JP2003238277A - 肥料組成物及び土壌改良材(剤)とその製造方法 - Google Patents

肥料組成物及び土壌改良材(剤)とその製造方法

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JP2003238277A JP2002040983A JP2002040983A JP2003238277A JP 2003238277 A JP2003238277 A JP 2003238277A JP 2002040983 A JP2002040983 A JP 2002040983A JP 2002040983 A JP2002040983 A JP 2002040983A JP 2003238277 A JP2003238277 A JP 2003238277A
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Tsutomu Nagao
勉 長尾
Hiroshi Sakai
寛 堺
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Abstract

(57)【要約】 【課題】鶏糞を大気中又は低酸素状態で焼成し,産業的
に有用な水溶性カリウムの溶出度の高い肥料組成物及び
水溶性カリウムの溶出度の高い土壌改良材(剤)を得る
ための方法と水溶性カリウムの溶出度の高い肥料組成物
及び水溶性カリウムの溶出度の高い土壌改良材(剤)を
提供することである。 【解決手段】鶏糞を大気中又は焼成環境の酸素濃度3vol
%以上21vol%以下の有酸素状態で焼成し焼成温度の特定
時に水溶性カリウムの溶出度と減容積率を以て特定する
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は鶏糞を大気中又は焼成雰
囲気中の酸素濃度3vol%以上21vol%以下の酸素雰囲気下
で焼成し、乾燥鶏糞又は発酵鶏糞と比較して水溶性カリ
ウムを多く含有する肥料組成物及び乾燥鶏糞又は発酵鶏
糞と比較して水溶性カリウムを多く含有する土壌改良材
(剤)を得ることに関する。
【0002】
【従来の技術】鶏糞は従来より肥料として広く使用され
ており現在も広く使用されている。鶏が排泄直後の鶏糞
は水分を多く含み特有の臭気を有しており公知な方法で
乾燥処理、発酵処理、炭化処理を行い乾燥鶏糞、発酵鶏
糞、炭化鶏糞として使用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来、鶏糞を焼成する
ことは廃棄目的で焼成される事例が多く、800℃以上の
高温で焼成されている。高温で焼成された鶏糞の一部は
普通肥料として使用されている事例は有るが強アルカリ
性を示しその多くは肥料として用いられずに廃棄されて
いる。
【0004】又、鶏糞を炭化処理して肥料として用いて
いる事例も有るが炭化物中の残留炭素による土壌中の残
留農薬の吸着や微生物の繁殖能の事例は有るが肥料効果
の検証は少ない。
【0005】平成10年10月21日に熊本県農産園芸
研究所の土壌肥料部が公表している「家畜糞尿炭化物の
肥効確認と利用方法の開発」中に「糞尿中のカリウムは
炭化処理によって乾燥豚糞で3.32倍、発酵鶏糞で5.76倍
に濃縮され、炭化物中の水溶性カリウムの割合は乾燥豚
糞で47%、発酵鶏糞で96%であった。」と記述されてい
る。
【0006】しかし、炭化処理は有機物を含む焼成対象
物に意図的に実質的に無酸素状態で焼成し意図的に残炭
させる焼成方法であり、一般的に減容積率は大気中で焼
成された焼成物と比較して劣ると言われている。
【0007】本発明者は鶏糞の焼成方法として残炭量の
少ない減容積率が改善された鶏糞が乾燥鶏糞又発酵鶏糞
と比較して水溶性カリウムの溶出度が高いことの知見を
得て本発明に至った。
【0008】本発明者は従来開示されていなかった鶏糞
の大気中又は,焼成雰囲気中の酸素濃度3vol%以上21vol
%以下の有酸素状態での焼成温度別の諸性能を開示し鶏
糞の焼成灰の乾燥鶏糞又は発酵鶏糞と比較して水溶性カ
リウムの溶出度の高い肥料組成物及び乾燥鶏糞又は発酵
鶏糞と比較して水溶性カリウムの溶出度の高い土壌改良
材(剤)を提供する。
【0009】
【課題を解決するための手段及び方法】上記目的を達成
する為に,本発明により鶏糞を大気中又は,焼成雰囲気
の酸素濃度3vol%以上21vol%以下の有酸素環境での焼成
処理可能な水分含有状態まで乾燥処理する工程と,鶏糞
を大気中又は,焼成雰囲気の酸素濃度3vol%以上21vol%
以下の有酸素環境低酸素環境で焼成処理する工程と,室
温まで冷却する工程により目的の鶏糞の焼成物の乾燥鶏
糞又は発酵鶏糞と比較して水溶性カリウムを多く含有す
る肥料組成物及び乾燥鶏糞又は発酵鶏糞と比較して水溶
性カリウムを多く含有する土壌改良材(剤)を得る。
【0010】
【発明の実施形態】実験に用いた鶏糞は採卵を目的とし
た鶏より採取した.予め自然乾燥している乾燥鶏糞を10
5℃の乾燥炉内で24時間乾燥させその後粉砕処理を行い
その後120μmの篩いを通過した乾燥鶏糞を各試料の原料
とした.
