JP5591389B2 - 人工土壌粒子、及び人工土壌団粒体 - Google Patents
人工土壌粒子、及び人工土壌団粒体 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5591389B2 JP5591389B2 JP2013195972A JP2013195972A JP5591389B2 JP 5591389 B2 JP5591389 B2 JP 5591389B2 JP 2013195972 A JP2013195972 A JP 2013195972A JP 2013195972 A JP2013195972 A JP 2013195972A JP 5591389 B2 JP5591389 B2 JP 5591389B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- artificial soil
- soil particles
- pores
- particles
- filler
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims description 203
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims description 180
- 239000002688 soil aggregate Substances 0.000 title claims description 38
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 95
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 86
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 82
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims description 29
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 26
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 238000005349 anion exchange Methods 0.000 claims description 16
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 3
- 206010016807 Fluid retention Diseases 0.000 description 45
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 description 31
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 25
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 25
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 22
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 22
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 description 21
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 description 21
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 17
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 17
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 17
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 16
- FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 6-{[2-carboxy-4,5-dihydroxy-6-(phosphanyloxy)oxan-3-yl]oxy}-4,5-dihydroxy-3-phosphanyloxane-2-carboxylic acid Chemical compound O1C(C(O)=O)C(P)C(O)C(O)C1OC1C(C(O)=O)OC(OP)C(O)C1O FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 229940072056 alginate Drugs 0.000 description 15
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 15
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 15
- GDVKFRBCXAPAQJ-UHFFFAOYSA-A dialuminum;hexamagnesium;carbonate;hexadecahydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Al+3].[Al+3].[O-]C([O-])=O GDVKFRBCXAPAQJ-UHFFFAOYSA-A 0.000 description 14
- 229910001701 hydrotalcite Inorganic materials 0.000 description 14
- 229960001545 hydrotalcite Drugs 0.000 description 14
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 13
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 13
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 11
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 11
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N calcium nitrate Chemical compound [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000008859 change Effects 0.000 description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 10
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 9
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 9
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 9
- IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-2,4-dioxo-1,3-diazinane-5-carboximidamide Chemical compound CN1CC(C(N)=N)C(=O)NC1=O IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- -1 and stevensite Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 8
- 235000010413 sodium alginate Nutrition 0.000 description 8
- 239000000661 sodium alginate Substances 0.000 description 8
- 229940005550 sodium alginate Drugs 0.000 description 8
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000012615 aggregate Substances 0.000 description 6
- 239000003957 anion exchange resin Substances 0.000 description 6
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 description 6
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 5
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 5
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 5
- 239000000783 alginic acid Substances 0.000 description 4
- 229960001126 alginic acid Drugs 0.000 description 4
- 150000004781 alginic acids Chemical class 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 4
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 4
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 4
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 4
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 4
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000004931 aggregating effect Effects 0.000 description 3
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 3
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 3
- 239000003349 gelling agent Substances 0.000 description 3
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 3
- 238000002459 porosimetry Methods 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 3
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 3
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002148 Gellan gum Polymers 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 2
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 2
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IWOUKMZUPDVPGQ-UHFFFAOYSA-N barium nitrate Chemical compound [Ba+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O IWOUKMZUPDVPGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 2
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 2
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 235000010418 carrageenan Nutrition 0.000 description 2
- 239000000679 carrageenan Substances 0.000 description 2
- 229920001525 carrageenan Polymers 0.000 description 2
- 229940113118 carrageenan Drugs 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 2
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000004720 fertilization Effects 0.000 description 2
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 2
- 235000010492 gellan gum Nutrition 0.000 description 2
- 239000000216 gellan gum Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 2
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 2
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 2
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 2
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 2
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 2
- 150000004804 polysaccharides Chemical class 0.000 description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000000235 small-angle X-ray scattering Methods 0.000 description 2
- 229910021647 smectite Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 2
