JPH1161119A - 酸性重粘質土壌用改良材 - Google Patents

酸性重粘質土壌用改良材

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JPH1161119A
JPH1161119A JP9224544A JP22454497A JPH1161119A JP H1161119 A JPH1161119 A JP H1161119A JP 9224544 A JP9224544 A JP 9224544A JP 22454497 A JP22454497 A JP 22454497A JP H1161119 A JPH1161119 A JP H1161119A
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JP
Japan
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soil
particle size
slag
improver
coal ash
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Pending
Application number
JP9224544A
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English (en)
Inventor
Masashi Maruyama
雅志 丸山
Junji Suetsugu
純二 末次
Takashi Kato
尭 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Corp
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Corp
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 酸性重粘質土壌を改善すること。 【解決手段】 整粒した高炉スラグ、転炉スラグ等の鉄
鋼スラグ及び/または石炭灰を基本原料とするか、必要
によりこれを砕石及び砂から選択される少なくとも1つ
と組合せてなる土壌改良材。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、土壌改良材に関する。
さらに詳しくは粒度調整した鉄鋼スラグ及び/または石
炭灰からなる、あるいはそれに砂及び砕石のうちの少な
くとも1つをさらに組合せてなり、そして必要に応じて
有機質肥料及び/または化学肥料を加えた土壌用改良材
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、高炉スラグは珪酸肥料原料とし
て、転炉スラグは鉄分肥料原料として用いられている。
しかし、これらは鉄分放出促進のため粉砕され肥料原料
として使用され、土壌物理性の改善には寄与しない。
【0003】連作している水田、畑では化学肥料の施用
と作物の特定養分吸収によりイオンバランスが崩れ、酸
性へとpHがシフトしていく。過度にpHが酸性に傾い
た土壌の中和あるいは世界各地に点在する酸性土壌の中
和には、通常石灰等が施用される。しかし、石灰は比較
的水に溶けやすく一過的に過剰な濃度となる。過剰な石
灰は雨水・灌水などにより下層へ流出し、連続施用する
と苦溶性のカルシウム化合物が作土の下層に蓄積・硬化
し作物の根の侵入を阻害し生育不良を招くことが問題と
なっている。
【0004】埴壌土から重埴土のような重粘質土壌の改
良には種々の土壌改良材が提案されているが、それらは
土壌の物理性の改善のみを目的として使用される。例え
ば、特開昭60−5088号明細書にはクロム鉱石を主
原料として炭材およびフラックスを加えクロム分鉄分を
還元溶融分離させ、(CaO+1.39MgO)/(S
iO2+1.18Al23)=0.7〜1.2、Al2
3=17〜22%の成分条件で製造するスラグを土壌改
良材として使用することが開示されているが、還元、溶
融分離する製造法のため製造コストが高いことおよびA
23分が高いため高濃度のアルミイオンの溶出による
作物の根腐れの問題がある。また、特開平4−5988
9号明細書には耐火粘土15〜30%、残部微粉砕した
製鉄、製鋼スラグからなる混合物を焼成し徐冷してなる
スラグを用いた土壌改良材が開示されているが、この方
法も焼成するため製造コストが高く、また土壌に対応し
た成分調整が困難であり、物理性の改善が可能か不明等
の問題がある。一方、特開平1−168791号明細書
には鉄鋼スラグに酸性化材および肥料を配合してなる芝
草用土壌改良材が開示されているが、酸性化材を配合し
ているため鉄鋼スラグのアルカリ特性が消され中和され
てしまい、日本等に多い酸性質土壌には適さない。さら
には実施例でスラグの粒度が2mm以下になっており、
粘土質土壌においては物理性(透水性および肥料分の吸
収性能)改善がほとんど認められない等の問題がある。
さらに、特開昭56−109281号明細書ではAlイ
オンとNH4イオン、有機酸との組み合わせによる重粘
質土壌改良材が提案されているが、長期的には植物によ
り有機酸が吸収されることでイオンバランスが変わり、
Alイオンによる土壌pHの低下が問題となる。窒素、
リン酸、カリウム等主要要素は肥料の施用により充足さ
れるが、今まであまり着目されていないマンガン、亜鉛
等微量要素の連作による不足に対しては充足されること
が少なく、それらが枯渇した土壌が増加している。例え
ば、特開昭53−17157号明細書で開示されている
