JP2005162590A - 液体肥料及びそれを用いた有機農法並びに液体肥料散布装置。 - Google Patents

液体肥料及びそれを用いた有機農法並びに液体肥料散布装置。 Download PDF

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Abstract

【課題】水産加工現場から流出する排水(解凍水、解体水、煮熟水、洗い水等)は現在海へ放流処理されている。これら水産加工現場から放流される排水を脂肪分解酵素と酵母菌を主体とする微生物群等からなる特定の発酵促進栄養剤を投入して漠気処理することにより、排水中の有機物が前記発酵促進栄養剤による醗酵分解過程において窒素分、特に重窒素(N15)を比較的多く生成させることにより、醗酵が充分に進み、肥効性と栄養バランスに卓越した液体肥料を得ることを課題とする。
【解決手段】 水産加工現場から流出する排水をタンクに貯留し、この排水に脂肪分解酵素と酵母菌を主体とする微生物群等からなる特定の発酵促進栄養剤を投入して漠気処理することにより、排水中の有機物が発酵促進栄養剤による醗酵分解過程において窒素分、特に重窒素(N15)を比較的多く生成した液体肥料及びそれを用いた有機農法並びに液体肥料散布装置を開発した。
【選択図】 図1

Description

発明の詳細な説明
本発明は水産加工現場から流出する排水(解凍水、解体水、煮熟水、洗い水等)に特定の醗酵促進栄養剤を投入して漠気処理した液体肥料及びそれを用いた有機農法並びにその液体肥料散布装置関するものである。
従来、特許第3、078、893号公報においては、パパイン及び有機酸を含有する植物成長促進及び鮮度維持剤が開示され、前記有機酸としてクエン酸、乳酸コハク酸、リンゴ酸、アスパラギン酸、グルタミン酸、酒石酸、グルコン酸、酢酸、フマル酸等が使用される旨記載されている。また、使用される希釈剤としては実施例を見る限り単に水である。
そして、この発明の効果としては植物成長促進及び鮮度維持することにあり、植物の成長を促進し、病気、害虫を防除し、収穫の呈味を良好なものとすることができ、また植物の鮮度を維持することができる旨記載されている。
しかしながら、この先行例においては、脂肪分解酵素、酵母菌を主体とする微生物群からなる醗酵促進栄養剤に糖類等を投入して漠気処理していないので、充分に醗酵処理した肥効性が高く栄養バランスの良い液体肥料を得ることができず、糖度の高い果実を得ることができない。
また、特開平2−293、387号公報には、脂肪分を含有する鰹の加工残渣を、醗酵槽内で空気で撹拌しながら約40度程度の加温状態で醗酵させ、醗酵の進行に伴い徐々に水を混合するようにした鰹加工残渣の処理方法が示されている。そして、この鰹加工残渣を数百ないし数千倍に希釈することにより液体肥料として利用できる旨も記載されている。
この発明の効果としては、今まで焼却していた鰹の加工残渣を、魚臭のない液体肥料として有効に再生でき、化学的な処理を全く施さないので、公害を惹起すことなく、処理施設も簡単でかつランニングコストも低価に処理できる旨記載されている。
しかしながら、この先行例においては、鰹の加工残渣であって、鰹を加工する際の排水(解凍水、解体水、煮熟水、洗い水等)を利用するものではない。また、脂肪分解酵素、酵母菌を主体とする微生物群からなる発酵促進栄養剤と糖類を投入しておらないので、充分に醗酵処理した液体肥料を得ることができず、植物に対する卓越した肥効作用を得ることができない。さらに、先行例の場合は鰹の加工残渣を処理するので、カドミウム等の重金属汚染等の問題が生ずる。
発明が解決しようとする課題
鰹を加工する際の排水(解凍水、解体水、煮熟水、洗い水等)は現在海へ放流され海洋汚染及び地域の悪臭発生の源となっている。本発明はこのような排水を液肥化するものであり、水産加工現場から流出する排水をタンクに貯留し、前記排水に脂肪分解酵素と酵母菌を主体とする微生物群等からなる特定の醗酵促進栄養剤に糖類を投入して漠気処理することにより、排水中の有機物が前記醗酵促進栄養剤による醗酵分解過程において窒素分、特に重窒素(N15)を比較的多く生成する肥料が得えられ、排水の醗酵が充分に進み、肥効性に卓越しかつ栄養バランスの優れた液体肥料を得ることを課題とする