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 2
- 229920001285 xanthan gum Polymers 0.000 description 2
- 235000010493 xanthan gum Nutrition 0.000 description 2
- 239000000230 xanthan gum Substances 0.000 description 2
- 229940082509 xanthan gum Drugs 0.000 description 2
- UHVMMEOXYDMDKI-JKYCWFKZSA-L zinc;1-(5-cyanopyridin-2-yl)-3-[(1s,2s)-2-(6-fluoro-2-hydroxy-3-propanoylphenyl)cyclopropyl]urea;diacetate Chemical compound [Zn+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O.CCC(=O)C1=CC=C(F)C([C@H]2[C@H](C2)NC(=O)NC=2N=CC(=CC=2)C#N)=C1O UHVMMEOXYDMDKI-JKYCWFKZSA-L 0.000 description 2
- LUEWUZLMQUOBSB-FSKGGBMCSA-N (2s,3s,4s,5s,6r)-2-[(2r,3s,4r,5r,6s)-6-[(2r,3s,4r,5s,6s)-4,5-dihydroxy-2-(hydroxymethyl)-6-[(2r,4r,5s,6r)-4,5,6-trihydroxy-2-(hydroxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-3-yl]oxy-4,5-dihydroxy-2-(hydroxymethyl)oxan-3-yl]oxy-6-(hydroxymethyl)oxane-3,4,5-triol Chemical compound O[C@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)O[C@@H](O[C@@H]2[C@H](O[C@@H](OC3[C@H](O[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H]3O)CO)[C@@H](O)[C@H]2O)CO)[C@H](O)[C@H]1O LUEWUZLMQUOBSB-FSKGGBMCSA-N 0.000 description 1
- BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M (3-methylphenyl)methyl-triphenylphosphanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC1=CC=CC(C[P+](C=2C=CC=CC=2)(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC=CC=2)=C1 BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920002581 Glucomannan Polymers 0.000 description 1
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M Lactate Chemical compound CC(O)C([O-])=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 240000008415 Lactuca sativa Species 0.000 description 1
- 235000003228 Lactuca sativa Nutrition 0.000 description 1
- 229920000161 Locust bean gum Polymers 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Chemical compound CC(C)CC(C)=O NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Natural products CCC(C)C(C)=O UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021586 Nickel(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 241001311547 Patina Species 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010020346 Polyglutamic Acid Proteins 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical group [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HDSBZMRLPLPFLQ-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol alginate Chemical compound OC1C(O)C(OC)OC(C(O)=O)C1OC1C(O)C(O)C(C)C(C(=O)OCC(C)O)O1 HDSBZMRLPLPFLQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- CANRESZKMUPMAE-UHFFFAOYSA-L Zinc lactate Chemical compound [Zn+2].CC(O)C([O-])=O.CC(O)C([O-])=O CANRESZKMUPMAE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] Chemical compound [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 229910001583 allophane Inorganic materials 0.000 description 1
- ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K aluminium phosphate Chemical compound O1[Al]2OP1(=O)O2 ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 229940010048 aluminum sulfate Drugs 0.000 description 1
- OJMOMXZKOWKUTA-UHFFFAOYSA-N aluminum;borate Chemical compound [Al+3].[O-]B([O-])[O-] OJMOMXZKOWKUTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000010407 ammonium alginate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000728 ammonium alginate Substances 0.000 description 1
