JP2009201354A

JP2009201354A - 牧草地、畑、水産養殖池等における、有害ガス抑制用微生物製剤

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Publication number: JP2009201354A
Application number: JP2005370975A
Authority: JP
Inventors: Saihatsu Ko; 再発洪
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-12-22
Filing date: 2005-12-22
Publication date: 2009-09-10
Also published as: WO2007072935A1

Abstract

【課題】牧草地、畑、水田、湖沼又は水産養殖池において発生する、メタン、窒素化合物、硫化物等の有害ガスの生成を抑制し、地球規模で温室効果ガスを低減するための有害ガス生成抑制用の微生物製剤及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】バチルス（Bacillus）属、ラクトバチルス（Lactobacillus）属、ストレプトコッカス（Strptococcus）属、キャンディダ（Candida）属及びピキア（Pichia）属に属する微生物、さらに、硝化細菌、メタン酸化細菌、硫黄還元細菌及び光合成細菌の群から選ばれる１種又は２種以上の微生物と、米ぬか、パーム油残渣、乳酸カルシウム、澱粉類とを含有する微生物製剤とすること。
【選択図】図１

Description

本発明は、牧草地、畑、水田、湖沼又は水産養殖池における、メタン、二酸化炭素等の有害ガス抑制用微生物製剤に関し、より詳しくは、バチルス（Bacillus）属、ラクトバチルス（Lactobacillus）属、ストレプトコッカス（Strptococcus）属、キャンディダ（Candida）属及びピキア（Pichia）属に属する微生物を、さらには、硝化細菌、メタン酸化細菌、硫黄還元細菌及び光合成細菌の群から選ばれる１種又は２種以上の微生物と培養基質とを含む牧草地、畑、水田、湖沼又は水産養殖池における、有害ガス生成抑制用微生物製剤及びその製造方法に関する。

地球温暖化が問題となっている近年では、京都議定書では、温暖化につながる温室効果ガス（二酸化炭素、メタン、亜酸化窒素）の排出量削減に関連し、先進国等に対し、温室効果ガスを１９９０年比で、２００８年から５年間で一定数値（日本の場合は６％）の割合で削減することを義務付けているなど、二酸化炭素、メタン等の減少化に地球規模で努力がなされている。メタンに関しては、大気中のメタンガスの量は、毎年１％以上の割合で増え続けているといわれており、湿地の泥から自然発生するものもあるが、７割は燃料の燃焼や生ごみなどの腐敗など人為的な活動に伴って発生する。メタン１分子当たりの熱吸収率は炭酸ガスの２０倍以上であり、総温暖化の約２０％と、炭酸ガスに次ぐ寄与率を示す。このように、メタンが少量でも温度上昇に与える影響は大きく、地球温暖化を防ぐにはメタンの発生抑制が緊急の課題である。発生するメタンには、前述の発生源のみならず、家畜や野生動物の消化器官発酵により生成される量は、地球上で放出されている全メタン発生量の１６％に相当するとされており、メタンの発生源として注目されている。

従来、堆肥化の際にメタンや悪臭物質が発生し、それらが地球温暖化や悪臭公害の元凶として問題になっていることから、家畜糞尿の堆肥化を促進し、悪臭の発生を抑える目的で種々の微生物・酵素含有資材が開発されている。例えば、新規な微生物および糞便脱臭剤としてチオバシラス属又はシュードモナス属に属する微生物を用いる方法（たとえば、特許文献１参照）、亜硝酸菌、緑色イオウ細菌、セルロース分解菌、糸状菌、放線菌などからなる混合土壌細菌を米ぬか、オガクズなどと混合発酵させた消臭剤とその製法（例えば、特許文献２参照）、糞便の悪臭消臭作用およびその堆肥化促進作用のあるバチルス・スブチリス（Bacillus subtilis）等などの微生物群を含む複合微生物製剤（例えば、特許文献３参照）が知られている。

特開昭５５−４８３８６号公報特開昭５９−１７９０６３号公報特開平８−２９８９８２号公報

本発明の課題は、牧草地、畑、水田、湖沼又は水産養殖池において発生する、メタン、窒素化合物、硫化物などの有害ガス生成抑制用の微生物製剤、その製造方法を提供することにある。

