JPH0597561A

JPH0597561A - 遅効型肥料

Info

Publication number: JPH0597561A
Application number: JP3116613A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Nishida; 清西田; Maki Sato; 真樹佐藤
Original assignee: Nippon Steel Corp; Nippon Steel Chemical Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp; Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Priority date: 1991-04-22
Filing date: 1991-04-22
Publication date: 1993-04-20

Abstract

(57)【要約】【目的】環境に対して安全であり追肥作業等の簡略化
を可能にするため、肥効成分の溶出開始時期を所望の時
期に制御できる遅効型肥料を提供するものである。【構成】芯部を構成する肥料２表面に最も近い被膜層
が生分解性高分子層１であってその上に水溶性高分子層
３が被覆され、この２つの層が交互に被覆されてなる遅
効型肥料。各生分解性高分子層１の厚さが１，０００μ
ｍ以下であるような遅効型肥料。【効果】被覆厚が制御された生分解性高分子層と水溶
性高分子で交互に積層されているため、生分解性高分子
表面にバイオフィルムを形成せずに分解され、被覆され
た肥料を所望の時期に溶出を開始させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表面に特定の積層被膜
を有する遅効型の肥料に関する。本発明品は、農業はも
ちろん園芸などの各種植物に対して用いることができ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、農作業の省力化の要請から、追肥
作業の簡略化等を目的として粒状肥料をカプセル化し
て、肥効成分の溶出速度を調整する被膜粒状肥料が開発
され、次第に実用化されてきている。この被膜材として
は、溶出速度の調整の可能性の高いこと、取扱いが簡単
なこと等からポリオレフィン、エチレン・一酸化炭素共
重合体等の高分子材料が主に用いられている（例えば、
特開昭５９−１３３２３４号公報、特開昭６１−９５０
７２号公報、特開昭６３−１７２８６号公報等）。被膜
材として用いたこれらの高分子材料は大気中で劣化、光
分解することにより、肥効成分を溶出させる。これらを
被覆した粒状肥料を土壌に施用した場合、被覆された肥
効成分は徐々に解放されるため、一定期間肥効成分を全
く溶出させず、希望する時期にだけ溶出を開始されるよ
うなことはできでい。また、前記の被膜材は土壌中に必
ず被覆物残渣が残存し、完全分解するために数年単位と
いう極めて長期間を必要とするため完全性の面で問題が
ある。この点、生物、特に微生物によって合成される。
高分子材料（例えば、特開昭６４−４８８２１号公報、
特開昭５４−１１９５９３号公報等）は、土壌中で微生
物によって分解されるので、溶出開始時期の調整を可能
にすることや土壌に対する安全性の観点から、従来の高
分子被膜材の代替物として期待できる。しかし、この生
分解性高分子を被膜材として単独に用いた場合、微生物
に分解される過程において、その表面に微生物の集合体
いわゆるバイオフィルムを形成するために、分解速度が
著しく遅くなったり、分解しなくなったりし、生分解性
高分子層の膜厚を制御するだけでは、肥効成分の溶出開
始時期を制御することは困難であった。また、水溶性高
分子を被膜として用いることも可能であるが、水溶性高
分子のみを被覆する場合においても分解速度は一定にな
るものの、水溶性であるが故に被膜が親水性であり、被
膜組織の空隙から水が侵入し、肥効成分を容易に溶出さ
せてしまうため、溶出開始時期を正確に制御することは
困難であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、環境
に対して安全であり、追肥作業等の簡略化を可能にする
ため溶出開始時期を所望の時期に制御できる遅効型肥料
を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、芯部を構成す
る肥料の表面に生分解性高分子層と水溶性高分子層の被
膜を積層してなることを特徴とする遅効型肥料である。
さらに本発明の遅効型肥料は、芯部を構成する肥料に最
も近い被膜層が生分解性高分子層であり、その膜厚が
１，０００μｍ以下であることが望ましい。本発明は、
生分解性高分子層が１，０００μｍ以下の膜厚ではバイ
オフィルムを形成せずに分解されることを見出し、芯部
を構成する肥料の表面をバイオフィルムが形成しないよ
うな一定の厚さの生分解性高分子の被膜層と水溶性高分
子の被膜層とで交互に積層した被覆を行うことで、芯部
を構成する肥料に被覆された被膜の分解が一定になり、
積層された総被膜厚を制御することにより芯部を構成す
る肥料の溶出開始時期を所望の時期に設定できる遅効型
肥料に関するものである。本発明の遅効型肥料の構成を
図１により説明する。まず、最初に芯部の肥料２の表面
に生分解性高分子層１を被覆し、次にその生分解性高分
子層被膜の上に水溶性高分子層３を被覆する。これを交
互に繰り返すことにより、所望の被膜厚を得る。本発明
に適用可能な肥料は、特に限定されるものではなく、各
種植物にとって肥効成分となるようなものであって、公
知となっているものを用いることが出来る。本発明の被
膜素材は、生分解性及び水溶性の高分子が用いられる。
さらに詳しくは、生分解性高分子は微生物が発酵合成す
る高分子であって、水に不溶もしくは疏水性であるも
の、もしくは微生物によって分解される高分子であっ
て、水に不溶もしくは疏水性であるものが良く、好まし
くはポリヒドロキシブチレートの重合体、ポリヒドロキ
シブチレートとポリヒドロキシバリレートの共重合体、
ポリヒドロキシアルカノエート、セルロース、芳香族ポ
リエステルと脂肪族ポリエステルとの共重合体等が望ま
しい。水溶性高分子は、水に溶解するものであって、各
種植物に対して毒性のないものであるような公知のもの
であれば、特に限定されないが、ポリビニルアルコール
等が望ましい。

