JP2007230854A - 堆肥、アミノ酸植物活力液、アミノ酸植物活力剤、及びこれらの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 主に家庭用の食品残渣等を処理した堆肥は、惣菜残飯等に多く含まれる塩分、調理用油、動植物油等が原因となり、農作物等の生育を阻害してしまうため、肥料としての価値、能力が低減している事が多い。また、従来のアミノ酸を用いた肥料は、化学的に合成したアミノ酸、あるいは魚介類等、特定の食品等から選択的に抽出、濃縮したものを添加、配合した製品が多く、化成肥料の域を逸する事が出来ていない。
【解決手段】 魚、野菜、果物、惣菜残飯等の食品残渣、木屑、おが屑等の自然廃棄物など、天然由来の原料のみを使用して堆肥を製造する。また、同様に天然由来の原料のみを使用し、日本古来の醤油醸造様の技術によって、天然に近い形態でアミノ酸植物活力液を製造する。なお、透析処理によって惣菜残飯等に含まれる塩分を希釈、低減化し、原料の大部分に魚、並びに野菜を使用し、更に、堆肥化時における微生物発酵によって調理用油、動植物油を希釈、分解する。
【選択図】なし

Description

本発明は、堆肥、アミノ酸植物活力液、アミノ酸植物活力剤、及びこれらの製造方法に関するものである。

近年、地産地消を合言葉に、農作物等の食品リサイクル活動が盛んに行なわれている。例えば、野菜を生産した土地で消費し、その残渣を堆肥化処理する事で肥料を製造し、再びその土地で野菜を生産するという仕組みである。個人農家が古くから知らず知らずの内に行なっていたこの活動は、今や全国的な拡がりをみせている。

また、ここ数年の健康ブームに付随して、アミノ酸を用いた製品が市場を賑わせている。農業分野においても、アミノ酸を用いた肥料は、有効成分であるアミノ酸が、肥料の三要素である窒素、リン酸、加里、並びに他の無機成分などとは異なり、すでに植物にとって吸収しやすい形態となっているため、根や葉等から養分を直接吸収する事で植物の生育を促進させるなど、優れた性質を有している。更に、アミノ酸は、植物だけでなく土壌中の有効微生物等を活性化させる性質も併せ持っており、肥料、活力剤としてのアミノ酸の効果は一躍注目を集めている。

発明が解決しようとする課題

しかしながら、主に家庭用の食品残渣等を処理した堆肥は、惣菜残飯等に多く含まれる塩分、調理用油、動植物油等が原因となり、農作物等の生育を阻害してしまうため、肥料としての価値、能力が低減している事が多い。

また、従来のアミノ酸を用いた肥料は、化学的に合成したアミノ酸、あるいは魚介類等、特定の食品等から選択的に抽出、濃縮したものを添加、配合した製品が多く、化成肥料の域を逸する事が出来ていない、と言っても過言ではない。

課題を解決するための手段

上記課題を解決するために、本発明における堆肥は、魚、野菜、果物、惣菜残飯等の食品残渣、あるいは木屑、おが屑等の自然廃棄物など、天然由来の原料のみを使用し、製造するものである。
ここで、惣菜残飯等に含まれる塩分、調理用油、動植物油に関して、原料の大部分に魚、並びに野菜を使用する事によって、塩分濃度の希釈、低減化が可能になり、更に、堆肥化時に微生物発酵を行なう事で、調理用油、動植物油の分解が可能になるものと考えられる。

また、上記課題を解決するために、本発明におけるアミノ酸植物活力液は、魚、野菜、果物、惣菜残飯等の食品残渣、あるいは木屑、おが屑等の自然廃棄物など、天然由来の原料のみを使用し、日本古来の醤油醸造様の技術を用いる事によって、天然に近い形態で製造するものである。
ここで、先述の惣菜残飯等に含まれる塩分、調理用油、動植物油に関して、先述と同様の操作を行なう、または透析処理を施す事によって塩分濃度の低減化が可能になるものと考えられる。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
魚、野菜、果物、惣菜残飯等の食品残渣、あるいは木屑、おが屑等の自然廃棄物などを堆肥化処理する。
堆肥化の方法は、破砕、粉砕、撹拌、加熱、乾燥、微生物発酵、放置、これらいずれかの方法の組み合わせで行なう。
加熱、乾燥時の温度は、堆肥化処理物の水分含有率の設定によるが、温度３０〜１００℃、好ましくは５０〜８０℃である。
微生物発酵は、好気性発酵菌、あるいは嫌気性発酵菌が、堆肥化時に自発的に活動するものであるか、あるいは以下の菌を以下の要領で加える事によって意図的に活動させるものである。

