JPH027916B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、水溶性珪酸を含む液体肥料およびそ
の製造法に関し、詳しくは、水溶液の珪酸、窒
素、燐酸およびカリを含む液体肥料、およびその
製造法に関する。

〔技術の背景および従来技術の説明〕

窒素、燐酸およびカリは、肥料の三要素といわ
れ、古くから植物に施用する必要のある肥料成分
と考えられていた。これらの肥料の三要素の外
に、鉄、マグネシウム、マンガンあるいはホウ素
なども微量要素として植物に施用する必要がある
肥料成分と考えられているが、その植物の生育に
必要な量が微量であるために、三要素を主体とす
る肥料に、微量要素を付加的に加えて施肥するこ
とが多い。珪酸は、植物体に含まれる元素の１つ
であるが、土を構成する元素の１つであり、珪酸
を施用しなくても植物が生育する場合もあるの
で、珪酸は、必ずしも必須成分とは認められてい
ない。しかしながら、珪酸を選択的に吸収する植
物（たとえば、イネ科の植物）があり、珪酸分の
施用は、植物に対して生理的に好影響を与え、物
理的に健全な植物体をつくり、さらに水稲の増産
に好影響を与えることなどから、珪酸は、植物の
栄養源ではないかもしれないが、植物体を保護す
る保護要素と考えられることが多い。実際的には
珪酸は、稲の倒伏防止に有効であり、また稲わら
や麦わら中に相当含まれていて、稲わらや麦わら
の形成に必要と考えられ、さらに珪酸カルシウム
の施用は植物の生育する土壌を改良するのに有効
であることが知られていて、珪酸を施肥すること
が注目されている。

一方において、液体肥料は、肥料成分が水に溶
けていて、植物が吸収・利用しやすい形態の肥料
成分を含んでいるのに加えて、液体肥料を機械で
施用することが容易にできるので、農業機械の普
及とともに、液体肥料の生産量が増大している。
これに加えて、液体肥料は、肥料成分が水に溶け
ていて、水耕栽培や礫耕栽培の液に加えることが
容易であるので、その生産量および消費量が増大
している。

これまでの液体肥料は、燐酸液をカリ塩の存在
下にアンモニアで中和することによつて製造され
ることが多いが、この外に硝酸々性の溶液に、肥
料の三要素および微量要素の成分を溶解して製造
されることもできる。液体肥料の製造に利用され
た燐酸液は、燐鉱石を硫酸で分解して製造される
ことが多く、得られた燐酸液を濃縮してポリ燐酸
を含むようにするか、またはポリ燐酸を燐酸液に
加え、これをアンモニアで中和して、液体肥料を
製造する方法が知られているが、これらの液体肥
料は、いずれも酸性であつて、これまでにアルカ
リ性の液体肥料は知られていない。というのは、
燐鉱石を硫酸で分解して得た燐酸液をアンモニア
で、アルカリ性になるまで中和すると、燐酸およ
びアンモニアが燐酸アンモニウムを形成して沈デ
ンを形成するから、燐酸液をアンモニアで中和す
る場合、アルカリ性を呈するようになるまで中和
されることがなかつたからである。このために、
これまでの液体肥料は酸性がよいとされていたの
である。

本発明者らは、珪酸分の肥料成分としてのすぐ
れた効果に着目し、珪酸を水溶液中に安定に溶存
させることを企図して多くの実験を重ね、珪酸
は、珪酸ナトリウムまたは珪酸カリウムの形で水
溶液中に安定に溶存することを確かめ、この知見
に基づいて本発明に到達したのである。

〔発明の目的および発明の要約〕

本発明の目的は、水溶性珪酸を含む液体肥料を
提供することにあり、詳しくは、水溶性の珪酸
が、水溶性の窒素、燐酸およびカリウムと共存し
て含まれる液体肥料を提供することにある。

