JPH07170852A

JPH07170852A - 植物栽培用硝子質組成物

Info

Publication number: JPH07170852A
Application number: JP5345456A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Beppu; 義久別府; Masaaki Ota; 昌昭太田; Kiichi Yamatsuta; 紀一山蔦
Original assignee: Asahi Fiber Glass Co Ltd; Shimadzu Corp
Current assignee: Asahi Fiber Glass Co Ltd; Shimadzu Corp
Priority date: 1993-12-21
Filing date: 1993-12-21
Publication date: 1995-07-11
Anticipated expiration: 2013-02-04
Also published as: JP2709563B2

Abstract

(57)【要約】【目的】緩効性肥料や水耕及び砂耕栽培用の培地、土
壌代替の人工培地、液状肥料等に使用される植物栽培用
硝子質組成物において、窒素含量が高く、肥料としての
緩効性に優れ、更に、緩効性の程度を容易に設計するこ
とのできるものを提供する。【構成】硝子骨格を形成する主成分がSiO₂である硝子
質組成物の硝子骨格中に１〜30wt% の窒素を含有させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、植物栽培用の緩効性肥
料や、人工培地等として利用される硝子質組成物に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】現在肥料として市販されているものの多
くは、速効性肥料と呼ばれ、肥効が長くても数カ月のも
のである。この速効性肥料を畑や果樹園などに施用する
と、降雨や灌水によって、成分の一部あるいは大部分は
地下水、河川、湖沼へ移動し、いわゆる溶脱、流亡が生
じる。この現象は、肥料の浪費となるのみならず、周辺
の地下水の水質汚染をもたらしたり、河川及び湖沼の富
栄養化を引き起こしたり、またNO_X の発生により地球温
暖化の一因ともなっている。

【０００３】上記速効性肥料に対して、緩効性肥料があ
る。これには大きく分けて、化学合成緩効性肥料、被覆
肥料、硝子質肥料の３つがある。

【０００４】化学合成緩効性肥料には、尿素とイソブチ
ルアルデヒドを縮合反応させたもの（通称ＩＢＤＵ）、
尿素とアセトアルデヒドを縮合反応させたもの（通称Ｃ
ＤＵ又はＯＭＵ）、尿素とホルムアルデヒドを縮合反応
させたもの（通称ウレアホルム）、シュウ酸とアンモニ
アを縮合反応させたもの（通称オキサアミド）などがあ
る。

【０００５】しかしながら、化学合成緩効性肥料は、窒
素質肥料であり、P₂O₅、K₂O などの、窒素以外の必須成
分が含まれていない。そして、肥料の寿命は長くて１年
であり、十分な緩効性を有しているとは言えない。

【０００６】被覆肥料としては、速効性の化学肥料を合
成樹脂や硫黄で被覆し、肥料成分の溶出を抑制したもの
が使用されている。この種の肥料で市販されているの
は、窒素質肥料、カリ質肥料、あるいは複合肥料の表面
を被覆したものである。

【０００７】しかしながら、被覆肥料の寿命も１年程度
であって、十分な緩効性を有しているとは言えない。ま
た、物理的衝撃や、日照（紫外線）、温度変化、乾燥−
湿潤の繰返しなどによって表面被覆が剥離しやすく、一
旦剥離が生じると緩効性が失われるという欠点がある。

【０００８】硝子質肥料としては、溶成リン肥が多用さ
れている。これはリン鉱石に蛇紋岩などのマグネシア含
有物を混合したものを1350〜1500℃で溶融し、急冷、粉
砕したもので、SiO₂、P₂O₅、MgO 及びCaO の固溶体であ
る。また、上記原料にマンガン鉱やホウ砂を加えて作っ
たものは、ＢＭ溶リンと呼ばれ、MnO やB₂O₃を含む。た
だし、これらのいずれも、窒素及びK₂O を含有していな
い。

【０００９】また、K₂O を含んだ緩効性肥料としてケイ
酸カリウム肥料がある。これは、炭酸カリウム又は水酸
化カリウムに、フライアシュと水酸化マグネシウム又は
ドロマイトとを混合し、約900 ℃で焼成後、粉砕したも
のである。また、溶成微量要素複合肥料として、マンガ
ン、ホウ素、及びマグネシウム含有物に長石等を混合、
溶融した緩効性肥料がある（通称ＦＴＥ）。

