JP2012029586A - 培養土 - Google Patents

Abstract

【課題】生ゴミや有機肥料や有機物を実用的に、植物の養分として利用できる培養土の提供
【解決手段】生ゴミ等と土と微生物の混合物を球状化した培養土として提供する。例えば、生ゴミと米糠の乾燥物からなる有機性廃棄物と黒土とを造粒機に投入して混合し、更に任意の水を加えながら混合して球状体にする。この球状の培養土によれば、有機物は鳥の餌や虫の発生による被害を起こさない。良い土とされる団粒構造になるので保肥性・排水性・通気性に優れると共に、適度な保水性が持続される。有機物は土に守られながら時間をかけて徐々に、最終的に植物の養分として必要な物に変化するので、途中で腐敗や臭気発生が無い。ゆっくりと植物に吸収されていくので、土壌からの流出する量は限られる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、培養土に関するものである。

従来は、生ゴミに代表される有機性廃棄物を再資源化する代表的な方法は、堆肥化であった。
而して、堆肥化には、人里離れた広大な場所で数カ月(３ヶ月〜１年程度)の長期に渡る発酵期間が必要になる。良く発酵させる為に切り返しと呼ばれる攪拌作業を頻繁に行う必要がある。食品残渣を堆肥化する施設は、環境面において地球に優しい施設であるが、発酵中に大量の臭気(アンモニアガス・亜硝酸ガス・低級脂肪酸類・メチルメルカプタン・アルデヒド類等)を発生させる。特に腐敗臭を好むカラスや蝿・虫等が集まり堆肥化工場の衛生状態は、大きな問題がある。

そのため、最近では、生ゴミや他の有機物を単純に乾燥すると共にペレット化することで、臭いとハンドリング性を良くし特殊肥料として販売利用されている。
このような単純に固めただけの発酵が未熟な肥料をそのまま土耕やプランターに施肥すると、水分によって元の生ごみや有機物に戻り、糊状となって土粒子間を埋めて土の排水性・通気性を低下させる。腐敗が起きて、腐敗臭が発生しカラスや蝿・虫が集まり植物に被害を与える。蝿や虫は、この土の中で卵を産むためにさらに問題が大きくなり植物が病気にもなる。特に田畑では発酵をしないで、雨などによってそのまま溶けて肥料の役目をせずに、流れ出て行ってしまうこともあるので、生育に大きなばらつきが出てしまう事もある。

特開２００６−２５４９０２号公報

本発明は、上記課題を解決するために、生ゴミや有機物を土と混合して、球状の培養土に加工して、保肥性・排水性・通気性・保水性・環境・臭気・腐敗・蝿・その他虫・カラス・その他鳥等の問題を解決する。本発明の培養土の性質は、良い土の目安とされる団粒土にある適度な保肥性・排水性・通気性・保水性を有している。生ゴミや有機物は、徐々に発酵し最終的に無機化され、植物の栄養として吸収される。本発明はこのような性質を持つ球状の培養土を提供すること目的とする。
なお、特許文献１には、草炭を主成分にした粒状培養土が記載されているが、これは、１，０００年〜１５，０００年前の有機物(泥炭)を、圧縮しながら糊で固めたペレットであり、本発明とは、本質的に異なる発明である。

請求項１の発明は、培養土の製造において、有機物及び／または有機肥料と土の混合物であり、球状になっていることを特徴とする培養土である。

請求項２の発明は、請求項１に記載した培養土において、土が粘土質であることを特徴とする培養土である。

請求項３の発明は、請求項２に記載した培養土において、粘土質の土として、黒土を利用することを特徴とする培養土である。

請求項４の発明は、請求項１から３のいずれかに記載した培養土において、嫌気性微生物若しくは好気性微生物、またはその両方が加えられていることを特徴とする培養土である。

請求項５の発明は、請求項１から４のいずれかに記載した培養土において、さらに、赤玉土が加えられて、球状になった培養土と赤玉土が混在していることを特徴とする培養土である。

請求項６の発明は、請求項１から５のいずれかに記載した培養土において、さらにパーライト及び／またはバーミキュライトが加えられて球状になった培養土とパーライト及び／またはバーミキュライトが混在していることを特徴とする培養土。

請求項７の発明は、請求項１から４のいずれかに記載した球状化した培養土の製造方法において、土等の原材料を造粒機に投入し、水を与えながら混合することで球状に製造することを特徴とする培養土である。

本発明の培養土は、保肥性・排水性・通気性・保水性・環境・臭気・腐敗・蝿・その他虫・カラス・その他鳥等の問題を解決する。本発明の培養土の性質は、良い土の目安とされる団粒土にある適度な保肥性・排水性・通気性・保水性を有している。生ゴミや有機物は、徐々に発酵し最終的に無機化され、植物の栄養として吸収される。