堆肥化処理した処理物に、菌を加え、よく撹拌する。
使用する菌は、プロテアーゼ力、あるいはＡＣＰ等、タンパク質を分解しアミノ酸を合成する能力が高い菌であれば制限はしないが、好ましくは酒造用麹菌、味噌用麹菌、醤油用麹菌、純白麹菌、紅麹菌、テンペ菌、酵母菌、乳酸菌、有機廃棄物資源化菌、より好ましくは醤油２号菌である。
更に、堆肥化処理物に対して加える菌の量は、０．０００１〜１０質量％、好ましくは、０．０１〜１質量％である。
なお、堆肥化処理物の水分含有率を予め測定しておき、水分含有率を０〜７０質量％、好ましくは５〜５０質量％、より好ましくは２０〜３５質量％に調整する。

次に、菌を加えた堆肥化処理物を、温度０〜５０℃、好ましくは２０〜４０℃、より好ましくは３０〜３５℃、湿度５０〜９９％、好ましくは８０〜９９％、より好ましくは９０〜９９％の雰囲気下において、菌を培養する。
なお、菌の培養期間は、全体にムラなく菌が培養できる期間であれば制限はしないが、好ましくは３〜９０日、より好ましくは４〜１４日であり、２４〜７２時間おきに切り返しを行なう。

菌を培養した微生物処理物からアミノ酸を抽出処理する際には、微生物処理物に対して適度な量の液を加え、振とう、あるいは撹拌する事で、アミノ酸を抽出する。
抽出する際に使用する液は特に制限はしないが、例えば、水、酢酸緩衝液、リン酸緩衝液、クエン酸緩衝液、ホウ酸緩衝液、酒石酸緩衝液であり、ｐＨを１．０〜１１．０、好ましくは３．０〜８．０、より好ましくは５．５〜６．５に調整する。
また、加える液の量は、微生物処理物に対して、１〜１００等量、好ましくは２〜２０等量、より好ましくは５〜１０等量である。
抽出する際の温度は０〜１００℃、好ましくは２０〜５０℃、より好ましくは３０〜４５℃であるので、必要に応じて加熱する。
なお、抽出時間は特に制限はしないが、好ましくは１２〜２４時間である。

抽出処理した懸濁液を濾過する際に使用する濾紙、あるいは濾布は、市販のものであれば制限はしないが、好ましくは孔径０．２〜１００μｍの濾紙、あるいは濾布、より好ましくは孔径１〜１０μｍの濾紙、あるいは濾布である。

濾過処理した濾液を加熱する際の温度は、４０〜１００℃、好ましくは８０〜１００℃である。

濾過処理した濾液を紫外線ランプで照射する際には、市販の紫外線ランプであれば制限はしないが、好ましくは殺菌可能なランプである。

濾過処理した濾液を湯浴中で加熱する際の温度は、４０〜１００℃、好ましくは８０〜１００℃である。

濾過処理した濾液を透析する際には、袋状に形成した透析膜の中に濾液を入れて透析液に浸す、または透析膜を被せたガラス管などに濾液を入れて透析液に浸す、あるいは電気透析装置を使用する。
透析膜を使用して透析する際の透析液は特に制限はしないが、例えば、水、酢酸緩衝液、リン酸緩衝液、クエン酸緩衝液、ホウ酸緩衝液、酒石酸緩衝液であり、ｐＨを１．０〜１１．０、好ましくは４．０〜７．０、より好ましくは４．５〜６．５に調整する。
なお、透析時間は特に制限はしないが、好ましくは１２〜２４時間であり、また、透析する際の温度は０〜１００℃、好ましくは３〜３０℃、より好ましくは３〜１０℃である。

濾過処理した濾液を乾燥、固化させる際の加熱温度は、４０〜２５０℃、好ましくは８０〜１１０℃である。

濾過処理した濾物は、そのまま、あるいは再び先述の破砕、粉砕、撹拌、加熱、乾燥、微生物発酵、放置、これらいずれかの方法の組み合わせで堆肥化を行なう。

濾過処理した濾物は、再び菌を加え、そのまま、あるいは再び先述の破砕、粉砕、撹拌、加熱、乾燥、微生物発酵、放置、これらいずれかの方法の組み合わせで堆肥化を行なう。
使用する菌は、土壌活性能を有する菌であれば制限はしないが、好ましくは酒造用麹菌、味噌用麹菌、醤油用麹菌、純白麹菌、紅麹菌、テンペ菌、酵母菌、乳酸菌、有機廃棄物資源化菌、ＰＧＰＦ菌、より好ましくはトリコデルマ菌である。

