JPH08277183A

JPH08277183A - 肥料用含鉄組成物

Info

Publication number: JPH08277183A
Application number: JP7864495A
Authority: JP
Inventors: Takashi Oritani; 隆志折谷; Ryoichi Shimizugawa; 諒一清水川; Toshihiko Tokai; 俊彦東海; Kisako Terada; 紀佐子寺田; Hisao Takehara; 尚夫竹原
Original assignee: Japan Metals and Chemical Co Ltd
Current assignee: Japan Metals and Chemical Co Ltd
Priority date: 1995-04-04
Filing date: 1995-04-04
Publication date: 1996-10-22

Abstract

(57)【要約】【目的】植物への鉄分の吸収効率に優れた肥料用含鉄
組成物を提供すること。【構成】組成物中の全鉄分が３〜50wt％であり、かつ
この鉄分のうちの25wt％以上が結晶水を含む鉄化合物か
ら構成されていることを特徴とする肥料用含鉄組成物で
あり、前記結晶水を含む鉄化合物は、水酸化第一鉄（Fe
(OH)₂ ）、水酸化第二鉄（Fe(OH)₃）および鉄の複塩の
なかから選ばれるいずれか１種以上から構成されている
ことが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、肥料用含鉄組成物に関
し、特に、たとえ微量であっても不足すると特有の欠乏
症状を生ずる植物中の微量要素、なかでも鉄分に関しそ
の施肥効果に優れた肥料用含鉄組成物について提案す
る。

【０００２】

【従来の技術】鉄は、植物の必須元素の一つであり、微
量要素の中でも最も早く発見された成分であって、作物
中に乾物として 100〜400ppm程度含まれている。この鉄
は、葉緑素の形成に関与し、欠乏すると葉が黄白化す
る。また、この鉄は、窒素の代謝作用とも関係があり、
欠乏するとタンパク質の合成反応が阻害される。このよ
うな鉄欠乏症は、水稲や陸稲、ナス、トマト、ウリ類、
ミカン等の多くの作物について報告されている。

【０００３】これに対し、上記鉄欠乏症を防止する応急
的手段として、硫酸第一鉄や塩化鉄、クエン酸鉄などの
化学物質を用いる方法があるが、根本的手段としては、
石灰質肥料の過剰施肥によるｐＨ調整（ｐＨを下げる）
や鉄を多く含む含鉄組成物の施用が採用されている。例
えば、最近、老朽化水田への含鉄組成物の施用が多用さ
れており、これによれば、含鉄組成物は、水稲への栄養
としての鉄の補給ばかりでなく、根の周りに鉄の皮膜を
つくって根を保護するためにも効果的である。

【０００４】このような含鉄組成物の主成分は、現在、
製鋼法の変化により、転炉滓が中心に用いられており、
かかる転炉滓は、1500℃以上の高温で溶融されたもので
無水物であり、水酸基等の水和性のよい基は含まれてい
ない。そのため、転炉滓中の鉄は酸化物（FeO とFe₂O₃
の混合物）の含有形態をなし、水との親和性が悪く、植
物への吸収効率が悪くなっている。また、この転炉滓
は、製鋼法の操業条件によっては石灰分を多量に含み、
強アルカリ性となる。この点からも、植物への鉄分の吸
収が妨げられているのが実情であった。

【０００５】一方、植物の微量要素には、鉄の他に、マ
ンガンやほう素，亜鉛，銅，モリブデン等があり、これ
らの微量要素は、相互に関係することが多く、バランス
よく施肥することにより、その施肥効果が増大するとい
われている。例えば、マンガンは、作物中に乾物として
50ppm 程度含まれ、これが欠乏すると、葉緑体の生成や
植物の発育が不完全となり、葉の黄白化を引き起こす。
このようなマンガン欠乏症は、上述した鉄欠乏症の発生
と量的に密接な関係にあり、鉄の過剰吸収はマンガン欠
乏症を誘発し、逆にマンガンの過剰吸収は鉄欠乏症を誘
発することが確かめられている。すなわち、植物の微量
要素（必須元素）は、バランスよく施肥することによ
り、その施肥効果が有効に発揮されるのである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、含鉄
組成物中の鉄の含有形態を工夫することにより、植物へ
の鉄分の吸収効率に優れた肥料用含鉄組成物を提供する
ことにある。本発明の他の目的は、鉄分以外の微量要素
の好適な含有量を検討することにより、施肥効果がさら
に優れる肥料用含鉄組成物を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】発明者らは上記目的実現
に向け、含鉄組成物中の鉄の含有形態につき種々検討す
る中で、とくに、水との親和性に着目して研究を続けた
ところ、結晶水を含む鉄化合物にすることが有利である
ことをつきとめ、以下に述べる内容を要旨構成とする発
明に想到した。

