JP2002256266A - 産業廃棄物を主材とした土壌の改良及び水分調節剤組成物及びその製造方法（ＳｏｉｌｗａｔｅｒｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｕｓｉｎｇｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｗａｓｔｅａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｆｏｒＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎｔｈｅｒｅｏｆ） - Google Patents

産業廃棄物を主材とした土壌の改良及び水分調節剤組成物及びその製造方法（ＳｏｉｌｗａｔｅｒｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｕｓｉｎｇｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｗａｓｔｅａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｆｏｒＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎｔｈｅｒｅｏｆ）

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Abstract

(57)【要約】 【課題】産業廃棄物を主材とした土壌の改良及び水分調
節剤組成物を提供すること。 【課題解決手段】製紙スラッジ、フライアッシュ(Fly
ash)、ホワイトカーボン(White Carbon)、ゼオライト
(Zeolite)、パーライト(Pearlite)、水性接着剤で構成
された組成物をロータリ混合器に投入して50〜100rpmに
混合して、エキストルダーにより顆粒状に製造した後、
130〜150℃の加熱乾燥器で20〜30分間加熱乾燥して成
る、産業廃棄物を主材とした土壌の改良及び水分調節剤
組成物は、水田土壌や畑土壌および塩類集積土壌で作物
生育初期を始めとしていずれの生育段階で使用しても優
れた保水力と栄養供給能に因り生育促進効果があり、増
収効果が優れた効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は新規の土壌の改良及
び水分調節剤組成物およびその製造方法に関する。より
詳細には、本発明は産業廃棄物を主材とする新規の土壌
の改良及び水分調節剤組成物およびその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来にも各種作物の健全な生育のための
人工土壌組成物の製造方法が多数く知られている。特
に、韓国特許公開番号第98-63340号には、調味料工場で
発生する強酸性のアミノ酸発酵廃液を肥料化するための
フライアッシュ(Fly ash)使用方法の発明が公知である
が、これは強酸性のアミノ酸発酵副産物を肥料化するた
めの長点がある反面、最終産物(final product)に有機
物(organic materials)が含有されているため、作物の
生育段階後期には用いることができなかったのみなら
ず、土壌の種類によっては、例えば、塩類集積土壌であ
る大型ビニールハウス栽培団地などではその使用が極め
て制限されるという不都合があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記の如き一
般土壌の改良及び水分調節効果が優れた韓国主要特許の
利点を有するにも拘わらず、前記の如き不都合があるこ
とを改善することを目的とする。即ち、有機物が含有さ
れておらず、作物生育のいずれの段階においても用いる
ことができ、一般水田土壌では勿論、塩類集積が多い大
型ビニールハウス団地および一般果樹栽培の畑の土壌に
至るまで土壌の種類や栽培作物の生育段階に拘わらず何
時でも常用して土壌の改良及び水分調節効果を極大化
し、作物生育を著しく促進することができる、産業廃棄
物を主材とし無機物のみで構成された新規の土壌の改良
及び水分調節剤組成物を提供することをその目的とす
る。
【０００４】本発明の別の目的は、前記土壌の改良及び
水分調節剤の製造方法を提供することである。さらに、
本発明のまた別の目的は、下記明細書の詳細な説明によ
り明らかになるであろう。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の前記目的は、産
業廃棄物のうち無機材料を選択して、その組成比率を確
定し、望ましい土壌の改良及び水分調節剤組成物を製造
した後、本発明の土壌の改良及び水分調節剤組成物を多
様な作物栽培に適用して、その生育実験結果を評価する
ことにより達成した。
【０００６】すなわち本発明は、 １．製紙スラッジ、フライアッシュ(Fly ash)、ホワイ
