JPH0559362A - 乾燥地用土壌改良剤とこれを用いる土壌改良方法および植物の栽培方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 砂漠などの乾燥地に適した保水、酸度調製、
イオン交換機能と肥料効果をもつ安価な土壌改良剤とこ
れを用いる土壌の改良方法および植物の栽培方法を提供
すること。 【構成】 含水量１５重量％以上のピートを用いた、ピ
ート１００重量部、高吸水性樹脂０．１−３０重量部お
よび水を４０−１５０重量部含む土壌改良剤およびこの
土壌改良剤を乾燥地土壌に１−３０容量％施用するこ
と、ならびに土壌としてアルカリ性砂質土を選んで土壌
改良剤を含ませ、植物を栽培することで上記目的を達成
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、乾燥地の土壌に適した
土壌改良剤および改良方法に関する。詳しくは、砂漠あ
るいは半砂漠化した乾燥地の土壌に対して、保水性、酸
度調節、イオン交換機能、有機質分等を与え、植物の生
育を容易にすることを目的とした土壌改良剤および改良
方法ならびにこうして改良された土壌を用いる植物の栽
培方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】世界各地において、地域的な水分不足等
の原因により砂漠化が進行し、そのための対策が種々講
じられている。その対策の一つは人為的な灌水である。
この方法は灌水路の掘削等大型の土木工事を必要とす
る。また、単に水を供給しても乾燥地では水分の蒸発が
激しいため、蒸発後に水に含まれた金属塩等が残留し、
これ等が蓄積して土壌が塩分過多になりやすい。さら
に、多量の水を供給すると、地下の塩分が毛管現象によ
り地表に吸い上げられ、塩分過多を助長する等の問題も
ある。

【０００３】一般に灌水等の人為措置の結果によらずと
も、乾燥地ではカルシウム等の塩分が蒸発蓄積した結
果、土壌がいずれもアルカリ性に傾き、土壌のアルカリ
化が塩分過多とともに水分以外の問題として植物の生育
を困難にしているひとつの要因である。さらに、乾燥地
における植物の生育を困難にしている他の要因は、土壌
中の肥料となるべき有機質の不足である。

【０００４】最近、高吸水樹脂を土壌に混合して、土壌
の保水性を高め、不必要な水の蒸発を防ぐ試みがある。
これらの樹脂は、吸水力、保水力が高く、土壌に水分を
保存させる目的では一応の効果がある。しかし、これら
樹脂の吸水性能は、塩分の影響を強く受けるため塩分の
多い土壌では十分な性能を発揮することができない。し
かも、高価である。高吸水樹脂の効果は保水性に限ら
れ、水分以外の対策要件である中和性能、塩分の調節機
能、肥効性などは保有していない。また、実用上の問題
として、樹脂は軽い粉末で風に飛ばされ易く、施用に当
たって土壌に均一に混合することが難しく、その結果土
壌中の水分も不均一になり、植物の生育上好ましくな
い。

【０００５】ピートは世界各地で産するが、国内では泥
炭の名称で扱われ、地力増進法の政令で土壌改良資材の
一つにとり上げられ、その効果も、土壌の膨軟化および
保水性の改善を表示するなど土壌改良剤として公知であ
る。一般には、園芸用土壌改良剤や苗床用培土成分とし
て利用され、そのための提案は多数見られるが、砂漠を
はじめとする乾燥地の土壌改良剤として大規模に用いる
提案は見られない。園芸におけるピートは、前述のよう
に、土壌の膨軟化、保水性の改善あるいは保肥力の改善
を目的として利用されている。ピートはこれらの性能以
外にも、酸性、イオン交換性等の物性を備えているが、
これらの物性は土壌改良面において有効利用されていな
いのが現状である。特に、酸性は国内の土壌が多く酸性
に傾いている関係で好まれず、石灰等を加えて中和して
用いる等されている。その物性を表１に示す。

【表１】

【０００６】ピートと高吸水性樹脂を混合して使用する
例はあるが、乾燥地土壌の改良剤としてピートの保水機
能を向上させる目的で利用する例はない。たとえば、土
壌保水剤としての高吸水性樹脂にピートを増量材として
配合してもよい旨記載した提案があるが（特開平２−７
９９１１）、この際のピートは単なる増量材にすぎず、
乾燥地土壌の改良機能を有する主成分として用いるもの
ではない。また、吸水性高分子化合物に酸度矯正資材お
よび必要に応じバインダーを含有する土壌改良剤が提案
され（特開平２−７７４８７）、バインダーの例として
ピートモスが記載されている。この場合のピートモスは
ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース等
と同等に扱われるバインダーであり、しかも必須成分で
ある酸度矯正成分はアルカリ性の石灰質物質からなる
等、ピートの酸度を重要な土壌改良成分と考える後記本
願とは技術思想が異なる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記の現状に鑑み、本
願発明者は乾燥地の砂および／または土からなる土壌に
対し、保水性を与え、アルカリ性を中和し、ある程度の
塩分の調節機能を与え、しかも肥効性を与えるなどの改
良効果があり、しかも安価で、地球規模の砂漠地に適用
可能な供給力をもち、環境問題の生じない乾燥地用土壌
改良剤および土壌の改良方法を探索することを課題とし
て鋭意研究を進めた。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本願
乾燥地用土壌改良剤は、含水率９５重量％以上のピート
を用いた、ピート１００重量部、高吸水性樹脂０．１−
３０重量部および水４０−１５０重量部を含む土壌改良
剤である。