課題を解決するための手段
請求項1の発明は、水産加工現場から流出する排水を漠気処理可能な散気管を備えたタンクに貯留し、排水に脂肪分解酵素と酵母菌を主体とする微生物群等からなる特定の醗酵促進栄養剤を投入後、排水を醗酵温度に維持して漠気処理することにより、排水中の有機物が前記醗酵促進栄養剤の醗酵分解過程において窒素分、特に重窒素(N15)を比較的多く生成させたことを特徴とする液体肥料を提供するものである。
この発明においては、排水中の有機物が特定の醗酵促進栄養剤による醗酵分解過程において窒素分、特に重窒素(N15)、を比較的多く含有させることにより醗酵を充分に進行させ、肥効性に極めて卓越しかつ栄養バランスの優れた液体肥料を得ることが出来る。
請求項2の発明は前記液体肥料を植物の栽培床や植物の葉又は土中に混ぜ合わすことを特徴とする有機農法を提供するものである。
この発明においては、前記液体肥料を植物の種類や成長過程に応じて希釈し、栽培床や植物の葉に散布又は土中に予め混ぜ合わせることができ、また鰹の加工残渣ではなく加工排水であるためカドミウム等の重金属汚染等の問題を回避することができる。
請求項3の発明は、前記水産加工現場から流出する排水が鰹の加工排水である前記請求項1又は2記載の液体肥料及びそれを用いた有機農法を提供するものである。
この発明においては、現在海に放流している鰹の加工排水(地域ではかなりの悪臭に悩まされている)を前記液体肥料及びそれを用いた有機農法に利用することができ、海洋汚染及び地域の悪臭発生を回避することができる。
請求項4の発明は、前記排水のBOD/COD値及びBOD:N:Pの比がBOD/COD=1.5〜2.0、BOD:N:P=100:18〜25:3.5〜5.5である前記請求項1又は2記載の液体肥料及びそれを用いた有機農法を提供するものである。
この発明は、BOD/COD値及びBOD:N:Pの比がBOD/COD=1.5〜2.0、BOD:N:P=100:18〜25:3.5〜5.5の範囲の排水に対応することができる。
請求項5の発明は、前記特定の醗酵促進栄養剤の内、脂肪分解酵素としてペパイン及びプロメラインを含み、さらにアミラーゼ、ラクターゼ、プロテアーゼ、インベルターゼ、リパーゼ、セルラーゼ、カタラーゼ、シマーゼの内いずれか1種又はこれらの複数種の組み合わせを含む前記請求項1又は2記載の液体肥料及びそれを用いた有機農法を提供するものである。
この発明においては、上記BOD/COD値及びBOD:N:Pの比がBOD/COD=1.5〜2.0、BOD:N:P=100:18〜25:3.5〜5.5の範囲の排水に対して上記の特定の醗酵促進栄養剤が有効に作用して醗酵を促進することができる。
請求項6の発明は、前記特定の醗酵促進栄養剤の内、酵母菌を主体とする微生物群は、乳酸菌、アオカビ、ケカビ、サッカロミケス、納豆菌、トルラ、放射菌、コウジカビ、トリコマンダ、クモノスカビ、フォロロリックバクテリアの内いずれか1種又はこれらの複数種の組み合わせを含む前記請求項1又は2記載の液体肥料及びそれを用いた有機農法を提供するものである。
この発明においては、上記BOD/COD値及びBOD:N:Pの比がBOD/COD=1.5〜2.0、BOD:N:P=100:18〜25:3.5〜5.5の範囲の排水及び上記特定の醗酵促進栄養剤に対して、前記酵母菌を主体とする微生物群が有効に作用し、醗酵を促進させることができる
請求項7の発明は、前記特定の醗酵促進栄養剤は添加酵素を含み、この添加酵素としてサクラーゼ、マルターゼ、ウレアーゼの内いずれか1種又はこれらの複数種の組み合わせを含む前記請求項1又は2記載の液体肥料及びそれを用いた有機農法を提供するものである。
この発明においては、上記排水に対して、前記醗酵促進栄養剤に前記添加酵素を有効に作用させて醗酵をさらに促進させることができる
請求項8の発明は、前記排水に前記醗酵促進栄養剤の他、発酵促進剤及び糖度付加剤として糖類を投入した前記請求項1又は2記載の液体肥料及びそれを用いた有機農法を提供するものである。
上記排水に上記醗酵促進栄養剤に対して、糖類を投入すると排水の醗酵をより促進させ、かつ植物及びその果実の糖度をより向上させることができる。
