JP3057304B2 - 人工保水土壌構造体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は新規に改良された人工保
水土壌構造に関し、更に詳しくは、主に土壌中の水分の
蒸発を制御することが出来る人工保水土壌構造体及びそ
の製造方法ならびにこれらを利用する土壌中の水分の蒸
発を抑制することを特徴とする土壌中の水分蒸発の抑制
方法に関するものである。

【０００２】本発明の人工保水土壌構造体は土壌中の水
分蒸発を抑制することを有用とするあらゆる用途におい
て利用される。例えば、各種農業、鉢植えなどの園芸、
街路樹、公園の植林などに利用されるが、その用途に限
定はなくあらゆる分野に適用可能である。

【０００３】

【関連技術】世界の陸地を占める砂漠の割合は現在約３
０％前後であるが、その面積は増加しつづけている。こ
れには種々の原因があるが、樹木の乱伐や酸性雨などの
環境汚染、地下水の大量摂取、オゾン層の破壊や二酸化
炭素ガスの増加などに起因すると考えられる異常気象な
ど、人類の生産活動に伴う環境破壊的な要因に基ずくも
のが少なくない。

【０００４】その一方で世界の人口は年々増加し、この
人口増加に伴う将来の食糧危機を回避するためにも、土
壌の砂漠化を防止するとともに、砂漠化して枯死した土
壌を生き返らせる必要がある。

【０００５】また、食糧危機を回避する目的からは、近
年のバイオテクノロジーの技術により農作物それ自体を
改良して生産効率をあげる努力もなされている。しかし
ながら、農作物の生産効率を上げるためには農作物が育
つ土壌を各種農作物に適した土壌に改良する必要があ
る。しかしながら、従来は、土壌表面を耕したり、ある
いは肥料を与えたりする程度の土壌改良は日常的に行な
われていたが、土壌構造に基ずく根本的な土壌環境の改
良を目的として、土壌を構成する地層を人工的に組み立
てて、いわゆる土壌構造自体を根本的に改良する試みは
通常行なわれているものではなかった。

【０００６】上述したように、現在、地球環境的なレベ
ルで土壌の環境的性質を人類にとって望ましいものにす
るために土壌構造の改良が必要となりつつあるが、この
土壌の環境的性質は土壌中の水分によって決定されるこ
とが多い。したがって、土壌中の水分を人工的に制御す
ることができるように土壌構造を改良することが第一に
必要となる。

【０００７】従来、土壌中の水分を制御する手段として
は、例えば土壌と保水性高分子化合物を混合したり、あ
るいは、特開平１−３１９５８５号公報にあるように、
土壌の表面を高分子水素シロキサンで処理する手段が提
案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上述の
地球的環境レベル等の見地から鋭意研究を重ねてきた
が、その結果、意外にも土壌構造の中において、保水剤
を含有する土壌の上層に疎水性粒子からなる疎水層を設
けると驚くべきことに土壌中の水分蒸発を効率よく抑制
できることを見出し本発明を完成するに至った。

【０００９】さらに、本発明のおいて疎水層の上にさら
に砂や土から土壌層を設定して、土壌表面ではなく土壌
中に疎水層を設けることにより、太陽光が強い場所や風
が強い地域においても、疎水層が土壌中にあるために保
護され本発明が一層効果的に活用され得ることを見出し
本発明を完成するに至った。

【００１０】すなわち本発明の目的は、保水剤を含有す
る土壌の上に疎水性粒子からなる疎水層を有する人工保
水土壌構造体を提供し、土壌構造の改良により土壌中の
水分を制御し、例えば、各種農業及び園芸などの産業分
野やひいては土壌の砂漠化防止、砂漠緑化、森林保護な
どの環境保護産業などにおいて、土壌構造自体を人工的
に改良することにより上述した問題点の解決を図るもの
である。

【００１１】本発明は、従来のように単に土壌の表面を
改良するものではなく、土壌を構成する地層帯の構造に
おいて保水剤を含有する土壌の上層に疎水性粒子からな
る疎水層を設けることにより、主に土壌中の水分の蒸発
を抑制して、土壌本来の土壌環境を人工的に改良する画
期的な発明である。

【００１２】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、以下
の態様からなる人工保水土壌構造体、その製造方法、並
びに土壌中の水分蒸発を抑制する方法を提供するもので
ある。