【００１０】更に、特開昭62-148337 号には、窒素以外
のあらゆる植物必須成分を含み、緩効性を有すると思わ
れる農業用ガラス製品が提案されている。

【００１１】しかしながら、上記いずれの硝子質緩効性
肥料においても、植物の最必須成分と言うべき窒素が含
まれていない。それゆえに、少なくとも窒素質肥料を補
充しない限り、一部の目的を除き、一般に肥料としては
用いることができない。この場合、他の緩効性窒素質肥
料との混合や造粒の必要が生じるが、混合される緩効性
窒素質肥料の寿命は長くても１年程度であるため、混合
物全体としての十分な緩効性は得られない。

【００１２】一方、窒素を含有した硝子質肥料も知られ
ている（特公昭57-28374号）。これは、硝子質のメタリ
ン酸塩にカルシウムシアナミドを単に分散させ、あるい
は、これにリン酸ホウ素の表面層を形成させてなり、緩
慢放出性肥料と称されるものである。

【００１３】しかしながら、特公昭57-28374号の硝子質
肥料は、緩効性ではあるが、メタリン酸塩にカルシウム
シアナミドを単に分散させたものであり、一種の被覆肥
料と言うべきものである。すなわち、窒素が硝子中に化
学結合をなして存在する肥料ではない。

【００１４】また、ある程度の量の窒素と、多くの植物
必須成分を含み、リン酸を硝子骨格とする植物栽培用ガ
ラス状物質も提案されている（特開昭63-84428号）。

【００１５】しかしながら、特開昭63-84428号の植物栽
培用ガラス状物質では、製法上、窒素の添加量は0.05〜
0.5wt%程度であり、この程度の添加量では、植物必須成
分としての役割を実質的には果たしえない。

【００１６】更に、多量の窒素を含有した硝子質緩効性
肥料が提案されている（特開平5-139780号）。これは、
硝子形成酸化物としてP₂O₅を主成分とし、網目構造を構
成する酸素の一部を窒素で置換し、修飾酸化物としてK₂
O 、CaO 、MgO を含有する植物栽培用ガラス状組成物で
ある。

【００１７】しかしながら、特開平5-139780号の植物栽
培用ガラス状組成物において、硝子骨格はP₂O₅を主成分
としているため、溶解速度は必ずしも低いとは言えな
い。例えば、NaPO₃ 硝子において、窒素含量が10wt% の
場合の放出速度係数は約1 ×10^-5g/cm²/min である（M.
R.Reidmeyer et al. Journal of Non-Crystalline Soli
ds 85 186-203 1986）。更に、特開平5-139780号の実施
例４に示されているように、溶解初期において、全窒素
中のアンモニア態窒素の割合が低く、このことは窒素が
溶出後も網目構造内に存在することを示唆している。ま
た、リンも植物吸収される形態（正リン酸イオン、H₂PO
₄ ^-）ではなく、他の形態で存在する可能性がある。

【００１８】一方、上記３種類の緩効性肥料に属さな
い、植物必須成分の難溶性塩からなる肥料が特公昭44-1
8891号に記載されている（商品名「マグァンプＫ」、株
式会社ハイポネックスジャパン製）。これは、いずれも
水に難溶性のリン酸マグネシウムアンモニウムとリン酸
マグネシウムカリウムとの混和物であり、肥料の寿命は
粒度によって調整している。

【００１９】しかしながら、リン酸マグネシウムアンモ
ニウムとリン酸マグネシウムカリウムとの混和物の場
合、それぞれが化合物であるため、絶対溶解速度（μg/
g/day）は、これら両者の混合比を、全体の組成を考慮
しつつ調整する以外、変えようがない。ところが、両者
の溶解速度がさほど違わないので、絶対溶解速度はある
程度固有のものであり、したがって、緩効性の調整は放
出速度係数（μg/cm₂/day ）を変化させて、すなわち、
粒度を変化させて行われる。例えば、公称１年及び２年
寿命で、粒径はそれぞれ2 〜3mm 及び5 〜6mm であり、
3 〜5 年寿命にするためには10mm以上を必要とする。こ
のように粒径が大きくなると、緑化工の際等に、他の植
生基材と混合した場合、分離しやすくなるなどの問題が
生じる。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】上記問題点に鑑み、本
発明の目的は、窒素含量が高く、肥料としての緩効性に
優れ、更に、緩効性の程度を容易に設計することのでき
る植物栽培用硝子質組成物を提供することにある。