魚６６％、野菜２５％、果物５％、惣菜残飯４％の割合の食品残渣を破砕、粉砕、撹拌１５時間、加熱７０℃、乾燥８０℃、好気性発酵、嫌気性発酵、１週間放置する事で堆肥化した処理物の水分含有率を測定したところ、１３質量％であった。

ここで、この堆肥化した処理物に含まれる植物の生育にとって主に必要な成分の窒素、リン酸、加里、他微量成分である苦土、石灰の含有率、及び塩分の主成分であるナトリウムの含有率を測定した。

現物当たりのそれぞれの含有率は、窒素７．４４質量％、リン酸３．４８質量％、加里１．２７質量％、苦土０．２４質量％、石灰３．１７質量％、ナトリウム０．８８質量％であった。

更に、この堆肥化した処理物に含まれる油分含有率を測定したところ２８質量％であった。

続いて、先の処理物２０ｋｇに対して、処理物の水分含有率が２５質量％となるように、水を３．２ｋｇ加え、よく撹拌した。

加水した処理物に、醤油２号菌の含有率が０．１質量％となる量２３．２ｇを加え、よく撹拌した。

この処理物を、温度３３℃、湿度９５％の雰囲気下において、２４時間おきに切り返しを行ないながら、７日間菌を培養した。

ここで、この微生物処理物に含まれる油分含有率を測定したところ１５質量％であった。

次に、リン酸緩衝液（水１００Ｌの中にリン酸二水素カリウム１２１．１ｇとリン酸水素二ナトリウム３９．４ｇを加え、よく撹拌してｐＨを約６．０に調整した溶液）１００Ｌに、先の微生物処理物２０ｋｇを入れ、温度４０℃で加熱しながら、２４時間撹拌した。

続いて、リン酸緩衝液と微生物処理物の懸濁液を孔径５μｍの濾布に入れ、プレス機で４．０ｋｇ／ｃｍ^２の圧力を約１５分かけて濾過した。

最後に、この濾液を約１００℃で２０分加熱した。

ここで、この濾液に含まれる遊離アミノ酸量を測定した。

遊離アミノ酸量の測定結果は、以下の表１に示すとおりである。
なお、表中の値は、アミノ酸植物活力液１００ｇ中のアミノ酸量であり、単位はｍｇである。

また、この濾液に含まれる窒素、リン酸、加里、苦土、石灰の含有率、及びナトリウムの含有率を測定した。

現物当たりのそれぞれの含有率は、窒素０．５６質量％、リン酸２．１２質量％、加里２．１４質量％、苦土０．２８質量％、石灰０．１８質量％、ナトリウム１．１８質量％であった。

更に、濾過後の濾物に含まれる窒素、リン酸、加里、苦土、石灰の含有率、及びナトリウムの含有率を測定した。

現物当たりのそれぞれの含有率は、窒素２．５０質量％、リン酸２．０３質量％、加里０．１０質量％、苦土０．０９質量％、石灰２．３３質量％、ナトリウム０．１１質量％であった。

「試験例１」
先に得られたアミノ酸植物活力液を水で１，０００倍に希釈した溶液を用いて、「小松菜照彩（トーホク交配）」の土壌灌水栽培試験を行なった。なお、空試験として、水のみを与えたものと比較した。

内容積１０Ｌのプランタに、鹿沼土細粒１０Ｌ（５ｋｇ）を入れ、元肥として化成肥料（８−８−８）１２．５ｇ（窒素量１ｇ／１０Ｌ）を加え、よく撹拌した後、プランタから十分に水が漏れ出す程度の量の水を与えた。

小松菜の種を１０粒ずつ等間隔に播種し、表面が全体的に濡れる程度の量の水を与えた。

約２日に１回の割合で、水、あるいはアミノ酸植物活力液１，０００倍希釈液をそれぞれのプランタに約５００ｍＬずつ与えた。

３日後、１０個全て発芽した。

１４日後、生育が順調なそれぞれ５個ずつを残して間引きした。

４６日後、地上部の葉重、及び全長を測定した。

水のみを与えた小松菜５個の地上部葉重平均は２３．０ｇ、全長平均は２７ｃｍであった。

アミノ酸植物活力液１，０００倍希釈液を与えた小松菜５個の地上部葉重平均は４９．０ｇ、全長平均は３１ｃｍであった。

水のみを与えたものに比べ、アミノ酸植物活力液１，０００倍希釈液を与えた小松菜の方が、地上部葉重平均で約２．１倍、全長平均で約１．１倍、生育が促進されている事が判明した。

「試験例２」
先に得られたアミノ酸植物活力液を水で１２０，０００倍に希釈した溶液を用いて、「小松菜照彩（トーホク交配）」の養液土耕栽培試験を行なった。なお、空試験として、水を与えたものと比較した。

