Organic and inorganic substance-compounded soil improver
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【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、簡単な化学変化により改質した石炭灰を無機質原料に用い活性汚泥やバークなどを有機質原料にして得た、有機無機複合土壌改良剤に関するものであって、本改良剤により土のイオン保持能や吸着能など理化学的特性を改善することで品質の高い作物を高生産できる生育環境を作り出すことに係わる。
【０００２】
【従来の技術】花崗岩が風化して生じた土壌、いわゆる、マサ土は、砂礫質であることが多く、植物の養分であるアンモニウムイオン、カリウムイオン、などの陽イオンを保持する能力が小さい。 このため、肥沃度の低い、農業生産力が劣る土壌となる。 わが国の火山灰土壌とか、熱帯地域に広く分布するラトゾル等の土壌も、また、粘土コロイドの質的理由により同様に養分保持能が小さく、生産性が低い。 つまり、これらの土壌は、硫安などの肥料を施肥しても、アンモニウムイオンを保っておく力が弱いため、雨水や灌漑水の浸透によって、窒素養分が容易に流亡してしまう。 このような、作物生育上不利な性質を改善するため、ベントナイト、天然ゼオライト、有機質堆肥などの土壌改良剤を施用し、養分の吸着保持能を高める努力がなされている。 しかし、従来の改良剤は、性質改善効果の点や経済性の立場から問題のあるものも少なくない。 効果が大きく、かつ、低廉価な土壌改良剤の出現が待たれている。
【０００３】一方、わが国には、現在、ほぼ４０数基の大型石炭火力発電所があり、ここから廃出される石炭灰の量は、年間約４００万トンにものぼっている。 発電所以外の、石炭を燃料として用いる製鉄所や工場などからの廃出も加えれば、さらに多量の約５５０万トンの石炭灰が一年間に廃棄されている。 将来建設される発電所からの灰も加算され、廃棄石炭灰は今後なお増加してくることが予想されている。 一部セメント原料などに用いられる他、適切な処理方法が少ないこの石炭灰は、半量以上が利用されることなく、他の固体廃棄物と一緒に埋め立て処分されてきた。 しかし、最近では、セメント需要の頭打ち、漁業補償などに絡んだ埋め立て地確保の困難さなどから、廃棄物としての石炭灰が、環境保全の立場から全国的に大きな問題を投げかけるようになっている。 今後とも益々増加するであろうこの廃棄物の処理問題を解決するため、その積極的な再資源化や有効利用法の開発が強く切望されている。
【０００４】
【発明が解決しょうとする課題】本発明は、石炭火力発電所等から産業固体廃棄物として排出される石炭灰をアルカリ等と化学反応させて得た生成物に、活性汚泥やバークなどの有機質の廃物を混ぜて複合化処理して有機無機複合土壌改良剤を製造し、この改良剤を用いて、低肥沃度の土壌を、高品位作物が高収量で栽培できる生育環境の土壌に改善することによって、農業上の不都合な点を改良するとともに廃棄物あるいは未利用資源としての石炭灰の活用法を見いだし、環境保全上の問題をも解決しようというものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、アルカリ等との化学反応によって高いイオン交換能や大きい吸着能などの好都合な表面特性を獲得した石炭灰と各種有機物の複合体を使い、作物生育にとって有用な性質を土壌に付与する手段を与える。
【０００６】
【作用】主成分が非晶質ケイ酸アルミニウムである石炭灰をアルカリ等と反応すると、多孔性で比表面積が大きく様々な物質を吸着保持する上、高いイオン交換能を発現する性質を持った結晶性物質に一部ないし全てが変化する。 この物質に活性汚泥やバークなどの有機原料を添加し複合・熟成化すると、無機的および有機的にきわめてバランスのとれた、多機能性の土壌改良剤が生じる。
