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【発明の名称】 土壌改良方法および土壌改良装置
【発明者】 【氏名】鈴木 栄一
【住所又は居所】栃木県宇都宮市一条2−7−24 株式会社宮内

【氏名】手塚 伸光
【住所又は居所】栃木県宇都宮市川田町1077番地4 有限会社ウインダム 内

【要約】 【課題】磁気活性化させた補給水の供給と土壌の水分の磁気活性化で、微生物の活発な活動を促し、また植物の根部近傍の土中に埋設した導線により、土壌における地電流の増大に伴う大地電圧の安定化を図ることができる土壌改良方法および土壌改良装置を提供する。

【解決手段】土壌面に複数植立する植物の根部近傍の土中に導線Cを埋設し、かつ当該植物への補給水を流通する配管パイプ2にコイル3を巻装すると共に、偏波長を伴う交流の電磁界誘起電流を、上記導線Cおよびコイル3に出力するようにした。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
土壌面に複数植立する植物の根部近傍の土中に導線を埋設し、かつ当該植物への補給水を流通する配管パイプにコイルを巻装すると共に、偏波長を伴う交流の電磁界誘起電流を、上記導線およびコイルに出力するようにしたことを特徴とする土壌改良方法。
【請求項2】
複数の永久磁石要素を異なる磁化方向に周期的に配列した筒状の交番磁場発生体を、銅製の中空パイプに内嵌固定し、かつ大小径の異なる複数の孔を無作為に穿設した鉄ニッケル合金製の固定筒体と、大小径の異なる複数の孔を無作為に穿設した鉄ニッケル合金製の回転筒体を交番磁場発生体内に同軸状に配設する一方、上記交番磁場発生体の軸芯位置に、電磁波の誘導体をなす銅線を長手方向に挿通して駆動機構を構成すると共に、上記銅線の両端部を、植物への補給水が流通する配管パイプに巻装してなるコイルと、土壌面に複数植立する植物の根部近傍の土中に埋設した導線にそれぞれ接続し、前記回転筒体の回転駆動に連繋して当該銅線に偏波長を伴う交流の電磁界誘起電流を発生させるように構成したことを特徴とする土壌改良装置。
【請求項3】
複数の永久磁石要素を異なる磁化方向に周期的に配列した筒状の交番磁場発生体を、銅製の中空パイプに内嵌固定し、かつ複数のスリットを周方向に穿設した鉄ニッケル合金製の固定筒体と、複数のスリットを周方向に穿設した鉄ニッケル合金製の振動筒体を交番磁場発生体内に同軸状に配設する一方、上記交番磁場発生体の軸芯位置に、電磁波の誘導体をなす銅線を挿通して駆動機構を構成すると共に、上記銅線の両端部を、植物への補給水が流通する配管パイプに巻装してなるコイルと、土壌面に複数植立する植物の根部近傍の土中に埋設した導線にそれぞれ接続し、前記振動筒体の長手方向擺動駆動に連繋して当該銅線に偏波長を伴う交流の電磁界誘起電流を発生させるように構成したことを特徴とする土壌改良装置。
【請求項4】
上記駆動機構の回転筒体は、その一端に内嵌したリングの周方向に所定間隔を存して受溝部を刻設し、該受溝部に駆動モータの駆動ギヤを噛合させて回転駆動されることを特徴とする請求項2記載の土壌改良装置。
【請求項5】
上記駆動機構の振動筒体は、その一端側に付設した超音波振動子を介して擺動駆動されることを特徴とする請求項3記載の土壌改良装置。
【請求項6】
上記コイルは、一方のコイル端を中心として外方へ漸次拡開する渦巻き状のパターン面を、可撓性を有するフィルム基板上に印捺して形成されていることを特徴とする請求項2および3に記載の土壌改良装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、畑、果樹園等の農地の土壌を改良する方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、農地はその肥料として人糞や堆肥など自然のものが多用されてきたが、社会の急激な高度成長に伴い、各種の化学肥料や農薬によって農作物の栽培が行なわれるようになり、その結果として農作物の増産が達成される反面、農地の生態系が破壊されて健全な農作物の生産に危機感がひろまっているのが現状である。
