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【発明の名称】 自養植林杭及びその製造方法
【発明者】 【氏名】向畑 恭男

【要約】 【課題】人口密集地から遠い広大な荒地に効率よく植林するには、植樹時及び育樹時の両時期において、省力化、自動化、無人化を可能とする植林用資材が必要である。

【解決手段】自養植林杭10は、木材を成形した杭11の上部の中央付近から杭の芯をくりぬいて芽穴14を設け、芽穴14の底付近から杭の先端方向に斜め放射状に根穴15を設け、植物の栄養源となりうる生分解性物質と、その物質を分解して植物の栄養源としうる微生物とを混和した充填材17を芽穴の下部と根穴に詰め、芽穴と根穴の交点付近の充填材17中に樹木の種子16を埋めたものである。生分解性物質として、海藻、多糖、廃パルプ、故紙、雑草、枯葉等を用いうる。自養植林杭10は、樹木種子とその成長のために必要な栄養源を一体として成形したものであり、自動操縦若しくは遠隔操縦の機械を用いて効率的な植林を可能とする。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
a)木材を成形した杭と、
b)前記杭の内部に設けられ該杭の上部の中央付近から下方に向かって延びる芽穴と、
c)前記杭の内部に設けられ該芽穴の下部付近から斜め下方に向かって延びる根穴と、
d)前記芽穴の下部及び前記根穴に充填された保水性を有する充填材と、
e)前記芽穴と前記根穴の交点付近の前記充填材中に埋められた樹木の種子と、
を備えた自養植林杭。
【請求項2】
前記充填材が、微生物により分解されて植物の栄養源となる生分解性物質を含んでいる請求項1に記載の自養植林杭。
【請求項3】
前記生分解性物質として、海藻、多糖、廃パルプ、故紙、雑草、枯葉の内いずれか、又はそれらの内の複数の組み合わせが用いられている請求項2に記載の自養植林杭。
【請求項4】
前記充填材が、前記生分解性物質を分解して植物の栄養源としうる微生物を含んでいる請求項2又は3に記載の自養植林杭。
【請求項5】
前記微生物として、真菌、放線菌、担子菌、根粒菌、菌根菌、土壌細菌の内いずれか、又はそれらの内の複数の組み合わせが用いられている請求項4に記載の自養植林杭。
【請求項6】
前記充填材が徐放性肥料を含んでいる請求項1に記載の自養植林杭。
【請求項7】
前記充填材が保湿剤を含んでいる請求項1ないし6のいずれかに記載の自養植林杭。
【請求項8】
a)木材を成形して杭を形成し、
b)前記杭の上部の中央付近から杭の芯をくりぬいて芽穴を形成し、
c)前記芽穴の底の付近から斜め下方に杭の芯をくりぬいて根穴を形成し、
d)保水性を有する充填材を前記芽穴の下部と前記根穴に下部に詰め、
e)前記芽穴と前記根穴の交点付近の前記充填材中に樹木の種子を埋め、
る工程を有する自養植林杭の製造方法。
【請求項9】
前記充填材が、微生物により分解されて植物の栄養源となる生分解性物質を含んでいる請求項8に記載の自養植林杭の製造方法。
【請求項10】
前記生分解性物質として、海藻、多糖、廃パルプ、故紙、雑草、枯葉の内いずれか、又はそれらの内の複数の組み合わせが用いられている請求項9に記載の自養植林杭の製造方法。
【請求項11】
前記充填材が、前記生分解性物質を分解して植物の栄養源としうる微生物を含んでいる請求項9又は10に記載の自養植林杭の製造方法。
【請求項12】
前記微生物として、真菌、放線菌、担子菌、根粒菌、菌根菌、土壌細菌の内いずれか、又はそれらの内の複数の組み合わせが用いられている請求項11に記載の自養植林杭の製造方法。
【請求項13】
前記充填材が徐放性肥料を含んでいる請求項8に記載の自養植林杭の製造方法。
【請求項14】
前記充填材が保湿剤を含んでいる請求項8ないし13のいずれかに記載の自養植林杭の製造方法。
【請求項15】
前記種子が埋められた前記杭を水に浸す工程を有する請求項8ないし14のいずれかに記載の自養植林杭の製造方法。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、効率的な植林を行うための技術に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、植林は苗木を1本1本人力で植え、水と肥料を与える方法により行われてきたため、多大の経費と時間を要していた。このような植林方法は、人口密集地から遠い広大な場所の植林には、非効率であるのみならず実施が困難であった。
【0003】
商業的大規模伐採が進行するアマゾン熱帯雨林や、伐採や盗伐の結果広大な荒地と変わりつつある黄土高原等においては、栄養に富む表土が降雨による流出や日照による劣化のため失われ、これらの土地への植林は困難を極めている。しかもその面積が広大であるため、このまま放置すれば地球環境への影響は計り知れないものがある。
