JPH0454637B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は緩効性の肥料組成物、更に詳しくは、
特定のリン酸吸収能を有する資材とリン酸のアン
モニウム塩もしくはカリウム塩との混合生成物
に、過リン酸石灰および／又は石膏、もしくは熔
成リン肥および／又は珪酸カルシウムと鉱酸を混
合して造粒して成る肥料組成物に関する。 植物の成育に必要な養分は肥料として施与され
ており、その無機養分の主要成分は窒素、リン酸
およびカリウムであるが、農業技術の進歩に伴な
つて、これらの養分の形態およびその形状に対す
る要求も多様になつてきている。 而して、このような要求のうちで窒素あるいは
カリウムの肥効の緩効化が主要なものとして挙げ
られるであろう。 従来、上記肥効の緩効化の対策として、窒素に
関しては、科学的手法により調製した難溶性乃至
難分解性の含窒素化合物、例えばウレアホルム、
イソブチリデンジウレア、クロチリデンジウレ
ア、オキサミド等を肥料成分として施与する方
法、および物理的手法により調製した各種材料で
被覆した肥料又は肥料成分を保持し得る材料（保
肥材）に肥料を保持させた形態のものを施与する
方法等が行なわれており、又、カリウムに関して
は、上記被覆肥料並びに肥料を保持させたものの
ほかに、いわゆる枸溶性形態にしたもの（枸溶性
カリウム）を施与する方法が行なわれている。 しかし、上述した方法は肥効の緩効化には一応
の成果をあげているものの、上述したような含窒
素化合物を施与する方法は、通常の無機質窒素肥
料に比べて高価であるうえに、施肥初期の肥効に
稍々難点があるため速効性肥料との併用が必要で
あり、又、被覆肥料ではその被覆層の調節が難か
しいため肥効上のムラが避けられない欠点があ
る。 なお、保肥材に保持させた肥料では比較的安価
ではあるが、肥効の緩効化効果が充分でないとい
う難点がある。 本発明者らは、上述したような状況に鑑み、施
与初期において肥効を示すとともに緩効性も呈す
る肥料を安価に提供すべく検討した結果、本発明
をなすに至つた。 すなわち、本発明の目的は、施与したとき肥料
中の窒素分とカリウム分が容易に溶出することな
く、緩徐に溶出して肥効を緩効化し得るととも
に、施与した初期においても肥効を呈する緩効性
肥料組成物を提供することにある。 以下本発明を詳しく説明する。 本発明の構成上の特徴は、リン酸吸収係数が
700以上を示すリン酸吸収資材と、リン酸アンモ
ニウムもしくはリン酸カリウムとの混合生成物
に、過リン酸石灰および／又は石膏を混合したも
の、或は上記配合生成物に熔成リン肥および／又
は珪酸カルシウムと鉱酸を混合したものを造粒し
て成る緩効性肥料組成物にある。 また、本発明は上述のように、窒素をリン酸ア
ンモニウムの形態で、又カリウムをリン酸カリウ
ムの形態で用いることに特に特徴がある。 従来、土壌肥料学の分野における肥料の挙動な
どについての研究結果によると、リン酸アンモニ
ウムは特に土壌に吸着され易い性質を有する点で
硫酸アンモニウムや硝酸アンモニウム等の他の無
機質窒素肥料と異なるものであることが明らかに
されている。 なお、ここで言う“リン酸アンモニウム”とは
リン酸第一アンモニウムおよびリン酸第二アンモ
ニウムを、又、“リン酸カリウム”とはリン酸第
一カリウムおよびリン酸第二カリウムをそれぞれ
包含する総称を意味するものであつて、以下特記
しない限り上記のアンモニウム塩を又はカリウム
塩を含むものと理解すべきである。 ところで、土壌は元来陽イオン交換能又は陰イ
オン交換能を有しているものであつて、肥料が施
与されるとその各イオン濃度に応じて土壌により
イオン交換が行なわれ、その際イオン交換量は土
壌の有しているイオン交換能によつて決まる。例
えば乾土100g当り10mg当量の陽イオン交換能を
有する土壌では乾土100g当り最大140mgの窒素を
交換態として保持することが可能である。ところ
