JP2006143791A - 土壌改良材、栽培土壌蘇生用土、および田畑土壌の蘇生方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
建設廃土等を利用して、流出した田畑の土地をかさ上げすると共に、土壌改良にも役立つ総合的な循環システムに利用可能な、土壌改良材、栽培土壌蘇生用土、栽培土壌蘇生用土の製造方法、およびその栽培土壌蘇生用土を用いて田畑土壌を蘇生させる方法を提供する。
【解決手段】
土壌改良材は、キノコ菌が残留する使用済みキノコ培地と、酵母菌、糸状菌、乳酸菌、枯草菌から選ばれる少なくとも一種類の菌と、繊維質を含む有機性廃棄物とを混合して熟成して得られる。

Description

本発明は、産業廃棄物を原料とする土壌改良材、建設現場等から回収した建設廃土を、その土壌改良材を使って製造した栽培土壌蘇生用土、および栽培土壌蘇生用土を用いて田畑土壌を蘇生させるリサイクルに関するものである。

公共事業や住宅建築にともなって排出される泥、あるいは浄水場に日々堆積してゆく泥土、灌漑溜池や河川湖沼の浚渫土は、通常、回収され埋立てに使用されているが、最近では埋立地の不足という事態を招来しつつある。一方で、食糧生産の現場である田畑は土の流出して低地化が深刻な問題になっている。そして流出した田畑の土が河川湖沼に堆積するという悪循環が生じつつある。

さらに、ここ数十年の間、我国では化学肥料や農薬を多用して作物は増産の一途をたどってきた。しかし、最近ではこれらの多用による耕土の田畑からの排水の汚染といった弊害が目立ちはじめてきた。これらの問題を解決のための一助となる土地改良システムが、特許文献１に示されている。

一方、農業生産の副生物、例えば籾殻、米糠、稲わら、大豆カス、豆茎、もろこし茎などは、古くから行われた方法によりでき得るかぎり飼料、肥料などとして再利用がなされている。例えば特許文献２、および特許文献３に示すような方法で、キノコ培地の廃残物を動物の食料に変換する技術が示されている。しかし、かなりの量は、効率の面から無駄に燃やされてＣＯ_２発生原因の一部になっている。

特開２００３−２６１９６１号公報 特許第３０４０３９９号公報 特許第２６７６１４８号公報

本発明は、前記した諸々の課題を解決するためになされたもので、前記のような土木工事に起因する泥等、および農業生産の副生物を利用して、流出した田畑の土地をかさ上げすると共に、土壌改良にも役立つ総合的な循環システムに関するものである。すなわち本発明は、土壌改良材、栽培土壌蘇生用土、栽培土壌蘇生用土の製造方法、およびその栽培土壌蘇生用土を用いて田畑土壌を蘇生させる方法を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するためになされた、特許請求の範囲の請求項１に係る発明の土壌改良材用の発酵基材は、キノコ菌が残留する使用済みキノコ培地に、酵母菌、糸状菌、乳酸菌、枯草菌から選ばれる少なくとも一種類の菌を加えて発酵させたことを特徴とする。

同じく請求項２に係る発明の発酵基材の製造方法は、キノコ菌が残留する使用済みキノコ培地に、酵母菌、糸状菌、乳酸菌、枯草菌から選ばれる少なくとも一種類の菌を混合し、１〜４回切返し、少なくとも３週間熟成させることを特徴とする。

また、前記の目的を達成するためになされた、請求項３に係る発明の土壌改良材は、キノコ菌が残留する使用済みキノコ培地と、酵母菌、糸状菌、乳酸菌、枯草菌から選ばれる少なくとも一種類の菌と、繊維質を含む有機性廃棄物とを有することを特徴とする。

この土壌改良材は、繊維質を含む有機性廃棄物がキノコ菌やその他の菌の酵素作用によって発酵し、熟成するものである。

同じく請求項４に係る発明の土壌改良材は、前記キノコ培地と、前記有機性廃棄物との混合重量比が、無水換算比率で５〜５０：１００であることを特徴とする。

有機性廃棄物に対するキノコ培地の混合比は、無水換算５/１００以下であると、有機性廃棄物の発酵が不十分となり、あるいは発酵のための時間が著しく長くなる。また５０/１００以上であると、有機性廃棄物の発酵には申し分ないが、利用する廃棄物の中で最も得られにくい成分を必要以上の過剰に使用することになり、各廃棄物利用の消費量バランス面から好ましくない。