【００１３】本発明は、保水剤を有する土壌上に保水剤
を含有しない土壌層を介して疎水性粒子からなる疎水層
を有する人工保水土壌構造体を提供するものである。

【００１４】本発明は、疎水性粒子からなる疎水層の上
にさらに保水剤を含有しない土壌層を有する、保水剤を
有する土壌上に疎水性粒子からなる疎水層を有する人工
保水土壌構造体又は請求項１に記載の人工保水土壌構造
体を提供するものである。

【００１５】本発明は、疎水層の上に存在する保水剤を
含有しない土壌層が１０〜１００ｍｍの厚さを有する砂
又は土からなる土壌層である請求項２記載の人工保水土
壌構造体を提供するものである。

【００１６】本発明は、疎水層の内部に、又は疎水層を
貫通して部分的に疎水性を有しない土壌部分を有する、
保水剤を有する土壌上に疎水性粒子からなる疎水層を有
する人工保水土壌構造体又は請求項１ないし３のいずれ
か１項に記載の人工保水土壌構造体を提供するものであ
る。

【００１７】本発明は、保水剤が保水性を有する高分子
化合物である、保水剤を有する土壌上に疎水性粒子から
なる疎水層を有する人工保水土壌構造体又は請求項１な
いし４のいずれか１項に記載の人工保水土壌構造体を提
供するものである。

【００１８】本発明は、疎水性粒子の粒子径が２０００
μｍ以下である、保水剤を有する土壌上に疎水性粒子か
らなる疎水層を有する人工保水土壌構造体又は請求項１
ないし５のいずれか１項に記載の人工保水土壌構造体を
提供するものである。

【００１９】本発明は、疎水性粒子は砂及び／又は土の
粒子が撥水剤で処理されたものである請求項１ないし６
のいずれか１項に記載の人工保水土壌構造体を提供する
ものである。

【００２０】本発明は、撥水剤がシリコーン系又はフッ
ソ系撥水剤である請求項７記載の人工保水土壌構造体を
提供するものである。

【００２１】本発明は、地面を有限の面積及び深さに掘
削し、地中に形成された空間に人工的に請求項１ないし
８のいずれか１項に記載の人工保水土壌構造体を埋設し
て、土壌中に、保水剤を有する土壌上に疎水性粒子から
なる疎水層を有する地層構造を人工的に形成することを
特徴とする人工保水土壌の製造方法を提供するものであ
る。

【００２２】本発明は、請求項１ないし８のいずれか１
項に記載の人工保水土壌構造体を用いることを特徴とす
る土壌中の水分蒸発を抑制する方法を提供するものであ
る。

【００２３】以下に本発明を詳しく説明する。本発明に
おいて保水剤は任意の保水剤が使用出来、これを土壌に
含有させることによって土壌の有効水分が増加するよう
な性質を有するものであればよい。

【００２４】例えば、ＰＶＡ、ＭＣ、ＣＭＣなどの保水
性ポリマーや、アクリル系高分子の吸水性ポリマー、あ
るいは、ビートモス、無機系のパーライト、モンモリロ
ナイト、バーミキュライトなどがあげられる。

【００２５】本発明においてはこのような保水剤を含有
する土壌上に疎水層を設けた人工保水土壌構造体であ
る。土壌上とは保水剤を含有する地層の上にという意味
で、地表の方向に対して上側に疎水性粒子からなる疎水
層が存在することになる。

【００２６】疎水層を形成するための疎水性粒子とは、
いわゆる疎水性の性質を有するものであって粒子状のも
のであればよく、その材料は無機系あるいは有機系を問
わず、いかなるものも利用可能である。

【００２７】また、疎水性とはいわゆる撥水性をも含む
概念である。

【００２８】本発明において人工保水土壌構造体とは、
上記のように構成された土壌構造のことで、３次元構造
を有する土壌ブロックである。

【００２９】本発明の疎水層は実質的に疎水性粒子から
構成されていればよく、他の性質を有する粒子が混合し
ていても層全体として疎水性の性質が失われていなけれ
ば本発明の範囲である。

