JP6769744B2 - 肥料成分供給方法 - Google Patents
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Description
一方、魚かす処理工程において発生する有機質の副産物であるフィッシュソリュブルは、アミノ酸等の窒素含有成分を多く含んでいることが知られており、肥料や飼料として使用されている。フィッシュソリュブルを肥料として使用する場合、その使用方法として、土壌に直接散布する方法や、フィッシュソリュブルと他の肥料を混合してなる複合肥料として使用する方法が一般的である。しかし、フィッシュソリュブルの肥料としての効果は速効性であるため、その施用量や施用回数を調整する必要があった。このため、フィッシュソリュブルを用いて、緩効性肥料を製造するための方法が検討されている。
本発明の目的は、土壌中に肥料成分を長期間継続して安定的に供給する方法を提供することである。
すなわち、本発明は、以下の[1]〜[7]を提供するものである。
[1] 肥料成分および水を含む液状物を、吸水可能な粒状体に含浸させてなるコア体と、該コア体の表面に被覆された水硬性組成物からなる被覆層とからなる肥料成分供給用粒体を、土壌に施用して、該土壌中に上記肥料成分を供給することを特徴とする肥料成分供給方法。
[2] 上記肥料成分が、窒素とカリウムのいずれか一方または両方を含む前記[1]に記載の肥料成分供給方法。
[3] 上記肥料成分が、水産業または畜産業における処理対象物の加工工程で発生する副産物を原料として用いてなる有機質成分である前記[1]または[2]に記載の肥料成分供給方法。
[4] 上記有機質成分がフィッシュソリュブルである前記[3]に記載の肥料成分供給方法。
[5] 上記コア体の粒度が0.1〜50mmであり、かつ、上記被覆層の厚みが0.1〜10mmである前記[1]〜[4]のいずれかに記載の肥料成分供給方法。
[6] 上記土壌が酸性土壌である前記[1]〜[5]のいずれかに記載の肥料成分供給方法。
[7] 上記肥料成分供給用粒体が、通水性を有する収容手段の中に収容された形態で、上記土壌に施用される前記[1]〜[6]のいずれかに記載の肥料成分供給方法。
肥料成分とは、植物を生育させることができる成分を含むものをいう。植物を生育させることができる成分としては、アラニン、アルギニン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン酸、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、ロイシン、リシン、メチオニン、フェニルアラニン、プロリン、セリン、トレオニン、チロシン、バリン、トリプトファン、オルニチン等のアミノ酸や、これらのアミノ酸を構成単位として含む、ペプチドもしくはタンパク質等の、有機肥料成分;窒素、リン、カリウム、マグネシウム、ケイ素、硫黄等の、無機肥料の主要成分;鉄、銅、亜鉛、ニッケル、マンガン、コバルト、モリブデン等の、無機肥料の微量成分等が挙げられる。
植物を生育させることができる成分は、肥料成分中に1種を単独で、あるいは2種以上含まれていてもよい。
また、肥料成分として、水産業または畜産業における処理対象物の加工工程で発生する副産物を原料として用いてなる有機質成分を用いてもよい。該有機質成分を用いることで、水産業または畜産業において発生する副産物を、廃棄することなく有効活用できる。
有機質成分の具体例としては、食品加工業や水産加工業において排出される煮汁や、フィッシュミール処理工程で発生するフィッシュソリュブル等が挙げられる。中でも、入手の容易性や、窒素含有物(アミノ酸、ペプチド、タンパク質等)を十分に含んでいる観点から、フィッシュソリュブルが好適である。
無機質の材料としては、例えば、頁岩、軽石、火山性ゼオライト、珪藻土、シラス、バーミキュライト、炭酸カルシウム含有物質(石灰岩、貝殻、鶏卵の殻等)等やこれらの焼成物;オートクレーブにより水熱合成したケイ酸カルシウム化合物の粉砕品および破砕品;アルミニウム粉により発泡させたケイ酸カルシウム化合物の粉砕品および破砕品;真珠岩や黒曜石を粉砕した後に、焼成して発泡させた焼成物;煉瓦や陶磁器等の破砕物等が挙げられる。
