JP2014005187A

JP2014005187A - 土壌処理剤

Info

Publication number: JP2014005187A
Application number: JP2012144091A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Kimura; 敏章木邑; Osamu Takahashi; 理高橋
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-06-27
Filing date: 2012-06-27
Publication date: 2014-01-16
Anticipated expiration: 2032-06-27
Also published as: JP5811050B2

Abstract

【課題】有機質肥料を持続的に無機化する土壌処理剤及び該土壌処理剤含む緩効性肥料を提供する。
【解決手段】ユキヤナギの全草、茎葉、葉もしくは葉又はそれらの処理物もしくは抽出物と、ジシアンジアミドとを含む土壌処理剤、および該土壌処理剤と有機質肥料とを含む緩効性肥料。有機質肥料としては鶏糞又はペットフードもしくは食品残渣の麹菌発酵処理物が好ましい。
【選択図】なし

Description

本発明は、土壌処理剤及び該土壌処理剤と有機質肥料とを含む緩効性肥料に関する。

有機質肥料は、その肥料中のタンパク質が土壌微生物により分解されてアンモニアが生成し、生成したアンモニアがさらに土壌微生物により酸化されて硝酸が生成し、そのアンモニアや硝酸が植物の栄養分として吸収されることにより緩効性を示す肥料として、広く用いられている。この有機質肥料は、一般的に多量に施肥しても濃度障害や発芽障害を生じにくく、化成肥料と比べて農産物の品質が高くなるという利点を有する。

従来、芝等のメンテナンス時や野菜栽培において追肥を行うことが煩雑であることから、緩効性の化成肥料がよく用いられてきた。しかし、上記のような利点を有する有機質肥料を持続的に無機化させるような物質・資材は見出されていなかった。

特許文献１には、繊維形状をしたタンパク質分解物を含む有機質入りペースト状肥料にジシアンジアミドを添加した緩効性肥料が開示されている。この肥料を用いると、肥効緩効性が発揮されるため追肥を省略できることが記載されている。しかし、当該文献に記載されるペースト状肥料には、タンパク質源として脱脂大豆粉末が使用されるのみで、鶏糞等から作製されるような有機質肥料の緩効性が持続するかは不明である。

特開平６−４０７９１号公報

本発明は、有機質肥料を持続的に無機化する土壌処理剤及び該土壌処理剤含む緩効性肥料を提供することを目的とする。

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ユキヤナギの全草、茎葉、葉もしくは葉又はそれらの処理物もしくは抽出物と、ジシアンジアミドとを含む土壌処理剤が、有機質肥料を持続的に無機化させることを見出し、本発明を完成させるに至った。即ち、本発明は以下の発明を包含する。

［１］ユキヤナギの全草、茎葉、葉もしくは葉又はそれらの処理物もしくは抽出物と、ジシアンジアミドとを含む土壌処理剤。
［２］［１］に記載の土壌処理剤と有機質肥料とを含む緩効性肥料。
［３］有機質肥料が、鶏糞又はペットフードもしくは食品残渣の麹菌発酵処理物である、［２］に記載の緩効性肥料。

本発明の土壌処理剤は、有機質肥料を持続的に無機化させることができ、また、最終的に植物に肥料成分として取り込まれることから安全性が高い。

ユキヤナギを用いた場合の、肥料中の酸素消費量を示した図である。ジシアンジアミドを用いた場合の、肥料中の酸素消費量を示した図である。柿渋を用いた場合の、肥料中の酸素消費量を示した図である。ニンニクを用いた場合の、肥料中の酸素消費量を示した図である。イチョウを用いた場合の、肥料中の酸素消費量を示した図である。各供試物質によるプロテアーゼ活性減少率を示した図である。各配合肥料の無機化率を示した図である。

以下、本発明を詳細に説明する。
［土壌処理剤］
本発明は、ユキヤナギの全草、茎葉、葉もしくは葉又はそれらの処理物もしくは抽出物と、ジシアンジアミドとを含む土壌処理剤に関する。該土壌処理剤は、上記の通り、有機質肥料の緩効性を持続させることができる他、安全性が高い。また、アンモニアの発生を抑え悪臭物質を低減させることができると考えられる。