【0003】
そこで、近年は、肥沃な農地を復元させるために土壌微生物を活性化させることが有用であることが知見され、そのためには土壌に含まれる水分の内容が重要となるが、現状では、土壌中に含有する過剰な窒素成分や酸性化物質・農薬などが雨で流出し、あるいは酸性雨等の影響で自然環境の悪化が進行して、池や井戸、水道水等の水質が低下しているため、このような水を田畑に供給したり、農作物に散水しただけでは微生物を活性化させることができない、という環境上の問題を有するものであった。
【0004】
そこで、磁気的水処理部を通過させて磁化活性化させた磁気処理水を、土壌に散水して土壌中の微生物を活性化させるようにした提案がなされている。
【特許文献1】特開平10−66461号公報
【0005】
上記特許文献1では、磁気により磁化活性化させた水を土壌に供給することにより、微生物を活性化させて肥沃な土壌に改良することが、ビニールハウスにおける小規模な栽培に限れば効果として期待できるものの、稲作、麦、とうもろこしなどのような自然環境下での農作物育成では、前述のような土壌中に含有する過剰な窒素成分、酸性化物質・農薬の流出、あるいは酸性雨の影響が大となって、磁気処理水の散水効果を十分に得ることができないものであった。
【0006】
一方、地球の大地は、地電流によるごく微弱な電流電圧(ミリボルト単位)が測定されるが、この電圧値が高く、かつ安定していると農作物を含む植物の成長に良い影響を与えることが知られている。ここで「地電流」について説明すると、図8に示すように、地球の地表面から約100Km上方のところに電離層aと呼ばれるイオンや電子を豊富に含む層域があり、ここに流れるシート状の電流bによって誘導された磁場c(誘導磁場)は大気中を浸透して地表面dに進入する。そして、このシート状の電流bが常に変化することに伴って誘導磁場cも変動し、その変動を受けて、地球の大地では地中に地電流eが誘導されることになる。
【0007】
ここで、この地電流による大地電圧が約200mVを境として、それ以下だと電位が常に上下動して非常に不安定であるのに対し、200mV以上では電位の上下動のバラツキが少なく安定した大地電圧となることが知見されており、特に、湿気が多く粘土質の土地の割合が大きい日本においては、当該粘土質の土地の電気抵抗が小さいことに起因して大地電圧がかなり低い測定値を示し、植物の成長に適した土地環境に関しては、自然環境の破壊や都市化が進むにつれて、ますますその確保か困難となっているのが現状である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、叙上の如き実状に鑑み、より現実的な土壌改良を追究する研究、開発の過程で創案されたものであって、その意図するところは、「全ての植物は、土中の根から養分や水分を吸収する」という植物生育の原点に立ち返り、磁気活性化させた補給水を土壌の表面から供給し、農作物の根部近傍に位置する土壌の水分をも磁気活性化させて土中の微生物を活性化することにより、好気性細菌をはじめとする土壌微生物の活発な活動を促すと共に、植物の根部近傍の土中に埋設した導線により、土壌における地電流の増大に伴う大地電圧の安定化を図り、植物の成長に不適な土地環境においても土地の活性を促し、限られた土地の有効活用を強力に推進することができる土壌改良方法および土壌改良装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
課題を解決するため本発明が採用した第1の技術手段は、土壌面に複数植立する植物の根部近傍の土中に導線を埋設し、かつ当該植物への補給水を流通する配管パイプにコイルを巻装すると共に、偏波長を伴う交流の電磁界誘起電流を、上記導線およびコイルに出力するようにしたことを特徴とするものである。
【0010】