【００２１】

【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硝子質組成物は、硝子骨格を形
成する主成分がSiO₂である硝子質組成物において、前記
硝子骨格中に１〜30wt%の窒素を含有することを特徴と
する。

【００２２】以下、本発明について更に詳細に説明す
る。

【００２３】上記本発明の植物栽培用硝子質組成物は、
例えば、特開平1-157434号に開示されている方法、すな
わち金属酸化物と金属窒化物とを溶融させる方法によっ
て製造することができる。

【００２４】溶融法に用いる金属酸化物の例としては、
SiO₂、CaO 、Al₂O₃ 、MgO 、Sb₂O₃、SrO 、Na₂O、K₂O
、La₂O₃ 、Y₂O₃、ZrO₂、TiO₂、CeO₂、K₂O 、B₂O₃など
が挙げられる。また、金属窒化物の例としては、Si₃N
₄ 、AlN 、BN、CaCN₂ 、Mg₃N₂ 、Ca₃N₂ 、Li₃Nなどが挙
げられる。

【００２５】また、上記の他にも、必要に応じて、各種
元素の酸化物、リン酸塩、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩等を
原料中に添加することができる。

【００２６】上記原料を十分に混合し、電気炉、イメー
ジ炉などの加熱炉を用いて、窒素、アルゴンなどの不活
性ガスの雰囲気下、1200℃〜1700℃で２〜16時間程度加
熱溶融して硝子化するとともに、硝子骨格中の酸素を一
部窒素で置換する。

【００２７】硝子に含有させる成分が多い場合には、組
成の異なる硝子質組成物を２種類以上作製し、これらを
所定の最終組成あるいは溶解速度となるように混合する
こともできる。また、窒素、及び原料中で窒素と対をな
す元素を含まない母硝子を予め溶融し、これと窒素原料
とを混合して再溶融することにより、硝子を窒化するこ
ともできる。しかしながら、窒素を含まない硝子に、N₂
あるいはNH₃ ガスをバブリングして窒化しようとして
も、P₂O₅の含量が高いような硝子を用いる場合を除い
て、最大でも1%程度しか窒素を含有させることはでき
ず、本発明の目的を達成し得ない。

【００２８】硝子中の窒素含量は１〜30wt% の範囲と
し、肥料として単独で施用する場合には、他成分との均
衡を考えて、３〜20wt% とするのが好ましい。窒素含量
が1wt%未満では肥効が認められがたく、30wt% を超える
量の導入は製造上困難である。

【００２９】本発明の植物栽培用硝子質組成物では、常
温で蒸留水に対する溶解速度が0.005 〜 2mg/cm²/dayで
あることが好ましい。また、一般に植物は有機酸を根か
ら放出して土壌中の養分を溶かし、吸収することから、
本発明では、常温で2wt/v%クエン酸に対する溶解速度が
0.2 〜 20mg/cm²/day であることが好ましい。それぞれ
の溶解速度が上記範囲未満であると肥効が十分に発揮で
きず、上記範囲を超えると、溶解速度が大き過ぎて、緩
効性とはいい難くなる。上記範囲内であれば、３〜５年
は肥効が持続し、また成分の不必要な溶脱を抑制でき、
植物の塩類濃度障害を引き起こさない。

【００３０】また、SiO₂含量は30〜75wt% が好ましい。
SiO₂含量が30〜75wt% の範囲外では、SiO₂以外の成分を
所定量導入しようとした場合に硝子化しなかったり、溶
融が困難になるので好ましくない。

