(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施の形態について説明する。以下の実施形態は、例示であって、本発明の範囲は、以下の実施形態で示すものに限定されない。
【0016】
本実施形態の一粒型配合肥料は、けい酸質肥料又はけい酸加里肥料の表面にコーティング層を備え、コーティング層は、石灰成分を含む。そうすることによって、本実施形態の一粒型配合肥料を土壌などへ施肥した場合、例えば、コーティング層の石灰成分によって、土壌pHを整え、その後に、けい酸質肥料又はけい酸加里肥料の成分が溶出することによって、植物の生育効果が高くなる。また、少なくとも一つのけい酸質肥料又はけい酸加里肥料の表面にコーティング層を備えているので、植物の栄養成分等の溶出効果が長くなる。
【0017】
公知の被覆肥料は、肥料にポリウレタンやひまし油等を用いて、被覆皮膜を備えることによって、肥料の溶出を遅延的に制御している。しかし、公知の被覆肥料では、被覆されている肥料のみの成分によって、効能が発現される。すなわち、その被覆肥料が有する一種類の肥料の効果しか発揮されないということである。従って、例えば、土壌pHが悪くまた、土壌中の育成する植物に対する栄養成分が乏しいなど、複数の問題を改善しようとする場合、被覆肥料を含む公知の肥料では、土壌pH改善用肥料や、栄養成分供給用肥料など、土壌における問題の特徴に合わせ、数種類の被覆肥料を施肥する必要がある。
また、一般的に作物の増収を獲得するためには、施肥する土壌環境によっても変わるので、特に限定しないが、多くの場合、初めに土壌pH改善等を行い植物等の生育環境を整えてから植物等を植え、その後植物等が成長するとともに、土壌中の栄養成分が減少していくので、それを補うために栄養成分供給用肥料等を施肥するのが、効率的である。
そのため、一般的な肥料を用いる場合では、数種または数回に分けて施肥しなければならなく、大変手間である。例えば、2種類以上の肥料を、単に混ぜ合わせた混合肥料の場合、一定の成分が溶出するだけで、肥料における成分溶出など制御できず、肥料の効能発現パターンを制御することは困難である。
また、数種類の公知の被覆肥料を用いたとしても、被覆肥料の構造上、肥料粒の表面を、水の浸透が遅い被膜で被覆することにより、成分の溶出をコントロールしているので、施肥する土壌環境(水分含有量や温度)によって、それぞれの被覆肥料における成分の溶出が左右され、肥料の効能発現パターンを制御することは、困難である。
一方、本実施形態の一粒型配合肥料は、土壌などへ施肥した場合、石灰成分を含むコーティング層の成分の方が、コーティングされたけい酸質肥料又はけい酸加里肥料の成分より、速く溶出する傾向にある(
図2参照)。すなわち、本実施形態の一粒型配合肥料を施肥した場合、例えば、コーティング層の石灰成分によって、土壌pHを整え、その後、コーティングされたけい酸質肥料又はけい酸加里肥料における効能の遅延化によって、植物の成長するための栄養分を必要とするときに、けい酸質肥料又はけい酸加里肥料の成分の溶出が増え、植物等の成長に必要な栄養分を供給することができる。
従って、一粒型配合肥料において、植物における生育ステージごとに合った植物の生育に関する効能発現パターンを制御することができる。
【0018】
<けい酸質肥料又はけい酸加里肥料>
本実施形態の一粒型配合肥料において、けい酸質肥料は、特に限定しないが、けい灰石肥料、鉱さいけい酸質肥料、軽量気泡コンクリート粉末肥料等が挙げられる。好ましいのは、鉱さいけい酸質肥料である。鉱さいけい酸質肥料は、アルカリ分が高いので、酸性化土壌の改良について有効的であり、また、石灰やマグネシウムや鉄分などの植物の栄養成分を供給することができる。
【0019】
また、本実施形態の一粒型配合肥料において、けい酸加里肥料は、肥料取締法に基づくけい酸加里肥料と称されるものである。けい酸加里肥料は、可溶性けい酸を含んでいるため、植物の栄養成分等を供給することができる。
【0020】
けい酸質肥料又はけい酸加里肥料の形状は、特に限定しないが、粒状が好ましい。より好ましいのは、粒状のけい酸質肥料又はけい酸加里肥料の平均アスペクト比が、0.7以上1以下である。粒状であれば、コーティングしやすいからである。粒状のけい酸質肥料又はけい酸加里肥料の平均アスペクト比は、例えば、0.7、0.71、0.75、0.8、0.85、0.89、0.9、0.91、0.95、0.99、1以下であり、ここで例示した数値の何れか2つの値の間の範囲内であってもよい。
【0021】
また、けい酸質肥料又はけい酸加里肥料の粒子径D50は、特に限定しないが、0.05mm以上7.0mm以下が好ましい。より好ましいのは、0.5mm以上3.5mm以下である。
けい酸質肥料又はけい酸加里肥料の粒子径D50は、例えば、0.05、0.1、0.5、1.0、1.1、2.0、3.0、3.5、3.9、4.0、4.5、5.0、6.0、7.0mm以下であり、ここで例示した数値の何れか2つの値の間の範囲内であってもよい。
けい酸質肥料又はけい酸加里肥料の粒子径D50が7.0mmより大きいと、溶出しきれずに、土中に残る可能性がある。そのため、土壌中の養分過剰が起こる場合がある。また、けい酸質肥料又はけい酸加里肥料の粒子径D50が0.05mmより小さいと、石灰成分を含むコーティング材がうまく付着せずにコーティングできない場合がある。
【0022】
平均アスペクト比の測定方法は、特に限定しないが、例えば、無作為に本実施形態の一粒型配合肥料10個を選び、一粒型配合肥料における長軸と短軸を測定し、比率を計算し、一粒型配合肥料10個におけるアスペクト比の平均値を求める。
粒子径分布の測定(D50)は特に限定しないが、粒子径解析−画像解析法−第1部:静止画像解析法(JISZ8827-1)や粒子径解析−レーザー回折法−第1部:測定原理(JIS Z 8825-1)を基にして行うことができる。
