JP3609222B2 - 時限溶出型被覆粒状肥料、これを有効成分とする配合肥料およびこの配合肥料を用いた栽培方法 - Google Patents
時限溶出型被覆粒状肥料、これを有効成分とする配合肥料およびこの配合肥料を用いた栽培方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、優れた初期溶出抑制機能を有する時限溶出型被覆粒状肥料、該肥料を有効成分とする配合肥料およびこの配合肥料を用いた栽培方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
農作物の栽培には、肥料が不可欠である。肥料の施用に際しては、作業の省力化の観点から、栽培の全期間を補えるだけの多量の肥料を一度に施用することが望ましいが、高濃度の肥料は、返って作物に対して害を及ぼすので、農作物の栽培期間中に数回に分けて、追肥というかたちで施用している。
【０００３】
特に、播種後暫くの間、作物は子房に蓄えた養分で発芽・発根できるので、肥料などの様な外部からの栄養分を必要としない。それどころか、過剰の栄養分となる肥料が、種子の周辺に存在すると、肥焼けや徒長等の生理障害を招き、それ以後の生育に多大な負の影響を及ぼし、酷い場合には枯死に至らしめることがある。従って、播種後暫くしてから、第１回目の施肥である基肥を施用するのが通例であった。
しかし、播種をした後、しばらくしてから基肥を施用し、さらに数回にわたる追肥を施用するという前記通例の栽培方法を用いて農作業を行うと、作業効率が極めて悪く、また、速効性肥料として親水性の化成肥料を用いると、流亡し易いので、肥料の利用効率が著しく低下する。
この様な欠点を克服するために、施用後に徐々に肥料が溶出してゆく徐放性被覆肥料や施用後一定期間溶出が抑制される期間（以下、誘導期間という。）と一定期間経過後に速やかに肥料が溶出する期間（以下、溶出期間という。）とを有する時限溶出型被覆肥料の開発が盛んに行われており（特開平６−８７６８４号公報、特公平５−２９６３４号公報、特開平４−２０２０７８号公報、特開平４−２０２０７９号公報、特開平８−１５１２８６号公報等）、これらの被覆肥料を播種と同時に施用する使用方法が検討されている（特開平７−１４７８１９号公報、特開平７−２５５２６８号公報等）。
【０００４】
しかしながら、施用直後から徐々に溶出を開始する除放性被覆肥料は、肥料成分の初期溶出を抑えることができないので、播種と同時に該被覆肥料を施用するのは難しく、施用できたとしても少量しかできないという欠点を有している。
一方、時限溶出型肥料は、誘導期間を有しているところから、除放性被覆肥料よりは多くの量を播種と同時に施用できる。しかし、現状の時限溶出型被覆肥料においては、誘導期間内での肥料成分の溶出を完全に抑制できるものがないので、播種と同時に多量に施用すると、濃度障害が起こる。したがって、栽培の全期間内もしくは栽培期間内に必要な肥料成分の大部分が含有される時限溶出型被覆肥料を、播種と同時に一度に施用することは事実上不可能であり、追肥作業を省略できるまでには至っていない。
【０００５】
この様に、時限溶出型被覆肥料の初期溶出抑制機能をいかに向上させるかが、作業効率と利用効率を向上させるための課題である。
前記公報等からの知見より、時限溶出型被覆肥料の研究は、該被覆肥料の外皮を形成している被膜の組成及びその層構造についてが大半であることが分かる。しかしながら、本発明者らも、上記内容の研究を重ねたところ、被膜の組成や被膜の層構造を研究してゆくだけでは、初期溶出抑制機能を改善するのに限界のあることが判明した。この理由は、時限溶出型被覆肥料の核となる肥料を有効成分とした芯材粒子の形状にあり、いびつな芯材粒子が存在すると、芯材粒子の表面に均一な厚みの被膜を形成させることができず、酷い時には被覆されていない場所ができ、時限溶出型被覆肥料にこの様な部分が存在すると初期溶出が速まったり、初期溶出抑制機能のないものとなるからである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、施用後一定期間肥料成分の溶出が全く起こらないか、溶出が起こったとしても極めて微量である優れた初期溶出抑制機能を有する時限溶出型被覆粒状肥料、該肥料を有効成分とする配合肥料およびこの配合肥料を用いた栽培方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決する為の手段】
本発明者らは、前記従来技術の現状に鑑み、鋭意検討を重ねた結果、肥料を有効成分として含み、かつ下記式に示される計算式より求められる円形度係数が０．７以上の芯材粒子を使用することにより、驚くべき初期溶出抑制機能、すなわち誘導期間の１／２が経過するまでの間の肥料成分の溶出率が１ｗｔ％以下である時限溶出型被覆粒状肥料を得ることができ、該肥料において、該肥料単独もしくは溶出速度の異なるものを組み合わせることにより、栽培の対象となる作物の成長に必要な養分を、必要な時期に与えることのできる配合肥料を得ることができ、該配合肥料を使用することにより、作物に悪影響を与えることなく作業効率と肥料成分の利用効率を極めて向上させることのできる栽培方法を見い出し、本発明を完成させた。
円形度係数＝（４π×粒子の投影面積）／（粒子投影図の輪郭の長さ）２
【０００８】
すなわち、本発明は下記の（１）〜（３）の構成を有する。
（１）肥料を有効成分として含み、かつ下記式に示される計算式より求められる円形度係数が０．７以上である芯材粒子の表面上に、合成樹脂を主成分とする膜が覆われている時限溶出型被覆粒状肥料。
円形度係数＝（４π×粒子の投影面積）／（粒子投影図の輪郭の長さ）２
（２）前記第（１）項に記載の時限溶出型被覆粒状肥料の１種以上が有効成分として含まれている配合肥料。
（３）前記第（２）項に記載の配合肥料を使用する栽培方法。
【０００９】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の時限溶出型被覆粒状肥料とは、施肥後一定期間溶出が抑制される誘導期間と一定期間経過後速やかな溶出を開始する溶出期間とを有する粒状肥料であり、本発明では、施用後から芯材粒子中の肥料成分が１０ｗｔ％溶出するまでの期間を誘導期間（Ｄ１）、１０ｗｔ％溶出日から８０ｗｔ％溶出日までの期間を溶出期間（Ｄ２）とした。
本発明の時限溶出型被覆粒状肥料は、誘導期間／溶出期間の比率が０．２以上であり、施用後誘導期間の１／２が経過するまでの間の溶出量（１／２・Ｄ１）が１．０ｗｔ％以下という極めて優れた初期溶出抑制機能を有するものである。
【００１０】
この様な効果を付与させるためには、基本的には、芯材粒子が下記式に示される計算式より求められる円形度係数で０．７以上のものを使用しなければならない。
円形度係数＝（４π×粒子の投影面積）／（粒子投影図の輪郭の長さ）２
円形度係数とは、粒子の円形度合いを知るための尺度であり、粒子が完全な真円の場合１．０となり、粒子形状が真円から崩れるに従って円形度係数が小さくなる。０．７未満の芯材粒子が増えると芯材粒子上に均一被膜を得ることができなくなるので、本発明において用いる芯材粒子は、全てが０．７以上のものであることが好ましいが、本発明の効果を大きく損なわない限りにおいて、０．７未満のものが若干量存在していても差し支えない。
なお上記した円形度係数は、株式会社ピアス製のＰＩＡＳ−ＩＶ等の市販の測定機器を用いることにより得ることができる。
【００１１】
芯材粒子は、肥料を必須成分とする原料を造粒することにより得ることができる。この様な造粒法としては、転動造粒法、押出し法、圧縮造粒法、破砕造粒法および噴流造粒法等のを用いることができる。本発明においては、これらの造粒法のいずれを使用しても良いが、芯材粒子のほぼ全てが、円形度係数０．７以上になるように製造しなければならない。