【００３１】本発明では、P₂O₅、K₂O 、MgO 、CaO 、Al
₂O₃ 、M1（ただし、M1は S又はSO₃）のうち少なくとも
１種類を含有することが好ましい。このうち、P₂O₅、K₂
O 、MgO 、CaO は植物の多量必須成分であり、１〜30wt
% の含有量が好ましく、５〜20wt% がより好ましい。 S
又はSO₃ も多量必須成分であるが、窒素含量が高い硝子
には導入しにくいので、10wt% 以下の含有量が好まし
い。Al₂O₃ については、茶などの好アルミニウム植物は
存在するが必須成分ではない。しかしながら、溶解速度
を設計する際に硝子骨格を調整する目的や、硝子を水に
溶解した際のpHを調整する目的で、１〜30wt% 程度含有
させることが好ましく、５〜15wt% がより好ましい。

【００３２】また、本発明の植物栽培用硝子質組成物
は、MoO₃、B₂O₃、ZnO 、Cl₂ 、Na₂O、CoO 、SeO₂、Cr₂O
₃ 、C 、F 、I 、M2、M3、M4、M5（ただし、M2はFe₂O₃
又はFeO 、M3はMnO 又はMnO₂、M4はCuO 又はCu₂O、M5は
Ag₂O又はAgO ）のうち少なくとも１種を含有することが
好ましい。すなわち、Fe₂O₃ 、FeO 、MnO 、MnO₂等は植
物の微量必須成分であり、Na₂O、CoO 等は、有用元素と
呼ばれ、一部の植物において必須性が認められている成
分である。また、SeO₂、I 等は、その植物を食する動物
やヒトが欠乏症予防上必要とする成分であり、これらを
含有させることによって、動物やヒトに必要な特定の成
分を強化した植物を得ることができる。更に、CuO 、Cu
₂O、Ag₂O、AgO 等は、殺菌・防バイ作用を有する成分で
あり、これらを含有させることによって、製品自体やそ
れを施用した土壌における細菌やカビの繁殖が防止又は
抑制され、製品や土壌の美観を損ねず、衛生的な取り扱
いが可能になる。

【００３３】これらの成分の含有量は0.01〜３wt% が好
ましい。含有量が0.01wt% 未満だと効果が十分でなく、
３wt% を超えると、過剰障害を起こすことがある。しか
しながら、土壌汚染の虞れがあったり、植物の至適濃度
範囲が狭い場合等には、上記範囲より少ない含有量であ
ってもよい。一方、各種の欠乏症（例えばFe欠乏による
葉の黄化、白化現象、あるいはアブラナ科植物のＢ欠乏
による芯割れ、膚荒れ現象）対策等として使用する場合
には、上記範囲より多い含有量であってもよい。更に、
上記以外の生理活性物質であっても、他の成分の溶出や
植物の吸収に悪い影響を与えるものでなければ、適宜含
有させることができる。

【００３４】本発明に関わる植物栽培用硝子質組成物に
おいて、その形状は、使用目的、場所、あるいは美観等
を考慮し、粉体、塊状体、粒状体、球状体、中空体、繊
維状体等の各種形状から選ばれた少なくとも１種を採用
することができる。角ばった形状のものは、施肥等の作
業時における安全性の点から好ましくない。粉体、塊状
体、粒状体、球状体のものは、従来公知の粉砕技術で容
易に成形できる。また、中空体及び繊維状体のものは、
例えば特開昭63-176340 号に開示された方法により成形
できる。中空体及び繊維状体のものは、土壌表面にマッ
ト状に施用すると、ある程度の雑草成育抑制効果や土壌
表面からの水の蒸発抑制効果が期待できる。更に、中空
体や繊維状のものは、保水効果があり、土壌の乾燥や雑
草の生育を抑制する効果が期待できるほか、土壌（微）
生物の棲息を担う媒体ともなりうる。

【００３５】また、製品の寸法に制限はなく、寸法の大
きなものほど寿命が長くなることなどを考慮して適宜決
定すればよい。例えば水耕栽培や砂耕栽培用の培地とし
て用いる場合、粉体、塊状体、粒状体、球状体では、粒
径0.2 μm 〜５mmの範囲が好ましく、中空体、繊維状体
では、外径３〜100 μm の範囲が好ましい。

