WO2020196639A1 - 土壌流出防止材及び土壌流出防止方法 - Google Patents

土壌流出防止材及び土壌流出防止方法 Download PDF

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WO2020196639A1
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humic acid
emulsion
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利治 一條
一馬 本田
佐藤　大雅
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デンカ株式会社
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    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K17/00—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
    • C09K17/14—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing organic compounds only
    • C09K17/18—Prepolymers; Macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C09K17/18—Prepolymers; Macromolecular compounds
    • C09K17/32—Prepolymers; Macromolecular compounds of natural origin, e.g. cellulosic materials

Definitions

  • the present invention relates to a soil erosion preventive material.
  • the present invention relates to, for example, a soil erosion preventive material that promotes the growth of crops and prevents soil erosion, and a soil erosion prevention method.
  • plants other than the target crop are generally treated as weeds, so there are many places where the ground surface is exposed.
  • Such cultivated land has problems of soil erosion and soil erosion, such as the surface soil being eroded by rainfall and the like, and the surface soil flowing at the same time as rainwater.
  • the spilled soil inhibited the growth of rivers and marine organisms due to water pollution and soil sedimentation. Therefore, a method has been adopted in which a vegetation zone (green belt) is installed around the cultivated land to control the soil erosion, and the soil flowing on the surface layer is caught by the green belt to reduce the soil erosion.
  • a water-soluble emulsion has been used in which a vinyl-based monomer such as an acrylic acid ester or ethylene that can be copolymerized with vinyl acetate is copolymerized to form an internally plasticized and relatively flexible film. ..
  • a vinyl-based monomer such as an acrylic acid ester or ethylene that can be copolymerized with vinyl acetate
  • an emulsifier such as an anionic, cationic or nonionic surfactant is used, or an emulsifier such as a nonionic surfactant is used.
  • PVA polyvinyl alcohol
  • a soil erosion inhibitor containing a synthetic resin emulsion wherein the water content of the emulsion is adjusted so that the solid content is 30 to 70% by mass and the solid content in the emulsion is 40% by mass.
  • a soil erosion inhibitor having a viscosity measured at 30 ° C. of 50 mPa ⁇ s or less has been proposed (see Patent Document 2).
  • a humic acid extract having a total organic carbon concentration of 20,000 mg / L or more in the pH range of 5.0 to 7.0 has been proposed (see Patent Document 3).
  • the main components are fine powder of ripe compost or peat moss humic acid material and fine powder of aluminosilicate mineral with permanent negative charge, and these are fine powder of clay material, and montmorillonite, carboxymethyl cellulose, polyvinyl alcohol,
  • a soil for crop cultivation has been proposed, which is characterized by adding a binder composed of any of lignin, kneading and granulating (see Patent Document 4).
  • JP-A-57-59983 International Publication No. 2015/122333 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-71522 Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-79714
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a soil erosion preventive material that increases the yield of crops.
  • the present invention is an emulsion which is one or more of the group consisting of a synthetic resin emulsion and a biodegradable resin emulsion, and a soil erosion preventive material containing humic acid having a melanic index of 1.5 to 3.0.
  • the present invention also provides soil erosion containing one or more of the group consisting of synthetic resin emulsions and biodegradable resin emulsions, polyvinyl alcohol and humic acid having a melanic index of 1.5 to 3.0. It is a preventive material.
  • the present invention is a soil erosion preventive material containing polyvinyl alcohol and humic acid having a melanic index of 1.5 to 3.0.
  • the present invention is a soil erosion prevention method in which any of the above soil erosion prevention materials is sprayed on the soil.
  • the present invention can provide a soil erosion preventive material that increases the yield of crops.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a field in which the test of the present invention was carried out.
  • Embodiments of the present invention are, for example, the following (1) to (3).
  • a soil erosion preventive material containing one or more emulsions in the group consisting of synthetic resin emulsions and biodegradable resin emulsions and humic acid is, for example, the following (1) to (3).
  • a soil erosion preventive material containing one or more emulsions in the group consisting of synthetic resin emulsions and biodegradable resin emulsions and humic acid is one or more of the group consisting of synthetic resin emulsions and biodegradable resin emulsions.
  • Soil erosion preventive material containing polyvinyl alcohol and humic acid is one or more of the group consisting of synthetic resin emulsions and biodegradable resin emulsions.
  • the emulsion used in this embodiment is one or more of the group consisting of a synthetic resin emulsion and a biodegradable resin emulsion (hereinafter, may be simply referred to as an emulsion).
  • a synthetic resin emulsion used in this embodiment a water-soluble emulsion (hereinafter, also referred to as a water-soluble emulsion) is preferable.
  • aqueous resin used for the water-soluble (hereinafter sometimes referred to as aqueous) emulsion examples include vinyl acetate polymer, vinyl acetate copolymer, (meth) acrylic acid ester, styrene- (meth) acrylic acid ester copolymer, and the like.
  • examples thereof include styrene-butadiene copolymers, vinylidene resins, polybutene resins, (meth) acrylonitrile-butadiene resins, (meth) acrylate-butadiene resins, asphalt, epoxy resins, urethane resins, and silicon resins.
  • the vinyl acetate copolymer a copolymer of vinyl acetate and an ethylenically unsaturated monomer is preferable.
  • the ethylenically unsaturated monomers ethylene is preferable.
  • a copolymer of vinyl acetate and an ethylenically unsaturated monomer is preferable, and an ethylene-vinyl acetate copolymer is more preferable.
  • Examples of the ethylenically unsaturated monomer copolymerizable with vinyl acetate include olefins such as ethylene, propylene and isobutylene, halogenated olefins such as vinyl chloride, vinyl fluoride, vinylidene chloride and vinylidene fluoride, vinyl formate, and the like.
  • Vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl versatic acid, (meth) acrylic acid, methyl (meth) acrylic acid, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylic acid , Dodecyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid esters such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, dimethylaminoethyl (meth) acrylate and quaternized products thereof, (meth) acrylamide-based monomers and Examples thereof include sodium salts, styrene-based monomers, N-vinylpyrrolidone, and diene monomers. Of these, olefins are preferred. Among the olefins, ethylene is preferable.
  • the ethylene-vinyl acetate copolymer emulsion refers to an emulsion using an ethylene-vinyl acetate copolymer (hereinafter referred to as EVA) as a polymer.
  • EVA ethylene-vinyl acetate copolymer
  • the glass transition temperature of the EVA polymer is preferably 20 ° C. or lower, more preferably 10 ° C. or lower.
  • the glass transition temperature of the EVA polymer is preferably ⁇ 50 ° C. or higher, more preferably ⁇ 10 ° C. or higher.
  • the glass transition here refers to a change in which a substance such as glass, which is liquid at high temperatures, rapidly increases in viscosity in a certain temperature range due to a temperature drop, loses almost fluidity, and becomes an amorphous solid.
  • the method for measuring the glass transition temperature is not particularly limited, but generally refers to the glass transition temperature calculated by thermogravimetric measurement, differential scanning calorimetry, differential thermal measurement, and dynamic viscoelasticity measurement. Of these, dynamic viscoelasticity measurement is preferred.
  • EVA emulsions are usually used in liquid form, but powder type can also be used.
  • biodegradable resin emulsion examples include polylactic acid, polycaprolactone, polyhydroxyalkanoate, polyglycolic acid, modified polyvinyl alcohol, casein, and modified starch resin. Etc. (hereinafter referred to as biodegradable resin). Of these, polylactic acid is preferred.
  • the glass transition temperature of the biodegradable resin is preferably 20 ° C. or lower, more preferably 10 ° C. or lower.
  • the glass transition temperature of the biodegradable resin is preferably ⁇ 50 ° C. or higher, more preferably ⁇ 10 ° C. or higher.
  • the humic acid used in this embodiment includes humic acid and humic acid salt.
  • humic acid include naturally produced natural humic acid such as peat and weathered charcoal, artificial humic acid artificially produced by nitrate oxidation of subcarbon, and natural humic acid or artificial humic acid such as sodium and potassium.
  • examples thereof include humic acid salts neutralized with alkaline substances such as ammonia, calcium and magnesium.
  • the humic acid include humic acid, nitrohumic acid, ammonium humate, calcium humate, magnesium humate, ammonium nitrohumate, calcium nitrohumate, magnesium nitrohumate and the like.
  • a humic acid extract is preferable, but a finely pulverized product having a median diameter of 1 to 10 ⁇ m can also be used.
  • a humic acid extract for example, a humic acid extract having a pH of 5.0 to 7.0 and a total organic carbon concentration of 20,000 mg / L or more can be used.
  • a humic acid extract having a total organic carbon concentration of 100,000 mg / L or less can be used.
  • the humic acid according to this embodiment is characterized by having a melanic index (hereinafter referred to as "MI") of 1.5 to 3.0.
  • MI melanic index
  • MI is an index used for classification of humic acid, and is a ratio of absorbances (A 450 / A 520 ) of the absorption spectrum of the sodium hydroxide extract at wavelengths of 450 nm and 520 nm.
  • the MI according to the present embodiment is calculated by the following method.
  • the sample is crushed into a 250 ⁇ m sieve using a mortar and a 250 ⁇ m sieve. About 10 g of it is placed in a weighing bottle having a known mass and weighed precisely. The weighing bottle is left in a dryer maintained at a temperature of 105 ° C. for about 12 hours, and then returned to room temperature in a desiccator and then weighed again.
  • the water content of the sample is determined by regarding the mass reduction as water.
  • the absorbance at 450 nm is 1.0 or more
  • add a 0.1 mol / L sodium hydroxide aqueous solution to adjust the absorbance to 0.8 or more and less than 1.0, and then measure the absorbance at 520 nm. To do.
  • the ratio of (absorbance at 450 nm / absorbance at 520 nm) is calculated and used as MI.
  • the MI is 1.5 or more, it has a sufficient active group such as an alcoholic hydroxyl group or a methoxyl group, so that a soil improvement effect can be expected.
  • MI 3.0 or less, excessive oxidation reaction is suppressed, leading to reduction of nitric acid cost.
  • the increase or decrease of MI from 1.5 to 3.0 can be performed by increasing or decreasing the amount of nitric acid during the production of humic acid, and increasing the amount of nitric acid increases MI.
  • the MI of natural humic acid that is not nitrate-oxidized is about 1.7 or less.
  • humic acid with a MI of 2.0 or less is used when a more soil improvement effect is expected.
  • the MI of humic acid is 2.0 or more, it shows activity against crops.
  • the quality of humic acid can be selected according to the purpose of use.
  • humic acid an extract of humic acid was used in Patent Document 3 and the like, but since the nozzle diameter at the time of emulsion spraying is large, it is also possible to use a finely pulverized product having a median diameter of 1.0 to 10.0 ⁇ m. ..
  • the amount of humic acid used in this embodiment has little effect on physical properties such as the viscosity of the emulsion shown below.
  • polyvinyl alcohol may be used.
  • the polyvinyl alcohol (PVA) of the present embodiment is used, for example, as a dispersant for a water-soluble emulsion.