請求項５に係る発明の土壌改良材は、前記有機性廃棄物が、籾殻、米糠、稲わら、そば殻、麦皮、フスマ、麦わら、大豆カス、おから、豆茎、コーン・コブ、もろこし茎、野菜くず、果実かす、食品残渣、植物の葉から選ばれる、少なくとも一種類の廃棄物であることを特徴とする。

繊維質を含む有機性廃棄物は特に限定されるものではないが、上記のものは発酵が比較的潤沢に進み、経済的にも優れている。

前記の目的を達成するためになされた、特許請求の範囲の請求項６に係る発明の土壌改良材の製造方法は、キノコ菌が残留する使用済みキノコ培地に、酵母菌、糸状菌、乳酸菌、枯草菌から選ばれる少なくとも一種類の菌を混合し熟成させた発酵基材と、繊維質を含む有機性廃棄物とを混合し熟成させることを特徴とする。

前記の目的を達成するためになされた、特許請求の範囲の請求項７に係る発明の栽培土壌蘇生用土は、請求項１に記載の発酵基材と、繊維質を含む有機性廃棄物と、建設廃土、浄水場堆積土、灌漑溜池や湖沼浚渫土の泥とを、混合したことを特徴とする。

前記のとおり菌の酵素作用によって発酵し、熟成するものであるが、そのとき泥中の水分とともに土が存在するため発酵が促進される。

同じく請求項８に係る発明の栽培土壌蘇生用土は、無水に換算して１０００Ｋｇの前記泥に対して、無水換算比率で５〜５０：１００である前記発酵基材と前記有機性廃棄物とが１００〜３０００Ｋｇであることを特徴とする。

土壌改良材の無水換算量が、泥の無水換算１０００Ｋｇに対して１００Ｋｇ以下であると発酵温度が上がらず、発酵が潤沢に進まない。これが３０００Ｋｇ以上であると繊維質が多くなりすぎて、泥との混合がやりにくくなる。

請求項９に係る発明の栽培土壌蘇生用土は、請求項３に記載の土壌改良材と、建設廃土、浄水場堆積土、灌漑溜池浚渫土、または／および湖沼浚渫土の泥とを、混合したことを特徴とする。

前記の目的を達成するためになされた、特許請求の範囲の請求項１０に係る発明の栽培土壌蘇生用土の製造方法は、キノコ菌が残留する使用済みキノコ培地と、酵母菌、糸状菌、乳酸菌、枯草菌から選ばれる少なくとも一種類の菌と、繊維質を含む有機性廃棄物と、建設廃土、浄水場堆積土、灌漑溜池浚渫土、または／および湖沼浚渫土の泥とを混合し、少なくとも３週間熟成させ、その間に少なくとも２回切返すことを特徴とする。

３週間以上熟成しないと、有機性廃棄物がそのままの形で残り、発酵未熟のいわゆる生堆肥の状態であり、栽培植物の根腐り原因となったりする。また、２回以上、好ましくは５回以上の切返しをやらないと、発酵のために必要な換気が不十分となり発酵ムラの原因となる。

同じく特許請求の範囲の請求項１１に係る発明の栽培土壌蘇生用土の製造方法は、キノコ菌が残留する使用済みキノコ培地と、酵母菌、糸状菌、乳酸菌、枯草菌から選ばれる少なくとも一種類の菌と、繊維質を含む有機性廃棄物と、建設廃土、浄水場堆積土、灌漑溜池浚渫土、または／および湖沼浚渫土の泥とを連続的に混合し、切返し攪拌を連続的に行うことを特徴とする。

前記の目的を達成するためになされた、特許請求の範囲の請求項１２に係る発明の田畑土壌の蘇生方法は、前記栽培土壌蘇生用土を田畑に散布し、少なくとも２回耕運を繰り返し、少なくとも３週間経過させることを特徴とする。

栽培土壌蘇生用土が耕運されて鋤きこまれると、発酵熟成した有機性廃棄物ともに混合されている泥由来の土が存在するために、田畑の土と馴染みが良く、２回以上耕運し３週間経過後に植栽しても根腐れ等の弊害が生ずることのない土壌の蘇生ができる。

