JP2004002058A

JP2004002058A - 肥料組成物

Info

Publication number: JP2004002058A
Application number: JP2002155338A
Authority: JP
Inventors: Koichiro Murasawa; 村澤　浩一郎; Hitoshi Komoda; 薦田　等; Mitsuhiro Tsuchiya; 土谷　光弘; Masaru Makino; 牧野　勝; Kazumi Nomura; 納村　和美
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-05-29
Filing date: 2002-05-29
Publication date: 2004-01-08

Abstract

【課題】土壌中で脱窒を起こして窒素成分そのものを大気中へ逃がすことのできる肥料組成物を提供することを目的とする。
【解決手段】代表的な構成は、特定の水素供与体と、少なくとも窒素、リン、カリウムを含有する肥料成分からなる肥料組成物。

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、脱窒菌の作用で余剰窒素成分を窒素ガスに変換する（以下脱窒という）機能を有する肥料組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
窒素成分は植物成長に必須元素であることは言うまでもないが、植物が吸収できる以上に過剰に土壌に与えられた窒素成分は降雨により容易に地下水へ達し、地下水の硝酸汚染の原因となる。
【０００３】
この現象を緩和するために、例えば肥料成分を樹脂などで被覆することで徐放性を生み出す先行技術（例えば特公昭６０−２１９５２号公報、特公平２−２３５１５号公報など）や土壌の保水性を高めて地下浸透を防止する先行技術（例えば特開昭６１−４４７８４号公報、特開平５−３３９５６７号公報など）が公知である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら従来の肥料組成物が用いる原理は、いずれも窒素総量を減少させることではなく、窒素源の放出を抑制するか放出された窒素成分を土壌中に蓄えるかのいずれかであり、窒素成分はいずれは地下水へ到達することになり、本質的な解決策ではない。
【０００５】
本発明はこれら従来の課題を効果的に解決するものであり、土壌中で脱窒を起こして窒素成分そのものを大気中へ逃がすことのできる肥料組成物を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
これら従来の課題を解決するために本発明者らは鋭意研究の結果、以下の手段を用いることが本発明の課題を効果的に解決し得ることを見出し、本発明を完結するに至った。
【０００７】
１　脱窒菌の水素供与体と、少なくとも窒素、リン、カリウムを含有する肥料成分からなる肥料組成物。
【０００８】
２　脱窒菌の水素供与体と、少なくとも窒素、リン、カリウムを含有する肥料成分と、保水性能を有する成分からなる肥料組成物。
【０００９】
３　水素供与体が炭素数１０以上の飽和脂肪酸または炭素数１２以上のアルコールまたは炭素数１０以上の飽和脂肪酸と炭素数１２以上のアルコールのエステルを主成分とする肥料組成物。
【００１０】
４　水素供与体が硫黄とアルカリ供給剤から構成される肥料組成物。
【００１１】
５　水素供与体が生分解性樹脂から構成される肥料組成物。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の最大の特長は、施肥を行った土壌部分で効果的に脱窒を行わせるために、常温近傍で固体であり且つ水に不溶な水素供与体を選択し、同時に肥料成分を共存させた点にある。
【００１３】
本構成によって、植物に必要な窒素成分の余剰分は、同時にその近傍に存在する水素供与体とその周辺に増殖した脱窒菌の働きで（脱窒反応で）窒素ガスとして土壌から大気中へ放出することとなる。
【００１４】
さらには、水素供与体が水に不溶であるために、長時間その場に止まり水素を供与し続けることができる。
【００１５】
また、本発明のもう一つの特長は、上記構成に加えて保水性能を有する成分を共存させることである。
