JP2003055080A - 緩効性窒素肥料の製造方法、緩効性窒素肥料、培土原料、園芸用育苗培土及び水稲用育苗培土 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 有機廃棄物の生物学的処理において分離回収
されるＮＨ₃およびＣＯ₂を含む水溶液の有効利用法の提
供。 【解決手段】 本発明は、有機廃棄物のメタン発酵後の
消化液より分離回収されるＮＨ₃およびＣＯ₂を含む水溶
液中のＮＨ₃をゼオライトで捕集する工程を含むことを
特徴とする窒素吸着ゼオライトを含む緩効性窒素肥料の
製造方法、緩効性窒素肥料、緩効性窒素成分を含有する
培土原料と培土原料を含む園芸用育苗培土及び水稲用育
苗培土を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、畜産廃棄物などの
有機廃棄物の生物処理液から分離されるＮＨ₃およびＣ
Ｏ₂を含む水溶液から窒素吸着ゼオライトを含む緩効性
窒素肥料を製造する方法、該方法により得られる緩効性
窒素肥料、該緩効性窒素肥料を含む培土原料、該培土原
料を含む園芸用育苗培土及び水稲用育苗培土に関する。

【０００２】

【従来の技術】１９９９年７月２８日に公布された「家
畜排せつ物の管理の適正化及び利用の促進に関する法
律」および２０００年６月７日に公布された「食品循環
資源の再生利用の促進に関する法律」のもとで、畜産、
食品工業や家庭・レストラン・ホテルなどから排出され
る有機廃棄物については適正な処理およびリサイクル利
用が求められてきている。斯かる状況のなかで、それら
の有機廃棄物を有効に処理することが可能な処理法とし
て、微生物による生物処理、例えばメタン発酵法などの
様々な処理法が提案され、その一部は既に実用化されて
いる。

【０００３】嫌気性メタン発酵と膜分離技術を巧みに組
み合わせ、有機廃棄物を効果的に処理するバイオレック
（BIOREK）プロセスと称される技術がデンマークのバイ
オスキャン社によって開発されている（ＷＯ９９／４２
４２３参照）。このバイオレックプロセスは、有機廃棄
物をメタン発酵槽中で嫌気的メタン発酵し、生成するメ
タンガスを主成分とするバイオガスから電力と熱エネル
ギーを回収する一方、メタン発酵後の消化液は、ＮＨ₃
およびＣＯ₂を分離した後、逆浸透膜を用いて浄水と、
低濃度ながら肥料成分である窒素、リン（Ｐ₂Ｏ₅）及び
カリ（Ｋ₂Ｏ）を含む液とに分離回収される。このプロ
セスは１９９７年よりデンマークやドイツで既に商業規
模の操業が実施されており、その他世界の主要国でプラ
ントの建設や建設計画が進行中である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このプロセ
スでスチーム加熱などによって消化液より分離されるＮ
Ｈ₃およびＣＯ₂は、ＮＨ₃およびＣＯ₂を含んだ水溶液と
して回収されるが、同時に原料として供給される有機性
廃棄物に基づく臭気も含まれる。該水溶液はそのままの
状態で窒素肥料として、また肥料原料として使用するこ
とができる。以下に、豚の糞尿をこのバイオレックプロ
セスで処理した場合に得られる該液の組成分析の一例を
示す。 ＮＨ₃：５００００ｍｇ／Ｌ ＣＯ₂：５８７００ｍｇ／Ｌ

【０００５】しかし、この水溶液をそのまま土壌に施用
すると、土壌中に存在する硝酸化成菌によって短期間に
硝酸化され、一部は植物に吸収されるものの、残部は雨
水と共に流亡し、肥効上好ましくないのみならず、河川
・地下水の硝酸含量が高まるなど環境汚染の問題も惹起
する。従ってこの硝酸化成菌によるアンモニアの硝酸化
を抑えるために、一般にジシアンジアミドやチオ尿素な
どの硝酸化抑制剤などの薬剤が肥料に混ぜられているの
が現状であるが、これらの薬剤は濃度によっては植物に
害を及ぼすこともある。

