(57)【要約】【課題】長期間、土壌改良材に含まれる成分による効果が持続すると共に、土壌改良材に含まれる成分が広がりやすい土壌改良材、及びその製造方法を提供すること。【解決手段】ペレット状に形成された土壌改良材であって、乾燥粉末状の高吸収性樹脂と、一般土壌改良成分と、を含み、該一般土壌改良成分は、ＰＨ調整成分と、バクテリア活性成分と、を含むことを特徴とする、土壌改良材。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固形ペレット状に形成された土壌改良材であって、
乾燥粉末状の高吸収性樹脂と、一般土壌改良成分と、を含み、
該一般土壌改良成分は、ＰＨ調整成分と、バクテリア活性成分と、を含むことを特徴とする、土壌改良材。
【請求項２】
前記ＰＨ調整成分として、草木灰、及び／又は石炭灰と、貝殻片と、を含むことを特徴とする、請求項１記載の土壌改良材。
【請求項３】
前記バクテリア活性成分として、おから、及び／又は米糠と、コーヒーかす、及び／又は茶殻と、を含むことを特徴とする、請求項１、又は２記載の土壌改良材。
【請求項４】
ニームの油かすを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の土壌改良材。
【請求項５】
前記高吸収性樹脂を１〜２重量％含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の土壌改良材。
【請求項６】
土壌１ｍ２当たり４００ｇ〜１８００ｇを散布することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の土壌改良材。
【請求項７】
前記高吸収性樹脂と、前記ＰＨ調整成分と、前記バクテリア活性成分とを、混合機で攪拌し混合物とする工程と、
前記混合物を、１０〜１５％の水分比率で高圧・圧縮押出加工を行い、ペレット状にする工程と、からなる、土壌改良材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、森林等に散布する土壌改良材、及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、間伐材等を用いたバイオマス発電が山間部等で行われ、新たなエネルギー資源となっている。また、富山県では、山間部の森林の間伐材ばかりではなく、道路の街路樹や公園などの樹木の剪定で排出される小枝などを利用したバイオマス発電が近年実施されてきている。そのような間伐材などの木材を燃焼して発電するバイオマス発電において、燃焼後に残る灰は、微粉であるため、最終処分を行うためには、灰が拡散し大気汚染等の環境問題にならないように、固形化し、埋め立てる等の対策が必要であり、処理経費を必要とする。しかし、間伐材の燃焼後に残る灰は、ミネラル等の植物に対して豊富なミネラルを多く含んでおり、アルカリ性であり、さらに、人工物を燃焼していないため有害な成分が少ない特徴があり、有効利用することが望まれている。
【０００３】
一方、山間部や河川部では、大気汚染による酸性雨による森林破壊が進んでいる。これは酸性雨により森林の土壌が酸性化し、微生物が繁殖できず、森林も栄養を得られず抵抗力が低下し、害虫などに対抗できずに枯れたりしている。そのため、酸性雨の強い山間部では、枯れた森林が広がり、集中豪雨による雨水を保水することができず、土砂崩れなどの災害が生じている。そのため、近年、下記特許文献で記載されるような土壌改良材が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１では、炭、おからの二種類を混合、攪拌し練り合わせ、その混合物をペレット形状に成形し、乾燥させた固形の土壌改良材が提案されている。しかしながら、前記特許文献１で提案されるような土壌改良材は、保水及び保肥力が弱いので、土壌改良成分による効果が長期間持続しづらいという問題があると共に、土壌改良材がペレットという固形物であるので、散布がしやすい反面、土壌改良材に含まれる成分が広い範囲に広がりづらいという問題があった。
【０００６】
本発明は上記実情を考慮したもので、バクテリアを含む土壌微生物が好むバランスの良い土壌環境を維持し、土壌微生物の活性と多様性を長期に持続させることにより、化学肥料や農薬を低減させても作物が豊かに育つ、地力の高い健全な土壌を育む土壌改良材、及びその製造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】
【０００７】