【0023】
本実施形態の一粒型配合肥料におけるけい酸質肥料又はけい酸加里肥料の硬度は、特に限定しないが、2.2kg以上が好ましい。けい酸質肥料又はけい酸加里肥料の硬度は、例えば、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0kg以上であり、ここで例示した数値の何れか2つの値の間の範囲内であってもよい。けい酸質肥料又はけい酸加里肥料の硬度が大きいほど崩壊性が悪くなるので、より肥料の効能について遅延化することが可能となる。
なお、硬度試験は、公知の方法を用いることができ、特に限定しないが、一例として、肥料から無作為に20粒ずつ選び、簡易粒体硬度計〔FUJIWARA HARDNESS TESTER,CAP20kg,GRAD50g〕を用いて測定した測定値の平均値を求めて、硬度(kg)を測定することができる。
【0024】
本実施形態の一粒型配合肥料におけるけい酸質肥料又はけい酸加里肥料におけるpHは、特に限定しないが、pH3.0以上pH8.0以下が好ましい。より好ましくは、pH4.0以上pH7.5以下が好ましい。
【0025】
<コーティング層>
本実施形態の一粒型配合肥料において、コーティング層は、少なくとも石灰成分を含んでいる。
上記石灰成分によって、例えば、中・長期的な土壌pH維持をすることができる。そうすることで、けい酸質肥料又はけい酸加里肥料の利用率向上と作物の増収効果が向上する。
また、石灰成分によって、植物の成長に関する栄養成分等を供給することが可能となる。
【0026】
本実施形態のコーティング層における石灰成分の含有比率は、施肥する土壌の状況に合わせて適宜調整すれば良いので、特に限定しないが、コーティング層の全ての成分を100%とした場合、石灰成分の含有比率は、1.0%以上100%以下が好ましい。より好ましくは、1.0%以上100%未満である。最も好ましいは、50%以上99%以下である。石灰成分の含有比率は、例えば、1.0、5.0、10、15、20、30、40、50、60、70、80、90、99、100%であり、ここで例示した数値の何れか2つの値の間の範囲内であってもよい。
コーティング層における石灰成分の含有比率が、1.0%未満の場合、土壌pHを整えることができない場合がある。また、二種類以上の石灰成分を併用しても良い。
【0027】
本実施形態の一粒型配合肥料において、コーティング層は、石灰成分以外を含んでいても良い。特に限定しないがコーティング層における石灰成分以外として、バインダー、樹脂、りん酸や窒素やカリウムなどの植物等の成長にかかわる成分や肥料等が挙げられる。また、石灰成分以外の物を二種類以上併用しても良い。
また、上記バインダーとして、特に限定しないが、水溶性バインダーが好ましい。水溶性バインダーとして、例えば、廃糖蜜、ステフェン廃水濃縮液、アルコール発酵廃液、ポリビニルアルコール、可溶性澱粉、リグニン、リグニン酸塩、カルボキシメチルセルローズ、サルファイトパルプ副生物等があげられる。
コーティング層の組成を変更することによって、コーティングされるけい酸質肥料又はけい酸加里肥料の成分の溶出を調整することができる。さらに、コーティング層における成分の溶出も調整することができる。
【0028】
また、本実施形態の一粒型配合肥料において、コーティング層は、特に限定しないが、石灰成分を含むけい酸質肥料又はけい酸加里肥料であっても良い。その場合、けい酸質肥料又はけい酸加里肥料の表面にコーティング層(石灰成分を含むけい酸質肥料又はけい酸加里肥料)を備えているので、植物の栄養成分の溶出効果が長くなる。
【0029】
本実施形態の一粒型配合肥料において、特に限定しないが、コーティングされるけい酸質肥料又はけい酸加里肥料とコーティング層の組成が異なることが好ましい。そうすることで肥料の効能発現パターンを制御することができる。
例えば、一粒型配合肥料における体積を100%として、コーティング層が石灰成分(体積比25%)とけい酸質肥料(体積比25%)とし、コーティングされる肥料をけい酸質肥料(体積比50%)とした場合、初めに、コーティング層の成分(石灰成分およびけい酸質肥料)が溶出し始める。その後、コーティングされたけい酸質肥料が溶出する。つまり、コーティング層の溶出後に、けい酸質肥料の成分溶出が約2倍に増えることになる。
従って、上記のようにコーティング層におけるけい酸質肥料の配合を調整することで、一粒型配合肥料が全て溶出する間に、けい酸質肥料の成分溶出量を調節することができる。
つまり、本実施形態の一粒型配合肥料において、所望する成分溶出量について強弱をつけることが可能となる。従って、植物における生育ステージごとの栄養吸収量に見合った栄養供給をすることが可能となる。
【0030】
・石灰成分
本実施形態の一粒型配合肥料におけるコーティング層の石灰成分は、特に限定しないが、例えば、酸化カルシウムや水酸化カルシウムや貝の殻の破砕物または石灰質肥料が挙げられる。好ましくは、貝の殻の破砕物または石灰質肥料である。そうすることで、貝の殻の破砕物または石灰質肥料の成分によって、植物等を生育させるための土壌環境を整えることができる。
【0031】
本実施形態において、石灰質肥料は、特に限定しないが、例えば、生石灰、消石灰、炭酸カルシウム肥料、貝化石肥料、副産石灰肥料、混合石灰肥料等が挙げられる。好ましくは、副産石灰肥料である。
なお、石灰質肥料の原料は、特に限定しないが、例えば、貝の殻の破砕物が好ましい。そうすることで、肥料取締法に基づく公定規格をクリアできる貝の殻の破砕物を用いることができるので、より植物の生育に関する成分が優れており、またその効能が期待できる。また、貝の殻の破砕物は、単独で使用しても、二種類以上併用しても良い。また、石灰質肥料の原料として、貝の殻の破砕物以外のものを含んでいてもよい。
