JP2023534463A - 糞尿を処理する改善された方法及び組成物 - Google Patents

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Abstract

本発明は、微生物ベースの生成物を利用して、家畜廃棄物を処理する、すなわち、固液分離をする改善された方法を提供する。好ましい実施形態において、微生物及び／又は微バイオサーファクタントを利用して、農家に対する糞尿ベースの肥料の価値を増進し、糞尿貯蔵から生じる温室効果ガス及び他の汚染排出物を低減するようにして、家畜糞尿の固液分離を改善する。

Description

関連出願を相互参照
本出願は、２０２０年７月１５日出願の米国仮出願第６３／０５２，０７４号の優先権を主張するものであり、内容を参照することにより援用される。
畜産には、糞尿の管理及び処理を含む、様々な環境及び健康への配慮がある。平均的な乳牛は、１日当たり１００ポンドを超える糞尿を生成する。糞尿の不適切な取扱いは、流出や浸出を通じた近くの地下水や地表水への危険性、同様に、近くの河川や湖沼への漏出又は流出の可能性をもたらす恐れがある。さらに、糞尿からの温室効果ガスの排出や臭気は、周辺を汚染する可能性がある。例えば、糞尿中のメタン生成微生物及び硫酸塩還元微生物は、有機物質をそれぞれメタンと硫化水素に変換し、一方、糞便中の窒素、及び家禽糞尿中の尿素や尿酸は、糞尿が分解し始めると、アンモニアや亜酸化窒素の形成につながる。従って、環境や健康の基準を確実に満たすために、適切な取扱い技術を採用しなければならない。
畜舎及び集中家畜飼養設備（ＣＡＦＯ）で生成された糞尿は、典型的には、動物が立つ床の下のタンクに集められるか、又はショベル、フラッシング、擦り落とし、もしくは吸引システムのいずれかによって除去される。水で洗い流す場合、この「スラリー」糞尿は、ポンプを使用して輸送され、固体粒径を減少させ、詰まりを防ぐために、細断又は粉砕機構を含む場合もある。スラリー糞尿は、ラグーン、池、又は貯蔵タンク等の貯蔵施設に収集され、及び／又は直接使用するために農作物に輸送される。
糞尿の処理には、糞尿の最終目的に応じて、複数のステップが含まれる。例えば、糞尿は、病原体を死滅させるために処理され、動物の敷料として再利用するために砂及び繊維粒子が除去され、及び／又は嫌気的に消化されることができる。微生物による嫌気性消化は、単糖、揮発性脂肪酸及びアルコールを二酸化炭素及びメタンに分解するのを助け、これは、固体粒子サイズを減少し、輸送及び分離を改善し、さらに、トラックや建物へ動力を供給するバイオガスソースを生成する。これは、糞尿管理における重要なプロセス、すなわち、固液分離又は脱水の前及び／又は後に行うことができる。
本質的に、糞尿の固液分離は、スラリー糞尿を、液体と固体の２つの画分に分離する物理的プロセスである。植物利用可能な窒素、リン酸塩、ナトリウム、塩化物、アンモニウム及びカリウム等の可溶性成分は、液相中で濃縮する傾向がある。金属と、有機窒素、有機リン、及びリン酸カルシウム等の有機結合及び／又は不溶性成分は、敷料材料及び未消化繊維等のより大きな固体粒子と会合する傾向がある。「スラッジ」と呼ばれることもある固体画分は、多くの場合、水分含有量をさらに減少させるために、さらに脱水される。
固液分離は、家畜産業において、例えば、ラグーンや廃棄物貯蔵池における有機物の負荷を低減する手段、ラグーンにおけるスラッジの蓄積を低減する手段、糞尿液のポンプ輸送を容易にするためにスラリー糞尿から固体を除去する手段、堆肥を作る又は動物の敷料を再利用するための成分として使用するための分離された固体を生成する手段、処理可能な廃水を動物の小屋領域から糞尿を洗い流すために生成する手段、分離された液体中の固体及び植物栄養素の均一性を改善する手段、分離された液体からリン及び窒素等の過剰な栄養素を除去する手段、及び、分離された液体中の栄養素のバランスを改善して、作物の要件により適合させる手段として広く使用されている。
分離技術は、重力沈降、遠心分離、及びハイドロサイクロンを含む粒子密度差を利用する方法と、静止傾斜スクリーン、チャネル内フライトコンベヤスクリーン、回転スクリーン、スクリュープレス、ベルトプレス、及び回転プレスを含む粒子サイズ差を利用する方法に分類することができる。
これらの機械的分離方法のいくつかは、凝固ステップを導入することによって増強することができる。糞尿中に懸濁したコロイド状固体は、負の表面電荷を有し、これは粒子を分散させ、粒子を懸濁状態に保つ。凝固剤、典型的には、アルミニウム、鉄及び／又はカルシウムの金属塩等のカチオン性物質は、これらの懸濁粒子の凝固を引き起こし、同時にリン酸塩及び窒素等の溶解栄養素の析出を引き起こす。リン酸塩及び窒素を沈殿させることによって、それらをより粗い固体と共に回収することができ、それによって固体画分の栄養分を増強し、液体画分中のその存在を低減する。これは、農場に、天然肥料及び、例えば、潅漑のための洗浄プロセス水を提供する。凝固剤はまた、糞尿のｐＨを低下させ、アンモニア排出を低減するのに有用である。
分離プロセスにおいて、凝集ステップを添加することが有用である場合もある。凝集により、粒子をより大きく、より密度の高い塊に結合する能力を有する物質が糞尿に添加される。次いで、これらの粒子の塊は、機械的手段によってより容易に除去される。典型的に、ポリアクリルアミド（ＰＡＭ）又はキトサン等の高分子量ポリマーが、凝集のために使用される。
凝固及び凝集は、糞尿の分離及び脱水の効率を高めるための有用なツールであるが、分離された糞尿画分中に残留塩及び／又はポリマーが存在する結果となることが多い。このことは、例えば、肥料や土壌改良剤として使用するのに、画分の価値を低下させる。というのは、圃場に施用された場合、こうした化合物は、土壌や作物の健康を損なう可能性があるからである。さらに、鉄を含有する凝固剤は、糞尿中に存在する細菌による温室効果ガスメタンの生成を増加する。このように、凝固及び／又は凝集は、作業コストを増加させ、畜産者に対する糞尿管理の環境へのプラスの影響を減らす可能性がある。
糞尿管理は、実質的にも環境的にも有益である。地表水、地下水、飲料水の汚染リスクの低減、温室効果ガスの排出削減、土壌の質、構造、保水能力の向上、重要な栄養化合物の再利用に役立つ。経済的観点からは、糞尿管理はまた、牧草地及び作物に散布するために、生産者が肥料を購入する必要性も低減する。
しかしながら、固体及び栄養素の分離のための現在の技術は、固有の制限を有し、操作にコストがかかり、例えば、再利用することができ、農地に散布するのに環境的に許容可能であり、及び／又は飲料水として使用することができる固体及び液体の流出物を提供するのに、大量の燃料及び労力が必要とされる。このように、糞尿の分離及び脱水のための改善された方法が必要とされている。
本発明は、糞尿管理のための改善された方法を提供する。より具体的には、本発明は、微生物ベースの生成物を用いた糞尿の固液分離のための改善された方法を提供する。利点を挙げると、本発明の方法は、環境に優しく、操作が優しく、費用対効果が良い。
好ましい実施形態において、本発明は、微生物バイオサーファクタント及び／又は有益な微生物を含む微生物ベースの生成物を糞尿に適用し、それによって、液体画分及び固体画分の形成を促進する、糞尿の固液分離のための方法を提供する。
特定の実施形態において、液体画分は、例えば、植物利用可能な窒素、リン酸塩、ナトリウム、塩化物、アンモニウム、及び／又はカリウムを含む、水及び可溶性化合物を含む。
特定の実施形態において、固体画分は、有機材料、未消化植物物質、床材繊維、微生物細胞、及びその他の不溶性材料、例えば、有機窒素、有機リン、及びリン酸カルシウムを含む。
特定の実施形態において、固体画分は、例えば、遠心分離機、スクリーニング等の当技術分野で公知の機械的分離方法を使用して処理された糞尿から収集される。利点を挙げると、本方法は、本方法による事前処理なしに機械的分離を使用して達成されるものと比較して、全固形分（ＴＳ）含量を増加させ、及び／又は固体画分の水分含有量（質量パーセント）を減少させるために使用することができる。特定の実施形態において、本方法は、安全かつ環境に優しい技術及び成分を使用して、糞尿の水分含有量を５０質量％未満、好ましくは、４０質量％未満、より好ましくは、２５質量％未満に減少することができる。
