JP5813969B2 - 土壌改良方法および緑化方法 - Google Patents

Description

本発明は、芝生化などの緑化を容易ならしめる土壌改良方法および芝生化などの緑化方法に関する。

今日、地球温暖化対策などの観点から緑化の機運が高まっていることは周知の通りであり、建造物の屋上などの緑化方法については様々な方法が提案されている（例えば特許文献１）。しかしながら、校庭や公園のグランドなどの土壌が固結してしまっていることで保水性や通水性に劣る場所の緑化は容易なことではなく、このような場所の緑化を行うためには、現在のところ、既存土壌と客土との入れ替えや暗渠の敷設といった大掛かりな工事が必要であり、また、工事によって排出された既存土壌を産業廃棄物として処理する必要がある。

特開平８−３７９３２号公報

そこで本発明は、芝生化などの緑化を容易ならしめる土壌改良方法および芝生化などの緑化方法を提供することを目的とする。

本発明者らは上記の点に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、土壌の表面に発泡樹脂層を形成した後、発泡樹脂層を破砕しながら土壌を耕運することや、土壌の表面に発泡樹脂の破砕物を敷設した後、発泡樹脂の破砕物とともに土壌を耕運することで、発泡樹脂の破砕物を土壌に混ぜ込むことにより、固結してしまっている土壌であっても、保水性や通水性に優れる土壌に改良できることを知見した。

上記の知見に基づいてなされた本発明の第一の土壌改良方法は、請求項１記載の通り、土壌の表面に樹脂を吹き付けて発泡させることで発泡樹脂層を形成した後、散水しながら、発泡樹脂層を破砕しながら土壌を耕運し、発泡樹脂の破砕物を土壌に混ぜ込むことを特徴とする。
また、請求項２記載の土壌改良方法は、請求項１記載の土壌改良方法において、土壌の表面に形成する発泡樹脂層の厚みを１ｃｍ〜２０ｃｍとすることを特徴とする。
また、請求項３記載の土壌改良方法は、請求項１または２記載の土壌改良方法において、土壌の表面に吹き付けて発泡させる樹脂に用土を分散させることで発泡樹脂層に用土を分散させることを特徴とする。
また、請求項４記載の土壌改良方法は、請求項３記載の土壌改良方法において、発泡樹脂層への用土の分散割合を発泡樹脂１に対して０．１〜０．５（重量比）とすることを特徴とする。
また、本発明の第二の土壌改良方法は、請求項５記載の通り、土壌の表面に発泡樹脂の破砕物を敷設した後、散水しながら、発泡樹脂の破砕物とともに土壌を耕運し、発泡樹脂の破砕物を土壌に混ぜ込むことを特徴とする。
また、請求項６記載の土壌改良方法は、請求項５記載の土壌改良方法において、土壌の表面への発泡樹脂の破砕物の敷設厚みを１ｃｍ〜２０ｃｍとすることを特徴とする。
また、請求項７記載の土壌改良方法は、請求項５または６記載の土壌改良方法において、土壌の表面に敷設する発泡樹脂の破砕物に用土を分散させることを特徴とする。
また、請求項８記載の土壌改良方法は、請求項７記載の土壌改良方法において、発泡樹脂の破砕物への用土の分散割合を発泡樹脂１に対して０．１〜０．５（重量比）とすることを特徴とする。
また、本発明の緑化方法は、請求項９記載の通り、請求項１または５記載の土壌改良方法によって土壌を改良した後、改良した土壌に植物体および／または植物の種子の担持物を敷設することを特徴とする。
また、本発明の緑化方法は、請求項１０記載の通り、請求項１または５記載の土壌改良方法によって土壌を改良した後、改良した土壌に植物体の植栽および／または植物の種子の播種を行うことを特徴とする。
また、本発明の緑化方法は、請求項１１記載の通り、土壌の表面に吹き付けて発泡させる樹脂に植物の種子を混入し、請求項１記載の土壌改良方法によって土壌を改良することで、耕運によって土壌に混ぜ込まれた発泡樹脂の破砕物に保持されている種子および／または発泡樹脂から離脱して土壌に供給される種子を発芽させることを特徴とする。
また、本発明の緑化方法は、請求項１２記載の通り、土壌の表面に敷設する発泡樹脂の破砕物に植物の種子を混入し、請求項５記載の土壌改良方法によって土壌を改良することで、耕運によって土壌に混ぜ込まれた発泡樹脂の破砕物に保持されている種子および／または発泡樹脂から離脱して土壌に供給される種子を発芽させることを特徴とする。

