JP4033986B2 - 粒状の有機物腐熟促進・土壌改良資材 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粒状の有機物腐熟促進・土壌改良資材に関し、詳しくは、石灰窒素を主成分とし、稲わら等の有機物の腐熟を促進するとともに鉄分の補給等の土壌改良を一度に行うことができ、しかも散布しやすい粒状の有機物腐熟促進・土壌改良資材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
米麦作においてはコンバイン使用による収穫が一般的であり、収穫にともない残査であるわら類が圃場に排出される。排出されたわら類の一部は家畜の飼料、敷料やわら加工品原料、堆肥原料として有効利用されているが、大部分は焼却されるかそのまま圃場に放置される。焼却される場合は貴重な有機質資源を無駄にするとともに地域によっては煙による重大な交通障害の問題を発生する恐れもある。一方、わら類が圃場に放置された場合、含有する窒素分が炭素分の見合いに比べ少なく腐熟化の進行が遅いため、腐熟不十分なわらによる窒素飢餓を起こしたり、水田ではメタンなどの還元状態で発生するガスによる障害、除草剤の薬害の助長などの生育障害が発生することが知られている。
【０００３】
これらの生育障害を軽減するための腐熟促進剤として、尿素、りん酸肥料、石灰を混合造粒した粒状腐熟化促進資材（特開平２−２０８２７６号公報）や、石灰窒素のもつ腐熟促進効果を利用しつつ、酸化鉄の配合によって土壌の溶脱鉄分の補給を同時に可能とした有機物腐熟促進・土壌改良資材（特開平７−１２６０９３号公報）が提案されている。
【０００４】
特開平２−２０８２７６号公報による発明は、微生物の栄養源である窒素、りん酸分や稲わらの繊維分の分解を促す作用を示す石灰を混合するなど、わら類の腐熟促進に対しある程度有効な手段であった。しかしながら、この発明の窒素源は、腐熟促進に最も関与する石灰窒素ではなく、流亡や揮散が起こりやすい硫安や尿素であるため、ロスを見込んで単位面積当りの窒素施用量を増量しなければ効果が発揮しにくいという欠点があった。また、水田によっては、しばしば問題となる硫化水素による障害に対しては何の配慮もなされていないものであった。
【０００５】
これに対し、特開平７−１２６０９３号公報による発明は、石灰窒素を主成分とし、しかも上記硫化水素による障害軽減のための鉄分の補給が可能となっている点で画期的なものであった。しかしながら、有効な造粒化方法がなかったため、粉状で供給せざるを得ず、腐熟促進効果は高いものの散布時の粉立ちや機械散布に不適応など使用上の点で改良の余地があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明品を含め一般に腐熟促進資材の使用法は、コンバイン収穫により圃場に放置されたわら上に散布し、耕耘（鍬込み）する手順が主として想定される。散布時の利便性のためには散布される迄は粒状の形態を保ち、かつ圃場に散布されあるいは鍬込まれた段階では速やかに成分が分散し、有機物の腐熟促進効果・土壌改良効果を発揮させる必要がある。
【０００７】
従って、本発明の目的は、粒状化により散布時の作業性を大幅に向上させることができ、しかも稲わらなどの有機物の腐熟を更に促進するとともに、土壌改良効果をも有する有機物腐熟促進・土壌改良資材を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、石灰窒素２０〜６０重量％、尿素１０〜２０重量％、ようりんをりん酸分（Ｐ２Ｏ５）として０．５〜１０重量％、転炉さいを酸化鉄分（Ｆｅ２Ｏ３）として７．６〜２０重量％を含有し、加圧成型造粒されてなることを特徴とする粒状の有機物腐熟促進・土壌改良資材である。
