JP2009108331A - 土壌改質材および土壌改質方法 - Google Patents

Abstract

【課題】杉、ヒノキ等の樹皮を用い、植物の育成を促進する土壌改質材および土壌改質方法を提供する。
【解決手段】杉、ヒノキの樹皮を堆積し、該樹皮の自己分解に伴なう自己発熱を発生させ、該杉、ヒノキの樹皮を、堆積した状態により嫌気状態もしくは低酸素状態とし、該嫌気状態もしくは低酸素状態のもとで、該自己発熱による熱で更に加熱し、該状態で放置することにより、堆積された杉、ヒノキの樹皮の内部で発生した自己発熱が、熱伝導率の小さい有機質資材であることにより逸散することなく蓄積され、摂氏９０度以上の高温となり熟成され、杉、ヒノキ、ヒバの樹皮に含まれる殺菌成分および殺虫成分は、熟成の期間が長くなるにつれて減少することを利用し、樹皮の熟成期間を調節することにより、２つの用途に用いられる土壌改質材を得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、土壌改質材、および土壌改質材を用いた土壌の改質方法に関するものである。より詳しくは、杉、ヒノキ等の樹皮を用いた土壌改質材および土壌改質方法に関するものである。

従来、堆肥は稲わら、麦わら、落葉などの植物残渣（ざんさ）を堆積し、発酵腐熟させてつくるものである。樹皮を利用した農業他緑化資源の製造方法は、原料樹皮に各種の窒素源を加え、Ｃ／Ｎ比を調節を行うものである。状況に応じては、水を加えて水分調節を行い樹皮を堆積し、発熱および発酵の状況を勘案して適宜切り返しをおこなっている。例えば特公平６−６２３５３号公報等に開示されている。

特公平６−６２３５３号公報に示される技術は、糞尿の発酵を促進するためのものである。杉の樹皮を糞尿に混入することにより、糞尿が空気にさらされる面積を大きくし、嫌気性腐敗菌の抑制と含有水分の低減を行い発酵を促すのである。そして、分解速度の遅い杉の繊維質により、土壌中の空気の流れを良くするものである。

さらに、杉およびヒノキの樹皮を用いた、人工培土および土壌改良方法が特開平５−１５２５３号公報に示されている。これは前記特公平６−６２３５３号公報に示されるように、杉の繊維質により、土壌中の空気の流れを良くし、植物の生育を促進しようとするものである。そして、特開平６−２８４８１５号公報に示されるように、ヒバ、杉、ヒノキの樹皮により害虫の発生を抑制する技術も知られている。

特公平６−６２３５３号公報 特開平６−２８４８１５号公報

植物残渣（ざんさ）を、そのまま農地にすきこまないで、わざわざ腐熟させるのは次の理由による。
（１）このような植物残渣（ざんさ）は炭素分が多く、窒素分が少ないために、土のなかで分解するときに、土中に存在する窒素分を消費して、作物が窒素を吸収利用できず、窒素欠乏障害を生ずる。
（２）新鮮な植物残渣（ざんさ）は、分解しやすい有機物を多く含むので、土のなかで急激な分解を起こし、有害な有機物を一時的に多く生じたり、土の酸素を消費して、作物の根を傷める。
すなわち、従来の方法で樹皮を肥料として用いるためには、腐熟させる必要があり、堆積した樹皮を切り返す作業が必要となる。樹皮を切り返すためには、樹皮の堆積高さもしくは深さを、浅くする必要がある。このため、樹皮よりなる肥料を大量に製造するには、広大な面積の設備が必要である。

樹皮は、樹木において、害虫や病原菌より樹木を保護する役目を担う部分であり、殺虫作用や抗菌作用のある物質（テルペン、ステロイド、アルカロイドなど）が樹皮に多く含まれることは知られている。特に、杉やヒノキの樹皮にはこれらの物質が多く含まれることが知られている。特公平６−６２３５３号公報に示される技術は、従来の堆肥製造方法の延長上にあるものであり、糞尿と杉の樹皮を混合し、堆肥を得るので、杉の樹皮に含まれる殺虫作用や抗菌作用のある物質により発酵の速度が減少するものである。特開平５−１５２５３号公報に示されている技術においては、前述のごとく、杉の樹皮に含まれる物質により、植物の生育が阻害され場合がある。

本発明は上記の問題を解決し、植物の生育に良好な土壌改良材および改良方法を、そして、雑草などの生育を効果的に抑制する土壌改良材および改良方法を提供するものである。
請求項１においては、杉、ヒノキの樹皮を堆積し、該樹皮の自己分解に伴なう自己発熱を発生させ、該杉、ヒノキの樹皮を、堆積した状態により嫌気状態もしくは低酸素状態とし、該嫌気状態もしくは低酸素状態のもとで、該自己発熱による熱で更に加熱し、該状態で放置することにより、堆積された杉、ヒノキの樹皮の内部で発生した自己発熱が、熱伝導率の小さい有機質資材であることにより逸散することなく蓄積され、摂氏９０度以上の高温となり熟成され、杉、ヒノキ、ヒバの樹皮に含まれる殺菌成分および殺虫成分は、熟成の期間が長くなるにつれて減少することを利用し、樹皮の熟成期間を調節することにより、２つの用途に用いられる土壌改質材を得るべく、熟成期間を短くすることにより雑草の発生を抑制する土壌改質材を得て、熟成期間を長くすることにより、植物の育成を促進する土壌改質材を得るものである。

