JP2015146797A - 農・畜産排出物を主原料とした、完全有機・無消毒育苗用培地（床土）及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明が解決しようとする課題は、わが国が目指す、環境負荷の少ない、持続可能な有機・循環型農業の遂行に寄与し、しかも消費者が求める安全・安心、有機・無農薬の農作物の生産に必要な、完全有機・無消毒の育苗用培地（床土）を、農・畜産排出物を主原料として製造・提供すると共に、その製造方法をも提供する事である。
【解決手段】課題を解決するための手段は、本発明を適用することであり、具体的には、易分解性有機質物（米糠、家畜・家禽糞）と難分解性有機質物（籾殻）を主原料とする培地母材を、穀物由来の乳酸菌を主とする微生物群などにより構成された、酸性の醗酵分解促進液（ＰＨ４．０以下）を用いて、無臭・高温醗酵・完熟させ、この完熟培地母材を、栽培する作物の種類に最適な粒度に粉砕し、完全有機・無消毒育苗用籾殻培地（床土）を製造し、提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、農・畜産排出物を主原料とした育苗用培地（床土）を製造する技術に関する。

従来、農家は、水稲をはじめ、花卉及び各種農作物の育苗用に手近な材料で「苗床」を作り、育苗する。この際、農家は、作物ごとに最適な培地（床土）を選び、育苗する。しかし、近年、自分で培地（床土）を作成し、使用する事は少なく、既製品を購入する場合が多い。この原因は、培地（床土）を構成する材料が複数にわたり、しかも、少量では入手が困難な、ゼオライトやパーライトなどの無機材及びピーとモスなどの有機材を含め、数種類の材料を揃え、厳密な配合割合を維持した上、均質になるように、良く撹拌する必要があるなど、自作するには面倒が多いためである。しかし、わが国農業が目指す、環境負荷の少ない、持続可能な有機・循環型農業の推進や、現今の食の安全・安心意識の高まりと共に、有機・無農薬栽培による農作物への需要が急速に拡大する中、農・畜産排出物を主原料とした、有機由来・無消毒の原材料のみで構成される育苗用の培地（床土）（完全有機・無消毒の培地）への需要も、急拡大が予想される。しかし、従来の培地（床土）材料を用いた製造方法・製造技術では、有機・循環型農業に適合し、有機無農薬栽培に必要な、完全有機・無消毒の育苗用培地（床土）を製造・提供できない。

本発明が解決しようとする課題は、従来は、悪臭や不適正処理の問題など、環境悪化の元凶として関係者を悩ませていた農・畜産排出物を、主原料として有効活用し、わが国が目指す、環境負荷の少ない、持続可能な有機・循環型農業の遂行に寄与し、しかも消費者が求める安全・安心、有機・無農薬の農作物の生産に必要な、完全有機・無消毒の育苗用培地（床土）を製造・提供する事である。

課題を解決するための手段は、本発明を適用することであり、具体的には、以下の通りです。

本発明は、最初に、農・畜産排出物である米糠や家畜・家禽糞などの易分解性有機質物と籾殻などの難分解性有機質物を主原料とする培地母材に、穀類から抽出した乳酸菌を主とする菌体群からなる酸性の醗酵分解促進液（ＰＨ４．０以下）を散布し、良く撹拌・混合し、培地母材を弱酸性に変え、好ましい醗酵環境を創出し、（１）嫌気醗酵工程、（２）１次好気醗酵工程、（３）熟成（２次醗酵）工程と、好ましい醗酵を、順次・連鎖的に継続させ、悪臭の発生を大幅に削減しつつ、好気醗酵工程では、７０℃以上の高温域での醗酵を数日間維持し、雑菌や病原菌などの有害菌を殺滅し、雑草などの有害種子を無効化した上、培地母材を完熟（易分解性有機質物が、完全に分解された状態）させ、完全有機・無消毒の育苗用培地（床土）を製造する。この際、高温域での醗酵と完熟させる事が肝要である。

