JP2017046674A - 製鋼スラグコーティング種子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】作業者の手間が少なく低コストで製造可能でありながら、製鋼スラグによる均一で十分な量のコーティング層を備え得る製鋼スラグコーティング種子、および、その製造方法を提供する。【解決手段】製鋼スラグコーティング種子１は、イネなどの種子２と、種子２の外側に形成された製鋼スラグ層３とを有し、製鋼スラグ層３は、製鋼スラグを粉砕してなる製鋼スラグ粉末からなる被覆層であり、この製鋼スラグは、該製鋼スラグの全成分に対して、鉄分を１０質量％以上、カルシウム分を３０質量％以上含有する。【選択図】図１

Description

本発明は、製鋼スラグ粉末を種子の周囲にコーティングした製鋼スラグコーティング種子およびその製造方法に関する。

近年の米価下落により、水田でのコメづくりに対する低コスト省力化技術が急速に求められている。従来、コメづくりは、苗を作り、田植えをすることから始まるが、この苗づくりの手間を減らすことが大きな省力化につながる。

直播栽培によるコメの生産は、育苗および田植え作業を省くことができるため、労力や使用資材などの削減が可能となり、コメの生産に係るコストを抑えることができる。コメの直播栽培の中では、特に、鉄コーティング種子を表面播種する鉄コーティング直播栽培が著名である。鉄コーティング種子は、移植栽培の場合とは異なり、作り置きが可能であるため、冬の間の農閑期に鉄コーティング処理を行なっておくことで、春の播種に係る一連の作業に要する時間を短縮できる。また、育苗中に育苗箱を使用する必要性がない。その他、生産に係る労働力の省力化以外にも、鉄コーティングに由来する特有のさまざまなメリットがある。例えば、鉄コーティング種子は、その比重が大きいために浮遊の発生を防止できる。また、種子の表面の鉄層は非常に堅固であるため、鳥害の発生を抑制できる。

この鉄コーティング直播栽培については、従前より技術開発が進められている。鉄コーティング直播栽培の種子作製に関しては、従来より、種子の表面を鉄粉と焼石膏との混合物でコーティングし、さらにその表面を、仕上げ層として焼石膏でコーティングする形態が採用されてきた。これは、焼石膏の有する酸化促進能と相まって鉄粉が種子の表面で酸化して錆となり、その錆が糊として作用し、コーティング層を種子に十分に固着させるためである。

また、特許文献１によれば、従来必要とされていた焼石膏の仕上げ層を形成しなくとも、剥離量は変わらないこと、ならびに、剥離した金属粉の粒子径が仕上げ層を形成した場合よりも小さくなることが言及されており、当該文献の種子には仕上げ層が形成されていない。

さらに、最近では鉄粉以外の材料で種子をコーティングする技術も導入されている。特許文献２によれば、天然フミンと鉄（粉または粒）とリグニン硬化剤で種子をコーティングすることによって、ミネラルをフルボ酸鉄やキレート化合物として土壌や水中に溶出させ、そのミネラルを根から吸収させて強健な苗とすることができるとされる。

特開２０１４−１１３１２８号公報 特開２０１５−６９７９公報

しかしながら、特許文献１の技術も含め、鉄コーティング種子を作製する技術に関しては、鉄粉は地域によっては入手が困難で、価格も１トンあたり５０万円前後と使用する原材料が非常に高価である。

また、鉄コーティング処理をする際に、鉄粉だけではうまくまとまらず、焼石膏と混合する必要があるが、鉄粉と焼石膏は比重が大きく異なるため、均一に混合することが難しく、コーティングにムラが生じ、コーティングした鉄粉が乾燥後に脱落する場合がある。この場合、浮遊や鳥害の発生を十分に抑制できず、イネの収率が低くなる。さらに、鉄コーティング処理後、鉄の酸化反応に起因する発熱を落ち着かせるために、５日程度の養生期間を要する。この発熱は、種子に自生する病原菌を消滅できる長所がある一方で、過度な発熱によって品質劣化を招くおそれがある。

鉄コーティング直播栽培では、上述の種子への鉄粉コーティング処理や養生を、通常、直播栽培を行なう作業者（農家）自身が実施するため、コーティングの困難性や長い養生期間は、作業者の強い懸念事項であり大きな手間となる。