本発明によれば、芝生化などの緑化を容易ならしめる土壌改良方法および芝生化などの緑化方法を提供することができる。

本発明の第一の土壌改良方法および緑化方法の概念図である。 本発明の第二の土壌改良方法および緑化方法の概念図である。

本発明の第一の土壌改良方法は、土壌の表面に発泡樹脂層を形成した後、発泡樹脂層を破砕しながら土壌を耕運し、発泡樹脂の破砕物を土壌に混ぜ込むことを特徴とするものである（図１参照）。例えば耕運機を用いて耕運することで得られる発泡樹脂の破砕物が混ぜ込まれた土壌は、発泡樹脂の破砕物が土壌中に存在することで耐踏圧性が付与されて固結しにくくなり、優れた保水性や通水性を保持することができるとともに、優れたクッション性を保持することができる。また、発泡樹脂が有する多数の空隙への水分の蓄積とその放出は、土壌の優れた保水性の保持に寄与するが、過剰な水分は蓄積されないので水分過多による植物の根腐れといった現象を引き起こすことがない。さらに、発泡樹脂は断熱効果を有するので、土壌の保温性が高まり、冬場でも土壌に含まれる水分の凍結が起こりにくくなる。故に、芝生化などの緑化を容易ならしめる。加えて、本発明の土壌改良方法は、既存土壌を利用して行うものであるので、産業廃棄物として既存土壌を処理する必要がない。

土壌の表面に形成する発泡樹脂層としては、例えば発泡ウレタンから構成されるものが挙げられる。発泡ウレタンとしては、地球温暖化を引き起こすことなく環境に優しいノンフロン系発泡ウレタンが望ましい。ノンフロン系発泡ウレタンとしては、ポリオールとイソシアネートから調製される硬質の発泡ウレタンなどが挙げられる（具体的には日本パフテム株式会社のノンフロンポリオールＦＦ５０２０−ＵＣと同社のイソシアネートＮＰ−９０の組み合わせが例示される）。このような発泡ウレタンを用いる場合、施工現場において、ポリオールとイソシアネートを１：０．８〜１．５の重量割合で２０℃〜７０℃にて要時混合して攪拌し、発泡ウレタン層が所定の厚みになる量を土壌に吹き付けて発泡させることが望ましい。なお、発泡ウレタンは硬質のものに限定されるわけではなく、軟質のものであってもよい。また、土壌の表面に形成する発泡樹脂層は、発泡ポリスチレン、発泡ポリエチレン、発泡ポリプロピレンなどから構成されるものであってもよい。

土壌の表面に形成する発泡樹脂層の厚みは、土壌に混ぜ込む発泡樹脂の破砕物の量や耕運する土壌の深さなどにも依存するが、１ｃｍ〜２０ｃｍとすることが望ましい。厚みが薄すぎると土壌に混ぜ込まれる発泡樹脂の破砕物の量が少なすぎて発泡樹脂の破砕物を土壌に混ぜ込むことの効果が得られにくくなる恐れがある一方、厚みが厚すぎると発泡樹脂の破砕物が必要以上に土壌に混ぜ込まれることで土壌の強度が弱くなる恐れがある。なお、土壌に混ぜ込む発泡樹脂の破砕物の量は、保水性や通水性や保温性やクッション性に優れるとともに適度な強度を有する土壌とするためには、発泡樹脂の破砕物が混ぜ込まれた土壌に占める発泡樹脂の破砕物の体積割合が２割〜４割となる量が望ましい。また、耕運する土壌の深さは、例えば生育した芝はその根が深さ１０ｃｍまで到達するので、耕運した後に発泡樹脂の破砕物が混ぜ込まれた土壌の深さが少なくとも１０ｃｍになる深さが望ましい。耕運する土壌の深さの上限は特段限定されるものではなく、耕運機の性能などにも依存するが、標準的には５０ｃｍである。発泡樹脂層の破砕は、大きさ（長径ないし直径）が１ｃｍ〜７ｃｍの発泡樹脂の破砕物が得られる程度に行うことが、土壌への混ぜ込みやすさなどの観点から望ましい。土壌の耕運は散水しながら行うことが望ましい。土壌の耕運を散水しながら行うことで、発泡樹脂の破砕物が水分を保持することにより、重くなって耕運中に飛散しにくくなるといった効果や、土壌に混ぜ込まれた後に土壌の保水性の保持に寄与するといった効果を得ることができる。なお、散水はさらに土壌の耕運の前および／または後に行ってもよい。