特に、押出し法、圧縮造粒法、破砕造粒法により得られる芯材粒子は、歪な形状になり易いので、該方法を用いる場合は、さらに整粒機等を用いて角取り処理を入念に行い、円形度係数０．７以上になるように成形する必要がある。
【００１２】
本発明において使用する芯材粒子には、肥料を有効成分とするものであれば何れのものであっても使用することが出来る。具体的には、単体若しくは複数の肥料成分からなる粒状物、単体若しくは複数の肥料成分を有効成分とし、該肥料成分と殺虫剤、殺菌剤、除草剤等の農薬活性成分とからなる粒状物、単体若しくは複数の肥料成分を有効成分とし、該肥料成分とベントナイト、ゼオライト、タルク、クレー、ケイソウ土等の不活性担体とからなる粒状物、一種以上の肥料成分と一種以上の農薬活性成分と一種以上の不活性担体とからなる粒状物等を挙げることが出来る。更には、前記粒状物の表面を合成樹脂や無機物で被覆した被覆粒状肥料を用いても構わない。
【００１３】
肥料の具体例としては、硫安、塩安、硝安、尿素、塩化加里、硫酸加里、硝酸加里、硝酸ソーダ、燐酸アンモニア、燐酸加里、燐酸石灰等の水溶性肥料、およびキレート鉄、酸化鉄、塩化鉄、ホウ酸、ホウ砂、硫酸マンガン、塩化マンガン、硫酸亜鉛、硫酸銅、モリブデン酸ナトリウム、モリブデン酸アンモニウム等の水溶性微量要素、ＯＭＵＰ（クロチリデンジウレア）、ＩＢＤＵ（イソブチリデンジウレア）やオキザマイド等の難水溶性肥料を挙げることができる。
【００１４】
本発明の時限溶出型被覆粒状肥料は、芯材粒子の表面上に合成樹脂を主成分とする被膜が被覆されている。該被膜においては、時限溶出機能を示すものであれば特に限定するものではなく、被膜を構成する組成、被膜の構造に特に限定はない。
被膜を得るための被覆方法としては、特に限定はないが、流動状態の芯材粒子に対し、合成樹脂を主成分とする材料（以下、被膜材料という。）が溶媒により溶解された混合溶解液を噴霧する一方、高速熱風流により、該芯材粒子上の溶媒を除去乾燥し、芯材粒子の表面に合成樹脂を主成分とする被膜を形成する製造方法が好ましい。
【００１５】
該製造方法に使用し得る被覆装置の一例として、図１に示される噴流層を用いて説明する。
この噴流層は、転動または流動状態にある芯材粒子５に対し、被膜材料の混合溶解液１２をポンプ６によって、スプレーノズル４により噴霧し、芯材粒子５の表面に吹き付けて、該表面を被覆すると同時並行的に、熱交換器８で加熱された高温気体をブロアー１０によって噴流塔１に下部から流入させ、該高速熱風流によって、該粒体表面に付着している混合溶解液中の溶媒を瞬時に蒸発乾燥させるものである。
【００１６】
被膜の主成分である合成樹脂としては、オレフィン重合体、オレフィンを含む共重合体、塩化ビニリデンを含む共重合体、ジエン系重合体、ワックス類、石油樹脂、天然樹脂、油脂およびその変性物から選ばれた１種または２種以上の物質ならびにアルキド樹脂等の熱硬化性樹脂を使用することが好ましく、中でもオレフィン重合体およびその共重合体がより好ましい。
【００１７】
具体例として、オレフィン重合体には、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・一酸化炭素共重合体、ポリブテン、ブテン・エチレン共重合体、ブテン・プロピレン共重合体、ポリスチレン等を例示でき、オレフィンを含む共重合体には、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・酢酸ビニル・一酸化炭素共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・メタアクリル酸エステル共重合体等を例示でき、塩化ビニリデンを含む共重合体には、塩化ビニリデン・塩化ビニル共重合体を例示でき、ジエン系重合体には、ブタジエン重合体、イソプレン重合体、クロロプレン重合体、ブタジエン・スチレン共重合体、ＥＰＤＭ重合体、スチレン・イソプレン共重合体等を例示でき、ワックス類には、密ロウ、木ロウ、パラフィン等を例示でき、天然樹脂には、天然ゴム、ロジン等を例示でき、油脂及びその変性物には、硬化物、固形脂肪酸および金属塩等を例示することができる。
また、合成樹脂とともに界面活性剤を使用しても良い。界面活性剤は、施用後の肥料成分の溶出をコントロールする機能を有してしている。
【００１８】
本発明の配合肥料は、肥料を有効成分として含み、かつ下記式に示される計算式より求められる円形度係数が０．７以上である芯材粒子の表面上に、合成樹脂を主成分とする膜が覆われている時限溶出型被覆粒状肥料の１種以上が有効成分として含まれる配合肥料である。
円形度係数＝（４π×粒子の投影面積）／（粒子投影図の輪郭の長さ）２
本発明の配合肥料は、１種以上の時限溶出型被覆粒状肥料が配合されていれば、他の配合物およびその配合割合に特に制限はないが、作物の必要養分量の経時変化（以下、作物の養分吸収パターンと言う。）に合わせて肥料成分が溶出するように時限溶出型被覆粒状肥料が配合されていることが好ましい。
【００１９】
作物の養分吸収パターンは、各県農業試験場、各農業改良普及所、各農協の営農指導課における蓄積データを参照することにより推定できる。一般に、作物の養分吸収パターンは、作物の時期別養分吸収量と、地力と呼ばれる時期別土壌養分供給量との差から求めることができる。また、本発明の時限溶出型被覆粒状肥料の経時的溶出は、使用する地域によって若干の違いが生じるが、使用する地域の過去の月日別地温によって推定することができる。
本発明の配合肥料は、前記蓄積データを十分に考慮した上、養分吸収パターンと本発明の時限溶出型被覆粒状肥料の経時的溶出とが近似するように調整することにより得ることができる。
この際の地温とは、作土の表層から深さ５ｃｍの部位の温度であるが、この地温はほぼ気温と見なすことが出き、その地域の栽培期間中の平均気温で代用することができる。
【００２０】
また、作物は、各々特有の養分吸収パターンを有しており、成長に伴って必要となる栄養素（窒素、燐酸、加里等）も異なるため、前記時限溶出型被覆粒状肥料の単独使用では、複数種の作物に対応させるには限界がある。時限溶出型被覆粒状肥料を多量に施用して、絶えず養分吸収パターンより過剰の肥料成分が溶出する様にしておけば単独使用も可能であるが、利用効率が著しく悪化する。
従って、本発明の配合肥料は、肥料成分の溶出開始時期および溶出速度の異なる２種以上の時限溶出型被覆粒状肥料を組み合わせ、栽培の対象となる作物の養分吸収パターンに合わせて溶出するように配合調整したり、肥料成分として用いている栄養素が異なる２種以上の時限溶出型被覆粒状肥料を組み合わせ、栽培の対象となる作物の必要栄養素が成長に合わせて溶出するように配合調整しておくのが好ましい。
また、本発明の効果を著しく阻害しない範囲において、本発明とは異なる被覆肥料や化成肥料を配合しても良い。
【００２１】
本発明の栽培方法は、肥料を有効成分として含み、かつ下記式に示される計算式より求められる円形度係数が０．７以上である芯材粒子の表面上に、合成樹脂を主成分とする膜が覆われている時限溶出型被覆粒状肥料の１種以上が有効成分として含まれる配合肥料を使用する方法である。
円形度係数＝（４π×粒子の投影面積）／（粒子投影図の輪郭の長さ）２
【００２２】
本発明の配合肥料の使用方法に特に限定はないが、育苗箱を用いた全量基肥施肥法が最適である。
全量基肥施肥法とは、栽培期間内に必要な肥料成分の全量若しくはその大部分を、育苗開始時に育苗箱へ施用するものである。通常、作物の育苗における肥料成分の溶出許容量は、育苗培土１００ｍｌ当たり窒素成分で１０〜２０ｍｇであると云われており、この範囲を超えて肥料成分の溶出が行われると、枯死や徒長などの肥料成分による濃度障害が発生する。しかし、育苗箱を用いた全量基肥施肥法に代表されるような、作物の根と肥料とが直接的に接触した状態にある施肥法（接触施肥法）においては、その溶出許容量は更に小さくなり、播種直後から育苗中期（全育苗期間の１／２）までの間では、僅かに溶出した肥料成分でも障害が発生する。
