本發(fā)明涉及向森林等中散布的土壤改良材料、及其制造方法。

背景技術(shù)：

以往，使用間伐材料等的生物質(zhì)發(fā)電在山區(qū)等進(jìn)行，成為新型的能源資源。此外，在日本富山縣，近年逐漸實施不僅利用山區(qū)的森林的間伐材料、而且利用道路的行道樹、公園等的樹木的修剪而產(chǎn)生的樹枝等的生物質(zhì)發(fā)電。在這種燃燒間伐材料等木材而發(fā)電的生物質(zhì)發(fā)電中，燃燒后殘留的灰為微粉，因此為了進(jìn)行最終處置，避免灰發(fā)生擴(kuò)散而成為大氣污染等環(huán)境問題，需要固態(tài)化、掩埋等對策，需要處理費用。但是，間伐材料燃燒后殘留的灰具有如下特征：含有大量的礦物質(zhì)等對于植物而言豐富的礦物質(zhì)，為堿性，而且由于沒有燃燒人工物從而有害成分少，期望對其進(jìn)行有效利用。

另一方面，在山區(qū)和河流區(qū)，由大氣污染引起的酸雨所導(dǎo)致的森林破壞不斷加劇。由于酸雨，森林的土壤酸化，微生物不能繁殖，森林也得不到營養(yǎng)從而抵抗力下降，不能對抗害蟲等而枯萎。因此，在酸雨強(qiáng)的山區(qū)，枯萎的森林?jǐn)U大，無法對來自局部暴雨的雨水進(jìn)行保水，發(fā)生滑坡等災(zāi)害。因此，近年提出了下述專利文獻(xiàn)中記載的土壤改良材料。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2005－2305號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的問題

前述專利文獻(xiàn)1中，提出了一種固態(tài)的土壤改良材料，是將炭、豆腐渣這兩種混合、攪拌、捏合，并將該混合物成型為顆粒形狀并干燥而得的。但是，前述專利文獻(xiàn)1中提出的這種土壤改良材料由于保水及保肥力弱，因此存在土壤改良成分的效果難以長期持續(xù)的問題，并且由于土壤改良材料為顆粒這樣的固態(tài)物，因此雖然容易散布，但另一方面存在土壤改良材料中所含的成分難以擴(kuò)散到廣范圍的問題。

本發(fā)明是考慮了上述實際情況的發(fā)明，其目的在于提供一種土壤改良材料及其制造方法，所述土壤改良材料通過維持包括細(xì)菌在內(nèi)的土壤微生物喜好的平衡性良好的土壤環(huán)境、使土壤微生物的活性和多樣性長期持續(xù)，從而培育即使減少化學(xué)肥料、農(nóng)藥作物也茂盛地生長的、地力高的健康土壤。

用于解決問題的方法

用于解決前述課題的本發(fā)明是一種形成為固態(tài)顆粒狀的土壤改良材料，其特征在于，含有干燥粉末狀的高吸收性樹脂和一般土壤改良成分，該一般土壤改良成分含有ph調(diào)節(jié)成分和細(xì)菌活性成分。

并且，為了調(diào)節(jié)土壤的酸性度、使活化土壤微生物的土壤環(huán)境長期持續(xù)，優(yōu)選含有草木灰和/或煤灰、以及貝殼片作為前述ph調(diào)節(jié)成分。

此外，所謂細(xì)菌活性成分，換言之是成為細(xì)菌的飼料的有機(jī)物，優(yōu)選含有豆腐渣、和/或米糠、以及咖啡渣和/或茶葉渣作為細(xì)菌活性成分。

