JP2974215B2

JP2974215B2 - 土壌改良剤および土壌改良方法

Info

Publication number: JP2974215B2
Application number: JP63230656A
Authority: JP
Inventors: 伸昌鬼澤; 洋一山中; 健治田中; 敬治田中
Original assignee: SHIRAISHI KARUSHIUMU KK; Sanyo Chemical Industries Ltd
Current assignee: SHIRAISHI KARUSHIUMU KK; Sanyo Chemical Industries Ltd
Priority date: 1988-09-14
Filing date: 1988-09-14
Publication date: 1999-11-10
Anticipated expiration: 2014-11-10
Also published as: JPH0277487A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、土壌改良剤および土壌改良方法に関する。
さらに詳しくは、主として酸度矯正資材と吸水性高分子
化合物からなる土壌改良剤およびこれを用いた土壌改良
方法に関するものである。

［従来の技術］従来、保水性を付与して土壌を改良する方法として
は、保水性のある物質を土壌に混入することが広く実施
されている。その１つの資材として、最近、澱粉−ポリ
アクリル酸塩架橋物、架橋ポリアクリル酸塩、酢酸ビニ
ル−アクリル酸メチル共重合体ケン化物などの吸水性樹
脂を用いることが提案されている。しかし自重の数百倍
の保水力を有する粉粒体の吸水性樹脂を単に土壌に混入
する方法では、（１）湿潤状態の土壌の場合、土壌中の
水分を吸水性樹脂が速やかに吸収してままこ現象が生
じ、均一に土壌と混合することが困難である。（２）混
合作業時に風などで容易に飛散して取扱い上極めて不都
合である。（３）吸水した吸水性樹脂が土壌中の気相部
分を閉塞して通気性がそこなわれる。（４）土壌が酸性
の場合、所定の保水性を維持するにはあらかじめ土壌を
中和する必要があり、作業上極めて面倒であるといった
問題点がある。これらの諸点を改善するため、土壌また
は無機物担体の表面に吸水性樹脂を被覆あるいは接着す
る方法（例えば、特開昭56−5022号、特開昭56−11723
号、特開昭58−29846号公報）や、吸水性樹脂を土壌ま
たは繊維性担体と混合し、成型する方法（例えば、特開
昭56−8619号、特開昭59−34822号、特開昭62−181718
号公報）が開示されている。

［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、土壌または無機物担体の表面に吸水性
樹脂を被覆あるいは接着する方法では、上記（２）の問
題点を改善するにはある程度有効であるものの、湿潤状
態の土壌では、表面に被覆あるいは接着された吸水性樹
脂がままこ現象を生じるため（１）の問題点を解決する
には不充分である。また（３）および（４）の問題点に
ついては改善効果は認められない。一方、吸水性樹脂を
土壌または繊維性担体と混合し、成型する方法では、
（１）、（２）および（３）の問題点に対してはある程
度の効果は認められるものの、（４）の問題点について
は依然未解決のままである。

［問題点を解決するための手段］本発明者らは、湿潤状態の土壌であっても均一に混合
することができ、風などで飛散しにくく、土壌の団粒化
により高い通気性を維持し、酸性土壌の中和効果と保水
効果を兼ね備えた土壌改良剤および土壌改良方法を得る
べく鋭意検討した結果、本発明に到達した。

すなわち、本発明は酸度矯正資材と本質的に水に不溶
性の吸水性高分子化合物、または酸度矯正資材と本質的
に水に不溶性の吸水性高分子化合物とバインダーとを含
有し、土壌改良剤の重量に基づいて、酸度矯正資材が30
〜95％、該吸水性高分子化合物が１〜30％であり、粒状
に成形してなることを特徴とする土壌改良剤；および上
記の土壌改良剤を、pH6.4以下の土壌に対し0.05〜20重
量％の割合で施用することを特徴とする土壌改良方法で
ある。

本発明において、酸度矯正資材としては、例えば石灰
質肥料（生石灰、消石灰、炭酸カルシウム、副産石灰、
混合石灰肥料、貝化石肥料など）、けい酸質肥料（鉱さ
いけい酸石灰、けい灰石肥料など）、アルカリ性苦土肥
料（硫酸苦土、水酸化苦土、炭酸苦土石灰、腐植酸苦
土、リグニン苦土、副産苦土、加工苦土、混合苦土な
ど）、貝殻粉末、などが挙げられる。これらは２種以上
を併用してもよい。