【００３０】例えば、疎水層の内部に、または疎水層を
貫通して部分的に疎水性を有しない土壌部分を有してい
ても、その層全体で疎水性を有している場合も本発明の
人工保水土壌構造体の一態様である。これは、例えば、
本発明の人工保水土壌構造体を植物を植える用途に用い
た場合に、その土壌表面に植物を植える限定された部分
のみ疎水性を除くことが効果的な場合があり、その具体
的手段としてはペーパーポット栽培の苗を植える場合な
どがある。

【００３１】さらには用途に応じて、疎水性が疎水層全
体で失われない範囲内で、他の有用な性質を有する粒子
を疎水層を構成する疎水性粒子に混合することも可能で
ある。

【００３２】本発明はまた、保水剤を有する土壌上に保
水剤を含有しない土壌層を介して疎水性粒子からなる疎
水層を有する人工保水土壌構造体であってもよい。これ
は、保水剤を有する土壌層とその上方（土壌表面の方
向）のある疎水層が接していない場合の人工保水土壌構
造体の態様である。

【００３３】このような本発明の態様はそれぞれの用途
に応じて決定される。例えば、植物を本発明の人工保水
土壌構造体で栽培する場合には植物個々の性質に合った
最適の土壌構造を本発明の範囲内で採用してやればよ
い。

【００３４】また、本発明は、保水剤が保水性を有する
高分子化合物である場合がその保水性及び実用性の観点
から望ましい。高分子化合物は天然高分子であっても合
成高分子であってもよい。

【００３５】また、使用する高分子は、セルナーゼ等の
酵素に対して耐久性のある高分子が好ましい。さらに、
分解により有毒性物質を生じるものは好ましくなく、使
用する土壌環境を破壊しないものが好ましい。この点
で、セルロース誘導体、ガム類、ＰＶＡなどが好まし
い。

【００３６】特に乾燥が激しい砂漠地域などで本発明を
使用する場合は、保水性が良好でかつ自重の数百倍以上
の水を吸収できるいわゆる吸水性ポリマーを保水剤とし
て含有する人工保水土壌構造体が好ましい。

【００３７】本発明の疎水層を構成する疎水性粒子の粒
子系は本発明の目的を達成できる範囲内であれば特に限
定されるものではないが、好ましくは、水分の制御のし
やすさから平均粒子径が２０００μｍ以下のものが好ま
しい。特に好ましくは１０００μｍ以下である。

【００３８】本発明において疎水性粒子は、砂や土の粒
子表面を撥水剤で処理したものが実用的でありこれらを
単独あるいは混合して用いることが出来るが、特に砂を
撥水剤で処理した撥水砂が好ましい。

【００３９】砂は海岸の砂浜、砂丘、砂漠などから容易
かつ大量に採取することが可能である。土は一度焼成し
粒子状にしたものを用いることが可能である。

【００４０】例えば、汚泥を焼成して粒子化したものを
大量に使用すれば汚泥の有効利用と同時にヘドロ処理を
行なうことができる。また本発明の人工保水土壌構造体
上に植物を植える場合には疎水層は団粒構造を有するこ
とが好ましいので、ポリビニルアルコールなどで処理し
た団粒化土壌粒子を利用することも有効である。なお、
砂とは細かい砂利をも含み、また土とはクレイをも含む
概念である。

【００４１】使用される撥水剤としては、一般に撥水剤
として使用されているものであれば特に限定されずに利
用できるが、特にはシリコーン系、フッソ系のものが好
ましい。なかでも、シリコーン系のものが撥水性能及び
経済的観点からみて特に好ましい。

【００４２】シリコーン系撥水剤としては、例えば、次
の一般式

【化１】であらわされるシリコーン化合物が挙げられ、
このまま直接（無溶剤）又はトルエン、キシレン、トリ
クレンなどの溶剤に希釈して、あるいはエマルジョンタ
イプとして使用する。また、ジブチルスズジラウレー
ト、ジブチルスズジアセテート、ジオクチルスズラウレ
ート、鉄オクテートなどの硬化触媒を使用してもよい。

【００４３】

【化１】 Ｒ¹aＲ²bＳiＯx ［Ｒ¹は同種又は異種の非置換又は置換１価炭化水素
基；Ｒ²は加水分解可能な基、−ＯＨ又は−Ｈから選択
される同種又は異種の基；a、b は、０≦a＜４、０≦b
≦４、０＜a＋b≦４で示される数； x＝（４−a−b）／２ を表わす。］例えば、一般式

