JP2008136431A

JP2008136431A - 非木材繊維製の育苗用マット材

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Publication number: JP2008136431A
Application number: JP2006326954A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Aeba; 利行饗庭
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-12-04
Filing date: 2006-12-04
Publication date: 2008-06-19
Also published as: WO2008069167A1

Abstract

【課題】木材を使用しない放置又は未利用の植物繊維を利用した稲苗育成用の土壌代替素材であって、稲苗の育成に発育障害を生じさせないで、稲苗を極めて順調に生育させることができるマット材の提供。
【解決手段】稲科の草本植物を微細に粉砕した熱湯消毒済みの粉状物で形成したパルプ材と、繊維方向の長さを数ｍｍ以下に破砕粉砕した生竹の非加熱粉粒体と、同様に繊維方向の長さを数ｍｍ以下に破砕粉砕したパームの粉粒状物とを混合した混合物に加水・攪拌・混練した混合素材を板状に圧縮成型し、脱水乾燥させて得た多孔質のマット状に形成された稲苗育苗用材。
【選択図】図５

Description

本発明は、稲苗の育成に使用するのに適した生分解可能な非木材植物繊維製の稲苗育苗用のマット状に形成した苗床材に関するものである。

従来、田植え用の稲苗を育成するのには、圃場に直接播種して育苗する手段のほか、機械植え苗の場合は、長方形の浅い皿形の育苗用容器に培土としての土砂を入れて播種した後、適宜の厚さに覆土して、育苗室内で保温加湿状態下において育成するのが一般的な手段である。

そこで、本発明者は、この一般的な土砂を使用する従来からの稲苗育苗手段に変えて、培土に代わる育苗床として、使用されることなく廃棄処分されていたか、自然放置されたままとなっていた未利用の植物を有効利用するべく、例えば、竹、葦、棕櫚のような木材以外の植物を利用して、これらの植物を個々に粉粒状に粉砕し、混合攪拌し、その素材を所要形状のマット状に形成することによって育苗し、マット状素材とともに圃場への田植えをし、マット状素材が圃場において生分解され、苗の肥料として使用されながら自然還元するようにした稲用の育苗床を提案してきた。
特開２００４−１８７６１７号公報

しかしながら、この先行技術に記載の育苗用マット材＝育苗床＝の形成技術思想の一つは、竹を加熱消毒することによって、生竹が有する稲苗への生育阻害物質の排出を防止させ、あるいは減少させることによって、稲苗の正常な生育を助長するようにすることであった。

また、この生竹の加熱消毒によって失われた生竹が本来的に有する水質浄化作用や発黴抑制作用を補うために、マット材を形成する素材内に、床内保水浄化剤や防黴剤を混合し使用することによってその解決を図るように配慮したものであった。

しかしながら、その後においても引き続いて、この生竹が有する稲苗への生育阻害物質の排出防止手段について年を重ねながら研究を継続していた結果、その解決手段を漸くにして究明するに至ったので、その手段についてここに開示し、改めて特許出願するものである。

この漸くにして究明するに至った主たる事項は、有害な化学物質を生産し排出して稲苗の発育に悪影響を及ぼす植物（アレロパシー＝allelopathy＝発生植物）は、生竹よりも、むしろ生葦のほうが、より大きいのではないかという傾向のあることを究明するに至ったことである。

そこで、この傾向をより確たるものとするため、なお実験を重ねて、竹と葦とを共に煮沸消毒した素材、竹は生竹のままとし、葦だけを煮沸消毒した素材、更に、これらの素材と混合するパームについても、煮沸消毒したものと生のままのもの等、多様な組み合わせのものを製造し、同時に、竹素材に対する葦素材の混合割合やパームの混合割合を種々変化させた２０種以上のマット材をそれぞれ１００〜１５０枚以上製造し、種籾をばら撒きし、温度条件や湿度条件を変えて稲苗の生育実験を繰り返し、生育状況を詳細に対比していたところ、１０〜１２ｃｍ程度にまで育てた苗の場合は、竹と葦とを共に煮沸消毒したマット材に育成した苗は、若干茎も根も細く、根回りも普通であったが、竹は生竹のままとし、葦だけを煮沸消毒した素材のマット材に育成した苗は、茎も根も太く最も順調に生長し、根回りも良かった。

また、このようにして育成した苗を圃場に転植したとき、竹と葦とを共に煮沸消毒したマット材で育成させた苗に比して、竹は生竹のままとし葦だけを煮沸消毒したマット材で育成させた苗の方が、圃場への活着性が良いように認められた。

