JP3733040B2

JP3733040B2 - Soil improver, method for producing soil improver, and method for improving soil

Info

Publication number: JP3733040B2
Application number: JP2001137678A
Authority: JP
Inventors: 憲治福岡
Original assignee: Nishimatsu Construction Co Ltd
Current assignee: Nishimatsu Construction Co Ltd
Priority date: 2001-05-08
Filing date: 2001-05-08
Publication date: 2006-01-11
Anticipated expiration: 2021-05-08
Also published as: JP2002332482A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土壌改良剤、土壌改良剤の製造方法および土壌の改良方法に関し、より詳細には酸化チタン、サンゴ、トルマリン、銀ゼオライト、金属シリコン、さらには炭素粉を含有する土壌改良剤および土壌改良剤の製造方法、また該土壌改良剤を使用した土壌の改良方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
植物、土壌動物、微生物の成育や活動の場である土壌に対する環境条件の適否を判断する上で土壌のｐＨ、有効リン酸濃度、塩基濃度を管理することが重要である。土壌のｐＨは、植物、土壌動物、微生物の養分となる土壌中の鉄、リン酸、窒素、カリウムといった元素が過剰であるか、または欠乏しているかという目安となっている。例えば、土壌のｐＨが低い場合、土壌中の鉄、亜鉛といった元素が可溶化して雨や散水とともに流され、リン酸、モリブデンといった元素は、金属酸化物などとともに不溶な化合物を生成して土壌中に蓄積されていく。このようなｐＨが低い土壌としては、硫化鉄を含有する土壌が挙げられ、硫化鉄が酸化されて亜硫酸または硫酸を生じることにより土壌が酸性化している。こういった土壌に対して土壌のｐＨを上昇させるために従来では、石灰などの塩基物を散布したり、土壌中の土と混合したりしている。
【０００３】
有効リン酸濃度は、植物が吸収可能なリン酸分を示し、また土壌の肥沃度を知る目安となっている。リン酸濃度は、上述したように土壌のｐＨが低い場合には、金属酸化物とともに不溶な化合物を生成して土壌に蓄積されて濃度が増大していく。しかしながら、これらのリン酸化合物は、植物が吸収不可能なリン酸分である。従って、従来においてｐＨが低い土壌の場合、リン酸系肥料を施肥することによりリン酸分を補給している。
【０００４】
塩基濃度は、土壌の肥沃度と関係する石灰、アンモニアといった塩基、カリウム、カルシウム、マグネシウムといった置換性塩基を土壌が保持する能力の目安となっている。これら塩基を吸着するものとしては、粘土鉱物、土壌腐植といったものが挙げられる。従来において塩基濃度の低い土壌の場合、腐葉土や稲わらなどの有機物の投入が行われている。
【０００５】
また、これらの塩基および有効リン酸を土壌中に保持するものとして、特開平５−３３９５６８号公報の中でゼオライト−サンゴ粉系組成物が土壌改良剤などに使用できることが開示されている。カリウム、アンモニアといった塩基がゼオライトに吸着可能であることは、従来より知られている。特開平５−３３９５６８号公報では、サンゴにリン酸を吸着させる能力を見いだすことにより有効にリン酸を吸着して保持することができ、このゼオライト−サンゴ粉系組成物を土壌改良剤として使用することにより、塩基およびリン酸の肥効率を向上させることができると開示されている。
【０００６】
しかしながら、特開平５−３３９５６８号公報に開示されている組成物を用いる場合、塩基およびリン酸を吸着することにより土壌中にそれらを保持することができても、土壌の抗菌あるいは抗カビといった作用や、土壌中の有機化合物および汚染物質などを分解あるいは除去するといった効果はなかった。また、従来の石灰などを使用して土壌のｐＨを上昇させる方法においては、消石灰が固化して塊を形成してしまったり、土壌に対して均一に石灰を散布するのは困難であり、また石灰を散布しても雨や散水により流されるため、土壌のｐＨが場所によって相違し、植物の成長が異なるといった問題もあった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、植物の育成に必要な塩基やリン酸を場所によらず安定的に供給することが可能であり、また土壌のｐＨが低い場所でのｐＨを上昇させる効果を有し、さらには土壌に抗菌および抗カビといった作用を与え、土壌中の有機化合物や汚染物質などを分解あるいは除去することが可能な土壌改良剤、土壌改良剤の製造方法および土壌の改良方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、本発明の土壌改良剤、土壌改良剤の製造方法および該土壌改良剤を用いた土壌の改良方法により達成される。
【０００９】
すなわち、本発明の請求項１の発明によれば、酸化チタン２０〜８０質量％と、サンゴ５〜２０質量％と、トルマリン５〜２０質量％と、銀ゼオライト５〜２０質量％と、金属シリコン５〜２０質量％とを含有する土壌改良剤が提供される。
【００１０】
本発明の請求項２の発明によれば、さらに炭素粉を５〜３０質量％含有することを特徴とする土壌改良剤が提供される。
【００１１】
本発明の請求項３の発明によれば、上記炭素粉は、竹炭から得られるグラファイトである土壌改良剤が提供される。
【００１２】
本発明の請求項４の発明によれば、酸化チタン２０〜８０質量％と、サンゴ５〜２０質量％と、トルマリン５〜２０質量％と、銀ゼオライト５〜２０質量％と、金属シリコン５〜２０質量％とを含む組成物を混練りする工程と、
上記混練りされた組成物を成形して成形体を形成する工程と、
上記形成された成形体を非酸化性雰囲気中で７００℃〜１４００℃の温度で焼結させる工程とを含む土壌改良剤の製造方法が提供される。
【００１３】
本発明の請求項５の発明によれば、上記成形体を焼結させる工程において、上記成形体に炭素粉を５〜３０質量％含有させる土壌改良剤の製造方法が提供される。
【００１４】
本発明の請求項６の発明によれば、上記炭素粉は、竹炭から得られるグラファイトである土壌改良剤の製造方法が提供される。
【００１５】
本発明の請求項７の発明によれば、さらに、上記焼結させた成形体を粉砕する工程を含む土壌改良剤の製造方法が提供される。
【００１６】
本発明の請求項８の発明によれば、酸化チタン２０〜８０質量％と、サンゴ５〜２０質量％と、トルマリン５〜２０質量％と、銀ゼオライト５〜２０質量％と、金属シリコン５〜２０質量％とを含有する土壌改良剤を、植物の根の先端領域に散布する土壌の改良方法が提供される。
【００１７】
本発明の請求項９の発明によれば、上記土壌改良剤は、さらに炭素粉を５〜３０質量％含有する土壌の改良方法が提供される。
【００１８】
本発明の請求項１０の発明によれば、上記炭素粉は、竹炭から得られるグラファイトである土壌の改良方法が提供される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。本発明の土壌改良剤は、酸化チタン２０〜８０質量％と、サンゴ５〜２０質量％と、トルマリン５〜２０質量％と、銀ゼオライト５〜２０質量％と、金属シリコン５〜２０質量％とを含有する。
【００２０】
本発明において塩基やリン酸といった土壌の肥沃度に関係する元素やイオンを土壌中に吸着する物質として、金属シリコン、サンゴあるいは銀ゼオライトなどの多孔質物質を用いて土壌改良剤を形成することができる。本発明に用いる金属シリコンとしては、製鉄などにおいて鉄の改質などに使用するケイ素約９８％のシリコンを用いることができる。この金属シリコンは、本発明の土壌改良剤の質量に対して５〜２０質量％で添加することができる。また、本発明に用いる金属シリコンは、市販されている金属シリコンの固まりを粉砕して適切な粒度の粒状体、フレーク、粉末として用いることができる。
【００２１】