【００３６】本発明の植物栽培用硝子質組成物は、所定
量を土壌に施用して緩効性肥料として使用することがで
きる。この場合、植物による利用率が高く、肥料として
の歩留が高い緩効性肥料が得られる。また、植物が塩類
障害によって肥料焼けを起こしにくく、成分の溶脱、流
亡も防止されて、周辺の地下水、河川、湖沼の水質汚染
を軽減できるほか、乾燥地等においては、塩類集積を抑
制でき、ひいては土壌地理学上における塩類集積土壌(S
aline Soil) の生成を防止できる。更に、効率的かつ合
理的な施肥計画を立てることができるようになる。

【００３７】また、粒径0.2 μm 〜５mmの範囲の粉体、
塊状体、粒状体、球状体をなすものを目的の粒子組成
（テクスチャー）となるように組合せ、土壌の代替をな
しうる人工培地として、水耕栽培や砂耕栽培等に用いる
ことができる。この場合、植物の生育に必要な何らかの
成分を含む水溶液を散布しながら栽培を行ってもよい
が、硝子質組成物の組成が適当ならば、水を補給するだ
けで栽培を行うことができる。なお、水耕栽培や砂耕栽
培等において、保水性などを考慮する場合には、中空体
や繊維状体等の形状のものを用いることもできる。更
に、使用前に殺菌すれば、無菌栽培にも利用できる。

【００３８】なお、本発明の植物栽培用硝子質組成物
は、1000倍重量の蒸留水に溶解したときに、溶液のpHが
４〜10を示すことが好ましく、pH５〜９を示すことがよ
り好ましい。この場合、液状肥料や、溶液栽培剤、葉面
散布剤等として用いることができる。しかしながら、成
分の濃度等を限定したい場合等には、上記pHの範囲に限
定されるものではない。

【００３９】

【作用】本発明では、硝子骨格を形成する主成分がSiO₂
である硝子質組成物において、硝子骨格中の酸素の一部
を窒素で置換させたことにより、窒素含量の高い硝子質
組成物を提供することができる。

【００４０】また、一般に、硝子質組成物の蒸留水及び
クエン酸に対する溶解速度は、窒素含量、硝子骨格形成
イオン（酸化物）の組成及び含量、あるいは修飾イオン
（酸化物）の組成及び含量に支配される。窒素含量に関
して言えば、硝子骨格中の酸素の5wt%を窒素置換するこ
とで、溶解速度が1/5 〜1/10に低下する。また、リン酸
骨格硝子よりもケイ酸骨格硝子の方が溶解しにくく、修
飾イオンの含量が低いほど溶解しにくいことが知られて
いる。本発明の植物栽培用硝子質組成物は、ケイ酸骨格
を有し、しかも硝子骨格中の窒素含量が１〜30wt% と高
いので、緩効性が高く、肥効が長期にわたり持続する。
更に、窒素含量を変化させることにより、硝子質組成物
の形状や粒径を変えることなく緩効性の程度を設計でき
る。

【００４１】更に、硝子骨格の主成分であるSiO₂は、溶
脱、流亡しにくく、また二次鉱物（粘土鉱物）生成成分
となりうる成分である。このため、水質汚染等の虞れが
少なく、また、硫酸アンモニウムや塩化カリウムなどを
施用したときに発生する生理的酸性や塩類集積をも回避
しうる。

【００４２】更にまた、窒素と並んで植物の三大必須成
分とされるP₂O₅、K₂O や、MgO 、CaO 等の多量必須成
分、各種微量必須成分、有用成分、その植物を食する家
畜やヒトが欠乏症予防上必要とする成分、殺菌・防バイ
成分、植物の生理活性物質等を適種、適量添加して、緩
効性の複合肥料を提供することもできる。

【００４３】この場合、P₂O₅は、窒素と同じく硝子骨格
の網目構造中に含有されるので、リンと窒素を同じ速度
で溶出させることができる。また、他の成分は、修飾イ
オン（酸化物）として存在し、修飾イオンどうしの溶出
速度はほぼ同じになるので、各成分をバランスよく溶出
させることができる。更に、上述したように、修飾イオ
ンの含量を調整することで、硝子質組成物全体の溶解速
度を調整することもできる。