が、上述したようなイオン交換能を有する土壌に
リン酸アンモニウムを施与した場合、140mg以上
の窒素を吸着するようになることが明らかにされ
ており、このことは、土壌はリン酸アンモニウム
が施与された場合その陽イオン交換能より大きい
窒素の吸着を示すことを意味している。 また、土壌はイオン交換能のほかにリン酸吸収
能を有していて、このリン酸吸収能がリン酸アン
モニウムの窒素吸着に関与しているとされてい
る。すなわち、土壌はリン酸イオンを伴なつた塩
吸着により多量の窒素を吸着するものと説明され
ている。 しかしながら、土壌とリン酸アンモニウムとの
反応において、土壌の陽イオン交換能より大きい
陽イオン吸着を示す場合も、土壌に吸着された陽
イオンの結合力が弱く、水により容易に溶脱され
るため、リン酸アンモニウムはそのまあでは緩効
性肥料として利用し得ない。 なお、現在、肥料の主流を占めている複合肥料
の一部に木質泥炭もしくはベントナイトのような
粘土鉱物をいわゆる保肥材として用いたものが実
用に供せられており、これらの保肥材も比較的大
きい陽イオン交換能やリン酸吸収能を有している
ため、リン酸アンモニウムおよびリン酸カリウム
に対して、前述した土壌と同様な吸着反応を示す
ことがわかつた（因に、木質泥炭や上記粘土鉱物
は硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、硫酸カ
リウム、並びに塩化カリウムに対しては上記吸着
反応を示さない）。しかしながら、木質泥炭や粘
土鉱物においても土壌の場合と同様に吸着された
リン酸アンモニウムやリン酸カリウムの一部は難
溶性塩として残留するものの、大部分は容易に水
により溶出されるので、そのままでは緩効性肥料
として適用し得ない。 而して、本発明者らは、上述したごとき優れた
リン酸吸収能を有する土壌並びに保肥材につい
て、これらにリン酸アンモニウムもしくはリン酸
カリウムのほかに、各種の窒素、リン酸およびカ
リウムを添加して三成分を含む複合肥料をそれぞ
れ調製し、各複合肥料におけるリン酸塩と共存す
る他の肥料成分との影響を調べた結果、アンモニ
ウムイオンに対してはカリウムイオンが、又、カ
リウムイオンに対してはアンモニウムイオンがそ
れぞれ共存することにより、それぞれの窒素もし
くはカリウムの水による溶出抑制効果が低減する
ことを見出した。すなわち、アンモニウムイオン
とカリウムイオンが共存しているとそれぞれの吸
着反応に対して妨害作用をして互にその吸着反応
を相殺するものと考える。 したがつて、本発明では上記リン酸吸収能を有
する資材にアンモニウムイオンとカリウムイオン
を共存させずに、該資材との間に吸着反応を起す
リン酸アンモニウムもしくはリン酸カリウムを混
合するものである。 また、本発明者らは、上記混合により得られる
生成物、すなわち、リン酸吸収資材にリン酸アン
モニウムもしくはリン酸カリウムが塩吸着したも
のに、過リン酸石灰および／又は石膏、或は熔成
リン肥および／又は珪酸カルシウムと鉱酸を混合
して造粒すると、上記塩吸着されたリン酸アンモ
ニウムもしくはリン酸カリウムが安定して水に溶
け難くなることを見出した。 因に、上記により混合して得られる肥料組成物
において窒素およびカリウムの水による溶出が抑
制される理由は明らかではないが、リン酸吸収資
材にリン酸アンモニウムもしくはリン酸カリウム
が塩吸着された後、リン酸吸収資材に含まれてい
る鉄やアルミニウムと、過リン酸石灰並びに石膏
のカルシウム、もしくは熔成リン肥並びに珪酸カ
ルシウムの鉱酸による一部可溶化した鉄、アルミ
ニウム、カルシウムおよびマグネシウム等の塩基
とが反応して複雑な生成物を生成して緻密なマト
リツクスを形成することにより、吸着されたリン
酸アンモニウムやリン酸カリウムが安定化して水
に溶け難くなることに因るものと推測される。 しかし、この場合リン酸アンモニウムもしくは
リン酸カリウムのいずれかと、過リン酸石灰およ