【０００８】すなわち、本発明は、 (1) 組成物中に占める全鉄分が３〜50wt％であり、かつ
この鉄分のうちの25wt％以上が結晶水を含む鉄化合物か
ら構成されていることを特徴とする肥料用含鉄組成物で
あり、前記結晶水を含む鉄化合物は、水酸化第一鉄（Fe
(OH)₂ ）、水酸化第二鉄（Fe(OH)₃）および鉄の複塩の
なかから選ばれるいずれか１種以上から構成されている
ことが好ましい。 (2) なお、上記(1) に記載の発明において、組成物中に
占める全鉄分は10〜30wt％であることが好ましい。 (3) 上記 (1)または(2) に記載の肥料用含鉄組成物にお
いて、上記鉄分を除く組成物成分として、く溶性マンガ
ンを１〜20wt％、水溶性マンガンを 0.5〜10wt％、可溶
性けい酸を１〜10wt％、ほう素，亜鉛，モリブデンおよ
び銅から選ばれるいずれか１種以上の微量要素をそれぞ
れ0.01〜0.5 wt％、含有することが好ましい。 (4) 上記 (1)〜(3) のいずれか１つに記載の発明におい
て、ｐＨは５〜６に調整されていることが好ましい。

【０００９】

【作用】本発明にかかる肥料用含鉄組成物の第１の特徴
は、組成物中に占める全鉄分のうちの25wt％以上が結晶
水を含む鉄化合物にて構成した点にある。また、本発明
にかかる含鉄組成物の他の特徴は、鉄分以外の微量要素
と鉄分との配合割合を好適比率にしたことにある。

【００１０】即ち、上記のように鉄含有形態と配合割合
を適正にすると、含有鉄分が植物に対して活性となり、
一般の含鉄組成物よりも少ない鉄施肥でも植物への吸収
効率が高いことがわかった。しかも、本発明の含鉄組成
物は、含有鉄分の割合が一般の含鉄組成物よりも少量で
すみ、均一施肥の上からも有利となる。さらに、このよ
うな含鉄組成物にすれば、植物を構成する鉄以外の微量
要素もバランスよく施肥できるようになり、作物の登熟
向上などの施肥効果がさらに高められる。

【００１１】上述したような作用効果を得るための組成
物中の鉄の含有量は、３〜50wt％とすることが必要であ
る。それは、含有鉄分が50wt％を超えると、鉄の過剰症
状が出やすく、一方、３wt％未満では鉄含有の効果が少
ない。従って、本発明では、含有鉄分を３〜50％、好ま
しくは10〜30％の範囲内とする。

【００１２】しかも、本発明においては、上記含有鉄分
のうちの25wt％以上は結晶水を含む鉄化合物としなけれ
ばならない。このように結晶水を含んだ鉄化合物が植物
の鉄の吸収に効果的な理由は、以下の点にあると想定し
ている。即ち、鉄等の有用微量要素は、ミクロ的には粒
子周辺の外部水に該要素が溶出し、その水を通して植物
に吸収される。具体的には、粒子表面が外部からの水分
子によって濡れ、その水分子が粒界に浸透し、さらに粒
子内部へ浸透していく、という過程を経て、有用微量要
素が粒子周辺の外部水に溶出してゆく。このとき、鉄化
合物中に結晶水を含んでいると、その化合物内部の結晶
水と外部からの水分子との親和作用により化合物内部ま
で水分子が浸透しやすく、有用微量要素の溶出が結晶水
を含まないものと比較して容易となるからと考える。こ
こで、結晶水を含む鉄化合物の含有量を25wt％以上とす
る理由は、この結晶水を含む鉄化合物の量が25wt％未満
では、結晶水の量が不十分であり、有効成分の溶出への
効果が少ないからである。なお、上記結晶水には、構造
水、配位水、陰イオン水、オキソニウムイオン（H
₃O⁺）があるが、肥料としての経済性を考え、十分安価
でしかも効果のあるものを考慮して肥効試験を行った結
果、OH基としての構造水を含んだ鉄化合物が有効である
ことが判った。好ましくは、水酸化第一鉄（Fe(OH)
₂ ）、水酸化第二鉄（Fe(OH)₃）、または、鉄ミョウバ
ンやモール塩（硫酸鉄アルミニウム）等の結晶水を含む
鉄の複塩、のなかから選ばれるいずれか１種以上を用い
ることが望ましい。