しかし、本発明の配合肥料を全量基肥施肥法に使用すると、播種直後から育苗中期までの間の肥料成分溶出量を極度に抑制することができるので、作物が濃度障害を起こすことがない上、種籾から発根した根は成長と共に該肥料と接触し、ついには根で該肥料を抱えるような状態になり、生長した苗を本田に移植する際にはそのままの状態で移植されるため、根が接触している該肥料から肥料成分を直接吸収することができ、肥料の利用効率を大幅に向上させることができるのである。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の時限溶出型被覆粒状肥料は、誘導期間／溶出期間の比率が０．２以上であり、施用後誘導期間の１／２が経過するまでの間の溶出量が１．０ｗｔ％以下という極めて優れた初期溶出抑制機能を有するものであり、本発明の配合肥料は、対象作物の養分吸収パターンに合わせた肥料溶出が起こるものであり、本発明の栽培方法は、作物に悪影響を与えず、作業効率と肥料の利用効率を著しく向上させることのできる方法である。
【００２４】
【実施例】
以下に実施例によって本発明を説明するが、本発明はこれら実施例により限定されるべきものではない。尚、以下の実施例における「％」は特に断りがない限り「重量％」である。
【００２５】
芯材原料粒子の製造
芯材粒子を得るための原料となる芯材原料粒子を、図２に示すフローシートに基づいて得た。
（芯材原料粒子Ａの製造）
原料となる尿素（８ｍｅｓｈパス品）５０Ｋｇを、ホッパーＡから、スクリューフィーダーＢとロールプレスＣから成るピストン油圧２７０ｋｇ／ｃｍ２Ｔに設定したロールコンパクター（アレクサンダー乾式造粒機、ＷＰ−４００×３３０Ｖ型）に供給することによりフレーク状物とした。次に、該フレーク状物を解砕機Ｄで砕いた後、振動篩Ｅで分級し、６〜８ｍｅｓｈのサイズを有する１次製品を得た。この時、６ｍｅｓｈより大きいサイズであるオーバーサイズ品は、再び解砕機Ｄに導き、６ｍｅｓｈより小さくなるまで粉砕を繰り返す。一方、８ｍｅｓｈより小さいサイズであるアンダーサイズ品は、ホッパーＡに返送され、再度フレーク状物に成形される。１次製品は、フレコンＦに収納され、芯材原料粒子Ａとして使用される。
（芯材原料粒子Ｂの製造）
原料を尿素から硫安（８ｍｅｓｈパス品）に代えた以外は、（芯材原料粒子Ａの製造）に準じて芯材原料粒子Ｂを得た。
（芯材原料粒子Ｃの製造）
原料を尿素から塩化加里（８ｍｅｓｈパス品）に代えた以外は、（芯材原料粒子Ａの製造）に準じて芯材原料粒子Ｃを得た。
【００２６】
芯材粒子の製造
（芯材粒子Ａの製造）
芯材原料粒子Ａを図２のフローシートに示される振動篩Ｇで分級して７〜８ｍｅｓｈの芯材粒子Ａを得、芯材粒子Ａの円形度係数を株式会社ピアス製のＰＩＡＳ−ＩＶを用いて測定した。測定条件は、ランダムに取り出した粒子５０個を用い、しきい値１２０−１２０で行った。円形度係数の測定結果を表１に示す。
（芯材粒子Ｂの製造）
芯材原料粒子Ａを、回転円盤式整粒機Ｈ（不二パウダル製、マルメライザーＱＪ２３０）で、円形度係数が０．７以上になるまで平滑化処理を行った。その処理方法は、図３のフローシートの通りであり、芯材原料粒子Ａを計量して回転円盤式整粒機Ｈに供給し、下記の運転条件で角取りした後、振動篩Ｊで分級し７〜８ｍｅｓｈの芯材粒子Ｂを得た。円形度係数を、（芯材粒子Ａの製造）に準じて測定した。円形度係数の測定結果を表１に示す。
運転条件
運転方式 ：回分式
運転時間 ：１ｍｉｎ
目皿ピッチ：４ｍｍ
速度比 ：０．３
仕込量 ：２ｋｇ（１回当たり）
（芯材粒子Ｃの製造）
運転時間１ｍｉｎを５ｍｉｎにした以外は、（芯材粒子Ｂの製造）に準じて、芯材粒子Ｃを得た。得られた芯材粒子Ｃの円形度係数を、（芯材粒子Ａの製造）に準じて測定した。円形度係数の測定結果を表１に示す。
（芯材粒子Ｄの製造）
運転時間１ｍｉｎを９ｍｉｎにした以外は、（芯材粒子Ｂの製造）に準じて、芯材粒子Ｄを得た。得られた芯材粒子Ｄの円形度係数を、（芯材粒子Ａの製造）に準じて測定した。円形度係数の測定結果を表１に示す。
（芯材粒子Ｅの製造）
芯材原料粒子Ａを芯材原料粒子Ｂに代え、運転時間１ｍｉｎを５ｍｉｎにした以外は、（芯材粒子Ｂの製造）に準じて、芯材粒子Ｅを得た。得られた芯材粒子Ｅの円形度係数を、（芯材粒子Ａの製造）に準じて測定した。円形度係数の測定結果を表１に示す。
（芯材粒子Ｆの製造）
芯材原料粒子Ａを芯材原料粒子Ｃに代え、運転時間１ｍｉｎを５ｍｉｎにした以外は、（芯材粒子Ｂの製造）に準じて、芯材粒子Ｆを得た。得られた芯材粒子Ｆの円形度係数を、（芯材粒子Ａの製造）に準じて測定した。円形度係数の測定結果を表１に示す。
【００２７】
時限溶出型被覆粒状肥料の製造
（時限溶出型被覆粒状肥料１〜１６の製造）
時限溶出型被覆粒状肥料の製造を図１のフローシートにより説明すると、塔径２５０ｍｍ、高さ２０００ｍｍ、空気噴出口径５０ｍｍ、円錘角５０度の形状を有する噴流塔１内へ、高温熱風を下部から上部に向けて流入する。高温熱風は、ブロアー１０から送風され、オリフィス流量計９を通り、熱交換器８によって高温に加熱されて、噴流塔１に流入され、噴流塔１の上部に設置されている排ガス用出口３から排出される。この高温熱風が循環している噴流塔１の内部に、表２に示される芯材粒子Ａ〜Ｆ（フローシート上では、芯材粒子５としている。）を、噴流塔１の側面に設置されている芯材粒子投入口２から１０Ｋｇ投入し、図１に示されるように芯材粒子５を流動させる。この際、流量および熱風温度は、各サンプル毎に適宜調節する必要があり、流量はオリフィス流量計で測定しながら調節し、熱風温度は、Ｔ１の熱風温度、Ｔ２の粒剤温度、Ｔ３の排気温度を測定しながら調節する。本実施各例においては、流量（オリフィス流量計９）４ｍ３ ／ｍｉｎ、熱風温度（熱風温度Ｔ１）１００℃±２℃で実施した。
他方、溶解槽１１に、表２に示される被膜材料組成の各成分と溶媒としてトルエンを投入し、混合撹拌することによって、１．５重量％の均一な被膜材料の混合溶解液１２を得る。該溶解液１２は、ポンプ６によって噴流塔１の下部に設置されている開口０．８ｍｍフルコン型一流体ノズルであるスプレーノズル４に、流速０．１ｋｇ／ｍｉｎで輸送され、流動中の芯材粒子５に、噴霧され、吹き付けられる。この時、該溶解液１２の温度が８０℃以下にならないように、溶解槽１１と溶解槽１１からスプレーノズル４に至るまでの配管とを二重構造にしておき、蒸気を通して、該溶解液１２を加温しながら輸送した。
該吹き付け行程は、流動中の芯材粒子５の粉体温度Ｔ２が所定の温度に達した時点から開始し、所定時間スプレーした後、所定時間の乾燥を実施し、乾燥が終了した時点で、ブロアー１０を止め、被覆された芯材粒子５を、噴流塔１の最下部にある抜き出し口７より排出し、表２に記載する時限溶出型被覆粒状肥料１〜１６を得た（ただし、時限溶出型被覆粒状肥料１〜６および１５〜１６は、第１層の被膜材料組成物を吹き付け処理した後、第２層の被膜材料組成物を吹き付け処理した。）。
【００２８】
（溶出試験）
時限溶出型被覆粒状肥料の製造で得られた時限溶出型被覆粒状肥料１〜１６をそれぞれ１０ｇづつ２００ｍｌの水中に浸漬し、２５℃に静置する。所定期間後該肥料を水から抜く取り、水中に溶出した肥料成分を定量分析により求める。測定後、該肥料を新水２００ｍｌ入れて、２５℃に静置し、所定期間後同様な肥料成分の定量分析を行なう。この様な操作を繰り返し、水中に溶出した肥料成分の溶出累計と日数の関係をグラフ化して溶出速度曲線を作成した。その結果を図４に示す。また、浸漬開始から１０ｗｔ％溶出に至るまでの日数（誘導期間）を「Ｄ１」とし、それ以降８０ｗｔ％溶出に至るまでの日数（溶出期間）を「Ｄ２」とし、誘導期間の１／２にあたる時点での溶出率を「１／２・Ｄ１」とした。その結果を表３に示す。「１／２・Ｄ１」の結果より明らかなように、円形度係数が０．７以上の芯材粒子を使用して得た時限溶出型被覆粒状肥料（２、４、６、８、１０〜１４、１６）は、円形度係数が０．７未満の芯材粒子を使用して得た時限溶出型被覆粒状肥料（１、３、５、７、９、１５）と比較して、初期溶出量が極めて微量であることが判る。
