JP5902962B2

JP5902962B2 - 液状緑化資材および法面緑化方法

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Publication number: JP5902962B2
Application number: JP2012042784A
Authority: JP
Inventors: 剛大野; 大脇　英司; 英司大脇; 藤原　靖; 靖藤原
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2012-02-29
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2016-04-13
Anticipated expiration: 2032-02-29
Also published as: JP2013177519A

Description

本発明は、液状緑化資材および法面緑化方法に関する。

造成地、道路、堤防等の工事において人工的に形成された法面や、土砂崩れなどの補修後の法面等には、植物の種子とともに粘着性の高い材料を散布し、植物が根付くまでの間、粘着効果により法面が雨風等により浸食されて崩壊することを防止する。

このような、粘着性の高い材料としては、例えば、アスファルト乳剤や合成樹脂エマルジョンを主剤とした緑化資材（特許文献１参照）や、キトサンを水で希釈した溶液である侵食防止剤（特許文献２参照）や、アルカリ溶液で中和したキトサンに増量剤を加えて混合造粒した固形状の土壌改良剤（特許文献３参照）等がある。

特開２００５−１３０７３２号公報特開２０１０−２７５６９７号公報特開平７−９０２７５号公報

ところが、特許文献１の緑化資材は、アスファルト乳剤や合成樹脂エマルジョン等の人工物を主剤として使用しているため、自然環境に負荷がかかることが懸念されていた。
また、特許文献２に記載の侵食防止剤は、酸性が強く、植物の種類によっては発芽が阻害されるおそれがあった。
さらに、特許文献３の土壌改良剤は、固形であるため法面に浸透しにくく、早期の法面安定化が期待できなかった。

本発明は、前記の問題点を解決することを目的とするものであり、自然由来で環境負荷が小さく、早期に土壌環境を整え、植物の発芽生育を促進することを可能とした、液状緑化資材および法面緑化方法を提案することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明の液状緑化資材は、濃度３０００ｐｐｍ〜１２０００ｐｐｍのキトサン水溶液、種子および肥料を含む液状緑化資材であって、前記キトサン水溶液が、ｐＨが４．５〜６．７の範囲内になるように窒素、リン酸またはカリウムを含むアルカリ性薬剤である中和剤で中和処理されていることを特徴としている。

かかる液状緑化資材によれば、天然系の生分解性材料であるキトサンを主剤として使用しているため、環境負荷が小さい。
また、植物の発芽生育にふさわしい範囲に中和処理が施されているため、発芽生育が促進される。

また、液状であるため、緑化対象領域に均等に散布することができる。また、予め種子および肥料が含まれているため、種子や肥料の吹付けに要する手間を省略することができる。さらに、法面に浸透することで早期の法面安定化が期待できる。

また、前記中和剤が、植物の三大栄養素である窒素、リン酸、カリウムを含むアルカリ性薬剤であれば、植物の発芽生育の促進効果がより向上する。また、中和剤としては、この他にも、多量養分元素であるカルシウム、マグネシウム、イオウ、水素、炭素、酸素等を使用してもよいし、微量養分元素である塩素、ホウ素、鉄、マンガン、亜鉛、銅、モリブデンを使用してもよい。また、水に溶解することでアルカリ性を示す化学的アルカリ性肥料（例えば、石灰窒素、トーマスリン肥、草木灰、肥料用石灰、溶生苦土肥、炭酸カルシウムなど）を肥料として使用することで中和処理を促進させてもよいし、生石灰、消石灰、貝化石、カキガラなどを改良材として使用することで中和処理を促進させてもよい。

また、本発明の法面緑化方法は、濃度３０００ｐｐｍ〜１２０００ｐｐｍのキトサン水溶液に窒素、リン酸またはカリウムを含むアルカリ性薬剤である中和剤を混合してｐＨが４．５〜６．７の範囲内になるように中和処理する工程と、中和処理された前記キトサン水溶液に肥料および種子を混ぜ合わせて液状緑化資材を製造する工程と、前記液状緑化資材を対象領域に散布または対象領域内の土壌と混ぜ合わせる工程と、を備えることを特徴としている。