特許文献２では、鉄以外に、ミネラル分を含むものとして製鋼スラグをコーティング材料に使用できることが示唆されている。しかしながら、特許文献２の技術では、硬化剤を含んだ材料を用いて種子をコーティングする必要があるため、コーティング種子の作製においてコストや手間を要する。

また、製鋼スラグをコーティング材料とする場合であっても、製鋼スラグの種類（特に、その成分）によっては、十分な付着量が得られず、ミネラル分などの供給があまり期待できず、鳥害の発生なども十分に抑制できない。また、製鋼スラグは鉄粉よりも比重が小さいため、十分な付着量が得られない場合では、コーティング種子の重量が軽くなる。その場合、空中散布時に土中に種子が十分潜らず、浮遊や鳥害の発生のおそれがある。

本発明はこのような問題に対処するためになされたものであり、作業者の手間が少なく低コストで製造可能でありながら、製鋼スラグによる均一で十分な量のコーティング層を備え得る製鋼スラグコーティング種子、および、その製造方法を提供することを目的とする。

本発明の製鋼スラグコーティング種子は、種子と、該種子の外側に形成された製鋼スラグ層とを有する製鋼スラグコーティング種子であって、上記製鋼スラグ層は、製鋼スラグを粉砕してなる製鋼スラグ粉末からなる被覆層であり、上記製鋼スラグは、該製鋼スラグの全成分に対して、鉄分を１０質量％以上、カルシウム分を３０質量％以上含有することを特徴とする。特に、上記種子が、イネの種子であることを特徴とする。

また、上記製鋼スラグは、該製鋼スラグの全成分に対して、鉄分を１０質量％〜３０質量％、カルシウム分を３０質量％〜５０質量％含有することを特徴とする。

また、上記製鋼スラグ粉末は、粒子径６００μｍ以下であり、かつ、粒子径４５μｍ以下である粉末を２０％以上含むことを特徴とする。

本発明の製鋼スラグコーティング種子の製造方法は、種子と、該種子の表面に形成された製鋼スラグ層とを有する製鋼スラグコーティング種子の製造方法であって、該製造方法は、上記製鋼スラグ層の材料となる製鋼スラグとして、該製鋼スラグの全成分に対して、鉄分を１０質量％以上、カルシウム分を３０質量％以上含有する製鋼スラグを粉砕して粉末化する製鋼スラグ粉砕工程と、コーティング前の種子に水分を含ませる浸種工程と、上記製鋼スラグ粉砕工程で得られた製鋼スラグ粉末と、上記浸種工程で得られた種子とを混合して、該種子の表面に上記製鋼スラグ粉末からなる製鋼スラグ層を形成する製鋼スラグコーティング工程とを有することを特徴とする。特に、上記種子が、イネの種子であることを特徴とする。

また、上記製鋼スラグ粉砕工程において、上記製鋼スラグを粒子径６００μｍ以下の製鋼スラグ粉末に粉砕することを特徴とする。

また、上記製鋼スラグ粉砕工程で得られる上記製鋼スラグ粉末は、粒子径４５μｍ以下である粉末を２０％以上含むことを特徴とする。

本発明の製鋼スラグコーティング種子は、種子と、該種子の外側に形成された製鋼スラグ層とを有し、この製鋼スラグ層を構成する製鋼スラグとして、製鋼スラグの中でも特に、製鋼スラグ全成分に対して、鉄分を１０質量％以上、カルシウム分を３０質量％以上含有するものを用いるので、種子の外側に均一で十分な量のコーティング層（製鋼スラグ層）を備え得る。

コーティング材料に製鋼スラグのみを用いるため、コーティング材料に鉄粉などを用いる鉄コーティング種子の場合と比較して、原材料のコストを大幅に抑えられる。また、製鋼スラグ粉末による単独被覆であるため、鉄粉と焼石膏を用いる鉄コーティング種子の場合と比較して、コーティングにムラが生じにくく、コーティング層が剥離・脱落しにくい。さらに、製鋼スラグ中の鉄分は大部分が既に酸化しているため、鉄コーティング種子の場合と比較して、コーティング処理に起因する発熱時間が短く、長い養生期間を必要とせず、短期間で播種作業を開始できる。これらの結果、本発明の製鋼スラグコーティング種子は、鉄コーティング種子と比較して、作業者の手間が少なく低コストで製造可能である。

また、イネなどの生育期間中に製鋼スラグから溶出する鉄分、ケイ酸、カルシウム分、マンガン、マグネシウム、ホウ素などのミネラルも生育に寄与するため、生育に係る資材などのコストを大幅に抑えられる。

