JP2013185143A

JP2013185143A - 土壌改良剤

Info

Publication number: JP2013185143A
Application number: JP2012054061A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Mori; 伸夫森; Akira Washimi; 亮鷲見
Original assignee: Nikken Sohonsha Corp
Current assignee: Nikken Sohonsha Corp
Priority date: 2012-03-12
Filing date: 2012-03-12
Publication date: 2013-09-19

Abstract

【課題】
塩分濃度が高い土壌であっても、塩分濃度を低減し、さらに農作物の育成に寄与する土壌中のバクテリアの増殖も可能であり、また、土壌に散布された余剰の肥料を低減することも可能である土壌改良剤を提供することを課題とする。
【解決手段】
本発明は、含窒素化合物含有素材と、塩分吸収能を有する藻類と、を具備することを特徴とする土壌改良剤、前記含窒素化合物の含窒素化合物がタンパク質であることを特徴とする前記の土壌改良剤、前記含窒素化合物含有素材がクロレラであることを特徴とする前記の土壌改良剤などにより解決した。
【選択図】なし

Description

本発明は、塩害が発生している土壌を耕作等に適するように改善するため、または、肥料過多となった土壌の肥料を軽減するために使用される土壌改良剤に関する。

従来、海岸沿いの土壌、海の干拓により造成された土壌、長年の使用により地表の水分が蒸発により塩分が濃縮された土壌、また、津波により海水が流入した土壌などでは、塩分濃度が高いために農作物の育成が妨げられることが広く知られている。

例えば、特許文献１には、塩分吸収能力の高い藻類を用いて、塩害発生土壌を処理すること塩害発生土壌の改良方法について記載されている。

そして、特許文献２には、樹木の皮から得られた堆肥である樹皮堆肥に、木炭、竹炭、貝殻炭化処理物、海藻類炭化処理物から選ばれる一種又は二種以上を追加して得られた土壌改良剤について記載されている。

特開２００２− ３０２８５号公報特開２００７−３０２８０３号公報

しかしながら、塩分濃度が高い土壌を改良することについて、塩分濃度を下げることは必要であるが、そのような土壌では農作物の成長に寄与し様々な働きをする土壌中のバクテリアも肥沃な土壌に比べると少なく、農作物の育成に必ずしも適した土壌ではなかった。

上述した特許文献１では、確かに塩分吸収能力の高い藻類を用いて、土壌に含有される塩分が除去されることについては言及されてはいるものの、土壌中のバクテリアを増殖させる効果については不十分であった。

また、必要以上に肥料を供給した土壌では、所望する農作物以外の雑草等が増殖するおそれがあるが、そのような余剰の栄養素を含有する土壌に対して、余剰の肥料を低減することが困難であった。

上述した特許文献２では、木材由来の材料を土壌改良剤として使用することに言及されているが、塩分濃度の高い土壌に使用したときに塩分濃度を低減することについては言及されていない。

そこで、本発明では、塩分濃度が高い土壌であっても、塩分濃度を低減し、さらに農作物の育成に寄与する土壌中のバクテリアの増殖も可能であり、また、土壌に散布された余剰の肥料を低減することも可能である土壌改良剤を提供することを課題とする。

（１）すなわち、本発明は、含窒素化合物含有素材と、塩分吸収能を有する藻類と、を具備することを特徴とする土壌改良剤である。

（２）前記含窒素化合物含有素材の含窒素化合物がタンパク質であることを特徴とする（１）に記載の土壌改良剤である。

（３）そして、前記含窒素化合物素材がクロレラであることを特徴とする（１）又は（２）に記載の土壌改良剤である。

本発明に係る含窒素化合物含有素材と、塩分吸収能を有する藻類と、を具備することを特徴とする土壌改良剤により、塩分濃度が高い土壌であっても、塩分濃度を低減し、さらに農作物の育成に寄与する土壌中のバクテリアの増殖も可能であり、また、土壌に散布された余剰の肥料を低減することも可能である。

そして、前記含窒素化合物含有素材の含窒素化合物がタンパク質である前記の土壌改良剤により、さらに効果的に土壌に含有される塩分を低減し、土壌中のバクテリアを増殖することができる。

そして、前記含窒素化合物含有素材がクロレラである前記に記載のいずれかの土壌改良剤により、タンパク質だけでなく脂質、糖分、ビタミン類、ミネラル類を含有するため、塩分吸収能を有する藻類の成長を促進し効果的に土壌に含有される塩分を低減することができる。