このようにして得られた改良剤は、化学的に有機ケイ酸アルミニウムコンプレクスになっており、肥沃度の高いことで知られているチェルノーゼム土の主要成分に酷似しているため、有効かつ著しく効果的な土壌改善能力を安定して発揮する。
【０００７】
【実施例】次に本発明の実施例を示す。 この実施例に使った有機無機複合土壌改良剤の調製法の例を述べる。
【０００８】調製例：活性汚泥の風乾物を有機質原料に選び、以下に述べる方法で得た物質を無機質原料に使った。 つまり、冷却管を取り付けた三角フラスコに、粒径の細かい石炭灰（フライアッシュ粉末）と３．５Ｎ Ｎ
ａＯＨ水溶液を重量比で１対３．４の割合に混合して入れ、ホットプレート上で約９０℃にて２０時間ほど加熱処理した。 処理後、遠心分離法にてよく水洗した。 次に、１Ｎ ＣａＣｌ２水溶液を加え、往復震とう器でシェイキングしＣａ飽和処理した後、過剰のＣａＣｌ２を水洗除去して１０５℃にて乾燥し粉末を得た。 この粉末の無機質原料と有機質原料を１対４（重量比）の割合で混ぜ、一定期間、熟成を処理行い複合化させた。
【０００９】実施例：花崗岩が風化して生じたマサ土（土性は砂質壌土、場所は愛媛県松山市）の水田休耕地に、秋バレイショ（ダンシャク）を栽培して、本土壌改良剤の効果を実証した。 １．１ｍにうね立てし、種イモを約４０ｃｍ間隔でほぼ１０ｃｍ深さに植え付け、無処理区とした。 この区と同様の植え付けを行い、種イモの間に、改良剤を約４００ｇづつスポット状に施用し、全量で１０アール当たりほぼ８００ｋｇ添加した試験区を設け、処理区とした。 また、改良剤の代わりに活性汚泥のみを使った試験区を有機処理区とした。 施肥、散水などの肥培管理を全く同じにして、平成３年９月１０日から同年１１月３０日まで前述のバレイショを栽培し、生育調査を行なって、無処理、有機処理区および処理区の間の生育状態を比較した。 生育調査は、各処理区から無作為に十数個のバレイショを取り出し、生重量および大きさを計測して行った。
【０００１０】各試験区の間には、生重量、大きさともはっきりした相違が認められた。 すなわち、無処理区におけるバレイショ生重量の平均値と標準偏差は、１２
８．６ｇ、±２１．９ｇで、大きさの平均値と標準偏差は、５．８ｃｍ、±０．３ｃｍであった。 有機処理区においては生重量の平均値と標準偏差は、１６８．７ｇ、
±１７．８ｇで、大きさの平均値と標準偏差は、７．４
ｃｍ、±０．３ｃｍであった。 一方、処理区では生重量の平均値と標準偏差は、２６１．２ｇ、±１０．９ｇ
で、大きさの平均値と標準偏差は、９．５ｃｍ、±０．
２ｃｍであった。 無処理区、有機処理区、処理区の順に、後の区ほど、生重量および大きさが増大している。
データを一元配置分散分析にて統計処理したところ、各区の間には有意の差が認めれれた。 この生育調査結果より、マサ土のバレイショに対する生育環境は、活性汚泥自体の施用でも多少は改良できるが、本発明品の有機無機複合土壌改良剤によって、さらに大きく改善できることが明かとなった。
【００１１】
【発明の効果】本発明は、アルカリ処理した石炭灰を無機質原料に、活性汚泥やバークなどを有機質原料に用いて、複合化処理することで有機無機複合土壌改良剤を製造し、この改良剤を利用して、低肥沃度の土壌を、高品位作物が高収量で栽培できる生育環境の土壌に改善しようというものである。 産業廃棄物として多量に廃出され処理に困っている石炭灰および有機質の廃物である活性汚泥やバークなどを積極的に有効利用しょうとするものなので、保肥力を強化して農業上の不都合な点を改善するのはもちろんのこと、環境浄化・廃棄物処理にも役立つという有利な効果を生み出す。
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