いくつかの実施形態において、固体画分及び／又は液体画分を、溶解した固体及び液体を含む固体をさらに分離するために、本方法に従って微生物ベースの生成物で再処理することができる。
特定の実施形態において、本方法を用いて、嫌気性消化装置で処理されるスラリー糞尿を増粘（すなわち、脱水）することができる。含水量を減少させることによって、多量の糞尿を一度に嫌気性消化装置に入れることができ、それによって処理効率を増加させる。
本方法に従って処理される糞尿は、原糞尿、液体糞尿、スラリー糞尿及び／又は糞尿の分離された画分（例えば、液体又は固体画分）である。いくつかの実施形態において、糞尿又はその画分には、例えば、本方法による混合又は細断、嫌気性消化、汚染除去、機械的分離、重力分離又は分離等の処理が予めなされている。
好ましい実施形態において、本方法に従って利用されるバイオサーファクタントは、糖脂質である。いくつかの実施形態において、異なるバイオサーファクタントの組み合わせが利用される。バイオサーファクタントは、精製された形態、又はバイオサーファクタントが生成された培養物からの残留物質を含む粗形態である。
特定の好ましい実施形態において、バイオサーファクタントは、ソホロ脂質である。ソホロ脂質（ＳＬＰ）は、グリコシドエーテル結合によって脂肪酸に連結された、２つのグルコース分子からなるソホロースを含む糖脂質である。ＳＬＰは、ソホロース残基の６位及び／又は６'位でアセチル化される。１つの末端又はサブ末端ヒドロキシル化脂肪酸は、ソホロース分子にβ－グリコシド結合している。ＳＬＰの脂肪酸は、１つ以上の不飽和結合を有することができる。ＳＬＰは、単量体形成又は二量体形態のいずれかで存在する。それらはまた、脂肪酸側鎖中のカルボキシル基及びソホロース部分が環状エステル結合を形成するラクトン、又は酸性形態、又はエステル結合が加水分解された鎖状形態のいずれかである。
例えば、他の糖脂質（例えば、ラムノ脂質、マンノシルエリトリトール脂質、セロビオース脂質及びトレハロース脂質）、リポペプチド（例えば、サーファクチン、イチュリン、フェンジシン、アトロファクチン及びリケニシン）、脂肪酸エステル、フラボ脂質、リン脂質（例えば、カルジオリピン）、並びに、リポタンパク質、リポ多糖－タンパク質複合体、及び多糖－タンパク質－脂肪酸複合体等の高分子量ポリマーを含む、他のバイオサーファクタントも使用することができる。
特定の実施形態において、本方法は、バイオサーファクタントと組み合わせて、及び／又はバイオサーファクタントの代わりに有益な微生物を利用する。微生物は、栄養細胞、胞子及び／又はそれらの組み合わせの形態である。
好ましくは、有益な微生物は、糞尿を分離するために、及び／又は糞尿中の有害な微生物、例えば、メタン生成菌及び／又は硫酸還元菌（ＳＲＢ）を制御するために有用なバイオサーファクタント及び／又は他の代謝産物を生成することができる。有益な微生物としては、Bacillus amyloliquefaciens、Bacillus subtilis、Starmerella bombicola、Wickerhamomyces anomalus、Meyerozyma guilliermondii、Saccharomyces chlororaphis、Saccharomyces cerevisiae、Debaryomyces hansenii等が挙げられる。
特定の実施形態において、本方法は、例えば、B. amyloliquefaciens株 ＮＲＲＬ Ｂ－６７９２８やB. subtilis 株ＮＲＲＬＢ－６８０３１（「B4」）等のBacillus株と組み合わせたソホロ脂質を利用する。ソホロ脂質の量は、微生物の生存を阻害する量以下でなければならない。
いくつかの実施形態において、有益な微生物は、例えば、酵素、バイオポリマー、溶剤、酸、タンパク質、ポリケチド、アミノ酸、テルペン、脂肪酸、及び／又は動物、土壌、植物、及び／又は環境の健康を増強するために有用な他の代謝産物を含む、他の増殖副生成物を生成する。より具体的には、増殖副生成物は、例えば、糞尿固体を消化及び／又は堆肥化し、糞尿中の有害な微生物及び病原体を死滅させ、糞尿ベースの肥料及び土壌改良剤で土壌及び植物の健康を促進し、及び／又は糞尿からの温室効果ガス及び他の汚染排出物を低減するのに有用である。
利点を挙げると、本方法は、例えば、野外潅漑用水、動物飲料水、動物小屋及び農業機器を洗浄するための水として直接使用することができる液体糞尿画分を生成するのに有用である。特定の実施形態において、液体画分は、微生物バイオサーファクタント及び／又は微生物を含み、それによって、動物、土壌、植物及び／又は環境の健康を増強するための追加の利益を提供する。
いくつかの実施形態において、液体画分は、従来の都市廃水処理及び／又は農業廃水処理並びに再利用のために輸送することができる。
利点を挙げると、本方法は、また、例えば、堆肥化、動物の敷料、可燃性バイオ燃料、肥料及び土壌改良のために直接使用することができる固体糞尿画分を生成するのにも有用である。特定の実施形態において、固体画分は、微生物バイオサーファクタント及び／又は微生物を含み、それによって、動物、土壌、植物及び／又は環境の健康を増強するためのその追加の利益を提供する。
特定の実施形態において、本方法は、肥料等の糞尿ベースの生成物を汚染し、その価値を低下させる可能性がある金属塩及び／又はポリマーを利用する、従来の凝固及び／又は凝集材料を低減及び／又は置換するために使用することができる。
利点を挙げると、本方法を用いて、環境に優しい生分解性材料を使用して、糞尿量を低減し、糞尿中に存在する貴重な材料を再利用し、糞尿からの温室効果ガス排出を低減する、持続可能な農業及び家畜システムの一部として使用することができる。
CHASTAIN, J. P., 2019, "Chapter 4, Solid-Liquid Separation Alternatives for Manure Handling and Treatment", USDA Environmental Engineering National Engineering Handbook. Manitoba Agriculture, Food and Rural Development, 2015, "Properties of Manure." <https://www.gov.mb.ca/agriculture/environment/nutrient-management/pubs/properties-of-manure.pdf>
本発明は、糞尿管理のための改善された方法を提供する。より具体的には、本発明は、微生物ベースの生成物を用いた、糞尿の固液分離のための改善された方法を提供する。利点を挙げると、本発明の方法は、環境に優しく、操作が優しく、費用対効果が良い。
好ましい実施形態において、本発明は、微生物バイオサーファクタント及び／又は有益な微生物を含む微生物ベースの生成物を糞尿に適用し、それによって、液体画分及び固体画分の形成を促進する、糞尿の固液分離のための方法を提供する。
選択された定義
本発明は、「微生物ベースの組成物」、すなわち、微生物又は他の細胞培養物の増殖の結果として生成された成分を含む組成物を利用する。このように、微生物ベースの組成物は、微生物自体及び／又は微生物増殖副生成物を含む。微生物は、栄養状態、胞子形態、分生子形態、繁殖体の任意の他の形態、又はこれらの混合物である。微生物は、プランクトンであっても、バイオフィルム形態であっても、又は両方の混合物であってもよい。増殖副生成物は、例えば、代謝産物（酵素及び／又はバイオサーファクタント）、細胞膜成分、タンパク質及び／又は細胞成分であってよい。微生物は、無傷であっても溶解されていてもよい。細胞は、例えば、組成物ミリリットル当たり、少なくとも１×１０３、１×１０4、１×１０5、１×１０6、１×１０7、１×１０8、１×１０9、１×１０10、１×１０11、１×１０12 、又は１×１０1３以上のＣＦＵの濃度で存在してもよい。
本発明は、所望の結果を得るために、実際適用される生成物である「微生物ベースの生成物」をさらに提供する。微生物ベースの生成物は、単純な微生物ベースの組成物である。あるいは、微生物ベースの生成物は、添加された成分をさらに含む場合もある。添加される成分としては、例えば、安定剤、緩衝剤、担体（例えば、水や塩溶液）、さらなる微生物増殖をサポートする添加栄養素、適用される環境において微生物及び／又は組成物の追跡を促す非栄養素増殖因子及び／又は薬剤が挙げられる。微生物ベースの生成物は、微生物ベースの組成物の混合物であってもよい。微生物ベースの生成物はまた、これらに限られるものではないが、ろ過、遠心分離、溶解、乾燥、精製等、何らかの方法で、処理された微生物ベースの組成物の１つ以上の成分を含んでいてもよい。
