(57)【要約】【課題】本発明は、温度上昇抑制作用と、雑草の発生・生育の抑制作用を有する人工土壌構造を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る人工土壌構造は、少なくとも地表付近を、多孔質珪酸カルシウムを主成分とする粉末又は小片の集合体から成る低蓄熱材を含む人工土壌層２で構成すると共に、前記人工土壌層２のｐＨを８．５以上に設定したものである。また、前記人工土壌層に植物３を植栽してもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質珪酸カルシウムを主成分とする粉末又は小片の集合体から成る低蓄熱材を含む人工土壌であって、そのｐＨを８．５以上に設定したことを特徴とする人工土壌。
【請求項２】
少なくとも地表付近を、多孔質珪酸カルシウムを主成分とする粉末又は小片の集合体から成る低蓄熱材を含む人工土壌層で構成すると共に、前記人工土壌層のｐＨを８．５以上に設定したことを特徴とする人工土壌構造。
【請求項３】
前記人工土壌層に耐アルカリ性植物を植栽したことを特徴とする請求項２に記載の人工土壌構造。
【請求項４】
前記耐アルカリ性植物が、雑草の発生・生育を抑制するアレロパシー作用を有する植物であることを特徴とする請求項３に記載の人工土壌構造。
【請求項５】
前記低蓄熱材を、珪酸カルシウム廃保温材を粉砕して得たことを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の人工土壌構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人工土壌、及びその人工土壌を用いた人工土壌構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、都市部の気温が周辺地域の気温に比べて高くなるヒートアイランド現象が問題となっている。ヒートアイランド現象の原因の一つとして、日中、日光の照射などによって地面に蓄熱された熱が夜間に大気中へ放出されることが考えられている。
【０００３】
ヒートアイランド現象を抑制するための対策として、土がむき出しとなった裸地の緑化が行われている。例えば、公園や河川敷、工場などの裸地に芝草を植栽し、この芝草の蒸散作用によって、地表付近の大気の温度上昇を抑制することが期待されている。
【０００４】
また、芝草の植栽地に雑草が発生・生育するのを抑制するために、除草剤の散布や防草シートの敷設（例えば、特許文献１参照）などが行われている。
【特許文献１】特開平８−１０３１７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、除草剤の散布は、周辺環境に悪影響を及ぼす虞があり、防草シートの敷設は、施工コストがかかるといった課題がある。
【０００６】
また、現在、裸地に芝草を植栽して緑化するだけでは、土壌自体の温度上昇を効果的に抑制することはできていない。そして、ヒートアイランド現象には、特に地表面の土壌の温度上昇が大きく関係しているため、温度上昇しにくい土壌を開発することが望まれている。
【０００７】
そこで、本発明は斯かる実情に鑑み、温度上昇抑制作用と、雑草の発生・生育の抑制作用を有する人工土壌、及びその人工土壌を用いた人工土壌構造を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、多孔質珪酸カルシウムを主成分とする粉末又は小片の集合体から成る低蓄熱材を含む人工土壌であって、そのｐＨを８．５以上に設定した人工土壌である。
【０００９】
上記人工土壌は熱伝導率の低い低蓄熱材を含むので、温度上昇しにくく、蓄熱しにくい性質を有する。これにより、人工土壌が日光の照射や大気の熱に曝されても、人工土壌自体の温度上昇を抑制することができる。また、人工土壌は保水性に優れているので、降雨などによって人工土壌に貯水することが可能である。そして、貯水された水が晴天時に蒸発することにより、人工土壌が冷却され温度上昇を抑制することができる。また、上記人工土壌は、そのｐＨが８．５以上に設定されているので、雑草にｐＨストレスを付与することができる。このｐＨストレスと、上記人工土壌に貯水した水による加湿ストレスとによって、雑草の発生・生育を抑制することが可能である。