また、製鋼スラグ粉末を、予め６００μｍ以下に微粉砕して用いれば、他の固化剤を使用しないで種子コーティングが可能となり、材料コストを削減できる。特に、粒子径４５μｍ以下の粉末が２０％以上含まれていると、製鋼スラグ粉末がより堅固に種子に固着する。

製鋼スラグは、粉砕をするだけで簡単に均一化できる。したがって、種子にコーティングする際に該粉末が飛散することがほとんどないため、均一性の高い製鋼スラグ層で被覆された種子を得ることができる。

本発明の製鋼スラグコーティング種子の一例を示す概略図である。 本発明の製鋼スラグコーティング種子の製造方法の工程を示すフロー図である。 実施例１の製鋼スラグコーティング種子の写真である。 比較例１の鉄コーティング種子の写真である。 浸水実験結果を示す写真である。 覆土を施した発芽実験の結果を示す写真である。 覆土を施さない発芽実験の結果を示す写真である。 播種後に生成した根の様子を示す写真である。 空中から水田に散布播種された種子の様子を示す写真である。 イネの生育状況を示す写真である。 粒度分布ごとの付着重量を示す図である。 製鋼スラグ粉末の粗目と細目による差を示す写真である。 スラグ種類毎の種子に対する付着重量を示す図である。 スラグ種類毎の種子に対する付着の態様を示す写真である。

本発明の製鋼スラグコーティング種子を図１に基づき説明する。図１は、この製鋼スラグコーティング種子の一例を示す概略図である。図１に示すように、本発明の製鋼スラグコーティング種子１は、種子２と製鋼スラグ層３とを備える。製鋼スラグ層３は、製鋼スラグを粉砕してなる製鋼スラグ粉末からなる被覆層（コーティング層）である。図１に示す例では、種子２の表面に直接製鋼スラグ３を形成しているが、種子２と製鋼スラグ層３との間に、本発明の目的を阻害しない範囲で、必要に応じて他の中間層を設けてもよい。

種子２は、直播栽培用の作物の種子であれば特に限定されない。本発明では、主にイネの種子を対象としている。イネの品種として、ジャポニカ種やインディカ種などを使用できる。種子２に製鋼スラグ層３を設けた製鋼スラグコーティング種子１は、製鋼スラグ層３を構成する製鋼スラグ粉末の比重が水の比重よりも高く、十分な量の製鋼スラグ粉末が付着していることから、種子の水中への沈下性が高い。このため、浮遊（浮き稲）や鳥害の発生を防止できる。また、種子２の表面に形成された製鋼スラグ層３は非常に硬質であるため、鳥害に対して強い耐性を示す。

製鋼スラグコーティング種子は、主に直播栽培に使用できる。製鋼スラグコーティングを行なう時期は、直播などの播種を実施する前であれば特に限定されるものではない。ただし、製鋼スラグコーティング種子は、移植栽培の場合とは異なり、作り置きが可能であるため、冬の間の農閑期に製鋼スラグコーティング処理を行なっておくことで、春の播種に係る一連の作業に要する時間を短縮できる。

本発明の製鋼スラグコーティング種子は、種子を被覆する材料として製鋼スラグ粉末を用いることに特徴を有する。製鋼スラグとは、高炉で製造された銑鉄から不純物を取り除き、さらに生石灰やケイ石などの副原料を加えて加工性の高い鋼にする過程で副生成物として得られるスラグであり、その製鋼方法の種類・過程により成分などが異なる。製鋼スラグを原料とし加工した肥料の市場販売価格は１ｔあたり２万円〜５万円であり、鉄粉と比較すると非常に安価である。

本発明では、製鋼スラグとして、可溶性石灰を主成分として含有し、その他の成分として、鉄分、可溶性ケイ酸、可溶性苦土、く溶性リン酸、く溶性マンガン、く溶性ホウ素などを含有するものを用いる。特に、鉄分が１０質量％以上、カルシウム分が３０質量％以上である製鋼スラグ粉末を用いる。ここで、カルシウム分は、主成分である可溶性石灰由来のものである。また、鉄分はその大部分が三酸化二鉄や一酸化鉄に既に酸化されているものである。製鋼スラグの中でも、このような成分の製鋼スラグを用いることで、種子の外側に均一で十分な量のコーティング層（製鋼スラグ層）の形成が可能となる。より好ましい成分範囲としては、製鋼スラグの全成分に対して、鉄分を１０質量％〜３０質量％、カルシウム分を３０質量％〜５０質量％含有するものである。

