JP2017088491A - 家畜糞堆肥 - Google Patents

Abstract

【課題】家畜糞から、短期間で製造できる糞臭のない家畜糞堆肥を提供する。
【解決手段】含有窒素量の２倍以上の量で、かつ、含有カリウム量の２倍以上の量のリン酸を含み、フェリハイドライトと家畜糞中の有機物との複合体を含む糞臭のない家畜糞堆肥である。ｐＨ８以下で、木材チップを含む水分調整材を含有しない。
【選択図】なし

Description

本発明は家畜糞処理剤，家畜糞堆肥及びその製造方法に係り、特に、家畜糞を用いて堆肥を製造する家畜糞処理剤，家畜糞堆肥及びその製造方法に関する。

牛糞，豚糞，鶏糞等の家畜糞を堆肥化する方法が広く知られている（例えば、特許文献１）。
特許文献１の堆肥製造方法では、鶏糞に木片チップと微生物を混入した６０℃以上の混合物を、堆肥舎で６．５日間、その後発酵槽で２３．５日間発酵させる。得られた発酵物から、選別機で木片チップを回収した後、鶏糞堆肥を養生施設に送り、切返しをしながら６０℃以上で３．８日間発酵させて、鶏糞堆肥が完成する。
このように製造された家畜糞堆肥は、低コストなだけでなく、含有するリン酸の殆どが、植物の根から分泌される有機酸により溶解・吸収される緩効性で、土壌に固定されにくく持続性ある水不溶クエン酸溶性リン酸であって、化成肥料のリン酸と同様以上の高い肥効を示す。

また、家畜糞堆肥は、毎日膨大な量が発生し廃棄物となるべき家畜糞をリサイクルするものであって、畜産業側の廃棄コストを大幅に削減すると同時に、耕種側でも、高価な化成リン酸肥料の代替品となるため、畜産業側，耕種側双方の大幅なコスト削減につながるものである。
更に、天然資源であるリン鉱石は枯渇の危機に瀕しており、リン鉱石をほぼ全量輸入に依存しているわが国において、リン資源の確保は重要な課題となっている中、化成肥料と同様以上の肥効を示し、リン酸を含有する家畜糞堆肥は、化成肥料の代替品として益々重要度を増している。

特開２００８−１３３８０号公報（段落００１４〜００１５，図１）

しかし、特許文献１記載の堆肥製造方法によれば、家畜糞堆肥の完成までに１か月以上を要し、その間、大量の家畜糞を保管，処理する施設が必要となる。近年の大規模農業化に伴い増大化した家畜糞に対して堆肥化が間に合わず、一方、家畜糞を野積みにすると、地下水が汚染される恐れがあるため、条例等によって野積みが禁止されている。家畜糞の処理は、農場経営における課題となっている。
更に、長期間の家畜糞堆肥製造中及び耕種側での堆肥使用中において、悪臭による環境悪化の懸念もある。家畜糞処理時の悪臭を抑制するために、脱臭剤を使用する方法もあるが、悪臭を完全に元から取り除く脱臭剤は知られていない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、家畜糞から短期間で糞臭のない堆肥が製造できる家畜糞処理剤，家畜糞堆肥及びその製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、堆肥製造中及び完成後において悪臭のない家畜糞処理剤，家畜糞堆肥及びその製造方法を提供することにある。

前記課題は、請求項１によれば、玄武岩および安山岩を含む群からなる少なくとも一の堆積岩土壌を無機酸で抽出した抽出液又は該抽出液の水溶液であって、該抽出液又は該抽出液の水溶液に含まれる金属中で鉄を最も多く含み、該鉄が液中で、ｐＨ５より高いｐＨで、Ｆｅ（ＯＨ）_３として存在し、ｐＨ５以上の家畜糞に添加されて、糞臭のない家畜糞堆肥を製造するための家畜糞処理剤により解決される。

このように構成しているので、家畜糞の糞臭が極めて短期間で除去され、従来１か月〜３か月程度かかっていた家畜糞堆肥の製造期間を、数日〜２週間程度まで、大幅に短縮することができる。
その結果、家畜糞堆肥製造において、発酵工程を行う必要がなく、製造設備の簡素化及び製造工程の更なる短縮化が可能となる。
更に、本発明の家畜糞処理剤は、家畜糞堆肥製造中も、仕掛品に糞臭が発生せず、近隣住民への悪臭公害対策が不要となり、家畜糞堆肥製造施設の設置場所の自由度が高まる。
また、大規模農業化に伴い増大化した家畜糞を、簡単な設備で素早く処理することが可能である。

また、前記鉄が、前記抽出液又は該抽出液の水溶液中で、略ｐＨ３以下では、Ｆｅ^３＋として、略ｐＨ３〜略ｐＨ４では、Ｆｅ^３＋とＦｅ（ＯＨ）_２ ^＋として、略ｐＨ４〜略ｐＨ５では、Ｆｅ^３＋とＦｅ（ＯＨ）^２＋とＦｅ（ＯＨ）_２ ^＋として、略ｐＨ５より高いｐＨでは、Ｆｅ（ＯＨ）^２＋とＦｅ（ＯＨ）_２ ^＋とＦｅ（ＯＨ）_３として存在するように構成されていると好適である。
このように構成された家畜糞処理剤によれば、糞臭のない家畜糞堆肥を短期間で製造することが可能となる。

