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明細書 :砂塵抑制材及び砂塵抑制方法

発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2016-003256 (P2016-003256A)
公開日 平成28年1月12日(2016.1.12)
発明の名称または考案の名称 砂塵抑制材及び砂塵抑制方法
国際特許分類 C09K   3/22        (2006.01)
C05F  11/00        (2006.01)
A01G   1/00        (2006.01)
A01G   7/00        (2006.01)
A01G  13/00        (2006.01)
FI C09K 3/22 E
C09K 3/22 A
C09K 3/22 C
C05F 11/00
A01G 1/00 303B
A01G 7/00 601Z
A01G 13/00 302
請求項の数または発明の数 5
出願形態 OL
全頁数 16
出願番号 特願2014-123017 (P2014-123017)
出願日 平成26年6月16日(2014.6.16)
発明者または考案者 【氏名】鈴木 純
【氏名】星川 和俊
出願人 【識別番号】504180239
【氏名又は名称】国立大学法人信州大学
審査請求 未請求
テーマコード 2B022
2B024
4H061
Fターム 2B022BA11
2B022BA12
2B022BA14
2B022DA19
2B024DA00
2B024DB10
4H061CC41
4H061DD14
4H061EE43
4H061EE51
4H061EE61
4H061HH07
4H061HH11
4H061JJ01
4H061KK02
4H061LL24
要約 【課題】農地表面から発生する砂塵を効果的に抑制することができる砂塵抑制材及びこれを用いた砂塵抑制方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る砂塵抑制材は、テングサ搾りカスと粘状を呈する資材との混合材からなる。前記粘状を呈する資材としては、ヌカまたは肌ヌカを使用することができる。テングサ搾りカスと粘状を呈する資材との混合材からなる砂塵抑制材を作付け前の農地表面に散布することにより、農地から発生する砂塵を抑制することができる。テングサ搾りカスと粘状を呈する資材に加水して液状とした砂塵抑制材を農地表面に散布する方法も有効である。
【選択図】なし
特許請求の範囲 【請求項1】
テングサ搾りカスと粘状を呈する資材との混合材からなることを特徴とする砂塵抑制材。
【請求項2】
前記粘状を呈する資材として、ヌカまたは肌ヌカを使用することを特徴とする請求項1記載の砂塵抑制材。
【請求項3】
テングサ搾りカスと粘状を呈する資材との混合材からなる砂塵抑制材を作付け前の農地表面に散布し、農地から発生する砂塵を抑制することを特徴とする砂塵抑制方法。
【請求項4】
テングサ搾りカスと粘状を呈する資材に加水して液状とした砂塵抑制材を農地表面に散布することを特徴とする請求項3記載の砂塵抑制方法。
【請求項5】
粘状を呈する資材として肌ヌカを使用し、肌ヌカに熱水を供給して糊状とし、テングサ搾りカスと混合した液状の砂塵抑制材を散布することを特徴とする請求項4記載の砂塵抑制方法。



発明の詳細な説明 【技術分野】
【0001】
本発明は、農地等における砂塵の発生の抑制に用いる砂塵抑制材及び砂塵抑制材を使用する砂塵抑制方法に関する。
【背景技術】
【0002】
日本の中部地域においては、冬期から春期にかけて大規模な砂塵が発生する。砂塵が発生する原因としては、平坦で広大な農地を造成したこと、冬期の寒冷な気候による団粒の崩壊により細粒化し乾燥して砂塵が発生しやすくなること、地層下部の細かい土粒子を地表面に掘り起こす耕起や深耕がその原因と考えられる。
砂塵の発生は表土の減少を引き起こすため、長期的な視点からは農業生産環境を劣化させるという問題があり、また近年、砂塵の発生源である農地に近接して住宅地が存在するようになったため、交通障害だけでなく、車や洗濯物への付着等、人々の生活環境に影響を及ぼすという問題がある。
【0003】
砂塵の発生を抑制する方法としては、防砂ネットを設置する、休閑期に麦や牧草を栽培して砂塵の発生を抑制する、地表面の粗度を大きくする、砂塵となる細粒土壌を大気から隔絶する、夏季から秋季にかけて行う耕うんを行わないといった方法があり、砂塵発生領域に粘結性液を噴霧する方法(特許文献1)、砂地表面の砂の一部に固化材を配合し、混錬して加圧した成形体を、砂地表面に分散敷設する方法(特許文献2)等が提案されている。
【先行技術文献】
【0004】

