JP2019210177A - 粒状肥料 - Google Patents

Abstract

【課題】作物が生育する期間に亘って、作物に持続してカルシウムを供給することができる緩効性を有する粒状肥料の提供。【解決手段】本発明の粒状肥料は、カルシウム塩を含有する第一の粒状肥料（Ａ）、第一の粒状肥料の表面が２５〜３５℃の融点を有する油脂で被覆されてなる第二の粒状肥料（Ｂ）、及び、カルシウム塩を含有し、第一の粒状肥料の平均粒径よりも大きい平均粒径を有する粒状肥料の表面が２５〜３５℃の融点を有する油脂で被覆されてなる第三の粒状肥料（Ｃ）を含有する。【選択図】図１

Description

本発明は、作物が生育する期間に亘って、作物にカルシウムを供給することができる粒状肥料に関する。

植物体を構成する植物細胞には、光合成を行う葉緑体が含まれている。多くの植物は光の強度や方向が変化するとそれに応じて細胞内の葉緑体の配置角度を変更し、受光量を調整している。また、入射光の強さや方向に応じて葉緑体の一端を回転させ（ねじらせ）て受光量を調整する植物も存在する。このような葉緑体の配置角度の変更や葉緑体の一端の回転を行う際には、カルシウムイオンの局所的な取り込みが発生する。それゆえ、植物体の生長にとってカルシウムは重要な成分である。

そこで、特許文献１には、土壌中で溶けやすく、カルシウム成分を効率的に補給できる元肥用石灰資材が提案されている。特許文献１には、この元肥用石灰資材は、生石灰、消石灰、硫酸カルシウム、炭酸カルシウムなどの農業用石灰資材に対して、固体のクエン酸を配合したものであって、土壌中の水分によりカルシウム成分が溶けやすく、クエン酸が添加されていないものと比較してカルシウムの溶出率及び溶出速度が大きくなることが記載されている。

特許第３５００４４８号

植物体は生長に伴って植物細胞の数が増えるため、植物細胞内の葉緑体も増加し、カルシウムの必要量も増加する。ところが、特許文献１に記載された元肥用石灰資材では、カルシウムの溶出率及び溶出速度に優れるため、植物体の生長前期にカルシウムがすばやく溶出してしまい、カルシウムの必要量が増える生長後期にはカルシウムが残存しなくなり、カルシウムが植物に供給され難いという問題が生じていた。

また、日本では一般的に農作物の生長の時期が梅雨の時期と重なり、また昨今では春から夏の時期においても一時的又は局所的な豪雨が生じることが少なくない。このように多雨による水分量が多い環境ではカルシウムの溶出速度がより大きくなると共に、溶出したカルシウムは土壌に固着されず流亡しやすくなる。そのため、元肥としてこの種の石灰資材を用いた際に、植物が必要とするタイミングでカルシウムを十分量供給することは困難であった。

したがって、本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、その目的は、作物が生育する期間に亘って、作物に持続してカルシウムを供給することができる緩効性を有する粒状肥料を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の粒状肥料は、カルシウム塩を含有する第一の粒状肥料（Ａ）、第一の粒状肥料の表面が２５〜３５℃の融点を有する油脂で被覆されてなる第二の粒状肥料（Ｂ）、及び、カルシウム塩を含有し、第一の粒状肥料の平均粒径よりも大きい平均粒径を有する粒状肥料の表面が２５〜３５℃の融点を有する油脂で被覆されてなる第三の粒状肥料（Ｃ）を含有する。

これにより、作付けを開始した春の時期における２５℃未満の低温環境下では、第一の粒状肥料（Ａ）に由来するカルシウム成分は溶出しやすいが、低温環境下で固体状の油脂に被覆されている第二の粒状肥料（Ｂ）及び第三の粒状肥料（Ｃ）は溶出し難い。また、この時期に降雨があった場合には、固体の油脂が水を弾くため、第二の粒状肥料（Ｂ）及び第三の粒状肥料（Ｃ）からのカルシウム成分は溶出され難くなっている。そして、春から夏にかけて気温が２５〜３５℃を超えると、第二の粒状肥料（Ｂ）及び第三の粒状肥料（Ｃ）の表面を覆っていた固体の油脂が溶け出し、油脂の被覆が失われた部分からカルシウム成分が溶出する。ここで、第二の粒状肥料（Ｂ）よりも第三の粒状肥料（Ｃ）の方が径大に形成されているため、表面積が第二の粒状肥料（Ｂ）よりも第三の粒状肥料（Ｃ）の方が小さく、一個あたりの大きさも第三の粒状肥料（Ｃ）の方が大きいため、第二の粒状肥料（Ｂ）に比べると第三の粒状肥料（Ｃ）はゆっくりと時間をかけてカルシウム成分を溶出させる。このように、カルシウムが春から夏までの長期間に亘って徐々に土壌に溶出するため、一回の施肥で作物に持続してカルシウムを供給することができる。

