JP2018536608A - 浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料の製造方法およびその製造方法で生成された有機肥料 - Google Patents

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Abstract

浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料の製造方法は、異物除去段階；滅菌段階および破砕段階；で生成されることを特徴とする粉末状の有機質原料に微生物の培養段階；微生物培養液の製造段階；および微生物添加液の製造段階；で生成されたものを混合段階；発酵段階および乾燥段階；を含んでなる技術的特徴であり、土壌改良、作物生長、病害虫防除に効果がある。また、課題の解決手段を通じて生成された肥料には、１次代謝産物、２次代謝産物、分解および合成酵素などの複合酵素、抗生物質、生理活性物質、誘導物質などが含有されていて、土壌を汚染させないだけでなく、生態系の復元および安全な有機農産物の生産により所得増大の効果もある。
【選択図】図１

Description

本発明は、浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群を利用した有機肥料と有機肥料の製造方法に関し、より詳細には、土壌改良、作物生長、病害虫防除のために土壌から分離した浄菌型、発酵型、合成型微生物群を単独培養、混合培養、組合せ培養する浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料の製造方法およびその製造方法で生成された有機肥料に関する。
一般的に、現代の農業は、化学肥料と農薬、除草剤の連用と過用により土壌と水質、農作物まで汚染させていて、ヒトはもちろん生態系を破壊している。
特に、土壌汚染は、土壌微生物と直接的な関連があるので、微生物の量も減少し、さらに絶滅する種が増えてますます土壌の砂漠化が進行している。
生態破壊の深刻性を悟った農民が生態系を復元するために各種民間農法を適用してはいるが、生態破壊の根本原因となる農薬と化学肥料、除草剤を使用せずに農作業をする有機農業資材が開発されない限り、生態系の復元は困難であるという問題点がある。
現在、韓国では、土壌改良剤として石灰とケイ酸を使用しているが、石灰とケイ酸を続いて使用すると、石灰とケイ酸が集積されて、土壌が固まって作物に各種障害を起こす問題点もある。
また、国家認証の有機農業資材のうち微生物農業資材が実用化されたが、微生物に対する認識の不足に起因して誤用されていて、効果が微々たる問題点もある。
一方、日本国で発明して世界各国で使用している有用微生物製剤（ＥＭ）は、微生物が温度と水分、ｐＨ、ＣＥＣ、ＯＲＰなどの土質形態、土着微生物との競争など環境の影響で生き残らなければならず、生き残った微生物が土壌と作物に定着して増殖しつつ生成した有用物質を土壌と作物に供給する場合のみに効果を得ることができ、農場環境による使用方法、使用回数、土壌条件、気象条件、栽培地、保管など煩雑で且つ難しい使用条件に合わせて使用しなければならず、長期間持続的に散布する場合のみに土壌微生物相が改善される効果が得られるため、一般農民が使用するには困難であるという問題点もある。
関連先行技術としては、韓国特許公開第１０−２０１０−００３２８５５号公報（発明の名称：植物生長を促進させるための微生物製剤およびこれを利用する方法、公開日：２０１０年０３月２６日）および韓国特許公開第１０−２０１０−０１３０８４２号公報（発明の名称：真核生物から分離したリソソームの抗菌活性を増大させる方法およびこれを利用して得られた親環境抗菌剤、公開日：２０１０年１２月１４日）がある。
本発明は、前記のような従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群を利用した有機肥料と有機肥料の製造方法を提供することにより、土壌改良、作物生長、病害虫防除のために土壌から分離した浄菌型、発酵型、合成型微生物群を単独培養、混合培養、組合せ培養して、本発明による浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料の製造方法およびその製造方法で生成された有機肥料を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、本発明の特徴を通じて理解され得、本発明の実施例により明確に把握でき、特許請求の範囲に示された手段および組合により実現され得る。
前記のような本発明が解決しようとする課題を達成するために、本発明は、下記のような技術的特徴を有する。
本発明による浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料の製造方法は、有機質原料の不純物と異物を除去する異物除去段階；前記有機質原料を高温高圧蒸気で滅菌する滅菌段階；および前記有機質原料を破砕する破砕段階；で生成された粉末状の有機質原料、土壌から分離した浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群を単独培養、混合培養、組合せ培養のうちいずれか一つ以上の方法で培養する微生物の培養段階；前記微生物の培養段階で生成した１次代謝産物、２次代謝産物、分解および合成酵素などの複合酵素、抗生物質、生理活性物質、誘導物質などに複合アミノ酸のうちいずれか一つ以上を添加して微生物培養液を製造する微生物培養液の製造段階；および前記微生物培養液の製造段階で製造された前記微生物培養液と糖蜜希釈液を混合する微生物添加液の製造段階；で生成された微生物添加液を前記粉末状の有機質原料に噴射し混合して混合物を生成する混合段階；前記混合段階で生成された混合物を発酵させる発酵段階；および前記発酵段階を経た前記混合物を乾燥させる乾燥段階と；を含む技術的特徴を有する。
本発明による浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料の製造方法において、前記微生物の培養段階は、前記浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群のうちいずれか一つ以上を単独培養または混合培養する１次培養段階と、前記１次培養段階を経た微生物を組合せ培養する２次培養段階とに分けられる技術的特徴を有する。
本発明による浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料の製造方法において、前記１次培養段階は、微生物間に片利共生、原始的協同、相利共生のうちいずれか一つ以上が行われる技術的特徴を有する。
本発明による浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料の製造方法において、前記２次培養段階は、各個体群間の信号物質である微生物フェロモンで種間の情報交換を通じて遺伝子を交換して１次代謝産物、２次代謝産物、分解および合成酵素などの複合酵素、抗生物質、生理活性物質、誘導物質のうちいずれか一つ以上が生成される技術的特徴を有する。
本発明による浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料の製造方法において、前記微生物の培養段階は、導入微生物間の遺伝子交換過程を経て土壌改良、作物生長、病害虫防除、有機汚染物の生分解、金属汚染の浄化のうちいずれか一つ以上の機能を有する機能性微生物を生成する技術的特徴を有する。
本発明による浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料の製造方法において、前記微生物の培養段階は、微生物を誘導期、対数期、静止期のみまで培養する技術的特徴を有する。
本発明による浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料の製造方法において、前記微生物の培養段階は、培養槽別に９段階の移送手続よりなり、１段階は、各種培地であり、２段階は、三角フラスコ、３段階は、２０Ｌの生物反応器（bioreactor）、４段階は、０．５トンの培養槽、５段階は、１トンの培養槽、６段階は、２．５トンの培養槽、７段階は、５トンの培養槽、８段階は、１０トンの培養槽、９段階は、大容量の培養槽の順に移送しつつ培養する技術的特徴を有する。
本発明による浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料の製造方法において、前記異物除去段階の有機質原料は、穀物ふすま７４ｗｔ％、油粕１０ｗｔ％、もみ殻とわらを原料とする炒めた粉末１０ｗｔ％および添加物６ｗｔ％で混合する技術的特徴を有する。
本発明による浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料の製造方法において、前記添加物は、魚粉、骨粉、カニ殻のうちいずれか一つ以上を混合する技術的特徴を有する。
本発明による浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料の製造方法において、前記微生物添加液の製造段階における糖蜜希釈液は、糖蜜２０〜４０ｗｔ％と精製水６０〜８０ｗｔ％を混合する技術的特徴を有する。
本発明による浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料の製造方法において、前記微生物添加液の製造段階は、糖蜜希釈液２５〜５０ｗｔ％と微生物培養液５０〜７５ｗｔ％を混合する技術的特徴を有する。
本発明による浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料の製造方法において、前記混合段階は、前記混合物が水分５０〜６０％を含むように混合する技術的特徴を有する。
本発明による浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料の製造方法において、前記発酵段階は、前記混合物の発酵温度４０℃〜４５℃になる時点から撹拌を始め、前記発酵温度を５０℃以下に維持する技術的特徴を有する。
本発明による浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料の製造方法において、前記発酵段階は、３〜１０日間発酵する技術的特徴を有する。
本発明による浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料の製造方法において、前記発酵段階は、発酵型微生物群と合成型微生物群で製造した微生物添加液を有機質原料に噴射して３〜５日間発酵する１次発酵段階と、浄菌型微生物群で製造した微生物添加液を噴射して３〜５日間発酵する２次発酵段階とに分けられる技術的特徴を有する。
本発明による浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物と有機質原料で製造された有機肥料は、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法により製造する技術的特徴を有する。
本発明による浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料の製造方法において、前記有機肥料は、浄菌型、発酵型、合成型微生物群の代謝により有用物質を持続的に土壌と作物に供給する技術的特徴を有する。
本発明による浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料の製造方法において、前記有機肥料は、培養した浄菌型、発酵型、合成型微生物群を有機質原料に搭載させて住居空間と基質（substrate）を提供して微生物の生育を保護する技術的特徴を有する。
本発明は、前記のような課題の解決手段を通じて浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群を利用した有機肥料と有機肥料の製造方法を提供することにより、土壌改良、作物生長、病害虫防除に効果がある。
また、課題の解決手段を通じて生成された肥料には、１次代謝産物、２次代謝産物、分解および合成酵素などの複合酵素、抗生物質、生理活性物質、誘導物質などが含有されていて、土壌を汚染させないだけでなく、生態系の復元および安全な有機農産物の生産により所得増大の効果もある。
また、有機質原料に微生物を搭載させて住居空間と基質を提供することにより、従来の微生物製剤の難題である生存と定着および増殖問題を解決する効果もある。
また、有機肥料に搭載した微生物は、１０℃以上の地温と飽和水分率２０ｗｔ％以上の水を維持すると、増殖を開始して有用物質が持続的に流れ出るので、土壌と作物の微生物相を短い時間内に改善する効果もある。
また、有機質原料に微生物と有用物質を搭載させ乾燥させたので、取り扱いが容易であり、長期間保管が可能である効果もある。
図１は、本発明による浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料の製造方法を示すフローチャートである。 図２は、本発明による浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料を施肥した土壌改良試験を示す写真である。 図３は、本発明による浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料を施肥した唐辛子の生長試験を示す写真である。 図４は、本発明による浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料を施肥した病害虫防除試験を示す写真である。 図５は、本発明による浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料を施肥した不耕耘試験を示す写真である。 図６は、本発明による浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料を施肥した雑草防除試験を示す写真である。
後述する本発明に対する詳細な説明は、本発明が実施され得る特定の実施例を例示として図示する添付の図面を参照する。これらの実施例は、当業者が本発明を実施できるのに十分であるように詳細に説明される。本発明の多様な実施例は、それぞれ異なるが、相互排他的である必要はないことが理解されなければならない。例えば、ここに記載されている特定の形状、構造および特性は、この実施例に関連して本発明の技術的思想および範囲を外れることなく、他の実施例で具現され得る。また、それぞれの開示された実施例内の個別構成要素の位置または配置は、本発明の技術的思想および範囲を外れることなく、変更され得ることが理解されなければならない。したがって、後述する詳細な説明は、限定的とみなされるべきではなく、本発明の範囲は、その請求項が主張するものと均等なすべての範囲と共に添付の請求項のみによって限定される。図面において類似の参照符号は、様々な側面にわたって同一または類似の機能を指す。
図１は、本発明による浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料の製造方法を示すフローチャートであり、図２は、本発明による浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料を施肥して土壌改良を行う試験を示す写真であり、図３は、本発明による浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料を施肥して唐辛子を生長させた結果を示す写真であり、図４は、本発明による浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料を施肥して病害虫防除試験を行った結果を示す写真であり、図５は、本発明による浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料を施肥して不耕耘試験を行った結果を示す写真であり、図６は、本発明による浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料を施肥して雑草防除試験を行った結果を示す写真である。
本発明による浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料の製造方法Ｓ１００は、異物除去段階Ｓ１１０、滅菌段階Ｓ１１１および破砕段階Ｓ１１２で生成されることを特徴とする粉末状の有機質原料に微生物の培養段階Ｓ１２０、微生物培養液の製造段階Ｓ１２１、および微生物添加液の製造段階Ｓ１２２で生成されることを特徴とする微生物添加液を噴射し、混合する混合段階Ｓ１３０、発酵段階Ｓ１３１および乾燥段階Ｓ１３２を含んでなる。