本発明が採用した第2の技術手段は、複数の永久磁石要素を異なる磁化方向に周期的に配列した筒状の交番磁場発生体を、銅製の中空パイプに内嵌固定し、かつ大小径の異なる複数の孔を無作為に穿設した鉄ニッケル合金製の固定筒体と、大小径の異なる複数の孔を無作為に穿設した鉄ニッケル合金製の回転筒体を交番磁場発生体内に同軸状に配設する一方、上記交番磁場発生体の軸芯位置に、電磁波の誘導体をなす銅線を長手方向に挿通して駆動機構を構成すると共に、上記銅線の両端部を、植物への補給水が流通する配管パイプに巻装してなるコイルと、土壌面に複数植立する植物の根部近傍の土中に埋設した導線にそれぞれ接続し、前記回転筒体の回転駆動に連繋して当該銅線に偏波長を伴う交流の電磁界誘起電流を発生させるように構成したことを特徴とするものである。
【0011】
本発明が採用した第3の技術手段は、複数の永久磁石要素を異なる磁化方向に周期的に配列した筒状の交番磁場発生体を、銅製の中空パイプに内嵌固定し、かつ複数のスリットを周方向に穿設した鉄ニッケル合金製の固定筒体と、複数のスリットを周方向に穿設した鉄ニッケル合金製の振動筒体を交番磁場発生体内に同軸状に配設する一方、上記交番磁場発生体の軸芯位置に、電磁波の誘導体をなす銅線を挿通して駆動機構を構成すると共に、上記銅線の両端部を、植物への補給水が流通する配管パイプに巻装してなるコイルと、土壌面に複数植立する植物の根部近傍の土中に埋設した導線にそれぞれ接続し、前記振動筒体の長手方向擺動駆動に連繋して当該銅線に偏波長を伴う交流の電磁界誘起電流を発生させるように構成したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0012】
したがって本発明によれば、農作物を育成する土壌面とその土中に対して、同時に磁気活性化させた水分を供給することができ、農薬、酸性雨等の影響を可及的に低減しつつ、長期に亘って信頼性の高い土壌の改良状態を継続させることができ、農作物の健全な育成を効率よく推進することができると共に、植物の根部近傍に埋設した導線に電磁界誘起電流が流れることにより、土中の水分子およびそのイオンを媒体として電解エネルギーが与えられて電磁界処理が行われ、大地電圧の安定化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
駆動機構を構成する銅線の両端部を、植物への補給水が流通する配管パイプに巻装したコイルと、土壌面に複数植立する植物の根部近傍の土中に埋設した導線にそれぞれ接続し、この銅線に偏波長を伴う交流の電磁界誘起電流を発生させるようにした。
【実施例1】
【0014】
本発明の構成を、添付図面に基づいて詳細に説明する。 図1〜図7において、1は土壌改良装置であり、該土壌改良装置1は、土壌Aに補給水を流通する配管パイプ2の供給口2a近傍の外周面に巻装されるコイル3と、当該コイル3の両端に設けられた接続端3a、3bに交流信号を出力する駆動機構4を備えると共に、上記駆動機構4から出力される交流信号は、苗群Bの根部B´近傍の土中に埋設した導線Cにも供給されて電磁界処理を行うようになっている。
【0015】
上記駆動機構4は、シリコン樹脂で形成された基体5aに複数の永久磁石要素5b、5b…を異なる磁化方向(図4(c)の矢印で示す)に周期的な配列で埋設した筒状の交番磁場発生体6を、両端面7a、7aを封鎖してなる銅製の中空パイプ7に内嵌固定し、かつ大小径の異なる複数の孔8a、8b、8cを無作為に穿設した鉄ニッケル合金製の固定筒体8と、大小径の異なる複数の孔9a、9b、9cを無作為に穿設した鉄ニッケル合金製の回転筒体9を、上記交番磁場発生体6内に同軸状に配設して構成されると共に、上記中空パイプ7の軸芯位置に、電磁波の誘導体としての銅線10を長手方向に挿通し、前記回転筒体9の回転駆動に連繋して当該銅線10に交流電流を誘起するようになっている。
【0016】
すなわち、上記交番磁場発生体6は、中空パイプ7の端縁部に嵌着固定したフレームリング11、11間に