トカーボン(White Carbon)、ゼオライト(Zeolite)、パ
ーライト(Pearlite)、水性接着剤を含有することを特徴
とする組成物、 ２．前項１記載の構成成分を ロータリ混合器に投入する段階と；50〜100rpmに混合す
る段階と；エキストルダー(Extruder)で顆粒状に製造す
る段階と；前記顆粒状製品を130〜150℃の温度の加熱乾
燥器で20〜30分間加熱乾燥する段階を結合してなること
を特徴とする組成物の製造方法、からなる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の構成および効果を
説明する。本発明は、産業廃棄物のうち土壌の改良及び
水分調節効果が優れた無機材料を選択してその組成比率
を確定する段階と；土壌の改良及び水分調節剤組成物を
製造する段階と；本発明の土壌の改良及び水分調節剤組
成物を多様な作物に適用して成長促進効果および生産量
増大効果を確認するために実際栽培試験を実施して、そ
の結果を評価する段階から構成されることを特徴とす
る。
【０００８】韓国を始めとして東南アジアの水稲作栽培
用水田土壌は、窒素（N）および加里（K）などの無機質
肥料の連用に因り継続酸性化してゆきながら、その産出
の限界を露呈して来ており、一般畑の土壌や塩類集積の
多い大型ビニールハウス団地の栽培土壌も過多農薬使用
と共にN,P,K為主の化学肥料使用の濫用に因り、土壌内
に過剰塩類集積と作物の連作被害が深刻に現われてい
る。
【０００９】特に、近年の多収穫水稲品種の普及と共に
肥料および農薬の使用量が急激に増加するようになり、
韓国の場合、1980年度の肥料消費量はha当たり285 kgに
過ぎなかったのが1990年度には458 kgで約60％以上急増
しており、また農薬使用量においても1980年度の5.8 kg
/haであったのが1990年度には10.4 kg/haで約80％増加
している（農林水産主要統計、農林部、1994）。
【００１０】本発明は、前記の如き問題点に着目して案
出したもので、新規の形態の無機物主材の土壌の改良及
び水分調節剤組成物を提供するために、土壌の改良及び
水分調節剤組成物の性能と効果をテストするための供試
材料として一品稲を準施肥法に合わせて実際に栽培試験
を実施し、その結果として生育段階別草長、分庶数、出
穂期の葉面積および乾物重量、成熟期の特性と収量など
を調査した。
【００１１】一方、本発明の無機質土壌の改良及び水分
調節剤使用による、露地における小麦の根部病害防止を
始めとして植物成長促進および生育効果を実験し、その
他の野菜園芸作物のうち大蒜および玉葱に対する栽培試
験により成長促進効果を確認した。
【００１２】この他にも、塩類集積障害が甚だしい真桑
瓜および唐辛子植物を実際に培養試験し、本発明品であ
る土壌の改良及び水分調節剤組成物の成長および生育促
進効果について確認した。
【００１３】本発明において選択した産業廃棄物は、パ
ルプおよび製紙工場で廃棄される製紙スラッジ(Sludge)
と火力発電所から発生するフライアッシュ(fly ash)、
またゴム加硫促進剤製造副産物であるホワイトカーボン
(White carbon)に土壌の保水力を極大化するに適合な
原料成分としてゼオライト(Zeolite)とパーライト(Pear
lite)である。
【００１４】本発明において選択したフライアッシュ
は、珪酸質、アルミニウム、石灰質、鉄分の供給を目的
とし、ホワイトカーボンの主成分は珪酸質である。従っ
て、本発明の組成物の構成原料のうちフライアッシュと
ホワイトカーボンは、土壌の粒団(aggregate)形成に促
進的役割をして、結局、土壌空隙率を極大化するように
なる。また、本発明の組成物の構成原料のうちパーライ
トは、微細粉末であって、水性接着剤であるCMCと架橋
結合により本発明製品の粒状製品化に有効な作用をなさ
せるために選択された。
【００１５】本発明の組成物の好ましい組成は、製紙ス
ラッジ10〜65、好ましくは20〜60、より好ましくは20〜
55、選択的には10〜30重量％、フライアッシュ(Fly as
h)5〜30、好ましくは5〜27、より好ましくは5〜25、選
択的には5〜15重量％、ホワイトカーボン(White Carbo
n)4〜30、好ましくは10〜25、選択的には10〜30重量
％、ゼオライト(Zeolite)5〜30、好ましくは10〜30重量
％、パーライト(Pearlite)5〜40、好ましくは10〜40、
選択的には20〜40重量％、水性接着剤例えばCMCを1〜3
重量％で構成する。
【００１６】
【実施例】以下に、実施例を用いて本発明を具体的に説
明するが、本発明は本実施例に限定されるものではな
い。
【００１７】
【実施例１】本発明の土壌の改良及び水分調節剤組成物
を構成する産業廃棄物の構成（単位：重量％） 本発明