本発明において、ユキヤナギの全草、茎葉、茎又は葉は、採取してからそのまま使用してもよいし、それらの処理物又は抽出物として使用してもよい。ここで、全草とは地上部と地下部（根）を合わせた全ての植物体をいい、茎葉とは地上茎及び葉部を合わせた部分をいう。用いるユキヤナギを採取する季節や産地は限定されず、冬季のものや若葉も使用できる。好ましくは、ユキヤナギの葉の処理物又は抽出物が用いられる。

「ユキヤナギの全草、茎葉、茎又は葉の処理物」は、ユキヤナギの全草、茎葉、茎又は葉を物理学的、化学的又は生物学的に処理して得られるものであれば特に制限されない。例えば、物理学的処理方法としては、天日乾燥、乾燥炉による乾燥、風乾、凍結乾燥等の乾燥処理、ブレンダー、ホモジュナイザー、ボールミル等による粉砕処理等が挙げられ、物理学的処理物としては、乾燥処理物、凍結乾燥処理物、粉砕処理物等が挙げられる。本発明では、ユキヤナギの全草、茎葉、茎又は葉の粉末が好ましく、より高い効果が発揮される。化学的処理方法としては、例えば、プロテアーゼ、糖化酵素等の酵素処理等が挙げられ、化学的処理物としては、酵素処理物等が挙げられる。生物学的処理方法としては、例えば、発酵方法等が挙げられ、生物学的処理物としては発酵処理物が挙げられる。

「ユキヤナギの全草、茎葉、茎又は葉の抽出物」は、ユキヤナギの全草、茎葉、茎又は葉あるいは前記処理物から、公知の抽出方法により得られる抽出物である。抽出方法としては、例えば、各種溶媒抽出、超臨界流体抽出等が挙げられる。

抽出溶媒としては、水；アルコール類、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール；エステル類、例えば酢酸エチル等の酢酸エステル；エーテル類、例えばエチルエーテル、ジオキサン；ケトン類、例えばアセトン等が挙げられる。抽出に際して、乾燥後に破砕又は粉砕して溶媒との接触を高めることもできる。

抽出に使用する機器としては、特に制限は無いが、効率よく抽出するために工夫された容器、攪拌機、還流冷却器、ソックスレー抽出機、ホモジナイザー、振とう機、超音波発生装置等が用いられる。ユキヤナギの全草、茎葉、茎又は葉は、通常１ｋｇ当り溶媒１〜５Ｌで抽出する。抽出温度は、好ましくは室温ないし加圧下での沸点の範囲内であり、抽出時間は、抽出温度等により異なるが、好ましくは０．５〜５時間である。

このようにして得られた抽出液は、必要に応じて、布、ステンレスフィルター、濾紙、濾過滅菌用フィルター等で濾過して不溶物、不純物等を除去して用いてもよい。また、濾過後の抽出液に、スプレードライ処理、フリーズドライ処理、超臨界処理等の処理を施してもよい。

本発明において「ジシアンジアミド」とは、Ｈ_２Ｎ−Ｃ（＝ＮＨ）−ＮＨ−ＣＮで表されるシアナミドであり、土壌細菌であるニトロソモナスによりアンモニア性窒素が硝酸性窒素へ硝酸化成するのを抑制する。また、ジシアンジアミド自体は緩やかに尿素に変換され肥料効果を示す。

本発明において、前記土壌処理剤はさらに、柿渋を含むことができる。本発明において「柿渋」とは、柿を搾汁することで得られる液状物を発酵させたものであり、柿渋としては、各種公知のものを特に制限なく用いることができる。市販されている柿渋も好ましく用いることができる（例えば、株式会社トミヤマ社製柿渋（マイルドタイプ）等）。柿の品種、柿渋の発酵年数、発酵に用いられる菌種、柿渋のタンニン含有量、ボーメ度、酸性度、添加物の有無等についても特に制限されない。

［緩効性肥料］
本発明はまた、前記土壌処理剤と有機質肥料とを含む緩効性肥料に関する。
本発明において「有機質肥料」とは、肥料取締法の公定規格に定められた有機質肥料、汚泥堆肥、肥料取締法に定められた特殊肥料のうち有機物を原料とするもの、その他の農家が自給する養分供給を目的とした有機物を原料とする資材等である。有機質肥料は、一般的に、植物が利用できる形態及び土壌中で植物が利用できる形態に変換されるものであり、特に後者の形態においては、土壌中で微生物等の働きによって無機化されることが必要であり、このようにして農作物に利用される形態に変化するものと考えられている。ここで「堆肥」とは、例えば、有機質資材を堆積して醗酵させ、土壌施用後農作物に障害を与えなくなるまで腐熟させたもの等であり、堆肥化する原料及び醗酵程度は適宜選択される。

