を噴射して洗浄する工程を行い、稲根株を回収処理する。回収工程で根の周囲の土壌を粗落としする。回収した稲根株に付着する土壌を乾燥する。根に付着した土壌を埋設位置付近に戻す。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の工程１〜４
１．稲根株を掘り起こす工程
２．掘り起こした稲根株を回収する工程
３．稲根株を洗浄台に固定する工程
４．洗浄台の稲根株を根の正面方向から風流を１．０〜１．８ＭＰａの圧力で噴射して洗浄する工程
を行うことを特徴とする稲根株の回収処理方法。
【請求項２】
以下の工程１〜４
１．稲根株を掘り起こす工程
２．掘り起こした稲根株を回収する工程
３．稲根株を洗浄台に固定する工程
４．洗浄台の稲根株を根の正面方向から水流を１．５〜３．５ＭＰａの圧力で噴射して洗浄する工程
を行うことを特徴とする稲根株の回収処理方法。
【請求項３】
前記回収工程で、回収した稲根株に付着している土壌を粗落としすることを特徴とする請求項１又は２に記載の稲根株の回収処理方法。
【請求項４】
前記回収工程で、回収した稲根株に付着している土壌を乾燥することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つの項に記載の稲根株の回収処理方法。
【請求項５】
前記洗浄工程を稲根株の埋設位置又はその近傍で行うことにより、根に付着した土壌を埋設位置付近に戻すことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つの項に記載の稲根株の回収処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、稲根株の回収処理方法であって、特に、田を傷めずに稲の根に付着した土壌を効率良く除去しうる稲根株の回収処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、カドミウム（Ｃｄ）などの重金属により汚染された田の浄化のために、大学などの研究機関では、重金属等で汚染された土壌を植物で浄化処理するファイトレメディエーションの研究が行われている。
例えば、重金属等をより多く吸収する植物の特定・改良や、刈り取り易い部分である茎、葉、実などにより多くの重金属等を賦存させる品種の開発が行われている。また、重金属等の吸収効率のよい植物としてある品種の稲が特定されているが、浄化期間として５年以上を必要とされているので、実用化にはあと一歩のところにある。
【０００３】
ここで、稲などの植物においては、回収が困難な根には依然として高い比率で汚染物質が蓄積されることが知られている（稲穂：茎：根株に４：２：４程度の割合）。
しかし、根株部分には吸収された重金属の多くが賦存しているものの、根株の回収方法（機械）は現在のところ確立されていない。
【０００４】
また、稲根株を回収する際は、根の周囲に付着している栄養価の高い土壌を田畑に戻し、田が痩せないようにすることも必要となる。このため、根の間の泥を効率良く田へ戻さなければならないが、稲の根は多数の細い根に分かれており、根の間に泥を挟んでいるので、この泥の除去方法にも有効な手段がない。
【０００５】
このため、稲根株の回収と泥の除去の方法が確立すれば、稲による金属汚染田の浄化期間が半減し、３年程度に短縮され実用化されると期待されている。
なお、現在、汚染田の浄化は客土によっているが、客土用の土が十分にないこと、多額の費用を要することが問題となっている。
【０００６】
一方、特許文献１や特許文献２には、切株や針葉樹根株を破砕して利用する方法が提案されているが、強固に植設された根株を効率よく回収する方法は提案されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５８−１６６００３号公報
【０００８】
【特許文献２】特開２００６−２３３０２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、汚染源を吸収している稲根株を簡易な方法で効率良く回収し、田の土壌状態を稲根株の回収前後で変化させない、稲根株の回収処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、稲根株に付着した土壌を風流又は水流で効率よく除去することにより、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、稲根株に付着した土壌を風流又は水流で効率よく除去することとしたため、汚染源を吸収している稲根株を簡易な方法で効率良く回収し、田の土壌状態を稲根株の回収前後で変化させない、稲根株の回収処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】洗浄台及び稲根株と付着土壌の設置状態（凹部固定）の上面図及びＡ−Ａ´断面図である。