請求項２においては、請求項１記載の土壌改質材において、前記杉およびヒノキの樹皮を高さ１０ｍ以上に堆積し、堆積量を５００平方メートル以上とし、樹皮は３０ないし１８０日間は好気発酵を行い、堆積した樹皮内部は重力により外気とは密閉されているため、嫌気状態となり、嫌気状態において、発酵熱は樹皮により保温され、部分的には摂氏９０度に達し、嫌気状態において、熟成期間を短くすることにより雑草の発生を抑制する土壌改質材を得るものである。

請求項３においては、請求項１記載の土壌改質材において、請求項２記載の土壌改質材において、嫌気状態で、樹皮の発熱により、摂氏６０〜９０度の低温で、炭化させるとともに、堆積後２年経過することにより、樹皮は燃焼することなく炭化され、大量の有機酸である木酢酸を生成生成させ泥炭状となり、植物の育成を促進する土壌改質材を得るものである。

請求項４においては、請求項２記載の土壌改質材において、該土壌改質材を現地発生土壌に対して、３０ないし５０％混合し、クレイグランド用の表面土壌とするものである。

請求項５においては、請求項３記載の土壌改質材を、該土壌改質材を現地発生土壌に対して、３０ないし５０％混合し、芝広場またはスポーツターフ用の表面土壌とするものである。

請求項６においては、杉、ヒノキの樹皮を堆積し、該樹皮の自己分解に伴なう自己発熱を発生させ、該杉、ヒノキの樹皮を、堆積した状態により嫌気状態もしくは低酸素状態とし、該嫌気状態もしくは低酸素状態のもとで、該自己発熱による熱で更に加熱し、該状態で放置することにより、堆積された杉、ヒノキの樹皮の内部で発生した自己発熱が、熱伝導率の小さい有機質資材であることにより逸散することなく蓄積され、摂氏９０度以上の高温となり、温度が上昇を続けて発火する可能性のある、温度が９０度以上となる部位に、新鮮な樹皮もしくは熟成されていない樹皮を投入し、該投入により温度を下げ、樹皮が摂氏６０度ないし９０度に維持されるようにし、杉、ヒノキの樹皮を炭化させ、該炭化後の樹皮を粉砕して土壌改質材とし、該土壌改質材を現地発生土壌に対して、３０ないし５０％混合し、芝広場またはスポーツターフ用の表面土壌とするものである。

請求項７においては、請求項６記載の土壌改質材において、前記炭化させ砕粉した後の、杉、ヒノキの樹皮に、更に新鮮なヒノキの樹皮を添加するものである。
請求項８においては、請求項６記載の土壌改質材において、前記炭化させ粉砕した後の、杉、ヒノキの樹皮に対する新鮮なヒノキの樹皮の添加量を２０ないし５０％とするものである。

請求項９においては、請求項６記載の土壌改質材において、前記炭化させ砕粉した後の、杉、ヒノキの樹皮を、地表面に敷き詰めるものである。

以上のように本発明を構成したことにより、次のような効果を奏する。
請求項１においては、杉、ヒノキの樹皮を堆積し、該樹皮の自己分解に伴なう自己発熱を発生させ、該杉、ヒノキの樹皮を、堆積した状態により嫌気状態もしくは低酸素状態とし、該嫌気状態もしくは低酸素状態のもとで、該自己発熱による熱で更に加熱し、該状態で放置することにより、堆積された杉、ヒノキの樹皮の内部で発生した自己発熱が、熱伝導率の小さい有機質資材であることにより逸散することなく蓄積され、摂氏９０度以上の高温となり熟成され、杉、ヒノキ、ヒバの樹皮に含まれる殺菌成分および殺虫成分は、熟成の期間が長くなるにつれて減少することを利用し、樹皮の熟成期間を調節することにより、２つの用途に用いられる土壌改質材を得るべく、熟成期間を短くすることにより雑草の発生を抑制する土壌改質材を得て、熟成期間を長くすることにより、植物の育成を促進する土壌改質材を得ることができるのである。

請求項２においては、請求項１記載の土壌改質材において、前記杉およびヒノキの樹皮を高さ１０ｍ以上に堆積し、堆積量を５００平方メートル以上とし、樹皮は３０ないし１８０日間は好気発酵を行い、堆積した樹皮内部は重力により外気とは密閉されているため、嫌気状態となり、嫌気状態において、発酵熱は樹皮により保温され、部分的には摂氏９０度に達し、嫌気状態において、熟成期間を短くすることにより雑草の発生を抑制する土壌改質材を得ることができるのである。

