硫酸塩系微量元素

鉄、マンガン、亜鉛、銅などの微量元素は、植物体内における存在が微量でありながら、多くの生理作用に関与して、不足の場合は生育阻害など欠乏症状が出る。

慣行栽培では土壌にこれらの微量元素がある程度存在しているため、強酸性土壌またはアルカリ性土壌を除き、微量元素を施用しなくても植物の微量元素欠乏症状が出にくい。これに対して、養液栽培、特に無培地水耕栽培の場合には作物生育に必要な養分がすべて培養液から供給されるため、微量元素の添加が必須不可欠である。通常、培養液に鉄（Fe）、マンガン（Mn）、亜鉛（Zn）、銅（Cu）、モリブデン（Mo）、ホウ素（B）の6元素を必ず含有していなければならないが、鉄、マンガン、ホウ素の3元素だけを培養液に添加し、極わずかの量で済む亜鉛、銅、モリブデンの3元素が原水からの供給に任せるところもある。

微量元素を含有する肥料は無機系と有機系（キレート系）に分けられる。有機系はEDTA系微量元素が代表的なものだが、無機系微量元素は大体硫酸系の無機金属塩類である。ほかに塩化物系の微量元素もあるが、大体化学活性が高く、一部が毒性を有し、土壌、水系や動植物に悪影響を与える恐れがあるので、肥料用には向けない。

硫酸塩系微量元素は元素含有量が高く、値段も安いだが、養液栽培の培養液に溶けてからイオン化した元素が他の成分と反応して、難溶性の沈殿を生成してしまう可能性がある。その解決策として、別途に硫酸塩系微量元素だけを溶かして、使用直前の希釈した培養液に添加すれば、回避することができる。

また、慣行栽培では土壌、天候などの原因で、作物の微量元素欠乏症が出た場合に硫酸塩系微量元素の水溶液を葉面に散布すれば、素早く欠乏症を抑えることができる。

肥料用硫酸塩系微量元素は硫酸第一鉄、硫酸マンガン、硫酸亜鉛、硫酸銅の4種類を指す。

1.硫酸第一鉄

1. 成分と性質
   硫酸第一鉄（Iron(II) sulfate）は硫酸鉄化合物の1種である。結晶水のある水和物の形で存在することが多く、よく見かけるのは7水和物（FeSO₄･7H₂O）である。硫酸第一鉄の7水和物は無臭の青緑色結晶で、緑礬（りょくばん）とも呼ばれる。水によく溶け、溶解度25.6g/100ml（20°C）、水溶液pH3～4で、渋みのある鉄さびのような塩味をする。鉄含有量20.1％、硫黄含有量11.5％、64℃以上に加熱すれば、結晶水を徐々放出し、80～123 ℃で1水和物、300 ℃で無水和物となる。
   硫酸第一鉄は風化しやすく、湿る空気の中にゆっくり酸化して、黄褐色の三価鉄（硫酸第二鉄）になる。大部分の作物は三価鉄を吸収利用できない。黄褐色に酸化変色した硫酸第一鉄は肥料効果が大きく低下する。
   硫酸第一鉄の水溶液が酸性を呈するので、化学的酸性肥料に属する。施用後、鉄が作物の養分として吸収され、硫酸イオン（硫酸根）だけが土壌に残留して、土壌を酸性化させる。したがって、生理的酸性肥料に分類される。ただし、硫酸第一鉄の施用量が非常に少ないため、土壌を酸性化させる可能性を考えなくてよい。
2. 用途                     
   工業分野では硫酸第一鉄はインキ、紺青の製造原料、色調調整剤、還元剤、媒染剤、安定剤、加工食品の栄養強化剤、医薬、木材防腐剤など幅広い用途がある。
   農業分野では硫酸第一鉄7水和物は速効性の鉄肥料で、微量元素の鉄供給源として使われる。単独施用では葉面散布に使うことが多い。種肥とする場合は浸種してから播種するまたは種子や苗の根につける形で使用する。養液栽培肥料には鉄の供給源として添加する。
   硫酸第一鉄が速効性の肥料であるため、葉面散布ではその肥効は施用後2～3日に現れる。また、作物生育に必要な鉄の量が僅かで、葉面散布にしても種肥にしてもその肥効持続期間は長く、1作1回施用すればよい。なお、土壌中に鉄が過剰の場合は作物の生育に明白な過剰症状が見られない。
   化成肥料やBB配合肥料に添加することが少ない。その理由は化成肥料やBB配合肥料に使用されている肥料原料には大体微量の鉄を含有し、わざと添加する必要がない。また、化成肥料の製造に添加した硫酸第一鉄は造粒工程に酸化され、肥料効果の低い硫酸第二鉄に変化するほか、鉄分が原料中の水溶性りん酸を難溶化させること、肥料には均一に分散・配合できないことである。