- KPGABFJTMYCRHJ-YZOKENDUSA-N ammonium alginate Chemical compound [NH4+].[NH4+].O1[C@@H](C([O-])=O)[C@@H](OC)[C@H](O)[C@H](O)[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](C([O-])=O)O[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O KPGABFJTMYCRHJ-YZOKENDUSA-N 0.000 description 1
- WDIHJSXYQDMJHN-UHFFFAOYSA-L barium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ba+2] WDIHJSXYQDMJHN-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001626 barium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- HLKMEIITONDPGG-UHFFFAOYSA-L barium(2+);2-hydroxypropanoate Chemical compound [Ba+2].CC(O)C([O-])=O.CC(O)C([O-])=O HLKMEIITONDPGG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- MKJXYGKVIBWPFZ-UHFFFAOYSA-L calcium lactate Chemical compound [Ca+2].CC(O)C([O-])=O.CC(O)C([O-])=O MKJXYGKVIBWPFZ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001527 calcium lactate Substances 0.000 description 1
- 229960002401 calcium lactate Drugs 0.000 description 1
- 235000011086 calcium lactate Nutrition 0.000 description 1
- VNSBYDPZHCQWNB-UHFFFAOYSA-N calcium;aluminum;dioxido(oxo)silane;sodium;hydrate Chemical compound O.[Na].[Al].[Ca+2].[O-][Si]([O-])=O VNSBYDPZHCQWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 229940023913 cation exchange resins Drugs 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229920003174 cellulose-based polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L cobalt dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Co+2] GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N cobalt dinitrate Chemical compound [Co+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O UFMZWBIQTDUYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001981 cobalt nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000361 cobalt sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940044175 cobalt sulfate Drugs 0.000 description 1
- KTVIXTQDYHMGHF-UHFFFAOYSA-L cobalt(2+) sulfate Chemical compound [Co+2].[O-]S([O-])(=O)=O KTVIXTQDYHMGHF-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N copper(II) nitrate Chemical compound [Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 229920000370 gamma-poly(glutamate) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229940046240 glucomannan Drugs 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910000271 hectorite Inorganic materials 0.000 description 1
- KWLMIXQRALPRBC-UHFFFAOYSA-L hectorite Chemical compound [Li+].[OH-].[OH-].[Na+].[Mg+2].O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O[Si]([O-])(O1)O[Si]1([O-])O2 KWLMIXQRALPRBC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000003864 humus Substances 0.000 description 1
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M iron chloride Chemical compound [Cl-].[Fe] FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- MVFCKEFYUDZOCX-UHFFFAOYSA-N iron(2+);dinitrate Chemical compound [Fe+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O MVFCKEFYUDZOCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940001447 lactate Drugs 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 235000010420 locust bean gum Nutrition 0.000 description 1
- 239000000711 locust bean gum Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000007909 melt granulation Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229930014626 natural product Natural products 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L nickel dichloride Chemical compound Cl[Ni]Cl QMMRZOWCJAIUJA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 description 1
