JP4449030B2

JP4449030B2 - 正珪酸含有液体肥料

Info

Publication number: JP4449030B2
Application number: JP2003338742A
Authority: JP
Inventors: 由一浅尾
Original assignee: 有限会社グリーン化学
Priority date: 2003-08-25
Filing date: 2003-08-25
Publication date: 2010-04-14
Anticipated expiration: 2023-08-25
Also published as: JP2005067996A

Description

発明の詳細な説明

本発明は正珪酸アルキル（テトラアルコキシシラン）を加水分解することによって得られる水溶性正珪酸を含有する液体肥料を提供する事にある。

従来技術

珪酸は作物の茎葉の強化、耐病害菌性および耐害虫性の増加、根の伸び促進、リンの生理作用の一部代行などの生理作用を示し、特にイネ科植物においてイネの珪化細胞を増殖し、耐病、耐虫性を増大するため、また、茎葉を大きくし倒伏を防止する作用があるため珪酸質肥料が不可欠となっている。

現在、使用されている珪酸質肥料の大部分は銑鉄、鋼などの生産時に発生する鉱さいを粉末にした鉱さい珪酸質肥料である。この鉱さい珪酸質肥料の主成分は水に難溶性のメタ珪酸カルシウム（ＣａＳｉＯ_３）である。

この鉱さい珪酸質肥料が極めて難溶解性であるにも拘わらず水稲に利用され耐病性、増収等の効果を発現しているのは、鉱さい珪酸質肥料が水田という特殊環境下即ち、水存在下での還元状態下に置かれている結果、嫌気性微生物や根等の呼吸作用によって生じる炭酸によって以下の反応が生じ、難溶解性のメタ珪酸カルシウ厶が作物に吸収しやすい低分子量の水溶性の正珪酸に変化することによるものと考えられている。
ＣａＳｉＯ_３＋Ｈ_２ＣＯ_３＋Ｈ_２Ｏ→Ｓｉ（ＯＨ）_４＋ＣａＣＯ_３

このように水稲における珪酸の効果が認められ、畑作やゴルフ場でも一部使用されているが、鉱さい珪酸質肥料は前記の通り難溶性であるため水稲のような効果は期待されず土壌改良剤として利用されているに過ぎない。

このような状況において、畑作やゴルフ場などにも使用可能な珪酸カリウムを原料とした液体珪酸肥料が開発されてきた。例えば、特公平２−２８３７号公報では珪酸カリウ厶のクエン酸水溶液を主成分とした珪酸カリウム液体肥料が、また、特開平５−７８１８９号公報では珪酸カリウム及びエチレンジアミン四酢酸マグネシウムを溶解した水溶液からなる液体珪酸カリウム肥料が、また特開平７−１０１７９２号公報ではアルカリ金属珪酸塩とグルコン酸またはその塩を含有した液体珪酸肥料が、提案されている。

しかしながら、液体珪酸カリウ厶肥料中の溶存珪酸の形態は水素イオン濃度（ＰＨ）によって異なり、ＰＨが６以下ではＨ_４ＳｉＯ_４（Ｓｉ（ＯＨ）_４）が１００％含まれているがＰＨ９．６の状態ではＨ_４ＳｉＯ_４（Ｓｉ（ＯＨ）_４）が５０％、Ｈ_３ＳｉＯ_４ ⁻が５０％となり、更にＰＨ１１の状態になるとＨ_４ＳｉＯ_４（Ｓｉ（ＯＨ）_４）が４％、Ｈ_３ＳｉＯ_４ ⁻＋Ｈ_２ＳｉＯ_４ ⁻⁻が９６％と変化する。作物が最も吸収しやすい珪酸の形態としてはＨ_４ＳｉＯ_４（Ｓｉ（ＯＨ）_４）（高橋英一：「日本土壌肥料科学雑誌」４９巻５号、３５７頁、１９７８年発行）の構造を有する正珪酸であるが、これまで提案されている珪酸カリウムを原料とした上記の方法では珪酸が析出してくるためＰＨを６以下の酸性サイドにすることはできず、ＰＨが９以上の正珪酸含有量が少ないアルカリ溶液である。
このように、これまで開発されてきた液体珪酸肥料は、珪酸カリウ厶を原料とした濃アルカリ性の水溶液であるため取り扱い上安全性の点で、また、分子の小さい正珪酸が少ない為、茎葉から吸収されにくく、土壌中においても作物の根酸及び根から分泌される有機酸などによって正珪酸に変化しなければ作物に吸収されにくいなど、即効性の面で十分とは云えないなどの問題点があった。
このため、作物が吸収しやすい形態の正珪酸を含有した水溶液が開発できれば作物の茎葉および根からも吸収される即効性珪酸液体肥料として珪酸不足の症状に施肥でき、作物の生育に大きな利点をもたらすものと考えられる。

