JP2022065924A - 有機質肥料の製造方法、植物の栽培方法、土壌の改良方法、及び有機質肥料の製造装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】窒素分が増強された有機質肥料の製造方法及び製造装置を提供する。【解決手段】有機質肥料を窒素プラズマ処理する工程を含む、窒素分が増強された有機質肥料の製造方法。また、前記製造方法により窒素分が増強された有機質肥料を製造する工程と、前記有機質肥料が施肥された土壌で、植物を栽培する工程と、を含む、植物の栽培方法。また、前記製造方法により窒素分が増強された有機質肥料を製造する工程と、前有機質肥料を、土壌に施肥する工程と、を含む、土壌の改良方法。プラズマ発生部と、前記プラズマ発生部に窒素ガスを供給する窒素ガス供給部と、有機質肥料を保持する有機質肥料保持部と、を備え、前記プラズマ発生部により発生される窒素プラズマが、前記有機質肥料保持部により保持される有機質肥料に照射される、窒素分が増強された有機質肥料の製造装置。【選択図】図３
Description
本発明は、有機質肥料の製造方法、植物の栽培方法、土壌の改良方法、及び有機質肥料の製造装置に関する。
近年、環境負荷の小さい農業として、有機農業に対する関心が高まっている。有機農業では、化学肥料を使用せず、有機質肥料が用いられる。有機質肥料中の無機窒素は、時間の経過とともに環境中に放出されることが報告されている（非特許文献１）。そのため、有機質肥料では窒素分が不足し、作物の生育が不十分となる場合がある。
従来、窒素固定の方法としては、ハーバー・ボッシュ法が用いられてきた。ハーバー・ボッシュ法では、メタンに水及び酸素を反応させて水素を合成し、前記水素に窒素を反応させてアンモニアを合成する。ハーバー・ボッシュ法では、天然ガス等に含まれるメタンを使用し、高温、高圧の条件下で反応を行うため、化石燃料を大量に消費する。そのため、ハーバー・ボッシュ法は、環境負荷が高いという問題がある。
また、有機質肥料に、窒素分を強化するために化学肥料を添加した場合、化学肥料を使用することになるため、有機農業の定義には当てはまらなくなる。
また、有機質肥料に、窒素分を強化するために化学肥料を添加した場合、化学肥料を使用することになるため、有機農業の定義には当てはまらなくなる。
ハーバー・ボッシュ法を用いない窒素固定の方法として、窒素プラズマを水に照射する方法が提案されている。例えば、特許文献１には、水に窒素プラズマを照射して窒素源を含む養液を製造し、植物栽培システムに用いることが提案されている。
Jana E Compton and Richard D. Boone, Soil nitrogen transformation and the role of light fraction organic mater in forest soils. Soil Biology and Biochemistry 34(7):933-943.
特許文献１の植物栽培システムは、水耕栽培システムであり、有機農業に適用することはできない。有機農業に用いるためには、化学肥料を添加することなく、有機質肥料の成分組成を改善することが求められる。
そこで、本発明は、化学肥料を用いることなく有機質肥料の窒素分を増強することが可能な、窒素分が増強された有機質肥料の製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。また、前記製造方法又は製造装置で製造された有機質肥料を用いた、植物の栽培方法及び土壌の改良方法を提供することを目的とする。
本発明は以下の態様を含む。
［１］有機質肥料を窒素プラズマ処理する工程を含む、窒素分が増強された有機質肥料の製造方法。
［２］前記増強される窒素分が、アンモニア、硝酸、亜硝酸、尿素、及びこれらのイオンからなる群より選択される少なくとも一種である、［１］に記載の製造方法。
［３］前記有機質肥料が、植物性堆肥を含む、［１］又は［２］に記載の製造方法。
［４］［１］～［３］のいずれか１つに記載の製造方法により、窒素分が増強された有機質肥料を製造する工程と、前記窒素分が増強された有機質肥料が施肥された土壌で、植物を栽培する工程と、を含む、植物の栽培方法。
［５］［１］～［３］のいずれか１つに記載の製造方法により、窒素分が増強された有機質肥料を製造する工程と、前記窒素分が増強された有機質肥料を、土壌に施肥する工程と、を含む、土壌の改良方法。
［６］プラズマ発生装置と、
前記プラズマ発生装置のプラズマ発生空間に窒素含有ガスを供給する窒素含有ガス供給部と、有機質肥料を保持する有機質肥料保持部と、を備え、前記プラズマ発生装置により発生される窒素プラズマが、前記有機質肥料保持部により保持される有機質肥料に照射される、窒素分が増強された有機質肥料の製造装置。
［７］前記有機質肥料を混合する混合機構をさらに備える、［６］に記載の窒素分が増強された有機質肥料の製造装置。
［１］有機質肥料を窒素プラズマ処理する工程を含む、窒素分が増強された有機質肥料の製造方法。
［２］前記増強される窒素分が、アンモニア、硝酸、亜硝酸、尿素、及びこれらのイオンからなる群より選択される少なくとも一種である、［１］に記載の製造方法。
［３］前記有機質肥料が、植物性堆肥を含む、［１］又は［２］に記載の製造方法。
［４］［１］～［３］のいずれか１つに記載の製造方法により、窒素分が増強された有機質肥料を製造する工程と、前記窒素分が増強された有機質肥料が施肥された土壌で、植物を栽培する工程と、を含む、植物の栽培方法。
［５］［１］～［３］のいずれか１つに記載の製造方法により、窒素分が増強された有機質肥料を製造する工程と、前記窒素分が増強された有機質肥料を、土壌に施肥する工程と、を含む、土壌の改良方法。
［６］プラズマ発生装置と、
前記プラズマ発生装置のプラズマ発生空間に窒素含有ガスを供給する窒素含有ガス供給部と、有機質肥料を保持する有機質肥料保持部と、を備え、前記プラズマ発生装置により発生される窒素プラズマが、前記有機質肥料保持部により保持される有機質肥料に照射される、窒素分が増強された有機質肥料の製造装置。
［７］前記有機質肥料を混合する混合機構をさらに備える、［６］に記載の窒素分が増強された有機質肥料の製造装置。
本発明によれば、化学肥料を用いることなく有機質肥料の窒素分を増強することが可能な、窒素分が増強された有機質肥料の製造方法及び製造装置が提供される。また、前記製造方法又は製造装置で製造された有機質肥料を用いた、植物の栽培方法及び土壌の改良方法が提供される。