本明細書中で使用される場合、「バイオフィルム」は、例えば、菌体外多糖マトリックスを用いて、細胞が互いに、及び／又は表面に接着する、細菌等の微生物の複雑な凝集体である。バイオフィルム中の細胞は、液体培地中で浮遊又は泳動することができる単一細胞である同じ生物のプランクトン細胞とは生理学的に異なる。
本明細書中で使用される場合、「単離された」又は「精製された」核酸分子、ポリヌクレオチド、ポリペプチド、タンパク質、小分子等の有機化合物（例えば、以下に挙げるようなもの）又はその他化合物は、自然状態で結合した細胞材料等の他の化合物を実質的に含まない。例えば、精製された又は単離されたポリヌクレオチド（リボ核酸（ＲＮＡ）やデオキシリボ核酸（ＤＮＡ））は、自然発生状態でその脇にある遺伝子や配列は含まない。精製又は単離ポリペプチドは、自然発生状態でその脇にあるアミノ酸や配列は含まない。精製された又は単離された微生物株は、自然に存在する環境から取り出される。このように、単離された株は、担体と結合した、例えば、生物学的に純粋な培養物として、又は芽胞（又は株のその他の形態）として存在する。
特定の実施形態において、精製化合物は、目的の化合物の少なくとも６０重量％である。好ましくは、調製物は、目的の化合物の少なくとも７５重量％、より好ましくは、少なくとも９０重量％、最も好ましくは、少なくとも９９重量％である。例えば、精製化合物は、少なくとも９０重量％、９１重量％、９２重量％、９３重量％、９４重量％、９５重量％、９８重量％、９９重量％又は１００重量％（ｗ／ｗ）の所望の化合物である。純度は、例えば、カラムクロマトグラフィー、薄膜クロマトグラフィー、高性能液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）分析等、適切な標準的な方法により測定される。
「代謝産物」とは、代謝によって生成される任意の物質（例えば、増殖副生成物）又は特定の代謝プロセスに関与するのに必要な物質を指す。代謝産物は、代謝の出発材料、中間体又は最終生成物である有機化合物である。代謝産物の例としては、酵素、酸、溶媒、アルコール、ポリケチド、タンパク質、炭水化物、ビタミン、ミネラル、微量元素、アミノ酸、バイオポリマー及びバイオサーファクタントが挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書中で使用される場合、「調節する」とは、変化（例えば、増加又は減少）を生じさせることを意味する。このような変化は、当技術分野における標準的な公知の方法によって検出される。
本明細書中で使用される場合、「複数」という用語は、２を超える数又は量を指す。
本明細書中で使用される場合、「減少」とはマイナスの変化を意味し、「増加」とはプラスの変化を意味し、プラス又はマイナスの変化は、少なくとも０．２５％、０．５％、１％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％又は１００％である。
本明細書で使用される場合、「参照」とは、標準又は対照条件を指す。
本明細書中で使用される場合、「界面活性剤」とは、２つの相間の表面張力（又は界面張力）を低下させる化合物を指す。界面活性剤は、例えば、洗剤、湿潤剤、乳化剤、発泡剤、及び分散剤として作用する。「バイオサーファクタント」又は「生物学的両親媒性分子」は、生存生物により生成された、及び／又は自然由来の材料から生成された界面活性剤である。
本明細書で提供される範囲は、その範囲内の全ての値について短縮されたものであると理解される。例えば、１～２０の範囲は、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、同じく、例えば、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、及び１．９等の前述の整数の間にある全ての１０進値からなる群からの任意の数、数の組み合わせ、又は部分範囲を含むものと理解される。部分範囲に関して、範囲のいずれかの終点から延びる「入れ子部分範囲」が特に考えられる。例えば、１～５０の例示的な範囲の入れ子部分範囲は、一方向に１～１０、１～２０、１～３０、及び１～４０、又は他方向に５０～４０、５０～３０、５０～２０、及び５０～１０を含むことができる。
「有する」又は「含有する」と同義である「含む」という移行句は、包括的又は限定的であり、追加の非記載の構成要素や方法工程を排除するものではない。対照的に、「からなる」という移行句は、請求項に指定されていない任意の構成要素、工程、又は成分を排除する。「から実質的になる」という移行句は、請求項の範囲を特定の材料や工程、及び請求項に記載された発明の「基本的かつ新規な特徴に実質的に影響を及ぼさないもの」に限定する。「含む」という用語の使用は、記載された構成要素から「からなる」又は「実質的になる」他の実施形態を意図するものである。
本明細書で使用される「又は」という用語は、特に明記されない限り、又は文脈から明らかでない限り、包括的と理解される。本明細書で使用される「一つの（a,an）」及び「前記
（the）」という用語は、特に明記されない限り、又は文脈から明らかでない限り、単数又は複数であると理解される。
本明細書で使用される「約」という用語は、特に明記されない限り、又は文脈から明らかでない限り、当技術分野における通常の許容範囲内、例えば、平均の２標準偏差内と理解される。「約」は、記載された値の１０％、９％、８％、７％、６％、５％、４％、３％、２％、１％、０．５％、０．１％、０．０５％、又は０．０１％以内と理解することができる。
本明細書中の可変の定義における化学基の列挙の引用は、１つの基又は列挙された基の組み合わせとしてのその可変の定義を含む。本明細書中の可変又は態様の実施形態の列挙は、その実施形態を単一の実施形態として、もしくは他の実施形態又はその一部と組み合わせて含む。
本明細書により提供される組成物又は方法は、本明細書により提供される他の組成物及び方法のいずれか１つ以上と組み合わせることができる。
本発明の他の特徴及び利点は、好ましい実施形態の記載及び請求項から明白となるであろう。本明細書に引用されている全ての参考文献は、その全体が参照により本明細書に援用される。
糞尿の処理方法
本発明は、糞尿管理のための改良された方法を提供する。より具体的には、本発明は、微生物ベースの生成物を用いた糞尿の固液分離のための改善された方法を提供する。利点を挙げると、本発明の方法は、糞尿管理のための現在の方法に比べ、環境に優しく、操作が優しく、かつ、費用効果の高い代替法である。さらに、特定の実施形態において、本方法による家畜排泄物の修復は、例えば、生活条件の全体的な改善による、産仔数の増加、減少したストレス及び／又は死亡率等、動物自体に有益な効果をもたらす。
好ましい実施形態において、本発明は、微生物バイオサーファクタント及び／又は有益な微生物を含む微生物ベースの生成物を糞尿に適用し、それによって、液体画分及び固体画分の形成を促進する、糞尿の固液分離のための方法を提供する。
本明細書で使用するとき、「適用する」とは、組成物が、糞尿に対して所望の効果、例えば、固液分離をすることができるように、組成物を糞尿と接触させることを意味する。例えば、本発明による微生物ベースの生成物は、糞尿、糞尿ラグーン、廃棄池、尾鉱池、槽、又は家畜糞尿が貯蔵及び／又は処理される他の貯蔵施設に注いだり、注入することができる。いくつかの実施形態において、処理される糞尿の体積に応じて、糞尿全体に微生物ベースの生成物を均一に分布させるために、ある時間、例えば、１分～６時間、又は１０分～１時間、混合物を混合する。
いくつかの実施形態において、混合物は、混合後のある時間、例えば、１分～７２時間、静置され、重力は、糞尿中の固体と液体の分離を開始できる。
特定の実施形態において、固体画分は、例えば、遠心分離機、ハイドロサイクロン、静止傾斜スクリーン、チャネル内フライトコンベヤスクリーン、回転スクリーン、スクリュープレス、ベルトプレス、及び回転プレス等の当技術分野で公知の機械的分離方法を使用して、処理された糞尿から収集される。
特定の実施形態において、液体画分は、水と、例えば、植物利用可能な窒素、リン酸塩、ナトリウム、塩化物、アンモニウム、及び／又はカリウムを含む、可溶性化合物とを含む。