【０００５】被覆法は、膜厚を制御できる方法であれ
ば、特に限定するものではないが、通常は以下のような
方法が望ましい。すなわち、生分解性高分子、水溶性高
分子をそれぞれ個別の溶媒に溶かした後、芯部を構成す
る肥料にそれぞれの溶液を別々に塗布、もしくは、浸漬
した後、溶媒を除去し、各被膜層が所望の膜厚に達する
まで、この被覆処理を行う。最終的な被膜厚は、本発明
の遅効型肥料を施用する時期、土壌相等によって決定さ
れるが、５００μｍ〜２，０００μｍ、好ましくは８０
０μｍ〜１，０００μｍである。全体の被膜厚は、生分
解性高分子の被膜層と水溶性高分子の被膜層を交互に積
層することによって調整する。具体的な被覆方法として
は、芯部を構成する肥料は水溶性であることが多いの
で、最初に生分解性高分子層を、芯部を構成する肥料に
被覆する。生分解性高分子を被覆する場合には、溶媒と
して生分解性高分子が溶解する溶剤を用いる、溶剤とし
ては、クロロホルム、四塩化炭素、ジクロロエタン、テ
トラクロロエタン等である。濃度は、一般的に微生物が
発酵合成する生分解性高分子の分子量（約３０，０００
〜７０，０００）は高いので、生分解性高分子１０〜３
０重量部に対して溶媒７０〜９０重量部とすることが望
ましい。これ以上の濃度では粘性が上がるために芯部を
構成する肥料への均一な被覆が困難になる。この溶液に
芯部を構成する肥料を浸漬した後、溶媒を除去する。溶
媒を除く為には、加温、脱気、減圧加温等、如何なる方
法を用いても構わないが、被膜組織を緻密にするために
は、溶媒の沸点以上に徐に加温することによって、溶媒
を蒸発させることが望ましい。この方法を繰り返すこと
によって生分解性高分子層の膜厚を調整する。この際、
膜厚はバイオフィルムを形成させないために１，０００
μｍ以下、好ましくは１０〜８００μｍとする。次に水
溶性高分子を被覆する。溶媒には、先に被膜を構成して
いる生分解性高分子を溶解させないものが良い。また、
溶媒の沸点は生分解性高分子の融点より高いと溶媒を蒸
発させた時に、生分解性高分子を溶融させる可能性があ
るので、生分解性高分子の融点よりも低いものが良く、
好ましくは水を用いる。濃度に関しては、用いる高分子
材料によって異なるが、水溶性高分子被膜層を緻密にす
るために、溶媒３０〜９５重量部に対して５〜７０重量
部が好ましい。膜厚は任意で良いが、厚すぎると不均一
に分解するので、被膜層の厚さは２０μｍ以下、好まし
くは１〜１０μｍである。被覆方法は生分解性高分子の
被覆方法と同じで良い。本発明の遅効型肥料の被膜の最
外層は生分解性高分子が水溶性高分子よりも大気中の水
分等の影響を受けにくいため、生分解性高分子層にする
ことが望ましい。以上のような方法によって、被覆を交
互に行い、所望の膜厚に調整し、遅効型肥料を調整す
る。本発明の肥料の形状としては、なんら限定されるも
のではなく、使用目的に応じて、粒状、偏平状、円盤状
等とすることが出来るが、製造の容易さ、取扱い易さ等
から、粒状とすることが好ましい。

