CN116334060A - 一种土壤改良材料及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种具有优异的病原菌和病毒驱除能力的形成为颗粒状的土壤改良材料。一种形成为颗粒状的土壤改良材料，含有乳酸菌的活菌和颗粒形成用载体，所述颗粒形成用载体的体积平均径为50～130μm。

Description

一种土壤改良材料及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种土壤改良材料及其制造方法。
背景技术
已知乳酸菌具有改良土壤的功能，将土壤变为植物容易生长的环境。因此，含有乳酸菌的液态土壤改良剂被广泛使用。例如，作为含有乳酸菌的液态土壤改良剂和除臭剂——健康大地(丝配丝卡皮塔尔(スペース·キャピタル有限公司制造)已经上市销售。另外，还已知乳酸菌具有通过乳酸菌产生的PH4以下的强酸来驱除病原菌和病毒的能力(以下称为“病原菌和病毒驱除能力”)。由此，可以改良和防止农作物的根腐病和病害等。
形成为颗粒状的含有乳酸菌的土壤改良材料是公知的。例如，专利文献1公开了一种肥料，其中通过在用乳酸菌处理过的豆渣中加入磷酸、钾物质，颗粒加工并干燥来减轻臭味。专利文献2公开了一种土壤改良材料，其通过混合竹粉、害虫驱避组合物和有机肥料，在其中添加乳酸菌等有益微生物群并发酵而成。专利文献3公开了一种堆肥的制造方法，其特征在于使菌担载下水污泥残渣颗粒发酵，该菌担载下水污泥残渣颗粒在下水污泥残渣颗粒内部担载芽孢杆菌，同时在表层部担载乳酸菌。
另外，专利文献4中公开了一种盆花用有机肥料的制备方法，(1)将羊粪、牛粪和酵母混合得到一次发酵材料，(2)将过40～60目筛的植物粒子载体用复合酶分解得到酶解植物粒子载体，(3)将一次发酵材料、酶解植物粒子载体和乳酸菌混合得到二次发酵材料，(4)将二次发酵材料在加热温度97～98℃、微波频率1.5～1.7MHz下进行微波冷冻干燥得到半干燥物，(5)将半干燥物微粉碎成粒径30～40μm后，颗粒化至粒径1.6～1.8mm，得到盆花用有机肥料，(6)包装。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平10-327764号公报
专利文献2：日本特开2009-24141号公报
专利文献3：日本专利第6528188号公报
专利文献4：中国公开专利公报105948846号
发明内容
发明要解决的技术问题
传统的含有乳酸菌的液态土壤改良剂在使用时需要稀释、用喷雾器喷雾等。因此，液态土壤改良剂在使用花盆轻松享受家庭菜园时，使用性较低。
专利文献1～3中记载的土壤改良材料形成为颗粒状。因此，在使用花盆进行家庭菜园时，只要将含有乳酸菌的颗粒状土壌改良材料施用到花盆中即可，提高了使用性。但是，发明人发现，传统的形成为颗粒状的土壤改良材料的病原菌和病毒驱除能力较低。因此，传统的形成为颗粒状的土壤改良材料恐怕不能充分改良和防止根腐病、病害等。
在专利文献4中记载的盆花用有机肥料的制备方法中，在上述专利文献4的工序(4)中，对含有乳酸菌的二次发酵材料进行微波冷冻干燥处理。上述工序(4)的微波冷冻干燥处理具有杀菌作用。即，在专利文献4中记载的盆花用有机肥料的制备方法中，二次发酵材料中的乳酸菌通过上述工序(4)进行杀菌。因此，在上述专利文献4的工序(5)中颗粒化得到的盆花用有机肥料被认为不能发挥乳酸菌的土壤改良功能、病原菌和病毒驱除能力。