【0011】はじめに,耐熱容器内に乾燥鶏糞を入れ炉
内温度200℃及び250℃及び300℃及び400℃及び500℃及
び800℃で鶏糞の焼成処理を各試料とも3時間行った.
焼成処理中の耐熱容器内の酸素状態を3vol/%以下に設定
するために耐熱容器の上蓋部を調整し島津製作所製の酸
素メータPOT-101を使用し耐熱容器内の酸素濃度観察を
行った.消火の後,炉内温度が100℃以下になった時点
で耐熱容器をガス炉より取り出し耐熱容器の蓋を開け試
料の臭気等を観察した.(表1)
【表1】
【0012】次に,250℃低酸素焼成鶏糞,300℃低酸素
焼成鶏糞,400℃低酸素焼成鶏糞,500℃低酸素焼成鶏
糞,800℃低酸素焼成鶏糞の減容積率を開示する(表
2).減容積率の表記方法は(焼成後容積÷焼成前容
積)×100の百分率で表記した.
【表2】
【0013】次に,前記乾燥鶏糞を炉内温度500℃及び7
00℃及び800℃及び1000℃の条件でガス炉を用いて大気
中で焼成処理を行った.焼成時間は各試料とも3時間行
った。
【0014】次に,500℃焼成鶏糞,800℃焼成鶏糞,10
00℃焼成鶏糞の減容積率を開示する(表3)。減容積率
の表記方法は(焼成後容積÷焼成前容積)×100の百分
率で表記した。
【表3】
【0015】次に,250℃低温焼成鶏糞(表4)及び500
℃焼成鶏糞(表5)の成分分析の為X線蛍光分析を行っ
た。
【表4】 (酸化物換算)
【表5】 (酸化物換算)
【0016】X線蛍光分析の結果,250℃低酸素焼成鶏
糞の無機成分としてカルシウムが主な元素で有り,続い
てカリウム,リン元素を有する事が判明した。又,500
℃低酸素焼成鶏糞の無機成分としてカルシウムが主な元
素で有り,続いてリン,カリウム元素を有する事が判明
した。
【0017】次に,主成分で有るカルシウムの化合物の
特定を行う為X線分析試験(XRD試験)を行った(表
6)。試料は乾燥鶏糞,250℃低酸素焼成鶏糞,300℃低
酸素焼成鶏糞,500℃低酸素焼成鶏糞,500℃焼成鶏糞80
0℃低酸素焼成鶏糞,800℃焼成鶏糞,1000℃焼成鶏糞を
用いた。
【表6】 800℃低酸素焼成鶏糞,800℃焼成鶏糞,1000℃焼成鶏糞
は主なカルシウム化合物は酸化カルシウムで有る事が判
明した.
【0018】しかし2θ=31.80度に示されるリン酸カ
ルシウムの一種であるヒドロキシアパタイトの生成が示
され以下の値を示した.(表7)
【表7】 単位 coun
ts/s(a.u.) ヒドロキシアパタイトの生成ピークは300℃(図1)を超
えると増加し500℃ではあきらかに増加しており(図
2),800℃(図3)以上は安定的な値を示した.これに
より鶏糞中のリン成分は300℃以上加熱することで鶏糞
中のカルシウム成分と反応しヒドロキシアパタイト結晶
物を生成することが判明した.
