JP2013039124A - 種子プラグおよび汚染土壌の浄化方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】肥料あるいは少量の栄養塩を含む種子育成対象土壌65〜97パーセントに対し、蒟蒻粉、寒天粉、片栗粉、葛粉、コンスターチ、白玉粉のうちのいずれかの粉体、あるいはそれらを2以上混合して構成する粉体からなる原料を3〜35パーセントの範囲で水を加えて混合した後、これを乾燥させて製造された培地で植物の種子を包被し、作製してなる種子プラグを作製する。また種子プラグ作製工程と、重金属類で汚染された土壌の土地に種子プラグを植栽し、植物を育成させる育成工程と、育成工程で育成された植物の根、葉、茎、および花を収穫し、乾燥させた後に焼却することにより、植物が吸収した重金属類を回収する回収工程と、を備える。
【選択図】図4
Description
図1は、本発明の第1実施形態に係る種子プラグおよび汚染土壌の浄化方法にしたがって、汚染土壌20に種子プラグ10を植えるところを概念的に示した断面図である。
培地12は、植物の種類に対応した厚さ、および所定の育苗状態に対応した厚さで種子を包被する。培地12をこのような厚さにすることによって、育苗中の種子、根、および茎を、所定の期間、重金属類を含んだ土壌20に触れにくくするとともに、ある育成状態になった後は土壌20内に根を延ばすことができる。したがって、発芽から所定の期間においては、土壌20に触れにくいために発芽率および生育率を高めることができ、かつ、育苗後は、土壌中の重金属類を吸収するため所望の回収率を実現することができる。
醗酵有機物炭,およびこれらの複合肥料)の他、液肥(有機質,化成,およびこれらの複合肥料)、単肥(窒素,リン酸,カリウム,マグネシウム,およびこれらの複合肥料)などの有機化成肥料を用いることとしてもよい。さらに、こうした肥料に加え、少量の土壌改良剤(堆肥,バーミキュライト,パーライト,石灰,ケイ酸,およびこれらの複合剤)を添加してもよい。さらに添加する栄養塩としては、微量のマグネシウム,ナトリウムなどの他、活力剤(微量化学物質含有)などがあり、さらにハイポネックス(商標)など市販のものを用いても良い。
土壌20はシート30に覆われている。このシート30は、重金属類を溶出させるキレート剤や重金属類を吸着させる吸着剤を含んでいることが好ましい。また、このシート30は、植物の根を這わすことが出来る材質のものが好ましい。このようなシート30で土壌20を覆っているため、土壌20の土および土壌20に含まれる重金属類が雨、風その他の気候条件によって外へ飛散、拡散することを防止でき、これにより土壌20に含まれる重金属類を植物によってより多く吸収することができる。
回収工程においては、植物内で確保されている状態を保ちつつ、植物の容量を減少させるため、これを乾燥した後に焼却される。この焼却物を回収することにより、植物が吸収した鉛、カドミウム、ほう素、クロム、銅、亜鉛、マンガン、ニッケルその他の重金属類を回収する。
以下、本実施形態の実施例について説明する。
(1)種子プラグの作製例と効果
蒟蒻粉、寒天粉、片栗粉、葛粉、コンスターチ、白玉粉のうちのいずれかの粉体、あるいはそれらを2以上混合して構成する粉体からなる原料を用い、以下の通り培地を作製した。
ここでは、肥料あるいは少量の栄養塩を含む種子育成対象土壌として扱いやすい5mmメッシュの篩を通過させたファインピートを用いることとした。
(b)ファインピート39〜58.2gに、(a)で作製した原液を流し込む。これにより、液肥による栄養分も添加されることになる。つづいて、ファインピートと原液を十分に練り合わせ、培地を作製する。この時、培地の状態は、水分過多の糊状よりも粘土状になっていることが好ましい。
(c)200個のプラグの型を備えたプラグトレイの各型に培地を充填し、プラグをそれぞれ形成する。