【００２９】
（キュウリ栽培用配合肥料の調整）
熊本県水俣市袋（地名）でのキュウリ（品種：あそみどり）の露地栽培における播種から収穫までの期間の該キュウリの養分要求曲線（前記養分吸収パターン）を、同地において前年度測定した栽培期間中の土壌養分供給曲線（前記時期別土壌養分供給量）と該キュウリの養分吸収曲線（前記時期別養分吸収量）とから割り出した。これらの曲線を得るために使用した基本データは、前年度同地で実施した同作物の試作データである。この様にして得られた前年度の該キュウリの養分要求曲線を図５に示す。
次に、時限溶出型被覆粒状肥料１２および１６を組み合わせて、該養分要求曲線に近似する溶出曲線を有する配合肥料Ａ得た。配合肥料Ａは、図４記載の溶出曲線Ｎｏ．１２とＮｏ．１６とを基準とし、９５：５、９０：１０・・・５：９５と５単位毎に組成比を代え、それぞれの組成比から得られる仮想溶出曲線を描き、この中から該養分要求曲線に最も近似する溶出曲線を有する組成比を選んだ。その結果、配合肥料Ａは、時限溶出型被覆粒状肥料１２と１６を６０対４０の比率で組み合わせたものが最も適当であることが分かった。配合肥料Ａの溶出曲線を実施例配合肥料溶出曲線として、図５に示す。この際、該養分吸収曲線は、栽培期間中の気温変化（１８℃〜３２℃程度の範囲）を取り入れた曲線であるが、栽培期間中の平均気温がほぼ２５℃なので、２５℃の溶出曲線が記載されている図４を組成比特定の基準とした。また、同様に、時限溶出型被覆粒状肥料７および９を組み合わせて、該養分要求曲線に近似する溶出曲線を有する配合肥料Ｂ得た。配合肥料Ｂは、時限溶出型被覆粒状肥料７と９を４０対６０の比率で組み合わせたものが最も適当であることが分かった。配合肥料Ｂの溶出曲線を比較例配合肥料溶出曲線として、図５に示す。
図５より、本発明の配合肥料である配合肥料Ａにおいては、初期溶出が極めて低く抑えられており、その溶出曲線はキュウリの養分要求曲線に非常に近似しており、一方本発明の配合肥料とは異なる配合肥料Ｂにおいては、初期溶出の抑制は不充分であり、その溶出曲線はキュウリの養分要求曲線とほぼ近似しているが、初期段階の溶出曲線が明らかに異なっていることが分かる。
【００３０】
（配合肥料を用いたキュウリ栽培試験）
熊本県水俣市袋（地名）にある圃場において、配合肥料Ａと配合肥料Ｂを用いたキュウリの栽培試験を行った。栽培試験は、通常の農作業形式に準拠した慣行区試験、配合肥料Ａを用いた実施例区試験、配合肥料Ｂを用いた比較例区試験の３種類の栽培形式で行った。各試験の詳細を以下に示す。
慣行区試験
予め調整しておいた肥料が全く含有されていない育苗培土１００ｍｌに対し、育苗用肥料として窒素成分（Ｎ成分、以下Ｎと略す。）１０ｍｇ、リン成分（Ｐ２Ｏ５成分、以下Ｐと略す。）１０ｍｇ、カリ成分（Ｋ２Ｏ成分、以下Ｋと略す。）１０ｍｇを混合した育苗培土資材を、直径１０ｃｍタイプのビニールポットに４００ｍｌ充填した後、キュウリ種子（品種：あそみどり）１粒を播種し、更にその上に該育苗培土を覆土して、４月２６日より５月６日までビニールポット内で苗を育てた。ビニールポットでの育苗が終了した後、該苗を圃場に１８００本／１０ａの密度で移植し、圃場での栽培を開始した。その後、７月６日から主茎の収穫を開始し、７月２６日から側枝の収穫を開始し、９月２０日に収穫して、栽培を終了した。
苗を圃場に移植し、苗が圃場に定植してから収穫までの間に、肥料成分としてＮが１４％、Ｐが１４％、Ｋが１４％含有する高度化成肥料を４回に分けて施肥した。施肥量は、４回の施肥でＮ−Ｐ−Ｋが圃場１０アール当たり、１５Ｋｇ−１５Ｋｇ−１５Ｋｇとなる様に調整した。
実施例区試験
予め調整しておいた肥料が全く含有されていない育苗培土１００ｍｌに対し、育苗用肥料として、Ｐを１０ｍｇ、Ｋを１０ｍｇ混合した育苗培土資材４００ｍｌと配合肥料Ａ内に存在するＮが８．３３ｇ（圃場１０アール当たりのＮが１５Ｋｇに相当）となる量の配合肥料Ａとをよくかき混ぜて、直径１０ｃｍタイプのビニールポットに充填した後、キュウリ種子（品種：あそみどり）１粒を播種し、更にその上に該育苗培土を覆土して、４月２６日より５月６日までビニールポット内で苗を育てた。ビニールポットでの育苗が終了した後、該苗を圃場に１８００本／１０ａの密度で移植し、圃場での栽培を開始した。その後、７月６日から主茎の収穫を開始し、７月２６日から側枝の収穫を開始し、９月２０日に収穫して、栽培を終了した。
苗を圃場に移植し、苗が圃場に定植してから収穫までの間に、肥料成分としてＰが１４％、Ｋが１４％含有する高度化成肥料を４回に分けて施肥した。施肥量は、４回の施肥でＰ−Ｋが圃場１０アール当たり、１５Ｋｇ−１５Ｋｇとなる様に調整した。
比較例区試験
予め調整しておいた肥料が全く含有されていない育苗培土１００ｍｌに対し、育苗用肥料として、Ｐを１０ｍｇ、Ｋを１０ｍｇ混合した育苗培土資材４００ｍｌと配合肥料Ｂ内に存在するＮが８．３３ｇ（圃場１０アール当たりのＮが１５Ｋｇに相当）となる量の配合肥料Ｂとをよくかき混ぜて、直径１０ｃｍタイプのビニールポットに充填した後、キュウリ種子（品種：あそみどり）１粒を播種し、更にその上に該育苗培土を覆土して、４月２６日より５月６日までビニールポット内で苗を育てた。ビニールポットでの育苗が終了した後、該苗を圃場に１８００本／１０ａの密度で移植し、圃場での栽培を開始した。その後、７月６日から主茎の収穫を開始し、７月２６日から側枝の収穫を開始し、９月２０日に収穫して、栽培を終了した。
苗を圃場に移植し、苗が圃場に定植してから収穫までの間に、肥料成分としてＰが１４％、Ｋが１４％含有する高度化成肥料を４回に分けて施肥した。施肥量は、４回の施肥でＰ−Ｋが圃場１０アール当たり、１５Ｋｇ−１５Ｋｇとなる様に調整した。
【００３１】
以上の様に、慣行区試験ではＮの追肥を行い、比較例区試験および実施例区試験では、Ｎの追肥を行わずにキュウリの栽培を行った。
この結果、比較例区試験において、発芽が全く起こらなかった（発芽率０％）。これは、明らかに生育初期における肥料成分の過剰溶出が原因である。図５の比較例配合肥料溶出曲線からも明らかなように、配合肥料Ｂでは、初期溶出が充分に抑えられておらず、この過剰溶出がキュウリの種子に対して濃度障害を起こしたのである。
一方、実施例区試験においては、発芽率が９７％であり、慣行区試験の発芽率９８％とほぼ同等の良好な生育状態であった。
また、実施例区試験における収穫指数も、慣行区の収穫量を１００とするのに対し１０２であり、Ｎの追肥を行った慣行区試験と全く遜色のない収穫量であった。この様に実施例区試験においては、慣行区試験（従来の農作業）の半分程度の減肥を行っても、同等以上の収量が得られることが分かった。本発明の配合肥料を播種と同時に施肥する栽培方法を用いれば、作業の省力化と肥料の利用効率とを大幅に向上することができる。
【００３２】
【表１】
【００３３】
【表２】
【００３４】
【表３】
【図面の簡単な説明】
【図１】噴流層のフローシート
【図２】圧縮造粒法のフローシート
【図３】平滑化処理法のフローシート
【図４】時限溶出型被覆粒状肥料（５〜９、１２、１５、１６）の溶出速度曲線
【図５】キュウリの養分要求曲線と配合肥料ＡおよびＢの各溶出曲線
【符号の説明】
１．噴流塔
２．芯材粒子投入口
３．排ガス用出口
４．スプレーノズル
５．芯材粒子
６．ポンプ
７．抜き出し口
８．熱交換器
９．オリフィス流量計
１０．ブロアー
１１．溶解槽
１２．被膜材料の混合溶解液
Ｔ１．熱風温度
Ｔ２．粒体温度
Ｔ３．排気温度
ＳＬ．スチーム
Ａ．ホッパー
Ｂ．スクリューフィーダー
Ｃ．ロールプレス
Ｄ．解砕機
Ｅ．振動篩
Ｆ．貯蔵部（フレコン）
Ｇ．振動篩
Ｈ．回転円盤式整粒機
Ｊ．振動篩
【発明の属する技術分野】