粉末状の有機質原料は、異物除去段階Ｓ１１０、滅菌段階Ｓ１１１、破砕段階Ｓ１１２を通じて生成される。
異物除去段階Ｓ１１０は、有機質原料の不純物と異物を除去する。
魚粉、骨粉、カニ殻など添加物の種類によって化学的物理的方法を利用して異物を除去する。
異物除去段階Ｓ１１０の有機質原料は、穀物ふすま７４ｗｔ％、油粕１０ｗｔ％、もみ殻とわらを原料とする炒めた粉末１０ｗｔ％および添加物６ｗｔ％で混合された原料である。
異物除去段階Ｓ１１０の添加物は、魚粉、骨粉、カニ殻のうちいずれか一つ以上を添加する。
滅菌段階Ｓ１１１は、有機質原料を高温高圧蒸気で滅菌する。
高温高圧蒸気滅菌（steam sterilization）は、滅菌対象物によって温度と圧力を設定し、加熱した飽和水蒸気を噴射して酵素と組織タンパク質の非可逆的な凝固作用と変性により微生物を殺滅させる。
また、ガス滅菌と比較すると、毒性がなく、滅菌対象物に対する浸透力も速く、費用も安い長所がある。
破砕段階Ｓ１１２は、有機質原料を破砕する。
有機質原料を破砕して表面積を広くして微生物添加液が短時間に吸収され得るようにする。
有機質原料を破砕して微生物添加液を噴射するとき、均一に混ざり得る。
微生物添加液は、微生物の培養段階Ｓ１２０、微生物培養液の製造段階Ｓ１２１、微生物添加液の製造段階Ｓ１２２を通じて生成される。
微生物の培養段階Ｓ１２０は、土壌から分離した浄菌型微生物群（bacillus sp.、streptomyces sp．、penicillium sp.、trichoderma sp.）、発酵型微生物群（lactobacillus sp.、saccharomyces sp.、aspergillus sp.）および合成型微生物群（rhodobacter sp.、azotobacter sp.、pseudomonas sp.）を単独培養、混合培養および組合せ培養のうちいずれか一つ以上の方法で培養する。
微生物の培養段階Ｓ１２０は、浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群のうちいずれか一つ以上を単独培養または混合培養する１次培養段階Ｓ１２０ａと、前記１次培養段階を経た微生物を組合せ培養する２次培養段階Ｓ１２０ｂとに分けられる。
微生物の培養は、栄養分が添加された培地に対象菌を接種した後、外部菌の侵入を遮断し、対象菌を増殖させる過程を言う。
単独培養は、単一種の微生物を培養することを言い、混合培養は、複数種の微生物を混合して培養することを言う。
組合せ培養（combined cultivation）は、目的物質を得るために単独培養した微生物と混合培養した微生物のうちから選抜して最適の組合せを作って２次培養することを言う。
１次培養段階Ｓ１２０ａは、微生物間に片利共生、原始的協同、相利共生のうちいずれか一つ以上が行われる。
片利共生（commensalism）は、Ａ側は利益を受け、Ｂ側は利益や不利益がない共生関係であって、Ａ側がＢ側に一方的に依存して生きるが、互いに絶対的な関係ではなく、Ｂ側は利益や不利益はないが、Ａ側に否定的な影響を与えない。
原始的協同（synergism）は、Ａ側およびＢ側が全部互いに利益を得る共生関係であって、独自に生存し得、絶対的な関係ではない。
相利共生（mutualism）は、原始的協同の拡張された概念であって、Ａ側およびＢ側が全部利益を得る絶対的な共生関係であって、Ａ側がＢ側に利益を与えながらＡ側に利益になり、Ａ側およびＢ側は、互いに相手側を他方に代替しない。
２次培養段階Ｓ１２０ｂは、１次培養段階を経た好気性、嫌気性、半好気性微生物は、２次培養段階で各個体群（population）間の信号物質である微生物フェロモンで種間の情報交換（interspecies communication）を通じて個体群遺伝子を交換して１次代謝産物、２次代謝産物、分解および合成酵素などの複合酵素、抗生物質、生理活性物質、誘導物質のうちいずれか一つ以上を生成する。
微生物の培養段階Ｓ１２０を通じて導入微生物（introduced microorganisms）間の遺伝子交換過程を経て土壌改良、作物生長、病害虫防除、有機汚染物の生分解、金属汚染の浄化のうちいずれか一つ以上の機能を有する機能性微生物を生成する。
微生物の培養段階Ｓ１２０は、微生物を誘導期（適応期）、対数期（増殖期）、静止期（安定期）のみまで培養する。
微生物の生長周期は、菌を新しい培地に接種すると、新しい環境に露出した菌が生理的に適応する期間である誘導期（lag phase）と、菌が対数的に増殖する時期である対数期（exponential phase）と、生菌数が一定に維持され、総菌数が最大になる時期である静止期（stationary phase）と、栄養分の枯渇と菌が極めて多くてこれ以上の生長が抑制される時期であって、菌は代謝老廃物で死んだり、新しい栄養物質を利用できる時まで生存するために休眠状態に入ることにより、生菌数が減少する時期である死滅期（death phase）よりなる。
微生物の培養段階Ｓ１２０は、微生物の代謝老廃物に起因した劣悪な生育環境による生菌数の減少を防止するために、死滅期前の静止期（安定期）のみまで微生物を培養する。
微生物の培養段階Ｓ１２０は、培養槽別に移送手続は９段階よりなり、１段階は、各種培地であり、２段階は、三角フラスコ、３段階は、２０Ｌの生物反応器、４段階は、０．５トンの培養槽、５段階は、１トンの培養槽、６段階は、２．５トンの培養槽、７段階は、５トンの培養槽、８段階は、１０トンの培養槽、９段階は、大容量の培養槽の順に移送しつつ培養する。
