JP2001501899A - 液体肥料物質の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 天然有機材料の抽出物を調製する工程と、この抽出物を肥料物質と結合させる工程とを含む、液体肥料材料の製造方法。天然有機材料には動物の排出物を含み、肥料物質は水溶性塩類及び水溶性塩類混合物から選ばれる。

Description

【発明の詳細な説明】 液体肥料物質の製造方法 本発明は、肥沃化に関する。特に、液体肥料の製造方法、液体肥料ブレンドの 製造方法、液体肥料、液体肥料ブレンド、及び植物施肥方法に関する。 本発明の第一の態様は、液体肥料の製造方法を提供するもので、この方法は、 天然有機材料の抽出物の調製、及び該抽出物と肥料物質との結合の各工程を含む 。 天然有機材料とは、天然有機肥料材料である。天然有機材料には、動物の排泄 物が含まれる。それは例えば、海鳥のグアノあるいは鶏糞等である。 抽出物は水抽出物である。従って、天然有機材料の抽出物の調製には、天然有 機肥料材料を水と混合して水相及び不溶物を含む水性混合物を形成し、これを混 合・撹拌したものからの抽出工程を含む。あるいは、抽出物の調製は、天然有機 肥料材料を塩基水溶液との水性混合物として抽出して行なってもよい。塩基は、 水酸化ナトリウム、水酸化カリウムから選択される。代表的な塩基の量は、質量 対全体の容量比（すなわち、ｍ／ｖ）で約1.5〜3.0％である。従って、例えば天 然有機材料10トンと水10000リットルを含む水性混合物20000リットルの場合には 、水酸化カリウムは約３００〜６００ｇ使用されることになる。これは、塩基の 質量は天然有機肥料材料と水溶液の全体の容量に対し、約1.5〜3.0％を含むこと になる。水酸化カリウムの使用によって水性混合物の温度は上昇するが、それは 水酸化カリウム約1.5％(m/v)使用の場合は約４０℃、約3.0％(m/v)使用の場合は 約６０℃である。通常、抽出はｐＨ約5.0〜6.5で行われる。 水性混合物中の水酸化カリウムまたはナトリウムは、混合物中に存在 するタンパクをアミノ酸へと加水分解する作用も有する。通常、存在するタンパ クの約６０％が加水分解される。塩基はまた、天然有機材料からの炭素含有物質 の抽出をも促進する。通常、天然有機材料中の炭素含有物質の約８０％が抽出さ れる。水酸化カリウムまたはナトリウムの存在により、キレート効果も増強され る。これは、後に詳細に述べる。 抽出工程は、温度を上昇させて行うことができる。例えば、温度約６０〜９０ ℃、好ましくは約７５〜８５℃で行われる。抽出工程は、約１５〜４０分かけて 行なわれる。 抽出物の調製は、抽出工程の後、水性混合物から不溶物を除去して水相を得る 工程を含む。不溶性物質は、混合物をサイクロンを通過させることにより不溶性 物質の大部分を水相から分離し、更に水相をフィルタープレスを通して濾過水相 とすることにより、除去される。勿論、水性混合物からの不溶性物質の分離には 、その他の適当な方法を用いてもよい。 抽出物の調製には、更に抽出物を得るための、水相の部分的蒸発または濃縮工 程を含んでもよい。通常、抽出物の炭素：窒素比を２４：１となるように、濾過 水相を濃縮する。従って、本発明の方法は、抽出物の炭素：窒素比が約２４：１ となるまで水相を濃縮する工程を含む。この比率とするには、過剰な全ての水分 を蒸発させ、抽出物中の可溶物質の殆どが溶解するに必要なだけの水分を残すだ けとなろう。 通常、抽出物中の溶解している固形分は約３５％（ｍ／ｍ）である。 肥料物質は、水溶性塩類及び水溶性塩類混合物から選ばれる。水溶性塩類は、 カルシウム、マグネシウム、カリウム、アンモニウム等からなる群から選ばれる 金属類の塩類で、アニオン類としては硝酸塩、酢酸塩、塩化物、硫化物、リン酸 塩等からなる群から選ばれる。 