以下、場合により図面を参照しつつ、本発明の実施形態について詳細に説明する。図面中、同一又は相当部分には同一又は対応する符号を付し、重複する説明は省略する。各図における寸法比は、説明のため誇張している部分があり、必ずしも実際の寸法比とは一致しない。
［有機質肥料の製造方法］
１実施形態において、本発明は、有機質肥料を窒素プラズマ処理する工程を含む、窒素分が増強された有機質肥料の製造方法を提供する。
１実施形態において、本発明は、有機質肥料を窒素プラズマ処理する工程を含む、窒素分が増強された有機質肥料の製造方法を提供する。
＜窒素プラズマ処理工程＞
「有機質肥料」とは、有機物を原料とする肥料を意味する。有機質肥料としては、肥料取締法の公定規格に定められた有機質肥料及び汚泥堆肥等、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、農業廃棄物及び畜産廃棄物等の有機資材を原料として農家が生産した肥料等が挙げられる。有機質肥料の具体例としては、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、稲わら堆肥、パーク堆肥、腐葉土等の植物性堆肥；汚泥堆肥、生ゴミ堆肥等が挙げられるが、これらに限定されない。
「有機質肥料」とは、有機物を原料とする肥料を意味する。有機質肥料としては、肥料取締法の公定規格に定められた有機質肥料及び汚泥堆肥等、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、農業廃棄物及び畜産廃棄物等の有機資材を原料として農家が生産した肥料等が挙げられる。有機質肥料の具体例としては、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、稲わら堆肥、パーク堆肥、腐葉土等の植物性堆肥；汚泥堆肥、生ゴミ堆肥等が挙げられるが、これらに限定されない。
有機質肥料としては、他の養分（リン、カリウム）と比較して窒素含有量が低いものを用いることが好ましい。例えば、植物性堆肥が好ましく、腐葉土がより好ましい。「植物性堆肥」とは、植物由来有機資材を原料とする堆肥を意味する。「堆肥」とは、液分解性有機物が微生物によって分解された肥料を意味する。「腐葉土」とは、落葉落枝を原料とする堆肥を意味する。
「窒素プラズマ処理」とは、被処理物を窒素プラズマに接触さることを意味する。「プラズマ」とは、気体を構成する分子が、電離により正（陽イオン）と負（電子）とに分かれている荷電粒子群を含み、全体として電気的にほぼ中性である粒子の集団（電離気体）を意味する。「窒素プラズマ」とは、窒素ガス（Ｎ２）を電離して発生させたプラズマを意味する。
窒素プラズマは、窒素を含むガスに電圧を印加することにより発生することができる。窒素プラズマは、大気圧下で発生させるもの（大気圧プラズマ）であってもよく、大気圧より低い圧力下で発生させるもの（低圧プラズマ）であってもよい。
大気圧プラズマの発生方法は、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、誘電体バリア放電（ＤＢＤ）、誘導結合プラズマ放電（ＩＣＰ）、容量結合プラズマ放電（ＣＣＰ）、ホローカソード放電、コロナ放電、ストリーマ放電、グロー放電、アーク放電等が挙げられる。
電圧を印加するガスは、窒素を含むガス（窒素含有ガス）であればよい。窒素含有ガスは、窒素ガスであってもよく、窒素ガスと他の気体との混合ガスであってもよい。混合ガスは、例えば、窒素及び酸素の混合ガスであってもよい。窒素と酸素との混合ガス中の窒素の割合は、体積分率として７０～９０％が好ましい。窒素含有ガスとしては、空気を用いてもよい。
窒素含有ガスの供給量は、特に限定されないが、例えば、０．１～１０００ｍＬ／分が好ましく、１～５００ｍＬ／分がより好ましく、１０～１００ｍＬ／分がさらに好ましい。
窒素プラズマの発生には、公知のプラズマ発生装置を特に制限なく用いることができる。公知のプラズマ発生装置において、電圧を印加するガスとして窒素含有ガスを用いることにより窒素プラズマを発生することができる。電圧の印加条件は、特に限定されず、プラズマ発生装置の種類に応じて選択することができる。例えば、低圧プラズマの場合、気圧２０～２００Ｐａ、周波数５０～５０００００ｋＨｚ、電力 １０Ｗ～１００Ｗ等が挙げられる。また、例えば、大気圧プラズマの場合、周波数５～２００００ｋＨｚ、電圧５～２０ｋＶ等が挙げられる。
有機質肥料を窒素プラズマに接触させる方法は、特に限定されない。例えば、有機質肥料に窒素プラズマのプラズマジェットを吹き込む方法；電極を配したチャンバー内に有機質肥料を投入し、窒素含有ガスを供給しながら電圧を印加し、前記チャンバー内で窒素プラズマを発生させる方法等が挙げられる。
窒素プラズマによる有機質肥料の処理時間は、特に限定されず、プラズマ発生装置の種類、窒素含有ガス中の窒素濃度、並びに有機質肥料の種類及び処理量等により、適宜調整すればよい。例えば、１～２００ｇの有機質肥料（例えば、腐葉土）を低圧プラズマによる窒素プラズマで処理する場合、処理時間としては、１～３０分、２～１５分、２～１０分、又は３～５分等が挙げられる。また、例えば、１～１０ｇの有機質肥料（例えば、腐葉土）をＤＢＤプラズマによる窒素プラズマで処理する場合、処理時間としては、１～３０分、２～２０分、３～１５分、又は５～１０分等が挙げられる。
有機質肥料を窒素プラズマ処理することにより、電離した窒素分子が有機質肥料中の水（Ｈ２Ｏ）と反応し、無機窒素化合物（アンモニア、硝酸、亜硝酸、及びこれらのイオン等）、及び有機窒素化合物（尿素、及びそのイオン等）等の窒素化合物が生成される。そのため、窒素分が増強された有機質肥料を得ることができる。「窒素分が増強された有機質肥料」とは、未処理の有機質肥料と比較して、窒素含有量が増加した有機質肥料を意味する。増強される窒素分は、通常、無機窒素化合物及び尿素等である。無機窒素化合物としては、アンモニア、硝酸、亜硝酸、及びこれらのイオン等が挙げられる。窒素分の増加量は、窒素プラズマ処理時間により調整することができる。窒素分が増強された有機質肥料は、例えば、モル濃度として、未処理の有機質肥料の１．１倍以上、１．２倍以上、１．３倍以上、１．４倍以上、又は１．５倍以上の硝酸及び硝酸イオンを含み得る。また、窒素分が増強された有機質肥料は、例えば、モル濃度として、未処理の有機質肥料の１．１倍以上、１．２倍以上、１．３倍以上、１．４倍以上、１．５倍以上、１．６倍以上、１．８倍以上、又は２倍以上、又は２．３倍以上の亜硝酸及び亜硝酸イオンを含み得る。