【図２】洗浄台及び稲根株と付着土壌の設置状態（クロス部固定）の上面図及びＡ−Ａ´断面図である。
【図３】凹部の形状例を示す上面図及びＡ−Ａ´断面図である。
【図４】掘り起こし工程の様子を示す写真である。
【図５】用いた熊手と粗落とし後の稲根株を示す写真である。
【図６】洗浄作業の様子と洗浄後の稲根株を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の稲根株の回収処理方法について詳細に説明する。なお、本発明において「稲根株」とは、稲の根と根から延出している茎（茎の下方部）とを示す。
【００１４】
本発明の稲根株の回収処理方法は、田に植設された稲根株を掘り起こし（工程１）、掘り起こした稲根株を回収し（工程２）、稲根株を洗浄台に固定し（工程３）、稲根株の根の正面方向からから風流又は水流を噴射する（工程４）ことで、田から稲根株を回収するとともに根に付着していた土壌を除去するものである。
【００１５】
ここで、掘り起こし工程では、鋤などの農機具を用いた人力による掘り起こしの他、田の面積に応じてトラクターなどの大型機械を用いることができる。掘り起こしの深さは、稲の植設具合によるが、代表的には１０〜３０ｃｍ、好ましくは１０〜２０ｃｍであることが良い。
【００１６】
回収工程では、人力や機械により稲根株を回収すればよい。回収した稲根株は、後工程の洗浄作業の負担を軽減するために、根の周囲に付着している土壌を粗落としすることが好ましい。かかる粗落としには、付着土壌中の水分量が少ないときは、叩き落としたり、振るい落とすことができ、付着土壌中の水分量が多いときは、根の間隙を梳くことのできる熊手などの道具を適宜使用して付着土壌を取り除くことがよい。なお、回収工程で、稲根株に付着している土壌を乾燥して水分量を減少させてもよい。
【００１７】
次に、回収した稲根株は洗浄台へ固定する。このときの洗浄台は、稲根株の根が上方を向くように設置可能な構成であればよい。例えば、板の上に一定間隔に稲根株の茎部分の設置が可能な突起を設けた固定板、ビールケースのように箱内に一定幅の凹部を有し、上下方向の通風性／通気性が確保されたものを利用できる。また、箱内の隣接する凹部の側壁同士で形成される部分（仕切りが十字にクロスする部分など）を利用して稲根株を固定することもできる。凹部の幅としては、洗浄工程で除去される土壌が稲根株から隔離される余裕があれば特に限定されないが、代表的には５０〜１００ｍｍ程度、好ましくは７０〜９０ｍｍ程度であることがよい。凹部側面のクロスする部分を利用する場合も同様の間隔に設置することがよい。また洗浄台の素材は、撥水性のある樹脂などがよく、洗浄作業に耐えられる強度を有する範囲でメッシュ構造とするのがよい。洗浄台の代表例（凹部固定、クロス部固定）を図１、２に、その他の凹部形状例を図３に示す。
【００１８】
次に、洗浄台への固定後に洗浄工程として、風流又は水流を根に噴射して付着している土壌を除去する。風流又は水流は、茎の成長方向に対して１８０°反対側から±９０°までの範囲から噴射すればよい。
風流は付着土壌の水分含有量が少ない場合に利用できる。このときの風圧は、付着土壌が除去でき、根を破壊しない程度であればよい。具体的には１．０〜１．８ＭＰａ、好ましくは１．３〜１．５ＭＰａであるのがよい。この範囲未満では付着土壌の除去が不十分となり、この範囲を超えると根株が破壊されてしまう。
水流は付着土壌の水分含有量が多い場合や粘着性の強い土壌が付着している場合に有効である。このときの水圧は、付着土壌が除去でき、根を破壊しない程度の水圧であればよい。具体的には１．５〜３．５ＭＰａ、好ましくは２．０〜３．０ＭＰａであればよい。この範囲未満では付着土壌の除去が不十分となり、この範囲を超えると根株が破壊されてしまう。
また、洗浄台に固定した稲根株が風流や水流で飛び散らないようにするため、洗浄台上の稲根株をネットなどで覆うことも好ましい。
