JPH06321575A - 植物栽培用ガラス状組成物及びその製造方法 - Google Patents

植物栽培用ガラス状組成物及びその製造方法

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JPH06321575A
JPH06321575A JP13651093A JP13651093A JPH06321575A JP H06321575 A JPH06321575 A JP H06321575A JP 13651093 A JP13651093 A JP 13651093A JP 13651093 A JP13651093 A JP 13651093A JP H06321575 A JPH06321575 A JP H06321575A
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JP
Japan
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glass
nitrogen
composition
network
plant cultivation
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JP13651093A
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Toru Obara
融 小原
Akio Konishi
明男 小西
Ryohei Terai
良平 寺井
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Yamamura Glass KK
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Yamamura Glass KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 植物の必須三栄養元素を含み、また微量栄養
元素が植物に吸収されやすい形で含有され、しかも溶解
速度の広範囲の調整が可能で、緩効性に優れた植物栽培
用ガラス状組成物及びその製造方法の提供を目的とす
る。 【構成】 ガラス形成酸化物としてP2O5を主成分とする
と共に網目修飾酸化物としてK2O を含み、且つガラスの
網目構造を構成する酸素の少なくとも一部が窒素で置換
されている植物栽培用ガラス状組成物であって、微量栄
養元素としてFe2+、Mn2+の少なくとも一種を含有させ
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、植物の栽培用の肥料と
なるガラス状組成物及びその製造方法に関し、詳しくは
緩効性肥料としての利用に適した植物栽培用ガラス状組
成物及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】植物及び種子の生育に栄養を与える微量
栄養元素として鉄、マンガン、銅、ホウ素、亜鉛、モリ
ブデン等がある。これらの元素は土壌中に少量ながら存
在しているが、土壌のpHや植物による吸収のため、欠乏
が生じる。対策として、欠乏した微量栄養元素を直接植
物に供給する方法と土壌から植物に供給する方法とがあ
る。直接植物に供給する方法としては、微量栄養元素を
含んだ液肥を葉面に噴霧する方法や特定の微量栄養元素
の塩を植物に注入する方法がとられている。葉面に噴霧
する方法は土壌からの吸収に比べて効果は大きいが、持
続性はない。一方、特定の微量栄養元素の塩を植物に注
入する方法は、比較的大型の植物にのみ適用され、若干
の樹木にのみ有効であるにすぎない。また、水耕栽培を
目的とした微量栄養元素を含んだ水耕栽培用液肥や微量
栄養元素を含んだ家庭園芸用の活力剤(水溶液)等も市
販されているが、前者は持続的に栄養を供給するために
は自動供給設備等が必要となり、後者は持続性がないた
め、絶えず補給する必要がある。土壌から植物に供給す
る方法の1つに、微量栄養元素を含んだガラスフリット
の使用があげられる。このガラスフリットは土壌にゆっ
くりと溶解し、植物に対して無毒性であることが要求さ
れる。これにより、長期間にわたって土壌に、ひいては
植物に栄養分を供給することができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来に
おける微量栄養元素を含むガラスフリットにおいては、
例えば、窒素等が含まれておらず、植物栄養の必須三要
素が揃っておらず、肥料要素として偏っており、総合的
な肥料としては不十分であった。また微量栄養元素につ
いても、必ずしも植物の吸収に適した状態で含まれてい