【特許文献1】特開2009-013369号公報
【特許文献2】特開2004-183256号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
砂塵を抑制する方法として、広い農地を対象とすると防砂ネットは有効でなく、休閑期における麦等の栽培は、砂塵発生時にはすき込まれるため、このような場合は有効ではなく、作物によっては、初冬での深耕が不可欠な場合もある。また、有機、無機材料の粘結性材料を砂塵抑制に使用する場合も、作物の生育に影響を与えずに砂塵発生を抑制する必要がある。
本発明は、砂塵を効果的に抑制し、かつ作物の生育にも利用することができる砂塵抑制材及び砂塵抑制方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明に係る砂塵抑制材は、テングサ搾りカスと粘状を呈する資材との混合材からなることを特徴とする。テングサ搾りカスを砂塵抑制材の原料の一つとして選定した理由は、無機鉱物であるパーライトを含むことと、これを内部で膠結するテングサ繊維が存在することによる。
寒天の製造工程では、テングサを煮熟した後、テングサ固形分の沈殿促進のためにパーライトをテングサ煮汁に添加する。パーライトはテングサ搾りカスに含まれて排出される。テングサ煮汁は加圧されて寒天成分が抽出される。そのため、しぼりたて後のテングサ搾りカスは、厚さが1~3cm程度で、幅が1~20cm程度の剥片の塊状を呈する。テングサ搾りカスは無機成分のパーライトとテングサ固形物からなる有機物との混合物であり、ほぼ中性である。
【0007】
テングサ搾りカスと粘状を呈する資材との混合材である砂塵抑制材を畑地等の農地表面に散布すると、土壌表面で砂塵抑制材が堅く固まり、砂塵抑制材によって土壌が外部から遮蔽される。これによって、風等で土壌が飛散することが防止され、砂塵発生が抑制される。砂塵抑制材は、テングサ繊維、粘状を呈する資材、パーライトが絡み合いって固結し、安定した被覆作用を奏するものとなる。
本発明者は、テングサの搾りかすにかえて、トマトの搾りカス、コーヒーの搾りカスの利用を検討したが、これらは、テングサ搾りカスと比べて、相互固着性と形状を保持する能力が劣り、土壌表面を外部環境から遮蔽する十分な効果が得られなかった。
【0008】
砂塵抑制材は砂塵を抑制する作用に加えて、砂塵抑制材によって土壌の表面を被覆する作用が農地表面を被覆するマルチシートと同様な作用を奏し、農作物の生産に好適に利用できる。また、砂塵抑制材を土壌にすき込むことにより作物の育成にも好適に利用できる。砂塵抑制材に含まれているパーライトは、保水性と通気性に富むことから土壌改良材として使用されており、また、テングサの搾りカス(テングサ繊維)は有機物であり、有機肥料と同様に、作物の生育に資することができる。
【0009】
テングサ搾りカスに加える粘状を呈する資材としては、米ヌカ等のヌカ、無洗米の加工工程で排出される肌ヌカが有効に利用できる。
米ヌカは稲の精白工程で得られる種皮や胚芽からなる。本発明においては、米ヌカ以外に、大麦や小麦等の穀物を精白して得られるヌカを、粘状を呈する資材として利用することができる。米ヌカ等のヌカは、ヌカ床や、家畜の配合飼料、きのこ栽培の培地に加える栄養材等として使用されている。
肌ヌカは、無洗米の加工時に排出される。無洗米は白米の表面を被覆している微粉のヌカ層を取り除いたもので、無洗米の加工時に微粉のヌカ層が肌ヌカとして排出される。肌ヌカも栄養分が豊富な有機質材料であり、野菜等の肥料、家畜の飼料として用いられている。
本明細書においては、ヌカと肌ヌカとを区別するため、穀物の精白処理により排出されるものを「ヌカ」、無洗米工程で排出されるものを「肌ヌカ」という。
【0010】