【0032】
本実施形態における貝の殻は、海水、淡水、汽水に生息する貝のいずれの貝の殻であってもよい。特に限定しないが、例えば、カキ、アサリ、ハマグリ、ホタテガイ、アワビ、サザエ、トリガイ、アカガイなどの貝の殻が挙げられる。貝の殻は、石灰成分の他に、多くミネラル含有している傾向にあり、コーティング層の石灰成分として貝の殻を用いることで、例えば、植物等を成長させるための栄養成分を供給することができる。
また、上記貝の殻として、好ましくは、カキ殻を用いることができる。カキ殻は、大量かつ容易に入手することができるので、コストを軽減することができる。さらに、カキ殻には、天然のミネラル分を多く含んでいる傾向があり、その天然のミネラル分によって、土壌中の有用微生物等を増殖させることができる。貝の殻は、単独で使用しても、二種類以上併用しても良い。
【0033】
本実施形態において、貝の殻の破砕物は、貝の殻がその原形を実質的にとどめていない状態であれば特に限定しないが、例えば、チップ状、顆粒状、粉末状などが挙げられる。好ましくは、貝の殻の破砕物が、粉末状である。カキ殻は、粗く粉砕したものでは、きれいな形状の粒子ができにくいので、微粉砕したものの方が望ましい。貝の殻の破砕物の粒子径D50は、特に限定しないが、2.0mm以下が好ましい。貝の殻の破砕物の粒子径D50は、0.001、0.01、0.05、0.1、0.2、0.4、0.5、0.6、0.8、0.9、1.0、2.0mm以下であり、ここで例示した数値の何れか2つの値の間の範囲内であってもよい。
【0034】
本実施形態において、貝の殻の破砕物は、上記貝の殻を粉砕ローラー、ロールプレスなどを用いて破砕処理して調製してもよい。また、市販の貝の殻の破砕物を用いても良い。市販の貝の殻の破砕物としては、セルカ(卜部産業社製)が好適に用いられる。
【0035】
本実施形態において、貝の殻の破砕物は、焼成したものであってもよい。焼成することで貝殻またはその破砕物は、小粒化して粉状物になる。また、焼成によって、貝殻に付着している異物が多くの場合、ほとんど燃えてなくなる。そのために、一粒型配合肥料の品質の悪化を防止できる場合がある。
【0036】
なお、本実施形態の一粒型配合肥料におけるコーティング層における貝の殻の破砕物の含有率は、コーティング層の全組成を100%とした場合、特に限定しないが、70%以上が好ましい。より好ましくは、100%である。最も好ましいのは100%未満である。コーティング層における貝の殻の破砕物の含有率は、10、20、30、40、50、60、70、80、90、99、100%であり、ここで例示した数値の何れか2つの値の間の範囲内であってもよい。
【0037】
・コーティング層の厚さ
本実施形態の一粒型配合肥料において、コーティング層の平均厚さは、特に限定しないが、0.1mm以上5.0mm以下が好ましい。より好ましいのは、0.5mm以上2.0mm以下である。
コーティング層の平均厚さは、例えば、0.1、0.5、1.0、1.1、2.0、3.0、3.5、3.9、4.0、4.5、5.0mm以下であり、ここで例示した数値の何れか2つの値の間の範囲内であってもよい。
コーティング層の平均厚さが、0.1mm未満の場合、土壌pHを中・長期的に整えることができない場合がある。また、コーティング層の厚さが5.0mmより大きい場合、土壌中の養分過剰が起こる場合がある。
コーティング層の平均厚さの測定については、特に限定しないが、例えば、無作為に本実施形態の一粒型配合肥料10個を選び、一粒型配合肥料に対して垂直に切断をして、コーティング層の厚さの測定後、平均値を求める。
【0038】
本実施形態の一粒型配合肥料におけるコーティング層の硬度は、特に限定しないが、2.2kg以上が好ましい。コーティング層の硬度は、例えば、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0kg以上であり、ここで例示した数値の何れか2つの値の間の範囲内であってもよい。コーティング層の硬度が大きいほど崩壊性が悪くなるので、よりコーティング層おける成分の溶出が遅延化することにより、より効能について遅延化することが可能となる。
【0039】
本実施形態の一粒型配合肥料におけるコーティング層のpHは、特に限定しないが、pH3.0以上pH12.0以下が好ましい。より好ましくは、pH5.0以上pH10.0以下が好ましい。コーティング層のpHは、例えば、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12であり、ここで例示した数値の何れか2つの値の間の範囲内であってもよい。コーティング層のpHが高ければ高いほど、酸性土壌における土壌pH調整効果がより良くなる。
【0040】
<一粒型配合肥料について>
本実施形態において、一粒型配合肥料の形状は、一粒型であれば特に限定しないが、より好ましいのは、一粒型配合肥料の平均アスペクト比が、0.7以上1以下である。平均アスペクト比が、0.7以上1以下である真円形または真円形に近い粒子であれば、一粒型配合肥料の表面における成分が均等に土壌へ溶出することができる。
【0041】
本実施形態において、一粒型配合肥料の粒子径D50は、特に限定しないが、1.0mm以上8.0mm以下が好ましい。より好ましいのは、1.0 mm以上4.0 mm以下である。
一粒型配合肥料の粒子径D50は、0.1、0.5、1.0、1.1、2.0、3.0、3.5、3.9、4.0、4.5、5.0、6.0、7.0、8.0mm以下であり、ここで例示した数値の何れか2つの値の間の範囲内であってもよい。
