JP4073506B2 - Colloidal silica-containing liquid fertilizer - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、沈殿物が生成し難いコロイド状珪酸含有液体肥料に関するものである。詳しくは、酸性珪酸ゾル、リン酸質肥料成分及びマグネシウム質肥料成分を含有し、必要に応じて、窒素質肥料成分、カリウム質肥料成分、カルシウム質肥料成分及び微量成分を含有する、沈殿物が生成し難いコロイド状珪酸含有液体肥料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、植物体内で糖分を分解させてエネルギーを発生させる反応を起こすためにはリン酸が必要であることが知られている。その際に、これら糖分とリン酸との結合を促進させたり、リン酸の移動を行うためには酵素の関与が必要である。また、このように酵素が関与することによって、糖分を分解させる反応を円滑に行うことができるようになり、そのためにはマグネシウムの存在が必須である。
【０００３】
それ故、このような観点から、「マグネシウムはリン酸の運搬者である。」と呼ばれており、植物体内でリン酸を効率良く働かせるためには、マグネシウムを存在させることが必須の条件となっている。具体的には、一般に、植物体内の有機的代謝において、マグネシウムが不足すると、各種の窒素化合物が増加し、特に、アマイド態窒素の集積が著しくなり、蛋白質もまた増加する。しかし、これに反して、全糖や非還元糖の生成はマグネシウムが不足すると減少することが知られている。
【０００４】
従って、米の生産においてはマグネシウムが不足すると蛋白質が増加して米の食味を低下させることから、食味の良い米を生産するためには、マグネシウムを多く与えて、全糖や非還元糖の生成を増加させなければならない。
【０００５】
一方、リン酸を単独で作物に与えるよりも、リン酸をマグネシウムと一緒に作物に与えた方が、より多く作物に吸収させることができると言われており、その根拠として、山崎伝氏等が水稲、ハダカムギ、サツマイモ、その他の作物で実験(農水省東海近畿農業試験場報告３、７３、１９４５〜１９４９)、及び鈴木新一及び前田正男両氏が水稲にて実験(農水省中国農業試験場１９５５年度報告)を挙げることができる。
【０００６】
更に、大川金作、田中了三郎氏等は、珪酸とマグネシウムとの関係を水稲、大麦、ハダカムギで試験し、マグネシウムを与えずに珪酸のみを与える場合には、生育が不良となり、珪酸のみを与えても効果を発揮し得ないことを明らかにしている(日本土壌学会誌１６、９、１９４２)。
【０００７】
一方、石塚喜明、早川康夫氏等は、水稲のいもち病に対する抵抗性と珪酸マグネシウムとの関係について報告(日本土壌学会誌２１、４、１９５１)し、いもち病の抵抗性を増大させるためには、珪酸の吸収量を高めて細胞を珪酸化すると共に、植物体内の可溶性窒素あるいは糖分を多量に蓄積させないことが重要であることを明らかにしている。
【０００８】
しかし、この場合においても、マグネシウムが欠乏すると珪酸の吸収が阻害され、珪化細胞の形成が不十分となるので、いもち病の抵抗性は減少することが明らかにされている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来、珪酸質肥料は溶成リン肥、鉱滓等を加工した珪酸カルシウム等が利用されてきたが、主として土壌改良としての利用であって、施用量が多く、く溶性の緩効性肥料であるため、圃場に施す作業の手間や植物の吸収し易さ等に問題があった。
【００１０】
勿論、土壌中には珪酸が非常に多く含まれているが、その大部分は水に不溶解性の形態のものであって、作物が吸収できるような形態のものは極めて少量しか含まれていない。
【００１１】
作物に吸収される形態の珪酸としては、水溶性で低分子量のオルト珪酸(正珪酸)であり、珪酸ゾルまたは珪酸ゲルのようなポリマー状珪酸の場合には、クエン酸など根酸で分解して低分子量の珪酸になってから吸収される。
【００１２】
また、近年、水溶性の珪酸に関する肥料として、マグネシウム、鉄等を含有させた液体珪酸カリ肥料(特開昭62−56389号公報、特公平５−61237号公報等)が知られているが、これら肥料の原料となる珪酸カリの水素イオン濃度(ｐＨ)は１１前後と高く、他の成分を含有させると沈殿の発生が避けられないため、液肥としての安定性は全くなくなるのみならず、強塩基のため作物にとってアルカリ障害を与え易く、製造上及び使用上に種々の制約があった。
【００１３】
従って、前述した珪酸、リン酸及びマグネシウムの三成分の相乗効果を発揮させようとする肥料としては、難溶性の複合固体肥料しかなく、作物に吸収し易い形態での液体肥料においては存在しなかった。
【００１４】
一方、コロイド状珪酸は、通常シリカゾルとして市販されているが、多くの人々に知られている一般的なシリカゾルは、ｐＨが９〜１１程度と高いものであり、これに他の成分を添加すると容易にゲル化や沈殿を起こし易い。また、酸性シリカゾルも市販されているが、その用途は限られており、これらのゾルは、繊維処理剤、接着剤、金属表面処理剤、塗料、土木材料等で主として用いられ、いずれのシリカゾルにあっても肥料成分としての使用に実用化されたことがない。
【００１５】
本発明者らは、上記問題点に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、特定の性状の酸性珪酸ゾルを用い、リン酸質肥料成分及びマグネシウム質肥料成分を特定な割合で含有させたものはコロイド状珪酸として比較的安定に保存でき、且つこのコロイド状珪酸含有液体が植物に吸収され易い、水に可溶性のある形態であるとの知見に基づき、本発明を完成するに至ったものである。
【００１６】
即ち、本発明の目的は、植物の強化に不可欠な珪酸質肥料を吸収され易い状態のコロイド状珪酸含有液体肥料を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明が提供しようとするコロイド状珪酸含有液体肥料は、珪酸アルカリ水溶液をカチオン交換樹脂によるイオン交換で脱アルカリし、次に、酸またはアルカリで熟成してシロキサン結合を強化してビルドアップすることにより得られた安定なゾル粒子よりなる酸性珪酸ゾルに、肥効成分として少なくともリン酸質肥料成分及びマグネシウム質肥料成分を同時に含有させてなることを構成上の特徴とするものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
［１］コロイド状珪酸含有液体肥料
(１)構成成分(必須成分)
(ａ)酸性珪酸ゾル
本発明に係る液体肥料において用いられる酸性珪酸ゾルは、珪酸ゾル微粒子が良質の珪酸質肥効成分であると共に、液肥系の媒体としても機能する。
酸性珪酸ゾルは、いわゆるシリカゾルと称されるもので、珪酸アルカリ水溶液をカチオン交換樹脂によるイオン交換で脱アルカリして得られる。更に言えば、上記イオン交換後、シラノール基の多い活性シリカを酸またはアルカリで熟成してシロキサン結合を強化してビルドアップして安定なゾル粒子としたものである。
【００１９】
本発明では、３０ｎｍ以下の微粒なものが適当で、２０ｎｍ以下、とりわけ２〜１０ｎｍが好ましい。このように微細なシリカゾル粒子程好ましいが、安定性の点から下限は制限される。かかるシリカゾルは酸性ゾルで安定性を有することで、必然的にこれを媒体とする液体肥料としても酸性を保持したものでなければならない。特に、コロイド状珪酸含有液体肥料ｐＨとしては５以下、好ましくはｐＨ２〜４の範囲でシリカゾルが安定性を保持できるものである。
【００２０】
かかる酸性珪酸ゾルとしては例えばシリカドール２０Ａ、シリカドール２０ＳＡ［日本化学工業(株)社製］が好適に使用できる。
【００２１】
本発明におけるコロイド状珪酸含有液体肥料において、酸性珪酸ゾルの含有量は使用する場所や組成等によって異なるけれども、ＳｉＯ2換算量で１〜１０重量％、好ましくは２〜５重量％が好適である。この理由は、１０重量％を越えるとリン酸質肥料成分やマグネシウム質肥料成分とゆるやかな結合を作ってゲル化し易く、安定性に欠けるからであり、また、１重量％未満ではコロイド状珪酸含有液体肥料料としての特徴がなくなるからである。
【００２２】
(ｂ)リン酸質肥料成分
リン酸質肥料成分としては、リン酸根を含有する肥料で、液体と固体のいずれであってもよく、固体は目的により水溶性またはく溶性に分類される。
【００２３】
これらのリン酸質肥料は、例えば固体系のものとして過リン酸石灰［Ｃａ(Ｈ2ＰＯ4)2・Ｈ2Ｏ＋２ＣａＳＯ4］、重過リン酸石灰［Ｃａ(Ｈ2ＰＯ4)2・Ｈ2Ｏ］、リン酸アンモニウム［(ＮＨ4)3ＰＯ4］、リン酸マグネシウム［Ｍｇ3(ＰＯ4)2］、溶成リン肥(３ＭｇＯ・ＣａＯ・Ｐ2Ｏ5・３ＣａＳｉＯ2)、焼成リン肥［６Ｃａ3(ＰＯ4)2＋Ｃａ2ＳｉＯ4］、トーマスリン肥(５ＣａＯ・ＳｉＯ2・Ｐ2Ｏ5)等が挙げられる。
【００２４】
また、これらリン酸質肥料以外にも、骨粉、米ぬか等の天然リン酸肥料やリン鉱石粉末［Ｃａ10Ｆ2(ＰＯ4)6またはＣａ10(ＯＨ)2(ＰＯ4)6］等を挙げることができる。
【００２５】
これら粉体肥料は、コロイド状珪酸中に沈殿することなく、実質的に分散できるよう、可及的に微粉末であることが望ましい。
【００２６】
液体系リン酸質肥料成分のものとしてはリン酸、リン酸アンモニウム、リン酸カリウム、リン酸ナトリウムなどが挙げられるが、本発明では後者の液体系リン酸質肥料が好ましい。
【００２７】
（ｃ）マグネシウム質肥料成分
マグネシウム質肥料成分としては、硫酸苦土肥料(ＭｇＳＯ4・ｎＨ2Ｏ)、水酸化苦土肥料［Ｍｇ(ＯＨ)2・ＭｇＯ］、硝酸マグネシウム、腐植酸苦土肥料、炭酸苦土肥料(ＭｇＣＯ3)、珪酸苦土石灰肥料等を挙げることができる。これらの中でも、水溶性の硫酸苦土肥料、硝酸マグネシウムが好ましい。
【００２８】
以上の通り、本発明に係るコロイド状珪酸含有液体肥料は、水溶性のコロイド状珪酸を液媒として、リン酸質肥料及びマグネシウム質肥料成分とを溶解または分散させてなることを特徴とするが、使用目的により、必要に応じて、下記の肥効成分を任意に配合させることができる。
【００２９】
(２)その他の配合成分(任意成分)
(ｄ)窒素質肥料成分
窒素質肥料成分としては、硝酸アンモニウム、硝酸ソーダ等の硝酸塩類や、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、リン酸アンモニウム等のアンモニウム塩類や、尿素や、石灰窒素等のシアナミド態窒素肥料や、グアニル窒素(ジシアンジアミドを酸性溶液中で加水分解して得た塩)、ウレアホルム(ホルムアルデヒド加工尿素)、ＩＢ(尿素とイソブチルアルデヒドの混合物)等の緩効性窒素肥料、魚肥、油粕類等の蛋白質態窒素を含む肥料等を挙げることができる。これらの中でも、尿素態窒素または硝酸態窒素を含む肥料を用いることが好ましい。