本発明は、珪酸カリウム、尿素、および燐酸二
カリウムならびに燐酸三カリウムのいずれかまた
は混合物が水中に溶存し、そのPHが少なくとも
11.5であることを特徴とする水溶性珪酸を含む液
体肥料であり、もう１つの発明は、少なくとも
12.0のPHを有する珪酸カリウムの水溶液を20℃以
上の温度に加熱し、これに尿素および燐酸二カリ
ウムならびに燐酸三カリウムのいずれかまたは混
合物を加えて溶解し、それによつて水溶液のPHを
少なくとも11.5に維持した液体肥料を得ることを
特徴とする水溶性珪酸を含む液体肥料の製造法で
ある。本発明の水溶性珪酸を含む液体肥料の製造
法における珪酸カリウムの水溶液として、珪酸カ
リウムの飽和水溶液、珪酸カリウムを水で希釈し
た水溶液、珪酸カリウムの飽和水溶液を５〜６％
の希薄酸水溶液（硫酸、燐酸、硝酸または塩酸）
で希釈した水溶液またはこれらの混合水溶液を使
用するが、これらの水溶液の希釈度は、尿素およ
び燐酸二カリウムまたは燐酸三カリウムを加えて
溶解した場合に、得られた液体肥料が少なくとも
11.5のPHを有するように希釈されたものであるこ
とを必要とする。

〔発明の具体的な説明〕

本発明によると、水溶性珪酸を含む液体肥料
は、少なくとも12.0のPHを有する珪酸カリウムの
水溶液を20℃以上の温度に加熱し、これに尿素お
よび燐酸二カリウムならびに燐酸三カリウムのい
ずれかまたは混合物を加えて溶解することによつ
て調製される。

一般に珪酸カリウムの水溶液は以下に説明する
方法によつてつくられている。

珪砂と炭酸カリウムを粉砕混合し、混合物を溶
融炉に入れ、加熱して溶融し、完全に溶融して透
明になつたときに、溶融物を取り出し、冷却して
固化し、カレツトを得る。ここに得られたカレツ
トを粗砕した後、粗砕カレツトをオートクレーブ
に入れ、水を加えた後に加熱して溶解する。この
溶液から不溶解物を沈降させて濾去し、濾液を所
定濃度にまで濃縮する。

別法として、水酸化カリウムの水溶液および珪
砂をオートクレーブに入れ、加圧蒸気を吹込んで
溶解し、得られた液を濾過して不溶解物を除去
し、そして得られた濾液を所定濃度にまで濃縮す
ることによつて、珪酸カリウムの水溶液を調製す
ることもできる。

珪酸カリウムの略々飽和状態にある水溶液は
14.0に近いPHを有するが、これに尿素および燐酸
二カリウムならびに燐酸三カリウムのいずれかま
たは混合物を加えると、そのPHは若干低下する。
そして珪酸カリウム、尿素および燐酸二カリウム
または燐酸三カリウムが高濃度において安定に溶
存するには、溶液のPHが少なくとも11.5であるこ
とを必要とする。そしてPHが11.5以上の液体肥料
は、液温が０℃以下になつても沈デンを生じるこ
とがない。しかし、成分の配合比によつて、一部
針状結晶を析出することもあるが、液温の上昇に
つれて針状結晶が溶解するため、PHが11.5以上の
液体肥料を長期保存することができる。したがつ
て本発明の液体肥料の調製において、珪酸カリウ
ムの水溶液として、珪酸カリウムの飽和水溶液、
これを水で２〜４倍に希釈した水溶液または珪酸
カリウムの飽和水溶液を酸（硫酸、燐酸、硝酸ま
たは塩酸など）の希薄水溶液によつて希釈した水
溶液をいることができるが、製品の液体肥料のPH
を11.5〜11.2よりも低下させない程度に希釈した
水溶液を用いるのが好ましい。

珪酸カリウムの水溶液に尿素を溶解すると、水
溶液の温度が低下する。尿素を水に溶解すると、
水溶液の温度が低下する。これは尿素の溶解にエ
ネルギーを必要とすると考えられるが、このため
に、珪酸カリウムの水溶液に尿素および珪酸二カ
リウムならびに燐酸三カリウムのいずれかまたは
混合物を溶解するに先立つて、珪酸カリウムの水
溶液を20℃以上に加熱しておく必要がある。この
加熱温度が20℃以下であると、尿素、燐酸二カリ
ウムまたは燐酸三カリウムの溶解が遅くなり、溶
解時の作業性が低下するが、珪酸カリウムの水溶
液の加熱温度が60℃を超えると、尿素を加えた時
に、尿素が分解してアンモニウム塩を生じるが、
アンモニウム塩は、珪酸カリウムの高い強アルカ
リ性のPHによつて水溶液から揮散する。

