JP6514042B2

JP6514042B2 - 土壌改良剤

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Publication number: JP6514042B2
Application number: JP2015113977A
Authority: JP
Inventors: 伸夫森; 亮鷲見
Original assignee: Nikken Sohonsha Corp
Current assignee: Nikken Sohonsha Corp
Priority date: 2015-06-04
Filing date: 2015-06-04
Publication date: 2019-05-15
Anticipated expiration: 2035-06-04
Also published as: JP2017002107A; CN106244149A

Description

本発明は、塩害土壌やアルカリ土壌などの改良に適した土壌改良剤に関するものである。

現在、世界各地において、海域における干拓地の土壌や、長期間使用したハウス栽培土壌や、内陸部における河川域の堆積土壌などに、塩害問題やアルカリ化問題が発生している。

なかでも、中国国内では塩害土壌はもちろん、アルカリ土壌が深刻化している。アルカリ土壌の原因としては、中国国内の河川に流れる水はｐＨ８以上であることが考えられる。

このような河川の水は農業用や林業用としても使用されており、農地や植林地において、現に農作物や樹木が定着せず、枯れてしまうという問題が発生している。

従来、塩害発生土壌の改良方法として、塩分吸収能力及び空中窒素固定能力の高い藻類を用いて、塩害発生土壌を処理することより、塩害発生土壌を改良する方法が考え出されている（特許文献１）。

さらに、塩害発生土壌の改良に適した土壌改良剤として、脱脂米ぬかと微細藻類と石灰を配合してペレットにしたものや、植物繊維を包含する培地を用いて培養した藻類を含有したものや、含窒素化合物含有素材と塩分吸収能を有する藻類とを含有したものが存在する（特許文献２、３、４）。

特開２００２−３０２８５号公報特開２００６−２３２８７２号公報特開２０１３−２７３４４号公報特開２０１３−１８５１４３号公報

しかしながら、上記従来の塩害発生土壌の改良方法や、塩害土壌改良剤は、その名の通り、塩害土壌の改良には非常に優れていたが、アルカリ土壌の改良には充分な効果を有さないという課題を有していた。

さらに、上記従来の塩害発生土壌の改良方法や、塩害土壌改良剤は、植物の根が張りづらく、栄養も吸収されにくい粘土質土壌や、土壌微生物が少なく、植物に必要な栄養素が分解されないような、いわゆる痩せた土壌の改良にも充分な効果を有さないという課題を有していた。

そこで、本発明は、上記従来の塩害土壌改良剤の課題を解決するものであり、塩害土壌の改良はもちろん、アルカリ土壌、粘土質土壌、及び痩せた土壌の改良にも充分な効果を有する土壌改良剤を提供することを目的としてなされたものである。

本発明の土壌改良剤は、塩分吸収能を有する藻類、米糠、及びピートモスをそれぞれ有効成分として含有するものとしている。

さらに、本発明の土壌改良剤は、塩分吸収能を有する藻類、米糠、ピートモス、及びγ−ポリグルタミン酸をそれぞれ有効成分として含有するものとしている。

そして、本発明の土壌改良剤において、塩分吸収能を有する藻類の含有量は、０. １〜８０重量％とし、米糠の含有量は、５〜９０重量％とし、ピートモスの含有量は、５〜９０重量％とし、γ−ポリグルタミン酸の含有量は、０. １〜５０重量％としている。

本発明の土壌改良剤は、以上に述べたような含有成分としており、藻類は、塩害土壌の改良に有効なものとなり、米糠及びピートモスは、粘土質土壌の改良に有効なものとなり、さらに藻類、米糠及びピートモスは、痩せた土壌の改良に有効なものとなり、また米糠、ピートモス及びγ−ポリグルタミン酸は、アルカリ土壌の改良に有効なものとなるので、塩害土壌の改良はもちろん、アルカリ土壌、粘土質土壌、及び痩せた土壌の改良にも充分な効果を有するものとなった。

さらに、本発明の土壌改良剤は、前記含有成分のγ−ポリグルタミン酸が、植物の根からの重金属などの吸収を抑えることができるので、重金属で汚染された土壌の改良にも効果を有するものとなった。