の土壌の改良及び水分調節剤組成物の望ましい組成比
は、全体100に対し下記の上下限重量％の混合構成であ
り、より望ましくは製紙スラッジ20重量％、フライアッ
シュ10重量％、ホワイトカーボン20重量％、ゼオライト
20重量％、パーライト30重量％、CMC1.5重量％である。 ──────────────────────────── 製紙スラッジ（Sludge） 10〜30 フライアッシュ(Fly ash） 5〜15 フワイトカーボン（White carbon） 10〜30 ゼオライト（Zerolite） 10〜30 パーライト（Pearlite） 20〜40 水性接着剤（Binder） 1〜3 ────────────────────────────
【００１８】
【実施例２】本発明の土壌改良材を主目的とした場合の
組成物を調製し、製紙スラッジ30〜55重量％、フライア
ッシュ15〜30重量％、ホワイトカーボン3〜10重量％、
ゼオライト10〜25重量％、パーライト5〜15重量％、CMC
1〜3重量％を得た。
【００１９】
【実施例３】本発明の水分調節材を主目的とした場合の
組成物を調製し、製紙スラッジ40〜60重量％、フライア
ッシュ5〜20重量％、ホワイトカーボン5〜20重量％、ゼ
オライト5〜20重量％、パーライト10〜20重量％、CMC1
〜3重量％を得た。
【００２０】
【実施例４】（本発明の土壌の改良及び水分調節剤組成
物の製造）前記実施例１〜３に記載された産業廃棄物を
選択して収集選別し、これらをそれぞれホッパー(Hoppe
r)に投入した後、前記掲記した重量の配合比でロータリ
混合器(Rotary mixer)へ自動的に投入させた。この
際、ホッパーの種類と投入量の決定は、予め計算してプ
ログラムによりメモリを経てマイコンを通じて作動する
ように設計した。このようなプログラムの設計および運
用は、當業者間では容易に実施することができる。
【００２１】ロータリ混合器における構成原料成分の混
合速度は重要でないが、50〜100rpmが望ましい。
【００２２】混合された原料成分は、混合器の側面に設
けられたコンベヤーシステムによりコンベヤーベルトに
載って顆粒状に製品化するための末端にダイス(Dice)が
浮刻さされたエキストルダー(Extruder)に投入して粒状
製品化し、これを130〜150℃の加熱乾燥器で20〜30分間
乾燥して最終製品化した。
【００２３】この際、前記混合器で原料成分間の接着と
顆粒化製品促進のために用いられる水性接着剤は、多様
なものを用いることができるが、CMCが最も望ましい。
【００２４】本発明の下記実施例１の組成と実施例４の
製造方法により製造された新規の土壌の改良及び水分調
節剤組成物の土壌化学的特性と重金属汚染如何に関する
試験結果は、表１および表２の通りである。本発明製品
のpHは7.8であった。
【００２５】 （表１）本発明の土壌の改良及び水分調節剤組成物の無機成分分析試験の成績 ────────────────────────────────── 試験項目（単位） 結果値 試験方法 ────────────────────────────────── pH 7.8 有機燐 （mg/L） 検出されない 廃棄物公定試験法 SiO2 （％） 40.2 SE 3806-98 Al2O3 （％） 13.7 KSE 3806-98(l.c.p) Fe2O3 （％） 2.36 KSE 3806-98(l.c.p) CaO （％） 6.50 KSE 3806-98(l.c.p) mgO （％） 1.27 KSE 3806-98(l.c.p) K2O （％） 1.16 KSE 3806-98(l.c.p) ────────────────────────────────── 註：本発明の実験成績はソウル市永登浦区所在(Tel::2634-0011)韓国化学試験研 究院がTAk-027021号で試料を受け付けて2000年12月8日報告した資料。
【００２６】 （表２）本発明製品の重金属汚染如何試験の成績 ────────────────────────────────── 試験項目（単位） 結果値 試験方法 ────────────────────────────────── Cu （mg/L） 0.12 廃棄物公定試験法 CN- （mg/L） 検出されない 廃棄物公定試験法 Cr6+ （mg/L） 検出されない 廃棄物公定試験法 Pb （mg/L） 検出されない 廃棄物公定試験法 Cd （mg/L） 検出されない 廃棄物公定試験法 As （mg/L） 検出されない 廃棄物公定試験法 Hg （mg/L） 検出されない 廃棄物公定試験法 ────────────────────────────────── 註：本発明品の実験成績はソウル市永登区所在(Tel：2634-0011)韓国化学試験研 究院がTAK-027922号で試料を受け付けて2000年12月6日報告した資料。
【００２７】