これらの内で好ましいのは石灰質肥料およびアルカリ
性苦土肥料であり、さらに好ましいものは、生石灰、消
石灰、炭酸カルシウム、水酸化苦土、炭酸苦土石灰であ
る。

本発明における吸水性高分子化合物とは、本質的に水
に不溶性で、自重の50倍以上の吸水能力を有する高分子
化合物である。例えば、デンプンまたはセルロース
（ａ）とカルボキシル基および／またはスルホン酸基を
含有する水溶性単量体および／または加水分解により水
溶性となる単量体（ｂ）と架橋剤（ｃ）とを必須成分と
して重合させ必要により加水分解を行うことにより得ら
れる吸水性樹脂がある。

上記吸水性樹脂の製造に用いられる（ａ）、（ｂ）お
よび（ｃ）の詳細、（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の割
合、製造法および吸水性樹脂の具体例は特公昭53−4619
9号、特公昭53−46200号、特公昭55−21041号公報等に
記載されている。

上記樹脂以外の吸水性樹脂の例としては、（ａ）と
（ｂ）を重合させたもの、例えばデンプン−アクリロニ
トリルグラフト重合体の加水分解物など；（ａ）の架橋
物、例えばカルボキシメチルセルロースの架橋物など；
（ｂ）と（ｃ）との共重合体、例えば架橋ポリアクリル
アミドの部分加水分解物、架橋スルホン化ポリスチレ
ン、特開昭52−14689号、特開昭52−27455号公報等に記
載のビニルエステルと不飽和カルボン酸またはその誘導
体との共重合体ケン化物、水溶液重合または逆相懸濁重
合等により得られる架橋ポリアクリル酸塩、特開昭58−
2312号、特開昭61−36309号公報等に記載のアクリル酸
とアクリル酸のスルホン化エステルとの共重合体塩の架
橋物、架橋イソブチレン−無水マレイン酸共重合体、架
橋カルボン酸変性ポリビニルアルコールなどが挙げられ
る。さらに自己架橋した（ｂ）の重合物（例えば、特開
昭53−46389号公報等に記載の自己架橋型ポリアクリル
酸塩）や架橋ポリエチレンオキシド、架橋ポリビニルア
ルコールなども使用できる。

また、上記吸水性樹脂を架橋剤でさらに表面架橋せし
め、架橋勾配をもたせた樹脂も使用できる。上記吸水性
樹脂は２種以上を併用してもよい。

これらの内で好ましいものは、適度の生分解性と高い
吸水能力を有しているという点から、（ａ）と（ｂ）と
（ｃ）の重合体および（ａ）と（ｂ）の重合体である。

また通常吸水性樹脂はナトリウム塩タイプのものが大
半であるが、カリウム塩、アンモニウム塩、アミン塩タ
イプでもよく、これらは土壌中で分解した後に植物の肥
料成分（加里または窒素肥料成分）となり好ましい。

樹脂の中和度については特に限定はなく、通常含有す
る酸基の50モル％以上が中和されておればよい。好まし
くは60モル％以上である。

上記吸水性樹脂は、吸水能力として少なくとも50ml/g
であり、好ましくは100〜1,000ml/gである。

該吸水性高分子化合物の形状については特に制限はな
く、粉粒状、フレーク状、パール状、繊維状などのいす
れの形状であってもよい。

必要により使用されるバインダーとしては、例えば水
溶性の合成高分子（例えば、ポリビニルアルコールおよ
びその誘導体、イソブチレン−無水マレイン酸塩共重合
体、ポリアクリル酸塩、ポリ無水マレイン酸塩およびそ
の誘導体、酢酸ビニル−アクリル酸塩共重合体、ポリス
チレンのスルホン化物、ポリアクリルアミドの部分加水
分解物など）、水溶性の半合成高分子（例えば、カルボ
キシメチルセルロース、カルボキシメチルデンプン、メ
チルセルロース、ヒドロキシアルキルセルロースな
ど）、天然多糖類または単糖類（例えば、アルギン酸ソ
ーダ、デンプン、グアガム、アラビアガム、マンナン、
キトサン、糖蜜、グルコース、マルトースなど）、天然
繊維質（例えば、ピートモス、水苔など）などが挙げら
れる。上記のバインダーは２種以上を併用してもよい。