次に、完熟培地母材を育苗する作物の種類に応じ、最適な粒度に粉砕する。例えば、カボチャやメロン等の大型の種子用には、粗粒粉砕し、水稲の種子（籾）等の中粒の種子用には、中粒度の粉砕を行う。小松菜やブロッコリーなどの小粒の種子用には、微粒粉砕を行うなどである。また、この粉砕により、籾殻の表面積が大きくなり、吸水性及び保水性、肥料保持力を高める事ができる。また、粉砕による細粒化は、培地（床土）の加圧塑性を増大させ、播種時の作業性を向上させる。ただし、粉砕後の培地母材の容積は大幅（２分の１〜３分の１程度）に減少する。

培地母材は、７０℃以上の高温域で数日間無臭・高温醗酵させた上、完熟させるため、雑菌や病原菌を殺滅し、雑草等の有害な種子の無効化が可能となり、粉砕後の培地（床土）は、極めて衛生的且つ軽量な完全有機・無消毒、しかも、豊かな微生物叢を包蔵しており、理想的な培地（床土）の提供が可能となる。

従来の市販の育苗用培地は、山砂、ゼオライト、パーライト等の無機材料を用いているため、わが国が目指す、資源循環型農業には、ほど遠い。しかし、本発明の完全有機・無消毒育苗用培地を、水稲の機械植え用の苗箱の床土（培地）として使えば、１ｈａの水田から発生する籾殻量（約７立方米）の２０〜３０％が、田植え時に水田に還元される事になり、わが国の目指す、有機・循環型農業遂行の強い味方となる。

無菌状態の従来の市販の培地を、農地（特に水田）に還元しても、水田の土壌改良効果は、限定的である。一方、本発明の完全有機・無消毒育苗用培地（床土）が、田植え時に、水田に還元された場合は、苗の周囲は、有用菌などの豊かな菌叢を包蔵している培地（床土）により、覆囲・保護される結果、苗の病害を防ぎ、生育を助ける効果が期待できる。又、籾殻の主成分は珪素（シリカ）であり、籾殻発生量の２０〜３０％を還元することにより、水稲栽培を長期連作する水田にとっては、不足しがちな珪素（シリカ）分の補充にも、十分、効果が期待できる。勿論、本発明の培地（床土）の持つ、水田への土壌改良効果も、完熟堆肥（コンポスト）同様、期待できる。また、通常、田植え時に、苗の周囲に顆粒状の肥料を少量、施肥するが、本発明の培地（床土）自身も肥料成分を含む上、培地（床土）の持つ肥料保持効果が加わり、施肥効果が長期間持続するため、肥料効率が増大し、施肥量を削減出来る。

わが国の平成２４年度の水稲作付面積は、１５７万９，０００ｈａであり、機械植えの場合は、１ｈａ当りの床土（培地）の使用量は、約０．６５立方米であり、全量機械植えとすれば、床土（培地）の使用量は、毎年、総計約１００万立方米となる。もし、作付面積の４分の３が、機械植えと想定すると、毎年、７５万立方米の床土（培地）を使用することになる。一方、床土（培地）の市場価格は、１立方米当り４万円程度であり、従って、市場規模は３００億円／年ほどである。

：完全有機・無消毒育苗用培地（床土）の製造工程図（フロー図）です。

本発明は、屋内は勿論、屋外又は解放建屋内などの開放空間での作業環境を考慮して、取り扱う微生物（菌など）を菌の集合体、即ち、菌体群として捉え、製造工程全体を構築しており、通常の注意レベルの作業により実施出来ます。最初に、培地母材を用意する。培地母材は、農・畜産排出物である（１）米糠や家畜・家禽糞などの易分解性有機質物と（２）主原料の籾殻などの難分解性有機質物により構成される。次に、易分解性有機質物（米糠や家畜・家禽糞など）に、適量の醗酵分解促進液を撒布・混合し、主原料の籾殻などの難分解性有機質物を加え、撹拌・混合し、堆積し、静置して嫌気醗酵を発現させる。このように、（１）嫌気醗酵工程、（２）１次好気醗酵工程、（３）熟成（２次醗酵）工程と、好ましい醗酵を、順次・連鎖的に発現・継続させ、悪臭の発生を大幅に抑制しつつ、培地母材を完全熟成（易分解性有機質物が、完全に分解された状態。完熟。）させる。

