JPH04197110A - ゼオライトと浄水場発生土等の混合物 - 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】 ［産業上の利用分野〕 本発明はゼオライトと浄水場発生上及び／又は湖底泥と
を混合してなる混合物であり、殊に培養植物体中にけい
素成分を補給する目的で園芸用土、育苗培土、殊に園芸
用育苗培土酸は水稲用育苗培土、土壌改良資材１等とし
て使用することの出来る混合物に関する。

［従来の技術］ けい素は土壌を構成する最も主要な成分であるが１作物
に対する要求性は作物の種類により著しく相違する０例
えばトマトなどは肥料としてけい素を必要としない、一
方、水稲や麦を始めとする禾本科植物では土壌中から多
量のけい素を吸収してけい化細胞を発達させ、作物の組
織を丈夫にすると共に、病害虫に対する抵抗性を強めて
いる。

このため、今日では特に水田に対して肥料としてのけい
素の補給が一般的な施肥技術として定着している。

従来、最も一般的なけい素補給資材としてケイカル肥料
が挙げられる。ケイカル肥料は製鉄所で銑鉄の副産物と
して生産される高炉水砕スラグ等を破砕、整粒して袋詰
めしたものである。

ケイカル肥料は肥料取締法でけい酸質肥料として指定さ
れ、また、ケイカル肥料のけい素補給効果に関する研究
例も多い。

しかし、一方ではケイカル肥料の肥効を疑問視する報告
もあり、当該学会内でも統一見解が得られるには至って
いない。

従って、水稲生産者はけい素の補給効果が明確でない従
来のけい酸質肥料に換わる新しい資材の開発を待ち望ん
でいる。

また、従来、市販の園芸用土および育苗培土は山土に堆
肥やピートモスなどの有機物、肥料を配合し、混合ある
いは造粒したものが主流をなしている。

しかし、最近では主原料である山土の入手が困難となり
始め、これに換わる新しい資材の開発が急がれている。

例えば、浄水場発生土を使用して、育苗床上を得る試み
もあった。（特開昭５３−６９１２７号公報、特公昭５
８−２６２９４号公報）。

これらの発明はいずれも浄水場発生土単独あるいは浄水
場発生土を主体とする培土であるが、次の理由により広
く実用化されるには至っていない。

■浄水場発生土中には凝集剤に由来する水酸化アルミニ
ウムゲルを多量に含有するため、りん酸肥料の効果が著
しく低い。

■浄水場発生土中には２％前後程度の多量の有機態窒素
が含有されるため窒素の無機化、硝酸化成作用に伴って
多量の硝酸が生成し、その結果培土の電気伝導率が上昇
して苗の生育が阻害される。

■浄水場発生土中には５０〜＋ｏｏｏｐｐｍ程度の多量
の２価マンガンが含有されるので、苗にマンガンが異常
吸収され著しい生育阻害を受ける。

■特開昭５３−６９１２７号公報で対象としている高分
子凝集剤、例えばアクリルアミド添加浄水場発生土の場
合には本薬剤に由来する窒素の無機化により苗の徒長あ
るいは塩類濃度障害を起こす危険性が高い。

それにもかかわらず、特公昭５８−２６２９４号公報の
発明は浄水場発生土を使用する発明であるが、浄水場発
生土を使用する目的は、単に一般的な植物の成長のほか
に育苗用床上としての苗マットの崩れやすさを防止する
にある。

しかしながら、本発明記載の様な植物体中にけい素を補
給するという思想は全く開示されていない。

次にゼオライトに窒素肥料を添加し、りん酸でｐＨを調
整することにより水稲育苗川床上として利用しようとす
る試みもあった（特開昭６１−１４９０２３号公報）。

ゼオライトはけい素を主成分とする鉱物ではあるが、実
施例１に示すとおり植物に有効なけい素含有率は本発明
品に比較して著しく低く、けい素補給資材としての効率
は乏しい。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明はゼオライトを用いて、これと浄水場発生上及び
／又は湖底泥との一定割合の混合物を作成し、浄水場発
生土又は湖底泥の農業利用上の欠陥を克服し、かつ植物
体に容易にけい素を補給し得るような混合物、園芸用土
、園芸及び水稲用育苗培土並びに土壌改良資材を提供し
ようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、 １、ゼオライト３２部乃至７０部に対し浄水場発生上及
び／又は湖底泥６８部乃至３０部を混合してなる混合物
。

２、ゼオライト３２部乃至７０部に対し浄水場発生上及
び／又は湖底泥６８部乃至３０部を混合してなる園芸用
土、 ３、ゼオライト３２部乃至７０部に対し浄水場発生上及
び／又は湖底泥６８部乃至３０部を混合してなる育苗培
土、殊に園芸用育苗培土或は水稲用育苗培土。