球状の培養土のイメージ図である。 培養土の原材料の粒子構造を示す写真である。 培養土の副原材料の粒子構造を示す写真である。 球状の培養土の製造過程における粒子構造の変化を示す写真である。 通常の混合する培養土の製造過程における粒子構造の変化を示す写真である。 図４の球状の培養土と図５の混合培養土のそれぞれの粒子構造を比較して示す写真である。 植物の苗を植えたときの、図４の球状の培養土と図５の混合培養土の粒子構造を比較して示す写真である。 所定期間経過後の図４の球状の培養土と図５の混合培養土のそれぞれの粒子構造の変化を比較して示す写真である。 図８のそれぞれの粒子構造の変化した培養土に栽培された植物の根の生育状況を比較して示す写真である。

本発明の実施の形態に係る球状の培養土について図面にしたがって、原材料と製造方法について説明する。
Ａ．原材料
（１）有機物・有機肥料
微生物によって最終的に植物の養分として必要な無機物や有機態窒素を含むものであれば特に限定されず、例えば、特殊肥料に分類される乾燥生ごみ、米糠、汚泥、堆肥や、普通肥料に分類される油粕類、魚粕粉末類、骨粉類が挙げられる。これらは１種類でも２種類以上を併用してもよい。いずれも乾燥し粉体化させると土と混合させ球状化する事に適する原料になる。

本発明で実施した代表的な有機物は、乾燥して粉体にした生ゴミと米糠であり、生ゴミ：４割、米糠：６割の配合で使用をした。米糠は、生ゴミに比べてチッソ・リン酸・カリが安定して含まれているので、生ごみの成分の編析の問題を、基本的な成分を保って安定化させる事が出来る。

（２）土
土であれば、通常水が加えられると団粒化するので、特に限定されないが、粘土質の土が好ましい。具体例としては、黒土や赤土が挙げられる。Φ５ｍｍ以下の細かいものを使用することで、有機物と土を球状に混合された培養土を作る事が簡単になるが、大きさが不揃いでも製造に問題はない。

（３）微生物
有機物を微生物によって、さまざまな発酵や分解過程に利用して、最終的に植物の養分として必要な無機物や有機態窒素に変えるので、微生物の存在が欠かせない。一般的な畑では１ｈａ当り生体重量約６ｔの土壌微生物が生息していると考えられている。土を使用することで微生物も加える事ができるが、有機物の分解に適した嫌気性微生物若しくは好気性微生物、またはその両方を別途加える事で、確実に植物の養分として必要な無機物や有機態窒素に変化させる。

有機物・有機肥料と土の配合（容積）比は、有機物：土＝１：３〜２０程度が好ましい。この配合範囲であれば、適度に水分を加えることで上手く球状化できる。

Ｂ．製造方法
有機物と土を、造粒機、例えばロータリーキルンに投入して十分に混合した後に、水を加えながら更に混合すると、有機物と土の混合物が球状体になる。なお、微生物を加える場合には、ゼオライト等に担持させた状態で有機物や土と共に造粒機に投入することになる。
球状体の大きさは、プランターではΦ１〜２０ｍｍ程度が適当であるが、土耕(田畑)ではΦ２０〜５０ｍｍ程度の物が良い。

図１（１）がプランター内に投入された球状の培養土（集合体）のイメージ図である。また、図１（２）が１個の球状の培養土のイメージ図である。これらの図に示すように、球状の培養土１は互いに隙間を開けて土壌を形成しており、１個の球状の培養土１には有機物３が球状化本体である土５中に分散混入しており、有機物３の大部分は土５中に埋められているが、一部は表面に露出しているものもある。
この球状の培養土１は、上記したようにプランターに投入してもよいが、土耕に施工してもよい。

この球状の培養土１によれば、有機物３は鳥の餌や虫の発生による被害を起こさない。理由は完全に解明されてはいないが、有機物を微生物によって、徐々にさまざまな発酵や分解過程に利用して、最終的に植物の養分として必要な無機物や有機態窒素に変化し、途中で腐敗や臭気発生が少ないからだと考えている。
また、球状体なので、土中には球状体どうしの間に隙間が生まれており、雨が降っても崩壊することはなく、その場に留まる。従って、保肥性・排水性・通気性に優れており、植物の根が深く強く張り易くなっている。
さらに、球状体になっており、表面が乾燥しても芯をなす有機物の部分まで乾燥することは殆ど無いので、適度な保水性が持続される。

このような環境下で、有機物３は土５に全体または一部が覆われた状態で微生物によって、徐々にさまざまな発酵や分解過程を経て、最終的に植物の養分として必要な無機物や有機態窒素に変化し、途中で腐敗することは無い。無機物に変化した球状の培養土は、そのままの形を留める物やさらに細かい粒状や粉状になる物もある。