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 1
- 229920001277 pectin Polymers 0.000 description 1
- 239000001814 pectin Substances 0.000 description 1
- 235000010987 pectin Nutrition 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920000233 poly(alkylene oxides) Polymers 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 108010064470 polyaspartate Proteins 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 235000010408 potassium alginate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000737 potassium alginate Substances 0.000 description 1
- MZYRDLHIWXQJCQ-YZOKENDUSA-L potassium alginate Chemical compound [K+].[K+].O1[C@@H](C([O-])=O)[C@@H](OC)[C@H](O)[C@H](O)[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](C([O-])=O)O[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O MZYRDLHIWXQJCQ-YZOKENDUSA-L 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 235000010409 propane-1,2-diol alginate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000770 propane-1,2-diol alginate Substances 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 229910000275 saponite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 229940032147 starch Drugs 0.000 description 1
- 229910001631 strontium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- AHBGXTDRMVNFER-UHFFFAOYSA-L strontium dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Sr+2] AHBGXTDRMVNFER-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 235000010491 tara gum Nutrition 0.000 description 1
- 239000000213 tara gum Substances 0.000 description 1
- 230000002463 transducing effect Effects 0.000 description 1
- VXYADVIJALMOEQ-UHFFFAOYSA-K tris(lactato)aluminium Chemical compound CC(O)C(=O)O[Al](OC(=O)C(C)O)OC(=O)C(C)O VXYADVIJALMOEQ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000000870 ultraviolet spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 description 1
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 description 1
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011576 zinc lactate Substances 0.000 description 1
- 229940050168 zinc lactate Drugs 0.000 description 1
- 235000000193 zinc lactate Nutrition 0.000 description 1
- NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L zinc sulfate Chemical compound [Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000368 zinc sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229960001763 zinc sulfate Drugs 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Cultivation Of Plants (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Description
サブnmオーダー乃至サブμmオーダーの細孔を有するフィラーが複数集合してなる人工土壌粒子であって、
前記フィラーの間にサブμmオーダー乃至サブmmオーダーの連通孔が形成され、
前記連通孔が外部から水分及び養分を取り込むとともに、前記細孔が前記連通孔から前記養分を受け取り可能なように、前記細孔が前記連通孔の周囲に分散配置されており、
前記細孔に陽イオン及び陰イオン交換能を付与してあることにある。
このように、本構成の人工土壌粒子は、一つの粒子内において、細孔と連通孔との間に特定の関係を持たせており、細孔と連通孔とで異なる機能を分担させているため、土壌としての基本性能をバランスよく発揮し得る(すなわち、保水性と保肥性とのバランスに優れた)、高品質で機能的な人工土壌粒子を実現することができる。また、このような人工土壌粒子は、栽培対象の植物に対して水分や養分を適切に供給できるので、メンテナンスに手間が掛からず、取り扱いが容易なものとなる。
前記連通孔の全容積が前記細孔の全容積より大きくなるように、前記フィラーは三次元ネットワーク状に結合されていることが好ましい。
前記連通孔の少なくとも一部に保水性材料が導入されることが好ましい。
前記細孔の孔径が0.2〜800nmであり、前記連通孔の孔径が0.1〜500μmであることが好ましい。
0.2〜10mmの粒径を有することが好ましい。
前記何れか一つに記載の人工土壌粒子を団粒化したことにある。