特開平７−６９７６４号公報においては塩酸、リン酸、硫酸などのアンモニウム塩又はアルカリ金属塩とメタ珪酸ナトリウムやメタ珪酸カルシウムなどの珪酸塩を水媒体中、ＰＨ６〜９の範囲で反応させることにより作物に吸収しやすいＳｉ（ＯＨ）_４の構造を有する正珪酸を含有する固形状組成物が得られることを提案している。しかし、この方法では正珪酸濃度をＳｉＯ_２換算で３００ｐｐｍ以上にすると珪酸が沈降してくる為それ以上の高濃度にできないという問題点があり、また、正珪酸を含有する水溶液を葉面散布剤として使用するときには反応終了後、反応液中の固形物を分離除去しなければならないとう製造上の不利があった。

発明が解決しようとする課題

本発明は工業的に有利な方法で作物に吸収されやすいＳｉ（ＯＨ）_４の構造を有する正珪酸含有液体肥料を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

本発明者は上記課題を解決すべき鋭意研究を重ねた結果、水あるいは無機物及び／又は有機物を含有する水溶液に一般式Ｓｉ（ＯＲ）_４（Ｒは炭素数１〜３のアルキル基を示す）で表される正珪酸アルキル（テトラアルコキシシラン）を添加し、酸性状態下、正珪酸アルキル（テトラアルコキシシラン）を加水分解することによって安定な水溶性正珪酸を含有する液体肥料が得られることを見出し本発明を完成するに至った。また、本発明によって、従来技術では容易に為し得なかった窒素、リン酸、カリウムの植物三大栄養素及び／又はカルシウム、マグネシウム、マンガン、ほう素などの植物生育に必要な微量元素及び／又は土壌や植物に対する病原菌の発生を抑制する効果のあるキトサンを含有する水溶液及び／又は有機栽培肥料として有用な鶏糞醗酵物の水抽出液等に任意量の水溶性正珪酸を導入することができる。

以下、本発明の正珪酸を含有した液体肥料について詳しく述べる。
本発明で使用される水は特に限定されないが、好ましくは酸性イオン水が使用される

本発明において、使用される無機物を含有した水溶液はリン酸、リン酸二水素カリウム、リン酸二水素アンモニウ厶、塩化アンモニウ厶、塩化カリウムなどの窒素、リン、カリウムを含んだ無機物の水溶液、及び／又は硫酸亜鉛、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、硫酸銅、硫酸マンガン、硫酸マグネシウム、塩化第二鉄、硫酸第二鉄、ほう酸などの植物の生育に必要な金属を含有した無機物の水溶液である。

本発明において、有機物を含有した水溶液は、尿素、及び／又はクエン酸カルシウム、酢酸マグネシウム、酢酸マンガン、乳酸カルシウム、グルコン酸カルシウム、乳酸マグネシウム、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウムマグネシウム、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウ厶カルシウムなどの植物の生育に必要な金属を含んだ有機物の水溶液、及び／又は植物或いは醗酵物の水又は含水アルコールの抽出液、天然系高分子、アミノ酸、核酸、有機酸などを含有した水溶液である。例えば、植物の水又は含水アルコール抽出液としてスピルナ抽出液、明日葉抽出液、醗酵物の水あるいはアルコール抽出液として生ゴミ、牛糞、鶏ふんなどの醗酵物水抽出液を、天然高分子としてキトサン、アルギン酸などを挙げる事ができる。