上記木質材料における木の種類は、特に限定されるものではない。また、木質材料として、木材の切削時に発生するおがくずや、合板の作製時に発生する端切れ材や、建設廃材や、間伐などで発生する木材等の破砕物等を使用することができる。
また、肥料成分および水を含む液状物の含浸可能量をより増大させ、かつ、含浸に要する時間をより短くできる観点から、多孔質の吸水可能な粒状体が好ましい。
粒状体に、肥料成分および水を含む液状物を含浸させる方法としては、例えば、該液状物に上記粒状体を一定時間浸漬する方法や、該液状物と上記粒状体をミキサーにより混練する方法等が挙げられる。中でも、短時間で上記液状物を十分に浸漬させる観点から、ミキサーを用いて混練する方法が好ましい。
具体的には、縦型ミキサー、横型ミキサー、ナウターミキサー、傾胴ミキサー、強制ミキサー、二軸ミキサー等が挙げられる。縦型ミキサーとしては、例えば、ホバート社製の「ホバートミキサー」、ヘンシェル社製の「ヘンシェルミキサー」等が挙げられる。横型ミキサーとしては、例えば、レディゲ社製の「レディゲミキサー」等が挙げられる。
また、ペール缶等の容器に上記粒状体と上記液状物を投入して、ハンドミキサー等を用いて混練して含浸させてもよい。
成形物を製造する方法としては、転動造粒、攪拌造粒、圧縮造粒、押出造粒等の各種造粒方法を用いることができる。また、造粒に用いられる装置としては、パンペレタイザー、ミキサー、ディスクペレッター等を用いることができる。
また、造粒を行う際に、必要に応じてバインダーを添加しても良い。
中でも、汎用性の点から、普通ポルトランドセメント及び早強ポルトランドセメントが好ましい。
また、上記水硬性組成物は、被覆層の性状に影響を及ぼさない範囲内で、石灰石微粉末、シリカフューム、フライアッシュ、高炉スラグ、カルシウムアルミネート、ドロマイト等の混和材;ビニロン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、カーボン、ガラス、鉄等からなる、有機質または無機質の繊維;上述した粒状体に用いられる無機質や有機質の材料と同じ材料;一般的にコンクリートやモルタルに用いられている骨材(細骨材、粗骨材);一般的にコンクリートやモルタルに用いられている、硬化促進剤、凝結遅延剤、収縮低減剤、AE剤、減水剤、高性能減水剤、流動化剤、増粘剤、消泡剤等の、硬化性状等を調整するための混和剤等を含んでいてもよい。
さらに、水硬性組成物は、水を含む。水は、通常、コア体に水硬性組成物を被覆する直前に、水以外の材料と混合されて、水硬性組成物の材料となる。
コア体を水硬性組成物で被覆する方法としては、(i)コア体をコーティング装置に投入して、該装置を回転させながら、水硬性組成物を投入(水硬性組成物を構成する水以外の材料と水を同時に投入)してコア体を被覆する方法、
(ii)コア体をコーティング装置に投入して、該装置を回転させながら、予め練り混ぜた水硬性組成物(水硬性組成物を構成する水以外の材料と水を練り混ぜてなるスラリー)をコーティング装置に投入し、コア体を被覆する方法、(iii)水硬性組成物を構成する水以外の材料をコーティング装置に投入して、該装置を回転させながら、コア体を投入して、更に水を投入し、コア体を被覆する方法等が挙げられる。
中でも、作業の容易性の観点から、上記(i)の方法が好ましい。
上記水硬性組成物からなる被覆層の厚さは、肥料成分供給用粒体が容易に崩壊しなくなり、肥料成分の供給量が過大になることを防ぎ、かつ、より長期間継続して肥料成分を供給することができる観点からは、好ましくは0.1mm以上、より好ましくは0.5mm以上、さらに好ましくは1mm以上、特に好ましくは3mm以上である。また、肥料成分の供給量を多くする観点からは、好ましくは10mm以下、より好ましくは7mm以下、さらに好ましくは6mm以下、特に好ましくは5mm以下である。
肥料成分供給用粒体の粒度(直径または長手寸法)は、好ましくは0.2〜60mm、より好ましくは1〜40mm、特に好ましくは5〜30mmである。該粒度が0.2mm以上であれば、肥料成分の供給をより長期間継続させることができ、かつ、大雨等による肥料成分供給用粒体の流出をより防ぐことができる。該粒度が50mm以下であれば、肥料成分の供給量が過小になることを防ぐことができる。