【００１３】次に、本発明の含鉄組成物は、鉄分以外の
微量要素として、例えば、マンガン成分（く溶性マンガ
ン，水溶性マンガン）、可溶性けい酸、ほう素、亜鉛、
モリブデンおよび銅を含有する。これらの微量要素は、
鉄分とのバランスを考慮して種々の植物への肥効試験を
行い、以下に述べるような含有適正範囲に限定した。

【００１４】〔く溶性マンガン；１〜20wt％〕く溶性マ
ンガンは、多くの酵素反応（酸化還元、脱炭酸、加水分
解等）の活性剤として有効な成分である。その含有量が
１wt％未満では上記効果が少なく、一方、20wt％を超え
ると過剰障害が出やすい。したがって、く溶性マンガン
の含有量は、１〜20wt％、好ましくは３〜15wt％の範囲
とする。〔水溶性マンガン； 0.5〜10wt％〕水溶性マンガンは、
速効性のマンガン成分として有効な成分である。その含
有量が 0.5wt％未満では上記効果が少なく、一方、10wt
％を超えると過剰障害が出やすい。したがって、水溶性
マンガンの含有量は、 0.5〜10wt％、好ましくは１〜７
wt％の範囲とする。〔可溶性けい酸；１〜10wt％〕可溶性けい酸は、イネ科
植物の健全な成育と増収のために有効な成分である。そ
の含有量が１wt％未満では上記効果が少なく、一方、10
wt％を超えると可溶性けい酸の効率的な吸収につながら
ない。したがって、可溶性けい酸の含有量は、１〜10wt
％、好ましくは３〜８wt％の範囲とする。〔ほう素，亜鉛，モリブデンおよび銅から選ばれるいず
れか１種以上；それぞれ0.01〜0.5 wt％〕ほう素，亜
鉛，モリブデンおよび銅は、それぞれ細胞壁の構造維持
力や多くの酵素反応の活性化のために有効な成分であ
る。その含有量が0.01wt％未満では上記効果が少なく、
一方、 0.5wt％を超えると過剰障害が出やすい。したが
って、ほう素，亜鉛，モリブデンおよび銅から選ばれる
いずれか１種以上の、それぞれの含有量は、0.01〜0.5
wt％、好ましくは 0.1〜0.3 wt％の範囲とする。

【００１５】次に、本発明にかかる肥料用含鉄組成物を
製造する方法について説明する。この肥料用含鉄組成物
を製造する方法には、．反応槽で反応混合して含鉄組
成物を合成する方法と、．複数の原料を配合混合して
含鉄組成物を製造する方法がある。なかでも、硫酸酸性
液中で反応混合して含鉄組成物を合成する方法が非常に
有効であることが判った。

【００１６】〔の方法について〕まず、転炉滓および
酸化鉄粉（スケール粉）と、鉄酸化用の二酸化マンガン
鉱、けい酸源および増量剤としてのけい砂粉を、高温の
硫酸酸性液中で反応させ、中和剤でｐＨ５〜６に中和す
ると、溶解した鉄は水酸化第二鉄として晶出する。この
ようにして得られた水酸化第二鉄と不溶性の酸化鉄、け
い砂粉、セッコウとからなる混合スラリーを濾過し、乾
燥，粉砕して、粉状あるいは顆粒化の肥料用含鉄組成物
とする。

【００１７】ここで、上記中和剤としては、炭酸カルシ
ウムや消石灰、カ性カリ、カ性ソーダ、一酸化マンガン
鉱などを用い、鉄分の植物への吸収性を考慮して、含鉄
組成物のｐＨは５〜６の弱酸性で中和することが望まし
い。