【００４４】

【実施例】

実施例１ SiO₂、MgO 、CaO 、K₂CO₃ ，Na₂CO₃及びAl₂O₃ を所定量
混合し、白金坩堝中に入れて、1400℃で２時間加熱溶融
した後、内容物を粉砕した。次いで、所定量のSi₃N₄ を
添加し、モリブデン容器に入れて、窒素ガス雰囲気中、
1600℃で４時間加熱することによって、表１に示す組成
を有する試料２〜６が得られた。また、比較のために、
Si₃N₄ を添加して溶融する操作を行っていないものを、
試料１として示した。こうして得られた硝子は、試料１
では無色透明、試料２〜６ではやや灰色がかっていたが
透明であった。なお、試料１〜６の組成は、概ねJIS R3
101 及びJIS R3105 に準拠して測定し、窒素分はケール
ダール法により測定した。

【００４５】次いで、上記試料１〜６及び市販の緩効性
肥料（商品名「グリーンマップ」、日本合同肥料株式会
社製、以下、試料７とする）について、溶解速度及び水
に浸漬した時の浸漬液（試料：水＝１：1000) のpHを測
定した。その結果を表１に示す。

【００４６】なお、溶解速度は、以下のようにして測定
した。すなわち、溶融した硝子を粉砕し、1.0mm （16メ
ッシュ）〜2.0mm （32メッシュ）の画分を得た。次に、
その1.0gをテフロンビーカーに入れ、蒸留水100ml を加
えて、25℃で24時間放置した後における重量減少量を求
め、この減少量から溶解速度を計算した。また、蒸留水
の代わりに2wt/v%クエン酸を用いた場合についても、同
様にして溶解速度を測定した。また、試料７の組成及び
溶解速度は、市販品のカタログデータより転記、計算し
て記載した。

【００４７】

【表１】

【００４８】表１の結果より、本発明の硝子質組成物
は、窒素を含有しない硝子や、市販の緩効性肥料と比べ
て溶解速度が小さいことがわかった。また、硝子組成を
変化させることにより、溶解速度を調整できることがわ
かった。

【００４９】一方、試料１〜６において、窒素以外の成
分の重量（モル）比はほぼ等しいので、窒素含量を横軸
に、溶解速度を縦軸に取ってグラフ化し、窒素含量が溶
解速度に及ぼす影響を調べた。その結果を図１に示す。

【００５０】図１の結果より、窒素含量が多くなるにつ
れて溶解速度は明らかに低下し、10wt% の窒素含量で、
蒸留水、2wt/v%クエン酸いずれに対する溶解速度も10分
の１以下に低下することがわかった。

【００５１】実施例２ SiO₂、Mg₃(PO₄)₂ 、MgO 、CaO 、K₂CO₃ 、Al₂O₃ 、及び
Si₃N₄ を所定量混合し、モリブデン容器に入れて、窒素
ガス雰囲気中、1400℃で４時間加熱溶融し、表１に示す
組成を有する試料８〜９を得た。なお、組成の分析は、
実施例１と同様にして行った。

【００５２】上記のうち、試料８について、以下の方法
により各成分の溶出率を測定した。まず、試料８を粉砕
し、44μm （325 メッシュ）〜74μm （200 メッシュ）
の画分を得た。この試料5gを遠沈管に取り、蒸留水50ml
を加えて25℃で48時間放置した後、遠心分離によって上
澄み液を得て、上澄み液中のSiO₂、N 、P₂O₅、K₂O 及び
MgO 含量を求めた。更に、５日後、10日後、20日後、30
日後にも、同様な操作を行った。その結果を図２に示
す。

【００５３】図２に示されるように、修飾イオン（酸化
物）であるK₂O とMgO は、初期にやや高い溶出率を示し
たものの、その後の溶出率は時間にほぼ比例した。ま
た、硝子骨格中に存在するN とP₂O₅は互いに同程度の溶
出率を示し、SiO₂の溶出率は、他の成分と比べてやや低
かった。そして、試料全体としては、各成分は非選択的
に、バランスよく溶出していることが示された。