高設ベッドに、畑地とピートモスを等量混合した土壌を敷き詰めた後、高設ベッドの排水口から十分に水が流れ出す程度の量の水を与えた。

小松菜の種を１０粒ずつ等間隔に播種し、表面が全体的に濡れる程度の量の水を与えた。

１日に２回の割合で、水、あるいはアミノ酸植物活力液１２０，０００倍希釈液と、両者共通としてポリフィード７号、及び硝酸カルシウム水溶液の１，２００倍希釈液、これらの混合溶液をそれぞれ５Ｌずつ点滴灌水によって与えた。

３日後、水のみを与えた小松菜１０個全て発芽したが、アミノ酸植物活力液１２０，０００倍希釈液を与えた小松菜は９個発芽した。

３１日後、地上部の葉重を測定した。

水のみを与えた小松菜の内、上位２個、及び下位２個を除いた、中間６個の地上部葉重平均は１５７．１ｇであった。

アミノ酸植物活力液１２０，０００倍希釈液を与えた小松菜の内、上位２個、及び下位１個を除いた、中間６個の地上部葉重平均は１７２．６ｇであった。

水のみを与えたものに比べ、アミノ酸植物活力液１２０，０００倍希釈液を与えた小松菜の方が、地上部葉重平均で約１．１倍、生育が促進されている事が判明した。

発明の効果

本発明によって得られる天然由来のアミノ酸植物活力液、及びアミノ酸植物活力剤は、多くのアミノ酸を含んでいるため、土壌灌水、養液混合、葉面散布などによって、植物の生育のみならず、果実等の生育や旨味の向上等、植物全体の生育にとって良い効果を提供する事が可能である。

更に、堆肥、アミノ酸植物活力液、及びアミノ酸植物活力剤は、植物の生育に必要な成分である窒素、リン酸、加里、他微量成分も含んでいるため、植物の生育に一定の効果を提供する事も可能である。

また、堆肥、アミノ酸植物活力液、及びアミノ酸植物活力剤は、これらに含まれる塩分、調理用油、動植物油が植物の生育を阻害するなどの課題を有していたが、透析処理、及び堆肥化、微生物発酵時の作用によって含有量が低減し、なおかつ植物の生育を阻害する事がないため、肥料、活力剤などとして十分に利用する事が可能である。

本発明の製造方法により、魚、野菜、果物、惣菜残飯等の食品残渣を堆肥化したものを、そのまま畑地等の肥料として利用するのみではなく、天然由来のアミノ酸植物活力液としてなど、広い分野における二次的、三次的な利用方法の提供が可能である。

Claims (11)

1. 魚、野菜、果物、惣菜残飯等の食品残渣、あるいは木屑、おが屑等の自然廃棄物など、天然由来の原料のみを用いて堆肥化処理する事を特徴とする堆肥、及びこの製造方法。
2. 魚、野菜、果物、惣菜残飯等の食品残渣、あるいは木屑、おが屑等の自然廃棄物など、天然由来の原料のみを用いて堆肥化処理した堆肥化処理物を使用し、日本古来より伝わる醤油醸造様の菌培養技術によって製造する事を特徴とする、土壌灌水、養液混合、葉面散布などに利用可能なアミノ酸植物活力液。
3. 前記堆肥化処理物を液で抽出する事を特徴とする請求項２記載のアミノ酸植物活力液の製造方法。
4. 前記抽出処理後の懸濁液を濾過する事を特徴とする請求項２記載のアミノ酸植物活力液の製造方法。
5. 前記濾液を加熱する事で保存処理する事を特徴とする請求項２記載のアミノ酸植物活力液の製造方法。
6. 前記濾液を紫外線ランプで照射する事で保存処理する事を特徴とする請求項２記載のアミノ酸植物活力液の製造方法。
7. 前記濾液を湯浴中に浸ける事で保存処理する事を特徴とする請求項２記載のアミノ酸植物活力液の製造方法。
8. 前記濾液を透析処理する事を特徴とする請求項２記載のアミノ酸植物活力液の製造方法。
9. 前記濾液を乾燥、固化させ、そのまま、あるいは再び液化させて使用する事を特徴とするアミノ酸植物活力剤、及びこの製造方法。
10. 前記懸濁液を濾過した際に生じる濾物を、そのまま堆肥化する事を特徴とする請求項１記載の堆肥、及びこの製造方法。
11. 前記懸濁液を濾過した際に生じる濾物を、再度、菌で微生物処理し、堆肥化する事を特徴とする請求項１記載の堆肥、及びこの製造方法。