また、上記成分範囲（鉄分１０質量％以上、カルシウム分３０質量％以上）を満たしつつ、カルシウム分の重量が鉄分の重量の５倍以内であることが好ましく、カルシウム分の重量が鉄分の重量の２倍以内であることがより好ましい。石灰分であり、製鋼スラグ粉末の種子に対する付着性に寄与するカルシウム分を一定量確保しつつも、鉄分量を極力多くすることで、製鋼スラグの付着重量および付着容量を多くできる。

また、製鋼スラグに含まれる他の成分により、種子に対して種々の効果が付与される。具体的には、可溶性ケイ酸が含まれることにより、葉や茎が丈夫なものとなって倒伏し難くなり、結果、受光態勢が良好となって登熟歩合が高いものとなる。また、く溶性リン酸が含まれることにより、細胞質の形成が促進され、根張りがよくなり、イネが丈夫になる。また、鉄分に加えてく溶性マンガンが含まれることにより、イネの根腐れや秋落ちを誘発しやすい物質である硫化水素ガスを化学反応させて無害化できる。また、く溶性マンガンやく溶性ホウ素が含まれることにより、イネが微量要素欠乏症を起こしにくくなる。また、可溶性石灰が含まれることにより、土壌の酸性度が緩和し、根の発達が促進される。また、可溶性苦土が含まれることにより、葉緑素が増加し、光合成が促進されるので、炭水化物の生成量が増加する他、く溶性リン酸と鉄との結合を防止して該く溶性リン酸を吸収しやすくして根張りをよくし、これに伴って、可溶性石灰の吸収量が改善される。

製鋼スラグ粉末の粒子径は、６００μｍ以下であることが好ましい。製鋼スラグ粉末の粒子径を上記範囲内（最大粒子径が６００μｍ）とすることで、他の固化剤を使用しない場合でも、容易に、イネなどの種子の表面にコーティングが可能になる。また、粒子径が４５μｍ以下の製鋼スラグ粉末を２０％以上含んでいることが好ましい。より好ましくは、３５％以上である。このような細かい粉末を用いることで、製鋼スラグ粉末が種子により強固に固着しやすくなる。

製鋼スラグ粉末の密度は特に限定されないが、通常、水よりも大きく、嵩密度で１．３〜２．５ｇ／ｃｍ³程度である。鉄粉と比較すると密度は小さいものの、従来の鉄コーティング（鉄粉＋焼石膏）と比較して付着容量は多くなる。このため、十分な増量が図れ、水に対する沈下性が高く、浮遊などを防止できる。

本発明の製鋼スラグコーティング種子の製造方法について説明する。図２に示すように、本発明の製造方法は、（１）製鋼スラグ粉砕工程と、（２）浸種工程と、（３）製鋼スラグコーティング工程と、（４）乾燥工程とを有する。以下、各工程について説明する。

（１）製鋼スラグ粉砕工程
この工程は、製鋼スラグ層の材料となる製鋼スラグとして、該製鋼スラグの全成分に対して、鉄分を１０質量％以上、カルシウム分を３０質量％以上含有する製鋼スラグを粉砕して粉末化する工程である。粉砕は、まず、製鋼所より搬入された製鋼スラグを粗破砕した後、粗破砕された製鋼スラグを微粉砕することで行なう。粉砕後の製鋼スラグ粉末の粒子径などの好適範囲は、上述のとおりである。微粉砕にあたっては、ボールミルを用いることが好ましい。これは、ボールミルは主に乾式で使用され、乾式自生粉砕ミルなどよりさらに微粉砕でき、上述の粒子系範囲を得やすいためである。

（２）浸種工程
この工程は、コーティング前の種子に水分を含ませる工程である。まず、種子を網袋に入れる。そして、種子の入った網袋を、水を十分に入れた容器の中で一昼夜浸漬する。浸漬を終えたら、網袋を容器内から取り出し、水をきる。脱水に関しては、パレット上に上記網袋を置いて水が垂れなくなるまで行なうか、上記網袋をつり下げて水が垂れなくなるまで行なう。これにより、種子の芽が覚めやすくなるとともに、製鋼スラグ粉末が種子表面に付着しやすくなる。冬場に浸種処理を施すときは催芽機を用いて、所定時間加温してもよい。