抽出物と水溶性塩または水溶性塩類混合物とを組み合わせるには、まず水溶性 塩類または水溶性塩類混合物を少なくとも部分的に水に溶解して溶液とし、これ と抽出物とを組み合わせる。この組み合わせ工程では、 加熱して溶解していない肥料物質を更に溶解させてもよい。組み合わせにおける 種々の反応を十分に行わせるため、約２４時間、放置する工程を付加してもよい 。 肥料物質溶液と抽出物とを結合させて、液体肥料材料を製造する前の、成分が 少なくとも部分的に溶解している溶液の濃度は、肥料物質の溶解度によるが、約 ３５ｇ／ｌと８０ｇ／ｌの間とすることができる。 例えば、硝酸カルシウム及び酢酸カルシウムの場合、濃度は約５３及び６４ｇ ／ｌの間、好ましくは約５６ｇ／ｌである。硝酸マグネシウムの場合、濃度は約 ３３及び３８ｇ／ｌの間、好ましくは約３５ｇ／ｌである。硝酸カリウム、塩化 カリウム、及び硫酸カリウムの場合、濃度は約６５と８０ｇ／ｌの間、好ましく は約７５ｇ／ｌである。硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、及び尿素硝酸ア ンモニウム(urea ammonium nitrate)の場合、濃度は約８５と９５ｇ／ｌの間、 好ましくは約９０ｇ／ｌである。リン酸１アンモニウム（モノアンモニウム・フ ォスフェート）、リン酸２アンモニウム（ジアンモニウム・フォスフェート）、 リン酸１カリウム（モノカリウム・フォスフェート）及びリン酸２カリウム（ジ カリウム・フォスフェート）の場合、濃度は約３０と４０ｇ／ｌの間、好ましく は約３５ｇ／ｌである。 抽出物と、肥料物質が少なくとも部分的に溶解している溶液との容量比は、約 １：４である。 本発明の方法では、前記の抽出物及び肥料物質を微量栄養素の混合物と組み合 わせる工程を更に含めてもよい。微量栄養素混合物とは、亜鉛、銅、マンガン、 鉄、モリブデン、硼素を含む群から選ばれる元素、及びこれらのいずれか二つ以 上の混合物である。この微量栄養素混合物は、ケムサーブコロイド社〔Chemserv e Colloids(Pty)Limited〕が供給するＢＭＸがよい。 本発明は、以上に説明した方法によってそれぞれ調製した、少なくとも二つの 液体肥料物質の組み合わせないしブレンド工程を含む、液体肥 料ブレンドの製造方法に及ぶ。 また、この方法には、予め定めた量の液体肥料材料を組み合わせまたはブレン ドして、それぞれ予め定められた量の複数の肥料物質を含むブレンドを製造する ことも含まれる。 従って、この方法は、例えば特定の型の作物や植物の要求、あるいは特定の成 長段階にある特定の種類の作物の要求に適した、予め決められた量を含む、種々 の肥料物質の混合物またはブレンドの製造に使用できる。 意外にも、本出願人は本発明の方法によって、液体肥料材料のブレンドによる ブレンドの製造が可能であることを発見した。もし、そこに含まれる肥料物質を 単純に水に溶解した場合には、通常は沈殿が生成する筈である。従って、例えば 本発明の方法で調製したカルシウムを含む液体肥料材料は、他の、例えばリン酸 塩、硫酸塩、または炭酸塩等を含む液体肥料材料と、予想される硫酸カルシウム 、リン酸カルシウム、または炭酸カルシウムの沈殿を生成させずに、ブレンドす ることができる。 本発明は、上述の方法に従って製造した液体肥料材料を含む。 また、本発明は、上述の方法に従って製造した液体肥料ブレンドを含む。 さらに、本発明は、上述の液体肥料材料及び液体肥料ブレンドから選択される 肥料を、植物に対し有効量用いる工程を含む、植物への施肥方法を含む。 柑橘類果樹の場合、この方法は、液体肥料材料または液体肥料ブレンドの、背 負いスプレー方式による、または流し灌漑方式による、または上部からの灌漑方 式による、または滴下方式による微少灌漑による、施肥を含む。 以下、実施例により、本発明を具体的に説明する。実施例１ 抽出物の調製を目的として、鶏糞（１ｋｇ）に水（1.5リットル）を加え、混 合物を８０℃に加熱して３０分間撹拌した。