請求項１３に係る発明の田畑土壌の蘇生方法は、前記土壌改良材中における前記有機性廃棄物の無水換算散布量が平米あたり０.５〜８Ｋｇであることを特徴とする。

有機性廃棄物の散布量は、この程度が土壌を潤沢に団粒化させ、あらゆる植物の栽培に適した土壌となる。

従来、堆肥つくり等の発酵過程では、空気、水分は必要であるが、土は必ずしも必要ないとされ、場合によっては土の存在は熟成発酵の弊害になるとも指摘されてきた。しかし、本発明の発酵基材はかかる発酵に対して極めて良好に働く。この発酵基材を含む土壌改良材は、栽培土壌を蘇生させるために有効な用土である。前記した菌類によって発酵した土壌改良材は、泥中の水とともに土の存在が大きな役割をはたして発酵が促進され、土壌蘇生のために極めて有用なものとなる。

本発明の栽培土壌蘇生用土として必須の成分である、有機質、水、土、発酵酵素は総て廃棄物を利用するものであり経済的である。しかも、本発明の田畑土壌の蘇生方法によれば、栽培土壌蘇生用土の使用先は田畑であるから、泥や農産物由来の廃棄物を発生因に戻すものであり、自然循環の一助となって、環境保持には極めて好ましい。

本発明の土壌改良材を製造するには、先ず、繊維質を含む有機性廃棄物として粉砕したトウモロコシの芯の粉砕物等に、キノコ菌が残留する使用済みキノコ培地としてエノキ茸収穫後の培地を粉砕して混合し、さらに飼料用の酵母菌を混ぜた後、養生熟成する。これを、水が含まれたままの湖沼浚渫土に混ぜ込み栽培土壌蘇生用土を得る。この栽培土壌蘇生用土を畑に散布してから耕運機にて耕す。後、作物の播種、植栽が可能となる。

以下、本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。これらの実施例は、農家の協力を得て、本発明の土壌改良材を含む栽培土壌蘇生用土により土壌を蘇生させた畑で栽培実験をしたものである。

（実施例１）
エノキ茸収穫後の培地（水分５０％）を１０００Ｋｇに飼料用発酵菌、乳酸菌、枯草菌を含むものとしてビタコーゲン（（株）セイワ製）１Ｋｇを混合した。この混合物を倉庫内に積み上げて３０日間で数回切返しをして７００Ｋｇの発酵基材を得た。

浄水場の急速濾過地から浚渫した泥土２０００Ｋｇ（水分含量６７％）に、この発酵基材とトウモロコシ芯の粉砕物１００Ｋｇ（水分１０％）を混合し、水分を５５.４％に調製し混ぜ合わせ、３０日間に５回切返しをして本発明を適用する実施例１の栽培土壌蘇生用土とした。

この栽培土壌蘇生用土１００Ｋｇを、なすの連作障害で半身萎涸病で収量が半減している畑１００平米をし切った半分５０平米に広げ、トラックターにて１ケ月に３回耕した。その畑になすを栽培した。栽培成果、半身萎涸病の発生状況は下記表１に記載してある。

（比較例１）
下水処理場の汚泥に、実施例１と同様に発酵基材とトウモロコシ芯の粉砕物を混合し、本発明を適用外の比較例１の栽培土壌蘇生用土とした。この栽培土壌蘇生用土１００Ｋｇを連作障害で半身萎涸病で収量が半減している上記畑の残り半分５０平米に広げ、トラックターにて１ケ月に３回耕した。その畑になすを栽培した。栽培成果、半身萎涸病の発生状況は下記表１に記載してある。

表１から、連作障害に対する実施例１の病害解消効果が比較例１より優れていることが明らかである。下水汚泥等を土壌改良材で発酵させても、その発酵は腐敗発酵へと移行してしまい、栽培土壌蘇生用土として病原を消滅させる効果がないことが分った。

（実施例２）
実施例１と同様にして得た７００Ｋｇの発酵基材と、おから、籾殻、米糠、フスマ、残飯を略同量程度の合計４００Ｋｇを、浚渫泥土２０００Ｋｇ（水分含量６７％）に、混合し、水分を６０％に調製し混ぜ合わせ、３０日間に１０回切返しをして栽培土壌蘇生用土１０００Ｋｇを得た。