微生物の培養段階Ｓ１２０は、移送手続を経て微生物の数が増加するようになる。
培養された浄菌型、発酵型、合成型微生物群を有機質原料に搭載させて住居空間と基質を提供し、微生物の生育を保護する。
微生物群を有機肥料に搭載させて住居空間と基質を提供すると、有機質原料に搭載された浄菌型、発酵型、合成型微生物群の代謝により生成される有用物質を土壌と作物に持続的に供給することができる。
微生物群の代謝により生成される有用物質は、窒素、リン酸、カリウム、アミノ酸、ビタミン、タンパク質、糖類、脂肪質、繊維素などの作物生長に必須の物質がある。
有機質原料に搭載された浄菌型、発酵型、合成型微生物群の代謝により生成される抗生物質と誘導物質は、作物の細菌性病原菌と真菌性病原菌の生育を阻害したり死滅させ、作物の感受性と抵抗性を増加させるので、作物の生長を保護することができる。有機肥料を土壌に施肥し、１０℃以上の地温と飽和水分率２０％以上の水を維持すると、有機肥料に搭載した浄菌型、発酵型、合成型微生物群は、増殖を開始して、作物の根圏や葉圏を優点することにより、土壌と作物の微生物相が浄菌、発酵、合成型に改善される。
微生物培養液の製造段階Ｓ１２１は、微生物の培養段階Ｓ１２０で生成した１次代謝産物、２次代謝産物、分解および合成酵素などの複合酵素、抗生物質、生理活性物質、誘導物質などに複合アミノ酸のうちいずれか一つ以上を添加して微生物培養液を製造する。
微生物培養液の製造段階Ｓ１２１で複合アミノ酸を添加するとき、複合アミノ酸の添加量は、微生物各群別に差異を設けて添加して製造する。
差異を設ける理由は、微生物の生長に必要な複合アミノ酸を多量で必要とする微生物があるのに対し、必要としないか、少量だけ必要とする微生物が存在するからである。
微生物添加液の製造段階Ｓ１２２は、微生物培養液の製造段階Ｓ１２１で製造された微生物培養液と糖蜜希釈液を混合する。
微生物添加液の製造段階Ｓ１２２の糖蜜希釈液は、糖蜜２０〜４０ｗｔ％と精製水６０〜８０ｗｔ％が混合された糖蜜希釈液である。
糖蜜希釈液の主原料である糖蜜（molasses）は、砂糖を製造するときに結晶糖を分離した残りの液体を言う。
微生物の基質は、主に有機質であり、その中でも糖蜜希釈液は、大多数が微生物の基質となる糖を含有している。
糖蜜希釈液の濃度があまり高いか、低い場合、発酵段階Ｓ１３１で微生物の生長に影響を与えるので、所望の発酵効果を得ることができない。
微生物添加液の製造段階Ｓ１２２は、糖蜜希釈液２５〜５０ｗｔ％と微生物培養液５０〜７５ｗｔ％を混合する。
微生物群の培養環境によって糖蜜希釈液と微生物培養液の比率を調節して微生物添加液を製造する。
混合段階Ｓ１３０は、粉末状の有機質原料と微生物添加液を噴射し、混合する。
混合段階Ｓ１３０は、混合物が水分５０〜６０ｗｔ％を含むように粉末状の有機質原料と微生物添加液を混合する。
混合段階Ｓ１３０で混合物の水分含量が５０〜６０ｗｔ％であるとき、微生物が安定的に発酵し得る環境が作られて、発酵段階Ｓ１３１で発酵が効果的に行われる。
発酵段階Ｓ１３１は、混合段階Ｓ１３０で混合された粉末状の有機質原料と微生物添加液を発酵する。
発酵段階Ｓ１３１は、混合物の発酵温度４０℃〜４５℃になる時点から撹拌を始め、発酵温度を５０℃以下に維持する。
発酵段階Ｓ１３１では、混合物が発酵しながら、続いて発熱するので、冷却装置、自然冷却などの方法を使用して発酵温度を５０℃以下に維持する。
発酵段階Ｓ１３１は、３〜１０日間発酵する。
発酵段階Ｓ１３１の発酵期間が３日以下である場合、有機質原料が十分に発酵されないため、所望の肥料の効果を期待することができない。
また、発酵段階Ｓ１３１の発酵期間が１０日以上である場合、有機質原料が完熟するので有機肥料に有効成分がほとんどなく、大部分の微生物が死滅して、所望の肥料の効果を期待することができない。
発酵段階Ｓ１３１は、発酵型微生物群と合成型微生物群で製造した微生物添加液を有機質原料に噴射して３〜５日間発酵する１次発酵段階Ｓ１３１ａと、浄菌型微生物群で製造した微生物添加液を噴射して３〜５日間発酵する２次発酵段階Ｓ１３１ｂとに分けて発酵する。
乾燥段階Ｓ１３２は、発酵段階Ｓ１３１を経た混合物を乾燥する。
乾燥段階Ｓ１３２は、発酵タンクで発酵された有機肥料に外部空気を注入して撹拌しながら混合物を乾燥する。
浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料１００は、本発明による浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料の製造方法Ｓ１００により製造される。
浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料１００に休眠状態で搭載された浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群は、地温が１０℃以上に維持され、飽和水分率２０％以上の水が供給されると、増殖を開始して、土壌と作物の微生物相が浄菌、発酵、合成型に改善される。
浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料を施肥した土壌改良試験を示す図２に示されたように、浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料１００を施肥して地力 （soil fertility）が普通である土壌を浄菌型、発酵型、合成型土壌に改良し、５年間同じ施肥方法で唐辛子を耕作した結果、毎年唐辛子は病害虫に強く、高品質の唐辛子を多収穫し、土壌の物理性と化学性および生物性は毎年向上し、地力は高く維持された。