本発明者は、農水産業の分野で、特に家禽、家畜、養魚或いは農作物に施用して、安全・安価で、環境に強い、そして環境に対してよい影響を与える動植物とするために、有効な微生物製剤を求めて長い間研究を続けてきた。さらに、動植物を対象とするのみならず、これを取り巻く、牧草地、畑、水田、水産養殖池、湖沼において適用することを考え、広範囲にメタン、窒素化合物、硫化物等の有害ガスの生成を抑制し、地球規模で温室効果ガスを低減するべく、鋭意研究した結果、特定の微生物群を含む微生物製剤及びその製造方法を見い出し、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、（１）バチルス（Bacillus）属、ラクトバチルス（Lactobacillus）属、ストレプトコッカス（Strptococcus）属、キャンディダ（Candida）属及びピキア（Pichia）属に属する微生物を含有することを特徴とする、牧草地、畑、水田、湖沼又は水産養殖池における、有害ガス生成抑制用微生物製剤や、（２）さらに、硝化細菌、メタン酸化細菌、硫黄還元細菌及び光合成細菌の群から選ばれる１種又は２種以上の微生物を含むことを特徴とする前記（１）記載の牧草地、畑、水田、湖沼又は水産養殖池における、有害ガス生成抑制用微生物製剤や、（３）バチルス（Bacillus）属に属する微生物がバチルス・ズブチルス（Bacillus subtilis）、バチルス・ナットウ（Bacillus natto）、バチルス・ブレビス（Bacillus brevis）、バチルス・ステロサーモフィラス（Bacillus stearothermophilus）の群から選ばれる１種又は２種以上であることを特徴とする前記（１）又は（２）記載の牧草地、畑、水田、湖沼又は水産養殖池における、有害ガス生成抑制用微生物製剤や、（４）ラクトバチルス（Lactobacillus）属に属する微生物が、ラクトバチルス・アシドフィラス（Lactobacillus acidophilus）、ラクトバチルス・プランタラム（Lactobacillus plantarum）、ラクトバチルス・デルブレッキ（Lactobacillus delbruckii）の群から選ばれる１種又は２種以上であることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれか記載の牧草地、畑、水田、湖沼又は水産養殖池における、有害ガス生成抑制用微生物製剤に関する。

また本発明は、（５）ストレプトコッカス（Streptococcus）属に属する微生物が、ストレプトコッカス・フェカリス（Streptococcus faecalis）、ストレプトコッカス・ラクティス（Streptococcus lactis）、ストレプトコッカス・サーモフィルス（Streptococcus thermophillus）の群から選ばれる１種又は２種以上であることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれか記載の牧草地、畑、水田、湖沼又は水産養殖池における、有害ガス生成抑制用微生物製剤や、（６）キャンディダ（Candida）属に属する酵母が、キャンディダ・ユーティリス（Candida utilis）であることを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれか記載の牧草地、畑、水田、湖沼又は水産養殖池における、有害ガス生成抑制用微生物製剤や、（７）ピキア属に属する酵母が、ピキア・ファリノサ(Pichia farinosa)であることを特徴とする前記（１）〜（６）のいずれか記載の牧草地、畑、水田、湖沼又は水産養殖池における、有害ガス生成抑制用微生物製剤や、（８）米ぬか、パーム油残渣、乳酸カルシウムを含有することを特徴とする前記（１）〜（７）のいずれか記載の牧草地、畑、水田、湖沼又は水産養殖池における、有害ガス生成抑制用微生物製剤や、（９）有害ガスが、メタン及び／又は二酸化炭素であることを特徴とする前記（１）〜（８）のいずれかに記載の牧草地、畑、水田、湖沼又は水産養殖池における、有害ガス生成抑制用微生物製剤に関する。

さらに本発明は、（１０）バチルス（Bacillus）属、ラクトバチルス（Lactobacillus）属、ストレプトコッカス（Strptococcus）属、キャンディダ（Candida）属及びピキア（Pichia）属に属する微生物を含有する微生物群と培養基質とを混合し、７〜１０日間発酵させ、発酵経過中に澱粉類を添加することを特徴とする牧草地、畑、水田、湖沼又は水産養殖池における、有害ガス生成抑制用微生物製剤の製造方法や、（１１）培養基質が、米ぬか、パーム油残渣を含有することを特徴とする前記（１０）記載の牧草地、畑、水田、湖沼又は水産養殖池における、有害ガス生成抑制用微生物製剤の製造方法や、（１２）さらに、硝化細菌、メタン酸化細菌、硫黄還元細菌及び光合成細菌の群から選ばれる１種又は２種以上の微生物を含むことを特徴とする前記（１０）又は（１１）記載の牧草地、畑、水田、湖沼又は水産養殖池における、有害ガス生成抑制用微生物製剤の製造方法に関する。