挟持されて配設されており、当該交番磁場発生体6の内周面に外周面が面着する固定筒体8を、同じくフレームリング11、11間に同軸状に挟持すると共に、上記固定筒体8の内方に所定の間隙を存して回転筒体9が環状のベアリングD、Dを介して回転自在に配設されている。
【0017】
上記回転筒体9は、その両端周縁部の内面にリング12a、12bをそれぞれ同軸状に内嵌して構成されており、該リングのうち、一方のリング12bの内周には、受溝部12cが周設されると共に、上記中空パイプ7の端面7aには、図示しない制御部からの制御信号により回転速度が100rpm〜1000rpmの範囲で可変可能なパルスモータ13が配設されており、その回転駆動ギヤ13aに上記受溝部12cを噛合させて回転筒体9を回転駆動するようになっている。
【0018】
一方、前記コイル3は、図7に示すように、一方の接続端3b(コイル端3b)を中心として外方へ漸次方形状に拡開するパターン面3cを、可撓性を有するフィルム基板3d上に印捺して形成されている。
【0019】
本実施例1は、叙上の如く構成されているから、図示しない制御部から制御信号がパルスモータ13に送出されると、該パルスモータ13の回転駆動が開始されて駆動機構4の回転筒体9が回転駆動される。この時、交番磁場発生体6で発生する交番磁界に対して、固定筒体8の無作為に穿設された複数の孔8a、8b…と、上記回転筒体9の無作為に穿設された複数の孔9a、9b…との重合および重合の解除が経時的に連続して行われ、結果として、上記固定筒体8および回転筒体9を介して交番磁界の遮断、通過が繰り返されることになる。
【0020】
そして、中空パイプ7の軸芯位置に挿通した銅線10を交番磁界が通過した時点で、当該銅線10に起電力が発生すると同時に、この起電力が銅線10を流れて磁界が発生し、上記交番磁界の遮断、通過が繰り返されることにより、偏波長を伴う交流の電磁界誘起電流が銅線10に伝達されることになる。
【0021】
上述のように、銅線10に誘起された電磁界誘起電流は、そのままコイル3の接続端3a、3b間に印加され、電磁界が誘起されて配管パイプ2内に磁場と電場が生じると共に、磁場と電場の電子エネルギーによって、当該配管パイプ2内を流通する補給水の水分子にイオンを媒体として電解エネルギが与えられて電磁界処理が行われることになる。
【0022】
そして、電磁界処理された補給水は、その表面張力が低下して水クラスタが小粒子化され、これにより土壌に存在する微生物を活性化し、好気性細菌の活動を活発にさせて、土壌改良を促進することができる。
【0023】
一方、上記銅線10に誘起された電磁界誘起電流は、上述のコイル3への印加とは別に、土壌Aに植立した苗群Bの根部B´近傍に位置する導線Cにも印加され、電磁界が土中においても誘起されて、当該導線Cの電流方向に対し磁場と電場が生じると共に、磁場と電場の電子エネルギーによって、根部B´近傍の土中の水分子にイオンを媒体として電解エネルギが与えられて電磁界処理が行われ、電磁界処理された土中の水分は、前述と同様に、その表面張力が低下して水クラスタが小粒子化され、これにより土壌に存在する微生物を活性化し、菌根菌や根粒菌などの好気性細菌の活動を活発にさせることになる。
【0024】
そして、上述のような作用が、苗群Bの根部B´近傍において行われることにより、当該根部B´からの水分吸収および養分吸収で生育する苗群Bは、良好な生長過程を経て健全な稲として育つことになる。
【0025】
更に、上記導線Cを苗群Bの根部B´近傍の土中に埋設したことにより、偏波長を伴う交流の電磁界誘起電流が、土壌Aにもともと存在する地電流と協働して、当該土壌Aにおける大地電圧の安定化を図ることができ、苗群Bの成長に不適な土地環境においても土地の活性を促し、限られた土地の有効活用を強力に推進することができる。
【0026】
なお、図1に示すように、導線Cの埋設位置より下方の土壌位置に、土壌改良資材として、多孔質で保水性に優れ、土壌の透水性を高めることができる複数の木炭15を敷設すれば、前記本発明の効果と相まって、土中の微生物がミネラル分を多く含む木炭の多孔部分に住み着き、その活動が活性化されて苗群Bの良好な生長を一層高めることができる。