【０００６】一般的な肥料の組成について見ると、肥料
原料として使用されている硫酸アンモニウム、硫酸カリ
ウム、塩化アンモニウム、塩化カリウム等は塩の形で使
われる。これらの塩は、土壌に施肥された後イオン化し
てアンモニウムイオン（ＮＨ ₄ ⁺）・カリウムイオン（Ｋ
⁺）・硫酸イオン（ＳＯ₄ ^-2）・塩素イオン（Ｃｌ^-）と
なる。これらの内アンモニウムイオンとカリウムイオン
は植物必須元素の多量要素であり、植物が吸収する。一
方、硫酸イオンを構成する元素の内イオウ（Ｓ）は必須
元素であるが植物が吸収するのは僅かである。従って窒
素肥料又はカリ肥料として土壌に施肥されたこれら塩の
内、硫酸イオンと塩素イオンは植物に対しては生育阻害
的であるばかりでなく、カルシウムやマグネシウムなど
の植物必須元素の流亡を促す。

【０００７】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、前記バイオレックプロセスによって分離回収される
ＮＨ₃およびＣＯ₂を含む水溶液の有効利用法の提供を目
的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記ＮＨ
₃およびＣＯ₂を含む水溶液の有効利用法について鋭意研
究を重ねた結果、該水溶液をゼオライトに含浸せしめる
ことによって、該水溶液に含まれるＮＨ₃が捕集される
こと、ＮＨ₃を捕集した該ゼオライトからは多量の水に
よっても窒素成分が緩やかにしか溶出しないことを知見
した。また、ゼオライト、特に天然ゼオライトには元来
カリウムイオンが吸着しており、該水溶液を天然ゼオラ
イトに含浸せしめリン酸液で中和した緩効性肥料は、硫
酸イオンや塩素イオンを含まず、植物にとっても土壌学
的にも理想的な肥料であることを知見した。さらに、ア
ンモニアを捕集したゼオライトを含有する培土を対照培
土と比較したところ、アンモニアを捕集した該ゼオライ
トを含有する培土で栽培した植物は、初期の過剰な生育
が抑制されると共に、長期にわたる成長持続によって、
極めて理想的な苗が得られることを知見し、本発明を完
成させた。

【０００９】即ち、本発明は、有機廃棄物のメタン発酵
後の消化液より分離回収されるＮＨ ₃およびＣＯ₂を含む
水溶液中のＮＨ₃をゼオライトで捕集する工程を含むこ
とを特徴とする窒素吸着ゼオライトを含む緩効性窒素肥
料の製造方法を提供する。この製造方法において、ＮＨ
₃をゼオライトで捕集する工程を実施する際に、酸を加
えてｐＨを低下させることができる。これによってゼオ
ライトが捕集したアンモニアの揮散を防止することがで
きる。この目的のために添加される酸は、塩酸、硝酸や
リン酸等の各種の無機酸及び有機酸を選択し得るが、肥
料としての利用を目的とする場合はリン酸を用いること
が好ましい。ｐＨ値を調節するために用いる酸にリン酸
液を用いると肥料的価値が更に高まる。即ち、化学肥料
に用いられる肥料原料は植物が必要とする窒素・リン酸
・カリを含む塩の形であるのが通常であるが、塩として
土壌に施用された際に植物が利用吸収しない硫酸根や塩
素根は、土壌の酸性化などの問題を引き起こす原因とな
る。また本発明の緩効性窒素肥料には、除臭目的で籾殻
燻炭や木炭などの各種の脱臭用炭素含有物を添加するこ
ともできる。

【００１０】本発明は、植物が生長に必要とする窒素、
リン酸及びカリのうち、窒素とリン酸をゼオライトに選
択的に捕集させ、カリはゼオライトに由来しているた
め、硫酸根など阻害的な要因が無い。このため製品の塩
類濃度を低くすることができる特徴がある。本発明によ
って得られる緩効性窒素肥料、該緩効性窒素肥料を含む
培土原料、または該培土原料を含む育苗培土は、長期に
わたって植物の生長を顕著に促進する理想的な培土を提
供する。例えば、床土２．８ｋｇ、覆土１．２ｋｇ容の
水稲稚苗用育苗箱１箱当たりの窒素成分は一般に低温期
の育苗では、育苗期間が長い理由から高め（Ｎとして
１．２ｇ〜１．５ｇ）、高温期では軟弱徒長苗になるこ
とを避けるために低め（Ｎとして０．８〜１．０ｇ）に
設定される。しかしながら、肥料が多いと根の成長が阻
害されるが、本発明培土は肥料成分が多くても窒素成分
の放出が緩やかであるため、苗は軟弱徒長とならず、根
の生育も順調となる理想的な培土を提供する。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明による緩効性窒素肥料は、
有機性廃棄物のメタン発酵後の消化液より分離回収され
るＮＨ₃およびＣＯ₂を含む水溶液より得られる。図１
は、本発明の緩効性窒素肥料の製造方法の一形態を例示
する図である。本製造プロセスは、有機性廃棄物を嫌気
的にメタン発酵するためのメタン発酵槽１と、該メタン
発酵槽１からの消化液から水とともにメタン細菌より小
さい成分を透過分離するウルトラフィルター２と、該ウ
ルトラフィルターを透過した濾過消化液からＮＨ₃およ
びＣＯ₂を分離するアンモニアストリッパー３と、該ア
ンモニアストリッパーによってＮＨ₃およびＣＯ₂を除去
した液（逆浸透膜供給液）から水（浄水）を分離する逆
浸透膜４と、該アンモニアストリッパーによって分離回
収されるＮＨ₃およびＣＯ₂を含む水溶液に天然ゼオライ
ト、リン酸液および炭素含有物を供給し、肥料成分を天
然ゼオライトで捕集する混合機５とを主要な構成要素と
して備えている。以下、このプロセスを用いて緩効性窒
素肥料を製造する各工程を説明する。