一粒型配合肥料の粒子径D50が8.0mmより大きいと、一粒型配合肥料が溶出しきれずに、土中に残る可能性がある。そのため、土壌中において養分過剰が起こる場合がある。また、一粒型配合肥料の粒子径D50が0.1mmより小さいと、一粒型配合肥料成分の溶出効果が短くなる場合がある。
また、一粒型配合肥料の粒子径D50が、1.0mm以上4.0mm以下であると、機械散布がスムーズにできて、一粒型配合肥料成分の溶出効果が所望する長さに持続する傾向になる。
【0042】
本実施形態において、一粒型配合肥料の含有成分について、肥料取締法に基づく公定規格に定める範囲以内であれば、特に限定しないが、一粒型配合肥料における全ての含有成分を100%とした場合、好ましくは、アルカリ分含有率が35%以上である。より好ましくは、40%以上である。最も好ましいのは45%以上である。一粒型配合肥料におけるアルカリ分含有率は、35、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50%以上であり、ここで例示した数値の何れか2つの値の間の範囲内であってもよい。
【0043】
本実施形態において、一粒型配合肥料のけい酸含有率は、特に限定しないが、好ましくは、けい酸含有率が10%以上である。より好ましくは、20%以上である。
一粒型配合肥料におけるアルカリ分は、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22%以上であり、ここで例示した数値の何れか2つの値の間の範囲内であってもよい。なお、一粒型配合肥料のけい酸含有率は、肥料等試験法の可溶性けい酸・ふっ化カリウム法により分析した分析値を示す。
なお、肥料における可溶性けい酸含有量の測定方法は、肥料分析法で定められた0.5mol/L塩酸抽出法にて測定される。
【0044】
けい酸は、例えば、植物の根、葉、茎を丈夫する効果を有し、また植物におけるカルシウムの吸収を促進させて、カルシウムとともに細胞壁を強固にし、病原菌の侵入を防ぐ働きがある。
なお、けい酸を例えば、水稲に吸収させると、水稲の受光態勢が改善され、根痛みも少なくなり、光合成が盛んになる傾向が見られる。
しかし、一般的にけい酸は、水に溶解しにくい物質であるため、植物に吸収されにくいとされている。そこで、肥料の公的規格においては、肥料分析法で定められた0.5mol/L塩酸抽出法を用いて、可溶性けい酸量を求める。可溶性けい酸量を測定することで、肥料が含有する植物が吸収できるけい酸量を評価することができる。
ただし、求めた可溶性けい酸量が、実際の植物におけるけい酸吸収量を反映しない場合があり、特に鉱さいけい酸質肥料においては、顕著に反映されない場合がある。そのため、肥料における植物が吸収できるけい酸量を評価するためには、特に限定しないが、可給態けい酸量を測定するのが好ましい。可給態けい酸量の測定方法は、強酸性下で抽出を行う可溶性けい酸量測定方法とは異なり、pH6−7付近で行うのが主流とされている。そのため、より土壌のpHに近い状態でけい酸を抽出し測定するために、より植物が吸収できるけい酸量を評価することができると言われている。
【0045】
本実施形態において、一粒型配合肥料の可給態けい酸含有率は、特に限定しないが、上記一粒型配合肥料の成分を100%としたとき、3.0%以上が好ましい。より好ましくは、4.0%以上である。最も好ましいは、5.0%以上である。一粒型配合肥料の可給態けい酸含有率は、3.0、3.5、3.9、4.0、4.5、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10、14%以上であり、ここで例示した数値の何れか2つの値の間の範囲内であってもよい。
一粒型配合肥料における可給態けい酸含有率が多いほど、土壌へのけい酸成分溶出量が増し、そのため、植物等のけい酸成分吸収量が増え、植物等の生育がよくなる傾向になる。なお、可給態けい酸は、可溶性けい酸より、土壌へのけい酸成分の溶出量が高い傾向にある。
【0046】
本実施形態における、一粒型配合肥料の可給態けい酸分析方法は、特には限定しないが、公知の方法で行うことができる。例えば、水−弱酸性陽イオン交換樹脂抽出法やリン酸緩衝液抽出法や酢酸緩衝液抽出法を用いることによって肥料における可給態けい酸を抽出し、その後、吸光度を用いた方法などによって、可給態けい酸量を測定することができる。得られた可給態けい酸量から、肥料における可給態けい酸含有率を求めることができる。
【0047】
例えば、可給態ケイ酸分析方法における可給態けい酸の抽出に関して、上記水−弱酸性陽イオン交換樹脂抽出方法を用いる場合の試験手順として、一例として、肥料と弱酸性陽イオン交換樹脂および蒸留水を混合したあと、25℃にて96時間振とうさせる。振とう後、懸濁液をメンブレンフィルタで濾過し、澄明な抽出液を得る。
肥料から可給態けい酸を抽出した抽出液を、比色法や発光分析法などにて、けい酸濃度を測定することで、肥料における可給態けい酸含有率を測定することができる。
【0048】
例えば、可給態ケイ酸分析方法における可給態けい酸の抽出に関して、上記リン酸緩衝液抽出方法を用いる場合の試験手順として、一例として、0.04mol/Lりん酸緩衝液(pH6.2)に肥料を加え、室温にて2時間振とうさせる。振とう後、懸濁液をメンブレンフィルタで濾過し、澄明な抽出液を得る。
肥料から可給態けい酸を抽出した抽出液を、特に限定しないが、分光光度計や発光分光分析装置(例えば、ICP光源など)等を用いて吸光度を求めることによって、肥料における可給態けい酸含有率を測定することができる。
【0049】
本実施形態において、一粒型配合肥料の組成は、少なくとも石灰成分およびけい酸質肥料又はけい酸加里肥料を含んでいれば特に限定しないが、マグネシウム成分または鉄成分またはマンガン成分をさらに含むのが好ましい。