  • the average degree of polymerization of PVA is preferably 100 to 4000, more preferably 1000 to 3500, and most preferably 2000 to 3000. Since the emulsifying dispersion force of PVA increases as the average degree of polymerization increases, polyvinyl alcohol having an appropriate average degree of polymerization may be used so that an emulsion having a desired dispersibility can be obtained.
  • the degree of saponification of polyvinyl alcohol is preferably 70% or more, more preferably 80 to 95%, in terms of improving water solubility.
  • the average degree of polymerization and the degree of saponification of PVA referred to here are values measured by a method according to JIS K 6726.
  • the amount of each component used is as follows. In the case of a soil erosion preventive material containing an emulsion and humic acid, or in the case of a soil erosion preventive material containing an emulsion, polyvinyl alcohol and humic acid, the amount of humic acid used should be 100 parts by mass (solid content) of the emulsion. On the other hand, in terms of solid content, 0.01 to 5 parts by mass is preferable, 0.01 to 3 parts by mass is more preferable, and 0.1 to 3 parts by mass is most preferable.
  • the amount of humic acid used is 0 in terms of solid content with respect to 100 parts by mass (solid content) of polyvinyl alcohol. It is preferably 0.01 to 5 parts by mass, more preferably 0.1 to 3 parts by mass.
  • the amount of PVA used is preferably 0.5 to 20 parts by mass in terms of solid content with respect to 100 parts by mass (solid content) of the emulsion. More preferably, 1 to 10 parts by mass.
  • the content of the emulsion, polyvinyl alcohol and humic acid in 100% by mass of the soil erosion preventive material is as follows in terms of solid content. It is a street.
  • the content of the emulsion is preferably 80 to 98.5% by mass, more preferably 93 to 98% by mass.
  • the content of polyvinyl alcohol is preferably 0.3 to 20% by mass, more preferably 2 to 7% by mass.
  • the content of humic acid is preferably 0.005 to 8% by mass, more preferably 0.5 to 2% by mass.
  • Soil erosion prevention material is diluted with water before use.
  • the solid content concentration of the soil erosion preventive material is preferably 5 to 45% by mass, more preferably 5 to 20% by mass.
  • the solid content concentration is 5% by mass or more, the effect is enhanced.
  • the solid content concentration is 45% by mass or less, the viscosity becomes low, and the soil erosion preventive material can be easily sprayed.
  • the soil erosion preventive material may be used alone for the soil to be protected, or may be mixed with the soil mixed with seeds, fertilizers and the like.
  • the method of using the soil erosion preventive material on the target surface and examples thereof include spraying and spraying.
  • the amount (solid content) of the soil erosion preventive material used is preferably 100 to 5000 g / m 2 and more preferably 250 to 1000 g / m 2 per 1 m 2 of the field.
  • This embodiment has an excellent effect when the soil is red soil. For example, on subtropical islands such as Okinawa, heavy rainfall could erode red soil from construction sites and farmlands and cause it to flow out into rivers and the ocean, adversely affecting the water quality environment.
  • This embodiment prevents the outflow of red soil to prevent pollution of rivers and oceans, protects the growth of plants, and has durability, weather resistance, workability, and soil erosion under harsh weather conditions. The prevention effect can be improved.
  • red clay when the physical properties of red clay are as follows, it has an excellent effect.
  • examples of the red soil described below include Kunigami merged soil.
  • red clay When red clay is acidic. For example, when the pH of red clay is 4 or more and 6 or less.
  • red clay contains a large amount of iron.
  • ferric oxide when the content of ferric oxide is 5% by mass or more and 15% by mass or less.
  • red clay contains a large amount of aluminum.
  • the content of aluminum oxide is 10% by mass or more and 20% by mass or less.
  • red soil has been described, but there is a concern that even black soil and brown lowland soil may flow out due to conditions such as slope.
  • the present embodiment is mainly described with red clay, the effect of the present embodiment is not limited to red clay. This embodiment can also be used for Andosols, brown lowland soils, and the like.
  • the term "field" in the following experimental examples refers to the following fields provided for explaining the experimental examples.
  • the outline is shown in FIG.
  • the runoff water 2 includes surface running water flowing on the surface layer of the field and soil washed away by the water.
  • the soil 4 in the field is red soil (pH 5, ferric oxide content 8% by mass, aluminum oxide content 18% by mass).
  • sugarcane was cultivated at the same time as the construction test and soil erosion prevention test, and the yield of sugarcane was also tested.
  • Example 1 100 parts by mass (solid content) of synthetic resin emulsion, 5 parts by mass (solid content) of PVA, and 0.5 part by mass (solid content) of humic acid having a melanic index of 2.2 were mixed, and the soil erosion prevention material obtained was obtained.
  • the tests described below were performed and their evaluations are shown in Table 1.
  • ⁇ Good growth and yield of sugarcane (yield index is 103 or more compared to the conventional plot without soil erosion prevention material)
  • Yield index is 103 or more compared to the conventional plot without soil erosion prevention material
  • Yield index is less than 103 and 95 or more compared to the conventional plot without soil erosion prevention material
  • ⁇ Growth and yield of sugarcane (yield index is less than 95 compared to the conventional plot without soil erosion prevention material)
  • Example 9 Comparative Example 4
  • the composition of the soil erosion preventive material and the amount of the soil erosion preventive material sprayed were changed to the amounts shown in Table 1.
  • the same tests as in Example 1 were performed for these examples, and the evaluation results are shown in Table 1.
  • the biodegradable resin emulsion a polylactic acid resin emulsion (solid content 40% by mass, glass transition temperature 0 ° C., manufactured by Miyoshi Oil & Fat Co., Ltd.) was used as the biodegradable resin emulsion.
  • Comparative Example 1 In Comparative Example 1, the composition of the soil erosion preventive material and the amount of the soil erosion preventive material sprayed were changed to those shown in Table 1. The same test as in Example 1 was also performed for Comparative Example 1, and the evaluation results are shown in Table 1.