なかった。また、従来のガラスフリットからなる肥料に
おいては、P2O5、R2O 又はRCl (R:K 、Naの少なくとも
1種)、 R′O ( R′:Mg 、Caの少なくとも1種)、Si
O2、Al2O3 等の酸化物の含有量の調整のみで溶解性の調
節を行っていたため、調整できる程度に限度があり、長
期間にわたる肥効を求めることは困難であった。
【0004】そこで本発明は上記従来における欠点、問
題を解消し、植物の必須三栄養元素を含み、また微量栄
養元素が植物に吸収されやすい形で含有され、しかも溶
解速度の広範囲の調整が可能で、緩効性に優れた植物栽
培用ガラス状組成物及びその製造方法の提供を目的とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の植物栽培用ガラス状組成物は、ガラス形成
酸化物としてP2O5を主成分とすると共に網目修飾酸化物
としてK2O を含み、且つガラスの網目構造を構成する酸
素の少なくとも一部が窒素で置換されている植物栽培用
ガラス状組成物であって、微量栄養元素としてFe2+、Mn
2+の少なくとも一種を含有させたことを第1の特徴とし
ている。また本発明の植物栽培用ガラス状組成物は、上
記第1の特徴に加えて、網目修飾酸化物としてCaO 、Mg
O のうちの少なくとも一種を含むことを第2の特徴とし
ている。また本発明の植物栽培用ガラス状組成物は、上
記第1又は第2の特徴に加えて、個々の形状が粉体、粒
状体、球状体、塊状体、板状体、棒状体、管状体、中空
体、繊維状体の何れかをなすことを第3の特徴としてい
る。また本発明の植物栽培用ガラス状組成物の製造方法
は、ガラス形成酸化物としてP2O5を主成分とすると共に
網目修飾酸化物として少なくともK2O を含み、且つ微量
栄養元素として鉄、マンガンの少なくとも一種を含むガ
ラスの融液に対して、アンモニアガスを導入することに
より、ガラスの網目構造を構成する酸素の少なくとも一
部を窒素で置換すると共に前記鉄、マンガンを原子価が
2の状態まで還元することを特徴としている。
【0006】上記において、植物栽培用ガラス状組成物
の製造方法は、600 〜1000℃の溶融リン酸塩ガラス中に
アンモニアガスをバブリング等して、リン酸塩ガラスと
反応させ、基本的にP−O−Pの架橋酸素又はP=Oの
非架橋二重結合酸素の少なくとも一部を窒素にて置き換
え、窒素をガラス網目構造に直接組み込むことにより行
うことができる。前記溶融リン酸塩ガラス中には、網目
修飾酸化物としてK2O を含有させておく。また溶融リン
酸塩ガラス中には、微量栄養元素として鉄、マンガンの
少なくとも一方を、Fe2O3 、MnO2等として含有させてお
く。前記微量栄養元素として溶融ガラス中に含有された
鉄、マンガンはアンモニアガスによって原子価が2の状
態まで還元される。アンモニアガスを用いることで、窒
素がガラス網目構造に組み込まれるため、窒素のみが先
に溶出すことがなく、窒素とリンとカリウムを同一のペ
ースで溶出させることができる。そして窒素の置換量に
より、ガラスの水に対する溶解速度を広範囲に変更する
ことができる。即ち、窒素置換量が増えると溶解速度が
低下する。よってガラス状組成物の粒径、形状が同じで
あっても緩効性の程度を自由に変更することができる。
またアンモニアガスを用いることで、微量栄養元素とし
ての鉄、マンガンを原子価が2の状態としてガラス状組
成物に含有させることができ、植物の吸収、同化に好ま
しい形とすることができる。
【0007】P2O5は植物の必須栄養元素であるリンを含
み、またP2O5を含むガラス状組成物は水中において徐々
に溶解する性質が付与される。P2O5は35モル% 以上が好
ましい。35モル% 未満ではガラスが溶融し難く、また失
透性が生じるため、製造時にアンモニアガス処理が困難
となる。
【0008】窒素は植物の必須栄養元素であると共に、
ガラスの溶解速度を調整する役目を果たす。窒素は必要
に応じて置換量を変更させることができるが、0.1 〜16
wt%が好ましい。0.1wt%未満では実質的に緩効性の効果
が少なく、また肥料成分としての効果も少ない。一方、
16wt% を越えて置換させるのは製造に時間がかかり、経
済的な問題が残る。
【0009】K2O は必須栄養元素であるカリウムを含
み、K2O を上記のリンと窒素を含むガラスに網目修飾酸
化物として導入することにより、全体として必須三栄養
元素を含むガラス状肥料を構成できる。勿論、溶解速度
も窒素、リン、カリウムの三要素で同じとなる。又、K2
O はプラス(溶解速度を増す)の溶解速度調整剤でもあ
る。よってこれを含有させることにより、窒素等の量を
変更せずに緩効性の程度を変えることができる。K2O の