【００１９】
なお、洗浄手段として、ミキサーなどの攪拌を用いる洗浄も考えられるが、この場合には、洗浄に多量の水を用いる問題、付着土壌の団粒構造を破壊してしまう問題が生じるため好ましくないことを本発明者は確認している。ここで、土壌の団粒構造とは、土壌粒子が空孔を残しながら小さな固まりを形成しており、空気を含む水の循環性に富み、稲の支持力もよいという作物の育成に適した構造をいう。
なお、この団粒構造が破壊されると、土壌の質が変わり、耐力が落ちる（ヘドロ化）。その結果、稲が倒れやすくなる、耕運機などの取り回しが困難になる、土壌養分が抜けて稲に養分が行かなくなる、などの弊害が起こりやすい。
【００２０】
前記洗浄工程は、根株の埋設位置又はその近傍で行い、稲根株に付着した土壌を埋設位置付近に戻すことが好ましい。これは栄養分の高い付着土壌を元の田に戻すことで田が痩せるのを防ぐためである。
なお、一旦稲根株を田の外に持ち出し、外部施設で洗浄の上、土を均等に戻すことも考えられるが、費用面からは埋設位置付近で洗浄作業を行い、除去された土壌が自然に田に戻る方法が最も効率的である。
【００２１】
以上説明したように、本発明の稲根株の回収処理方法により、簡易な方法で稲根株を効率良く回収することができ、このときに田の土壌状態を稲根株の回収前後で変化させないことが可能となる。これにより、従来検討されていなかった汚染源を吸収している稲穂や茎だけでなく、稲根株をも効率的に除去することで田の汚染を短期間に浄化することが可能となる。
【実施例】
【００２２】
以下、本発明を次の実施例及び比較例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００２３】
（実施例１）
１．掘り起こし工程
小型耕運機を用いて、稲刈り後の根株が残っている試験田（１反・１０ａ）を掘り起こした。試験田の状態は表面にひび割れが確認できる程度に乾燥しており、付着土壌の水分含有率が低い状態であった。
【００２４】
２．根株の回収工程
掘り起こした根株を手作業で１５株回収するとともに、根の周囲に付着している土壌を、熊手を用いて粗落としした。掘り起こし直後の根株の平均質量は、１株あたり約１５３３ｇ、粗落とし後の根株の平均質量は、１株あたり約４９１ｇであった。また、回収工程は１５株で３分２０秒を要した。用いた熊手と粗落とし後の稲根株を図５に示す。
【００２５】
３．稲根株の洗浄工程
稲根株を洗浄台（縦３５０ｍｍ×横４３０ｍｍ×高さ１５０ｍｍのメッシュ状ケース内に固定用凹部：８０ｍｍ×８０ｍｍ×１００ｍｍを１５個備える）に根が上方となるように茎側（刈り込み部）を固定し、小型空気圧縮機（型式７．５Ｐ−１４ＶＡ５／６、ＨＩＴＡＣＨＩ製）を用いて、根の周囲に付着している土壌を１．３ＭＰａの風圧にて吹き飛ばして除去した。
洗浄前の稲根株の質量は１５株の合計で約７．４ｋｇであったが、洗浄後は１５株の合計で約２．２ｋｇ（１株１４５ｇ）となった。また、洗浄工程は１５株あたり７０秒を要した。
【００２６】
このように、固定用凹部を有する洗浄台に稲根株を固定して洗浄することで、圧縮空気により稲根株が動かされることを防止でき、稲根株をひと塊にまとめて洗浄でき、時間の短縮と付着土壌の除去効率を上げることができる。
また、稲根株を差し込んだ洗浄台をまとめて効率よく洗浄処理するため、また圧縮空気の通り抜けをよくするために、カゴ状の洗浄台の上に複数の固定具を設置することが好ましい。また、カゴ状の洗浄台は３箱程度を１度に洗浄できる大きさが扱いやすい。
【００２７】
（実施例２）
掘り起こし工程は、試験田の状態がぬかり気味であったため、大型トラクターを用いて１０分間を要した。この様子を図４に示す。水分が多い田ではぬかるため、重量のある大型耕運機またはキャタピラ式の耕運機が必要となる。なお、ジャガイモなどの回収機では、根株を粉々にしてしまうことが多いので、利用できないことを本発明者は調査済みである。
実施例１と同様に回収後、高圧洗浄機（型式：ＷＳ１０１０、ＨＯＮＤＡ製）を用いて、根の周囲に残留している土壌を２．５ＭＰａの水流で洗い流した。洗浄前の稲根株の質量は１５株の合計で約９．４ｋｇ、洗浄後の稲根株の質量は１５株の合計で約３．２ｋｇ（１株２１５ｇ）であった。また、洗浄工程は１５株あたり６０秒、７Ｌの水を要した。この作業の様子と洗浄後の稲根株を図６に示す。