【０００９】
以下、更に詳しく本発明を説明する。
【００１０】
本発明の粒状の有機物腐熟促進・土壌改良資材（以下、「本発明品」ともいう。）は、石灰窒素を２０重量％以上を含む。石灰窒素が２０重量％未満であると腐熟促進効果が著しく低下する。石灰窒素の割合の上限については特に制約はないが、本発明品にはバインダーとしての尿素を含ませる必要があり、全窒素をいたずらに多くすると却って窒素過剰による障害の発生の恐れが心配されるので、その上限は６０重量％程度であることが望ましい。特に望ましくは３０〜５０重量％である。
【００１１】
本発明品に使用する石灰窒素は、全窒素１９．０重量％以上、アルカリ分５０重量％以上のものが好適であるがこれに限られることはない。この石灰窒素に、生石灰、消石灰、炭酸石灰等の石灰質物質等を更に配合し、全窒素を１０重量％以上にしたものであってもよい。石灰窒素の粒度については、５００ミクロン以下とすることによって、造粒が容易となる。
【００１２】
次に、本発明品においては、１０〜２０重量％の尿素を含んでいる。尿素は、本発明品を製造する際のバインダーとしての役割を果たすものである。造粒は、混合原料を常温もしくは適温に加温し、押し出し、打錠等の加圧成型をすることによって行われる。
【００１３】
尿素をバインダーとして造粒された本発明品は、散布時の利便性を有するとともに、散布された後は、尿素が土壌から水分を吸収して急激かつ極端に崩壊し、降雨や耕耘等の若干の刺激によって速やかに各成分に分散する。
【００１４】
尿素が１０重量％未満であると、バインダーとしての役割が十分でなくなり、所期した造粒物に成型することが困難となる。造粒物の硬さ、大きさは適宜調整が可能であるが、本発明の目的からは圧壊加重５〜１５ｋｇ、直径３ｍｍ程度の柱状体が望ましい。
【００１５】
一方、尿素の上限を２０重量％に限定した理由は、次のとおりである。すなわち、一般に腐熟促進資材に含有させることができる全窒素には上限があり、わら腐熟に必要な量以上に窒素を含有していた場合、窒素は無機態窒素として土壌に残留し翌年の作付けに悪影響を与えることがある。尿素は、それ自体が窒素分を含有しているため、その使用によって、有機物腐熟促進用途の窒素源として最も効果の優れているとされる石灰窒素の割合を相対的に減じざるを得ない。そこで本発明においては、尿素の割合は、造粒を行うのに必要最小限に止めておくことが望ましく、２０重量％以内とした。
【００１６】
以上のように、本発明においては窒素分として石灰窒素と尿素を併用するものであるがこれによって有機物腐熟促進効果は減少してしまう。そこで、この減少を補うため本発明では新たにりん酸肥料をりん酸分として０．５重量％以上を含有させたものである。りん酸肥料の作用機作は不明であるが、必要量は小さいものの、窒素と同様微生物の栄養源であるりん酸分を補ってやることにより、石灰窒素の効果を助長させるものと考えている。りん酸肥料の割合が、りん酸分として０．５重量％未満であると上記効果が不十分となる。その上限については特に制限はないが、１０重量％程度までが望ましい。
【００１７】
本発明品で使用されるりん酸肥料には特に制限はなく、市販されている一般のりん酸質肥料が使用される。具体的には、ようりん、焼成りん肥、重焼りん、過燐酸石灰、重過燐酸石灰等であるが、特にようりんが好適である。その理由は、ようりんは有機物の腐熟にともなって産生される有機酸の中和能力を持ち、しかもりん酸分の他に微量だがこれも微生物の養分として必要な苦土、亜鉛などを含むとともに、圃場の土づくりのために施用されることがあるケイ酸分を含んでいるからである。