これらの内好ましいのは、水溶性の半合成高分子、天
然多糖類、天然繊維質であり、とくに好ましいのは糖
蜜、グルコース、マルトース、ピートモスおよびこれら
の併用である。

酸度矯正資材の含有量は、土壌改良剤の重量に基づい
て、通常30〜95％、好ましくは40〜95％、更に好ましく
は50〜80％である。20％未満では、充分な酸性土壌の中
和効果を得るには土壌への施用量が多大となり、99％を
越えると保水効果が不充分となる。ただし、酸度矯正資
材の量は、後述する吸水性高分子化合物あるいはバイン
ダーの量よりも多い量とするのが好ましい。酸度矯正資
材の量が吸水性高分子化合物あるいはバインダーの量よ
りも少ないと充分な酸性土壌中和効果と土壌の団粒形成
効果が得られがたい。

吸水性高分子化合物の含有量は、土壌改良剤の重量に
基づいて、通常１〜30％、好ましくは１〜20％である。
0.1％未満では保水性が不充分となり、30％を越えると
土壌の団粒化効果が不充分となり、土壌の通気性が低下
する。

バインダーの使用量は、土壌改良剤の重量に基づい
て、通常25％以下であり、好ましくは20％以下である。
使用量が25％を越えると、土壌改良剤が強固なものとな
り、水分と接触した時の吸水速度並びに吸水後の崩壊性
が低下する。ただし吸水速度および崩壊性は、吸水性高
分子化合物の種類や配合割合、成型加工条件などによっ
ても調節可能であり、使用場面に応じて適宜選択すれば
よい。

本発明において、粒状に成形する方法については特に
限定はなく、例えば、酸度矯正資材、吸水性高分子化合
物および必要によりバインダーを混合して押出圧縮成型
し、所定の長さに切断する方法、押出圧縮成型機に替え
てスクリュータイプの押出機を使用する方法、上記混合
物を打錠機を用いて成型する方法、酸度矯正資材および
吸水性高分子化合物を混合し、ドラム式造粒機あるいは
皿型造粒機などでバインダーを添加しながら造粒成型す
る方法などが挙げられる。

粒状成型物の形状および大きさについては、使用場面
に応じて任意に調節可能であり、特に限定はないが、使
用時のハンドリング、形状の安定性の点から、粒度とし
て通常0.5〜10mm、好ましくは２〜8mmである。実質的に
は２〜8mmの間の粒子が70重量％を越えるようなもので
あればよい。

本発明において土壌改良剤に増量剤、造粒剤として有
機質繊維または粉体（例えばパルプ、綿、パルプ粉末、
オガクズ、米ぬか、腐植酸質など）、無機質粉体（例え
ばパーライト、ゼオライト、シリカ、バーミキュライ
ト、ベントナイト、タルク、泥炭など）などを必要によ
り適量配合することができる。その他、酸化防止剤、農
薬（殺菌剤、殺虫剤など）、防カビ剤、肥料成分、微量
要素、生長調節剤、酸素発生剤、グリセリン、界面活性
剤、樹脂エマルジョン、水なども必要により本土壌改良
剤に配合することができる。これら補助成分の量は通常
０〜10％である。

本発明の土壌改良剤の施用対象となる土壌の種類につ
いては特に限定はなく、水田土壌、畑土壌、樹園地土
壌、森林土壌などが挙げられるが、保水力が乏しく、PH
が6.4以下の酸性質の土壌に対してとくに有効である。

土壌改良剤の施用量は、当該改良剤の組成成分、配合
割合、土壌の保水性や酸性の程度、栽培する植物の種類
や生長度合、気象条件などにより適宜選択できるが、土
壌に対し通常0.05〜20重量％、好ましくは0.1〜10重量
％の割合である。

本発明の土壌改良剤を施用して土壌を改良する方法と
しては、例えば、土壌などの栽培床材料と混合する方
法、土壌表面に散布後、耕運・覆土などの操作で土壌中
に混入する方法、植物に対して離れた特定場所に投入す
る方法、栽培床の適当な深さに層状に埋没する方法、単
に土壌表面に散布する方法などが挙げられるが、一般的
に播種周辺部、根系発達部、土壌表層部に投入すること
ができる。即ち、本発明の土壌改良剤を用いて保水層ま
たは保水塊を形成して保持された水分が栽培植物に有効
に利用され、かつ土壌を中和することができるならば、
土壌のいかなる場所に施用してもよい。