また、本発明に用いるサンゴとしては、生サンゴ、乾燥サンゴ、焼成サンゴを用いることができる。これらのサンゴには、主成分としてカルシウムのほか、マグネシウム、カリウム、ナトリウム、鉄、硫黄、ケイ素、アルミニウムなどが含まれており、さらに微量成分としてリン、亜鉛、銅、マンガン、コバルト、ニッケルなどが含まれている。また、サンゴは、小孔が並んでいてすみずみまで開孔している多孔質体であるため、極めて大きい表面積と水の透過性とを有している。これらのサンゴは、本発明の土壌改良剤の質量に対して５〜２０質量％で添加することができる。本発明においては、焼成しないサンゴを用いることができるが、混練りする工程において水に分散しやすく、分散速度も速い焼成サンゴを用いるのが好ましい。また、焼成サンゴを用いることにより、特に本発明の土壌改良効果が得られることが見出された。
【００２２】
さらに、本発明に用いる銀ゼオライトとしては、ペレット、ビーズ、粉体といった形状のものを用いることができる。この銀ゼオライトは、本発明の土壌改良剤の質量に対して５〜２０質量％で添加することができる。また、銀ゼオライトに含まれる銀には、抗菌あるいは抗カビといった作用を有することが従来より知られている。このような抗菌といった作用を有する金属として、銀のほか、銅、亜鉛などが知られており、これらの金属をゼオライトに添加して用いることも可能である。本発明の土壌改良剤は、上述したような多孔質物質を含むことにより、通気性を良くすることができ、また排水性、保水性、肥効率を高めることができる。
【００２３】
本発明の土壌改良剤において土壌中の有機化合物の分解特性や汚染物質の除去特性を付与するために、酸化チタン、トルマリン、上述した銀ゼオライトといった物質を用いて土壌改良剤を形成することができる。本発明の土壌改良剤の分解特性や除去特性における上述した物質の役割は明確でなく、あくまで推測の域を出るものではないが、上述した物質が空気中の酸素、雨や散水による水の存在下で電気化学的に電池を形成して酸化還元反応を起こし、分解特性や除去特性に影響を与えるものと推定している。これにより、従来土壌動物や微生物により行われていた土壌中の有機化合物の分解が、本発明の土壌改良剤による上記特性により効率的に分解することが可能となることも、本発明の土壌改良剤の作用に影響を与えるものと推定している。
【００２４】
また、酸化チタン、トルマリン、銀ゼオライトは、光触媒としても作用し、光存在下においては、空気中の酸素や水中の酸素イオンといった酸素と、土壌中の水素とが反応して水素イオン濃度を減少させ、従って土壌のｐＨが上昇するものと推定している。光が存在しない土壌中においても、上述した酸化還元反応や、上記物質の結晶に土や散水などによって生じる応力が作用することで電解反応が起こり、この電解反応により水素イオン濃度が減少して土壌のｐＨが上昇しているとも推定している。
【００２５】
本発明に用いる酸化チタンは、ルチル型の酸化チタンとすることもできるし、特に結晶系を定めることなく、ルチル、アナターゼといった種々の結晶状態を含む酸化チタンを用いることができる。また、これらの酸化チタンを適宜混合して用いることもできる。この酸化チタンは、本発明の土壌改良剤の質量に対して２０〜８０質量％で添加することができ、また上述したトルマリンは、５〜２０質量％で添加することができる。本発明の土壌改良剤においては、上述した物質以外に、本発明の土壌改良剤を成形するための結着剤として無水珪酸ナトリウムを用いることも可能である。
【００２６】
本発明の土壌改良剤においては、上述した分解特性や除去特性を付与するとともに土壌温度を高めるといった点から炭素粉を浸透または固着させることが好ましい。このような炭素粉としては、カーボンブラックといった市販品のものを用いることができる。また、より効果的には、竹炭を製造する際に発生する煤といった未燃炭素を、本発明の土壌改良剤の焼結の際に浸透または固着させることにより、より低価格で、かつ効果的に炭素粉として添加することができる。このような炭素粉は、その組成によらず、本発明の土壌改良剤の質量に対して５〜３０質量％で添加することができる。
【００２７】
本発明の上述した土壌改良剤は、小松菜、トマト、カブといった野菜畑、果樹園のほか、山林、植木、家庭菜園といったものの土壌に散布または混合して用いることができ、従来与えていた肥料の量を少なくすることが可能となる。また、酸性土に混合し、弱酸性土などに改良して野菜畑、果樹園などとして使用することもできる。また、本発明の土壌改良剤をビニールハウスの周囲などに使用すると、多孔性のため排水性を良くし、また銀ゼオライトによる抗カビ効果により、ビニールと土壌との間に発生するカビを防止することもできる。特に、本発明の土壌改良剤を土壌の土に対して４％程度散布または混合することにより、土壌を柔らかくし、さらにはモンパ病、青枯れ病、肉腫といった病気を予防する効果があることを見出すことができた。
【００２８】
また、本発明の土壌改良剤は、クラッシャなどの適切な粉砕手段を用いて粉末にして使用することもできる。この粉砕手段により得られた土壌改良剤についても、上述した分解特性あるいは除去特性などを有しており、上述した土壌改良剤と同様の用途に用いることが可能である。
【００２９】
本発明の土壌改良剤の製造方法を詳細に説明すると、まず、酸化チタン２０〜８０質量％と、焼成サンゴ粉５〜２０質量％と、トルマリン５〜２０質量％と、銀ゼオライト５〜２０質量％と、粒状の金属シリコン５〜２０質量％とを含む組成物を混練りする工程と、混練りされた組成物を成形して成形体を形成する工程とを含む。このためには、これまでに知られたいかなる粉砕、混練り、成形手段でも用いることができる。また、この組成物に無水珪酸ナトリウムを添加して混練りさせても良い。
【００３０】
次いで、このようにして得られた成形体を非酸化性雰囲気中で７００〜１４００℃の温度で焼結させるが、本発明においては、１２００℃で焼結させるのがより好ましい。この焼結には、電気炉といった装置を用いて非酸化性雰囲気で焼成することもできるが、炭焼き窯中で炭焼き時に焼成することにより、カーボンの浸透または固着と、焼結する工程とを同時に行うことができる。また、竹炭を製造するための炭焼き窯は、良質なグラファイトからなる煤を発生させる点においてより好ましい。
【００３１】
本発明において非酸化性雰囲気とは、少なくとも酸素といった酸化性の気体を含まない雰囲気をいい、例えば、アルゴン、窒素、二酸化炭素といった気体を主に含む環境をいう。電気炉を使用する場合においては、炉内にアルゴン、窒素、二酸化炭素を封入することによって非酸化性雰囲気とすることができる。また、炭焼き窯においては、燃焼に必要な量の空気を送入することによって、窯内を窒素および二酸化炭素の非酸化性雰囲気とすることができる。
【００３２】
本発明の土壌改良剤を用いた土壌の改良方法について図１を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の土壌改良剤１を土壌２中に散布した図である。図１に示す土壌改良剤１は、木といった植物３の根４の先端領域に散布されている。植物３は、カリウム、アンモニアなどといった塩基、窒素、リン酸、有機物などの養分を根４の先端部分から吸収している。図１に示すように根４の先端部分に本発明の土壌改良剤１を散布することによって、上述したように本発明の土壌改良剤１で吸着された塩基やリン酸あるいは酸化還元反応などにより分解された有機物を植物３へと供給することができる。また、植物３による上記養分の吸収により、土壌２中の養分が減少する場合には、適宜肥料を供給することができる。さらに、本発明の土壌改良剤に含有されているカルシウム、マグネシウムといったミネラル分は、散水などによって土壌中に溶出し、溶出したミネラル分は、他の塩基、リン酸とともに植物３に養分として供給される。
【００３３】
また、本発明の土壌改良剤１を植物３の根４の先端領域に散布する方法としては、植物３の根４が成長する方向に向けて土壌２中に散布する方法を用いることができる。例えば、大根、にんじんといった土壌２に対して鉛直方向に根４が延びるものに対しては、鉛直方向に根４が延びる長さを予測して土壌２中に散布することができる。また、松、杉、リンゴ、ミカン、梅といった木に対しては、苗の場合、上述した方法により本発明の土壌改良剤１を散布した後、苗を植えることができるが、成長した木の場合には、木に対して左右方向の土壌２を掘り起こすことにより根４の先端部近辺に散布することができる。上述した方法では、本発明の土壌改良剤１を散布することについて説明したが、土壌２に混合させても良い。
【００３４】
以下、本発明を実施例をもって詳細に説明するが、本発明は下記実施例に限定するものではない。
【００３５】
（実施例）
（土壌改良剤の製造）
本発明の土壌改良剤を下記のようにして製造した。以下、％は特に断らない限り、土壌改良剤の質量に対する質量％である。
【００３６】
＜組成＞