なお、発泡樹脂層に用土を分散させることで、土壌の保水性をさらに高めることができる。用土としては、ピートモス、バーミキュライト、パーライト、鹿沼土、バーク堆肥などが挙げられる。これらは１種類を単独で用いてもよいし、複数種類を混合して用いてもよい。発泡樹脂層への用土の分散割合は、発泡樹脂１に対して０．１〜０．５（重量比）とすることが望ましい。分散割合が少なすぎると分散させることの効果が得られなくなる恐れがある一方、分散割合が多すぎると樹脂の発泡に悪影響を与える恐れがあるからである。発泡樹脂としてポリポールとイソシアネートから調製される発泡ウレタンを用いる場合、用土を分散させた発泡ウレタン層の土壌の表面への形成は、例えば、粉末状の用土（種類によっては粉砕して調製したもの）をポリオールによく混合した後、これをイソシアネートに加えて攪拌し、土壌に吹き付けて発泡させることで行うことができる。

本発明の第二の土壌改良方法は、土壌の表面に発泡樹脂の破砕物を敷設した後、発泡樹脂の破砕物とともに土壌を耕運し、発泡樹脂の破砕物を土壌に混ぜ込むことを特徴とするものである（図２参照）。本発明の第一の土壌改良方法によれば、土壌の表面に形成される発泡樹脂層の品質が形成作業時の天候に左右される場合があったり、周辺建造物などとの関係で施工現場において発泡樹脂層を形成することに制約がある場合（発泡樹脂層を形成するための機材の搬入が困難な場合など）があったりするが、本発明の第二の土壌改良方法によれば、工場などで製造された発泡樹脂の破砕物を土壌の表面に敷設するので、施工現場における発泡樹脂層の形成にまつわる問題を回避し、かつ、本発明の第一の土壌改良方法と同様の効果を得ることができる。

本発明の第二の土壌改良方法において、土壌の表面に敷設する発泡樹脂の破砕物は、例えば硬質や軟質の発泡ウレタンから構成されるものの他、発泡ポリスチレン、発泡ポリエチレン、発泡ポリプロピレンなどから構成されるものであってよい（本発明の第一の土壌改良方法における発泡樹脂層と同様である）。その大きさ（長径ないし直径）は、土壌への混ぜ込みやすさなどの観点から１ｃｍ〜７ｃｍが望ましい。また、土壌の表面への発泡樹脂の破砕物の敷設厚みは１ｃｍ〜２０ｃｍとすることが望ましい。厚みが薄すぎると土壌に混ぜ込まれる発泡樹脂の破砕物の量が少なすぎて発泡樹脂の破砕物を土壌に混ぜ込むことの効果が得られにくくなる恐れがある一方、厚みが厚すぎると発泡樹脂の破砕物が必要以上に土壌に混ぜ込まれることで土壌の強度が弱くなる恐れがある。土壌に混ぜ込む発泡樹脂の破砕物の量や耕運する土壌の深さは、本発明の第一の土壌改良方法の場合と同様であってよい。土壌の耕運は散水しながら行うことが望ましいことも、本発明の第一の土壌改良方法の場合と同様である。また、発泡樹脂の破砕物に用土を分散させてもよいこと、発泡樹脂の破砕物への用土の分散割合は発泡樹脂１に対して０．１〜０．５（重量比）が望ましいことは、本発明の第一の土壌改良方法において発泡樹脂層に用土を分散させてもよいこと、発泡樹脂層への用土の分散割合は発泡樹脂１に対して０．１〜０．５（重量比）が望ましいことに対応する。

