JP6506320B2 - 植物育成用マット及びその製造方法 - Google Patents
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Description
図1に、本発明を適用した水稲(植物の一例)の苗の育成用マット(以下、育苗マット1ともいう)の一例を示す。育苗マット1は、一般的な種苗箱(概ね、縦:60cm、横:30cm、高さ:3cm)に、床土に代替して敷設できるように、種苗箱の内部の縦横寸法と、0.5〜1.5cmの厚みとを有し、平板状に形成されている。
現在、農業や園芸には、ピートモスや赤玉土、堆肥などを主材として構成された培土が一般に用いられている。培土は、栄養成分はもとより、植える植物に適した保水性、透水性、pH等の品質が求められる。ピートモスなどのいわゆる有機資材は、土壌の保水性・通気性の改善あるいは向上を目的として用いられる。近年では、趣味としての園芸も定着したことから、これを楽しむライトユーザーにとっては、軽量性も重要視されつつある。堆肥は、土壌改良資材(肥料)として有効であるが、その製造には、長い保管時間と広大な保管場所を要する。なお、「培土」は、概念的なものであり、植物を栽培するための土台を構成する素材、を意味する。
木質培土は、堆肥化されていない細かな木屑状の木材砕片で構成されており、その主たる原料は、針葉樹の木材である。
木質培土は、木材の繊維成分が、ほとんどそのまま残る、細かな木屑状の木材砕片で構成されており、生育対象の植物に応じた形態に設定されている。具体的には、木材の繊維成分の解け具合が、仕様に応じて設定されている。繊維分が解けるほど、保水性や吸水性が高くなり易く、木材組織が残るほど、透水性(水はけ)が高くなり易い。
硫酸鉄は、タンニンとの反応性が高いうえに、木材砕片が含有するタンニンに対して不足する量が添加されるため、木材砕片に残存しないか残存しても微量である。それに対し、クエン酸鉄アンモニウムは、鉄イオンがキレートを形成しているためにタンニンとの反応性が低く、添加した全量は反応せず、木材砕片には、クエン酸鉄アンモニウムが残存している。その結果、木材砕片は、クエン酸鉄アンモニウムを含有するものとなっている(すなわち、木材砕片からクエン酸鉄アンモニウムを検出できる)。
図4に、育苗マット1の軟弱層1A及び補強層1Bの各々の構成例を示す。補強層1Bの主体には、木質培土の製造過程で得られる粗木材砕片2B(エクストルーダーによる粉砕物)が用いられ、芯鞘型複合繊維3とPVAを含む結合剤で結合して、マット状に成形することによって形成されている。絡まり易い粗木材砕片2Bが芯鞘型複合繊維3(少量でよい)で補強されることにより、他の一般的な素材に比べて、保水性や透水性に優れ、育苗に適しているだけでなく、柔軟で強度に優れた壊れ難い構造となっている。
育苗マット1の製造方法は、針葉樹の木材をエクストルーダーで砕いて木材砕片を形成する工程(木質培土形成工程)、木材砕片に、PVAと芯鞘型複合繊維とを含む結合剤を添加して混合し、補強層を構成する補強層ベースを形成する工程(補強層ベース形成工程)、木材砕片に、PVAを含む結合剤を添加して混合し、軟弱層を構成する軟弱層ベースを形成する工程(軟弱層ベース形成工程)、補強層ベースの上に軟弱層ベースを積層し、マット状に成形する工程(成形工程)などで構成されている。
本工程では、粗木材砕片2Bとともに、前述した木質培土(細木材砕片2A)が形成される。木質培土は、針葉樹の木材(端材)を砕いて木材砕片を形成する工程(第1工程)、得られた木材砕片を溶液で処理する工程(第2工程)を経て製造される。堆肥化されていない木材を原料にして、工業的に製造できるので、短時間で量産できる。
図6に、これら工程を行う製造設備の一例を示す。この製造設備は、乾式製法に基づく製造設備であり、湿式製法に基づく製造設備に比べて簡略化されている。補強層ベース形成工程、軟弱層ベース形成工程、及び成形工程の各工程が連続的に行えるように構成されている。
前述したような育苗マットを用いて水稲の育苗を行った結果、根上がりの発生率を10%程度まで抑制することができた。
エクストルーダーによる木材粉砕物の微細化について検討した内容を説明する。図2の(c)及び図3に示した、エクストルーダーの粉砕物を、スクリーンのメッシュサイズを2mm、3mm、及び4mmに設定し、カッターミル(SF−4)で細粉砕した。そうして、各スクリーンを通過することによって分級して排出された木材砕片を得た。これら木材砕片について、三相分布を測定した。
図7に、これらの形態を示す。(a)が、メッシュサイズが2mmの木材砕片であり、(b)が、メッシュサイズが3mmの木材砕片であり、(c)が、メッシュサイズが4mmの木材砕片である。
次に、タンニンの不活性化について検討した内容を説明する。