前記の課題を解決するための本発明は、固形ペレット状に形成された土壌改良材であって、乾燥粉末状の高吸収性樹脂と、一般土壌改良成分と、を含み、該一般土壌改良成分は、ＰＨ調整成分と、バクテリア活性成分と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
そして、土壌の酸性度を調整し、土壌微生物が活性化する土壌環境を長期間持続するためには、前記ＰＨ調整成分として、草木灰及び／又は石炭灰と、貝殻片と、を含むことが好ましい。
【０００９】
また、バクテリア活性成分とは、言い換えれば、バクテリアのエサとなる有機物であるが、バクテリア活性成分として、おから、及び／又は米糠と、コーヒーかす、及び／又は茶殻と、を含むことが好ましい。
【００１０】
土壌の害虫を忌避するためには、土壌改良材にニームの実や種子の油かすを含めることが好ましい。
【００１１】
ＰＨ調整成分及びバクテリア活性成分を土壌に拡散及び保持するためには、前記高吸収性樹脂は１〜２重量％含むことが望ましい。
【００１２】
さらに、土壌改良材の散布量は、土壌１ｍ２当たり４００ｇ〜１８００ｇであることが望ましい。
【００１３】
そして、その製造方法としては、前記高吸収性樹脂と、前記ＰＨ調整成分と、前記バクテリア活性成分とを、混合機で攪拌し混合物とする工程と、前記混合物を、１０〜１５％の水分比率で高圧・圧縮押出加工を行い、ペレット状に成形する工程と、からなる、土壌改良材の製造方法であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のような構成であれば、ＰＨ調整成分により土壌微生物が好む環境を調整し、バクテリア活性成分によりバクテリアのエサとなる有機物を供給するだけでなく、ここに、高吸収性樹脂が加わることにより、土壌微生物が好む土壌環境を拡散させ、保持する効果が得られる。詳しくは、高吸収性樹脂は降雨等によって水分を吸収し、膨張することにより、ＰＨ調整成分及びバクテリア活性成分を土壌へ浸透・拡散させ、尚且つ土壌にこれらを水分とともに保持する効果を奏する。バクテリアを含む土壌微生物が活性化するために必要なＰＨ調整成分、バクテリア活性成分、そして水分がバランス良く土壌に留まることで、バクテリアを活性化する効果が相乗的に発揮され、土壌微生物の多様性を持続させる。その結果として、化学肥料や農薬を低減させても作物が豊かに育つ、地力の高い健全な土壌を育むことができる。
【００１５】
そして、ＰＨ調整成分として、草木灰及び／又は石炭灰と、貝殻片と、を含む構成であれば、ＰＨ調整成分として即効性のある草木灰及び／又は石炭灰と、ＰＨ調整成分として遅効性のある貝殻片を含むため、土壌改良成分、特にＰＨ調整成分による効果が長期間持続する。
【００１６】
また、バクテリア活性成分として、おから、及び／又は米糠と、コーヒーかす、及び／又は茶殻と、を含む構成であれば、バクテリアの餌として即効性のあるおから、及び／又は米糠と、バクテリアの餌として遅効性のあるコーヒーかす、及び／又は茶殻を含むため、土壌改良成分、特にバクテリア活性成分による効果が長期間持続する。
【００１７】
ニームの油かすによって、土壌微生物に害を与えることなく害虫を忌避することができる。土壌改良材にニームを含めることにより、ニームに含まれる害虫忌避成分が、土壌の浅い場所に長く留まるため、ニームの油かすそのものを単に撒くよりも防虫効果が持続する。
【００１８】
ＰＨ調整成分及びバクテリア活性成分を土壌に拡散及び保持するためには、多量の高吸収性樹脂を必要とせず、高吸収性樹脂は１〜２重量％含むことが望ましい。
【００１９】
そして、高吸収性樹脂と、ＰＨ調整成分と、バクテリア活性成分とを、混合機で攪拌し混合物とする工程と、前記混合物を、１０〜１５％の水分比率で出し、高圧・圧縮押出加工を行い、ペレット状に成形する工程と、からなる製造方法で作成することで、各種素材が溶着剤等を使用しなくても結合すると共に、実際に散布した後にペレット状の土壌改良材が膨張し、土壌改良材に含まれる成分を広い範囲に広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）図は、本発明による土壌改良材の斜視図、正面図、平面図、Ａ−Ａ線断面図である。
【図２】土壌改良材の効果を示すグラフであり、（ａ）は二十日大根の成長過程、（ｂ）は小松菜の成長過程を示す。
【図３】二十日大根の種まきから５５日目の株の写真を示し、（ａ）は比較例、（ｂ）は実施例１、（ｃ）は実施例２、（ｄ）は実施例３、（ｅ）は実施例４である。