特定の実施形態において、固体画分は、有機材料、未消化植物物質、敷料繊維、微生物細胞、その他不溶性材料、例えば、有機窒素、有機リン及びリン酸カルシウムを含む。
利点を挙げると、いくつかの実施形態において、本方法は、本方法による前処理なしに機械的分離を使用して達成されるものと比較して、総固形分（ＴＳ）含量を増加し、及び／又は固体画分の水分含有量（質量パーセント）を減少させるために用いることができる
例えば、いくつかの実施形態において、固体画分のＴＳ含量は、本発明の微生物ベースの生成物での前処理なしに機械的分離を使用して得られる固体画分よりも０．０１％～９９％、０．１％～９５％、１．０％～９０％、５．０％～８０％、１０％～７０％、１５％～６０％、２０％～５０％、２５％～４０％、又は３０％～３５％多い。
いくつかの実施形態において、固体画分の水分含有量は、本発明の微生物ベースの生成物での前処理なしに機械的分離を使用して得られる固体画分よりも０．０１％～９９％、０．１％～９５％、１．０％～９０％、５．０％～８０％、１０％～７０％、１５％～６０％、２０％～５０％、２５％～４０％、又は３０％～３５％少ない。
利点を挙げると、いくつかの実施形態において、本方法を用いると、固液分離の速度を増加し、これは本方法による前処理なしに機械的分離を使用して達成されるものと比較して、糞尿のための所望の水分含有量低下を達成するのに要する時間を減少させることを意味する。
例えば、いくつかの実施形態において、５０％以下の糞尿水分含有量を達成するための時間量を、本方法による前処理なしに機械的分離を使用して必要とされる時間量と比較して、少なくとも１％、５％、１０％、１５％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％、又は少なくとも９９％減少させることができる。
いくつかの実施形態において、固体画分及び／又は液体画分を、溶解した固体及び液体を含む固体をさらに分離するために、本方法に従って微生物ベースの生成物で再処理することができる。
特定の実施形態において、本方法を用いて、嫌気性消化装置で処理されるスラリー糞尿を増粘（すなわち、脱水）することができる。含水量を減少させることによって、微生物消化のための揮発性固体を含むより多量の糞尿を、一度に、嫌気性消化装置に入れることができ、それによって処理効率を増加させる。
本方法に従って処理される糞尿は、原糞尿、固体糞尿、液体糞尿、スラリー糞尿及び／又は、糞尿の分離された画分（例えば、液体又は固体画分）とすることができる。いくつかの実施形態において、糞尿又はその画分は、例えば、混合又は細断、嫌気性消化、汚染除去、機械的分離、重力分離又は本方法による分離等の処理に予めなされている。
好ましい実施形態において、本方法は、バイオサーファクタントを含む微生物ベースの生成物を糞尿に適用することを含む。一実施形態において、バイオサーファクタントは、それが生成された培養培地から精製されている。あるいは、一実施形態において、増殖副生成物は、粗形態で利用される。粗形態は、例えば、目的の増殖副生成物を生成する微生物の培養から得られる液体上清を含むことができ、これは、残存する生細胞又は不活性細胞及び／又は栄養素を含んでもよい。
バイオサーファクタントは、微生物によって生成される表面活性物質の構造的に多様な群である。バイオサーファクタントは、生分解性であり、再生可能な基質上の選択された生物を用いて生成することができる。大部分のバイオサーファクタント生成生物は、増殖培地中の炭化水素源（例えば、油、糖、グリセロール等）の存在に応答してバイオサーファクタントを生成する。
全てのバイオサーファクタントは、極性（親水性）部分と非極性（疎水性）基の２つの部分からなる両親媒性である。脂肪酸の炭化水素鎖は、バイオサーファクタント分子の共通の親油性部分として作用し、一方、親水性部分は、中性脂質のエステル又はアルコール基によって、脂肪酸又はアミノ酸（又はペプチド）のカルボキシレート基によって、フラボ脂質の場合は、有機酸によって、又は糖脂質の場合は、炭水化物によって形成される。
それらの両親媒性構造のために、バイオサーファクタントは、疎水性の水不溶性物質の表面積を増加させ、そのような物質の水バイオアベイラビリティを増加させる。バイオサーファクタントは、界面に蓄積するため、界面張力を低減し、溶液中で凝集ミセル構造の形成をもたらす。孔を形成し、生体膜を不安定化するバイオサーファクタントの能力が、例えば、抗菌剤（antibacterial agent）、抗真菌剤（antifungal agent）及び溶血剤としての使用を可能にする。低い毒性及び生分解性の特徴と組み合わせて、バイオサーファクタントは、糞尿処理を含む様々な用途での使用に有利である。
本方法によるバイオサーファクタントは、例えば、糖脂質（例えば、ソホロ脂質、ラムノ脂質、マンノシルエリトリトール脂質、セロビオース脂質、及びトレハロース脂質）、リポペプチド（例えば、サーファクチン、イチュリン、フェンジシン、アルスロファクチン、及びリケニシン）、フラボ脂質、リン脂質（例えば、カルジオリピン）、脂肪酸エステル、並びにリポタンパク質、リポ多糖－タンパク質複合体及び多糖－タンパク質－脂肪酸複合体等の高分子量ポリマーである。
１つ以上のバイオサーファクタントは、生物学的に又は合成的に変性された形態を含む、バイオサーファクタントの変性形態、誘導体、画分、アイソフォーム、異性体又はサブタイプのいずれか１つ又は組み合わせをさらに含むことができる。
好ましい実施形態において、本方法に従って利用されるバイオサーファクタントは、糖脂質である。いくつかの実施形態において、異なるバイオサーファクタントの組み合わせが利用される。バイオサーファクタントは、精製された形態、又はバイオサーファクタントが生成された培養物からの残留物質を含む粗形態である。
特定の好ましい実施形態において、バイオサーファクタントはソホロ脂質である。ソホロ脂質（ＳＬＰ）は、グリコシドエーテル結合によって脂肪酸に連結された、２つのグルコース分子からなるソホロースを含む糖脂質である。ＳＬＰは、ソホロース残基の６位及び／又は６'位でアセチル化される。１つの末端又は副末端ヒドロキシル化脂肪酸は、ソホロース分子にβ－グリコシド結合している。ＳＬＰの脂肪酸は、１つ以上の不飽和結合を有する。ＳＬＰは、単量体形成又は二量体形成のいずれかで存在する。それらはまた、脂肪酸側鎖中のカルボキシル基及びソホロース部分が環状エステル結合を形成するラクトン、又はエステル結合が加水分解される酸性形態、又は鎖状形態のいずれかである。
特定の実施形態において、本方法は、糞尿の量に対して、約０．０１～１０，０００ｐｐｍ、０．１～５，０００ｐｐｍ、０．５～１，０００ｐｐｍ、１．０～７５０ｐｐｍ、１．５～５００ｐｐｍ、２．０～２５０ｐｐｍ、２．５～１５０ｐｐｍ、又は３．０～１００ｐｐｍのバイオサーファクタントを適用することを含む。
いくつかの実施形態において、バイオサーファクタントは、糞尿固体と液体間の界面張力を低減するのを助け、それによって、それらの分離を促進する。いくつかの実施形態において、これはバイオサーファクタントの両親媒性によって達成され、帯電した溶解固体を隔離し、凝集させるのを助け、及び／又は水分子の合体を促進する。
いくつかの実施形態において、バイオサーファクタントは、糞尿中の有害な微生物を直接阻害する。
特定の実施形態において、本方法は、バイオサーファクタントと組み合わせて、及び／又はバイオサーファクタントの代わりに有益な微生物を利用する。微生物は、栄養細胞、胞子及び／又はそれらの組み合わせの形態とすることができる。好ましくは、有益な微生物は、バイオサーファクタント及び／又は、例えば、糞尿の分離及び／又は有害な微生物の制御に有用な他の代謝産物を生成することができる。
本明細書で使用される場合、「有益な」微生物は、有害なものではなく、糞尿処理に利益を与えるものである。利益には、例えば、固体の直接消化、固体の分解を助ける代謝産物の生成、有害な微生物の直接制御、及び／又は他の有益な微生物の担持を含むことができる。
「有害な」微生物は、例えば、有益な微生物を死滅させたり、温室効果ガスや他の汚染物質、例えば、メタン、二酸化炭素、亜酸化窒素、アンモニア／アンモニウム及び／又は硫化水素等をはじめとする有害な増殖副生成物を生成することによって、ヒトや動物、環境、及び／又は糞尿処理プロセスに、直接的又は間接的な害を引き起こすものである。有害な微生物はまた、病原性生物も含み、糞尿から除去されない場合、他の生物や環境に有害となる。