複合肥料に窒素成分を供給する化合物として、
尿素の他に、アンモニウム塩および硝酸塩がよく
知られているが、アンニウム塩は、珪酸カリウム
の水溶液の高い強アルカリ性のPHのために水溶液
から揮散するので、本発明の液体肥料の窒素成分
として使用することができない。また硝酸塩〔た
とえば硝酸カリ（KNO₃）〕を使用しようとする
と、溶解度が低く、さらに硝酸の窒素含量が低い
ので、尿素を使用した時に比べて窒素の供給量が
少なすぎ、それによつて、液体肥料における窒
素、燐酸およびカリのバランスを崩すことが多
い。このために本発明の液体肥料では、窒素成分
の供給源として、硝酸塩を使用することもできな
い。

また複合肥料に燐酸成分を供給する成分とし
て、燐酸二カリウムおよび燐酸三カリウムの他に
燐酸一カリウムがよく知られているが、燐酸一カ
リウムは、酸性を呈し、珪酸カリウムの水溶液に
溶解しない。このために、本発明の液体肥料で
は、燐酸一カリウムを使用することができず、燐
酸二カリウムおよび燐酸三カリウムを使用するこ
とができるだけである。しかしながら、燐酸一カ
リウムでも、そのPH低下を防止する手段、たとえ
ば水酸化カリウムと併用すると、水酸化カリウム
の使用量によつて、燐酸二カリウムまたは燐酸三
カリウムを使用したのと同様になることもあるの
で、このような手段を採るならば、燐酸一カリウ
ムを使用することもできる場合がある。

本発明の液体肥料の製造において、燐酸成分を
供給する化合物として、燐酸ナトリウム、すなわ
ち燐酸三ナトリウムまたは燐酸二ナトリウムも使
用することができないわけではないが、この場
合、ナトリウムは、一般に肥料成分とは考えられ
ていないので、燐酸ナトリウムを使用した場合
は、液体肥料中の肥効成分の含有量が低下するだ
けでなく、液体肥料中の窒素、燐酸およびカリウ
ムの肥料成分のバランスを崩すことが多いので、
燐酸ナトリウムを使用することは好ましくない。

本発明の液体肥料は、植物によつて容易に吸収
利用されうる形態にある水溶性燐酸、水溶性窒
素、水溶性燐酸および水溶性カリを含んでいるた
めに、これらの肥料成分を供給することができる
利点があり、また本発明の液体肥料を長期間保存
しても沈デンを生じることがないので、その生産
量を需要に合わせる必要がなく、生産した製品を
貯蔵して、需要に応じてこれを供給することがで
きる利点もある。

さらに本発明の液体肥料は、その肥料成分が液
中に溶存しており、これを非常に薄い濃度に希釈
することも自由にできるので、本発明の液体肥料
を、水耕栽培や礫耕栽培における肥料成分として
使用することもできる。この場合、珪酸を必要と
する作物、たとえば、イネ科の作物の水耕栽培ま
たは礫耕栽培に本発明の液体肥料は好ましく使用
することができる。

さらにまた本発明の液体肥料は、種子の処理に
使用することもできる。この場合、本発明の液体
肥料を種子の処理に適当な濃度になるように水で
希釈することもできる。本発明の液体肥料で種子
を処理すると、種子の発芽率も幾分か向上する
が、発芽に要する日数を大幅に短縮することがで
きる。これは、本発明の液体肥料のアルカリ性
（希釈しても、その強度を減少するだけで、アル
カリ性であることに変わりはない）によつて、種
子の皮部分に何らかの影響があると考えられる。

以下に本発明の実施例を挙げるが、本発明はこ
れらの例に限定されるものではない。

実施例 １ 珪酸カリウムの31％水溶液〔比重（15℃）：
1.33、Ｗ−K₂O：10.0％、Ｗ−SiO₂：17.0％、PH
（１％水溶液）：11.2〕79.5ｇを20℃に加熱し、こ
れに尿素〔Ｔ−Ｎ：46.5％、PH（１％水溶液）：
6.8〕13.5ｇおよび燐酸三カリウムの白色粉末
〔K₃PO₄、Ｗ−P₂O₅：33.44％、Ｗ−K₂O：66.56
％、PH（１％水溶液）：12.30〕7.0ｇを加えて混
合し、液体肥料100ｇを得た。製品の液体肥料を
分析して次の結果を得た。

Ｔ−Ｎ 6.23％(内NH₄-N0.14%) Ｗ−P₂O₅ 2.17％ Ｗ−K₂O 13.01％ Ｗ−SiO₂ 14.20％ PH(1%水溶液) 11.45 （原 液） 13.45 比重（５℃） 1.330 この液体肥料を３ケ月および６ケ月間室温で保
存したが、沈降物を生じることはなかつた。