為了忌避土壤的害蟲，優(yōu)選在土壤改良材料中含有印度楝的果實、種子的油渣。

為了使ph調(diào)節(jié)成分及細(xì)菌活性成分在土壤中擴(kuò)散及保持，期望含有1～2重量％的前述高吸收性樹脂。

進(jìn)而，土壤改良材料的散布量優(yōu)選為每1m²土壤400g～1800g。

并且，作為其制造方法，優(yōu)選為含有如下工序的土壤改良材料的制造方法：將前述高吸收性樹脂、前述ph調(diào)節(jié)成分和前述細(xì)菌活性成分用混合機(jī)攪拌，制成混合物的工序；以及將前述混合物以10～15％的水分比率進(jìn)行高壓和/或壓縮擠出加工，成型為顆粒狀的工序。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明這樣的構(gòu)成，不僅通過ph調(diào)節(jié)成分來調(diào)節(jié)土壤微生物喜好的環(huán)境，通過細(xì)菌活性成分來供給成為細(xì)菌的飼料的有機(jī)物，而且通過在其中添加高吸收性樹脂，從而得到使土壤微生物喜好的土壤環(huán)境擴(kuò)散、保持的效果。詳細(xì)而言，高吸收性樹脂發(fā)揮如下效果：通過降雨等吸收水分、膨脹，從而使ph調(diào)節(jié)成分及細(xì)菌活性成分向土壤滲透、擴(kuò)散，并且將這些成分與水分一起保持在土壤中。通過用于活化包括細(xì)菌在內(nèi)的土壤微生物所必須的ph調(diào)節(jié)成分、細(xì)菌活性成分、以及水分平衡性良好地留滯在土壤中，從而協(xié)同地發(fā)揮活化細(xì)菌的效果，使土壤微生物的多樣性持續(xù)。其結(jié)果是，可以培育即使減少化學(xué)肥料、農(nóng)藥作物也茂盛地生長的、地力高的健康土壤。

并且，如果為含有草木灰和/或煤灰、以及貝殼片作為ph調(diào)節(jié)成分的構(gòu)成，由于含有作為具有速效性的ph調(diào)節(jié)成分的草木灰和/或煤灰以及作為具有遲效性ph調(diào)節(jié)成分的貝殼片，因此由土壤改良成分、特別是ph調(diào)節(jié)成分帶來的效果會長期持續(xù)。

此外，如果為含有豆腐渣和/或米糠、以及咖啡渣和/或茶葉渣作為細(xì)菌活性成分的構(gòu)成，由于含有作為具有速效性的細(xì)菌飼料的豆腐渣和/或米糠、以及作為具有遲效性的細(xì)菌飼料的咖啡渣和/或茶葉渣，因此由土壤改良成分、特別是細(xì)菌活性成分帶來的效果會長期持續(xù)。

通過印度楝的油渣，可以忌避害蟲且不會危害土壤微生物。通過使土壤改良材料含有印度楝，印度楝中所含的害蟲忌避成分會長期留滯在土壤的淺層，因此與僅撒印度楝的油渣本身相比防蟲效果更持久。

為了使ph調(diào)節(jié)成分及細(xì)菌活性成分在土壤中擴(kuò)散及保持，無需大量的高吸收性樹脂，優(yōu)選含有1～2重量％的高吸收性樹脂。

并且，通過以含有如下工序的方法來制作，各種原料即使不使用熔粘劑等也可以結(jié)合，并且實際散布后，顆粒狀的土壤改良材料膨脹，土壤改良材料中所含的成分可以擴(kuò)散到廣范圍，所述方法含有的工序為：將高吸收性樹脂、ph調(diào)節(jié)成分和細(xì)菌活性成分用混合機(jī)攪拌，制成混合物的工序；以及以10～15％的水分比率供給前述混合物，進(jìn)行高壓和/或壓縮擠出加工，成型為顆粒狀的工序。

附圖說明

圖1的(1)、(2)、(3)、(4)圖為本發(fā)明的土壤改良材料的立體圖、主視圖、俯視圖、a－a線剖面圖。

圖2為示出土壤改良材料的效果的圖，(a)示出了水蘿卜的生長過程，(b)示出了小松菜的生長過程。

圖3示出了水蘿卜的播種起第55天的植株照片，(a)為比較例，(b)為實施例1，(c)為實施例2，(d)為實施例3，(e)為實施例4。

圖4示出了小松菜的播種起第55天的植株照片，(a)為比較例，(b)為實施例1，(c)為實施例2，(d)為實施例3，(e)為實施例4。

符號說明

10土壤改良材料

20高吸收性樹脂

30一般土壤改良成分

40微粒成分

50貝殼片

具體實施方式

以下參照圖1詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式。首先，如圖1所示，本發(fā)明的土壤改良材料10為固態(tài)顆粒狀，換言之呈大致圓柱形狀，可以通過現(xiàn)有的散布機(jī)等散布至森林、公園、行道樹等。需要說明的是，優(yōu)選土壤改良材料10的底面半徑為2mm左右，高度為8mm左右。并且，本發(fā)明的土壤改良材料10含有高吸收性樹脂20和一般土壤改良成分30。