（３）製鋼スラグコーティング工程
この工程は、製鋼スラグ粉砕工程で得られた製鋼スラグ粉末と、浸種工程で得られた種子とを混合して、該種子の表面に製鋼スラグ粉末からなるコーティング層（製鋼スラグ層）を形成する工程である。コーティングにおいては、ドラム容器を備えるコーティングマシンやコンクリートミキサーを使用できる。ドラム容器を備えるコーティングマシンは、支持体の上部に所定角度を傾斜させたドラムと、そのドラムを回転させる制御装置とを備える。また、コンクリートミキサーは、支持体の上部に所定角度を傾斜させたタンクと、そのタンクを回転させる制御装置とを備える。使用するコーティングマシンおよびコンクリートミキサーはいずれも市販品を利用できる。

いずれを用いる場合も、まず、そのドラムやタンクの中に、浸種処理を施した種子を投入する。そして、このドラムやタンクを回転させながら製鋼スラグ粉末を投入する。さらに、回転を継続させながら、スプレーを用いて水を噴霧する。この製鋼スラグ粉末投入および水噴霧の作業を数回繰り返す。これにより、製鋼スラグ粉末が種子の表面に付着してコーティングされる。コーティング材料が微細化された製鋼スラグ粉末のみであるため、鉄粉と焼石膏の場合のようにコーティング時に粉末が飛散することがなく、作業者の熟練度などによらず、容易に均一性の高いコーティング層を形成できる。

（４）乾燥工程
この工程は、製鋼スラグ粉末からなる製鋼スラグ層が形成された種子を乾燥する工程である。ドラムやタンクの回転を停止し、コーティング種子を薄く広げて乾燥させる。薄く広げることで、コーティング種子の製鋼スラグ層に若干残存する鉄分の酸化を促進し、放熱をさせやすくして熱のこもりによる種子の劣化を防止できる。なお、乾燥方法としては、機器等は必要とせず、自然乾燥でよく、乾燥・養生時間も１日程度で十分である。

乾燥・養生時間が、鉄コーティングの場合の５日から１日程度に短縮できるのは、製鋼スラグに含まれる鉄分の多くが既に酸化されているため、ほぼ発熱せず、鉄の酸化反応に起因する発熱を落ち着かせる必要がないためである。なお、即時に直播する場合などは、この乾燥工程自体を省略してもよい。

その他の工程として、種子と製鋼スラグ層との間に、鉄粉と焼石膏とを有する中間層を形成する中間層形成工程を、（２）浸種工程と（３）製鋼スラグコーティング工程との間に設けてもよい。中間層を設けることにより、製鋼スラグ層の脱落を抑制できる。なお、中間層形成工程に用いる装置は、上述の製鋼スラグコーティング工程に用いたものと同様の装置でよい。

このようにして得られた製鋼スラグコーティング種子は、鉄コーティング種子に係る一般的な直播栽培方法と同等の工程によって、イネを栽培することができる。

以下に、本発明の製鋼スラグコーティング種子の実施例について、比較例を交えながら説明する。
実施例１として、イネ種子（品種：コシヒカリ）を用いて、上記手順により、粉砕工程、浸種工程、製鋼スラグコーティング工程、乾燥工程を順に実施して該種子に製鋼スラグコーティングを施した。製鋼スラグコーティング工程では、コーティングマシンを用いた。この実施例１の製鋼スラグコーティング種子は、種子の表面が製鋼スラグ粉末で覆われた構造をなしている。用いた製鋼スラグ粉末の成分割合を表１に、ｐＨと比重とを表２に示す。なお、用いた製鋼スラグ粉末の粒度分布は、後述の表４〜６に示す「中目」である。

比較例１として、同種のイネ種子を用い、浸種工程、鉄コーティング工程、仕上げ層コーティング工程、酸化・乾燥工程を順に実施して該種子に鉄コーティングを施した。鉄コーティング工程では、実施例１と同様の装置を用いた。この比較例１の鉄コーティング種子は、種子の表面が鉄粉と焼石膏とからなる混合物層で覆われ、さらに該混合物層の表面が焼石膏からなる仕上げ層で覆われた構造をなしている。

図３に実施例１の製鋼スラグコーティング種子の写真を、図４に比較例１の鉄コーティング種子の写真をそれぞれ示す。図３に示すように、実施例１では、種子が製鋼スラグ層で均一にコーティングされた状態であることが分かる。一方、比較例１は、酸化によりコーティング層の鉄分は赤錆となっており、また、コーティング層が十分に均一とはいえない。