  • Example 7 In Example 7, the composition of the soil erosion preventive material and the amount of the soil erosion preventive material sprayed were changed to those shown in Table 1. The same test as in Example 1 was also performed in Example 7, and the evaluation results are shown in Table 1.
  • Example 8 100 parts by mass (solid content) of PVA and 1 part by mass (solid content) of humic acid were mixed, and the same test as in Example 1 was performed on the obtained soil erosion preventive material, and the evaluations are shown in Table 2. In Example 8, no emulsion was used.
  • Comparative Examples 2-3 In Comparative Examples 2 and 3, the composition of the soil erosion preventive material and the amount of the soil erosion preventive material sprayed were changed to the amounts shown in Table 2. The same tests as in Example 8 were performed for these examples, and the evaluation results are shown in Table 2.
  • the present embodiment containing an emulsion and humic acid increases the yield of crops (comparison between Examples 1-7 and 9 and Comparative Examples 1 and 4).
  • PVA is used in addition to the emulsion and humic acid
  • the workability is increased and the effect of preventing soil erosion is also improved (comparison between Examples 1 to 6 and Example 7).
  • the amount of the soil erosion preventive material is 300 to 1000 g / m 2 , the effect is increased (comparison between Examples 1 to 4 and Examples 5 to 6).
  • the present embodiment containing polyvinyl alcohol and humic acid has an effect of increasing the yield of crops and preventing soil erosion (comparison between Example 8 and Comparative Examples 2 and 3). This embodiment has an excellent effect by using humic acid having a melanic index of 1.5 to 3.0.
  • the present embodiment can provide a soil erosion preventive material which has an effect of promoting the growth of vegetation, has excellent water resistance, suppresses soil erosion, and promotes water permeability.
  • This embodiment is suitable for preventing soil erosion of cultivated land and soil erosion of green areas with poor grass vigor.
  • This embodiment has the effect of promoting the growth of cultivated crops and increasing the production amount (harvest amount), thereby improving the cultivator's motivation for production, preventing soil erosion, and reducing the burden on the environment. it can.
  • This embodiment has an excellent effect when the soil is red soil.
  • the soil erosion preventive material of the present embodiment not only prevents soil erosion, but also improves the productivity of crops on farmland.

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Abstract