【化１】で、Ｒ¹は、メチル、エチル、プロピル、デシ
ルなどの炭素数１〜１５のアルキル基、ビニル、アリル
などのアルケニル基、フェニルなどのアリール基、シク
ロアルキル基、ＣＨ₃ＣＨ₂ＣＨ₂− などの上記の基の炭
素原子に結合した水素原子の一部又は全部をハロゲン原
子又シアノ基などで置換した基である。また、Ｒ²は、
アルコキシ基、アシロキシ基、ケトキシム基、アミノ
基、アミノキシ基、アミド基、エノキシ基、アルケニル
オキシ基などの加水分解可能な基、塩素などのハロゲン
基、−ＯＲ³（Ｒ³はＮa又はＫ）、−ＯＨ、−Ｈ などで
ある。

【００４４】具体的なシリコーン化合物としては、例え
ば

【化２】から

【化５】で示される次の化合物又はその部分加水分解物
が使用される。

【化２】 ＨＯ-Ｓi(ＯＮa)(ＣＨ₃)-[ＯＳi(ＯＮa)ＣＨ
₃]n-ＯＨ （n : ０，１，２）

【化３】 ＣＨ₃-[ＳiＯ(ＣＨ₃)₂]_mー[ＳiＯ(Ｈ)(Ｃ
Ｈ₃)]_lーＳi(ＣＨ₃)₃ （l,m : ０又は整数）

【化４】 Ｒ⁴-[ＳiＯ(ＣＨ₃)₂]k-Ｓi(ＣＨ₃)₂Ｒ⁴ （K : 整数、Ｒ⁴：−ＯＨ、−ＣＨ＝ＣＨ₂、ＯＣＨ₃）

【化５】 ＣＨ₃ＳiＣl₃、Ｃ₁₀Ｈ₂₁ＳiＣl₃、ＣＦ₃ＣＨ
₂ＣＨ₂ＳiＣl₃、 ＣＨ₃Ｓi(ＯＣＨ₃)₃

【００４５】また、

【化６】 (ＣＨ₃)₃ＳiＮＨ-Ｓi(ＣＨ₃)₃ のシラザン化合物も本発明に使用される撥水剤として有
用である。

【００４６】砂や土の粒子の撥水剤による表面処理方法
としては、通常、粉体の表面処理に用いられている方法
に従えばよい。例えば、メカノケミカルな方法で各種シ
リコーン油と砂を混合して表面処理を行ない、疎水性粒
子を製造することが可能である。

【００４７】疎水性粒子として上記した撥水砂などの外
に、表面が疎水性である高分子ポリマー（プラスチッ
ク）の微粒子が利用できる。なかでも、オルガノシリコ
ーン系のものが好ましく、ポリメチルシルセスキオキサ
ンが特に好ましい。

【００４８】また、例えば廃プラスチックを粒子状に粉
砕したものを利用することも出来、これによって廃プラ
スチックの有効利用が行なわれ廃プラスチックのゴミ処
理問題が解決される。これらの高分子ポリマーをさらに
撥水処理して用いることも可能である。

【００４９】なお、具体例として上述した疎水性粒子以
外にも、例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコ
ニア、酢酸バナジウム、酸化鉄等の疎水性粒状金属酸化
物、ガラスビーズ、オイルシェルの粉砕品、オイルサン
ド等の疎水性粒子も利用できることは言うまでもない
が、特には、これらの表面がシリコーン系撥水剤で処理
されたものが更に好ましい。ただし、オイルシェル、オ
イルサンドはシリコーン処理しないものでも有効に用い
ることができる。

【００５０】疎水層の疎水性は、例えば疎水性粒子の種
類や疎水層の厚さを変化させることにより任意に調整可
能である。

【００５１】すなわち、本発明の土壌中の疎水性粒子よ
りなる疎水層は、これを構成する疎水性粒子の種類、大
きさ、形状、及び土壌表面からの深度、水の制御率等に
応じ、適宜必要に応じて選択すればよい。例えば、疎水
性粒子である撥水砂と非疎水性粒子である撥水剤未処理
の普通の砂とを適宜混合し、疎水性の強弱を調節するこ
とが出来る。

【００５２】本発明の人工保水土壌構造体の疎水層の上
にさらに土壌層を設定した場合においては、疎水性粒子
の風などによるロスがなく、また太陽光線などのよる劣
化がないので疎水層を構成する疎水性粒子の耐久性に優
れるという利点がある。