図1は、本発明の人工土壌粒子10を概念的に表した説明図である。図1(a)は、フィラー1として、多孔質天然鉱物であるゼオライト1aを使用した人工土壌粒子10を例示したものである。図1(b)は、フィラー1として、層状天然鉱物であるハイドロタルサイト1bを使用した人工土壌粒子10を例示したものである。なお、図1中に示す記号x、y及びzは、後述する細孔2、連通孔3及び人工土壌粒子10のサイズを夫々表しているが、図面上でのx、y及びzの大きさは実際のサイズを反映したものではない。
フィラー1が本実施形態に示すゼオライト1aやハイドロタルサイト1bのような無機天然鉱物である場合、複数のフィラー1を集合して粒状物(人工土壌粒子10)を構成するために、バインダーを用いて粒状化を行うことができる。バインダーを用いた人工土壌粒子10の形成は、フィラー1にバインダーや溶媒等を加えて混合し、混合物を造粒機に導入し、転動造粒、流動層造粒、攪拌造粒、圧縮造粒、押出造粒、破砕造粒、溶融造粒、噴霧造粒等の公知の造粒法により行うことができる。得られた造粒体は、必要に応じて乾燥及び分級が行われ、人工土壌粒子10が完成する。また、フィラー1にバインダーを加え、さらに必要に応じて溶媒等を加えて混練し、これを乾燥してブロック状にしたものを、乳鉢及び乳棒、ハンマーミル、ロールクラッシャー等の粉砕手段で適宜粉砕して粒状物とすることも可能である。この粒状物は、そのまま人工土壌粒子10として用いることもできるが、篩にかけて所望の粒径に調整することが好ましい。
上に例示した各方法によって得られた粒状物は、サブnmオーダー乃至サブμmオーダーの細孔2を有するフィラー1が複数集合してなる本発明の人工土壌粒子10を構成する。人工土壌粒子10の粒径(図1に示す人工土壌粒子10のサイズzの平均値)は、0.2〜10mmであり、好ましくは0.5〜5mmであり、より好ましくは1〜5mmである。人工土壌粒子10の粒径の調整は、例えば、篩による分級で行うことができる。人工土壌粒子10を構成する複数のフィラー1の間には連通孔3が形成される。人工土壌粒子10の粒径が0.2mm未満の場合、人工土壌粒子10間の間隙が小さくなって排水性が低下することにより、栽培する植物が根から酸素を吸収し難くなる虞がある。一方、人工土壌粒子10の粒径が10mmを超えると、人工土壌粒子10間の間隙が大きくなって排水性が過剰になり過ぎることにより、植物が水分を吸収し難くなったり、人工土壌粒子10が疎になって植物が横倒れする虞がある。連通孔3のサイズ(図1に示す隣接するフィラー1間の距離yの平均値)は、フィラー1やバインダーの種類、組成、造粒条件により変化し得るが、サブμmオーダー乃至サブmmオーダーとなる。例えば、連通孔3のサイズは、0.1〜500μm程度に設定可能であるが、フィラー1が、図1(a)に示すゼオライト1a、又は図2(b)に示すハイドロタルサイト1bであり、高分子ゲル化剤を使用した場合、連通孔3のサイズは、0.1〜20μmとなる。連通孔3のサイズは、測定対象の状態に応じて、ガス吸着法、水銀圧入法、小角X線散乱法、画像処理法等を用いて、又はこれらの方法を組み合わせて、最適な方法により測定することができる。人工土壌粒子10の粒径は、例えば、光学顕微鏡観察及び画像処理法を用いて測定することができる。本実施形態では、以下の測定法により、連通孔3のサイズ、及び人工土壌粒子10の粒径を測定した。先ず、測定対象の人工土壌粒子をスケールとともに顕微鏡で観察し、その顕微鏡画像を画像処理ソフト(二次元画像解析処理ソフトウェア「WinROOF」、三谷商事株式会社製)を使用して取得する。画像から100個の人工土壌粒子を選択し、連通孔又は人工土壌粒子の輪郭をトレースする。トレースした図形の周長から、相当円の直径を算出する。夫々の連通孔又は人工土壌粒子から求めた相当円の直径(100個)の平均を平均サイズ(単位:ピクセル)とする。そして、平均サイズを顕微鏡画像中のスケールと比較し、単位長さ(μmオーダー乃至mmオーダー)に変換して、連通孔のサイズ又は人工土壌粒子の粒径を算出する。
本発明の人工土壌粒子10は、細孔2と連通孔3とが特定の位置関係を有するため、土壌としての基本性能(保水性及び保肥性)のバランスに優れた高品質で機能的な人工土壌とすることができる。ここで、人工土壌粒子10が有する保水性及び保肥性のメカニズムを、図2(a)〜(c)を参照しながら詳細に説明する。図2(a)〜(c)は、人工土壌粒子10に外部から水分W、及び養分K、N、Pが取り込まれる様子を段階的に示したものである。ここで、養分Kはカリウム分、養分Nは窒素分、養分Pはリン分を表している。
人工土壌粒子10の細孔2及び連通孔3は、連通孔3の全容積が細孔2の全容積より大きくなるように構成されることが好ましい。これは、連通孔3の保水性を十分に確保するとともに、連通孔3から細孔2への養分の移動がスムーズに行われるようにするためである。また、連通孔3の全容積が細孔2の全容積より大きくなれば、人工土壌粒子10が軽量となるため、嵩密度が小さくなり、人工土壌としての取り扱いも容易となる。連通孔3の全容積を細孔2の全容積より大きくするためには、フィラー1を三次元ネットワーク状に結合する。これは、例えば、フィラー1を粒状化する際、例えば、多孔性のバインダーを使用したり、凍結乾燥法などで乾燥させたり、フィラー1とバインダーとの混合物に空気を含ませながらフィラー1を互いに結合させることによって行うことができる。この場合、複数のフィラー1は多数の空隙を形成しながら三次元的に結合し、三次元ネットワーク状の構造を有するフィラー集合体(人工土壌粒子10)が形成される。三次元ネットワーク状に結合したフィラー集合体は、嵩密度が低く軽量でありながら構造的にも安定しているため、根菜類の栽培に必要な強度が確保された人工土壌粒子10として好適に利用できる。また、内部に有する多数の空隙のため、保水性、保肥性、排水性、通気性等の土壌としての基本性能が良好なものとなり、付加価値の高い人工土壌とすることができる。
本発明の人工土壌粒子10は、さらに団粒化して人工土壌団粒体の形態で人工土壌として利用することも可能である。図3は、本発明の人工土壌団粒体100の模式図である。ここでは、図1(a)に示すゼオライト1aを使用した人工土壌粒子10を団粒化した人工土壌団粒体100を例示する。
人工土壌粒子又は人工土壌団粒体を篩によって予め所定の粒径に分級し、分級したものについて上記実施形態で説明した画像処理を用いた測定法で粒径を測定し、これを試料として使用した。
人工土壌粒子を構成するフィラーの細孔の孔径をガス吸着法により測定した。複数のフィラーの間に形成される連通孔の孔径(孔径分布)については水銀圧入法により測定した。孔径分布については、後述の「人工土壌粒子の孔径分布」で詳述する。
富士平工業株式会社製の汎用抽出・ろ過装置「CEC−10 Ver.2」を用いて人工土壌粒子の抽出液を作製し、これを陽イオン交換容量測定用試料とした。そして、富士平工業株式会社製の土壌・作物体総合分析装置「SFP−3」を用いて、人工土壌粒子の陽イオン交換容量(CEC)を測定した。
人工土壌粒子2gに0.05M硝酸カルシウム溶液20mLを添加し、1時間攪拌した。溶液を室温で1分間遠心分離(10,000rpm)し、上清を測定用試料とした。測定用試料について、紫外可視分光光度計を用いて波長410nmの吸光度を測定し、硝酸カルシウム濃度を求めた。求めた硝酸カルシウム濃度とブランクの硝酸カルシウム濃度との差から、硝酸態窒素の重量当たりの吸着量を算出し、これを比重で換算し、容積当たりの陰イオン交換容量(AEC)とした。