マグネシウム成分は、葉緑素の主要構成要素であるので、植物にマグネシウムが供給されると、植物中の葉緑素が増え、光合成を高めて生育を促進する。またマグネシウム成分は、根においてけい酸の吸収を助けるために、植物の生育が促進される。
鉄成分またはマンガン成分は、特に夏場の高温期の土壌において発生する硫化水素と結合し、硫化鉄や硫化マンガンとなる。そのために、土壌中の硫化水素を低減し、無害化するために、植物の根が傷むのを防ぐ効果がある。
また、本実施形態の一粒型配合肥料におけるマグネシウム成分含有率は、特に限定しないが、一粒型配合肥料における全ての成分を100%とした場合、0.5%以上が好ましい。一粒型配合肥料におけるマグネシウム成分含有率は、0.5、1、2、3、4、5、6、7%以上であり、ここで例示した数値の何れか2つの値の間の範囲内であってもよい。
また、本実施形態の一粒型配合肥料における鉄成分含有率は、特に限定しないが、一粒型配合肥料における全ての成分を100%とした場合、2%以上が好ましい。より好ましくは、5%以上である。一粒型配合肥料における鉄成分含有率は、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18%以上であり、ここで例示した数値の何れか2つの値の間の範囲内であってもよい。
また、本実施形態の一粒型配合肥料におけるマンガン成分含有率は、特に限定しないが、一粒型配合肥料における全ての成分を100%とした場合、0.1%以上が好ましい。
一粒型配合肥料におけるマンガン成分含有率は、0.1、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、10%以上であり、ここで例示した数値の何れか2つの値の間の範囲内であってもよい。
【0050】
また、本実施形態の一粒型配合肥料におけるけい酸含有率や鉄成分含有率やマグネシウム成分含有率やマンガン成分含有率の方法は、公知の方法で行うことができ、特に限定しないが、肥料等試験法や肥料分析法(農林水産省農業環境技術研究所法)に基づいて行うことが出来る。
【0051】
<一粒型配合肥料の製造方法>
本実施形態に係る一粒型配合肥料の製造方法は、粒状のけい酸質肥料又はけい酸加里肥料の表面に、石灰成分を含むコーティング材をコーティングする工程を含む。以下、本実施形態の一粒型配合肥料の製造方法について詳細に説明する。
【0052】
本実施形態の一粒型配合肥料の製造方法において、用いられる粒状のけい酸質肥料又はけい酸加里肥料は、肥料取締法に基づく公定規格に定めるものであれば、特に限定しないが、市販のけい酸質肥料又はけい酸加里肥料であってもよい。好ましくは、けい酸質肥料又はけい酸加里肥料の原料を用いて、作製したけい酸質肥料又はけい酸加里肥料である。
【0053】
本実施形態の一粒型配合肥料の製造方法において、けい酸質肥料又はけい酸加里肥料の原料を用いて、けい酸質肥料又はけい酸加里肥料を作成する場合は、上記けい酸質肥料又はけい酸加里肥料の原料および水溶性バインダーを混合して、上記粒状のけい酸質肥料又はけい酸加里肥料を造粒する工程をさらに含む。
【0054】
本実施形態の一粒型配合肥料の製造方法において、粒状のけい酸質肥料又はけい酸加里肥料を造粒する工程は、特に限定しないが、公知の方法を用いることができる。例えば、上記肥料の原料と上記水溶性バインダーを粉体と液体を混合するパグミルに投入し、混合させる。混合後、場合によっては造粒機を用いて水を少量噴霧しながら造粒する。
【0055】
本実施形態の一粒型配合肥料の製造方法において、用いられるけい酸質肥料の原料は、特に限定しないが、公知のものを用いることができる。また、けい酸質肥料の原料としては、けい酸資材を用いることが好ましく、さらに好ましいのは、鉱さいを用いることである。
けい酸資材は、カルシウム、マグネシウム、カリウムなどの副資材が含まれており、特に、けい酸資材に含まれる遊離石灰は、土壌へ即効的なカルシウム供給効果を有する。
なお、鉱さいとして、例えば、高炉さいや転炉さい等が挙げられる。鉱さいは、植物の成長を助ける鉄分やマグネシウム等を含んでおり、けい酸質肥料とした場合、植物成長促進効果が期待できるからである。
また、転炉さいは、遊離石灰による即効的なアルカリ供給と、ケイ酸カルシウムによる緩効的で持続的なアルカリ供給という2段階の作用を有している傾向にあるので、例えば、酸性雨が降る地域などで土壌pHが低くなる土壌において用いることで、土壌pH維持がより効果的になる。
【0056】
本実施形態の一粒型配合肥料の製造方法において、用いられるけい酸加里肥料の原料は、特に限定しないが、公知のものを用いることができ、例えば、微粉炭燃焼と水酸化カリウム及び水酸化マグネシウム等が挙げられる。
【0057】
また、本実施形態の一粒型配合肥料の製造方法において、用いられるけい酸質肥料又はけい酸加里肥料の原料の形状は、特に限定しないが、顆粒状、粉末状などが挙げられる。
好ましくは、けい酸質肥料の原料は、粉末状である。また、粒子径D50が大きいものは、造粒する際に、きれいな形状の粒子ができにくいので、微粉砕したものの方が望ましい。けい酸質肥料の原料の粒子径D50は、特に限定しないが、1.0mm以下が好ましい。けい酸質肥料の原料の粒子径D50は、0.001、0.01、0.05、0.1、0.2、0.4、0.5、0.6、0.8、0.9、1.0mm以下であり、ここで例示した数値の何れか2つの値の間の範囲内であってもよい。
また、粒状のけい酸質肥料又はけい酸加里肥料の原料の平均アスペクト比は、例えば、0.7、0.71、0.75、0.8、0.85、0.89、0.9、0.91、0.95、0.99、1以下であり、ここで例示した数値の何れか2つの値の間の範囲内であってもよい。
【0058】