本発明により、牧草地、畑、水田、湖沼又は水産養殖池において発生するメタン、窒素化合物、硫化物等の有害ガスについて、化学物質を使用することなく、また、何ら蓄積物質を形成することなく安全に、かつ継続的にその生成量を抑制することができる。

本発明の牧草地、畑、水田、湖沼又は水産養殖池における、有害ガス生成抑制用微生物製剤として、バチルス（Bacillus）属、ラクトバチルス（Lactobacillus）属、ストレプトコッカス（Strptococcus）属、キャンディダ（Candida）属及びピキア（Pichia）属に属する微生物を含有するものであれば特に制限されないが、さらに硝化細菌、メタン酸化細菌、硫黄還元細菌及び光合成細菌の群から選ばれる１種又は２種以上の微生物を含むことが好ましく、これら微生物は、自然環境に悪影響を及ぼさず、病原性を有さない菌が好ましい。また、死菌や菌体処理物等を使用することもできるが、生菌の状態で含有する製剤が好ましい。なかでも、米ぬか、パーム油残渣、乳酸カルシウム、澱粉を含有する製剤が特に好ましい。本発明の有害ガスとは、動植物に有害であり、汚臭を発し或いは温室化効果ガスを指し、例えば、メタン、窒素化合物、硫化物等のガスがある。

バチルス（Bacillus）属に属する微生物としては、バチルス・ズブチルス（Bacillus subtilis）、バチルス・ナットウ（Bacillus natto）、バチルス・ブレビス（Bacillus brevis）、バチルス・ステロサーモフィラス（Bacillus stearothermophilus）等を挙げることができ、これらの１種又は２種以上を用いることができる。

ラクトバチルス（Lactobacillus）属に属する微生物としては、ラクトバチルス・アシドフィラス（Lactobacillus acidophilus）、ラクトバチルス・プランタラム（Lactobacillus plantarum）、ラクトバチルス・デルブレッキ（Lactobacillus delbruckii）等を挙げることができ、これらの１種又は２種以上を用いることができる。

ストレプトコッカス（Streptococcus）属に属する微生物としては、ストレプトコッカス・フェカリス（Streptococcus faecalis）、ストレプトコッカス・ラクティス（Streptococcus lactis）、ストレプトコッカス・サーモフィルス（Streptococcus thermophillus）を挙げることができ、これらの１種又は２種以上を用いることができる。

キャンディダ（Candida）属に属する酵母としては、キャンディダ・ユーティリス（Candida utilis）等を挙げることができ、ピキア属に属する酵母としては、ピキア・ファリノサ(Pichia farinosa)等を挙げることができる。

本発明では、さらに、硝化細菌、メタン酸化細菌、硫黄還元細菌及び光合成細菌の群から選ばれる１または２種以上の微生物を含むものであるが、硝化細菌として、ニトロバクター属、ニトロソモナス属に属する菌を挙げることができ、たとえば、Nitrobacter winogradskyi、Nitrobacter agile、Nitrosomonas europaea、Nitrosomonas monocellaを例示することができ、メタン酸化細菌として、Methylococcus、Methylomonas 属に属する菌を挙げることができ、Methylcoccus capsulatusを例示することができる。また、硫黄還元細菌として、Desulfovibrio属に属する菌を挙げることができ、光合成細菌として、いわゆるphotosynthetic bacteriaに属する菌を挙げることができる。

本発明に係る微生物製剤の製造方法としては、各微生物を純粋培養して、病原菌の混入していないことを確認し、微生物製剤とすることができ、そのまま、或いは固体状の担体と配合し、必要に応じて、分散剤、安定剤、賦形剤、結合剤等を配合して製造することができる。その剤形は、例えば、顆粒剤、散剤、粉末剤等の所望のものにすることができる。本発明では、微生物群と米ぬか、パーム油残渣、カルシウム含有物、澱粉を含む培養基質原料と混合・発酵して製造し、散布しうる剤型とすることが好ましく、例えば、顆粒剤、散剤等することが好ましい。

前記培養基質原料として、米ぬか、小麦フスマ、大豆粕、大豆胚芽、醤油粕、ポテトパルプ、こんにゃくトビ粉、パーム油残渣、カルシウム含有物、澱粉類を用いることができる。前記カルシウム含有物としては、卵殻、牡蠣貝殻、炭酸カルシウム、乳酸カルシウム、リン酸カルシウム、プロピオン酸カルシウム等の１種又は２種以上の混合物を挙げることができる。また、澱粉類としては、トウモロコシ、ソルガム、その他飼料用穀物、甘藷澱粉、馬鈴薯澱粉、コーンスターチ、小麦澱粉、タピオカやサゴ澱粉、各種化工澱粉、ブドウ糖、異性化糖、水飴等を挙げることができる。