【０００９】ピートは草炭あるいは広く泥炭とも呼ばれ
る天然の有機質である。我国では主に北海道地方に産
し、外国ではカナダ、ソ連、フィンランド等の北方諸国
に産するとともに、東南アジア等の南方にもトロピカル
ピートと呼ばれる類似のものを産するが、本願ではこれ
らピートあるいはトロピカルピートのいずれもが使え
る。これらピートは、高い保水性を持つだけでなくフミ
ン酸を含むため、アルカリ性土壌の中和剤としての効果
をもつ。また、イオン交換性を有するため、ある程度土
壌中の塩分の調節機能をもつ。さらに、原植物繊維の形
状を保持しているため、土壌の粘土化を防ぎ空気の流通
を容易にし、分解後は有機質肥料としての効果もある。

【００１０】高吸水性樹脂は、高い吸水力を示す有機高
分子で、たとえば橋かけポリアクリル酸塩系、でんぷん
／ポリアクリル酸塩系、イソブチレン／マレイン酸塩
系、橋かけポリビニルアルコール系あるいはポリビニル
アルコール／ポリアクリル酸系等の合成ポリマーがある
が、これらの何れもが使用できる。ピートにこれら樹脂
を配合することにより、乾燥地土壌の改良剤として重要
な保水性を高めることができる。保水性はピートも十分
保有しているが、本樹脂の配合によりさらに高めること
ができる。ピートは後述するように、極端な乾燥を受け
ると保水性を失う問題があるが、保水性のさらに高い樹
脂の配合で、極端な乾燥条件下でも、その保水機能を維
持することができる。

【００１１】一方で、高吸水性樹脂は、塩分の多い水に
対しては、その機能が著しく低下する問題があるが、ピ
ートの保水性は、塩分濃度の影響を受けないため、両者
の配合は保水機能を相補うことができる。配合量は、ピ
ート１００重量部に対して０．１−３０重量部、好まし
くは１−２０重量部である。本願に示した量はいずれも
乾燥重量を基準にした値である。灌水等を併用し、乾燥
度合が特に激しくない土壌に対しては、１重量部未満の
配合でよい場合もあるが、乾燥度合が激しい土壌に対し
ては１重量部以上配合することが好ましい。また、３０
重量部を越えると通常の施用量では保水性が過多になり
土壌が過湿になりすぎる場合があるとともに、酸性、イ
オン交換性、肥効性等の全体のバランスがくずれ、効果
的でなく不経済である。

【００１２】水の量は特に重要な意味を持ち、ピート１
００重量部当り４０−１５０部の使用が良く、特に１０
０重量部位が好ましい。主成分であるピートは天然物で
あり、その保水機構は未だ定かではないが、実験による
と、単独で１，０００％に達する容水量を持つ。しか
し、一端加熱などの強制乾燥により低水分まで乾燥した
ものは、その後の保水性が著しく低下する特徴がある。
水の量が４０重量部未満ではピートの保水性が失われ、
土壌改良効果が少なくなる。１５０重量部を越えると、
水分過多で取扱性が悪くなるとともに重量が増し経済的
に不利である。適当な量の水の存在は、保水性とともに
取扱性を良くする効果がある。４０重量部未満では全体
が軽質の微粉末化し、風に飛ばされ易く、土壌に対して
均一に配合することが困難であるが、４０−１５０重量
部の水の存在は、配合物の比重を高め、土壌との混和を
容易にする効果がある。水の量は、配合に使用するピー
トの乾燥度により調製しても、また配合時に加えてもよ
いが、１５重量部％未満迄乾燥されたピートを用いては
ならない。そして特にこの含水率は、２５重量％以上が
好ましい。

【００１３】本願土壌改良剤の形状は特に限定されるこ
とはない。相互に混和した後、粉粒状のまま、あるいは
粒状、フレーク状に成形して用いることもできる。混和
方法は通常の混和機を用いて差し支えない。また、配合
に際して、化成肥料等の肥料成分や有機質あるいは無機
質の増量材等を加えることも可能である。