また、浄菌型、発酵型、合成型微生物群が生成した低分子アミノ酸と有機酸は、土壌の粘土粒子やイオン化した無機質を分散させて分子間に一定以上の距離を維持して無機化学反応が進めることができない状態（キレート化）に作る作用をし、キレート化されることにより、塩類が集積されないため、作物に必要な無機栄養は緩やかに吸収され、無機化学反応が抑制されて緩衝能力が高い土壌を形成した。
また、浄菌型、発酵型、合成型微生物群が生成した連鎖状の高分子は、ノンイオン（Non-ion）に高い活性力があり、低分子のアミノ酸と有機酸とに分散してノンイオン状態になった粘土粒子および無機物質と反応して土壌団粒（soil aggregate）を形成した。
また、団粒が増大しつつ降雨にも破壊されない耐水性団粒が形成されて、土壌の物理性が改善され、化学性と生物性も改善される。
また、耕作１〜２期後には、ｐＨ１〜２程度改良された事実を確認し、水酸基（ＯＨ、hydroxyl group）を含有する無機化合物である塩基がイオン化されにくい状態になっており、アルカリ土壌は、中性に近い性質があり、イオン置換能力も高くなって、一時的にｐＨが８．５以上になる場合、アルカリ化は、光合成細菌による水素イオン（H＋）の消化によるものであり、ｐＨが高くなるか、アルカリ化になっても、障害が発生したことはなく、時間が経過しつつ一時的に上昇したｐＨも低下して、中性付近で安定した。他方、土壌が酸性である場合も、石灰などのアルカリ資材を使用しなかったが、ｐＨが徐々に上昇した。
また、土壌の透水性と通気性は良くなり、土壌に活性が高いアニオンと酵素の供給により土壌水は常時きれいに維持され、根の活性も良くなるなど、土壌の総合力が向上した。
また、浄菌型、発酵型、合成型微生物群が塩類集積で発生した不溶性栄養源を可溶化して塩類障害が解消され、農薬成分と環境ホルモンも分解させることができる。
浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料を施肥した唐辛子の生長試験を示す図３に示されたように、浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料１００を施肥した土壌に唐辛子を栽培した結果、唐辛子の光合成と電流が促進されて、葉は若干小さくて且つ厚くて、直立し、これにより、光が内部までよく透過して光合成能力は高くなり、根は、白い細根が様々な層に拡大しつつ吸収面積が大きくなって、唐辛子が高品質で多収穫される。
また、作物の代謝過程中に炭素と酸素を軸とする太陽光をエネルギー源とする有機エネルギーが窒素と結合してアミノ酸を合成し、アミノ酸が縮重合してタンパク質を形成するが、作物が無機窒素を多量吸収すると、窒素をタンパク質に変化させるために光合成で生成した糖類を窒素と平行になるほど使用するので、養分を蓄積する余力がない。この余力が実質的な数量と品質である。有機肥料１００の処理区は、有機物の大部分が可溶化されてアミノ酸のような有機体として吸収されるので、タンパク合成過程で糖類の要求比率が低く、無機窒素が吸収されても、可溶性の糖類を同時に吸収することにより、葉で合成された糖類を少なく使用するので、糖類を蓄積する余力ができる。これにより、有機肥料１００の処理区の作物は、糖類の蓄積量が増大して、高品質で多収穫される。
浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料を施肥した病害虫防除試験を示す図４に示されたように、浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料１００を施肥して唐辛子の炭疽菌を利用した病害虫防除試験を行った結果、唐辛子畑を半分に分けて、片方は対照区、他方は処理区にして、５葉まで育てた幼い唐辛子に唐辛子炭疽菌であるcolletotrichum coccodesを葉を介して流す形態で唐辛子畑の全体を接種する。
対照区は、炭疽病が誘発された後、何の処理もせず、灌水だけを行い、処理区は、炭疽菌が誘発された後、有機肥料１００を灌注当たり２００ｇずつ灌注施肥した後、灌水を十分に行った。試験結果、対照区では、ほぼすべての唐辛子が炭疽病にかかって、これ以上試験を行うことができなくなり、処理区では、唐辛子灌注の一部だけが炭疽病にかかって葉が弱くなる症状を示し、さらに生長をしながら背が高くなり、実が太くなり、収穫量も増加した。
このような結果は、有機肥料１００に固定化した抗生物質および搭載された浄菌型、発酵型、合成型微生物群が唐辛子の根圈や葉圈に生存しつつ抗生物質を生産して作物に持続的に供給し、遺伝子伝達を介した形質の変化過程および誘導物質により炭疽菌の病原性が消失されて防除される。
また、病害虫の発生は、気温の上昇と過湿、根の呼吸量の増大による酸素不足、連作、過肥による根の根焼、土壌に集積された無機栄養と有害物質など作物の生育環境が適合していない場合、作物に各種生理的なストレスとして作用して代謝系に混乱が起こって発生し、代謝の整合性が破壊されて、未消化窒素であるアンモニア、硝酸、アミドなど不安定な有害還元物質が作物体内に多量で生成される。
このような還元物質は、悪臭がし、細胞と酵素活性を阻害させる作用をし、大部分の病害虫は、該物質に誘引され、該物質を餌にして増殖する。
このような問題は、有機肥料１００で土壌を浄菌、発酵、合成型に改良することにより、土壌の通気性と透水性により気温調節、湿度調節、酸素供給が円滑になり、土壌団粒により連作障害、塩類障害を解決し、これにより、作物にストレスを与えない最適の生育環境を提供して病害虫の発生原因を根本的に遮断する。
浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料を施肥した不耕耘試験を示す図５に示されたように、浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料１００を施肥して不耕耘試験を行った結果、有機肥料１００で土壌を浄菌発酵合成型に改良することにより、生有機物も有機エネルギーとして効率的に利用することができ、土壌水は浄化され、土壌団粒により土壌は柔らかくなり、通気性と透水性が改善され、根の伸びる範囲が拡大して、耕耘をせずに耕作をしたが、問題が発生しなかった。
浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料を施肥した雑草防除試験を示す図６に示されたように、浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料１００を施肥して雑草防除試験を行った結果、浄菌型、発酵型、合成型微生物群が生成した有機酸と生理活性物質が休眠雑草種子の種皮を軟化させて休眠を打破して発芽を促進し、有機肥料１００の発酵による発酵熱により土層の深さや酸素の有無と関係なく休眠が打破されて、深い土層で５〜１０年間休眠していた種子も打破された。打破された雑草種子は、結局、深土の場合には酸素不足、表土の場合には発酵熱により全部枯死される。
以上では、本発明を好適な実施例に基づいて説明したが、本発明の技術的思想はこれに限定されず、請求項に記載された範囲内で変形や変更実施が可能であることは、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に明白であり、このような変形や変更は、添付の特許請求の範囲に属すると言える。
本発明による浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料１００を秋に刈り入れが終わった後、土壌に作物残渣をそのまま置いて、その上に有機肥料１００を1畝（２２０坪）当たり８０ｋｇを均一に散布し、水分が過剰になるほどに水を散布し放置する。翌年春に芽が出た雑草の上に有機肥料１００を１畝（２２０坪）当たり８０ｋｇを均一に散布し、水分が過剰になるほどに水を散布すると、有機肥料１００が発酵しながら発生した発酵熱により雑草が殺草される。このように処理された土壌に後作を定植する場合、別途の堆肥、肥料、除草剤を使用しなくてもよく、土壌は、土壌団粒により通気性と保守性が改善されて耕耘をしなくてもよい。
また、家畜飼料に有機肥料１００を１０ｗｔ％程度添加すると、家畜の消化率の向上、生育障害の解消、病気に対する抵抗力の増加および畜糞の悪臭を減少させ、畜産物の肉質と味が向上する。
また、養魚飼料に有機肥料１００を１０ｗｔ％程度添加すると、各種魚類（淡水魚、海水魚）の消化吸収の促進により消化率の増加、成長率の増加、増体率の増加、散乱率の増加、孵化率の増加、糞便の減少などの効果があり、飼料虚実防止と給餌増大効果があり、魚類のＤＨＡとＥＰＡなど多価不飽和脂肪酸の生成増加、細胞増殖の活性化により良質のタンパク質の生成および腸や肝機能の活性により品種特有の機能性が維持されて、魚類固有の肉質と味が良くなり、魚類の免疫力の強化により耐病性が増加して、外部傷の自然治癒力と細菌汚染の防御力が増加することにより、抗生剤、成長促進剤などを使用しないため、水質環境が安定化されて、魚類のストレスの減少により生存率が増加し、給餌で水質に残留した飼料を発酵して、水質汚染の防止および改善により生臭いニオイと悪臭除去に効果がある。
本発明品は、農畜水産業はもちろん、環境産業にも効果がある。

Claims (18)

  1. 有機質原料の不純物と異物を除去する異物除去段階；
    前記有機質原料を高温高圧蒸気で滅菌する滅菌段階；および
    前記有機質原料を破砕する破砕段階；で生成された粉末状の有機質原料、
    土壌から分離した浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群を単独培養、混合培養、組合せ培養のうちいずれか一つ以上の方法で培養する微生物の培養段階；
    前記微生物の培養段階で生成した１次代謝産物、２次代謝産物、分解および合成酵素などの複合酵素、抗生物質、生理活性物質、誘導物質などに複合アミノ酸のうちいずれか一つ以上を添加して微生物培養液を製造する微生物培養液の製造段階；および
    前記微生物培養液の製造段階で製造された前記微生物培養液と糖蜜希釈液を混合する微生物添加液の製造段階；で生成された微生物添加液を、前記粉末状の有機質原料に噴射し混合して混合物を生成する混合段階；
    前記混合段階で生成された混合物を発酵させる発酵段階；および
    前記発酵段階を経た前記混合物を乾燥させる乾燥段階；を含むことを特徴とする浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料の製造方法。
  2. 前記異物除去段階の有機質原料は、
    穀物ふすま７４ｗｔ％、油粕１０ｗｔ％、もみ殻とわらを原料とする炒めた粉末１０ｗｔ％および添加物６ｗｔ％で混合されることを特徴とする、請求項１に記載の浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料の製造方法。
  3. 前記添加物は、
    魚粉、骨粉、カニ殻のうちいずれか一つ以上を混合することを特徴とする、請求項２に記載の浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料の製造方法。