本发明的目的在于提供一种具有优异的病原菌和病毒驱除能力的形成为颗粒状的土壤改良材料。另外，本发明的目的在于提供上述土壤改良材料的制造方法。
解决问题的技术方案
本发明是一种形成为颗粒状的土壤改良材料，含有乳酸菌和颗粒形成用载体，所述颗粒形成用载体的体积平均径为50～130μm。
另外，本发明是一种形成为颗粒状的土壤改良材料的制造方法，包括：粉碎工序，粉碎颗粒形成用载体，使体积平均径为50～130μm；附着工序，将乳酸菌附着在所述粉碎工序中制备的颗粒形成用载体上；颗粒化工序，使在所述附着工序中制备的附着有乳酸菌的颗粒形成用载体成为颗粒状。
发明效果
本发明的形成为颗粒状的土壤改良材料具有优异的病原菌和病毒驱除能力。
具体实施方式
下面，基于优选实施方式，详细说明本发明。
(1)本发明的一实施方式是一种形成为颗粒状的土壤改良材料，含有乳酸菌的活菌和颗粒形成用载体，所述颗粒形成用载体的体积平均径为50～130μm。
上述(1)的形成为颗粒状的土壤改良材料具有优异的病原菌和病毒驱除能力。
(2)根据上述(1)所述的形成为颗粒状的土壌改良材料中，上述乳酸菌为乳杆菌属。
(3)根据上述(1)或(2)所述的形成为颗粒状的土壤改良材料中，上述乳酸菌为来自植物的乳酸菌。
(4)根据上述(3)所述的形成为颗粒状的土壤改良材料中，上述植物为艾蒿。
(5)根据上述(1)～(4)中任一项所述的形成为颗粒状的土壤改良材料中，上述颗粒形成用载体含有选自椰子纤维和锯末中的至少一种。
上述(2)～(5)所述的形成为颗粒状的土壤改良材料还具有优异的病原菌和病毒驱除能力。
(6)根据上述(1)～(5)中任一项所述的形成为颗粒状的土壌改良材料中，还含有选自光合细菌、酵母菌、放线菌和醋酸菌中的至少一种。
上述(6)所述的形成为颗粒状的土壤改良材料，除具有优异的病原菌和病毒驱除能力外，还具有优异的除臭能力。
(7)根据上述(1)～(6)中任一项所述的形成为颗粒状的土壌改良材料具有106～107CFU/g的活菌数。
上述(6)所述的形成为颗粒状的土壤改良材料还具有优异的病原菌和病毒驱除能力。
(8)一种形成为颗粒状的土壤改良材料的制造方法，包括：
粉碎工序，粉碎颗粒形成用载体，使颗粒形成用载体的体积平均径为50～130μm；
附着工序，将乳酸菌的活菌附着在上述粉碎工序中制备的颗粒形成用载体上；
颗粒化工序，使在上述附着工序中制备的附着有乳酸菌的颗粒形成用载体成为颗粒状。
上述(8)的制造方法可以制造具有优异的病原菌和病毒驱除能力的形成为颗粒状的土壤改良材料。
根据本发明的一实施方式的形成为颗粒状的土壤改良材料(以下称为“颗粒土壤改良材料”)含有乳酸菌和颗粒形成用载体，上述颗粒形成用载体的体积平均径为50～130μm。需要说明的是，上述颗粒土壤改良材料本身的最大直径优选为3～10mm，特别是4～8mm。由此，土壤改良材料的处理变得容易。
本实施方式的乳酸菌是选自乳杆菌属、双歧杆菌属、肠球菌属、乳球菌属、片球菌属及明串珠菌属中的至少一种。作为本实施方式的乳酸菌，优选乳杆菌属。通过使用乳杆菌属作为乳酸菌，进一步提高了上述颗粒土壤改良材料的病原菌和病毒驱除能力。
上述乳酸菌优选为来自植物的乳酸菌。与在动物的肠道内等一定环境下栖息的乳酸菌相比，来自植物的乳酸菌在严酷的环境下更强。特别是来自植物的乳酸菌的耐酸性和耐盐性优异。另外，由于它是一种存在于自然界的细菌，所以很少会破坏自然界的平衡、抑制其他发酵菌的活性。作为上述植物，可以列举出艾蒿、竹子和葛根等。作为本实施方式的乳酸菌，优选来自艾蒿的乳酸菌。通过使用来自艾蒿的乳酸菌，进一步提高了上述颗粒土壤改良材料的病原菌和病毒驱除能力。