請求項３においては、請求項１記載の土壌改質材において、請求項２記載の土壌改質材において、嫌気状態で、樹皮の発熱により、摂氏６０〜９０度の低温で、炭化させるとともに、堆積後２年経過することにより、樹皮は燃焼することなく炭化され、大量の有機酸である木酢酸を生成生成させ泥炭状となり、植物の育成を促進する土壌改質材を得ることが出来るのである。

請求項４においては、請求項２記載の土壌改質材において、該土壌改質材を現地発生土壌に対して、３０ないし５０％混合し、クレイグランド用の表面土壌とすることができるのである。

請求項５においては、請求項３記載の土壌改質材を、該土壌改質材を現地発生土壌に対して、３０ないし５０％混合し、芝広場またはスポーツターフ用の表面土壌とすることが出来るのである。

請求項６においては、杉、ヒノキの樹皮を堆積し、該樹皮の自己分解に伴なう自己発熱を発生させ、該杉、ヒノキの樹皮を、堆積した状態により嫌気状態もしくは低酸素状態とし、該嫌気状態もしくは低酸素状態のもとで、該自己発熱による熱で更に加熱し、該状態で放置することにより、堆積された杉、ヒノキの樹皮の内部で発生した自己発熱が、熱伝導率の小さい有機質資材であることにより逸散することなく蓄積され、摂氏９０度以上の高温となり、温度が上昇を続けて発火する可能性のある、温度が９０度以上となる部位に、新鮮な樹皮もしくは熟成されていない樹皮を投入し、該投入により温度を下げ、樹皮が摂氏６０度ないし９０度に維持されるようにし、杉、ヒノキの樹皮を炭化させ、該炭化後の樹皮を粉砕して土壌改質材とし、該土壌改質材を現地発生土壌に対して、３０ないし５０％混合し、芝広場またはスポーツターフ用の表面土壌とので、土壌改質材の生成に伴う二酸化炭素の発生が無い。生成される土壌改質材の不朽性を向上できる。土壌改質材生成のための操作が容易である。
樹皮を嫌気状態もしくは低酸素状態において堆積し、自己発熱により炭化させるので、土壌改質材製造に必要なエネルギーが少なく、安価に製造できる。
たんぱく質成分が少ない杉、ヒノキもしくは杉およびヒノキの樹皮を用いるので、土壌改質材を製造する際に硫化水素等の有害ガスや悪臭が発生しない。
嫌気状態もしくは低酸素状態で、摂氏６０ないし９０度に加熱し、炭化させるので、容易な操作により土壌改質材を製造できる。簡便な設備により操業上の安全性を確保できる。
杉、ヒノキもしくは杉およびヒノキの樹皮を嫌気状態もしくは低酸素状態で、摂氏６０ないし９０度に加熱し、炭化させた後に砕粉するので、粉砕にかかるエネルギーがすくなく、容易に粉砕できる。

請求項７の如く、請求項１記載の土壌改質材において、前記炭化させ砕粉した後の、杉、ヒノキの樹皮に、更に新鮮なヒノキの樹皮を添加するので、容易に土壌改質材を得ることができる。また、ヒノキ若しくは杉の混合量を調節することにより、雑草抑制効果を調節でき、各種の用途に応じた土壌改質材とすることができる。

請求項８の如く、請求項２記載の土壌改質材において、前記炭化させ粉砕した後の、杉、ヒノキの樹皮に対する新鮮なヒノキの樹皮の添加量を２０ないし５０％とするので、雑草の発生を抑制し、土壌の乾燥および飛散、凍土、凍結の防止、泥濘化、土中水分の蒸発抑制を行うことができる。
また、乾燥時でも表層土が飛散しにくく、降雨時では表層土の流亡を少なくすることができる。土の水はけが良く、グランド、野球場、テニスコート、多目的広場の土壌に用いることができる。雑草の発生を抑制できる。

請求項９の如く、請求項１記載の土壌改質材において、前記炭化させ砕粉した後の、杉、ヒノキの樹皮を、地表面に敷き詰めることにより、土壌改質材を地表覆い土壌の保護および雑草の抑制を行えることができるのである。

土壌改質材の製造および利用工程を示す模式図。 従来のスポーツターフの施工法と本発明の施工法の一例を示す模式図。 本発明の他のスポーツターフの施工法を示す模式図。 本発明の芝広場の施工法を示す模式図。 高設栽培の構成を示す側面図。 高設栽培土の構成を示す側面図。 従来のクレイ工法と本発明の施工法の一例を示す模式図。 土壌改質材の配合による土壌への効果を示す図。 土壌改質材の芝の育成への効果を示す図。 土壌改質材を用いたクレイ工法の従来工法との比較結果を示す図。 土壌改質材による雑草の抑制効果を示す図。