なお、本発明の第一の土壌改良方法においては土壌の表面に発泡樹脂層を形成する前に、本発明の第二の土壌改良方法においては土壌の表面に発泡樹脂の破砕物を敷設する前に、土壌を予め耕運しておくことで、強固に固結した土壌であっても発泡樹脂の破砕物の混ぜ込みが容易となる。

また、本発明の第一の土壌改良方法においては土壌の表面に形成する発泡樹脂層に、本発明の第二の土壌改良方法においては土壌の表面に敷設する発泡樹脂の破砕物に、土壌に対して所定の効果を発揮する粒状や粉状の物質（例えばアルカリ土壌改善剤など）を担持させ、発泡樹脂の破砕物が混ぜ込まれた土壌中においてこれらの物質に所定の効果を発揮させるようにしてもよい。また、後述するように植物の種子を担持させてもよいし、粒状や粉状の肥料を担持させてもよい。土壌中においてこれらが離脱したり溶出したりした後の発泡樹脂の破砕物に生じる空隙は、土壌の保水性や通水性や保温性やクッション性の保持に寄与する。

また、本発明の第一の土壌改良方法および本発明の第二の土壌改良方法においては、土壌の耕運を行った後に砂を散布するなどして土壌の表面の凹凸を整地するようにしてもよい。

本発明の第一の土壌改良方法および本発明の第二の土壌改良方法によって発泡樹脂の破砕物が混ぜ込まれた土壌に、図１および図２の緑化方法（１）のようにして植物体や植物の種子の担持物（例えば不織布などからなるマットやシートに植物の苗や種子を水溶性の糊などで貼り付けたもの）を敷設したり、図１および図２の緑化方法（２）のようにして植物体の植栽や植物の種子の播種を行ったりすることで、土壌の優れた保水性や通水性や保温性を利用して、緑化を効果的に行うことができる。また、本発明の第一の土壌改良方法を採用する場合、土壌の表面に発泡樹脂層を形成する際、発泡樹脂に植物の種子を混入し、発泡樹脂層に植物の種子を担持させることで、耕運によって土壌に混ぜ込まれた発泡樹脂の破砕物に保持されている種子や発泡樹脂から離脱して土壌に供給される種子を発芽させるようにしてもよい（図１の緑化方法（３））。本発明の第二の土壌改良方法を採用する場合、工場などで発泡樹脂の破砕物を製造する際、発泡樹脂に植物の種子を混入し、発泡樹脂の破砕物に植物の種子を担持させることで、耕運によって土壌に混ぜ込まれた発泡樹脂の破砕物に保持されている種子や発泡樹脂から離脱して土壌に供給される種子を発芽させるようにしてもよい（図２の緑化方法（３））。緑化に用いる植物の種類としては例えば芝が挙げられるが、植物の種類は芝に限定されるものではない。

以下、本発明を実施例によって詳細に説明するが、本発明は以下の記載に限定して解釈されるものではない。

実施例１：
日本パフテム株式会社のノンフロンポリオールＦＦ５０２０−ＵＣと同社のイソシアネートＮＰ−９０の組み合わせによる、厚みが２ｃｍのノンフロン系の硬質の発泡ウレタン（ノンフロンポリオールとイソシアネートの混合は重量割合で１：１で施工現場において室温で要時に行った）で構成される発泡樹脂層を固結した土壌（黒土）の表面に形成した。次に耕運機を用いて発泡樹脂層を破砕しながら土壌を深さ８ｃｍまで耕運し、深さ１０ｃｍまでに発泡樹脂の破砕物が２割の体積比で混ぜ込まれた土壌を得た。この土壌に対し、図１の緑化方法（１）を適用することで、芝生化を行うことができた（ソッド状の芝を使用）。