具体的には、米ぬか５０〜８０重量％、パーム油残渣１０〜２５重量％、カルシウム含有物５〜１５重量％、澱粉類２〜５重量％用いる。前記培養基質原料も、原料検査をして、重金属、残留農薬等が国で定められている基準以下であることを確認し、カビ毒などで汚染されていないかをチェックし、さらに、殺菌して用いることが雑菌等の混入を防ぐことができ、該殺菌手段は通常の殺菌方法、すなわち加圧水蒸気殺菌等の加熱殺菌を採用することができる。

本発明の微生物製剤の適用する牧草地とは、牛、めん羊、馬等が放され、これら家畜が食用とする牧草が生えている土地であり、畑とは、麦等の穀物、野菜、花卉等を収穫することができる土地であり、水田は、淡水で生育する期間がある稲用の区域であり、湖沼又は水産養殖池とは、淡水魚、水草等が生息若しくは養殖されている水域を意味し、これらの区域で、動物の排泄物や動植物の腐食物、その他廃棄物により有害ガスを発生し得る。

微生物製剤の、牧草地、畑、水田、湖沼又は水産養殖池への投与量は、有害ガスの発生状況や、その適用場所の環境、季節等により異なり、適宜変更できるが、例えば、本発明の米ぬか、パーム油残渣、カルシウム含有物を含む微生物製剤の場合、牧草地には、３００〜５００ｋｇ／ｈａ／回で散布する。肥料に混合して用いる場合は、肥料：微生物製剤を５〜３０：９５〜７０の割合で混合して使用する。養殖池に散布する場合は、１００〜２００ｋｇ／ｈａ／回で、月１〜２回散布することが好ましい。

なお、実験規模でのメタン（ＣＨ_４）の測定は、例えば三ツワ理化学工業株式会社製の揮発性炭化水素濃度計「Model TVA-1000B」により、また二酸化炭素（ＣＯ_２）は、例えばリオンテック株式会社製のＣＯ_２モニター「FCDR-02」により測定することができる。

以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらの例示に限定されるものではない。

（各菌の調整）
保存されているバチルス・ナットウ、ラクトバチルス・アシドフィラス、ストレプトコッカス・フェカリス、キャンディダ・ユーティリス、ピキア・ファリノサの各菌体を、３０℃〜３７℃で１２時間〜２４時間培養し、それぞれ各種培養物を得た。各種培養物をさらに適合する培地で３０℃〜３７℃で２４時間〜４８時間培養後遠心分離機にかけ、上清液を取り除き、供試菌体を得た。各供試菌の菌数を調整し、同数ずつとなるように混合し、微生物混合物を得た。

実施例１の微生物に、さらに、硝化細菌（ニトロバクタ・アギル）、メタン酸化細菌（メチロコッカス・カプサルタス）、硫黄還元細菌（Desulfovibrio属）及び光合成細菌（photosynthetic bacteriaに属する菌）を実施例１と同様の方法により処理して各菌を同数ずつ混合し、微生物混合物を得た。

（微生物製剤）
米ぬかを予め残留農薬、重金属、カビ毒の有無について原料検査し、基準を超えないことを確認した後、１２０℃で蒸気滅菌し、８０〜１００℃で乾燥し、粉砕した。米ぬか７０重量部、パーム油残渣１７重量部、水５００重量部とを混合し、実施例１で得られた微生物混合物３０重量部を添加・混合した。この混合物を４０℃、７日間発酵を行った。発酵３日目で乳酸カルシウム１０重量部、コーンスターチ３重量部を添加した。発酵終了後６０℃以下で水分値が１０重量％以下となるまで乾燥して、微生物製剤（以下、「製剤Ａ」という）を得た。製剤Ａは、ｐＨ４．８〜５．１であり、雑菌や病原菌は検出されず、水分含量１．０％以下を示すものである。