【００１８】上記方法において、結晶水を含む鉄化合物
として、上記水酸化第二鉄の代わりに鉄ミョウバン等の
複塩を用いる場合は、例えば、カリウム源（K₂O, K₂S
O₄）を上述した他の原料と混合して、同様に高温の硫酸
酸性液中で反応させれば鉄ミョウバンが晶出する。この
場合、カリウムも肥料要素となる。

【００１９】上記方法において、原料として、炭酸マン
ガン鉱石や二酸化マンガン鉱石を還元した一酸化マンガ
ン鉱を併用し、硫酸量を調整すると、く溶性マンガンや
水溶性マンガンとしてのマンガンと鉄が複合できる。ま
た、ホウ素やモリブデン等の微量要素についても、それ
らの成分含有素材を、鉄源と一緒に硫酸反応槽で反応混
合すると、それらの微量要素と鉄が複合できる。

【００２０】なお、上記方法においては、中和工程前後
の液中の鉄（２価鉄，３価鉄）とＫの化学分析やＸ線回
折、赤外吸収分析等の通常の分析方法により、水酸化鉄
と鉄ミョウバンの同定および含有量の算出が可能であ
り、配合量計算と両立させて所定の成分組成に調整する
ことができる。

【００２１】〔の方法について〕もう一つの製造方法
としての、複数の原料を配合混合する方法では、水酸化
第一鉄や水酸化第二鉄、鉄の複塩等の鉄原料は、その粒
子表面に結晶水が残るように、乾燥を適度にし、湿分を
残すことがより有効である。特に、105 ℃の乾燥水分が
２％以上であることが好ましい。このようにして調整し
た鉄原料と他の原料を配合してなる含鉄組成物は、水に
対する親和性が良く、植物への吸収効率が向上する。

【００２２】以上説明したような本発明の肥料用含鉄組
成物は、化学工業において、電解二酸化マンガンや電解
マンガン、化学合成二酸化マンガン等の副生物を有効に
利用できる。また、鉄鋼業における酸洗の残渣（酸化鉄
粉）等を有効に利用できる。

【００２３】

【実施例】以下に、本発明の肥料用含鉄組成物に関し、
実施例を用いて説明する。本実施例では、肥料用含鉄組
成物として、表１に示す成分組成である市販含鉄組成物
（Ａ）、本発明品（Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）を用い、肥効試験
を行った。なお、本発明品である上記Ｂ，Ｃ，Ｄは、ま
ず、鉄源としての転炉滓およびスケール粉、鉄ミョウバ
ンを生成するカリウム源としての硫酸カリウム、マンガ
ン源としての一酸化マンガン鉱石、けい酸源としてのけ
い砂を主原料とし、鉄酸化用の二酸化マンガン鉱を適宜
投入しながら、10％硫酸酸性液中で80〜90℃、pH２〜３
で５時間、攪拌しながら反応させ、次いで、同じタンク
内で炭酸カルシウムを用いてpH５〜６に中和し、濾過し
た後、残渣を水分３％に乾燥して粉砕し、顆粒状にして
調製した。なお、その他の微量要素（ほう素，亜鉛，モ
リブデン，銅）については、酸化物原料として反応槽に
投入した。また、電解二酸化マンガン副生品であるＥ
は、上記方法において、鉄化合物の組成を調整するため
に、常法により二酸化マンガン鉱石を還元して一酸化マ
ンガン鉱石としたマンガン源を鉄含有量の異なる複数追
加配合し、配合鉱石のMn／Fe比を通常より小さくし、80
〜90℃の硫酸酸性液中で反応させ、次いで、炭酸カルシ
ウムを用いてpH5.5 に中和し、その後、スラリーを濾過
し、その残渣を上記と同様に乾燥して粉砕し、顆粒状に
して調製した。

【００２４】

【表１】

【００２５】供試土壌は、表２に掲げるものを用い、施
肥設計は、表３に示すような設計とした。

【００２６】

【表２】

【００２７】

【表３】

【００２８】（実施例１）表１のＡ〜Ｅの５種につい
て、供試土壌１を用い、水稲の肥効試験を行った。その
結果を表４に示す。この表に示す結果から明らかなよう
に、水稲籾への鉄分の吸収率は、Ｄ＞Ｅ＞Ｂ＞Ｃ＞Ａと
なり、結晶水をもつ鉄の化合物は吸収率に優れ、また、
マンガンとの複合により、その効果が大きくなることが
わかる。