【００１２】（１）メタン発酵工程 メタン発酵工程では、各種の有機廃棄物をメタン発酵槽
１内に供給し、槽内でメタン生成細菌（例えばMethanoc
occus属細菌，Methanosarcina属細菌，Methanobacteriu
m属細菌など）によって有機廃棄物を嫌気的メタン発酵
し、メタンガスを主成分とするバイオガスを発生させ
る。このメタン発酵のために用いられる発酵槽は、基本
的には従来より周知の嫌気的培養槽を適用することがで
き、操業規模に応じて各種のタンク式培養槽等を用いる
ことができる。本例示においてメタン発酵槽１には、有
機廃棄物を供給する供給ラインと、発生したバイオガス
を槽外に取り出すバイオガス取出ラインと、消化液をウ
ルトラフィルター２に供給する消化液供給ラインと、槽
内の余剰固形物（ブリード）を取り出すブリード取出ラ
インとを備えている。さらにこのメタン発酵槽１には、
撹拌装置、保温装置、酸あるいはアルカリを添加して発
酵液のｐＨを調節するためのｐＨ調整装置などの各種装
置を付設し得る。

【００１３】このメタン発酵槽１に供給される有機廃棄
物は、メタン生成細菌によってメタン発酵が可能な有機
物を含むものであれば、特に限定されず、例えば豚、牛
の糞尿、鶏糞などの畜産業から排出される有機廃棄物、
あるいは一般家庭、レストラン、ホテル、食品工場など
からの廃棄食品、生ゴミ類などである。これらの有機廃
棄物をメタン発酵槽１に供給する場合、必要に応じて加
水し、有機廃棄物を沈殿槽に入れて砂や砂利等を分離
し、さらに破砕機にかけて粗大物を細かく粉砕し、さら
に必要に応じて難分解物を沈殿させて分離したり、篩
（スクリーン）を通して難分解物を捕集する前処理を行
って良い。さらに、有機廃棄物を中和するため、硫酸な
どの酸あるいは石灰乳などのアルカリを添加しても良
い。なお、分離除去した難分解物はコンポスト生産に利
用し得る。前処理された有機廃棄物は、供給ラインを通
してメタン発酵槽１内に供給される。

【００１４】メタン発酵において、メタン発酵槽１内は
嫌気性雰囲気に保ち、発生するバイオガスをバイオガス
取出ラインを通して取り出す。メタン発酵槽１内は、中
温発酵菌を用いる場合には２０〜４０℃、好ましくは３
５〜３７℃程度に、高温発酵菌を用いる場合には５０〜
６０℃、好ましくは５５〜５７℃に保温する。メタン発
酵槽１内でのメタン発酵は、バッチ式、半連続式あるい
は連続式とすることができる。本例示では、消化液を抜
き出してウルトラフィルター２にかけて、該フィルター
を透過しない未分解有機物とメタン生成細菌をメタン発
酵槽１に返送することができるので、単一の発酵槽を用
いて連続発酵を行うことが可能である。なお、半連続式
または連続式メタン発酵を行う場合には、メタン発酵槽
１を複数基用意し、あるいは１基の槽内を複数に区画
し、発酵液を別な槽に移動させながら発酵を進めること
もできる。メタン発酵の継続時間は、有機廃棄物の有機
物濃度、発酵温度によって適宜選択し得るが、例えば豚
の糞尿を用い、中温発酵菌によって３７℃でメタン発酵
を行う場合、滞留時間は９〜１１日程度とすることが望
ましい。