前記課題は、請求項３の家畜糞堆肥製造方法によれば、ｐＨ５以上の家畜糞に、請求項１又は２記載の家畜糞処理剤を添加する添加工程を行うことにより、糞臭のない家畜糞堆肥を製造することにより解決される。
このように、添加工程でｐＨ５以上の家畜糞を添加しているため、混合物中の家畜糞処理剤のｐＨを５以上に保持することが可能となり、家畜糞処理剤中に、フェリハイドライトの原料となるＦｅ（ＯＨ）_３（水酸化鉄）を存在させることが可能となる。その結果、家畜糞に家畜糞処理剤を添加することによって、Ｆｅ（ＯＨ）_３からフェリハイドライトの複合体が形成され、複合体形成時、有機物の芳香環や−ＳＨ基等が切断されて、糞臭が除去される。また、Ｆｅ（ＯＨ）_３からフェリハイドライトの複合体形成時、Ｆｅ（ＯＨ）_３の鉄が反応して２価になるときに発生するスーパーオキサイドによっても、家畜糞中の臭い物質が酸化分解されて、糞臭が除去される。

また、フェリハイドライトの原料となるＦｅ（ＯＨ）_３（水酸化鉄）を存在させることにより、家畜糞中の有機物がアルミニウム、マグネシウム等の他の元素と複合体を形成してしまうことを防止できる。家畜糞中の有機物との複合体を、生体や生態系に悪影響を及ぼす可能性が極めて小さい鉄を含むものとすることが可能となるのである。さらに、反応が起こる表面積が大きく、またｐＨ変化によって起こる変異荷電特性に起因する物理化学反応力が大きいフェリハイドライトを含む複合体を形成することが可能となるのである。

また、フェリハイドライトは、酸素吸着による酸化防止効果、肉類の鮮度保持効果、嫌気性菌の繁殖抑制による抗菌・制菌効果等を有することが知られており、本実施形態によりできた家畜糞中の有機物とフェリハイドライトとの複合体は、これらの効果をも奏する。
更に、家畜糞中の有機物が、フェリハイドライドとの複合体を形成することにより、堆肥中のリン酸等の肥料成分が溶脱し難く、安定した堆肥とすることができる。

また、前記添加工程では、前記家畜糞処理剤をｐＨ５以上に調整してから該家畜糞処理剤を前記家畜糞に添加して、該家畜糞と前記家畜糞処理剤の混合物を作製し、前記添加工程の後で、前記均一混合物を乾燥させる乾燥工程を行うように構成してもよい。
このように、家畜糞処理剤をｐＨ５以上に調整しているため、混合物中の家畜糞処理剤のｐＨを５以上に保持することが可能となり、家畜糞処理剤中に、フェリハイドライトの原料となるＦｅ（ＯＨ）_３（水酸化鉄）を存在させることが可能となる。その結果、家畜糞に家畜糞処理剤を添加することによって、Ｆｅ（ＯＨ）_３からフェリハイドライトの複合体が形成され、複合体形成時、有機物の芳香環や−ＳＨ基等が切断されて、糞臭が除去される。また、Ｆｅ（ＯＨ）_３からフェリハイドライトの複合体形成時、Ｆｅ（ＯＨ）_３の鉄が反応して２価になるときに発生するスーパーオキサイドによっても、家畜糞中の臭い物質が酸化分解されて、糞臭が除去される。

また、フェリハイドライトの原料となるＦｅ（ＯＨ）_３（水酸化鉄）を存在させることにより、家畜糞中の有機物がアルミニウム、マグネシウム等の他の元素と複合体を形成してしまうことを防止できる。家畜糞中の有機物との複合体を、生体や生態系に悪影響を及ぼす可能性が極めて小さい鉄を含むものとすることが可能となるのである。さらに、反応が起こる表面積が大きく、またｐＨ変化によって起こる変異荷電特性に起因する物理化学反応力が大きいフェリハイドライトを含む複合体を形成することが可能となるのである。
そして、混合物中の家畜糞処理剤のｐＨを５以上に保持することが可能となるため、家畜糞処理剤中に、フェリハイドライトの原料となるＦｅ（ＯＨ）_３（水酸化鉄）を存在させることが可能となる。その結果、家畜糞に家畜糞処理剤を添加することによって、Ｆｅ（ＯＨ）_３からフェリハイドライトの複合体が形成され、複合体形成時、有機物の芳香環や−ＳＨ基等が切断されて、糞臭が除去される。また、Ｆｅ（ＯＨ）_３からフェリハイドライトの複合体形成時、Ｆｅ（ＯＨ）_３の鉄が反応して２価になるときに発生するスーパーオキサイドによっても、家畜糞中の臭い物質が酸化分解されて、糞臭が除去される。

また、フェリハイドライトの原料となるＦｅ（ＯＨ）_３（水酸化鉄）を存在させることにより、家畜糞中の有機物がアルミニウム、マグネシウム等の他の元素と複合体を形成してしまうことを防止できる。家畜糞中の有機物との複合体を、生体や生態系に悪影響を及ぼす可能性が極めて小さい鉄を含むものとすることが可能となるのである。さらに、反応が起こる表面積が大きく、またｐＨ変化によって起こる変異荷電特性に起因する物理化学反応力が大きいフェリハイドライトを含む複合体を形成することが可能となるのである。
また、乾燥工程を行うことにより、乾燥した取引し易い形態の堆肥を得ることができる。