この圃場への転植後、１４日くらい経過して葉丈が２０〜２４ｃｍくらいに生長した頃から、竹と葦とを共に煮沸消毒したマット材で育成させた苗の葉色の変化（緑化）の速度や根の伸張速度に比して、竹は生竹のままとし葦だけを煮沸消毒したマット材で育成させた苗の方が、緑化が早く、葉の伸長速度や根の伸張速度も速く順調に生長した。

この後者の竹は生竹のままとし葦だけを煮沸消毒したマット材で育成させた苗は、従来から一般に実用されている育苗用床土として土砂を使用して育成した苗と比較しても、圃場への活着性がよく、葉の緑化も早く、葉の伸長速度や根の伸張速度も最も速く、最も順調に生長した。

また、秋の収穫期に至っての比較においても、竹と葦とを共に煮沸消毒したマット材で育成させた苗や、一般の土砂を使用した育成床で育成した苗の場合に比して、竹は生竹のままとし葦だけを煮沸消毒したマット材で育成させた苗の方が、最も穂付きがよく、未熟穂が少なく、籾の収穫量では、竹と葦とを共に煮沸消毒したマット材で育成させた苗に比して５〜８重量％、一般の土砂を使用した育成床で育成した苗に比しても６〜１０重量％の増収を見込めることが確認できた。

更に、竹と葦とを共に煮沸消毒したマット材で育成した苗に比して、竹は生竹のままとし、葦だけを煮沸消毒したマット材で育成した苗の場合には、前記の差異を確認し得たことのみならず、他の現象として、苗の育成時にみられたマット材に発生する黴がほぼ皆無に近いことを確認することができた。このことは、生竹が本来的に有するとされている水の浄化作用、抗菌作用、殊に腐敗菌の繁殖抑制作用が関わっているのではないかと考えられるに至った。

前記引用文献１に記載の先行技術の開発当時では、生竹の繊維は、葦やパーム繊維に比して、硬くて剛直性があり馴染みにくいものであったので、生竹を熱湯煮沸することにより他の繊維との馴染み性を増加させることを優先させていたが、前記の年を重ねた研究結果によって、生竹がもつ剛直性や他の植物素材との馴染み性に欠ける点を、微少粉粒物化することによって補うこととし、生竹が本来的に有する浄水性能、殺菌性能を減少化させることなく、積極的にこれを有効活用し、有害な化学物質を発散して稲の生長を阻害することが確認できた稲科の草本植物、殊に葦を微細に粉砕して煮沸消毒することとした。この葦の煮沸消毒を粉砕前の荒素材の状態でするのか、粉状に粉砕加工した後にするのかについては、何れであっても苗の生育には差異がないと思われる。

しかしながら、前記の実験に使用したマット材にあっては、葦を粉砕してパルプ化した後、摂氏８０度の熱湯で４０分間煮沸して、この煮沸した葦素材を他の生竹やパーム素材と混合することによって、これを全体のバインダーとして使用した。このようにした混合素材を梳きあげて、これを所定形状に圧縮成型し乾燥させたものを使用した。

この究明するに至った結果に基づく本発明の非木材植物繊維製の育苗用マット材の構成は、稲科の草本植物を微細に粉砕した熱湯消毒済みの粉状物で形成したパルプ材と、繊維方向の長さを数ｍｍ以下に破砕粉砕した生竹の非加熱粉粒体と、同様に繊維方向の長さを数ｍｍ以下に破砕粉砕したパームの粉粒状物とを混合した混合物に加水・攪拌・混練した混合素材を板状に圧縮成型し、脱水乾燥させた多孔質のマット状に形成されている構成としたものである。

この発明の実施に当たっては、稲科の草本植物として、最も入手が容易で、一般には有効利用されることなく、焼き払われるか放置されたままとなっている葦を使用することとし、これを粉砕加工前の適宜長さに切断した素材時に、熱湯による加熱消毒を施したものとするか、粉砕加工した後に、熱湯による加熱消毒をしたものとするか、何れであっても熱湯消毒したものを利用する。

また、前記三種の混合素材の割合は、稲科の草本植物の粉状物を加工したパルプ材１５〜３０重量％、生竹の非加熱粉粒体４０〜７０重量％、パームの粉粒状物１５〜３０重量％の範囲内で適宜配合したものが、稲苗の生長に支障がなく好ましい。

ここにいう「生竹」には、一般に知られた孟宗竹、淡竹、真竹等の他笹竹をも含む竹科植物の煮沸処理を行わない生のものをいう。「稲科の草本植物」には、竹・笹などの木本植物を除いた稲科の草本類で、葦・薄・稲・粟・麦・トウモロコシ・サトウキビその他の草本類の主として未利用の不要物を利用する。この稲科の植物を代表して、以下において単に「葦」と呼ぶこともある。「パーム」には、ヤシ、シュロ等の葉が含まれ、椰子科に分類されている植物をいう。