本発明の土壌改良剤を用いて改良した土壌のｐＨの変化を示すグラフである。本発明の土壌改良剤を用いて改良した土壌のＥＣの変化を示すグラフである。

以下、本発明の土壌改良剤を実施するための形態について、詳細に説明する。

本発明の土壌改良剤は、上記したように塩分吸収能を有する藻類、米糠、及びピートモスをそれぞれ有効成分として含有するものとしている。

さらに、本発明の土壌改良剤は、上記したように塩分吸収能を有する藻類、米糠、ピートモス、及びγ−ポリグルタミン酸をそれぞれ有効成分として含有するものとしている。

本発明において、塩分吸収能を有する藻類は、塩害土壌の改良や痩せた土壌の改良に有効なものとなり、さらに土壌微生物数を増加させ、土壌の硬度も低下させるのに有効なものとなる。

また、前記藻類のうちフォルミジウムは、土壌表面にネット上に広がり土壌の水分蒸発を防ぐ役割と寒冷地などの地温の低下を防止する役割もあり、過剰肥料地のミネラルバランスの調整を行うこともできる。

前記藻類の含有量としては、０. １〜８０重量％と土壌の塩害の程度や、土壌の肥沃の程度などに応じて広い範囲とすることができるが、汎用性の面などを考慮すれば、好ましくは０. ２〜４０重量％であり、より好ましくは１〜５重量％である。

前記藻類としては、例えば、藍藻類では、アナベナ・トルロサ(Anabaena torulosa) 、アファノセケ・ハロフィチカ(Aphanothece halophytica) 、オッシラトリア・リムネチカ(Oscillatoria limnetica)、スピルリナ・スブサルサ(Spirulina subsalsa)、ミクロコレス・クソノプラステス(Microcoleus chthonoplastes)、ベスチェロプシス・プロリフィカ(Westiellopsis prolifica) 、トリポスリックス・セイロニカ(Tolypothrix ceylonica) 、フォルミジウム・ルリドム(Phormidium luridum)、ノストック・コムネ(Nostoc commune)、アナベナ・スファエリカ(Anabaena sphaerica)、カロスリックス・クルスタセア(Calothrix crustacea) 、スピルリナ・マジョール(Spirulina major) 、オッシラトリア・リモサ(Oscillatoria limosa) 、リングビア・コンフェルボイデス(Lyngbya confervoides)、シンプロカ・ラエテ−ビリディス(Symploca laete-viridis)、ヒドロコレウム・メネグヒニアヌム(Hydrocoleum meneghinianum) 、プレクトネマ・ハンスギルギ(Plectonema hansgirgi)、トリポスリックス・フラギリス(Tolypothrix fragilis)、スキトネマ・ジャバリキュム(Scytonema javanicum) 、ディコスリックス・バウエリアナ(Dichothrixbaueriana) 、リブラリア・ブラタ(Rivularia bullata) 、ハパロシホン・フォンチナリス(Hapaloshiphon fontinalis)、ベスチェロプシス・プロリフィカ(Westiellopsis prolifica) などが挙げられる。そして、緑藻類では、スコチェロプシス・テレストリス(Scotiellopsis terrestris)、クロロコッカム・エキノチゴツム(Chlorococcum echinozygotum)、ミルメキア・ビアトレラエ(Myrmecia biatorellae)、ディクチオクロロプシス・レチキュラテ(Dictyochloropsis reticulate) 、クロレラ・ブルガリス(Chlorella vulgaris)、アパトコッカス・ロバツス(Apatococcus lobatus) 、ディラビフィルム・アルソピレニアエ(Dilabifilum arthopyreniae) などが挙げられる。なお、本発明において、塩分吸収能を有する藻類は、これら藻類の一種、又は、二種以上組み合わせて用いても良い。

本発明において、米糠は、粘土質土壌の改良や痩せた土壌の改良に有効なものとなり、ピ−トモスは、粘土質土壌の改良、痩せた土壌の改良、及びアルカリ土壌の改良に有効なものとなる。

米糠やピートモスは、土壌中の孔隙をつくり、藻類と共に土壌微生物の栄養源となり、さらにミネラルの緩衝作用もあり、微生物による分解にも役立ち、金属イオンによる植物の生育阻害を防ぐことも可能となる。土壌微生物の一つである硝化菌は、有機物の分解によって発生するアンモニアを硝酸イオンに化学合成する過程で水素イオン（Ｈ^＋）を排出し、土壌のｐＨに影響を与える（酸性領域にする）ことが可能となる。アルカリ土壌ということは土壌中の水酸化物イオン（ＯＨ⁻ ）が多い状態である。硝化菌によって排出された水素イオンと土壌中の水酸化物イオンが結合し水が合成されると、土壌中の水酸化物イオンが減少し、土壌のｐＨが下がる。