【実施例５】（水稲栽培包装試験）本発明の土壌の改良
及び水分調節剤組成物１ton/10aを田植え期30日前に全
量基肥として用い、代掻きした後、標準施肥法により対
照区（本発明品無使用区）と対比して生育段階別生育指
数を調査した。生育調査は、次に示す事項について行っ
た。地表面から最上位の葉の先端まで６週間測定し、分
庶数は葉が３枚展開したものだけを３繰り返して調査
し、乾物重量は循環熱風乾燥器で80℃で３日間乾燥後に
重量を測定した値であり、収量は１坪当たり３繰り返し
て刈り取った後、正粗と藁の生産量を調査した。
【００２８】 （表３）生育段階別草長の変化(cm) ────────────────────────────────── 区分 7月5日 7月15日 7月30日 8月10 日8月15日 8月20日 ────────────────────────────────── 実験区 55.2 61.2 66.8 74.2 82.2 89.5 対照区 53.0 58.0 65.6 70.3 78.5 87.0 ──────────────────────────────────
【００２９】 （表４）分庶数の変化(単位：個/株) ────────────────────────────────── 区分 7月5日 7月15日 7月30日 8月10日 8月15 日8月20日 ────────────────────────────────── 実験区 21.3 22.0 22.2 20.5 19.9 18.8 対照区 20.5 21.4 21.9 19.2 18.9 18.0 ──────────────────────────────────
【００３０】 （表５）出穂期の葉の面積および乾物重量 ────────────────────────────────── 区分 葉面積(cm2） 乾物重量(ｇ/株) 葉 幹 穂 ────────────────────────────────── 実験区 2492 12.8 32.4 8.1 対照区 2267 11.2 31.5 7.2 ──────────────────────────────────
【００３１】 （表６）成熟期の作物学的特性 ──────────────────────────────────── 区分 幹長 穂長 穂数 正粗収量 藁収量 (cm) (cm) (個/株) (kg/10a) (kg/10a) ──────────────────────────────────── 実験区 74.8 22.2 18.3 722 812 対照区 73.5 21.7 16.5 682 752 ────────────────────────────────────
【００３２】以上、実験により確認された通り、本発明
製品を用いた第１年度から水田土壌の水分調節効果によ
り水稲作物の特性が大きいのではないが、大体的に２〜
５％程全て向上されたのを確認することができ、本発明
製品を２年以上使用すれば20％以上増収効果を期待する
ことができると判断された。
【００３３】
【実施例６】（小麦病害防止および成長促進包装実験）
本発明品を１ton/10a播種前に用い、用いなかった対照
区と対比して標準施肥法により栽培した後、小麦の生育
指数を調査した（表７〜８）。
【００３４】 （表７）本発明品の小麦処理の効果(成長促進) ──────────────────────────────────── 平 均 (mean) 区分 発芽種子数 芽の長さ 根の長さ 乾燥重量(mg) (個) (cm) (cm) 芽 根 ──────────────────────────────────── 実験区 30 18.2 18.7 11.2 5.9 対照区 22 15.5 15.7 9.3 6.5 ────────────────────────────────────
【００３５】実験の結果、本発明品で処理した小麦種子
等は、根部病のような疾病の罹患率が著しく減少し(約4
5％以上)、成長が促進し、生産性は約20％以上向上し
た。
【００３６】 （表８）本発明品の小麦処理の効果(植物生育) ──────────────────────────────────── 区分 生産性 1000粒重量 穂重量 （g/m2） (%) (g) (%) (g) (%) ──────────────────────────────────── 実験区(平均) 121.3 148 37.1 139 1.25 152 対照区(平均) 104.6 127 32.2 120 0.94 115 ────────────────────────────────────
【００３７】
【実施例７】（大蒜および玉葱植物に対する本発明品の
使用実験）実施例４により製造された本発名品を供試作
物である大蒜と玉葱に対し１ton/10a包装使用し、それ
らの光合成率・増産率をそれぞれ測定した。収穫後生体
重量を測定した結果は、表９の通りであった。