本方法による有害な微生物の例としては、メタンガスを代謝副生成物として生成する微生物であるメタン生成菌が挙げられる。メタン生成菌は、反芻動物及び非反芻動物（例えば、ブタ、家禽及び馬）の消化器系及び代謝廃棄物中に見出される古細菌である。メタン生成菌の例としては、Methanobacterium spp.（例えば、M. formicicum）、Methanobrevibacter spp.（例えば、M. ruminantium）、Methanococcus spp.（例えば、M. paripaludis）、Methanoculleus spp.（例えば、M. bourgensis）、Methanoforens spp.（例えば、M. stordalenmirensis）、Methanofollis liminatans、Methanogenium wolfei、Methanomicrobium spp.（例えば、M. mobile）、Methanopyrus kandleri、Methanoregula boonei、Methanosaeta spp.（例えば、M. concilii、M. thermophile）、Methanosarcina spp.（例えば、M. barkeri、M. mazeii）、Methanosphaera stadtmanae、Methanospirillium hungatei、Methanothermobacter spp.及び／又はMethanothrix sochngeniiが挙げられるが、これらに限定されない。
メタン生成は、バイオガス生成に有用となり得るが、貯蔵糞尿や作物畑に適用された糞尿からのメタンの生成は、大気中へのメタン及び他の温室効果ガスの望ましくない汚染排出をもたらす。
有害な微生物のさらなる例としては、硫酸塩還元細菌及び古細菌（ＳＲＢ）、例えば、Proteobacteria、Deltaproteobacteria、Desulfobacterales、Desulfovibrionales、Syntrophobacterales、Desulfotomaculum、Desulfosporomusa、Desulfosporosinus、Thermodesulfovibrio、Thermodesulfobacteria、Thermodesulfobium、Archaeoglobus、Thermocladium、Caldivirga、Desulfuromonas、Desulfovibrio、Desulfurella、Geobacter、Pelobacter、Wolinella、Campylobacter、Shewanella、Sulfurospirillum、Geospirillum、Thermococcales、Thermoproteales、Pyrodictales及びSulfolobalesが挙げられる。
ＳＲＢは、有機化合物又は分子状水素（Ｈ2）を酸化し、硫酸塩（ＳＯ2－4）を硫化水素（Ｈ2Ｓ）に還元することによりエネルギーを得る。他の酸化無機硫黄化合物、例えば、亜硫酸、チオ硫酸、又は元素硫黄を硫化水素に還元することもできる。Ｈ2Ｓは、大気汚染物質となり、一定の濃度で吸入するとヒトに極めて有毒である。
本発明の有益な微生物は、天然の、又は遺伝子改変された微生物であってもよい。例えば、微生物は、特定の特徴を示すために特定の遺伝子で形質転換されてもよい。また、微生物は、所望の株の突然変異体であってもよい。本明細書中で使用される場合、「変異体」は、基準微生物の株、遺伝的変異体又はサブタイプを意味し、ここで、変異体は、基準微生物と比較して、１つ以上の遺伝的変異（例えば、点変異、ミスセンス変異、ナンセンス変異、欠失、重複、フレームシフト変異又は反復拡大）を有する。変異体を作製するための手順は、微生物学技術分野において周知されている。例えば、ＵＶ突然変異誘発及びニトロソグアニジンは、この目的のために広く使用されている。
特定の実施形態において、組成物は、約１×１０3～約１×１０13、約１×１０4～約１×１０12、約１×１０5～約１×１０11、又は約１×１０6～約１×１０10ＣＦＵ／ｇの組成物中に存在する有益な各種の微生物を含む。
一実施形態において、組成物は、約１～１００体積％、約１０～９０体積％、又は約２０～７５体積％の有益な微生物及び／又は微生物培養物を含む。
特定の実施形態において、組成物は、１つ以上の細菌及び／又は増殖副生成物を含む。細菌は、例えば、Myxococcus sp.（例えば、M. xanthus）及び／又は１つ以上のBacillus spp.細菌であってもよい。特定の実施形態において、Bacillus spp.は、B. amyloliquefaciens、B. subtilis及び／又はB. licheniformisである。細菌は、胞子の形態で、栄養細胞として、及び／又はそれらの混合物として使用することができる。
一実施形態において、組成物は、B. amyloliquefaciensを含む。好ましい実施形態において、B. amyloliquefaciensの株は、B. amyloliquefaciens ＮＲＲＬ Ｂ－６７９２８（「B. amy」）である。他の特定の実施形態において、組成物は、B. subtilis株B4（ＮＲＲＬ Ｂ－６８０３１）を含む。特定の例示的な実施形態において、組成物は、B. amyとB4の両方を含む。
特定の実施形態において、B. amyは、B. amyloliquefaciensやBacillus spp.の参照株のバイオサーファクタント生成能力に比べて、独特なリポペプチドバイオサーファクタントの混合物を生成する能力により、特に有益である。リポペプチド混合物は、サーファクチン、リケニシン、フェンギシン及びイチュリンＡを含む。ある実施形態において、B. amyは、B. amyloliquefaciensの参照株に比べて、生成されるバイオサーファクタントの総量が多い。
いくつかの実施形態において、B. amyは、高塩濃度及び５５℃以上の温度で生存し増殖する。株はまた、嫌気性条件でも増殖可能である。B. amy株はまた、デンプンを分解したり代謝する酵素を生成するのにも用いられる。
いくつかの実施形態において、B. amyは、糖脂質バイオサーファクタント、フィターゼ、有機酸、窒素固定酵素及び／又は増殖ホルモンを生成することができる。
いくつかの実施形態において、B. amyは、動物の消化器において、いくつかの実施形態においては、動物の排泄物中で排泄された後においても、生存し続ける胞子を生成することができる。
特定の実施形態において、組成物は、Bacillus subtilisの株を含む。好ましい実施形態において、株は、B. subtilis、「B4」（ＮＲＲＬ Ｂ－６８０３１）である。利点を挙げると、いくつかの実施形態において、B4は、増加した量のリポペプチドバイオサーファクタント、特に、サーファクチンを生成することができる。利点を挙げると、いくつかの実施形態において、B4及び／又はそれが生成する増加した量のサーファクチンは、家畜の消化器及び排泄物において、メタン生成バイオフィルムを大幅に破断させるのに特に役立つことができる。
いくつかの実施形態において、B4は、「界面活性剤過剰生成」である。例えば、この株は、少なくとも０．１～１０ｇ／Ｌ、例えば、０．５～１ｇ／Ｌのバイオサーファクタント、又は、他のBacillus subtilis細菌に比べて、例えば、少なくとも１０％、２５％、５０％、１００％、２倍、５倍、７．５倍、１０倍、１２倍、１５倍以上生成してもよい。例えば、いくつかの実施形態において、ＡＴＣＣ３９３０７を参照株として用いることができる。
特定の例示の実施形態において、本方法は、B. amy及び／又は株B4と組み合わせてソホロ脂質を利用する。ソホロ脂質の量は、微生物の生存を阻害する量以下でなければならない。
B. amy及びB4株の培養物は、農研機構機関北部地域研究所（ＮＲＲＬ）１４００ Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ Ａｖｅ．， Ｓ．Ｗ．， Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ， ＤＣ， ２０２５０, ＵＳＡに寄託された。B. amy寄託物は、寄託機関によって受託番号ＮＲＲＬ Ｂ－６７９２８を割り当てられ、２０２０年２月２６日に寄託された。B4寄託物は、寄託機関によって受託番号ＮＲＲＬ Ｂ－６８０３１を割り当てられ、２０２１年５月６日に寄託された。
