JPH0548277B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は土壤の処理に関する。

農業用その他の目的に使用される土壤は、特に
もしそれが軽くそして（または）砂質であるなら
ば、自然力、風および水による侵食を世界の至る
ところで受けやすい状態にある。このような大気
による侵食に対して二つの主要な方法で、土壌の
上層を固める適当な植物を植えるか、あるいは与
えられた期間表面を固めるビチユーメンの被覆を
施すことにより解決しようとして来た。

しかし、侵食されやすい土地を農業目的に使用
しようとする場合には植樹は本当は適当でなく、
一方ビチユーメンはその施用が容易でなくその上
長期間にわたり分解されない残留物を残すので余
り満足できるものではない。

発明の要約 本発明によれば、上記の不利益を克服する土壌
処理法が提供されるが、本法は土壌へ、24時間を
越えない所定時間内に縮合を完結させるのに十分
な量で縮合開始剤を含むホルムアルデヒドを基本
とする初期縮合物の水溶液を施用することからな
る。溶液のPHは酸性開始剤を使用したときは５以
下、そして開始剤がアルカリ性であるときは10以
上のいずれかである。尿素−ホルムアルデヒド初
期縮合物が特によいがメラミン−ホルムアルデヒ
ド生成物も計画されることがある。

後にもつと詳細に示すことになつている風およ
び水による侵食に対して効果的保護を与えること
は別に、予備縮合物（以後は便宜上「結合剤」と
呼ぶ）は更に利点を提供する。これらのうちの第
一は比較的短い、しかし所定期間内に残留物を残
すことなく自動分解し更に存在する尿素の中の窒
素の有用な供給源を与えることである。第二に
は、その水溶液としての施用が、使用後完全にき
れいにしなければならない特殊な装置を必要とす
るビチユーメンと比較してきわめて簡単である。

開始剤はこの目的に対して知られた物質のいず
れか、特に酸でよい。特に適当なものはリン酸で
あるが、それはリン酸が究極的には処理土壌にリ
ンを供給することになるからである。別法とし
て、アルカリ性開始剤、例えば水酸化ナトリウム
またはカリウム、アンモニアまたは石灰（酸化ま
たは水酸化カルシウム）も使用できる。

主要成分、即ち結合剤および開始剤とは別に土
へ施用される溶液は１種以上の添加物を20重量％
までの合計濃度で含むことができる。例えば、各
種充てん材（廃コーヒー粉砕物、フミン酸、木
炭）、顔料、安定剤、増粘剤、ならびに緩衝剤、
肥料、鉱物質塩および各種の植物保護剤を添加で
きる。これらの各々は生じさせる望みの効果を顧
慮して選ばれる。このようにして、例えば安定剤
および（または）増粘剤として広く記述される物
質には植物ガムが含まれる。これらの機能は水に
不溶の成分に対して懸濁剤として作用することお
よび粘度を修正することにより処理溶液の浸透速
度を調節することを含み、そして粘度の修正はま
た硬化速度にも影響しうる。緩衝剤はリン酸塩
（X₂H／XH₂）、ホウ酸塩／ホウ酸、酢酸塩およ
びなるべくならギ酸塩を包含し、溶液を安定化
し、従つて結合剤の硬化速度を調節し、装置閉塞
の重大問題をひき起こす早期縮合を防止する。