粘状を呈する資材として使用するヌカあるいは肌ヌカは、ともに有機質材料であり、土壌にすき込んで使用することで肥料として作用することはもちろんであるが、本発明においてヌカあるいは肌ヌカを、テングサ搾りカスに加えて使用する粘状を呈する資材として使用する理由は、これらは加水により粘性を呈することから、テングサ搾りカスと混合して用いることにより、混合材全体としての粘性、糊性が向上し、土壌表面に散布して乾燥させることにより砂塵抑制材の粘結性が向上し、土壌表面を堅固に遮蔽することで、土壌が飛散することを確実に防止することができるからである。
【0011】
本発明に係る砂塵抑制方法は、テングサ搾りカスと粘状を呈する資材との混合材からなる砂塵抑制材を作付け前の農地表面に散布し、農地から発生する砂塵を抑制する方法である。砂塵抑制材を農地表面に散布するのみで砂塵を抑制することができる点で有効な砂塵抑制が可能となる。また、砂塵抑制材を散布する際に、テングサ搾りカスと粘状を呈する資材に加水して液状とした砂塵抑制材を農地表面に散布することにより、均一に砂塵抑制材を散布することができる。
また、粘状を呈する資材として肌ヌカを使用し、肌ヌカに熱水を供給して糊状とし、テングサ搾りカスと混合した液状の砂塵抑制材を散布する方法によれば、肌ヌカを糊状として使用することにより、散布された農地表面で砂塵抑制材が堅く固まり、粉体状の砂塵抑制材を散布する場合と比較して散布厚を薄くすることができ、使用する資材の減量を図ることが可能になる。
【発明の効果】
【0012】
本発明に係る砂塵抑制材及び砂塵抑制方法によれば、農地表面から土壌が飛散することを防止し、農地からの砂塵発生を効果的に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】1区~4区(a)~(d)の施工区に散布材を散布した状態の写真である。
【図2】テングサ搾りカスと肌ヌカの混合材からなる砂塵抑制材を農地に散布している状態を示す写真である。
【図3】テングサ搾りカス(a)、肌ヌカ(b)、米ヌカ(c)の写真である。
【図4】肌ヌカを篩分けした状態の写真である。
【図5】篩分け後の肌ヌカの残留分とふるい通過分の写真である。
【図6】農地に砂塵抑制材を散布した状態を示す写真である。
【図7】砂塵抑制材を散布した直後の地表面の状態を示す写真である。
【図8】テングサ搾りカスと肌ヌカからなる砂塵抑制材を散布して3か月経過後の農地の状態を示す写真である。
【図9】砂塵抑制材を散布して3か月経過後の砂塵抑制材の表面状態を示す写真である。
【図10】テングサ搾りカスと米ヌカとの混合材からなる砂塵抑制材を使用した場合の、被覆状況を測定した結果を示すグラフである。
【図11】テングサ搾りカスと肌ヌカとの混合材からなる砂塵抑制材を使用した場合の、被覆状況を測定した結果を示すグラフである。
【図12】団粒分析の結果を示すグラフである。
【図13】肌ヌカを糊状としてテングサ搾りカスと混合した資材を乾燥した状態を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
(砂塵抑制材:テングサ搾りカス/米ヌカ)
テングサ搾りカスと米ヌカとの混合材からなる砂塵抑制材を畑地表面に散布し、砂塵抑制効果を実験した(試験施工I)。
砂塵抑制材の散布に使用した施工区は4区で、それぞれ2.5m×2.5mの面積に散布した。各区域に散布した散布材は下記のとおりである。第1区はテングサ搾りカスのみ、第4区は米ヌカのみである。資材を現地で混合し、人力で散布し、踏圧で被覆した。
テングサ搾りカスのみ(第1区)については加水せず、第2区については、水20Lを加水、第3区については40L加水、第4区については60L加水して混合したものを使用した。散布厚は5cmである。
第1区:テングサ搾りカス:米ヌカ(体積比=1:0)
第2区:テングサ搾りカス:米ヌカ(体積比=2:1)
第3区:テングサ搾りカス:米ヌカ(体積比=1:2)
第4区:テングサ搾りカス:米ヌカ(体積比=0:1)

