プラスチックの炭化リサイクルによる新たな農業用土壌改良材の開発

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近年、土壌改良材として、また、温室効果ガス削減のためにバイオ炭（Biochar）の利用が進んでいる。有機物の増加による土壌微生物の増加、土壌の保水性改善、排水不良地の透水性改善や土壌への炭素貯留が見込めるためである。本研究では、廃プラスチック（とくにポリエチレンテレフタレート;PET）の炭化物による土壌改良効果について検討した。実験室内のマッフル炉（FUW232PB, ADVANTEC社）においてステンレス製容器内に入れた状態で、900℃および600℃で60分間燃焼し、PET炭化物を作成した。作成した炭は、4～8mm粒形の水田転換畑土壌のみを炭化したもの（粒形粘土炭）、4～8mm粒形の水田転換畑土壌とPETを質量比６：１で混合して作成したもの（粒形炭）、PETのみの炭（PET炭）である。水田転換畑土壌（作土層）に作成した各PET炭を質量比1％および3％混入し、変水位透水試験を行った。その結果、透水性について乾燥密度0.9g/cm3に調整した試料では大きな変化は見られなかった。乾燥密度1.0g/cm3および1.1g/cm3に調整した試料では炭を入れた全ての試料において透水性が低下した。すなわち、土壌が締め固まった状態（乾燥密度が大きい状態）では透水性が低下することが明らかになった。一方で、質量比で50％以上炭を混入することで大幅な透水性の改善が見られた。乾燥密度0.85 g/cm3で水田転換畑土壌を充填したポットに各種の炭を混入し、2か月間のコマツナの栽培試験を行った。実験後の透水係数を比較した結果、PET炭を混入したポットでの透水性改善効果が最も大きくなり、900℃で作成した粒形炭においても透水性が改善した。