人工土壌粒子の強度を、繰り返し圧縮荷重の付加による容積変化率によって評価した。容積変化率は、以下の方法で求めた。土壌評価用の試料円筒(内径:約5cm、高さ:約5cm、容積:100mL)にサンプルとして人工土壌100mLを充填し、試料円筒よりも径が僅かに小さい円筒状の錘(重量:5kg)をゆっくりとサンプルの上に載置した。その状態で60秒間放置し、錘を取り除いた。これらの操作を10回繰り返した(繰り返し圧縮荷重25KPa)。繰り返し圧縮荷重の付与が完了したら、サンプルをそのまま60秒間放置し、メスシリンダー等を用いてサンプルの容積Vを測定し、容積変化率ΔVを以下の式[1]から求めた。
ΔV(%) = (100−V)/100 × 100 ・・・ [1]
解放したクロマトグラフ管に人工土壌粒子100mLを充填し、上部から200mLの水をゆっくりと注水したときの人工土壌の保水量を通水保水量とした。
人工土壌粒子からなる人工土壌を水道水に24時間浸漬して飽和含水状態にした試料を作成し、この試料をさらに1時間静置した。試料の重量水を流下させた後、形状を出来るだけ維持しながら100mL試料用円筒に採取し、大起理化工業株式会社製のデジタル実容積測定装置「DIK−1150」にセットして気相率を測定した。
フィラーとしてゼオライトを使用し、バインダーとしてポリエチレンエマルジョンを使用した。株式会社エコウエル製の人工ゼオライト「琉球ライト600」100重量部と、住友精化株式会社製のポリエチレンエマルジョン「セポルジョン(登録商標)G」5重量部とを攪拌しながら混合・造粒し、80℃で24時間かけて一次乾燥し、次いで、120℃で24時間かけて二次乾燥したものを篩にかけて分級し、2mmオーバー、4mmアンダーとした人工土壌粒子を得た。得られた人工土壌粒子は、サブnmオーダー乃至サブμmオーダーの細孔を有するフィラーが複数集合しており、フィラーの間にサブμmオーダー乃至サブmmオーダーの連通孔が形成されたものであった。また、細孔は連通孔の周囲全体に亘って分散配置されていた。この人工土壌粒子の陽イオン交換容量は18meq/100ccであった。さらに、この人工土壌粒子を使用した人工土壌の強度(容積変化率)は15%であり、保水量(通水保水量)は28%であり、気相率は35%であった。
フィラーとしてハイドロタルサイトを使用し、バインダーとしてポリエチレンエマルジョンを使用した。和光純薬工業株式会社製の試薬ハイドロタルサイト100重量部と、住友精化株式会社製のポリエチレンエマルジョン「セポルジョン(登録商標)G」5重量部とを攪拌しながら混合し、混合物を乾燥機に導入して120℃で24時間かけて乾燥し、ブロック状物を得た。このブロック状物を乳鉢及び乳棒を用いて粉砕し、篩にかけて分級し、2mmオーバー、4mmアンダーとした人工土壌粒子を得た。得られた人工土壌粒子は、サブnmオーダー乃至サブμmオーダーの細孔を有するフィラーが複数集合しており、フィラーの間にサブμmオーダー乃至サブmmオーダーの連通孔が形成されたものであった。また、細孔は連通孔の周囲全体に亘って分散配置されていた。この人工土壌粒子の陰イオン交換容量は15meq/100ccであった。さらに、この人工土壌粒子を使用した人工土壌の強度(容積変化率)は12%であり、保水量(通水保水量)は25%であり、気相率は37%であった。
フィラーとしてゼオライト及びハイドロタルサイトを使用し、アルギン酸塩としてアルギン酸ナトリウムを使用し、多価金属イオン水溶液として5%塩化カルシウム水溶液を使用した。和光純薬工業株式会社製の試薬アルギン酸ナトリウムを水に溶解させて濃度0.5%の水溶液を調製し、アルギン酸ナトリウム0.5%水溶液100重量部に株式会社エコウエル製の人工ゼオライト「琉球ライト600」10重量部、及び和光純薬工業株式会社製の試薬ハイドロタルサイト10重量部を添加して混合した。混合液を5%塩化カルシウム水溶液中に1滴/秒の速度で滴下した。滴下した液滴が粒子状にゲル化した後、粒子状ゲルを回収して水洗し、55℃に設定した乾燥機で24時間かけて乾燥させた。乾燥を終えた粒子状ゲルを篩にかけて分級し、2mmオーバー、4mmアンダーとした人工土壌粒子を得た。得られた人工土壌粒子は、サブnmオーダー乃至サブμmオーダーの細孔を有するフィラーが複数集合しており、フィラーの間にサブμmオーダー乃至サブmmオーダーの連通孔が形成されたものであった。また、細孔は連通孔の周囲全体に亘って分散配置されていた。この人工土壌粒子の陽イオン交換容量は14meq/100ccであり、陰イオン交換容量は15meq/100ccであった。さらに、この人工土壌粒子を使用した人工土壌の強度(容積変化率)は13%であり、保水量(通水保水量)は26%であり、気相率は33%であった。
実施例3で得られた人工土壌粒子の粉砕物100重量部と、二次バインダーとしてコニシ株式会社製の酢酸ビニル樹脂系接着剤「ボンド(登録商標)木工用」5重量部とを混合し、混合物を造粒機に導入して団粒化し、人工土壌団粒体を得た。得られた人工土壌団粒体は、粒径が3〜18mmであり、複数の人工土壌粒子が連なったクラスター構造を有するものであった。
本発明の人工土壌粒子が多孔質構造を備えていることを確認するため、水銀圧入法による孔径分布の測定を行った。図4は、水銀圧入法による本発明の人工土壌粒子又は人工土壌団粒体の孔径分布の測定結果を示すグラフである。孔径分布の測定は、(a)人工土壌粒子を凍結乾燥したもの(実施例3において、乾燥法を凍結乾燥法に変更した人工土壌粒子)、(b)人工土壌粒子(0.1〜0.25μmの単粒体)を酢酸ビニル樹脂で固めて約3φ(3mm)に団粒化したもの(実施例4に相当する人工土壌団粒体)、(c)人工土壌粒子に架橋剤(日清紡ケミカル株式会社製の架橋剤:カルボジライト(登録商標)0.7%)を適用してさらに架橋したもの(実施例3の人工土壌粒子をベースとし、架橋密度をさらに大きく調製した人工土壌粒子)、の三種類の人工土壌粒子又は人工土壌団粒体を対象とした。図4より、(a)の人工土壌粒子については、約30nm付近、及び約2μm付近の二箇所にピークが確認された。約30nm付近のピークはフィラーどうしの間に形成される微少な間隙であると推測され、約2μm付近のピークが連通孔であると推測される。(b)の人工土壌団粒体については、約50nm付近、約0.65μm付近、及び約20μm付近の三箇所にピークが確認された。約50nm付近のピークはフィラーどうしの間に形成される微少な間隙であると推測され、約0.65μm付近のピークが連通孔であると推測される。また、約20μm付近のピークは、団粒化による粒子間の隙間に相当するものと推測され、この隙間も連通孔の一種とみなすことができる。(c)の人工土壌粒子については、約50nm付近、及び約0.65μm付近の二箇所にピークが確認された。約50nm付近のピークはフィラーどうしの間に形成される微少な間隙であると推測され、約0.65μm付近のピークが連通孔であると推測される。このように、本発明の人工土壌粒子又は人工土壌団粒体は、サブμmオーダー乃至サブmmオーダーの連通孔を有しており、フィラーが有するサブnmオーダー乃至サブμmオーダーの細孔と合わせて、二種類のサイズ分布を備えた独特の多孔質構造を有することが確認された。
2 細孔
3 連通孔
10 人工土壌粒子
100 人工土壌団粒体
Claims (6)
- サブnmオーダー乃至サブμmオーダーの細孔を有するフィラーが複数集合してなる人工土壌粒子であって、
前記フィラーの間にサブμmオーダー乃至サブmmオーダーの連通孔が形成され、
前記連通孔が外部から水分及び養分を取り込むとともに、前記細孔が前記連通孔から前記養分を受け取り可能なように、前記細孔が前記連通孔の周囲に分散配置されており、
前記細孔に陽イオン及び陰イオン交換能を付与してある人工土壌粒子。 - 前記連通孔の全容積が前記細孔の全容積より大きくなるように、前記フィラーは三次元ネットワーク状に結合されている請求項1に記載の人工土壌粒子。