本発明において使用される正珪酸アルキル（テトラアルコキシシラン）は正珪酸メチル（テトラメトキシシラン）、正珪酸エチル（テトラエトキシシラン）、正珪酸プロピル（テトラプロポキシシラン）であり、例えば、多摩化学工業株式会社から販売されているものを適用することができる。

本発明において正珪酸含有液体肥料を得るには先ず、前記した如き水あるいは無機物及び／又は有機物を含有する水溶液にリン酸、ポリリン酸、硫酸、硝酸塩酸、ヒドロキシ酢酸、乳酸、クエン酸、リンゴ酸、グルコン酸、酢酸などの一種類または二種類以上の酸を添加してＰＨを１〜４の範囲に調整する。ＰＨ４以上では正珪酸アルキルの加水分解速度が緩慢となると共に正珪酸が縮重合したゲル化物ができ易くなり貯蔵安定性の点で好ましくない

本発明では次に正珪酸アルキル（テトラアルコキシシラン）を添加し３０〜８０℃で０．５〜５時間攪拌することによって正珪酸アルキル（テトラアルコキシシラン）の加水分解が起こり水溶性正珪酸を含有した液体肥料が得られる。正珪酸アルキル（テトラアルコキシシラン）の添加量は水あるいは無機物及び／又は有機物を含有した水溶液に対して０．００５〜１５％、好ましくは０．０１〜１０％の範囲である。０．００５％以下では正珪酸含有液体肥料中の正珪酸濃度が低いため作物に対する珪酸施肥効果が期待できず、また、１５％以上では加水分解時に或いは貯蔵時に正珪酸が縮重合し、その結果、正珪酸含有液体肥料が流動性のないゲル化物になるので好ましくない

以下、実施例を示すことによって本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに何ら限定されるものではない。
実施例１
酸性イオン水３２０ｇに８５％リン酸３．３ｇを添加し（ＰＨ＝１．３）にし次いで多摩化学工業（株）製正珪酸エチル（テトラエトキシシラン）１８．９ｇを添加し５０〜６０℃で１時間、攪拌する事によって２．６％濃度の正珪酸（Ｓｉ（ＯＨ）_４を含有する液体肥料を得た。この水溶液は室温で３ヶ月間放置してもゲル化現象は見られず安定あった。

実施例２．
酸性イオン水３２０ｇに５０％グルコン酸３．２ｇ、８５％リン酸１．５ｇを添加し（ＰＨ＝１．４）、多摩化学工業（株）製正珪酸メチル（テトラメトキシシラン）１８．９ｇを添加し５０〜６０℃で１時間攪拌して３．４％濃度の正珪酸（Ｓｉ（ＯＨ）_４）を含有する液体肥料を得た。この水溶液は室温で３ヶ月間放置してもゲル化現象は見られず安定であった。

実施例３
６３℃の酸性イオン水１４．９ｋｇに共和テクノス（株）製低分子化キトサン（商品名フローナックＣ）０．４７ｋｇを分散させた後、醸造酢２．２ｋｇと７０％ヒドロキシ酢酸溶液２．４６ｋｇを加え３０分間攪拌してキトサンを溶解させた。このキトサン水溶液（キトサン濃度２．２％、ＰＨ＝２．２）に実施例１と同様の正珪酸エチル（テトラエトキシシラン）０．４７ｋｇを添加し５０〜６０℃で１時間、攪拌して０．９％濃度の正珪酸（Ｓｉ（ＯＨ）_４）を含有する液体肥料を得た。この水溶液は室温で３ヶ月間放置してもゲル化現象は見られず安定であった。

実施例４
酸性イオン水５ｋｇに醗酵鶏糞（丸益産業製、商品名；宝船）０．７ｋｇを添加し６０〜７０℃で３０分間攪拌した後、濾過して有効成分２％を含有する醗酵鶏糞の水抽出液４．４ｋｇを得た。この醗酵鶏糞水抽出液５６４ｇに８５％リン酸５１ｇを添加し４０〜５０℃でクエン酸カルシウム４水和物１８．６ｇ、酢酸マグネシウム４水和物２４．４ｇ、ほう酸１０．３ｇ、酢酸マンガン４水和物３．１ｇを添加・溶解して微量元素含有醗酵鶏糞の水抽出液を得た（Ｃａ含量は０．６％、Ｍｇ含量は０．４％、Ｂ含量は０．７％、Ｍｎ含量は０．１％）。この微量元素含有醗酵鶏糞水抽出液（ＰＨ＝２．８）に実施例１と同様の正珪酸エチル（テトラエトキシシラン）２５．６ｇを添加し５０〜６０℃で１時間攪拌して１．８％濃度の正珪酸（Ｓｉ（ＯＨ）_４）を含有する液体肥料得た。この水溶液は室温で３ヶ月間放置してもゲル化現象は見られず安定であった。