本発明に係る含窒素化合物含有素材は、塩分吸収能を有する藻類に対する窒素供給源となる窒素原子を含む化合物を含有する材料である。また、農作物の育成に寄与する土壌中のバクテリアに対する窒素供給源ともなる。このうち、農作物を生育するために使用される窒素肥料、又は、タンパク質を含有する材料、例えば、安全性の高い食品が好ましい。

そして、前記含窒素化合物含有素材において、タンパク質を含有する食品の場合、タンパク質含有割合は、５重量％以上であることが好ましく、１０重量％以上８０重量％以下であることがさらに好ましく、２０重量％以上７０重量％以下であることがもっとも好ましい。一方、窒素肥料の場合、窒素含有割合は、１０重量％以上であることが好ましく、１５重量％以上６０重量％以下、２０重量％以上５０重量％以下であることがもっとも好ましい。タンパク質含有割合、または、窒素含有割合がこの範囲にあると、土壌中に含有される塩分を数週間で大きく低減することができ、さらに、土壌中に含有されるバクテリアを数週間で大きく増殖することができる。なお、窒素肥料とタンパク質を含有する材料を併用して良い。

前記含窒素化合物含有素材としては、窒素肥料として、例えば、硫酸アンモニウム（窒素含有量：２１重量％）、塩化アンモニウム（窒素含有量：２６重量％）、硝酸アンモニウム（窒素含有量：３５重量％）、尿素（窒素含有量：４７重量％）、石灰窒素（カルシウムシナアミド（窒素含有量：３５重量％））、硝酸カルシウム（窒素含有量：１７重量％）、硝酸ナトリウム（窒素含有量：１６重量％）などが好ましく、タンパク質を含有する材料として、例えば、クロレラ（タンパク質含有量：４５重量％）、ゼラチン（タンパク質含有量：８８重量％）、フカヒレ（タンパク質含有量：８４重量％）、鰹節（タンパク質含有量：７７重量％）、たたみいわし（タンパク質含有量：７５重量％）、するめ（タンパク質含有量：６９重量％）、にぼし（タンパク質含有量：６５重量％）、ビーフジャーキー（タンパク質含有量：５５重量％）、高野豆腐（タンパク質含有量：４９重量％）、きな粉（タンパク質含有量：３６重量％）、納豆菌ガム（タンパク質含有量：２３重量％）、乾燥あおさ（タンパク質含有量：２２重量％）、乾燥ひじき（タンパク質含有量：１１重量％）、乾燥こんぶ（タンパク質含有量：８重量％）などが好ましい。このうち、タンパク質だけでなく脂質、糖分、ビタミン類、ミネラル類をバランスよく含有し、安価に入手することができるクロレラが、より好ましい。なお、クロレラは、乾燥したものでも水分を有するものでも良い。また、本発明に用いられる含窒素化合物含有素材は、上記の一種、又は、二種以上組み合わせて用いても良い。

そして、本発明に係る塩分吸収能を有する藻類は、例えば藍藻類や緑藻類などが挙げられ、外部に存在塩分を細胞壁、又は、細胞膜内に吸収することができる藻類である。

前記塩分吸収能を有する藻類としては、例えば、藍藻類では、アナベナ・トルロサ(Anabaena torulosa) 、アファノセケ・ハロフィチカ(Aphanothece halophytica) 、オッシラトリア・リムネチカ(Oscillatoria limnetica)、スピルリナ・スブサルサ(Spirulina subsalsa)、ミクロコレス・クソノプラステス(Microcoleus chthonoplastes)、ベスチェロプシス・プロリフィカ(Westiellopsis prolifica) 、トリポスリックス・セイロニカ(Tolypothrix ceylonica) 、フォルミジウム・ルリドム(Phormidium luridum)、ノストック・コムネ(Nostoc commune)、アナベナ・スファエリカ(Anabaena sphaerica)、カロスリックス・クルスタセア(Calothrix crustacea) 、スピルリナ・マジョール(Spirulina major) 、オッシラトリア・リモサ(Oscillatoria limosa) 、リングビア・コンフェルボイデス(Lyngbya confervoides)、シンプロカ・ラエテ−ビリディス(Symploca laete-viridis)、ヒドロコレウム・メネグヒニアヌム(Hydrocoleum meneghinianum) 、プレクトネマ・ハンスギルギ(Plectonema hansgirgi)、トリポスリックス・フラギリス(Tolypothrix fragilis)、スキトネマ・ジャバリキュム(Scytonema javanicum) 、ディコスリックス・バウエリアナ(Dichothrixbaueriana)、リブラリア・ブラタ(Rivularia bullata) 、ハパロシホン・フォンチナリス(Hapaloshiphon fontinalis)、ベスチェロプシス・プロリフィカ(Westiellopsis prolifica)などが挙げられる。そして、緑藻類では、スコチェロプシス・テレストリス(Scotiellopsis terrestris)、クロロコッカム・エキノチゴツム(Chlorococcum echinozygotum)、ミルメキア・ビアトレラエ(Myrmecia biatorellae)、ディクチオクロロプシス・レチキュラテ(Dictyochloropsis reticulate) 、クロレラ・ブルガリス(Chlorella vulgaris)、アパトコッカス・ロバツス(Apatococcus lobatus) 、ディラビフィルム・アルソピレニアエ(Dilabifilum arthopyreniae) などが好ましい。なお、本発明に用いられる塩吸収能を有する藻類は、上記の藻類の一種、又は、二種以上組み合わせて用いても良い。