合成樹脂エマルジョンと生分解性樹脂エマルジョンからなる群のうちの１種以上であるエマルジョン及びメラニックインデックスが１．５～３．０の腐植酸を含有する土壌流出防止材。合成樹脂エマルジョンと生分解性樹脂エマルジョンからなる群のうちの１種以上であるエマルジョン、ポリビニルアルコール及びメラニックインデックスが１．５～３．０の腐植酸を含有する土壌流出防止材。ポリビニルアルコール及びメラニックインデックスが１．５～３．０の腐植酸を含有する土壌流出防止材。

Description

土壌流出防止材及び土壌流出防止方法
　本発明は、土壌流出防止材に関する。本発明は、例えば、作物の生育を促進し、土壌流出を防止する土壌流出防止材及び土壌の流出防止方法に関する。
　農耕地では目的とする作物以外の植物は、一般的に雑草として処理するため地表が剥き出しになっている場所が多い。そのような耕作地は降雨等により表面の土壌が侵食され、雨水と同時に表層の土壌が流れるといった、土壌浸食及び土壌流出の課題があった。流出した土壌は水質汚濁や土壌堆積により、河川及び海洋生物の生育を阻害していた。
　そこで、耕作地の周囲に土壌流出を抑制するための植生帯（グリーンベルト）を設置して、表層を流れた土壌をグリーンベルトで捕まえ土壌の流出を減少させる方法が取られてきた。
　更に、土木現場等で土壌の流出防止のために土壌の表面に合成樹脂を散布し皮膜を作ることにより、雨水が樹脂表面上を流れ降雨による土壌表面の侵食を防ぐ方法がとられている。
　合成樹脂としては、酢酸ビニルと共重合し得るアクリル酸エステル、エチレン等のビニル系単量体を共重合し、内部可塑化された比較的柔軟な皮膜を形成する水溶性エマルジョンが用いられてきた。
　この水溶性エマルジョンを製造するに当たっては、酢酸ビニルと疎水性の高い上記ビニル系単量体を安定に共重合するために、アニオン系、カチオン系、ノニオン系界面活性剤等の乳化剤の使用、若しくはポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡ）等の水溶性高分子の保護コロイドの使用が必要であった（特許文献１参照）。
　合成樹脂エマルジョンを含む土壌侵食防止剤であって、前記エマルジョンは、固形分率が３０～７０質量％であり、且つ前記エマルジョン中の固形分率が４０質量％になるように水分量を調整した上で、３０℃で測定した粘度が５０ｍＰａ・ｓ以下である、土壌侵食防止剤が提案されている（特許文献２参照）。
　ｐＨ５．０～７．０の範囲で、全有機炭素濃度が２０，０００ｍｇ／Ｌ以上である腐植酸抽出液が提案されている（特許文献３参照）。
　完熟堆肥又はピートモス腐植酸質資材の微粉末と、永久陰荷電を有するアルミノ珪酸塩鉱物の微粉末とを主成分とし、これらに粘土質資材の微粉末、およびモンモリロナイト、カルボキシメチルセルローズ、ポリビニルアルコール、リグニンのいずれかからなるバインダーを加え、混練、造粒してなることを特徴とする作物栽培用用土が提案されている（特許文献４参照）。
特開昭５７－５９９８３号公報 国際公開第２０１５／１２２３３３号公報 特開２０１７－７１５２２号公報 特開昭６２－７９７１４号公報
　本発明が解決しようとする課題は、作物の収穫量を増大する土壌流出防止材を提供することである。
　本発明は、合成樹脂エマルジョンと生分解性樹脂エマルジョンからなる群のうちの１種以上であるエマルジョン及びメラニックインデックスが１．５～３．０の腐植酸を含有する土壌流出防止材である。
　また、本発明は、合成樹脂エマルジョンと生分解性樹脂エマルジョンからなる群のうちの１種以上であるエマルジョン、ポリビニルアルコール及びメラニックインデックスが１．５～３．０の腐植酸を含有する土壌流出防止材である。
　また、本発明は、ポリビニルアルコール及びメラニックインデックスが１．５～３．０の腐植酸を含有する土壌流出防止材である。
　また、本発明は、上記のいずれかの土壌流出防止材を土壌に散布する土壌流出防止方法である。
　本発明は、作物の収穫量を増大する土壌流出防止材を提供できる。
図１は本発明の試験を実施した圃場の断面模式図である。
　以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。固形分は、以下、不揮発分ということもある。
　本発明の実施形態は、例えば、下記（１）～（３）である。
（１）合成樹脂エマルジョンと生分解性樹脂エマルジョンからなる群のうちの１種以上であるエマルジョン及び腐植酸を含有する土壌流出防止材。
（２）合成樹脂エマルジョンと生分解性樹脂エマルジョンからなる群のうちの１種以上であるエマルジョン、ポリビニルアルコール及び腐植酸を含有する土壌流出防止材。
（３）ポリビニルアルコール及び腐植酸を含有する土壌流出防止材。
　本実施形態に使用するエマルジョンは、合成樹脂エマルジョンと生分解性樹脂エマルジョンからなる群のうちの１種以上である（以下、単にエマルジョンということもある）。
　本実施形態に使用する合成樹脂エマルジョンとしては、水溶性エマルジョン（以下、水溶性エマルジョンということもある）が好ましい。
　水溶性（以下、水性ということもある）エマルジョンに使用する水性樹脂としては、酢酸ビニル重合体、酢酸ビニル共重合体、（メタ）アクリル酸エステル、スチレン－（メタ）アクリル酸エステル共重合体、スチレン－ブタジエン共重合体、ビニリデン樹脂、ポリブテン樹脂、（メタ）アクリロニトリル－ブタジエン樹脂、（メタ）アクリレート－ブタジエン樹脂、アスファルト、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂等が挙げられる。酢酸ビニル共重合体としては、酢酸ビニルとエチレン性不飽和単量体の共重合体が好ましい。エチレン性不飽和単量体の中では、エチレンが好ましい。これらの中では、酢酸ビニルとエチレン性不飽和単量体の共重合体が好ましく、エチレン－酢酸ビニル共重合体がより好ましい。