本発明の法面緑化方法によれば、液状の緑化資材を散布することで法面に浸透したキトサンが粘着剤として機能して法面の崩壊が抑制されるとともに、キトサンが中和処理されているため種子の発芽過程が阻害されることがないため、法面が早期に安定する。
また、予め種子を混合するため、目的とする植物の発芽生育を促進させることができる。

なお、キトサンの濃度を３０００ｐｐｍ〜１２０００ｐｐｍの範囲内とすることで、キトサンの接着力により、侵食防止剤および粉塵飛散防止剤としての機能を発現している。
つまり、キトサンの濃度が３０００ｐｐｍを下回ると、キトサンの接着力が低下してしまう。また、キトサンの濃度が１２０００ｐｐｍを上回ると、溶解しないキトサンが発生してしまう。

本発明の液状緑化資材および法面緑化方法によれば、自然由来で環境負荷が小さく、植物の発芽生育を促進させることが可能となる。

本発明の実施の形態に係る法面緑化方法の作業手順を示すフローチャート図である。

本発明の実施の形態に係る液状緑化資材は、中和処理されたキトサン水溶液と、植物の種子や肥料等を混ぜ合わせることにより構成されている。

キトサン水溶液は、希酸で溶解したキトサン化合物（キトサン：希酸＝６：４）を水で０．５％〜２．０％の範囲内に希釈した、キトサンの濃度が３０００ｐｐｍ〜１２０００ｐｐｍのものである。また、キトサン水溶液は、植物の発芽生育にふさわしいｐＨ４．５〜８．０となるように中和剤で中和処理されている。なお、キトサンと希酸の割合は、キトサン：希酸＝６：４に限定されるものではない。
キトサンは、法面等の土壌に対する粘着剤として機能する。

本実施形態では、中和剤として、リン酸水素二カリウム水溶液を使用する。なお、中和剤は前記のものに限定されないが、植物の三大栄養素である窒素、リン酸、カリウムを主剤とするアルカリ性薬剤を使用するのが望ましい。また、前記三大栄養素の他にも、カルシウム、マグネシウム、イオウ、水素、炭素、酸素等の多量養分元素や、塩素、ホウ素、鉄、マンガン、亜鉛、銅、モリブデン等の微量養分元素を含有とするものを中和剤として使用してもよい。また、水に溶解することでアルカリ性を示す化学的アルカリ性肥料（例えば、石灰窒素、トーマスリン肥、草木灰、肥料用石灰、溶生苦土肥、炭酸カルシウムなど）を肥料として使用することで中和処理を促進させてもよいし、生石灰、消石灰、貝化石、カキガラなどを改良材として使用することで中和処理を促進させてもよい。

次に、液状緑化資材を利用した法面緑化方法について説明する。
本実施形態の法面緑化方法は、図１に示すように、水溶液生成工程Ｓ１１と、中和工程Ｓ１２と、緑化資材製造工程Ｓ１３と、散布工程Ｓ１４とを備えている。

水溶液生成工程Ｓ１１は、キトサン化合物を水で希釈してキトサン水溶液を生成する工程である。
本実施形態では、予め酢酸で溶解されたキトサン化合物（キトサン：酢酸＝６：４）を、水で０．５％〜２．０％の範囲内で希釈することで、濃度が３０００ｐｐｍ〜１２０００ｐｐｍのキトサン水溶液を生成する。

キトサン化合物の希釈は、混合容器内に所定量のキトサン化合物と水とを投入し、撹拌混合することにより行う。水は水道水であってもよいし、河川や池等から採取した水であってもよい。

キトサンの濃度は、液状緑化資材を散布する対象領域の状況に応じて３０００ｐｐｍ〜１２０００ｐｐｍの範囲内で設定する。例えば、対象領域の状況は、比較的崩れやすい場合には、キトサンの濃度を高くして粘着力を高めることで、安定性を向上させる。