【0004】
このような荒地での効率的な植林のため、最近若木を植林するための打ち込み式のプラスチック製杭鉢の発明(特許文献1)や、廃パルプで杭を作り、芽穴を設けて樹木の種を仕込む自養植林杭が公表された(非特許文献1)。
【0005】
【特許文献1】特開2005-270087号公報
【非特許文献1】倉地利幸、「自養植林杭の開発」、[online]、平成15年3月、高知工科大学附属情報図書館修士論文2003年度、[平成18年8月12日検索]、インターネット<http://www.kochi-tech.ac.jp/library/>
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明が解決しようとする課題は、広大な荒地に効率よく植林するための資材を提供することである。人口密集地から遠く離れた広大な土地への植林に際しては、植樹時及び育樹時の両時期において、できる限りの省力化、自動化、無人化が望ましい。そのためには、樹木種子とその成長のために必要な栄養源を一体として成型した資材を用い、自動操縦若しくは遠隔操縦の機械で効率よく植えていくことが必要である。
【0007】
前述した特許文献1のプラスチック製杭鉢は、既に若木となっているため、大規模な機械的植林には必ずしも好適ではない。
最近本発明者の共同研究者により公表された非特許文献1の自養植林杭は、上述の目標を目指したものではあるが、廃パルプを成形加工したものであるため、機械植林に耐えるように強度を持たせようとすると杭自体の価格が高くなり、また樹木の根の成長に十分な配慮がなされていないため、実用上多大の改善の余地がある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するためになされた本発明に係る自養植林杭は、
a)木材を成形した杭と、
b)前記杭の内部に設けられ該杭の上部の中央付近から下方に向かって延びる芽穴と、
c)前記杭の内部に設けられ該芽穴の下部付近から斜め下方に向かって延びる根穴と、
d)前記芽穴の下部及び前記根穴に充填された保水性を有する充填材と、
e)前記芽穴と前記根穴の交点付近の前記充填材中に埋められた樹木の種子と、
を備えている。
【0009】
本発明の自養植林杭の芽穴には、生分解性物質を含んだ充填材を充填すると良い。この生分解性物質は、自養植林杭が打ち込まれた土由来の微生物により分解され、充填材中に埋められた種子の栄養源となる。生分解性物質としては、安価に得られ、植物の栄養源となる物質であれば、原理的には何でも使用することができるが、廃棄物を再利用すれば、有効な資源を活用して地球環境を守ることができる。生分解性物質としては、例えば、海藻、多糖、廃パルプ、故紙、雑草、枯葉の内いずれか、若しくはそれらの内の複数を組み合わせたものを用いると良い。また、動物起源のものを用いることもできる。
【0010】
充填材中には、充填材や自養植林杭自体を分解してその樹木の栄養とするため、微生物を混合しておくことが好都合である。そのような微生物としては、真菌、放線菌、担子菌、根粒菌、菌根菌や土壌細菌の内いずれか、又はそれらの内の複数の組み合わせから選ぶことができる。いずれの微生物を選ぶべきかは、自養植林杭が植林される土壌の性質や生分解性物質の種類に依存する。
【0011】
充填材として、生分解性物質の代わりに、徐放性肥料を用いても目的を達成できることは明らかである。徐方性肥料としては、菜種油かすや大豆油かす等を固形状にして徐放性としたもの、速効性肥料をコーティングして徐放性としたもの等が市販されている。
【0012】
本発明に係わる自養植林杭は、
a)木材を成形して杭を形成し、
b)前記杭の上部の中央付近から前記杭の芯をくりぬいて芽穴を形成し、
c)前記芽穴の底の付近から斜め下方に前記杭の芯をくりぬいて根穴を形成し、
d)保水性を有する充填材を前記芽穴の下部と前記根穴に詰め、
e)前記芽穴と前記根穴の交点付近の前記充填材中に樹木の種子を埋め、
ることにより製造することができる。
【発明の効果】
【0013】
本発明の自養植林杭は工場で大量生産が可能であり、現地では機械を用いて簡単に大地に打ち込むことができ、1本1本植えて毎日に世話をするより遙かに迅速かつ効率的に植林できる。
【0014】
前記自養植林杭に水分を含ませると、種子は水分を得て発芽し、充填材は膨潤して微生物によって分解される。発芽した種子は、杭内部の充填材や杭そのものを、その成長のための栄養源として利用する。すなわち、充填材は、微生物の助けを得て、発芽した種子に対して徐放性の肥料のように作用する。杭それ自体は、種子が発芽し幼木である間は若木を支える支柱として働き、若木が生長すると共に腐朽して分解され、やはり徐放性の肥料となる。このため、荒地に自養植林杭を打ち込んだ場合でも、人手による日常的支援を要することなく若木が生長できる。
【0015】
