JPH10114588A

JPH10114588A - 肥料及びその使用方法

Info

Publication number: JPH10114588A
Application number: JP8267164A
Authority: JP
Inventors: Takanobu Noda; 隆信野田; Hirobumi Honda; 博文本田
Original assignee: Fuji Silysia Chemical Ltd
Current assignee: Fuji Silysia Chemical Ltd
Priority date: 1996-10-08
Filing date: 1996-10-08
Publication date: 1998-05-06

Abstract

(57)【要約】【課題】ケイ酸供給力や植物のケイ酸吸収利用効率の
高い肥料及びその使用方法の提供。【解決手段】水稲の試験圃場にシリカゲルを５０ｇ／
ｍ²となるように施用したところ、従来のケイ酸肥料に
比べて、水稲茎葉中のケイ酸含有率は極めて高くなっ
た。これにより、茎はケイ化されて強固になるため、稲
穂がたわわに実ったとしても、茎が折れたりすることが
ない。また、収量が増加した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、肥料特にイネ、ム
ギ等のイネ科植物に適する肥料及びイネ科植物の成長促
進方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、イネを生育するための肥料として
は、例えば、石灰肥料、マグネシア肥料、ケイ酸肥料、
石灰窒素、リン酸肥料、カリ塩、過リン酸石灰、複合肥
料（Ｎ、Ｐ₂Ｏ₅）、硫酸アンモニウム、リン酸アンモニ
ウム、尿素、尿酸アンモニウムなどが使用されている。

【０００３】また、イネやムギはケイ素を多量に吸収す
ることが知られている。イネのわらの灰分には約８０
％、ムギのわらの灰分には約７０％のＳｉＯ₂が含まれ
ている。これらのイネ科植物においてケイ素が不足する
と、表皮細胞のケイ化が行われず、茎が弱くなって倒れ
易くなり、更にイモチ病などの病気にかかり易くなる。

【０００４】肥料成分としてケイ酸が認められたのは１
９５５年で、そのころから製鉄工業や非鉄金属工業の副
産スラグがケイカル肥料の名で利用され始めた。これら
のスラグにはＣａＯ、ＭｇＯ等も含まれる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ケイカル肥料の多く
は、塩基性のケイ酸カルシウムやケイ酸マグネシウムか
ら成るため、酸性土壌中和の役割を果たす。かかるケイ
カル肥料では、ケイ酸が生成するためには、塩基性ケイ
酸塩の分解を必要とするため、その作用は遅い。また、
分解した後にｐＨの変化、カルシウム残渣の影響が少な
からずある。

【０００６】このように、現状ではイネやムギにケイ酸
を供給しようとする場合、ケイカル肥料を用いることに
なるが、この場合には、ＣａＯやＭｇＯやその他の不純
物も一緒に散布されることになるため、土壌のｐＨが変
動したり、不純物による予期せぬ問題が発生したりする
おそれがある。

【０００７】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
り、ケイ酸供給力や植物のケイ酸吸収利用効率の高い肥
料及びこの肥料の使用方法を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段、発明の実施の形態及び発
明の効果】上記課題を解決するため、本発明の肥料特に
イネ科植物に適する肥料は、シリカゲル又はシリカゾル
を主成分とすることを特徴とする。尚、肥料とは、植物
の生育に必要な成分を供給するため土壌に加える物質の
ことをいう。

【０００９】本発明は、従来、主に吸着剤として用いら
れていたシリカゲルにつき、ケイ酸肥料としての可能性
を探求したところ、従来のケイ酸肥料（例えばケイカ
ル）に比して際立って優れた効果が得られたものであ
る。具体的には、ケイ酸（ＳｉＯ₂）の供給能力や植物
のケイ酸吸収利用効率（散布した肥料が実際にイネ科植
物に取り込まれる割合）が従来品に比べて極めて高いと
いう効果が得られた。これにより、植物の茎がケイ化さ
れて強固になり例えばイネの場合には稲穂がたわわに実
ったとしても茎が折れたり倒れたりするのを防止でき、
また風雨等による倒伏も防止できる。

