JPS63251014A

JPS63251014A - 土壌の保水性を向上させる方法

Info

Publication number: JPS63251014A
Application number: JP62083900A
Authority: JP
Inventors: 千秋須藤
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1987-04-07
Filing date: 1987-04-07
Publication date: 1988-10-18

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】り棗上夏■ユ１１本発明は、保水性の悪い土壌あるいは乾燥地の土壌（砂
のみの場合も含めた土壌一般）の性質を改良する方法に
関するものである。

よ　　　　の口近年、降水Ｇの少ない乾燥地、沙漠地（砂漠。

土製、君漠）等における虚業あるいは緑化事業の手法が
種々摸索されている。そして、従来からの土壌保水性の
改良法として、土壌改良剤（ポリアクリル酸ナトリウム
、ポリビニルアルコール等のへ分子系材料、ベントナイ
ト等の粘土鉱物系材料）を土壌中に混入し、土壌の保水
性を向上させる方法が知られている。とりわけ、ベント
ナイトは微粉状態で自重の数倍程度の膨潤性の吸水をす
ることから、水田の漏水対策等に使用されてきた。

しかしながら、沙漠地の様な苛酷な乾燥地域にあっては
、斯かる土壌改良剤を用いても十分な保水性を得ること
ができない。そのため近年では、ヒトＯゲル化するポリ
マー（例えば、ポリアクリル酸系ポリマー、ポリビニル
アルコール系ポリマー、澱粉アクリル酸グラフト重合物
等の水溶性ポリマーを必要最小限架橋させたもの）を用
いた乾燥地向けの保水剤についての研究が行われている
。

この様な高吸水性ポリマーは微粉末状態で提供されてお
り、極めて速やかに水分を吸収して膨潤する。その吸水
量は自重の２００〜１０００倍程度にも達し、それ自体
の保水性は非常に優れている。ところが、該ポリマーは
これを土壌保水剤として使用する場合、次の様な欠点を
有している。

■高吸水性ポリマーが土壌粒子と同程度の大きさである
か、ないしはさらに小ざい微粉体であるため、これを土
壌中に混入した状態で風によって飛ばされ、あるいは雨
水によって流されることが多い、■吸水性ポリマーが迅
速かつ激しく吸水するため、土壌に対する混入方法（施
工方法）、あるいは安全性（呼吸による吸入の危険性）
を配慮した取扱い上の管理方法が従来の土壌改良剤に比
して複雑である、■高吸水性ポリマーが単一材料（純粋
材料）として形成されているため、土壌中で吸水すると
、高倍率で等方的な膨張が生じ、土壌粒子間の空隙を塞
いで土壌中の気相を減少させ、植物にとって必要な空気
の流通を阻害し、植物の成育が妨げられる。

。　　　　°　るた　の−　　゛よび本発明は斯かる技術的背景の下に創案されたものであり
、高吸水性ポリマーの様な微粉末ではなく、吸水反応が
適度に緩和された水膨潤性エラストマーを用いて土壌の
性質（保水性）を改良することをその目的としている。

この目的は、■水膨潤性エラストマーを、粒状またはそ
れよりも大きな形状体として土壌中に混入し、または埋
設することによって、あるいは■水膨潤性エラストマー
で形成した網状体で土壌の表面を覆い、該土壌表面に固
定することによって達成される。

水膨潤性エラストマーとしては、■高吸水性ポリマーを
ポリウレタン樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体塩化ビ
ニル樹脂等の軟質樹脂、あるいはゴムに配合したもの、
あるいは■ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂の如くエラ
ストマー自体が親水基を持ち、吸水性を有するものを挙
げることができる。

水膨潤性エラストマーとしては、■高吸水性ポリマーを
ポリウレタン樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体塩化ビ
ニル樹脂等の軟質樹脂、あるいはゴムに配合したもの、
あるいは■ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂の如くエラ
ストマー自体が親水基を持ち、吸水性を有するものを挙
げることができる。この水膨潤性エラストマーは、例え
ば５ｍ角程度の粒状体として、あるいは短冊状態として
、あるいは網状体（シート状のものに多数の穴をあけた
ものをも含む）としてこれを利用することができる。粒
状体は土壌中に混入して使用され、短冊状体は土壌中に
間隔を置いて並べた状態で埋設され、網状体は土壌の表
面を覆って使用される。

土壌の保水性を評価するには、土壌中に含まれる水分が
植物にとって利用できる形態であるが否かについて吟味
しなければならない。その評価法としては、ｐＦ値を用
いるのが農学上一般的である。ｐＦ値は、土壌粒子が水
を保持する力を水柱高（ｃｍ）に換算し、その絶対値の
常用対数をとった値である（ｐＦ３＝１気圧）。