【図４】小松菜の種まきから５５日目の株の写真を示し、（ａ）は比較例、（ｂ）は実施例１、（ｃ）は実施例２、（ｄ）は実施例３、（ｅ）は実施例４である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、この発明の実施の形態を図１を参照して詳細に説明する。まず、本発明による土壌改良材１０は、図１に示すように、固形ペレット状、言い換えるならば、略円柱形状をなすものであり、既存の散布機等によって、森林、公園、街路樹等に散布されるものである。なお、土壌改良材１０の底面の半径は２ｍｍ程度、高さは８ｍｍ程度のものであることが望ましい。そして、本発明による土壌改良材１０は、高吸収性樹脂２０と、一般土壌改良成分３０を含む。
【００２２】
高吸収性樹脂２０は、アクリル酸重合体部分塩架橋物と水からなるものであり、乾燥粉末状のものである。なお、この高吸収性樹脂２０としては、土壌において害なく分解されることが確認されているものであることが望ましく、例えば市販のものでは、三洋化成工業株式会社製のサンフレッシュ（登録商標）ＧＴ１等が望ましい。なお、この高吸収性樹脂２０は、塩素イオンの含有量が乾燥重量１ｇあたり０．０７〜７ｍｍｏｌであり；且つ、２５℃のイオン交換水中での吸水倍率が１．０×１０〜１．０×１０3倍であるハイドロゲル形成性の高分子を含むものである。そのため、保水及び保肥力に優れ、且つ、降雨等によって膨張することで、本発明による土壌改良材１０に含まれる一般土壌改良成分３０を、より広い範囲に拡げることができる。なお、高吸収性樹脂２０は植物に水分を与えるために配合されたものではなく、ＰＨ調整成分とバクテリア活性成分とを土壌へ浸透・拡散させ、尚且つ土壌にこれらを水分とともに保持させるために配合されたものであって、多量に配合されることを必要とせず、土壌改良材１０の全成分量に対して、高吸収性樹脂２０は１〜５重量％、より望ましくは１〜２重量％含有する。
【００２３】
一般土壌改良成分３０は、ＰＨ調整成分と、バクテリア活性成分を含むものであり、図１に示す通り、微粒成分４０と、貝殻片５０からなる。
【００２４】
ＰＨ調整成分としては、微粒成分４０である、草木灰及び石炭灰と、貝殻片５０が挙げられる。草木灰は、バイオマス発電の燃焼灰等のことであり、本発明による土壌改良材１０の全成分量を１００％とした場合、上記した草木灰の含有量は、２０％程度であることが望ましい。石炭灰は、火力発電所等で生成される灰である。より詳しくは、石炭を燃料として用いる火力発電所（大型ボイラー）において、燃焼時に大量の灰が生成されるが、その灰の中でも、燃焼ガスとともに吹き上げられるレベルの球状の微粒子のことであり、電気集塵機などで回収されるものである。本発明による土壌改良材１０の全成分量を１００％とした場合、上記した石炭灰の含有量は、２０％程度であることが望ましい。そして、貝殻片５０は、牡蛎等の殻粉末のことであり、サイズとしては、数ｍｍ程度のものである。本発明による土壌改良材１０の全成分量を１００％とした場合、上記した貝殻片の含有量は、５％程度であることが望ましい。
【００２５】
なお、上記ＰＨ調整材の中では、ＰＨ調整成分として、相対的に即効性のあるものは、草木灰及び、石炭灰であり、本発明による土壌改良材１０は、どちらか単体、又は両方含むものであってもよい。そして、本発明による土壌改良材１０は、上記した草木灰、及び／又は石炭灰と、ＰＨ調整成分として相対的に遅効性のある貝殻片５０を含むことにより、ＰＨ調整成分による効果を長期間持続させることができる。
【００２６】
バクテリア活性成分としては、おから、米糠、コーヒーかす、茶殻等が挙げられる。おから、及び米糠は、バクテリアの餌として即効性のあるものであり、本発明による土壌改良材１０は、どちらか単体、又は両方含むものであってもよい。なお、本発明による土壌改良材１０の全成分量を１００％とした場合、上記したおから、米糠の含有量は、それぞれ１５％程度であることが望ましい。そして、コーヒーかす、茶殻は、バクテリアの餌として遅効性のあるものであり、本発明による土壌改良材１０は、どちらか単体、又は両方含むものであってもよい。なお、本発明による土壌改良材１０の全成分量を１００％とした場合、上記したコーヒーかす、茶殻の含有量は、それぞれ１０％程度であることが望ましい。そして、本発明による土壌改良材１０は、バクテリアの餌として即効性のあるおから、及び／又は米糠と、バクテリアの餌として遅効性のあるコーヒーかす、及び／又は茶殻を含むことにより、バクテリア活性成分による効果を長期間持続させることができる。
【００２７】
ニームとは、主にインドや東南アジアに自生する樹木であり、その果実や葉、樹皮には様々な薬効が確認されている。また、防虫剤として農業にも使用されており、果実や種子を圧搾して残った油かすの状態のニームを土壌に撒くと、ニームに含まれる成分により害虫を忌避する効果が得られる。ニームの油かすを、土壌改良材１０に５〜１０重量％含めることで、防虫効果を備えることができる。