【００１０】
請求項２の発明は、少なくとも地表付近を、多孔質珪酸カルシウムを主成分とする粉末又は小片の集合体から成る低蓄熱材を含む人工土壌層で構成すると共に、前記人工土壌層のｐＨを８．５以上に設定した人工土壌構造である。
【００１１】
上記人工土壌層は熱伝導率の低い低蓄熱材を含むので、温度上昇しにくく、蓄熱しにくい性質を有する。これにより、人工土壌層の表面が日光の照射や大気の熱に曝されても、人工土壌層自体の温度上昇を抑制することができる。また、人工土壌層は保水性に優れているので、降雨などによって人工土壌層に貯水することが可能である。そして、貯水された水が晴天時に蒸発することにより、人工土壌層が冷却され温度上昇を抑制することができる。また、上記人工土壌層は、そのｐＨが８．５以上に設定されているので、雑草にｐＨストレスを付与することができる。このｐＨストレスと、上記人工土壌層に貯水した水による加湿ストレスとによって、雑草の発生・生育を抑制することが可能である。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項２に記載の人工土壌構造において、前記人工土壌層に耐アルカリ性植物を植栽したものである。
【００１３】
耐アルカリ性植物の蒸散作用によって、地表付近の温度上昇の抑制効果を期待することができる。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項３に記載の人工土壌構造において、前記耐アルカリ性植物が、雑草の発生・生育を抑制するアレロパシー作用を有する植物である。
【００１５】
耐アルカリ性植物のアレロパシー作用によって、雑草の発生及び生育を抑制することができる。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項２から４のいずれか１項に記載の人工土壌構造において、前記低蓄熱材を、珪酸カルシウム廃保温材を粉砕して得たものである。
【００１７】
これにより、廃保温材の有効利用を図ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の人工土壌及び人工土壌構造によれば、日中、日光の照射などによる地面の温度上昇を抑制することができる。これにより、夜間、地面から放出される熱量を低減させることができ、ヒートアイランド現象を抑制することができる。また、除草剤や防草シートを使用せずに、人工土壌（又は、人工土壌層）に雑草が発生・生育するのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発の実施の形態を添付の図面を参照して説明する。
図１（ａ）は本発明の人工土壌構造の第１実施形態を示す断面図である。図１（ａ）において、符号１で示すのは、例えば、真砂土等の天然土壌から成る天然土醸層である。そして、この天然土壌層１の上には、本発明の人工土壌から成る人工土壌層２が敷設されている。本発明の人工土壌は、多孔質珪酸カルシウムを主成分とする粉末状又は小片の集合体から成る低蓄熱材を、天然土壌に混合した物である。低蓄熱材は、例えば、設備や建物の配管等に配設してある珪酸カルシウム製の廃保温材を粉砕などして得られる。この人工土壌は、多孔質素材を有することによって、熱伝導率が低く、また、保水性に優れ、軽量である特徴を有する。
【００２０】
また、本発明の人工土壌は、珪酸カルシウムを主成分とする低蓄熱材含むことにより、アルカリ性を示す。詳しくは、本人工土壌のｐＨを８．５以上となるように設定している。上記低蓄熱材の天然土壌への混合量を調整することによって、人工土壌のｐＨを調整可能である。
【００２１】