(d)(c)の各プラグ中の培地に種子を入れるための穴をそれぞれ開けて、乾燥器に入れ、70℃で2日間1次乾燥、さらに80℃で1日間2次乾燥させる。ここで、培地が湿っていると、種子を封入後、植物は直ちに発芽過程に進行するので、完全に水分を飛ばし培地を乾燥させることで、この発芽過程を止めることが好ましい。乾燥後、プラグの穴に種子を入れて、5mmメッシュの篩を通過させたファインピートを種子の上にかぶせ澱粉糊を塗布するか、あるいは、上記のファインピートと澱粉糊を混合させたものを塗布して、種子プラグが完成する。また種子は、作製する種子プラグの略中心に位置させることが好ましい。
検討対象は、実汚染土壌に種子を直播した場合(図3の「直播」)、実汚染土壌に培土を被せてから種子を直播した場合(図3の「培土+直播」)、実汚染土壌に蒟蒻プラグを用いた場合(図3の「プラグ」)、および、実汚染土壌に栄養塩入り蒟蒻プラグを用いた場合(図3の「栄養塩入りプラグ」)の4つのパターンである。各パターンにおいて、20粒の種子又は15個のプラグを各々プランターに播種した。実汚染土壌として、鉛溶出量が0.085mg/リットルである現場の土壌を用い、栄養塩入りのプラグにはハイポネックス(ハイポネックスジャパン製)を2000倍に希釈してプラグ作製時に添加している。
図3において、各パターンの棒グラフは、左側が播種から1ヶ月後の平均草丈を、右側が2ヶ月後の平均草丈(単位cm)を、それぞれ示している。
(a)直播の場合:最大33cm、平均20cm
(b)培土+直播:最大29cm、平均21cm
(c)プラグの場合:最大27cm、平均18cm
(d)栄養塩入りプラグを用いた場合:最大41cm、平均24cm
図4は、蒟蒻プラグの有効性の検討に使用した2つの土壌への重金属類の溶出量を示す表である。図5は、図4に示す土壌に対して種子を直播した場合と蒟蒻粉が16.7パーセント含有された蒟蒻プラグに封入した状態で種子を播いた場合の生育状態を比較する表である。図4において、溶出量は、土壌1リットルあたりに溶出した重金属類の重量であり、その単位はmg/リットルである。また、図5において、平均湿重量とは土壌から採取し、付着した土壌を洗浄した直後の状態の植物の重量であり、平均乾燥重量とは土壌から採取し、付着した土壌を洗浄後、乾燥器に入れ70℃で2日以上連続乾燥させた後、室温で1〜2時間放冷させた状態の植物の重量である。
一方、高濃度汚染地については、直播の生育株数が12であるのに対して、蒟蒻プラグの生育株数は20であった。
また、平均湿重量、平均乾燥重量ともに、直播よりも蒟蒻プラグを用いた場合の方が重量は大きくなっている。
低濃度汚染地Bでは、図10においてヒマワリの平均乾燥重量を、図11において平均草丈をみると、いずれの種子プラグも蒟蒻プラグと同等かそれ以上の生長が認められる。
また、高濃度汚染地Fでも低濃度汚染地Bと同様に栽培したところ、図12においてダイズの平均乾燥重量を、図13において平均草丈をみると、いずれの種子プラグも蒟蒻プラグと同等かそれ以上の生長が認められる。
播種や種苗移植時における人件費等の経費や時間を節約するために、機械化できることが好ましい。機械化においては、既に市販されているもので入手し易い資材や機材を利用することが初期投資の観点からも好ましい。ここでは、日本甜菜製糖株式会社製の264穴のチェーンポットと、日本甜菜製糖株式会社製の移植機を利用した。このチェーンポットは、現在3種類市販され、植物の種類や使用用途によって使い分けることが出来る。
一方、チェーンポットに播種した植物は発芽の前後に係わらずに移植できる。このため、種子プラグを一つずつ手で植えるときに問題となっていた時間的手間暇やそれに伴う人件費の問題は、チェーンポットを用いれば平地面において相当程度解決できる。
(a)ハイポネックスを水で2000倍に希釈した水溶液300ミリリットルに対し、蒟蒻粉に代表される原料1.8〜21gを添加し、常温で撹拌し出来るだけ全ての原料を溶解させる。その後、弱火で撹拌しながら加熱し、原料を完全に溶かしたものを原液とする。