また、上述した第一の粒状肥料（Ａ）、第二の粒状肥料（Ｂ）及び第三の粒状肥料（Ｃ）の配合割合が、重量比で、Ａ：Ｂ：Ｃ＝１：０．８〜２：０．８〜２であることも好ましい。これにより、施肥直後から長期間に亘りカルシウムが一定の濃度で土壌に溶出するため、一回の施肥で作物に持続してカルシウムを供給することができる。

また、第一の粒状肥料の平均粒径（Ｄ１）及び第二の粒状肥料の平均粒径（Ｄ２）は２〜４ｍｍであり、第三の粒状肥料の平均粒径（Ｄ３）は３〜５ｍｍであり、第三の粒状肥料の平均粒径（Ｄ３）は、第一の粒状肥料の平均粒径（Ｄ１）及び第二の粒状肥料の平均粒径（Ｄ２）よりも大きい（Ｄ３＞Ｄ１，Ｄ２）ことも好ましい。これにより、カルシウムが長期間に亘って土壌に溶出すると共に、施肥しやすい粒径を備えた粒状肥料が得られる。

また、２５〜３５℃の融点を有する油脂がパーム油であることも好ましい。これにより、有機質肥料のうち、植物由来の有機資材として用いられる安全な油脂が選択される。

また、カルシウム塩が硫酸カルシウムであることも好ましい。硫酸カルシウムは水に溶けやすく、水溶液のｐＨもほぼ中性を示すため、土壌のｐＨに影響を与えず、作物にカルシウムが吸収されやすい。

本発明によれば、以下のような優れた効果を有する粒状肥料を提供することができる。
（１）カルシウム塩が長期間に亘って徐々に土壌に溶出するため、一回の施肥で作物に持続してカルシウムを供給することができる。
（２）水に溶けやすく、水溶液のｐＨもほぼ中性を示すため、土壌のｐＨに影響を与えず、作物にカルシウムが吸収されやすい。

実施例の溶出試験において粒状肥料を水に浸漬した際の浸漬期間と水溶性カルシウムの溶出量を示すグラフである。 実施例の崩壊試験において、粒状肥料を水に浸漬した後の状態を示す写真である。 実施例の生育試験において、水稲の生長状況を示す写真である。

本発明の粒状肥料は、カルシウム塩を含有する第一の粒状肥料（Ａ）と、第一の粒状肥料の表面が２５〜３５℃の融点を有する油脂で被覆されてなる第二の粒状肥料（Ｂ）と、カルシウム塩を含有し、第一の粒状肥料の平均粒径よりも大きい平均粒径を有する粒状肥料の表面が２５〜３５℃の融点を有する油脂で被覆されてなる第三の粒状肥料（Ｃ）とが混合された粒状肥料である。

まず、カルシウム塩を含有する第一の粒状肥料（Ａ）について説明する。第一の粒状肥料は、カルシウム塩を含む肥料原料を造粒したものであり、第二及び第三の粒状肥料のような特定の油脂での被覆処理はなされていない。そのため、この第一の粒状肥料は施肥した後、第二及び第三の粒状肥料よりも先にカルシウム成分を土壌等の培地に溶出させる。粒の形状は、球状が好ましいが、ペレット状や不定形の塊状であってもよい。第一の粒状肥料の平均粒径（Ｄ１）は、溶出速度を調整する観点から、２ｍｍ〜４ｍｍが好ましく、３．０ｍｍ±０．５ｍｍがより好ましい。本発明における粒状肥料の分粒は、特に限定されないが、篩（メッシュ）によるふるい分けや造粒装置の設定等により行うことができる。また、本明細書における平均粒径とは、各粒状肥料の長径の長さの平均値である。