【００３７】
また、以下に示す表１には、本発明の土壌改良剤を製造するために用いる上述した焼成サンゴを、株式会社南西環境研究所において定性分析を行った結果を示す。定性分析の方法については、表１の右欄に示した方法を用い、これらの方法によって分析された成分と、焼成サンゴ中のその成分の含有量を質量％で示した結果を表１の左欄に示す。
【００３８】
【表１】

【００３９】
上述の組成物に水を加えて良く混合し、型枠を用いて成形し、充分乾燥させた後、竹（孟宗竹）の炭を製造するための炭焼き窯に配置し、竹炭とするために窯の熱および非酸化性雰囲気を用いて８日間焼成させた。焼成温度は、約１２００℃であった。
【００４０】
この焼成の間、竹の燃焼により生じた導電性カーボンが浸透または固着して、約２０％の質量増加が見られた。燻煙焼処理が終了し、冷却させた後、粉砕して黒色の本発明の土壌改良剤が得られた。
【００４１】
（土壌改良剤の混合による土壌ｐＨ測定）
上述のようにして製造した土壌改良剤を混合して以下の土壌のｐＨ測定実験を行った。
【００４２】
図２は、土壌のｐＨ測定実験に用いた装置を示す。図２に示す装置には、直径２４７ｍｍ、深さ６０ｍｍのプラスチック容器５に、富山県射水郡小杉町青井谷地区の水田の深さ３０〜４０ｃｍの土６を３ｋｇと、上述のようにして製造された土壌改良剤１を５ｇを入れて混合したものを用いた。本土壌のｐＨ測定実験においては、時間による土壌のｐＨ測定を行った。ｐＨを測定する方法としては、ＪＩＳＫ０１０２１２．１のガラス電極法を用いた。また、水銀温度計を用いて気温、土温を測定した。以下の表２に時間に対する土壌のｐＨ測定結果を示す。
【００４３】
【表２】

【００４４】
表２によると、本発明の土壌改良剤により当初ｐＨ３．５であった強酸性土がおよそｐＨ６程度の弱酸性土に改良されることが見出された。また、ｐＨ６程度の弱酸性土に改良された後も、その効果は持続することが見出された。
【００４５】
図３は、上記表２に示す時間に対する気温および土温をグラフ化した図である。図３の縦軸には、気温および土温（℃）を示し、横軸には、実験の経過時間（Ｈｒ）を示す。また、図３中ａは、土温を示し、ｂは、気温を示す。図３に示すように土温は、気温とともに推移しており、上述のｐＨ測定実験において土温は、ほぼ一定であった。
【００４６】
（イオン交換水のｐＨと水中に含まれる金属成分の時間的推移）
図４は、イオン交換水に上記のようにして製造した土壌改良剤を入れ、経過時間によりイオン交換水のｐＨを測定した結果を示した図である。図４に示すｐＨの測定においては、イオン交換水２００ｍｌに上記のようにして製造した土壌改良剤を１０ｇ入れ、上述したＪＩＳＫ０１０２１２．１のガラス電極法を用いてイオン交換水のｐＨを測定した。図４に示す横軸は、土壌改良剤をイオン交換水へ入れてから経過した時間を示し、縦軸は、その時間におけるイオン交換水のｐＨを示す。図４に示すように土壌改良剤を入れる前のイオン交換水のｐＨは、およそ１０．０９であったが、土壌改良剤を入れ、時間が経過するに従いｐＨが上昇していることが見出された。このことから、土壌のｐＨに限らず、水中においてもｐＨを上昇させる効果があることを見出すことができた。
【００４７】
以下に示す表３は、図４に示すイオン交換水のｐＨ測定において、上記イオン交換水中の各金属成分が時間の経過により、どのくらい含まれているかを示した表である。
【００４８】
【表３】