紋ぱ病でりんごが枯死している畑４００平米を、し切った半分２００平米に、この栽培土壌蘇生用土５００Ｋｇを広げ、トラックターにて１０日に１度ずつ３回耕した。３１日目に、その畑にりんご（富士）を植え付けた。生育成果は下記表２に記載してある。

（比較例２）
実施例２で得た栽培土壌蘇生用土５００Ｋｇを、紋ぱ病で前記畑４００平米の残り半分２００平米に広げ、耕運はしなかった。３１日目に、その畑にりんご（富士）を植え付けた。生育成果は下記表２に記載してある。

表２から、栽培土壌蘇生用土を散布後、耕運を繰返すことで病害に対する抵抗力が増すことが分った。適度な空気の流入によって、土壌中の善玉菌が急激に活性化して病原菌の活性を抑えたものと思われる。

（実施例３）
トウモロコシの芯を粉砕機にて粉砕し、さらに粉砕機にエノキ茸収穫後のオガクズ培地を入れて粉砕し、ビタコーゲンを混合した。この混合物を倉庫内に積み上げて３０日間放置し、熟成させて土壌改良剤を得た。一方、Ｉ神社の堀は永年放置によりヘドロが溜まったため、浚渫工事中であった。その工事現場に、この土壌改良剤を持ち込み、掘りあげたヘドロ１トンあたり３００Ｋｇをミキサーにて混ぜ合わせて栽培土壌蘇生用土とした。

この栽培土壌蘇生用土を作物の専門栽培農家に運び、化学肥料による連作で疲弊し収量が低下している畑に、栽培土壌蘇生用土１トンを３００平米に広げてトラックターにて耕した。土壌改良剤を混ぜ込んで栽培用土壌が蘇生した耕地に、トマト、きゅうりを栽培した。その結果、トマトは花落ちや実落ちがなく、きゅうりも極めて順調に生育した。肥料等の栽培条件を同一にした近隣における平均的な収量以上の収量が、ともに得られた。

（実施例４）
実施例３の混合物（未熟成）を、浄水場の急速ろ過池から浚渫した泥土に混入し、攪拌、切り返しを３０日間に５回実施し、栽培土壌蘇生用土にした。

連作障害が発生している家庭菜園（前年までこの菜園では、なすは収穫できなかった）５０ｍ^２に、この栽培土壌蘇生用土１００Ｋｇを散布、耕運しトマト、なすを栽培した。その結果、障害が起きずトマト、なすとも順調に生育し収穫できた。トマトは近隣における平均的な収量以上、なすは平均的な収量が得られた。

（実施例５）
実施例４と同じ栽培土壌蘇生用土１００Ｋｇを、前年までクロロピクリンを多用した花卉栽培畑（薬害で良い野菜は取れなくなっていた）の一部３０ｍ^２に散布して耕し、トマト、きゅうりを栽培した。その結果、トマト、きゅうりとも成育は良好で、栽培条件を同一にした近隣における平均的な収量以上を得られた。特にトマトについては、甘味が多く好評であった。

（実施例６）
長年栽培してきたスターチスの床に、実施例２と同じ栽培土壌蘇生用土５Ｋｇ/ｍ^２を散布して耕し、スターチスを栽培する。その結果、従来１株より３０本程度しか切れなかった花が３倍近くの収穫ができた。また花の等級も以前ＭであったものがＬ、ＬＬがほとんどあった。

（実施例７）
実施例３の土壌改良材を、浄水場の急速ろ過池から浚渫した泥土に混入、攪拌して栽培土壌蘇生用土にした。

水はけが悪くて固まりやすく、野菜や花卉類は生育が悪いとされていた粘土質の畑を区画し、その一方に、この栽培土壌蘇生用土２Ｋｇ/ｍ^２を散布して耕運し、残る一方は栽培土壌蘇生用土を使用せずに耕運した。夫々にハウスをかけ、トマト、きゅうり、アスパラガスの苗を植えて栽培した。その結果、栽培土壌蘇生用土使用した側は、硬かった土が非常に軟らかくなり、これらの苗は非常に元気良く生育し、きゅうりは植栽後１ヶ月で収穫できた。一方の栽培土壌蘇生用土を使用しなかったハウスのきゅうりの苗は枯れてしまった。前者のハウス内は、病害虫が少なく消毒の回数を、後者の他のハウス内よりも半減できた。きゅうり、トマトとも通常の栽培の成果より甘味があり、アスパラガスは太みがあって軟らかであった。