【００５３】この態様は、疎水層の上に保水剤を含有し
ない土壌層を有する人工保水土壌構造体であって、例え
ば、疎水層の上に存在１０〜１００ｍｍの厚さを有する
砂または土からなる土壌層を設定すれば、疎水層が太陽
光による劣化や風による飛散から保護されるので、太陽
光や風が強い地域において本発明のこの態様を使用する
とその効果が長期間損われることなく発揮される。

【００５４】このように疎水層の上を砂や土で覆った本
発明の態様は、土壌中に疎水性粒子が存在するため風に
よる疎水性粒子のロスや太陽光からの劣化を防ぐことが
できるため疎水層自体の安定性ひいては本発明の人工保
水土壌構造体にも優れ、また疎水性粒子のロスを防ぐこ
とができるため人工保水土壌構造体の疎水層の厚さを薄
くすることができる等の長所がある。

【００５５】次に、本発明の人工保水土壌構造体からな
る土壌構造を製造するには、例えば、地面をある一定の
面積及び深さに堀削し、地中に形成された空間に人工的
に上述の人工保水土壌構造体を埋設して、保水剤を有す
る土壌上に疎水性粒子からなる疎水層を有する地層構造
を人工的に形成すればよい。

【００５６】一定面積を一定の深さに堀削して、保水剤
を土壌層に混合し、さらにその上に疎水性粒子からなる
任意の厚さの疎水層を埋設すればよく、残りの土壌を構
成する層は例えば周囲の天然の地層と同じようにしても
よい。

【００５７】任意の厚さの疎水性粒子からなる疎水層を
埋設するには、現場にて保水剤を含む土壌層を形成した
後に疎水性粒子を敷設すればよく、例えば、具体的には
コンクリートミキサーと同種の混合攪拌器を用いて砂と
シリコーン撥水剤を現場にて混合し、堀削して地中に形
成された空間に敷設することができるし、またシリコー
ン油の工場からミキサー車を用いて砂を撥水処理しなが
ら現場に向い、作業をすることも可能である。

【００５８】また、工場にてあらかじめ保水剤を含有し
た土壌層と、撥水処理した砂を、別々にそれぞれ立方体
のコンテナあるいは袋に充填し、これらを堀削して地中
に形成された空間にまず保水剤を含有した土壌のコンテ
ナあるいは袋を順次並べ、その上に撥水処理した砂のコ
ンテナまたは袋を並べて行く方法も可能である。コンテ
ナは木材であれば地中すなわち人工保水土壌構造体中で
腐食するし、袋はセメント袋のような強度のある紙性で
あれば本方法に使用できコンテナ同様地中で腐食する。

【００５９】本方法は保水剤を含む土壌層及び疎水層の
厚さを精度よく簡便に構成することができ、さらに肥料
など他の土壌構成層を充填し敷設すれば容易に求める人
工保水土壌構造体が任意の広さ（面積）で製造可能であ
る。

【００６０】人工保水土壌構造体の大きさは特に限定さ
れず用途に応じて目的の広さ及び厚さを設定できること
は言うまでもない。ある一定の高さを有する大型コンテ
ナにあらかじめ工場にて本発明の人工保水土壌構造体を
すべて充填しておき、該コンテナの高さと同じ深さに堀
削した一定面積の空間にそのまま並べることも可能であ
る。

【００６１】また、本発明は地面を堀削することなく、
有限の面積を有する地面上に本発明の人工保水土壌構造
体を敷設して新たな地層構造を人工的に形成し本発明の
土壌構造を設計することも可能である。

【００６２】なお、必要に応じて人工保水土壌構造体か
らなる一定の土地をドームで囲い、人工的な大気の外部
環境と組合せて農作物に適した特殊な育成環境を形成す
ることも可能である。

【００６３】本発明は上記のごとく構成され、保水剤及
び疎水性粒子の種類、保水剤を含む土壌層及び疎水層の
厚さ、その他の外部環境との組合せなどの種々のファク
ターにより目的とする土壌中の水分の蒸発を任意の割合
で抑制して土壌構造の水分を制御でき、これにより新規
有用な土壌水分の抑制方法を可能にするものである。