本発明にいうところの非木材植物繊維製の育苗用マット材は、その使用素材を、稲科の草本植物の粉状物と、竹の粉粒体と、ヤシ科植物の粉粒状物とし、稲科の草本植物の粉状物を熱湯消毒した素材であって、これを予めパルプ化したものとし、竹の粉粒体は、加熱消毒を施さない生の素材とし、また、ヤシ科植物の粉粒状物は、加熱消毒してもよいが、その必要性がないので生のものを使用することとし、これら三種の素材を混合した混合物に加水・攪拌・混練した混合素材を所定厚さの板状に圧縮成型し、それを脱水し乾燥させて多孔質のマット状に形成したものであるから、硬い生竹の繊維をパーム繊維と予めパルプ化した柔軟な稲科草本植物の繊維が取り巻き、バインダーとしての作用をすることによって、容易には壊れない必要な粘性を保持し、水の浸透性がよく、根の透過の容易な多孔質のマット材が得られる。

また、多年の実験で究明するに至った、殊に葦が発していた稲苗の生長を害する化学物質の発散を加熱処理によって大幅に軽減させ、生竹が有する浄水作用と殺菌作用とを有効に利用することによって、黴菌の繁殖を大幅に抑制し、少くとも苗が定植地の圃場に活着するまでの間、更には、圃場において苗が所定の長さにまで生長するまでの間は、生竹の有する浄化作用により、苗の活着性が良く、順調な生長を促進できるという顕著な効果を期待することができるに至ったのである。

また、前記のように、稲科の草本植物のパルプ化した粉状物が、生竹の粉粒体相互間やヤシ科植物の粉粒状物相互間に介在して、又はヤシ科植物の粉粒状物とともに、膠着作用を果たすので、マット材を製造するに当っては、サイジング剤又はバインダー剤の如き助剤は必ずしも必要としない。殊に、黴の発生原因の一つと思われる布海苔や澱粉の混合を必要としない点でも黴菌の発生及び繁殖を大幅に減少させることができるという利点をも同時に達成し得るのである。

本発明にいうところの非木材植物繊維製の育苗用マット材は、浅い皿形の苗育成容器に入れて、その表面にバラ撒きした種籾の表面を、例えば、トイレットペーパーのように、繊維同士の結合が殆どなく、あるいは極めて弱く、薄くて吸水性が良好で、吸水すると繊維又は素材同士の結合が解除または崩壊し、ペーパーとしての形が維持できずに分解するような短い繊維か粉末体で形成したシート材で覆った後に、その上面から散水することにより、シート材を吸水によって崩壊させ、種籾の個々の形に馴染ませて覆わせるとともに、個々の種籾間の空間や窪みを埋めさせ、種籾の自由な移動を抑制してマット材上に安定させておく。このことによって、吸水したシート材の崩壊変形体が個々の種籾を覆って乾燥から保護し、種籾の発芽に必要な初期の水分を、このシート材の崩壊体と下面のマットから供給し、順調な発芽を促進させるという、種籾の特異な発芽促進育苗に使用することが出来る利点がある。

ここにいうところの吸水によって崩壊するシート材は、前記のように吸水すると繊維又は素材同士の結合が解除され、または崩壊し、分解するような短い繊維か粉末で形成したシート材は、育苗後には圃場において自然分解する素材であることが好ましいので、これを本発明にいう葦の粉末材のような、マット形成素材で形成することも好ましい手段の一つである。また、この種籾覆いシート材は、前記例示のトイレットぺーパーのような極薄のシート材でもよいが、より確実に種籾の乾燥防止と湿度維持機能とを果たさせるためには、このような極薄シート材を複数枚重ねて使用したり、例えば１〜２ｍｍ程度の厚さに形成したシート材や微小メッシュを形成したメッシュシートを使用するのが好ましい。

このようにして、種籾上をシート材で覆わせた後、その上方に間伐材等で形成した５ｋｇ程度の重さの平板を載置させて、種籾を乾燥から防御し発芽を促進するようにする手段をとることが好ましい。この場合には、種籾上に改めて土砂を用いて均一な覆土作業を行う必要がないので、この土砂による覆土作業を省略することができ、極めて簡易に播種作業を終えることができる利点がある。また、このようにしたマット材は軽量で、取扱いに便利であるという利点がある。