【００１８】
次に、本発明品においては、転炉さいを酸化鉄として７．６〜２０重量％を含んでおり、これによって硫化水素による上記障害を軽減させることができる。転炉さいが上記よりも多いと、造粒において比重の大きな原料である転炉さいの割合が過多となり、強度的に満足できる粒状物が得られずに粉化が大きくなる。また、転炉さいが上記よりも少ないと、鉄分の補給が不十分となって硫化水素による上記障害を軽減させる効果が小さくなる。
【００１９】
本発明品に転炉さいを含有させたのは、ボーキサイトさい、パイライトさい、ミルスケール等の酸化鉄含有物資であっては、腐熟促進用途にも有効と考えられるケイ酸、石灰、苦土、りん酸及びその他の微量成分を十分に含んでいなく、しかもアルカリ分も含んでいないので有機物の腐熟にともない産生する有機酸の中和には役立たないからである。
【００２０】
本発明の粒状の有機物腐熟促進・土壌改良資材は、上記石灰窒素、尿素、りん酸肥料及び転炉さいを混合造粒する際、生石灰、消石灰、炭酸石灰、ケイ酸石灰等の有機物の腐熟に有効とされている肥料成分を更に混合し、各成分濃度を希釈して造粒することもできる。
【００２１】
【実施例】
以下、実施例、比較例をあげて更に具体的に本発明を説明する。
【００２２】
実施例１〜２ 比較例１
石灰窒素（全窒素２４重量％）、尿素（全窒素４６重量％）、ようりん（りん酸分１９重量％）及び転炉さい｛ミネックス株式会社製商品名「てんろ石灰」（酸化鉄分２０重量％）｝を、表１に示す割合で混合した後、１１５℃に加熱し、押し出し造粒機により直径３ｍｍ×高さ３〜７ｍｍの円柱状に成型し、粒状の有機物腐熟促進・土壌改良資材を製造した。なお、表１において、「ようりん」は「リン酸肥料」の欄に、また「てんろ石灰」は「酸化鉄含有物」の欄に記載した。
【００２３】
比較例２
ようりんの全量を転炉石灰に置き換えてりん酸を０．０重量％としたこと以外は、実施例１と同様な方法で粒状の有機物腐熟促進・土壌改良資材を製造した。
【００２４】
比較例３
転炉石灰３８重量％をミルスケール（酸化鉄分７０重量％）３０重量％とケイ酸石灰８重量％に置き換えて酸化鉄分を２１重量％としたこと以外は、実施例１と同様な方法で粒状の有機物腐熟促進・土壌改良資材を製造した。
【００２５】
以上の実施例、比較例で製造された粒状の有機物腐熟促進・土壌改良資材について、以下に従う、硬度、粉化率及び腐熟効果を測定した。それらの結果を表２に示す。
【００２６】
（１）硬度：木屋式硬度計により測定(２ｍｍ長)した。
（２）粉化率：ロータップシェーカー３分間運転による０．３ｍｍ篩下の割合を算出(重量％)した。
（３）腐熟効果：圃場に寒冷紗を敷き、上位３節目を中心に約７ｃｍにカットした稲わら２０．０ｇを広げ、所定量のサンプルを散布した後、更に寒冷紗をかけ３ｃｍ程度覆土した。その後、所定期日にわらを回収し、その残存重量とＣ／Ｎ比を測定した。なお、散布量は、いずれも窒素が３．３ｇ／ｍ²となる量とした。
【００２７】
【表１】

【００２８】
【表２】

【００２９】
【発明の効果】
本発明品によれば、粉立ち等が少なく作業性に優れた粒状の有機物腐熟促進材が得られる。本発明品は、有機物腐熟促進材としての効果のみならず、施用により鉄分の補給という土壌化学性の改善効果も得られる省力的な農業資材として農業の生産性向上に寄与する。

Claims (1)

1. 石灰窒素２０〜６０重量％、尿素１０〜２０重量％、ようりんをりん酸分（Ｐ２Ｏ５）として０．５〜１０重量％、転炉さいを酸化鉄分（Ｆｅ２Ｏ３）として７．６〜２０重量％を含有し、加圧成型造粒されてなることを特徴とする粒状の有機物腐熟促進・土壌改良資材。