本土壌改良剤は播種前、播種後あるいは植物の生育途
中、生育後のいずれの段階で施用してもよく、また植物
の生育状況に応じて２回以上にわたって施用してもよ
い。改良剤は乾燥物の状態、あるいはあらかじめ水また
は肥料水を吸収させた状態で、上記の方法で施用するこ
とができる。なお施用に当たっては、手作業で行っても
よく、散布機、耕運機などの機械を使用してもよい。

［実施例］以下、実施例により本発明を更に説明するが、本発明
はこれに限定されるものではない。以下において、部お
よび％はそれぞれ重量部および重量％を示す。

実施例１炭酸苦土石灰80部、サンウェットIM−1500（三洋化成
工業製、澱粉−アクリル酸塩共重合体架橋物、吸水倍率
510倍）５部およびピートモス10部をリボンミキサーで
混合した後、更に撹拌しながら糖蜜５部を添加した。こ
の混合物を穴径5mmのダイスを備えたスクリュータイプ
の押出成型機を用いて円柱状に成型し、長さ約7mmに切
断して本発明の土壌改良剤（イ）を得た。このものの吸
水倍率は24倍であり、吸水後の崩壊性も良好であった。

実施例２炭酸苦土石灰70部、サンウェットIM−1500を10部およ
びピートモス15部をリボンミキサーで混合した後、更に
撹拌しながら糖蜜５部を添加した。この混合物を実施例
１と同様の方法で成型して本発明の土壌改良剤（ロ）を
得た。このものの吸水倍率は52倍であり、吸水後の崩壊
性も良好であった。

実施例３炭酸カルシウム75部、スミカゲルＳ−50（住友化学工
業製、酢酸ビニル−アクリル酸メチル共重合体のケン化
物のNa塩、吸水倍率480倍）７部、ピートモス13部およ
びマルトース５部をリボンミキサーで混合した後、実施
例１と同様の方法で成型して本発明の土壌改良剤（ハ）
を得た。このものの吸水倍率は31倍であり、吸水後の崩
壊性も良好であった。

実施例４炭酸苦土石灰80部およびアクアリックCS（日本触媒化
学工業製、スルホン酸塩型アクリル系吸水性樹脂、吸水
倍率320倍）13部をモルタルミキサーで混合した後、更
に撹拌しながら水７部をスプレーし、打錠機を用いて直
径5mm、厚さ3mmの大きさに加圧成型して本発明の土壌改
良剤（ニ）を得た。このものの吸水倍率は36倍であり、
吸水後の崩壊性もほぼ良好であった。

実施例５透水係数（定水位法）６×10^-3cm/sec.、最大容水量
（Hilgard法）42％、PH4.8の樹園地土壌に、実施例１〜
４で得た土壌改良剤（イ）、（ロ）、（ハ）および
（ニ）を第１表に示す割合で充分混和し、透水係数、最
大容水量およびPHを測定した。その結果を第１表に示し
た。尚、比較例１、２および３として、それぞれ吸水性
樹脂「サンウェットIM−1500」、「スミカゲルＳ−50」
または「アクアリックCS」を所定量混合した場合の結果
を第１表に併記した。

本発明の土壌改良剤の施用により、透水係数、最大容
水量ともに増大し、通気性と保水性が向上した。さらに
PHはほぼ中性に回復した。

一方、吸水性樹脂のみを施用した比較例の場合には、
最大容水量は増大するものの透水係数は大きく低下し
た。

また目視観察により、本発明の土壌改良剤を施用した
場合にのみ土壌の団粒形成が認められた。

実施例６実施例１〜４で得た土壌改良剤（イ）、（ロ）、
（ハ）および（ニ）を、第２表に示した割合で酸性畑土
壌（PH4.7）の表層より20cmの深さに均一に混和した。
同時に元肥として「隣硝安加里S552」（旭化成製）を通
常量施用した。次いでホウレン草の催芽種子を播種して
育成し、60日後に収穫量（生重量）、土壌PHおよび土壌
団粒化の度合を調査した。この結果を第２表に示した。