一般に、植物の成育に適する土壌は２〈ｐＦ〈４．２で
あると言われているが、本発明方法により、土壌中に粒
状または短冊状体を混入または埋設した場合には、ｐＦ
４．５程度になるものと推定される（実測による確認を
行なっていない）。その理由は、後記試験例１によれば
、砂のみの培地に比して本発明方法により砕中に水膨潤
性エラストマーを混入または埋設した培地の方が初期の
成育状態がむしろ比較的悪く、時間の経過とともに逆転
し、また第７図をも勘案すると、本発明方法により砕中
に水膨潤性エラストマーを埋設した培地では、植物に対
する水分の補給が気相（湿分）によって行われていると
考えられるからである。それ故、水膨張性エラストマー
を用いて保水性をより良好に維持するには、マルチング
〈水分の蒸発を防ぎ、土壌温度を一定に保つための手段
（ｍｕｌｃｈ　）で土壌を覆うこと）を併用するのが有
効である。

本発明で使用する水ＷＥ潤性エラストマーは、加硫ゴム
状の外観を呈し、任意形状に形成され（ｑる　□のが特
徴である。それ故、該エラストマーを豆粒大の大きさに
形成して汎用される耕耘機械で土壌中に混入することが
でき、また該エラストマーをシート状に形成して通常使
用されている農業用シートと同様の施工を行い得る等、
従来の農業土木技術の応用が可能である。

また、本発明で使用する水膨潤性エラストマーは、高吸
水性ポリマー単体に比してその吸水反応性（膨潤速度、
吸水率）を小さく設定することができ、管理上の問題が
少なく、安全性を配慮した取扱いが容易である。

さらに、本発明方法にあっては、水膨潤性エラストマー
中に窒素、燐酸、カリウムの如き植物の成育に有効な成
分を可溶性塩（Ｃａ（ＪＰＯｐ）２　。

ＣａＣＯ３，にＣ１，ＮＨＨＣｌ２）の形態で配合して
おくことにより、土壌中の水分にそれ等の有効成分を溶
出させることも可能である。配合量は、水膨潤性エラス
トマーの施工量、植生の密度、効果持続期待年数等の諸
条件を考慮して決定すべきである。ただし、乾燥地、市
街地等、元来植物が成育し難く土壌自体の保肥力が貧弱
な場所で本発明方法を実施する場合には、過度な施肥を
行うと塩類が集積する等の不具合を招くことに留意する
必要がある。

筑鼠Ｍユ ■スチレン・ブタジェンゴム中にアクリル酸ナトリウム
・ポリビニルアルコール共重合体の微粉を配合し、自重
の約１０倍の吸水をする水膨潤性ゴムを用意した。

■約５＃ｌｆｆ１角の粒状体として形成した水膨潤性ゴ
ム粒４を（４００ｇ）を砂１（２６Ｋｇ）中に混入した
ものを用意し、これを底部に水抜き用の穴３を多数形成
したポリスチレン樹脂製容器２内に入れて水（４Ｋｔ　
）を与えた（第１図）。

■前項■における場合と同様に容器２内に砂１（２６／
（ｙ）を入れ、砂１中には短冊状水膨潤性ゴム５（寸法
：　３０Ｘ　４０Ｘ　５ｍ　）を不織布６と共に埋設し
た。短冊状水膨潤性ゴム５は、はぼ同一水平面内で格子
目状態にこれを並べ、その上への砂の投入によって隣接
する水膨潤性ゴム５．５の間が砂で埋まらない様に不織
布６を重ねた。この短冊状水膨潤性ゴム５と不織布６の
組合せを間隔を置いて上、下に配置した。斯かる土壌構
成のものに対して前項■と同様に水（４Ｋｓ）！与えた
（第２図。

第３図）。

■容器２内に砂１（２６Ｎｇ）を入れたものを用意し、
これに水（４Ｋｇ）を与えた（第４図）。

■前記項目■、■、■について保水量の変化を調べ、そ
の結果をグラフとして第５図に示した。

く試験結果の評価〉砂のみで構成した試料の保水性は、吸水直後で良好であ
るが、時間の経過とともに大きく低下する。それに対し
て、水膨潤性ゴムを用いた試料（特に水膨潤性ゴム粒４
を用いたもの）では保水性の変化が少なく、長時間に亘
って給水の効果が持続することが判る。