本培養物はそれぞれ、３７ＣＦＲ １．１４及び３５Ｕ．Ｓ．Ｃ１２２に基づいて特許商標局長が権利を有すると決定したものに対して、本特許出願の係属中に培養物へのアクセスが利用可能であることを保証する条件下で寄託されている。寄託物は、対象出願の対応出願又はその子孫出願がされている国において、外国特許法により要求されているように利用可能である。しかしながら、寄託物の利用可能性は、政府の措置によって付与された特許権の無効化において本発明を実施するためのライセンスを構成しないことを理解されたい。
さらに、本培養物寄託物はそれぞれ、微生物の寄託に関するブダペスト条約の規定に従い、保管され、公衆に利用可能にされる、すなわち、寄託物のサンプルの提供のための最新の要求の後、少なくとも５年間、及び、いずれの場合も、寄託の日の後少なくとも３０年間、又は培養物を開示することができる特許の実施可能期間、生存可能で汚染されないようにするために必要な全ての注意をもって保管される。寄託者は、寄託の条件のために、要求されたときにサンプルを提供することができない場合、寄託物を交換する義務を承認するものとする。本培養寄託物の公衆への利用可能性に関する全ての制限は、それを開示する特許の付与に際して取消不能に除去される。
一実施形態において、有益な微生物は、酵母及び／又は菌類である。本発明に従って使用するのに適した酵母及び菌類種としては、Acaulospora、Acremonium chrysogenum、Aspergillus、Aureobasidium（例えば、A. pullulans）、Blakeslea、Candida（例えば、C. apicola、C. batistae、C. bombicola、C. floricola、C. kuoi、C. riodocensis、C. nodaensis、C. stellate）、Cryptococcus、Debaryomyces（例えば、D. hansenii）、Entomophthora、Hanseniaspora（例えば、H. uvarum）、Hansenula、Issatchenkia、Kluyveromyces（例えば、K. phaffii）、Lentinula spp.（例えば、L. edodes）、Meyerozyma（例えば、M. guilliermondii）、Monascus purpureus、Mortierella、Mucor（例えば、M. piriformis）、Penicillium、Phythium、Phycomyces、Pichia（例えば、P. anomala、P. guilliermondii、P. occidentalis、P. kudriavzevii）、Pleurotus（例えば、P. ostreatus、P. ostreatus、P. sajorcaju、P. cystidiosus、P. cornucopiae、P. pulmonarius、P. tuberregium、P. citrinopileatus及びP. flabellatus）、Pseudozyma（例えば、P. aphidis）、Rhizopus、Rhodotorula（例えば、R. bogoriensis）、Saccharomyces（例えば、S. cerevisiae、S. boulardii、S. torula）、Starmerella（例えば、S. bombicola）、Torulopsis、Thraustochytrium、Trichoderma（例えば、T. reesei、T. harzianum、T. viride）、Ustilago（例えば、U. maydis）、Wickerhamiella（例えば、W. domericqiae）、Wickerhamomyces（例えば、W. anomalus）、Williopsis（例えば、W. mrakii）、Zygosaccharomyces（例えば、Z. bailii）等が挙げられる。
特定の実施形態において、組成物は、１つ以上の菌類及び／又は１つ以上の増殖副生成物を含む。菌類は、例えば、Pleurotus spp.菌、例えば、P. ostreatus（ヒラタケ）、Lentinula spp.菌、例えば、L. edodes（シイタケ）及び／又はTrichoderma spp、例えば、T. viridaeである。菌類は、生存又は不活性細胞、菌糸体、胞子及び／又は子実体の形態であってよい。子実体は、存在する場合は、例えば、顆粒及び／又は粉末形態に細断及び／又は粉砕することができる。
特定の実施形態において、組成物は、１つ以上の酵母及び／又は１つ以上の増殖副生成物を含む。酵母は、例えば、Wickerhamomyces anomalus（例えば、株ＮＲＲＬ Ｙ－６８０３０）、Saccharomyces spp.（例えば、S. cerevisiae及び／又はS. boulardii）、Debaryomyces hansenii、Starmerella bombicola、Meyerozyma guilliermondii、Pichia occidentalis、Monascus purpureus及び／又はAcremonium chrysogenumであることができる。酵母は、生存又は不活性細胞や胞子の形態、同様に、乾燥及び／又は休眠細胞（例えば、酵母加水分解物）の形態であることができる。
好ましい実施形態において、有益な微生物は、バイオサーファクタントを生成する。いくつかの実施形態において、有益な微生物は、例えば、酵素、バイオポリマー、溶剤、酸、タンパク質、ポリケチド、アミノ酸、テルペン、脂肪酸、及び／又は動物、植物、土壌、及び／又は環境における健康を増強するために有用な他の代謝産物をはじめとする、他の増殖副生成物を生成する。増殖副生成物は、好ましくは、例えば、糞尿固体を消化及び／又は堆肥化する、糞尿中の病原体を死滅させる、糞尿ベースの肥料及び土壌改良剤で土壌及び植物の健康を促進する、及び／又は、糞尿からの温室効果ガス及び他の汚染排出物（例えば、メタン、硫化水素、二酸化炭素、亜酸化窒素及びアンモニア／アンモニウム）を低減するのに有用であり得る。
特定の実施形態において、本方法は、本方法において使用されてもよい胞子形態微生物の発芽を増強するために、発芽増強剤を糞尿に適用することを含む。特定の実施形態において、発芽促進剤は、例えば、Ｌ－アラニン及び／又はＬ－ロイシン等のアミノ酸である。一実施形態において、発芽促進剤は、マンガンである。
一実施形態において、本方法は、１つ以上の脂肪酸を肥料に適用することを含む。脂肪酸は、有益な微生物によって生成され、及び／又は別個に生成され、追加の成分として含まれることができる。特定の好ましい実施形態において、脂肪酸は、１４～２０個の炭素の炭素骨格を有する飽和長鎖脂肪酸、例えば、ミリスチン酸、パルミチン酸又はステアリン酸である。いくつかの実施形態において、２つ以上の飽和長鎖脂肪酸の組み合わせが組成物に含まれる。いくつかの実施形態において、飽和長鎖脂肪酸は、メタン生成を阻害し、及び／又はメタン生成菌の細胞膜透過性を増加させることができる。
いくつかの実施形態において、本方法は、例えば、海藻（例えば、Asparagopsis taxiformis）、ケルプ、３－ニトロオキシプロパノール、アントラキノン、イオノフォア（例えば、モネンシン及び／又はラサロシド）、ポリフェノール（例えば、サポニン、タンニン）、Yucca schidigera抽出物（ステロイドサポニン生成植物種）、Quillaja saponaria抽出物（トリテルペノイドサポニン生成植物種）、有機硫黄（例えば、ニンニク抽出物）、フラボノイド（例えば、ケルセチン、ルチン、ケンフェロール、ナリンギン及びアントシアニジン；緑色柑橘類果実、ローズヒップ、及びブラックカーラントからのバイオフラボノイド）、カルボン酸及び／又はテルペン（例えば、ｄ－リモネン、ピネン、及びシトラス抽出物）等の、メタン産生を低減することが知られている追加の成分を適用することを含み得る。
利点を挙げると、本方法は、例えば、野外潅漑用水、動物飲料水、及び動物小屋や農業機器を洗浄する水として直接使用することができる液体糞尿画分を生成するのに有用である。特定の実施形態において、液体画分は、微生物バイオサーファクタント及び／又は有益な微生物の一部を含み、それによって、動物、土壌、植物及び／又は環境における健康にさらに利点を与える。