【００６４】

【実施例】次に本発明を実施例を挙げて説明する。本発
明はこれに限定されるものではない。

【００６５】［実施例１］高分子アクリル酸ナトリウム
を主成分とする保水剤のアクリホープ（日本触媒化学工
業製）を０．１重量％の割合でアサノ珪砂４号（平均粒
径約１０００μｍ）と十分に混合して保水剤含有土壌を
得た。

【００６６】次に、アサノ珪砂４号（平均粒径約１００
０μｍ）及びアサノ珪砂７号（平均粒径約１００μｍ）
それぞれ１０Ｋｇに、０．３％Ｃ₁₀Ｈ₂₁Ｓｉ（Ｃｌ）₃
／ｎ−ヘキサン溶液を２．５Ｋｇ注ぎ、攪拌後室温にて
約１２時間放置し、濾過、水洗後、１００℃で乾燥し、
疎水性粒子であるシリコーン処理疎水性珪砂を得た。

【００６７】上記の保水剤含有土壌を直径１０ｃｍ深さ
３０ｃｍのガラス容器に深さ１０ｃｍになるように入
れ、この保水剤含有層の上に上記で得たシリコーン処理
砂アサノ珪砂４号の層を深さ３．３ｃｍになるように設
け、更にその上にアサノ珪砂４号の層が２ｃｍになるよ
うに設け、本発明の効果を確認するために実験室レベル
での人工保水土壌構造体を製造した。

【００６８】［実施例２］高分子アクリル酸ナトリウム
を主成分とする保水剤のアクリホープ（日本触媒化学工
業製）を０．１重量％の割合でアサノ珪砂７号（平均粒
径約１００μｍ）と十分に混合して保水剤含有土壌を得
た。

【００６９】次に、アサノ珪砂４号（平均粒径約１００
０μｍ）及びアサノ珪砂７号（平均粒径約１００μｍ）
それぞれ１０Ｋｇに、０．３％Ｃ₁₀Ｈ₂₁Ｓｉ（Ｃｌ）₃
／ｎ−ヘキサン溶液を２．５Ｋｇ注ぎ、攪拌後室温にて
約１２時間放置し、濾過、水洗後、１００℃で乾燥し、
疎水性粒子であるシリコーン処理疎水性珪砂を得た。

【００７０】上記の保水剤含有土壌を直径１０ｃｍ深さ
３０ｃｍのガラス容器に深さ１０ｃｍになるように入
れ、この保水剤含有層の上に上記で得たシリコーン処理
砂アサノ珪砂７号の層を深さ３．３ｃｍになるように設
け、更にその上にアサノ珪砂７号の層が２ｃｍになるよ
うに設け、本発明の効果を確認するために実験室レベル
での人工保水土壌構造体を製造した。

【００７１】［比較例１］実施例１及び２のシルコーン
処理アサノ珪砂の代りに、シリコーン未処理のアサノ珪
砂４号を入れて、人工保水土壌構造体を作成した。

【００７２】実施例１、実施例２及び比較例１に蒸留水
５０ｃｃを注ぎ、疎水層を透って保水剤含有土壌層に水
を保持させた。つぎに、これを３５℃の室温中に放置
し、それぞれの重量変化（水の蒸発量）を測定した。そ
の結果本発明の実施例の人工保水土壌構造体は比較例の
人工保水土壌構造体と比較して水の蒸発を抑制してい
た。

【００７３】［実施例３］高分子アクリル酸ナトリウム
を主成分とする保水剤のアクリホープ（日本触媒化学工
業製）を０．２重量％の割合でアサノ珪砂４号（平均粒
径約１０００μｍ）と十分に混合して保水剤含有土壌を
得た。

【００７４】次に、ＣＨ₃ＳｉＣｌ₃の粒状加水分解物、
ポリメチルシルセスキオキサン（粒径は８００μｍ）を
使用して疎水層を構成する疎水性粒子とした。

【００７５】上記の保水剤含有土壌を直径１０ｃｍ深さ
３０ｃｍのガラス容器に深さ１０ｃｍになるように入
れ、この保水剤含有層の上にアサノ珪砂４号の層を深さ
３．３ｃｍになるように設け、更にその上にポリメチル
シルセスキオキサン（粒径は８００μｍ）からなる疎水
層が２ｃｍになるように設け、本発明の効果を確認する
ために実験室レベルでの人工保水土壌構造体を製造し
た。

