JP2006044956A

JP2006044956A - 有機肥料の製造方法

Info

Publication number: JP2006044956A
Application number: JP2004223971A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Tsurumi; 和行鶴見
Original assignee: YUASA SANGYO KK; Yuasa Shoji Co
Current assignee: YUASA SANGYO KK; Yuasa Shoji Co
Priority date: 2004-07-30
Filing date: 2004-07-30
Publication date: 2006-02-16

Abstract

【課題】枯草効果を有するバクテリアの大量培養が容易で、有機性廃棄物を枯草効果を有する肥料として大量かつ経済的に堆肥化できる有機肥料の製造方法を提供する。
【解決手段】発酵槽１内に無数の木チップや木粉等の木粉粒物を入れて層状の菌床を形成し、この菌床に、枯草効果を有する高温耐性のバチルス属バクテリアを散布して撹拌機６で撹拌し、該バチルス属バクテリアを活性化させるため散水して含水率を高めた後、油脂を混合した有機性廃棄物を散布し、発酵槽の底部から送風しつつ撹拌してバチルス属バクテリアを培養して６０℃以上の発酵熱となるまで有機性廃棄物を発酵及び乾燥させ、その処理物より木粉粒物を分離したものを、休眠状態のバチルス属バクテリアを含む有機肥料として取り出す。
【選択図】図２

Description

本発明は、枯草効果を有するバクテリアで有機廃棄物を堆肥化する有機肥料の製造方法に関する。

特許文献１（特開２００４−５１３８０号公報）には、家畜の排泄物や食物廃棄物を含む原材料を植物に応じた成分コントロールし、原材料に植物に必要な微量ミネラル分を含む天然鉱石、卵殻、貝殻、蟹殻等の補助材料を加え、原材料に土壌微生物による土壌改良効果と病害虫を抑制する効果を持つバチルス・サブチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ・Ｓｕｂｔｉｌｉｓ）菌を加え、原材料をこの菌により堆肥化する有機肥料の製造方法が開示されている。

しかし、この特許文献１に記載の方法では、微量ミネラル分を添加した原材料に発酵分解菌としてバチルス・サブチルス菌を加えて撹拌混合し、６５℃〜７０℃の発酵温度で分解が進む発酵期間中に切り返しによるエアレーションを実施するだけであり、バチルス・サブチルス菌の培養を助長するような手段を講じていないため、大量の堆肥化は困難である。
特開２００４−５１３８０号公報

本発明の課題は、枯草効果を有するバクテリアの大量培養が容易で、有機性廃棄物を枯草効果を有する肥料として大量かつ経済的に堆肥化できる有機肥料の製造方法を提供することにある。

本発明は、発酵槽内に無数の木チップや木粉等の木粉粒物を入れて層状の菌床を形成し、この木チップによる菌床に、枯草効果を有する高温耐性のバチルス属バクテリアを散布して撹拌し、該バチルス属バクテリアを活性化させるため散水して含水率を高めた後、油脂を混合した有機性廃棄物を散布し、送風しつつ撹拌してバチルス属バクテリアを培養し、その活性により６０℃以上の発酵熱となるまで有機性廃棄物を発酵及び乾燥させ、その処理物より木粉粒物を分離したものを、休眠状態のバチルス属バクテリアを含む有機肥料として取り出すことを特徴とする。

バチルス属バクテリアを活性化させるための散水は、含水率が５０％程度となるようにすることが好ましい。また、有機性廃棄物に混合する油脂の量は５％程度とする。バチルス属バクテリアとしては、バチルス・サブチルス菌が良い。分離した木粉粒物は菌床として再利用する。

発酵槽の底部から給気しつつ、撹拌機で処理物を撹拌しながら搬送すると良い。

バチルス属バクテリア、なかでも特にバチルス・サブチルス菌は、有機質を分解する分解能力が極めて旺盛であるため、有機体窒素から無機体窒素に変換させ、植物の成育にとって良好な環境を作り易い特性をもっている。また、抗菌性活性リポペプチドｉｔｕｒｉｎｎＡ−ｐｌｉｐａｓｔａｉｎと強力な界面活性を示すｓｕｒｆａｃｔｉｎを分泌し、植物の病原菌を抑制できる効果を奏する。このバチルス・サブチルス菌を木チップや木粉等の木粉粒物による菌床に散布し、散水して菌床の含水率を高めることでバチルス・サブチルス菌を活性化させると、増殖し始める。含水率を高くした層状の木粉粒物は、発酵槽底部からの給気が加わることにより、バチルス・サブチルス菌にとって増殖しやすい菌床となる。