【００３０】
(ｅ)カリウム質肥料成分
カリウム質肥料成分としては、硫酸カリウム、塩化カリウム、珪酸カリウム、炭酸カリウム等を挙げることができる。これらの中でも、硫酸カリウム、塩化カリウムを用いることが好ましい。
【００３１】
(ｆ)カルシウム質肥料成分
上記カルシウム質肥料成分としては、生石灰、炭酸カルシウム、消石灰、塩化カルシウム等を挙げることができる。これらの中でも、塩化カルシウムを用いることが好ましい。
【００３２】
(ｇ)微量要素成分
微量要素成分としては、鉄成分、マンガン成分、銅成分、亜鉛成分、モリブデン成分、コバルト成分、硼素成分等を挙げることができる。
【００３３】
(ｈ)安定剤
本発明に係るコロイド状珪酸含有液体肥料は、酸性珪酸ゾルと他の肥料成分との反応によりゲル化または沈殿生成を防ぐための安定剤を液組成の如何に応じて配合させることができる。かかる安定剤としては、クエン酸、リンゴ酸、乳酸などのオキシカルボン酸、グリシン、ＥＤＴＡ、ＮＴＡなどのアミノ酸、キレート能を有するホスホン酸、アミノホスホン酸、それら酸のアンモニウム塩、カリウム塩、ナトリウム塩、アミン塩、ピロリン酸カリウム、トリポリリン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸カリウムなとが挙げられる。これらは、珪酸イオンや金属イオンと配位させて、キレート化合物を形成させ、液体肥料の貯蔵安定性に有効に作用することができる。
【００３４】
(３)配合割合
本発明に係わる液体肥料は、上記のように酸性珪酸ゾルに肥効成分として少なくともリン酸質肥料成分及びマグネシウム質肥料成分を同時に含有させたものであり、また、実際の施肥や土壌成分に応じて、必要により、窒素、カリウム、カルシウム及び／または微量要素等の肥効成分を任意に配合させることができる。
【００３５】
従って、かかる液体肥料１００重量部当たり、ＳｉＯ2として１〜１０重量％、Ｐ2Ｏ5として１〜７重量％及びＭｇＯとして１〜７重量％、その他の肥効成分は、Ｎ、Ｋ2Ｏ、ＣａＯとして、いずれも０〜２.５重量％の範囲にあり、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｂ等の微量要素も適宜少量配合されうる。ただし、本発明にかかる液体肥料はｐＨ５以下の酸性であり、ｐＨ１〜４、特にｐＨ２〜４の範囲のものが良い。
【００３６】
上記の範囲は肥料としての成分の有効範囲と言うよりも、酸性珪酸ゾルを媒体とする液体肥料としての安定性の要請から定められたもので、この範囲を外れると、多くの場合、比較的短時間でゲル化し、コロイド状珪酸含有液体肥料としての特徴がなくなる。尤も、ゲル化しても肥効が失せるわけではなく、強力セン断力により、分散せしめれば、ゲルが解膠して、再びゾル化し、液体肥料として使用できることは勿論である。
【００３７】
(４)配合方法
上記酸性珪酸ゾル(ａ)と、リン酸肥料成分(ｂ)と、マグネシウム肥料成分(ｃ)の配合は、任意の方法で行うことができるが、酸性珪酸ゾル(ａ)に、上記配合割合のリン酸質肥料成分(ｂ)及びマグネシウム質肥料成分(ｃ)を徐々に添加し、混合することにより行うことが好ましい。
【００３８】
また、上記任意成分の窒素質肥料成分(ｄ)、カリウム質肥料成分(ｅ)、カルシウム質肥料成分(ｆ)及び微量要素(ｇ)の配合は、上記必須成分の配合と同時に配合するか、またはこれらを配合した後に配合することもできる。
【００３９】
本発明のコロイド状珪酸含有液体肥料は、酸性珪酸ゾルを使用することによって、多くの種類の肥料成分を含有させることを可能にしたものであるが、液体肥料としても、酸性でなければならず、上記したようにｐＨ５以下、ｐＨ２〜４の範囲が良い。
【００４０】
［２］施肥
本発明のコロイド状珪酸含有肥料は、肥料中に珪酸が植物体内に呼吸され易い微細なゾル状粒子の形態で存在しており、しかも、該肥料中に珪酸とリン酸とマグネシウムとがイオンまたは微粒懸濁状態で共に含有されていることから、植物体内に三成分が非常に吸収され易い速効性肥料と言うことができる。
【００４１】
従って、本発明のコロイド状珪酸含有液体肥料は、施設野菜施用、土中潅注施用、養液栽培施用、流し込み施用、芝草散布施用等として使用することができるが、中でも、水と混合し易い水耕法にて用いると、コロイド状珪酸が作物に良く吸収され易く、その効果を顕著に発揮することができる。
【００４２】
また、圃場においても、簡単な希釈用タンクと散水装置か、用水路を利用することにより施肥することを可能にし、従来の固体肥料の施肥と異なって、背負式散水機やブロードキャスターを用いることがないので、施肥方法において大きな省力化となる。
【００４３】
【実施例】
以下に示す実施例及び比較例によって、本発明を更に具体的に説明する。
実施例１
コロイド状珪酸含有液体肥料の調製
粒径が８ｎｍ、ＳｉＯ2含量が２.５重量％で、Ｎａ2Ｏ含量が０.０６重量％以下で、水素イオン濃度(ｐＨ)が４の物性を示す酸性珪酸ゾル［日本化学工業(株)社製造コロイド状珪酸(商品名「シリカドール２０ＳＡ」)］１００重量部に対して２μｍ以下に微粉砕した過リン酸石灰粉末をＰ2Ｏ5換算量で２.５重量部並びに硫酸苦土肥料をＭｇＯ換算量で５重量部の割合で配合し、１時間撹拌することによりコロイド状珪酸含有液体肥料(ｐＨ＝４.５)を調製した。この液体肥料は常温で６カ月以上安定であった。
【００４４】
水稲苗による吸収試験