米糠の含有量としては、５〜９０重量％と土壌の粘土質の程度や、土壌の肥沃の程度などに応じて広い範囲とすることができるが、汎用性の面などを考慮すれば、好ましくは４０〜８０重量％であり、より好ましくは５５〜６５重量％である。ピートモスの含有量としては、５〜９０重量％と土壌の粘土質の程度や、土壌の肥沃の程度、土壌のアルカリ度の程度などに応じて広い範囲とすることができるが、汎用性の面などを考慮すれば、好ましくは１０〜５０重量％であり、より好ましくは２５〜３５重量％である。

なお、米糠としては、普通の米糠のほか、脱脂米糠を用いることができる。米糠は、玄米を精白するときに生ずる果皮、種皮、外胚乳などの混合物であるが、米糠を圧搾または抽出して油脂を取り出した脱脂米糠を用いてもよい。

本発明において、γ−ポリグルタミン酸は、粘土質土壌の改良に有効なものとなり、さらに重金属で汚染された土壌の改良にも効果を有するものとなった。

γ−ポリグルタミン酸は、高吸水作用や保水作用を有しており、重金属などをコロイド化し、植物の根からの吸収を抑えることができるという作用を有する。

γ−ポリグルタミン酸の含有量としては、０. １〜５０重量％と土壌の粘土質の程度や、土壌の汚染の程度などに応じて広い範囲とすることができるが、汎用性の面などを考慮すれば、好ましくは２０〜３０重量％であり、より好ましくは５〜１５重量％である。

次に、本発明の土壌改良剤を実施例によって詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。

〔実施例１〕
実施例１で使用した本発明の土壌改良剤の成分の構成比は、次の通りである。

・フォルミジウム・ルリドム１重量％
・クロレラ・ブルガリス１重量％
・米糠５９. ４重量％
・ピートモス２９. ７重量％
・γ−ポリグルタミン酸８. ９重量％

上記構成の土壌改良剤を用いて、上海市崇明島（中国）の公園内の植林地における土壌を改良した。

植林する際、直径約５０ｃｍ、深さ約５０ｃｍの略円柱形状、若しくは一辺約５０ｃｍの略立方体形状とした樹木を植える穴を掘り、かき出した一穴分の土壌に、上記構成成分の土壌改良剤５００ｇを加え、十分に混合し、その土壌に水をかけよく馴染ませた。そして、その土壌にビニール袋やシートを被せ、雨の影響を受けにくい状態にした。

１月後半に試験を開始したことから、気温、地温ともに低かったため、土壌微生物の活性が低いことが予想されたため２ヶ月間その状態にした（温度が高い春から秋にかけては1 ヶ月で十分である）。そして、１ヶ月に１度若しくは２度、土の切り替えしを行った。

３月後半に、改良区の土壌サンプルを採取し、土壌のｐＨ及び電気伝導度（ＥＣ）を測定した。その結果を表１に示す。

表１によると、改良区における処理前の土壌は、平均ｐＨが８．５であり、平均ＥＣ（電気伝導度）が１２１．７μＳ／ｃｍであり、平均細菌数（一般生菌数）が４. ９×１０６個／ｇであり、放線菌数が３. ０×１０６個／ｇであり、糸状菌数が２. ８×１０６個／ｇであったが、改良区における処理後の土壌は、平均ｐＨが７．１となり、平均ＥＣ（電気伝導度）が１７６．３μＳ／ｃｍとなり、平均細菌数（一般生菌数）が４５. ７×１０６個／ｇとなり、放線菌数が５０. ０×１０６個／ｇとなり、糸状菌数が６８. ２×１０６個／ｇとなった。

通常、樹木は、土壌のｐＨが８を超えると、根への悪影響を受け生育できない。根が定着しないと言われている。しかし、改良区では、明らかにｐＨの減少が認められ、樹木の生育可能なｐＨとなった。

