JPH04258225A - 土質改良剤及び土質改良方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は吸水性樹脂と腐植酸塩か
らなる新規な土質改良剤及び土質改良方法に関するもの
で、本発明によれば、植物種子の発芽率の向上、初期生
育促進、更には適度の通気性・保水性・保肥性を土壌に
付与することが可能で、貧しい灌水条件下でも植物延命
・生育促進効果に優れた効果を発揮できるもので、農業
及び緑化工事を行う土木建設業で幅広く利用されるもの
である。

【０００２】

【従来技術】近年、農業の分野で吸水性樹脂を使用する
ことによって土壌の保水性、保肥性を高め、更には通気
性をも向上させる事によって土壌性能を改良させる方法
および薬剤が種々報告されている

【０００３】吸水性樹脂による土質改良方法は、吸水性
樹脂の適度な保水能力と周囲の乾燥状況に伴った放水性
による土壌中の水分を管理できる、更には肥料成分を吸
着する能力によって、従来は灌水、降雨などにより流出
してしまった肥料を有効利用し、かつ肥料による環境汚
染の問題を解決しうる方法として注目されている（特開
昭５０−２９３４０）。

【０００４】また、吸水性樹脂それ自体には作物を成長
させるうえに必要な肥料、農薬等が含まれていないこと
から、あらかじめこれら肥料、農薬或いは他の土質改良
剤等と混合ないし複合させて使用する方法や、土壌に添
加する際に、混合或いは層状に添加（以下層添加という
）する方法が提案されている（特開昭５９−１０２８８
８）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法および薬剤においては、単に吸水性樹脂が灌水条件
の悪い土壌区域での保水条件を改良して、作物が生育で
き得る程度の土壌にするものであったり、肥料の流亡を
防ぐ役目を吸水性樹脂にさせるのみであり、植物生育性
の向上という点では特に注目すべき点はなかった。

【０００６】すなわち、良い灌水、肥料条件下で吸水性
樹脂系の土質改良剤を使用した際には植物の生育性や収
量の向上も期待できるが、灌水条件や肥料条件の悪い部
分での使用においては、単に植物を枯死させない程度の
土壌に改良し得るに留まっていた。このため、真に吸水
性樹脂の使用に迫られている乾燥地等での使用には不安
が残されている。

【０００７】本発明者等は、植物種子の発芽率の向上、
初期生育促進、更には適度の通気性・保水性・保肥性を
土壌に付与することが可能で、貧しい灌水条件下での植
物延命・生育促進効果に優れた土質改良剤及び土質改良
方法を求めるべく種々検討を行ったのである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等の上記課題に
関する種々の検討の結果、土壌に吸水性樹脂と腐植酸塩
からなる土質改良剤を施用することにより、貧しい灌水
・肥料条件の土壌においても、著しく植物発芽率・生育
性を向上させる事が可能となることを見出して本発明を
完成したのである。

【０００９】即ち、本発明は吸水性樹脂と腐植酸塩から
なることを特徴とする土質改良剤及び吸水性樹脂と腐植
酸塩を土壌中に混入して該土壌の特性を改良することを
特徴とする土質改良方法に関するものである。

【００１０】〇吸水性樹脂 本発明において用いられる吸水性樹脂は、架橋構造を有
することによって、水膨潤性の能力を持つ様になった高
分子化合物からなるものであり、少なくとも自重の数十
倍の水を吸収するものが本発明にとり好ましく、従来よ
り、衛生用品の吸収剤、農業・園芸用の保水剤、土木・
建築分野での吸水・止水剤、食品・物流分野での保冷・
鮮度保持剤等に使用されている公知の吸水性樹脂が本発
明においても用いられる。

【００１１】吸水性樹脂の具体例としては、ポリビニル
アルコール、ポリエチレンオキシド、ポリ（メタ）アク
リル酸ナトリウム、ポリスルホン酸ナトリウム、ポリ（
メタ）アクリルアミド、カルボキシメチルセルロース、
ビニルアルコール／アクリル酸ナトリウム共重合体、ア
クリル酸ナトリウム／アクリルアミド共重合体などを主
成分とする合成高分子化合物、寒天、コンニャクマンナ
ン、ラチン、アルギン酸、カラギナン等の天然高分子に
上記高分子化合物がグラフト重合されているもの等を挙
げることができる。