本実施形態の一粒型配合肥料の製造方法において、造粒で使用できる水溶性バインダーとしては、一般的には、廃糖蜜、ステフェン廃水濃縮液、アルコール発酵廃液、ポリビニルアルコール、可溶性澱粉、リグニン、リグニン酸塩、カルボキシメチルセルローズ、サルファイトパルプ副生物等があげられる。好ましくは、造粒の効率・経済性から廃糖蜜である。また、二種類以上の水溶性バインダーを用いても良い。
【0059】
本実施形態の一粒型配合肥料の製造方法において、粒状のけい酸質肥料又はけい酸加里肥料の表面に、石灰成分を含むコーティング材をコーティングする工程は、特に限定しないが、例えば、粒状のけい酸質肥料又はけい酸加里肥料および石灰成分を含むコーティング材を造粒機に投入し、水を少量噴霧しながら粒状のけい酸質肥料又はけい酸加里肥料の表面にコーティングする。
【0060】
本実施形態の一粒型配合肥料の製造方法において、用いられる石灰成分を含むコーティング材は、特に限定しないが、例えば、貝の殻の破砕物や石灰質肥料や石灰成分を含む水溶性バインダー等が挙げられる。また公知のものを用いてもよい。さらに例えば、二種類以上の原料を混ぜて石灰成分を含むコーティング材を作成してもよい。
【0061】
本実施形態の一粒型配合肥料の製造方法において、用いられる石灰成分を含むコーティング材の重量比率は、コーティングすることができれば、特に限定しないが、一粒型配合肥料の重量を100%とした場合、10%以上が好ましく、より好ましくは、20%以上である。上記石灰成分を含むコーティング材の重量比率は、1、3、5、10、15、18、19、20、21、25、30、50、60%以上であり、ここで例示した数値の何れか2つの値の間の範囲内であってもよい。
【0062】
また、本実施形態の一粒型配合肥料の製造方法において、用いられるけい酸質肥料又はけい酸加里肥料は、特に限定しないが、篩によって大きさを選別しても良い。篩によって大きさを選別する場合は、例えば、JIS Z 8801の試験用ふるいを用いて選別を行う。一例として、JIS Z 8801における目開き1mmの篩を通過し、JIS Z 8801における目開き0.5mmの篩を通過できなかったけい酸質肥料又はけい酸加里肥料を用いる。
【0063】
また、本実施形態の一粒型配合肥料の製造方法において、得られた一粒型配合肥料を選別する工程をさらに含むのが好ましい。一粒型配合肥料を選別する工程は、特に限定しないが、例えば、水分含有量、アスペクト比、大きさ等による選別が挙げられるが、一粒型配合肥料の大きさによって、選別するのが好ましい。一例として、JIS Z 8801における目開き4mmの篩を通過し、JIS Z 8801における目開き1mmの篩を通過できなかった一粒型配合肥料を取得し選別することができる。そうすることで、一粒型配合肥料の大きさによって、選別されていることで、施肥した際に、大きさのムラが少なくなるので、一粒型配合肥料の一粒一粒における成分溶出速度に対してムラが少なくなることで、より精度よく一粒型配合肥料における効能発現パターンを制御することができる。
【0064】
以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもでき、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0065】
例えば、上記の説明では、肥料の表面にコーティング層を備えることをとりあげて説明したが、本実施形態の一粒型配合肥料における層構造は、けい酸質肥料又はけい酸加里肥料に少なくとも石灰成分を含むコーティング層を備えていればよく、特に限定しないが、一粒型配合肥料は、2層構造であってもよく、3層構造であってもよく、多重層構造であっても良い。
例えば、けい酸質肥料又はけい酸加里肥料の表面に石灰成分を含むコーティング層を備え、さらに上記石灰成分を含むコーティング層の表面にけい酸質肥料又はけい酸加里肥料を備えて、3層の一粒型配合肥料としても良い。そうすることで、肥料の効能発現パターンを制御することができる。
【0066】
例えば、上記の説明では、本実施形態の一粒型配合肥料を土壌へ施肥することをとりあげて説明したが、本実施形態の一粒型配合肥料は、植物等が生育する環境であればよく、特に限定するものではない。例えば、水耕栽培に本実施形態の一粒型配合肥料を用いても良い。そうすることで、肥料の効能発現パターンを制御することができる。
【0067】
例えば、上記の説明では、本実施形態の一粒型配合肥料におけるコーティング層の組成とコーティングされる肥料の組成は異なることが好ましいと説明したが、これは、上記コーティング層とコーティングされる肥料の組成が同じである場合を排除する意味ではない。
コーティング層とコーティングされる肥料の組成が同じである場合は、それぞれの物性(例えば、水分含有量や硬度等)を変更することによって、成分溶出の遅延効果を制御できるので、上記一粒型配合肥料における成分溶出量に対して強弱をつけることが可能となる。例えば、上記一粒型配合肥料が二層の場合は、二段階の成分溶出量を提供することができる。即ち、植物における生育ステージごとの栄養吸収量に見合った栄養供給をすることが可能となる。
【実施例】
【0068】
以下、本発明を実施例によりさらに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0069】
<実施例1>
けい酸質肥料の原料として、鉱さいを適度な大きさに粉砕した。その後、JIS Z 8801における目開き1mmの篩を通過した粉末のけい酸質肥料の原料を得た。この粉末のけい酸質肥料の原料と廃糖蜜とを、重量比で96.5:3.5の割合で、ブレンダーに仕込んでよく混練した。