【００１４】本願発明の第２発明は、第１発明の土壌改
良剤を土壌に対し１−３０容量％施用することを特徴と
する乾燥地の土壌改良方法である。したがって、土壌改
良剤に関しては前述の通りである。土壌としては、水分
不足から植物の育ちにくい土壌であれば特に限定はない
が、砂漠あるいは半砂漠の乾燥地土壌で、砂および／ま
たは土からなり、一般にアルカリ性を示し、塩分過多で
あり有機質に乏しい土壌に対して特に効果がある。土壌
に対する配合量は、地表から約２０−４０cmの深さの好
ましくは３０cm前後の土壌に対し容積で１−３０％施用
するのが適当である。１％未満では効果が少なく、また
３０％を越えても効果は増えず経済的でない。施用に際
しては、予め調合した粉粒状あるいは粒状、フレーク状
の土壌改良剤を用いてもよく、あるいは配合成分を土壌
中で均一になるよう混合しても差し支えない。この際の
ピートは水分を４０−１５０重量部含む必要がある。し
かし、灌水を兼ねて水をさらに増やすことは差し支えな
い。施用方法は、土壌に対して均一に混合できる方法で
あれば特に限定はなく、例えば、土壌の耕うん時に施用
する方法、土壌と土壌改良剤を予め混合した後覆土する
方法、耕うん後に表面に施用し、手作業で混和する方法
等が挙げられる。

【００１５】なお、第３発明として、特にアルカリ性砂
質土に土壌改良剤を１−３０容量％含ませた土壌を用い
て植物を栽培する方法を掲げた。ピートは酸性でアルカ
リ性砂質土に特に適しているからである。

【００１６】

【実施例】本願発明をさらに詳しく説明するため、以下
に実施例をあげて説明するが、まず実施例で用いた土壌
改良剤の容水量の測定方法について説明する。容水量測
定方法：ティーバック法に準じて行った。不織布性の袋
に試料０．０１−２ｇを入れ（容水量により調節す
る）、純水または１％食塩水中に一定時間浸漬した後引
き上げ、一定時間つるして過剰の水を切り、秤量する。
その後、乾燥器中で乾燥して乾燥重量を秤量し、次式か
ら容水量を計算する容水量が大きく試料量が少ないとき
には、予め乾燥した試料を秤量しておく。

【数１】

【００１７】実施例１−６（土壌改良剤の容水量と塩分
の影響 その１） 含水量５０％のカナダ産ピート１００重量部にポリアク
リル酸塩（商品名；ダイヤウェットＡ−III 、三菱油化
（株）製）、でんぷん／ポリアクリル酸塩グラフト共重
合体（商品名；サンウェットＩＭ１０００、三洋化成工
業（株）製）およびイソブチレン／無水マレイン酸塩共
重合体（商品名；ＫＩゲル Ｋ１２０１Ｋ、クラレイソ
プレンケミカル（株）製）をそれぞれ表２記載の量を均
一に混合し、粉粒状の土壌改良剤を得た。これらの土壌
改良剤の容水量（乾燥重量換算）を純水および１％食塩
水に対して測定し、表２に記載した。いずれの場合もピ
ート単独の容水量より大きく、高吸水性樹脂を単独で用
いた場合に較べ、塩分の影響が少ない。

【００１８】実施例７（土壌改良剤の容水量と塩分の影
響 その２） 含水量６０％の釧路産ピートを用いて実施例１と同様に
土壌改良剤を製造し、容水量を測定した。実施例１−６
と同様にピート単独の容水量より大きく、ポリアクリル
酸塩を単独で用いた場合に較べ、塩分の影響が少ない
（表２参照）。

【００１９】比較例１ 水分５％以下に加熱乾燥したカナダ産ピート１００重量
部にポリアクリル酸塩（実施例１に同じ）１０重量部を
混合して土壌改良剤を製造した。ピート１００重量部当
りの組成は、ポリアクリル酸塩１０重量部、水５重量部
以下である。表２に示した如く容水量は純水、１％食塩
水ともに低い。

【００２０】参考例１ カナダ産ピート単独の容水量を純水と１％食塩水とで比
較した。表２に示したとおり、容水量は純水および１％
食塩水ともに１２３０％で変わらない。

【００２１】参考例２ ポリアクリル酸塩（実施例１に同じ）単独の容水量を純
水と１％食塩水とで比較した。表２に示したとおり、純
水の許容量は５２，０００％であったが１％食塩水では
４，７００％と１／１１に低下した。