び／又は石膏、あるいは熔性リン肥および／又は
珪酸カルシウムと鉱酸を混合して造粒したのみで
は上記のような溶出抑制効果が殆どみられず、容
易に水に溶解するので、リン酸アンモニウムやリ
ン酸カリウムがリン酸吸収資材に吸着されている
ことが必要条件となる。なお、例えば、熔成リン
肥や珪酸カルシウムとリン酸アンモニウムを混合
して得られる反応生成物では、僅かにリン酸マグ
ネシウムアンモニウムの生成が認められるもの
の、溶出抑制効果が低いことから、本発明者にお
ける上記溶出抑制効果は上記反応生成物のみに起
因するものではないと考えられる。 本発明で用いるリン酸吸収資材とは、リン酸吸
収係数が700以上を示す土壌、若年炭類（泥炭、
亜炭など）、粘土鉱物類、汚泥類（水処理による
余剰汚泥も含む）およびこれらの酸処理物を包含
する。 因に、ここでいう“リン酸吸収係数”とは土壌
などの吸収性資材の乾物100g当りに吸収される
P₂O₅をmg数で示したものを意味し、その測定法
は農水産省、農林水産技術会議事務局監修「土壌
養分分析法」に準じて行なう。 本発明ではリン酸吸収係数が700以上を示す、
上述したようなリン酸吸収資材を用いることによ
り、これに塩吸着させたリン酸アンモニウムやリ
ン酸カリウムの窒素やカリウムの水による溶出を
効果的に抑制し得るようになる。これに対し、リ
ン酸吸収係数が700未満の資材では上記窒素やカ
リウムの溶出抑制効果を示すものの、その効果は
低く、緩効性肥料として用いるには実用性に乏し
い。 なお、リン酸吸収係数が700未満の資材であつ
ても、これを硫酸、リン酸又は塩酸のような鉱酸
で前処理するか、もしくは該資材に水酸化鉄また
は鉄塩を添加することによつてそれらのリン酸吸
収係数を700以上に高め得ることがわかつたので、
本発明におけるリン酸吸収資材として利用でき
る。 本発明ではリン酸吸収係数700以上好ましくは
1000以上を本来示すか、もしくは上述したような
前処理により700以上を示すようになつたリン酸
吸収資材の使用量は特に制限されないが、前述し
た溶出抑制効果の観点からは肥料組成物に対して
10重量％以上になるようにすることが好ましい。 また、過リン酸石灰および／又は石膏の使用量
は肥料組成物に対して10重量％以上、熔成リン肥
および／又は珪酸カルシウムでは５重量％以上が
好ましい。なお、熔成リン肥および／又は珪酸カ
ルシウムと共に用いる鉱酸は硫酸および／又はリ
ン酸が好ましく、その使用量は、熔成リン肥およ
び／又は珪酸カルシウムに対して凡そ20重量％程
度でよいが、肥料組成物のPHが7.5を越えないよ
うにする。すなわち、上記PHが7.5を越えるとア
ンモニアガスの発生が顕著となり、製造作業上好
ましくないからである。 本発明で上記リン酸吸収資材に混合するリン酸
塩は前述したようにリン酸アンモニウム並びにリ
ン酸カリウムの形体であるが、前者の場合にはリ
ン酸第一アンモニウムおよび／又はリン酸第二ア
ンモニウムとして、又、後者の場合にはリン酸第
一カリウムおよび／又はリン酸第二カリウムとし
て用いる。なお、これらのリン酸塩の使用量は所
望とする窒素並びにカリウムの肥料成分量に応じ
て適宜決めることができる。 叙上のように、本発明によると施肥した場合肥
料成分の肥料効果を所望に緩効化し得る肥料組成
物を提供することが可能となる。 以下に実施例を示して本発明およびその効果を
具体的に説明する。 実施例 １ リン酸吸収資材として第１表に示すものを乾物
として25重量部と、肥料用リン安50重量部とを混
合したのち、過リン酸石灰20重量部を添加混合
し、得られた混合物を皿型成粒機にて調湿造粒
し、３〜６mm径の肥料を製造した。この肥料10g
をとり、30℃の水100mlに５時間浸漬したのち、
溶出した窒素量を測定し、水中での５時間後の溶
出率を求めた。なお、対照としてリン酸吸収資材
を用いない肥料を製造し、同様に窒素の溶出率を
求めた。結果を第１表に示す。