  4. 前記微生物の培養段階は、
    浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群のうちいずれか一つ以上を単独培養または混合培養する１次培養段階と、前記１次培養段階を経た微生物を組合せ培養する２次培養段階とに分けられることを特徴とする、請求項１に記載の浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料の製造方法。
  5. 前記１次培養段階は、
    微生物間に片利共生、原始的協同、相利共生のうちいずれか一つ以上が行われることを特徴とする、請求項４に記載の浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料の製造方法。
  6. 前記２次培養段階は、
    各個体群間の信号物質である微生物フェロモンで種間の情報交換を通じて遺伝子を交換して１次代謝産物、２次代謝産物、分解および合成酵素などの複合酵素、抗生物質、生理活性物質、誘導物質のうちいずれか一つ以上が生成されることを特徴とする、請求項４に記載の浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料の製造方法。
  7. 前記微生物の培養段階は、
    導入微生物間の遺伝子交換過程を経て土壌改良、作物生長、病害虫防除、有機汚染物の生分解、金属汚染の浄化のうちいずれか一つ以上の機能を有する機能性微生物を生成することを特徴とする、請求項１に記載の浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料の製造方法。
  8. 前記微生物の培養段階は、
    微生物を誘導期、対数期、静止期のみまで培養することを特徴とする、請求項１に記載の浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料の製造方法。
  9. 前記微生物の培養段階は、
    培養槽別に９段階の移送手続よりなり、１段階は、各種培地であり、２段階は、三角フラスコ、３段階は、２０Ｌの生物反応器、４段階は、０．５トンの培養槽、５段階は、１トンの培養槽、６段階は、２．５トンの培養槽、７段階は、５トンの培養槽、８段階は、１０トンの培養槽、９段階は、大容量の培養槽の順に移送しつつ培養することを特徴とする、請求項１に記載の浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料の製造方法。
  10. 前記微生物添加液の製造段階の糖蜜希釈液は、
    糖蜜２０〜４０ｗｔ％と精製水６０〜８０ｗｔ％を混合することを特徴とする、請求項１に記載の浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料の製造方法。
  11. 前記微生物添加液の製造段階は、
    糖蜜希釈液２５〜５０ｗｔ％と微生物培養液５０〜７５ｗｔ％を混合することを特徴とする、請求項１に記載の浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料の製造方法。
  12. 前記混合段階は、
    前記混合物が水分５０〜６０ｗｔ％を含むように混合することを特徴とする、請求項１に記載の浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料の製造方法。
  13. 前記発酵段階は、
    前記混合物の発酵温度４０℃〜４５℃になる時点から撹拌を始め、前記発酵温度を５０℃以下に維持することを特徴とする、請求項１に記載の浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料の製造方法。
  14. 前記発酵段階は、
    ３〜１０日間発酵することを特徴とする、請求項１に記載の浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料の製造方法。
  15. 前記発酵段階は、
    発酵型微生物群と合成型微生物群で製造した微生物添加液を有機質原料に噴射して３〜５日間発酵する１次発酵段階と、浄菌型微生物群で製造した微生物添加液を噴射して３〜５日間発酵する２次発酵段階とに分けられることを特徴とする、請求項１に記載の浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料の製造方法。
  16. 請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法により製造されることを特徴とする浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物と有機質原料で製造された有機肥料。
  17. 前記有機肥料は、
    有機質原料に搭載された浄菌型、発酵型、合成型微生物群の代謝により有用物質を持続的に土壌と作物に供給することを特徴とする、請求項１６に記載の浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料。
  18. 前記有機肥料は、
    培養した浄菌型、発酵型、合成型微生物群を有機質原料に搭載させて住居空間と基質を提供して微生物の生育を保護することを特徴とする、請求項１６に記載の浄菌型微生物群、発酵型微生物群および合成型微生物群と有機質原料で製造された有機肥料。
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