４、ゼオライト３２部乃至７０部に対し浄水場発生上及
び／又は湖底泥６８部乃至３０部を混合してなる土壌改
良資材、 よりなる。

本発明品のゼオライトと浄水場発生上及び／又は湖底泥
との一定割合の混合物を得るために、−使用することの
できるゼオライトは、合成ゼオライト及び天然ゼオライ
トがあるが、天然ゼオライトが好ましい。

ここで、天然ゼオライトとは沸石とも称し、グリーンタ
フ地帯において火山ガラスの続成作用により生成した３
次元編目構造をなす結晶性アルミノケイ酸塩鉱物で、そ
の一般式は Ｍｅ＊ｚ＋＋０・Ａ１＊Ｏｓ・ＸＳｉＯｘ・ｙＨｚＯ（
Ｍｅ：アルカリ又はアルカリ土金属、ｎ：ｌＪｅの電荷
、ｘ、ｙ：係数、）で示されるものであり、例えばクリ
ノプチロライト、モルデナイトを主成分とする天然ゼオ
ライトが例示される。

ここで、天然ゼオライトとしては粒状であってもよいが
、粒径１＋ａｍ以下、殊に粒径０．５ｍａ＋以下の粉状
が更に好ましい。

ゼオライトは一般に微多孔性であり、好ましくは陽イオ
ン交換容量（ＣＥＣＩ　としては通常５０乃至２００ｍ
ｅｑ／１００ｇの価を有するものである。

また、その孔径は、はぼカリウムイオンの大きさに一致
するので、カリウムイオンを選択的に吸着するがりん酸
は吸着し難い等の特性を有する。

次に、本発明で使用し得る浄水場発生上及び又は湖底泥
とは１例えば浄水場発生土（「発生土」、「浄水ケーキ
」、或は浄水場の沈殿座上である「浄水廃止」等とも言
う、）、湖底泥（「湖底上ｊとも言う、）の様な化石化
していない珪藻類を含有している物質を好ましく使用す
ることができる。

ここで、浄水場発生土とは河川表流水或は湖沼水を原水
とする浄水場で原水にアルミニウム化合物、例えばポリ
塩化アルミニウム又は硫酸アルミニウム等を添加して浮
遊物質を凝集させ、この凝集物を沈降、濃縮、脱水した
物である。

この発生土は微砂、粘土、珪藻類等を含むプランクトン
その他の微生物、凝集剤に由来する水酸化アルミニウム
ゲルからなる成分を主体として含有するものである。

またこの発生土のｐＨ（ＨＪＩ　は６．０〜６．６であ
り、全炭素はほぼ６〜１７％、全窒素はほぼ１．５〜３
．５％である。全アルミニウム（Ａ１２０３１は１８〜
２５％、ｐＨ４，１ｍｌ酢酸ナトリウム抽出法による可
溶性アルミニウム１ＡｌａＯａｌはほぼ３〜１５％であ
り、アニオン固定力が大きく、殊にりん酸固定力が極め
て大きい。

この発生土中の可給態けい素成分量は５ＩＯＩとして５
０〜ｌ０００ｍｇ／１００ｇ、好ましくは２００〜１０
００ｍｇ／ｌＧＧｇ程度であり、その測定はｐＨ４，１
モル酢酸ナトリウム抽出法（「土壌養分分析法」第２７
８頁乃至第２８０頁（株）養賢堂発行参照）を使用した
。

また、湖底泥とは富栄養化した河川、湖沼の浚渫土であ
って通常可給態けい素成分量はＳｉＯ□として５０乃至
５００ｍｇ７１００ｇ程度含有するものである。

本発明においては前記のようなゼオライト３２乃至７０
部に対し前記のような浄水場発生上及び／又は湖底泥を
６８乃至３０部を混合し、必要に応じ所要粒度になるよ
うに造粒の上、使用することにより植物体中へのけい素
成分の必要量の補給・を行なうことが初めて可能となっ
た。

本発明品は単に粉末状及び／又は粒状のゼオライトに対
し浄水場発生上及び／又は湖底泥を混合、使用しても良
いが、望ましくは第三成分を添加し、又は添加すること
なくペレタイザー、カッター、等を使用して造粒の上、
平均粒径が０．５乃至３ｎ＋ｍ程度の粒状物とするのが
望ましい。