中和工程Ｓ１２は、水溶液生成工程Ｓ１１において生成されたキトサン水溶液に中和剤としてリン酸水素二カリウム水溶液を混合して中和処理する工程である。

リン酸水素二カリウム水溶液によりキトサン水溶液を中和することで、液状緑化資材のｐＨを発芽しやすい範囲（４．５〜８．０）に中和する。

緑化資材製造工程Ｓ１３は、中和処理されたキトサン水溶液に肥料や種子などを混ぜ合わせて液状緑化資材を製造する工程である。

散布工程Ｓ１４は、緑化資材製造工程Ｓ１３において製造された液状緑化資材を対象となる法面に散布する工程である。

液状緑化資材の散布は、所定の圧力を付与した状態でノズル等から噴出させることにより行う。なお、液状緑化資材の散布方法は、ノズルによる方法に限定されるものではなく、あらゆる散布方法が含まれるものとする。

対象領域に散布された液状緑化資材は、土壌に浸透し、キトサンの粘着効果により土粒子同士を固着させて、安定した土壌構造を構築する。
なお、液状緑化資材の散布後に、対象領域内の土壌と液状緑化資材とを混ぜ合わせることで、液状緑化資材を均等に分散させてもよい。

以上、本実施形態の液状緑化資材および法面緑化方法によれば、キトサンの濃度が３０００ｐｐｍ〜１２０００ｐｐｍのキトサン水溶液が粘着材として機能して、法面等の土壌に粘着性を持たせて、土壌構造を安定させることができる。その結果、法面の侵食や粉塵の飛散を防止する。

キトサン水溶液は、中和剤によりｐＨ４．５〜８．０となるように中和されているため、植物の発芽生育が阻害されることがない。

また、中和剤として、窒素、リン酸、カリウムを含むアルカリ性薬剤を使用しているため、中和剤が植物の栄養素としても機能する。
そのため、植物の生育が向上し、法面（対象領域）の早期安定化が実現する。

また、キトサンは、自然由来であって、分解性も高いので、施工時および施工後に周辺環境に悪影響を及ぼす可能性が低く、安全性に優れている。
また、キトサンは、植物に必要な窒素分補給の役割を担い、かつ植物病原菌であるフザリウム等に抗菌性を有しているため、土壌改良のための肥料や農薬等の添加量を低減させることあるいは省略させることが可能である。

液状緑化資材に予め種子を混合することで、目的とする植物の発芽生育を促進させることができる。

次に、参考実施形態に係る緑化方法について説明する。
参考実施形態の緑化方法では、粉末状または顆粒状のキトサン化合物（以下、「固体状キトサン」という）を、土壌と混合することにより、植生基盤材を生成する。

固体状キトサンは、予め酢酸で溶解された後、粉末状または顆粒状に生成されている。なお、本実施形態では、キトサンと酢酸の割合が、キトサン：酢酸＝６：４のものを採用しているが、キトサンと酢酸の割合はこれに限定されるものではない。

固体状キトサンは、中和剤と、肥料と、改良材および水とともに土壌と混合撹拌する。こうすることで、植物の発芽生育にふさわしいｐＨ４．５〜８．０に中和処理された植生基盤材を提供することができる。

なお、中和剤としては、植物の三大栄養素である窒素、リン酸、カリウムを主剤とするアルカリ性薬剤や、カルシウム、マグネシウム、イオウ、水素、炭素、酸素等の多量養分元素や、塩素、ホウ素、鉄、マンガン、亜鉛、銅、モリブデン等の微量養分元素を主剤とするものを中和剤として使用すればよい。

また、水に溶解することでアルカリ性を示す化学的アルカリ性肥料（例えば、石灰窒素、トーマスリン肥、草木灰、肥料用石灰、溶生苦土肥、炭酸カルシウムなど）を肥料として使用することで、中和処理を促進させてもよい。
また、生石灰、消石灰、貝化石、カキガラなどを改良材として使用することで、中和処理を促進させてもよい。
また、このような肥料や改良材を使用することで中和剤の投入を省略してもよい。

植生基盤材を生成したら、この植生基盤材を緑化対象領域に吹き付けあるいは敷き均し、種子を散布する。なお、種子は植生基盤材に予め混合されていてもよい。

固体状キトサンは、中和剤と、肥料および改良材とともに土壌と混合撹拌し、その後、水を加水することで、中和させてもよい。こうすることで、植物の発芽生育にふさわしいｐＨ４．５〜８．０に中和処理された植生基盤材を提供することができる。