また、前記添加工程の後、前記乾燥工程前に、前記混合物を撹拌する撹拌工程を行い、前記乾燥工程では、前記均一混合物を１５日間未満の日数乾燥させるように構成してもよい。
このように構成すると、家畜糞堆肥製造方法において、発酵工程を行わないため、家畜糞堆肥の製造にかかる日数を大幅に短縮できる。また、木材チップ等の水分調整材の添加も回収も不要であり、簡易に家畜糞堆肥を製造できる。

また、含有窒素量及び含有カリウム量の２倍以上の量のリン酸を含み、フェリハイドライトと前記家畜糞中の有機物との複合体を含む家畜糞堆肥を製造するように構成してもよい。
このように構成すると、化成肥料以上の肥効を示す家畜糞堆肥の製造が可能となり、高価な化成リン酸肥料の代替品となるため、耕種側の肥料コストを大幅に削減できる。また、枯渇の危機に瀕しているリン鉱石を補うリン資源を提供することができる。

また、前記添加工程では、前記家畜糞処理剤を前記家畜糞に散布し、前記乾燥工程は、天日干しにより行うように構成してもよい。
このように構成すると、乾燥装置等大掛かりな製造設備導入が不要で、製造コストや製造方法導入の手間等が省かれ、簡易に家畜糞堆肥を製造できる。また、大掛かりな設備が不要なため、農家の大小を問わず家畜糞堆肥の製造ができる。

前記課題は、請求項８の家畜糞堆肥によれば、請求項３乃至７いずれか記載の家畜糞堆肥製造方法により製造されることにより解決される。
このとき、家畜糞堆肥が、ｐＨ８以下であると好適である。
このように構成しているので、家畜糞堆肥がアルカリ性のときに生じるみそ臭のない家畜糞堆肥とすることができる。従って、家畜糞処理剤による糞臭の除去のみでなく、本発明の家畜糞堆肥がアルカリ性になったときに生じる独特のみそ臭も抑えることができる。

本発明によれば、家畜糞の糞臭が極めて短期間で除去され、従来１か月〜３か月程度かかっていた家畜糞堆肥の製造期間を、数日〜２週間程度まで、大幅に短縮することができる。
その結果、家畜糞堆肥製造において、発酵工程を行う必要がなく、製造設備の簡素化及び製造工程の更なる短縮化が可能となる。
更に、本発明の家畜糞処理剤は、家畜糞堆肥製造中も、仕掛品に糞臭が発生せず、近隣住民への悪臭公害対策が不要となり、家畜糞堆肥製造施設の設置場所の自由度が高まる。
また、大規模農業化に伴い増大化した家畜糞を、簡単な設備で素早く処理することが可能である。

以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明する構成は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。
本実施形態は、家畜糞処理液と鶏糞を原料として、鉄水和酸化物の一種であるフェリハイドライトと鶏糞中の有機物との複合体からなる鶏糞堆肥を製造する方法である。
本実施形態では、家畜糞として鶏糞を用いるが、そのほか、牛，豚，羊，山羊等を含むあらゆる家畜の糞についても適用可能である。
ここで、フェリハイドライトと鶏糞中の有機物との複合体とは、非晶質フェリハイドライト（以下フェリハイドライトという）と有機物との複合体をいう。

フェリハイドライト（Ｆｅｒｒｉｈｙｄｒｉｔｅ）とは、一般式５Ｆｅ_２Ｏ_３・９Ｈ_２Ｏで表される非晶質水和酸化物である。一般的には、地球表層において初期段階で形成される低結晶度の鉄鉱物として知られている。
フェリハイドライトは、有機化合物のカルボキシル基やカルボニル基のＯＨ端、Ｏ端と配位結合する性質があり凝集体を形成する。比表面積が約２００（ｍ^２／ｇ）と大きく、有機化合物のＯＨ端、Ｏ端との反応に供される場が広いため、触媒能が高く、凝集体を形成する能力が高いことが分かっている。
また、本実施形態の家畜糞処理液及びその希釈液が、特許請求の範囲の家畜糞処理剤に該当する。

（家畜糞処理液）
本実施形態の家畜糞処理液は、玄武岩、安山岩等の堆積岩土壌に、無機酸を添加して抽出した天然由来のイオン化ミネラル濃縮液を用いる。このイオン化ミネラル濃縮液としては、例えば、株式会社リオン製のクレイエクストラクトを使用することができる。
家畜糞処理液は、玄武岩、安山岩等の堆積岩土壌（粘土）に、濃度１０〜２０重量％の硫酸水溶液を添加して酸可溶成分を抽出したものである。なお、硫酸の代わりに、硝酸、これらの無機酸を混合したもの、またはその水溶液等を用いてもよいが、濃度１０〜２０重量％の硫酸水溶液を用いると、家畜糞処理液を効率よく得ることができる。