【００５４】実施例３ SiO₂、Mg₃(PO₄)₂ 、MgO 、CaSO₄ 、K₂CO₃ 、Na₂CO₃、Al
₂O₃ 、Fe₂O₃ 、MnO 、CuO 、MoO₃、H₃BO₃ 、ZnO 、CoO
、Si₃N₄ 、CaCN₂ を所定量混合してモリブデン容器に
入れ、1400℃で４時間加熱溶融して、硝子質組成物（試
料10）を得た。この試料は褐色を呈していたが、透明で
あった。試料10の成分を分析したところ、SiO₂:44.5wt
%、N:10.1wt% 、P₂O₅:12.2wt%、K₂O:9.8wt%、MgO:6.3wt
%、CaO:3.7wt%、SO₃:0.03wt% 、Al₂O₃:9.2wt%、Fe₂O₃:
0.56wt% 、MnO:0.28wt% 、CuO:0.12wt% 、MoO₃:0.10wt
%、B₂O₃:0.50wt%、ZnO:0.22wt% 、Na₂O:2.3wt% 、CoO:
0.11wt%であった。なお、成分分析方法は、概ねJIS R31
01 及びJIS R3105 に準拠したが、JIS にないものはICP
発光分光分析法によった。

【００５５】実施例４実施例１の試料４に示す硝子のカレットを用いて、特開
昭63-176340 号に提案されている方法で、外径10μm の
硝子質繊維を得た（試料11）。

【００５６】実施例５試料１、８、９を用いて、栽培試験を実施した。すなわ
ち、赤玉土：パーライト：バーミキュライト：腐葉土＝
３：１：１：１からなる用土２リットルに対し、各試料
を10〜40g 添加混合し、２リットル容のポットに充填し
て、サフィニアを植えこみ、１日１回水撤きを行いなが
ら、生育状況を調べた。

【００５７】また、比較のために、市販の肥料として、
試料７の緩効性肥料（商品名「グリーンマップ」、日本
合同肥料株式会社製）及びN-P₂O₅-K₂O＝6-9-6 の化成肥
料である「化成３号」（日本合同肥料株式会社製）を用
いて、同様に栽培試験を実施した。その結果を表２に示
す。

【００５８】なお、表２において、生育状況の評価は、
それぞれの時期の化成肥料20g 施用区（試験区 A-11 ）
に対する相対比較とした。すなわち、各時期における試
験区A-11 の生育状況を３とし、これに対して、１：極
めて不良、２：不良、３：同等（普通）、４：良好、
５：極めて良好、として評価した。

【００５９】

【表２】

【００６０】表２の結果より、試料８及び９施用区で
は、初期の一時期を除いては、化成肥料20g 区と比較し
て、同等あるいはより良好な生育が認められた。

【００６１】実施例６試料８の硝子質組成物を蒸留水に溶解して、30ppmTotal
-Nとなる溶液を作製した。同様に、市販の試薬である、
硝酸アンモニウム、リン酸及び塩化カリウムを用いて、
N-P₂O₅-K₂O＝30-70-50及び0-70-50ppmとなる溶液を作製
し、それぞれ、溶液１、２とした。

【００６２】市販の赤玉土２リットルを２リットル容の
ポットに充填し、トウモロコシの苗を３連に植えこんだ
のち、上記の各溶液を１日１リットルの割合で30日間撒
き続けた。なお、窒素施用区での窒素施用量は0.9g/ ポ
ットである。こうして栽培したトウモロコシについて、
10日後、20日後、30日後における草丈を測定した。ま
た、30日後における生体重を測定した。その結果を表３
に示す。なお、表３において、各試料の施用量は、N-P₂
O₅-K₂Oの理論濃度であり、草丈及び生体重の数値は、３
連の平均値である。

【００６３】

【表３】

【００６４】表３の結果より、試料８を蒸留水に溶かし
た液状肥料は、市販の試薬から同様にして作製した液状
肥料と比べて、ほどんど同程度の肥効を示すことがわか
る。すなわち、本発明の硝子質組成物を蒸留水中に放置
して得られた上澄み液は、適宜液状肥料として使用でき
ることがわかった。