更にまた、安定剤および（または）増粘剤とし
て使用できるいくつかの物質、特にカルシウムお
よびマグネシウムのような２価金属陽イオンとゲ
ルを形成する多糖類が特に有用な添加物であるこ
とが判明した。これら多糖類はアルギン酸および
アルギン酸塩、低メトキシルペクチン、カラヤガ
ム、およびアラビアガム（アカシア）を包含し、
土中に存在する２価イオン、特にカルシウムと接
触すると表面に薄いゲル層を生成し、これが土粒
子を固める。このようにして、溶液は土中深く浸
透せず、このことは単位表面積当りに施用される
結合剤の量を減らせることを意味する。これらの
ゲル形成性多糖類を溶液に添加する場合には、土
中の金属イオンを遊離させることができるように
酸性の縮合開始剤を使用すべきである。更にまた
結合剤溶液の過度の粘度増加（これは多糖類、特
にアルギン酸塩またはアルギン酸の存在により起
こりうる）を避けるにはヒドロキシ化合物、例え
ば低級（C₁〜C₄）アルカノール、グリコール
（グリセリン、エチレングリコールまたはプロピ
レングリコール）、グリコールエーテル、または
ポリオキシエチレングリコールエーテルを添加す
ることによりその水和を遅らせるのが有利であ
る。このようにして、調製したままの溶液（使用
者が稀釈する前）は典型的には下記の組成（重量
部）を有する： 尿素−ホルムアルデヒド初期縮合物（乾燥基準）
50 多糖類 ２〜20 ヒドロキシ化合物 ０〜60 水 50〜150 多糖類がアルギン酸塩またはアルギン酸で、そ
の濃度が約１重量％を超えない場合にはヒドロキ
シ化合物を添加する必要がないことに注目すべき
である。その後、濃度が増すにつれて水の代りに
ヒドロキシ化合物をより多く添加する。

実際には、土壌処理溶液を二つの別個の成分あ
るいは単位として（一つは初期縮合物を適宜種々
な添加物と共に含み、他は開始剤を、この場合に
も添加物が指示されるか望まれるときにはそれを
共に含む）使用者に提供するのが最も便利であ
る。更に詳しく言えば、初期縮合物は、アルカ
リ、通常は水酸化ナトリウムによりなるべくは
7.0から10.0の範囲内の値にPH調節することによ
つて普通には安定化されている。１種以上の緩衝
剤もこの処理縮合物と混合されるが、これは主と
して余りにも大量の開始剤が使用者によつて添加
される結果起こる過度に早い縮合を抑制するため
である。初期縮合物溶液はまた上に挙げた添加物
のいずれを含んでもよい。この第一の成分は通常
は15から60重量％の初期縮合物と相応する量の緩
衝剤（複数）（PHを前記の特に適当な範囲に維持
するため）を含む。初期縮合物溶液は濃縮物とし
て使用者に提供されるのが普通であるので、これ
を開始剤添加に先立ち、通常は溶液１容当り２か
ら40容の水で稀釈することが推奨される。実際の
稀釈は、利用できる噴霧装置および表面積１単位
当りに施用すべき初期縮合物の量を考慮して使用
者により決定されるであろう。ゲル形成性多糖類
を含む濃縮物は土壌に施用される溶液が0.05から
0.5重量％の多糖類を含むような割合で稀釈する
のがよい。

第二の成分は通常は添加物を含まない開始剤か
らなる。使用者の装置の過度の腐食の危険を避
け、そして計量を容易にするため、酸またはアル
カリは適当な濃度に稀釈するのがよいが、過度の
稀釈は大量の水を輸送する必要があるので望まし
くない。大まかな手引きとして、１単位中の開始
剤の量は１単位の初期縮合物に対して十分とすべ
きである、即ち二者を混合したとき、縮合を予定
した最小時間内で完結させるのに十分PHを低く
（あるいは高く）するようにすべきである。この
時間はバツチの全体の大きさ、それを土壌へ施用
する（噴霧によるのが最も多い）のに要する時間
を考慮に入れ、予測しない出来事に対して十分安
全な余裕を残し、従つて使用者は尿素ベース樹脂
が完全に凝固する前になお装置を掃除する時間を
もつようにする。大抵の場合、開始剤により２か
ら５または10以上、なるべくは≧12の最終PHが混
合からの全硬化時間、1.5から24時間を得るのに
十分である。勿論使用者は硬化時間を延長するた
めにバツチ当り少ない開始剤を加えることがで
き、あるいは反応を早めるために更に量を追加す
ることもできる。PH２以下で反応は極端に早いよ
うであるということを単に心に留めておくべきで
ある。またこれは温度依存性であるので暑い天候
の間は注意を払うべきである。