【００１０】また農作物の収量がアップする。これはお
そらくケイ酸を多量に吸収した植物は光合成の効率が良
くなり、また病気等に強くなるためと考えられる。加え
て、本発明の肥料を施用した処理区においては、病原菌
や害虫等による被害が抑制される、特にイモチ病の発生
が抑制されるという効果が得られる。このイモチ病予防
効果は、どのような作用によるものか定かではないが、
茎等がケイ化することによりイモチ病を誘因する菌糸が
植物体内に侵入しにくくなることが考えられる。

【００１１】ところで、シリカゲルとはケイ酸のゲルで
あり、ＳｉＯ₂・ｎＨ₂Ｏで表される。一般的に湿式製造
法によるシリカゲルは、非多孔性非晶質なシリカコロイ
ド粒子が互いにシロキサン結合によって結合した三次元
網目構造より成っているものであり、単位重量を構成す
るシリカコロイド粒子個々の表面積の総和が比表面積、
これらシリカコロイド粒子の三次元網目により取り囲ま
れた空間が細孔容積である。

【００１２】例えば、シリカゲルがケイ酸ナトリウム水
溶液と硫酸より調製される場合、ケイ酸ナトリウムの加
水分解によりモノケイ酸Ｓｉ（ＯＨ）₄ が生成し、更
に、モノケイ酸の脱水縮合によりコロイド次元のポリケ
イ酸粒子が形成され、液状物質いわゆるシリカゾルとな
る。この際、コロイド粒子の大きさは、ＳｉＯ₂ 濃度、
塩濃度及びｐＨ等により影響を受ける。シリカゾル中の
個々のコロイド粒子は、その後、凝集して三次元網目構
造を形成し、ついに、シリカゾルは流動性を失い、ゼラ
チン状の固まりとなる。この状態のものをシリカヒドロ
ゲルと呼ぶ。包含するケイ酸ナトリウムと硫酸より生成
する硫酸ナトリウムを水洗処理等により除去すれば初期
シリカヒドロゾルに依存する量の水と二酸化ケイ素及び
他の微量成分より成るシリカヒドロゲルが得られる。こ
のシリカヒドロゲルを脱水、乾燥したものがシリカキセ
ロゲルである。

【００１３】本発明の肥料の主成分として用いることの
できるシリカゲルは、シリカヒドロゲルからシリカキセ
ロゲルに至るすべての状態のシリカゲルを含む。代表的
なシリカゲルの例としては、例えば、比表面積が１００
〜８００ｍ²／ｇ、粒径が５ｍｍ以下、ｐＨ４〜８（５
％スラリー）のものが挙げられる。尚、シリカゲルの形
状は、粉末状、破砕状、球状等のいずれでもよい。ま
た、シリカゾル（シリカヒドロゾル）も、本発明の肥料
の主成分として用いることができる。

【００１４】本発明の肥料を例えば水田に用いる場合に
は、シリカゲル又はシリカゾルの水に対するケイ酸溶出
速度は速ければ速いほど好ましい。一般に、イネがケイ
酸を吸収する速度はかなり速く、特に出穂の時期には多
くのケイ酸を吸うようになる。このため、時間当たりに
溶出するケイ酸濃度が高ければ高いほど、つまりケイ酸
供給力が高ければ高いほど、イネのケイ酸吸収効率がよ
く、成長が顕著に促進される。具体的には、シリカゲル
又はシリカゾルは、水（イオン交換水や蒸留水等のよう
にケイ酸を含有していない水）に投入してから２４時間
以内のケイ酸濃度が５ｐｐｍ以上、特に１５ｐｐｍ以上
となる性質を有することが好ましい。前者の条件を満た
すシリカゲルとしては、シリカヒドロゲル、シリカキセ
ロゲル、シリカヒドロゲルからシリカキセロゲルに至る
状態のシリカゲル、例えばフジシリカゲルＡ形、Ｂ形
（富士シリシア化学（株）製）があり、後者の条件を満
たすシリカゲルとしては、含水シリカゲル（シリカヒド
ロゲルが脱水される過程において、もはや、細孔容積の
減少が生じなくなった状態、すなわち強固なコロイド粒
子三次元網目構造が形成され、なおかつ、含水している
状態からシリカキセロゲルに至る手前の含水状態のシリ
カゲル）がある。