前記塩分吸収能を有する藻類は、培養された藻類であってもよい。例えば、培地に付与される培養液としては、ＢＢＭ培地（硝酸ナトリウム２５ｍｇ、塩化カルシウム二水和物２．５ｍｇ、硫酸マグネシウム七水和物７．５ｍｇ、リン酸１カリウム１７．５ｍｇ、リン酸２カリウム１０ｍｇ、塩化ナトリウム２．５ｍｇ、水酸化カリウム３．１ｍｇ等、以上溶液１００ｍｌあたりの添加量）、ＡＦ−６*培地（硝酸ナトリウム１４ｍｇ、硝酸アンモニウム２．２ｍｇ、硫酸マグネシウム七水和物３ｍｇ、リン酸１カリウム１ｍｇ、リン酸２カリウム０．５ｍｇ、塩化カルシウム二水和物１ｍｇ、炭酸カルシウム１ｍｇ等）、Ａｌｌｅｎ*培地（硫酸アンモニウム１３２ｍｇ、リン酸１カリウム２７．２ｍｇ、硫酸マグネシウム七水和物２４．６ｍｇ、塩化カルシウム二水和物７．４ｍｇ等、以上溶液１００ｍｌあたりの添加量）、ＢＧ−１１*培地（硝酸ナトリウム１５０ｍｇ、リン酸２カリウム３水和物４ｍｇ、硫酸マグネシウム七水和物７．５ｍｇ、塩化カルシウム二水和物３．６ｍｇ等、以上溶液１００ｍｌあたりの添加量）などの窒素、リン、カリウムが含有されている水溶液の培養液が好しい。

また、この発明における培養方法としては、上記の藻類の一種を用いる単藻培養であっても、二種以上組み合わせて培養しても良い。また、藻類の単離や洗浄等の物理的手段、あるいは抗生物質の添加等の化学的手段によって、バクテリアの混入を排除する無菌培養である必要性は必ずしもない。

また、この発明における培養条件についても、特に限定されるものでなく、１５〜３０℃程度の常温、大気圧下で、大気中太陽光により培養されることが好ましい。ただし、藻類の種類によって適切な培養条件が必要な場合は、適宜調整することが好ましい。

そして、含窒素化合物含有素材と塩分吸収能を有する藻類との配合割合が、含窒素化合物含有素材／塩分吸収能を有する藻類＝１／９９〜９９／１であることが好ましく、１０／９０〜６０／４０であることがさらに好ましい。含窒素化合物含有素材と塩分吸収能を有する藻類との配合割合がこの範囲にあると、土壌中に含有される塩分を数週間で大きく低減させることができ、さらに、土壌中に含有されるバクテリアを数週間で大きく増殖することができる。

次に、本発明に係る実施例、比較例及び参考例について、さらに具体的に説明する。なお、以下に説明する実施例は、本発明を実施するに好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。

（実施例１）
幅４０ｃｍ、奥行２０ｃｍ、高さ１５ｃｍの直方体容器に、製紙工場より排出された紙残渣を６０重量％含有する懸濁液を４．７ｋｇと、藻類であるフォルミジウム・ルリドム(Phormidium luridum)の５重量％含有する懸濁液を０．１０ｋｇと、ＢＢＭ培地１．０Ｌ（１．０ｋｇ）を加えて混合し、フォルミジウム・ルリドム(Phormidium luridum)を含有する固体状の培地を作成した。そして、この培地を底が穿孔されている水稲用育苗箱（稚苗用）におおよそ２ｃｍの厚みで敷き詰め、遮光率５１％の寒冷紗の下で、外気温１７〜２２℃の温度条件下この苗箱を静置し培養を行った。