【００３８】 （表９）本発明品の大蒜・玉葱栽培地処理の効果 ──────────────────────────────────── 処理 対照区 処理区 LSD (g) (%) (g) (%) ──────────────────────────────────── 本発明品 玉葱 155.1 100 222.5* 144.1 49.3 Rf値 0.95 大蒜 25.3 100 38.6* 152.2 9.8 本発明品 玉葱 155.2 100 222.4 143.3 48.9 Rf値 0.82 大蒜 25.4 100 35.4 140.9 11.2 ──────────────────────────────────── 註：LSD：Fisher's least significant difference test(p=0.05) *：significanceに 95％ probability
【００３９】以上、実験結果から明らかな通り、本発明
品を用いた時、Rf値0.95の場合、玉葱と大蒜の場合、全
て45％以上の成長促進による増収効果が現われた。
【００４０】
【実施例８】（塩類集積障害が多い真桑瓜および唐辛子
植物に対する本発明品の使用実験）一山市の花卉団地近
所の金三礼氏農場の塩類集積障害が大きいビニールハウ
スで、本発明品を500kg/10aを基肥として用いた実験区
と、これを用いなかった対照区で、唐辛子植物を栽培し
た結果は、表10の通りであった。
【００４１】 （表10）唐辛子の実験成績 ──────────────────────────────────── 区分 対照区 処理区 備 考 ──────────────────────────────────── Pn 25.2 26.5 光合成率μmol CO2 Chl 2.05 2.83 葉緑素の含量(mg/g) Cs 3.91 3.93 気空コンダクタンス(cm/s) 成長量 79 94 成長長さ(cm) 産 物 35 53 結実量(個) ────────────────────────────────────
【００４２】前記実験結果から確認した通り、本発明品
の処理区で光合成量・葉緑素含量・気空コンダクタンス
が向上し、結実率が54％以上向上した。
【００４３】
【発明の効果】以上の実験および実施例によれば、本発
明の土壌の改良及び水分調節剤を用いた場合、禾本科作
物である稲と小麦を始めとしてその他の園芸作物のうち
供試作物の著しい生育促進効果があるのが分かった。な
お、実験例は全て実施例１の組成物についての結果を開
示したが実施例２及び３の組成物のものも同様の結果を
得た。本発明では生育初期に用いたが、本発明製品は無
機物が主成分であるため、生育障碍を招来しない効果に
因り多様な作物の多様な生育段階においても用いること
ができる優れた効果があるので、土壌の改良産業、水分
調節産業、廃棄物産業および肥料産業上非常に有用な発
明である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０９Ｋ 17/50 Ｃ０９Ｋ 17/50 Ｊ // Ｃ０９Ｋ 101:00 101:00 Ｆターム(参考） 2B022 BA03 BA04 BA07 BA13 4H026 AA01 AA02 AA05 AA07 AA15 AB01 (54)【発明の名称】 産業廃棄物を主材とした土壌の改良及び水分調節剤組成物及びその製造方法（Ｓｏｉｌｗａｔｅ ｒｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｕｓｉｎｇｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｗａｓｔ ｅａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｆｏｒＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎｔｈｅｒｅｏｆ)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】製紙スラッジ、フライアッシュ(Fly as
    h)、ホワイトカーボン(White Carbon)、ゼオライト(Ze
    olite)、パーライト(Pearlite)、水性接着剤を含有する
    ことを特徴とする組成物。
  2. 【請求項２】請求項１記載の構成成分をロータリ混合器
    に投入する段階と；50〜100rpmに混合する段階と；エキ
    ストルダー(Extruder)で顆粒状に製造する段階と；前記
    顆粒状製品を130〜150℃の温度の加熱乾燥器で20〜30分
    間加熱乾燥する段階を結合してなることを特徴とする組
    成物の製造方法。
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