【００１２】これらの高分子化合物のうち、土壌中での
薬剤の安定性、耐久性及び膨潤度などの点から、本発明
にとり好ましいものは、ポリアクリル酸塩架橋物、アク
リルアミド／アクリル酸塩共重合体架橋物である。

【００１３】本発明においては、吸水性樹脂として、前
記高分子化合物の一種を単独で或いは二種以上のものを
併用して用いることができる。

【００１４】本発明において用いられる吸水性樹脂は、
従来公知の方法で製造することができ、合成高分子の重
合工程において多官能性基含有架橋剤を反応せしめて、
重合体と同時に架橋構造を有する吸水性樹脂とする方法
、非架橋性高分子化合物に反応性架橋剤を加えて処理す
ることによって架橋構造を付与せしめ吸水性樹脂とする
方法等により製造できる。

【００１５】本発明において用いられる吸水性樹脂とし
ては、粒径が、乾燥した粉末状態で、７５〜５０００μ
ｍの範囲であるものが好ましく、より好ましいものは、
３００〜１５００μｍの範囲のものである。

【００１６】吸水性樹脂の粒径が７５μｍより小さいと
、吸水性樹脂の膨潤／収縮の繰り返しによる土壌中の通
気性向上効果が少なくなり、粒径が５０００μｍよりも
大きくなると該吸水性樹脂の表面積が小さいために吸水
速度が遅くなり、灌水した時に水分や肥料分を十分に捕
捉できない恐れがあり好ましくない。

【００１７】〇腐植酸塩 本発明において用いられる腐植酸塩は、化学分野では一
般に（ニトロ）フミン酸と称される酸性有機物質であり
、土壌改良剤としても用いられている腐植酸の中和物で
ある。

【００１８】腐植酸塩の具体例としては、腐植酸カリウ
ム等のアルカリ金属塩、腐植酸マグネシウム等のアルカ
リ土類金属塩並びに腐植酸アンモニウム等を挙げること
ができ、植物生育上肥料成分となり得るカリウム又は窒
素を有する腐植酸カリウム及び腐植酸アンモニウムが本
発明にとり好ましい化合物である。

【００１９】本発明において腐植酸塩は、上記の具体的
化合物を単独で或いは２種以上併用して用いられる。

【００２０】本発明において腐植酸塩は、土壌中に存在
又は散布された水に溶解し、腐植酸塩を溶解した水は吸
水性樹脂に吸収され、吸水性樹脂が植物根に水分を供給
する際に同時に放出されるためと思われるが、水に溶解
し易い粉末が好ましく、特に３００μｍの粉末が好まし
い。

【００２１】〇併用割合 本発明において吸水性樹脂と腐植酸塩の併用割合は、重
量比で１００：１〜１００：２００であることが好まし
く、１００：５〜１００：５０の割合がより好ましい。

【００２２】吸水性樹脂１００に対する腐植酸塩の量が
１（重量比）未満では腐植酸塩の植物の生育促進・発芽
促進に対する効果が不十分になり、吸水性樹脂に対して
２倍を越える量を使用すると、腐植酸塩が水に溶解した
際に発生するカリウムイオン、アンモニウムイオン等の
陽イオンが吸水性樹脂の膨潤性を阻害する恐れが生ずる
。

【００２３】〇土質改良剤の調製方法 吸水性樹脂と腐植酸塩からなる土質改良剤は以下の様な
方法で調製される。まず第一に、乾燥した条件下に吸水
性樹脂と腐植酸塩とを単に適当な機器で混合して調製す
る方法。

【００２４】次に、吸水性樹脂の製造（重合）段階にお
いて腐植酸塩を混入させ土質改良剤とする方法もあり、
吸水性樹脂の原料の水溶液に腐植酸塩を加えて溶解させ
、或いは既に水に溶解させた腐植酸塩溶液を加えてから
、通常の吸水性樹脂の製造（重合）工程を経ることによ
り、本発明の土質改良剤が得られる。