【００１５】メタン発酵で発生するバイオガスは、メタ
ンガス（約７２〜７４容量％）を主成分とし、その他Ｃ
Ｏ₂（約２０〜２５容量％）、Ｈ₂、Ｈ₂Ｓ、Ｎ₂などが含
まれる。バイオガス取出ラインを通してメタン発酵槽１
から取り出されるバイオガスは、ガスホルダーに貯留し
ておき、Ｈ₂Ｓなどの有害成分を除去した後、燃料等と
して利用される。例えば、このバイオガスを複合ガス発
電機（コ・ジェネ装置）やガスタービンの燃料とするこ
とによって電気、熱（温水）を得ることができる。ある
いは、バイオガスをリフォーマーで処理し、得られる水
素ガスを燃料電池の燃料として発電することもできる。

【００１６】メタン発酵を継続して行うと、メタン発酵
槽１内に余剰固形物（ブリード）が溜まってくる。この
ブリードは定期的に、もしくは槽内のブリード貯留量が
予め設定した基準を超えた時点で、ブリード取出ライン
を通してメタン発酵槽１外に取り出される。取り出され
たブリードは、コンポスト生産に利用し得る。

【００１７】（２）ウルトラフィルター分離工程 メタン発酵槽１内でメタン発酵を終えた消化液は、消化
液供給ラインを通してウルトラフィルター２に供給され
る。ウルトラフィルター２は、メタン生成細菌（例えば
０．１〜１０μｍ程度）や未分解有機物を透過せず、水
及び低分子量の発酵分解物を透過するような微細孔を有
している。

【００１８】このウルトラフィルター２によって消化液
を膜分離し、低分子量の発酵分解物を含む水を透過して
抜き出すとともに、返送ラインを通してフィルター２を
透過しないメタン生成細菌と未分解有機物を含む液をメ
タン発酵槽１に返送する。このようにメタン生成細菌と
未分解有機物をメタン発酵槽１に返送することによっ
て、メタン生成細菌と未分解有機物の流出を防ぎ、発酵
槽中の有機物とメタン生成細菌を高濃度に保つことが可
能となり、その結果有機廃棄物の発酵効率を向上させる
ことができる。

【００１９】ウルトラフィルター２の運転圧力は２〜１
０気圧、好ましくは４〜７気圧程度とされる。ウルトラ
フィルター２の運転圧を高くすることによって、ウルト
ラフィルター２透過液中の溶存ＣＯ₂濃度を高くするこ
とができ、メタン発酵槽１内のＣＯ₂を該透過液中に追
い出すことができるので、結果的としてメタン発酵槽１
から得られるバイオガス中のメタンガス濃度を高くする
ことができる。

【００２０】（３）ＮＨ₃およびＣＯ₂分離工程 ウルトラフィルター２を透過した消化液は、次にアンモ
ニアストリッパー３に送り、スチーム加熱などのストリ
ッピング処理によって消化液中のＮＨ₃およびＣＯ₂を液
相中から分離する。分離されたＮＨ₃およびＣＯ₂は、塔
頂から抜き出され、好ましくは冷却器を通して冷却し、
凝縮水中にＮＨ₃およびＣＯ₂を含んだ水溶液として取り
出される。この水溶液は、後述するように緩効性窒素肥
料の原料として利用される。ストリッピング処理をし、
液相としてアンモニアストリッパー３の下部から取り出
される処理液は、供給ラインを通して逆浸透膜４に送ら
れる。

【００２１】（４）逆浸透膜による分離工程 逆浸透膜４は、前記処理液から水（浄水）を分離するも
のである。逆浸透膜４を透過した水（浄水）は、洗浄そ
の他各種の用途への使用、或いはそのまま廃棄処理する
ことができる。逆浸透膜４を透過しなかった成分を含む
残液には肥料成分としてリン酸（Ｐ₂Ｏ₅）、カリ（Ｋ₂
Ｏ）および各種の有機物が溶解しており、リン・カリ濃
縮液供給ラインを通して回収される。

【００２２】（５）緩効性窒素肥料製造工程 この工程で用いる混合機５は、前記（３）のＮＨ₃およ
びＣＯ₂分離工程で回収されるＮＨ₃およびＣＯ₂を含む
水溶液中のアンモニア成分をゼオライトで捕集するため
のものである。上記（３）のＮＨ₃およびＣＯ₂分離工程
のアンモニアストリッパー３より取り出されるＮＨ₃お
よびＣＯ₂を含んだ水溶液は、供給ラインを通して肥料
成分捕集のための混合機５に送られ、別のラインより供
給されるリン酸液とともに、ゼオライトと撹拌混合する
ことによって、アンモニアの天然ゼオライトへの吸着が
行われる。この混合には各種の混合装置を使用し得る
が、混合物の流動性やハンドリングのし易さなどの点か
ら、粒状ゼオライトを用い、混練を伴わない皿型或いは
ドラム型混合機を使用することが好ましい。

