JP2008255237A

JP2008255237A - 土壌改良材

Info

Publication number: JP2008255237A
Application number: JP2007099354A
Authority: JP
Inventors: Shintaro Inoue; 親太郎井上
Original assignee: GENESES KK
Current assignee: GENESES KK
Priority date: 2007-04-05
Filing date: 2007-04-05
Publication date: 2008-10-23

Abstract

【課題】低コストで生産性に優れると共に、土壌中の硝酸態窒素を効率良く低減させ、且つ土壌中において硝酸態窒素を包有するコロイドを形成させて植物への吸収を防止できるようにし、さらに枯渇してきているミネラルを補給できるようにした土壌改良材を開発すること。
【解決手段】ヒューミックシェールとケイバン比の高い岩石との粉末を所要量配合して混合物としたことを特徴とする土壌改良材であって、その土壌改良材の粉末混合物における硫黄の含有量が０．０５％以下になるように配合したことにより、生産性は高いのであり安価に提供できるばかりでなく、ヒューミックシェールを構成している成分によって硝酸態窒素を低減させ、植物への吸収（取り込み）を防ぐことができ、しかも、多種類のミネラルを含むものであって、土壌にミネラルを補給し且つ留まりやすくできるのである。
【選択図】なし

Description

本発明は、土壌中に蓄積した硝酸態窒素を低減化すると共に残存する硝酸態窒素を封じ込めて作物への吸収（取り込み）を防止するために土壌中に蒔いて又は混入して使用される土壌改良材に関するものである。

この種の土壌改良方法及び材料としては種々の技術が公知になっており、第１の公知例としては、海草残渣と珪藻土とからなる海草の絞り滓に、米糠、でんぷん等を添加し、水分調整後十分に混合し発酵用材料を得、発酵熱は所定の水準に到達した時点から適当な間隔でこの発酵用材料の切り返し操作を行いながら、醗酵させることにより得られる土壌中の硝酸態窒素等の低減用資材を土壌中の硝酸態窒素等の量に応じて土壌に添加し、微生物を硝酸態窒素等に作用させ、有機態窒素に変換することにより、土壌中の硝酸態窒素等を低減させるというものである（特許文献１）。

また、第２の公知例としては、有害な硝酸態及び亜硝酸態窒素含有化合物を常圧下で処理する能力が優れ、二次的な環境汚染や土壌劣化が生じ難く、しかも金属酸化物という低コスト材料を用いているため、硝酸態及び亜硝酸態窒素含有化合物を含む排水や土壌の処理剤として有効であるというものである（特許文献２）。

さらに、第３の公知例としては、シュードモナス・フルオレッセンスＦＰＴ−９６０１菌株、ＴＳＢ−２５菌株、ＦＰＴ−Ｂ１菌株、ＦＰＴ−Ｙ１菌株から選ばれた菌株を使用するものであって、これら菌株の微生物を固定化した資材を土壌は混和することにより、土壌中の硝酸態窒素を脱窒紙、その蓄積量を低減化させることができるというものである（特許文献３）。

特開２００１−８５５０号公報特開２００４−２１６３６７号公報特開２００４−２６７０９６号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載の土壌を改良するための資材は、アルギン酸等の抽出残渣である海草残渣と珪藻土との混合物に、米糠、でんぷん等を添加し、これに発酵菌を接種し醗酵させて、多孔質珪藻土が有する微細孔に微生物を生息させ、その微生物が有する代謝活性作用を利用して土壌中に含まれる硝酸態窒素等を有機態窒素に変換することにより、土壌中の硝酸態窒素等を低減させるというものであるが、この資材を製造するための実施例として、醗酵の切り返し操作を約３週間続け、積算時間が１２００時間となった時点で醗酵槽内の物質を調べたところさらさらの状態になっており、匂いも甘酸っぱい匂いを発していることを確認して醗酵を終了させて資材を得たことを示しており、原料の種類が多く必要であると共に、製造までに５０日を要するものであり、生産性が悪いばかりでなくそれに伴って製造コストが高くなると言う問題点を有している。

また、前記特許文献２に記載の処理材は、具体的に亜硫酸、亜硫酸水素、チオ硫酸、亜ジチオン酸の金属塩、亜リン酸及びその金属塩、次亜リン酸及びその金属塩からなる群より選ばれる少なくとも一種の還元性物質と、酸化鉄及び／又は酸化チタンからなる金属酸化物とを重量比で０．１：１〜５：１の配合割合で含むとしており、実施例として混合物の場合は硝酸イオン濃度が低下したが、これら還元性物質と金属酸化物とを単独で使用した場合には、処理能力が弱い（実験値で略１／１０程度）と記載されているが、そのメカニズムが示されていないのである。