本発明品は、単なる混合物としてのみならず、園芸用土
、園芸用育苗培土、水稲用育苗培土、土壌改良資材等と
して有効に使用することができる。

本発明品を園芸用土あるいは園芸用育苗培土として使用
する際には、混合物ＩＫｇ当たり０．５ｇ乃至５ｇのり
ん酸アンモニウムを添加することが好ましく、水稲用育
苗培土として使用する際は、上記のりん酸アンモニウム
の他りん酸あるいは硫酸、その他を添加してｐＨを５．
５程度に調整することが好ましい。

ゼオライトとして天然ゼオライトを使用する際には天然
ゼオライト中に多量のカリウム、カルシウム、マグネシ
ウムが含有される。又、マンガン、亜鉛、銅等の微量要
素は浄水場発生土中に含有されるので、カリウムや微量
要素肥料を添加する必要はない。

本発明品を土壌改良資材として使用する際には、本発明
品−をそのまま、あるいは適量のりん酸肥料を添加して
、圃場面積ｌＯアール当たり０．５を乃至１０を程度、
好ましくは５を乃至１０を程度の割合で施用することが
好ましい。

［作用］ 従来より、水稲の生育にはけい素の補給が不可欠である
ことが知られている。そのため、一般に高炉水砕スラグ
などの鉱滓類を原料としたケイカル肥料が水田に施用さ
れているが、その施用効果は否定的な研究結果も多い。

本発明者は浄水場発生上及び／又は湖底泥等の様な化石
化していない珪藻類を多量に含む資材を水田に施用する
と水稲中にけい素が容易に吸収されることを初めて見い
出した。

しかしそれらを単独で使用すると、前記の原因により、
植物の生育に重大な障害を及ぼす。

そこで、浄水場発生上及び／又は湖底泥にゼオライトを
一定の割合で混合した結果、浄水場発生上及び／又は湖
底泥を単独で使用した場合の問題点を解決すると共に植
物にけい素を供給し得ることを見い出し、本混合物を発
明するに至った。

本発明品中の成分であるゼオライトは三次元網目構造を
成す含水アルミノケイ酸塩鉱物で陽イオン交換容量が極
めて大きく、例えば通常５０乃至２０（１ｍｅｑ／ｌ［
］［１１部度に及ぶ、その構造中には微細な孔隙な有し
、その孔隙と大きさのほぼ一致するアンモニウムイオン
及びカリウムイオンを特異的に捕捉する等の特性を有す
る。

ここで１例えば浄水場発生土のみを使用した際には浄水
場発生土中の窒素が無機化し、多量のアンモニウムイオ
ンを生成する。続いて起きる硝酸化成作用によりアンモ
ニウムイオンは硝酸イオンに変化すると共に電気伝４率
が上昇して、植物体が徒長する、あるいは塩類濃度障害
により生育が阻害される。しかし、ゼオライトを混合す
ればアンモニウムイオンを捕捉吸着して、硝酸化成作用
を抑制する。

また、浄水場発生土は多量の２価マンガンイオンを含有
するため、単独で使用すれば植物に著しいマンガン過剰
障害をもたらす、しかし、陽イオン交換容量が著しく大
きなゼオライトを混合すれば浄水場発生土中の２価マン
ガンイオンを吸着するのでマンガン過剰障害を回避する
ことができる。

さらに、アルミニウム性の著しく強い浄水場発生土を単
独で使用すると１発生土中の水酸化アルミニウムにりん
が吸収され、植物へのりんの吸収が阻害されるが、りん
の肥効率を高める作用を有するゼオライトを混合するこ
とでこれを回避することができる。

これら、ゼオライトの混合効果を得るには浄水場発生上
及び／又は湖底泥３０部乃至６８部に対し、ゼオライト
７０部乃至３２部混合することが必要であり、３２部以
下では植物体の生育阻害を十分に回避できない、また、
７０部以上ではけい素補給効果を充分得ることができな
い。

［実施例１］ 加圧脱水処理方式による浄水場発生土５０部にクリノプ
チロライトを主成分とする天然ゼオライト５０部を混合
して、ペレタイザーによる造粒を行ない、平均粒径ｌ〜
３ｎｕｎから成る本発明品混合物を得た。

本発明品及び両原料の土１！４養分分析法による土壌土
壌分析結果は表Ｉのとおりであった。

本発明品は中性を呈し、電気伝導率、アンモニア態窒素
、交換性マンガン（２価マンガン）は原料である浄水場
発生土に比較して著しく低かった。

一方、植物に吸収されるけい青金有量の指標である　ｐ
Ｈ４，１モル酢酸ナトリウム抽出法による可給態けい酸
は天然ゼオライトに比較して、著しく高かった。

また、天然ゼオライトを原料とするため、浄水場発生土
に比較して多量の交換性カリウムを含み、陽イオン交換
容量が大きかった。したがって１本発明品は園芸用培土
として、また土壌の保肥力改善資材としての効果も優れ
ている。