いくつかの実施形態において、液体肥料画分を、作物又は畑を潅漑するために使用することができ、本方法に従って得られた肥料液体画分は、作物又は畑に適用され、潅漑液体中のバイオサーファクタント又はバイオサーファクタント生成微生物の存在は、土壌中及び植物根中への水の移動を増強し、それによって、特定の実施形態において、栽培者の水利用効率を増強する。
いくつかの実施形態において、液体画分を、従来の都市廃水処理及び再生のために輸送することができる。
利点を挙げると、本方法はまた、例えば、堆肥化、動物敷料、可燃性バイオ燃料、肥料及び土壌改良のために直接使用することができる固体肥料画分を製造するのにも有用である。特定の実施形態において、固体画分は、微生物バイオサーファクタント及び／又は有益な微生物の一部を含み、それによって、動物、土壌、植物及び／又は環境における健康にさらなる利点を与える。
特定の実施形態において、本方法は、肥料等の糞尿ベースの生成物を汚染し、その価値を低下させる可能性がある金属塩及び／又はポリマーを利用する、従来の凝固及び／又は凝集材料を低減及び／又は置換するために使用することができる。
特定の実施形態において、これはまた、これらの化合物、例えば、メタン生成物及び／又はＳＲＢを生成する微生物の数を減少させることによって、糞尿貯蔵施設から生成される二酸化炭素、亜酸化窒素、アンモニア、硫化水素及び／又はメタンの量を減少させるのにも役立つ。本方法はまた、糞尿成分の分解増加を促進することができ、それによって、肥料貯蔵に伴う肥料貯蔵容量、ＧＨＧ排出、水汚染、及び悪臭公害を低減することができる。利点を挙げると、これは、環境における健康、動物の健康、及び労働者及び地元住民の健康に有益である。
さらに、いくつかの実施形態において、微生物ベースの生成物を糞尿に適用することは、糞尿が最終的に適用される畑又は作物の土壌に、有益な微生物を接種する能力により、有機肥料としての糞尿の価値が高まる。微生物及びその増殖副生成物は、土壌バイオアベイラビリティを改善し、根圏特性を増強し、植物増殖及び健康を増強し、これは、例えば、窒素に富む合成肥料の必要性の減少（合成肥料の使用から生じるアンモニア及び亜酸化窒素排出の減少）をもたらすことができる。
利点を挙げると、本方法は、環境に優しい生分解性材料を使用して、糞尿量を低減し、糞尿中に存在する貴重な材料を再利用し、糞尿からの温室効果ガス排出を低減する、持続可能な農業及び家畜システムの一部として使用することができる。
微生物及び／又は微生物増殖副生成物の製造
本発明は、微生物の培養及び微生物代謝産物及び／又は微生物増殖の他の副生成物の製造の方法を利用する。本発明はさらに、微生物の培養及び所望の規模での微生物代謝産物の生成に適した培養プロセスを利用する。これらの培養プロセスには、浸漬培養／発酵、固相発酵（ＳＳＦ）、改変、ハイブリッド、及び／又はそれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。
本明細書中で使用される場合、「発酵」は、制御された条件下での細胞の培養又は増殖をいう。増殖は、好気性又は嫌気性である。好ましい実施形態において、微生物は、ＳＳＦ及び／又はその改変版を使用して増殖する。
一実施形態において、本発明は、バイオマス（例えば、生存細胞物質）、細胞外代謝産物、残留栄養素及び／又は細胞内成分を生成する材料及び方法を提供する。
本発明に従って使用される微生物増殖容器は、工業的使用のための任意の発酵槽又は培養反応器であることができる。一実施形態において、容器は、機能制御／センサを有してもよく、又はｐＨ、酸素、圧力、温度、湿度、微生物密度及び／又は代謝産物濃度等の培養プロセスにおける重要な因子を測定するために機能制御／センサに接続されてもよい。
さらなる実施形態において、容器は、容器内の微生物の増殖（例えば、細胞数及び増殖期の測定）を監視することもできる。あるいは、毎日のサンプルを容器から採取し、希釈プレーティング技術等の当技術分野で公知の技術による計数に供してもよい。
一実施形態において、本方法は、窒素源を用いて培養物を補充することを含む。窒素源は、例えば、硝酸カリウム、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、アンモニア、尿素及び／又は塩化アンモニウムであり得る。これらの窒素源は、単独で、又は２種以上の組み合わせで使用することができる。
本方法は、増殖培養物に酸素化することができる。一実施形態は、低酸素含有空気を除去し、酸素化空気を導入するために、空気の緩慢な動きを利用する。浸漬発酵の場合、酸素化空気は、液体の機械的撹拌のためのインペラー、及び液体中への酸素の溶解のために液体に気泡を供給するための空気スパージャーを含む機構を介して毎日補充される周囲空気であってもよい。
本方法は、培養物に炭素源を補充することをさらに含むことができる。炭素源は、典型的には、グルコース、スクロース、ラクトース、フルクトース、トレハロース、マンノース、マンニトール及び／又はマルトース等の炭水化物、酢酸、フマル酸、クエン酸、プロピオン酸、リンゴ酸、マロン酸及び／又はピルビン酸等の有機酸、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、イソブタノール及び／又はグリセロール等のアルコール、大豆油、キャノーラ油、米ぬか油、オリーブ油、トウモロコシ油、ゴマ油及び／又は亜麻仁油等の油脂等である。これらの炭素源は、単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
一実施形態において、微生物の増殖因子及び微量栄養素が培地に含まれる。これは、それらが必要とするビタミンの全てを生成することができない微生物を増殖させる場合に特に好ましい。鉄、亜鉛、銅、マンガン、モリブデン及び／又はコバルトのような微量元素を含む無機栄養素もまた、培地に含まれてもよい。さらに、ビタミン、必須アミノ酸、及び微量元素の源は、例えば、トウモロコシ粉等の穀粉又はミールの形態で、又は酵母エキス、ジャガイモエキス、ビーフエキス、大豆エキス、バナナ皮エキス等のエキスの形態で、又は精製された形態で含まれ得る。各種アミノ酸、例えば、タンパク質の生合成に有用な各種アミノ酸もまた含まれ得る。
一実施形態において、無機塩も含まれてもよい。使用可能な無機塩は、リン酸二水素カリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸水素二ナトリウム、硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム、塩化鉄、塩化鉄、硫酸マンガン、塩化マンガン、硫酸亜鉛、塩化鉛、硫酸銅、塩化カルシウム、塩化ナトリウム、炭酸カルシウム及び／又は炭酸ナトリウムである。これらの無機塩は、単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
一実施形態において、微生物の増殖速度を高める物質を意味する、１つ以上の生物刺激剤も含まれてもよい。生物刺激剤は、種特異的であってもよく、又は様々な種の増殖速度を高めるものであってもよい。
いくつかの実施形態において、培養方法は、培養プロセスの前及び／又は間に培地に抗菌剤を添加することをさらに含んでもよい。
特定の実施形態において、抗生物質を低濃度領域で培養物に添加して、抗生物質に耐性のある微生物を生成することができる。抗生物質への曝露を生き残る微生物を選択し、抗生物質に耐性のある培養物を得るために、漸進的に高濃度の抗生物質の存在下で反復的に再培養する。これは、微生物学分野で知られている方法を用いて、実験室環境又は工業規模で行うことができる。特定の実施形態において、培養物中の抗生物質の量は、例えば、０．０００１ｐｐｍで開始し、培養物中の濃度が典型的に家畜動物に適用される用量に等しいか、又はほぼ等しくなるまで、反復の度に約０．００１～０．１ｐｐｍ増加させる。
特定の実施形態において、抗生物質は、例えば、プロカイン、ペニシリン、テトラサイクリン（例えば、クロルテトラサイクリン、オキシテトラサイクリン）、タイロシン、バシトラシン、硫酸ネオマイシン、ストレプトマイシン、エリスロマイシン、モネンシン、ロキサルソン、サリノマイシン、タイロシン、リンコマイシン、カルバドックス、ライドロマイシン、ラサロシド、オレアンドマイシン、ビルギナマイシン、及びバンベリマイシン等の、家畜飼料中で、動物の増殖を促進し、病気や感染を処置及び予防するのを補助するために使われることの多いものである。特定の家畜抗生物質に耐性のある有益な微生物を生成することによって、状態を処置又は予防するためにどの抗生物質を動物に投与するかに基づいて、微生物を選択することができる。あるいは、有益な微生物に害を与えないように、本方法に従って、どの有益な微生物が動物に投与されるかに基づいて、家畜動物に対して抗生物質を選択することができる。