以下添付図面に基づいて、本発明の好適実施例について説明する。図面は本発明の実施例を説明する図であって、図１は苗育成用マット材の一部を示した斜視図、図２はマット材の上面に種籾播いた状態の斜視図、図３は種籾の上部を極薄紙で覆った状態の略示側面図、図４は薄紙の上面に潅水した状態の略示側面図、図５は薄紙の上部に押え板を載せた状態の略示側面図、図６は押え板を撤去した状態の略示側面図。図７は幼芽が立上がった状態の略示側面図、図８は未完成苗を密閉箱から取出す状態の略示側面図である。

該実施例に示した非木材植物繊維製の育苗用マット材１は、生竹の粉粒体と、ヤシ科植物繊維の粉粒状物と、稲科の草本植物の一種である葦のパルプ材とを用いて平板状に形成したものである。この混合素材の混合割合は、稲科の草本植物の粉状物のパルプ材１５〜３０重量％、生竹の非加熱粉粒体４０〜７０重量％、パームの粉粒状物１５〜３０重量％の範囲内での混合物であることが、苗の生長度が良好で実入りが良い点で好ましい。

この実施例の素材にあっては、生竹を繊維方向の長さ３ｍｍ程度にクラッシャーで破砕して得た粗挽きチップを、更に粉砕機にかけて形成した生竹の粉粒体と、ヤシ科植物の繊維を粉砕した粉粒状物と、葦を乾燥させた素材を３０〜４０ｃｍ程度の適宜の長さに切断したものを大釜に入れて約４０分間、摂氏８０度〜９０度程度の熱湯で煮沸した素材を、加熱乾燥させて粉砕した粉状物をパルプ化して厚さ５ｍｍ程度にネットコンベアで梳きあげて脱水したパルプ材と、更に竹炭の粉末と竹酢液とを、大形の混合釜に入れて均一に撹拌混合した混合材を原料として形成した。

より具体的には、生竹の粉粒体５０重量％：ヤシ科植物の粉粒状物２５重量％：煮沸葦のパルプ材２５重量％と、この実施例では、更に竹炭の粉末を全体重量の２重量％と竹酢液を１重量％とを大釜に入れて、各原料が十分均一に混合するように攪拌混合して成形用材料とした。

この成形用材料を、大釜からネット状のコンベアに載せて取り出し、温度約２００℃かつ圧力約３.５ｋｇ／ｃｍ２の圧縮金型に入れて３０秒間圧縮して厚さ３ｃｍのマット状とした素地を形成し、これを送風機による圧風によって、梅雨の多湿季や冬季には、加温送風機と加熱機による輻射熱とによって乾燥させることにより、図１に示したマット材を形成した。

このマット材を使用して、次に詳述する図２〜図８に示した経過を辿って稲のマット苗を育成した。図１中に示した符号２１は、マット材１の表面に形成した多数の小穴であって、種籾の移動阻止と滑り止めとマットの吸水促進とのために形成してある。ただし、この小穴は必ずしも必要なものではない。

このようにして、外形をほぼ縦２８ｃｍ、横５８ｃｍ、厚さ３ｃｍに形成した育苗用のマット材１を、第１ステップとして、図１に示したように、内面積を縦２８ｃｍ、横５８ｃｍ、深さ５ｃｍに形成した長方形の浅い皿形ホルダー６（樹脂ケース）に、筵や土砂等を介在させず直接に「じか置き」状態で収容する。この皿形ホルダー６は、現行の土砂を利用した機械苗育成用容器を利用した。

次いで、第２ステップとして、図２に示したように、ホルダー６内のマット材１の上面に種籾７を、通常露地播きの４倍〜５倍量を密度濃く均一にばら播きする。この籾撒きも現行の土砂を利用した機械苗育成用容器への籾撒き機を利用した。

次に、第３ステップとして、図３に示したように、播種後の種籾７の上面全面を、吸水すると繊維どうしの結合が破壊されて変形する性質をもった脆弱な極薄紙８、実験ではトイレットペーパーを３枚重ねとして覆った。

このようにした後、またはこの種籾７の上面を極薄紙８で覆う前でもよいが、播種後の多数のホルダー６を、図４に示したように、底面全面に室内の湿度を保つための不織布製の吸水マット５１を敷詰めてある密閉可能に形成してある苗育成用密閉箱５の中に配列させた。

続いて、第４ステップとして、図４に示したように、この配列状態とした全ホルダー６の上面に、極薄紙８の上方から漏斗Ｗ等を用いて一様に散水し、種籾７とマット材１とを水濡れ状態に潅水した。この散水によって、前記種籾上の極薄紙８は吸水変形して種籾７の上面を包み込むように変化し、種籾相互間の隙間を埋めて乾燥から保護する働きをし、同時に吸水したマット材１とで、種籾７が発芽に必要とする初期の湿度を補う作用を果たさせるようにした。