有機質肥料としては、例えば、魚かす粉末、魚荒かす粉末、干魚肥料粉末、魚節煮かす等の魚肥、ナタネ油かす、ダイズ油かす等の油かす類、獣骨から脂肪・ゼラチン等を取り除いて残った骨を粉砕した骨粉類、乾燥菌体肥料、牛糞堆肥、豚糞堆肥、鶏糞堆肥、醗酵鶏糞、乾燥鶏糞等の家禽糞肥料、メタン醗酵残渣、籾殻堆肥、剪定枝堆肥等の植物性堆肥、汚泥堆肥、生ゴミ等が挙げられる。好ましくは、鶏糞堆肥、醗酵鶏糞、乾燥鶏糞等の鶏糞肥料又は有機質発酵肥料である。有機質発酵肥料は、家畜（牛、豚、鶏、山羊、馬等）飼料、食品残渣、養殖（魚、甲殻類）餌料又は愛玩動物（犬、猫、小鳥、観賞魚等）餌料（即ち、ペットフード、例えば、ドッグフード、キャットフード）を、麹菌、糸状菌、乳酸菌、酵母等で発酵処理した肥料が好ましい。より好ましくは、ペットフードを麹菌発酵処理した肥料である。

本発明の土壌処理剤は、前記処理物と固形物のジシアンジアミドとを含む場合は、それぞれ重量比１：１００〜１００：１、好ましくは２５：１〜５０：１で混合して調製される。また、本発明の土壌処理剤が、前記抽出物とジシアンジアミドとを含む場合は、例えば水やアルコール等の溶媒１００ｇに対して、前記抽出物を１〜１０ｇ、粉体のジシアンジアミドを０．１〜１０ｇ加えて混合して調製することができる。

本発明の緩効性肥料は、有機質肥料５００ｇ（含水率１０％）に対して、前記処理物又は抽出物を通常１〜８０ｇ、好ましくは６０〜８０ｇ含み、粉体のジシアンジアミドを通常１〜８ｇ、好ましくは６〜８ｇ含む。より好ましくは、本発明の緩効性肥料は、有機質肥料５００ｇに対して、前記処理物又は抽出物を７０ｇ、粉体のジシアンジアミドを７ｇ含む。

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。

［実施例１］微生物活性を抑制する物質の選抜試験
鶏糞堆肥（岐阜県、谷汲農場）を最終含水率６０％に調整し、堆肥１００ｇに対して、各サンプル（ユキヤナギ、ジシアンジアミド、ニンニク、柿渋、イチョウ、カラシ、ワサビ）を１ｇ又は３ｇ添加・混合し、堆肥完熟度を測定するコンポテスター（富士平工業（株））を用いて、酸素消費量を測定した。

ユキヤナギは、敷地内のユキヤナギの葉を約１ｋｇ採取して、天日乾燥後、粉砕機（ワーリング社製，X-TREME MX1100XTM）で１ｍｍ程度まで粉砕し、試験に供した。また、ジシアンジアミドは、ナカライテスク社製のものを使用した。ニンニクは、市販のものを使用した。柿渋は、トミヤマ社製柿渋を使用した。イチョウは、敷地内の黄葉化した葉を約１ｋｇ採取し、粉砕機（ワーリング社製，X-TREME MX1100XTM）に供し、約１ｍｍ程度まで粉末化したものを使用した。

結果を図１〜５に示す。１ｇを添加した場合で、無添加よりも酸素消費量が抑制されたものは、ジシアンジアミド、ユキヤナギ、ニンニク、イチョウ、カラシ、ワサビであった。そのうち、ユキヤナギが、長期間、安定して抑制されていた。

［実施例２］プロテアーゼ阻害物質の選抜試験
カルシウムカゼイン寒天（メルク）を３０．２ｇ／Ｌにて調製し、カゼインプレートを作製した。プレートの中央に、図６に記載の各供試物質１ｍｇを１００μＬの脱イオン水に溶解したものをペーパーディスクに供し、カゼインが分解されることにより生じるクリアゾーンの中心からの距離を測定した。また、対照として、無添加の場合に対するクリアゾーン形成の割合を算出した。