本実施形態の製造方法では、有機質肥料中の水が、窒素プラズマと反応して、無機窒素化合物及び尿素等の窒素化合物が生成される。そのため、有機質肥料は、水分を含んでいることが好ましい。窒素プラズマ処理に供する有機質肥料中の水分含有量は、例えば、１～５０００ｍｇ／ｇが好ましく、１～２０００ｍｇ／ｇがより好ましく、１～１０００ｍｇ／ｇがさらに好ましい。有機質肥料が水分含量の低いものである場合、プラズマ処理前に、有機質肥料に水を添加してもよい。
窒素プラズマ処理後、有機質肥料中の窒素分が均一となるように、有機質肥料の混合又は撹拌等を行ってもよい。
本実施形態の製造方法によれば、化学肥料を用いることなく、簡易な方法で窒素分が増強された有機質肥料を得ることができる。得られた有機質肥料は、有機農業に用いることができ、窒素分が増強されているため、作物を良好に生育させることができる。
［植物の栽培方法］
１実施形態において、本発明は、前記製造方法により、窒素分が増強された有機質肥料を製造する工程（以下、「工程Ａ１」」ともいう）と、前記窒素分が増強された有機質肥料が施肥された土壌で、植物を栽培する工程（以下、「工程Ｂ１」ともいう）と、を含む、植物の栽培方法を提供する。
１実施形態において、本発明は、前記製造方法により、窒素分が増強された有機質肥料を製造する工程（以下、「工程Ａ１」」ともいう）と、前記窒素分が増強された有機質肥料が施肥された土壌で、植物を栽培する工程（以下、「工程Ｂ１」ともいう）と、を含む、植物の栽培方法を提供する。
＜窒素分が増強された有機質肥料を製造する工程：工程Ａ１＞
工程Ａ１は、前記製造方法と同様である。工程Ａ１により、窒素分が増強された有機質肥料を得ることができる。
工程Ａ１は、前記製造方法と同様である。工程Ａ１により、窒素分が増強された有機質肥料を得ることができる。
＜植物を栽培する工程：工程Ｂ１＞
工程Ｂ１では、工程Ａ１で製造された窒素分が増強された有機質肥料が施肥された土壌で、植物を栽培する。有機質肥料を施肥する土壌は特に限定されない。土壌は、水田であってもよく、畑であってもよく、果樹園であってもよく、園芸用土壌であってもよい。施肥方法は、特に限定されず、通常の有機質肥料と同様に行うことができる。有機質肥料を施肥する時期も特に限定されない。植物の種類、生育状況、土壌の状態等に応じて、適宜施肥することができる。
工程Ｂ１では、工程Ａ１で製造された窒素分が増強された有機質肥料が施肥された土壌で、植物を栽培する。有機質肥料を施肥する土壌は特に限定されない。土壌は、水田であってもよく、畑であってもよく、果樹園であってもよく、園芸用土壌であってもよい。施肥方法は、特に限定されず、通常の有機質肥料と同様に行うことができる。有機質肥料を施肥する時期も特に限定されない。植物の種類、生育状況、土壌の状態等に応じて、適宜施肥することができる。
有機質肥料を施肥された土壌で栽培する植物は、特に限定されない。土壌の種類に応じて、適宜選択すればよい。植物としては、例えば、穀物類、野菜類、果樹類、花卉類等が挙げられるが、これらに限定されない。植物は、植物の種類に応じて、公知の方法で栽培することができる。
本実施形態の植物の栽培方法では、窒素分が増強された有機質肥料を用いて植物を栽培するため、植物の生育が良好となる。また、化学肥料を用いないため、有機農業に適用することができる。
［土壌の改良方法］
１実施形態において、本発明は、前記製造方法により、窒素分が増強された有機質肥料を製造する工程（以下、「工程Ａ２」ともいう）と、前記窒素分が増強された有機質肥料を、土壌に施肥する工程（以下、「工程Ｂ２」ともいう）と、を含む、土壌の改良方法を提供する。
１実施形態において、本発明は、前記製造方法により、窒素分が増強された有機質肥料を製造する工程（以下、「工程Ａ２」ともいう）と、前記窒素分が増強された有機質肥料を、土壌に施肥する工程（以下、「工程Ｂ２」ともいう）と、を含む、土壌の改良方法を提供する。
＜窒素分が増強された有機質肥料を製造する工程：工程Ａ２＞
工程Ａ２は、前記製造方法と同様である。工程Ａ２により、窒素分が増強された有機質肥料を得ることができる。
工程Ａ２は、前記製造方法と同様である。工程Ａ２により、窒素分が増強された有機質肥料を得ることができる。
＜土壌に施肥する工程：工程Ｂ２＞
工程Ｂ２では、工程Ａ２で製造された窒素分が増強された有機質肥料を土壌に施肥する。土壌は、植物栽培用の土壌であれば特に限定されず、水田であってもよく、畑であってもよく、果樹園であってもよく、園芸用土壌であってもよい。施肥方法は、特に限定されず、通常の有機質肥料と同様に行うことができる。
工程Ｂ２では、工程Ａ２で製造された窒素分が増強された有機質肥料を土壌に施肥する。土壌は、植物栽培用の土壌であれば特に限定されず、水田であってもよく、畑であってもよく、果樹園であってもよく、園芸用土壌であってもよい。施肥方法は、特に限定されず、通常の有機質肥料と同様に行うことができる。
本実施形態の土壌改良方法では、窒素分が増強された有機肥料を用いるため、有機質肥料に含まれる他の養分と共に、土壌に適度な窒素分を供給することができる。そのため、植物の生育が良好な土壌を調製することができる。
上記の植物栽培方法又は土壌改良方法において、工程Ａ１又は工程Ａ２で製造した有機質肥料中の窒素分は、時間の経過とともに有機質肥料から放出され、有機質肥料の窒素分が低下する。そのため、工程Ａ１又は工程Ａ２の後、土壌に施肥するまでの時間は、短い方が好ましい。工程Ａ１又は工程Ａ２の後、土壌に施肥するまでの時間としては、例えば、１０日以内が好ましく、５日以内がより好ましく、３日以内がさらに好ましく、１日以内が特に好ましい。工程Ａ１又は工程Ａ２の後、土壌に施肥するまでの時間を短くするためには、工程Ａ１又は工程Ａ２を施肥対象の土壌の近くで行うことが好ましい。例えば、施肥予定の土壌と同じ農場の敷地内等で、工程Ａ１又は工程Ａ２を行うことができる。
［窒素分が増強された有機質肥料の製造装置］