　酢酸ビニルと共重合し得るエチレン性不飽和単量体としては、例えば、エチレン、プロピレン、イソブチレン等のオレフィン、塩化ビニル、フッ化ビニル、ビニリデンクロリド、ビニリデンフルオリド等のハロゲン化オレフィン、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バーサチック酸ビニル等のビニルエステル、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸２－エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ドデシル、（メタ）アクリル酸２－ヒドロキシエチル等の（メタ）アクリル酸エステル、（メタ）アクリル酸ジメチルアミノエチル及びこれらの四級化物、（メタ）アクリルアミド系単量体及びそのナトリウム塩、スチレン系単量体、Ｎ－ビニルピロリドン、ジエン単量体が挙げられる。これらの中では、オレフィンが好ましい。オレフィンの中では、エチレンが好ましい。
　エチレン－酢酸ビニル共重合体エマルジョン（以下、ＥＶＡエマルジョンという）とは、ポリマーとして、エチレン－酢酸ビニル共重合体（以下、ＥＶＡという）を使用したエマルジョンをいう。ＥＶＡのポリマーのガラス転移温度は２０℃以下が好ましく、１０℃以下がより好ましい。ＥＶＡのポリマーのガラス転移温度は－５０℃以上が好ましく、－１０℃以上がより好ましい。
　ここでいうガラス転移とは、高温では液体であるガラス等の物質が温度降下により、ある温度範囲で急激にその粘度を増し、ほとんど流動性を失って非晶質固体になるという変化を指す。ガラス転移温度の測定方法としては特に限定はないが、一般に熱重量測定、示差走査熱量測定、示差熱測定、動的粘弾性測定より算出されたガラス転移温度を指す。これらの中では、動的粘弾性測定が好ましい。
　ＥＶＡのポリマー組成は、エチレン／酢酸ビニル（質量比）＝（５～４０）／（９５～６０）が好ましく、（１０～３０）／（７０～９０）がより好ましい。ＥＶＡエマルジョンは、通常、液体で使用するが、粉末タイプの使用も可能である。
　本実施形態に使用する生分解性樹脂エマルジョン（以下、生分解性エマルジョンという）中のポリマーとしては、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリヒドロキシアルカノエート、ポリグリコール酸、変性ポリビニルアルコール、カゼイン、変性澱粉樹脂等（以下、生分解性樹脂という）が挙げられる。これらの中では、ポリ乳酸が好ましい。生分解性樹脂のガラス転移温度は２０℃以下が好ましく、１０℃以下がより好ましい。生分解性樹脂のガラス転移温度は－５０℃以上が好ましく、－１０℃以上がより好ましい。
　本実施形態に使用する腐植酸は、腐植酸や腐植酸塩を含む。腐植酸としては、泥炭や風化炭等天然に産出される天然腐植酸、亜炭の硝酸酸化等により人工的に製造される人工腐植酸、及び、天然腐植酸又は人工腐植酸を例えばナトリウム、カリウム、アンモニア、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ物質で中和した腐植酸塩等が挙げられる。腐植酸としては、フミン酸、ニトロフミン酸、フミン酸アンモニウム、フミン酸カルシウム、フミン酸マグネシウム、ニトロフミン酸アンモニウム、ニトロフミン酸カルシウム、ニトロフミン酸マグネシウム等が挙げられる。腐植酸の中では、腐植酸抽出液が好ましいが、メジアン径１～１０μｍの微粉砕品も使用できる。
　腐植酸抽出液としては、例えば、ｐＨが５．０～７．０であり、全有機炭素濃度が２０，０００ｍｇ／Ｌ以上である腐植酸抽出液を使用できる。腐植酸抽出液としては、全有機炭素濃度が１００，０００ｍｇ／Ｌ以下である腐植酸抽出液を使用できる。
　本実施形態に係る腐植酸は、メラニックインデックス（以下、「ＭＩ」という。）が１．５～３．０であることを特徴とする。
　ここで、ＭＩとは、腐植酸の分類に用いられている指標であり、水酸化ナトリウム抽出液の吸収スペクトルの波長４５０ｎｍと５２０ｎｍにおける吸光度の比（Ａ４５０／Ａ５２０）である。（熊田恭一著、土壌有機物の化学第２版学会出版センター（１９８１）、日本土壌肥料学雑誌　第７１号　第１号　ｐ．８２～８５（２０００））。
　より具体的には、本実施形態に係るＭＩとは、次の方法によって算出されるものである。
　試料を乳鉢と２５０μｍ篩を用い２５０μｍ篩下品に粉砕する。その約１０ｇを、質量が既知の秤量ビンに取り精秤する。この秤量ビンを温度１０５℃に保持した乾燥機で約１２時間放置し、その後、デシケーター中で室温に戻してから再度精秤する。その質量減少分を水分とみなして試料の含水率を求める。次に、５０ｍｌ遠沈管に、上記２５０μｍ篩下品を乾燥質量相当量で０．１０ｇと、０．５ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液４５ｍｌとを入れ、室温２０℃で約１時間、２５０ｒｐｍの速度で振とうした後、３，０００×ｇ、約１０分間の遠心分離を実施し、その上澄み液をアドバンテック社製Ｎｏ．５Ｃの濾紙で濾過する。濾液の４５０ｎｍの吸光度と５２０ｎｍの吸光度を、蒸留水をブランクとして測定する。この場合、４５０ｎｍの吸光度が１．０以上を示したならば、０．１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液を添加し吸光度が０．８以上１．０未満に調整してから、５２０ｎｍの吸光度を測定する。（４５０ｎｍでの吸光度／５２０ｎｍでの吸光度）の比を算出し、ＭＩとする。
　ＭＩが１．５以上であれば、充分なアルコール性水酸基やメトキシル基などの活性基を有しているので、土壌改良効果が期待できる。ＭＩが３．０以下であれば、過剰な酸化反応を抑制し硝酸コストの低減につながる。
　ＭＩの１．５～３．０の増減は腐植酸製造時の硝酸量の増減によって行うことができ、硝酸量を多くすればＭＩが増加する。一方、硝酸酸化を行わない天然腐植酸のＭＩは概ね１．７以下である。土壌の性質により、より土壌改良効果を期待する場合はＭＩが２．０以下の腐植酸を使用する。腐植酸のＭＩが２．０以上だと作物に対して活性を示す。使用目的により腐植酸の質を選択できる。
　腐植酸は、特許文献３等では腐植酸の抽出物を用いていたが、エマルジョン散布時のノズル径が大きいため、メジアン径１．０～１０．０μｍの微粉砕品を用いることも可能である。本実施形態の腐植酸の使用量では、下記に示すエマルジョンの粘度等の物性に与える影響は小さい。　