次に本発明の実施の形態を説明する。図１は土壌改質材の製造および利用工程を示す模式図、図２は従来のスポーツターフの施工法と本発明の施工法の一例を示す模式図、図３は本発明の他のスポーツターフの施工法を示す模式図、図４は本発明の芝広場の施工法を示す模式図、図５は高設栽培の構成を示す側面図、図６は高設栽培土の構成を示す側面図、図７は従来のクレイ工法と本発明の施工法の一例を示す模式図、図８は土壌改質材の配合による土壌への効果を示す図、図９は土壌改質材の芝の育成への効果を示す図、図１０は土壌改質材を用いたクレイ工法の従来工法との比較結果を示す図、図１１は土壌改質材による雑草の抑制効果を示す図である。

本発明の基礎となる土壌改質材の製法について説明する。本発明の土壌改質材は、樹皮により構成されるものである。樹皮として使用できるものは、杉、ヒノキ、ヒバの樹皮であり、本実施例においては、杉、ヒノキの樹皮を用いた場合について説明する。杉、ヒノキの樹皮の供給源としては、製材所などにおいて廃棄物となる樹皮を用いることにより、資源の効率的な使用を行うことができる。これにより、原料を安価に調達することも可能である。杉、ヒノキ、ヒバの樹皮には前述のごとく、抗菌作用を有する物質が多く含まれている。このため、該樹皮をそのままで使用した場合には、植物の生育を阻害する場合がある。本発明においては、杉、ヒノキの樹皮を堆積させ、杉、ヒノキの樹皮の自己分解を促進させ、抗菌作用等を有する物質を分解するとともに、樹皮の分解を行うものである。

次に、樹皮を熟成させ、植物の生育を促進する土壌改良材の製造工程について説明する。本発明における樹皮の熟成は嫌気状態もしくは低酸素状態での加熱により行うものである。杉およびヒノキの樹皮は、高級脂肪酸、脂肪、樹脂酸、蝋、炭水化物、テルペン、ステロイド、アルカロイド、色素、タンニン、フロバフェン、配糖体、炭化水素などが含まれている。植物の生育を促進する土壌改良材を作るためには、上記の成分（特に、テルペン、ステロイド、アルカロイド等）が、ある程度分解もしくは重合などで生育阻害活性が低減されており、根の生育を阻害しない状態であることが望まれる。この熟成の工程において、樹皮に含まれる生育を阻害する成分の活性を低下もしくは失活させるものである。有機成分の分解等には、一般的に微生物による分解である発酵等が知られているが、杉およびヒノキの樹皮には、前述のごとく、抗菌性があるため、発酵を効率的に行うのが困難である。 有機物の分解方法としては上述の発酵以外に、加熱による有機物の分解も知られている。しかし、樹皮には、酸化されやすい炭化水素等の有機物が、多量に存在するため、安易に加熱するだけでは、有機物が燃焼してしまい、目的物である土壌改質材を得ることができない。そこで、本発明においては、嫌気状態もしくは低酸素状態において、加熱することにより樹皮を分解するとともに、樹皮に含まれる抗菌成分等の植物の生育を阻害する成分を分解等により失活させるものである。

熟成により樹皮に起こる変化について説明する。炭素成分を多く含む資材（有機質資材）を大量に堆積すると発熱する。堆積された資材内部で発生した熱は、熱伝導率の小さい有機質資材により、逸散することなく、蓄積され摂氏９０度以上の高温となる。これにより、有害な病原菌、害虫の卵、雑草の種子を死滅させることもできる。堆積された有機資材の内部は嫌気状態となっているため、有機資材は無酸素状態で加熱される。これにより、有機資材は急速に炭化し、有機質炭素は無機炭素となる。

有機資材が樹皮である場合には、樹皮に含まれる各種の芳香族炭化水素（テルペン類）が、嫌気状況下での反応のため、有機酸となる。樹皮に含まれる各種のミネラル成分も、熱により水分が蒸発することにより濃度が増す。有機酸が生成するため、ミネラルの保持力も向上する。樹皮の繊維は、嫌気状況下で加熱されるため、その一部が炭化される。繊維は炭化することにより、微生物による分解速度が低下する。このため、繊維の耐朽性が向上する。すなわち、樹皮は嫌気状態もしくは低酸素状態において加熱され、樹皮の一部が分解されるとともに炭化されるのである。分解は繊維質以外の部分において特に顕著に進行する。このため。樹皮は崩壊するが、繊維質は残る。自己分解された樹皮は、粉砕機にかけられ粉砕される。樹皮に余分な水分が少なく、一部が分解もしくは炭化されるため、粉砕を容易に行える。このため、粉砕に必要なエネルギーを減少できる。