充填材が水分により膨潤し、微生物によって分解されると、微生物は繁殖して土壌の改良(粘液分泌によるシルト捕捉等)に貢献するとともに、発芽した種子の周辺に原虫類、くも類、昆虫類等の上位捕食者を呼び寄せ、微小生態圏を形成する。この微小生態圏は多くの若木の生長とともに連合し、森林としての生態圏を形成し森林の成長を促進する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
自養植林杭の杭の材料としては、間伐材などの安価な材木や解体建築物から廃材として廃棄される丸材や角材を好適に用いることができる。杭の太さや長さは、杭を打ち込む土壌の質(砂地、礫地、粘土等)、環境(気温、湿度、雨量、気象等)に応じて調節する必要がある。長さは20-100cm程度、太さは5-10cm程度が典型的な値である。
【0017】
杭には芽の出る方向と根の出る方向にあらかじめ穴を開けておく。芽穴は、材の上部の中央付近から芯をくりぬいて全長の半分程度まで開ける。根穴は、芽穴の終点付近から杭の先端方向に斜め放射状に2−6本程度開ける。4本開けるのが好適である。
【0018】
芽穴と根穴の交点付近に、充填材にくるんだ樹木の種子をおく。根穴には完全に充填材を詰め、芽穴にはその深さの4分の1程度まで充填材を詰めておくのがよい。
充填材は、海藻、多糖、廃パルプ、故紙、枯葉等の腐食分解したとき樹木の栄養となるものであれば何でもよい。実用上は安価に得られるものがよい。乾燥地への植林の際は、最初に供給した水分を保持するため保湿剤も入れておくと好都合である。
【0019】
海藻は、植物の生育に有益なミネラル分を含み、海からの栄養素を山へ返すこととなるので好都合である。例えば、海産性単細胞藻の一種であるPhaeocystis sp.は、藻体の周囲に分厚い寒天様多糖を有しており、多糖は粘着性や保水性を有しているため、好適に用いることができる。乾燥させたPhaeocystis sp.は、重量で糖質約45%を含むほか、灰分を約37%含んでいる。豊富なミネラルは、植物の生育に有用である。このような多糖外被を持つ淡水藻、海藻、海草は保水効果を有し、充填材の成分として有用である。
【0020】
充填材には、その充填材と杭自体を腐植分解し資化することができる微生物をも入れておくことが望ましい。微生物としては真菌、放線菌、担子菌、根粒菌、菌根菌や土壌細菌等を好適に用いることができるが、いずれが最適かは植林する土壌の性質、入れる充填材の種類と気象条件に依存する。新聞故紙を充填材の主成分とし、海藻Phaeocystis sp.を10%程度含有させた充填材の場合、放射菌の一種であるStreptmyces sp.、又は真菌の一種であるAspergillus sp.が20℃ないし40℃の気象条件下において高い資化活性を示した。
【0021】
このようにして種子の栄養分を十分用意しておけば、樹木の種は順調に生育することができる。土地に栄養素が不足していても、若木となり根を深く地中に成長させることができるところまでは、自養植林杭自体が成長を助ける。若木を1本1本植えていくよりは遙かに少ない労力で遙かに高い成長率を確保することができる。
【0022】
樹木種子とその成長のために必要な栄養源を一体として成形した自養植林杭を、自動操縦若しくは遠隔操縦の機械で効率よく植えることにより、効率的な植林が可能となる。下記に示した実施例のほか、いろいろな結果から、自養植林杭は、貧栄養化した、自力で地味の回復が困難な土地での植林に特に有効であると結論できる。
【実施例】
【0023】
図1は本発明の一実施例に係る自養植林杭を示す。自養植林杭10は、全長25cmで5cm角の角材の先端をとがらせて作成された杭11から構成されている。杭11の中心には上部から深さ10cmまで延びる径2cmの芽穴14が掘られている。また、杭11の内部には、芽穴14の底から杭11の先端方向に向かって斜めに傾斜した径2cmの根穴15が掘られている。根穴15の下端部は杭11の4面に開口している。芽穴14の向きは樹木の若木の生長方向、根穴15の向きは若木の根の成長方向と想定した。
【0024】
芽穴14と根穴15の交点付近に、充填材17と共に1個の樹木の種子16を埋め込んだ。樹木としてはギンネム(イピルイピル)/Leucaena Ieucocephalaを選定し、その種子に硫酸による発芽処理をした。
なお、図1(c)は丸材からなる杭を用いた場合の自養植林材の横断面図を示す。
【0025】
図2は、本実施例に係る自養植林杭10を地面に打ち込み、樹木の生長具合を調べた実験結果を示す表である。比較のために樹木の種子を直播きしたときの成長具合も調べた。
自養植林杭10には、叩解した新聞故紙、海産単細胞藻(Phaeocystis sp.)及び微生物を組み合わせた6種類の充填材17のいずれかが詰められている。