【0019】次に各試料の水溶性リン,水溶性カリウム
の性能を検証した.溶媒として蒸留水を使用した。試験
方法として水溶性リンの定量方法としてバナドモリブデ
ン酸アンモニウム法(吸光光度法)により定量を行っ
た。水溶性カリウムの定量方法としてフレーム光度法
(炎光光度法)により定量を行った.分析結果の表記は
溶出質量÷試料質量の百分率で表した.(表8)試料と
しては乾燥鶏糞,250℃低酸素焼成鶏糞,300℃低酸素焼
成鶏糞,500℃低酸素鶏糞500℃焼成鶏糞,800℃低酸素
焼成鶏糞800℃焼成鶏糞を用い,各試料5g秤量し規定の
方法で試験を行った。
【表8】 単位ma
ss%
【0020】肥料としての有効態リンは上記試験により
250℃低酸素焼成鶏糞は乾燥鶏糞の約1.4倍の溶出能を示
すが250℃以上加熱されれば乾燥鶏糞の水溶性リンの溶
出能と比較すれば水溶性リンの機能は損なわれる事が判
明した。又,有効態カリウムは上記試験により400℃以
上加熱することで水溶性カリウムの機能が大幅に増加す
る知見を得た。
【0021】肥料としての水溶性カリウム能は500℃大
気中での焼成鶏糞が乾燥鶏糞の3.25倍の能力を示し又,
酸素濃度3vol%以下での低酸素焼成鶏糞と大気中焼成鶏
糞ではいづれの焼成温度でも大気中での焼成鶏糞の試料
のほうが水溶性カリウム能は勝っていた。以上の結果低
酸素状態での焼成方法の時であってもより酸素濃度が高
い事が水溶性カリウム能が高いことの知見を得た。
【0022】本発明は水溶性リン(有効態リン)の溶出
試験にバナドモリブデン酸アンモニウム法(吸光光度
法)を用いたが本発明はなんらこの試験方法に拘束され
る事は無い。水溶性リン(有効態リン)の試験方法とし
てキノリン重量法,キノリン容量法,クエン酸二アンモ
ニウム液可溶性リン法,中性クエン酸アンモニウム液可
溶性リン法,自動分析法又は各種試験紙を用いた試験方
法,又は各種試験液を用いた試験方法で行っても良い.
【0023】また,本発明は水溶性カリウム(有効態カ
リウム)の溶出試験にフレーム光度法(炎光光度法)を
用いたが本発明はなんらこの試験方法に拘束される事は
無い.水溶性カリウム(有効態カリウム)の試験方法と
してテトラフェニルホウ酸ナトリウム重量法,テットラ
フェニルホウ酸ナトリウム容量法,原子吸光測光法,自
動分析法又は,各種試験紙を用いた試験方法,又は各種
試験液を用いた試験方法で行っても良い。
【0024】次に800℃焼成鶏糞5gを用いて硫酸アルミ
ニウム水溶液(日本軽金属社製)50cc内に入れ80℃の乾
燥炉内で24時間反応させた.室温まで降温させX線分析
試験(XRD試験)を行った.試験の結果二水石膏(CaSO4
・2H2O)の生成が確認された.(図4)
【0025】本発明は有効態リンの測定に当たりN/500
の硫酸水溶液を溶媒として用いる公知の方法を用いず,
蒸留水を溶媒として用いた.溶媒中に硫酸基が存在すれ
ば水溶性リンの挙動に影響を与える可能性が上記800℃
焼成鶏糞と0.5Nの硫酸アルミニウム水溶液との反応試験
の結果ヒドロキシアパタイトや炭酸カルシウムや酸化カ
ルシウムを有する物質は水溶性リンの挙動に影響を与え
る事が容易に予測できるので,本発明は硫酸基の影響の
無い蒸留水で試験を行った。
【0026】本発明の請求項3における水溶性カリウム
の溶出能は表9に示されるように希望する水溶性カリウ
ムの溶出度を教師値として表し上記に記載されている水
溶性カリウムの試験等で計測しそのもっとも差の少ない
か又は,差の無い焼成方法と焼成温度を以て水溶性カリ
ウムの溶出能を発揮する焼成方法及び焼成温度とする.