また、肥料成分供給用粒体を後述する通水性を有する収容手段に収容する場合、該粒体の粒度は、肥料成分供給用粒体の流出を防ぐ観点から、該収容手段を通過することができない大きさであることが好ましい。
また、土壌中に脂肪酸が存在する場合、該脂肪酸によって、植物への肥料成分の吸収が阻害されることがあるが、本発明においては、コア体の表面を水硬性組成物からなる被覆層によって被覆することで、肥料成分が脂肪酸を含む場合(例えば、肥料成分がフィッシュソリュブル等の有機質成分である場合)であっても、脂肪酸が土壌中に供給されることを防ぐことができる。
また、肥料成分として、pHが酸性であるフィッシュソリュブルを用いた場合であっても、土壌のpHを低下させることがない。
肥料成分供給用粒体を土壌に施用する方法としては、手作業であるいは市販の肥料散布機や種まき機等を用いて、土壌の表面に肥料成分供給用粒体を散布する方法や、肥料成分供給用粒体と土壌を混合する方法や、肥料成分供給用粒体を土壌に散布した後、該粒体を土壌で覆って該粒体を土壌中に埋設する方法等が挙げられる。
本発明で用いる肥料成分供給用粒体の施用量は、施用の対象となる土壌の性質、施肥の対象となる植物の種類や生育期間、散水量や年間降雨量等を勘案して定めることができる。
収容手段における通水性を有する部分は、収容手段の一部分(一領域)でも全体(全領域)であってもよい。
また、目開きの寸法は、肥料成分供給用粒体の流出を防ぐ観点から、収容手段に収容された肥料成分供給用粒体が通過することができない寸法であることが好ましい。
図1中、収容体4は、肥料成分供給用粒体1を、袋状である収容手段2に収容してなるものである。
また、収容体5は、肥料成分供給用粒体1を、円筒形の容器である収容手段3に収容してなるものである。
なお、収容手段の形状は、その内部に肥料成分供給用粒体を収容できるものであればよく、図1に示す形状(袋状、円筒形状)に限定されるものではない。
図2中、集合体9は、第一の収容体4を、複数個、通水性を有する第二の収容手段6の中に収容してなるものである。第二の収容手段6は、袋状である収容手段2と比べて、より大きな袋状のものである。なお、第二の収容手段は、第一の収容体を複数個収容できるものであればよく、上述した第一の収容手段と同様の構造を有し、大きさのみが異なるものを使用できる。第二の収容手段の中に収容される収容体の個数は、特に限定されるものではないが、設置作業や撤去作業を容易にする観点から、通常、2〜6個である。
集合体11は、複数個の収容体5を結束部材7により基体8に固定してなるものである。基体8としては、複数個の収容体5を固定できるものであればよく、例えば、金属、木材、プラスチック、段ボールなどからなる板状のものであれば形状は特に限定されない。収容体5は横置き(図2に示す形態)でも縦置きでもよく、また、複数の段にして固定してもよい。
肥料成分供給用粒体を収容手段の中に収容した形態で土壌に施用することにより、以下の(1)〜(2)の効果を得ることができる。
(1)肥料成分供給用粒体の設置および回収が容易である。
(2)単位面積あたりの施肥量の調整が容易である。
[実施例1]
木材加工工場において木材の切削時に発生したおがくずを、目開きが3mmである篩を用いて篩分けを行い、粒径が3mm以下であるおがくずからなる粉体を得た。なお、おがくずは多孔質の物質である。得られた粉体1kgと、肥料成分および水を含む液状物としてフィッシュミール工場において発生した可溶性タンパク質水溶液であるフィッシュソリュブル3kgを、ホバートミキサーを用いて2分間混合して、粉体にフィッシュソリュブルを含浸させた。
含浸後の粉体を、直径が1mであるパンペレタイザーを用いて造粒し、次いで、得られた成形物(成形造粒物)を1日自然乾燥させた後、篩分けにより、粒径が5〜10mmであるコア体(成形造粒物)を得た。
なお、コア体100質量部当たり、普通ポルトランドセメントの配合量は800質量部であり、水の配合量は概ね200質量部であった。