【００７６】［実施例４］高分子アクリル酸ナトリウム
を主成分とする保水剤のアクリホープ（日本触媒化学工
業製）を０．５重量％の割合でアサノ珪砂７号（平均粒
径約１００μｍ）と十分に混合して保水剤含有土壌を得
た。

【００７７】次に、ＣＨ₃ＳｉＣｌ₃の粒状加水分解物、
ポリメチルシルセスキオキサン（粒径は８００μｍ）を
使用して疎水層を構成する疎水性粒子とした。

【００７８】上記の保水剤含有土壌を直径１０ｃｍ深さ
３０ｃｍのガラス容器に深さ１０ｃｍになるように入
れ、この保水剤含有層の上にアサノ珪砂７号の層を深さ
３．３ｃｍになるように設け、更にその上にポリメチル
シルセスキオキサン（粒径は８００μｍ）からなる疎水
層が２ｃｍになるように設け、最後にその上にアサノ珪
砂７号の層を深さ３．３ｃｍになるように設けて実験室
レベルでの人工保水土壌構造体を製造した。

【００７９】［実施例５］高分子アクリル酸ナトリウム
を主成分とする保水剤のアクリホープ（日本触媒化学工
業製）を０．１重量％の割合でアサノ珪砂４号（平均粒
径約１０００μｍ）と十分に混合して保水剤含有土壌を
得た。

【００８０】次に、アサノ珪砂４号（平均粒径約１００
０μｍ）及びアサノ珪砂７号（平均粒径約１００μｍ）
それぞれ１０Ｋｇに、０．３％ ＨＯ-Ｓi(ＯＮa)(Ｃ
Ｈ₃)-[ＯＳi(ＯＮa)ＣＨ₃]-ＯＨ／ｎ−ヘキサン溶液を
２．５Ｋｇ注ぎ、攪拌後室温にて約１２時間放置し、濾
過、水洗後、１００℃で乾燥し、疎水性粒子であるシリ
コーン処理疎水性珪砂を得た。

【００８１】上記の保水剤含有土壌を直径１０ｃｍ深さ
３０ｃｍのガラス容器に深さ１０ｃｍになるように入
れ、この保水剤含有層の上に上記で得たシリコーン処理
砂アサノ珪砂４号の層を深さ３．３ｃｍになるように設
け、更にその上にアサノ珪砂４号の層が２ｃｍになるよ
うに設け、本発明の効果を確認するために実験室レベル
での人工保水土壌構造体を製造した。

【００８２】［比較例２］実施例３及び４のポリメチル
シルセスキオキサンからなる疎水層の代りにアサノ珪砂
７号を用いて人工保水土壌構造体を作成した。

【００８３】実施例３、実施例４、実施例５及び比較例
２に蒸留水１００ｃｃを注ぎ、疎水層を透って保水剤含
有土壌層に水を保持させた。つぎに、これを３８℃の室
温中に放置し、それぞれの重量変化（水の蒸発量）を測
定した。その結果本発明の実施例の人工保水土壌構造体
は比較例の人工保水土壌構造体と比較して水の蒸発を抑
制していた。

【００８４】上述の実施例により本発明の人工保水土壌
構造体は、保水剤を土壌に混合する場合の人工保水土壌
構造体と比較して土壌中の水分の蒸発を単に土壌中の水
分の蒸発を極めて良く制御できることが実証でき、これ
をスケールアップした場合に地球環境レベルで例えば砂
漠地帯などの乾燥地域で土壌の保水製を長期間持続でき
農作物などの栽培に適するように土壌構造を改良するこ
とが可能となる。

【００８５】また本発明の人工保水土壌構造体は地表面
から水を注いだ場合も極めて速く土壌に水が浸透し疎水
層を通過して保水剤に水が保持されることが実証され
る。

【００８６】［実施例６］アサノ珪砂４号を発泡ポリス
チレン製ポットに１０ｃｍいれた。その上に、実施例１
の保水剤含有土壌を１０ｃｍいれ、さらにその上に実施
例１の疎水層を３ｃｍの厚さに敷設した。さらにその上
に、アサノ珪砂４号を２ｃｍ入れた。この中に沖積土か
らなる深さ１０ｃｍ直径１０ｃｍのペーパーポットに綿
の苗を育てた。この綿の苗のペーパーポットをポリスチ
レン製ポットにペーパーポットの底が保水剤含有土壌層
に達するように植えた。１週間毎に４０ｇｒ／ｍ²で散
水し３５℃で育てたところ綿は順調に生育した。比較例
として前記の疎水層の代りにアサノ珪砂３ｃｍをいれ、
その他は実施例５と全く同様にして同一条件で育てたペ
ーパーポットの綿は生育しなかった。