- 前記連通孔の少なくとも一部に保水性材料が導入される請求項1又は2に記載の人工土壌粒子。
- 前記細孔の孔径が0.2〜800nmであり、前記連通孔の孔径が0.1〜500μmである請求項1〜3の何れか一項に記載の人工土壌粒子。
- 0.2〜10mmの粒径を有する請求項1〜4の何れか一項に記載の人工土壌粒子。
- 請求項1〜5の何れか一項に記載の人工土壌粒子を団粒化した人工土壌団粒体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013195972A JP5591389B2 (ja) | 2012-09-27 | 2013-09-20 | 人工土壌粒子、及び人工土壌団粒体 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012213575 | 2012-09-27 | ||
JP2012213575 | 2012-09-27 | ||
JP2013195972A JP5591389B2 (ja) | 2012-09-27 | 2013-09-20 | 人工土壌粒子、及び人工土壌団粒体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014079243A JP2014079243A (ja) | 2014-05-08 |
JP5591389B2 true JP5591389B2 (ja) | 2014-09-17 |
Family
ID=50784077
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013195972A Expired - Fee Related JP5591389B2 (ja) | 2012-09-27 | 2013-09-20 | 人工土壌粒子、及び人工土壌団粒体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5591389B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105254224A (zh) * | 2015-09-11 | 2016-01-20 | 深圳市铁汉生态环境股份有限公司 | 一种人造土壤团粒体及其制备方法 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017123798A (ja) * | 2016-01-13 | 2017-07-20 | 東洋ゴム工業株式会社 | 人工土壌培地 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6295138A (ja) * | 1985-10-18 | 1987-05-01 | Nitto Electric Ind Co Ltd | 保水材 |
JPH05176643A (ja) * | 1991-12-27 | 1993-07-20 | Shigeru Masuda | 植物栽培用培地 |
JP4573924B2 (ja) * | 1999-05-27 | 2010-11-04 | 奥多摩工業株式会社 | 団粒構造ゼオライト、その製造方法および育苗培土 |
JP2002080284A (ja) * | 2000-09-06 | 2002-03-19 | Aisin Takaoka Ltd | 無機多孔質体 |
JP2002335747A (ja) * | 2001-05-18 | 2002-11-26 | Tetra Co Ltd | 緑化用植生基盤材、植生ユニット、及び、これらを用いた特殊空間の緑化方法 |
JP2002356393A (ja) * | 2001-06-04 | 2002-12-13 | Okutama Kogyo Co Ltd | 緩効性肥料およびそれを用いた培土 |
-
2013
- 2013-09-20 JP JP2013195972A patent/JP5591389B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105254224A (zh) * | 2015-09-11 | 2016-01-20 | 深圳市铁汉生态环境股份有限公司 | 一种人造土壤团粒体及其制备方法 |
CN105254224B (zh) * | 2015-09-11 | 2018-08-31 | 深圳市铁汉生态环境股份有限公司 | 一种人造土壤团粒体及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014079243A (ja) | 2014-05-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2014050765A1 (ja) | 人工土壌粒子、人工土壌団粒体、人工土壌成型体、並びに当該人工土壌成型体を使用した緑化用シート、壁面緑化パネル、及び園芸用ブロック | |
JP6034879B2 (ja) | 人工土壌団粒体、及び人工土壌培地 | |
JP5615462B1 (ja) | 人工土壌培地 | |
JP6043368B2 (ja) | 人工土壌培地 | |
JP6209053B2 (ja) | 植物育成培地、及び植物育成キット | |
JP5591389B2 (ja) | 人工土壌粒子、及び人工土壌団粒体 | |
WO2015072549A1 (ja) | 人工土壌培地 | |
JP5755282B2 (ja) | 人工土壌粒子、及び人工土壌粒子の製造方法 | |
JP2015130797A (ja) | 人工土壌培地 | |
JP2017018075A (ja) | 人工土壌培地用固化剤、及び人工土壌培地の調製方法 | |
JP6254384B2 (ja) | 人工土壌培地 | |
JP6165259B2 (ja) | 人工土壌粒子、及び人工土壌培地 | |
JP6034634B2 (ja) | 人工土壌成型体、緑化用シート、壁面緑化パネル、及び園芸用ブロック | |
JP5995674B2 (ja) | 人工土壌培地 | |
JP6218375B2 (ja) | 人工土壌粒子、及び人工土壌培地 | |
JP6218374B2 (ja) | 人工土壌粒子、及び人工土壌培地 | |
JP2014064497A (ja) | 陽イオンまたは陰イオン系肥料成分担持人工土壌 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140320 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20140320 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20140408 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140513 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140704 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140729 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140729 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5591389 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |