JPH0352990A - 土壌調節方法 - Google Patents

土壌調節方法

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JPH0352990A
JPH0352990A JP2182875A JP18287590A JPH0352990A JP H0352990 A JPH0352990 A JP H0352990A JP 2182875 A JP2182875 A JP 2182875A JP 18287590 A JP18287590 A JP 18287590A JP H0352990 A JPH0352990 A JP H0352990A
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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】 (技術分野) 本発明は土壌の調節に関するものである。
(背景技術) 表面の著しく堅くなった土壌では微量給水(micro
−irrigation)においてさえ水が浸透せず、
従って多量の水が流れ去ることになる。また、強く圧縮
された土壌は植物の根の組織を通さない。
従って、植物の根は土壌中で延びて土壌中の利用できる
栄養及び水分を利用することができない。
これらの問題は調節剤を添加して土壌の安定な微小集合
体を作ることにより最も良く解決される。
このような調節剤は価格が著しく高い合或重合体製品で
あることが多い。
よく知られているように、土壌中における植物材料の分
解によって得られるフミン質生成物は土壌組織を安定化
する最も有効な安定剤である。しかし、利用できる植物
材料は十分ではない。さらに、植物源から得られるフミ
ン酸の場合には、土壌集合体の安定性を有意に増大させ
るには、比較的多量、例えば1重量%以上のフミン酸を
必要とする。この点については「フィル・サイエンス(
Soil Science)J 146、  第47〜
54頁に掲載された「土壌集合体の安定性に及ぼすフミ
ン酸及び界面活性剤の作用」と題するピコロ(Picc
olo)及びエムバグウ(Mbagwu)の論文を参照
されたい。
(発明の開示) 本発明においては、石炭から誘導されたフミン酸又はそ
の塩を含有するある酸化生成物(以下にオキシフミン酸
及びオキシフミン酸塩と称する)が優れた土壌調節剤で
あり、特に表面の堅くなった土壌又は圧縮された土壌に
おいて集合体及び微小集合体を作るのに適した調節剤で
あることを見出した。
従って、本発明は、一つの観点によれば、土壌、特に表
面の堅くなった土壌又は圧縮された土壌を調節するに当
たり、オキシフミン酸ゲル,オキシフミン酸塩のゲル,
水中でゲルを形成することができるオキシフミン酸塩及
びその混合物からなる群から選定した石炭から誘導され
た生戊物を土壌に施すことを特徴とする土壌調節方法を
提供する。
本発明にとって不可欠なのはオキシフミン酸ゲル又はオ
キシフミン酸塩ゲルであるゲルを使用すること、あるい
は水中でゲルを形成することができるオキシフミン酸塩
を使用することである。後者の場合には、オキシフミン
酸塩は土壌に添加すると土壌中に存在する水又は土壌に
加えられた水とゲルを形戊する。さらに、オキシフミン
酸が石炭から誘導されたものであることも不可欠である
本発明においては、石炭から誘導された生成物を、植物
材料の分解によって得られる類似の生成物と比較して、
著しく少ない量で使用できることを見出した。
オキシフミン酸又はその塩は代表的な例においては風乾
基準で次の元素分析値及び官能基分析値を有する: 炭素 水素 窒素 硫黄 酸素 30〜7055.5 2〜62.7 0.1〜51.5 0.1 −10          0.320〜45
32.l 全酸性度 3〜l3 6、45 カルボキシル基  0.5〜12     3.38フ
ェノール基   0.5〜9     4.07オキシ
フミン酸塩は代表的な例においてはナトリウム又はカリ
ウムのようなアルカリ金属塩、又はアルカリ金属塩であ
る。
土壌に添加される石炭から誘導された生戒物は、代表的
な例においては0.02重量%以上の量で添加する。普
通、前記生成物の添加量は2重量%未満、好ましくは1
重量%未満である。
石炭から誘導された生戊物を土壌に添加し、次いで土壌
と十分に混合するのが普通である。前記生成物は、特に
表面の堅くなった土壌および圧縮された土壌において、
安定な集合体および微小集合体を形或する作用を有する
。これにより水はこのような土壌に一層良好に浸透する
。さらに、植物の根は一層良好に土壌中で延びて土壌中
の利用できる栄養及び水分を利用することができる。
本発明の第1の好適例においては、石炭から誘導された
生或物は次の方法で製造されたオキシフミン酸ゲルであ
る。酸化された石炭(以下に「才キシコールJと称する
)をアルカリ水溶液と混合し、水の蒸発を防止するのに
十分な圧力下にこの混合物を90℃より高< 180℃
より低い温度まで加熱し、オキシコールから有効オキシ
フミン酸の実質的に全量を抽出するのに十分な時間の間
この高い温度を維持する。冷却後に、生成した混合物を
濾過し、濾液を酸性にして石炭から誘導されたオキシフ
ミン酸を沈殿させ、この沈殿を遠心分離により回収し、
水洗によって無機酸を除去し、次いで遠心分離によって
ゲルを得る。オキシコールは代表的な例においては米国
特許第4912256号明細書に開示されている湿式酸
化法によって製造される。
本発明の第2の好適例においては、オキシコールをアル
カリ水溶液と混合し、水の蒸発を防止するのに十分な圧
力下にこの混合物を90℃より高く180℃より低い温
度まで加熱し、オキシコールから有効オキシフミン酸の
実質的に全量を抽出するのに十分な時間の間この高い温
度を維持することにより、石炭から誘導されたオキシフ
ミン酸塩のゲルを生或する。水溶性オキシフミン酸を含
有する溶液を濾過して固形物を除去する。次いで、濾液
をゲルが生成するまで濃縮する。あるいはまた、粉末が
生成するまで濃縮を継続することができる。
この粉末はオキシフミン酸塩(オキシフメート(oxi
humate) )である。この塩は水を添加するとゲ
ルを生戊する。
上述の本発明の第lおよび第2の好適例において、元素
分析値及び官能基分析値は上述した通りである。
生成したゲルはゲルの生或に悪影響を及ぼさない他の物
質を含有することができる。例えば、オキシコールから
の若干の残留固形物はゲル中に存在していてもよい。
(実施例) 次に本発明を実施例について説明する。
ウォーターベルグ(Waterberg)炭(400g
)および水(700roI!)をかきまぜ機付2l反応
器内でスラリにした。この反応器に酸素を8. 0MP
aの圧力まで供給し、160゜Cまで加熱した。このス
ラリにかきまぜなから41!/分の流量で酸素の流れを
通した。
l時間の反応期間の後に酸素の流れを止め、反応器を室
温まで冷却し、圧力を大気圧に戻した。
スラリを反応器から取り出し、これを濾過して才キシコ
ール及び濾液を得た。
このオキシコール(log)を、水酸化カリウム(14
g)を水(300 van )中に溶解した水酸化カリ
ウム水溶液中で7時間還流させた。抽出混合物を遠心分
離することにより灰分及び未反応石炭を含有する不溶性
残留物を除去した。上澄液を硫酸で酸性にし、次いで遠
心分離によって不溶性オキシフミン酸ゲルを回収した。
このオキシフミン酸ゲルを蒸留水で2回洗浄して過剰の
