(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
必須成分として炭素質粉末１００重量部に対しトルマリン粉末１〜５０重量部及びキチン・キトサン類１〜５０重量部を含有してなる栽培土壌改質材。
【請求項２】
土壌活性化微生物による発酵液を含有してなる請求項１記載の栽培土壌改質材。
【請求項３】
栽培土壌改質材が粉末状混合物又は粒状成形物である請求項１又は２記載の栽培土壌改質材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、栽培土壌改質材に関し、更に詳しくは農作物や園芸植物、緑化植物などを栽培育成する土壌を改質するために用いられる栽培土壌改質材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在の農業では、収穫量を増やすため化学肥料を多量に施肥し、病虫害駆除のため各種農薬を散布するので、土壌に有害成分が蓄積されたり、農作物が汚染されたり、一方、同一作物の連作による連作障害も問題になっている。
【０００３】
化学肥料が多量に使われるようになったは２０世紀以降であり、それまでは落ち葉、雑草、収穫した作物の不要部分などから作った堆肥の他、調理かす、残飯や動物の糞尿なども肥料として用いてきた。このような自然農法の土壌には、細菌やバクテリア等の微生物が有機物を分解し、肥料やミネラルにもどしている。また、このような土壌にはミミズが繁殖し、ミミズの消化器官を通った土壌は、植物の生育にとって好ましい団粒構造を形成している。しかし、農薬や化学肥料は、それ自体が環境汚染につながるのみならず、ミミズの生育環境を破壊し、農地の土壌状況を著しく悪化させている。
【０００４】
このため、化学肥料や農薬を使用しない有機栽培が見直されるようになった。しかしながら、堆肥などを大量施肥する有機栽培は、農業生産性が低く、栽培コストが高いという問題があった。これを解決するものとして、土壌を活性化する微生物を添加したり、土壌の団粒化を促進するアルギン酸等の天然資材を投入するなどの試みがなされているが、いずれも満足できるものではなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、有機栽培に適した団粒構造の土壌の形成を促進し、しかも環境汚染などを生じることのない栽培土壌改質材を提供することにある。
【０００６】
【問題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、必須成分として炭素質粉末１００重量部に対しトルマリン粉末１〜５０重量部及びキチン・キトサン類１〜５０重量部を含有してなる栽培土壌改質材である。
【０００７】
上記の栽培土壌改質材は、必須成分に加えて土壌活性化微生物による発酵液を含有することが好ましい。本発明の栽培土壌改質材は、粉末状混合物であってもよいし、粒状成形物であってもよい。
【０００８】
以下、本発明の栽培土壌改質材について詳細に説明する。
本発明の栽培土壌改質材は、必須成分として炭素質粉末を含有する。炭素質粉末は、完全に炭化されたものでもよいし、部分的に炭化されたものでもよい。このような炭素質粉末としては、例えば木炭粉末、コークス粉末、活性炭などの１種類又は２種類が挙げられるが、好ましくは木炭粉である。炭素質粉末の平均粒径は、１〜１００μｍ程度で２０メッシュ篩通過分が好ましい。
【０００９】
無数の気孔を有する炭素質粉末は、本発明の栽培土壌改質材に空気保有性と保水性を付与し、これを土壌に混合すると土壌の気相比率を高くする。また、本発明の栽培土壌改質材に微生物を含有させたときの微生物の住処となり、さらに土壌中の微生物にも好ましい環境をつくる。
【００１０】
また、本発明の栽培土壌改質材には、必須成分としてトルマリン粉末を配合する。トルマリン（ＴＯＵＲＭＡＬＩＮＥ）は、宝石として有名であるが、Ｃｕｒｉｅ兄弟がトルマリンの電気的特性、すなわち圧力をかけると結晶表面に電荷が生じるピエゾ電気（圧電気）特性や、結晶を加熱すると同様に電荷が生じるピロ電気（焦電気）特性を発見したことに因んで、電気石とも称される。トルマリンは、基本的にはホウ素を含む珪酸塩鉱物で、六方晶系に属し、上下非対象の異極像を示し、モース硬度７〜７．５、比重２．９〜３．１、その代表的なものの化学式は下記式のとおりである。
ＮａＸ3 Ａｌ6 Ｂ3 Ｓi 6 ( Ｏ, ＯＨ )30( ＯＨ, Ｆ )