【実施例2】
【0027】
次に、実施例2について詳細に説明する。なお、前記実施例1と同一の構成部材については同一の符号を付与して説明する。 図9〜図12において、16は他の構成からなる駆動機構であり、該駆動機構16は、被処理液体が流通する配管パイプ2の外周面に巻装されたコイル3の両端に交流信号を出力するように構成されている。
【0028】
上記駆動機構16は、シリコン樹脂で形成された基体5aに複数の永久磁石要素5b、5b…を異なる磁化方向に周期的な配列で埋設した筒状の交番磁場発生体6を、両端面7a、7aを封鎖してなる銅製の中空パイプ7に内嵌固定し、かつ複数のスリット17aを周方向に穿設鉄ニッケル合金製の固定筒体17と、複数のスリット18aを周方向に穿設鉄ニッケル合金製の振動筒体18を、上記交番磁場発生体6内に同軸状に配設して構成されると共に、上記中空パイプ7の軸芯位置に、電磁波の誘導体としての銅線10を長手方向に挿通し、上記振動筒体18の長手方向擺動駆動に連繋して当該銅線10に交流電流を誘起するようになっている。
【0029】
すなわち、上記交番磁場発生体6は、中空パイプ7の端縁部に嵌着固定したフレームリング11、11間に挟持されて配設されており、当該交番磁場発生体6の内周面に外周面が面着する固定筒体17を、同じくフレームリング11、11間に同軸状に挟持すると共に、上記固定筒体17の内方に所定の間隙を存して振動筒体18が緩衝体18b、18bを介して揺動自在に配設されている。
【0030】
上記振動筒体18は、その両端周縁部の内面にリング19a、19bをそれぞれ同軸状に嵌着して構成されており、該リングのうち、一方のリング19bの内周には、超音波振動子20の先端部20aが固着されると共に、上記中空パイプ7の端面7aには、図示しない制御部からの制御信号により振幅数が300回/秒の性能を有する超音波発生器21が配設されており、上記超音波振動子20を介して振動筒体18を擺動駆動するようになっている。
【0031】
一方、前記コイル3は、図7に示すように、一方の接続端3b(コイル端3b)を中心として外方へ漸次方形状に拡開するパターン面3cを、可撓性を有するフィルム基板3d上に印捺して形成されている。
【0032】
本実施例2は、叙上の如く構成されているから、超音波発生器21から制御信号が超音波振動子20に送出されると、該振動子20の先端部20aを介して駆動機構16の振動筒体18が長手方向に擺動駆動される。この時、交番磁場発生体6で発生する交番磁界に対して、固定筒体17の複数のスリット17aと、上記振動筒体18の複数のスリット18aとの重合および重合の解除が経時的に連続して行われ、結果として、上記固定筒体17および揺動筒体17を介して交番磁界の遮断、通過が繰り返されることになる。
【0033】
そして、中空パイプ7の軸芯位置に挿通した銅線10を交番磁界が通過した時点で、当該銅線10に起電力が発生すると同時に、この起電力が銅線10を流れて磁界が発生し、上記交番磁界の遮断、通過が繰り返されることにより、偏波長を伴う交流の電磁界誘起電流が銅線10に伝達されることになる。
【0034】
上述のように、銅線10に誘起された電磁界誘起電流は、そのままコイル3の接続端3a、3b間に印加され、電磁界が誘起されて配管パイプ2内に磁場と電場が生じると共に、磁場と電場の電子エネルギーによって当該配管パイプ2内を流通する補給水に対し、水分子およびその中のイオンを媒体として電解エネルギが与えられて電磁界処理が行われることになる。
【0035】
そして、電磁界処理された補給水は、その表面張力が低下して水クラスタが小粒子化され、これにより土壌に存在する微生物を活性化し、好気性細菌の活動を活発にさせて、土壌改良を促進することができる。
【0036】