【００１６】
この構成により、微生物の力で生分解を受けた水素供与体から微量溶出する生分解生成物を、保水性能を有する成分により土壌中に保持することが可能となり、脱窒効率をさらに向上させることができる。
【００１７】
また、保水性能を有する成分によって、脱窒により除去されなかった窒素成分を土壌中に保持し、地下水への移行を低減することができる。
【００１８】
本発明に用いる水素供与体の第一の具体例としては、炭素数１０以上の飽和脂肪酸または炭素数１２以上のアルコールまたは炭素数１０以上の飽和脂肪酸と炭素数１２以上のアルコールのエステルである。
【００１９】
炭素数が１０もしくは１２未満では、融点が常温以下に存在する場合があるため、土壌中で容易に移動し目的とする部位に止まらなくなるために好ましくなく、不飽和結合の存在はたとえ炭素数が１０もしくは１２以上であっても融点の低下を一般的に招くため好ましくない。
【００２０】
以上の要件を満たす脂肪酸としては、デカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、リグノセリン酸、ベヘニン酸、およびこれら脂肪酸の混合物、塩、水素添加品などが例示される。
【００２１】
混合物としては、単体脂肪酸を人為的に混合してもよく、また牛脂脂肪酸、ヤシ油脂肪酸などの天然混合物でもよい。
【００２２】
また、上記の要件を満たすアルコールとしては、アウリルアルコール、ミリスチルアルコール、ステアリルアルコール、セチルアルコール、ベヘニルアルコール、およびこれらアルコールの混合物、塩などが例示される。
【００２３】
混合物としては、単体アルコールを人為的に混合してもよく、また天然混合物でもよい。
【００２４】
また、上記用件を満たすエステルとしてはミリスチン酸ミリスチル、パルミチン酸セチル、ステアリン酸ステアリル、ステアリン酸メチル、ステアリン酸ブチル、ステアリン酸コレステリル、ステアリン酸バチル、ベヘニン酸オクチルドデシル、ベヘニン酸ベヘニル、およびこれらエステルの混合物や脂肪酸が２塩基酸であるフタル酸ジステアリル、ソルビタンモノミリスチレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンジステアレート、ソルビタントリステアレート、ソリビタンモノベヘネート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリエチレングリコールモノステアレート、ポリエチレングリコールジステアレート、セスキステアリン酸ソルビタン、トリステアリン酸ソルビタン、ヘキサステアリン酸ポリオキシエチレンソルビット、およびこれらエステルの混合物やポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンベヘニルエーテル、グリセリンセチルエーテル、グリセリンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンデシルテトラデシルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテルなどのエーテル類が例示される。
【００２５】
本発明に用いる水素供与体の第二の具体例としては、硫黄とアルカリ供給剤の組み合わせである。
【００２６】
硫黄は硫黄細菌と呼ばれる微生物に対して水素供与を行い、その際に生成する硫酸によるＰＨ低下を共存させるアルカリ供給剤で中和することで土壌のＰＨを著しく変化させることなく脱窒反応が起こることとなる。
【００２７】
アルカリ供給剤としては、脱窒菌の菌体合成に必須な炭素源の供給も兼ねることができる炭酸カルシウムを主成分としたものが好ましく、代表例としては炭酸カルシウム原石、貝殻類、サンゴ類、石灰岩類などが例示される。
【００２８】
本発明に用いる第三の具体例としては生分解性樹脂であり、より好ましくは生分解性の優れたエステル結合を有する生分解性樹脂である。
【００２９】
具体的な例としては、乳酸重合体、ヒドロキシ酪酸とヒドロキシ吉草酸の共重合体、ポリオール類と脂肪族ジカルボン酸との縮合重合物、ポリ（ε−カプロラクトン）などが例示される。
【００３０】