（式中、ＸはＭｇ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｌｉ又はＡｌを表す）
【００１１】
上記式において、ＸがＭｇであるトルマリンは、苦土電気石・ドラバイト（Ｄｒａｖｉｔｅ）と称され、色目は褐色、暗緑色又は黒色、変性岩やペグマタイトの中に産出される。また、ＸがＦｅ、Ｍｎであるトルマリンは、黒トルマリン・鉄電気石・ショール（Ｓｃｈｏｒｉ）と称され、色目は黒色、ペグマタイトの中に産出され、トルマリンの中で最も産出量が多い。また、ＸがＬｉ、Ａｌであるトルマリンは、赤トルマリン・リチア電気石・エルバイト（Ｅｌｂａｉｔｅ）と称され、色目は透明の紅色、緑色又はバイカラー、鱗片状のリチア雲母の中に産出される。トルマリンの電気的特性は、トルマリン結晶の両端にプラス極とマイナス極が常に生じていることによるものである（久保ら、固体物理  第２４巻  第１２号  １０５５頁  １９８９年）。
【００１２】
このトルマリンは、その電気的特性により、吸着作用、電界（電場）効果、微弱電流効果、水の電気分解、水の界面活性効果（ヒドロニウムイオン、ヒドロキシルイオンの生成）、水質調整効果（弱アルカリ化）、ミネラルの溶出作用など様々な作用を示すことが知られている。また、トルマリンの安全性も各種物質の溶出試験その他で確認されている。
【００１３】
本発明の栽培土壌改質材に用いるトルマリンとしては、いずれのトルマリンもよいが、好ましくは安価な赤トルマリンである。このトルマリンは、粉末状態であることを要し、平均粒径が１〜５０μm で４０メッシュ篩通過分が好ましい。その含有割合は、炭素質粉末１００重量部に対し１〜１００重量部、好ましくは１〜５０重量部程度がよい。トルマリンの含有割合が１重量部より少ないと土壌の団粒化促進や土壌の電気的特性改善などの効果を発揮することができず、トルマリンの含有割合が１００重量部を超えても更なる効果の改善はみられず、経済性が損なわれる。
【００１４】
本発明の栽培土壌改質材は、上記の必須成分の以外にキチン・キトサン類を含有することが好ましい。ムコ多糖類の一種であるキチンは、アミノ基のアセチル化されたＤ−グルコサミンがβ−１，４で結合した直鎖分子からなる。化学構造や性質がセルローズに類似し、節足動物、環形動物、軟体動物などの有機骨格物質として存在する。通常、カニ又はエビの甲殻を粉砕し、希塩酸処理、アルカリ濃厚液処理、水洗、乾燥することにより得られる。
【００１５】
また、キトサンは、キチンを濃アルカリと加熱して得られる脱アセチル化物である。このキトサンは、生のままでもよいし、これを焼成したものでもよく、場合によっては両者を併用してもよい。
【００１６】
キチン・キトサン類を含有すると土壌中の水分を脱水して適正水分とし、また水分に含まれる汚濁物質を凝集するのに効果があり、土壌の団粒化促進に寄与する。キチン・キトサン類の含有量は、炭素質粉末１００重量部に対し１〜１００重量部、好ましくは１〜５０重量部程度がよい。
【００１７】
本発明の栽培土壌改質材は、土壌活性化微生物を含有することが好ましい。この場合、糖蜜などを加えた培養液に土壌活性化微生物を加えて発酵させた発酵液として配合することが好ましい。このような土壌活性化微生物としては、例えばＥＭ１号、ＥＭＸ号などが挙げられるが、これ以外の土壌活性化微生物であってもよい。本発明の栽培土壌改質材は、炭素質粉末を含有するので、これに発酵液を添加すると発酵液が炭素質粉末の気孔に吸着され、長期間保存できる。発酵液の含有量は、炭素質粉末１００重量部に対し５〜１００重量部、好ましくは１０〜５０重量部程度がよい。
【００１８】
さらに、本発明の栽培土壌改質材は、上記の成分及び発酵液以外に本発明の目的を損なわない範囲で従来公知の土壌添加剤を含有してもよい。このようなものとしては、例えばシリカ粉末、パーライト粉末、バーミキュライト粉末、ベントナイト粉末、高炉スラグ粉末などの１種類又は２種類以上があげられる。
【００１９】
本発明の栽培土壌改質材は、上記の必須成分及び任意成分を混合しただけの粉末状製品でもよいし、これらを粒状に成形した製品でもよい。粉末状製品にあっては、輸送中の振動等で材料が偏析しないように各成分の粒度構成をそろえておくことがよい。
【００２０】
また、粒状成形品は、押出成形、射出成形、圧縮成形など任意の成形方法で製造することができる。この際、必要に応じて土壌に影響しないバインダーを加えることもできる。成形物の大きさ（粒径）は任意であるが、ハンドリングや土壌との混合し易さの観点から１〜１０mm程度でよい。粒状成形品は、芝生への散布がしやすい利点がある。