一方、上記銅線10に誘起された電磁界誘起電流は、上述のコイル3への印加とは別に、土壌Aに植立した苗群Bの根部B´近傍に位置する導線Cにも印加され、電磁界が土中においても誘起されて、当該導線Cの電流方向に対し磁場と電場が生じると共に、磁場と電場の電子エネルギーによって、根部B´近傍の土中の水分子にイオンを媒体として電解エネルギが与えられて電磁界処理が行われ、電磁界処理された土中の水分は、前述と同様に、その表面張力が低下して水クラスタが小粒子化され、これにより土壌に存在する微生物を活性化し、菌根菌や根粒菌などの好気性細菌の活動を活発にさせることになる。
【0037】
そして、上述のような作用が、苗群Bの根部B´近傍において行われることにより、当該根部B´からの水分吸収および養分吸収で生育する苗群Bは、良好な生長過程を経て健全な稲として育つことになる。
【0038】
更に、上記導線Cを苗群Bの根部B´近傍の土中に埋設したことにより、偏波長を伴う交流の電磁界誘起電流が、土壌Aにもともと存在する地電流と協働して、当該土壌Aにおける大地電圧の安定化を図ることができ、苗群Bの成長に不適な土地環境においても土地の活性を促し、限られた土地の有効活用を強力に推進することができる。
【産業上の利用可能性】
【0039】
実施例に限らず、その他の栽培方法(水耕栽培など)にも応用することができ、また駆動機構自体をコンパクトに構成することができるので、小規模な家庭菜園や住宅のベランダで楽しめる水耕栽培セットにも適用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0040】
【図1】実施例1における土壌改良装置の全体配置図
【図2】駆動機構とコイルの要部拡大図
【図3】駆動機構の拡大図
【図4】(a)は展開した交番磁場発生体の平面図、(b)は同上正面図、(c)は永久磁石要素の配列を示す説明図、(d)は展開した固定筒体の平面図、(e)は同上正面図
【図5】(a)は展開した回転筒体の平面図、(b)は同上正面図、(c)はリングの縦断面図、(d)は同上正面図、(e)はリングの縦断面図、(f)は同上正面図
【図6】(a)は各構成部材の配置を示す側面図、(b)は同上斜視図
【図7】(a)はコイルの平面図、(b)は同上正面図、(c)は同上右側面図
【図8】電離層と地球の大地との関係を示す説明図
【図9】実施例2における土壌改良装置の全体図
【図10】(a)は展開した交番磁場発生体の平面図、(b)は同上正面図、(c)は展開した固定筒体の平面図、(d)は同上正面図
【図11】(a)は展開した振動筒体の平面図、(b)は同上正面図、(c)はリングの縦断面図、(d)は同上正面図、(e)はリングの縦断面図、(f)は同上正面図
【図12】(a)は各構成部材の配置を示す側面図、(b)は同上斜視図
【符号の説明】
【0041】
1 土壌改良装置2 配管パイプ3 コイル3a 接続端3b 接続端3c パターン面3d フィルム基板4 駆動機構5b 永久磁石要素6 交番磁場発生体7 中空パイプ8 固定筒体8a 孔8b 孔8c 孔9 回転筒体9a 孔9b 孔9c 孔10 銅線12c 受溝部13 パルスモータ(駆動モータ)13a 駆動ギヤ16 駆動機構17 固定筒体17a スリット18 揺動筒体18a スリット20 超音波振動子
【出願人】 【識別番号】599042326
【氏名又は名称】鈴木 栄一
【住所又は居所】栃木県宇都宮市一条2―7―24
【識別番号】504216594
【氏名又は名称】有限会社ウインダム
【住所又は居所】栃木県宇都宮市川田町1077番地4
【出願日】 平成16年10月13日(2004.10.13)
【代理人】 【識別番号】100103137
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 滋

【識別番号】100066876
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 昭治

【公開番号】 特開2006−109721(P2006−109721A)
【公開日】 平成18年4月27日(2006.4.27)
【出願番号】 特願2004−298500(P2004−298500)