結果を図６に示す。図中の値が少ないものが、最もプロテアーゼが阻害されたものであり、柿渋が最も阻害することが明らかになった。

［実施例３］各配合肥料の無機化率の比較試験
鶏糞堆肥は、ウイドウレス鶏舎から排出された比較的新鮮な鶏糞に対して、直線レーン（ブロワー付き）で堆肥化して、乾燥させたものを用いた。また、ドッグフードを麹菌（Aspergillus niger（醤油作製用））発酵処理したもの（以下、ＤＦ麹ともいう）は、市販のドッグフード（抗菌剤を含まないもの）に、市販の麹菌（Aspergillus niger，ピオック社製)の粉末及び米ぬかを添加して、３０℃で通気して、麹菌を増殖させた。麹菌が一面に繁殖した後、天日乾燥させ、ＤＦ麹とした。

調製した鶏糞又はＤＦ麹６００ｇ（含水率９５％）に対して、ユキヤナギ、ジシアンジアミド及び柿渋を、６０ｇ、６ｇ、６０ｇそれぞれ添加・混合して、配合肥料を調製した。

検定用土壌は、以下のように調製した。２ｍｍのふるいを通した１０ｇの風乾細土に、粉砕して１ｍｍのふるいを通した各試験肥料を、風乾土１００ｇ当たり窒素全量が５０ｍｇとなるように混合し、ＵＭサンプル瓶に採取して、最大容水量の６０％になるように水分調整を行った。使用した土は、露地畑から採取した砂質土で、最大容水量６０％の土壌を使用した。３０℃で所定の日数インキュベート後、ＵＭサンプル瓶に１００ｍＬの１０％塩化カリウム溶液を加え、３０分間振とうし、ろ過をしてろ液の分析を行った。アンモニア態窒素は、インドフェノール法、亜硝酸態窒素、賞賛態窒素は、ナフチルエチレンジアミン法で分析を行った。

結果を図７及び表１に示す。図中の無機化率（％）は、無機態窒素量（g）（アンモニア態窒素、硝酸態窒素及び亜硝酸態窒素の合計）を土壌サンプル中に含まれる全窒素量（g）で除して、１００を乗ずることによって計算される。

図中のタテヤマユーキ（登録商標）とは、ティーイーエス社製の微生物土壌改良剤（下水汚泥コンポスト）である。また、ターフコントロールとは、ジェイカムアグリ社製のターフコントロール２６０である。

一般に、植物は無機態窒素を取り込む。有機質肥料が施肥された場合、土壌中の微生物が、有機質肥料中のタンパク質を分解してアンモニアを生じさせ、さらに、生じたアンモニアを、亜硝酸、硝酸へと変換する。また、無機化率が測定の初期段階から高いものについては、持続性が小さいと考えられる。無機化する速さ（図中の傾き）が大きいものよりも、小さいものの方がより持続性が高いと考えられる。さらに、測定開始後３０日までの時点で、増加し続けているもののほうが、持続性が高いといえる。

このような観点で結果を見ると、鶏糞＋ユキヤナギ＋柿渋＋ジシアンジアミド、ＤＦ麹＋ユキヤナギ＋ジシアンジアミド、ＤＦ麹＋ユキヤナギ＋柿渋＋ジシアンジアミドでは、測定開始から１５〜３０日後でも持続的に無機化が行われている。また、ＤＦ麹＋ユキヤナギ＋ジシアンジアミド、ＤＦ麹＋ユキヤナギ＋柿渋＋ジシアンジアミドでは、測定開始から５日後において、ゆるやかに無機化が進行することが示された。

一方、対照の鶏糞堆肥、ＤＦ麹、タテヤマユーキ、ターフコントロールでは、測定開始から５日後で無機化率が急激に上昇するものも見られ、また、１５日以降の持続性が見られなかった。無機化率が減少する原因としては、アンモニア、亜硝酸、硝酸等が有機化することや、ガスとして系外に放出されること、肥料中に含まれる微生物に同化することが考えられる。

Claims

ユキヤナギの全草、茎葉、葉もしくは葉又はそれらの処理物もしくは抽出物と、ジシアンジアミドとを含む土壌処理剤。
請求項１に記載の土壌処理剤と有機質肥料とを含む緩効性肥料。
有機質肥料が、鶏糞又はペットフードもしくは食品残渣の麹菌発酵処理物である、請求項２に記載の緩効性肥料。