記載のように調製した溶液は、作物処理に従来
使用されているトラクターに装着した装置を用い
て噴霧することにより施用するのが最も便利であ
る。この溶液は、春の間に播種後隣接列の植物の
葉が中間の何もない空間を覆つてしまうまでフイ
ルムが完全なままで残るような割合で施用するの
が最も有益である。大抵の作物に対しては、この
期間は３週と10週との間にあり、従つて侵食条件
も考慮すると、結合剤は普通は100から500Kg／ヘ
クタール（10〜50ｇ／m²）の割合で施用したいも
のである。結合剤がゲル形成性の多糖類を含む場
合、これは50Kg／ヘクタールといつた少ない量で
施用することがある。

侵食に対し土壌を保護しそして同化できる窒素
を供給するための主要な用途に加えて、尿素ベー
ス結合剤は更に他の利点を与える。このように、
地表に連続したフイルムを提供することにより水
分が表面下に捕捉され、蒸発による土の冷却が減
少するという点で「温室効果」が得られる。更に
また、暗色顔料を混入することにより太陽エネル
ギーの吸収が高められ、これによつても土が温ま
り成長を促進する。

発芽に及ぼすフイルムの影響、各種植物保護剤
（農薬）および肥料との融和性、および鳥忌避剤
としての効果（施用に先立ち適当な臭をもつた物
質を溶液へ添加できる）を決定するため試験も行
つた。植物毒性がないことが確認され、土中に残
留物を残さずその分解生成物は植物の生活により
完全に同化されることが実証された。

本発明を下記の例により説明するが、部数およ
び百分率は特に断らない限り重量で表わしてあ
る。成分の量は乾燥基準で示す。

例 １ 初期縮合物溶液（成分Ａ）を下記のもの： 尿素−ホルムアルデヒド初期縮合物 1500部 不溶性顔料／充てん剤 250 リン酸塩緩衝剤 ３ 水酸化ナトリウム 30 酢酸塩緩衝剤 40 水 3127 4950 から調製する。植物（グアー）ガム50部も添加で
きる。溶液のPHを7.2に安定化する。

開始剤（成分Ｂ）はリン酸（100部）である。
これを水5000部で稀釈し、ＡとＢを一緒に混合し
たとき最終PH3.0が得られるようにする。硬化時
間は室温で約２時間である。

混合した溶液を尿素−ホルムアルデヒド初期縮
合物25ｇ／m²の割合で長さ50cm、幅25cmの浅箱に
入れた軽い砂質土の上に噴霧する。各場合とも溶
液を表面の半分に噴霧し、他の半分は触れずに置
く。硬化完了時に（２時間後）次のようにして風
および水の侵食試験を行なう。

風による侵食 吹いて来る風の方向に長い側面が面するように
箱を風洞の中に水平に置く。40〜50Km／時の速度
で、40度の角度で土の表面に風を20秒間向ける。

各実験を二回繰り返すが、各回とも処理土の表
面は完全なままであるが未処理土の上２cmは吹き
飛ばされてしまつた。

水による侵食 箱を水平の床の上に置き、長い側面を床につけ
て水平に対し20度の角度で傾斜させる。

床から30cmの距離で箱の中心の上に置かれたシ
ユリツクNo.17ノズルから箱上に垂直に下向きに水
を４バールの圧力で噴霧する。全噴霧時間は80秒
間で各実験を二回繰り返す。

箱のいずれにも処理土の侵食は観察されない
が、これに対して未処理土の侵食ははつきり見る
ことができ、すべての小さい粒子と有機物質が洗
い去られた。

例 ２ 溶液（成分Ａ）を下記のもの： 尿素−ホルムアルデヒド初期縮合物 600部 顔料（炭素） 10 酢酸カリウム 20 水 400 1030 から調製する。この溶液は7.5のPHをもち、室温
に10ケ月貯蔵できる。

この溶液100部へ10.8部の50％クエン酸溶液
（成分Ｂ）を加えることによりPHを4.0に下げる。
25℃における硬化時間は２〜３時間である。

例 ３ 例２の成分Ａの溶液100部へ水酸化カリウムペ
レツト６部を加える。KOH濃度は約1Mであり、
PHは13.4である。その硬化時間は砂漠地域で出合
う表面温度に典型的な60℃において６から８時間
である。