本実施形態の家畜糞処理液は、鉄（Ｆｅ）を主要構成成分とし、その他マンガン（Ｍｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）等のカチオンも含む。ただし、マグネシウム量およびカルシウム量の和は、ミネラル液に含有される鉄の量の３０重量％未満である。
家畜糞処理液は、鉄を７０００〜１５０００（ｐｐｍ）程度含み、ｐＨは、０．１〜０．２程度である。
また、家畜糞処理液に含まれる高分子の径は、３〜８（ｎｍ）程度である。

本実施形態の家畜糞処理液に含まれる鉄は、ｐＨによって異なる形態で存在する。ｐＨ３以下では、鉄は、Ｆｅ^３＋、ｐＨ３〜ｐＨ４では、Ｆｅ^３＋とＦｅ（ＯＨ）_２ ^＋、ｐＨ４〜ｐＨ５では、Ｆｅ^３＋とＦｅ（ＯＨ）^２＋とＦｅ（ＯＨ）_２ ^＋、ｐＨ５より高いｐＨでは、Ｆｅ（ＯＨ）^２＋とＦｅ（ＯＨ）_２ ^＋とＦｅ（ＯＨ）_３として存在する。

また、本実施形態の家畜糞処理液の母材である土壌を硫酸抽出した残渣は、純鉄（Ｆｅ（３＋））と、非結晶質の針鉄鉱（α−ＦｅＯＯＨ）とを含んでいる。ここで、純鉄（Ｆｅ（３＋））とは、変化しにくい安定した鉄をいい、酸化されず、溶出しないという性質を有する鉄をいう。

本実施形態の家畜糞処理液の一例の組成を、表１に示す。

また、本実施形態で用いられる家畜糞処理液の母材である土壌を硫酸で抽出した残渣の一例を、メスバウア分光分析法で測定した結果、常磁性のＦｅ（３＋）と、スピネル８面体位置のＦｅ_３Ｏ_４、スピネル・４面体位置のＦｅ_３Ｏ_４と、α−Ｆｅ_２Ｏ_３とを含んでいることが分かった。残渣に含まれるＦｅのうち、６％が常磁性のＦｅ（３＋）、３８％がスピネル・８面体位置のＦｅ_３Ｏ_４、３１％がスピネル・４面体位置のＦｅ_３Ｏ_４、２５％がα−Ｆｅ_２Ｏ_３であるとの測定結果を得た。

本実施形態の家畜糞処理液は、消臭殺菌効果を有する。
これは、Ｆｅ（ＯＨ）_３からフェリハイドライトの複合体が形成され、複合体形成時、有機物の芳香環や−ＳＨ基等が切断されて、糞臭が除去されると考えられる。
また、家畜糞処理液のｐＨ５以上における主成分Ｆｅ（ＯＨ）_３の鉄が次の化学式（１）により反応して２価になるときに発生するスーパーオキサイドにより、臭い物質を酸化分解すると考えられる。
４Ｆｅ（ＯＨ）_３＋８Ｈ^＋→４Ｆｅ^２＋＋１０Ｈ_２Ｏ＋Ｏ_２・・・（化学式１）

また、一般的に、酸化状態では、Ｏ_２が電子受容体となるため、酸化状態における有機物の最終産物はＣＯ_２とＨ_２Ｏであるが、還元状態では、ＮＯ_３，ＳＯ_４，ＣＯ_２が電子受容体となるため、有機物の最終産物としてＮ_２，Ｈ_２Ｓ，ＣＨ_４も発生する。
式１の反応の酸化還元電位は、ＥＨ＝―０．１８３Ｖであり、メタンガスの発生する電位はＥＨ＝―０．２５３Ｖであるため、嫌気状態になるのを防ぎ、メタンガス等の発生を抑制する。

（家畜糞堆肥の製造方法）
本実施形態の家畜糞堆肥の製造方法について、鶏糞を用いて鶏糞堆肥を製造する場合を例として説明する。
まず、家畜糞処理液を、水で１０倍〜３０００倍に希釈し、ｐＨ５以上、好ましくはｐＨ５〜６の希釈液を得る。このとき、同じ倍率で希釈しても、希釈に用いる水の種類によって得られる希釈液のｐＨが変化するが、本実施形態では、純水を用いる。
次いで、採卵鶏の鶏糞を準備する。採卵鶏の鶏糞としては、ｐＨ５以上のものを用いる。なお、鶏の腸内ｐＨを下げるよう腸内ｐＨ調整を行わなければ、採卵鶏の鶏糞のｐＨは通常６前後であり、そのまま用いることができる。鶏糞のｐＨが５未満の場合、ｐＨ５以上に調整する。

家畜糞処理液は、ｐＨ５未満では、Ｆｅ（ＯＨ）_３が存在せず、Ｆｅ^３＋とＦｅ（ＯＨ）^２＋とＦｅ（ＯＨ）_２ ^＋の形態となる。Ｆｅ^３＋とＦｅ（ＯＨ）^２＋とＦｅ（ＯＨ）_２ ^＋の形態のときには、鶏糞中の有機物は、鉄ではなくアルミニウム、マグネシウム、カルシウム等の他の元素と複合体を形成してしまうため、鉄と有機物との複合体であるフェリハイドライトができない。したがって、フェリハイドライトを形成させるためには、家畜糞堆肥製造方法の各工程において、鶏糞と家畜糞処理液の希釈液を混合したもののｐＨが、５以上になっていることが必要である。