１実施形態において、本発明は、プラズマ発生部と、前記プラズマ発生部に窒素ガスを供給する窒素ガス供給部と、有機質肥料を保持する有機質肥料保持部と、を備え、前記プラズマ発生部により発生される窒素プラズマが、前記有機質肥料保持部により保持される有機質肥料に照射される、窒素分が増強された有機質肥料の製造装置（以下、「有機質肥料製造装置」ともいう）を提供する。
１実施形態において、本発明は、プラズマ発生部と、前記プラズマ発生部に窒素ガスを供給する窒素ガス供給部と、有機質肥料を保持する有機質肥料保持部と、を備え、前記プラズマ発生部により発生される窒素プラズマが、前記有機質肥料保持部により保持される有機質肥料に照射される、窒素分が増強された有機質肥料の製造装置（以下、「有機質肥料製造装置」ともいう）を提供する。
本実施形態の有機質肥料製造装置について、図１を参照して説明する。図１は、本実施形態の有機質肥料製造装置の一例を示す。
図１に示す有機質肥料製造装置１００は、筐体１０１内に、プラズマ発生電極１１０、上部ベルトコンベア１２０、下部ベルトコンベア１３０、及びバケットコンベア１４０を備えている。
図１に示す有機質肥料製造装置１００は、筐体１０１内に、プラズマ発生電極１１０、上部ベルトコンベア１２０、下部ベルトコンベア１３０、及びバケットコンベア１４０を備えている。
プラズマ発生電極１１０は、図示しない筐体１０１外の電源に接続されており、当該電源とともにプラズマ発生装置を構成している。プラズマ発生装置は、公知のものを特に制限なく用いることができる。例えば、プラズマ発生装置が低圧プラズマ発生装置である場合、プラズマ発生電極１１０としては銅、タングステン等の公知のプラズマ電極を用いることができ、電源としてはパルス電源又は高周波電源を用いることができる。プラズマ発生装置が大気圧プラズマ発生装置である場合、プラズマ発生電極１１０としては公知のＤＢＤプラズマ用誘電体を用いることができ、電源としては高圧電源を用いることができる。
筐体１０１内には、図示しない窒素含有ガス供給路により構成される窒素含有ガス供給部から窒素含有ガスが供給され、プラズマ発生空間Ｐに窒素含有ガスが供給される。この状態でプラズマ発生電極１１０に印加すると、プラズマ発生空間Ｐに窒素プラズマが発生する。有機質肥料製造装置１００は、筐体１０１内の気体を排出し、筐体１０１内の気圧を調整するための排気装置を備えていてもよい。
筐体１０１内には、図示しない窒素含有ガス供給路により構成される窒素含有ガス供給部から窒素含有ガスが供給され、プラズマ発生空間Ｐに窒素含有ガスが供給される。この状態でプラズマ発生電極１１０に印加すると、プラズマ発生空間Ｐに窒素プラズマが発生する。有機質肥料製造装置１００は、筐体１０１内の気体を排出し、筐体１０１内の気圧を調整するための排気装置を備えていてもよい。
上部ベルトコンベア１２０は、プラズマ発生装置のプラズマ発生空間Ｐの下方に設置されている。上部ベルトコンベア１２０は、無端ベルト１２１、及びローラー１２２，１２３により構成される。上部ベルトコンベア１２０において、プラズマ発生電極１１０と対向する部分は、有機質肥料保持部Ｈを構成している。上部ベルトコンベア１２０は、有機質肥料Ｆを図中の白抜矢印方向に搬送する。有機質肥料保持部Ｈに搬送された有機質肥料Ｆには、プラズマ発生空間Ｐで発生する窒素プラズマが照射される。窒素プラズマが照射された有機質肥料Ｆは、上部ベルトコンベア１２０の端部（図中の右端部）まで搬送され、下部ベルトコンベア１３０へと落下される。
下部ベルトコンベア１３０は、上部ベルトコンベア１２０の下方に設置されている。下部ベルトコンベア１３０は、無端ベルト１３１、及びローラー１３２，１３３により構成される。下部ベルトコンベア１３０は、有機質肥料Ｆが落下する上部ベルトコンベア１２０の端部（図中の右端部）が、下部ベルトコンベア１３０のベルト上に位置するように配置され、上部ベルトコンベア１２０の端部から落下する有機質肥料Ｆを受け止められるようになっている。下部ベルトコンベア１３０は、有機質肥料Ｆを図中の白抜矢印方向に搬送する。有機質肥料Ｆは、下部ベルトコンベア１３０の端部（図中の左端部）まで搬送され、バケットコンベア１４０のバケット１４２内に移される。
バケットコンベア１４０は、上部ベルトコンベア１２０及び下部ベルトコンベア１３０の側方に設置されている。バケットコンベア１４０は、複数のバケット１４２、及びバケット１４２を搬送する無端ベルト１４１により構成される。バケットコンベア１４０は、下部ベルトコンベア１３０の端部（図中の左端部）から落下する有機質肥料Ｆを、バケット１４２で受け取って、上方へと搬送し、上部ベルトコンベア１２０の無端ベルト１２１上に有機質肥料Ｆを落下させる。
上記のような構成を備える有機質肥料製造装置１００の動作の一例について説明する。
まず、図示しない有機質肥料投入口から、筐体１０１内に有機質肥料Ｆを投入する。有機質肥料Ｆは、上部ベルトコンベア１２０又は下部ベルトコンベア１３０の無端ベルト１２１上又は無端ベルト１３１上載置されるように投入されてもよく、下部ベルトコンベア１３０の複数のバケット１４２内に投入されてもよい。
次に、図示しない窒素含有ガス供給路から筐体１０１内に窒素含有ガスが供給される。このとき、図示しない排気装置により筐体１０１内の気体を排出し、筐体１０１内の気圧を調整してもよい。例えば、プラズマ発生電極１１０及び電源を含むプラズマ発生装置が低圧プラズマ装置である場合、筐体１０１内の気圧は、２０～２００Ｐａに調整されることが好ましい。また、プラズマ発生装置が大気圧プラズマ装置である場合、筐体１０１内の気圧は、大気圧に調整されることが好ましい。
次に、上部ベルトコンベア１２０を稼働させて、上部ベルトコンベア１２０の無端ベルト１２１上に載置される有機質肥料Ｆを有機質肥料保持部Ｈに搬送する。ここで、プラズマ発生電極１１０を印加すると、プラズマ発生空間Ｐに窒素プラズマが発生し、有機質肥料保持部Ｈに存在する有機質肥料Ｆに照射される。この際に、窒素プラズマ中の電離した窒素分子が有機質肥料Ｆ中の水（Ｈ２Ｏ）と反応し、無機窒素化合物（アンモニア、硝酸、亜硝酸、及びこれらのイオン等）、及び有機窒素化合物（尿素、及びそのイオン等）等の窒素化合物が生成される。生成した窒素化合物は、有機質肥料Ｆ中に留まり、有機質肥料Ｆの窒素分が増強される。