また、実施例１および比較例１の各コーティング種子の重量を計量したところ、実施例１は１０粒あたり１．９ｇであったのに対し、比較例１は１０粒あたり１．８ｇであった。つまり、実施例１の場合の方が、比較例１の場合よりも付着重量が若干高いと見られる。鉄粉とは異なり製鋼スラグ粉末には鉄分の他に鉄分よりも比重の小さい成分が多く含まれていることから、鉄コーティング種子と比較すると製鋼スラグコーティング種子は、その比重が小さい。付着重量と比重の相違とを考慮すると、水中への沈下性が、製鋼スラグコーティング種子は、鉄コーティング種子と比較すると、同等以上であるといえる。

次に、実施例１および比較例１の各コーティング種子の浸水実験を実施した。２個のビーカーの一方に実施例１の製鋼スラグコーティング種子を１０粒入れ、他方のビーカーに比較例１の鉄コーティング種子を１０粒入れ、それぞれのビーカーの中に水を注ぎ、各コーティング種子の態様の変化を観察した。図５に実施例１（上図）と比較例１（下図）の浸水実験結果を示す。図５に示すように、実施例１の製鋼スラグコーティング種子では、一部の種子で製鋼スラグ層の剥離が見られた。一方、比較例１の鉄コーティング種子では、まぶした鉄粉が部分的に脱落した。

次に、実施例１および比較例１の各コーティング種子に関して、種子に覆土を施した場合の発芽率の調査を実施した。屋内の２箇所の土壌エリアの一方に実施例１の製鋼スラグコーティング種子を土壌内部に１００粒播種して覆土を施し、他方の土壌エリアに比較例１の鉄コーティング種子を土壌内部に１００粒播種して覆土を施した。表３に、実施例１と比較例１に係る播種後２６日目および播種後３４日目における発芽率を示す。また、図６に実施例１（上図）と比較例１（下図）の当該実験における播種後２６日目の結果を示す。

表３および図６に示すように、実施例１の場合は３３粒の種子、すなわち、全体の３３％の個数の種子の発芽が確認された。一方、比較例１の場合は２粒の種子、すなわち、全体の２％の個数の種子の発芽が確認された。また、播種後３４日目においては、実施例１の場合は３７粒の種子、すなわち、全体の３７％の個数の種子の発芽が確認されたが、比較例１の場合は２粒の種子、すなわち、全体の２％の個数の種子の発芽が確認された。これより、製鋼スラグコーティング種子の発芽率は、鉄コーティング種子の場合と比較すると、２０倍ほど高い値を示し、種子に覆土を施した場合、製鋼スラグコーティング種子の方が発芽に有利であるといえる。

次に、実施例１および比較例１の各コーティング種子に関して、種子に覆土を施さない場合の発芽率の調査を実施した。２個の同一のプラスチック瓶の一方に土壌の土を入れ、その土の表面に実施例１の製鋼スラグコーティング種子を２０粒播種し、他方のプラスチック瓶にも土壌の土を同量入れ、その土の表面に比較例１の鉄コーティング種子を２０粒播種した。実施例１および比較例１のいずれの種子にも覆土は施していない。図７に実施例１（上図）と比較例１（下図）の当該実験における播種後２６日目の結果を示す。

図７に示すように、実施例１の場合は１９粒の種子、すなわち、全体の９５％の個数の種子の発芽が確認された。一方、比較例１の場合は１８粒の種子、すなわち、全体の９０％の個数の種子の発芽が確認された。これより、種子に覆土を施さない場合、製鋼スラグコーティング種子の発芽率は、鉄コーティング種子の場合と比較すると、同等以上であるといえる。これは、製鋼スラグから溶出するミネラル成分が、鉄分に加えて、ケイ酸、カルシウム分、マンガン、マグネシウム、ホウ素などの多種の成分からなることに起因して、種子に対して格別なミネラル補給効果を奏することに起因すると考えられる。

次に、実施例１および比較例１の各コーティング種子に覆土を施した状態で発芽させて得られたイネの根の様子を調査した。図８に実施例１（上図）と比較例１（下図）の当該実験で得られたイネの写真を示す。図８に示すように、実施例１の場合は、発芽が早く、根の伸長も早かった。一方、比較例１の場合は、発芽が遅く、根の伸長も遅かった。