また、電気伝導度（ＥＣ）も増加しており、根から吸収されるミネラル分が増加されたことが判明した。しかも、土壌微生物（細菌、放線菌、糸状菌）が、１オーダー増加した。

さらに、４月初めに、上記コントロール区及び改良区の土壌サンプルを採取し、土壌の団粒構造の形成状況を測定した。その結果を表２に示す。

団粒構造とは、土壌中の粒子が小さな塊を形成している構造をいい、団粒構造が形成されると、保水性、排水性、通気性に富み、植物の生育に適した土壌となる。団粒構造の有無は、土壌の三相（固相、液相、気相）の割合と仮比重（全体容積に占める固相の割合）で測定することができる。

適度に湿った畑の土は、固相：液相：気相の割合が4 ：3 ：3 で、仮比重が０. ９６〜１. ０６ｋｇ／Ｌであるのが理想的である。

サンプル採取時は雨天後であったため、やや気相が少なく、液相が多くなっている。コントロールは、粘土質の単粒構造がメインで気相がとても少ない。このような土壌は、排水性が悪く、根腐れを起こす可能性がある。根が伸長する場所が限られており、植物の健全な生育にあまり適していない。

これに対し、改良区の土壌は、固相が６８％から４５％まで下がっており、液相、気相も理想値に近い。しかも、改良区の土壌の仮比重は、理想値内に収まっている。このような土壌は、微生物活性、有機物バランスが良好であり、植物の根が伸長しやすく、ミミズなど土壌中生物の活動場所も確保されており、植物の健全な生育に適するものとなった。

〔実施例２〕
実施例２で使用した本発明の土壌改良剤の成分の構成比は、実施例１で使用したものと同様、次の通りである。

上記構成の土壌改良剤を用いて、石垣島（緯度２４. ３５度、東経１２４. ２３度、平均気温２４. ３℃、年間降雨量２１０６ｍｍ）の土壌（アルカリ性の粘土質土壌）を改良した。

２月１３日、二個所の改良区（面積：１，０００ｍ^２）に、土壌改良剤３０ｋｇを満遍なく散布した。なお、土壌が乾いたら灌水した。

２月１３日から１週間毎、５週間にかけて、各改良区の３地点において、土壌のｐＨとＥＣを測定した。測定結果をそれぞれ表３、４に示すと共に、併せて測定結果の平均値による土壌のｐＨ変化及びＥＣ変化を図１、２に示す。

表３、４及び図１、２によると、改良区における処理前の土壌は、平均ｐＨが８．９０であったが、各改良区において２週間を経過するころから下がり始め、５週間で平均ｐＨが７. ７６まで下がった。さらに、改良区における処理前の土壌は、平均ＥＣが０．２４ｍＳ／ｃｍであったが、各改良区において１週間を経過するころから上がり始め、５週間で平均ＥＣが０．３６ｍＳ／ｃｍまで上がった。

なお、試験開始から２週間後ほどから、土壌表面に白カビが観察された。土壌のｐＨとＥＣの変化は、土壌微生物の活性化により有機物が分解されてイオンとなって溶け出しているからだと考えられる。

したがって、本発明の土壌改良剤は、前記含有成分とすることにより、塩害土壌の改良はもちろん、アルカリ土壌、粘土質土壌、及び痩せた土壌の改良にも充分な効果を有するものとなる。

さらに、本発明の土壌改良剤は、前記含有成分に加えてγ−ポリグルタミン酸を含有させることにより、植物の根からの重金属などの吸収を抑えることができ、重金属で汚染された土壌の改良にも効果を有するものとなる。

Claims

塩分吸収能を有する藻類、米糠、及びピートモスをそれぞれ有効成分として含有することを特徴とする土壌改良剤。
塩分吸収能を有する藻類、米糠、ピートモス、及びγ−ポリグルタミン酸をそれぞれ有効成分として含有することを特徴とする土壌改良剤。
塩分吸収能を有する藻類の含有量が、０. １〜８０重量％、米糠の含有量が、５〜９０重量％、ピートモスの含有量が、５〜９０重量％であることを特徴とする請求項１記載の土壌改良剤。
塩分吸収能を有する藻類の含有量が、０. １〜８０重量％、米糠の含有量が、５〜９０重量％、ピートモスの含有量が、５〜９０重量％、γ−ポリグルタミン酸の含有量が、０. １〜５０重量％であることを特徴とする請求項２記載の土壌改良剤。