本発明に用いる保水性能を有する成分とは、周囲の土壌の保水性能より高い保水性能を有する成分であればよく、たとえばゼオライト、アルミナ、ケイ草土、タルク、マイカ、バーキュライト、軽石類などの無機系成分やビニルアミドの架橋体、ポリアクリル酸塩、ポリビニルアルコール類、ポリエチレングリコール類、アルギン酸塩、寒天類、セルロース類などの有機系成分などが例示される。
【００３１】
本発明に用いる肥料成分としては、植物の成長に必須元素を供給し得る従来より公知の肥料成分でよく、たとえば尿素、硫酸アンモニウム、硝酸ナトリウム、硝酸カルシウム、硝酸アンモニウム、石灰窒素、溶性リン肥、過リン酸カルシウム、塩化カリウム、硫酸カリウム、珪酸カリウムなどが例示され、必須３元素以外の微量元素を含有しても構わない。
【００３２】
本発明に用いる水素供与体の配合量としては１〜７５重量％であることが好ましい。配合量が１重量％未満では実質的な脱窒効果が起こらず、７５重量％を超えると肥料成分が不足し、植物の育成そのものに影響を与えるために好ましくない。
【００３３】
本発明に用いる水素供与体の配合量は上記１〜７５重量％の範囲で任意に選択可能であるが、この値は対象とする植物の窒素要求量や土壌、または潅水量（降雨量）や気温などの条件によって選択することができる。
【００３４】
つまり、植物の成長に必要な窒素以外の水溶性窒素成分全てを本発明の肥料組成物により脱窒することが理想的な使用法であり、事前の予備実験などにより配合量の範囲を選択することが好ましい。
【００３５】
【実施例】
次に実施例によって本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００３６】
（実施例１）
水素供与体として牛脂脂肪酸１５重量％、硫酸アンモニウムを主成分とする配合粉末肥料▲１▼（窒素／リン／カリウムの比率が１０／５／２のもの）８５重量％からなる肥料組成物を、小松菜の種をまいたポット苗床（１５０区画）の土壌面に均一に散布し試験区とした。
【００３７】
水素供与体は平均粒径１ｍｍの顆粒状のものを用いた。
【００３８】
散布量はポットの土壌乾燥重量で１重量％とし、実験はハウス中で気温を１８−２５℃に制御して実施した。
【００３９】
１日１回２Ｌの水を１５０区間全面に散水し、ポット下部からの漏出水を３日おきに採取して全窒素濃度を測定した。
【００４０】
比較として、水素供与体を散布しないで配合粉末肥料▲１▼のみを同量散布した比較区を２５区画設けて同じ条件にて評価した。
【００４１】
水素供与体は平均粒径１ｍｍの顆粒状のものを用いた。
【００４２】
その結果４５日時点で漏出液の全窒素濃度は試験区で１８．５ｍｇ／Ｌ、比較区で４６．２ｍｇ／Ｌとなり、試験区での脱窒効果が実証された。
【００４３】
（実施例２）
実施例１と同じ試験条件および比較区を用いて、水素供与体のみルミチン酸３５重量％、ステアリン酸６５重量％組成物に変更し、水素供与体６重量％、前記配合粉末肥料▲１▼９４重量％の肥料組成物とした。
【００４４】
水素供与体は平均粒径１ｍｍの顆粒状のものを用いた。
【００４５】
その結果４５日時点で漏出液の全窒素濃度は試験区で２８．１ｍｇ／Ｌ、比較区で４４．２ｍｇ／Ｌとなり、試験区での脱窒効果が実証された。
【００４６】
（実施例３）
実施例１と同じ試験条件および比較区を用いて、水素供与体をラウリルアルコール２５重量％、デカン酸７５重量％組成物に変更し、肥料成分を硝酸ナトリウムを主成分とする配合粉末肥料▲２▼（窒素／リン／カリウムの比率が１０／１０／０のもの）に変更し、水素供与体４５重量％、配合粉末肥料▲２▼５５重量％の肥料組成物とした。
【００４７】
水素供与体は平均粒径１ｍｍの顆粒状のものを用いた。
【００４８】
その結果４５日時点で漏出液の全窒素濃度は試験区で６．７ｍｇ／Ｌ、比較区で４４．５ｍｇ／Ｌとなり、試験区での脱窒効果が実証された。
【００４９】
（実施例４）
実施例３において散布量をポットの土壌乾燥重量で０．５重量％、３．２重量％の区をそれぞれ１０区画設けた。
【００５０】
その結果、４５日時点で漏出液の全窒素濃度は区で散布量０．５重量％の試験区で２０．２ｍｇ／Ｌ、散布量３．２重量％の試験区で１．３ｍｇ／Ｌとなり、脱窒効果が実証されるとともに、水素供与体の散布量により漏出液の全窒素濃度を制御できることが実証された。
【００５１】
（実施例５）