実施例５
実施例３と同様の低分子化キトサン３９ｇを酸性イオン水２．３９ｋｇ中に分散させ７０％ヒドロキシ酢酸４９ｇ、９０％乳酸３５ｇ、酢酸３５ｇ、クエン酸一水和物７０ｇを添加してキトサンを溶解させた。次に、この１．５％キトサン水溶液に実施例４の醗酵鶏糞水抽出液２．４９ｋｇを添加、混合したのち８５％リン酸５５３ｇを加え、次いでクエン酸カルシウム四水和物１９６ｇ、酢酸マグネシウム四水和物４０６ｇ、リン酸二水素カリウム１８２ｇ、ほう酸２８０ｇ、尿素１４７ｇ、塩化カリウム８４ｇをそれぞれ添加、溶解して全窒素１％、水溶性リン酸６．３％、水溶性カリ１．７％、水溶性苦土１．０％、水溶性マンガン０．１％、水溶性カルシウム０．６％、水溶性ほう素２．０％を含有した醗酵鶏糞水抽出液−キトサン水溶液を得た。この水溶液（ＰＨ＝３．０）に実施例１と同様の正珪酸エチル（テトラエトキシシラン）１３０ｇを添加し５０〜６０℃で１時間攪拌して０．９％濃度の正珪酸（Ｓｉ（ＯＨ）_４）を含有する液体肥料を得た。この水溶液は室温で３ヶ月間放置してもゲル化現象は見られず安定であった。

［作物への評価試験］
実施例３の正珪酸含有液体肥料の５００倍希釈液を、１０ａ当たり１０００リッターの割合で土壌に散布した後、耕運次いでトマトを定植した。その後、収穫直後まで実施例５の正珪酸含有液体肥料の１０００倍希釈液を１０ａ当たり１００〜２００リッターの割合で７〜１０日毎に葉面散布を行った、その結果、立ち枯れ病や尻腐れ病、灰病かび病などの病気発生も見られず未使用のトマトと比較して色つや、香りも良く、実もしっかりし、糖度も５以上で収量も２０％向上した。また、使用区の病害虫についてコナジラミ、アブラムシなども少なかった。なお、本発明の正珪酸含有液体肥料を使用しなかった対象区において尻腐れ病、輪紋病、アブラムシなどの病原菌や病害虫の発生が多く又トマトの食味、鮮度、色つや、香りも良くなかった。

発明の効果

本発明の正珪酸含有液体肥料は、水に５０〜２０００倍に希釈して水稲、野菜、果樹、芝生などに対して土中潅注、養液栽培、葉面散布などの方法で使用され、土壌地力の促進、光合成促進、耐倒伏性および耐病性の増加などの作用を持つ正珪酸に加えて、植物病原菌や土壌病原菌の発生を抑制する効果のあるキトサン水溶液を、及び／又は農産物の収量増加や果実の色つや、香りの向上、糖度アップの効果がある鶏糞醗酵物の水抽出液を、及び／又は植物の三大栄養素である窒素、リン、カリ及び／又は植物の生育に不可欠なカルシウム、マグネシウム、マンガン、ほう素などの微量元素を含有した水溶液などを含有している事から従来の農法だけでなく、特に無農薬及び低農薬の有機質農法に好適である。

Claims

水あるいは無機物及び／又は有機物を含有する水溶液に次の一般式（１）
Ｓｉ（ＯＲ）_４．．．．．．．．．（１）
（式中、Ｒは炭素数１〜３のアルキル基を示す）
で表される正珪酸アルキル（テトラアルコキシシラン）を添加し、酸性状態下、正珪酸アルキル（テトラアルコキシシラン）を加水分解することによって得られた正珪酸含有液体肥料。