【００２８】
そして、本発明による土壌改良材１０の製造方法としては、高吸収性樹脂２０を１〜２重量％と、ＰＨ調整成分と、前記バクテリア活性成分とを、混合機で攪拌し混合物とする工程と、その混合物を、１０〜１５％の水分比率で高圧・圧縮押出加工を行い、ペレット状にする工程と、からなる。
【００２９】
なお上記のような土壌改良材１０（草木灰を２０％、石炭灰を２０％、コーヒーかすを１０％、茶殻を１０％、米糠を１５％、おからを１５％、貝殻片５０を５％、高吸収性樹脂２０を５％、それぞれ含有し、上記製造方法で作成されたもの）を分析試験した結果、吸光光度法により、リン酸全量は約１．３２％であった。また、フレーム原子吸光法により、加里全量は約２．７１％、苦土全量は１．２８％、石灰全量は６．６６％、マンガン全量は０．０３０％であった。そして、ＩＣＰ発光分光分析法により、水溶性ほう素は０．０３３％であった。そして、重量法により、けい酸全量は２８．８０％、水分は６．１７％であった。そして、キレート滴定法により、鉄全量は０．７３％であった。そして、ガラス電極法により、水素イオン濃度は９．５であった。
【００３０】
次に、実施例及び比較例を挙げて土壌改良材１０の組成と最適な散布量について説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱することがない限り、実施形態を変更してもよい。
【００３１】
土壌改良材１０の効果を確認するため、土壌改良材１０の散布量の異なる５つの条件にて、植物の栽培を行った。育苗床土には、富山県高岡市の二上山より採取した土を使用し、灌水にはＰＨ７．０の井戸水を使用した。比較例及び実施例１〜４の、計５つのプランターを用意し、プランターには同量の床土を入れた後、種まきを行い、実施例１〜４については異なる量の土壌改良材１０を散布し、比較例には散布しなかった。全てのプランターは、一つのビニールハウスにおいて、昼は２０〜２５℃、夜は１０℃以上を維持し、毎日同量の灌水を行った。
実施例１〜４においては使用した土壌改良材１０の組成は以下である。
・ＰＨ調整成分        ４９．３重量％
・バクテリア活性成分  ４９．３重量％
・高吸収性樹脂          １．４重量％
詳しくは、ＰＨ調整成分として草木灰、石炭灰及び貝殻片５０を１：１：２の割合で混合したものを用い、バクテリア活性成分として米糠を用い、高吸収性樹脂２０として三洋化成工業株式会社製のＧＴ１を用い、これらを混合し、圧縮押出加工によってペレット状にしたものを用いた。
また、実施例１〜４において散布した土壌改良材１０の量は、土壌１ｍ２当たりの重量に換算するとそれぞれ以下となる。
実施例１      約４００ｇ／ｍ２
実施例２      約８００ｇ／ｍ２
実施例３    約１２００ｇ／ｍ２
実施例４    約１８００ｇ／ｍ２
【００３２】
図２（ａ）に二十日大根を、図２（ｂ）に小松菜を、種から栽培した際の成長の経過について比較例及び実施例１〜４のグラフを示す。縦軸は背丈の平均値、横軸は経過日数である。図２（ａ）及び（ｂ）では同様の結果が得られた。すべての実施例及び比較例において、植物は問題なく発芽したが、その後の成長に違いが見られた。図３（ａ）及び図４（ａ）からも明らかなように、土壌改良材１０を散布しなかった比較例（図２中、ｂｌａｎｋと表示）では、ほとんど成長しなかった。実施例１〜４では成長に大きな違いは見られなかったが、最もよく成長したのは、実施例１（図２中、Ｅｘ１と表示）であり、次に実施例２（図２中、Ｅｘ２と表示）である。この結果より、本発明の土壌改良材１０は土壌を豊かにする効果があることが認められた。そして、土壌改良材１０の散布量としては、約４００〜１８００ｇ／ｍ２で十分にその効果が見られ、さらに最適な散布量としては、約８００〜１２００ｇ／ｍ２である。
【００３３】
なお、本発明による土壌改良材１０は、上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。例えば、ペレットの形状やサイズは任意であるし、一般土壌改良成分３０として、上記にあげたもの以外を含んでもよい。また、土壌改良材１０に生きた土壌菌を配合してもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１０    土壌改良材
２０    高吸収性樹脂
３０    一般土壌改良成分
４０    微粒成分
５０    貝殻片
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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