次に、実施例１の製鋼スラグコーティング種子を、空中より水田に散布し、播種後の水田表面の様子を調査した。散布にあたっては、散布用ヘリコプターを使用し、高度５ｍの地点から散布した。図９に、播種後の水田表面の様子を示す。図９に示すように、散布した製鋼スラグコーティング種子は土壌表面から４ｃｍ程度の土中地点に播種されることが判明した。さらに、発芽後も製鋼スラグ層が種子から剥離せずに付着したままであったことも判明した。

また、図１０に、イネの栽培を実施した際の生育状況を示す。図１０の上図は、本発明の製鋼スラグコーティング種子を用いたイネの栽培を実施した試験区を示す写真であり、図１０の下図は、通常どおりの方法（移植）でイネの栽培を実施した慣行区を示す写真である。図１０に示すように、製鋼スラグコーティング種子を空中から散布して播種する方法は、鳥害や浮き稲の発生を防止する手段として有用であるといえる。

次に、粒度分布の相違によるコーティング性能の差から種子コーティングの最適条件を検討した。粒度分布の異なる製鋼スラグを３種類用意し、種子コーティング性能を付着重量（ｇ／１００粒）で評価した。使用した製鋼スラグを、粉砕方法ごとに、粗目、中目、細目の３種類に分類した。表４に示すように、粗目は、１ｍｍ篩下品であり、中目は、ボールミル粉砕品であり、細目は中目の篩下品の乳鉢粉砕品である。粒度分布については、粒子径が０．０４５ｍｍをこえる範囲のものまでは、ロータップ式篩振とう機により測定し、粒子径が０．０４５ｍｍ以下の範囲のものはレーザー回折散乱法により測定した。付着重量については、１００粒のイネ種子（モミ）を水で湿らして、ビーカー内に該イネ種子を入れ、該ビーカーを回転させながら、製鋼スラグをコーティングし、乾燥後に回収した製鋼スラグコーティング種子を秤量することによって見積もった。

粒度分布を測定したところ、各粒子径範囲の頻度は表５および表６に示される結果となった。他の固化剤を用いずに種子に対して該製鋼スラグ粉末を付着させるためには、４５μｍ以下の粒子径範囲の頻度が２０％以上であることが望ましい。この観点および表５より、中目および細目はコーティング剤として適している。また、表６に示すように、粗目、中目、細目の順に粒度分布が小粒子径側にシフトする結果となった。

付着重量を測定したところ、表７および図１１に示すように、付着重量は、粗目で０．５ｇ／１００粒、中目で２．３ｇ／１００粒、細目で６．８ｇ／１００粒であり、製鋼スラグ粉末をより細かく微粉砕するほど付着重量が大きくなる結果が得られた。

図１２、粗目と細目のそれぞれの製鋼スラグ粉末で作製した製鋼スラグコーティング種子の写真を示す。図１２に示すように、粗目よりも細目の製鋼スラグ粉末で作製した製鋼スラグコーティング種子の方が、ふっくらとした外観を成しており、製鋼スラグ粉末をより細かく微粉砕するほど付着重量が大きくなるといえる。

次に、製鋼スラグの鉄分およびカルシウム分の含有量の相違による種子コーティング性能の差を付着重量（ｇ／１００粒）で評価した。種子の表面をコーティングする供試資材として、鉄分とカルシウム分の含有量が表８に示される、成分の異なる製鋼スラグ１〜３、高炉スラグ、鉄粉、鉄粉＋焼石膏を用いた。製鋼スラグ１および２が、本発明で規定する鉄分量およびカルシウム分量を含むものである。上記の各スラグには、鉄分とカルシウム分の他に、ケイ酸、石灰、苦土、リン酸、マンガン、ホウ素、アルミニウム、カーボン、酸素などが含まれている。上記の供試資材の内、鉄粉＋焼石膏を除く供試資材を乳鉢で微粉砕し、供試資材同士の粒度を揃えた。鉄粉＋焼石膏以外のコーティング方法は、上述の実施例１と同じである。それぞれについて、付着重量を測定した結果を、表９および図１３に示す

なお、鉄粉＋焼石膏は微粉砕をせずにそのまま種子コーティングに用いた。また、鉄粉＋焼石膏は、水で湿らせた種子１００重量部に対して、鉄粉を１０重量部、焼石膏を１重量部の割合で加えて混合し、上記混合物を用いて種子の表面をコーティングし、さらに２４時間後に、霧吹きで再度湿らせながら焼石膏を０．５重量部の割合で添加することによって鉄粉＋焼石膏層の表面をコーティングし、コーティング種子を得た。