【００１５】また、水に対するケイ酸溶出速度は、シリ
カゲルの粒子径に大きく関連していると考えられ、溶出
速度を速くするためには、粒子径が１００μｍ以下であ
ることが好ましい。本発明の肥料の施用量は１０ａ当た
りのシリカゲルの重量が１〜１００ｋｇの範囲であるこ
とが好ましい。施用量が下限値未満では本発明の効果が
十分に得られないおそれがある。尚、施用量が上限値を
超えたとしても過剰供給分は土壌に残存して来期に再び
肥料としての作用を果たすため、特に問題はないが、散
布に要する労力が大きくなる。

【００１６】本発明の肥料を例えば水田に施用した場合
と、施用しなかった場合とを比較すると、その収量は前
者が後者に比べて増加する傾向にあり、病気（例えばイ
モチ病）の発生率は低下する傾向にある。また、この肥
料は、窒素、リン酸又はカリと併用することが、より収
量が上がるので好ましい。特に窒素と併用した場合には
稲穂が豊富に実るため、本発明の肥料によって植物の茎
を強くすることが好ましい。

【００１７】本発明の肥料の使用方法としては、例え
ば、本発明の肥料をイネ科植物を栽培する土壌に散布
する方法、本発明の肥料を微粉末の状態で水に浮遊さ
せる方法、本発明の肥料をイネ科植物の苗床へ敷設
し、その後この苗床ごと栽培土壌に植える方法、本発
明の肥料を水田用の水の１又は数カ所に局所的に配置す
る方法（例えば水田の取水口付近に投下する方法）等が
挙げられる。

【００１８】前記の方法では、ムラにならないよう均
一に撒くことが好ましいが、前記、、の方法で
は、均一に撒く作業を行う必要がないためハンドリング
がよいという利点がある。特にでは、本発明の肥料を
微粉末として例えば水田用の水に浮遊させれば、微粉末
は自然拡散又は風等によって自ら広範囲に分散していく
ため、ハンドリングが一層優れている。尚、分散してか
ら数時間〜数日後にはシリカゲルは自ら吸水して沈降
し、ケイ酸を水中に溶出することによってイネ科植物に
吸収されその生長を促進させる。また、では、本発明
の肥料はケイ酸溶出速度が高いため、局所的に配置した
としても、水中に容易にケイ酸が溶出し水田全体に速や
かに拡散してイネ科植物に吸収される。

【００１９】例えば、イネ科植物がイネの場合には、イ
ネが水中に溶解しているケイ酸を吸収してケイ酸濃度が
下がると、その分本発明の肥料からケイ酸が迅速に溶出
し、イネには十分にケイ酸が供給される。また、本発明
の肥料はケイ酸溶出速度が高いため、例えば、イネの成
長速度に合わせて必要な時期に散布することで、ケイ酸
を植物体内に直ちに吸収させることができ、速効性があ
る。

【００２０】

【実施例】以下に、本発明の好適な実施例について説明
する。尚、以下の試験例１、２はいずれも道立中央農業
試験場で行った。本発明のイネ科植物用肥料としての水
田用肥料として、ＳｉＯ₂９９．５重量％以上のフジシ
リカゲルＡ形、Ｂ形（いずれも富士シリシア化学（株）
製）を用いた。これらの物性値を下記表１に示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】また、従来のケイ酸肥料として、市販され
ている２種類のケイカル肥料（便宜上、市販Ａ、Ｂと称
する）を比較対照とした。［試験例１］木枠試験従来のケイ酸肥料である市販Ａ、Ｂと、本発明の肥料で
あるフジシリカゲルＡ形、Ｂ形について、ケイ酸供給力
を調べるために、下記表２のような木枠試験を行った。