このような条件で、油脂を混合した有機性廃棄物が散布されると、バチルス・サブチルス菌は有機性廃棄物を栄養源、油脂を活性源として活発に増殖し、大量のバチルス・サブチルス菌が発生して、有機性廃棄物が大量であっても高い発酵熱が生ずる。その発酵熱が６０℃以上となると、雑菌や糸状菌、植物にとっての各種の病原菌等は大半が殺菌されるが、バチルス・サブチルス菌は高温耐性であるため、繁殖力を維持したまま残存する。

発酵熱が高いため水分の蒸発が速く、有機性廃棄物が乾燥すると、バチルス・サブチルス菌は休眠状態となるので、この段階で木粉粒物を分離すると、休眠状態のバチルス・サブチルス菌を多く含む有機肥料が得られる。発酵対象物である有機性廃棄物が大量であっても、１週間程度で実用に供し得る有機肥料となる。これを農地等に散布すると、バチルス・サブチルス菌は、水分が得られることで休眠状態から一気に活性化し、有機肥料自体に含まれる有機質や農地に存在する有機質を分解して無機体窒素に変換し、植物が生育しやすい環境を作るとともに、抗菌性活性リポプチドにより土壌中の植物病原菌を抑制する。

次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

先ず、本実施例で使用する円型発酵槽について説明する。
図１に示すように、円型発酵槽１内の中心に立設された軸受筒２と、円型発酵槽１の周壁上縁との間に旋回フレーム３が水平に架設され、この旋回フレーム３は、軸受筒２に軸受けされた旋回軸４を支点に駆動機構５により時計方向又は反時計方向に旋回される。

旋回フレーム３には、図１の例の場合、１台の縦型無端コンベア６が垂設され、この縦型無端コンベア６は、旋回フレーム３の旋回により一体に旋回されながら撹拌羽根群を循環させて、円型発酵槽１内の発酵物７を撹拌する。すなわち、縦型無端コンベアのコンベア前面部では撹拌羽根により発酵物７を掻き下げ、コンベア後面部では撹拌羽根により掻き上げて撹拌する。発酵物７はこのように撹拌されながら、円型発酵槽１の中央へ向かって徐々に搬送される。

円型発酵槽１の底部には、多数の噴射孔８を有する給気管９が同心円状に埋設されており、槽外からの新鮮な空気が底部から上向きに噴射されるようになっている。図示していないが、その底部の中央部には、発酵後の処理物を取り出す取出口が設けられている。

図１の例の円型発酵槽１では、旋回フレーム３に１台の縦型無端コンベア６を垂設したが、図２に示すように、複数台（図２では４台）の縦型無端コンベア６を半径方向に並べて垂設し、これらを、旋回フレーム３の旋回により一体に旋回させながらそれぞれの撹拌羽根群を循環させて、円型発酵槽１内の発酵物７を個別に撹拌するものでもよい。

本実施例では、直径１５ｍ、深さ２ｍほどの図１又は図２に示すような構造の円型発酵槽１の底部上に、概ね３〜５ｃｍ程度のサイズの木チップと木粉（オガ粉）を１．８ｍの深さに層状に敷き、これを菌床としてバチルス・サブチルス菌を散布し、撹拌機で撹拌するとともに、散水して含水率を５０％程度に調整する。木チップと木粉の材質は、殺菌性を有しないものが良い。

この後、木チップ及び木粉（以下、木粉粒物と総称する）による菌床上に、栄養分（餌）として、含水率が８０〜８５％程度の有機性廃棄物（生ゴミや汚泥等）を平均に散布する。その際、バチルス・サブチルス菌の活性を向上させるために、動植物性油脂を５％程度混合する。円型発酵槽１の中心から２ｍ程度の半径以内は、乾燥スペースとするため、有機性廃棄物及び動植物性油脂の散布は行わない。

有機性廃棄物及び動植物性油脂の散布後、これらをと共に撹拌機で撹拌しながら、その中に、給気管９を通じて槽底部から新鮮な空気を給気する。その際、バチルス・サブチルス菌との接触を良好にするため、木粉粒物を出来るだけ細かく混ぜ込む。