【0015】
図1に散布した状態を示す。図1(a)、(b)、(c)、(d)は、それぞれ、第1、第2、第3、第4の各区の散布状態を示す。写真で白く見えている部分が砂塵抑制材を散布した区域である。
砂塵抑制材を散布した後、2か月間(1月から3月)にわたり、施工区に施した散布材の状態を目視により観察した。
第1区、第2区、第3区は、いずれも、強風乾燥の条件下であっても散布材の被膜は安定していた。ただし、第1区に比べて、第2区、第3区の方が、安定性の点で優れていた。第4区の散布材は、強風の影響で散布材が漸減した。強風によって散布材が飛散したと考えられる。

【0016】
本実験において、テングサ搾りカスと米ヌカとを混合した混合材に加水すると、テングサ搾りカスのみに加水したときよりも粘性が向上することがみられた。テングサ搾りカスと米ヌカとを混合したものの方が、被覆材として安定して推移した理由は、テングサ搾りカスと米ヌカからなる砂塵抑制材の方が、散布材が乾燥した状態で混合材の結着性がテングサ搾りカス単体の場合よりも良くなるためと考えられる。すなわち、テングサ搾りカスと米ヌカの粘性、糊性が相乗的に作用して、砂塵抑制材の安定性が向上すると考えられる。本実施例は、テングサ搾りカスと米ヌカとを混合した例であるが、米ヌカ以外のヌカについても同様にテングサ搾りカスと組み合わせて使用することにより、混合材の粘性、糊性が向上し、砂塵抑制材として必要な作用が得られると考えられる。

【0017】
上述した実験結果は、テングサ搾りカスと米ヌカとの混合材を土壌表面に散布することで、土壌の飛散を抑制することができること、すなわち砂塵抑制材として十分に利用できることを意味する。なお、第2区と第3区に使用した砂塵抑制材はテングサ搾りカスと米ヌカとの混合比が異なるのみである。米ヌカはきのこ培地等の農業用資材として需要が高いこと、砂塵抑制材は広範囲にわたって散布する必要があることを考慮すると、米ヌカの使用割合が小さい、第2区で使用した砂塵抑制材(テングサ搾りカス:米ヌカ=2:1)の方が実際の使用には有効と考えられる。

【0018】
(砂塵抑制材:テングサ搾りカス/肌ヌカ)
テングサ搾りカスと肌ヌカとを混合した砂塵抑制材を畑地に散布し、砂塵抑制効果を確かめる実験(試験施工II)を行った。
砂塵抑制材は、容量4.6m3、全幅1.99mのマニュアスプレッダを使用して畑地に散布した。図2はマニュアスプレッダを用いて、テングサ搾りカスと肌ヌカの混合材からなる砂塵抑制材を農地に散布している状態を示す。
この実験では、テングサ搾りカスを20m3、肌ヌカを600kg使用した。砂塵抑制材を散布した畑地面積は20aであり、肌ヌカは10aあたりの適切な施用量が300kgとされているからである。試験で使用したテングサ搾りカスと肌ヌカの量は、10aあたり次の通りである。
テングサ搾りカス 100m2×0.03m=3m3
肌ヌカ 30kg/0.81(kg/L)=37.0L=0.04m3
テングサ搾りカスと肌ヌカの体積比は約40:1である。

【0019】
図3は、試験で使用したテングサ搾りカス(図3(a))、肌ヌカ(図3(b))、米ヌカ(図3(c))の写真である。テングサ搾りカスはテングサ繊維が絡み合った塊状をなしている。肌ヌカは粒状で、米ヌカは粉体状である。
図4に、肌ヌカを2mmのふるいで篩分けした状態を示す。図5はふるいに残った分とふるいを通過した分(電子天秤の左側のシャーレ)を示している。2mmふるいの残留分は59%で粒状をなし、通過分は41%で粒状~粉状を呈している。肌ヌカの湿潤密度(自然状態)は0.81g/cm3である。砂塵抑制の実験では、篩分けせず肌ヌカの全量を使用した。