次に、完全熟成（完熟）した培地母材を、粉砕機により、粉砕する。粉砕の粒度は、播種・育苗する作物の種類に応じ、最適な粒度に調製する。例えば、カボチャ、西瓜などの大きな種子の培地（床土）には、粗粒粉砕した培地を、水稲の籾の培地（床土）の場合は、中粒度に粉砕した培地を、又、小松菜やブロッコリーなどの、微細な種子の育苗には、細粒粉砕した培地を調製する。なお、必要があれば、粉砕工程前又は後に、乾燥工程を入れ、完熟培地母材の含水率を調整する場合もある。

培地母材の主原料である難分解性有機質物は、菌類等の微生物群を高密度に保持・包蔵する担体の機能をも、担っております。従って、分解され難い、損耗の少ない、多孔質な籾殻などが最適と考えています。また、籾殻の組成は、大部分がアモルファス状の珪素（シリカ）であり、水田に還元すれば、珪素（シリカ）の補充にも有効であり、珪素（シリカ）の補充機能も備えています。勿論、オガ粉や微粉砕した剪定枝なども、難分解性の有機質物として培地母材として使用する事は、可能ではありますが、籾殻に比べれば、機能や性能、効果などの点で、籾殻には、遥かに及ばない。

培地母材の醗酵工程は、（１）嫌気醗酵工程が、１日〜７日間程度、（２）１次好気醗酵工程は、通常２〜４週間程度、（３）熟成（２次醗酵）工程は、２〜４週間程度である。この結果、培地母材は、完熟状態になり、醗酵工程は、完了する。この間、好気醗酵時には、醗酵熱のため、培地母材全体が、数日間にわたり７０℃以上の高温域に維持される。この高温域維持の結果、雑菌や病原菌などの有害菌は、完全に殺滅され、有害な雑草等の種子も無効化される。この高温醗酵を可能にする事が、本発明の最大の特徴である。また、１次好気醗酵工程がピークを過ぎると、培地母材の温度は、徐々に低下し、６０℃以下になる時が、熟成工程に入る目安となる。更に温度が低下し、４０℃程度になると、白いカビ状の放線菌などの有用菌が培地母材中に発生・増殖し、熟成工程終了の目安となる。温度低下後、白い放線菌類の発生を確認し、醗酵工程は完了する。

次に、完熟培地母材は、播種・育苗する作物の種類に最適な粒度に、粉砕調製する粉砕工程を経て、本発明の完全有機・無消毒育苗用培地（床土）は完成する。

主原料である難分解性有機質物は、菌類等の微生物群を高密度に保持・包蔵する担体の機能をも担っております。従って、分解され難い、損耗の少ない、多孔質な籾殻が最適と考えています。また、籾殻を粉砕する事により、表面積が増大し、吸水性及び保水性、肥料保持力も格段に増大します。

また、本発明での、１次好気醗酵工程、熟成（２次醗酵）工程では、曝気後、堆積・静置しますが、静置期間中に、好気醗酵を促す手段として、エアーレーション（曝気・通気）を行なう事は、大変効果的であります。勿論、エアレーション（曝気・通気）に関しては、空気の代わりに、純酸素や酸素富化空気、更には、適量のオゾンの使用も十分効果が望めます。