【００２５】更に、吸水性樹脂の水溶性イオン吸収能力
を利用して、吸水性樹脂粉末に腐植酸塩水溶液を加え、
該樹脂に腐植酸塩を吸収させた後に乾燥して土質改良剤
とする方法もあり、この方法は、工程的には複雑になる
が、上記の方法も同様であるが、吸水性樹脂と腐植酸塩
との相乗効果が認められる優れた方法である。

【００２６】本発明の土質改良剤には、必要に応じて、
ベントナイト、珪藻土、珪酸ナトリウム等の水ガラス、
各種接着剤等の結合剤、肥料、農薬及び他の土質改良剤
を併用することも可能である。

【００２７】〇土質改良方法 本発明の土質改良方法としては、前記の方法で調製され
た土質改良剤を単に土壌に混合する方法が挙げられ、又
、吸水性樹脂と腐植酸塩とを別々に土壌に添加し混合す
る方法、更には、土壌中に吸水性樹脂と土壌の混合層と
腐植酸塩と土壌の混合層を別々に設ける方法が挙げられ
る。

【００２８】尚、吸水性樹脂混合層と腐植酸塩混合層を
別々に設ける際は、灌水した時に溶解した腐植酸塩を吸
水性樹脂に吸収させることができるため、腐植酸塩混合
層を吸水性樹脂混合層の上に設けるのが好ましい。

【００２９】本発明において、土質改良剤の土壌への適
用量は、その地域の気象条件・植物の種類・土壌条件等
によって異なるが、好ましくは吸水性樹脂と腐植酸塩の
総量が土壌に対し０．０５〜５ｗｔ％、より好ましくは
０．１〜２ｗｔ％である。混合量が０．０５ｗｔ％より
少ないと、吸水性樹脂による土壌水分の増加効果が不足
する様になり、混合量が５ｗｔ％を越える様になると腐
植酸塩による薬害、吸水性樹脂に吸収された水分による
根腐れ等の悪影響が出る恐れがある。

【００３０】本発明において用いられる吸水性樹脂は、
膨潤した状態で長期に渡り太陽光に暴露されると、樹脂
の一部が分解して、水不溶性を失い再度膨潤する事が不
可能になる恐れがあるため、土壌の中に混入して改良を
図る場合は、土壌の表面に出ない様に、吸水性樹脂の上
には少なくとも数ｃｍの覆土がある様にするのが好まし
い。

【００３１】本発明の方法を実施する際、必要に応じて
、殺虫剤・除草剤等の農薬、肥料、パーク堆肥・ベント
ナイト・リグニンスルホン酸・石灰等の土壌改良剤を併
用することも可能である。

【００３２】本発明は、主に乾燥地、山野等の灌水量の
乏しい地域に適用されるものであるが、国内外の田畑、
ゴルフ場、家庭菜園、植林等にも十分用いることができ
、又、苗木や成木の移植・運搬の際にも適用できる。

【００３３】本発明を灌水条件の非常に良い地域に適用
する際は、灌水回数、灌水量を抑制しないと植物の根腐
れを起こす可能性があるため、その様な地域では十分に
水分量を管理する必要がある。

【００３４】

【作用】本発明が奏する優れた効果、植物の発芽・生育
促進に示される優れた効果が、如何なる理由によるもの
かは定かではないが、以下の様な作用に基づくものと思
われる。

【００３５】■吸水性樹脂を使用しているため、土壌中
の含水率を上げるとともに、土壌表面からの水分蒸発を
抑制して土壌の含水時間を延ばす。

【００３６】■土壌中に存在する土質改良剤に向かって
伸長した植物の根は、土質改良剤に接触すると、これを
毛根によって抱き抱え或いは貫通して、吸水性樹脂内に
吸収されている水分、腐植酸塩、肥料等を直接摂取する
。

【００３７】■吸水性樹脂に吸収された腐植酸塩が徐々
に土壌中に放出（徐放性）される。

【００３８】■吸水性樹脂は植物根に接触したまま膨潤
／収縮を繰り返すが、植物根自身から水分を吸収してし
まう事や、土壌中の水分を吸収する際に、植物根と競合
しない。