樹皮の熟成は、採取した樹皮を熟成用のタンク内に投入し、該タンク内を、嫌気状態もしくは低酸素状態とし、樹皮を摂氏６０度ないし９０度に加熱もしくは保温することにより、行なうことができる。図１に示すごとく、杉、ヒバもしくはヒノキ等の木材１を製材する際に、樹皮２が取り除かれる。この樹皮２を採取し、熟成タンク３内に投入する。熟成タンク３内は嫌気状態もしくは低酸素状態で摂氏６０度ないし９０度に調節されており、該タンク３内において、樹皮２の熟成が行われる。このようにして、樹皮２が熟成され土壌改質材４となる。

土壌改質材４を土壌５に混入させることにより、土壌が改質され、植物６の生育に良好な土壌とすることができる。樹皮の熟成期間を調節することにより、様々な用途に用いられる土壌改質材を得ることができる。前述のごとく、杉、ヒノキ、ヒバの樹皮に含まれる殺菌成分および殺虫成分は、熟成の期間が長くなるにつれ、減少する。このため、熟成期間を長くすることにより、植物の育成を行う土壌改質材をえることができ、熟成期間を短くすることにより雑草の発生を抑制する土壌改質材を得ることができる。このように生成された土壌改質材は腐敗しにくく、軽い。また、繊維質が多く、互いに絡み合っているため、軽くても飛散しにくく、流れにくい。さらに、該土壌改質材を混入した土壌は崩れにくくなる。

他の樹皮の熟成方法としては、採取した杉、ヒノキ、ヒバの樹皮を堆積し、堆積した樹皮を作業車両などにより踏み固め、堆積した樹皮内部が嫌気状態もしくは低酸素状態となるようにする。これにより、樹皮の自己分解に伴う発熱により、堆積した樹皮の内部温度が上昇する。堆積した樹皮は放置すると温度が上昇しつづけ、発火する可能性がある。このため、温度が９０度以上となる部位に、新鮮な樹皮もしくは熟成されていない樹皮を投入することにより、温度を下げ、樹皮が摂氏６０度ないし９０度に維持されるようにするものである。

さらに、土壌改質材をペレットに成形し、該土壌改質材の保水性を向上させることができる。土壌改質材に水を加え、圧縮し、ペレットに成形し、乾燥することにより、土壌改質材をペレット状に保つことができる。土壌改質材を圧縮し、ペレットに成形するため、土壌改質材に含まれる繊維が密になり、繊維間が狭く毛細管現象が発生しやすくなる。これにより、繊維間に水が保持され、ペレット状に成形した土壌改質材の保水性が向上されるものである。ペレットへの成形方法としては、水を加えた土壌改質材をホッパーに投入し、ホッパーより円筒内に導入する。そして、土壌改質材を、円筒内に配設されたスクリューにより、複数の孔を設けた型に押し出す。型より押し出された土壌改質材を適宜の長さに切断する。これを乾燥することによりペレット状の土壌改質材を得ることができる。

次に、泥炭状の土壌改質材の製造方法について説明する。嫌気状態で、樹皮の発熱により、低温（摂氏６０〜９０度）で、炭化させるとともに、有機酸を生成させ泥炭状に加工する。樹皮としては、杉、ヒノキの樹皮を使用することにより、性状の良い泥炭状の土壌改質材をえることができる。 杉およびヒノキの樹皮を高さ１０ｍ以上に堆積し、堆積量を５００平方メートル以上とする。樹皮は３０ないし１８０日間は好気発酵を行う。堆積した樹皮内部は重力により外気とは密閉されているため、嫌気状態となる。嫌気状態において、発酵熱は樹皮により保温され、部分的には摂氏９０度に達する。嫌気状態において、堆積後２年経過することにより、樹皮は燃焼することなく炭化され、大量の木酢酸を生成する。これにより、泥炭状の土壌改質材が生成される。発熱などにより、杉、ヒノキの樹皮に含まれる植物生育阻害物質は、揮散もしくは分解される。樹皮を十分に、炭化もしくは有機酸（木酢酸）を生成させるためには、匂い検知管を利用して、特有の匂いの量を測定することにより、内部の状態を知ることができる。そして、堆積した樹皮内部成分のｐＨを調べ、ｐＨを５．５〜６．０に維持する。ガス検知管を利用して酢酸の濃度を測定する。二酸化炭素の濃度を測定して自然発火を予防する。等の処置をとることにより、安定した土壌改質材を得ることができる。

次に、上記のごとく樹皮を熟成し、生成した土壌改質材を用いた土壌改質方法について説明する。本発明の土壌改質材を土壌に対して３０ないし５０％混合することにより、クッション性に富み、踏圧に強くはがれにくい芝広場もしくはスポーツターフを作ることができる。土壌改質材は繊維質に富むため、土壌に混合されることにより、土壌の通気性を向上させるとともに、土を膨軟にして芝の植え替えを容易にし、芝の根の生育をよくする。また塩基保持能を高めて土を肥沃にしたり、土に緩衝能を与えて酸性化の防止や重金属などの有害物の害作用を抑制する働きをもたせることができる。さらに、土壌微生物の働きを活発にし、土壌中での物質変化を促進し、芝根の生育環境をよいものにする。改質された土壌に植栽された芝生、花、地被植物などは根張りに優れ、着活がよくて初期成育も旺盛であり、短期間に茂る。このため、新規に雑草が発生しにくくなる。現地の土を流用できるため、新規に土を加える必要がなく、施工にかかる費用を軽減できる。