実施例２：
実施例１で用いたノンフロン系の硬質の発泡ウレタンを用い、厚みが１６ｃｍの発泡樹脂層を固結した土壌（黒土）の表面に形成した後、耕運機を用いて発泡樹脂層を破砕しながら土壌を深さ２４ｃｍまで耕運し、深さ４０ｃｍまでに発泡樹脂の破砕物が４割の体積比で混ぜ込まれた土壌を得た。この土壌に対し、図１の緑化方法（２）を適用することで、芝生化を行うことができた。

実施例３：
実施例１と同様にして深さ１０ｃｍまでに発泡樹脂の破砕物が２割の体積比で混ぜ込まれた土壌を得た。この土壌に対し、図１の緑化方法（３）を適用することで、芝生化を行うことができた。

実施例４：
用土として細かく粉砕した鹿沼土とピートモスをノンフロンポリオールによく混合した後、これをイソシアネートに加えて攪拌し（４成分の重量比：ノンフロンポリオール：イソシアネート：鹿沼土：ピートモス＝１５：１５：６：４）、土壌に吹き付けて発泡させることで発泡樹脂層を形成すること以外は実施例１と同様にして芝生化を行った。なお、用土を分散させた発泡樹脂は、用土を分散させていない発泡樹脂よりも保水性に優れていた（別途の実験による）。

実施例５：
用土として細かく粉砕した鹿沼土をノンフロンポリオールによく混合した後、これをイソシアネートに加えて攪拌し（３成分の重量比：ノンフロンポリオール：イソシアネート：鹿沼土＝１５：１５：３）、土壌に吹き付けて発泡させることで発泡樹脂層を形成すること以外は実施例１と同様にして芝生化を行った。

実施例６：
用土として細かく粉砕したピートモスをノンフロンポリオールによく混合した後、これをイソシアネートに加えて攪拌し（３成分の重量比：ノンフロンポリオール：イソシアネート：ピートモス＝１５：１５：１５）、土壌に吹き付けて発泡させることで発泡樹脂層を形成すること以外は実施例１と同様にして芝生化を行った。

実施例７：
用土として細かく粉砕した鹿沼土を日本パフテム株式会社のノンフロンポリオールＦＦ５０２０−ＵＣによく混合した後、これを同社のイソシアネートＮＰ−９０に加えて攪拌し（３成分の重量比：ノンフロンポリオール：イソシアネート：鹿沼土＝１５：１５：５）、発泡させた。得られた発泡樹脂を約５ｃｍの大きさに破砕した後、予め耕運しておいた土壌（黒土）の表面に厚みが１２ｃｍになるように敷設した。次に耕運機を用いて発泡樹脂の破砕物とともに土壌を深さ８ｃｍまで耕運し、深さ２０ｃｍまでに発泡樹脂の破砕物が６割の体積比で混ぜ込まれた土壌を得た。この土壌に対し、図２の緑化方法（１）を適用することで、芝生化を行うことができた（ソッド状の芝を使用）。

実施例８：
大きさが約３ｃｍの発泡樹脂の破砕物を予め耕運しておいた土壌（もとは固結していたダスト舗装）の表面に厚みが６ｃｍになるように敷設すること、発泡樹脂の破砕物とともに土壌を深さ９ｃｍまで散水しながら耕運し、深さ１５ｃｍまでに発泡樹脂の破砕物が４割の体積比で混ぜ込まれた土壌を得ること、ロール状の芝を使用すること以外は実施例７と同様にして芝生化を行った。

実施例９：
用土を混合せずに発泡樹脂を得ることと、図２の緑化方法（２）を適用すること以外は実施例７と同様にして芝生化を行った。

実施例１０：
用土を混合せずに発泡樹脂を得ることと、図２の緑化方法（３）を適用すること以外は実施例７と同様にして芝生化を行った。

参考例１：発泡樹脂の破砕物を土壌に混ぜ込むことによる土壌へのクッション性の付与
実施例１に記載の方法によって小学校の校庭に以下の２つの施工エリアを設定した。
Ａ：深さ１０ｃｍまでに発泡樹脂の破砕物を２割の体積比で混ぜ込んだ土壌のエリア
Ｂ：深さ１０ｃｍまでに発泡樹脂の破砕物を６割の体積比で混ぜ込んだ土壌のエリア
施工してから６ヵ月後に各エリアの土壌硬度を山中式土壌硬度計で測定した結果を表１に示す。また、表１には無施工エリアの土壌硬度を山中式土壌硬度計で測定した結果をあわせて示す。表１から明らかなように、混ぜ込んだ発泡樹脂の破砕物の量が増えるにつれて土壌の硬度は低下し、クッション性が付与された。また、こうして改良された土壌の硬度は、芝生化などの緑化に適度なものであった。