2.硫酸マンガン

1. 成分と性質
   硫酸マンガン（manganese(II) sulfate）は、マンガンの硫酸塩で、無水物から1水和物、4水和物、5水和物と7水和物がある。常温で安定するのは硫酸マンガンの1水和物と5水和物であるが、中でも1水和物が一般的である。
   肥料用硫酸マンガンは通常、硫酸マンガン1水和物（MnSO₄･H₂O）を使う。1水和物は薄い紅色を帯びる単斜結晶で、マンガン含有量32.5％、硫黄含有量18.9％、吸湿性があり、水によく溶け、溶解度39.3g/100ml（20°C）、水溶液pH5.0～6.5、苦い渋柿に似たような舌が縮む不快な味である。加熱すると100℃辺りで結晶性溶解が発生し、ドロドロ状の液体になる。約250℃で結晶水がすべて失い、無水物となる。
   硫酸マンガンの水溶液が酸性を呈するので、化学的酸性肥料に属する。施用後、マンガンが作物の養分として吸収され、硫酸イオン（硫酸根）だけが土壌に残留して、土壌を酸性化させる。したがって、生理的酸性肥料に分類される。ただし、硫酸マンガンの施用量が非常に少ないため、土壌を酸性化させる可能性を考えなくてよい。
2. 用途                       
   工業分野では硫酸マンガンは金属マンガンや多くのマンガン化合物の原料になる。主に乾燥剤（塗料、印刷インキ用）、窯業用顔料（りん酸マンガン、陶試紅）、金属防錆（りん酸被膜）、マンガン塩製造、触媒などに使われる。
   農業分野では硫酸マンガン1水和物は速効性のマンガン肥料で、微量元素のマンガン供給源として使われている。単独施用では葉面散布に使うことが多い。種肥とする場合は浸種してから播種するまたは種子や苗の根につける形で使用する。養液栽培肥料にはマンガンの供給源として添加する。
   硫酸マンガンが速効性の肥料であるため、葉面散布ではその肥効は施用後2～3日に現れる。また、作物生育に必要なマンガンの量が僅かで、土壌中の移動も少ないので、葉面散布にしても種肥にしてもその肥効の持続期間は長く、1作1回施用すればよい。
   マンガン過剰は、鉄、銅、モリブデン等微量元素の吸収を妨げる。また、土壌中に高濃度のマンガンの存在は植物生育を妨害し、リンゴの粗皮病、温州ミカンの異常落葉、キュウリの褐色葉枯病、ナス葉の鉄サビ様症状などを誘発する。過剰施用を避けるべきである。
   化成肥料やBB配合肥料に硫酸マンガンを添加することが少ない。その理由は化成肥料やBB配合肥料に使用されている肥料原料には微量のマンガンを含有し、わざと添加する必要がないほか、添加した硫酸マンガンは肥料中に均一に分散・配合が難しいことである。

3.硫酸亜鉛

1. 成分と性質
   硫酸亜鉛（Zinc sulfate）は亜鉛の硫酸塩で、合成反応後の結晶析出温度によりそれぞれ1水和物、6水和物、7水和物の結晶が得られる。0～39℃では7水和物、39～60℃は6水和物、60～100℃では1水和物が得られる。これらの水和物が200℃以上に加熱すると、結晶水が失い、無水物となる。
   通常、肥料用硫酸亜鉛は硫酸亜鉛7水和物（ZnSO₄･7H₂O）を使う。7水和物は白い斜方晶または結晶性粉末で、皓礬（こうばん）とも呼ばれる。微量の鉄を含む場合は淡黄色を呈する。吸湿性が低く、固結しない。水によく溶け、溶解度53.8g/100ml（20°C）、水溶液pH4.4～6、渋柿に似たような舌の縮む不快な味である。亜鉛含有量22.7％、硫黄含有量11.1％、加熱すると100℃で結晶性溶解が発生し、ドロドロ状の液体となる。200℃以上に加熱すると結晶水が失い、無水物となる。
   硫酸亜鉛1水和物（ZnSO₄･H₂O）も微量元素肥料として使う場合がある。1水和物は白い結晶性粉末で、吸湿性が低く、固結しない。水によく溶け、溶解度49g/100ml（20°C）、水溶液pH4.4～6、渋柿に似たような舌の縮む不快な味である。亜鉛含有量36.4％、硫黄含有量17.8％、200℃以上に加熱すると結晶水が失い、無水物となる。
   硫酸亜鉛の水溶液が酸性を呈するので、化学的酸性肥料に属する。施用後、亜鉛が作物の養分として吸収され、硫酸イオン（硫酸根）だけが土壌に残留して、土壌を酸性化させる。したがって、生理的酸性肥料に分類される。ただし、硫酸亜鉛の施用量が非常に少ないため、土壌を酸性化させる可能性を考えなくてよい。
2. 用途                       
   工業分野では硫酸亜鉛は顔料、媒染剤、色調調整剤、木材防腐剤、医薬品、亜鉛メッキなど幅広い用途がある。
   農業分野では硫酸亜鉛は速効性の亜鉛肥料で、微量元素の亜鉛供給源として使われている。単独施用では葉面散布に使うことが多い。種肥とする場合は浸種してから播種するまたは種子や苗の根につける形で使用する。養液栽培肥料には亜鉛の供給源として添加する。
   硫酸亜鉛が速効性の肥料であるため、葉面散布ではその肥効は施用後2～3日に現れる。また、作物生育に必要な亜鉛の量が僅かで、土壌中の移動も少ないので、葉面散布にしても種肥にしてもその肥効持続期間は長く、1作1回施用すればよい。
   亜鉛過剰は、鉄、銅、モリブデン等微量元素の吸収を妨げる。また、土壌中に高濃度の亜鉛の存在は植物生育を妨害し、全体的に生育が劣り、下位葉が葉縁部から枯死して、若い葉には鉄欠乏とよく似たクロロシスを生じるという亜鉛過剰症状が発生する。
   化成肥料やBB配合肥料に硫酸亜鉛を添加することが少ない。その理由は化成肥料やBB配合肥料に使用されている肥料原料には微量の亜鉛を含有し、わざと添加する必要がないほか、添加した硫酸亜鉛は肥料中に均一に分散・配合が難しいことである。