　本実施形態は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を使用してもよい。本実施形態のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）は、例えば、水溶性エマルジョンの分散剤として用いられる。ＰＶＡの平均重合度は、１００～４０００が好ましく、１０００～３５００がより好ましく、２０００～３０００が最も好ましい。ＰＶＡは、平均重合度が大きいほど乳化分散力が高まるので、所望の分散性を有するエマルジョンが得られるように、適切な平均重合度を有するポリビニルアルコールを使用すればよい。ポリビニルアルコールのケン化度は、水溶性を向上する点で、７０％以上が好ましく、８０～９５％がより好ましい。ここでいうＰＶＡの平均重合度やケン化度は、ＪＩＳ　Ｋ　６７２６に準ずる方法で測定される値である。
　各成分の使用量は、下記の通りである。
　エマルジョン及び腐植酸を含有する土壌流出防止材である場合や、エマルジョン、ポリビニルアルコール及び腐植酸を含有する土壌流出防止材である場合、腐植酸の使用量は、エマルジョン１００質量部（固形分）に対して、固形分換算で、０．０１～５質量部が好ましく、０．０１～３質量部がより好ましく、０．１～３質量部が最も好ましい。
　ポリビニルアルコール及び腐植酸を含有する土壌流出防止材である場合（特にエマルジョンを使用しない場合）、腐植酸の使用量は、ポリビニルアルコール１００質量部（固形分）に対して、固形分換算で、０．０１～５質量部が好ましく、０．１～３質量部がより好ましい。
　エマルジョン、ポリビニルアルコール及び腐植酸を含有する土壌流出防止材である場合、ＰＶＡの使用量は、エマルジョン１００質量部（固形分）に対して、固形分換算で、０．５～２０質量部が好ましく、１～１０質量部がより好ましい。
　エマルジョン、ポリビニルアルコール及び腐植酸を含有する土壌流出防止材である場合、土壌流出防止材（固形分）１００質量％中における、エマルジョン、ポリビニルアルコール及び腐植酸の含有量は、固形分換算で、以下の通りである。エマルジョンの含有量は、８０～９８．５質量％が好ましく、９３～９８質量％がより好ましい。ポリビニルアルコールの含有量は、０．３～２０質量％が好ましく、２～７質量％がより好ましい。腐植酸の含有量は、０．００５～８質量％が好ましく、０．５～２質量％がより好ましい。
　土壌流出防止材は水で希釈して使用する。水で希釈した場合、土壌流出防止材の固形分濃度は、５～４５質量％が好ましく、５～２０質量％がより好ましい。固形分濃度を５質量％以上にすると、効果が大きくなる。固形分濃度を４５質量％以下にすると、粘度が低くなり、土壌流出防止材を容易に撒布できる。
　本実施形態の土壌流出防止材の使用方法について説明する。土壌流出防止材は、保護すべき土壌に対して単独で使用してもよく、種子や肥料等を混合した土壌に混合して使用してもよい。土壌流出防止材を対象面に使用する方法に特に制限はなく、例えば、散布や吹付等を挙げることができる。
　土壌流出防止材の使用量（固形分）は、圃場１ｍ２当たり、１００～５０００ｇ／ｍ２が好ましく、２５０～１０００ｇ／ｍ２がより好ましい。
　本実施形態は、土壌が赤土である場合、優れた効果を有する。例えば、沖縄等の亜熱帯の島々では、強い降雨により、工事現場や農地等の赤土が侵食されて河川や海洋に流出し、水質環境へ悪影響を与えるおそれがあった。
　本実施形態は、赤土の流出を防止することにより、河川や海洋の汚染を防止すると共に、植栽物の生育を保護し、厳しい気象条件下での耐久性、耐候性、施工性、土壌流出防止効果を向上できる。
　例えば、赤土の物性が下記である場合、優れた効果を有する。下記である赤土としては、例えば、国頭マージ土が挙げられる。
　赤土が酸性である場合。例えば、赤土のｐＨが４以上６以下である場合。
　赤土が鉄分を多く含有する場合。例えば、酸化第二鉄の含有量が、５質量％以上１５質量％以下である場合。
　赤土がアルミニウム分を多く含有する場合。例えば、酸化アルミニウムの含有量が、１０質量％以上２０質量％以下である場合。
　以上、赤土に関して記述したが、黒ボク土や褐色低地土等でも傾斜等の条件により流出の懸念がある。本実施形態は赤土を中心に説明しているが、本実施形態の効果は赤土だけに限定されるものではない。本実施形態は黒ボク土や褐色低地土等に対しても使用できる。
　以下、本実施形態の実験例に基づいて説明する。以下の実験例で言う「圃場」は断りがない限り、実験例を説明するために設けた次の圃場を言う。概略は図１に示す。圃場１１とは傾斜３％、幅２．８ｍ、縦３０ｍの枠組みに、栽培のための土壌４を充填し、枠組み下部には降水１により流出水２を溜めることの出来る枡３が備え付けられている。流出水２は、圃場表層を流れる表層流水と、その水により流される土壌とを、含む。圃場の土壌４は、赤土（ｐＨ５、酸化第二鉄含有量８質量％、酸化アルミニウム含有量１８質量％）である。その圃場では、施工試験や土壌流出防止試験と同時に、サトウキビを栽培し、サトウキビの収穫量も試験した。
実施例１
　合成樹脂エマルジョン１００質量部（固形分）、ＰＶＡ５質量部（固形分）、メラニックインデックスが２．２の腐植酸０．５質量部（固形分）混合し、得られた土壌流出防止材につき、以下に記載した試験を行い、その評価を表１に示した。ここで、合成樹脂エマルジョンはデンカＥＶＡテックス５０（固形分５５質量％、エチレン／酢酸ビニル（質量比）＝２０／８０、ガラス転移温度０℃、デンカ株式会社製）、ＰＶＡ水溶液はデンカポバールＢ－２４Ｎ（平均重合度２４００，ケン化度８８モル％、デンカ株式会社製）、腐植酸は腐植酸抽出液（固形分濃度１３質量％、ｐＨ６～７、全炭素量５００００ｍｇ／Ｌ）を使用した。
［施工試験］
　本実施形態の土壌流出防止材２５０ｇ（固形分）を水で８倍に希釈した。水で希釈した土壌流出防止材を５００ｇ／ｍ２（固形分）の割合で均等になるように、ジョウロで圃場に散布した。圃場の土壌は、赤土である。
◎：施工性良好（ジョウロから均質に土壌流出防止材が排水できる）
○：施工性やや良好（ジョウロから均質に土壌流出防止材が排水できない場合がある）
△：施工性不良（ジョウロから土壌流出防止材が排水するのが困難）
［土壌流出防止試験］
　土壌含有量は、枡３の内部に流入した流出水２Ａを撹拌機で撹拌して均質にした後、１リットルのポリ瓶に採取し、「昭和４６年環境庁告示第５９号　付表９」に従い、測定した。