次いで、採卵鶏の鶏糞１ｋｇ当たり０．２〜１．５Ｌの希釈液を、公知のスプレーを用いて鶏糞に散布する添加工程を行った後、５〜１５分間撹拌混合する撹拌工程を行い、鶏糞と処理液の混合物を得る。なお、希釈液の添加量は、鶏糞の水分量に応じて決められる。また、添加工程は、スプレーを用いた散布に限られず、希釈液をそのまま注入したり、振り掛けたりしてもよい。
混合物をシート上に薄く広げ、５〜１４日間天日干しにより、水分が１０〜２５％程度になるよう乾燥する乾燥工程を行い、乾燥混合物を得る。ここで、天日干しの日数を５日以上としたのは、５日未満であると、家畜糞特有の臭気が完全に除去されないためである。また、１４日間以下としたのは、１４日間天日干しすれば家畜糞特有の臭気が略完全に除去されるためである。また、１４日より長い日数天日干しをすると、鶏糞の処理効率が低下し、処理待ちの鶏糞を保管する施設を大型化する必要が生じるためである。
なお、本実施形態では、天日干しにより乾燥工程を行うが、コンベア式乾燥機，ドラム式乾燥機等の乾燥機で乾燥してもよい。
乾燥混合物を粉砕して粉砕物を得て、家畜糞堆肥を完成する。

本実施形態の家畜糞堆肥を製造する方法では、家畜糞処理液の希釈液のｐＨを５以上に調整し、かつ、ｐＨ５以上の鶏糞を用いているため、以降の工程において、家畜糞処理液の希釈液のｐＨを５以上に保持することが可能となり、家畜糞処理液の希釈液中に、フェリハイドライトの原料となるＦｅ（ＯＨ）_３（水酸化鉄）を存在させることが可能となる。

（家畜糞堆肥）
上記家畜糞堆肥の製造方法により製造された鶏糞堆肥は、緑色から黒色の粉末からなり、粉末状の家畜糞堆肥製品の形態においても、粉末に水を加えたペースト状の形態においても、従来の家畜糞堆肥特有の悪臭がない。
また、鶏糞堆肥は、ｐＨ８以下であるとよい。ｐＨ８より高くなると、独特のみそ臭が生じる場合があるが、ｐＨ８以下になると、このみそ臭が和らげられるか、なくなるためである。
なお、鶏糞堆肥は、鶏に与えた飼料，水や、鶏の生育した環境などにより、組成や性質が変化するため、鶏糞堆肥のｐＨが同じであっても、みそ臭が生じる場合も生じない場合もあり、みそ臭の発生頻度が異なる。鶏糞堆肥がｐＨ６以下となると、どのような条件でも、ほぼ完全にみそ臭の発生が防止される。

以下、上記家畜糞堆肥の製造方法により製造した鶏糞堆肥の実施例１〜５について説明する。
（実施例１）
家畜糞処理液を水で１０倍希釈した希釈液０．５Ｌを、採卵鶏の鶏糞２ｋｇに散布して、５分間撹拌混合した後、数分間放置して、鶏糞と処理液の混合物２．５ｋｇを得た。混合物をシート上に薄く広げ、７日間天日干しをして、０．３５ｋｇの乾燥混合物を得た。次いで、混合乾燥物を粉砕して粉砕物を得て、家畜糞堆肥を完成した。

（実施例２）
家畜糞処理液を水で１００倍希釈した希釈液０．５Ｌを、採卵鶏の鶏糞２ｋｇに散布して、５分間撹拌混合した後、数分間放置して、鶏糞と処理液の混合物２．５ｋｇを得た。混合物をシート上に薄く広げ、７日間天日干しをして、０．２８ｋｇの乾燥混合物を得た。次いで、混合乾燥物を粉砕して粉砕物を得て、家畜糞堆肥を完成した。

（実施例３）
家畜糞処理液を水で１０００倍希釈した希釈液０．３Ｌを、採卵鶏の鶏糞１ｋｇに散布して、５分間撹拌混合した後、数分間放置して、鶏糞と処理液の混合物１．３ｋｇを得た。混合物をシート上に薄く広げ、７日間天日干しをして、０．１４ｋｇの乾燥混合物を得た。次いで、混合乾燥物を粉砕して粉砕物を得て、家畜糞堆肥を完成した。

（実施例４）
家畜糞処理液を水で５００倍希釈した希釈液０．５Ｌを、採卵鶏の鶏糞２ｋｇに散布して、５分間撹拌混合した後、数分間放置して、鶏糞と処理液の混合物２．５ｋｇを得た。混合物をシート上に薄く広げ、１１日間天日干しをして、０．４５ｋｇの乾燥混合物を得た。このうち０．２１５ｋｇの乾燥混合物を廃棄して０．２３５ｋｇの乾燥混合物をサンプルとした。次いで、混合乾燥物を粉砕して粉砕物を得て、家畜糞堆肥を完成した。

（実施例５）
家畜糞処理液を水で１０００倍希釈した希釈液０．５Ｌを、採卵鶏の鶏糞２ｋｇに散布して、５分間撹拌混合した後、数分間放置して、鶏糞と処理液の混合物２．５ｋｇを得た。混合物をシート上に薄く広げ、１１日間天日干しをして、０．４６９ｋｇの乾燥混合物を得た。このうち０．１３４ｋｇの乾燥混合物を廃棄して０．３３５ｋｇの乾燥混合物をサンプルとした。次いで、混合乾燥物を粉砕して粉砕物を得て、家畜糞堆肥を完成した。