スポーツターフの施工法について図２および図３を用いて説明する。従来、図２（ａ）に示すごとく、基盤に溝が設けられており、該溝には排水用のパイプが配設されていた。そして、基盤の上層には砕石、火山砂利の層が設けられ、その上に川砂または混合土の層が設けられ、芝が植栽されていた。本発明の土壌改質材を用いることにより、図２（ｂ）、図３（ｃ）・（ｄ）に示すように、スポーツターフを施工できる。図２（ｂ）に示す施工法においては、基盤上に、現地発生土に土壌改質材を２０から４０％配合した層を設け、さらにその上に、山砂などに土壌改質材を３０から５０％配合した層を設ける。図３（ｃ）に示す施工法においては、基盤上に、砕石層を設け、さらにその上に、山砂などに土壌改質材を３０から５０％配合した層を設ける。図３（ｄ）に示す施工法においては、基盤に溝を設け、該基盤上に、砕石層を設ける。さらにその上に、山砂などに土壌改質材を３０から５０％配合した層を設ける。上記のごとく、土壌改質材を配合してスポーツターフを施工する場合には、排水性が向上されるので、基盤に排水パイプを配設する必要がない。

芝広場の施工法について図４を用いて説明する。本発明の土壌改質材を用いることにより、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、芝広場を施工できる。図４（ａ）に示す施工法においては、基盤上に、古紙の層を設け、その上に、土壌改質材を１立方メートル当り３０から８０リットル配合した層を設ける。図４（ｂ）に示す施工法においては、基盤上に、現地発生土に土壌改質材を３０から４０％配合した層を設ける。図４（ｃ）に示す施工法においては、基盤上に、砕石層を設ける。さらにその上に、山砂などに土壌改質材を３０から４０％配合した層を設ける。上記のごとく、土壌改質材を配合して芝広場を施工する場合には、排水性が向上されるので、基盤に排水パイプを配設する必要がない。さらには、土壌改質材を土壌に配合することにより、次の効果を得ることができる。気相効果により、芝根への酸素補給能力が高くなる。液相効果により給水は肥持ち効果が高い。芝根の成長、繁殖スペースが確保される。排水性がよく、根腐れやカビが発生しにくい。保水層からの給湿効果で夏の水枯れを予防できる。水やり、施肥、エアレーションなどは従来方法と比較して、約４０〜５０％のメンテナンス費が削減できる。農薬の使用量を少なくできるので、環境保全を計れる。床土のクッション性により、床土せん断強度が上がり、芝根を保護するので芝の回復が早い。

土壌改質材を土壌に混合し、イチゴ、ピーマン、トマト、ナスなどの果菜類、もしくはほうれん草、レタス、キャベツなどの葉菜類栽培用の土壌とするも可能である。土壌改質材に石灰、およびクロム、コバルト、銅、ヨード、鉄、マンガン、モリブデン、セレン、亜鉛、フッ素の微量元素を添加することにより、育成の促進効果はさらに向上する。本発明の土壌改質材は軽量であるため、高設栽培用の人工土壌として用いることもできる。該土壌改質材は軽量であるため、高設栽培用の人工土壌にかかる荷重を軽減できる。このため、人工土壌を収納した容器の支持体を簡便に構成できる。図５を用いて、土壌改質材を人工土壌として使用し、高設栽培を行う場合について説明する。イチゴなどを植栽するプランター１１は、作業者１０の腰より若干上の位置に、支持体１２により支持されている。これにより、作業者の作業負担を軽減するものである。プランター１１の下部は保温のためのビニール１３により覆われており、該ビニール１３は地面にまで達している。また、プランター１１には温度調節パイプ１４が延設されており、該温度調節パイプ１４内に流れる温水もしくは冷水により温度調節が行われる。図６に示すごとく、プランター１１にはあらかじめ、土壌改質材１５が敷き詰められており、該土壌改質材１５上にポッド苗１６を配置する。そして、苗１６が定着した後に、土壌改質材１７を入れ鎮圧する。そして、作物に適宜、養分および水分を供給することにより、容易に育成を行える。このようにプランター１１に植栽が行われるので、プランター１１を支える支持体１２にかかる荷重が少なく、支持体１２を簡便な構成により構成できる。また、プランター１１および支持体１２を含め軽量に構成できるので、設置および撤収を容易に行うことができる。