高炉水砕スラグを主材とする芝生用土壌改良材があるが
一般に高炉水砕スラグの主要成分はSiO2、CaO、
Al23等であり、マンガン、鉄等植物の生長に必要な
微量要素が少なく、結果として微量要素が枯渇したよう
な畑、水田への単独施用ではあまり効果が見込めない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】重粘質土壌は耕耘作業
が極めて困難であり、耕耘後も降雨や灌水により再び粘
着固化し水および空気の流通が殆ど不可能な状態とな
り、作物の栽培が著しく阻害される。さらに、固化した
土壌が乾燥すると地中深くまで亀裂が進み作物の根を切
断し生育を阻害する。これは土壌の粒度分布が極端に細
かいものに傾いているためであり、適度な粒度分布へ改
善することにより作物の栽培が可能となる。
【0006】また、土壌の性質、化学肥料を使った連作
により酸性土壌は年々増加しており問題となっている。
このような酸性土壌では作物の生育が著しく阻害され
る。pH調節を目的とした石灰施用は作土下層の硬化を
もたらす。これは一過的に過剰に溶解したカルシウムに
よるものである。固化を防止するためには石灰の施用を
数回に分ける必要があるが、作物の根が伸長する作土の
全層を中和するためは表層への施用だけでは不十分であ
り、作物栽培中の施用は実質困難である。従って、長期
にわたるpH調整能力を持つ土壌改良材の開発が必要と
される。
【0007】連作により枯渇した微量要素は通常の施肥
では充足されず、微量元素に配慮した施用手段が必要と
なる。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは弊害の少な
い酸性土壌の中和、重粘質土壌の物理性の改善、枯渇し
た微量元素の補給を同時に行えるような土壌改良材につ
いて鋭意研究を進めてきた。
【0009】その結果、酸性重粘質土壌の物理性の改善
には、一般に30mm以下に粒度調整した高炉スラグ、
転炉スラグ等の鉄鋼スラグ及び/または石炭灰を使用す
るか、あるいはそのような粒度調整スラグ及び/または
石炭灰を砕石及び砂のうちの少なくとも1つと組合せて
使用すると、土壌の粒度分布を適正化し、土壌のひび割
れを減少させ、透水性、通気性、耕耘容易性等の改善を
はかれることが明かとなった。
【0010】また、30mm以下に粒度調整した鉄鋼ス
ラグから徐々にかつ長期的に溶出するカルシウムにより
土壌pHの調整が可能となる。
【0011】さらに、本土壌改良材より溶出する栄養元
素としては、高炉スラグより珪酸、マグネシウム等、鉄
鋼スラグより鉄、マグネシウム、リン酸、マンガン、亜
鉛等微量元素、石炭灰より珪酸、鉄、ホウ素等微量元素
が土壌に供給される。
【0012】なお、30mm以上では土壌の耕耘に支障
をきたし、全て2mm以下では粘土質土壌において透水
性及び肥料分の吸収性能が劣ること、またカルシウム、
鉄、マグネシウム等の過剰な溶出が生じ、溶出持続性が
劣る等の問題がある。
【0013】かくして本発明は、最大粒径30mm、平
均粒径が2〜30mmの範囲内になるように整粒した鉄
鋼スラグ及び/または石炭灰からなるか;またはそれに
さらに砂及び砕石のうちの少なくとも1つを組合せてな
る;酸性重粘質土壌用改良材を提供する。なお本発明の
土壌用改良材における高炉スラグ、転炉スラグ、石炭
灰、砕石、砂の配合比率ならびに改良材の使用量は、改
良すべき土壌の性状、作物の種類、気候等に応じて容易
に最適化することができる。本土壌改良材は粒度調整し
た鉄鋼スラグ及び/または石炭灰を主原料とするか、さ
らにこれに砂または砕石を加えてあることから、重粘質
土壌へ施用することで土壌の粒度分布を改善し、耕耘を
容易にし、再固化を抑制する働きを持つ。その結果、土
壌の透水性、通気性の改善を行なうことができる。特定
の地域の土壌条件及び予定作物に必要とされる適当な肥
料を、予め本土壌改良材に適量配合し施用するのが好都
合である場合がある。
【0014】また、土壌の酸性度合いに応じて鉄鋼スラ
グから徐々に溶出するカルシウムにより本土壌改良材は
長期的に安定した土壌のpH調節作用を持つ。カルシウ
ムの溶出速度は鉄鋼スラグの表面積に比例し作用の緩効
化には粒度調整が必須である。このことで土壌下層を固
化させることなくpH調整を行うことが可能となり、ま
た、この効果は最低数年以上は持続する。
【0015】本土壌改良材の主要原料である鉄鋼スラ
グ、石炭灰からはカルシウム、マグネシウム、鉄、リン
酸、ケイ酸、マグネシウム、マンガン、亜鉛、ホウ素等
植物の生育に必要な元素特に微量元素についても多く含
みそれらを徐々に溶出する。従って、連作により不足す
る微量元素をpHの調整作用同様、少なくとも数年にわ
たる長期間供給することが可能となる。
【0016】本発明の構成、作用、効果を例示するため
に以下に実用試験を実施例として示す。
【0017】〈実施例〉本実施例の一連の実験は、鹿児
島県から沖縄県地方にかけて点在する酸性重粘質土壌か
らなる耕作地から選択した区画で実施した。ここで使用
した区画の土壌はpH4.5前後を示し、粘土に小礫を
少量含んでいる。この土壌はほとんど通水性、通気性を
示さず、農耕機による耕耘も困難である。また乾燥する
と煉瓦のように固化し、ひび割れを生じ植物の根を切断
する。このような土壌では一般的な農芸作物の栽培は困
難であり、通常は主としてサトウキビが栽培されてい
る。
【0018】この試験区画を分割して、配合比(1)〜(1
6)の処理(肥料及び土壌改良材)を実施した。土壌改良
材は地表から50cmの深さまでの全層に均一となるよ