次にこの混練物を造粒機に仕込んで、水を少量噴霧しながら造粒した。次に、JIS Z 8801における目開き2.1mmの篩を通過しJIS Z 8801における目開き1.9mm篩を通過できなかったほぼ真球形の鉱さいけい酸肥料を得た。
作製された鉱さいけい酸肥料とコーティング材としてカキ殻粉砕物(粒子径D50が0.05mm)とを、重量比で80:20の割合で造粒機に入れて、水を少量ずつ噴霧しながら、鉱さいけい酸肥料をカキ殻粉砕物にてコーティングし造粒した。その後、乾燥させて、JIS Z 8801における目開き3.1mmの篩を通過しJIS Z 8801における目開き2.9mm篩を通過できなかったほぼ真円形の粒子(平均アスペクト比が0.9)を得た。なお、作製された一粒型配合肥料のコーティング層の平均厚さは、0.5mmであった。
このような造粒により、鉱さいけい酸肥料にカキ殻粉末をコーティングした作物に最適な施肥しやすい一粒型配合肥料が得られた。
【0070】
一粒型配合肥料の平均アスペクト比の測定は、無作為に一粒型配合肥料10個を選び、一粒型配合肥料における長軸と短軸を測定し、比率を計算し、一粒型配合肥料10個におけるアスペクト比の平均値を求めた。
なお、粒状のけい酸質肥料又はけい酸加里肥料の原料における平均アスペクト比の測定については、一粒型配合肥料の代わりに粒状のけい酸質肥料又はけい酸加里肥料の原料を用いる以外は、一粒型配合肥料の平均アスペクト比の測定と同様に行った。
【0071】
コーティング層の平均厚さの測定については、無作為に本実施形態の一粒型配合肥料10個を選び、一粒型配合肥料に対して垂直に切断をして、コーティング層の厚さの測定後、平均値を求めた。
【0072】
また、一粒型配合肥料の可給態けい酸含有率の測定方法は、水−弱酸性陽イオン交換樹脂抽出法とモリブデンブルー比色法の変法を用いた。
【0073】
<結果>
作製された一粒型配合肥料の可給態けい酸含有率は、5.0%であった。
なお、作製された一粒型配合肥料を作物に施肥した場合、施肥しやすく、作物の生育が良好であった。(表1に示す。)
【0074】
<実施例2>
けい酸質肥料の原料として、可給態ケイ酸の多い鉱さいを用いる以外は、実施例1と同様に行った。
【0075】
<結果>
作製された一粒型配合肥料の可給態けい酸含有率は、7.0%であった。
なお、作製された一粒型配合肥料を作物に施肥した場合、施肥しやすく、作物の生育が極めて良好であった。(表1に示す。)
【0076】
<実施例3>
カキ殻粉砕物の代わりに、うらべ粉状石灰質肥料(卜部産業株式会社製)を用いる以外は、実施例2と同様に行った。
【0077】
<結果>
作製された一粒型配合肥料の可給態けい酸含有率は、7.0%であった。
なお、作製された一粒型配合肥料を作物に施肥した場合、施肥しやすく、作物の生育が極めて良好であった。(表1に示す。)
【0078】
<実施例4>
実施例1の一粒型配合肥料を、JIS Z 8801における目開き4mmの篩を通過し、かつJIS Z 8801における目開き1mmの篩を通過できなかった一粒型配合肥料を取得し、施肥した。
【0079】
<結果>
施肥しやすく、作物の生育が極めて良好であった。(表1に示す。)
【0080】
<実施例5>
総量に対して13重量%のく溶性加里、30重量%の可溶性けい酸、5重量%のく溶性苦土になるように、
微粉炭燃焼と水酸化カリウム及び水酸化マグネシウムを混合した。次に、その混合物と廃糖蜜とを、重量比で96.5:3.5の割合で、ブレンダーに仕込んでよく混合後、造粒機に投入し、造粒した。
造粒後は、約900°Cで焼成し、けい酸加里肥料を作製した。その後、作製されたけい酸加里肥料とうらべ粉状石灰質肥料(卜部産業株式会社製)とを、重量比で80:20の割合で造粒機に仕込み、水を少量ずつ噴霧しながら、けい酸加里肥料をうらべ粉状石灰質肥料にてコーティングし造粒した。その後、乾燥させて、粒子径D50が2mmのほぼ真円形の粒子(平均アスペクト比が0.9)を得た。なお、作製された一粒型配合肥料のコーティング層の平均厚さは、0.5mmであった。
このような造粒により、けい酸加里肥料にカキ殻粉末をコーティングした、作物に最適な施肥しやすい一粒型配合肥料が得られた。
【0081】
<結果>
作製された一粒型配合肥料の可給態けい酸含有率は、4.5%であった。
なお、作製された一粒型肥料を作物に施肥した場合、施肥しやすく、作物の生育が良好であった。(表1に示す。)
【0082】
<比較例1>
けい酸質肥料の原料として、ケイ酸資材(鉱さい)を適度な大きさに粉砕した。その後、1mmを超えるものを選別し除去して、粉末のけい酸質肥料の原料を得た。次に、粉末のけい酸質肥料の原料と廃糖蜜とを重量比で96.5:3.5の割合で、ブレンダーに仕込んでよく混練した。
この混練物とカキ殻粉砕物(粒子径D50が0.05mm)とを、重量比で80:20の割合でよく混練した。 次に造粒機に仕込んで、水を少量噴霧しながら造粒し、その後、乾燥させて、JIS Z 8801における目開き3.1mmの篩を通過しJIS Z 8801における目開き2.9mm篩を通過できなかったほぼ真円形(平均アスペクト比が0.9)の一粒型混合肥料を得た。
【0083】
<結果>
作製された一粒型混合肥料の可給態けい酸含有率は、5.0%であった。
作製された一粒型混合肥料を作物に施肥した場合、実施例1−4における一粒型配合肥料に比べ、作物の生育が劣った。(表1に示す。)
【0084】
【表1】
【0085】
<実施例6>
鉱さいを適度な大きさに粉砕し、JIS Z 8801における目開き1mmの篩を通過した粉末の鉱さいけい酸質肥料を得た。次に、粉末の鉱さいけい酸質肥料と廃糖蜜とを、重量比で96.5:3.5の割合で、ブレンダーに仕込んでよく混練した。