本实施方式的颗粒土壤改良材料除了上述的乳酸菌以外，还可以含有选自光合细菌、酵母菌、放线菌和醋酸菌(以下有时称为“光合细菌等”)中的至少一种。由于颗粒土壤改良材料进一步含有光合细菌等，因此提高了颗粒土壤改良材料的除臭能力。光合细菌等与上述乳酸菌一样，优选来自植物。特别是，优选来自与颗粒土壤改良材料中所含的乳酸菌相同的植物的光合细菌等。由此，在上述颗粒土壤改良材料中，乳酸菌和光合细菌等可以合适地共生。
上述颗粒土壤改良材料中的乳酸菌和光合细菌的共生，可以有效地提高除臭能力。作为与乳酸菌共生的具体的光合细菌可列举出荚膜红假单胞菌、球形红假单胞菌、深红红螺菌和酒色着色菌。在本实施方式的颗粒土壤改良材料中，作为与乳酸菌共生的光合细菌，优选荚膜红假单胞菌。由此，上述颗粒土壤改良材料除了病原菌和病毒驱除能力之外，还进一步提高了除臭能力。
上述乳酸菌和光合细菌等优选以活菌状态存在于颗粒土壤改良材料中。颗粒土壤改良材料中的上述活菌在土壤中固定，从而使土壤改良效果、除臭效果及病原菌和病毒驱除效果得以持续。颗粒土壤改良材料中的活菌数优选为106～107CFU/g。特别是，颗粒土壤改良材料中乳酸菌的活菌数优选为2×106～9×106。当颗粒土壤改良材料中的活菌数为106以上时，颗粒土壤改良材料中的活菌能够充分地固定在土壤上。当颗粒土壤改良材料中的活菌数为107以下时，后述的颗粒形成用载体可以更合适地保留乳酸菌作为活菌。从颗粒土壤改良材料中的乳酸菌和光合细菌等在土壤中的固定和繁殖的观点出发，颗粒土壤改良材料优选定期施用到土壤中。
本实施方式的颗粒形成用载体只要是可用于颗粒土壤改良材料的材料即可，没有特别限制。作为颗粒形成用载体的具体例，可以列举出锯末、椰子纤维、沸石、木屑、稻壳、泥煤苔、树脂珠、棕榈纤维、塑料纤维、木炭及蟹壳等。本实施方式的颗粒土壤改良材料中所含的颗粒形成用载体可以是一种，也可以是两种以上。
上述颗粒形成用载体优选含有选自锯末和椰子纤维中的至少一种。锯末和椰子纤维均能够合适地保留上述乳酸菌作为活菌。另外，颗粒土壤改良材料含有锯末作为颗粒形成用载体时，颗粒土壤改良材料为浅棕色系的配色。因此，在使用花盆享受家庭菜园时，家庭菜园给人一种明亮的印象。当颗粒土壤改良材料含有椰子纤维作为颗粒形成用载体时，颗粒土壤改良材料的水分保持能力提高。因此，促进了植物的生长。
本实施方式的颗粒土壤改良材料中所含的颗粒形成用载体的体积平均径为50～130μm，优选60～120μm。颗粒形成用载体的体积平均径可以通过市售的麦奇克(マイクロトラック)粒度分布仪进行测量。更具体地，颗粒形成用载体的体积平均径使用麦奇克(マイクロトラック)粒度分布仪——MICROTRAC MT-3000VSR(日机装公司制造)，根据其使用说明书进行测量。通过使颗粒土壤改良材料中所含的颗粒形成用载体的体积平均径为50～130μm、特别是60～120μm，进一步提高颗粒土壤改良材料的病原菌和病毒驱除能力。
根据本发明的另一实施方式的颗粒土壤改良材料的制造方法包括：粉碎工序，使颗粒形成用载体的体积平均径为50～130μm；附着工序，将乳酸菌附着在上述粉碎工序中制备的颗粒形成用载体上；颗粒化工序，使上述附着工序中制备的附着有乳酸菌的颗粒形成用载体成为颗粒状。需要说明的是，在根据另一实施方式的颗粒土壤改良材料的制造方法的说明中使用的术语和在根据上述一实施方式的颗粒土壤改良材料的说明中使用的术语中，共同术语与根据上述一实施方式的颗粒土壤改良材料中的说明内容相同。