【００２３】この工程で用いるゼオライトは、ＮＨ₃を
吸着できるものであれば良く、天然ゼオライトおよび合
成ゼオライトを使用でき、また各種の市販品の中から選
択して使用することができる。本発明では低コストの天
然ゼオライトを用いることが好ましい。一般に天然ゼオ
ライトは、カリウムイオンを吸着しており、このカリウ
ムイオンは本発明の緩効性窒素肥料の施用時に、植物に
吸収利用される。

【００２４】また、混合に先立ってＮＨ₃およびＣＯ₂を
含む水溶液に酸を混合し、予め中和した後、ゼオライト
を混合することも可能である。この場合、中和工程でＮ
Ｈ₃およびＣＯ₂を含む水溶液のｐＨを急激に酸性化する
と、該水溶液に含まれる二酸化炭素が急激にガス化し発
泡するため、安全上好ましくない。酸をゆっくり加えて
二酸化炭素の発生を適度に制御して、該水溶液のｐＨ値
を７．０以下に調節することによって、アンモニアガス
の揮散を防止し、肥料成分の損失を防ぐと共に、アンモ
ニアガス発生による作業環境の汚染を防止できる。この
目的に使用される酸としてはリン酸、硝酸などの無機
酸、酢酸、クエン酸などの有機酸を使用し得るが、好ま
しくはリン酸が用いられる。ここで加えるリン酸は、本
発明の緩効性窒素肥料の施用時に、植物に吸収利用され
る。

【００２５】さらに、この混合に際して、ゼオライトの
他に、ＮＨ₃およびＣＯ₂を含む水溶液に混在する臭気成
分を吸着する脱臭用炭素含有物を添加することもでき
る。この脱臭用炭素含有物の混合によって、上記水溶液
に含まれていた有機性廃棄物に基づく悪臭が無くなり、
全く無臭となる。この脱臭用炭素含有物の添加量は、そ
の脱臭能力（臭気成分吸着能力）と水溶液中の臭気成分
含有量によって、水溶液中の臭気成分が完全に吸着し得
る量とされる。この目的に使用される脱臭用炭素含有物
としては、籾殻燻炭、木炭、椰子殻活性炭などの各種の
炭や活性炭を用いることができ、市販品の他、籾殻など
各種原料を炭化して作製した炭素含有物を使用できる。

【００２６】このようにＮＨ₃およびＣＯ₂を含む水溶液
とゼオライトとを混合し、アンモニア分を、好ましくは
アンモニア分と、中和用に加えたリン酸とをゼオライト
に吸着させた後、これを水中から分取し、必要に応じて
乾燥した後、適当な包装材に計量充填し、緩効性窒素肥
料として製品化される。

【００２７】本発明の他の形態は、上述した（１）〜
（５）の工程を経て製造される、アンモニア（またはア
ンモニアとリン酸）を吸着したゼオライトを含む緩効性
窒素肥料である。この緩効性窒素肥料は、水と接触して
も吸着した窒素成分が急速に溶出せず、長期間にわたっ
て緩やかに溶出する溶出パターンを示す。また、同時に
吸着させたリン酸及びゼオライトに元々含まれているカ
リウムイオンと合わせて、肥効成分が緩やかに溶出する
とともに、硫酸イオンや塩素イオンを含まないので、長
期間連用しても土壌の酸性化が起こらず、植物にとって
も土壌学的にも理想的な肥料である。

【００２８】本発明の他の形態は、上記緩効性窒素肥料
を含む培土原料、及びこの培土原料を含む培土である。
この培土原料及び培土には、緩効性窒素肥料以外に、例
えば土壌、即効性の肥料成分など種々の成分を添加する
ことができる。この培土を用いて栽培する植物は、特に
限定されることなく、例えばイネ、麦、トウモロコシ、
ソバ、大豆、小豆などの穀類や豆類、ジャガイモ、サツ
マイモ、里芋、山芋などの芋類、大根、ニンジン、ゴボ
ウなどの根菜類、ニラ、ネギ、ニンニク、タマネギなど
の葉茎菜類、レタス、小松菜、ホウレンソウ、ハクサ
イ、キャベツなどの葉菜類、ナス、トマト、キュウリ、
ピーマン、スイカ、メロン、イチゴなどの果菜類、各種
花卉類、リンゴ、ミカン、梨、桃、桜桃、ブドウ等の果
樹類、広葉樹、針葉樹、等の栽培に利用し得る。特に本
発明の培土は、園芸用育苗用および水稲用育苗用として
特に有効である。