（試験例１）
以上のように調整した実施例１〜５の家畜糞堆肥の臭気について試験した結果を表２に示す。

実施例１，２，４，５では、原料である鶏糞の臭気を１００とした場合、撹拌工程中の臭気が５０程度であった。また、乾燥工程開始後６日目に、鶏糞特有の臭気が全く感じられず、臭気が完全に除去された。また、その後、そのまま糞臭が復活することなく、製品形態である家畜糞堆肥及び家畜糞堆肥に水を添加したペーストに至るまで、糞臭のないものであった。

また、実施例３では、原料である鶏糞の臭気を１００とした場合、撹拌工程中の臭気が５０程度であった。また、７日間の乾燥工程終了後、感じられるか感じられないかの境界程度の臭気を有していた。乾燥工程終了後の臭気は、従来の鶏糞堆肥の臭気よりも非常に弱いレベルであった。

実施例２に係る家畜糞堆肥の分析結果を、表３に示す。

実施例２に係る鶏糞堆肥は、リン酸量が８．６％で、窒素量の２．７７倍、カリウム量の４．１０倍であった。従来の鶏糞堆肥は、リン酸量が４〜６％でカリウム量の２倍未満であるため、従来の鶏糞堆肥と対比しても、リン酸の含有比率が高いことが分かった。

（実施例６）
家畜糞処理液を水で１０倍希釈した希釈液１Ｌを、採卵鶏の鶏糞１０ｋｇに散布して、水分６０％とし、１０分間撹拌混合した後、数分間放置して、鶏糞と処理液の混合物を得た。混合物をシート上に薄く広げ、７日間天日干しをして、乾燥混合物を得た。次いで、混合乾燥物を粉砕して粉砕物を得て、家畜糞堆肥を完成した。
得られた家畜糞堆肥は、ｐＨ５．５４で、無臭であった。

（実施例７）
家畜糞処理液を水で１０倍希釈した希釈液１Ｌを、ｐＨ６．３３の採卵鶏の鶏糞１０ｋｇに散布して、水分６０％とし、１０分間撹拌混合した後、数分間放置して、鶏糞と処理液の混合物を得た。混合物をシート上に薄く広げ、７日間天日干しをして、乾燥混合物を得た。次いで、混合乾燥物を粉砕して粉砕物を得て、家畜糞堆肥を完成した。
得られた家畜糞堆肥は、ｐＨ５．１７で、無臭であった。

（実施例８）
家畜糞処理液を水で１０倍希釈した希釈液１Ｌを、採卵鶏の鶏糞１０ｋｇに散布して、水分６０％とし、１０分間撹拌混合した後、数分間放置して、鶏糞と処理液の混合物を得た。混合物をシート上に薄く広げ、７日間天日干しをして、乾燥混合物を得た。次いで、混合乾燥物を粉砕して粉砕物を得て、家畜糞堆肥を完成した。
得られた家畜糞堆肥は、ｐＨ７．５６で、若干のみそ臭があったが、肥料臭気としては、合格品として許容される程度であった。

（実施例９）
家畜糞処理液を水で５倍希釈した希釈液１Ｌを、対比例１で用いたものと同じ採卵鶏の鶏糞１０ｋｇに散布して、水分６０％とし、１０分間撹拌混合した後、数分間放置して、鶏糞と処理液の混合物を得た。混合物をシート上に薄く広げ、７日間天日干しをして、乾燥混合物を得た。次いで、混合乾燥物を粉砕して粉砕物を得て、家畜糞堆肥を完成した。
得られた家畜糞堆肥は、ｐＨ８．０３で、若干のみそ臭があったが、肥料臭気としては、合格品として許容される程度であった。

（試験例２）
実施例６〜９で製造した鶏糞堆肥について、ｐＨと臭気との関連を検討した。
実施例８，９より、家畜糞処理液で処理した鶏糞堆肥は、ｐＨ７．５６，ｐＨ８．０３で若干のみそ臭があったが、許容できる程度のわずかなみそ臭であった。従って、ｐＨ８以下程度で、アルカリ性の家畜糞堆肥特有のみそ臭がなくなることが分かった。
また実施例６，７より、家畜糞処理液で処理した鶏糞堆肥は、ｐＨ５．５４，ｐＨ５．１７で、全くの無臭になっていた。
実施例６〜９では、家畜糞処理液により、中性又は酸性の鶏糞堆肥となっており、アルカリ特有の悪臭がしないことが確認された。臭気の確認をしたところ、アンモニアの発生も抑えられており、真の発酵食品と同程度の系に入っているものと思われた。

本発明は家畜糞堆肥に係り、特に、家畜糞を用いて製造された家畜糞堆肥に関する。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、家畜糞から短期間で糞臭なく製造できる家畜糞堆肥を提供することにある。
本発明の他の目的は、堆肥製造中及び完成後において悪臭のない家畜糞堆肥を提供することにある。