【０００６】

【実施例】

実施例１生分解性高分子素材として、アルカリゲネスユートロフ
スＨ−１６（ＡＴＣＣ１７６９９）によって発酵合成し
たポリヒドロキシブチレート（分子量約４５，０００）
を用い、溶媒として１．１．２．２テトラクロロエタン
を用い、１０重量％の溶液に調整した。この溶液１０ｍ
ｌをガラス板に滴下し、これを厚さ５０μｍとなるよう
に均一に引き延ばし、乾燥器内で９０℃で１時間、１８
０℃で２時間処理し、溶媒を除去した。この時の膜厚は
４５μｍであった。この操作を繰り返し、膜厚が１００
μｍとなるようにした。次に、水溶性高分子の素材とし
てはポリビニルアルコール（重合度１，７５０±５０）
を用い、溶媒として蒸留水を用い、５重量％の溶液に調
整したものによって、さきに製膜した生分解性高分子膜
上に膜厚２０μｍとなるように水溶性高分子膜を製膜し
た。これを８回繰り返し、最終的に最外層が生分解性高
分子層となるように被膜した。このときの総膜厚は、
１，００５μｍであった。この膜を土壌１００ｇを１，
０００ｃｃの滅菌した蒸留水中に浸漬して調整した溶液
に浸漬し、３０℃に保温し、一週間毎に膜厚を測定し
た。１０週間後の結果を表１に示した。比較例１実施例１で用いた素材、製膜法は同じで生分解性高分子
層のみの膜を製膜した。この時の膜厚は、１，１００μ
ｍにした。この膜を実施例１と同様の土壌浸出液に浸漬
し、３０℃に保温し、１週間毎に膜厚を測定した。１〜
１０週間後の結果を表１に示した。

【０００７】

【表１】上記の結果、生分解性高分子層と水溶性高分子層に交互
に積層した膜の分解は一定であるのに対して、生分解性
高分子のみの膜は、分解速度が途中から非常に遅くなる
ことが明らかとなった。実施例２粒径２ｍｍの硫酸アンモニウム（硫安）粒子に実施例１
で用いた方法で生分解性高分子と水溶性高分子を交互に
積層した。このときの膜厚を、生分解性高分子層を１０
０μｍ、水溶性高分子層を２０μｍを制御し、総被膜厚
を３４０μｍとした。この被覆された粒子をｐＨ７．
０、１モルの滅菌されたリン酸緩衝液１００ｍｌにポリ
ヒドロキシブチレート資化菌であるアルカリゲネスフェ
ーカリス菌体を約１０⁶個添加した溶液（以下溶液ａと
する。）と菌体無添加の溶液（以下溶液ｂとする。）を
調整し、これらの溶液中に先に調整した被覆硫酸アンモ
ニウム粒子を浸漬し、３０℃に保温し、１週間毎に溶液
中のアンモニイウムイオン（ＮＨ₄ ⁺）量変化をイオン
クロマトグラフィーにより分析した。結果を表２に示し
た。

【０００８】

【表２】比較例２粒径２ｍｍの硫酸アンモニウム粒子に生分解性高分子と
してポリヒドロキシブチレートのみで被覆したもの（粒
子Ａ）と、水溶性高分子としてポリビニルアルコールの
みで被覆したもの（粒子Ｂ）を調整した。総膜厚はそれ
ぞれ、１，２００μｍ、１，４００μｍであった。これ
を実施例２の溶液ｂに浸漬し、３０℃に保温し、１週間
毎に溶液中のアンモニウムイオンを分析した。結果を表
３に示す。

【０００９】

【表３】実施例２及び比較例２の結果より、生分解性高分子と水
溶性高分子を用いて交互に積層された被膜によって被覆
されたものの方が硫酸アンモニウムの溶出時期を調整で
きることが判る。

【００１０】

【発明の効果】本発明の遅効型肥料は、生分解性高分子
層と水溶性高分子層が交互に被覆されているために生分
解性高分子層をバイオフィルムが形成しない程度の膜厚
にとどめることができる。生分解性高分子層が分解して
しまうと水溶性高分子層が表出し、この層が水に溶出し
ていくうちに生分解性高分子層表面に付着していた微生
物が全て除去されるため、この水溶性高分子層が分解し
た後に表れる次の生分解性高分子層には微生物が付着し
ていない。このため分解速度が一定となり、この生分解
性高分子層と水溶性高分子層を交互に被膜するだけで、
希望する溶出開始時期に調整した膜厚に設定できる。さ
らに本発明の粒状肥料は、農業作業上煩雑を極める追肥
作業の省力化につながる。また、園芸市場など、その他
多方面の用途を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の遅効型肥料の断面図である。

【符号の説明】

１生分解性高分子層２芯部の肥料３水溶性高分子層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】芯部を構成する肥料の表面に、生分解性
高分子層と水溶性高分子層の被膜を積層してなることを
特徴とする遅効型肥料。
【請求項２】肥料表面に最も近い被覆層が、生分解性
高分子層である請求項１記載の遅効型肥料。
【請求項３】各生分解性高分子層の膜厚が、１，００
０μｍ以下である請求項１または２記載の遅効型肥料。