硫酸鉄とクエン酸鉄アンモニウムの植物の生育への影響を調べた。試験では、電気伝導率(EC)が同一値(略0.5μS/cm)となるように調整した硫酸鉄及びクエン酸鉄アンモニウムの各水溶液を作製し、個別のシャーレに敷いた濾紙に、各水溶液を添加した。各濾紙に、12粒程度の小松菜の種を播種した後、暗条件下で7日程度育苗を行った。
タンニンの存在下での、硫酸鉄とクエン酸鉄アンモニウムの植物の生育への影響を調べた。試験では、125ppm、500ppmの各濃度で硫酸鉄及びクエン酸鉄アンモニウムの各水溶液を作製し、これらに400ppmのタンニン酸を加えて、比較試験1と同様の試験を行い、育苗後での根の発育状態を比較した。
改質液の噴霧による効果について調べた。試験では、木材砕片の絶乾重量に対する重量%別(0.1、0.3、0.5)で、硫酸鉄及びクエン酸鉄アンモニウムの各改質液を作製し、これらを木材砕片に噴霧し、ポリフェノール量の変化を比較した。なお、タンニンの量については、フォーリン・チオカルト(Folin-Ciocalteu)法を用いたポリフェノール量の測定により行った。
硫酸鉄とクエン酸鉄アンモニウムとの併用による効果について調べた。試験では、70℃で3日間乾燥したスギチップ(徳島産)を、カッターミル(スクリーン径2mm)で粉砕して木材砕片を作製した。この木材砕片に、その絶乾重量に対して0.5重量%のクエン酸鉄アンモニウムと、濃度が異なる硫酸鉄とを含有する改質液を噴霧し、硫酸鉄の噴霧含量が異なる木質培土を作製した。これら木質培土を用いて小松菜の育苗試験を行い、播種から35日後の収穫量を比較した。
界面活性剤の添加による効果について調べた。試験では、比較試験4と同様に木材砕片を作製し、その木材砕片に、クエン酸鉄アンモニウムのみからなる改質液を添加した木質培土の2試料(単独区)と、硫酸鉄とクエン酸鉄アンモニウムを併用した改質液を添加した木質培土の2試料(併用区)とを作製した。各木質培土の一方の試料の改質液には、界面活性剤(サイマトEZ:株式会社トモグリーンケミカル製)を適量添加した。作製した各試料を用いて、同じ条件の下で小松菜の育苗試験を行った。
1A 軟弱層
1B 補強層
2A 細木材砕片
2B 粗木材砕片
3 芯鞘型複合繊維
Claims (7)
- 植物育成用マットであって、
補強層の上に軟弱層が積層された2層で構成され、
前記軟弱層は、堆肥化されていない木材砕片がポリビニルアルコールを含む結合剤で結合されることによって構成され、
前記補強層は、堆肥化されていない木材砕片がポリビニルアルコールと芯鞘型複合繊維とを含む結合剤で結合されることによって構成され、
前記軟弱層を構成する前記木材砕片が、前記補強層を構成する前記木材砕片よりも細かく粉砕されていて、3mm〜20mmの範囲内の所定のサイズのメッシュを通過する大きさに形成されている植物育成用マット。 - 請求項1に記載の植物育成用マットにおいて、
前記木材砕片が、繊維束が解けて形成された多数の繊維からなる繊維状形態と、繊維束が解けずに残る木片からなる粒状形態とが混然一体となった形態を有している植物育成用マット。 - 植物育成用マットの製造方法であって、
針葉樹の木材をエクストルーダーで砕いて木材砕片を形成する木質培土形成工程と、
前記木材砕片に、ポリビニルアルコールと芯鞘型複合繊維とを含む結合剤を添加して混合し、補強層を構成する補強層ベースを形成する補強層ベース形成工程と、
前記木材砕片に、ポリビニルアルコールを含む結合剤を添加して混合し、軟弱層を構成する軟弱層ベースを形成する軟弱層ベース形成工程と、
前記補強層ベースの上に前記軟弱層ベースを積層し、マット状に成形する成形工程と、
を含み、
前記軟弱層を構成する前記木材砕片を、前記補強層を構成する前記木材砕片よりも細かく粉砕することにより、3mm〜20mmの範囲内の所定のサイズのメッシュを通過する大きさに形成する製造方法。 - 請求項3に記載の製造方法において、
前記木質培土形成工程は、
前記木材をエクストルーダーで粗粉砕して粗木材砕片を形成する前段処理と、
前記粗木材砕片を、カッターミルで細粉砕して細木材砕片を形成する後段処理と、
を含み、
前記補強層の前記木材砕片に前記粗木材砕片が用いられ、前記軟弱層の前記木材砕片に前記細木材砕片が用いられる製造方法。 - 請求項3又は請求項4に記載の製造方法において、
前記木質培土形成工程が、更に、前記木材砕片を、クエン酸鉄アンモニウムを含有する溶液で処理する改質工程を含む製造方法。 - 請求項3又は請求項4に記載の製造方法において、
前記木質培土形成工程が、更に、前記木材砕片を、クエン酸鉄アンモニウム及び硫酸鉄を含有する溶液で処理する改質工程を含む製造方法。 - 請求項3〜請求項6のいずれか1つに記載の製造方法において、
前記成形工程の成形が、高周波プレスによって行われる製造方法。
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