(b)5mmメッシュの篩を通過させたファインピート39〜58.2gに、(a)で作製した原液を流し込む。これにより、液肥による栄養分も添加されることになる。つづいて、ファインピートと原液を十分に練り合わせ、培地を作製する。この時、培地の状態は、水分過多の糊状よりも粘土状になっていることが好ましい。
(c)チェーンポットに培地を充填する。
(d)チェーンポットの培地に種子を入れるための穴をそれぞれ開けて、乾燥器に入れ、70℃で2日間1次乾燥、さらに80℃で1日間2次乾燥させる。乾燥後、プラグの穴に種子を入れ、5mmメッシュの篩を通過させたファインピートを種子の上にかぶせ澱粉糊を塗布するか、あるいは、上記のファインピートと澱粉糊を混合させたものを塗布して、チェーンポットが完成する。
(e)完成したチェーンポットを移植機にセットし、土壌に移植する。
(i)重金属類による汚染は、汚染域以外に拡散させることは絶対に許されない。人為的な場合を除けば、この拡散には地中において水と一緒に溶け出す場合と空中に飛散する場合が考えられる。地中において溶け出す場合は、今まで述べたようにファイトレメディエーションによって除去していけばよい。
なお、大雨を想定して大量に水を一ヶ所にかけ続けた場合、培地の一部が崩れてしまう場合もあるので、注意は必要である。また、表面だけ乾燥した生乾きの状態だと培地を保持できずボロボロと崩れてしまってロール状に出来ず、さらに水分を含む分重いため持ち運びに不便であった。逆に十分に乾燥させたところ、変形し、大幅に縮み上がってしまった。
この種子シートの利点は以下の通りである。
(a)軽量化や運搬の容易さ、低価格の設定が可能となる。
(b)プラグ内の種子を変えることで品種を限定しない。
(c)シートにより汚染土の飛散や流出を防止し、土壌形状を保持する。
(d)傾斜地への移植を容易にし、種子の流出を防止する。
11 種子
12 培地
20 土壌
21 植栽位置
30 シート
31 開口
Claims (7)
- 肥料あるいは少量の栄養塩を含む種子育成対象土壌65〜97パーセントに対し、蒟蒻粉、寒天粉、片栗粉、葛粉、コンスターチ、白玉粉のうちのいずれかの粉体、あるいはそれらを2以上混合して構成する粉体からなる原料を3〜35パーセントの範囲で水を加えて混合した後、これを乾燥させて製造された培地で植物の種子を包被し、作製してなる種子プラグ。
- 種子の重量に対し、10〜100倍の重量の範囲で植物の種子を包被し、作製してなる請求項1に記載の種子プラグ。
- 植物の種子は、包被する培地の略中心に位置させ、作製してなる請求項1に記載の種子プラグ。
- 肥料あるいは少量の栄養塩を含む種子育成対象土壌65〜97パーセントに対し、蒟蒻粉、寒天粉、片栗粉、葛粉、コンスターチ、白玉粉のうちのいずれかの粉体、あるいはそれらを2以上混合して構成する粉体からなる原料を3〜35パーセントの範囲で水を加えて混合した後、これを乾燥させて製造された培地で植物の種子を包被することによって種子プラグを作製する種子プラグ作製工程と、
重金属類で汚染された土壌の土地に前記種子プラグを植栽し、前記植物を育成させる育成工程と、
前記育成工程で育成された前記植物の根、葉、茎、および花を収穫し、乾燥させた後に焼却することにより、前記植物が吸収した前記重金属類を回収する回収工程と、
を備えることを特徴とする汚染土壌の浄化方法。 - 前記土地は、前記種子プラグを植栽する部分に開口を備えた、シートに覆われていることを特徴とする請求項4に記載の汚染土壌の浄化方法。
- 前記シートは、前記重金属類を溶出させるキレート剤や前記重金属類を吸着させる吸着剤を含んでいることを特徴とする請求項4に記載の汚染土壌の浄化方法。
- 前記回収工程において回収する前記重金属類が、鉛、カドミウム、ほう素、クロム、銅、亜鉛、マンガン、ニッケル、セシウム、ストロンチウムを含むことを特徴とする請求項4に記載の汚染土壌の浄化方法。
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