請求項9の発明は、前記醗酵促進栄養剤の成分として、タンパク質13〜16%、脂質3^4%、繊維質6.8〜8.0%、水分8〜15%、灰5〜8%、NFE50〜60%である前記請求項1又は2記載の液体肥料及びそれを用いた有機農法を提供するものである。
この発明においては前記醗酵促進栄養剤の成分が上記の割合である場合に植物に対して栄養バランスが卓越した液体肥料を得ることができる。
請求項10の発明は、栽培床上方に散布可能に設けた液肥散布パイプラインに給水ポンプより水を供給すると共に、ポンプの吸入側又は排出側に前記漠気処理された液肥を植物の種類若しくはその成長に応じて水との希釈倍率を調整可能にすると共に、タンクを給水ポンプ上方に交換自在に設け、前記液肥散布パイプラインより希釈液肥を栽培床上方に散布するようにした液体肥料散布装置を提供するものである。
この発明においては、農業現場で人手を要さず自動的に栽培床に液肥を水と希釈して散布でき、植物の種類、成長度合等にあわせて希釈倍率を調節すると共に、タンクを給水ポンプ上方に着脱交換自在に設けたので、農業現場とは別の場所でタンク内の排水を漠気処理して、必要に応じて農業現場に運んで使用することができる。
鹿児島県工業試験場年報30(1984年発表)によると鹿児島県内の鰹節製造工場における排水の平均分析値は下記の通りである。
1.解凍水はPh6.3〜6.7、COD896mg/l,BOD1607mg/l、TOC905mg/l,K−N360mg/l、T−P72mg/lである。
2.解体水はPh6.5〜6.9、COD2410mg/l,BOD3640mg/l、TOC2960mg/l,K−N866mg/l、T−P154mg/lである。
3.煮熟水はPh5.9〜6.2、COD5206mg/l,BOD8394mg/l、TOC5769mg/l,K−N1937mg/l、T−P420mg/lである。
4.洗い水はPh6.0、COD1300mg/l,BOD1600mg/l、TOC1700mg/lである。
これらBOD/CODの値及びBOD:N:Pの比をみると、解凍水でBOD/COD=1.8、BOD:N:P=100:22:4.4、解体水でBOD/COD=1.6、BOD:N:P=100:22:4.0、煮熟水でBOD/COD=1.6、BOD:N:P=100:23:5.0となり、生物処理に適した排水であるものと考えられる。この発明で使用できる生物処理に適した排水はBOD/COD=1.5〜2.0、BOD:N:P=100:18〜25:3.5〜5.5の範囲で使用できる。
本発明の農法に使用する液体肥料散布装置を図1に基づき説明する。液肥貯留タンク▲1▼は内部に散気管▲2▼を設け、エアーコンプレッサー▲3▼により配管▲4▼を介して貯留タンク▲1▼内の排水にエアーを吹き込んで排水を漠気するようにしている。この貯留タンク▲1▼は農業現場(図1の左図)とは別の場所(図1の右図)でタンク内の排水を漠気処理した後、必要に応じて農業現場に運んで使用するようにしている。
また、栽培床▲11▼上方に散布可能に設けた液肥散布パイプライン▲10▼に給水管▲7▼側より給水ポンプ▲8▼により水を供給すると共に、ポンプ▲8▼の吸入側の吸入管▲7▼と貯留タンク▲5▼(▲1▼)とを分岐管▲6▼を介して連結することにより、漠気処理された貯留タンク▲5▼(▲1▼)内の液肥を給水ポンプ▲8▼による水の流圧により吸引して液肥と水とを混合希釈するようにし、さらに植物の種類若しくはその成長に応じて水との希釈倍率を調整可能にする流量調整バルブ▲9▼をこの分岐管▲6▼に設けている。タンク▲5▼(▲1▼)を給水ポンプ▲8▼上方に着脱交換自在に設けている。上記タンク▲5▼(▲1▼)は冬季に醗酵が低下しないように電機毛布等により保温するようにしても良い。
液肥の作成は、上記COD=1.5〜2.0、BOD:N:P=100:18〜25:3.5〜5.5からなる鰹の加工排水を500リットル(上記貯留タンク1個分)に対して上記の醗酵促進栄養剤300gと結晶化された市販の白糖を20〜30kg投入した。糖類は結晶化された白糖以外の、例えば米糖等の他の糖類であっても良い。