【0020】
図6にテングサ搾りカスと肌ヌカとの混合材からなる砂塵抑制材を農地に散布した状態を示す。テングサ搾りカスと肌ヌカの混合材は、1.5cmの厚さで2層散布し、被覆資材の厚さが合わせて3cmとなるようにした。図6で、左側の白く見えるところは2層散布終了したところ(厚さ3cm)、右側のやや黒く見えるところは1層散布したところ(1.5cm)である。
図7は、テングサ搾りカスと肌ヌカとの混合材からなる砂塵抑制材を散布した直後の表面状態を拡大して示す。粒状の肌ヌカが見えている。
テングサ搾りカスと肌ヌカとの混合材の散布厚は、複数箇所で100ml採土管を被覆材に打ち込んで被覆材を採取し、70℃で乾燥させて平均厚さに換算した。

【0021】
図8は、テングサ搾りカスと肌ヌカからなる砂塵抑制材を散布して、3か月経過後の状態を示す。畑地の表面全体が、テングサ搾りカスと肌ヌカからなる砂塵抑制材によって被覆されている。
図9(a)、(b)は、3か月経過後のテングサ搾りカスと肌ヌカからなる砂塵抑制材の表面状態を拡大して示す。図9(b)は、表面を覆っていた塊(図9(a))を引き起こした状態を示す。砂塵抑制材の塊によって土壌表面が安定的に覆われていたことを示している。
テングサ搾りカスと肌ヌカとの混合材からなる砂塵抑制材を散布して4か月後の農地のは、砂塵抑制材を散布していない農地からは砂塵が発生するのに対し、砂塵抑制材を散布した農地からは砂塵が発生せず、テングサ搾りカスと肌ヌカからなる砂塵抑制材が砂塵発生を抑制する方法として有効であることが確かめられた。

【0022】
(砂塵抑制材による土壌表面の被覆作用)
砂塵抑制材の機能としては、確実に土壌表面を被覆し、乾燥や強風による剥がれ、めくれ、被覆の偏りによって、砂塵の発生部分である地表面が露出しないことが肝要である。砂塵抑制材の砂塵抑制作用を期待する季節は、気温の低い冬期~春季であるから、この期間に砂塵抑制材が分解してしまう可能性は低い。
前述したテングサ搾りカスと米ヌカとの混合材からなるものを使用した実験例(試験施工I)について、砂塵抑制材を散布してから4か月後に、100ml採土管による土の採取と、目視による剥がれと飛散の確認により、被覆効果を確認した。
採土管による被覆厚Dの計算は次式による。
D=W/A・ρd
Wは被覆材の乾燥重量(g)、Aは採土管の面積(20cm2)、ρdは被覆材の乾燥密度(g/cm3)である。テングサ搾りカスの乾燥密度ρdは0.17g/cm3、米ヌカの乾燥密度ρdは0.2g/cm3であるので、混合材の乾燥密度はこれらの配合割合で算出した値を使用した。
テングサ搾りカスと肌ヌカとの混合材からなるものを使用した実験例(試験施工II)では、施工後、畑地周辺への被覆資材の飛散状況と、被覆箇所での被覆資材の状態観察を行い、定規を用いて被覆資材の厚さを直接測定した。

【0023】
図10は、テングサ搾りカスと米ヌカとの混合材からなるものを使用した実験例(試験施工I)について、被覆状況を測定した結果を示す。それぞれの折れ線は、テングサ搾りカス:米ヌカの体積比が1:0、2:1、1:2、0:1の各区の測定結果である。被覆資材の初期厚さは5cmである。試験施工Iでは、米ヌカのみの区で、被覆厚が最低で1cm台となっている箇所がある他は、すべての試験区で、被覆厚が2cm以上となっていた。また、米ヌカの含有量が少ない区の方が被覆厚さが大きいという結果となった。
このことから、いずれの被覆資材によっても被覆効果が発現していること、米ヌカの含有量が小さいほど残存する被覆資材の厚さが大きいことが確認された。
なお、テングサ搾りカスのみの区において、被覆資材の施工厚さが5cmを超える数値が出現していることは、試験施工の際に、踏圧によって締め固めた影響によるものである。