【００４９】
表３によれば、各金属濃度は、上述のように製造した土壌改良剤をイオン交換水中に入れて１時間後の各金属成分濃度と比較し、それ以降の各時間での各金属成分濃度が増加しているという結果を示したため、各金属成分が土壌改良剤から徐放されることが見出された。土壌中において金属成分は、徐放されることにより、有効な土壌改良特性が長期にわたり持続するものと考えられる。
【００５０】
（比較例）
図５は、ケイ酸塩による効果を確認するための比較実験に用いた装置を示す。図５に示す装置には、直径２５ｃｍのプラスチック製の円筒型の容器７を用い、福井県坂井郡三国町火力発電所横の土８を３ｋｇ入れ、また本発明の土壌改良剤１を１００ｇ入れて混合した。さらにケイ酸塩９を混合して土壌のｐＨを測定し、土壌の状態を観察した。比較実験は、上記土壌改良剤１を混合した土８にケイ酸塩を１０ｇ混合したもの、ケイ酸塩を２０ｇ混合したものの２種類を用いて行った。
【００５１】
２種類とも本発明の土壌改良剤が加えられているため、ケイ酸塩の量にかかわらず土壌のｐＨを上昇させることができた。また、土８にケイ酸塩９だけを混合した場合には、土が固化してしまうが、本発明の土壌改良剤を混合しておくことにより、上記比較例で用いたケイ酸塩の量においては、土壌を柔らかく保つことができることを見出すことができた。
【００５２】
【発明の効果】
上述したように、本発明の土壌改良剤を使用することで、植物の育成に必要な塩基、リン酸を安定的に供給することが可能であり、また土壌ｐＨが低い場所の土壌ｐＨを上昇させ、土壌に抗菌および抗カビといった浄化作用を与えることができ、さらには土壌中の有機化合物を効率良く分解させることが可能となる。また、本発明の土壌改良剤を用いた土壌の改良方法を実施することによって、土壌中の養分を効率良く植物に与えることができ、従来与えていた肥料の量を少なくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の土壌改良剤を用いた土壌の改良方法の実施の形態を示した図。
【図２】本発明の土壌改良剤を混合した土壌のｐＨ測定実験で用いた装置を示した図。
【図３】本発明の土壌改良剤を混合した土壌のｐＨ測定実験における土温および気温を示した図。
【図４】本発明の土壌改良剤をイオン交換水に入れ、時間におけるイオン交換水のｐＨを測定した結果を示した図。
【図５】本発明の土壌改良剤にケイ酸塩を混合した土壌の比較実験で用いた装置を示した図。
【符号の説明】
１…土壌改良剤
２…土壌
３…植物
４…根
５、７…容器
６、８…土
９…ケイ酸塩[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a soil improver, a method for producing a soil improver, and a method for improving soil, and more particularly, a soil improver and soil containing titanium oxide, coral, tourmaline, silver zeolite, metal silicon, and carbon powder. The present invention relates to a method for producing an improving agent and a method for improving soil using the soil improving agent.
[0002]
[Prior art]
It is important to manage the pH, effective phosphate concentration, and base concentration of soil in order to judge the suitability of environmental conditions for plants, soil animals, and the soil where microorganisms grow and act. The pH of the soil is a measure of whether elements such as iron, phosphoric acid, nitrogen and potassium in the soil, which are nutrients for plants, soil animals and microorganisms, are excessive or deficient. For example, when the pH of the soil is low, elements such as iron and zinc in the soil are solubilized and washed with rain and water spray, and elements such as phosphoric acid and molybdenum generate insoluble compounds together with metal oxides and the like. It accumulates inside. Examples of such low pH soil include soil containing iron sulfide, and the soil is acidified by oxidation of iron sulfide to produce sulfurous acid or sulfuric acid. Conventionally, a base such as lime is sprayed or mixed with soil in the soil in order to raise the pH of the soil to such soil.
[0003]
The effective phosphoric acid concentration indicates the amount of phosphoric acid that can be absorbed by plants, and is a measure for knowing soil fertility. As described above, when the pH of the soil is low, the phosphoric acid concentration is increased in concentration by generating an insoluble compound together with the metal oxide and accumulating in the soil. However, these phosphate compounds are phosphoric acid components that cannot be absorbed by plants. Therefore, in the past, in the case of soil having a low pH, the phosphate content is replenished by fertilizing the phosphate fertilizer.
[0004]
The base concentration is a measure of the ability of the soil to retain bases such as lime and ammonia, and replaceable bases such as potassium, calcium and magnesium that are related to soil fertility. Examples of those that adsorb these bases include clay minerals and soil humus. Conventionally, in the case of soil with a low base concentration, organic substances such as humus and rice straw have been introduced.
[0005]
Moreover, as what keeps these bases and effective phosphoric acid in soil, it is disclosed in Unexamined-Japanese-Patent No. 5-339568 that a zeolite-coral powder type | system | group composition can be used for a soil improvement agent etc. It has been conventionally known that bases such as potassium and ammonia can be adsorbed on zeolite. In JP-A-5-339568, phosphoric acid can be effectively adsorbed and retained by finding the ability to adsorb phosphoric acid on coral, and this zeolite-coral powder-based composition is used as a soil conditioner. It is disclosed that the fertilization efficiency of a base and phosphoric acid can be improved.
[0006]
However, when using the composition disclosed in JP-A-5-339568, even if it can be retained in the soil by adsorbing the base and phosphoric acid, it acts as an antibacterial or antifungal effect on the soil. In addition, there was no effect of decomposing or removing organic compounds and pollutants in the soil. In addition, in the conventional method of increasing the pH of the soil using lime or the like, it is difficult for slaked lime to solidify to form a lump or to spread lime uniformly on the soil, Even if lime is sprayed, it is washed away by rain or watering, so there is a problem that the pH of the soil differs depending on the location and the growth of the plant differs.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and can stably supply a base and phosphoric acid necessary for plant growth regardless of location, and has a low soil pH. Soil conditioner and soil conditioner that have the effect of increasing the pH at the site, and that can further act to give antibacterial and antifungal effects to the soil and decompose or remove organic compounds and pollutants in the soil. It aims at providing the manufacturing method of this, and the improvement method of soil.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The above object of the present invention is achieved by the soil improver of the present invention, the method for producing the soil improver, and the soil improving method using the soil improver.
[0009]
That is, according to the invention of claim 1 of the present invention, titanium oxide 20 to 80 mass%, coral 5 to 20 mass%, tourmaline 5 to 20 mass%, silver zeolite 5 to 20 mass%, and metallic silicon A soil conditioner containing 5-20% by weight is provided.
[0010]
According to invention of Claim 2 of this invention, 5-30 mass% of carbon powder is contained further, The soil improving agent characterized by the above-mentioned is provided.
[0011]
According to invention of Claim 3 of this invention, the said carbon powder provides the soil improving agent which is the graphite obtained from bamboo charcoal.
[0012]
According to invention of Claim 4 of this invention, titanium oxide 20-80 mass%, coral 5-20 mass%, tourmaline 5-20 mass%, silver zeolite 5-20 mass%, and metal silicon 5-5 mass% Kneading a composition containing 20% by mass;