次に、第二の粒状肥料（Ｂ）について説明する。第二の粒状肥料（Ｂ）は、第一の粒状肥料（Ａ）の表面が２５〜３５℃の融点を有する油脂で被覆処理されたものである。被覆処理は、常温では固体状態となっている融点が２５〜３５℃の油脂を加温して液体状態としたのち、第一の粒状肥料（Ａ）の表面にその液体状態の油脂を接触させることにより行われる。具体的には、加温して液体状態となった油脂を第一の粒状肥料（Ａ）の表面に塗布又は噴霧すること、第一の粒状肥料（Ａ）を液体状態の油脂に浸漬して引き上げること等により被覆処理することができる。なお、本願明細書において「油脂で被覆されてなる」とは、少なくともその粒状肥料の表面積の２／３以上がその油脂で被覆されていればよく、油脂で完全に密封されていることまでを意味するものではない。また、本願明細書において「融点」とは、固体状態から液体状態又はゲル状態にその相状態が変化する温度のことをいい、この相状態が変化する温度に幅がある場合はその最低温度をいう。また、第二の粒状肥料（Ｂ）は第一の粒状肥料（Ａ）の表面を油脂で被覆したものであることから、第二の粒状肥料の平均粒径（Ｄ２）は、第一の粒状肥料の平均粒径（Ｄ１）よりも被覆された油脂の厚み分大きくなっている。

次に、第三の粒状肥料（Ｃ）について説明する。第三の粒状肥料（Ｃ）は、第二の粒状肥料（Ｂ）同様に、その表面が２５〜３５℃の融点を有する油脂で被覆処理されたものであるが、第二の粒状肥料（Ｃ）よりも大粒に形成されている。すなわち、第一の粒状肥料（Ａ）よりも径大なカルシウム塩を含有する粒状肥料を準備し、その表面を２５〜３５℃の融点を有する油脂で被覆処理したものである。粒の形状は、球状が好ましいが、ペレット状や不定形の塊状であってもよい。第三の粒状肥料の平均粒径（Ｄ３）は、溶出速度を遅く調整する観点から、３ｍｍ〜５ｍｍが好ましく、４．０ｍｍ±０．５ｍｍがより好ましい。

上述した第一の粒状肥料（Ａ）、第二の粒状肥料（Ｂ）及び第三の粒状肥料（Ｃ）の配合割合としては、重量比で、Ａ：Ｂ：Ｃ＝１：０．８〜２：０．８〜２であることが好ましく、Ａ：Ｂ：Ｃ＝１：０．９〜１．２：０．９〜１．２であることがより好ましい。上記配合割合とすることにより、第一の粒状肥料（Ａ）、第二の粒状肥料（Ｂ）及び第三の粒状肥料（Ｃ）に含まれるカルシウム成分が、それぞれの溶出タイミングで溶出することにより、長期間に亘り作物に持続してカルシウムが供給される。

２５〜３５℃の融点を有する油脂としては、２５〜３５℃の融点を有し、常温で固体状を呈する油脂が用いられる。特に限定されないが、安定性及び安全性の観点から植物性油脂が好適に用いられ、パーム油、パーム核油、椰子油又はシアバターなどが挙げられるが、取り扱いが容易であり、精製方法によって低融点から高融点の油脂を適宜選択することができるパーム油が特に好ましい。また、オレイン酸とパルミチン酸又はステアリン酸といった融点の異なる高級脂肪酸を複数種類配合した、所望の融点を有する油脂を用いることも可能である。

カルシウム塩としては、カルシウムを含むものであればどのような塩であってもよく、例えば、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、硝酸カルシウム又は硫酸カルシウム等が挙げられるが、土壌のｐＨを上昇させず、土壌への移行性も高いことから、硫酸カルシウム２水和物が好適に選択される。

本発明における第一、第二及び第三の粒状肥料にはカルシウム塩だけでなく、肥料成分又は肥料成分以外の他の成分も配合されていてもよい。他の成分としては、造粒加工のためのバインダー成分等が挙げられる。