有機質肥料保持部Ｈで窒素プラズマが照射された有機質肥料Ｆは、上部ベルトコンベア１２０の端部（図中の右端部）まで搬送されると、下部ベルトコンベア１３０の無端ベルト１３１上に落下される。下部ベルトコンベア１３０上に落下した有機質肥料Ｆは、下部ベルトコンベア１３０の端部（図中の左端部）まで搬送されると、バケットコンベア１４０の複数のバケット１４２内に落下される。バケットコンベア１４０は、下部ベルトコンベア１３０から有機質肥料Ｆを受け取る際に、バケット１４２内に有機質肥料Ｆが一定量溜まるまで一時的に停止してもよい。バケットコンベア１４０の制御は、バケット１４２に設置される接触センサ等により行ってもよい。あるいは、一定間隔で、停止と稼働を繰り返すようにしてもよい。
有機質肥料Ｆを受け取ったバケット１４２は、バケットコンベア１４０により上方に搬送され、上部ベルトコンベア１２０に到達すると、無端ベルト１２１上に有機質肥料Ｆを放出する。無端ベルト１２１上に放出された有機質肥料Ｆは、再度、有機質肥料保持部Ｈまで搬送されて、窒素プラズマを照射される。
有機質肥料製造装置１００において、上部ベルトコンベア１２０、下部ベルトコンベア１３０及び、バケットコンベア１４０は、有機質肥料搬送部を構成している。上部ベルトコンベア１２０、下部ベルトコンベア１３０、及びバケットコンベア１４０により構成される有機質肥料搬送部は、循環経路を形成しており、有機質肥料Ｆは、この循環経路を循環する。有機質肥料Ｆは、循環経路上の有機質肥料保持部Ｈを通る際に窒素プラズマを照射され、窒素分が強化される。また、有機質肥料Ｆは、循環の際に混合されるため、有機質肥料保持部Ｈで生成した窒素化合物の濃度が均一になる。したがって、上部ベルトコンベア１２０、下部ベルトコンベア１３０及び、バケットコンベア１４０は、有機質肥料Ｆを混合する混合機構を構成する。有機質肥料Ｆの循環回数は、特に限定されず、有機質肥料の量、及び目的の窒素分増強量に応じて、適宜設定することができる。循環回数は、例えば、１～２０回程度とすることができる。
有機質肥料Ｆを所望の回数循環させた後、図示しない有機質肥料取出し口から有機質肥料を取出すことにより、窒素分が増強された有機質肥料を得ることができる。
＜変形例１＞
図２は、本実施形態の有機質肥料製造装置の変形例を示す。
図２に示す有機質肥料製造装置２００は、筐体２０１内に、プラズマ発生電極２１０、回転体２２０、フライトコンベア２３０、及びタンク２４０を備えている。
図２は、本実施形態の有機質肥料製造装置の変形例を示す。
図２に示す有機質肥料製造装置２００は、筐体２０１内に、プラズマ発生電極２１０、回転体２２０、フライトコンベア２３０、及びタンク２４０を備えている。
プラズマ発生電極２１０は、図示しない筐体２０１外の電源に接続されており、当該電源とともにプラズマ発生装置を構成している。プラズマ発生装置は、上記有機質肥料製造装置１００におけるプラズマ発生装置と同様である。図２において、プラズマ発生電極２１０は、３個が図示されているが、これに限定されず、任意の数を設置可能である。
筐体２０１内には、図示しない窒素含有ガス供給路により構成される窒素含有ガス供給部から窒素含有ガスが供給され、プラズマ発生空間Ｐに窒素含有ガスが供給される。この状態でプラズマ発生電極２１０に印加すると、プラズマ発生空間Ｐに窒素プラズマが発生する。有機質肥料製造装置２００は、筐体２０１内の気体を排出し、筐体２０１内の気圧を調整するための排気装置を備えていてもよい。
筐体２０１内には、図示しない窒素含有ガス供給路により構成される窒素含有ガス供給部から窒素含有ガスが供給され、プラズマ発生空間Ｐに窒素含有ガスが供給される。この状態でプラズマ発生電極２１０に印加すると、プラズマ発生空間Ｐに窒素プラズマが発生する。有機質肥料製造装置２００は、筐体２０１内の気体を排出し、筐体２０１内の気圧を調整するための排気装置を備えていてもよい。
回転体２２０は、プラズマ発生電極２１０と対向するように設置されている。回転体２２０は、複数のプレート２２１を有し、当該プレート２２１により有機質肥料Ｆを保持することができる。回転体２２０において、プラズマ発生電極２１０と対向する部分は有機質肥料保持部Ｈを構成している。回転体２２０は、半時計回りに回転し、タンク２４０の開口部２４１から排出される有機質肥料Ｆを受け止め、有機質肥料保持部Ｈに搬送する。有機質肥料保持部Ｈに搬送された有機質肥料Ｆには、プラズマ発生空間Ｐで発生する窒素プラズマが照射される。窒素プラズマが照射された有機質肥料Ｆは、回転体２２０の回転により下方に搬送され、フライトコンベア２３０へと落下される。
フライトコンベア２３０は、回転体２２０から落下する有機質肥料Ｆを受け止め、タンク２４０まで搬送する。フライトコンベア２３０は、無端ベルト２３１、ローラー２３２，２３３、及び複数のフライト２３４により構成される。フライトコンベア２３０は、回転体２２０から落下する有機質肥料Ｆを受け止めて水平搬送する水平搬送部と、回転体２２０の上部に設置されるタンク２４０まで有機質肥料Ｆを搬送する垂直搬送する垂直搬送部とを有する。フライト２３４は、垂直搬送部において先端部が上方を向くように屈曲しており、垂直搬送部において有機質肥料を十分に保持できるようになっている。フライトコンベア２３０は、有機質肥料Ｆを図中の白抜矢印方向に搬送する。フライトコンベア２３０は、回転体２２０から落下した有機質肥料Ｆを受け止めてタンク２４０まで搬送し、タンク２４０内に有機質肥料Ｆを放出する。
タンク２４０は、回転体２２０の上方に位置し、底部に開口部２４１を有している。まて、タンク２４０の底部は、開口部２４１に向かって傾斜している。フライトコンベア２３０からタンク２４０内に放出された有機質肥料Ｆは、タンク２４０の底部の傾斜に沿って、自重により開口部２４１方向に移動し、開口部２４１から回転体２２０上に放出される。タンク２４０は、開口部２４１を開閉可能にする開閉板を備えていてもよく、タンク２４０内に有機質肥料が一定量貯留された時点で、開口部２４１を開き、回転体２２０上に有機質肥料Ｆを放出するようにしてもよい。
上記のような構成を備える有機質肥料製造装置２００の動作の一例について説明する。
まず、図示しない有機質肥料投入口から、筐体２０１内に有機質肥料Ｆを投入する。有機質肥料Ｆは、好ましくは、タンク２４０内に投入される。有機質肥料Ｆの投入時、タンク２４０の開口部２４１は、図示しない開閉板により、閉鎖されていてもよい。
次に、図示しない窒素含有ガス供給路から筐体２０１内に窒素含有ガスが供給される。このとき、前記有機質肥料製造装置１００と同様に、図示しない排気装置により筐体２０１内の気体を排出し、筐体２０１内の気圧を調整してもよい。