また、稲根株を差し込んだ固定具をまとめて効率よく洗浄処理するため、また洗浄水の排水をよくするために、カゴ状の洗浄台の上に複数の固定具を設置することが好ましい。このカゴ状の洗浄台は傾斜させたほうが洗浄しやすい。また、カゴ状の洗浄台は３箱程度を１度に洗浄できる大きさが扱いやすい。
なお、本例では移動しながら洗浄作業を行ったが、この場合は付着土壌が元の位置の近傍に戻るので土壌の変化が少ない。また、水洗浄の利用水量は田に影響を及ぼすものではない。
【００２８】
（実施例３）
回収工程での粗落としを省略した以外は、実施例２と同様の手順を繰返して、稲根株の回収処理、洗浄工程を行った。洗浄前の稲根株の質量は１５株の合計で１２．３ｋｇ、洗浄後の稲根株の質量は、１５株の合計で３．０ｋｇであった。また、洗浄工程は１５株あたり３分２０秒、２３Ｌの水を要した。
【００２９】
（比較例１）
手順２までは実施例１と同様に稲根株を１５株回収し、手順３の洗浄工程で０．５ＭＰａの圧縮空気を用いた以外は実施例１と同様に付着土壌を除去した。
洗浄前（粗落とし後）の稲根株の質量は１５株の合計で約７．８ｋｇ（１株あたり約５１９ｇ）であったが、洗浄後は１５株の合計で約６．５ｋｇ（１株４３１ｇ）となった。
このように、圧縮空気の圧力が減少すると稲根株の付着土壌を十分に除去できないことがわかる。
【００３０】
（比較例２）
手順２までは実施例２と同様に行い、稲根株を回収した。
その後に、洗浄工程として、稲根株をコンクリートミキサー（１００Ｌ容量）に３０Ｌの水と稲根株１５株を投入し、回転速度２２ｒｐｍにて洗浄を行った。洗浄前の稲根株の質量は１５株の合計で約２４．０ｋｇであり、実施例２に対して２倍以上（３分）の洗浄を続けたが１５株の合計で約１１．３ｋｇまでしか洗浄されなかった。
なお、本発明者の事前調査では、上記コンクリートミキサーを用いた場合は、一度に１５株程度までが限界であり、３０株では全く洗浄できなかった。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
以上のように、稲根株を回収し、洗浄するまでの処理効率は、比較例に比べて実施例の方が良好であり、本発明の方法であれば効率よく稲根株を回収処理できることがわかる。
また、比較例２で用いたミキサーは田での移動が困難であり、１か所での洗浄作業となることから、水交換時に作業場所にぬかるみが発生し、大型農機の障害となること、洗浄後の土が作業場所に大量に積みあがることが問題となった。このため、田では作付けの全作業について土の横移動がほとんどないため、作業後に平坦にすることが必要になる。
更に、高圧水洗浄機による洗浄では、１反・１０ａの田を１０〜２０区画に分けて、各区画で作業することができ、極力少ない水使用量で洗浄することができるので、水による田のダメージがほとんどないと言える。具体的には、１５株あたり７Ｌの水使用量で高圧洗浄を行い１反（２１０００株と仮定）について回収処理を行っても、通常の降雨量に相当する程度に過ぎない。
７Ｌ（高圧洗浄水）  ×  ２１０００株／１５株  ＝  ９８００Ｌ
９８００Ｌ／１０００平米  ＝  ９．８ｍｍの雨に相当
更にまた、ミキサーによる洗浄では、泥の団粒構造が破壊されて砂と黒土に分離されることが大きな問題となるのに対し、高圧空気又は水を用いる洗浄機では付着土壌を高圧で吹き飛ばすため、団粒構造の破壊も最小限ですむ。
【００３３】
なお、本発明の回収処理方法を行うにあたり、田の各区画への移動は、果物などを運ぶ小型キャリアに、発電機、コンプレッサー、高圧洗浄機、水タンクなどをセットして運搬することができる。また、洗浄用の固定具は樹脂製や木製の軽量なメッシュ構造で十分なため、人手で運搬することもできる。各区画の一部に洗浄による泥が偏った場合は、人手でレーキを用いて平坦にするか、小型のブルドーザにより平坦にすることがよい。
洗浄した根株は、フレコンバックに入れて焼却工場に運搬し、焼却すればよい。焼却に当たっては、土壌とともに焼却でき、さらに焼却の煙から金属を回収する設備を持つ工場での処分が好ましい。
【符号の説明】
【００３４】
１  稲根株
２  付着土壌
【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】
2012115214.tif 000007
【図６】
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