土壌改質材により地表面を覆うように敷き詰めることにより、土壌の乾燥および飛散、凍土、凍結の防止、泥濘化、土中水分の蒸発抑制を行うことができる。さらに、植物の生育促進、雑草抑制にも効果を発揮するのである。このため、公園・道路などの緑地部または花壇に敷き込み植栽された植物の育成促進と雑草抑制を行なうことができる。土壌改質材は不朽性で永年繊維を維持し、繊維同士が互いに絡みあっているため、飛散しない。土壌表面に土壌改質材を敷き込むので、飛来した雑草の種は、土壌改質材の表面にとどまり、地表に到達せず、発芽しない。土壌改質材に新鮮なヒノキの樹皮を粉砕したものを２０％以内で添加することにより、上記の効果をさらに向上させることができる。

土壌改質材を真砂土もしくは現地の土に混合することにより、乾燥時でも表層土が飛散しにくく、降雨時では表層土の流亡を少なくすることができる。土壌改質材を土に混合することにより、土の水はけが良くなる。このため、グランド、野球場、テニスコート、多目的広場の土壌に用いることができる。水はけが良いため、降雨後速やかにグランドなどをしようすることができる。水はけが良いので、雑草が生えにくい。これにより、グランドなどを長期間使用しても、表層土・中層土の入れ替えが不要であり、施工後のメンテナンスも減らすことができる。グランドはクッション性も向上されるので、足腰への負担が少なくなる。雑菌の繁殖を抑制でき、衛生的である。土壌改質材に新鮮なヒノキの樹皮を粉砕したものを約５０％添加することにより、上記の効果をさらに向上させることができる。

本発明の土壌改質材を使用したクレイグランド工法について説明する。図７（ａ）は従来のクレイグランド工法である。従来のクレイグランド工法では、基盤に溝をもうけ、排水パイプを配設する。そして基盤の上に１００から２００ｍｍの砕石層を設け、砕石層の上に１００から１５０ｍｍの真砂土層を設ける。本発明の土壌改質材を用いたクレイグランド工法では、図７（ｂ）に示すごとく、基盤上に１５０から２５０ｍｍの砕石層をもうけ、その上に１００から１５０の真砂土と土壌改質材を混合した層を設ける。もしくは、図７（ｃ）に示すごとく、現地土の層の上に１００から１５０ｍｍの現地土と土壌改質材を混ぜた層を設ける。このばあいには、現地土を一定の深さで掘り返し、掘り返した土と土壌改質材を混合して整地することによりクレイグランドを構成できる。

土壌改質材を土壌に混合し、消臭を行うことも可能である。土壌改質材には多くの炭化物および炭化された繊維が含まれるため、炭化物の表面積が広く、においのもととなる物質を吸着しやすい。これにより、消臭効果を発揮できるものである。

上記の土壌改質材とは別に、杉およびヒノキの抗菌作用およびヒノキの生育阻害作用を利用した土壌改質材を従来の堆肥に、杉やヒノキの樹皮もしくは葉を混合することにより、得ることができる。杉やヒノキを混合することにより、堆肥中での微生物の発生を抑制するとともに、堆肥中の繊維質の分解速度を低下させる。背に質が維持されるため、土壌中の空気の流れを良くし、植物の生育を促進する。しかし、杉およびヒノキには抗菌作用があり、ヒノキには生育阻害作用があるので、飛来した雑草などの種は十分に発芽することができない。抗菌作用および発育阻害作用は、杉やヒノキの混合量により調節することができ、混合量を２０％以下とした場合には、芝などの生育を促進しながら、雑草の発生を抑制できる。混合量を２０％から５０％と下場合には、クレイグランドなどにおいて、雑草の発生を抑制し、クレイグランドを良好な状態に維持できる。堆肥に混合する杉やヒノキとしては杉やヒノキの樹皮、葉などを用いることができる。すなわち、抗菌作用若しくは、生育阻害作用を有する部分を、混合すれば良い。上述の堆肥のかわりに、樹皮、おがくず、葉を炭化させたものを用いることもできる。この土壌改質材に水を加えてペレット状に圧縮した後に乾燥させることにより、土壌改質材の保水性を向上できる。杉、ヒノキの樹皮を嫌気状態で、自己発熱により、摂氏６０度ないし９０度で炭化、有機酸を生成させた土壌改質材は泥炭状になり、ピートモスに似た性状を持つ。このため、ピートモスの代用品を人工的に、かつ容易に製造できる。

次に実施例により本発明をさらに詳細に説明する。

〔実施例１〕
真砂土に本発明の土壌改質材を配合し、各配合量における排水性、泥化性、ｐＨ、土壌硬度、クッション性を検討した。図８に示すごとく、土壌改質材の混合により、排水性、泥化性、ｐＨ、土壌硬度、クッション性のすべてにおいて、配合量にしたがって土壌の改良が認められた。特に、土壌のクッション性においては著しい改善がみられた。

〔実施例２〕
土壌改質材の混合率１０％、３０％、５０％について、３ヶ月、６ヶ月、１年後の芝根長、根層厚を検討した。図９に示すごとく、混合率３０％および５０％において、芝の育成を促進する効果が認められた。また、この効果は一年後まで継続することが確認された。