さらに、前記特許文献３に記載の硝酸態窒素の低減化方法は、シュードモナス・フルオレッセンスＦＰＴ−９６０１菌株の微生物を固定化した資材を土壌へ混和することによって、土壌中の硝酸態窒素を脱膣して低減化するというものであり、微生物の固定化のためにバーミキュライトを使用し、そのバーミキュライトの菌体濃度は１０^６ｃｆｕ／ｇで固定化した資材を得るとしており、その菌体固定化資材を土壌へ混合して使用する量は、菌体が１００ｃｆｕ／ｇ土壌（１ｇの土壌当たり生菌数にして１００個）以上存在するように使用するとしているが、微生物使用の場合は、現実問題として設定した割合で微生物を土壌中に定着させることが困難であり、硝酸態窒素を脱膣する効率が低下するという問題点を有している。

従って、低コストで生産性に優れると共に、土壌中の硝酸態窒素を効率良く低減させ、且つ土壌中において硝酸態窒素を包有するコロイドを形成させて植物への吸収を防止できるようにし、さらに枯渇してきているミネラルを補給できるようにした土壌改良材を開発することである。

上記した課題を解決する具体的手段として本発明は、ヒューミックシェールとケイバン比の高い岩石との粉末を所要量配合して混合物としたことを特徴とする土壌改良材を提供するものである。

前記土壌改良材において、ヒューミックシェールとケイバン比の高い岩石との粉末混合物における硫黄の含有量が０．０５％以下になるようにしたこと；を付加的な要件としてそれぞれ含むものである。

本発明に係る土壌改良材は、天然に存するヒューミックシェールとケイバン比の高い岩石とを粉砕して混合するだけであるから、生産性は高いのであり安価に提供できるばかりでなく、ヒューミックシェールを構成している成分によって硝酸態窒素を低減させ、植物への吸収を防ぐことができ、しかも、多種類のミネラルを含むものであって、土壌にミネラルを補給し且つ留まりやすくできるという優れた効果を奏する。

本発明によれば、天然に存するヒューミックシェールとケイバン比の高い岩石とを使用するものであるが、ヒューミックシェールは、全世界のジュラ紀から白亜紀にかけての古生代に繁茂していた植物や微生物などにより形成された頁岩を称するものであり、主たる成分は、アルミニウム（約０．８７８％）、炭素（約３０％）、鉄（約５％）、珪素（約１３％）、硫黄（約０．２８７％）その他様々な元素（約５０％）等であり、現在解っているだけでも７７種類の元素の含有が確認されている。

また、ケイバン比の高い岩石とは、その成分が、例えば、珪酸ＳｉＯ_２（６５％以上）、酸化アルミニウムＡｌＯ_３（１０〜２０％）を含み、硫黄の含有量（０．０５％以下）が低いものである。

本発明では、ヒューミックシェールとケイバン比の高い岩石とをそれぞれ粉砕し粉末にしたものを混合させて使用するものであって、その混合の比率については、要するに、混合物における硫黄の含有率が０．０５％以下になるように混合する。そして、その粉砕した粉末の粒径は概ね１．０ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍ以下にしたものである。

このようにして形成した粉末の混合物は、要するに、土壌の改良材として使用するものであって、その使用に際しては、改良しようとする土地に蒔くようにすれば良いのであるが、好ましくは、堆肥、ボカシ肥などの醗酵物と共に土壌中に埋めて使用した方が良い。なお、この場合の粉末混合物の使用量の目安としては、概ね２００〜６００ｋｇ／１０ａ（反）程度である。

このように使用することで、土壌に対して多種類のミネラルが補給されると共に、その補給されたミネラルが土壌中に長期に留まるのである。その現象は、混合粉末中の珪酸と酸化アルミニウムが造り出すコロイド粒がマイナスの電荷を帯び、プラスに帯電する性質を持つアンモニウムイオンＮＨ_４ ^＋、水素イオンＨ^＋、カリウムイオンＫ^＋などの金属元素イオンなどがコロイド粒にくっつくことによって土壌中にミネラル分が留まりやすくなるのである。

また、土壌中に存在する硝酸態窒素が作物へ吸収されるのを防ぐ作用は、珪酸が多く存在して酸化アルミニウムと結びついてコロイド粒が形成されていると、酸化アルミニウムのプラスの電荷がマイナスの電荷をもつ硝酸態窒素を吸着する。そのために、硝酸態窒素は植物に吸収されにくくなるのである。

因みに通常の畑（路地栽培）において、土壌中には３００〜４００ｐｐｍ／Ｋｇの硝酸態窒素を含むのと考えられるので、実験のために前記したヒューミックシェールとケイバン比の高い岩石との粉末混合物の土壌改良材を、例えば、６００ｋｇ／１０ａを蒔いて使用するとした場合に、土壌改良材の含有量（率）を計算すると、
まず１０ａの土重量試算は、
面積（１０ｍ×１００ｍ）×深さ（０．１５ｍ）×仮比重（０．７）≒１００ｔ
であり、その中に蒔いた土壌改良材の含有量（率）は、
６００ｋｇ／１００ｔ＝０．６％
となるものである。