本实施方式的粉碎工序只要采用能够粉碎颗粒形成用载体的体积平均径为50～130μm的方法即可，没有特别限制。例如，颗粒形成用载体的粉碎可以使用切碎机、高速旋转磨机、球磨、棒磨机、锤磨机及辊磨机等粉碎机进行。在市售的颗粒制造装置中，存在着可以单独使用伴有颗粒化的材料粉碎功能的装置。利用该粉碎功能可以多次粉碎颗粒形成用载体，使颗粒形成用载体的体积平均径为50～130μm。需要说明的是，粉碎工序中，优选粉碎颗粒形成用载体以使粉碎工序后的颗粒形成用载体的体积平均径为60～120μm。
本实施方式的附着工序只要采用能够将上述乳酸菌附着在粉碎的颗粒形成用载体上的方法即可，没有特别限制。例如，可以列举出使用喷雾器将含有乳酸菌的液体喷雾到粉碎的颗粒形成用载体上的方法(方法A)、使粉碎的颗粒形成用载体浸润到含有乳酸菌的液体中的方法(方法B)、以及将粉末化的活的乳酸菌与颗粒形成用载体一起混合的方法(方法C)等。方法A与方法B相比，可以减少含有乳酸菌的液体的使用量。另外，方法A可以省略方法C所必需的混合作业。因此，作为附着工序，从效率性的观点出发，优选喷雾含有乳酸菌的液体的方法A。
在上述附着工序中，除乳酸菌外，还可以将上述光合细菌等附着在粉碎的颗粒形成用载体上。附着方法可以使用与乳酸菌相同的方法。例如，使用上述方法A时，通过将含有乳酸菌和光合细菌等的液体喷雾到粉碎的颗粒形成用载体上，可以将乳酸菌和光合细菌等附着在粉碎的颗粒形成用载体上。另外，也可以将含有乳酸菌的液体和含有光合细菌等的液体分别附着在颗粒形成用载体上。从简化附着工序的观点出发，优选使用上述含有乳酸菌和光合细菌等的液体的附着工序。在这种情况下，从乳酸菌和光合细菌等共生的观点出发，上述液体中所含的乳酸菌和光合细菌等优选来自同一植物。作为更具体的附着工序，可以列举出使用喷雾器，将含有从艾蒿中提取的乳酸菌和光合细菌等的液体喷雾到粉碎的颗粒形成用载体上。
本实施方式的颗粒化工序只要将上述附着工序中制备的附着有乳酸菌的颗粒形成用载体用公知的方法颗粒化即可，没有特别限制。例如，可以使用市售的颗粒制造装置，将上述附着有乳酸菌的颗粒形成用载体颗粒化。
【实施例】
下面将基于实施例更具体地说明本发明，但本发明并不限于实施例。
[颗粒形成用载体]
作为颗粒形成用载体，使用锯末(紫草林木(しそうの森の木)公司制造)和椰子纤维(可可天然(ココナチュラル)：丝配丝卡皮塔尔(スペース·キャピタル)公司制造)。
[含有乳酸菌的液体]
含有乳酸菌的液体使用健康大地(丝配丝卡皮塔尔(スペース·キャピタル)有限公司制造)。需要说明的是，健康大地中所含的乳酸菌是来自艾蒿的乳酸菌。
[粗磨木材]
将从上述紫草林木(しそうの森の木)公司购买的锯末作为粗磨木材。
[粗磨椰子]
将上述丝配丝卡皮塔尔(スペース·キャピタル)公司制造的可可天然(ココナチュラル)作为粗磨椰子。
[粉末木材]
使用粉碎机、切碎机(三力制作所公司制造)，在筛子(网眼)1.8mm的条件下粉碎锯末以制备粉末木材。
[粉末椰子]
除了使用椰子纤维代替锯末之外，采用与上述粉末木材相同的制备方法制备粉末椰子。
[粒度分布测量]
将粗磨木材、粗磨椰子、粉末木材和粉末椰子通过1.4mm的筛孔，对通过筛子的样品进行粒度分布测量。需要说明的是，表1显示了在粗磨木材、粗磨椰子、粉末木材和粉末椰子中未通过1.4mm筛孔的1.4mm以上的粒子的质量％。