【００２９】したがって、本発明の他の形態は、上記培
土原料を含む園芸用育苗培土および水稲用育苗培土であ
る。以下、実施例により本発明の効果を実証する。

【００３０】

【実施例】図１に示す製造プロセスにより、豚の糞尿を
メタン発酵処理し、消化液から本発明に係る緩効性窒素
肥料、培土原料を製造した。図１中、符号，，及
びに示す試料を採取し、窒素（Ｎ）、リン酸（Ｐ
₂Ｏ₅）、カリウム（Ｋ₂Ｏ）およびＣＯ₂の物質収支を調
べた。 メタン発酵槽１に供給する有機廃棄物（反応槽供給
液） アンモニアストリッパーに供給されるウルトラフィル
ター濾過液（ＵＦ濾過液） アンモニアストリッパーから分離されるＮＨ₃および
ＣＯ₂を含む水溶液 混合材料（天然ゼオライト、無機酸（リン酸）及び籾
殻燻炭） 緩効性窒素肥料 その結果を表１にまとめて示す。

【表１】

【００３１】［実施例１］緩効性窒素肥料の製造 前述のＮＨ₃およびＣＯ₂分離工程で回収されたＮＨ₃お
よびＣＯ₂を含む水溶液および福島県に産出される天然
ゼオライトを用いて、本発明に基づく３種類の緩効性窒
素肥料（本発明肥料１，本発明肥料２及び本発明肥料
３）を製造した。この製造に使用した各原料の使用量を
以下の表２に示す。なお、本発明肥料１および本発明肥
料２に使用したＮＨ₃およびＣＯ₂を含む水溶液中のアン
モニア態窒素は、４．６重量％含有されたものであり、
また本発明肥料３に使用したＮＨ₃およびＣＯ₂を含む水
溶液中のアンモニア態窒素含有量は９．２重量％のもの
である。

【００３２】

【表２】

【００３３】本発明肥料の製造においては、皿型混合機
を使用し、天然ゼオライトと、本発明肥料１および本発
明肥料３の場合は籾殻燻炭を、それぞれ皿型混合機に入
れて回転させながら、ＮＨ₃およびＣＯ₂を含む水溶液を
スプレーノズルで噴霧混合した。ＮＨ₃およびＣＯ₂を含
む水溶液の添加が終了した段階で、濃リン酸をスプレー
ノズルで噴霧混合することにより、何ら乾燥を行うこと
なく３種類の本発明肥料がそれぞれ製造された。上述の
製造方法によって得られた本発明肥料について、肥料成
分含有量を定量分析した結果を以下の表３に示す。な
お、表３中の％はすべて重量％を表す。

【００３４】

【表３】

【００３５】また、本発明肥料と市販の化成肥料（硫酸
アンモニウム、過燐酸石灰および塩化カリ等で構成され
たアンモニア態窒素６．０％、水溶性リン酸９．０％、
全カリ６．０％を含有する肥料）の電気伝導度（ＥＣ）
を比較のために測定した結果は下記の表４の通りであっ
た。この電気伝導度の測定は各肥料１重量部を１００重
量部の蒸留水に懸濁させた状態で行った。

【００３６】

【表４】

【００３７】この電気伝導度の値を肥料成分合計量（ア
ンモニア態Ｎ、水溶性Ｐ₂Ｏ₅および全Ｋ₂Ｏの成分量の
合計量）１％当たりの値、およびアンモニア態Ｎ成分１
％当たりの値に換算した数値を以下の表５に示す。

【００３８】

【表５】

【００３９】即ち、本発明肥料は植物が必須とする肥料
成分だけで構成されているため、肥料自身の電気伝導度
（ＥＣ）は低く、連続施用によっても土壌の酸性化を起
こさないのみならず、植物の根に対しても悪影響を与え
ない環境保全型肥料といえる。