本発明に係る粒状肥料の製造方法としては、特に限定されないが、具体的に以下の方法が挙げられる。カルシウム塩を含む肥料材料を球状に造粒して丸粒剤を得たのち、目開きが約４ｍｍのメッシュは通過するが、目開きが約２ｍｍのメッシュは通過しない粒剤を平均粒径が約３ｍｍ程度の第一の粒状肥料（Ａ）として得ることができる。この第一の粒状肥料（Ａ）の一部について、温めて液状にしたパーム油（融点約３０℃）に接触させて表面をパーム油で被覆させることにより、第二の粒状肥料（Ｂ）を得ることができる。また、目開きが約５ｍｍのメッシュを通過するが、目開きが約３ｍｍのメッシュは通過しない粒剤を平均粒径が約４ｍｍ程度の粒剤として得たのち、温めて液状にしたパーム油に接触させて表面をパーム油で被覆させることにより、第三の粒状肥料（Ｃ）を得ることができる。このようにして得られた第一の粒状肥料（Ａ）、第二の粒状肥料（Ｂ）及び第三の粒状肥料（Ｃ）を所定の割合で配合させることにより、本発明に係る粒状肥料が得られる。

１．粒状肥料の調製
肥料原料として、硫酸カルシウム２水和物を用いた。微粉砕した硫酸カルシウム２水和物を造粒機に導入し、球形造粒成形を行った。得られた丸粒剤を熱風乾燥して粒剤を得た。この粒剤を目開きが約５ｍｍ、約３ｍｍ及び約２ｍｍのメッシュをそれぞれ通過させてサイズ選別を行った。目開きが約３ｍｍのメッシュを通過したが、目開きが約２ｍｍのメッシュを通過しなかった粒剤を粒剤１として回収した。粒剤１の粒径はおよそ２〜４ｍｍであった。また、目開きが約５ｍｍのメッシュを通過したが、目開きが約３ｍｍのメッシュを通過しなかった粒剤を粒剤２として回収した。粒剤２の粒径はおよそ３〜５ｍｍであった。

粒剤１として回収した粒剤のうちの一部に対し、温めて液状としたパーム油（融点約３０℃）を塗布し、表面がパーム油で被覆された粒剤１を得た。具体的には、２つのローラーの間に粒剤１と液状のパーム油とを送り出し、粒剤１とパーム油とが密着して２つのローラーの間を通過することにより、粒剤１の表面がパーム油で被覆された。同様にして、粒剤２についてもパーム油を塗布し、表面がパーム油で被覆された粒剤２を得た。

粒剤１（パーム油被覆なし）、表面がパーム油で被覆された粒剤１、表面がパーム油で被覆された粒剤２について、それぞれ以下表１に示す配合割合で混合し、試験品及び対照品１〜３の粒状肥料を得た。

２．溶出試験
表１に示す試験品及び対照品１〜３にかかる粒状肥料について、その肥効持続期間を確認するため、水中溶出試験を行った。試験は肥料分析法（農林水産省農業環境技術研究所法）の溶出率（被覆肥料の）の分析方法に準じて行った。具体的には、試験品の粒状肥料１２．５ｇを３００ｍＬ容量の三角フラスコに入れ、２５℃の水２５０ｍＬを加えて粒状肥料を水に浸漬させた。三角フラスコを密栓し、２５℃の恒温器内で７日間静置した。７日後に恒温器から三角フラスコを取り出して、浸漬液をろ過し、浸漬液中の水溶性カルシウム量を定量した。なお、浸漬期間を１４日間及び２１日間としたものについても、浸漬液中の水溶性カルシウム量の定量を行った。また、対照品１〜３にかかる粒状肥料についても試験品と同様の試験を行った。結果を図１に示す。

本試験によれば、図１に示されるように、試験品に係る粒状肥料は初期溶出（７日間浸漬）が対照品１〜３の約４割程度に留まり、２１日間水に浸漬させた場合においても、対照品１〜３の約７割程度の溶出に留まった。図１によれば、対照品１〜３に係る粒状肥料の浸漬液は水溶性カルシウム濃度が５〜６％程度になった時点で飽和溶液になっているものと考えられ、７日間の浸漬によりほぼ飽和溶液に近いところまで溶出が進んでいる。しかしながら、試験品に係る粒状肥料の浸漬液の近似曲線（Ｙ＝０．１５７１Ｘ＋１）によれば水溶性カルシウム濃度が５．５％になるには２８．６日間かかり、対照品１〜３に係る粒状肥料と比べて肥効持続期間が約４倍となることがわかった。このことから、本発明に係る粒状肥料は、作物が生育する期間に亘って、作物に持続してカルシウムを供給することができる十分な緩効性を有することが示された。