【表1】
Figure BDA0003924139790000091
表2示出粒度分布的测量结果。另外，测量装置和测量条件如下所示。
测量装置：麦奇克(マイクロトラック)粒度分布仪——MICROTRA C MT-3000VSR(日机装公司制造)
测量原理：激光衍射散射式
测量范围：0.021～1408μm
测量时间：30秒
使用溶剂：甲醇
【表2】
Figure BDA0003924139790000092
Figure BDA0003924139790000101
[比较例1]
使用颗粒制造装置——造粒机HG-ZLSP150B(海格(ハイガー)产业公司制造)，根据使用说明书，对粗磨木材进行颗粒化。将制备的颗粒化形成物作为比较例1。
[比较例2]
除了使用粗磨椰子代替粗磨木材以外，采用与比较例1相同的方法制备颗粒化形成物。将制备的颗粒化形成物作为比较例2。
[比较例3]
除了使用粉末木材代替粗磨木材以外，采用与比较例1相同的方法制备颗粒化形成物。将制备的颗粒化形成物作为比较例3。
[比较例4]
除了使用粉末椰子代替粗磨木材以外，采用与比较例1相同的方法制备颗粒化形成物。将制备的颗粒化形成物作为比较例4。
[比较例5]
使用喷雾器将10ml含有乳酸菌的液体喷雾到100g粗磨木材上。使用颗粒制造装置——造粒机HG-ZLSP150B(海格(ハイガー)产业公司制造)，根据使用说明书，使用已喷雾含有乳酸菌的液体的粗磨木材制备颗粒化形成物。将制备的颗粒化形成物作为比较例5。
[比较例6]
除了使用粗磨椰子代替粗磨木材以外，采用与比较例5相同的方法制备颗粒化形成物。将制备的颗粒化形成物作为比较例6。
[实施例1]
除了使用粉末木材代替粗磨木材以外，采用与比较例5相同的方法制备颗粒化形成物。将制备的颗粒化形成物作为实施例1。
[实施例2]
除了使用粉末椰子代替粗磨木材以外，采用与比较例5相同的方法制备颗粒化形成物。将制备的颗粒化形成物作为实施例2。
[除菌效果试验]
将大肠杆菌(NBRC3301株)在普通琼脂培养基上37℃±2℃下培养18～24小时。然后，调整菌数为104CFU/ml，作为试验菌液。将比较例1的颗粒化形成物10g悬浮于90ml生理盐水中，作为比较例1的试验样本。与比较例1的试验样本相同，分别制备比较例2～6、实施例1和实施例2的试验样本。向比较例1～6、实施例1和实施例2的各试验样本中加入试验菌液0.1ml。使用去氧胆酸盐琼脂培养基测量加入试验菌液0.1ml时(0小时后)的各试验样本和在室温下静置24小时后的各试验样本的大肠杆菌数。在表3示出大肠杆菌数的测量结果。
【表3】
Figure BDA0003924139790000111
Figure BDA0003924139790000121
由表3可知，在未喷雾含有乳酸菌的液体的比较例1～4中，与0小时后相比，24小时后的大肠杆菌数有所增加。另一方面，喷雾含有乳酸菌的液体的比较例5、比较例6、实施例1和实施例2中，与0小时后相比，24小时后的大肠杆菌数有所降低。由此表明，含有乳酸菌的颗粒土壤改良材料具有病原菌和病毒驱除能力。