水稲苗として４０日苗を用い、肥料として上記液体肥料を用いた。液体肥料処理区の珪酸がＳｉＯ2換算量として２０００ｐｐｍのコロイド状珪酸含有液体肥料１００ｍｌに、水４００ｍｌを添加して全量を５００ｍｌとしたものを用いた。
共通養分として市販の液体複合肥料［三井東圧化学工業(株)社製］ツバメ液肥１号を０.１ｍｌ添加した。
水耕液のｐＨは７.３〜７.７であり、５月１５日〜５月２８日の１３日間に反復して３〜４回与えて吸収させた。
その結果を以下の表１に示す。
【００４５】
【表１】
【００４６】
分けつ最盛期水稲による吸収試験
珪酸がＳｉＯ2換算量で１００ｐｐｍのコロイド状珪酸含有液体肥料液８００ｍｌに養分液肥を添加し、無処理区は水道水８００ｍｌに同じく養分液肥を添加した。７月８日〜７月１８日の１０日間に反復して３〜４回与え吸収させた。 その結果を以下の表２に示す。
【００４７】
【表２】
【００４８】
現地ゴルフ場の芝草によるコロイド状珪酸含有液体肥料の吸収試験
コロイド状珪酸含有液体肥料中の三大主要成分である珪酸、リン酸及びマグネシウムの芝草による吸収試験を行った。
試験方法
ＳｉＯ2、Ｐ2Ｏ5及びＭｇＯ濃度がそれぞれ２.５重量％のコロイド状珪酸含有液体肥料を２０倍に希釈し、４月２０日に第１回目の散布量を１平方メートル当たり２リットルとし、４月２１日に第２回目、４月２２日に第３回目の合計３回散布した後、２３日に芝生草を刈り取り、良く洗浄し、乾燥して分析試料とした。分析は(財)日本肥糧検定協会に依頼した。
その結果を以下の表３に示す。
【００４９】
【表３】
芝草のように、散布施用しかできない植物に対して、しかも２〜３日の僅かな吸収時間で良く吸収されていることが明らかとなった。
【００５０】
実施例２
水稲土耕によるコロイド状珪酸含有液体肥料の三成分吸収試験
前述のマグネシウムと、リン酸と、珪酸の関係で、これら三成分をそれぞれ単独に施用するよりも三成分を同時に施用した方が三成分の相乗効果が働いて吸収が増加することをコロイド状珪酸含有液体肥料で検証するための水稲土耕試験を行った。その結果は予想した通りの好結果が得られた。
【００５１】
試験方法
▲１▼使用に供したコロイド状珪酸含有液体肥料及び比較のために用いた液体肥料を表４に示す。
【表４】
下記の原料を所定量の水に溶解して上記組成の液体肥料を調製した。
ＳｉＯ2 ：酸性珪酸ゾル(シリカドール２０ＳＡ)
ＭｇＯ ：硫酸マグネシウム［ダイヤケミカル(株)社製］
Ｐ2Ｏ5 ：リン酸［７５％リン酸：日本化学工業(株)社製］
Ｍｎ ：硫酸マンガン(試薬１級)
Ｆｅ ：硫酸第二鉄(試薬１級)
【００５３】
▲２▼試験規模：５万分の１のワグネルポットの土耕試験
現地水田から採取した分けつ最盛期の泥付き水稲株(根を損傷しないように泥付きのまま)を１ポット当たり３株ずつ移植した。水稲株の品種はコシヒカリであった。
▲３▼施用量：１ポット当たりに、原液１００ｍｌを適量の水で希釈して、注入した後、軽く土壌に混入させた。
▲４▼吸収期間及び分析：６月１０日処理−６月２４日採取(２週間の吸収)；分析試料は良く洗浄し、乾燥して分析試料とした。
【００５４】
分析結果
水稲茎葉中の三成分の分析結果は表５の通りであった。
【表５】
【００５５】
【発明の効果】
本発明のコロイド状珪酸含有液体肥料は、貯蔵安定性があり、特定な性状のコロイド状珪酸が植物体内に吸収され易い液体の形態で存在しており、しかも、該肥料中に珪酸とリン酸とマグネシウムとが一緒に含まれていることからも、植物体内でリン酸を効率良く有効に働かせることができる。
従って、このような本発明のコロイド状珪酸含有液体肥料は、施設野菜施用、土中潅注施用、養液栽培施用、流し込み施用、芝草散布施用等として使用することができるが、中でも、本発明のコロイド状珪酸含有液体肥料は、液体肥料であることから、水と混合し易い水耕法にて用いると、コロイド状珪酸は作物に良く吸収され易く、その効果を顕著に発揮することができる。
また、圃場にて肥料を施す場合においても、簡単な希釈用タンクと散水装置か、用水路を利用することにより施肥することを可能にし、従来の固体の肥料の施肥する場合の背負式散水機やブロードキャスターを用いることがないので、施肥方法において大きく省力化することができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a colloidal silicic acid-containing liquid fertilizer in which precipitates are difficult to form. Specifically, it contains an acidic silicic acid sol, a phosphate fertilizer component and a magnesium fertilizer component, and if necessary, a precipitate containing a nitrogenous fertilizer component, a potassium fertilizer component, a calcium fertilizer component and a trace component. The present invention relates to a liquid fertilizer containing colloidal silicic acid which is difficult to produce.