得られた水相と不溶物からなる混合 物をサイクロンを通し、不溶物を分離した。次いで水相をフィルタープレスを通 し、懸濁する残留固形物を除去した。 濾過した水相を容量約１リットルまで濃縮して抽出物を製造した。この抽出物 は、炭素：窒素比が２４：１で、溶解している固形分は、約３５％(m/m)であっ た。 これとは別に、混合物に水酸化カリウム５０ｇを加えた。水酸化カリウムの添 加により、当初の温度は４０℃に上昇した。実施例２ 肥料物質として硝酸カルシウムを含む液体肥料材料を、下記により製造した。 硝酸カルシウム５３ｇを水１００ｍｌに溶解し、濃度５３％（m/v）の硝酸カル シウム溶液を調製した。次いでこの溶液１００ｍｌを実施例１の抽出物４００ｍ ｌと混合した（抽出物と硝酸カルシウム水溶液の比は、１：４となる）。得られ た混合物を６０℃に加熱し、２４時間放置して肥料物質の硝酸カルシウムを含む 液体肥料材料を製造した。 肥料物質に酢酸カルシウム５３ｇを用い、実施例２と同量の水と抽出物を用い て実施例２の工程を繰り返し、肥料物質酢酸カルシウムを含む液体肥料材料を製 造した。 このカルシウム含有液体肥料材料と、他の液体肥料材料（下記の製法による） または栄養素材とブレンドして、特定の作物に好適な肥料ブレンドあるいは肥料 を得ることができる。あるいは、このカルシウム含有肥料材料を、直接にカルシ ウム源として、灌水システムまたは葉を介して与えることによって、植物の成長 期に発生することのある特殊なカルシウム欠乏（葉の分析などにより検出される ）を解消するために使用できる。実施例３ 肥料物質として硝酸マグネシウムを含む液体肥料材料を、以下のように製造し た。硝酸マグネシウム３５ｇを水１００ｍｌに溶解して、濃度３５％(m/v)の硝 酸マグネシウム溶液を調製した。次で、この溶液１００ｍｌを実施例１の抽出物 ４００ｍｌと混合し（すなわち、抽出物と硝酸カルシウム溶液の比は１：４）、 得られた混合物を４８時間放置して、肥料物質として硝酸マグネシウムを含む液 体肥料材料を製造した。 植物がマグネシウム欠乏の場合（組織分析などによって検出される）、このマ グネシウムを含有する液体肥料材料を、前記したようにブレンドとして、あるい は、灌水システムまたは葉を介して与えることによって直接に使用することがで きる。実施例４ 肥料物質として硝酸カリウムを含む液体肥料材料を、以下のように製造した。 硝酸カリウム１ｋｇを水６００ｍｌに、７０〜９０℃で５〜１０分の機械的撹拌 を行って溶解し、濃度62.5％(m/m)の硝酸カリウム溶液を調製した。得られた溶 液１００ｍｌを実施例１の抽出物４００ｍｌと混合し（すなわち、抽出物と硝酸 カリウム溶液の比は１：４）、肥料物質として硝酸カリウムを含有する液体肥料 材料を製造した。 この実施例４の工程を、肥料物質にそれぞれ上記同量の塩化カリウム、硫酸カ リウムを使用して繰り返し、それぞれ塩化カリウム、硫酸カリウムを肥料物質と する同量の液体肥料材料を製造した。 このカリウム含有液体肥料材料は、前記同様に、他の液体肥料材料または栄養 素とブレンドしてもよく、あるいはそれだけで灌水システムまたは葉を介して与 えることによって使用できる。実施例５ 肥料物質として硝酸アンモニウムを含む液体肥料材料を、以下のよう に製造した。２１％(m/m)硝酸アンモニウム溶液１００ｍｌを、実施例１の抽出 物４００ｍｌと混合し（抽出物と硝酸アンモニウム溶液の比は１：４）、この混 合物を２４時間放置して、肥料物質として硝酸アンモニウムを含む液体肥料材料 を製造した。 この実施例５の方法を、肥料物質に硫酸アンモニウム８０％(m/m)溶液、尿素 硝酸アンモニウム８０％(m/m)溶液を同量使用して繰り返し、それぞれ硫酸アン モニウム、硝酸尿素アンモニウムを肥料物質として含む液体肥料材料を製造した 。 このアンモニウム含有液体肥料材料は、前記したように、他の液体肥料材料あ るいは栄養素材とブレンドすることができ、あるいはそれだけで灌水システムま たは葉を介して与えることによって使用できる。