24小时后的大肠杆菌数与0小时后的大肠杆菌数之比在比较例5中约为40％，在实施例1中为32％，另外，在比较例6中约为72％，在实施例2中为40％。比较例5和实施例1均是使用锯末作为颗粒形成用载体的颗粒土壤改良材料。比较例6和实施例2均是使用椰子纤维作为颗粒形成用载体的颗粒土壤改良材料。这里，如上表2所示，比较例5和比较例6与实施例1和实施例2相比，颗粒形成用载体的粒子尺寸较大。更具体地，比较例5和比较例6的粒子的体积平均径分别为294.8μm和227.9μm。另一方面，实施例1和实施例2的粒子的体积平均径分别为107.6μm和68.73μm。即，由表3可知，在使用相同颗粒形成用载体的含有乳酸菌的颗粒土壤改良材料的情况下，含有粒子尺寸小的颗粒形成用载体的颗粒土壤改良材料在24小时后的大肠杆菌数有所降低。由此，实验性地启示通过将颗粒土壤改良材料中所含的颗粒形成用载体的体积平均径设为50～130μm，可以提高病原菌和病毒驱除能力。
[活菌数测量试验]
将实施例1的颗粒化形成物10g悬浮于90ml生理盐水中，作为活菌数测量用样品1。将制备的活菌数测量用样品1用生理盐水稀释10倍、100倍和1000倍，制备3个稀释样品。使用符合国际标准法NF ISO 15214的MRS琼脂培养基，将活菌数测量用样品1在30℃下培养72小时，并对培养后的菌落进行计数。与活菌数测量用样品1相同，使用MRS琼脂培养基分别培养上述3个稀释样品，并对培养后的菌落进行计数。根据菌落的计数结果，计算出实施例1的颗粒化形成物中的活菌数。
将实施例2的颗粒化形成物10g悬浮于90ml生理盐水中，作为活菌数测量用样品2。除了使用活菌数测量用样品2以外，采用与上述使用活菌数测量用样品1的活菌数测量试验相同的方法，计算实施例2的颗粒化形成物中的活菌数。在表4示出使用活菌数测量用样品1和活菌数测量用样品2计算活菌数的结果。
【表4】
活菌数(CFU/g)
活菌数测量用样品1 8300000
活菌数测量用样品2 2200000
表4表明，具有优异的病原菌和病毒驱除能力的实施例1和实施例2的颗粒化形成物，具有106～107CFU/g的活菌数。MRS琼脂培养基是一种促进乳酸菌生长的选择性培养基。因此，通过表4实验性地启示，实施例1和实施例2的颗粒化形成物保留2×106～9×106CFU/g的乳酸菌作为活菌。

Claims (8)

1.一种形成为颗粒状的土壤改良材料，其中，含有乳酸菌的活菌和颗粒形成用载体，所述颗粒形成用载体的体积平均径为50～130μm。
2.根据权利要求1所述的形成为颗粒状的土壤改良材料，其中，所述乳酸菌为乳杆菌属。
3.根据权利要求1或2所述的形成为颗粒状的土壤改良材料，其中，所述乳酸菌为来自植物的乳酸菌。
4.根据权利要求3所述的形成为颗粒状的土壤改良材料，其中，所述植物为艾蒿。
5.根据权利要求1所述的形成为颗粒状的土壤改良材料，其中，所述颗粒形成用载体含有选自椰子纤维和锯末中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的形成为颗粒状的土壤改良材料，其中，还包括选自光合细菌、酵母菌、放线菌和醋酸菌中的至少一种。
7.根据权利要求1、2、5或6所述的形成为颗粒状的土壤改良材料，其中，具有106～107CFU/g的活菌数。
8.一种形成为颗粒状的土壤改良材料的制造方法，其中，包括：
粉碎工序，粉碎颗粒形成用载体，使颗粒形成用载体的体积平均径为50～130μm；
附着工序，将乳酸菌的活菌附着在所述粉碎工序中制备的颗粒形成用载体上；
颗粒化工序，使在所述附着工序中制备的附着有乳酸菌的颗粒形成用载体成为颗粒状。
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