図１（ｂ）は、本発明の第２実施形態の断面図を示す。第２実施形態は、第１実施形態と同様に、天然土壌層１の上に人工土壌層２を敷設しているが、人工土壌層２に耐アルカリ性の植物３を植栽している点が異なっている。人工土壌層２に植栽する植物３として、雑草の発生及び生育を抑制するアレロパシー作用を有する植物を採用することが好ましい。「アレロパシー作用」とは、ある植物から放出された化学物質が周辺植物の生育に影響を与える作用を言う。アレロパシー作用には、周辺植物の生育を抑制する場合と促進する場合があるが、この実施形態では、周辺植物としての雑草の発生・生育を抑制する作用を有する植物を採用している。アレロパシー作用を有する植物として、例えば、ティフ・ブレア芝等が挙げられる。ただし、ティフ・ブレア芝以外の植物も採用可能である。
【００２２】
本発明者は、本発明の人工土壌を用いた人工土壌構造において、雑草の生育抑制効果を調べる試験と、人工土壌の温度上昇の抑制効果を調べる試験を行った。まず、雑草の生育抑制効果を調べる試験について詳しく説明する。
【００２３】
低蓄熱材の混合量がそれぞれ異なる本発明の人工土壌を製造し、各人工土壌を図１（ａ）のように天然土壌層の上に１０ｃｍずつ敷設した。具体的には、各人工土壌層１ｍ2あたり、低蓄熱材をそれぞれ４ｋｇ、８ｋｇ、１６ｋｇ混合した３種類の試験区域を作製した。低蓄熱材を４ｋｇ／ｍ2混合した試験区域、８ｋｇ／ｍ2混合した試験区域、１６ｋｇ／ｍ2混合した試験区域を順に、本発明の第１試験区域、第２試験区域、第３試験区域と呼ぶことにする。また、天然土壌層のみの従来例の試験区域も作製した。この従来例の試験区域、上記本発明の第１試験区域、第２試験区域、第３試験区域のそれぞれのｐＨは、順に６．９、８．９、９．０、９．２となっていた。そして、これら本発明の第１〜第３試験区域と従来例の試験区域において、所定期間内に生育する雑草の個体数を調べた。その試験結果を図２のグラフに示す。
【００２４】
図２において、棒グラフは、各試験区域に発生した雑草の総個体数を示し、各折れ線グラフは、発生した雑草のうち、個体数の多い４種類の雑草の個体数を示している。折れ線グラフの、菱形、四角、丸、三角で示す各データポイントは、それぞれキンエノコロ、ヒメシバ、エノコログサ、エノキグサの固体数を表している。
【００２５】
雑草の総個体数は、従来例の試験区域、本発明の第１試験区域、第２試験区域、第３試験区域の順に、６８６個、４８３個、３５５個、２５７個という結果になっている。このように、従来例の試験区域の雑草総個体数に対して、本発明の第１〜第３試験区域の雑草総個体数が順次減少したのは、本発明の各試験区域の人工土壌に含まれる低蓄熱材の量が影響していると考えられる。第１試験区域から第３試験区域へと順に、珪酸カルシウムを主成分とする低蓄熱材の混合量が多くなるにつれて、人工土壌のｐＨが高くなる。一般に、アルカリ成分は植物の生育を阻害するので、ｐＨが高い試験区域ほど、雑草の生育が抑制されたと推察される。図２のグラフが示すように、最もｐＨが高い本発明の第３試験区域は、従来例の試験区域に比べて、雑草の総個体数が約６０％減少している。
【００２６】
また、図３は上記各試験区域で生育した雑草の乾燥重量を表したグラフである。同図において、棒グラフは、各試験区域に発生した全ての雑草の乾燥重量の合計値を示し、各折れ線グラフは、発生した雑草のうち、代表的な３種類の雑草の乾燥重量を示している。折れ線グラフの、菱形、丸、四角で示す各データポイントは、それぞれキンエノコロ、エノコログサ、ヒメシバの乾燥重量を表している。
【００２７】
乾燥重量の合計値は、従来例の試験区域、本発明の第１試験区域、第２試験区域、第３試験区域の順に、４６４．７ｇ、２３９．６ｇ、１７１．５ｇ、７６．０ｇという結果になった。このことから、ｐＨが高い試験区域ほど、発生した雑草の乾燥重量が減少し、雑草の生長量が抑制されたと考えられる。図３のグラフが示すように、最もｐＨが高い本発明の第３試験区域は、従来例の試験区域に比べて、雑草の乾燥重量合計が約８０％減少している。
【００２８】
また、本発明の人工土壌は保水性に優れている。従って、降雨などにより、本発明の各試験区域では、従来の試験区域に比べ多く貯水される。すなわち、本発明の試験区域では、雑草に与える加湿ストレスが多くなる。このことも雑草の生育が抑制された要因の一つとして考えられる。
【００２９】
次に、本発明の人工土壌の温度上昇抑制効果を調べる試験について説明する。
