JP2012167528A

JP2012167528A - 森林土壌微生物とリサイクル資材を使った法面緑化工法

Info

Publication number: JP2012167528A
Application number: JP2011046943A
Authority: JP
Inventors: Naoki Imada; 直樹今田; Yoshiaki Nahara; 芳昭名原; Yoshiaki Kuwamoto; 吉明桑本
Original assignee: IMAOKAKOGYO CORP; IZUKA KK; TOYO RINSAN KASEI CO Ltd
Current assignee: IMAOKAKOGYO CORP; IZUKA KK; TOYO RINSAN KASEI CO Ltd
Priority date: 2011-02-14
Filing date: 2011-02-14
Publication date: 2012-09-06

Abstract

【課題】リサイクル資材を用いた法面の緑化工法において、植物の発芽・生育を促進する保肥性・保水性・通気性機能の優れた緑化基盤材と、また、悪臭、地下水汚染を防止できる低コストの法面緑化工法。
【解決手段】開発現場等で発生する有機木材チップに、光合成細菌および有機肥料等及びゼオライト、陶器瓦粉砕物等からなる緑化促進材に化成肥料と結合材と植物種子を添加したものを法面被施工面に吹付機にて吹き付け、広葉樹の森林土壌層に近い植物生育基盤を形成する。
【選択図】図１

Description

工事現場で発生する伐採木、抜根を堆肥、チップ等に改質し、さらに各種の無機・有機廃棄物や有機質堆肥を添加した緑化基盤材を用いた法面などの緑化工法に関する。

最近、法面などの緑化工事においては、現場で発生する伐採木、抜根を堆肥化・チップ化し、さらに焼却灰や泥汚等の廃棄物や牛糞等の有機質堆肥を添加した緑化基盤材の利用技術が注目を浴びている。今後、このような緑化基盤材を用いた緑化工事は、エコ工法として広く普及すると考えられている。

各種のリサイクル資材や木材チップを活用した緑化基盤材を用いた法面緑化工法については、幾つかの特許が出願されている。

開発現場等で発生する客土と木材チップからなる基盤材に、光合成細菌、窒素質肥料からなる生育促進剤、植物種子、肥料、基盤安定剤などを添加した緑化基盤材と、この緑化基盤材を法面のような被施工面に吹き付け機にて吹き付ける緑化工法が提案されている。（特許文献１）

樹木剪定の際に発生する活葉付着の枝及び幹を粉砕処理するに当って、広葉樹、針葉樹及び活葉付着の枝、幹等を区分して破砕し、さらに細粉状に破砕、有機質肥料として植物に直接施用する方法が提案されている。（特許文献２）

下水汚泥の脱水ケ−キに木酢液を撒布し、これに粉砕加工した木廃材や微細チップ木質微細繊維の炭化物を混合し、加熱により醗酵を促進させた緑化基盤材の製造方法、及びこれにコンニャクの飛粉及びコ−ティング肥料を加えた客土を、吹付け設備で所定厚さの基盤層を形成することを特徴とする法面緑化工法が提案されている（特許文献３）。

街路樹の剪定した小枝、葉農作物から発生するワラや芋蔓等の植物性廃棄物の破砕物、又は細断した繋ぎ材を、緑化基盤材に対し３０％の割合で混合、攪拌することを特徴とする植生基盤のクラック防止工法が提案されている。（特許文献４）

砂状（粒状）無機物材と粗大有機物を主とする骨格成分と粘土等の微細成分を水溶性高分子化合物（バインダー）でつなぎ合わせることにより強固な骨格構造を有する生育基盤の造成用土と、スラリ−状の生育基盤用土を吹き付け工法に用いる基盤造成法が提案されている。（特許文献５）

緑化基材に水分３０〜６０％の浄水場発生土、ゼオライト、繊維材、肥料、種子及び侵食防止剤の混合物を用い、圧縮空気で圧送して吹き付けることを特徴とする法面等の緑化工法が提案されている。（特許文献６）

特開２０００−２０４５５８号公報特開平１０−１３００８４号公報特開平９−１０３１９２号公報特開平７−３００８５７号公報特開平６−７０６３４号公報特開平５−２４７９４３号公報

法面などの建設工事現場で発生する伐採木、抜根を用いて緑化工事をするには、基本的に緑化植物の種子と保水性、排水性、通気性、保肥性、保温性などの機能を有する基盤材と緑化植物の養分となる肥料が必要である。現場で発生する伐採材、抜根に産業廃棄物等を配合した基盤材に、堆肥や植物種子を添加したリサイクル緑化基盤材を用いた法面工事が提案されているが、伐採木や抜根などの有機質資材を無処理または十分な管理をしないで用いると、植物の生育阻害を引き起こすことがある。

建設工事現場で発生する伐採木をチップ化して直接緑化工法等に利用すると、窒素飢餓、タンニンおよびフェノール系物質等の生育阻害物質が発生して土中に酸素不足が発生する、また伐採木等の使用量、伐採木等以外の基盤資材の種類、機能を十分に配慮しないと、緑化植物の発芽生育障害が発生する。

伐採木、抜根には、緑化植物の発芽生育を阻害するリグニン、セルロース、ヘミセルロース等の難分解性の有機質炭素やタンパク質等が多く含まれている。これらをアミノ酸→アンモニア→硝酸態窒素に分解促進し、緑化植物の発芽生育に役立てる。

その分解を促進するため、基盤材中に土壌微生物の住処を提供して、土壌微生物が増殖して活動を盛んにする。

伐採木、抜根や未熟な堆肥等、多量の有機物が分解する場合は、土中が嫌気状態（酸素不足）となり、植物の生育が著しく阻害し、根腐れ等も発生することがある。これを防止するため、基盤材が一定の通気性（排水性）を有して常に地中に酸素を供給する。

緑化植物が発芽、生育するためには、常に緑化植物に水を供給する必要がある。保水性は、前記の通気性と相反する機能であるが、それぞれの機能を適度に有する基盤材で、同時に根腐れを防止するために排水性機能も有する。

緑化植物に必要な肥料成分を常時安定的に補給できる保肥性機能を有する。

伐採木、抜根や、未熟堆肥の分解には、悪臭が伴う、この悪臭対策。

冬季において、直接北風が当たるような法面では、地温が著しく低下し、極端な場合は土壌の凍結も予想される。そのような事態が出来るだけ発生しないよう、基盤材にある程度の保温性（耐凍害性）機能を有する。

前記の課題を解決するため、発明者らは多くの緑化工事の経験から下記の手段を提案する。工事現場で発生する伐採木、抜根は、広葉樹か針葉樹かで分解速度が異なる。広葉樹は比較的堆肥化されやすいが、針葉樹は分解し難く堆肥化しにくく多孔質なチップ状で地中に残ることから、伐採する際に広葉樹と針葉樹を区分し、針葉樹と落葉樹をそれぞれの特徴を活かすよう選別利用（適量配合）する。

適量の針葉樹チップに陶器瓦粉砕物（焼成多孔質材）およびゼオライト（多孔質鉱物）を配合することにより、適度な保水性・通気性、排水性を付与し、土壌が嫌気状態（酸素不足）になるのを防ぎ、「根腐れ」防止に役立てる。

陶器瓦粉砕物とは、陶器瓦製造工場から寸法が規格外として産出するもので、粉砕機で大きさ１ｍｍ〜４ｍｍ粉砕した製品で、吸水率が約５％、耐凍性に優れ、無菌な状態にある、また、表面は凹凸状である。

陶器瓦粉砕物およびゼオライトの表面の凹凸によって形成される微細な隙間は、土壌微生物の住処となり、土壌微生物の活動を盛んにして、広葉樹の分解、未熟堆肥の分解を促進し、緑化植物に必要な硝酸態窒素を供給する。

添加されたゼオライトは、塩基置換容量（ＣＥＣ）が高く、地力を高め、肥料分の流出を防ぎ、長期間肥料効果を持続し緑化植物の健全な発育を促す。最近の研究ではリン酸イオンも吸着して、植物に直接補給する能力も確認されている。また、有機物の分解で発生する悪臭（主としてアンモニア臭）を吸着し、悪臭防止の役割を担う。また、土壌の酸度調整材としても役立つ。

森林土壌微生物（好気性細菌（バチルス属細菌群）、放線菌、酵母菌群）を含んだ有機肥料を添加し、植物の生育しやすい森林土壌に近い状態にする。森林土壌微生物とは、森林の地表はたえず落葉・落枝、倒木、動物の排泄物，死骸などさまざまなものが供給されるが、森林土壌には浄化作用があるため、落葉・落枝、倒木、動物排泄物，死骸などのむ有機物は土壌に還元され、再び植物に吸収される。本特許は森林土壌の形成要因を人工的に再現して成熟した土壌を作ることを目指す。

陶器瓦粉砕物およびゼオライトは、遠赤外線を放射する（赤外線放射率は、通常５〜９μｍ範囲内で０．９５以上）ため、地温の極度な低下を防止し、地温を一定の温度に保温維持し、冬場において植物の育成を助ける。

上記の基盤材に、適量の発酵鶏糞を添加する。発酵鶏糞の成分は、窒素２％、リン酸４％、カリ２％程度であり、そのほかカルシウム、マグネシウム、マンガンなどが含まれており、緑化植物の生育に適している。

本発明の緑化基盤材は、植物の発芽生育阻害要因や悪臭の発生を効果的に取り除いて緑化することができると共に、開発現場で発生する伐採木、抜根等を有効に使ったリサイクル緑化基盤の施工を低コストで実現することができる。しかも、このような緑化基盤法面を長期に亘って維持する上で有効である。

植物の発芽・生育を促進する保肥性・保水性・通気性機能に優れ、悪臭発生や地下水汚染を防止できる法面緑化現場の断面図である。

本発明に係る緑化基盤材の特徴１つは、開発現場で発生する伐採木、抜根を針葉樹と落葉樹とに選別した後、それぞれを吹き付け可能な大きさ３８ｍｍ以下に粉砕して生育基盤材１とする。