【００３９】

【実施例】以下に本発明を更に具体的に説明するために
本発明者等が行った実施例について示す。

【００４０】実施例１ アクリル酸ナトリウム７０　ｍｏｌ％、アクリル酸３０
　ｍｏｌ％の水溶液に架橋剤としてエチレングリコール
ジアクリレートを０．１ｗｔ％を加え、重合開始剤の存
在下に共重合を実施した後、これを１４０℃で乾燥し粉
砕して、平均粒径５００μｍの吸水性樹脂（ａ）を得た
。該吸水性樹脂（ａ）は１ｇあたりおよそ７００ｃｃの
蒸留水を吸収し得る能力を有した。吸水性樹脂（ａ）１
００重量部に、微粉末状腐植酸アンモニウム塩２０重量
部を加え、乾燥条件下におよそ２０分間混合して土質改
良剤（Ａ）を得た。

【００４１】実施例２ アクリルアミド６５　ｍｏｌ％、アクリル酸ナトリウム
３５　ｍｏｌ％の水溶液に架橋剤としてＮ，Ｎ’−メチ
レンビスアクリルアミドを０．２ｗｔ％を加え、重合開
始剤の存在下に共重合を実施した後、これを１４０℃で
乾燥し粉砕して、平均粒径５００μｍの吸水性樹脂（ｂ
）を得た。該吸水性樹脂（ｂ）は１ｇあたりおよそ５０
０ｃｃの蒸留水を吸収し得る能力を有した。腐植酸カリ
ウム塩１０ｗｔ％の水溶液２００重量部に該吸水性樹脂
（ｂ）１００重量部加えて膨潤させ、完全に吸収させた
後に乾燥し、土質改良剤（Ｂ）を得た。

【００４２】比較例１ 実施例１で得た吸水性樹脂（ａ）１００重量部に、微粉
末状のニトロフミン酸２００重量部を加え、およそ２０
分間混合し、比較剤（１）を得た。

【００４３】比較例２ 実施例２で得られた吸水性樹脂（ｂ）１００重量部を、
化成肥料（Ｎ：Ｐ：Ｋ＝１：１：１）を溶解した水溶液
２００重量部に加えて完全に吸収させた後、乾燥して比
較剤（２）を得た。

【００４４】土質改良剤の評価試験 実施例１、２で得られた吸水性樹脂（ａ）、（ｂ）及び
土質改良剤（Ａ）、（Ｂ）、また、比較例１、２で得ら
れた比較剤（１）、（２）について発芽試験を行った。 殺菌したφ９ｃｍのガラスシャーレに、各々１５０倍に
膨潤した上記６種の薬剤のゲル３０ｇを加え、その上に
コモンバミューダグラス（Ｃｙｎｏｄｏｎ　ｄａｃｔｙ
ｌｏｎ　Ｐ）の種子３０粒を均等に播き、それぞれ完全
に密閉して２５℃に調整されたインキュベーター内に保
管して発芽した種子の数を調査した。又、対照区として
濾紙１０ｇに蒸留水３０ｃｃを吸水させたものを同様に
して用いた。なお、本試験ではそれぞれの薬剤について
３個ずつの繰り返し実験を行っている。試験開始の翌日
から１４日後までの発芽種子数を表１に示した。