Forming the molded composition by molding the kneaded composition;
There is provided a method for producing a soil conditioner comprising a step of sintering the formed body formed at a temperature of 700 ° C to 1400 ° C in a non-oxidizing atmosphere.
[0013]
According to invention of Claim 5 of this invention, in the process of sintering the said molded object, the manufacturing method of the soil improving agent which makes the said molded object contain 5-30 mass% of carbon powder is provided.
[0014]
According to invention of Claim 6 of this invention, the said carbon powder provides the manufacturing method of the soil improving agent which is the graphite obtained from bamboo charcoal.
[0015]
According to invention of Claim 7 of this invention, the manufacturing method of the soil improving agent which includes the process of grind | pulverizing the said sintered compact further is provided.
[0016]
According to invention of Claim 8 of this invention, titanium oxide 20-80 mass%, coral 5-20 mass%, tourmaline 5-20 mass%, silver zeolite 5-20 mass%, and metallic silicon 5 Provided is a method for improving soil by spraying a soil improver containing 20% by mass to the tip region of the root of a plant.
[0017]
According to invention of Claim 9 of this invention, the said soil improvement agent provides the improvement method of the soil which contains 5-30 mass% of carbon powder further.
[0018]
According to invention of Claim 10 of this invention, the said carbon powder provides the improvement method of the soil which is the graphite obtained from bamboo charcoal.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The soil conditioner of the present invention comprises titanium oxide 20 to 80% by mass, coral 5 to 20% by mass, tourmaline 5 to 20% by mass, silver zeolite 5 to 20% by mass, and metal silicon 5 to 20% by mass. Containing.
[0020]
In the present invention, a soil conditioner may be formed using a porous material such as metal silicon, coral or silver zeolite as a material that adsorbs elements and ions related to soil fertility such as base and phosphoric acid into the soil. it can. As the metal silicon used in the present invention, silicon of about 98% silicon used for iron modification in iron making or the like can be used. This metal silicon can be added at 5 to 20% by mass relative to the mass of the soil conditioner of the present invention. Moreover, the metallic silicon used in the present invention can be used as granules, flakes, and powders of an appropriate particle size by pulverizing a commercially available metallic silicon mass.
[0021]
Moreover, as a coral used for this invention, a raw coral, a dry coral, and a baked coral can be used. These corals contain calcium, magnesium, potassium, sodium, iron, sulfur, silicon, aluminum, etc. as the main component, and phosphorus, zinc, copper, manganese, cobalt, nickel, etc. as trace components. include. Coral is a porous body in which small pores are lined up and opened everywhere, and therefore has a very large surface area and water permeability. These corals can be added at 5 to 20% by mass relative to the mass of the soil conditioner of the present invention. In the present invention, corals that are not fired can be used, but it is preferable to use fired corals that are easily dispersed in water and have a high dispersion rate in the kneading step. Further, it has been found that the soil improvement effect of the present invention can be obtained by using calcined coral.
[0022]
Furthermore, as a silver zeolite used for this invention, the thing of a shape, such as a pellet, a bead, and a powder, can be used. This silver zeolite can be added at 5 to 20% by mass relative to the mass of the soil conditioner of the present invention. In addition, it is conventionally known that silver contained in silver zeolite has an antibacterial or antifungal action. As such a metal having an antibacterial effect, silver, copper, zinc and the like are known, and these metals can be added to zeolite and used. By including the porous material as described above, the soil conditioner of the present invention can improve air permeability, and can improve drainage, water retention, and fertilizer efficiency.
[0023]
In order to impart decomposition characteristics of organic compounds in soil and removal characteristics of contaminants in the soil conditioner of the present invention, a soil conditioner can be formed using substances such as titanium oxide, tourmaline, and silver zeolite described above. . The role of the above-mentioned substances in the decomposition characteristics and removal characteristics of the soil conditioner of the present invention is not clear and does not go beyond the scope of estimation, but the above-mentioned substances are the presence of oxygen in the air, water due to rain or water sprinkling It is estimated that the battery is electrochemically formed below to cause an oxidation-reduction reaction, which affects the decomposition and removal characteristics. Thereby, it is possible to decompose organic compounds in the soil, which has been conventionally performed by soil animals and microorganisms, by the above-described characteristics of the soil improver of the present invention, and to improve the efficiency of the soil improvement of the present invention. It is presumed to affect the action of the agent.
[0024]
Titanium oxide, tourmaline, and silver zeolite also act as photocatalysts. In the presence of light, oxygen such as oxygen in the air or oxygen ions in water reacts with hydrogen in the soil to reduce the hydrogen ion concentration. Therefore, it is estimated that the pH of the soil will rise. Even in soil where light does not exist, an electrolytic reaction occurs due to the above-described oxidation-reduction reaction or stress generated by the soil or water spray on the crystals of the above substances, and this electrolytic reaction reduces the hydrogen ion concentration and the soil. It is also estimated that the pH of the solution has increased.
[0025]
The titanium oxide used in the present invention can be rutile type titanium oxide, and titanium oxide containing various crystal states such as rutile and anatase can be used without particularly defining a crystal system. Moreover, these titanium oxides can also be mixed and used suitably. This titanium oxide can be added at 20 to 80% by mass with respect to the mass of the soil conditioner of the present invention, and the above-described tourmaline can be added at 5 to 20% by mass. In the soil conditioner of the present invention, anhydrous sodium silicate can be used as a binder for forming the soil conditioner of the present invention in addition to the above-described substances.