本発明は、優れた初期溶出抑制機能を有する時限溶出型被覆粒状肥料、該肥料を有効成分とする配合肥料およびこの配合肥料を用いた栽培方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
農作物の栽培には、肥料が不可欠である。肥料の施用に際しては、作業の省力化の観点から、栽培の全期間を補えるだけの多量の肥料を一度に施用することが望ましいが、高濃度の肥料は、返って作物に対して害を及ぼすので、農作物の栽培期間中に数回に分けて、追肥というかたちで施用している。
【０００３】
特に、播種後暫くの間、作物は子房に蓄えた養分で発芽・発根できるので、肥料などの様な外部からの栄養分を必要としない。それどころか、過剰の栄養分となる肥料が、種子の周辺に存在すると、肥焼けや徒長等の生理障害を招き、それ以後の生育に多大な負の影響を及ぼし、酷い場合には枯死に至らしめることがある。従って、播種後暫くしてから、第１回目の施肥である基肥を施用するのが通例であった。
しかし、播種をした後、しばらくしてから基肥を施用し、さらに数回にわたる追肥を施用するという前記通例の栽培方法を用いて農作業を行うと、作業効率が極めて悪く、また、速効性肥料として親水性の化成肥料を用いると、流亡し易いので、肥料の利用効率が著しく低下する。
この様な欠点を克服するために、施用後に徐々に肥料が溶出してゆく徐放性被覆肥料や施用後一定期間溶出が抑制される期間（以下、誘導期間という。）と一定期間経過後に速やかに肥料が溶出する期間（以下、溶出期間という。）とを有する時限溶出型被覆肥料の開発が盛んに行われており（特開平６−８７６８４号公報、特公平５−２９６３４号公報、特開平４−２０２０７８号公報、特開平４−２０２０７９号公報、特開平８−１５１２８６号公報等）、これらの被覆肥料を播種と同時に施用する使用方法が検討されている（特開平７−１４７８１９号公報、特開平７−２５５２６８号公報等）。
【０００４】
しかしながら、施用直後から徐々に溶出を開始する除放性被覆肥料は、肥料成分の初期溶出を抑えることができないので、播種と同時に該被覆肥料を施用するのは難しく、施用できたとしても少量しかできないという欠点を有している。
一方、時限溶出型肥料は、誘導期間を有しているところから、除放性被覆肥料よりは多くの量を播種と同時に施用できる。しかし、現状の時限溶出型被覆肥料においては、誘導期間内での肥料成分の溶出を完全に抑制できるものがないので、播種と同時に多量に施用すると、濃度障害が起こる。したがって、栽培の全期間内もしくは栽培期間内に必要な肥料成分の大部分が含有される時限溶出型被覆肥料を、播種と同時に一度に施用することは事実上不可能であり、追肥作業を省略できるまでには至っていない。
【０００５】
この様に、時限溶出型被覆肥料の初期溶出抑制機能をいかに向上させるかが、作業効率と利用効率を向上させるための課題である。
前記公報等からの知見より、時限溶出型被覆肥料の研究は、該被覆肥料の外皮を形成している被膜の組成及びその層構造についてが大半であることが分かる。しかしながら、本発明者らも、上記内容の研究を重ねたところ、被膜の組成や被膜の層構造を研究してゆくだけでは、初期溶出抑制機能を改善するのに限界のあることが判明した。この理由は、時限溶出型被覆肥料の核となる肥料を有効成分とした芯材粒子の形状にあり、いびつな芯材粒子が存在すると、芯材粒子の表面に均一な厚みの被膜を形成させることができず、酷い時には被覆されていない場所ができ、時限溶出型被覆肥料にこの様な部分が存在すると初期溶出が速まったり、初期溶出抑制機能のないものとなるからである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、施用後一定期間肥料成分の溶出が全く起こらないか、溶出が起こったとしても極めて微量である優れた初期溶出抑制機能を有する時限溶出型被覆粒状肥料、該肥料を有効成分とする配合肥料およびこの配合肥料を用いた栽培方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決する為の手段】
本発明者らは、前記従来技術の現状に鑑み、鋭意検討を重ねた結果、肥料を有効成分として含み、かつ下記式に示される計算式より求められる円形度係数が０．７以上の芯材粒子を使用することにより、驚くべき初期溶出抑制機能、すなわち誘導期間の１／２が経過するまでの間の肥料成分の溶出率が１ｗｔ％以下である時限溶出型被覆粒状肥料を得ることができ、該肥料において、該肥料単独もしくは溶出速度の異なるものを組み合わせることにより、栽培の対象となる作物の成長に必要な養分を、必要な時期に与えることのできる配合肥料を得ることができ、該配合肥料を使用することにより、作物に悪影響を与えることなく作業効率と肥料成分の利用効率を極めて向上させることのできる栽培方法を見い出し、本発明を完成させた。
円形度係数＝（４π×粒子の投影面積）／（粒子投影図の輪郭の長さ）２
【０００８】
すなわち、本発明は下記の（１）〜（３）の構成を有する。
（１）肥料を有効成分として含み、かつ下記式に示される計算式より求められる円形度係数が０．７以上である芯材粒子の表面上に、合成樹脂を主成分とする膜が覆われている時限溶出型被覆粒状肥料。
円形度係数＝（４π×粒子の投影面積）／（粒子投影図の輪郭の長さ）２
（２）前記第（１）項に記載の時限溶出型被覆粒状肥料の１種以上が有効成分として含まれている配合肥料。
（３）前記第（２）項に記載の配合肥料を使用する栽培方法。
【０００９】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の時限溶出型被覆粒状肥料とは、施肥後一定期間溶出が抑制される誘導期間と一定期間経過後速やかな溶出を開始する溶出期間とを有する粒状肥料であり、本発明では、施用後から芯材粒子中の肥料成分が１０ｗｔ％溶出するまでの期間を誘導期間（Ｄ１）、１０ｗｔ％溶出日から８０ｗｔ％溶出日までの期間を溶出期間（Ｄ２）とした。
本発明の時限溶出型被覆粒状肥料は、誘導期間／溶出期間の比率が０．２以上であり、施用後誘導期間の１／２が経過するまでの間の溶出量（１／２・Ｄ１）が１．０ｗｔ％以下という極めて優れた初期溶出抑制機能を有するものである。
【００１０】
この様な効果を付与させるためには、基本的には、芯材粒子が下記式に示される計算式より求められる円形度係数で０．７以上のものを使用しなければならない。
円形度係数＝（４π×粒子の投影面積）／（粒子投影図の輪郭の長さ）２
円形度係数とは、粒子の円形度合いを知るための尺度であり、粒子が完全な真円の場合１．０となり、粒子形状が真円から崩れるに従って円形度係数が小さくなる。０．７未満の芯材粒子が増えると芯材粒子上に均一被膜を得ることができなくなるので、本発明において用いる芯材粒子は、全てが０．７以上のものであることが好ましいが、本発明の効果を大きく損なわない限りにおいて、０．７未満のものが若干量存在していても差し支えない。
なお上記した円形度係数は、株式会社ピアス製のＰＩＡＳ−ＩＶ等の市販の測定機器を用いることにより得ることができる。
【００１１】
芯材粒子は、肥料を必須成分とする原料を造粒することにより得ることができる。この様な造粒法としては、転動造粒法、押出し法、圧縮造粒法、破砕造粒法および噴流造粒法等のを用いることができる。本発明においては、これらの造粒法のいずれを使用しても良いが、芯材粒子のほぼ全てが、円形度係数０．７以上になるように製造しなければならない。
特に、押出し法、圧縮造粒法、破砕造粒法により得られる芯材粒子は、歪な形状になり易いので、該方法を用いる場合は、さらに整粒機等を用いて角取り処理を入念に行い、円形度係数０．７以上になるように成形する必要がある。
【００１２】