前記課題は、請求項１の家畜糞堆肥によれば、含有窒素量の２倍以上の量で、かつ、含有カリウム量の２倍以上の量のリン酸を含み、フェリハイドライトと家畜糞中の有機物との複合体を含む糞臭のない家畜糞堆肥により解決される。
このように、フェリハイドライトと家畜糞中の有機物との複合体を含むため、家畜糞中の有機物がアルミニウム、マグネシウム等の他の元素と複合体を形成してしまうことを防止できる。家畜糞中の有機物との複合体を、生体や生態系に悪影響を及ぼす可能性が極めて小さい鉄を含むものとすることが可能となるのである。さらに、フェリハイドライトを含む複合体は、反応が起こる表面積が大きく、またｐＨ変化によって起こる変異荷電特性に起因する物理化学反応力が大きい。
また、フェリハイドライトは、酸素吸着による酸化防止効果、肉類の鮮度保持効果、嫌気性菌の繁殖抑制による抗菌・制菌効果等を有することが知られており、本実施形態によりできた家畜糞中の有機物とフェリハイドライトとの複合体は、これらの効果をも奏する。
更に、家畜糞中の有機物が、フェリハイドライドとの複合体を形成することにより、堆肥中のリン酸等の肥料成分が溶脱し難く、安定した堆肥とすることができる。
このとき、ｐＨ８以下で、木材チップを含む水分調整材を含有しないと好適である。
このように構成しているので、家畜糞堆肥がアルカリ性のときに生じるみそ臭のない家畜糞堆肥とすることができる。従って、家畜糞処理剤による糞臭の除去のみでなく、本発明の家畜糞堆肥がアルカリ性になったときに生じる独特のみそ臭も抑えることができる。

本発明によれば、フェリハイドライトと家畜糞中の有機物との複合体を含むため、家畜糞中の有機物がアルミニウム、マグネシウム等の他の元素と複合体を形成してしまうことを防止できる。家畜糞中の有機物との複合体を、生体や生態系に悪影響を及ぼす可能性が極めて小さい鉄を含むものとすることが可能となるのである。さらに、フェリハイドライトを含む複合体は、反応が起こる表面積が大きく、またｐＨ変化によって起こる変異荷電特性に起因する物理化学反応力が大きい。
また、フェリハイドライトは、酸素吸着による酸化防止効果、肉類の鮮度保持効果、嫌気性菌の繁殖抑制による抗菌・制菌効果等を有することが知られており、本実施形態によりできた家畜糞中の有機物とフェリハイドライトとの複合体は、これらの効果をも奏する。
更に、家畜糞中の有機物が、フェリハイドライドとの複合体を形成することにより、堆肥中のリン酸等の肥料成分が溶脱し難く、安定した堆肥とすることができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明する構成は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。
本実施形態は、家畜糞処理液と鶏糞を原料として製造される、鉄水和酸化物の一種であるフェリハイドライトと鶏糞中の有機物との複合体からなる鶏糞堆肥である。
本実施形態では、家畜糞として鶏糞を用いるが、そのほか、牛，豚，羊，山羊等を含むあらゆる家畜の糞についても適用可能である。
ここで、フェリハイドライトと鶏糞中の有機物との複合体とは、非晶質フェリハイドライト（以下フェリハイドライトという）と有機物との複合体をいう。

フェリハイドライト（Ｆｅｒｒｉｈｙｄｒｉｔｅ）とは、一般式５Ｆｅ_２Ｏ_３・９Ｈ_２Ｏで表される非晶質水和酸化物である。一般的には、地球表層において初期段階で形成される低結晶度の鉄鉱物として知られている。
フェリハイドライトは、有機化合物のカルボキシル基やカルボニル基のＯＨ端、Ｏ端と配位結合する性質があり凝集体を形成する。比表面積が約２００（ｍ^２／ｇ）と大きく、有機化合物のＯＨ端、Ｏ端との反応に供される場が広いため、触媒能が高く、凝集体を形成する能力が高いことが分かっている。

（家畜糞処理液）
家畜糞処理液は、玄武岩、安山岩等の堆積岩土壌に、無機酸を添加して抽出した天然由来のイオン化ミネラル濃縮液を用いる。このイオン化ミネラル濃縮液としては、例えば、株式会社リオン製のクレイエクストラクトを使用することができる。
家畜糞処理液は、玄武岩、安山岩等の堆積岩土壌（粘土）に、濃度１０〜２０重量％の硫酸水溶液を添加して酸可溶成分を抽出したものである。なお、硫酸の代わりに、硝酸、これらの無機酸を混合したもの、またはその水溶液等を用いてもよいが、濃度１０〜２０重量％の硫酸水溶液を用いると、家畜糞処理液を効率よく得ることができる。

家畜糞処理液は、鉄（Ｆｅ）を主要構成成分とし、その他マンガン（Ｍｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）等のカチオンも含む。ただし、マグネシウム量およびカルシウム量の和は、ミネラル液に含有される鉄の量の３０重量％未満である。
家畜糞処理液は、鉄を７０００〜１５０００（ｐｐｍ）程度含み、ｐＨは、０．１〜０．２程度である。
また、家畜糞処理液に含まれる高分子の径は、３〜８（ｎｍ）程度である。