○：流出水の濁り薄い（流出水２Ａ中の土壌含有量が１００ｐｐｍ未満）
△：流出水の濁りやや濃い（流出水２Ａ中の土壌含有量が１００ｐｐｍ以上２００ｐｐｍ未満）
×：流出水の濁り濃い（流出水２Ａ中の土壌含有量が２００ｐｐｍ以上）
［サトウキビ収量試験］
　圃場にサトウキビの苗を定植後、表１の組成を示す土壌流出防止材を水で８倍に希釈し、５００ｇ／ｍ２（固形分）の割合で均等になるように、ジョウロで圃場に散布した。収量指数は、土壌流出防止材不使用の慣行区の収量１００に対する収量として算出した。
○：サトウキビの生育・収量良好（土壌流出防止材不使用の慣行区に比べ収量指数が１０３以上）
△：サトウキビの生育・収量並み（土壌流出防止材不使用の慣行区に比べ収量指数が１０３未満９５以上）
×：サトウキビの生育・収量並み（土壌流出防止材不使用の慣行区に比べ収量指数が９５未満）
実施例２～６、実施例９、比較例４
　実施例２～６、実施例９、比較例４は、土壌流出防止材の組成及び土壌流出防止材の散布量を、表１に示す量に変更したものである。これらの実施例についても、実施例１と同一の試験を行い、その評価結果を表１に示した。ここで、生分解性樹脂エマルジョンはポリ乳酸樹脂エマルジョン（固形分４０質量％、ガラス転移温度０℃、ミヨシ油脂株式会社製）を使用した。
比較例１
　比較例１は、土壌流出防止材の組成及び土壌流出防止材の散布量を、表１に示したものに変更したものである。比較例１についても、実施例１と同一の試験を行い、その評価結果を表１に示した。
実施例７
　実施例７は、土壌流出防止材の組成及び土壌流出防止材の散布量を、表１に示したものに変更したものである。実施例７についても、実施例１と同一の試験を行い、その評価結果を表１に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
実施例８
　ＰＶＡ１００質量部（固形分）、腐植酸１質量部（固形分）混合し、得られた土壌流出防止材につき、実施例１と同一の試験を行い、その評価を表２に示した。実施例８は、エマルジョンは使用しなかった。
比較例２～３
　比較例２～３は、土壌流出防止材の組成及び土壌流出防止材の散布量を、表２に示す量に変更したものである。これらの実施例についても、実施例８と同一の試験を行い、その評価結果を表２に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　実験例より、下記が認められる。
　エマルジョン及び腐植酸を含有する本実施形態は、作物の収穫量を増大する（実施例１～７や実施例９と、比較例１や比較例４との対比）。エマルジョン及び腐植酸に加え、ＰＶＡを使用すると、施工性が大きくなり、土壌流出を防止する効果も向上する（実施例１～６と実施例７との対比）。土壌流出防止材の使用量を３００～１０００ｇ／ｍ２にすることにより、効果が大きくなる（実施例１～４と実施例５～６との対比）。
　ポリビニルアルコール及び腐植酸を含有する本実施形態は、作物の収穫量を増大し、土壌流出を防止する効果を有する（実施例８と比較例２～３との対比）。
　本実施形態は、メラニックインデックスが１．５～３．０の腐植酸を用いることにより、優れた効果を有する。
　本実施形態は、作物の収穫量を増大する。本実施形態は、植生の生育を促進する効果を有し、耐水性に優れ、土壌の流出を抑制し、透水を促す土壌流出防止材を提供できる。本実施形態は、耕作地の土壌流出防止や草勢の整っていない緑地の土壌流出防止に好適である。本実施形態は、耕作物の生育を促進し、生産量（収穫量）が増大することにより、耕作者の生産意欲を向上させる効果を奏するとともに、土壌流出を防止し、環境への負荷を低減できる。本実施形態は、土壌が赤土である場合、優れた効果を有する。
　本実施形態の土壌流出防止材は土壌の流出を防止するだけではなく、農地での作物の生産性を向上する。
　この出願は、２０１９年３月２８日に出願された日本出願特願２０１９－０６２１６６号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
　１　　降水
　２、２Ａ　流出水
　３　　枡
　４　　土壌
　１１　圃場

Claims (9)

  1. 　合成樹脂エマルジョンと生分解性樹脂エマルジョンからなる群のうちの１種以上であるエマルジョン及びメラニックインデックスが１．５～３．０の腐植酸を含有する土壌流出防止材。
  2. 　合成樹脂エマルジョンと生分解性樹脂エマルジョンからなる群のうちの１種以上であるエマルジョン、ポリビニルアルコール及びメラニックインデックスが１．５～３．０の腐植酸を含有する土壌流出防止材。
  3. 　ポリビニルアルコールの使用量が、合成樹脂エマルジョンと生分解性樹脂エマルジョンからなる群のうちの１種以上であるエマルジョン１００質量部（固形分）に対して、固形分換算で、０．５～２０質量部である請求項２に記載の土壌流出防止材。
  4. 　腐植酸の使用量が、合成樹脂エマルジョンと生分解性樹脂エマルジョンからなる群のうちの１種以上であるエマルジョン１００質量部（固形分）に対して、固形分換算で、０．０１～５質量部である請求項１～３のうちの１項に記載の土壌流出防止材。
  5. 　ポリビニルアルコール及びメラニックインデックスが１．５～３．０の腐植酸を含有する土壌流出防止材。
  6. 　腐植酸の使用量が、ポリビニルアルコール１００質量部（固形分）に対して、固形分換算で、０．０１～５質量部である請求項５に記載の土壌流出防止材。
  7. 　土壌流出防止材（固形分）１００質量％中における、エマルジョンの含有量（固形分）が８０～９８．５質量％であり、ポリビニルアルコールの含有量が０．３～２０質量％であり、腐植酸の含有量が０．００５～８質量％である請求項２に記載の土壌流出防止材。
  8. 　請求項１～７の何れか１項に記載の土壌流出防止材を土壌に散布する土壌流出防止方法。
  9. 　土壌流出防止材の使用量が圃場１ｍ２あたり２００～５０００ｇ／ｍ２であり、水で希釈して使用する請求項８に記載の土壌流出防止方法。
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