バチルス・サブチルス菌を担持した木粉粒物と油脂混合した有機性廃棄物とを撹拌しながら、槽底部から給気をして充分な酸素を与えることにより、バチルス・サブチルス菌は、１０分以内に１回以上の速度で分裂して増殖し、その活性化に伴う発熱も徐々に上昇し、６０℃以上の発酵熱（６０℃〜９０℃）となる。そのため、有機性廃棄物や木粉粒物に含まれていた雑菌や糸状菌、植物にとっての各種の病原菌等は大半が殺菌されるが、バチルス・サブチルス菌は高温耐性であるため、増殖を続ける。

円型発酵槽１内に入れた有機性廃棄物を、餌としてバチルス・サブチルス菌に均等に分散供与するため、１日に２〜３回程度の旋回数で撹拌機を旋回させて撹拌する。

発酵熱が６０℃以上の高温となるため、有機性廃棄物は発酵の進行に伴い乾燥され、含水率が３０％以下に低下すると、バチルス・サブチルス菌は休眠状態となる。発酵し乾燥された有機性廃棄物は、撹拌されながら円型発酵槽１の中央部へ向かって徐々に搬送され、一部の木粉粒物と共に取出口から槽外へ取り出される。その中から、木粉粒物を篩い分けして分離すると、木粉粒物の除いた残渣が、休眠状態のバチルス・サブチルス菌を多く含む有機肥料となる。分離した木粉粒物は菌床として再利用する。再利用する木粉粒物にも、バチルス・サブチルス菌が含まれているが、散水すると再び活性化するので、新たな木粉粒物及びバチルス・サブチルス菌の補給を必要に応じて行えばよい。

このようにして得た本発明による有機肥料を、通常の化成肥料と比較するため、次のような収穫試験を行った。
（１）使用した土壌：フザリウム汚染圃場土＋園芸培土
（２）育成種：レタス（品種：パトリオット）
（３）施肥条件（定植時処理）
比較する化成肥料：化成ＢＢ肥料１．６８ｇ／株（株当たり全窒素量０．２１ｇ）
本発明による有機肥料：４ｇ／株（株当たり全窒素量０．１０ｇ）
（４）反復数９区（１区５個体）、乱塊法

図３〜図５に収穫結果を比較してグラフにして示し、図３は収穫されたレタスの地上部の重量（ｇ）、図４は地下部の重量（ｇ）、図５は根元直径（ｃｍ）である。これらの図から分かるように、本発明による有機肥料は化成肥料に比べて優れており、特に地下部での差が著しかった。また、化成肥料区では、定植１〜２週以内に枯死し始める個体が散見されたが、本発明による有機肥料区では、枯死するものは見られなかった。

本発明において使用する発酵槽の一例の概要斜視図である。複数の縦型撹拌機を並設した発酵槽の一例の概要断面図である。本発明による有機肥料を通常の化成肥料と比較するため、育成種としてレタスについて行った収穫試験の結果を示し、収穫されたレタスの地上部の重量についての対照グラフである。同じく地下部の重量についての対照グラフである。同じく根元直径についての対照グラフである。

符号の説明

１円型発酵槽
２軸受筒
３旋回フレーム
４旋回軸
５駆動機構
６縦型無端コンベア
７発酵物
８噴射孔
９給気管

Claims

発酵槽内に無数の木チップや木粉等の木粉粒物を入れて層状の菌床を形成し、この菌床に、枯草効果を有する高温耐性のバチルス属バクテリアを散布して撹拌し、該バチルス属バクテリアを活性化させるため散水して含水率を高めた後、油脂を混合した有機性廃棄物を散布し、送風しつつ撹拌してバチルス属バクテリアを培養して６０℃以上の発酵熱となるまで有機性廃棄物を発酵及び乾燥させ、その処理物より木粉粒物を分離したものを、休眠状態のバチルス属バクテリアを含む有機肥料として取り出すことを特徴とする有機肥料の製造方法。
バチルス属バクテリアを活性化させるための散水は、含水率が５０％程度となるようにすることを特徴とする請求項１に記載の有機肥料の製造方法。
有機性廃棄物に混合する油脂の量は５％程度とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機肥料の製造方法。
バチルス属バクテリアがバチルス・サブチルス菌であることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の有機肥料の製造方法。
分離した木粉粒物を菌床として再利用する請求項１、２、３又は４に記載の有機肥料の製造方法。
発酵槽の底部から給気しつつ、撹拌機で処理物を撹拌しながら搬送することを特徴とする請求項１、２、３、４又は５に記載の有機肥料の製造方法。