また、肥料成分供給用粒体10粒を、その中心を通る面で切断して、被覆層の厚みを測定したところ、該厚みは、平均で2.3mmであった。
具体的には、得られた肥料成分供給用粒体20粒を、ポリ容器内に収容した蒸留水1,000gに投入し、常温(20℃)で静置した。静置後、表1に示す各材齢において、ポリ容器内の溶液10mlを採取して、該溶液中の全窒素濃度(mg/リットル)を「JIS K 0102:2013 (工場排水試験方法) 45.4(銅・カドミウムカラム還元法)」に準拠して測定した。また、該溶液中の全リン濃度(mg/リットル)を「JIS K 0102:2013 (工場排水試験方法) 46.3.1(ペルオキソ二硫酸カリウム分解法)」に準拠して測定した。また、該溶液中のカリウム濃度(mg/リットル)を「JIS K 0102:2013 (工場排水試験方法) 49.2(フレーム原子吸光法)」に準拠して測定した。
測定した濃度が大きいことは、窒素、リン又はカリウムの溶出量が多いことを意味する。
なお、フィッシュソリュブルには、有機肥料成分であるタンパク質、ペプチド及びアミノ酸が含まれている。窒素はタンパク質、ペプチド及びアミノ酸に含まれることから、溶液中の全窒素濃度を測定することで、肥料成分供給用粒体から溶出したタンパク質、ペプチド及びアミノ酸の全量中の窒素量がわかる。
また、各材齢における溶液のpHを、pHメータ(堀場製作所社製、商品名「ポータブル型pHメータ D−71」)を用いて測定した。
パンペレタイザーを用いて、粒径が15〜20mmである肥料成分供給用粒体を調製する以外は実施例1と同様にして、肥料成分供給用粒体を得た。
実施例1と同様にして、得られた肥料成分供給用粒体の被覆層の厚みを測定したところ、該厚みは、平均で4.1mmであった。
また、得られた肥料成分供給用粒体について実施例1と同様にして、全窒素濃度、全リン濃度、カリウム濃度、及びpHを測定した。
実施例1で得られたコア体(成形造粒物)を、普通ポルトランドセメントを用いたコーティングを行わずに、肥料成分供給用粒体とした。該肥料成分供給用粒体について実施例1と同様にして、全窒素濃度、全リン濃度、カリウム濃度、及びpHを測定した。
結果を表1、2に示す。
表2から、本発明に用いる肥料成分供給用粒体が投入された溶液(実施例1、2)のpHは高いことがわかる。このことから、本発明に用いる肥料成分供給用粒体を土壌に施用した場合、土壌のpHを高くできる(例えば、酸性土壌に施用することで、土壌のpHが中性領域となるように調整できる。)ことがわかる。
なお、実施例では、促進溶出試験を行っているため、材齢1日目から溶液のpHが高い値を示している。しかし、実際に肥料成分供給用粒体を土壌に施用した場合、pHの上昇は実施例よりも緩やかであり、また、土壌中への拡散や酸性土壌による中和によって、pHの上昇が緩衝されるため、本発明に用いる肥料成分供給用粒体を施用することによって、pHが過度に上昇して植物の生育に影響を及ぼすことはない。
2 収容手段(袋状のもの;第一の収容手段)
3 収容手段(円筒形の容器;第一の収容手段)
4、5 収容体
6 第二の収容手段(収容手段2より大きい袋状のもの)
7 結束部材
8 基体
9、10、11 集合体
Claims (2)
- 肥料成分および水を含む液状物を、吸水可能な粒状体に含浸させてなるコア体と、該コア体の表面に被覆された水硬性組成物からなる被覆層とからなる肥料成分供給用粒体を、土壌に施用して、該土壌中に上記肥料成分を供給する肥料成分供給方法であって、
上記肥料成分が、フィッシュソリュブルであり、
上記吸水可能な粒状体が、木質材料の破砕物であり、
上記コア体の粒度が2〜20mmであり、かつ、上記被覆層の厚みが1〜5mmであり、
上記水硬性組成物が、セメント及び水を含むものであり、
上記土壌が酸性土壌であることを特徴とする肥料成分供給方法。 - 上記肥料成分供給用粒体が、通水性を有する収容手段の中に収容された形態で、上記土壌に施用される請求項1に記載の肥料成分供給方法。
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