高吸收性樹脂20含有丙烯酸聚合物部分鹽交聯(lián)物和水，為干燥粉末狀物。需要說明的是，作為該高吸收性樹脂20，優(yōu)選為已經(jīng)確認(rèn)在土壤中能被無害地分解的物質(zhì)，例如市售物質(zhì)中，優(yōu)選的是三洋化成工業(yè)株式會社制的サンフレッシュ(注冊商標(biāo))gt1等。另外，對于該高吸收性樹脂20而言，其氯離子含量為每1g干燥重量0.07～7mmol；并且，含有在25℃的離子交換水中的吸水倍率為1.0×10～1.0×10³倍的水凝膠形成性的高分子。因此，保水及保肥力優(yōu)良，且通過降雨等膨脹，從而可以使本發(fā)明的土壤改良材料10中所含的一般土壤改良成分30擴(kuò)散到更廣的范圍。另外，高吸收性樹脂20并不是為了給植物提供水分而配合的，而是為了使ph調(diào)節(jié)成分和細(xì)菌活性成分向土壤滲透、擴(kuò)散、并且使這些成分與水分一起保持在土壤中而配合的，無需大量配合，相對于土壤改良材料10的總成分量含有1～5重量％、更優(yōu)選為1～2重量％的高吸收性樹脂20。

一般土壤改良成分30含有ph調(diào)節(jié)成分和細(xì)菌活性成分，如圖1所示，含有微粒成分40和貝殼片50。

作為ph調(diào)節(jié)成分，可以列舉：作為微粒成分40的草木灰和煤灰，以及貝殼片50。草木灰為生物質(zhì)發(fā)電的燃燒灰等，在將本發(fā)明的土壤改良材料10的總成分量設(shè)為100％時，上述草木灰的含量優(yōu)選為20％左右。煤灰是火力發(fā)電廠等中生成的灰。更詳細(xì)而言是指，在使用煤炭作為燃料的火力發(fā)電廠(大型鍋爐)中，燃燒時生成大量的灰，該灰中能與燃燒氣體一起被吹起的水平的球狀微粒，通過電氣集塵機(jī)等而被回收的灰。在將本發(fā)明的土壤改良材料10的總成分量設(shè)為100％時，上述煤灰的含量優(yōu)選為20％左右。并且，貝殼片50為牡蠣等的殼的粉末，尺寸為幾mm左右。在將本發(fā)明的土壤改良材料10的總成分量設(shè)為100％時，上述貝殼片的含量優(yōu)選為5％左右。

另外，上述ph調(diào)節(jié)材料中，作為具有相對速效性的ph調(diào)節(jié)成分是草木灰及煤灰，本發(fā)明的土壤改良材料10可以含有任意一者或者含有兩者。并且，本發(fā)明的土壤改良材料10通過含有上述草木灰和/或煤灰、以及作為具有相對遲效性的ph調(diào)節(jié)成分的貝殼片50，從而可以使由ph調(diào)節(jié)成分帶來的效果長期持續(xù)。

作為細(xì)菌活性成分，可以列舉：豆腐渣、米糠、咖啡渣、茶葉渣等。豆腐渣及米糠是具有速效性的細(xì)菌的飼料，本發(fā)明的土壤改良材料10可以含有任意一者或者含有兩者。需要說明的是，在將本發(fā)明的土壤改良材料10的總成分量設(shè)為100％時，上述豆腐渣、米糠的含量優(yōu)選分別為15％左右。并且，咖啡渣、茶葉渣是具有遲效性的細(xì)菌的飼料，本發(fā)明的土壤改良材料10可以含有任意一者或者含有兩者。需要說明的是，在將本發(fā)明的土壤改良材料10的總成分量設(shè)為100％時，上述咖啡渣、茶葉渣的含量優(yōu)選分別為10％左右。并且，本發(fā)明的土壤改良材料10通過含有作為具有速效性的細(xì)菌的飼料的豆腐渣和/或米糠、以及作為具有遲效性的細(xì)菌的飼料的咖啡渣和/或茶葉渣，從而可以使由細(xì)菌活性成分帶來的效果長期持續(xù)。

印度楝是主要自然生長在印度、東南亞的樹木，已經(jīng)確認(rèn)其果實、葉、樹皮具有各種藥效。此外，作為防蟲劑也用于農(nóng)業(yè)中，將對果實、種子進(jìn)行壓搾后殘留的油渣狀態(tài)的印度楝撒入土壤中時，通過印度楝中所含的成分，可得到忌避害蟲的效果。通過使土壤改良材料10中含有5～10重量％的印度楝的油渣，從而可以具備防蟲效果。