微生物として実施例２により得られた微生物混合物を用いて、発酵を１０日間行った以外は、実施例３と同様の方法により、微生物製剤（以下、「製剤Ｂ」という）を得た。

（湛水条件におけるメタン生成抑制）
湛水条件下にある土壌に、試験区として、本発明の製剤Ａ：堆肥を１０：９０の割合で混合したものを用い、対照には、比較区として、鶏糞のみを用いて、それぞれ同量ずつ散布した。メタン生成量を揮発性炭化水素濃度計「Model TVA-1000B」（三ツワ理化学工業株式会社製）により測定した。１ヶ月の累積メタン生成量を図１に示す。図１に示すように、本発明の製剤Ａを配合した堆肥散布の試験区におけるメタン生成量は、鶏糞のみ散布の比較区におけるメタン生成量の約１／１０であり、本発明の製剤Ａのメタン生成抑制が顕著であることがわかった。

製剤Ｂを用いて、製剤Ａと同様に試験したところ、製剤Ａを用いた場合とほぼ同様な結果が得られた。

湛水条件におけるメタン生成量を示す図である。

Claims

バチルス（Bacillus）属、ラクトバチルス（Lactobacillus）属、ストレプトコッカス（Strptococcus）属、キャンディダ（Candida）属及びピキア（Pichia）属に属する微生物を含有することを特徴とする、牧草地、畑、水田、湖沼又は水産養殖池における、有害ガス生成抑制用微生物製剤。
さらに、硝化細菌、メタン酸化細菌、硫黄還元細菌及び光合成細菌の群から選ばれる１種又は２種以上の微生物を含むことを特徴とする請求項１記載の牧草地、畑、水田、湖沼又は水産養殖池における、有害ガス生成抑制用微生物製剤。
バチルス（Bacillus）属に属する微生物がバチルス・ズブチルス（Bacillus subtilis）、バチルス・ナットウ（Bacillus natto）、バチルス・ブレビス（Bacillus brevis）、バチルス・ステロサーモフィラス（Bacillus stearothermophilus）の群から選ばれる１種又は２種以上であることを特徴とする請求項１又は２記載の牧草地、畑、水田、湖沼又は水産養殖池における、有害ガス生成抑制用微生物製剤。
ラクトバチルス（Lactobacillus）属に属する微生物が、ラクトバチルス・アシドフィラス（Lactobacillus acidophilus）、ラクトバチルス・プランタラム（Lactobacillus plantarum）、ラクトバチルス・デルブレッキ（Lactobacillus delbruckii）の群から選ばれる１種又は２種以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の牧草地、畑、水田、湖沼又は水産養殖池における、有害ガス生成抑制用微生物製剤。
ストレプトコッカス（Streptococcus）属に属する微生物が、ストレプトコッカス・フェカリス（Streptococcus faecalis）、ストレプトコッカス・ラクティス（Streptococcus lactis）、ストレプトコッカス・サーモフィルス（Streptococcus thermophillus）の群から選ばれる１種又は２種以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の牧草地、畑、水田、湖沼又は水産養殖池における、有害ガス生成抑制用微生物製剤。
キャンディダ（Candida）属に属する酵母が、キャンディダ・ユーティリス（Candida utilis）であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか記載の牧草地、畑、水田、湖沼又は水産養殖池における、有害ガス生成抑制用微生物製剤。
ピキア属に属する酵母が、ピキア・ファリノサ(Pichia farinosa)であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか記載の牧草地、畑、水田、湖沼又は水産養殖池における、有害ガス生成抑制用微生物製剤。
米ぬか、パーム油残渣、乳酸カルシウムを含有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか記載の牧草地、畑、水田、湖沼又は水産養殖池における、有害ガス生成抑制用微生物製剤。
有害ガスが、メタン及び／又は二酸化炭素であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の牧草地、畑、水田、湖沼又は水産養殖池における、有害ガス生成抑制用微生物製剤。
バチルス（Bacillus）属、ラクトバチルス（Lactobacillus）属、ストレプトコッカス（Strptococcus）属、キャンディダ（Candida）属及びピキア（Pichia）属に属する微生物を含有する微生物群と培養基質とを混合し、７〜１０日間発酵させ、発酵経過中に澱粉類を添加することを特徴とする牧草地、畑、水田、湖沼又は水産養殖池における、有害ガス生成抑制用微生物製剤の製造方法。
培養基質が、米ぬか、パーム油残渣を含有することを特徴とする請求項１０記載の牧草地、畑、水田、湖沼又は水産養殖池における、有害ガス生成抑制用微生物製剤の製造方法。
さらに、硝化細菌、メタン酸化細菌、硫黄還元細菌及び光合成細菌の群から選ばれる１種又は２種以上の微生物を含むことを特徴とする請求項１０又は１１記載の牧草地、畑、水田、湖沼又は水産養殖池における、有害ガス生成抑制用微生物製剤の製造方法。