同様に、比較例４および５として、それぞれ吸水性樹
脂「サンウェットIM−1500」または「スミカゲルＳ−5
0」を所定量施用した結果についても第２表に併記し
た。本栽培試験において、追肥は常法に従った。また播
種直後に充分潅水し、以後は対照区（改良剤を施用しな
い区）の状態に応じて潅水した。試験時期は10月10日か
ら60日間である。

尚、団粒化の度合は以下の基準により判定した。

○：耐水性粒団の大きさが２〜4mm △：耐水性粒団の大きさが0.5〜2mm ×：耐水性粒団の大きさが0.5mm以下［発明の効果］本発明の土壌改良剤および土壌改良方法は、次のよう
な効果を奏する。

（１）酸性土壌の中和効果と保水性向上効果が同時に満
足できる。

（２）含有させる酸度矯正資材または吸水性高分子化合
物の配合量を変えることにより、中和能力と保水能力を
任意に選択する事ができる。

（３）土壌の団粒形成を促進し、高い通気性を維持する
ことができる。

（４）堆肥・緑肥などの有機質肥料の分解を促進して、
植物の生育に好適な環境を与える。

（５）植物に有害な微生物の繁殖をおさえ、有益な土壌
細菌の活性を増大させるため、植物の生育に好適な土壌
環境を与える。

（６）上記効果の総合的な結果として、作物の出芽促
進、収穫量の増大や収穫果実の肥大化が可能となる。

（６）湿潤状態の土壌に混入してもままこ現象が生じず
均一に土壌と混合することができる。また、降雨時にお
いても本土壌改良剤の施用が可能である。

（７）粒状であることから、ハンドリングが極めて容易
であり作業中に風などで飛散するという心配がない。

上記効果を奏することから本発明の土壌改良剤および
土壌改良方法は、土壌の保水性改良、酸性土壌の中性化
および土壌の団粒化促進による通気性の改良を必要とす
るあらゆる土壌に有効である。例えば、酸性化した畑土
壌、樹園地土壌、水田土壌、森林土壌における植物の栽
培、苗の育苗、苗の定植、山野の植樹、植木鉢やプラン
ターによる家庭園芸および菜園、公園・ゴルフ場・道路
緑地帯・海岸などにおける植樹や芝・草花の育成、法面
の緑化、砂丘地や砂漠地における緑化および農産物の節
水栽培や点滴栽培などあらゆる用途に有効である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ０９Ｋ 17/48 Ｃ０９Ｋ 17/48 Ｈ // Ｃ０９Ｋ 101:00 (72)発明者田中健治京都府京都市東山区一橋野本町11番地の１三洋化成工業株式会社内 (72)発明者田中敬治京都府京都市東山区一橋野本町11番地の１三洋化成工業株式会社内 (56)参考文献特開昭61−73789（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−230587（ＪＰ，Ａ) 特公昭62−34363（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C09K 17/02 - 17/50

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】酸度矯正資材と水に不溶性の吸水性高分子
化合物、または酸度矯正資材と水に不溶性の吸水性高分
子化合物とバインダーとを含有し、土壌改良剤の重量に
基づいて、酸度矯正資材が30〜95％、該吸水性高分子化
合物が１〜30％であり、粒状に成形してなることを特徴
とする土壌改良剤。
【請求項２】バインダーが、水溶性の合成高分子、水溶
性の半合成高分子、天然多糖類または単糖類、天然繊維
質から選ばれる１種以上である請求項１記載の土壌改良
剤。
【請求項３】該吸水性高分子化合物が、デンプンまたは
セルロース（ａ）とカルボキシル基および／またはスル
ホン酸基を含有する水溶性単量体および／または加水分
解により水溶性となる単量体（ｂ）と架橋剤（ｃ）とを
必須成分として重合させ必要により加水分解を行うこと
により得られる吸水性樹脂、カルボキシメチルセルロー
スの架橋物、架橋スルホン化ポリスチレン、ビニルエス
テルと不飽和カルボン酸またはその誘導体との共重合体
ケン化物、アクリル酸とアクリル酸のスルホン化エステ
ルとの共重合体塩の架橋物、架橋イソブチレン−無水マ
レイン酸共重合体、架橋ポリビニルアルコールから選ば
れる１種以上である請求項１または２記載の土壌改良
剤。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか記載の土壌改良剤
を、pH6.4以下の土壌に対し0.05〜20重量％の割合で施
用することを特徴とする土壌改良方法。