并且，作為本發(fā)明的土壤改良材料10的制造方法，包含如下工序：將1～2重量％的高吸收性樹脂20、ph調(diào)節(jié)成分和前述細(xì)菌活性成分用混合機(jī)攪拌而制成混合物的工序，以及將該混合物以10～15％的水分比率進(jìn)行高壓和/或壓縮擠出加工而形成顆粒狀的工序。

需要說明的是，對上述這樣的土壤改良材料10(分別含有草木灰20％、煤灰20％、咖啡渣10％、茶葉渣10％、米糠15％、豆腐渣15％、5％的貝殼片50、5％的高吸收性樹脂20，且通過上述制造方法制作的土壤改良材料)進(jìn)行分析試驗的結(jié)果是：根據(jù)吸光光度法，磷酸總量為約1.32％。此外，根據(jù)火焰原子吸收分光光度法，鉀總量為約2.71％，氧化鎂總量為1.28％，石灰總量為6.66％，錳總量為0.030％。并且，根據(jù)icp發(fā)射光譜法，水溶性硼為0.033％。并且，根據(jù)重量法，硅酸總量為28.80％、水分為6.17％。并且，根據(jù)螯合滴定法，鐵總量為0.73％。并且，根據(jù)玻璃電極法，氫離子濃度為9.5。

接下來，列舉實施例及比較例對土壤改良材料10的組成和最佳散布量進(jìn)行說明，本發(fā)明不受這些實施例限定，只要不脫離本發(fā)明的主旨則可以對實施方式進(jìn)行變更。

為了確認(rèn)土壤改良材料10的效果，在土壤改良材料10的散布量不同的5個條件下進(jìn)行植物的栽培。育苗床土使用了從富山縣高岡市的二上山采集的土，澆灌水使用ph7.0的井水。準(zhǔn)備比較例及實施例1～4共計5個栽培箱，在栽培箱中裝入等量的床土后進(jìn)行播種，實施例1～4中散布不同量的土壤改良材料10，比較例中不散布。全部栽培箱在一個塑料棚中白天維持20～25℃、夜間維持10℃以上，每天澆灌等量的水。

實施例1～4中使用的土壤改良材料10的組成如下。

·ph調(diào)節(jié)成分49.3重量％

·細(xì)菌活性成分49.3重量％

·高吸收性樹脂1.4重量％

詳細(xì)而言，使用將草木灰、煤灰及貝殼片50按照1：1：2的比例混合后的物質(zhì)作為ph調(diào)節(jié)成分，使用米糠作為細(xì)菌活性成分，使用三洋化成工業(yè)株式會社制的gt1作為高吸收性樹脂20，將這些混合，通過壓縮擠出加工形成顆粒狀后使用。

此外，實施例1～4中散布的土壤改良材料10的量在換算為每1m²土壤的重量時分別如下。

圖2(a)示出關(guān)于將水蘿卜由種子進(jìn)行栽培時的生長經(jīng)過的比較例及實施例1～4的圖，圖2(b)示出關(guān)于將小松菜由種子進(jìn)行栽培時的生長經(jīng)過的比較例及實施例1～4的圖。縱軸為高度的平均值，橫軸為經(jīng)過天數(shù)。圖2(a)及(b)中得到了同樣的結(jié)果。在全部實施例及比較例中，植物均順利地發(fā)芽，但此后的生長可觀察到不同。由圖3(a)及圖4(a)可明確，未散布土壤改良材料10的比較例(圖2中表示為空白對照)中幾乎未生長。在實施例1～4中，雖然生長方面未見較大差異，但生長得最好的是實施例1(圖2中表示為ex1)，其次是實施例2(圖2中表示為ex2)。根據(jù)該結(jié)果可以確認(rèn)：本發(fā)明的土壤改良材料10具有使土壤肥沃的效果。并且，作為土壤改良材料10的散布量，在約400～1800g/m²時可充分觀察到其效果，作為進(jìn)一步最適的散布量，為約800～1200g/m²。

需要說明的是，本發(fā)明的土壤改良材料10不受上述實施方式限定，可以在不脫離其主旨的范圍內(nèi)適當(dāng)變更。例如，顆粒的形狀、尺寸是任意的，作為一般土壤改良成分30，還可以含有上述列舉的成分以外的成分。此外，土壤改良材料10中還可以配合活的土壤菌。