実施例 ２ 実施例１と同じ珪酸カリウム水溶液70.5ｇを60
℃に加熱し、これに実施例１と同じ尿素22.5ｇお
よび実施例１と同じ燐酸三カリウム7.0ｇを加え
てよく混合し、液体肥料100ｇを得た。製品の液
体肥料を分析して次の結果を得た。

Ｔ−Ｎ 10.36％(内NH₄-N0.21%) Ｗ−P₂O₅ 2.15％ Ｗ−K₂O 11.67％ Ｗ−SiO₂ 12.05％ PH(1%水溶液) 11.50 （原 液） 13.50 比重（５℃） 1.332 この液体肥料を実施例１と同様に、３ケ月およ
び６ケ月間保存したが、沈降物を生じることはな
かつた。

実施例 ３ 実施例１と同じ燐酸カリウム水溶液79.0ｇを20
℃に加熱し、これに実施例１と同じ尿素14.0ｇお
よび燐酸二カリウムの白色粉末〔K₂HPO₄、
P₂O₅：40.75％、Ｗ−K₂O：54.08％、PH（１％水
溶液）：9.1〕7.0ｇを加えてよく混合し、液体肥
料100ｇを得た。製品の液体肥料を分析して次の
結果を得た。

Ｔ−Ｎ 6.56％(内NH₄-N0.23%) Ｗ−P₂O₅ 2.79％ Ｗ−K₂O 11.28％ Ｗ−SiO₂ 13.40％ PH(1%水溶液) 11.00 （原 液） 13.00 比重（15℃） 1.320 この液体肥料を実施例１と同様に、３ケ月およ
び６ケ月保存したが、沈降物を生じることはなか
つた。

実施例 ４ 実施例１と同じ珪酸カリウム水溶液70.5ｇを50
℃に加熱し、これに実施例１と同じ尿素22.5ｇ、
実施例３と同じ燐酸二カリウム7.0ｇを加えてよ
く混合し、液体肥料100ｇを得た。製品の液体肥
料を分析して次の結果を得た。

Ｔ−Ｎ 10.29％(内NH₄-N0.27%) Ｗ−P₂O₅ 2.79％ Ｗ−K₂O 10.94％ Ｗ−SiO₂ 12.00％ PH(1%水溶液) 11.00 （原 液） 13.00 比重（15℃） 1.320 この液体肥料を実施例１と同様に、３ケ月およ
び６ケ月保存したが、沈降物を生じることはなか
つた。

実施例 ５ 実施例１と同じ珪酸カリウム水溶液に希燐酸液
を加えて、PHを11.30とした液〔比重（16℃）：
1.31、Ｗ−P₂O₅：2.38％、Ｗ−K₂O：8.24％、Ｗ
−SiO₂：14.00％、PH（１％水溶液）：9.30〕79.0
ｇを20℃に加熱し、これに実施例１と同じ尿素
14.0ｇおよび実施例１と同じ燐酸三カリウム7.0
ｇを加えて混合し、液体肥料100ｇを得た。製品
の液体肥料を分析して次の結果を得た。

Ｔ−Ｎ 6.41％(内NH₄-N0.25%) Ｗ−P₂O₅ 4.05％ Ｗ−K₂O 11.16％ Ｗ−SiO₂ 11.10％ PH(1%水溶液) 9.50 （原 液） 11.50 比重（15℃） 1.320 この液体肥料を実施例１と同様に、３ケ月およ
び６ケ月保存したが、沈降物を生じることはなか
つた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 珪酸カリウム、尿素、および燐酸二カリウム
   ならびに燐酸三カリウムのいずれかまたは混合物
   が水中に溶存し、水溶液のPHが少なくとも11.5で
   あることを特徴とする水溶性珪酸を含む液体肥
   料。 ２ 少なくとも12.0のPHを有する珪酸カリウムの
   水溶液を20℃以上の温度に加熱し、これに尿素お
   よび燐酸二カリウムならびに燐酸三カリウムのい
   ずれかまたは混合物を加えて溶解し、それによつ
   て水溶液のPHを少なくとも11.5に維持した液体肥
   料を得ることを特徴とする水溶性珪酸を含む液体
   肥料の製造法。 ３ 珪酸カリウムの水溶液が、珪酸カリウムの飽
   和水溶液、その水による希釈液、その希薄酸によ
   る希釈液およびそれらの混合液からなる群より選
   択されたものであることを特徴とする特許請求の
   範囲第２項に記載の水溶性珪酸を含む液体肥料の
   製造法。