筑笠Ｖ１試験例１における項目■、■、■と同様な三種類の試料
を用い、０吊を同じ＜２６Ｋｇとして、表層６　Ｋｇの
砂にバヒアグラス（植物）の種３０ｇをそれぞれ混入し
た後、十分な給水を行なって放置した（植物の発芽育成
試験）。

く試験結果〉発芽から初期の成育にかけては、砂のみの試料（第４図
）を用いたものが最も良い結果（成育良好）を示したが
、約３０日経過後から枯死が目立ちはじめ、５０日経過
後には完全に死滅した。それに対して、水膨潤性ゴムを
用いた試料（第１図、第２図）では、５０日経過した後
でも生存数の方が多かった。この結果は試験例１の結果
とも一致している。

ｍ旦ポリスチレン樹脂製容器２Ａ内の砂１（２，１Ｎｇ）中
に第６図図示の様に水膨潤性ゴム製シート７（１２０Ｘ
　１６０Ｘ　５ａｓ＋、重量的１２０ｇ）を埋設したも
の、および同一形状の容器内に砂のみ（２，２Ｎｇ）を
入れたものを用意し、各々の容器内に水（１Ｋｇ）を与
え、時間の経過にともなう砕中湿度の変化を調べた。そ
の結果を第７図に示す。

〈試験結果の評価〉砂のみの試料では時間の経過とともに砕中湿度が大きく
低下するのに対し、水膨潤性ゴムを用いた試料では砕中
湿度の変化が少ない。この結果と試験例２の結果゛とを
考え合せると、水膨潤性ゴムを用いた場合における植物
に対する水分の供給が湿分によって行われることが推定
される。

以下、水膨潤性ゴムの具体的使用例を示す。

使」ｎ」１」−（第８図）短冊状水膨潤性エラストマー８を縦横方向に間隔を置い
て規則正しく並べ（格子状配列）、これを不織布９，９
で上、下面から挟み込んだものをほぼ水平姿勢で土壌中
に埋設する。

不織布９は短冊状水膨潤性エラストマー８，８０間隔部
分に土壌が入り込まない様にするためのものである。

短冊状水ａ潤性エラストマー８の膨張は等方的であって
、肉厚方向に比し縦、横方向で膨張量が大きいため、上
、下の土壌に対する圧迫が少ない状態で保水させ得る。

４ＬＨＬ！１Ｊｉ（第９図）水膨潤性エラストマーで筒状体１０を形成する（第９図
（ａ））。筒状体１０を自由な状態で膨潤させると第９
図＜ｂ＞の様になるが、土壌中では膨潤しても土圧によ
って潰されるため（第９図（Ｃ））、外形寸法の変化が
少なく、土壌の変位を十分抑えることができる。

使」■１旦（第１０図）使用例２におけるものと同様な筒状体１０の外周に非ｆ
５潤性布１１を巻き付けて外形変化を抑えるとく第１０
図（ａ））、第１０図（ｂ）の様に筒状体１０がＩ！！
潤し、土壌の変位を防ぐことができる。

丸几丞Ａ（第１１図）水膨潤性エラストマーで半円筒体１２を形成し、その外
周に非膨潤層１３を一体化させたものを間隔を置いて配
列し、不織布１４を併用して土壌中に埋設する（第１１
図（ａ））。

半円筒体１２が膨潤すると、第１１図（ｂ）の様に非膨
潤層１３の拘束により全体が偏平になる傾向があるため
、周囲の土壌に対する圧迫がない。

使ｆｆ１（第１２図）第８図に示す短冊状ａ潤性エラストマー８と不織布９と
を組合せたものを、杭１５をもって土１８１６内に固定
しておけば、雨水で流出し易い土壌であっても、短冊状
膨潤性エラストマー８．不織布９および土壌自体の流出
を防ぐことができる。

便Ｊ目九旦（第１３図）地表水の浸食作用、乾燥の顕著な箇所（緩傾斜部）の表
面を、そだ、かや、麦わらなどを用いて網状に被う、所
謂網伏せ工を水膨潤性エラストマー製シートで形成した
網状体１７で覆い、杭１８．１８・・・をもって固定す
る。この方法によれば、土壌表居の浸食を防ぎ得るとと
もに、保水性を兼ね、植物の成育を保証し得る。

ＵＵＪＬＬ（第１４図）海岸砂丘の保全等のために、そだ、よし、麦わら等で形
成した静砂垣（４ｍ方形、２ｍ方形、４７ＦＬＸ２ｍ方
形）を設置することが知られている。

この静砂垣を水ａｒ４性エシェラストマー製シート（多
数の窓２０を有する）で形成する。杭２１を用いてシー
ト１９の下半部を砂２２中に埋め込んで固定し、方形状
の静砂垣を形成する。