【００８７】

【発明の効果】本発明によれば、新規な構成の人工保水
土壌構造体を提供することにより、土壌中の水分蒸発を
効率よく抑制するので、従来のように単に保水剤を土壌
に混合した場合と比較して長期に効率よくその効果が発
揮される。

【００８８】また、本発明の人工保水土壌構造体の製造
方法によれば、比較的容易な方法で人工保水土壌構造を
得ることができ、土壌中の水分蒸発を抑制することを有
用とするあらゆる用途において極めて有用である。例え
ば、各種農業、鉢植えなどの園芸、街路樹、公園の植林
などに利用されるが、本発明の用途に限定はなくあらゆ
る分野に適用可能である。

【００８９】またこれを植物の栽培に用いた場合には極
めて水条件のきびしい乾燥地域においても少ない水で植
物の育成が可能となる。例えば、水条件のきびしい乾燥
地帯での大規模な農作物の栽培が可能となる。

【００９０】さらに、本発明の人工保水土壌構造体を用
いることを特徴とする土壌中の水分蒸発を抑制する方法
によれば、あらかじめ目的とする用途にあった土壌水分
の調整ならびに設計が容易に可能となる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西村 嘉明 東京都千代田区大手町二丁目６番１号 信越化学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−58714（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−74929（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−319585（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−71646（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−20837（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C09K 17/20 A01G 1/00 A01G 7/00 C09K 17/40

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 保水剤を有する土壌上に保水剤を含有し
   ない土壌層を介して疎水性粒子からなる疎水層を有する
   人工保水土壌構造体
2. 【請求項２】 疎水性粒子からなる疎水層の上にさらに
   保水剤を含有しない土壌層を有する、保水剤を有する土
   壌上に疎水性粒子からなる疎水層を有する人工保水土壌
   構造体又は請求項１に記載の人工保水土壌構造体
3. 【請求項３】 疎水層の上に存在する保水剤を含有しな
   い土壌層が１０〜１００ｍｍの厚さを有する砂又は土か
   らなる土壌層である請求項２記載の人工保水土壌構造体
4. 【請求項４】 疎水層の内部に、又は疎水層を貫通して
   部分的に疎水性を有しない土壌部分を有する、保水剤を
   有する土壌上に疎水性粒子からなる疎水層を有する人工
   保水土壌構造体又は請求項１ないし３のいずれか１項に
   記載の人工保水土壌構造体
5. 【請求項５】 保水剤が保水性を有する高分子化合物で
   ある、保水剤を有する土壌上に疎水性粒子からなる疎水
   層を有する人工保水土壌構造体又は請求項１ないし４の
   いずれか１項に記載の人工保水土壌構造体
6. 【請求項６】 疎水性粒子の粒子径が２０００μｍ以下
   である、保水剤を有する土壌上に疎水性粒子からなる疎
   水層を有する人工保水土壌構造体又は請求項１ないし５
   のいずれか１項に記載の人工保水土壌構造体
7. 【請求項７】 疎水性粒子は砂及び／又は土の粒子が撥
   水剤で処理されたものである請求項１ないし６のいずれ
   か１項に記載の人工保水土壌構造体
8. 【請求項８】 撥水剤がシリコーン系又はフッソ系撥水
   剤である請求項７記載の人工保水土壌構造体
9. 【請求項９】 地面を有限の面積及び深さに掘削し、地
   中に形成された空間に人工的に請求項１ないし８のいず
   れか１項に記載の人工保水土壌構造体を埋設して、土壌
   中に、保水剤を有する土壌上に疎水性粒子からなる疎水
   層を有する地層構造を人工的に形成することを特徴とす
   る人工保水土壌の製造方法
10. 【請求項１０】 請求項１ないし８のいずれか１項に記
    載の人工保水土壌構造体を用いることを特徴とする土壌
    中の水分蒸発を抑制する方法