この培養したフォルミジウム・ルリドム(Phormidium luridum)を遠心分離機により脱水し、含水率７０重量％のペースト状態とした。

この含水率７０重量％のフォルミジウム・ルリドム(Phormidium luridum)１０．０ｋｇに、タンパク質含有量が４５重量％である乾燥クロレラ２．０ｋｇを配合し、ニーダーにて均一に混合した。

そして、この混合物を、造粒機により紐状に成形し、乾燥機の中で５０℃、１０時間乾燥して、粒状に粉砕し、土壌改良剤を得た。また、乾燥温度は４０〜６０℃、乾燥時間は８〜１２時間で適宜変更することができる。なお、フォルミジウム・ルリドム(Phormidium luridum)は８０％以上生存していることを確認した。

そして、東日本大震災で津波の被害にあった宮城県の田んぼ１２８ｍ^２を田起こしした後に、上記土壌改良剤を６．５ｋｇ散布して、水深１０ｃｍとなるよう水を張り、開始時と、２週間後、４週間後、そして実験開始後４週間の段階で排水しそれからさらに２週間後の各所定時間経過後の塩分、細菌数について測定する実験を行った。その結果を表１に示す。

（比較例１）
実施例１と同地域の田んぼ１２８ｍ^２を田起こししたのみで、実施例１と同様に開始時と各所定時間経過後の塩分、細菌数について測定する実験を行った。その結果を表１に示す。

（比較例２）
実施例１と同地域の田んぼ１２８ｍ^２を田起こしした後に、消石灰２６ｋｇを散布して、水深１０ｃｍとなるよう水を張り、開始時と各所定時間経過後の塩分、細菌数について測定する実験を行った。その結果を表１に示す。

なお、土壌中の塩分濃度測定については、土壌の一部を５ｇ採取し、それに水を２５ｇ添加し、よく撹拌したのち静置、濾過し、定容後、モール法にて測定した。そして、細菌数は、一般生菌数を測定した。

この表１より、実施例１では、土壌中の塩分が試験開始後２週間後にはすでに当初の１０分の１以下まで減少しており、何も散布していない比較例１、消石灰を散布した比較例２よりも素早く土壌中の塩分を低減させることができることが分かった。

また、土壌中の細菌について一般生菌数分析を行ったところ、実施例１では、試験開始後２週間後には３倍まで増殖しており、何も散布していない比較例１、消石灰を散布した比較例２よりも細菌の増殖に適していることが分かった。

（実施例２）
実施例１と同様に、含水率７０重量％のフォルミジウム・ルリドム(Phormidium luridum)１０．０ｇに、タンパク質含有量が４５重量％である乾燥クロレラ２９７ｇを配合し均一に混合した後に、実施例１と同地域の土を用いて、実施例１と同じ条件となるように散布等を行い、開始時と各所定時間経過後の塩分、細菌数について測定する実験を行った。その結果を表２に示す。

（実施例３）
実施例１と同様に、含水率７０重量％のフォルミジウム・ルリドム(Phormidium luridum)９９０．０ｇに、タンパク質含有量が４５重量％である乾燥クロレラ３．０ｇを配合し均一に混合した後に、実施例１と同地域の土を用いて、実施例１と同じ条件となるように散布等を行い、開始時と各所定時間経過後の塩分、細菌数について測定する実験を行った。その結果を表２に示す。

（実施例４）
実施例１と同様に、含水率７０重量％のフォルミジウム・ルリドム(Phormidium luridum)１００．０ｇに、タンパク質含有量が２３重量％である納豆菌ガム２７０．０ｇを配合し均一に混合した後に、実施例１と同地域の土を用いて、実施例１と同じ条件となるように散布等を行い、開始時と各所定時間経過後の塩分、細菌数について測定する実験を行った。その結果を表２に示す。

この表２より、実施例１と同様に、実施例２〜４においても土壌中の塩分濃度を低減することができ、土壌中の細菌を増殖することができることが分かった。

これらの結果は、土壌改良剤に含有されるクロレラのタンパク質を分解し窒素源として、土壌中の細菌が増殖していることを示唆している。

Claims

含窒素化合物含有素材と、塩分吸収能を有する藻類と、を具備することを特徴とする土壌改良剤。
前記含窒素化合物含有素材の含窒素化合物がタンパク質であることを特徴とする請求項１に記載の土壌改良剤。
前記含窒素化合物含有素材がクロレラであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の土壌改良剤。