表９および図１３に示すように、１００粒あたりの付着重量は、製鋼スラグ１と製鋼スラグ２に対して、従来方法（鉄粉＋焼石膏）が多かったが、１００ｇあたりの付着容量でみると、従来方法（鉄粉＋焼石膏）に対して、製鋼スラグ１と製鋼スラグ２が優れた。なお、製鋼スラグ３、高炉スラグ、鉄粉は、付着重量および付着容量のいずれもが鉄粉＋焼石膏よりも劣っていた。

これらより、製鋼スラグ１および製鋼スラグ２は、鉄粉＋焼石膏の場合と比較すると、付着重量は小さいが、比重を考慮すると種子の表面への付着の効率がよく、少量を用いただけでも、種子の表面の広範囲に亘って均一に付着させることができたといえる。一方で、鉄粉＋焼石膏は、付着重量が最も大きいものの、比重を考慮すると、付着容量は少なく、種子の表面への付着の効率はよくないといえる。

また、図１４に示すように、スラグの種類、すなわち、鉄分およびカルシウム分の含有量によって種子に対する製鋼スラグ粉末の付着の均一性が異なっていた。製鋼スラグ１、製鋼スラグ２、鉄＋焼石膏は、種子に対してほぼ均一に付着していた。しかし、製鋼スラグ３は種子に対して一部にしか付着していなかった。さらに、高炉スラグ、鉄粉は種子に対してほとんど付着していなかった。

本発明の製鋼スラグコーティング種子は、作業者の手間が少なく低コストで製造可能でありながら、製鋼スラグによる均一で十分な量のコーティング層を備え得るので、製鋼所において副生成物として産出される製鋼スラグに高い付加価値を与える。また、農家の経営効率や生産性、食料自給率などの改善に貢献できる。

１ 製鋼スラグコーティング種子
２ 種子
３ 製鋼スラグ層

Claims (8)

1. 種子と、該種子の外側に形成された製鋼スラグ層とを有する製鋼スラグコーティング種子であって、
   前記製鋼スラグ層は、製鋼スラグを粉砕してなる製鋼スラグ粉末からなる被覆層であり、前記製鋼スラグは、該製鋼スラグの全成分に対して、鉄分を１０質量％以上、カルシウム分を３０質量％以上含有することを特徴とする製鋼スラグコーティング種子。
2. 前記種子が、イネの種子であることを特徴とする請求項１記載の製鋼スラグコーティング種子。
3. 前記製鋼スラグは、該製鋼スラグの全成分に対して、鉄分を１０質量％〜３０質量％、カルシウム分を３０質量％〜５０質量％含有することを特徴とする請求項１または請求項２記載の製鋼スラグコーティング種子。
4. 前記製鋼スラグ粉末は、粒子径６００μｍ以下であり、かつ、粒子径４５μｍ以下である粉末を２０％以上含むことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項記載の製鋼スラグコーティング種子。
5. 種子と、該種子の表面に形成された製鋼スラグ層とを有する製鋼スラグコーティング種子の製造方法であって、
   前記製造方法は、前記製鋼スラグ層の材料となる製鋼スラグとして、該製鋼スラグの全成分に対して、鉄分を１０質量％以上、カルシウム分を３０質量％以上含有する製鋼スラグを粉砕して粉末化する製鋼スラグ粉砕工程と、コーティング前の種子に水分を含ませる浸種工程と、前記製鋼スラグ粉砕工程で得られた製鋼スラグ粉末と、前記浸種工程で得られた種子とを混合して、該種子の表面に前記製鋼スラグ粉末からなる製鋼スラグ層を形成する製鋼スラグコーティング工程とを有することを特徴とする製鋼スラグコーティング種子の製造方法。
6. 前記種子が、イネの種子であることを特徴とする請求項５記載の製鋼スラグコーティング種子の製造方法。
7. 前記製鋼スラグ粉砕工程において、前記製鋼スラグを粒子径６００μｍ以下の製鋼スラグ粉末に粉砕することを特徴とする請求項５または請求項６記載の製鋼スラグコーティング種子の製造方法。
8. 前記製鋼スラグ粉砕工程で得られる前記製鋼スラグ粉末は、粒子径４５μｍ以下である粉末を２０％以上含むことを特徴とする請求項５から請求項７までのいずれか１項記載の製鋼スラグコーティング種子の製造方法。