[0002]
[Prior art]
In general, it is known that phosphoric acid is necessary to cause a reaction that decomposes sugar in plants to generate energy. In that case, in order to promote the coupling | bonding of these sugar components and phosphoric acid, or to perform the movement of phosphoric acid, the involvement of an enzyme is required. In addition, due to the involvement of the enzyme in this way, a reaction for decomposing sugar can be performed smoothly, and the presence of magnesium is essential for that purpose.
[0003]
Therefore, from this point of view, it is called “magnesium is a carrier of phosphoric acid.” In order for phosphoric acid to work efficiently in the plant body, the presence of magnesium is an essential condition. It has become. Specifically, in general, when magnesium is deficient in organic metabolism in a plant body, various nitrogen compounds increase, in particular, accumulation of amide nitrogen increases remarkably and protein also increases. On the other hand, it is known that the production of total sugars and non-reducing sugars decreases when magnesium is insufficient.
[0004]
Therefore, in the production of rice, if magnesium is insufficient, protein will increase and the taste of rice will be reduced. Therefore, in order to produce a good-tasting rice, a large amount of magnesium is added to produce total sugar and non-reducing sugar. Must be increased.
[0005]
On the other hand, it is said that if phosphoric acid is given to crops together with magnesium, more crops can be absorbed by crops than to give phosphoric acid alone. Experimented with paddy rice, humpweed, sweet potatoes, and other crops (Ministry of Agriculture, Fisheries and Tokai Kinki Agricultural Experiment Station Report 3, 73, 1945-1949) Can be mentioned.
[0006]
Furthermore, Osaku Kinsaku, Ryozaburo Tanaka, etc. tested the relationship between silicic acid and magnesium in paddy rice, barley, and hadakamugi, and when only silicic acid was given without magnesium, the growth was poor and only silicic acid was used. It is clarified that the effect cannot be exerted even if given (Journal of the Japanese Soil Society 16, 9, 1942).
[0007]
On the other hand, Yoshiaki Ishizuka, Yasuo Hayakawa, etc. reported on the relationship between rice blast resistance and magnesium silicate (Journal of the Japanese Soil Society 21, 4, 1951) to increase the resistance of blast disease. It has been clarified that it is important to increase the absorption of silicic acid to silicify cells and not to accumulate a large amount of soluble nitrogen or sugar in the plant body.
[0008]
However, even in this case, it has been clarified that when magnesium is deficient, silicic acid absorption is inhibited and silicidation cells are insufficiently formed, resulting in a decrease in resistance to blast.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, silicic fertilizer has been used as dissolved phosphat fertilizer, calcium silicate processed from slag, etc., but it is mainly used for soil improvement, and it is a highly soluble and slow-release fertilizer. For this reason, there are problems in the labor required for the field and the ease of absorption of plants.
[0010]
Of course, the soil contains a large amount of silicic acid, but most of it is in a form that is insoluble in water and contains only a very small amount that can be absorbed by the crop. Absent.
[0011]
Silicic acid in a form absorbed by crops is water-soluble and low molecular weight orthosilicic acid (normal silicic acid). In the case of polymeric silicic acid such as silicic acid sol or silicic acid gel, it is decomposed by root acid such as citric acid. It is absorbed after becoming low molecular weight silicic acid.
[0012]
In recent years, liquid potassium silicate fertilizers containing magnesium, iron, etc. (JP-A 62-56389, JP-B-5-61237, etc.) are known as fertilizers related to water-soluble silicic acid. The hydrogen ion concentration (pH) of potassium silicate, which is a raw material for fertilizer, is as high as around 11, and when other components are included, the occurrence of precipitation is inevitable, so not only the stability as liquid fertilizer is lost, but also a strong base Therefore, it is easy to give alkali damage to crops, and there are various restrictions on production and use.
[0013]
Therefore, as a fertilizer that tries to exert the synergistic effect of the above-mentioned three components of silicic acid, phosphoric acid and magnesium, there is only a poorly soluble composite solid fertilizer, and there is no liquid fertilizer in a form that is easily absorbed by crops. It was.