例 ４ 溶液（成分Ａ）を下記のもの： 尿素−ホルムアルデヒド初期縮合物 325部 アルギン酸ナトリウム 24 エタノール（32％重量／重量） 483 1N水酸化ナトリウム ５ 水 163 1000 から調製する。

この溶液は22℃において粘度約1000センチポイ
ズおよびPH10を有する。

使用するには、溶液を通常は水で１：10から
１：40の体積割合で稀釈し（企図する施用割合お
よび噴霧装置により左右される）、未稀釈成分
A40部当り86％リン酸（成分Ｂ）１部と混合す
る。この量のリン酸を用いると硬化時間は室温で
約24時間であるが、加える酸の量を増すことによ
り短縮できる。

例 ５ 低メトキシルペクチン12部を水467部に分散し、
水酸化カリウムペレツト１部（遊離ペクチン酸を
中和するため）および緩衝剤としてのリン酸水素
二カリウム三水和物20部を加えることにより初期
縮合物溶液（成分Ａ）1000部をつくる。次に尿素
−ホルムアルデヒド初期縮合物の67％水溶液500
部を加え、混合物５分間かきまぜる。仕上がつた
溶液は22℃において350センチポイズの粘度と8.3
のPHを有する。

使用するには、例４で記述したように、同じ割
合のリン酸の添加に先立ち、溶液を稀釈する。

硬化時間は室温で約24時間であるが、加える酸
の量を増加させることによりこれを短縮できる。

例４および例５に記載の溶液で初期縮合物50
Kg／ヘクタールの割合で処理した土壌は、55Km／
時の風による侵食に対し例１記載の溶液（ゲル形
成性多糖類を含まず）から施用された初期縮合物
250Kg／ヘクタールで処理した土壌と比較しうる
抵抗を有する。

土壌単位面積当りに施用される初期縮合物のあ
る与えられた量（例えば、100Kg／ヘクタール）
に対し、形成されるフイルムの堅固さは初期縮合
物の稀釈と共に増加する、即ち同じ量の初期縮合
物を例えば１％溶液で施用したときの方が10％溶
液で施用したときよりもフイルムが一層抵抗性で
ある、ということは注目に値する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 24時間以内の所定の時間で縮合を完了させる
   に十分な量の酸性縮合開始剤を含むホルムアルデ
   ヒドに基づく初期縮合物の水溶液を土壌に適用す
   る土壌の処理方法において、この溶液のPHは２〜
   ５であり、かつ土壌に存在する二価の金属イオン
   によりゲルを形成しうる多糖類を含むことを特徴
   とする、上記土壌の処理方法。 ２ 多糖類はアルギン酸、アルギネート、低メト
   キシルペクチン、カラヤガムおよびアラビアガム
   の少なくとも１つである、請求項１記載の方法。 ３ 初期縮合物は尿素−ホルムアルデヒド初期縮
   合物である、請求項１又は２記載の方法。 ４ 開始剤はりん酸である、請求項１〜３のいず
   れか１項記載の方法。 ５ 水溶液は、ホルムアルデヒドに基づく初期縮
   合物50重量部当たり、２〜20重量部の多糖類、お
   よび低級アルカノール、グリコール、グリコール
   エーテル又はポリオキシエチレングリコールエー
   テルの少なくとも１種であるヒドロキシ化合物０
   〜60重量部を含有する、請求項１〜４のいずれか
   １項記載の方法。 ６ 溶液は、フイラー、顔料、安定剤、増粘剤、
   肥料、植物保護剤、、緩衝剤および無機塩の少な
   くとも１つである添加剤を溶液の20重量％までの
   全体の量で含む、請求項１〜５のいずれか１項記
   載の方法。 ７ 添加剤は消費された粉砕コーヒー、フミン
   酸、木炭および植物ガムの少なくとも１つであ
   る、請求項６記載の方法。 ８ ７〜10の範囲内に安定化させたPHをもつホル
   ムアルデヒドに基づく初期縮合物の水溶液を縮合
   開始剤と、少なくとも1.5時間の所定時間内で縮
   合を完了させるに十分な量で混合して、水溶液を
   調製する、請求項１〜７のいずれか１項記載の方
   法。