上記加工排水に対する醗酵促進栄養剤と白糖との添加割合は、用途や大気温度に応じて加工排水500リットルに対して醗酵促進栄養剤を100g〜10kg、白糖を10kg以上に調整することができる
醗酵促進栄養剤の内、上記脂肪分解酵素としてペパイン及びプロメラインを含み、さらにアミラーゼ、ラクターゼ、プロテアーゼ、インベルターゼ、リパーゼ、セルラーゼ、カタラーゼ、シマーゼを、酵母菌を主体とする微生物群として、乳酸菌、アオカビ、ケカビ、サッカロミケス、納豆菌、トルラ、放射菌、コウジカビ、トリコマンダ、クモノスカビ、フォロロリックバクテリアを、添加酵素としてさらにシクラーゼ、マルターゼ、ウレアーゼを用いた。この醗酵促進剤の成分はタンパク質13〜16%、脂質3〜4%、繊維質6.8〜8.0%、水分8〜15%、灰5〜8%、NFE5〜6%であった。
上記鰹の加工排水に対して上記の特定の醗酵促進栄養剤と白糖を上記の割合で投入した後、排水温度を30〜45度の醗酵温度を維持しながら約10日ほど漠気処理した。この漠気処理により、排水中の醗酵促進栄養剤による醗酵分解過程において窒素分、特に重窒素(N15)を比較的多く生成していたことが判明した。この重窒素(N15)は植物生育に重要な役割を果たすものとして以前から注目されているものである。
重窒素(N15)の分析結果は、源水(加工排水そのもの)は10.5δ15N−Air(‰)であり、発酵液の2つのサンプルは12.95δ15N−Air(‰)と11.45δ15N−Air(‰)であった。
分析装置は、前処理として、元素分析計EA1110(ThermoElectron社製)、質量分析計として、安定同位体比質量分析計DELTAplusAdvantage(ThermoElectron社製)を使用した。
サンプルの前処理は(1)スズ製コンテナ(5Φ×9mm)を96穴マイクロプレートに並べ、そのマイクロプレートを液体窒素バス上に浮かべ冷却する。(2)サンプル50〜100μLを液体窒素バス上のスズ製コンテナに入れ、凍結させる。(3)凍結したサンプルをマイクロプレートごと凍結乾燥器に入れ一晩凍結乾燥する。
測定方法は、凍結乾燥終了後サンプルの入ったスズコンテナを空気が入らないように丸め、前記元素分析計のオートサンプラーに並べて質量分析計でδ15Nを測定した。
上記液体肥料をナスのハウス栽培に応用した。
栽培床土中に予め上記液体肥料を適量混ぜ合わせた。1反に対し約500倍に希釈した液体肥料を1000リットル程度散布して混ぜ合わせた。適当な熟成期間(約2週間)寝かせた後、ナスの苗を8月頃に植え付けた。その後ナスの成長に合わせて希釈した液体肥料を上記散布装置によって散布した。
その結果、翌年4月には背丈約160cm〜180cm(男性の背丈程)にまでにも成長した。実際収穫の便を考慮して150cm程度に剪定した。特に花芽が一般のハウス栽培よりも卓越して多く、10月〜翌年4月までに1本のナスの木から平均約150個以上、6月の収穫終了時期までに加えて約70個と、あわせて約220個以上と1本のナスから卓越した収穫量には目を見張るものがあった。通常のハウス栽培では良くてもその約半分以下の収穫量に止まる。また、ナスの形、大きさが揃い、艶もよく出荷時の歩留まりもすばらしい結果が得られた。
上記液体肥料をイチゴのハウス栽培に応用した。
上記ナスのハウス栽培と同様に、栽培床土中に予め、1反に対し約500倍に希釈した液体肥料を1000リットル程度散布して混ぜ合わせた。適当な熟成期間(約2週間)寝かせ、イチゴの苗を8月頃に植え付けた。その後イチゴの成長に合わせて希釈した液体肥料を上記散布装置によって散布した。
その結果、10月には特に花芽が卓越して多く、12月〜翌年3月までに1株のイチゴから収穫終了時期までに平均約50個以上と卓越した収穫量を得た。通常は良くてもその約半分以下の収穫量に止まる。また、イチゴの形、大きさが揃い、特に糖度が極めて高いため非常に美味しいイチゴに仕上がっていた。
発明の効果