実施例１と同じ試験条件および比較区を用いて、水素供与体のみステアリル酸コレステリに変更し、水素供与体４５重量％、前記配合粉末肥料▲１▼５５重量％の肥料組成物とした。
【００５２】
水素供与体は平均粒径１ｍｍの顆粒状のものを用いた。
【００５３】
その結果４５日時点で漏出液の全窒素濃度は試験区で８．３ｍｇ／Ｌ、比較区で４９．０ｍｇ／Ｌとなり、試験区での脱窒効果が実証された。
【００５４】
（実施例６）
実施例１と同じ試験条件および比較区を用いて、水素供与体のみポリカプロラクトンのペレットを凍結粉砕し、平均粒径１ｍｍの顆粒状にしたものに変更し、水素供与体４８重量％、前記配合粉末肥料▲１▼５２重量％の肥料組成物とした。
【００５５】
その結果４５日時点で漏出液の全窒素濃度は試験区で３３．４ｍｇ／Ｌ、比較区で４３．０ｍｇ／Ｌとなり、試験区での脱窒効果が実証された。
【００５６】
（実施例７）
実施例１と同じ試験条件および比較区を用いて、水素供与体のみ黄色硫黄と炭酸カルシウムの等量組成物に変更し、水素供与体４８重量％、前記配合粉末肥料▲１▼５２重量％の肥料組成物とした。
【００５７】
水素供与体は平均粒径１ｍｍの顆粒状に粉砕したものを用いた。
【００５８】
その結果４５日時点で漏出液の全窒素濃度は試験区で３３．４ｍｇ／Ｌ、比較区で４３．０ｍｇ／Ｌとなり、試験区での脱窒効果が実証された。
【００５９】
（実施例８）
実施例１と同じ試験条件、比較区および種類の肥料組成物を用いて、ポリアクリル酸ナトリウムを肥料組成物１００重量部に対して２０重量部添加し試験した。
【００６０】
水素供与体は平均粒径１ｍｍの顆粒状に粉砕したものを用いた。
【００６１】
その結果４５日時点で漏出液の全窒素濃度は試験区で３．０ｍｇ／Ｌ、比較区で４２．５ｍｇ／となり、試験区での脱窒効果が実証された。
【００６２】
（実施例９）
茶ほ場のあぜ部分に、水素供与体としてミリスチン酸４５重量％、ステアリン酸５５重量％組成物を、肥料組成分として前記配合粉末肥料▲１▼を等量混合した肥料組成物を、１ｋｇ／ｍ^２の面密度で地表から１０ｃｍ以内にすき込み試験区とした。
【００６３】
比較として、水素供与体のみを削除した肥料組成物を同量すき込んだ比較区を試験区から１０ｍ離れた地点に設けた。
【００６４】
水分は天然降雨とし、５月から９月にかけて試験区および比較区の周囲５ｍ以内に設けた５ヵ所の地下水サンプルポートから採取した地下水中の全窒素濃度を分析した。
【００６５】
その結果、試験区の５ヶ月間平均全窒素濃度は９．４ｍｇ／Ｌ、比較区の５ヶ月間平均全窒素濃度は３０．７ｍｇ／Ｌとなり、試験区での脱窒効果が実証された。
【００６６】
（実施例１０）
ゴルフ場のグリーン周辺約１２０ｍ^２に、水素供与体としてラウリン酸１２重量％、ソルビタンモノパルミテート１５重量％、黄色硫黄と炭酸カルシウムの等量混合物４重量％、牛脂脂肪酸６９重量％組成物を、肥料組成分として前記配合粉末肥料▲１▼を等量混合した肥料組成物を、１．６ｋｇ／ｍ^２の面密度で均一散布した。
【００６７】
水分は天然降雨とし、３月から１１月にかけてグリーンに隣接する池の水を採取し全窒素濃度を分析した。
【００６８】
その結果、９ヶ月平均全窒素濃度は１１．６ｍｇ／Ｌとなり、この値は試験実施前の１４ヶ月間の平均全窒素濃度に比べて５５％減少した値となり、本実施例での脱窒効果が実証された。
【００６９】
【発明の効果】
以上の様に本発明の肥料組成物は、土壌中で脱窒を起こして窒素成分そのものを大気中へ逃がすことができる。

Claims

（１）脱窒菌の水素供与体と、（２）少なくとも窒素、リン、カリウムを含有する肥料成分からなる肥料組成物。
（１）脱窒菌の水素供与体と、（２）少なくとも窒素、リン、カリウムを含有する肥料成分と、（３）保水性能を有する成分からなる肥料組成物。
水素供与体が炭素数１０以上の飽和脂肪酸または炭素数１２以上のアルコールまたは炭素数１０以上の飽和脂肪酸と炭素数１２以上のアルコールのエステルを主成分とする請求項１および２記載の肥料組成物。
水素供与体が硫黄とアルカリ供給剤から構成される請求項１および２記載の肥料組成物。
水素供与体が生分解性樹脂から構成される請求項１および２記載の肥料組成物。
水素供与体の配合量が１〜７５重量％である請求項１および２記載の肥料組成物。