【００２３】

【表２】

【００２４】実施例１、２では供試サンプルとしてフジ
シリカゲルＡ形、Ｂ形を施用し、比較例１、２では市販
Ａ、Ｂを施用した。各供試サンプルにつき、有効態とし
てのＳｉＯ₂量が５０ｇ／ｍ²となるように施用量を定め
（下記表３参照）、耕起時に全層施用した。尚、対照区
では供試サンプルを何も用いなかった。

【００２５】

【表３】

【００２６】対照区、実施例１、２、比較例１、２につ
き、水稲のケイ酸吸収を経時的に追跡した。その結果を
表４に示す。この表４から明らかなように、実施例１、
２とも、比較例１、２に比べてケイ酸の吸収利用効率が
極めて高く（９〜１３％増）、水稲茎葉中のケイ酸含有
率は高くなる傾向にあった。

【００２７】

【表４】

【００２８】また、対照区、実施例１、２、比較例１、
２につき、収量を調査した。その結果を表５に示す。こ
の表５から明らかなように、対照区に比べてケイ酸肥料
を与えた実施例１、２及び比較例１、２では収量が増加
する傾向にあり、また、比較例１、２に比べて実施例
１、２では収量が更に増加する傾向にあった。

【００２９】

【表５】

【００３０】次に、収穫跡地の土壌中の可給態ケイ酸含
量を調査したところ、表６の結果が得られた。この表６
から明らかなように、比較例１、２ではケイ酸濃度が対
照区とほとんど変わらず、効率的にケイ酸が供給されて
いるとはいえない。これに対して、実施例１、２では対
照区と比べてケイ酸濃度が１．２７〜１．４３倍に増加
しており、これはケイ酸供給力が極めて高いことを示し
ている。

【００３１】

【表６】

【００３２】以上の木枠試験から、実施例１、２は、比
較例１、２と比べて、ケイ酸の供給力が極めて高く、水
稲茎葉中のケイ酸含有率も極めて高くなった。これによ
り、茎はケイ化されて強固になるため、稲穂がたわわに
実ったとしても茎が折れたり倒れたりすることがなく、
風雨によっても倒伏しないという効果が得られる。

【００３３】また、実施例１、２は、対照区と比べて収
量が７〜１０％増加し、また比較例１、２と比べても２
〜５％増加した。即ち、水稲の成長が顕著に促進され
た。更に、従来のケイ酸肥料では、例えばケイカル肥料
には本来不要であるカルシウムが含有されている等、不
要物や不純物が含まれていたが、実施例１、２における
フジシリカゲルＡ形、Ｂ形はいずれも純度が９９．５重
量％以上であるため、不要物・不純物によって施用量が
増加することがなく容易に散布が行え、また、不要物・
不純物による作物への影響を心配するおそれもない。［試験例２］圃場試験本発明のイネ科植物用肥料であるフジシリカゲルＡ形に
ついて、ケイ酸供給源としての効果を調べるために、下
記表７のような圃場試験を行った。

【００３４】

【表７】

【００３５】試験処理内容については、下記表８にまと
めた。即ち、実施例ｎ（ｎは３〜８）には比較例ｎが対
応するようにし、両者はシリカゲルの施用の有無を除
き、同じ条件とした。また、実施例３〜５及び比較例３
〜５では土壌としてグライ土（前年に２００ｋｇ／１０
ａ施用したもの）を使用し、実施例６〜８及び比較例６
〜８では土壌として泥炭土を使用した。窒素肥料の施用
量は０、４、８（ｋｇ／１０ａ）の３段階とし、りん酸
・カリはすべての処理区において８（ｋｇ／１０ａ）と
した。尚、シリカゲルは試験例１と同様、耕起時に全層
施用した。