本発明においては、水産加工現場から流出する排水を液肥として利用できるため、海中放流による海洋汚染や地域の悪臭を回避することができる。また、BOD/COD値及びBOD:N:Pの比がBOD/COD=1.5〜2.0、BOD:N:P=100:18〜25:3.5〜5.5である排水を漠気処理する際に、特定の醗酵促進栄養剤と糖類を使用したため、排水中の有機物が醗酵分解過程において窒素分、特に重窒素(N15)、を比較的多く生成させることができる。そのため、この液体肥料及びそれを用いた有機農法においては、果実や野菜は卓越した収穫量が得られ、形、大きさが揃い、艶もよく、糖度の高いものが得られる。本発明においては、前記ナスやイチゴに限らず他の野菜、果実、花、木等のあらゆる植物の成長を促進できることが期待される。
符号の説明
▲1▼ 液肥貯留タンク(漠気処理状態)
▲2▼ 散気管
▲3▼ エアーコンプレッサー
▲4▼ 配管
▲5▼ 液肥貯留タンク(散布装置に取付けた状態)
▲6▼ 分岐管
▲7▼ 給水管
▲8▼ 供給ポンプ
▲9▼ 流量調整バルブ
▲10▼ 液肥散布パイプライン
▲11▼ 栽培床

Claims (10)

  1. 水産加工現場から流出する排水を漠気処理可能な散気管を備えたタンクに貯留し、排水に脂肪分解酵素と酵母菌を主体とする微生物群とからなる特定の醗酵促進栄養剤を投入後、排水を醗酵温度に維持して漠気処理することにより、排水中の有機物が前記醗酵促進栄養剤による醗酵分解過程において窒素分、特に重窒素(N15)を比較的多く生成させたことを特徴とする液体肥料。
  2. 水産加工現場から流出する排水を漠気処理可能な散気管を備えたタンクに貯留し、排水に脂肪分解酵素と酵母菌を主体とする微生物群等からなる特定の醗酵促進栄養剤を投入後、排水を醗酵温度に維持して漠気処理することにより、排水中の有機物が前記醗酵促進栄養剤による醗酵分解過程において窒素分、特に重窒素(N15)を比較的多く生成させた液体肥料を植物の栽培床や植物の葉に散布又は土中に混ぜ合わすことを特徴とする有機農法。
  3. 前記水産加工現場から流出する排水が鰹の加工排水である前記請求項1又は2記載の液体肥料及びそれを用いた有機農法。
  4. 前記排水のBOD/COD値及びBOD:N:Pの比がBOD/COD=1.5〜2.0、BOD:N:P=100:18〜25:3.5〜5.5である前記請求項1又は2記載の液体肥料及びそれを用いた有機農法。
  5. 前記特定の醗酵促進栄養剤の内、脂肪分解酵素はペパイン及びプロメラインを含み、さらにアミラーゼ、ラクターゼ、プロテアーゼ、インベルターゼ、リパーゼ、セルラーゼ、カタラーゼ、シマーゼの内いずれか1種又はこれらの複数種の組み合わせを含む前記請求項1又は2記載の液体肥料及びそれを用いた有機農法。
  6. 前記特定の醗酵促進栄養剤の内、酵母菌を主体とする微生物群は、乳酸菌、アオカビ、ケカビ、サッカロミケス、納豆菌、トルラ、放射菌、コウジカビ、トリコマンダ、クモノスカビ、フォロロリックバクテリアの内いずれか1種又はこれらの複数種の組み合わせを含む前記請求項1又は2記載の液体肥料及びそれを用いた有機農法。
  7. 前記特定の醗酵促進栄養剤は添加酵素を含み、この添加酵素はサクラーゼ、マルターゼ、ウレアーゼの内いずれか1種又はこれらの複数種の組み合わせを含む前記請求項1又は2記載の液体肥料及びそれを用いた有機農法。
  8. 前記排水に特定の醗酵促進栄養剤の他、醗酵促進および糖度付加剤として糖類を投入した前記請求項1又は2記載の液体肥料及びそれを用いた有機農法。
  9. 前記特定の醗酵促進栄養剤の成分が、タンパク質13〜16%、脂質3〜4%、繊維質6.8〜8.0%、水分8〜15%、灰5〜8%、NFE50〜60%である前記請求項1又は2記載の液体肥料及びそれを用いた有機農法。
  10. 栽培床上方に散布可能に設けた液肥散布パイプラインに給水ポンプより水を供給すると共に、ポンプの吸入側又は排出側に前記漠気処理された液肥を植物の種類若しくはその成長に応じて水との希釈倍率を調整する流量調整バルブを設けると共に、タンクを給水ポンプ上方に交換自在に設け、前記液肥を散布パイプラインより調整された希釈液肥を栽培床上方に散布するようにした液体肥料散布装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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