【0024】
図11は、テングサ搾りカスと肌ヌカとの混合材からなるものを使用した実験例(試験施工II)について、被覆資材を散布して4か月後の被覆資材の厚さを測定した結果を示す。厚さの測定は、被覆資材を散布した畑地の20m、40m、60m、80mライン(20m間隔)に沿って、散布区域の端から0m、5m、10m、15m、20mの位置で行った。
図11に示すように、20mと40mラインの15mの位置と、80mラインの0mの位置で地表面が露出している箇所が確認された。これらの箇所は、地表面が冬季の整地の際に凸状となった箇所であり、風によって被覆資材が飛ばされた箇所である。この他に、厚さが1cm台の箇所が5か所確認されたが、これらの箇所も前述同様に、整地により凸状となった箇所であった。

【0025】
全測定箇所(20箇所)の平均厚さは、1.6cmとなり、吹き溜まりのように厚さを増している箇所が60mラインの20mの位置のみで、全体として、被覆資材による被覆状態が維持されていると判断された。また、20mの測定箇所について見ると、40mラインを除いて他の箇所よりも被覆が厚くなっている。これは、隣接する西側の区画から土壌が移動してきて、被覆材にかぶさったためである。調査の際に、この測定箇所では、被覆資材の上に土壌が約3cm被覆されていることが確認された。
試験施工IIでは、テングサ搾りカスと肌ヌカの体積比は約40:1と、容積のほとんどをテングサ搾りカスが占めている。この場合も、ほぼ安定して地表面を被覆していることから、テングサ搾りカスが主体となる資材でも砂塵を抑制することが明らかになった。

【0026】
(砂塵抑制材による土壌改良効果)
畑地に使用する砂塵抑制材が作物の生長に及ぼす影響を確かめるためにキャベツとレタスの栽培実験を行った。表1にレタスとキャベツの栽培実験結果を示す。

【0027】
【表1】
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【0028】
レタスは、多くの作物のうちで、特に出荷基準が厳しい作物の一つであり、小さくても大きくても出荷基準に 抵触する。そのため農家が最も土壌肥培管理に 気を遣う作物の一つである。
栽培実験は、試験施工Iの試験区から回収したテングサ搾りカス 2:米ヌカ1の被覆資材5cm換算量と慣行量の有機肥料と化成肥料をすきこんだ処理1、処理1から有機肥料を除いた処理2と、慣行施肥のみで被覆資材材を混入しない対照区を設定し、1/2,000ワグネルポットを用いて、それぞれ8 ポットについて行った。
8月に移植し、10月に収穫した。この間、適宜灌水し、2回の追肥を行った。栽培位置によるレタスの生長への影響がないよう、ポットの位置を適宜変えて生育させた。
表1に示すように、対照区と処理1ならびに処理2の試験区との間に,レタスの生長要素に差は認められなかった。

【0029】
キャベツの栽培試験は、砂塵抑制材を被覆したまま栽培することを想定し、大学に付属する圃場において、試験施工Iのサイトから持ち込んだ被覆資材を土壌表面に被覆しなおして実施した。
実験区として、有機肥料と化学肥料の慣行の施肥を行った1.2m×5mの2区を設定し、キャベツを株間50cm、畝間80cm で各24個体栽培した。テングサ搾りカス 2:米ヌカ1の砂塵抑制材を厚さ5cmに被覆した試験区と、裸地の対照区を設定して試験した。
移植は8月に行い、11月に収穫した。灌水は適宜行い、追肥は一株あたり10gの化成肥料を地表面下5cmの株元に2回実施した。