第５ステップとして、図５に示したように、マット材１と同形同大とした板材、つまり縦２８ｃｍ、横５８ｃｍの長方形をなし、その自重が約５ｋｇ程度とした押え板９を、乾燥防止と光の遮断用の重しとして播種籾上に載せる。このようにした状態で密閉箱５内を気密状に密閉し、室内の乾燥を防ぎ、外光も大幅にカットして薄暗い状態とした。

このような加圧密封状態で種籾７の発根を促し、この状態下において１１日後に、押え板９の下で、各種籾７からの幼根７ｂの発生が十分に進み、横臥姿勢の幼芽７ａもその寸法が第１判定基準（３ｃｍ程度）に達する程度に成長したことを確認することができた。即ち、この実施例では、播種後１１日目に、外光を当ててもよい状態にまで種籾７の発根と発芽を促すことができた。

そこで、第６ステップとして、図６に示したように、密閉箱５の上部の密閉天板を開放し、図６に矢印Ａで示したように、個々のマット材１上に載せていた押え板９を撤去し、苗が直射日光を受けないように寒冷紗で覆って外光を受けられるようにした。このようにして丸１日後には、寝ていた幼芽が全体的に立上がり気味になり、緑化が始まり、その翌日には、幼芽はほぼ全体に立上がって緑化もかなり進んだ。また、幼根はマット材１の中に入り込んでいた。

このようにして３日後に寒冷紗を取り除き、苗に外光が直接当たるようにし、押え板９の撤去後約一週間を経て、本例では播種後１８日目には、第７ステップとして、図７に示したように、押え板９の撤去時には横臥姿勢であった幼芽７ａが全てほぼ平行に立上がって直立し、十分に緑化して高さが第２判定基準（８ｃｍ程度）に達した。

このように第２判定基準にまで成長させた未完成の稚苗１０を、第８ステップとして、図８に矢印Ｂで示したように、密閉箱５からホルダー６と共に取出して、馴化過程へ移行させるべく水田に露地置きして、約１０日間自然状態下で生育を継続させた。この育成は、ホルダー６に入れたままで行った。

このようにして馴化作用を経過させて田植えが可能な程度にまで育成したマット苗を圃場に、この場合水田に移植した。この水田への移植は、従来の土砂を利用して育成した苗と同様に、ホルダー６からマット状になった苗を取り出して田植機の苗載台上に載置してマット材ごと数株づつ分割させながら機械植えをした。

このようにして機械植えした苗は、圃場への活着がよく、極めて順調に成長し、秋には一般よりは少し多めの良米を収穫することができた。

苗育成用マット材を示す一部切欠き斜視図。マット材上への播種状態を示す一部切欠き斜視図。播種籾の上部を極薄紙で覆った状態を示す略示側面図。図３の上面に潅水している状態を示す略示側面図。図４の上部に押え板を載せた状態を示す略示側面図。押え板を撤去した状態を示す略示側面図。幼芽が立上がった状態を示す略示側面図。稚苗を密閉箱から取出す状態を示す略示側面図。

符号の説明

１マット材
２生竹の粉粒体
３ヤシ科植物の粉粒状物
４稲科の草本植物の粉状物
５密閉箱
６マット材ホルダー
７種籾
７ａ幼芽
７ｂ幼根
８透水性の極薄紙
９押え板
１０未完成マット苗

Claims

稲科の草本植物を微細に粉砕した熱湯消毒済みの粉状物で形成したパルプ材と、繊維方向の長さを数ｍｍ以下に破砕粉砕した生竹の非加熱粉粒体と、同様に繊維方向の長さを数ｍｍ以下に破砕粉砕したパームの粉粒状物とを混合した混合物に加水・攪拌・混練した混合素材を板状に圧縮成型し、脱水乾燥させた多孔質のマット状に形成された非木材植物繊維製の育苗用マット材。
稲科の草本植物の粉状物が、葦の粉状物であって、粉砕加工前に、熱湯による加熱消毒を施したものである請求項１に記載の非木材繊維製の育苗用マット材。
稲科の草本植物の粉状物が、葦の粉状物であって、粉砕加工後に、熱湯による加熱消毒を施したものである請求項１に記載の非木材繊維製の育苗用マット材。
混合物が、稲科の草本植物の粉状物のパルプ材１５〜３０重量％、生竹の非加熱粉粒体４０〜７０重量％、パームの粉粒状物１５〜３０重量％の割合で混合した混合物である請求項１乃至３の何れかに記載の非木材繊維製の育苗用マット材。