含有量は必要に応じて変更させることができる。ただ
し、60モル% を越えると製造時にガラスが溶融し難く、
また失透性が生じるためにアンモニアガス処理が困難と
なる。尚、K2O の一部をNa2Oで置換してもよい。
【0010】微量栄養元素として鉄、マンガンの何れか
一方、または両方を原子価が2の状態でガラス状組成物
に含有させる。原子価が2の状態で鉄、マンガンを含有
させることで、植物に容易に吸収され、同化されうる。
鉄、マンガンは合計で10モル% (ガラス中の2(FeO)、Mn
O として)以下とする。10モル% を越えると、アンモニ
アガス導入時に結晶化、分相が起こる。鉄、マンガンを
含むガラス融液にアンモニアガスを導入することで、原
子価が2の状態まで還元された状態とすることができ
る。
【0011】CaO 、MgO は植物の栄養元素であるCa、Mg
を含む。また、CaO 、MgO はマイナス(溶解速度を減ず
る)の溶解速度調整剤である。これらの含有量は必要に
応じて変更することができるが、合計で60モル% を越え
るとガラスが溶融し難くなり、また失透性が生じるため
に600 〜1000℃でのアンモニアガス処理が困難となる。
【0012】P2O5を主成分とするガラスには当然SiO2
の他のガラス形成酸化物やAl2O3 等のガラス中間酸化物
を含有させることができる。SiO2はマイナスの溶解速度
調整剤として用いることができる。ただし10モル% を越
えるとガラスが溶融し難くなると共に粘度が上がり、ア
ンモニアガス処理が困難となる。またAl2O3 は肥料要素
ではないが、マイナスの溶解速度調整剤として用いるこ
とができる。ただし30モル% を越えるとガラスが溶融し
難くなると共に粘度が上がり、アンモニアガス処理が困
難となる。
【0013】又、本発明に係るガラス状組成物は、具体
的な使用用途や場所、或いは美観を考慮して、個々の形
状が粉体、粒状体、球状体、塊状体、板状体、棒状体、
管状体、中空体、繊維状体のいずれかとすることができ
る。
【0014】
【作用効果】請求項1に記載の植物栽培用ガラス状組成
物によれば、ガラスの網目構造を構成する酸素の少なく
とも一部が窒素で置換されているので、該置換窒素の量
によってガラス状組成物の溶解速度を広範囲に調整する
ことができ、緩効性肥料として非常に持続効果の長いも
のから持続性の短いものまでを、ガラス状組成物の大き
さや形を変えることなく、非常に効果的に得ることがで
きる。また窒素、リン、カリウムの必須三栄養元素を含
んだ総合肥料として、しかも窒素が網目構造の一部を構
成することで、リン、カリウムとの溶出速度の足並みを
揃えることができ、よって栄養効果の持続性がよく、且
つ元素の溶出量のバランスが長期間にわたって安定した
緩効性肥料を提供することができる。また微量栄養元素
としてFe2+、Mn2+の少なくとも一種を含有することで、
前記必須栄養元素と微量栄養元素を含んだ総合的な緩効
性肥料を提供することができる。しかも微量栄養元素と
して鉄、マンガンを植物に対して非常に吸収、同化しや
すい形で持続的に栄養供給することができる。また、請
求項2に記載の植物栽培用ガラス状組成物によれば、上
記請求項1に記載の構成による効果に加えて、網目修飾
酸化物としてCaO 、MgO のうちの少なくとも一種を含む
構成としたので、植物栄養元素の供給を充実させること
ができると共にCaO 、MgO によっても緩効性の程度を変
更することができる。また、請求項3に記載の植物栽培
用ガラス状組成物によれば、上記請求項1又は2に記載
の構成による効果に加えて、個々の形状が粉体、粒状
体、球状体、塊状体、板状体、棒状体、管状体、中空
体、繊維状体の何れかをなすので、具体的な使用用途や
使用場所に応じた機能或いは美観を備えたものを提供す
ることができる。また、請求項4に記載の植物栽培用ガ
ラス状組成物の製造方法によれば、アンモニアガスによ
って、必須三栄養元素の1つとしての窒素を他の必須三
栄養元素であるリン、カリウムと共にガラスの網目構造
の一部として容易に導入することができ、総合的な緩効
性の肥料の製造を行うことができる。しかもアンモニア
ガスによって、鉄、マンガンの微量栄養元素を植物が非
常に吸収、同化しやすい状態にした緩効性肥料の製造を
行うことができる。
【0015】
【実施例】 実施例1 石英ルツボに75% リン酸を入れ、その中に炭酸カリウ
ム、炭酸カルシウム等の炭酸塩、水酸化マグネシウム、
酸化第二鉄、二酸化マンガン等を表1、表2の試料1〜
7に示す成分割合となるよう秤量、混合し、950 ℃〜11
00℃で加熱溶融した。ガラス物性測定及び溶解試験用
に、水冷ロールに流し出してガラスフレークとした後、
これを粉砕し、示差熱分析装置を用いて、ガラス転移点