[0014]
On the other hand, colloidal silicic acid is usually marketed as a silica sol, but a general silica sol known to many people has a high pH of about 9 to 11, and when other components are added thereto, Easily causes gelation and precipitation. Acidic silica sols are also commercially available, but their uses are limited. These sols are mainly used in fiber treatment agents, adhesives, metal surface treatment agents, paints, civil engineering materials, etc. Even so, it has never been put to practical use as a fertilizer component.
[0015]
As a result of intensive studies in view of the above problems, the present inventors have used an acidic silicic acid sol having a specific property, and those containing a phosphate fertilizer component and a magnesium fertilizer component in a specific ratio are colloidal. The present invention has been completed based on the knowledge that the colloidal silicic acid-containing liquid can be stored in a relatively stable manner as a silicic acid and is easily absorbed by plants and is soluble in water.
[0016]
That is, an object of the present invention is to provide a colloidal silicic acid-containing liquid fertilizer that is easily absorbed by siliceous fertilizer essential for plant strengthening.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
That is, colloidal silicic acid-containing liquid fertilizer of the present invention is to provide it is to de-alkali alkali silicate aqueous solution by ion exchange with a cation exchange resin, then the build-up to enhance the siloxane bonding and aged in an acid or alkali The acidic silicic acid sol composed of stable sol particles obtained as described above is characterized in that at least a phosphate fertilizer component and a magnesium fertilizer component are simultaneously contained as fertilizer components.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[1] Liquid fertilizer containing colloidal silicic acid
(1) Component (essential component)
(a) Acidic Silicic Acid Sol The acidic silicic acid sol used in the liquid fertilizer according to the present invention has a fine silicic acid sol fine particle as a high-quality silicic fertilizing component and also functions as a liquid fertilizing medium.
The acidic silicate sol is a so-called silica sol, and is obtained by dealkalizing an alkali silicate aqueous solution by ion exchange with a cation exchange resin. More specifically, after the ion exchange, active silica having many silanol groups is aged with acid or alkali to strengthen siloxane bonds and build up to obtain stable sol particles.
[0019]
In the present invention, fine particles of 30 nm or less are suitable, and 20 nm or less, particularly 2 to 10 nm are preferable. Finer silica sol particles are preferable as described above, but the lower limit is limited from the viewpoint of stability. Such a silica sol is an acidic sol and must have stability as a liquid fertilizer using the silica sol as a medium. In particular, the silica sol can maintain stability in the colloidal silicic acid-containing liquid fertilizer pH of 5 or less, preferably in the range of pH 2-4.
[0020]
As such an acidic silicic acid sol, for example, silica doll 20A, silica doll 20SA [manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.] can be preferably used.
[0021]
In the colloidal silicic acid-containing liquid fertilizer according to the present invention, the content of the acidic silicic acid sol varies depending on the place and composition used, but 1 to 10% by weight, preferably 2 to 5% by weight in terms of SiO 2 is suitable. . The reason for this is that if it exceeds 10% by weight, it forms a loose bond with a phosphate fertilizer component or a magnesium fertilizer component and is easily gelled, and lacks stability, and if it is less than 1% by weight, it contains colloidal silicic acid. It is because the characteristic as a liquid fertilizer is lost.
[0022]
(b) Phosphate fertilizer component The phosphate fertilizer component is a fertilizer containing phosphate radicals, which may be either liquid or solid, and the solid is classified as water-soluble or soluble depending on the purpose.
[0023]
These phosphate fertilizers, for example, perphosphates lime as solid system [Ca (H 2 PO 4) 2 · H 2 O + 2CaSO 4], monocalcium phosphate [Ca (H 2 PO 4) 2 · H 2 O], ammonium phosphate [(NH 4 ) 3 PO 4 ], magnesium phosphate [Mg 3 (PO 4 ) 2 ], dissolved phosphorus fertilizer (3MgO · CaO · P 2 O 5 · 3CaSiO 2 ), calcined phosphorus Fertilizer [6Ca 3 (PO 4 ) 2 + Ca 2 SiO 4 ], Thomaslin fertilizer (5CaO · SiO 2 · P 2 O 5 ) and the like.
[0024]
In addition to these phosphate fertilizers, natural phosphate fertilizers such as bone meal and rice bran, and phosphate ore powders [Ca 10 F 2 (PO 4 ) 6 or Ca 10 (OH) 2 (PO 4 ) 6 ] are listed. be able to.
[0025]
These powder fertilizers are desirably as fine as possible so that they can be substantially dispersed without being precipitated in colloidal silicic acid.
[0026]
Examples of the liquid phosphate fertilizer component include phosphoric acid, ammonium phosphate, potassium phosphate, and sodium phosphate. In the present invention, the latter liquid phosphate fertilizer is preferable.
[0027]
(C) Magnesium fertilizer component Magnesium fertilizer component includes sulfuric acid bitter fertilizer (MgSO 4 · nH 2 O), hydroxylated bitter fertilizer [Mg (OH) 2 · MgO], magnesium nitrate, humic acid bitter fertilizer And carbonic acid clay clay fertilizer (MgCO 3 ) and silicic acid clay clay lime fertilizer. Among these, water-soluble sulfuric acid bitter fertilizer and magnesium nitrate are preferable.
[0028]
As described above, the colloidal silicic acid-containing liquid fertilizer according to the present invention is characterized by dissolving or dispersing a phosphate fertilizer and a magnesium fertilizer component using water-soluble colloidal silicic acid as a liquid medium. Depending on the purpose of use, the following fertilizing components can be optionally blended as required.