球状の培養土だけでも培養土として使用できるが、さらに、副原材料として、赤玉土（例えば、１〜１０ｍｍ程度の赤玉土を自然乾燥させた土）を加えることで、鉄などのミネラル分を補給できる。赤玉土は粒状で保形性が良いので、流出や糊化などの心配も無い。
さらに、副原材料として、吸湿性の良いパーライト（真珠岩・黒曜石を高温で焼成したもの）バーミキュライト(蛭石を高温で焼成したもの)を加えることで、製造直後の水分を吸っている球状の培養土の水分を適度に減らして球状に保形し易くできる。
従って、球状の培養土だけではなく、それと赤玉土・パーライト・バーミキュライトなどの副資材を加えた培養土として使用することが好ましい。
赤玉土・パーライト・バーミキュライトは、上記した有機物３と土５とからなる球状の培養土ができたあとに混合する。
赤玉土等を混合しても球状の培養土は崩壊することは無く、球状の培養土と粒状の赤玉土等が機械的に混在した状態となり、それぞれの間には隙間が形成されている。

以下の工程で本発明の培養土を製造した。
（１）生ゴミを乾燥させて１５％程度にした。
（２）米糠を乾燥させた。(あまり体積の変化は無い)
（３）生ゴミ：４割、米糠：６割の割合で混合させて、有機混合物（ａ）とした。
（４）混合物を粉砕機にかけてφ５ｍｍ以下の粉にした。
（５）黒土を篩分けして、φ５ｍｍ以下のもの（ｂ）を取り出した。
（６）有機混合物（ａ）４Ｌと黒土（ｂ）１６Ｌとを、造粒機に投入した。
（７）嫌気性・好気生微生物を担持したゼオライト２００ｃｃを、造粒機に投入した。
（８）造粒機を作動させて５分間混合させた。
（９）さらに、任意量の水を投入しながら、造粒機を運転した。
（１０）球状になってきたら、水の投入を止めた。
（１１）さらに、造粒機を２０分間運転した。これで、球状の培養土ができている。
（１２）乾燥した赤玉土（φ５ｍｍ）１４Ｌとパーライト（φ５ｍｍ）１４Ｌを、造粒機に投入した。
（１３）さらに、造粒機を１０分間運転した。
（１４）上記（１３）までの工程で乾燥培養土ができているので、それを造粒機から取り出して、一連の製造工程を終了した。

図２、図３に示す本発明の培養土の原材料・副原材料が、一連の製造工程を経て、図４に示すように変化した。比較例として、図５に示すように、上記工程（９）〜（１１）を省略して球状化せずに混合しただけの混合培養土も製造した。図６の比較図に示すように、両者の培養土は粒子構造に明らかな違いがある。
そして、プランター容器にそれぞれの培養土を入れておき、図７に示すように、それにオクラ、ピーナッツ、モロヘイヤのそれぞれの苗を植えた。そして、１４日後（途中、雨が降った）に、それぞれの培養土をプランターから掘り出してみたところ、図８に示すように、本発明の培養土はバラバラしており、臭気は殆ど無く、臭いセンサー（メーカー名：新コスモス電機、型番：ＸＰ−３２９ＩＩＩＲ）で測定したところ、レベル値は２４であり、虫も数匹確認できただけであった。一方、混合培養土は固まっており、腐敗臭がすごく、上記と同じ臭いセンサーで測定したところ、レベル値は７４５であり、虫も沢山確認され、更には金蝿までも確認された。
また、植物の根の生育状況を比較したところ、図９に示すように、本発明の培養土に植えたものは根がしっかり成長していたが、混合培養土に植えたものは根が殆ど成長していなかった。

本発明の球状の培養土によれば、生ゴミや有機物を簡単に、植物養分として利用できる。

１…球状の培養土 ３…有機物 ５…土

Claims (7)

1. 培養土の製造において、有機物及び／または有機肥料と土の混合物であり、球状になっていることを特徴とする培養土。
2. 請求項１に記載した培養土において、土が粘土質であることを特徴とする培養土。
3. 請求項２に記載した培養土において、粘土質の土として、黒土を利用することを特徴とする培養土。
4. 請求項１から３のいずれかに記載した培養土において、嫌気性微生物若しくは好気性微生物、またはその両方が加えられていることを特徴とする培養土。
5. 請求項１から４のいずれかに記載した培養土において、さらに、赤玉土が加えられて、球状になった培養土と赤玉土が混在していることを特徴とする培養土。
6. 請求項１から５のいずれかに記載した培養土において、さらにパーライト及び／またはバーミキュライトが加えられて球状になった培養土とパーライト及び／またはバーミキュライトが混在していることを特徴とする培養土。
7. 請求項１から４のいずれかに記載した球状化した培養土の製造方法において、土等の原材料を造粒機に投入し、水を与えながら混合することで球状に製造することを特徴とする培養土。