次に、開口部２４１から回転体２２０上に有機質肥料Ｆを放出する。次いで、回転体２２０を回転させて、有機質肥料Ｆを有機質肥料保持部Ｈまで搬送する。ここで、プラズマ発生電極２１０を印加すると、プラズマ発生空間Ｐに窒素プラズマが発生し、有機質肥料保持部Ｈに存在する有機質肥料Ｆに照射される。この際に、窒素プラズマ中の電離した窒素分子が有機質肥料Ｆ中の水（Ｈ２Ｏ）と反応し、無機窒素化合物（アンモニア、硝酸、亜硝酸、及びこれらのイオン等）、及び有機窒素化合物（尿素、及びそのイオン等）等の窒素化合物が生成される。生成した窒素化合物は、有機質肥料Ｆ中に留まり、有機質肥料Ｆの窒素分が増強される。
有機質肥料保持部Ｈで窒素プラズマが照射された有機質肥料Ｆは、回転体２２０の下部まで搬送されると、フライトコンベア２３０上に落下される。フライトコンベア２３０上に落下した有機質肥料Ｆは、フライトコンベア２３０によりタンク２４０まで搬送され、再度、タンク２４０内に放出される。
有機質肥料製造装置２００において、回転体２２０、フライトコンベア２３０、及びタンク２４０は、有機質肥料搬送部を構成している。回転体２２０、フライトコンベア２３０、及びタンク２４０により構成される有機質肥料搬送部は、循環経路を形成しており、有機質肥料Ｆは、この循環経路を循環する。有機質肥料Ｆは、循環経路上の有機質肥料保持部Ｈを通る際に窒素プラズマを照射され、窒素分が強化される。また、有機質肥料Ｆは、循環の際に混合されるため、有機質肥料保持部Ｈで生成した窒素化合物の濃度が均一になる。したがって、回転体２２０、フライトコンベア２３０、及びタンク２４０は、有機質肥料Ｆを混合する混合機構を構成する。有機質肥料Ｆの循環回数は、特に限定されず、有機質肥料の量、及び目的の窒素分増強量に応じて、適宜設定することができる。循環回数は、例えば、１～２０回程度とすることができる。
有機質肥料Ｆを所望の回数循環させた後、図示しない有機質肥料取出し口から有機質肥料Ｆを取出すことにより、窒素分が増強された有機質肥料を得ることができる。
＜変形例２＞
図３は、本実施形態の有機質肥料製造装置の別の変形例を示す。
図３に示す有機質肥料製造装置３００は、蓋３０２を備えた筐体３０１内に、プラズマ発生電極３１０、撹拌用フィン３２０、及び撹拌用じゃま板３３０を備えている。また、蓋３０２を貫通するように、排気管３６０及び供給管３７０が設けられている。
図３は、本実施形態の有機質肥料製造装置の別の変形例を示す。
図３に示す有機質肥料製造装置３００は、蓋３０２を備えた筐体３０１内に、プラズマ発生電極３１０、撹拌用フィン３２０、及び撹拌用じゃま板３３０を備えている。また、蓋３０２を貫通するように、排気管３６０及び供給管３７０が設けられている。
筐体３０１は、蓋３０２を備えており、内部に有機質肥料Ｆを保持できるようになっている。有機質肥料製造装置３００において、筐体３０１は、有機質肥料保持部Ｈを構成する。有機質肥料Ｆの投入及び取出しは、蓋３０２を開けた状態で行うことができる。筐体３０１は、有機質肥料Ｆの投入及び取出しが容易に行えるように、図示しないリフト等を備えていてもよい。
プラズマ発生電極３１０は、蓋３０２に設置されている。プラズマ発生電極３１０は、電線３１１を介して、図示しない筐体３０１外の電源に接続されており、当該電源及び電線３１１とともにプラズマ発生装置を構成している。プラズマ発生装置は、上記有機質肥料製造装置１００におけるプラズマ発生装置と同様である。図３において、プラズマ発生電極３１０は、２個が図示されているが、これに限定されず、任意の数を設置可能である。電線３１１は、蓋３０２に設けられた電線挿入部３１２から筐体３０１内に挿入され、プラズマ発生電極３１０に接続している。
供給管３７０は、図示しない窒素含有ガス供給源に接続しており、筐体３０１内に窒素含有ガスを供給する。有機質肥料製造装置３００において、供給管３７０は、窒素含有ガス供給部を構成する。供給管３７０から筐体３０１内に供給される窒素含有ガスは、プラズマ発生電極３１０近傍のプラズマ発生空間Ｐにも到達し、プラズマ発生空間Ｐに窒素含有ガスが供給される。この状態でプラズマ発生電極３１０に印加すると、プラズマ発生空間Ｐに窒素プラズマが発生する。供給管３７０は、図示しない水分供給源に接続し、必要に応じて、筐体３０１内に水分を供給するようにしてもよい。
排気管３６０は、筐体３０１内の気体を排気して、筐体３０１内の気圧を調整する。排気管３６０は、圧力調整バルブ３４０を備えている。排気管３６０からの排気量は、圧力調整バルブ３４０により調整される。
撹拌用フィン３２０は、回転軸３２２を介して回転モータ３２１に接続している。回転モータ３２１が稼働すると、回転が回転軸３２２を介して撹拌用フィン３２０に伝わり、撹拌用フィン３２０が回転する。撹拌用フィン３２０は、２枚が図示されているが、これに限定されず、任意の枚数を設置可能である。撹拌用フィン３２０、回転軸３２２、及び回転モータ３２１は、じゃま板３３０とともに、有機質肥料Ｆを混合する混合機構を構成する。
筐体３０１の内壁にはじゃま板３３０が設置されている。じゃま板３３０により、撹拌用フィン３２０による有機質肥料Ｆの撹拌効率が向上する。じゃま板３３０は、２枚が図示されているが、これに限定されず、任意の枚数を設置可能である。
上記のような構成を備える有機質肥料製造装置３００の動作の一例について説明する。
まず、蓋３０２を開けて、筐体３０１内に有機質肥料Ｆを投入する。投入後、蓋３０２を閉じて、筐体３０１を密閉する。
次に、供給管３７０から、筐体３０１内に窒素含有ガスを供給する。有機質肥料Ｆの水分含量が低い場合には、供給管３７０から水分が供給されてもよい。このとき、必要に応じて、圧力調整バルブ３４０により排気量を調節しながら、排気管３６０から筐体３０１内の気体を排気する。これにより、筐体３０１内を所望の気圧となるように調整する。
次に、回転モータ３２１を駆動して、撹拌用フィン３２０を回転させる。これにより、有機質肥料Ｆが撹拌される。ここで、プラズマ発生電極３１０に印加すると、プラズマ発生空間Ｐに窒素プラズマが発生し、有機質肥料Ｆに照射される。この際に、窒素プラズマ中の電離した窒素分子が有機質肥料Ｆ中の水（Ｈ２Ｏ）と反応し、無機窒素化合物（アンモニア、硝酸、亜硝酸、及びこれらのイオン等）及び有機窒素化合物（尿素、及びそのイオン等）等の窒素化合物が生成される。生成した窒素化合物は、有機質肥料Ｆ中に留まり、有機質肥料Ｆの窒素分が増強される。