【００６５】実施例７試料10（径2mm 以下）を５リットル容のポットに充填
し、その上に長さ5cm 程度の試料11をマット状に2cm 敷
いたのち、ヤシャブシの苗を植え込んだ（試験区C-1
）。一方、対照として、実施例５に示した用土に、施
肥をしないで苗を植え込んだ（試験区C-2 ）。その後、
適宜水道水を与えながら栽培を行った。

【００６６】その結果、試験区C-2 は３カ月後に枯死し
たのに対し、試験区C-1 は良好に生育を続け、６カ月後
には草丈が50cmに達した。これは、試料７を200g/l砂の
割合で施用した場合の生育に相当する（日本合同肥料株
式会社製、「グリーンマップ」のカタログデータよ
り）。このことは、本発明品が人工培地として用いうる
ことを示している。また、試験区C-1 において、マット
状に敷いた繊維状肥料の下の粒状部位は、保水性を有す
るバーライトや腐葉土を含む試験区C-2 の表面と同様の
湿り気を示しており、このことから、本発明品には水の
蒸発抑制効果があるものと考えられた。更に、カビの発
生等は認められず、防バイ効果も有しているものと思わ
れた。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
硝子骨格を形成する主成分がSiO₂である硝子質組成物に
おいて、硝子骨格中に、植物の多量必須成分である窒素
を１〜30wt% 含有させたことにより、窒素含量が高く、
水及びクエン酸に対する溶解速度の小さい植物栽培用硝
子質組成物を提供できる。また、窒素含量を変化させる
ことにより、硝子質組成物の形状や粒径を変えることな
く、水及びクエン酸に対する溶解速度を容易に設計でき
る。更に、用途、目的に応じて、植物の各種必須成分
や、動物やヒトにおける各種必須成分、殺菌・防バイ作
用を有する成分等を容易に含有させることができる。更
にまた、粉体、塊状体、粒状体、球状体、中空体、繊維
状体などの各種形状に成形できるので、園芸用から緑化
工、砂防工に至るまで広範囲の用途に使用でき、肥料以
外にも、水耕又は砂耕栽培用の人工培地や、無菌栽培用
の培地などに使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の植物栽培用硝子質組成物において、窒
素含量と溶解速度との関係を示すグラフである。

【図２】本発明の植物栽培用硝子質組成物において、各
成分の溶出率の経時変化を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山蔦紀一東京都新宿区西新宿２−７−１旭ファイバーグラス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】硝子骨格を形成する主成分がSiO₂である
硝子質組成物において、前記硝子骨格中に１〜30wt% の
窒素を含有することを特徴とする植物栽培用硝子質組成
物。
【請求項２】常温で蒸留水に対する溶解速度が0.005
〜 2mg/cm²/dayであり、かつ常温で2wt/v%クエン酸に対
する溶解速度が0.2 〜 20mg/cm²/day である請求項１記
載の植物栽培用硝子質組成物。
【請求項３】 SiO₂を30〜75wt% 含有する請求項１又は
２記載の植物栽培用硝子質組成物。
【請求項４】 P₂O₅、K₂O 、MgO 、CaO 、Al₂O₃ 、M1
（ただし、M1は S又はSO₃ ）のうち少なくとも１種を含
有する請求項１〜３のいずれか１つに記載の植物栽培用
硝子質組成物。
【請求項５】 MoO₃、B₂O₃、ZnO 、Cl₂ 、Na₂O、CoO 、
SeO₂、Cr₂O₃ 、C 、F 、I 、M2、M3、M4、M5（ただし、
M2はFe₂O₃ 又はFeO 、M3はMnO 又はMnO₂、M4はCuO 又は
Cu₂O、M5はAg₂O又はAgO ）のうち少なくとも１種を含有
する請求項１〜４のいずれか１つに記載の植物栽培用硝
子質組成物。
【請求項６】個々の形状が、粉体、塊状体、粒状体、
球状体、中空体、繊維状体から選ばれた少なくとも１種
をなす請求項１〜５のいずれか１つに記載の植物栽培用
硝子質組成物。
【請求項７】 1000倍重量の蒸留水に溶解したとき、そ
の溶液のpHが4.0 〜10.0を示す請求項１〜６のいずれか
１つに記載の植物栽培用硝子質組成物。