【0030】
表1に示すように、砂塵抑制材を5cmの厚さで被覆したキャベツ栽培では、砂塵抑制材を施用した試験区でのキャベツの生長が、対照区より良好で、有意に差があった。これは、キャベツの植え付けは8/23に行ったが、砂塵抑制材による被覆の効果で土壌水分が対照区より多かったことで、特に初期生育が試験区で良好に経過したことによる効果が大きい と考えられる。このことは、キャベツの根の量(生重ならびに乾燥重)が試験区のものが対照区のものと比較して大きくなったことからも推察される。また、被覆により、雑草の発生をほとんど抑えることができた。
このキャベツについての栽培実験は、砂塵抑制材が営農に積極的に利用できる可能性があることを示すものと考えられる。

【0031】
(砂塵抑制材が土壌構造に及ぼす作用)
テングサ搾りカスと米ヌカとの混合材からなる砂塵抑制材の施用が土壌の構造に影響を及ぼしているかを確認するため、団粒分析試験を実施した。
団粒分析の試料として、前述したレタス栽培に使用した栽培処理1の土と、対照区の土の2つを使用した。試料は風乾処理後に5mm ふるいを通過させたものを、試料分取器を通して約40gの4試料を作製し供試した。供試体は、含水比を50%に調整し、これを直径150mmのガラスシャーレに入れ、温度調整器で温度処理した。設定した温度は、長野県塩尻市岩垂の観測でえられた気温と地表面温度に基づいて、-16℃~10℃の日周期を設定し、7日間処理した。試料をシャーレに封入して処理することにより、処理中において含水比は維持され、凍結と融解が繰り返される状況を再現した。

【0032】
団粒分析は、2.0、1.0、0.5、0.25ならびに0.105mmの水中篩別であるが、0.105mmふるいを通過した成分を含む懸濁液は,0.075、0.045、0.02mmふるいを通し、0.02mmふるい通過分は水を乾燥させて特定した。なお、2.0、1.0、0.5、0.25ならびに0.105mmの水中篩別を終えて各ふるいに残った試料は、絶乾して秤量した後にヘキサメタリン酸ナトリウム1N溶液を加えて振とう器を用いて分散させて、再度ふるいを通した。この処理によって、各ふるいに残存した試料に含まれる単粒量が特定できる。

【0033】
図12は、団粒分析の結果を表したものである。図12中の同一粒径に付されたaとbは、土粒含有量にp<0.05水準で有意な差があることを示している。この分析結果は、2mm以上の団粒は有意に処理土壌(砂塵抑制材をすき込んだ土壌)で多く、1~0.5mmと0.5~0.25mmの団粒は対照土壌(砂塵抑制材をすき込んでいない土壌)が有意に多いことを示している。 上記試験結果から、テン グサ搾りカスと米ヌカからなる砂塵抑制材を土壌に混入すると、施用して約 6か月後の凍結融解処理によって、粗大な 2mm 以上の団粒が対照土壌にくらべて増加し、微細な土粒は減少することがわかった。

【0034】
ここで、土壌の団粒構造の指標として用いられる平均質量直径MWDAによって、砂塵抑制資材の混入の効果を確認する。MWDAは次式で表される。
【数1】
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Wiはi番目のふるいに残った試料の乾燥質量(g)、Dはi番目のふるいに残った試料の平均粒径で、ここでは、1番目が3.5mm、2番目(1mmふるい残留)1.5mm、3番目(0.5mmふるい)0.75mmなど残留ふるいとその一つ大きな篩との平均値をあてた。なお、0.02mmふるい通過分は0.01mmとおいた。その結果、対照土壌の0.294に対して、処理土壌は0.297とわずかではあるが、処理土壌のMWDAが対照土壌を上回った。このことから、砂塵抑制被覆資材の混入が、砂塵が発生しにくい土壌に改良するとは直ちには言い切れないが,凍結融解作用に対する土壌構造の安定化を予測させる結果が得られたと考えられる。