【００３６】

【表８】

【００３７】実施例３〜８及び比較例３〜８につき、ケ
イ酸供給と水稲の吸収を経時的に追跡した。その結果を
表９に示す。尚、表９における土壌溶液の欄は、水田の
水をろ過した後、その水に含まれるＳｉ濃度を測定した
値である。この表９から明らかなように、実施例３〜８
のいずれも比較例３〜８に比べて、水田の水のケイ酸濃
度が高く、ケイ酸の吸収利用効率が高く、水稲茎葉中の
ケイ酸含有率は高くなる傾向にあった。

【００３８】

【表９】

【００３９】また、実施例３〜８及び比較例３〜８につ
き、収量を調査した。その結果を表１０に示す。この表
１０から明らかなように、各実施例の収量は対応する比
較例に対して概ね増加する傾向にあった。

【００４０】

【表１０】

【００４１】以上の圃場試験から、水田用肥料であるフ
ジシリカゲルＡ形は、水稲に対するケイ酸供給能力が優
れ、その利用効率も優れていた。また、フジシリカゲル
Ａ形を施用した処理区では、収量が増加する傾向にあ
り、水稲の成長が促進されたのみならず、イモチ病発生
率も未処理区と比べて減少する傾向にあった。［試験例３］ケイ酸溶出試験シリカゲルに対するケイ酸溶出速度を調査すべく、ケイ
酸溶出試験を行った。

【００４２】供試サンプルとして、シリカゲルパウダ
Ａ、シリカゲルパウダＢ、シリカヒドロゲル（製法につ
いては［課題を解決するための手段、発明の実施の形態
及び発明の効果］の欄を参照）、シリカキセロゲル（上
記フジシリカゲルＡ形と同じ）、ケイカル肥料（市販
品）を用いた。各サンプルの物性を表１１に示す。尚、
シリカゲルパウダＡは含水シリカゲルであるシリカゲル
パウダＢの微粉末である。

【００４３】含水シリカゲルの調製法は公知の方法（例
えば特開昭６２−２０７７１２号記載の方法）を用い
た。即ち、ケイ酸ナトリウム水溶液［ＳｉＯ₂ ２０ｗｔ
％］と１２Ｎ硫酸とを混合機中に一定量投入し、過剰酸
濃度１．０Ｎの均一なシリカゾルを調製し、次いで、該
シリカゾルを室温で２時間放置して十分な重合を行わせ
ゲル化し、均一透明な塊状シリカヒドロゲルを得、更に
このシリカヒドロゲルを水洗することにより、可溶性塩
の除去及び熟成を行った。その後、このシリカヒドロゲ
ルを所望の含水量になるように熱風乾燥し、次いで所望
の粒子径となるように粉砕することにより得た。

【００４４】

【表１１】

【００４５】ケイ酸の定量は次のようにして行った。即
ち、それぞれの供試サンプル（シリカ換算で１０．０
ｇ）をｐＨ６．５の蒸留水１Ｌに入れ、よく攪拌後静置
し、所定の時間毎にサンプリングし、シリカの定量分析
を行った。溶出シリカの定量にはイオン状シリカを定量
することで結果とした。本方法はイオン状シリカは７モ
リブデン酸６アンモニウムと反応して生成するヘテロポ
リ化合物（黄色）の吸光度をUbet-50型分光光度計（日
本分光（株）製）で測定してケイ酸を定量した。

【００４６】このようにして行ったケイ酸溶出試験の結
果を図１のグラフに示す。この図１から明らかなよう
に、ケイ酸溶出速度は、シリカゲルパウダＡ＞シリカゲ
ルパウダＢ＞シリカキセロゲル、シリカヒドロゲル＞ケ
イカル肥料の順であった。水に投入してから３時間後及
び２４時間後のケイ酸濃度を表１２にまとめた。