本発明において使用する芯材粒子には、肥料を有効成分とするものであれば何れのものであっても使用することが出来る。具体的には、単体若しくは複数の肥料成分からなる粒状物、単体若しくは複数の肥料成分を有効成分とし、該肥料成分と殺虫剤、殺菌剤、除草剤等の農薬活性成分とからなる粒状物、単体若しくは複数の肥料成分を有効成分とし、該肥料成分とベントナイト、ゼオライト、タルク、クレー、ケイソウ土等の不活性担体とからなる粒状物、一種以上の肥料成分と一種以上の農薬活性成分と一種以上の不活性担体とからなる粒状物等を挙げることが出来る。更には、前記粒状物の表面を合成樹脂や無機物で被覆した被覆粒状肥料を用いても構わない。
【００１３】
肥料の具体例としては、硫安、塩安、硝安、尿素、塩化加里、硫酸加里、硝酸加里、硝酸ソーダ、燐酸アンモニア、燐酸加里、燐酸石灰等の水溶性肥料、およびキレート鉄、酸化鉄、塩化鉄、ホウ酸、ホウ砂、硫酸マンガン、塩化マンガン、硫酸亜鉛、硫酸銅、モリブデン酸ナトリウム、モリブデン酸アンモニウム等の水溶性微量要素、ＯＭＵＰ（クロチリデンジウレア）、ＩＢＤＵ（イソブチリデンジウレア）やオキザマイド等の難水溶性肥料を挙げることができる。
【００１４】
本発明の時限溶出型被覆粒状肥料は、芯材粒子の表面上に合成樹脂を主成分とする被膜が被覆されている。該被膜においては、時限溶出機能を示すものであれば特に限定するものではなく、被膜を構成する組成、被膜の構造に特に限定はない。
被膜を得るための被覆方法としては、特に限定はないが、流動状態の芯材粒子に対し、合成樹脂を主成分とする材料（以下、被膜材料という。）が溶媒により溶解された混合溶解液を噴霧する一方、高速熱風流により、該芯材粒子上の溶媒を除去乾燥し、芯材粒子の表面に合成樹脂を主成分とする被膜を形成する製造方法が好ましい。
【００１５】
該製造方法に使用し得る被覆装置の一例として、図１に示される噴流層を用いて説明する。
この噴流層は、転動または流動状態にある芯材粒子５に対し、被膜材料の混合溶解液１２をポンプ６によって、スプレーノズル４により噴霧し、芯材粒子５の表面に吹き付けて、該表面を被覆すると同時並行的に、熱交換器８で加熱された高温気体をブロアー１０によって噴流塔１に下部から流入させ、該高速熱風流によって、該粒体表面に付着している混合溶解液中の溶媒を瞬時に蒸発乾燥させるものである。
【００１６】
被膜の主成分である合成樹脂としては、オレフィン重合体、オレフィンを含む共重合体、塩化ビニリデンを含む共重合体、ジエン系重合体、ワックス類、石油樹脂、天然樹脂、油脂およびその変性物から選ばれた１種または２種以上の物質ならびにアルキド樹脂等の熱硬化性樹脂を使用することが好ましく、中でもオレフィン重合体およびその共重合体がより好ましい。
【００１７】
具体例として、オレフィン重合体には、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・一酸化炭素共重合体、ポリブテン、ブテン・エチレン共重合体、ブテン・プロピレン共重合体、ポリスチレン等を例示でき、オレフィンを含む共重合体には、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・酢酸ビニル・一酸化炭素共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・メタアクリル酸エステル共重合体等を例示でき、塩化ビニリデンを含む共重合体には、塩化ビニリデン・塩化ビニル共重合体を例示でき、ジエン系重合体には、ブタジエン重合体、イソプレン重合体、クロロプレン重合体、ブタジエン・スチレン共重合体、ＥＰＤＭ重合体、スチレン・イソプレン共重合体等を例示でき、ワックス類には、密ロウ、木ロウ、パラフィン等を例示でき、天然樹脂には、天然ゴム、ロジン等を例示でき、油脂及びその変性物には、硬化物、固形脂肪酸および金属塩等を例示することができる。
また、合成樹脂とともに界面活性剤を使用しても良い。界面活性剤は、施用後の肥料成分の溶出をコントロールする機能を有してしている。
【００１８】
本発明の配合肥料は、肥料を有効成分として含み、かつ下記式に示される計算式より求められる円形度係数が０．７以上である芯材粒子の表面上に、合成樹脂を主成分とする膜が覆われている時限溶出型被覆粒状肥料の１種以上が有効成分として含まれる配合肥料である。
円形度係数＝（４π×粒子の投影面積）／（粒子投影図の輪郭の長さ）２
本発明の配合肥料は、１種以上の時限溶出型被覆粒状肥料が配合されていれば、他の配合物およびその配合割合に特に制限はないが、作物の必要養分量の経時変化（以下、作物の養分吸収パターンと言う。）に合わせて肥料成分が溶出するように時限溶出型被覆粒状肥料が配合されていることが好ましい。
【００１９】
作物の養分吸収パターンは、各県農業試験場、各農業改良普及所、各農協の営農指導課における蓄積データを参照することにより推定できる。一般に、作物の養分吸収パターンは、作物の時期別養分吸収量と、地力と呼ばれる時期別土壌養分供給量との差から求めることができる。また、本発明の時限溶出型被覆粒状肥料の経時的溶出は、使用する地域によって若干の違いが生じるが、使用する地域の過去の月日別地温によって推定することができる。
本発明の配合肥料は、前記蓄積データを十分に考慮した上、養分吸収パターンと本発明の時限溶出型被覆粒状肥料の経時的溶出とが近似するように調整することにより得ることができる。
この際の地温とは、作土の表層から深さ５ｃｍの部位の温度であるが、この地温はほぼ気温と見なすことが出き、その地域の栽培期間中の平均気温で代用することができる。
【００２０】
また、作物は、各々特有の養分吸収パターンを有しており、成長に伴って必要となる栄養素（窒素、燐酸、加里等）も異なるため、前記時限溶出型被覆粒状肥料の単独使用では、複数種の作物に対応させるには限界がある。時限溶出型被覆粒状肥料を多量に施用して、絶えず養分吸収パターンより過剰の肥料成分が溶出する様にしておけば単独使用も可能であるが、利用効率が著しく悪化する。
従って、本発明の配合肥料は、肥料成分の溶出開始時期および溶出速度の異なる２種以上の時限溶出型被覆粒状肥料を組み合わせ、栽培の対象となる作物の養分吸収パターンに合わせて溶出するように配合調整したり、肥料成分として用いている栄養素が異なる２種以上の時限溶出型被覆粒状肥料を組み合わせ、栽培の対象となる作物の必要栄養素が成長に合わせて溶出するように配合調整しておくのが好ましい。
また、本発明の効果を著しく阻害しない範囲において、本発明とは異なる被覆肥料や化成肥料を配合しても良い。
【００２１】
本発明の栽培方法は、肥料を有効成分として含み、かつ下記式に示される計算式より求められる円形度係数が０．７以上である芯材粒子の表面上に、合成樹脂を主成分とする膜が覆われている時限溶出型被覆粒状肥料の１種以上が有効成分として含まれる配合肥料を使用する方法である。
円形度係数＝（４π×粒子の投影面積）／（粒子投影図の輪郭の長さ）２
【００２２】
本発明の配合肥料の使用方法に特に限定はないが、育苗箱を用いた全量基肥施肥法が最適である。
全量基肥施肥法とは、栽培期間内に必要な肥料成分の全量若しくはその大部分を、育苗開始時に育苗箱へ施用するものである。通常、作物の育苗における肥料成分の溶出許容量は、育苗培土１００ｍｌ当たり窒素成分で１０〜２０ｍｇであると云われており、この範囲を超えて肥料成分の溶出が行われると、枯死や徒長などの肥料成分による濃度障害が発生する。しかし、育苗箱を用いた全量基肥施肥法に代表されるような、作物の根と肥料とが直接的に接触した状態にある施肥法（接触施肥法）においては、その溶出許容量は更に小さくなり、播種直後から育苗中期（全育苗期間の１／２）までの間では、僅かに溶出した肥料成分でも障害が発生する。