【0035】
(砂塵抑制材の減量方法)
砂塵抑制材を用いて砂塵を抑制する際には、広範囲の農地に砂塵抑制材を散布しなければならない。実験では、テングサ搾りカスと米ヌカとの混合材からなる砂塵抑制材の被覆厚を5cmとしたのに対し、テングサ搾りカスと肌ヌカとの混合材からなる抑制材は被覆厚を3cmとしたことで、減量が図られている。しかしながら、テングサ搾りカス、米ヌカ、肌ヌカとも一定量の産出は見込めるものの、散布用として使用量が大量になることを考慮すると、砂塵抑制材の原料の減量方法を検討する必要がある。

【0036】
そこで、肌ヌカに加水して糊状とすることにより、テングサ搾りカスの減量と肌ヌカの減量を図る方法について検討した。
まず、糊状の肌ヌカを作製する。肌ヌカ10cm3と50cm3に、それぞれ65℃の水50cm3を加え、よく攪拌してシャーレに入れ、65℃で2日間静置して2種類の糊状の肌ヌカA、Bを作製した。
別に、テングサ搾りカス200cm3に65℃の水200cm3を加え、65℃で2日間静置し、テングサ搾りカスと水との混合材Cを作製した。混合材Cの容量はおよそ300cm3である。
次に、テングサ搾りカスと水の混合材Cを2分し、テングサ搾りカス150cm3と糊状の肌ヌカAとを混合した試料1と、テングサ搾りカス150cm3と糊状の肌ヌカBとを混合した試料2を作製した。次いで、これらの試料1、2を室内で乾燥させた。

【0037】
図13は、試料1、2を乾燥させた後の状態を示す写真である。図13(a)は試料2、図13(b)は試料1の乾燥後の写真である。いずれの試料とも、混合材は堅く固化しており、土壌表面を被覆することで土壌の飛散を防止する砂塵抑制材として効果的に使用することができると考えられる。
肌ヌカを糊状としてテングサ搾りカスと混合した混合材は、乾燥することにより、前述したテングサ搾りカスと肌ヌカとを単に混合した砂塵抑制材と比べて、より堅く固化することから、従来のテングサ搾りカスと肌ヌカとの混合材の散布厚を1/2~1/3程度に薄くすることが可能である。散布厚を薄くすることにより、テングサ搾りカスの使用量と肌ヌカの使用量を削減することができる。

【0038】
砂塵抑制材の散布厚を3cmとすると、テングサ搾りカスと米ヌカ、テングサ搾りカスと肌ヌカを単に混合して散布する方法による場合の使用量(1aあたり)はおよそ以下のようになる。
米ヌカを使用する場合
テングサ搾りカス 10m×10m×0.02m=2m3
米ヌカ 10m×10m×0.01m=1m3
肌ヌカを使用する場合
肌ヌカ 30kg/a×1/0.81=37L=0.037m3
テングサ搾りカス 3m3-0.037m3=2.963m3
一方、テングサ搾りカスと肌ヌカに加水して混合し、液状の混合物として散布する場合は、テングサ搾りカスの量を上記方法の1/2程度に減量することが可能である。この場合の所要量は以下のようになる。
テングサ搾りカス 10m×10m×0.01m=1m3
肌ヌカ 30kg/a×1/0.81=37L=0.037m3
水 30L(25℃)、36L(85℃)

【0039】
このように、テングサ搾りカスと肌ヌカに加水して、液状の混合物として散布する場合は、前述した実験例のように、肌ヌカに加水して加熱し、糊状として使用することも可能であるが、肌ヌカに85℃程度の温水を加えて、テングサ搾りカスとともに、タンク内で事前に混合して、糊状化を促進させながら散布する方法が現実的な方法である。
なお、砂塵抑制材を散布する場合に、散布物を液状として散布する方法は、農地表面に混合材を均一に散布する方法として有効である。
テングサ搾りカスと米ヌカとの混合物等の他の砂塵抑制材を使用する場合も、加水することにより米ヌカの粘性が増加することから、テングサ搾りカスとの結着性の向上が見込め、砂塵抑制材を液状として散布することにより、農地表面に均一に混合物を散布することができるという利点がある。


図面
【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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