この方法によれば、静砂垣工と保水工を兼ねることがで
き、緑化による静砂効率の向上を企図し得る。

１１立皇１以上の説明から明らかな様に、■水膨潤性エラストマー
を、粒状またはそれよりも大きな形状体として土壌中に
混入し、または埋設することを特徴とする土壌の保水性
向上方法、および■水＃３ｆｌｌ性エラストマーで形成
した網状体で土壌の表面を覆い、該土壌表面に固定する
ことを特徴とする土壌の保水性方法が提案された。

この方法によれば、次の様な作用効果を得ることができ
る。

■水膨潤性エラストマーは、これを任意形状に形成する
ことができる。豆粒程度の粒状体として形成するときに
は、汎用される耕耘機械をもって土壌中に混入すること
ができ、シート状体として形成するときには通常使用さ
れる農業用シートと同様の施工を行い得る。そして、こ
の様な水膨潤性エラストマーの土壌への混入等によって
、乾燥地、砂地等の土壌に保水性を与え、農業、緑化事
業に貢献することができる。

■水膨潤性エラストマーは、これを粒状体として形成し
た場合でも、各粒子の重量を大きなものにできるため、
従来の微粉状の高吸水性ポリマーの様に風で容易に飛ば
されることはない。

■水膨潤性エラストマーは、これを従来の微粉状高吸水
性ポリマーに比して大きな粒状体として形成することに
より、施工の際に作業者が呼吸と共に吸い込むおそれが
ない。

■水膨潤性エラストマーの吸水反応（膨潤速麿。

吸水率）は、従来の高吸水性ポリマー単体のそれに比し
て緩和されたものにすることができるため、安全性の問
題がなく、取扱いが容易である。

■従来の微粉状高吸水性ポリマー単体を土壌中に混入し
た場合には、これが膨張すると土壌粒子間の間隙を塞い
で土壌中の気相が著しく減少し、植物の成育を阻害して
いたが、本発明方法では、水膨潤性エラストマーの形状
選択、あるいは他の材料との組合せにより膨張形状を制
御することができ、土壌中の気相減少を抑え得る。

■水膨潤性エラストマーの形状選択と施工方法の工夫に
より、雨、風による土壌の浸食を防ぐとともに土壌の保
水性を確保し得る。

■水膨潤性エラストマー中に肥料剤を配合しておくこと
により、施肥効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は砕中に水膨潤性ゴム粒を混入した試料を示す図
、第２図は砕中に短冊状水膨潤性ゴムを配列、埋設した
試料を示す図、第３図は第２図における短冊状水Ｍ潤性
ゴムの配列状態を示す図、第４図は砂のみよりなる試料
を示す図、第５図は前記各試料の保水性を砕中の残存水
量の変化として調べた結果を示すグラフ、第６図は砕中
に水膨潤性ゴム製シートを埋設した砕中湿度変化測定用
試料を示す図、第７図は砕中に水膨潤性ゴム製シートを
埋設した場合および砂のみの場合につき、給水後の０中
湿度変化を調べたグラフ、第８図ないし第１４図はそれ
ぞれ本発明方法の異なる施工態様を示す図である。１・・・砂、２・・・容器、３・・・網、４・・・水膨
潤性ゴム粒、５・・・短冊状水膨潤性ゴム、６・・・不
織布、７・・、・シート、８・・・短冊状水ｊＩＴＲ性
エラストマー、９・・・不織布、１０・・・筒状体、１
１・・・非ＷＢｒＢ層、１２・・・半円筒体、１３・・
・非Ｉｌ！潤居、１４・・・不織布、１５・・・杭、１
６・・・土壌、１７・・・網状体、１８・・・杭、１９
・・・シート、２０・・・窓、２１・・・杭、２２・・
・砂第１図第２図第３図第５図経過日数第６図第９図（ａ）　　　　　　（ｂ）　　　　　　（Ｃ）第１０図第１１図第１２図１’３第１３図手続補正書昭和６２年５り／Ｉ日代表者　家　入　　昭４、代理人６、補正により増加する発明の数７、補正の対象　　明細書８、補正の内容　　別紙の通り明細書中第４頁第８〜１４行の記載「水膨潤性エクス１〜マー〜
ことができる。」を削除しまず。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）水膨潤性エラストマーを、粒状またはそれよりも
大きな形状体として土壌中に混入し、または埋設するこ
とを特徴とする土壌の保水性を向上させる方法。
（２）水膨潤性エラストマーで形成した網状体で土壌の
表明を覆い、該土壌表面に固定することを特徴とする土
壌の保水性を向上させる方法。