撹拌用フィン３２０による有機質肥料Ｆの撹拌及び混合により、有機質肥料Ｆにおける窒素化合物の濃度は均一になる。
撹拌用フィン３２０による有機質肥料Ｆの撹拌及び混合により、有機質肥料Ｆにおける窒素化合物の濃度は均一になる。
プラズマ発生電極３１０の印加時間は、特に限定されず、有機質肥料Ｆ及びプラズマ発生電極３１０の種類に応じて、適宜設定すればよい。また、経時的に、有機質肥料Ｆの窒素含有量をモニタリングし、適切な窒素含有量となったところで、プラズマ発生電極３１０の印加を停止してもよい。プラズマ発生電極３１０への印加の停止と共に、または印加停止後、任意の時間経過後に、回転モータ３２１を停止して、撹拌用フィン３２０の回転を停止する。
次いで、蓋３０２を開けて、有機質肥料Ｆを取り出すことにより、窒素分が増強された有機質肥料を得ることができる。
本実施形態の有機質肥料製造装置は、上記実施形態にかかる窒素分が増強された有機質肥料の製造方法に好適に用いることができる。本実施形態の有機質肥料製造装置を用いることにより、窒素分が増強された有機質肥料を簡易に製造することができる。
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
［有機質肥料の製造］
＜実施例１＞
図４に示す、低圧プラズマ発生装置を備える有機質肥料製造装置４００（特注品、ケニックス株式会社製反応容器に自作のプラズマ源を設置）を用いて、有機質肥料の窒素プラズマ処理を行った。有機質肥料としては腐葉土を用いた。プラズマ発生装置のチャンバー内に４ｇの腐葉土を投入し、窒素ガスを供給しながらプラズマを発生させた。窒素ガスの供給量は、０．５ｍＬ／分とした。プラズマの発生条件は、気圧２００Ｐａ、周波数１４３０００ｋＨｚ、電力４０Wとした。窒素プラズマ処理時間は、３分とした。
＜実施例１＞
図４に示す、低圧プラズマ発生装置を備える有機質肥料製造装置４００（特注品、ケニックス株式会社製反応容器に自作のプラズマ源を設置）を用いて、有機質肥料の窒素プラズマ処理を行った。有機質肥料としては腐葉土を用いた。プラズマ発生装置のチャンバー内に４ｇの腐葉土を投入し、窒素ガスを供給しながらプラズマを発生させた。窒素ガスの供給量は、０．５ｍＬ／分とした。プラズマの発生条件は、気圧２００Ｐａ、周波数１４３０００ｋＨｚ、電力４０Wとした。窒素プラズマ処理時間は、３分とした。
有機質肥料製造装置４００は、筐体４０１内に、電源４３０に接続されるプラズマ発生電極４１０、有機質肥料保持容器４２０を備えている。また、筐体４０１内の気体を排気して低圧に保つための、排気管４６０、圧力調整バルブ４４０、及び排気用ロータリーポンプ４５０を備えている。電源４３０には、パルス電源又は高周波電源を用いた。図示しない窒素供給路から窒素ガスを供給しながら、プラズマ発生電極４１０に印加して窒素プラズマＰを発生させ、有機質肥料保持容器４２０内の有機質肥料Ｆに照射した。
＜実施例２＞
図５に示す、誘電体バリア放電（ＤＢＤ）プラズマ発生装置を備える有機質肥料製造装置５００（自作品）を用いて、有機質肥料の窒素プラズマ処理を行った。有機質肥料としては腐葉土を用いた。プラズマ発生装置のチャンバー内に４ｇの純水を追加した４ｇの腐葉土を投入し、窒素ガスを供給しながらプラズマを発生させた。空気ガス雰囲気での照射とした。プラズマの発生条件は、大気圧、周波数１４ｋＨｚ、電圧７ｋＶとした。
窒素プラズマ処理時間は、１０分とした。
図５に示す、誘電体バリア放電（ＤＢＤ）プラズマ発生装置を備える有機質肥料製造装置５００（自作品）を用いて、有機質肥料の窒素プラズマ処理を行った。有機質肥料としては腐葉土を用いた。プラズマ発生装置のチャンバー内に４ｇの純水を追加した４ｇの腐葉土を投入し、窒素ガスを供給しながらプラズマを発生させた。空気ガス雰囲気での照射とした。プラズマの発生条件は、大気圧、周波数１４ｋＨｚ、電圧７ｋＶとした。
窒素プラズマ処理時間は、１０分とした。
有機質肥料製造装置５００は、電源５３０に接続されるプラズマ発生電極５１０、有機質肥料保持容器５２０を備えている。電源５３０には、高圧電源を用いた。有機質肥料製造装置５００の原理図を図６に示す。プラズマ発生電極５１０は、１対の誘電体５１１，５１２より構成されている。図示しない窒素供給路から窒素ガスを供給しながら、誘電体５１１，５１２に印加してプラズマ発生空間Ｐを発生させ、有機質肥料保持容器５２０内の有機質肥料Ｆに照射した。
＜実施例３＞
プラズマの照射時間を１０分としたこと以外は、実施例１と同様の方法で有機質肥料の窒素プラズマ処理を行った。
プラズマの照射時間を１０分としたこと以外は、実施例１と同様の方法で有機質肥料の窒素プラズマ処理を行った。
＜比較例１＞
プラズマ処理を行っていない腐葉土を、比較例１の有機質肥料として用いた。
プラズマ処理を行っていない腐葉土を、比較例１の有機質肥料として用いた。
［窒素化合物の測定］
腐葉土中の硝酸（ＮＯ３ －）濃度及び亜硝酸（ＮＯ２ －）濃度を測定した。測定方法は、以下のとおりである。
上記各例の処理を行った有機質肥料を１ｇ程度採取し、これに１ｃｃ程度の水を添加した。有機質肥料を絞って溶液を採取し、フィルタにより小さなゴミを除去した。ＮＯ２／ＮＯ３ Ａｓｓａｙ Ｋｉｔ－Ｃ ＩＩ（ＤＯＪＩＮＤＯ）を用いて、硝酸及び亜硝酸の濃度を測定した。
腐葉土中の硝酸（ＮＯ３ －）濃度及び亜硝酸（ＮＯ２ －）濃度を測定した。測定方法は、以下のとおりである。
上記各例の処理を行った有機質肥料を１ｇ程度採取し、これに１ｃｃ程度の水を添加した。有機質肥料を絞って溶液を採取し、フィルタにより小さなゴミを除去した。ＮＯ２／ＮＯ３ Ａｓｓａｙ Ｋｉｔ－Ｃ ＩＩ（ＤＯＪＩＮＤＯ）を用いて、硝酸及び亜硝酸の濃度を測定した。
硝酸の測定結果を表１に示す。亜硝酸の測定結果を表２に示す。
表１及び表２に示す結果から、実施例１～２では、比較例１に対して硝酸濃度及び亜硝酸濃度が上昇することが確認された。この結果から、窒素プラズマ処理を行うことにより、窒素分が増強された有機質肥料を製造できることが示された。
［発芽試験］
容量１Ｌの栽培ポットに、実施例１又は比較例１の有機質肥料を４２ｇ施肥した。次いで、栽培ポットに２．１ｇのカイワレ大根の種子を均一に播種した。栽培ポットの数は、各有機質肥料について３個ずつとした。栽培温度は２５℃で管理し、１日に２回水やりを行った。播種から５日後に、発芽数をカウントし、発芽率を算出した。