実施例６ リン酸１アンモニウムを肥料物質として含む液体肥料材料を、下記により製造 した。リン酸１アンモニウムの３０％（ｍ／ｍ）溶液１００ｍｌを実施例１の抽 出物４００ｍｌと混合し（抽出物とリン酸１アンモニウムの比は１：４となる） 、得られた混合物を５分間機械的撹拌したのち４８時間放置して、リン酸１アン モニウムを肥料物質として含む液体肥料材料を製造した。 実施例６の方法を、肥料物質にリン酸２アンモニウム、リン酸１カリウム、リ ン酸２カリウム各３０％（ｍ／ｍ）溶液を用いて繰り返し、リン酸２アンモニウ ム、リン酸１カリウム、リン酸カリウムを肥料物質とする同量の液体肥料を製造 した。 このリン酸塩含有の液体肥料材料は、前記のように、特定の作物あるいは地域 に適するように他の液体肥料材料あるいは栄養素材とブレンドすることができ、 あるいは単独でも、リン酸欠乏症（組織分析などで検出される）の解消のために 、灌水システムまたは葉を介して与えることによって使用できる。実施例７ 実施例４のカリウム含有液体肥料材料２０ｋｇ、実施例５のアンモニウム含有 液体肥料材料４０ｋｇ、実施例６のリン酸塩含有液体肥料材料３３ｋｇ及びケミ サーブコロイド社〔Chemserve Colloids(Pty)Limited〕の供給するＢＭＸマイク ロニュートリエント（微量栄養素）ブレンド（0.2ｋｇ）を混合して、液体肥料 ブレンドを製造した。実施例８ 実施例４のカリウム含有液体肥料材料２０ｋｇ、実施例５のアンモニウム含有 液体肥料材料６１ｋｇ、実施例２のカルシウム含有液体肥料材料7.3ｋｇ、実施 例３のマグネシウム含有液体肥料材料2.5ｋｇ、及びＢＭＸマイクロニュートリ エントブレンド0.2ｋｇを混合して、液体肥料ブレンドを製造した。 液体肥料、すなわち水相に溶解した肥料成分を含む肥料は、カルシウム塩が水 に沈殿する傾向があるため、一般にカルシウム含有の肥料材料と、その他多くの 肥料材料とを一緒に含むものは製造できない。例えば、液体肥料では、カルシウ ム塩はリン酸塩、硫酸塩（硫酸アンモニウム、硫酸マグネシウムなど）、炭酸塩 などとは一緒にできない。リン酸カルシウム（例えばリン酸３カルシウム）、硫 酸カルシウム、炭酸カルシウムなどの沈殿が生じるからである。可溶性のカルシ ウム塩、例えば土壌にトップドレシング(top-dressing)成分として使用したとし ても、可溶性カルシウムは土壌中で不溶性の炭酸カルシウム、あるいは水酸化カ ルシウムに変化する。これが、植物成長に対する可溶性カルシウム塩のカルシウ ム利用を制約することになる。マグネシウム含有塩類も土壌中で同様に変化し、 部分的に可溶性の炭酸カルシウムまたは水酸化マグネシウムとなるため、植物に とっては、可溶性マグネシウム塩中のマグネシウムの利用性もまた限定されてし まう。 本発明の利点は、通常であれば、水に溶解しただけで沈殿が生じるであろう肥 料物質を含む、肥料材料を提供する点である。理論は別として、本出願人は、少 なくとも肥料物質のカチオンが、天然有機材料から抽出された物質と結合(colla te)してキレート反応が起きると考えている。このキレート反応が、沈殿の生成 防止に作用するものと考えられる。また出願人は、このキレート反応は肥料材料 が土壌からしみ出ることを防ぐとも考えている。 ここに記載した発明の更なる利点は、予め定めた量の異なる種類の液体肥料材 料をブレンドして、定められた量の、異なる種類の肥料材料が混在するブレンド を得ることができる点である。これにより、種々の異なる植物や、特定の植物の 異なる成長期間に応じた要求に適した、液体肥料ブレンドの製造が可能となる。 例えば、ある種の植物はその成長期に一定の栄養素を、その増殖期には別種の栄 養素を必要とする。従って本発明は、植物の成長期に、その植物周辺の土地に施 肥することのできる、ブレンドを提供する。