［実験］
実験のために、図１（Ａ）に示したように、所要太さと長さを有するカラム１、２を準備し、カラム１には２５０ｇの畑の生土１１を、カラム２には畑の生土２５０ｇ＋土壌改良材１．５ｇ（０．６％）の混合土１２とをそれぞれ別々に入れる。なお、各カラムの下端部側には、生土が汚泥として流下しないようにフィルターの役目をする綿３、４を詰めてある。なお、使用する生土はクロボク系統である。

次に、図１（Ｂ）に示したように、それぞれのカラム１、２にクエン酸（３％）水溶液５を２５０ｃｃ一気に投入する。図１（Ｃ）に示したように、各カラム１、２の下部に設けたビーカ６、７により投入し流下したクエン酸水溶液５を収容する。この場合に、クエン酸水溶液５は投入から約５時間後にほとんどが流下する。このクエン酸処理は、通常の土壌中（生土中）に存在する微生物等が岩石中の珪酸、酸化アルミニウム、ミネラルを溶かし出すために分泌する有機酸の代わりである。

このクエン酸処理した各カラム１、２を約２４時間放置した後に、図２（Ａ）に示したように、各カラム１、２にそれぞれ水に溶かした硝酸態窒素（１，０００ｐｐｍ）水溶液８の２５０ｃｃを一気に投入する。

投入した硝酸態窒素水溶液８は、図２（Ｂ）に示したように、カラム１内の生土１１とカラム２内の生土と土壌改良材との混合土１２を透過し、約５時間後に硝酸態窒素水溶液８の全てが下部のビーカ９、１０に滴下して溜まる。

次に、この滴下してビーカ９、１０に溜まったそれぞれの硝酸態窒素水溶液８における硝酸態窒素濃度を測定する。測定結果は表１の通りであった。なお、上記のような実験を３回行い、表１の数字は３回の平均値を示したものである。

上記表１から明らかなように、吸着硝酸態窒素濃度が生土(250g)の場合に４４２ｐｐｍであり、生土(250g)＋土壌改良材(1.5g)の場合に５００ｐｐｍであるから、単純に計算（５００ｐｐｍ−４４２ｐｐｍ）すると、土壌改良材は僅か１．５ｇで５８ｐｐｍの硝酸態窒素を吸着または吸収保持していることが解る。

通常、路地栽培の畑では、前記したように土壌中には３００〜４００ｐｐｍ／ｋｇの硝酸態窒素を含むのと考えられるので、土壌１ｋｇ当たり０．６％程度の土壌改良材を施用（蒔く）することにより、硝酸態窒素の１／２〜２／３を吸着させることが可能になると推定できるのであり、硝酸態窒素の流亡をかなり防ぐことができるのである。

一般的に路地栽培の畑に、３０ｋｇ／１０ａ窒素成分を施肥した場合に、３００ｍｇ／ｋｇの硝酸態窒素を含むと推定されるが、その場合でも６００ｋｇ／１０ａ程度の土壌改良材を施用することにより、その２／３程度の硝酸態窒素を吸着させることができ、それによって硝酸態窒素の流亡を大幅に防ぐことができるのである。なお、２０ｋｇ／１０ａの窒素成分の施肥では、硝酸態窒素の流亡をほぼ無くすことが可能になると考えられる。

以上説明したように本発明に係る土壌改良材は、路地栽培の畑に蒔いて使用し、通常肥料と一緒に持ち込まれる土壌中の硝酸態窒素を吸着保持させて流亡を防止し、それによって農作物への吸収（取り込み）が阻止され、それを食する人体への蓄積を防止できるのであり、田畑のみならず牧場などの牧草の育成においても牧草への硝酸態窒素の吸収（取り込み）を阻止し、牧草を食するの家畜への蓄積を防止できるのであり、種々の植物の育成において広く利用される可能性が大である。

（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明に係る土壌改良材の効果を検出するための実験例において浄化処理工程を略示的に示した説明図である。（Ａ）〜（Ｂ）は、浄化処理工程後に土壌改良材の効果を検出するための実験例を略示的に示した説明図である。

符号の説明

１、２カラム
３、４綿（フィルター）
５クエン酸水溶液
６、７、９、１０ビーカ
８硝酸態窒素水溶液
１１生土
１２混合土

Claims

ヒューミックシェールとケイバン比の高い岩石との粉末を所要量配合して混合物としたことを特徴とする土壌改良材。
混合物における硫黄の含有量が０．０５％以下になるようにしたことを特徴とする請求項１乃至２に記載の土壌改良材。