容量１Ｌの栽培ポットに、実施例１又は比較例１の有機質肥料を４２ｇ施肥した。次いで、栽培ポットに２．１ｇのカイワレ大根の種子を均一に播種した。栽培ポットの数は、各有機質肥料について３個ずつとした。栽培温度は２５℃で管理し、１日に２回水やりを行った。播種から５日後に、発芽数をカウントし、発芽率を算出した。
実施例１の有機質肥料を施肥した栽培ポットでは、発芽率は８５～９５％であった。一方、比較例１の有機質肥料を施肥した栽培ポットでは、発芽率は５０～６５％であった。この結果から、窒素プラズマ処理した有機質肥料を用いることにより、発芽率が向上することが示された。
［カイワレ大根の栽培試験］
実施例１、３、及び比較例１の有機質肥料を用いて、カイワレ大根の栽培試験を行った。実施例１、３、又は比較例１の有機質肥料を用いたこと以外は、上記発芽試験と同様の方法で、カイワレ大根を播種して栽培した。栽培ポットの数は、実施例１では２個（実施例１－１、実施例１－２）、実施例３では１個、比較例１では２個（比較例１－１、比較例１－２）とした。播種から５日後に、芽の長さを測定した。芽の長さが２ｃｍ（１．５ｃｍ以上２．５ｃｍ未満）、３ｃｍ（２．５ｃｍ以上３．５ｃｍ未満）、４ｃｍ（３．５ｃｍ以上４．５ｃｍ未満）、５ｃｍ（４．５ｃｍ以上５．５ｃｍ未満）、６ｃｍ（５．５ｃｍ以上６．５ｃｍ未満）、７ｃｍ（６．５ｃｍ以上７．５ｃｍ未満）のものをカウントし、図７に結果を示した。
実施例１、３、及び比較例１の有機質肥料を用いて、カイワレ大根の栽培試験を行った。実施例１、３、又は比較例１の有機質肥料を用いたこと以外は、上記発芽試験と同様の方法で、カイワレ大根を播種して栽培した。栽培ポットの数は、実施例１では２個（実施例１－１、実施例１－２）、実施例３では１個、比較例１では２個（比較例１－１、比較例１－２）とした。播種から５日後に、芽の長さを測定した。芽の長さが２ｃｍ（１．５ｃｍ以上２．５ｃｍ未満）、３ｃｍ（２．５ｃｍ以上３．５ｃｍ未満）、４ｃｍ（３．５ｃｍ以上４．５ｃｍ未満）、５ｃｍ（４．５ｃｍ以上５．５ｃｍ未満）、６ｃｍ（５．５ｃｍ以上６．５ｃｍ未満）、７ｃｍ（６．５ｃｍ以上７．５ｃｍ未満）のものをカウントし、図７に結果を示した。
図７に示すように、実施例の有機質肥料を施肥した栽培ポットでは、比較例の有機質肥料を施肥した栽培ポットと比較して、全体的にカウント数が多くなった。これは、実施例の有機質肥料を施肥した栽培ポットでは、発芽率が向上したためと考えられる。
芽の長さは、実施例の有機質肥料の方が、比較例の有機質肥料と比較して、長くなる傾向があった。また、実施例１と実施例３とでは、実施例１の方が、芽の長さが長くなる傾向があった。
この結果から、窒素プラズマ処理した有機質肥料を用いることにより、植物の生育が向上することが示された。
芽の長さは、実施例の有機質肥料の方が、比較例の有機質肥料と比較して、長くなる傾向があった。また、実施例１と実施例３とでは、実施例１の方が、芽の長さが長くなる傾向があった。
この結果から、窒素プラズマ処理した有機質肥料を用いることにより、植物の生育が向上することが示された。
本発明によれば、窒素分が増強された有機質肥料の製造方法及び製造装置が提供される。また、前記製造方法により製造された有機質肥料を用いた植物の栽培方法及び土壌の改良方法が提供される。
１００，２００，３００，４００，５００…有機質肥料製造装置、１０１，２０１，３０１，４０１…筐体、１１０，２１０，３１０，４１０，５１０…プラズマ発生電極、１２０…上部ベルトコンベア、１２１，１３１，１４１，２３１…無端ベルト、１３０…下部ベルトコンベア、１２２，１２３，１３２，１３３，２３２，２３３…ローラー、１４０…バケットコンベア、１４２…バケット、２２０…回転体、２２１…プレート、２３０…フライトコンベア、２３４…フライト、２４０…タンク、２４１…開口部、３０２…蓋、３１１…電線、３１２…電線挿入部、３２０…撹拌用フィン、３２１…回転モータ、３２２…回転軸、３３０…じゃま板、３７０…供給管、３７１…排気口、４２０，５２０…有機質肥料保持容器、４３０，５３０…電源、３４０，４４０…圧力調整バルブ、４５０…排気用ロータリーポンプ、３６０，４６０…排気管、５１１，５１２…誘電体。
Claims (7)
- 有機質肥料を窒素プラズマ処理する工程を含む、窒素分が増強された有機質肥料の製造方法。
- 前記増強される窒素分が、アンモニア、硝酸、亜硝酸、尿素、及びこれらのイオンからなる群より選択される少なくとも一種である、請求項１に記載の製造方法。
- 前記有機質肥料が、植物性堆肥を含む、請求項１又は２に記載の製造方法。
- 請求項１～３のいずれか一項に記載の製造方法により、窒素分が増強された有機質肥料を製造する工程と、
前記窒素分が増強された有機質肥料が施肥された土壌で、植物を栽培する工程と、
を含む、植物の栽培方法。 - 請求項１～３のいずれか一項に記載の製造方法により、窒素分が増強された有機質肥料を製造する工程と、
前記窒素分が増強された有機質肥料を、土壌に施肥する工程と、
を含む、土壌の改良方法。 - プラズマ発生装置と、
前記プラズマ発生装置のプラズマ発生空間に窒素含有ガスを供給する窒素含有ガス供給部と、
有機質肥料を保持する有機質肥料保持部と、を備え、
前記プラズマ発生装置により発生される窒素プラズマが、前記有機質肥料保持部により保持される有機質肥料に照射される、
窒素分が増強された有機質肥料の製造装置。 - 前記有機質肥料を混合する混合機構をさらに備える、
請求項６に記載の窒素分が増強された有機質肥料の製造装置。
Priority Applications (3)
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| EP21880214.8A EP4230709A1 (en) | 2020-10-16 | 2021-10-15 | Method for manufacturing organic fertilizer, method for cultivating plant, method for improving soil, and apparatus for manufacturing organic fertilizer |
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