[0026]
In the soil improvement agent of this invention, it is preferable to infiltrate or fix carbon powder from the point of giving the decomposition characteristic and removal characteristic mentioned above, and raising soil temperature. As such carbon powder, commercially available products such as carbon black can be used. In addition, more effectively, unburned carbon such as soot generated when producing bamboo charcoal is infiltrated or fixed during sintering of the soil conditioner of the present invention, so that it is more inexpensive and effective. Can be added as carbon powder. Such carbon powder can be added at 5 to 30% by mass relative to the mass of the soil conditioner of the present invention, regardless of its composition.
[0027]
The above-mentioned soil improver of the present invention can be used by being sprayed or mixed on soils of vegetable gardens such as Japanese mustard spinach, tomatoes, turnips, orchards, mountain forests, planted trees, home gardens, etc. The amount can be reduced. Also, it can be mixed with acidic soil and modified to weakly acidic soil to be used as vegetable fields, orchards and the like. In addition, when the soil conditioner of the present invention is used around a greenhouse, it is porous and has good drainage, and the anti-mold effect of silver zeolite prevents mold generated between vinyl and soil. You can also. In particular, by applying or mixing about 4% of the soil conditioner of the present invention with respect to the soil soil, the soil is softened and further has the effect of preventing diseases such as Mompa disease, bacterial wilt disease, and sarcoma. I was able to find it.
[0028]
In addition, the soil conditioner of the present invention can be used as a powder by using an appropriate crushing means such as a crusher. The soil improver obtained by this pulverizing means also has the above-described decomposition characteristics or removal characteristics, and can be used for the same application as the above-described soil improver.
[0029]
The production method of the soil conditioner of the present invention will be described in detail. First, titanium oxide 20 to 80% by mass, calcined coral powder 5 to 20% by mass, tourmaline 5 to 20% by mass, and silver zeolite 5 to 20% by mass. %, And a step of kneading a composition containing 5 to 20% by mass of granular metal silicon, and a step of forming a kneaded composition to form a molded body. For this purpose, any known pulverization, kneading and molding means can be used. Further, anhydrous sodium silicate may be added to the composition and kneaded.
[0030]
Next, the molded body thus obtained is sintered at a temperature of 700 to 1400 ° C. in a non-oxidizing atmosphere. In the present invention, it is more preferable to sinter at 1200 ° C. This sintering can be performed in a non-oxidizing atmosphere using an apparatus such as an electric furnace. However, by sintering at the time of charcoal baking in a charcoal kiln, carbon permeation or fixation and a sintering process are performed simultaneously. It can be carried out. A charcoal kiln for producing bamboo charcoal is more preferable in terms of generating soot made of high quality graphite.
[0031]
In the present invention, the non-oxidizing atmosphere refers to an atmosphere that does not contain at least an oxidizing gas such as oxygen, for example, an environment mainly containing a gas such as argon, nitrogen, and carbon dioxide. In the case of using an electric furnace, a non-oxidizing atmosphere can be obtained by sealing argon, nitrogen, and carbon dioxide in the furnace. Further, in a charcoal kiln, the inside of the kiln can be made into a non-oxidizing atmosphere of nitrogen and carbon dioxide by supplying an amount of air necessary for combustion.
[0032]
The soil improvement method using the soil improvement agent of this invention is demonstrated in detail using FIG. FIG. 1 is a diagram in which the soil conditioner 1 of the present invention is dispersed in soil 2. The soil conditioner 1 shown in FIG. 1 is sprayed on the tip region of the root 4 of the plant 3 such as a tree. The plant 3 absorbs nutrients such as bases such as potassium and ammonia, nitrogen, phosphoric acid and organic matter from the tip of the root 4. As shown in FIG. 1, by applying the soil conditioner 1 of the present invention to the tip of the root 4 as described above, the base, phosphoric acid or redox reaction adsorbed by the soil conditioner 1 of the present invention is used. The decomposed organic matter can be supplied to the plant 3. Moreover, when the nutrient in the soil 2 reduces by absorption of the said nutrient by the plant 3, a fertilizer can be supplied suitably. Furthermore, minerals such as calcium and magnesium contained in the soil improver of the present invention are eluted into the soil by watering, and the eluted minerals are supplied as nutrients to the plant 3 together with other bases and phosphoric acid. The
[0033]
Moreover, as a method of spraying the soil improving agent 1 of the present invention on the tip region of the root 4 of the plant 3, a method of spraying in the soil 2 in the direction in which the root 4 of the plant 3 grows can be used. For example, when the root 4 extends in the vertical direction with respect to the soil 2 such as radish and carrot, the length of the root 4 extending in the vertical direction can be predicted and dispersed in the soil 2. In addition, for trees such as pine, cedar, apple, mandarin orange and plum, in the case of seedlings, seedlings can be planted after spraying the soil conditioner 1 of the present invention by the method described above, but the grown trees In some cases, the soil 2 in the left-right direction is dug up against the tree and can be sprayed around the tip of the root 4. In the method described above, the application of the soil conditioner 1 of the present invention has been described, but it may be mixed with the soil 2.
[0034]
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited to the following Example.
[0035]
(Example)
(Manufacture of soil conditioner)
The soil conditioner of this invention was manufactured as follows. Hereinafter, unless otherwise specified,% is mass% relative to the mass of the soil conditioner.
[0036]
<Composition>