また、固体状キトサンを、中和剤と、肥料および改良材とともに土壌と混合撹拌したものを植生基盤材として使用してもよい。この緑化方法によれば、降雨等により自然条件で水がしみこむことで、中和されるため、発芽生育を促すことが期待できる。

さらに、固体状キトサンとして、キトサンを酢酸で溶解し、中和剤と混合した後、粉末状または顆粒状に生成したものを採用してもよい。

以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。

また、液状緑化資材には、必要に応じて細粒分として粘土・シルト粒子を混合してもよい。また、液状緑化資材に、植物性繊維の粉末や０．５ｃｍ以下に破砕された短繊維を混合してもよい。

また、緑化を行う法面には、予め生分解性高分子材料または植物性の繊維等からなるネットを張っておいてもよい。こうすることで、液状緑化資材の法面への接合性が向上する。また、ネットとして、生分解性高分子材料または植物性の繊維からなるものを使用しているため、緑化の進行に伴い、ネットは自然分解されて、法面に残存することがない。

次に、中和処理された高濃度のキトサン水溶液について、液状緑化資材としての適用性について行った確認実験結果を示す。

本実験では、リン酸水素二カリウム溶液で中和処理したキトサンの濃度が異なるキトサン水溶液を用いて発芽実験を行うことで、液状緑化資材への適用性を確認した。

本実験では、実施例として、直径１０ｃｍのシャーレに直径８ｃｍのろ紙を敷き、コマツナ２０粒播種した後、リン酸水素二カリウム溶液で中和処理されたキトサン水溶液を５ｍｌ散布して、コマツナの発芽状況を確認した。

また、比較例１〜３として、同じく直径８ｃｍのろ紙を敷き、コマツナ２０粒播種された直径１０ｃｍのシャーレに、水（比較例１）、キトサン水溶液（比較例２）、リン酸水素二カリウム水溶液（比較例３）をそれぞれ５ｍｌ散布してコマツナの発芽状況を確認した。

実験結果を表１に示す。
表１に示すように、中和処理されたキトサン水溶液を散布した実施例では、播種２日目にコマツナが１００％発芽し、播種８日目も良好に生育している結果となった。

同様に、水を散布した比較例１およびリン酸水素二カリウム水溶液を散布した比較例３も播種２日目にコマツナが１００％発芽し、播種８日目も良好に生育している結果となった。

一方、中和処理をしていないキトサン水溶液を散布した比較例２は、播種２日目にコマツナが９５％発芽し、播種８日目も９５％が生育している結果となった。

以上の結果、キトサンを中和することで、中和しない場合（比較例２，３）よりもコマツナ（植物）が良好に育つ結果となった。
つまり、キトサン水溶液を中和することで、水のみが散布された土壌と同様の植物の生育環境が生成されることが実証された。

したがって、中和されたキトサン水溶液を含む液状緑化資材を使用することで、中和していないキトサン水溶液を含む液状緑化資材よりも、植物の植生に適した生育環境を生成することができることが実証された。

Ｓ１１水溶液生成工程
Ｓ１２中和工程
Ｓ１３緑化資材製造工程
Ｓ１４散布工程

Claims

濃度３０００ｐｐｍ〜１２０００ｐｐｍのキトサン水溶液、種子および肥料を含む液状緑化資材であって、
前記キトサン水溶液が、ｐＨが４．５〜６．７の範囲内になるように窒素、リン酸またはカリウムを含むアルカリ性薬剤である中和剤で中和処理されていることを特徴とする、液状緑化資材。
濃度３０００ｐｐｍ〜１２０００ｐｐｍのキトサン水溶液に窒素、リン酸またはカリウムを含むアルカリ性薬剤である中和剤を混合してｐＨが４．５〜６．７の範囲内になるように中和処理する工程と、
中和処理されたキトサン水溶液に肥料および種子を混ぜ合わせて液状緑化資材を製造する工程と、
前記液状緑化資材を対象領域に散布または対象領域内の土壌と混ぜ合わせる工程と、を備えることを特徴とする、法面緑化方法。