4.硫酸銅

1. 成分と性質
   硫酸銅（copper(II) sulfate）は二価銅イオンの硫酸塩である。結晶水のある水和物の形で存在することが多く、よく見かけるのは5水和物（CuSO₄･5H₂O）で、胆礬（たんばん）とも呼ばれ、天然鉱物として銅山の地下水から析出した結晶の形で古い坑道の内壁など付着するなどがある。農業分野では主に硫酸銅の5水和物を使う。
   硫酸銅5水和物は無臭の綺麗な青色を有する三斜晶系結晶で、水によく溶け、水温が高いほど溶解度が高くなる。20℃での溶解度31.7g/100ml、水溶液pH3.5～4.5、弱酸性を呈し、苦味をする。銅含有量25.4％、硫黄含有量12.8％、加熱すると結晶水が失い、45℃には3水和物、110℃には1水和物、250℃にはすべての結晶水を失い、淡い緑を帯びる白い粉末状の無水物となる。
   硫酸銅の水溶液が酸性を呈するので、化学的酸性肥料に属する。施用後、銅が作物の養分として吸収され、硫酸イオン（硫酸根）だけが土壌に残留して、土壌を酸性化させる。したがって、生理的酸性肥料に分類される。ただし、硫酸銅の施用量が非常に少ないため、土壌を酸性化させる可能性を考えなくてよい。
2. 用途                       
   工業分野では硫酸銅は銅めっき、エッチング、顔料、殺菌剤の原料、媒染剤、防腐剤、医薬、加工食品の栄養強化剤などに用いられる。
   農業分野では硫酸銅5水和物は速効性の銅肥料で、微量元素の銅供給源として使われている。単独施用では葉面散布に使うことが多い。種肥とする場合は浸種してから播種するまたは種子や苗の根につける形で使用する。養液栽培肥料には銅の供給源として添加する。
   また、農薬として使われるボルドー液は生石灰の溶液に硫酸銅5水和物の溶液を混ぜたもので、強い殺菌効果がある。
   硫酸銅が速効性の肥料であるため、葉面散布ではその肥効は施用後2～3日に現れる。また、作物生育に必要な銅の量が僅かで、葉面散布にしても種肥にしてもその肥効持続期間は長く、1作1回施用すればよい。
   銅過剰はりん酸、鉄、亜鉛などと拮抗して、これらの元素の吸収を妨げる。また、土壌中に高濃度の銅の存在は植物生育を妨害し、全体的に生育が劣り、根の伸長を顕著に阻害し、根が太く、短く有刺鉄線状のような形を呈するなど過剰症状がみられる。銅過剰症状は鉱山地域や精錬所周辺、銅濃度の高い排水を灌漑水に使用する場合はよく見かける。
   硫酸銅は化成肥料やBB配合肥料に添加することが少ない。その理由は化成肥料やBB配合肥料に使用されている肥料原料には大体微量の銅を含有し、わざと添加する必要がない。また、化成肥料とBB配合肥料に硫酸銅を添加した場合は、銅が均一に分散・配合できず、施用後高濃度の銅による局部土壌を汚染する恐れがあるからである。

5.硫酸塩系微量元素の施用上の注意事項

硫酸塩系微量元素は葉面散布も種肥にしても下記の注意事項がある。

1. むやみの施用をしない
   砂質土壌とアルカリ性土壌を除き、通常の土壌では、作物の微量元素欠乏症が発生することが少ない。予防の観点で施用することは避けてほしい。
2. 過剰施用を避ける
   過剰施用する場合は作物の微量元素過剰症状は発生し、ほかの養分と拮抗して、その吸収を妨げる。特に微量元素間の拮抗関係が激しく、吸収阻害が著しい。
3. 硫酸銅の溶解と施用に鉄製容器を使用しない
   硫酸銅の銅イオンが鉄と置換し、鉄を溶解するので、鉄容器を腐食する。
4. 硫酸銅の魚毒性に注意する
   硫酸銅は魚類に対する毒性が強い。施用後の容器を洗浄する際に残留物と洗浄排水を池や川に流入させない。