[0037]
Table 1 below shows the results of qualitative analysis of the above-mentioned calcined coral used for producing the soil conditioner of the present invention at the Southwest Environmental Research Institute. About the method of qualitative analysis, using the method shown in the right column of Table 1, the result of showing the component analyzed by these methods and the content of the component in the calcined coral in mass% is shown in the left of Table 1. Shown in the column.
[0038]
[Table 1]

[0039]
Add water to the above composition, mix well, mold it using a mold, dry it thoroughly, and place it in a charcoal kiln to produce bamboo charcoal. And baked for 8 days using a non-oxidizing atmosphere. The firing temperature was about 1200 ° C.
[0040]
During this firing, conductive carbon produced by the burning of bamboo permeated or adhered, and a mass increase of about 20% was observed. After the smoke burning treatment was completed and the mixture was cooled, it was pulverized to obtain a black soil conditioner of the present invention.
[0041]
(Soil pH measurement by mixing with soil conditioner)
The following soil pH measurement experiment was conducted by mixing the soil conditioner produced as described above.
[0042]
FIG. 2 shows the apparatus used for the soil pH measurement experiment. In the apparatus shown in FIG. 2, 3 kg of soil 6 having a depth of 30-40 cm in a paddy field in Aoiya district, Kosugi-gun, Izumi-gun, Toyama Prefecture is manufactured as described above in a plastic container 5 having a diameter of 247 mm and a depth of 60 mm. A mixture of 5 g of the improved soil conditioner 1 was used. In the pH measurement experiment of this soil, the pH of the soil was measured with time. As a method for measuring pH, the glass electrode method of JIS K 0102 12.1 was used. In addition, air temperature and soil temperature were measured using a mercury thermometer. Table 2 below shows the soil pH measurement results with respect to time.
[0043]
[Table 2]