〔実施例３〕
本発明の土壌改質材を４０％配合したクレイ工法と、従来の工法の比較を行った。図１０に示すごとく、本発明の土壌改質材を使用したクレイ工法は、保水能力、透水能力、耐飛散性（飛散開始風速、飛散率、施工６ヶ月後の塩分濃度）において、従来工法に勝る結果を得た。

〔実施例４〕
本発明の土壌改質材を３センチ、５センチ、８センチの厚さで地表を覆い、露出した地表とを比較し、雑草の抑制効果を見た。図１１のマルチ材Ａは本発明の土壌改質材である。図１１に示すごとく、本発明の土壌改質材によりに雑草の発生が抑制されることがわかる。

２ 樹皮
４ 土壌改質材
５ 土壌

Claims (9)

1. 杉、ヒノキの樹皮を堆積し、該樹皮の自己分解に伴なう自己発熱を発生させ、該杉、ヒノキの樹皮を、堆積した状態により嫌気状態もしくは低酸素状態とし、該嫌気状態もしくは低酸素状態のもとで、該自己発熱による熱で更に加熱し、該状態で放置することにより、堆積された杉、ヒノキの樹皮の内部で発生した自己発熱が、熱伝導率の小さい有機質資材であることにより逸散することなく蓄積され、摂氏９０度以上の高温となり熟成され、杉、ヒノキ、ヒバの樹皮に含まれる殺菌成分および殺虫成分は、熟成の期間が長くなるにつれて減少することを利用し、樹皮の熟成期間を調節することにより、２つの用途に用いられる土壌改質材を得るべく、熟成期間を短くすることにより雑草の発生を抑制する土壌改質材を得て、熟成期間を長くすることにより、植物の育成を促進する土壌改質材を得る、ことを特徴とする土壌改質材。
2. 請求項１記載の土壌改質材において、前記杉およびヒノキの樹皮を高さ１０ｍ以上に堆積し、堆積量を５００平方メートル以上とし、樹皮は３０ないし１８０日間は好気発酵を行い、堆積した樹皮内部は重力により外気とは密閉されているため、嫌気状態となり、嫌気状態において、発酵熱は樹皮により保温され、部分的には摂氏９０度に達し、嫌気状態において、熟成期間を短くすることにより雑草の発生を抑制する土壌改質材を得ることを特徴とする土壌改質材。
3. 請求項１記載の土壌改質材において、請求項２記載の土壌改質材において、嫌気状態で、樹皮の発熱により、摂氏６０〜９０度の低温で、炭化させるとともに、堆積後２年経過することにより、樹皮は燃焼することなく炭化され、大量の有機酸である木酢酸を生成生成させ泥炭状となり、植物の育成を促進する土壌改質材を得ることを特徴とする土壌改質材。
4. 請求項２記載の土壌改質材において、該土壌改質材を現地発生土壌に対して、３０ないし５０％混合し、クレイグランド用の表面土壌とすることを特徴とする土壌改質材。
5. 請求項３記載の土壌改質材を、該土壌改質材を現地発生土壌に対して、３０ないし５０％混合し、芝広場またはスポーツターフ用の表面土壌とすることを特徴とする土壌改質材。
6. 杉、ヒノキの樹皮を堆積し、該樹皮の自己分解に伴なう自己発熱を発生させ、該杉、ヒノキの樹皮を、堆積した状態により嫌気状態もしくは低酸素状態とし、該嫌気状態もしくは低酸素状態のもとで、該自己発熱による熱で更に加熱し、該状態で放置することにより、堆積された杉、ヒノキの樹皮の内部で発生した自己発熱が、熱伝導率の小さい有機質資材であることにより逸散することなく蓄積され、摂氏９０度以上の高温となり、温度が上昇を続けて発火する可能性のある、温度が９０度以上となる部位に、新鮮な樹皮もしくは熟成されていない樹皮を投入し、該投入により温度を下げ、樹皮が摂氏６０度ないし９０度に維持されるようにし、杉、ヒノキの樹皮を炭化させ、該炭化後の樹皮を粉砕して土壌土壌改質材とし、該土壌改質材を現地発生土壌に対して、３０ないし５０％混合し、芝広場またはスポーツターフ用の表面土壌とすることを特徴とする土壌改質材。
7. 請求項６記載の土壌改質材において、前記炭化させ砕粉した後の、杉、ヒノキの樹皮に、更に新鮮なヒノキの樹皮を添加することを特徴とする土壌改質材。
8. 請求項６記載の土壌改質材において、前記炭化させ粉砕した後の、杉、ヒノキの樹皮に対する新鮮なヒノキの樹皮の添加量を２０ないし５０％とすることを特徴とする土壌改質材。
9. 請求項６記載の土壌改質材において、前記炭化させ砕粉した後の、杉、ヒノキの樹皮を、スポーツターフ又はクレイグランドの地表面に敷き詰めることを特徴とする土壌改質方法。

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