うに混合した。
【0019】これらの分割域にサントウサイ及びホンレ
ンソウを播種し、播種後40日目の草丈を測定した。土
壌の物理性の改善の指標として、ひび割れの発生度合い
を見た。ひび割れの幅、長さ、深さ、場合によりひび割
れパターン等を観察して評価した。土壌のpHを測定
し、酸性緩和状態を見た。表1に示した配合比は現地
サトウキビの栽培条件として一般的に採用されているも
のであり、この処理区を対照区とした。使用堆肥はサト
ウキビ絞りかすを利用したものであり、、、及び
で使用した。化学肥料(N15−P15−K15)は
を除く全処理区で100kg/10aの割合で使用し
た。のみ苦土石灰を200kg/10aの割合で使用
した。
【0020】土壌改良材において用いた高炉水砕スラ
グ、転炉スラグ及び石炭灰は、それぞれに最大粒径10
mm、平均粒径3mmに整粒したものであり、表2に示
した化学成分を有していた。配合比の場合を例として
説明すると、土壌改良材は堆肥40%、高炉水砕スラグ
40%及び転炉スラグ20%からなり、これを土壌に対
し25%投入した。これらの処理混合比及び試験結果を
まとめて表1に示す。
【0021】土壌の乾燥時のひび割れの発生度合は、改
良材5%の使用()で対照区と比較して、ひび割れ
の幅、長さ及び深さのいずれも可成り減り、改良材5〜
10%の使用でひび割れは明かに減少し、土壌の透水性
も向上し、移植ゴテで容易に耕耘することが可能とな
り、移植ゴテへの粘着量も著しく減少した。ただし改良
材が35%を越えると土壌粒度分布が粗い方に偏り、保
水性が可成りの低下傾向を示してくる。従って土壌の物
理性の改善の面から、土壌改良材は5〜35%、好まし
くは10〜20%で使用されるが、個々の土壌の性状に
よって、及び作物の種類によって最適量は決定できる。
【0022】pHについては、対照区の酸性pH5.
1と比較して、いずれの場合も酸性が弱まり、5.8
(最低)から、9.3(最高)の値を示し、中和が効果
的に達成されたことが判る。
【0023】サントウサイ及びホンレンソウの栽培試験
では、配合比及びのサントウサイを除き、その他の
すべてにおいて、対照区よりも著しく良好な生長(播
種40日後測定)を示した。及びではpHが9.0
及び9.3とやや高かったことが原因と考えられるもの
の、そのようなpHで順調に生長する他の栽培作物のた
めに及びは適当である。
【0024】
【表1】
【0025】
【表2】
【0026】
【発明の効果】本発明の土壌改良材および土壌改良方法
は次のような効果を並行的に奏する。 (1) 酸性土壌の中和と重粘質土壌の粒度分布改善に
よる透水性、通気性の向上、適切な水分保持性、無機養
分、特に微量元素の供給効果を同時に満足できる。 (2) 含有させる鉄鋼スラグあるいは土壌への配合量
を変えることにより、土壌中和効果及び粒度分布を調整
可能である。 (3) 耕耘した土壌を再粘着固化させず、乾燥時の土
壌の亀裂発生を防止できる。また、耕耘が容易な土壌状
態へ改善することができる。 (4) 土壌微生物、殊に好気性微生物の増殖環境を改
善し、有機物分解による土壌の肥沃化を促進する。 (5) 上記効果の総合的な結果として作物の生長を促
進、収量増加を可能とする。
【手続補正書】
【提出日】平成9年10月14日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項2
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】さらに、本土壌改良材より溶出する栄養元
素としては、高炉スラグより珪酸、マグネシウム等、製
鋼スラグより鉄、マグネシウム、リン酸、マンガン、亜
鉛等微量元素、石炭灰より珪酸、鉄、ホウ素等微量元素
が土壌に供給される。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0020
【補正方法】変更
【補正内容】
【0020】土壌改良材において用いた高炉スラグ、転
炉スラグ及び石炭灰は、それぞれに最大粒径10mm、
平均粒径3mmに整粒したものであり、表2に示した化
学成分を有していた。配合比の場合を例として説明す
ると、土壌改良材は堆肥40%、高炉スラグ40%及び
転炉スラグ20%からなり、これを土壌に対し25%投
入した。これらの処理混合比及び試験結果をまとめて表
1に示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 尭 東京都千代田区一ツ橋2−1−1 住友商 事株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 最大粒径30mm、平均粒径が2〜30
    mmの範囲内になるように整粒した鉄鋼スラグ及び/ま
    たは石炭灰からなる、酸性重粘質土壌用改良材。
  2. 【請求項2】 鉄鋼スラグ及び石炭灰からなる請求項1
    の土壌改良材。
  3. 【請求項3】 さらに砂及び砕石のうちの少なくとも1
    つを含む請求項1または2の土壌改良材。
  4. 【請求項4】 さらに肥料を加えてなる請求項1、2ま
    たは3の土壌改良材。
JP9224544A 1997-08-21 1997-08-21 酸性重粘質土壌用改良材 Pending JPH1161119A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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