JP5113315B2 - 農作物のミネラル補給剤およびその製造方法 - Google Patents

農作物のミネラル補給剤およびその製造方法 Download PDF

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本発明はミネラル補給剤に関する。さらに詳しくは、農作物とか植木、花等の植物にと
って必須のミネラルを、数多く、しかもバランス良く含有でき、しかも徐放性に優れた、
土壌に添加または、植物に散布する植物のミネラル補給剤およびその製造方法に関する。
ミネラルが人間等の動物に必須であるが、このことが植物、特には農産物の生育、品質
と収穫量に極めて重要な働きをしていることが近年明らかになりつつある。植物にとって
必須で、しかも欠乏しやすいミネラルは、必要量の多い順から、カルシウム> マグネシウム> 鉄> 亜鉛、マンガン> 銅、ホウ素> モリブデン等と言われている。これら欠乏しているミネラルを補給するために、消石灰、ドロマイト( 炭酸カルシウムと炭酸マグネシウムの混合物) 、水酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム、苦汁クエン酸とか乳酸と金属の有機酸塩等が使用されている。
従来のミネラル補給剤は、必須ミネラルの1成分か、たかだか2成分を含有するものであり、しかも種々雑多であるミネラルの放出性( 速度) が極めて早いか、逆に遅すぎるものが多い。例えば硫酸マグネシウムのような水溶性のミネラル補給剤は、ミネラル放出速度が速すぎて、有効性( 利用率) が低い問題がある。必要なミネラルを適切な割合で補給するためには、必須ミネラルをそれぞれ含有する多くの化合物を在庫する必要があり、しかもそれ等を最適配合比に配合する作業は煩雑である。しかも、最適比に配合されてもミネラルの放出速度がバラバラであるため、最適比率で放出されない。そのため微量必要であるZn とかCu 成分は、それ等が少し多くなり過ぎると、植物に薬害を生じる危険がある。さらに鉄分供給剤として、好適な2価の鉄化合物が無いのが現状である。( 鉄は2 価イオンの時、吸収される。) したがって本発明の目的は、必須であって、しかも欠乏しがちなミネラルのほぼ全成分を、2価の鉄の如き吸収されやすい原子価の化合物で、しかも適正な量的割合で含有し、しかも、徐放性で且つ、ミネラルの放出速度が似通っている物質を提供することである。
本発明は下記式(1)
Figure 0005113315
( 式中、M 2+ はCa および/ またはMg を示し、M はMn,Fe, Cu およびZ n から選ばれた必須ミネラルの1 種以上を示し、x は、それぞれ0 < x < 0 .4 の範囲を満足する正の数を示す) で表される水酸化物の固溶体、換言すると、水酸化カルシウム系化合物、水酸化マグネシウム系化合物を有効成分とする植物のミネラル補給剤を提供する。さらに本発明は、これら水酸化物固溶体を有効成分とする植物のミネラル補給剤の製造方法を提供する。
本発明によれば、必須ミネラル成分の殆ど全てを、単一の化合物中に、各ミネラルの必
要量に応じて含有、分散させることができる。しかも、これ等ミネラルを含有量比にほぼ
対応して徐々に水に溶出させるのが理想的とされることができる。
本発明の式(1)で表される植物のミネラル補給剤は、植物、特に農作物で不足しがちである必須ミネラルをバランス良く包含できる。しかも微量必須なCu、Zn等を比較的多量に必要とするCaおよび/またはMgの水酸化物に固溶して、原子状で分散、希釈することにより、Cu とかZnの過剰補給による薬害発生を実質的に回避できる。さらに、必須ミネラル成分が水酸化カルシウムおよび/または水酸化マグネシウムの結晶中に原子状で分散し、溶け込んでいる( 固溶)ため、Caおよび/またはマグネシウムを含む全ての必須ミネラルが、似通った速度で徐々に水に溶解するミネラル補給剤として理想的な、徐放性を持ったミネラル補給剤となる。
式(1)の化合物は水酸化カルシウムおよび/または水酸化マグネシウムに、2価のMn ,Fe ,Z n ,C u 等のミネラルが固溶している。
は最も重要で多量必要とするミネラルであり、しかも過剰補給による薬害が実質的に無いCaおよび/またはMgであり、好ましくはCaとMgであり、さらに好ましくはCa : Mg のモル比で3 〜 5 : 1 の範囲にあることである。M は少量〜 微量必要なミネラルであり、Fe ,Mn ,Zn ,Cu 等である。この中でも特にFeとMnが欠乏する土壌、植物が多いので、これ等をM 形で含有することが好ましい。
は、0 ≦ x < 0 .4 , 好ましくは0 < x < 0 .3 の範囲を示す。
これ等をM 2+の形