[0029]
(2) Other ingredients (arbitrary ingredients)
(d) Nitrogenous fertilizer components Nitrogenous fertilizer components include nitrates such as ammonium nitrate and sodium nitrate, ammonium salts such as ammonium sulfate, ammonium chloride and ammonium phosphate, cyanamide nitrogen fertilizers such as urea and lime nitrogen, , Guanyl nitrogen (salt obtained by hydrolyzing dicyandiamide in acidic solution), ureaform (formaldehyde processed urea), IB (mixture of urea and isobutyraldehyde), etc., slow-release nitrogen fertilizer, fish manure, oil lees and other proteins Examples thereof include fertilizers containing nitrogen. Among these, it is preferable to use a fertilizer containing urea nitrogen or nitrate nitrogen.
[0030]
(e) Potassium fertilizer component Examples of the potassium fertilizer component include potassium sulfate, potassium chloride, potassium silicate, potassium carbonate and the like. Of these, potassium sulfate and potassium chloride are preferably used.
[0031]
(f) Calcium fertilizer component Examples of the calcium fertilizer component include quick lime, calcium carbonate, slaked lime, and calcium chloride. Among these, it is preferable to use calcium chloride.
[0032]
(g) Trace element component Examples of the trace element component include an iron component, a manganese component, a copper component, a zinc component, a molybdenum component, a cobalt component, and a boron component.
[0033]
(h) Stabilizer The colloidal silicic acid-containing liquid fertilizer according to the present invention contains a stabilizer for preventing gelation or precipitation due to the reaction between acidic silicic acid sol and other fertilizer components depending on the liquid composition. be able to. Such stabilizers include oxycarboxylic acids such as citric acid, malic acid and lactic acid, amino acids such as glycine, EDTA and NTA, phosphonic acids having chelating ability, aminophosphonic acids, ammonium salts, potassium salts and sodium salts of these acids. Amine salts, potassium pyrophosphate, sodium tripolyphosphate, potassium hexametaphosphate. These can be coordinated with silicate ions or metal ions to form a chelate compound, and can effectively act on the storage stability of the liquid fertilizer.
[0034]
(3) Mixing ratio The liquid fertilizer according to the present invention is obtained by simultaneously containing at least a phosphate fertilizer component and a magnesium fertilizer component as fertilizers in an acidic silicate sol as described above. Depending on the soil components, fertilizers such as nitrogen, potassium, calcium and / or trace elements can be optionally added as necessary.
[0035]
Therefore, per 100 parts by weight of such liquid fertilizer, 1 to 10% by weight as SiO 2 , 1 to 7% by weight as P 2 O 5 and 1 to 7% by weight as MgO, and other fertilizers are N, K 2 O , CaO are all in the range of 0 to 2.5% by weight, and trace elements such as Zn, Mn, Mo, and B can be appropriately mixed in a small amount. However, the liquid fertilizer according to the present invention is acidic at a pH of 5 or less, and preferably has a pH in the range of 1 to 4, particularly 2 to 4.
[0036]
The above range was determined from the request for stability as a liquid fertilizer using an acidic silicate sol as a medium rather than the effective range of the component as a fertilizer. Gelates in a short time and loses its characteristics as a colloidal silicic acid-containing liquid fertilizer. However, even if it is gelled, the fertilization effect is not lost. If the gel is dispersed by a strong shearing force, it can be used as a liquid fertilizer when the gel is peptized and solled again.
[0037]
(4) Blending method The acidic silicate sol (a), phosphate fertilizer component (b), and magnesium fertilizer component (c) can be blended by any method. It is preferable to carry out by gradually adding and mixing the phosphate fertilizer component (b) and the magnesium fertilizer component (c) in the above blending ratio.
[0038]
The optional nitrogenous fertilizer component (d), potassium fertilizer component (e), calcium fertilizer component (f) and trace element (g) may be blended simultaneously with the above essential components, Or it can also mix | blend after mix | blending these.
[0039]
The colloidal silicic acid-containing liquid fertilizer of the present invention is capable of containing many types of fertilizer components by using an acidic silicic acid sol, but the liquid fertilizer must also be acidic. As described above, the range of pH 5 or less and pH 2 to 4 is good.
[0040]
[2] Fertilization The colloidal silicic acid-containing fertilizer of the present invention is present in the form of fine sol-like particles in which the silicic acid is easily respired into the plant, and the fertilizer contains silicic acid, phosphoric acid and magnesium. Can be said to be a fast-acting fertilizer in which the three components are very easily absorbed in the plant body.
[0041]
Therefore, the colloidal silicic acid-containing liquid fertilizer of the present invention can be used for facility vegetable application, soil irrigation application, hydroponics application, pouring application, turfgrass application, etc. When used in the cultivation method, colloidal silicic acid is easily absorbed by crops, and the effect can be exhibited remarkably.
[0042]
Also in farm fields, it is possible to apply fertilizer by using a simple dilution tank and watering device or a water channel, and unlike conventional solid fertilizer fertilization, it is possible to use a backside watering machine or a broadcaster. There is no labor saving in the fertilization method.
[0043]
【Example】
The present invention will be described more specifically with reference to the following examples and comparative examples.