【００２２】

【表２】

【００２３】実施例８（生育テストその１） 海砂に石灰の１％水溶液を散布し、その後軽く水を散布
して水洗いした。水洗終了時の濾液のｐＨ値は８．１で
あった。このようにして得たアルカリ性の砂を乾燥した
後、黒土を容量で１０％混合して試験用土壌とした。上
記試験用土壌３６リットルに対し、実施例１で製造した
土壌改良剤（最終組成ピート１００重量部、ポリアクリ
ル酸塩高吸水性樹脂１０重量部、水１００重量部）４リ
ットル（１０容量％）を加え手で均一に混合した。この
混合土壌をプランターに約２０cmの深さに入れ、ホウレ
ンソウの種を撒いた。プランターをビニルハウス中に置
き毎日１回水を土壌表面積０．２ｍ² に対し０．３リッ
トルをじょうろにより散布した。この散布量は降雨量に
換算して１．５mm／日、年間平均５５０mmに相当する。
このような条件下で、ホウレンソウの生育状況を調べ、
その結果を表３に示した。生育状況は、収穫時に任意に
選んだ生のホウレンソウ１０株の重量をそれぞれ計り、
その平均値でもって示した。

【００２４】比較例２ 実施例８に用いた試験用土壌４０リットルに対しポリア
クリル酸塩高吸水性樹脂（実施例１に同じ）２００グラ
ムを手で均一に混合した。この高吸水性樹脂混合土壌に
ホウレンソウの種を撒き実施例８と同じ条件下で生育状
況を調べ、その結果を表３に示した。実施例８と較べる
と生育が劣っている。

【００２５】比較例３ 土壌改良剤を用いず上記試験用土壌だけで実施例８を繰
り返し、ホウレンソウの生育状況を調べ、その結果を表
３に示した。生育状態はもっとも悪い。

【００２６】

【表３】

【００２７】実施例９（生育テストその２） ホウレンソウのかわりに二十日大根の種を撒き、実施例
８と同様操作を行い、種の発芽状況と生育状況を観察
し、結果を表４に示した。発芽および生育状況は、肉眼
でみて下記の基準で判定したが、発芽、生育状況ともに
よい。 発芽状況： ＋＋＋；７０％以上の種子が発芽した ＋＋ ；３０−７０％の種子が発芽した ＋ ；発芽率は３０％以下であった 生育状況： ＋＋＋；成長速度が早い ＋＋ ；中程度の成長速度 ＋ ；あまり成長しない

【００２８】比較例４ 比較例２の高吸水性樹脂混合土壌に二十日大根の種を撒
き実施例９と同じ条件下で発芽および生育状況を観察
し、その結果を表４に示した。実施例９と較べると発芽
状況は変わらないが生育状況が劣っている。

【００２９】比較例５ 土壌改良剤を用いず、上記試験用土壌だけで実施例９を
繰り返し、二十日大根の発芽および生育状況を調べ、そ
の結果を表４に示した。発芽、生育状態ともに悪い。

【００３０】

【表４】

【００３１】実施例１０（生育テストその３） ホウレンソウのかわりにコマツナの種を撒き、実施例９
と同様操作を行い、種の発芽状況と生育状況を観察し、
結果を表５に示した。発芽および生育状況は、実施例９
と同じ基準で判定したが、発芽、生育状況ともによい。

【００３２】比較例６ 比較例２の高吸水性樹脂混合土壌にコマツナの種を撒き
実施例１０と同じ条件下で発芽および生育状況を観察
し、その結果を表５に示した。実施例１０と較べると発
芽状況、生育状況ともに劣っている。

【００３３】比較例７ 土壌改良剤を用いず、上記試験用土壌だけで実施例１０
を繰り返し、コマツナの発芽および生育状況を調べ、そ
の結果を表５に示した。発芽、生育状態ともに悪い。

【００３４】

【表５】

【００３５】

【発明の効果】本願発明の土壌改良剤は乾燥地の砂およ
び／または土からなる土壌に対し、保水性を与え、アル
カリ性を中和し、ある程度の塩分の調節機能を与え、し
かも肥効性を与えるなどの改良効果があり、しかも安価
である。また本願の土壌改良剤を乾燥地の土壌に施用す
ることにより植物の生育が容易になる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 含水量１５重量％以上のピートを用い
   た、ピート１００重量部、高吸水性樹脂０．１−３０重
   量部および水４０−１５０重量部を含む乾燥地用土壌改
   良剤。
2. 【請求項２】 請求項１記載の土壌改良剤を土壌に対し
   １−３０容量％施用することを特徴とする乾燥地の土壌
   改良方法。
3. 【請求項３】 アルカリ性砂質土に対し、請求項１記載
   の土壌改良剤を１−３０容量％含む土壌を用いることを
   特徴とする植物の栽培方法。