【表】 実施例 ２ 下記の表示のリン酸吸収係数が異なる土壌また
は泥炭の20重量部とリン安65重量部とを混合反応
させたのち、この混合生成物に熔成リン肥８重量
部を混合し、更に38％リン酸液３重量部と適量の
水を添加しながら皿型成粒機にて造粒した。この
造粒物を乾燥後３〜６mm径の製品を得た。この製
品について実施例１と同様に、窒素の水中での５
時間後の溶出率を求めた。結果を第２表に示す。

【表】 第２表に見られるように、リン酸吸収係数が
700以上の資材では窒素の水による溶出率が低減
する。 実施例 ３ リン酸吸収係数1006を示す泥炭を乾物として、
５，10，20，30および50重量部、リン酸カリウム
（リン酸第一カリウムとリン酸第二カリウムの等
量混合物）をそれぞれ85，80，70，60および40重
量部を混合反応させ、この混合生成物に熔成リン
肥５重量部を添加して皿型成粒機を用い、硫酸１
重量部を適量の水で希釈したものを噴霧しながら
３〜６mm径となるように造粒したのち乾燥して製
品を得た。製品について実施例１と同様にしてカ
リウムの水中５時間溶出率を求めた。結果を第３
表に示した。

【表】 実施例 ４ リン酸吸収係数1006を示す泥炭並びにリン酸吸
収係数2326を示す火山灰土をそれぞれリン酸吸収
資材として用い、その各々と下記に表示した割合
のリン酸アンモニウム並びにリン酸カリウムとを
それぞれ混合して反応させ、得られた各混合生成
物に下記に表示した割合の石膏並びに珪酸カルシ
ウムとリン酸液をそれぞれ混合して皿型成粒機に
おいて調湿造粒後、乾燥して３〜６mm径の製品を
得た。製品中の窒素又はカリウムの水中に５時間
浸漬したときの溶出率は第４表に示すとおりであ
つた。なお、対照として石膏並びに珪酸カルシウ
ムとリン酸を混合しないものについて上記溶出率
を併わせて第４表に示した。

【表】

【表】 第４表にみられるように、石膏並びに珪酸カル
シウムとリン酸を用いて造粒したものでは水によ
る溶出抑制効果が高い。 実施例 ５ 本例は本発明で用いるリン酸塩に対する共存す
る他の塩から成る肥料成分の影響、すなわち、リ
ン酸アンモニウムのアンモニウムイオンに対する
カリウムイオンの影響並びにリン酸カリウムのカ
リウムイオンに対するアンモニウムイオンの影響
をそれぞれ示したものである。 リン酸吸収係数1441を示す泥炭をリン酸吸収資
材として用い、これにリン酸アンモニウム（リン
安）と塩化カリウム（塩化加里）を混合したも
の、並びにリン酸カリウムと硫酸アンモニウム
（硫安）をそれぞれ混合したものを比較例とし、
下記の第５表に示す割合で混合し、実施例４に記
載と同様の手順で造粒して製品を得た。

【表】 各製品について水中溶出率を測定するととも
に、最大容水量の60％の水分になるように調製し
た土500gに各製品の5gを施与し、５日後並びに
10日後に残存している窒素並びにカリウムを測定
して土壌中での溶出率を求めた。結果は第６表に
示すとおりであつた。

【表】 第６表にみられるように、リン酸アンモニウム
に塩化加里を共存させた肥料（No.３）並びにリン
酸カリウムに硫安を共存させた肥料（No.６）では
アンモニウムイオンとカリウムイオンの共存によ
り、それぞれの窒素並びにカリウムの水による溶
出抑制効果が低減されることがわかる。 実施例 ６ 本例は、リン酸吸収資材を酸で前処理するか、
又はそれに鉄分を加えてそのリン酸吸収係数を高
めて使用した場合について例示したものである。 リン酸吸収係数783を示す泥炭の乾物に対して
５重量％の硫酸を添加してよく混練した酸処理泥
炭を調製した。また、泥炭の乾物に対し10重量％
の塩化第二鉄（６水塩）とアンモニア水（28％）
５重量％とを添加、混練し、鉄添加泥炭を調製し
た。無処理泥炭、酸処理泥炭および鉄添加泥炭を
使用して、表７に示す組成の肥料を皿型成粒機で
造粒後乾燥し、それぞれ３〜６mm径の製品を得
た。各製品について窒素の水中５時間溶出率を測
定した。結果は第７表に示すとおりであつた。

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ リン酸吸収係数が700以上を示すリン酸吸収
   資材と、リン酸アンモニウムもしくはリン酸カリ
   ウムとの混合生成物に、過リン酸石灰および／又
   は石膏を混合したものを造粒して成る緩効性肥料
   組成物。 ２ リン酸吸収資材が泥炭である特許請求の範囲
   第１項記載の緩効性肥料組成物。 ３ リン酸吸収資材が火山灰土壌である特許請求
   の範囲第１項記載の緩効性肥料組成物。 ４ リン酸吸収資材が、鉄塩を添加したリン酸吸
   収資材または鉱酸で前処理されたリン酸吸収資材
   である特許請求の範囲第１項記載の緩効性肥料組
   成物。 ５ リン酸吸収係数が700以上を示すリン酸吸収
   資材と、リン酸アンモニウムもしくはリン酸カリ
   ウムとの混合生成物に、熔成リン肥および／又は
   珪酸カルシウムと鉱酸とを混合したものを造粒し
   て成る緩効性肥料組成物。 ６ リン酸吸収資材が、泥炭である特許請求の範
   囲第５項記載の緩効性肥料組成物。 ７ リン酸吸収資材が火山灰土壌である特許請求
   の範囲第５項記載の緩効性肥料組成物。 ８ リン酸吸収資材が鉄塩を添加したリン酸吸収
   資材または鉱酸で前処理されたリン酸吸収資材で
   ある特許請求の範囲第５項記載の緩効性肥料組成
   物。