を測定した。また篩を通して212 〜500 μmに整粒した
ガラスを用い、25℃のイオン交換水500ml 中に浸漬して
溶解試験を行い、重量減少から溶解速度を計算した。比
較例1、2についても同様にガラスを作製し、溶解速度
を計算した。表1、表2に結果を示す。
【0016】
【表1】
【0017】
【表2】
【0018】表1、表2からガラス組成を変更すること
により、溶解速度を3桁(表1、表2において0.08〜6
1.6μm/h )変更できることが明らかとなった。
【0019】実施例2 上記試料1〜7のガラスフレークを用いて、更に試料1
−1〜7−1を作製した。各試料の作製は、先ずガス導
入可能な石英チューブ内に試料1〜7のガラスフレーク
25gを入れた磁製蒸発皿を入れ、この石英チューブを電
気炉に挿入し、750 ℃〜850 ℃に加熱する。石英チュー
ブの片端には、先端を曲げた石英ガラス製ガス導入管を
セットし、曲部を上または横向きにして蒸発皿中心部に
位置せしめておく。次に、窒素ガスを導入し、石英チュ
ーブ内の空気をパージした後、石英ガラス管を回し、曲
部を溶融ガラスに浸漬し、窒素ガスをアンモニアガスに
切り換える。0.3 リットル/分で所定時間バブリングし
た後、曲管を回してバブリングを止め、アンモニアガス
を窒素ガスに切り換え、アンモニアガスをパージする。
パージ後、蒸発皿を取り出し、冷却する。アンモニアガ
スで処理した各試料1−1〜7−1中の窒素含有量はケ
ルダール法によって重量%で求めた。又その値と未処理
のガラス組成値からアンモニアガス処理を行ったガラス
の組成値を計算した。また試料を粉砕し、篩を通して21
2〜500 μmに整粒し、25℃のイオン交換水に浸漬し、
重量変化から溶解速度を計算した。比較例1−1、2−
1、2−2についても全く同様に試験を行った。表3、
表4に結果を示す。
【0020】
【表3】
【0021】
【表4】
【0022】表1、表2と表3、表4との比較により、
アンモニアガス導入後のガラスの色の変化から、鉄、マ
ンガンが還元されて原子価が2の状態になっていること
がわかる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガラス形成酸化物としてP2O5を主成分と
    すると共に網目修飾酸化物としてK2O を含み、且つガラ
    スの網目構造を構成する酸素の少なくとも一部が窒素で
    置換されている植物栽培用ガラス状組成物であって、微
    量栄養元素としてFe2+、Mn2+の少なくとも一種を含有さ
    せたことを特徴とする植物栽培用ガラス状組成物。
  2. 【請求項2】 網目修飾酸化物としてCaO 、MgO のうち
    の少なくとも一種を含む請求項1に記載の植物栽培用ガ
    ラス状組成物。
  3. 【請求項3】 個々の形状が粉体、粒状体、球状体、塊
    状体、板状体、棒状体、管状体、中空体、繊維状体の何
    れかをなす請求項1又は2に記載の植物栽培用ガラス状
    組成物。
  4. 【請求項4】 ガラス形成酸化物としてP2O5を主成分と
    すると共に網目修飾酸化物として少なくともK2O を含
    み、且つ微量栄養元素として鉄、マンガンの少なくとも
    一種を含むガラスの融液に対して、アンモニアガスを導
    入することにより、ガラスの網目構造を構成する酸素の
    少なくとも一部を窒素で置換すると共に前記鉄、マンガ
    ンを原子価が2の状態まで還元することを特徴とする植
    物栽培用ガラス状組成物の製造方法。
JP13651093A 1993-05-14 1993-05-14 植物栽培用ガラス状組成物及びその製造方法 Pending JPH06321575A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6488735B1 (en) * 1999-09-30 2002-12-03 Giuseppe Macchioni Fertilizer compound having a glass matrix
CN114644457A (zh) * 2020-12-18 2022-06-21 宁波书通科技有限公司 一种无土栽培用缓释肥
WO2022235235A3 (en) * 2021-05-05 2023-03-02 Turkiye Sise Ve Cam Fabrikalari Anonim Sirketi Controlled release fertilizer comprising phosphate based glass

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