しかし、本発明の配合肥料を全量基肥施肥法に使用すると、播種直後から育苗中期までの間の肥料成分溶出量を極度に抑制することができるので、作物が濃度障害を起こすことがない上、種籾から発根した根は成長と共に該肥料と接触し、ついには根で該肥料を抱えるような状態になり、生長した苗を本田に移植する際にはそのままの状態で移植されるため、根が接触している該肥料から肥料成分を直接吸収することができ、肥料の利用効率を大幅に向上させることができるのである。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の時限溶出型被覆粒状肥料は、誘導期間／溶出期間の比率が０．２以上であり、施用後誘導期間の１／２が経過するまでの間の溶出量が１．０ｗｔ％以下という極めて優れた初期溶出抑制機能を有するものであり、本発明の配合肥料は、対象作物の養分吸収パターンに合わせた肥料溶出が起こるものであり、本発明の栽培方法は、作物に悪影響を与えず、作業効率と肥料の利用効率を著しく向上させることのできる方法である。
【００２４】
【実施例】
以下に実施例によって本発明を説明するが、本発明はこれら実施例により限定されるべきものではない。尚、以下の実施例における「％」は特に断りがない限り「重量％」である。
【００２５】
芯材原料粒子の製造
芯材粒子を得るための原料となる芯材原料粒子を、図２に示すフローシートに基づいて得た。
（芯材原料粒子Ａの製造）
原料となる尿素（８ｍｅｓｈパス品）５０Ｋｇを、ホッパーＡから、スクリューフィーダーＢとロールプレスＣから成るピストン油圧２７０ｋｇ／ｃｍ２Ｔに設定したロールコンパクター（アレクサンダー乾式造粒機、ＷＰ−４００×３３０Ｖ型）に供給することによりフレーク状物とした。次に、該フレーク状物を解砕機Ｄで砕いた後、振動篩Ｅで分級し、６〜８ｍｅｓｈのサイズを有する１次製品を得た。この時、６ｍｅｓｈより大きいサイズであるオーバーサイズ品は、再び解砕機Ｄに導き、６ｍｅｓｈより小さくなるまで粉砕を繰り返す。一方、８ｍｅｓｈより小さいサイズであるアンダーサイズ品は、ホッパーＡに返送され、再度フレーク状物に成形される。１次製品は、フレコンＦに収納され、芯材原料粒子Ａとして使用される。
（芯材原料粒子Ｂの製造）
原料を尿素から硫安（８ｍｅｓｈパス品）に代えた以外は、（芯材原料粒子Ａの製造）に準じて芯材原料粒子Ｂを得た。
（芯材原料粒子Ｃの製造）
原料を尿素から塩化加里（８ｍｅｓｈパス品）に代えた以外は、（芯材原料粒子Ａの製造）に準じて芯材原料粒子Ｃを得た。
【００２６】
芯材粒子の製造
（芯材粒子Ａの製造）
芯材原料粒子Ａを図２のフローシートに示される振動篩Ｇで分級して７〜８ｍｅｓｈの芯材粒子Ａを得、芯材粒子Ａの円形度係数を株式会社ピアス製のＰＩＡＳ−ＩＶを用いて測定した。測定条件は、ランダムに取り出した粒子５０個を用い、しきい値１２０−１２０で行った。円形度係数の測定結果を表１に示す。
（芯材粒子Ｂの製造）
芯材原料粒子Ａを、回転円盤式整粒機Ｈ（不二パウダル製、マルメライザーＱＪ２３０）で、円形度係数が０．７以上になるまで平滑化処理を行った。その処理方法は、図３のフローシートの通りであり、芯材原料粒子Ａを計量して回転円盤式整粒機Ｈに供給し、下記の運転条件で角取りした後、振動篩Ｊで分級し７〜８ｍｅｓｈの芯材粒子Ｂを得た。円形度係数を、（芯材粒子Ａの製造）に準じて測定した。円形度係数の測定結果を表１に示す。
運転条件
運転方式 ：回分式
運転時間 ：１ｍｉｎ
目皿ピッチ：４ｍｍ
速度比 ：０．３
仕込量 ：２ｋｇ（１回当たり）
（芯材粒子Ｃの製造）
運転時間１ｍｉｎを５ｍｉｎにした以外は、（芯材粒子Ｂの製造）に準じて、芯材粒子Ｃを得た。得られた芯材粒子Ｃの円形度係数を、（芯材粒子Ａの製造）に準じて測定した。円形度係数の測定結果を表１に示す。
（芯材粒子Ｄの製造）
運転時間１ｍｉｎを９ｍｉｎにした以外は、（芯材粒子Ｂの製造）に準じて、芯材粒子Ｄを得た。得られた芯材粒子Ｄの円形度係数を、（芯材粒子Ａの製造）に準じて測定した。円形度係数の測定結果を表１に示す。
（芯材粒子Ｅの製造）
芯材原料粒子Ａを芯材原料粒子Ｂに代え、運転時間１ｍｉｎを５ｍｉｎにした以外は、（芯材粒子Ｂの製造）に準じて、芯材粒子Ｅを得た。得られた芯材粒子Ｅの円形度係数を、（芯材粒子Ａの製造）に準じて測定した。円形度係数の測定結果を表１に示す。
（芯材粒子Ｆの製造）
芯材原料粒子Ａを芯材原料粒子Ｃに代え、運転時間１ｍｉｎを５ｍｉｎにした以外は、（芯材粒子Ｂの製造）に準じて、芯材粒子Ｆを得た。得られた芯材粒子Ｆの円形度係数を、（芯材粒子Ａの製造）に準じて測定した。円形度係数の測定結果を表１に示す。
【００２７】
時限溶出型被覆粒状肥料の製造
（時限溶出型被覆粒状肥料１〜１６の製造）
時限溶出型被覆粒状肥料の製造を図１のフローシートにより説明すると、塔径２５０ｍｍ、高さ２０００ｍｍ、空気噴出口径５０ｍｍ、円錘角５０度の形状を有する噴流塔１内へ、高温熱風を下部から上部に向けて流入する。高温熱風は、ブロアー１０から送風され、オリフィス流量計９を通り、熱交換器８によって高温に加熱されて、噴流塔１に流入され、噴流塔１の上部に設置されている排ガス用出口３から排出される。この高温熱風が循環している噴流塔１の内部に、表２に示される芯材粒子Ａ〜Ｆ（フローシート上では、芯材粒子５としている。）を、噴流塔１の側面に設置されている芯材粒子投入口２から１０Ｋｇ投入し、図１に示されるように芯材粒子５を流動させる。この際、流量および熱風温度は、各サンプル毎に適宜調節する必要があり、流量はオリフィス流量計で測定しながら調節し、熱風温度は、Ｔ１の熱風温度、Ｔ２の粒剤温度、Ｔ３の排気温度を測定しながら調節する。本実施各例においては、流量（オリフィス流量計９）４ｍ３ ／ｍｉｎ、熱風温度（熱風温度Ｔ１）１００℃±２℃で実施した。
他方、溶解槽１１に、表２に示される被膜材料組成の各成分と溶媒としてトルエンを投入し、混合撹拌することによって、１．５重量％の均一な被膜材料の混合溶解液１２を得る。該溶解液１２は、ポンプ６によって噴流塔１の下部に設置されている開口０．８ｍｍフルコン型一流体ノズルであるスプレーノズル４に、流速０．１ｋｇ／ｍｉｎで輸送され、流動中の芯材粒子５に、噴霧され、吹き付けられる。この時、該溶解液１２の温度が８０℃以下にならないように、溶解槽１１と溶解槽１１からスプレーノズル４に至るまでの配管とを二重構造にしておき、蒸気を通して、該溶解液１２を加温しながら輸送した。
該吹き付け行程は、流動中の芯材粒子５の粉体温度Ｔ２が所定の温度に達した時点から開始し、所定時間スプレーした後、所定時間の乾燥を実施し、乾燥が終了した時点で、ブロアー１０を止め、被覆された芯材粒子５を、噴流塔１の最下部にある抜き出し口７より排出し、表２に記載する時限溶出型被覆粒状肥料１〜１６を得た（ただし、時限溶出型被覆粒状肥料１〜６および１５〜１６は、第１層の被膜材料組成物を吹き付け処理した後、第２層の被膜材料組成物を吹き付け処理した。）。
【００２８】
（溶出試験）
時限溶出型被覆粒状肥料の製造で得られた時限溶出型被覆粒状肥料１〜１６をそれぞれ１０ｇづつ２００ｍｌの水中に浸漬し、２５℃に静置する。所定期間後該肥料を水から抜く取り、水中に溶出した肥料成分を定量分析により求める。測定後、該肥料を新水２００ｍｌ入れて、２５℃に静置し、所定期間後同様な肥料成分の定量分析を行なう。この様な操作を繰り返し、水中に溶出した肥料成分の溶出累計と日数の関係をグラフ化して溶出速度曲線を作成した。その結果を図４に示す。また、浸漬開始から１０ｗｔ％溶出に至るまでの日数（誘導期間）を「Ｄ１」とし、それ以降８０ｗｔ％溶出に至るまでの日数（溶出期間）を「Ｄ２」とし、誘導期間の１／２にあたる時点での溶出率を「１／２・Ｄ１」とした。その結果を表３に示す。「１／２・Ｄ１」の結果より明らかなように、円形度係数が０．７以上の芯材粒子を使用して得た時限溶出型被覆粒状肥料（２、４、６、８、１０〜１４、１６）は、円形度係数が０．７未満の芯材粒子を使用して得た時限溶出型被覆粒状肥料（１、３、５、７、９、１５）と比較して、初期溶出量が極めて微量であることが判る。
【００２９】
（キュウリ栽培用配合肥料の調整）
熊本県水俣市袋（地名）でのキュウリ（品種：あそみどり）の露地栽培における播種から収穫までの期間の該キュウリの養分要求曲線（前記養分吸収パターン）を、同地において前年度測定した栽培期間中の土壌養分供給曲線（前記時期別土壌養分供給量）と該キュウリの養分吸収曲線（前記時期別養分吸収量）とから割り出した。これらの曲線を得るために使用した基本データは、前年度同地で実施した同作物の試作データである。この様にして得られた前年度の該キュウリの養分要求曲線を図５に示す。