式(1)の化合物は、水酸化カルシウムおよび/または水酸化マグネシウムに2 価のMg,Fe,Mn,Zn,Cu 等のミネラルが固溶した化合物である。したがって結晶構造は、水酸化カルシウムおよび/ または水酸化マグネシウムに相当する。
本発明のミネラル補給剤に占める好ましい各ミネラルの組成は、モル% で表示するとCa =60〜70% ,Mg = 10〜20 % , Mn = 1〜3 % , Fe = 8〜 12 % ,Cu = 0.1〜2 % ,Zn = 1〜5% ,B = 1〜6% , Mo = 0 .001〜 0 .05 % である。
本発明のミネラル補給剤は、耐炭酸化を改良したり、徐放性をさらに遅くコントロール
したり、肥料として油成分の同時補給を兼ねて、高級脂肪酸、高級脂肪酸のアルカリ金属
塩等のアニオン系界面活性剤で表面処理して用いることもできる。表面処理剤の量は本発明ミネラル補給剤重量に対し、約0.1〜20 % 、好ましくは0.5〜 1 0 % である。表面処理は、水に分散した本発明ミネラル補給剤に攪拌下、水に溶解または水に乳化したアニオン系界面活性剤を添加、混合することにより行うことができる。
(1)で表される化合物の製造は、例えば次の2 つの方法で実施できる。第1の方法は、M の水溶性塩の水溶液に、これ等( ミネラルカチオン)に対し当量以上のアルカリを加えて共沈させる方法である。ここで用いる水溶性塩のミネラルとしては、例えばCa,Mg,Fe,Mn,Cu,Zn等の塩化物、硝酸塩、硫酸塩、酢酸塩等である。アルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム等である。第2の方法は、水酸化カルシウムおよび/または水酸化マグネシウムに、Mg,Fe,Mn,Zn,Cu等の水溶性塩水溶液を加え、またはさらにこの後、アルカリを加えて、反応させることにより実施できる。
原料である水酸化カルシウムとしては、天然石灰岩を焼成後に水和して得られる消石灰を、水酸化カルシウムおよび水酸化マグネシウムの混合物としては、天然鉱物ドロマイト;CaCO とMgCO の混合物、を焼成後に水和して得られる水酸化カルシウムと水酸化マグネシウムの混合物を用いることが、経済的で好ましい。
本発明のミネラル補給剤の形態は、例えば粉末、スラリーおよび造粒物であり、取扱い
性、飛散性を重視する場合は、スラリー状または造粒物が好ましい。造粒物の大きさは、
例えば0.5〜10 mm であり、形は球形、円柱形等で用いることができる。
本発明のミネラル補給剤は、雲母、ゼオライト、ベントナイト、魚粉、パーライト、バ
ーミキュライト、木灰等の公知の農業用副資材と混合して使用することもできる。以下、
本発明を実施例に基づいて、より詳細に説明する。
生石灰500gを、約70 ℃ の温水5リットルを入れた容量10 リットルのステンレス製反応槽に加え、約30分間攪拌した。生成した消石灰を100 メッシュの篩を通し、不純物と粗大粒子を取り除いた。水篩した消石灰の濃度をフェノルフタレインを指示薬として塩酸で中和滴定して測定し、この中から合計5モルの消石灰を容量10リットルの反応槽に採り、水を加えて約5リットルとした。このスラリー( 約40 ℃ )をケミスターラーで攪拌しつつ、塩化マグネシウム、塩化第一マンガン、塩化第一鉄、塩化第二銅、塩化亜鉛をそれぞれ0.75 モル、0.1モル、0.5モル、0.02 5 モル、0.125 モル含有する1リットルの水溶液( 30 ℃ )を約5分間で加えた後、さらに20分間攪拌を継続して反応させた。この反応物を減圧ろ過、水洗後、約120 ℃ で20 時間、空気雰囲気で乾燥して粉砕した。
学組成は、試料を硝酸に溶解後、ICPで元素分析を行うとともに、TGAで結晶水量を測定した結果、次の通りであった。
[ (Ca .7 Mg .1 (Cu .0 Zn .0 .8 ( Mn .0 Fe .1 .1 (O H) Cl .1 ・m H O , m = 0.5〜0.7
実施例1において、反応物の減圧ろ過後、四ホウ酸ナトリウム( Na )の約0.1モル/リットルの水溶液6リットルで洗浄し、水洗、乾燥、粉砕した。化学組成は、実施例1の方法で測定した結果、次の通りであった。[ ( Ca .7 Mg .1 .8 ( Cu .0 Zn .0 ) ] .8 ( Mn .0 Fe .1 .1 (O H ) ・m H O , m = 0 . 4 〜 0 . 5