家畜糞処理液に含まれる鉄は、ｐＨによって異なる形態で存在する。ｐＨ３以下では、鉄は、Ｆｅ^３＋、ｐＨ３〜ｐＨ４では、Ｆｅ^３＋とＦｅ（ＯＨ）_２ ^＋、ｐＨ４〜ｐＨ５では、Ｆｅ^３＋とＦｅ（ＯＨ）^２＋とＦｅ（ＯＨ）_２ ^＋、ｐＨ５より高いｐＨでは、Ｆｅ（ＯＨ）^２＋とＦｅ（ＯＨ）_２ ^＋とＦｅ（ＯＨ）_３として存在する。

また、家畜糞処理液の母材である土壌を硫酸抽出した残渣は、純鉄（Ｆｅ（３＋））と、非結晶質の針鉄鉱（α−ＦｅＯＯＨ）とを含んでいる。ここで、純鉄（Ｆｅ（３＋））とは、変化しにくい安定した鉄をいい、酸化されず、溶出しないという性質を有する鉄をいう。

家畜糞処理液の一例の組成を、表１に示す。

また、家畜糞処理液の母材である土壌を硫酸で抽出した残渣の一例を、メスバウア分光分析法で測定した結果、常磁性のＦｅ（３＋）と、スピネル８面体位置のＦｅ_３Ｏ_４、スピネル・４面体位置のＦｅ_３Ｏ_４と、α−Ｆｅ_２Ｏ_３とを含んでいることが分かった。残渣に含まれるＦｅのうち、６％が常磁性のＦｅ（３＋）、３８％がスピネル・８面体位置のＦｅ_３Ｏ_４、３１％がスピネル・４面体位置のＦｅ_３Ｏ_４、２５％がα−Ｆｅ_２Ｏ_３であるとの測定結果を得た。

家畜糞処理液は、消臭殺菌効果を有する。
これは、Ｆｅ（ＯＨ）_３からフェリハイドライトの複合体が形成され、複合体形成時、有機物の芳香環や−ＳＨ基等が切断されて、糞臭が除去されると考えられる。
また、家畜糞処理液のｐＨ５以上における主成分Ｆｅ（ＯＨ）_３の鉄が次の化学式（１）により反応して２価になるときに発生するスーパーオキサイドにより、臭い物質を酸化分解すると考えられる。
４Ｆｅ（ＯＨ）_３＋８Ｈ^＋→４Ｆｅ^２＋＋１０Ｈ_２Ｏ＋Ｏ_２・・・（化学式１）

Claims (9)

1. 玄武岩および安山岩を含む群からなる少なくとも一の堆積岩土壌を無機酸で抽出した抽出液又は該抽出液の水溶液であって、
   該抽出液又は該抽出液の水溶液に含まれる金属中で鉄を最も多く含み、該鉄が液中で、ｐＨ５より高いｐＨで、Ｆｅ（ＯＨ）_３として存在し、
   ｐＨ５以上の家畜糞に添加されて、糞臭のない家畜糞堆肥を製造するための家畜糞処理剤。
2. 前記鉄が、前記抽出液又は該抽出液の水溶液中で、略ｐＨ３以下では、Ｆｅ^３＋として、略ｐＨ３〜略ｐＨ４では、Ｆｅ^３＋とＦｅ（ＯＨ）_２ ^＋として、略ｐＨ４〜略ｐＨ５では、Ｆｅ^３＋とＦｅ（ＯＨ）^２＋とＦｅ（ＯＨ）_２ ^＋として、略ｐＨ５より高いｐＨでは、Ｆｅ（ＯＨ）^２＋とＦｅ（ＯＨ）_２ ^＋とＦｅ（ＯＨ）_３として存在することを特徴とする請求項１記載の家畜糞処理剤。
3. ｐＨ５以上の家畜糞に、請求項１又は２記載の家畜糞処理剤を添加する添加工程を行うことにより、糞臭のない家畜糞堆肥を製造することを特徴とする家畜糞堆肥製造方法。
4. 前記添加工程では、前記家畜糞処理剤をｐＨ５以上に調整してから該家畜糞処理剤を前記家畜糞に添加して、該家畜糞と前記家畜糞処理剤の混合物を作製し、
   前記添加工程の後で、前記均一混合物を乾燥させる乾燥工程を行うことを特徴とする請求項３記載の家畜糞堆肥製造方法。
5. 前記添加工程の後、前記乾燥工程前に、前記混合物を撹拌する撹拌工程を行い、
   前記乾燥工程では、前記均一混合物を１５日間未満の日数乾燥させることを特徴とする請求項３又は４記載の家畜糞堆肥製造方法。
6. 含有窒素量及び含有カリウム量の２倍以上の量のリン酸を含み、フェリハイドライトと前記家畜糞中の有機物との複合体を含む家畜糞堆肥を製造することを特徴とする請求項３乃至５いずれか記載の家畜糞堆肥製造方法。
7. 前記添加工程では、前記家畜糞処理剤を前記家畜糞に散布し、
   前記乾燥工程は、天日干しにより行うことを特徴とする請求項３乃至６いずれか記載の家畜糞堆肥製造方法。
8. 請求項３乃至７いずれか記載の家畜糞堆肥製造方法により製造される家畜糞堆肥。
9. ｐＨ８以下であることを特徴とする請求項８記載の家畜糞堆肥。