醗酵分解促進液は、穀類から抽出した乳酸菌を主とした菌体群により構成され、通常、醗酵スターターなどとも呼ばれる酸性（ＰＨ４．０以下）の液体です。また、本発明の醗酵分解促進液の機能は、弱酸性の好ましい醗酵環境を創出し、腐敗菌や雑菌の活動を抑制し、腐敗菌や雑菌の活動に由来する悪臭の発生を大幅に抑制しつつ、好ましい醗酵を順次・連鎖的に発現・継続させ、すべての醗酵工程を好ましい醗酵工程のまま終了させる事です。従って、本発明の醗酵分解促進液に変えて、既存の特許第４８８７５４３号記載の、「有機質無臭醗酵分解促進液」なども、使用可能であり、酒造業界などでは、乳酸菌の代替として、乳酸を使用する場合があります。本発明も同様に、乳酸菌群に替えて乳酸やクエン酸など、他の酸類の使用も可能です。しかし、１〜７日間程度の嫌気醗酵工程の存在を考慮すると、本発明のように、乳酸を作り続ける生きた乳酸菌を主とした醗酵分解促進液の使用が、最も望ましいものと考えます。また、生きた乳酸菌を使うもう一つの効果は、嫌気醗酵工程後の１次好気醗酵工程は、高温域（７０℃以上）での醗酵が主となり、高熱に弱い乳酸菌の多くは死滅し、他の高温醗酵菌の餌となり、高温醗酵菌の活動を支える事であります。

本発明は、主原料として、大量の農・畜産排出物を利活用する上、更に、培地として水田や畑に還元されるため、わが国が目指す、環境負荷の少ない、持続可能な、有機・循環型農業推進の強力な味方となります。例えば、年間約２００万立方米〜３００万立方米の籾殻を有機資源として循環利用する事を可能にします。更に、本発明は、従来は、悪臭や不適正処理の問題など、環境悪化の元凶として関係者を悩ませてきた家畜・家禽糞を、毎年約１００万トン〜１５０万トンずつ、無臭醗酵させ、一転、付加価値の高い、完全有機・無消毒育苗用培地という、有機資源に変えることを可能にします。

Ａ：「醗酵分解促進液」＝穀物由来の乳酸菌を主とした菌体群からなる酸性（ＰＨ４．０以下）の液体
Ｂ：家畜糞などの易分解性有機質物。培地母材の主たる原料。
Ｃ：籾殻などの難分解性有機質物。培地母材の主原料。
Ｘ：培地母材（完熟後、育苗する作物の種類に最適な粒度に、粉砕・粒度調製する。）
Ｙ：培地。（粉砕した培地（床土）は、有用な菌体群を包蔵する担体機能を持つ。）

Claims (2)

1. 農・畜産排出物である籾殻などの難分解性有機質物と米糠や家畜・家禽糞などの易分解性有機質物を主原料とする培地母材に、穀物由来の乳酸菌を主とした微生物群により構成された、酸性（ＰＨ４．０以下）の醗酵分解促進液を適量、撒布し、良く撹拌・混合し、弱酸性の好ましい醗酵環境を創出し、腐敗菌や雑菌の活動を抑制し、腐敗菌や雑菌の活動に起因する悪臭の発生を大幅に抑制しつつ、（１）嫌気醗酵工程、（２）１次好気醗酵工程、（３）熟成（２次醗酵）工程と、好ましい醗酵を順次・連鎖的に、発現・継続させ、培地母材を完熟状態（易分解性の有機質物が、完全に分解した状態。完全熟成。）になし、好気醗酵時には７０℃以上の高温域での醗酵を、数日間維持する事により、雑菌や病原菌などの有害菌を殺滅し、雑草などの有害種子を無効化した上、この完熟状態の培地母材を、育苗する作物の種類に応じ、最適な粒度に粉砕・調製する事を特徴とする完全有機・無消毒育苗用培地（床土）の製造方法
2. 農・畜産排出物である籾殻などの難分解性有機質物と米糠や家畜・家禽糞などの易分解性有機質物を主原料とし、軽量で、吸水性もあり、保水性及び肥料保持力の優れた、しかも、放線菌などの有用菌を始め、豊かな微生物叢を包蔵し、育苗に必要な肥料成分及び籾殻由来のアモルファス珪素（シリカ）分を主成分とする事を特徴とする請求項１記載の完全有機・無消毒育苗用培地（床土）の製造方法により製造された完全有機・無消毒育苗用培地（床土）

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