（以下余白） ［実施例２］ 実施例１で得た本発明品ＩＫｇにりん酸アンモニウム２
ｇとりん酸１５ｃｃとを添加した。これを水稲用育苗箱
に４Ｋｇ充填して、水稲（品種：コシヒカリ）の催芽種
子２００ｇを播種し、ガラス温室内で２１日間栽培した
。同時に重板水稲用育苗培土２種類を供試した。

得られた水稲苗の形態及び無機成分組成は表２のとおり
であった。

本発明品を育苗培土として使用した水稲苗の葉齢、生育
型、銀型は市販品とほぼ同等であったが、けい青金有季
は市販品の約２倍に及んだ。

［実施例３］ 千葉県で採取した壌土質水田土壌４Ｋｇに実施例１で得
た本発明品混合物を土壌改良資材としてそれぞれ１０．
２０．１００、及び２００ｇ混合し、肥料としそ硫酸ア
ンモニウム２．４ｇ、過リン酸石灰２．９ｇ、塩化カリ
ウム０．８ｇを添加した。

これらを１１５０００ａワグネルポツトに充填した。

本発明品混合物の他に、上記肥料のみを添加した対照区
、ケイカルｌＩ［！料１０ｇと上記肥料を添加したケイ
カル区を設け、葉齢３．２の水稲（品種：コシヒカリ）
苗を各３本移植し、終始湛水条件下で約４カ月栽培した
。

なお、肥料取締法に定められた０、５モル塩酸抽出法に
よる本発明品およびケイカルの可溶性けい酸含有率はそ
れぞれ１．８１％及び３６．１％であった。

したがって、ケイカルｌＯｇと本発明品２００ｇ中に含
有される可溶性けい酸量がほぼ等しくなる。

水稲の収量及び幼穂形成期に採取した茎葉のけい青金有
季は表３のとおりであった。

本発明品の施用により水稲の初乗は明らかに増加したが
、ケイカル区での増収効果は認められなかった。

靭の千粒重は初乗と同様の傾向にあり、本発明品の施用
に伴う土壌改良効果により籾の充実が促進されたもので
ある。

幼穂形成期における茎葉のけい青金有季の著しい増大は
、本発明品１００ｇ以上の施用区で顕著に認められた。

本発明品１００ｇ中に含有される０５モル塩酸可溶性け
い酸量はケイカルの約５０％に過ぎないのにも係わらず
、水稲中のけい青金有季がケイカルより高かった。すな
わち本発明品のけい素吸収効率がケイカルより高いこと
を物詰っている。

本発明品１０ｇ、＃ｙ）および２０ｇ、＃ｔ）中の０５
モル塩酸可溶性けい酸量はケイカルより遥かに少ないに
も係わらず、けい青金有季はケイカルとほぼ同等であっ
た。更に、初乗と千粒重ではケイカルより高く、土壌改
良効果において本発明品はケイカルより優れていること
は明らかである。

［発明の効果］ 浄水場発生土は、全国の浄水場から年間数十万トン産出
されるが、それらの大部分は産業廃棄物として多額の経
費を費やし埋め立て材等として処分されている。

一部にはこれらを有効な農業資材として客土材、培土等
として利用しようとする試みもあるが、前記の理由によ
り広く実用化されるには至っていない。

本発明はゼオライトと浄水場発生土を一定割合で混合し
て、園芸用土、園芸用及び水稲用育苗培土、土壌改良資
材として使用することにより、浄水場発生土の農業利用
上の欠点を完全に克服するものであり、浄水場発生土の
資源としての有効利用に多大な貢献を成すものである。

特に、本発明品が有する植物へのけい素補給効果は、わ
が国の基ＩＪ＋ａ産物である水稲や野菜の増収、高品質
化に大きく寄与するものである。

以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ゼオライト３２部乃至７０部に対し浄水場発生上及
   び／又は湖底泥６８部乃至３０部を混合してなる混合物
   。 ２、ゼオライト３２部乃至７０部に対し浄水場発生上及
   び／又は湖底泥６８部乃至３０部を混合してなる園芸用
   土。 ３、ゼオライト３２部乃至７０部に対し浄水場発生上及
   び／又は湖底泥６８部乃至３０部を混合してなる育苗培
   土。 ４、ゼオライト３２部乃至７０部に対し浄水場発生上及
   び／又は湖底泥６８部乃至３０部を混合してなる土壌改
   良資材。