硫酸を除去した。
(2)施用法 表面の著しく堅くなった土壌の試料500gに異なる量
のオキシフミン酸ゲルを添加した。各混合物を蒸留水に
よって畑にできる状態にし、次いで十分混合した。次い
で、各副試料(sub−sample)を室内の暗い乾
燥器内のガラスビーカー内で5週間の間27℃の一定温
度に維持した。5週間後に、乾燥器で乾燥した試料を0
.25am篩に通して機械的に湿式篩分けした。篩上に
残った土壌は篩分けプロセス中に水中に沈んだ。篩分け
は75回/分振動させながら4分間行った。篩分け後に
、篩の上に残っている物質をガラスビーカーに移し、こ
の物質の重量を求める前に乾燥器内で105℃において
乾燥した。
対照はオキシフミン酸ゲルを添加しなかった点を除き、
他の試料と全く同様に処理した。
比較のために商業的に入手できる土壌調節剤(PVM/
5,商品名)を使用した。PVM/5をオキシフミン酸
ゲルの代わりに使用した点を除き、同様な操作を行った
各測定は2回行った。得た結果を第1表に示す。
第1表 表面の著しく堅くなった土壌において安定な微小集合体
を作る際の、石炭から誘導されたオキシフミン生成物で
あるウォーターベルグ・オキシフミン酸ゲルおよび商業
的に入手できる合成土壌調節剤の作用 **  WVM/5?&*n4”A.窒T a XJ@
FJ;ci晶DI’Jル犬皇廻ユ オキシフミン酸ゲルを実施例lと同様にして製造した。
上澄液を酸性にしなかった点を除き、実施例1のオキシ
フミン酸ゲルの製造について述べたまうにして、オキシ
フミン酸カリウムゲルを製造した。
水酸化カリウムの代わりに水酸化ナトリウムを使用する
ことにより、同様にしてオキシフミン酸ナトリウムゲル
を製造した。水酸化カリウムの代わりに水酸化アンモニ
ウムを使用することにより、同様にしてオキシフミン酸
アンモニウムゲルを製造した。なお、オキシコールとの
反応は周囲条件下に行った。
沖積層の2種の淡灰色表土(topsoil)として、
リュックホッ7 ( Ltlckho f f )(7
)土壌およびアド(Addo )の土壌を使用した。こ
れらの土壌はいずれも微細物質、すなわち細砂および微
細シルトの割合が極めて大きいという特性を有していた
。これらの表土の安定性に対する上述の石炭から誘導さ
れたオキシフミン生戊物の作用を検討した。
星天適量旦 250gの風乾土壌を秤取し、正確な重量のオキシフミ
ン生成物を特定の重量%になるまで添加し、混合しなが
ら粉にする(crumbing)のに最適な量の水を添
加し、次いでこれらを十分に混合することにより、混式
篩分け用土壌を調製した。最適水量は各土壌について予
め経験的に求めた。次いで、土壌を制御された恒温室内
で27”Cに1週間維持した。21711と乾燥とを交
互に行うシステムを使用した。
初期試験において、湿潤と乾燥とを交互に行うシステム
では、才キシフミン生成物による組織の安定化か、土壌
を連続的に畑にできる状態に維持するシステムより、著
しく良好であることか分かった。
一週間後に土壌を乾燥器内で105゜Cにおいて24時
間乾燥した。次いで、この乾燥器内で乾燥された土壌の
それぞれ50gの2個の試料を湿式篩分けに使用した。
湿式篩分けは、垂直方向の浸漬作用を行う機械的湿式篩
分け機において、0. 25+nm篩に通して行った。
篩分けは60回/分振動させながら4分間行った。篩上
に残る土壌はガラスビーカーに移し、乾燥器内で105
゜Cにおいて24時間乾燥し、秤量した。
得た結果を第2表及び第3表に示す。
第2表 リュックホッフの土壌における土壌集合体の安定性に対
する選定された石炭から誘導されたオキシフミン生戒物
の作用を湿式篩分けによって測定した結果 対照          O t+シフミン酸         ゲノレ    0.