更に又、本出願人の知るところでは 、従来の有機肥料には微量栄養素は大量には含まれていない。従って、特定の種 類の植物に必要な微量栄養素を十分に与えるためには、通常、このような従来の 有機肥料を大量に使用する必要があった。ここに記載した発明の利点は、植物に 十分な微量栄養素を与え、大量に肥料材料を使用する必要のない、微量栄養素を 比較的多量に含む肥料材料を提供する点にある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ， ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，Ｍ Ｘ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．天然有機材料の抽出物を調製し、この抽出物を肥料物質と組み合わせる工程 を含む液体肥料材料の製造方法。 ２．天然有機材料が天然有機肥料材料である請求項１に記載の方法。 ３．天然有機肥料材料が動物の排泄物を含む請求項２に記載の方法。 ４．天然有機肥料材料の抽出物調製工程が、水を用いて前記天然有機肥料材料を 水性混合物として抽出する工程を含む請求項２に記載の方法。 ５．天然有機肥料材料の抽出物調製に、塩基水溶液を用いて前記天然有機肥料材 料を水性混合物として抽出する工程を含む請求項２に記載の方法。 ６．塩基が水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムから選ばれる請求項５に記載の 方法。 ７．塩基が、水溶液と天然有機肥料材料との全容量に対し重量で1.5〜3.0％含ま れる請求項５に記載の方法。 ８．抽出工程を温度約６０〜９０℃で行なう請求項４に記載の方法。 ９．抽出工程を温度約６０〜９０℃で行なう請求項５に記載の方法。 １０．抽出工程を約１５〜４０分間の時間をかけて行なう請求項４に記 載の方法。 １１．抽出工程の後、水性混合物から不溶性物質を分離して水相を形成する工程 を含む、請求項４に記載の方法。 １２．水相を更に濃縮して、抽出物を製造する工程を含む請求項１１に記載の方 法。 １３．抽出物の炭素：窒素比が約２４：１となるまで前記水相を濃縮する工程を 含む請求項１２に記載の方法。 １４．肥料物質が、水溶性塩類及び水溶性塩類混合物から選ばれる請求項１に記 載の方法。 １５．水溶性塩類が、カルシウム、マグネシウム、カリウム、及びアンモニウム からなる群から選ばれる金属の塩類と、硝酸イオン、酢酸イオン、塩化物イオン 、硫酸イオン、及びリン酸塩イオンからなる群から選ばれるアニオンからなるも のである請求項１４に記載の方法。 １６．抽出物と、水溶性塩類または水溶性塩類混合物との組み合わせ工程に先立 って、水溶性塩類またはこれらの混合物を少なくとも部分的に水に溶解して、こ れらの成分を少なくとも部分的に溶解した水溶液を得、該溶液と抽出物とを組み 合わせる請求項１４に記載の方法。 １７．成分を少なくとも部分的に溶解した前記溶液の濃度が、３５ｇ／ｌ〜８０ ｇ／ｌの間にある請求項１６に記載の方法。 １８．抽出物と、成分を少なくとも部分的に溶解した前記溶液の容量比 が約１：４である請求項１６に記載の方法。 １９．前記抽出物及び肥料物質に微量栄養素ブレンドを組み合わせる工程を含む 請求項１に記載の方法。 ２０．微量栄養素ブレンドが、亜鉛、銅、マンガン、鉄、モリブデン、硼素から なる群から選ばれる元素、及びこれらの二つ以上を含む請求項１９に記載の方法 。 ２１．請求項１に記載の方法によりそれぞれ調製された、少なくとも二つの液体 肥料材料を組み合わせる工程を含む、液体肥料ブレンドの製造方法。 ２２．請求項１に記載の方法により製造される液体肥料材料。 ２３．請求項２１に記載の方法により製造される液体肥料ブレンド。 ２４．請求項１に記載の方法により製造された液体肥料材料と、請求項２１に記 載の方法により製造された液体肥料材料から選ばれた肥料の有効量を、植物に施 肥する方法。