平均2次粒子径が約5μm に粉砕されたドロマイトを1000 ℃ で20 時間焼成後、70 ℃ の温水に入れ、40 分間攪拌下に水和反応させ、100メッシュの篩を通して、水酸化カルシウムと水酸化マグネシウムの混合物を得た。CaとMgのモル比は1 : 0.9 6であった。この両水酸化物の混合物をC a とM g の合計モル数で2 モル採り、これに水を加えて5 リットル( 50 ℃ ) にした。このスラリーを窒素ガス雰囲気にして攪拌しつつ、塩化マンガン、塩化第一鉄をそれぞれMn2+ = 0.1 2 モル、Fe2+ = 0.5 モル含有する水溶液( 20 ℃ ) 500 mlを加え約30 分間反応させた。反応物スラリーを遠心分離器で固液分離し、上水を除去し、水道水を加え、攪拌してスラリー化した。固形分約25 % のスラリーの1部を採り、窒素雰囲気で乾燥した物の粉末X線回析パターンは、水酸化カルシウムと水酸化マグネシウムの2種が存在し、それらの回析は水酸化カルシウムと水酸化マグネシウムに実質的に同じであった。この試料を実施例1と同じ方法で組成分析を行った結果、化学組成は次の通りであった。( Ca .3 Mg .4 .8 ( Mn .0 Fe .1 .1 ( O H )) 。このスラリーは、密封状態で保存しておけば約1ヶ月経過しても、Fe もMn も殆ど酸化されなかった。
実施例1と同様にして得られた消石灰5モルを含む5リットルの水スラリーに塩化マグネシウム、塩化第1鉄および塩化第1マンガンをそれぞれ1.0 モル、0 .1モル、0 .2モル含有する2リットルの水溶液( 30 ℃ )を約5分間で加えた後、約20分間攪拌を継続して反応させた。反応物を窒素雰囲気中で、ろ過後、水に分散させ、固形分濃度約25% のスラリー状とした。このスラリーの1部を採り、窒素雰囲気中で乾燥後、粉末X線回析を行った結果、水酸化カルシウムと微弱な水酸化マグネシウムの回析パターンのみであった。実施例1と同じ方法で化学組成を測定した結果、次の通りであった。
Ca .8 Mg .1 Fe .0 Mn .0 (O H)
比較例1
塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化第2鉄、塩化第1マンガンのそれぞれ0 .5モル/ リットルの水溶液0 .5 リットル毎に、当量の1モル/ リットルの水酸化ナトリウム0 .5リットルをそれぞれ攪拌下に約30 ℃ で加え、共沈させた。得られたそれぞれの水酸化物をろ過、水洗後、約120 ℃ で20時間乾燥した。乾燥物を100メッシュで篩過した粉末をCa : Mg : Mn: Fe = 0.3 8 : 0.4 4 : 0.03 : 0.15 のモル比になる様に混合した。なお、各水酸化物中のミネラル含有量の測定は、粉末を塩酸に溶解後、キレート滴定法で行った。
[ 水に対するミネラル溶出試験]
[実施例1][実施例4]および[比較例1]で得られた水酸化物を固形物換算でそれぞれ5g採り、これをpH 6.0 に希塩酸で調整した500 mlの脱イオン水に加え、30分間マグネチックスターラーで攪拌した。この後、ろ過し、ろ液中のミネラル濃度をICP 法で測定した。その結果を表1 に示す。
(表1)
水に対するミネラルの溶出性(mg/リットル)
Figure 0005113315
本発明のミネラル補給剤は水に溶出性が高く、しかも全成分がバランスよく溶出してい
るのに対し、比較例ではCa以外溶出性が悪く、特にFe ,Mnは殆ど溶出しないことが判る。

Claims (6)

  1. 下記式(1)
    Figure 0005113315
    (式中、M 2+はCaおよび/またはMgを示し、M 2+は必須ミネラルMn,Fe,CuおよびZnの少なくとも1種以上を示し、xは、0<x<0.4の範囲を満足する正の数を示す)で表される金属水酸化物固溶体を有効成分として含有する植物のミネラル補給剤。
  2. 請求項1の式(1)において、M 2+がCaおよび/またはMg、M 2+がMnおよび/またはFeである請求項1記載の植物のミネラル補給剤。
  3. 請求項1記載のミネラル補給剤がスラリー状であり、2価の鉄;Fe2+および/または2価のマンガン;Mn2+を含有することを特徴とする請求項1記載の植物のミネラル補給剤。
  4. 請求項1記載の式(1)の化合物が脂肪酸のアルカリ金属塩等のアニオン系界面活性剤で表面処理されていることを特徴とする請求項1記載の植物のミネラル補給剤。
  5. 消石灰(水酸化カルシウム)を水に分散、攪拌下、Mgおよび/またはMn,Fe,Cu,Zn等の必須ミネラルの中から選ばれた少なくとも1種以上の金属塩の水溶液を添加、反応させることを特徴とする請求項1記載の植物のミネラル補給剤の製造方法。
  6. ドロマイトを焼成して得られる酸化カルシウムと酸化マグネシウムの混合物を、水に加えて水和反応させ、水酸化カルシウムと水酸化マグネシウムの混合物とし、攪拌下、Mn,Fe,CuおよびZn等の必須ミネラルの少なくとも1種以上の金属塩水溶液を添加反応させることを特徴とする請求項1記載の植物のミネラル補給剤の製造方法。
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