【００４０】［実施例２］本発明肥料の溶出特性 実施例１で製造した本発明肥料１の１重量部に対し、１
０重量部の蒸留水を加え、三角フラスコ内で２４時間静
置し、本発明肥料１中に含まれているアンモニア態窒素
（Ｎ）を溶出させ、その残渣に、初回に用いたのと同量
の新たな蒸留水を加え、同様な操作を１０回繰り返し、
１０回の溶出操作が終了した残渣に、さらに２規定濃度
の塩化カリウム溶液を加え、蒸留水による溶出をされず
に天然ゼオライトに吸着されたままのアンモニア態窒素
（Ｎ）を置換浸出せしめ、それぞれの操作における溶出
・浸出アンモニア態窒素（Ｎ）の定量分析を行った。定
量分析の結果を以下の表６に示す。なお、表６中の数値
は実施例１で製造した本発明肥料１（アンモニア態窒素
１．０４％含有）１００グラム当たりについて行った値
を示したものであり、溶出率１００％に相当する溶出ア
ンモニア態窒素（Ｎ）量は１，０４０ミリグラム（ｍ
ｇ）である。

【００４１】

【表６】

【００４２】表６の結果から、本発明肥料に吸収された
アンモニア態窒素は、多量の水によっても抽出されない
形となっており、自重の１００倍の水でも約７割の窒素
が天然ゼオライトに吸着された状態を維持できることが
明らかとなった。また水で溶出されずに本発明肥料に吸
着された状態のアンモニアは塩化カリウム溶液で抽出さ
れることから、植物に吸収される形態で残存しているこ
とも明らかとなった。

【００４３】［実施例３］本発明肥料を原料とした園芸
用育苗培土の育苗性能試験 本発明肥料（実施例１における本発明肥料１）を園芸用
育苗培土の原料に用いた本発明培土を製造した。本発明
培土はバーミキュライト（２８重量部）、ピートモス
（２８重量部）、本発明肥料１（４重量部）、苦土石灰
（５重量部）、水（３５重量部）で構成される。一方、
対照培土はバーミキュライト（２８重量部）、ピートモ
ス（２８重量部）、無処理天然ゼオライト（４重量
部）、苦土石灰（５重量部）、水（３５重量部）及び化
成肥料で製造し、両培土共に肥料成分は培土１リットル
当たり窒素成分（Ｎ）として１００ミリグラムとした。
さらに、ゼオライトが配合されていない市販培土で、バ
ーミキュライトとピートモスを主原料とし、窒素成分が
本発明培土及び対照培土と同量の培土１リットル当たり
窒素成分（Ｎ）として１００ミリグラムである培土とも
比較した。

【００４４】育苗性能の試験は、機械移植対応型の育苗
用セルトレイ（２００穴／枚）に、これらの培土を充填
し、レタスを育苗して行った。本発明培土、対照培土お
よび市販培土のｐＨおよび電気伝導度（ＥＣ）の値は以
下の表７に示す通りであった。

【００４５】

【表７】

【００４６】本試験に使用したレタスの品種はカイザー
のコーティング種子で、育苗の期間は平成１３年４月１
９日より５月１１日までの２２日間であった。育苗性能
試験の結果は、以下の表８に示す通りであった。なお、
表中、引き抜き成功率は、苗移植機の爪でセル内で育っ
た苗を引き抜く際、根鉢が崩壊することなく完全な形で
引き抜かれた株の割合を表したものである。

【００４７】

【表８】

【００４８】また、育苗終了時点での培土の窒素残存率
（％）は、以下の表９に示す通りであった。

【表９】

【００４９】天然ゼオライトが配合されていないタイプ
の市販培土は、栽培終了時点で、窒素は全く残存してお
らず、生育後期に肥切れを起こし、特に根の生育が阻害
されていた。ゼオライトを配合した本発明培土と対照培
土は、残存窒素も充分であったが、レタスの苗質は大き
く異なった。即ち、本発明培土で生育させたレタスは、
初期の過剰生育が抑制的に進み、後半の根鉢形成期に十
分な残存窒素を確保しながらガッシリとした苗が仕上が
り、セル苗で最も重要な性質である引き抜き成功率が極
めて高い苗となった。

【００５０】［実施例４］本発明肥料を原料とした水稲
用育苗培土の育苗性能試験 本発明肥料（実施例１における本発明肥料１）を水稲用
育苗培土の原料に用いた本発明培土を製造した。本発明
培土は肥鉄土を粒状化して加熱殺菌した「焼土」に対し
て、肥料成分は育苗箱１箱（土壌４ｋｇ）当たり、窒素
成分（Ｎ）として１．５グラムとなるように本発明肥料
（実施例１の本発明肥料１）を添加した。一方、対処培
土は肥料成分を化成肥料（Ｎ：１０％、Ｐ₂Ｏ₅：１０
％、Ｋ₂Ｏ：１０％含有）を用いて、本発明培土と同
量、即ち土壌４ｋｇ当たり窒素成分（Ｎ）として１．５
グラムとなるように添加した。