次に、時限溶出型被覆粒状肥料１２および１６を組み合わせて、該養分要求曲線に近似する溶出曲線を有する配合肥料Ａ得た。配合肥料Ａは、図４記載の溶出曲線Ｎｏ．１２とＮｏ．１６とを基準とし、９５：５、９０：１０・・・５：９５と５単位毎に組成比を代え、それぞれの組成比から得られる仮想溶出曲線を描き、この中から該養分要求曲線に最も近似する溶出曲線を有する組成比を選んだ。その結果、配合肥料Ａは、時限溶出型被覆粒状肥料１２と１６を６０対４０の比率で組み合わせたものが最も適当であることが分かった。配合肥料Ａの溶出曲線を実施例配合肥料溶出曲線として、図５に示す。この際、該養分吸収曲線は、栽培期間中の気温変化（１８℃〜３２℃程度の範囲）を取り入れた曲線であるが、栽培期間中の平均気温がほぼ２５℃なので、２５℃の溶出曲線が記載されている図４を組成比特定の基準とした。また、同様に、時限溶出型被覆粒状肥料７および９を組み合わせて、該養分要求曲線に近似する溶出曲線を有する配合肥料Ｂ得た。配合肥料Ｂは、時限溶出型被覆粒状肥料７と９を４０対６０の比率で組み合わせたものが最も適当であることが分かった。配合肥料Ｂの溶出曲線を比較例配合肥料溶出曲線として、図５に示す。
図５より、本発明の配合肥料である配合肥料Ａにおいては、初期溶出が極めて低く抑えられており、その溶出曲線はキュウリの養分要求曲線に非常に近似しており、一方本発明の配合肥料とは異なる配合肥料Ｂにおいては、初期溶出の抑制は不充分であり、その溶出曲線はキュウリの養分要求曲線とほぼ近似しているが、初期段階の溶出曲線が明らかに異なっていることが分かる。
【００３０】
（配合肥料を用いたキュウリ栽培試験）
熊本県水俣市袋（地名）にある圃場において、配合肥料Ａと配合肥料Ｂを用いたキュウリの栽培試験を行った。栽培試験は、通常の農作業形式に準拠した慣行区試験、配合肥料Ａを用いた実施例区試験、配合肥料Ｂを用いた比較例区試験の３種類の栽培形式で行った。各試験の詳細を以下に示す。
慣行区試験
予め調整しておいた肥料が全く含有されていない育苗培土１００ｍｌに対し、育苗用肥料として窒素成分（Ｎ成分、以下Ｎと略す。）１０ｍｇ、リン成分（Ｐ２Ｏ５成分、以下Ｐと略す。）１０ｍｇ、カリ成分（Ｋ２Ｏ成分、以下Ｋと略す。）１０ｍｇを混合した育苗培土資材を、直径１０ｃｍタイプのビニールポットに４００ｍｌ充填した後、キュウリ種子（品種：あそみどり）１粒を播種し、更にその上に該育苗培土を覆土して、４月２６日より５月６日までビニールポット内で苗を育てた。ビニールポットでの育苗が終了した後、該苗を圃場に１８００本／１０ａの密度で移植し、圃場での栽培を開始した。その後、７月６日から主茎の収穫を開始し、７月２６日から側枝の収穫を開始し、９月２０日に収穫して、栽培を終了した。
苗を圃場に移植し、苗が圃場に定植してから収穫までの間に、肥料成分としてＮが１４％、Ｐが１４％、Ｋが１４％含有する高度化成肥料を４回に分けて施肥した。施肥量は、４回の施肥でＮ−Ｐ−Ｋが圃場１０アール当たり、１５Ｋｇ−１５Ｋｇ−１５Ｋｇとなる様に調整した。
実施例区試験
予め調整しておいた肥料が全く含有されていない育苗培土１００ｍｌに対し、育苗用肥料として、Ｐを１０ｍｇ、Ｋを１０ｍｇ混合した育苗培土資材４００ｍｌと配合肥料Ａ内に存在するＮが８．３３ｇ（圃場１０アール当たりのＮが１５Ｋｇに相当）となる量の配合肥料Ａとをよくかき混ぜて、直径１０ｃｍタイプのビニールポットに充填した後、キュウリ種子（品種：あそみどり）１粒を播種し、更にその上に該育苗培土を覆土して、４月２６日より５月６日までビニールポット内で苗を育てた。ビニールポットでの育苗が終了した後、該苗を圃場に１８００本／１０ａの密度で移植し、圃場での栽培を開始した。その後、７月６日から主茎の収穫を開始し、７月２６日から側枝の収穫を開始し、９月２０日に収穫して、栽培を終了した。
苗を圃場に移植し、苗が圃場に定植してから収穫までの間に、肥料成分としてＰが１４％、Ｋが１４％含有する高度化成肥料を４回に分けて施肥した。施肥量は、４回の施肥でＰ−Ｋが圃場１０アール当たり、１５Ｋｇ−１５Ｋｇとなる様に調整した。
比較例区試験
予め調整しておいた肥料が全く含有されていない育苗培土１００ｍｌに対し、育苗用肥料として、Ｐを１０ｍｇ、Ｋを１０ｍｇ混合した育苗培土資材４００ｍｌと配合肥料Ｂ内に存在するＮが８．３３ｇ（圃場１０アール当たりのＮが１５Ｋｇに相当）となる量の配合肥料Ｂとをよくかき混ぜて、直径１０ｃｍタイプのビニールポットに充填した後、キュウリ種子（品種：あそみどり）１粒を播種し、更にその上に該育苗培土を覆土して、４月２６日より５月６日までビニールポット内で苗を育てた。ビニールポットでの育苗が終了した後、該苗を圃場に１８００本／１０ａの密度で移植し、圃場での栽培を開始した。その後、７月６日から主茎の収穫を開始し、７月２６日から側枝の収穫を開始し、９月２０日に収穫して、栽培を終了した。
苗を圃場に移植し、苗が圃場に定植してから収穫までの間に、肥料成分としてＰが１４％、Ｋが１４％含有する高度化成肥料を４回に分けて施肥した。施肥量は、４回の施肥でＰ−Ｋが圃場１０アール当たり、１５Ｋｇ−１５Ｋｇとなる様に調整した。
【００３１】
以上の様に、慣行区試験ではＮの追肥を行い、比較例区試験および実施例区試験では、Ｎの追肥を行わずにキュウリの栽培を行った。
この結果、比較例区試験において、発芽が全く起こらなかった（発芽率０％）。これは、明らかに生育初期における肥料成分の過剰溶出が原因である。図５の比較例配合肥料溶出曲線からも明らかなように、配合肥料Ｂでは、初期溶出が充分に抑えられておらず、この過剰溶出がキュウリの種子に対して濃度障害を起こしたのである。
一方、実施例区試験においては、発芽率が９７％であり、慣行区試験の発芽率９８％とほぼ同等の良好な生育状態であった。
また、実施例区試験における収穫指数も、慣行区の収穫量を１００とするのに対し１０２であり、Ｎの追肥を行った慣行区試験と全く遜色のない収穫量であった。この様に実施例区試験においては、慣行区試験（従来の農作業）の半分程度の減肥を行っても、同等以上の収量が得られることが分かった。本発明の配合肥料を播種と同時に施肥する栽培方法を用いれば、作業の省力化と肥料の利用効率とを大幅に向上することができる。
【００３２】
【表１】
【表２】
【表３】
【図面の簡単な説明】
【図１】噴流層のフローシート
【図２】圧縮造粒法のフローシート
【図３】平滑化処理法のフローシート
【図４】時限溶出型被覆粒状肥料（５〜９、１２、１５、１６）の溶出速度曲線
【図５】キュウリの養分要求曲線と配合肥料ＡおよびＢの各溶出曲線
【符号の説明】
１．噴流塔
２．芯材粒子投入口
３．排ガス用出口
４．スプレーノズル
５．芯材粒子
６．ポンプ
７．抜き出し口
８．熱交換器
９．オリフィス流量計
１０．ブロアー
１１．溶解槽
１２．被膜材料の混合溶解液
Ｔ１．熱風温度
Ｔ２．粒体温度
Ｔ３．排気温度
ＳＬ．スチーム
Ａ．ホッパー
Ｂ．スクリューフィーダー
Ｃ．ロールプレス
Ｄ．解砕機
Ｅ．振動篩
Ｆ．貯蔵部（フレコン）
Ｇ．振動篩
Ｈ．回転円盤式整粒機
Ｊ．振動篩
Claims (3)
- 肥料を有効成分として含み、かつ下記式に示される計算式より求められる円形度係数が０．７以上である芯材粒子の表面上に、合成樹脂を主成分とする膜が覆われていることを特徴とする時限溶出型被覆粒状肥料。
円形度係数＝（４π×粒子の投影面積）／（粒子投影図の輪郭の長さ）２ - 請求項１記載の時限溶出型被覆粒状肥料の１種以上が有効成分として含まれていることを特徴とする配合肥料。
- 請求項２記載の配合肥料を使用することを特徴とする栽培方法。
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