[0044]
According to Table 2, it was found that the strongly acidic soil having an initial pH of 3.5 was improved to a weakly acidic soil having a pH of about 6 by the soil improver of the present invention. In addition, it was found that the effect persists even after improvement to a weakly acidic soil of about pH 6.
[0045]
FIG. 3 is a graph showing the air temperature and soil temperature with respect to time shown in Table 2 above. The vertical axis in FIG. 3 indicates the air temperature and soil temperature (° C.), and the horizontal axis indicates the elapsed time (Hr) of the experiment. Moreover, in FIG. 3, a shows soil temperature and b shows air temperature. As shown in FIG. 3, the soil temperature has changed with the air temperature, and the soil temperature was substantially constant in the pH measurement experiment described above.
[0046]
(PH of ion-exchanged water and transition of metal components contained in water over time)
FIG. 4 is a diagram showing the results of measuring the pH of ion-exchanged water according to the elapsed time by putting the soil conditioner produced as described above into ion-exchanged water. In the measurement of pH shown in FIG. 4, 10 g of the soil conditioner produced as described above is put in 200 ml of ion-exchanged water, and the pH of ion-exchanged water is adjusted using the glass electrode method of JIS K 0102 12.1 described above. It was measured. The horizontal axis shown in FIG. 4 shows the time elapsed since the soil conditioner was put into the ion exchange water, and the vertical axis shows the pH of the ion exchange water at that time. As shown in FIG. 4, the pH of ion-exchanged water before adding the soil conditioner was approximately 10.09, but it was found that the pH increased as time passed after the soil conditioner was added. It was done. From this, it has been found that there is an effect of raising the pH not only in soil pH but also in water.
[0047]
Table 3 shown below is a table showing how much each metal component in the ion-exchanged water is contained over time in the pH measurement of the ion-exchanged water shown in FIG.
[0048]
[Table 3]

[0049]
According to Table 3, each metal concentration is compared with each metal component concentration after 1 hour after putting the soil improver produced as described above into ion-exchanged water, and each metal component concentration at each subsequent time. As a result, it was found that each metal component is gradually released from the soil conditioner. It is considered that effective soil improvement characteristics are sustained over a long period of time by releasing the metal component in the soil.
[0050]
(Comparative example)
FIG. 5 shows an apparatus used in a comparative experiment for confirming the effect of silicate. In the apparatus shown in FIG. 5, a plastic cylindrical container 7 having a diameter of 25 cm is used, 3 kg of soil 8 next to the Mikuni-machi thermal power plant in Sakai-gun, Fukui Prefecture, and 100 g of the soil conditioner 1 of the present invention are added. And mixed. Furthermore, the silicate 9 was mixed and the pH of the soil was measured and the state of the soil was observed. The comparative experiment was performed using two types of soil 8 mixed with the soil conditioner 1 and 10 g of silicate mixed with 20 g of silicate.
[0051]
Since the soil improver of the present invention was added to both types, the pH of the soil could be increased regardless of the amount of silicate. Moreover, when only the silicate 9 is mixed with the soil 8, the soil is solidified, but the amount of the silicate used in the comparative example is obtained by mixing the soil conditioner of the present invention. In, it was found that the soil can be kept soft.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, by using the soil conditioner of the present invention, it is possible to stably supply the base and phosphoric acid necessary for plant growth, and increase the soil pH in a place where the soil pH is low. It is possible to provide the soil with a purification action such as antibacterial and antifungal, and it is possible to efficiently decompose organic compounds in the soil. Moreover, by carrying out the soil improvement method using the soil improver of the present invention, nutrients in the soil can be efficiently given to plants, and the amount of fertilizer that has been conventionally given can be reduced. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a soil improvement method using a soil improver of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an apparatus used in a pH measurement experiment of soil mixed with the soil conditioner of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing soil temperature and temperature in a pH measurement experiment of soil mixed with the soil conditioner of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing the results of measuring the pH of ion-exchanged water over time by placing the soil conditioner of the present invention in ion-exchanged water.
FIG. 5 is a view showing an apparatus used in a comparative experiment of soil in which a silicate is mixed with the soil improver of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Soil improver 2 ... Soil 3 ... Plant 4 ...

Root

5, 7 ...

Container

6, 8 ... Soil 9 ... Silicate

Claims

Non-oxidized molded body containing 20 to 80% by mass of titanium oxide, 5 to 20% by mass of coral, 5 to 20% by mass of tourmaline, 5 to 20% by mass of silver zeolite, and 5 to 20% by mass of metallic silicon. A soil conditioner obtained by firing in a neutral atmosphere, infiltrating or fixing conductive carbon into the compact, and pulverizing the fired compact .

The soil improver according to claim 1, wherein the soil improver is one obtained by infiltrating or fixing 5 to 30% by mass of the conductive carbon .

The soil improvement agent according to claim 2, wherein the conductive carbon is graphite obtained from bamboo charcoal.

A composition containing 20 to 80% by mass of titanium oxide, 5 to 20% by mass of coral, 5 to 20% by mass of tourmaline, 5 to 20% by mass of silver zeolite, and 5 to 20% by mass of metallic silicon is kneaded. And a process of
Forming the molded composition by molding the kneaded composition;
Sintering the formed molded body at a temperature of 700 ° C. to 1400 ° C. in a non-oxidizing atmosphere and infiltrating or fixing conductive carbon to the molded body ;
And a step of pulverizing the sintered compact .

In the step of osmosis or securing the conductive carbon in the green body, the green body wherein conductive carbon 5-30% by weight osmosis or to fix the method of soil improvement agent according to claim 4.

The method for producing a soil conditioner according to claim 5, wherein the conductive carbon is graphite obtained from bamboo charcoal.

Non-oxidized molded body containing 20 to 80% by mass of titanium oxide, 5 to 20% by mass of coral, 5 to 20% by mass of tourmaline, 5 to 20% by mass of silver zeolite, and 5 to 20% by mass of metallic silicon. A soil improving method in which conductive carbon is infiltrated or fixed into the green body, and the soil conditioner obtained by pulverizing the fired green body is dispersed in the tip region of the roots of the plant. .

The method for improving soil according to claim 7 , wherein the soil improver is one obtained by infiltrating or fixing 5 to 30 mass% of the conductive carbon .

The method for improving soil according to claim 7 or 8 , wherein the conductive carbon is graphite obtained from bamboo charcoal.