本発明の人工土壌を図１（ａ）のように天然土壌層の上に１０ｃｍ敷設して本発明の試験区域を作製する。この本発明の試験区域の人工土壌には、１ｍ2あたり１０ｋｇの低蓄熱材が混合されている。また、天然土壌層のみの従来例の試験区域も作製した。そして、これら各試験区域において、表面から１ｃｍ、５ｃｍ、１０ｃｍの深さにおける温度と、地表付近の気温を、３日間に渡って測定した。その測定結果を、図４〜図６に示す。
【００３０】
図４は、本発明の試験区域と従来例の試験区域の、それぞれの深さ１ｃｍの位置の温度変化を示すグラフである。図４において、実線は本発明の試験区域の温度、一点鎖線は従来例の試験区域の温度、点線は気温を示す。測定日である２００６年８月１４日、１５日、１６日における従来例の試験区域の最高温度は、それぞれ順に４３．７℃、４７．３℃、４１．０℃を記録した。これに対し、上記各測定日における本発明の試験区域の最高温度は、それぞれ順に３４．９℃、３５．９℃、３２．８℃と計測された。この結果から、本発明の試験区域の最高温度は、従来例の試験区域の最高温度に比べ、各測定日において、それぞれ順に８．８℃、１１．４℃、８．２℃低くなっており、本発明の試験区域の温度上昇が大幅に抑制されているのがわかる。
【００３１】
また、図５は、本発明の試験区域と従来例の試験区域の、それぞれの深さ５ｃｍの位置の温度変化を示すグラフである。図６は、本発明の試験区域と従来例の試験区域の、それぞれの深さ１０ｃｍの位置の温度変化を示すグラフである。図５と図６において、実線は本発明の試験区域の温度、一点鎖線は従来例の試験区域の温度、点線は気温を示す。図５及び図６に示す試験結果も、上記図４の場合と同様に、本発明の試験区域の最高温度は、従来例の試験区域の最高温度に比べ低くなっており、本発明の試験区域の温度上昇が抑制されている。
【００３２】
本発明の人工土壌層は、直射日光を受けたり、大気温が上昇しても、人工土壌層に含まれる低蓄熱材は熱伝導率が低いので温度昇しにくい。また、人工土壌層は保水性に優れるので、降雨などによって多く貯水することが可能である。そして、晴天時に、人工土壌層に貯水された水が蒸発することによって、人工土壌層やその下の天然土壌層等の熱が奪われて冷却され、温度上昇が抑制される。
【００３３】
本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更を加え得ることは勿論である。本発明の人工土壌を、ビルの屋上やアスファルト舗装面などに敷設してもよい。また、上述の本発明の実施形態では、人工土壌層の厚さを１０ｃｍとしているが、少なくとも地表付近を本発明の人工土壌層で構成していれば、その人工土壌層の厚さは１０ｃｍに限らない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】（ａ）は本発明の人工土壌構造の第１実施形態を示す断面図であり、（ｂ）は本発明の人工土壌構造の第２実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の試験区域と従来例の試験区域に発生した雑草の個体数を示すグラフである。
【図３】本発明の試験区域と従来例の試験区域に発生した雑草の乾燥重量を示すグラフである。
【図４】本発明の試験区域と従来例の試験区域のそれぞれの温度変化を示すグラフである。
【図５】本発明の試験区域と従来例の試験区域のそれぞれの温度変化を示すグラフである。
【図６】本発明の試験区域と従来例の試験区域のそれぞれの温度変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３５】
１    天然土壌層
２    人工土壌層
３    植物
【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】
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【図６】
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