Example 1
Colloidal silicic acid prepared particle diameter of containing liquid fertilizer 8 nm, with SiO 2 content of 2.5 wt%, with Na 2 O content of 0.06 wt% or less, the acidic hydrogen ion concentration (pH) is shows the physical properties of 4 Silica sol [manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd. colloidal silicic acid (trade name “Silica Doll 20SA”)] 2 parts per million of P 2 O 5 in terms of P 2 O 5 A colloidal silicic acid-containing liquid fertilizer (pH = 4.5) was prepared by blending .5 parts by weight and sulfuric acid-matter fertilizer in a proportion of 5 parts by weight in terms of MgO and stirring for 1 hour. This liquid fertilizer was stable for more than 6 months at room temperature.
[0044]
Absorption test using paddy rice seedlings Forty days seedlings were used as paddy rice seedlings, and the above liquid fertilizer was used as a fertilizer. A liquid fertilizer treated section of silicic acid having a 2000 ppm colloidal silicic acid-containing liquid fertilizer in terms of SiO 2 was added to 400 ml of water to make the total amount 500 ml.
As a common nutrient, 0.1 ml of commercially available liquid compound fertilizer [Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd.] swallow liquid fertilizer No. 1 was added.
The pH of the hydroponic solution was 7.3 to 7.7, and it was absorbed 3 to 4 times repeatedly for 13 days from May 15 to May 28.
The results are shown in Table 1 below.
[0045]
[Table 1]
[0046]
Absorption test using paddy rice at the peak of the split period Nutrient liquid fertilizer was added to 800 ml of colloidal silicic acid-containing liquid fertilizer solution with a silicic acid content of 100 ppm in terms of SiO 2, and nutrient liquid fertilizer was similarly added to 800 ml of tap water in the untreated area. Absorption was repeated 3 to 4 times for 10 days from July 8 to July 18. The results are shown in Table 2 below.
[0047]
[Table 2]
[0048]
Absorption test of colloidal silicic acid-containing liquid fertilizer by turfgrass at local golf course Absorption tests of silicic acid, phosphoric acid and magnesium, which are the three main components in colloidal silicic acid-containing liquid fertilizer, were conducted.
Test method The colloidal silicic acid-containing liquid fertilizer with SiO 2 , P 2 O 5 and MgO concentrations of 2.5% by weight was diluted 20-fold, and the first application amount on April 20 was 2 liters per square meter. After spraying a total of 3 times on April 21, the second time on April 21, and the third time on April 22, lawn grass was cut off on the 23rd, washed well, and dried to obtain an analysis sample. The analysis was requested from the Japan Fertilizer Inspection Association.
The results are shown in Table 3 below.
[0049]
[Table 3]
It was revealed that plants such as turfgrass, which can only be applied by spraying, were well absorbed with a short absorption time of 2 to 3 days.
[0050]
Example 2
Three-component absorption test of colloidal silicic acid-containing liquid fertilizer by paddy rice soil cultivation Three components are applied at the same time by applying these three components at the same time, rather than applying each of these three components individually, due to the relationship between magnesium, phosphoric acid and silicic acid. A paddy rice soil cultivation test was carried out to verify that the absorption increased by the synergistic effect of the liquid fertilizer containing colloidal silicic acid. The result was as good as expected.
[0051]
Test Method (1) Table 4 shows the colloidal silicic acid-containing liquid fertilizer used and the liquid fertilizer used for comparison.
[Table 4]
The following raw materials were dissolved in a predetermined amount of water to prepare a liquid fertilizer having the above composition.
SiO 2 : Acid silicate sol (silica doll 20SA)
MgO: Magnesium sulfate [Dia Chemical Co., Ltd.]
P 2 O 5 : phosphoric acid [75% phosphoric acid: manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.]
Mn: Manganese sulfate (reagent grade 1)
Fe: Ferric sulfate (reagent grade 1)
[0053]
(2) Test scale: soil cultivation test of 1 / 50,000 Wagner pots transplanted with 3 strains of paddy rice at the peak of the time of harvesting from the local paddy field (with mud so as not to damage the roots). did. The rice cultivar was Koshihikari.
(3) Application rate: 100 ml of the stock solution was diluted with an appropriate amount of water per pot, poured, and lightly mixed into the soil.
(4) Absorption period and analysis: June 10 treatment-June 24 collection (absorption for 2 weeks); The analysis sample was thoroughly washed and dried to obtain an analysis sample.
[0054]
Analysis results Table 5 shows the analysis results of the three components in the rice foliage.
[Table 5]
[0055]
【The invention's effect】
The colloidal silicic acid-containing liquid fertilizer of the present invention is storage-stable, and colloidal silicic acid having a specific property exists in the form of a liquid that is easily absorbed into the plant body, and silicic acid and phosphoric acid are contained in the fertilizer. Because magnesium and magnesium are contained together, phosphoric acid can work efficiently and effectively in the plant body.
Therefore, such colloidal silicic acid-containing liquid fertilizer of the present invention can be used as facility vegetable application, soil irrigation application, hydroponics application, pouring application, turfgrass application, etc. Since the colloidal silicic acid-containing liquid fertilizer is a liquid fertilizer, the colloidal silicic acid is easily absorbed by the crop when used in a hydroponic method that is easy to mix with water, and the effect can be remarkably exhibited.
In addition, when applying fertilizer in the field, it is possible to apply fertilizer by using a simple dilution tank and watering device or a water channel, Since a broadcaster is not used, labor can be greatly saved in the fertilizing method.
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