３．水中崩壊試験
表１に示す試験品及び対照品１にかかる粒状肥料について、水中での崩壊試験を行った。１５０ｍＬの水を入れた容器に試験品の粒状肥料１０ｇを入れ、粒状肥料を完全に水に浸漬させた。室温（約２０℃）にて容器を１０時間静置した。静置後の水の状態を観察し、水に漬かった粒状肥料をスプーンで複数個を取出し、粒状肥料の状態を確認した。対照品１にかかる粒状肥料についても試験品と同様の試験を行った。結果を図２に示す。

本試験によれば、図２に示されるように、試験品に係る粒状肥料は水に浸漬させても崩壊せず、浸漬した水もわずかな着色がみられるのみであった。浸漬後の試験品の粒状肥料を取出して状態を確認したところ、スプーンの背で押してみても崩壊することなく、粒は硬く締まっている状態であった。他方、対照品１に係る粒状肥料は水が粒状肥料内に浸透した結果、図２に示されるように、浸漬した水が濁っていた。また、浸漬後の対照品１の粒状肥料は、粒が崩壊して崩れてしまっていた。

４．生育試験
水稲の苗を準備し、愛知県豊橋市の試験圃場に田植して栽培を行った。試験圃場を施用区と無施用区の２つに分け、施用区では、田植と同時期に表１に示す試験品に係る粒状肥料を用いて施肥を行った。試験品の施肥量は、１００〜２００ｇ／ｍ^２とした。また、無施用区では、試験品に係る粒状肥料を使用しない以外は、同じ条件で栽培を行った。田植えから約２ヶ月経過した施用区及び無施用区の水稲の生育状況を図３に示す。

図３に示されるように、試験品に係る粒状肥料を用いた施用区の水稲は、無施用区と比べて、草丈が長く、全体的に良好な生長が見られた。なお、水稲以外の他の作物として、リンゴ、ぶどう、みかん、キュウリ、トマト、ピーマン、レタス、ほうれん草、大豆、エンドウ豆、ネギ及びタマネギにも試験品に係る粒状肥料を施肥して栽培を行ったところ、いずれも生育が良好であることが確認された。

本発明は、上記の実施形態又は実施例に限定されるものでなく、特許請求の範囲に記載された発明の要旨を逸脱しない範囲内での種々、設計変更した形態も技術的範囲に含むものである。

Claims (5)

1. カルシウム塩を含有する第一の粒状肥料（Ａ）、該第一の粒状肥料の表面が２５〜３５℃の融点を有する油脂で被覆されてなる第二の粒状肥料（Ｂ）、及び、カルシウム塩を含有し、該第一の粒状肥料の平均粒径よりも大きい平均粒径を有する粒状肥料の表面が前記２５〜３５℃の融点を有する油脂で被覆されてなる第三の粒状肥料（Ｃ）を含有することを特徴とする粒状肥料。
2. 前記第一の粒状肥料（Ａ）、前記第二の粒状肥料（Ｂ）及び前記第三の粒状肥料（Ｃ）の配合割合が、重量比で、Ａ：Ｂ：Ｃ＝１：０．８〜２：０．８〜２であることを特徴とする請求項１に記載の粒状肥料。
3. 前記第一の粒状肥料の平均粒径（Ｄ１）及び前記第二の粒状肥料の平均粒径（Ｄ２）は２〜４ｍｍであり、前記第三の粒状肥料の平均粒径（Ｄ３）は３〜５ｍｍであり、
   前記第三の粒状肥料の平均粒径（Ｄ３）は、前記第一の粒状肥料の平均粒径（Ｄ１）及び前記第二の粒状肥料の平均粒径（Ｄ２）よりも大きい（Ｄ３＞Ｄ１，Ｄ２）ことを特徴とする請求項１又は２に記載の粒状肥料。
4. 前記２５〜３５℃の融点を有する油脂がパーム油であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の粒状肥料。
5. 前記カルシウム塩が硫酸カルシウムであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の粒状肥料。