森林土壌微生物（好気性細菌（バチルス属細菌群）、放線菌、酵母菌群）を含んだ有機肥料２に１ｍｍ〜４ｍｍに粉砕整粒された陶器瓦粉砕物３と１ｍｍ〜４ｍｍのゼオライト４を１０％添加する。これを本発明にかかる基本的な緑化のための生育促進材とする。森林土壌微生物の中で根菌や根粒菌等は植物の生育に有効な微生物を多く含む。

有機木材チップをそのまま緑化のための生育基盤材１として使用すると、これらが土壌中で分解する際に見られる微生物の繁殖による窒素飢餓、生育阻害物質（タンニンやフェノール系物質）の生成、酸素不足、悪臭の発生等の問題を引き起こす。そこで、本発明では生育基盤材１に、有機肥料２と陶器瓦粉砕物３とゼオライト４を配合した生育促進材を添加することを特徴とする。

土壌微生物はアミノ酸の吸収を抑制して空気中の窒素を固定し、速やかにアンモニアと硝酸の生成を促して、植物に窒素を供給しやすくする、その他に水質の浄化、悪臭の除去等の作用もある。本発明では、光合成細菌に加えて放線菌等の有機栄養細菌を併用することが有効である。

本発明においては、上記の生育基盤材、生育促進材に加えて導入植物５の種子および化成肥料６を配合する。生育基盤厚７に導入する種子としては、緑化目的に応じて単位面積当たりの発芽期待本数分の草本類及び木本類の種子を添加する。特に大気中の窒素を土壌中に固定する作用の顕著なイネ科植物やマメ科植物が望ましい。また、化成肥料６としては窒素、リン酸、カリからなる高度化成肥料とする。

本発明にかかる上記緑化基盤材を用いて法面等を緑化するための工法について説明する。
以下に本発明の実施例を説明する。

発生木材を約３８ｍｍ以下の大きさに破砕して得た生育基盤材１（有機木材チップ）１２００Ｌ／ｍ^３に対し、森林土壌微生物を含む有機肥料２に陶器瓦粉砕物３とゼオライト４を適量配合した生育促進材を３２０Ｌ／ｍ^３、及び化成肥料６を８ｋｇ／ｍ^３を加え、さらに導入植物５の種子（現地配合）と樹脂系結合剤または鉱物質団粒化結合剤を適量混合して、それを吹付機で斜面に吹き付けた。その結果、種子の発芽が旺盛であり、導入植物５の生育状態は良好で法面は長期的に安定していた。また、比較対象区として森林土壌微生物を含む有機肥料２と陶器瓦粉砕物３とゼオライト４を配合した生育促進材を生育基盤材１に添加しないで吹付機で同様の施工を行い、その違いを検証した結果、対照区は初期発芽率が低く、導入植物の生育は不良で次第に衰退した。

添加される土壌微生物を分析した結果は下記の通りであった。
好気性細菌（バチルス属細菌群）２．１×１０^８／ｇ（アルブミン寒天平板培養法）
放線菌３．５×１０^５／ｇ（アルブミン寒天平板培養法）
酵母菌群１．３×１０^８／ｇ（ＤＲＢＣ寒天平板培養法）

アンモニアを用いた悪臭防止効果
ゼオライトを含むサンプルおよびゼオライトを含まないサンプルをそれぞれポリ容器（１．９Ｌ）に入れ、アンモニア水（２８％）１ｍｌを添加してアンモニア臭の変化を理研計器株式会社製ポータブルニオイモニターＯＣ−８５で測定した。その結果を表１に示す。
表１に示すようにゼオライトの入った基盤材は、アンモニア臭を消臭する効果があることが認められた。

１生育基盤材（有機木材チップ）
２有機肥料
３陶器瓦粉砕物
４ゼオライト
５導入植物（種子）
６化成肥料
７生育基盤厚（ｔ＝２ｃｍ〜１０ｃｍ）
８緑化基礎工

Claims

針葉樹チップの有する空隙と無機多孔質鉱物であるゼオライトを配合することにより、適度な保水性を有する緑化基盤材の製造法。
緑化基盤材に陶器瓦粉砕物（焼成多孔質体）を配合して、基盤材中に微細な空隙を造り植物の根に常に酸素を与える機能を付与すると共に、土壌微生物の住処を提供して土壌微生物の活動を盛んにして、有機質材料の分解を促進する。また、陶器瓦粉砕物による透水性、通気性を改善する方法。
ゼオライト、陶器瓦破砕物の遠赤外線効果により、冬場の土壌凍結を防止し、緑化基盤材の崩落を抑え、また、植物の生育を促進する。
緑化植物が生育するに必要な硝酸態窒素の元になるアンモニア成分を保持し、肥料分の流出を防ぎ、保肥性を向上させるために、緑化基盤材にゼオライトを添加する。
リサイクル木材チップとゼオライトにより、基盤材中の有機質材料の分解により発生する悪臭（主としてアンモニア臭）を防止する方法。
化学肥料の補助材として、森林土壌微生物を多く有する発酵鶏糞を使用し、森林土壌微生物の活動を盛んにして、有機質材料の分解を促進する方法。