【００４７】

【表１２】

【００４８】ところで、上記試験例１における表６の結
果から、ケイ酸溶出速度と水稲のケイ酸吸収効率には相
関がある。即ち、ケイ酸溶出速度が速いほどつまり単位
時間当たりに水に溶出するケイ酸の量が多いほど、水稲
のケイ酸吸収効率は高い。また、上記試験例１におい
て、市販Ａ、Ｂ即ちケイカル肥料のケイ酸溶出速度では
水稲のケイ酸吸収効率及び収量が十分高くなかったこ
と、及び、フジシリカゲルＡ型即ちシリカキセロゲルの
ケイ酸溶出速度では水稲のケイ酸吸収効率及び収量とも
十分高くなったこと、から、溶出速度は、少なくともシ
リカキセロゲルのケイ酸溶出速度があれば十分な効果が
得られるといえる。このため、シリカゲルは、蒸留水に
投入してからケイ酸濃度が３時間後に２ｐｐｍ以上、２
４時間後に５ｐｐｍ以上となることが好ましいといえ
る。

【００４９】上述したようにケイ酸溶出速度は高いほど
有利であるため、水田用肥料としての適性は、ハンドリ
ング性を考慮しなければ、シリカゲルパウダＡ＞シリカ
ゲルパウダＢ＞シリカキセロゲル、シリカヒドロゲルの
順である。尚、本発明は上記各実施例に限定されること
なく、本発明の技術的範囲に属する限り、種々の態様で
実施できることはいうまでもない。

【００５０】例えば、上記試験例２の圃場試験において
は、シリカゲル（フジシリカゲルＡ形）は水田にほぼ均
一に散布したが、イネの苗床へシリカゲルを敷設し、そ
の後この苗床ごと栽培土壌に植えてもよく、この場合に
も同様の効果が得られる。あるいは、同シリカゲルを微
粉末の状態で水田用の水に浮遊させてもよく、この場
合、シリカゲルは自ら拡散して広範囲に分散しその後自
ら吸水して沈降しつつケイ酸を水中に溶出することによ
って、ケイ酸がイネ科植物に吸収されその生長を促進さ
せる。

【００５１】あるいは、同シリカゲルを水田用の水の１
又は数カ所に局所的に配置してもよく、この場合、シリ
カゲルは自らケイ酸を水中に溶出させてそのケイ酸が水
田全体に拡散することによって、ケイ酸がイネ科植物に
吸収されその生長を促進させる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ケイ酸溶出試験の結果を表すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリカゲル又はシリカゾルを主成分とす
ることを特徴とする肥料。
【請求項２】イネ科植物に用いることを特徴とする請
求項１記載の肥料。
【請求項３】前記シリカゲル又はシリカゾルは、水に
投入してから２４時間以内にケイ酸濃度が５ｐｐｍ以上
となることを特徴とする請求項１又は２記載の肥料。
【請求項４】前記シリカゲル又はシリカゾルは、水に
投入してから２４時間以内にケイ酸濃度が１５ｐｐｍ以
上となることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記
載の肥料。
【請求項５】病原菌及び害虫の予防に用いることを特
徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の肥料。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載の肥料を
イネ科植物を栽培する土壌に散布することによってイネ
科植物の成長を促進させることを特徴とする肥料の使用
方法。
【請求項７】請求項１〜５のいずれかに記載の肥料を
微粉末の状態で水に浮遊させることにより、自ら拡散し
て広範囲に分散しその後自ら吸水して沈降しつつケイ酸
を水中に溶出することによってイネ科植物の生長を促進
させることを特徴とする肥料の使用方法。
【請求項８】請求項１〜５のいずれかに記載の肥料を
イネ科植物の苗床へ敷設し、その後この苗床ごと栽培土
壌に植えることを特徴とする肥料の使用方法。
【請求項９】請求項１〜５のいずれかに記載の肥料を
水田用の水の１又は数カ所に局所的に配置することによ
り、自らケイ酸を水中に溶出させて水田全体に拡散させ
ることによってイネ科植物の生長を促進させることを特
徴とする肥料の使用方法。