【００２１】
本発明の栽培土壌改質材の造粒に用いるバインダーとしては、牛糞、鶏糞、魚粉等の動物性肥料や油粕等の植物性肥料が有機質肥料ともなるので好ましい。また、プラスチック系バインダーも用いることができるが、環境汚染を防止するため易焼却性樹脂又は生分解性プラスチックが好ましい。
【００２２】
このような易焼却性プラスチックとしては、それを焼却した際に塩素化合物、窒素酸化物、硫黄酸化物、シアン化物等の環境汚染物質を排出せず、また容易に燃焼して黒煙や異臭を生じないプラスチック、例えばポリプロピレン、ポリエチレン、ポリプロピレン−スチレンなどがあげられる。これらの易焼却性樹脂は１種類でもよいし、２種類以上を併用してもよい。そして、バージンレジンのみならず、回収レジンなどを有効に利用してもよい。
【００２３】
また、生分解性樹脂としては、例えば３−ヒドロキシブチラート／３−ヒドロキシパリラート共重合樹脂、３−ヒドロキシアルカノエート樹脂、３−ヒドロキシブチラート／４−ヒドロキシブチラート共重合樹脂、３−ヒドロキシブチラート／３−ヒドロキシパリラート／５−ヒドロキシパリラート共重合樹脂等の生分解性ポリエステル樹脂などが挙げられる。これらの生分解性樹脂は１種類でもよいし、２種類以上を併用してもよい。
【００２４】
このようにして得られた粉末状製品又は粒状成形品を、改質すべき土壌に対し０．５〜５０容量％程度散布するかあるいは混合攪拌することにより、土壌中の水分が適正レベルに保たれ、トルマリンがその電気的特性で土壌を活性化し、さらに土壌中の微生物の生育環境を改善し、これらの総合作用で土壌を植物の栽培にとって好ましい団粒化を促進することができる。また、堆肥等の有機質肥料に予め本発明の栽培土壌改質材を混合して用いても良好な結果が得られる。
【００２５】
【実施例】
実施例１
市販の土壌活性化微生物を用い、キトサンを少量添加した糖蜜水溶液を発酵させて発酵液を調製した。木炭粉末１００重量部に赤トルマリン粉末３０重量部、キトサン焼成品とキトサン生品各１５重量部及び該発酵液３０重量部をミキサーで混合し、若干湿っぽい粉末状の栽培土壌改質材を得た。この栽培土壌改質材を７０g/m2散布した実験区と無散布の対照区に、通常の手法により、青首大根を播種し３ヶ月栽培した後収穫した。実験区の大根の一本当たり重量は、対照区の大根より３０〜４０％重かった。また、収穫した大根をおろし大根にして食味したところ、実験区のものは対照区のものより甘みが強く、よりジューシーで嵩高感があった。
【００２６】
実施例２
実施例１の栽培土壌改質材を市販の黒土に対し１０重量％混合したもの（実験区）と、混合せず黒土の単用区（対照区）を培土とし、これらをそれぞれ市販のプラスチック製プランターに入れ、春菊の栽培試験を行った。播種後の生長状況を表１に示す。なお、表１中の日数は播種日からの日数であり、数字は培土表面から芽先までの長さ(cm)である。
【００２７】
【表１】
0003737307.tif 000002
【００２８】
実施例３
実施例１の栽培土壌改質材３重量％と牛糞発酵品９７重量％を配合し、２軸押出機で押出成形し、粒径３〜４mmの粒状成形品を得た。この粒状成形品を用いて芝生の栽培試験を行った。試験圃場の実験区（６０m2）には粒状成形品を６０g/m2散布し、対照区（６０m2）には牛糞発酵品のみを６０g/m2散布した。それぞれ高麗芝苗を移植し、植栽後２８日目と３５日目に直径１０cmの芝生を切り取り、表側（葉茎）及び裏側（根）の生長状況を観察した。その結果、２８日目では実験区は対照区より芝の密度が高く、新しい根が著しく生長していた。３５日目では更に芝の密度が増し、細根の生長も観られ、サンプリングの際、実験区のものは根に随伴した土が５cmであったのに対し対照区のものは３．７cmしかなく、根張りの状況に大差があった。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の栽培土壌改質材は、有機栽培に適した団粒構造の形成を促進し、作物汚染や環境汚染などを生じることがない。本発明の栽培土壌改質材を用いると作物の生育を促進し、食味の優れた作物が収穫できる。また、材料費は安価であり、製造費用が低廉である。粉末状製品は、そのまま土壌に混合してもよいし、堆肥等の有機質肥料に混合して用いてもよい。粒状成形品は、芝生特にゴルフ場のグリーンの土壌改質材として好適に用いることができる。