参考例２：発泡樹脂に用土を分散させることの効果
用土として細かく粉砕した鹿沼土を日本パフテム株式会社のノンフロンポリオールＦＦ５０２０−ＵＣによく混合した後、これを同社のイソシアネートＮＰ−９０に加えて攪拌し（３成分の重量比：ノンフロンポリオール：イソシアネート：鹿沼土＝３０：３４：１０）、発泡させた。得られた発泡樹脂の密度と、その発泡樹脂から５ｃｍ角に切り出した試験片を水に浸して測定した吸水量を表２に示す。また、表２には、用土を混合せずに発泡させて得た発泡樹脂の密度と、その発泡樹脂から５ｃｍ角に切り出した試験片を水に浸して測定した吸水量をあわせて示す。表２から明らかなように、用土を分散させた発泡樹脂は、用土を分散させていない発泡樹脂に比較して、密度が小さく、吸水量が多いことがわかった。

本発明は、芝生化などの緑化を容易ならしめる土壌改良方法および芝生化などの緑化方法を提供することができる点において産業上の利用可能性を有する。

Claims (12)

1. 土壌の表面に樹脂を吹き付けて発泡させることで発泡樹脂層を形成した後、散水しながら、発泡樹脂層を破砕しながら土壌を耕運し、発泡樹脂の破砕物を土壌に混ぜ込むことを特徴とする土壌改良方法。
2. 土壌の表面に形成する発泡樹脂層の厚みを１ｃｍ〜２０ｃｍとすることを特徴とする請求項１記載の土壌改良方法。
3. 土壌の表面に吹き付けて発泡させる樹脂に用土を分散させることで発泡樹脂層に用土を分散させることを特徴とする請求項１または２記載の土壌改良方法。
4. 発泡樹脂層への用土の分散割合を発泡樹脂１に対して０．１〜０．５（重量比）とすることを特徴とする請求項３記載の土壌改良方法。
5. 土壌の表面に発泡樹脂の破砕物を敷設した後、散水しながら、発泡樹脂の破砕物とともに土壌を耕運し、発泡樹脂の破砕物を土壌に混ぜ込むことを特徴とする土壌改良方法。
6. 土壌の表面への発泡樹脂の破砕物の敷設厚みを１ｃｍ〜２０ｃｍとすることを特徴とする請求項５記載の土壌改良方法。
7. 土壌の表面に敷設する発泡樹脂の破砕物に用土を分散させることを特徴とする請求項５または６記載の土壌改良方法。
8. 発泡樹脂の破砕物への用土の分散割合を発泡樹脂１に対して０．１〜０．５（重量比）とすることを特徴とする請求項７記載の土壌改良方法。
9. 請求項１または５記載の土壌改良方法によって土壌を改良した後、改良した土壌に植物体および／または植物の種子の担持物を敷設することを特徴とする緑化方法。
10. 請求項１または５記載の土壌改良方法によって土壌を改良した後、改良した土壌に植物体の植栽および／または植物の種子の播種を行うことを特徴とする緑化方法。
11. 土壌の表面に吹き付けて発泡させる樹脂に植物の種子を混入し、請求項１記載の土壌改良方法によって土壌を改良することで、耕運によって土壌に混ぜ込まれた発泡樹脂の破砕物に保持されている種子および／または発泡樹脂から離脱して土壌に供給される種子を発芽させることを特徴とする緑化方法。
12. 土壌の表面に敷設する発泡樹脂の破砕物に植物の種子を混入し、請求項５記載の土壌改良方法によって土壌を改良することで、耕運によって土壌に混ぜ込まれた発泡樹脂の破砕物に保持されている種子および／または発泡樹脂から離脱して土壌に供給される種子を発芽させることを特徴とする緑化方法。