0170,083 0.330 tキシフミン酸アンモニりム  ゲノレ    o.t
oo0.200 才+シフミン酸ナトリウム   粉末    0.01
30.025 0,050 0,125 才+シ7ミン酸ナトリウム   ゲノレ    0.0
130.025 0,050 0.125 33,4 68.9 72.4 79.8 46、0 43.9 36、0 45.6 46、6 43.7 36、9 40.0 43.9 55.9 第 3 表 アトの土壌における土壌集合体の安定性に対する選定さ
れた石炭から誘導されたオキシフミン生成物の作用を温
式篩分けによって測定した結果対照 0 23.3 第2表及び第3表から、石炭から誘導されたオキシフミ
ン生或物で処理した土壌の場合には、篩 の上に残る土壌の割合が対照より有意に大きいことが分
かる。換言すれば、石炭から誘導されたオキシフミン生
成物は小さい施用割合においても土壌の土壌集合体安定
性を改善した。
降雨シミュレーション試験 湿式篩分け試験用土壌の調製と同様にして降雨シミュレ
ーション試験用土壌を調製した。幅約300mm,長さ
約500 mmの特別製の有孔ポリエチレントレーを使
用した。トレーの底の上に薄薬紙を拡げた。この上に粗
粒の石英砂を101101載せ、この上に粉にした土壌
8kg(すなわち、厚さ約20m)を加えた。
次いで、土壌を実験室内で一定温度に維持した。
この際、ファン型ヒータによって乾燥を行った。
湿潤と乾燥とを交互に行うシステムを使用した。
リュックホッフ土壌の場合には1ケ月の間一定温度に維
持した。アドの土壌は1週間の間一定温度に維持した。
一定温度に維持した後に、トレーを実験室規模の降雨シ
ミュレーション装置に移した。勾配5%の斜面を使用し
た。土壌は零エネルギーの霧雨によって予め濡らし、次
いで雨量42mm/ hの暴風雨に2時間曝した。浸透
速度及び土壌損失量(エロージョン)を測定した。
得た結果を第4表に示す。
星一±一表 実験室規模の降雨シミュレーション試験における最終浸
透速度(FIR)に対する選定された石炭から誘導され
たオキシフミン生成物の作用 生底n     彪悪 塵里工金Δ FIR(m畔h)
リュックホッフの土壌 対照          03.0 アドの土壌 対照          03.4 tキシフミン酸アンモニウム          0.
125         3.4t+シフミン酸カリウ
ム ゲル 1, 000 5.4 石炭から誘導されたオキシフミン生或物で処理した土壌
の場合の浸透速度は対照より大きく、特にリュックホッ
フの土壌を使用した場合にそうであった。オキシフミン
酸アンモニウムはアドの土壌の最終浸滲速度を改善しな
かった。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、土壌を調節するに当たり、 オキシフミン酸ゲル、オキシフミン酸塩のゲル、水中で
    ゲルを形成することができるオキシフミン酸塩及びその
    混合物からなる群から選定した石炭から誘導された生成
    物を土壌に施すことを特徴とする土壌調節方法。 2、土壌が表面の堅くなった土壌又は圧縮された土壌で
    あることを特徴とする請求項1記載の方法。 3、石炭から誘導された生成物を土壌と混合することに
    より土壌に施すことを特徴とする請求項2記載の方法。 4、石炭から誘導された生成物が風乾基準で次の元素分
    析値及び官能基分析値: @元素分析値@ @元素@@範囲(%)@ 炭素30〜70 水素2〜6 窒素0.1〜5 硫黄0.1〜10 酸素20〜45 @官能基分析値@ @官能基@@量(%)@ 全酸性度3〜13 カルボキシル基0.5〜12 フェノール基0.5〜9 を有していることを特徴とする請求項1〜3のいずれか
    一つの項に記載の方法。 5、石炭から誘導された生成物か風乾基準で次の元素分
    析値及び官能基分析値: @元素分析値@ @元素@@量(%)@ 炭素55.5 水素2.7 窒素1.5 硫黄0.3 酸素32.1 官能基分析値量(%) 全酸性度7.45 カルボキシル基3.38 フェノール基4.07 を有していることを特徴とする請求項1〜3のいずれか
    一つの項に記載の方法。 6、オキシフミン酸塩がアルカリ金属塩であることを特
    徴とする請求項1〜5のいずれか一つの項に記載の方法
    。 7、オキシフミン酸塩がアンモニウム塩であることを特
    徴とする請求項1〜5のいずれか一つの項に記載の方法
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