【表9】 単位
mass% 本発明では希望する水溶性カリウムの溶出能を教師値と
呼称したが,希望値,希望線等いかなる呼称を用いても
良い.又,希望する水溶性カリウムの溶出能を示す教師
値の値は自由に決められる.
【0027】本発明の請求項3における鶏糞焼成物の減
容積率は表10に示されるように希望する鶏糞焼成物の減
容積率を教師値として表し減容積率を実測し,そのもっ
とも差の少ないか又は,差の無い焼成方法と焼成温度を
以て鶏糞焼成物の減容積能を発揮する焼成方法及び焼成
温度とする.
【表10】 本発明では希望する減容積率を教師値と呼称したが,希
望値,希望線等いかなる呼称を用いても良い.又,希望
する減容積能を示す教師値の値は自由に決められる.
【0028】次に図5に示されているように上記水溶性
カリウムの溶出度と上記減容積率の総合判断として希望
する教師値の値に対して250℃低酸素焼成鶏糞と300℃低
酸素焼成鶏糞と500℃低酸素焼成鶏糞は水溶性カリウム
の溶出度,減容積率共に著しく劣っており最良の焼成方
法,焼成温度とは言い難い,しかし500℃焼成鶏糞と800
℃焼成鶏糞においては減容積率においては顕著な差異は
なく判断できない,しかし500℃焼成鶏糞と800℃焼成鶏
糞において水溶性カリウムの溶出度は明らかに500℃焼
成鶏糞の溶出度が勝っており焼成温度500℃で焼成雰囲
気が酸素濃度3vol%以上21vol%以下で焼成する方法が最
適であると判断した.
【0029】
【発明の効果】本発明により新たな鶏糞の付加価値が見
いだせリサイクルが進む。
【図面の簡単な説明】
【図1】300℃低酸素焼成鶏糞のX線分析結果
【図2】500℃焼成鶏糞のX線分析結果
【図3】800℃焼成鶏糞のX線分析結果
【図4】二水石膏生成の確認のX線分析結果
【図5】教師値に対する溶出度と減容積率の分布図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4D004 AA01 AA02 AB01 BA04 CA04 CA08 CA15 CA30 CA42 CA48 CC01 CC02 DA02 DA03 DA06 DA20 4H026 AA16 4H061 AA01 AA02 CC38 GG24 HH02 HH11 LL02 LL30

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】乾燥鶏糞又は発酵鶏糞又は鶏が排泄後の水
    分を多く含む鶏糞又はこれら鶏糞類とその他の物質を混
    合した混合鶏糞(以下鶏糞と記載する)を焼成する方法
    であって、焼成する雰囲気が大気中又は焼成雰囲気中の
    酸素濃度が3vol%以上21vol%以下の酸素雰囲気中で鶏糞
    の焼成温度が250℃〜800℃であることを特徴とする鶏糞
    の焼成方法。
  2. 【請求項2】鶏糞を焼成し焼成後容積が焼成前容積と比
    較して減容積率50%〜10%(以下減容積率は(焼成後容積
    ÷焼成前容積)×100として求める)であることを特徴
    とする焼成方法.
  3. 【請求項3】目的の肥料組成物及び土壌改良材(剤)を
    得るために大気中又は焼成雰囲気中の酸素濃度が3vol%
    以上21vol%以下の有酸素状態で鶏糞の焼成温度の特定時
    に水溶性カリウムの溶出度又は,減容積率のいづれか若
    しくはこれらの組み合わせをもって特定する方法.
  4. 【請求項4】請求項1及び請求項2及び請求項3の方法
    で焼成された鶏糞を原料として,乾燥鶏糞又は発酵鶏糞
    と比較して水溶性カリウムを多く含有する肥料組成物並
    びに乾燥鶏糞又は発酵鶏糞と比較して水溶性カリウムを
    多く含有する土壌改良材(剤)。
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