この混練物を造粒機に仕込んで、水を少量噴霧しながら造粒した。そして、篩を用いてJIS Z 8801における目開き3.4mmの篩を通過しJIS Z 8801における目開き3.2mm篩を通過できなかった鉱さいけい酸肥料を選別した。
選別した鉱さいけい酸肥料とコーティング材として有機石灰セルカ(卜部産業株式会社製)とを、重量比で70:30の割合で造粒機に入れて、水を少量ずつ噴霧しながら、鉱さいけい酸肥料を有機石灰セルカ(副産石灰肥料)にてコーティングし造粒した。
その後、乾燥させてJIS Z 8801における目開き4.1mmの篩を通過しJIS Z 8801における目開き3.9mm篩を通過できなかった一粒型配合肥料を選別した。
なお、作製された一粒型配合肥料は、ほぼ真球形であった。また作製された一粒型配合肥料のコーティング層の平均厚さは、0.7mmであり、可給態ケイ酸含有率は、9.2%であった。
【0086】
<比較例2>
実施例6と同様に、粉末の鉱さいけい酸質肥料を作製した。次に、粉末の鉱さいけい酸質肥料と有機石灰セルカとを、重量比で7:3の割合で、ブレンダーに仕込んでよく混練した。この混練物を造粒機に仕込んで、水を少量噴霧しながら造粒した。篩を用いてJIS Z 8801における目開き4.1mmの篩を通過しJIS Z 8801における目開き3.9mm篩を通過できなかった一粒型混合肥料を選別した。また、作製された一粒型混合肥料は、ほぼ真球形であり、可給態ケイ酸含有率は、8.6%であった。
【0087】
<比較例3>
JIS Z 8801における目開き4.1mmの篩を通過しJIS Z 8801における目開き3.9mm篩を通過できなかったものを選別した以外は、実施例6と同様に行い一粒型鉱さいけい酸質肥料を作製した。また、作製された一粒型鉱さいけい酸質肥料の可給態ケイ酸含有率は、12.1%であった。
次に、有機石灰セルカと廃糖蜜とを、重量比で96.5:3.5の割合で、ブレンダーに仕込んでよく混練した。この混練物を造粒機に仕込んで、水を少量噴霧しながら造粒した。次に、篩を用いてJIS Z 8801における目開き4.1mmの篩を通過しJIS Z 8801における目開き3.9mm篩を通過できなかった有機石灰セルカを選別して、一粒型副産石灰肥料を作製した。
上記一粒型鉱さいけい酸質肥料と上記一粒型副産石灰肥料とを重量比で7:3の割合で混合した肥料を作製した。
【0088】
実施例6と比較例2と3の肥料の可給態けい酸含有率の測定方法は、水−弱酸性陽イオン交換樹脂抽出法とモリブデンブルー比色法の変法を用いた。
【0089】
<肥料の成分溶出試験>
JIS Z 8801における目開き2mmの篩を通過した風乾土200gをタッパー容器に入れ、その土壌の水分含有量が60%になるように純水を加え調整した。実施例6、比較例2、比較例3の肥料200mgをそれぞれ3つずつタッパー容器の土壌に加え、各タッパー容器の蓋をして25℃で一定期間保存した。一定期間保存後、肉眼で確認できる肥料を取り除いた後にタッパー容器の土壌をよく攪拌し、土壌の全量をバットに広げ室内に放置し風乾した。風乾後、土壌を粉砕しJIS Z 8801における目開き2mmの篩を通過した風乾土を供試土壌とした。この供試土壌のpH、可給態ケイ酸含有量を測定し、平均値を求めた。それぞれの結果を表2、表3に示す。
なお、pH、可給態ケイ酸含有量については、ZAパーソナル(全国農業協同組合連合会)を用いて測定を行った。
【0090】
【表2】
【0091】
【表3】
【0092】
表2と表3から実施例6は、土壌pHの上昇後に土壌中の可給態ケイ酸含有量が上昇している。すなわち実施例6は、肥料の効能の遅延化及び効能発現パターンの制御を行えた。
一方、比較例2は、土壌pHの上昇とともに土壌中の可給態ケイ酸含有量が上昇している。従って、肥料の効能の遅延化及び効能発現パターンの制御を行えなかった。
また、比較例3においても肥料の効能の遅延化及び効能発現パターンの制御を行えなかった。
【0093】
<加速試験について、>
実施例7の肥料と比較例5の肥料について、加速試験を行った。実施例7の肥料または比較例5の肥料(約0.5g)を100mLビーカーに入れその後、塩酸(pH4)100g加えた。次にpHメーターをビーカー内の塩酸に浸し撹拌しながらpHを測定した。結果を表4および
図4に示す。
【0094】
<実施例7>
鉱さいけい酸質肥料を適度な大きさに粉砕し、JIS Z 8801における目開き1mmの篩を通過した粉末を得た。次に、粉末の鉱さいけい酸質肥料と廃糖蜜とを、重量比で96.5:3.5の割合で、ブレンダーに仕込んでよく混練した。
この混練物を造粒機に仕込んで、水を少量噴霧しながら造粒し一粒型鉱さいけい酸肥料を作製した。
一粒型鉱さいけい酸肥料とコーティング材として有機石灰セルカ(卜部産業株式会社製)とを、重量比で70:30の割合で造粒機に入れて、水を少量ずつ噴霧しながら、鉱さいけい酸肥料を有機石灰セルカ(副産石灰肥料)にてコーティングし造粒した。また、作製された一粒型配合肥料の重さは、約0.5gであった。
【0095】
<比較例4>
実施例7と同様に、粉末の鉱さいけい酸質肥料を作製した。次に、粉末の鉱さいけい酸質肥料と有機石灰セルカとを、重量比で70:30の割合で、ブレンダーに仕込んでよく混練した。この混練物を造粒機に仕込んで、水を少量噴霧しながら造粒した。また、作製された一粒型混合肥料の重さは、約0.5gであった。
【0096】
加速試験の結果から、実施例7は比較例4と比べ初期においてpHの上昇が早い傾向が確認された。この加速試験について、酸溶液中に入れる試験方法で実際の圃場と異なる環境ではあり、また一般的な施用量に比べ過剰量(通常の2.5倍から5倍相当)の肥料を用いているが、考察としてこの加速試験から実施例7は、まず表面のコーティング材から溶け、pHの急な上昇後ケイ酸肥料が露出し、可給態ケイ酸の溶出が効率よく行われると考えられる。
【0097】
【表4】