微生物としては放射菌の一種であるStreptmyces sp.又は真菌の一種であるAspergillus sp.を単離して用いた。これらの微生物は、新聞故紙、海産単細胞藻を基質として資化できる微生物として単離しておいたものである。
【0026】
図2中、杭充填物の欄に+或いは+++とあるのは、対応する杭充填物が充填材17中に含まれていることを示している。新聞故紙及び海産単細胞藻の両方を含む充填材17では、両者は乾燥重量比が約9:1となるように混練されている。また、図2中、各微生物について+とあるのはその微生物が1.2mg、+++は12mg、充填材17中に含まれることを示している。従って、例えば杭記号4の自養植林杭の充填材17は、乾燥重量比が約9:1となるように混練された新聞故紙及び海産単細胞藻とAspergillus sp.12mgとから構成されている。
【0027】
実験は、6種類の自養植林杭10を各10本用意し、高知県香美市香北町の山間部畑地(海抜20m)と、同県南国市下島の防波堤沿いの砂地(ラッキョウ畑跡地:海抜3m)とに5本ずつ打ち込んで行った。両地の直線距離は約15kmで、気象条件はほぼ同じと推定した。但し、後者の方が風の影響が強い可能性がある。また、直播き用の種子も香北町の畑地及び下島の砂地に5個ずつ播いた。
杭周辺の土の呼吸量は、微小差圧法により測定した。
【0028】
全実験杭はあらかじめ約1日間水中に沈められ、2つの実験地に50cm間隔で作為的に分散して、杭打ち機により打ち込んだ。作為的に分散したのは、水の流れ、日照、風の通りなどの影響を避けるためである。
【0029】
結果は図2に示すとおりである。
香北町畑地では、直播きよりも杭を用いた方が、発芽率・生長率が優れていた。下島砂地では、杭記号2の自養植林杭は直播きと同様に発芽個体数は0であったが、そのほかの自養植林杭はいずれも直播きよりも発芽率・生長率が優れていた。これは実験の4ヶ月間に大雨や強風の時期があり、まだひ弱な樹木を杭が保護したためと考えられる。
【0030】
香北町畑地では、菌を混入した杭とそうでない杭との間に樹木の生育の差は小さかった。これは畑地自体に栄養も土壌微生物も十分に存在していたためと考えられる。
一方、下島砂地では、菌を混入した杭の方が樹木の生長が良好であった。これは、砂地には元来栄養も土壌微生物も僅少であったため、充填材中の生分解性物質と菌の効果が顕示されたと考えられる。土壌微生物量の目安としての杭周辺土壌の呼吸量の変化はこの考えを裏付けるものである。
土地の状況により、充填材の効果や菌の効果が変化することは明らかである。今回の結果では、畑地はStreptomyces sp.が、砂地ではAspergillus sp.がより有効であった。
【0031】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような変形も可能である。
自養植林杭は、例えば、杭を縦割にした形状の2個の分割杭を接合して構成しても良い。この場合、各分割杭の接合面に溝を形成すると共に各分割杭の内部に根穴の一部を形成する。そして、各分割杭の溝及び根穴に予め充填材を充填し、この充填材に種子を埋めれば、分割杭を接合することにより自養植林杭を形成することができる。
自養植林杭を打ち込む土壌に十分な栄養分や微生物が存在する場合には、土壌中の栄養分が充填材を通して充填材中の種子に供給される。従って、このような場合は、生分解性物質やこの生分解性物質を分解する微生物が充填材に含まれていなくても良い。
【産業上の利用可能性】
【0032】
自養植林杭は、栄養分に乏しく土壌微生物もほとんど生存していない荒地の植林に有効である。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【図1】本発明の一実施例を示す自養植林杭の縦断面図(a)、横断面図(b)、丸材からなる杭を用いた場合の自養植林杭の横断面図(c)。
【図2】各種の自養植林杭を利用した場合と自養植林杭を利用しない場合におけるギンネムの生育状態の比較表。
【符号の説明】
【0034】
10…自養植林杭
11…杭
14…芽穴
15…根穴
16…種子
17…充填材
【出願人】 【識別番号】597154966
【氏名又は名称】学校法人高知工科大学
【識別番号】503231480
【氏名又は名称】有限会社日本エコロノミックス
【出願日】 平成18年10月6日(2006.10.6)
【代理人】 【識別番号】100095670
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 良平

【識別番号】100135998
【弁理士】
【氏名又は名称】小川 禎一郎


【公開番号】 特開2008−92810(P2008−92810A)
【公開日】 平成20年4月24日(2008.4.24)
【出願番号】 特願2006−274818(P2006−274818)