（実施例８）
実施例７の栽培土壌蘇生用土を２.５Ｋｇ/ｍ^２散布して耕運し、長葱、ジャガイモを栽培した。その結果、ジャガイモは、栽培条件を同一にした近隣における平均的な収穫より早く収穫できた。また、長葱は太く長い物ができた。両者とも甘味が多かった。

（実施例９）
実施例７の栽培土壌蘇生用土を、栽培中の成木ブルーベリー回りに直接散布し、根切りするように鋤きこんだ。その結果、シュートの数が他の鋤きこまなかった木より多く発芽成長し、木も元気が良くなった。

Claims (13)

1. キノコ菌が残留する使用済みキノコ培地に、酵母菌、糸状菌、乳酸菌、枯草菌から選ばれる少なくとも一種類の菌を加えて発酵させたことを特徴とする土壌改良材用の発酵基材。
2. キノコ菌が残留する使用済みキノコ培地に、酵母菌、糸状菌、乳酸菌、枯草菌から選ばれる少なくとも一種類の菌を混合し、１〜４回切返し、少なくとも３週間熟成させることを特徴とする発酵基材の製造方法。
3. キノコ菌が残留する使用済みキノコ培地と、酵母菌、糸状菌、乳酸菌、枯草菌から選ばれる少なくとも一種類の菌と、繊維質を含む有機性廃棄物とを有することを特徴とする土壌改良材。
4. 前記キノコ培地と、前記有機性廃棄物との混合重量比が、無水換算比率で５〜５０：１００であることを特徴とする請求項３に記載された土壌改良材。
5. 前記有機性廃棄物が、籾殻、米糠、稲わら、そば殻、麦皮、フスマ、麦わら、大豆カス、おから、豆茎、コーン・コブ、もろこし茎、野菜くず、果実かす、食品残渣、植物の葉から選ばれる、少なくとも一種類の廃棄物であることを特徴とする請求項３に記載された土壌改良材。
6. キノコ菌が残留する使用済みキノコ培地に、酵母菌、糸状菌、乳酸菌、枯草菌から選ばれる少なくとも一種類の菌を混合し熟成させた発酵基材と、繊維質を含む有機性廃棄物とを混合し熟成させることを特徴とする土壌改良材の製造方法。
7. 請求項１に記載の発酵基材と、繊維質を含む有機性廃棄物と、建設廃土、浄水場堆積土、灌漑溜池や湖沼浚渫土の泥とを、混合したことを特徴とする栽培土壌蘇生用土。
8. 無水に換算して１０００Ｋｇの前記泥に対して、無水換算比率で５〜５０：１００である前記発酵基材と前記有機性廃棄物とが１００〜３０００Ｋｇであることを特徴とする請求項７に記載の栽培土壌蘇生用土。
9. 請求項３に記載の土壌改良材と、建設廃土、浄水場堆積土、灌漑溜池浚渫土、または／および湖沼浚渫土の泥とを、混合したことを特徴とする栽培土壌蘇生用土。
10. キノコ菌が残留する使用済みキノコ培地と、酵母菌、糸状菌、乳酸菌、枯草菌から選ばれる少なくとも一種類の菌と、繊維質を含む有機性廃棄物と、建設廃土、浄水場堆積土、灌漑溜池浚渫土、または／および湖沼浚渫土の泥とを混合し、少なくとも３週間熟成させ、その間に少なくとも２回切返すことを特徴とする栽培土壌蘇生用土の製造方法。
11. キノコ菌が残留する使用済みキノコ培地と、酵母菌、糸状菌、乳酸菌、枯草菌から選ばれる少なくとも一種類の菌と、繊維質を含む有機性廃棄物と、建設廃土、浄水場堆積土、灌漑溜池浚渫土、または／および湖沼浚渫土の泥とを連続的に混合し、切返し攪拌を連続的に行うことを特徴とする栽培土壌蘇生用土の製造方法。
12. 前記栽培土壌蘇生用土を田畑に散布し、少なくとも２回耕運を繰り返し、少なくとも３週間経過させることを特徴とする田畑土壌の蘇生方法。
13. 前記栽培土壌蘇生用土中における前記土壌改良材の無水換算散布量が、平米あたり０.５〜８Ｋｇであることを特徴とする請求項１２に記載された田畑土壌の蘇生方法。