【００４５】

【表１】

【００４６】本発明の土質改良剤（Ａ）、（Ｂ）はおよ
そ３日で２８種子以上発芽し、対照区や他の試験区に比
べて良好な発芽率を示したる。

【００４７】実施例３ 実施例１、２で得られた吸水性樹脂（ａ）、（ｂ）、土
質改良剤（Ａ）、（Ｂ）及び比較例１、２で得られた比
較剤（１）、（２）を用いて、土質改良を行い、その効
果を植物生育試験で確認した。乾燥した砂質土壌に上記
薬剤を表２に示した重量分をあらかじめ混合したもの２
０００ｇを、１／２０００アールポットに加えた上に、
化成肥料（Ｎ：Ｐ：Ｋ＝１：１：１）３ｇを混合した砂
質土壌３００ｇを加えた。ここにケンタッキー３１Ｆ（
Ｆｅｓｔｕｃａ　ｅｌａｔｉｏｒ　ｖａｒ．　ａｒｕｄ
ｉｎａｃｅａ　）の種子を１．８ｇ均一に播き、２００
ｇの砂で覆土した。灌水量は播種した直後にそれぞれの
ポットが下から重力水が滴る様になるまで供水した後は
毎日３ｍｍずつ行った。２ヵ月後にそれぞれのポットの
ケンタッキー３１Ｆを刈り取り、株数、草丈、地上部生
重、地下部乾燥重量を調査した。対照区として、腐植酸
アンモニウム塩混合区、バーク堆肥混合区さらに無処理
区を設けた。各ポットの試験結果、保水率を表２に示す
。保水率は以下の式で求めた。

【００４８】

【表２】

【００４９】本発明の土質改良剤（Ａ）、（Ｂ）を用い
た場合は、他の試験区と比較して極めて良好な植物生育
性を示し、本発明が優れたものであることを示している
。

【００５０】実施例４ 実施例１、２、３で得られた吸水性樹脂（ａ）、（ｂ）
、土質改良剤（Ａ）、（Ｂ）及び比較例１、２で得られ
た比較剤（１）、（２）を用いて、土質改良を行い、そ
の効果を、植物の移植による活着試験及び活着後の無灌
水条件下での延命試験で確認した。実施例２と同様の割
合、方法で調整した１／２０００アールポットに、別途
播種して木丈２０ｃｍに成長したメドハギ（Ｈｅｓｐｏ
ｌｅｚａ　ｃｕｎｅａｔａ　Ｇ．　Ｄｏｎ．）の苗を各
ポットにつき３本ずつ移植した。移植直後に重力水がポ
ットの下から抜けるまで十分に水を与え、その後は毎日
３ｍｍずつ灌水し、１カ月間植物の葉の状態を観察して
活着状態を調べた。その後、灌水を完全に停止して葉の
委稠を観察する延命効果を継続して行った。本試験では
それぞれの薬剤について３個ずつの繰り返し実験を行っ
ている。対照区として、腐植酸アンモニウム塩混合区、
バーク堆肥混合区さらに無処理区を設けた。各ポットの
活着試験結果を表３に、延命試験の結果を表４に示した
る。なお、表３に於いて△は委稠であることを、×は枯
死であることを示しており、表４に於いて、結果の欄に
ある前段の数字は委稠の数を示し、後段の数字は、枯死
したもものの数を示している。本発明の土質改良剤（Ａ
）、（Ｂ）を用いた場合は、他の試験区と比較して極め
て良好な活着率、延命効果を示し、本発明が優れたもの
であることを示している。

【００５１】

【表３】

【００５２】

【表４】

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、以下に述べる様な優れ
た効果が奏せられるため、乾燥地、山野等の灌水量の乏
しい地域の土質の改良が可能で、環境改善が図れるだけ
でなく、農園芸分野で広く利用されるものである。

【００５４】■　　水分の捕捉・維持に優れ、乾燥地の
様な灌水条件の貧しい地域でも植物が生育できる土質に
改良又は灌水の節約が図れる様にし、さらに水分ととも
に肥料を保持できるため肥料の流亡を防ぎ、肥料の節約
及び環境汚染の防止ができる。■　　植物の発芽を促進
し、発芽率を向上させる。■　　植物を移植した際にお
ける活着率を向上させ、移植直後の初期生育を著しく促
進する。■　　植物の地上部・地下部の生育を促進し、
作物の増収が図れる。■　　灌水のない条件下でも長期
に渡って植物の枯死を防ぐ延命効果を有する。■　　灌
水の極めて貧しい条件下でも、植物の発芽・生育促進効
果が劣らない。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　　　吸水性樹脂と腐植酸塩からなるこ
   とを特徴とする土質改良剤。
2. 【請求項２】　　　　吸水性樹脂と腐植酸塩を土壌中に
   混入することを特徴とする土質改良方法。