【００５１】上記の本発明培土と対照培土を水稲用育苗
箱に充填（床土２．８ｋｇ、覆土１．２ｋｇ）し、新潟
県産コシヒカリの催芽籾を育苗箱当たり１８０グラム
を、平成１３年５月８日に播種し、５月２５日までの１
７日間育苗を行った。育苗終了時の育苗性能を比較した
結果を表１０に示す。

【００５２】

【表１０】

【００５３】本発明培土の苗は、第１葉鞘も第２葉鞘も
短く、草丈は低く抑えられるものの、葉数は少なくなる
ことなく、地上部の乾物生産量も軽くならなかった。顕
著な効果は根量増大で対照培土の３割増となった。即
ち、本発明培土は対照培土よりも緩効的な肥効が現れ、
初期生育と中期の生育が過剰とならないと同時に根部の
生育が顕著に促進されたガッシリとした苗が得られた。

【００５４】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、有
機廃棄物の生物処理において生じるＮＨ₃およびＣＯ₂を
含む水溶液から緩効性窒素肥料、緩効性窒素成分を含有
する培土原料および該培土原料を含む育苗培土を提供す
ることができる。本発明による緩効性窒素肥料、緩効性
窒素を含有する培土原料および育苗培土は、苗の軟弱徒
長を防ぎ、長期にわたって植物の成長を根部を含めて顕
著に促進させることができるので、農業生産性を大幅に
高めることができる。また、本発明による緩効性窒素肥
料、緩効性窒素を含有する培土原料および育苗培土は、
植物の成長に必要とされる窒素、リン酸およびカリのう
ち、窒素とリン酸をゼオライトに選択的に捕集させ、カ
リはゼオライトに由来して含有せしめることができるた
め、一般に使用される肥料とは異なり、硫酸根や塩素根
を含んでいないので、植物の成長を何ら阻害する要因が
なく、健全な育苗が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る緩効性窒素肥料および緩効性窒
素を含有する培土原料の製造方法を説明するために、製
造プロセスの概要を示す概略図である。

【符号の説明】

１ メタン発酵槽 ２ ウルトラフィルター ３ アンモニアストリッパー ４ 逆浸透膜 ５ 混合機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０２Ｆ 11/04 Ｃ０５Ｃ 3/00 Ｃ０５Ｃ 3/00 Ｂ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢＣ (72)発明者 橋本 升 神奈川県横浜市港南区最戸１丁目13番１号 日揮バイオスキャン株式会社内 (72)発明者 清澤 正幸 群馬県藤岡市岡之郷字戸崎559−３ 日本 肥糧株式会社研究所内 (72)発明者 大家 定 群馬県藤岡市岡之郷字戸崎559−３ 日本 肥糧株式会社研究所内 Ｆターム(参考） 2B022 BA02 BA03 BB01 4D004 AA01 BA04 CA13 CA17 CA47 CA48 4D024 AA09 AB12 AB13 BA07 BB01 BC01 CA06 DB05 DB16 4D059 AA01 AA07 BA12 BE42 BE50 CA07 CA28 DA55 DA61 4H061 AA02 BB08 DD04 EE44 FF15 GG50 HH03 KK01 KK07

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機廃棄物のメタン発酵後の消化液より
   分離回収されるＮＨ ₃およびＣＯ₂を含む水溶液中のＮＨ
   ₃をゼオライトで捕集する工程を含むことを特徴とする
   窒素吸着ゼオライトを含む緩効性窒素肥料の製造方法。
2. 【請求項２】 前記ＮＨ₃をゼオライトで捕集する工程
   を実施する際に、酸を加えてｐＨを低下させることを特
   徴とする請求項１に記載の緩効性窒素肥料の製造方法。
3. 【請求項３】 前記ＮＨ₃をゼオライトで捕集する工程
   を実施する際に、脱臭用炭素含有物を添加することを特
   徴とする請求項１または２に記載の緩効性窒素肥料の製
   造方法。
4. 【請求項４】 請求項１から３のいずれか１項に記載の
   緩効性窒素肥料の製造方法によって得られた緩効性窒素
   肥料。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の緩効性窒素肥料を含有
   する培土原料。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の培土原料を含む園芸用
   育苗培土。
7. 【請求項７】 請求項５に記載の培土原料を含む水稲用
   育苗培土。