【００２９】

【表４】

【００３０】次に、対照区であるＡとの効果の違いを明
確にするために、ＡとＥについて詳細に調査した。その
結果、表５，表６，表７および図１，図２に示すよう
に、本発明にかかる含鉄組成物Ｅの施用により、玄米の
収穫にも効果があることがわかった。

【００３１】表５は、含鉄組成物Ｅの施用が、水稲の収
量と収量構成要素に及ぼす影響を示す表である。この表
によると、含鉄組成物Ｅの追肥により、収量構成要素の
うち主に登熟歩合が、供試土壌１では対照区に比べて16
％、供試土壌２では対照区に比べて７％、それぞれ増加
し、この登熟歩合の向上により、玄米収量は112 〜116
％に増収した。表６および表７は、含鉄組成物Ｅの施用
が、稲籾（表６）と稲わら（表７）の各種化学成分に及
ぼす影響を示す表である。表６によると、稲籾では、含
鉄組成物Ｅの施用により、とくにMn／Fe比の低下が認め
られ、この比率の低下が登熟歩合の向上に寄与してい
る。即ち、水稲では、図１に示すように、稲籾内のMnに
対するFeの比率が増加するほど、登熟歩合と収量が増加
することが明らかである。なお、表７および図２に示す
ように、稲わらについても、Mn／Fe比が稲籾と比べて大
であるが、稲籾の場合とほぼ同様な関係が成立してい
る。

【００３２】

【表５】

【００３３】

【表６】

【００３４】

【表７】

【００３５】（実施例２）表１のＡ，Ｅ２種について、
ホウレンソウの肥効試験を行った。その結果を表８に示
す。この表に示す結果から明らかなように、鉄分の吸収
率は、水稲の場合と同じ傾向となった。即ち、含鉄組成
物Ｅの施用により、ホウレンソウの全鉄含有率は、対照
区に比べて46〜54％増加した。

【００３６】

【表８】

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、含
有鉄分が水との親和性に優れ植物に対して活性となって
いるので、植物への鉄分の吸収効率に優れた含鉄組成物
を提供することができる。しかも、この含鉄組成物は、
他の微量要素（マンガン，ほう素，モリブデン，亜鉛，
銅）およびけい酸と複合することにより肥料としての施
肥効果がさらに向上する。これにより、電解二酸化マン
ガン工業や電解金属マンガン工業などの副生物の有効利
用への応用も期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】稲籾におけるMn／Fe比と玄米収量との関係を示
す図である。

【図２】稲わらにおけるMn／Fe比と玄米収量との関係を
示す図である。

【手続補正書】

【提出日】平成７年４月１０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３６】

【表８】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者寺田紀佐子富山県高岡市吉久１丁目１番１号日本重化学工業株式会社内 (72)発明者竹原尚夫東京都中央区日本橋小網町８番４号日本重化学工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】組成物中に占める全鉄分が３〜50wt％で
あり、かつこの鉄分のうちの25wt％以上が結晶水を含む
鉄化合物から構成されていることを特徴とする肥料用含
鉄組成物。
【請求項２】上記結晶水を含む鉄化合物が、水酸化第
一鉄（Fe(OH)₂ ）、水酸化第二鉄（Fe(OH)₃）および鉄
の複塩のなかから選ばれるいずれか１種以上から構成さ
れていることを特徴とする請求項１に記載の肥料用含鉄
組成物。
【請求項３】上記組成物中に占める全鉄分が10〜30wt
％であることを特徴とする請求項１または２に記載の肥
料用含鉄組成物。
【請求項４】上記鉄分を除く組成物成分として、く溶
性マンガンを１〜20wt％、水溶性マンガンを 0.5〜10wt
％、可溶性けい酸を１〜10wt％、ほう素，亜鉛，モリブ
デンおよび銅から選ばれるいずれか１種以上の微量要素
をそれぞれ0.01〜0.5 wt％、含有することを特徴とする
請求項１〜３のいずれか１つに記載の肥料用含鉄組成
物。
【請求項５】ｐＨを５〜６に調整したことを特徴とす
る請求項１〜４のいずれか１つに記載の肥料用含鉄組成
物。