混合物のｐＨは、目的の微生物に適したものとしたほうが良い。緩衝液、及び炭酸塩やリン酸塩等のｐＨレギュレータを使用して、ｐＨを好ましい値付近に安定化させることができる。金属イオンが高濃度で存在する場合、媒質中にキレート化剤を使用することが必要である。
微生物は、プランクトン形態で、又はバイオフィルムとして増殖させることができる。バイオフィルムの場合、容器は、微生物をバイオフィルム状態で増殖させることができる基質を有することができる。また、このシステムは、例えば、バイオフィルム増殖特性を増進及び／又は改善する刺激（せん断力応力等）を加える能力を有してもよい。
一実施形態において、微生物の培養方法は、約５℃～約１００℃、好ましくは、１５℃～６０℃、より好ましくは、２５℃～５０℃で実施される。さらなる実施形態において、培養が一定温度で連続的に実施されてもよい。他の実施形態において、培養は変化する温度にさらされてもよい。
一実施形態において、方法及び培養プロセスで使用される装置は無菌である。反応器／容器のような培養装置は、滅菌ユニット、例えば、オートクレーブから分離されてもよいが、それに接続されてもよい。また、培養装置は、接種を開始する前にインサイチュで滅菌する滅菌ユニットを有してもよい。空気は、当技術分野で公知の方法によって滅菌することができる。例えば、周囲空気は、容器内に導入される前に、少なくとも１つのフィルタを通過する。他の実施形態において、培地は、低温殺菌されてもよく、又は、任意で、熱を全く加えなくてもよく、望ましくない細菌増殖を制御するために、低水分活性及び低ｐＨの使用が利用されてもよい。
一実施形態において、本発明は、例えば、バイオサーファクタント、酵素、タンパク質、エタノール、乳酸、ベータ－グルカン、ペプチド、代謝中間体、多価不飽和脂肪酸及び脂質等の微生物代謝産物を、増殖及び代謝産物生成に適切な条件下で培養し、任意で、代謝産物を精製することによって、生成する方法をさらに提供する。本方法によって生成される代謝産物含量は、例えば、少なくとも２０%、３０%、４０%、５０%、６０%、７０%、８０%、又は９０%であり得る。
発酵培地のバイオマス含量は、例えば、５ｇ／ｌ～１８０ｇ／ｌ以上、又は１０ｇ／ｌ～１５０ｇ／ｌである。細胞濃度は、例えば、最終生成物１ｇ当たり、少なくとも１×１０9、１×１０10、１×１０11、１×１０12、又は１×１０13個の細胞であってもよい。
目的の微生物によって生成される微生物増殖副生成物は、微生物中に保持されるか、又は増殖培地中に分泌される。培地は、微生物増殖副生成物の活性を安定化する化合物を含有していてもよい。
微生物の培養及び微生物副生成物の製造のための方法及び装置は、バッチ、準連続プロセス、又は連続プロセスで実施することができる。
一実施形態において、微生物培養組成物の全てが、培養の完了時に（例えば、所望の細胞密度、又は特定の代謝産物の密度を達成した際に）取り出される。このバッチ手順において、全く新しいバッチが、第１のバッチの採取時に開始される。
他の実施形態において、発酵生成物の一部のみが、任意の時点で取り出される。この実施形態において、生細胞、胞子、分生子、菌糸及び／又は菌糸体を有するバイオマスは、新たな培養バッチのための接種物として容器内に残る。取り出され得る組成物は、無細胞培地であるか、又は細胞、胞子、もしくは他の生殖繁殖体、及び／又はそれらの組み合わせを含む。このようにして、準連続システムが生成される。
利点を挙げると、本方法は、複雑な設備や高いエネルギー消費を必要としないことである。目的の微生物は、現場で小規模又は大規模に培養され、その培地と混合されたままでも利用できる。
微生物ベースの生成物の調製
本発明の１つの微生物ベースの生成物は、単に、微生物及び／又は微生物によって生成された微生物代謝産物及び／又は任意の残留栄養素を含有する発酵培地である。発酵生成物は、抽出又は精製することなく直接使用することができる。所望であれば、抽出及び精製は、文献に記載されている標準的な抽出及び／又は精製方法又は技術を用いて容易に行うことができる。
微生物ベースの生成物中の微生物は、活性又は不活性形態であってもよい。さらに、微生物は、組成物から除去し、残留培養物を利用してもよい。微生物ベースの生成物は、さらに、安定化させたり、保存したり、保管することなく用いられてもよい。利点を挙げると、微生物ベースの生成物の直接使用によって、微生物の高い生存率を保ち、異物や望ましくない微生物からの汚染の可能性を減じ、微生物増殖の副生成物の活性を維持する。
微生物及び／又は微生物増殖の結果得られる培地（例えば、ブロスや固体基質）は、増殖容器から取り出し、例えば、管を通して移し、すぐに使用することができる。
一実施形態において、微生物ベースの生成物は、単に、微生物の増殖副生成物である。例えば、微生物により生成されたバイオサーファクタントは、例えば、液体ブロス中約５０％純粋なバイオサーファクタントを含む粗形態の浸漬発酵容器から集めることができる。
他の実施形態において、微生物ベースの生成物（微生物、培地又は微生物と培地）は、例えば、意図する用途、適用の考えられる方法、発酵容器のサイズや、微生物増殖設備から使用地への輸送形式を考慮に入れて、適切なサイズの容器に入れることができる。このように、微生物ベースの組成物を入れる容器は、例えば、１ガロン～１，０００ガロン以上である。他の実施形態において、容器は、２ガロン、５ガロン、２５ガロン以上である。
例えば、増殖容器から酵母発酵生成物を採取するにあたり、採取した生成物を、容器に入れ、及び／又は管を通す（その他使用のために輸送する）際、さらなる成分を添加することができる。添加剤としては、例えば、緩衝剤、担体、同じ又は異なる設備で生成されたその他微生物ベースの組成物、粘度調節剤、保存料、微生物増殖のための栄養素、追跡剤、溶剤、殺虫剤、その他微生物及び意図する用途に特化されたその他成分が挙げられる。
本発明による処方に含有されてもよいその他好適な添加剤としては、かかる調製物に通常使用される物質が挙げられる。かかる添加剤としては、界面活性剤、乳化剤、潤滑剤、緩衝剤、溶解度制御剤、ｐＨ調節剤、保存剤、安定剤及び紫外線防止剤が例示される。
一実施形態において、生成物は、有機及びアミノ酸又はその塩を含む緩衝剤をさらに含んでいてもよい。好適な緩衝剤としては、クエン酸、グルコン酸、酒石酸、マレイン酸、酢酸、乳酸、シュウ酸、アスパラギン酸、マロン酸、グルコヘプトン酸、ピルビン酸、ガラクタル酸、グルカル酸、タルトロン酸、グルタミン酸、グリシン、リシン、グルタミン、メチオニン、システイン、アルギニン及びこれらの混合物が挙げられる。リン酸及び亜リン酸又はその塩も用いることができる。合成緩衝剤は、用いるのに好適であるが、有機及びアミノ酸やその塩のような天然緩衝剤を用いるのが好ましい。
さらなる実施形態において、ｐＨ調節剤として、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、炭酸又は重炭酸カリウム、塩酸、硝酸、硫酸又は混合物が挙げられる。
一実施形態において、例えば、重炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、リン酸ナトリウム、重リン酸ナトリウムの水性調製物のような追加の成分を処方に含めることができる。
利点を挙げると、本発明に従って、微生物ベースの生成物は、微生物が増殖したブロスを含んでもよい。生成物は、例えば、少なくとも、重量基準で、１％、５％、１０％、２５％、５０％、７５％又は１００％ブロスである。生成物中のバイオマスの量は、重量基準で、例えば、０％～１００％であり、間の全てのパーセンテージが含まれてもよい。
任意で、生成物は、使用前に貯蔵することができる。貯蔵時間は短いのが好ましい。従って、貯蔵時間は、６０日未満、４５日未満、３０日未満、２０日未満、１５日未満、１０日未満、７日未満、５日未満、３日未満、２日未満、１日未満、又は１２時間未満であってもよい。好ましい実施形態において、生細胞が生成物中に存在する場合、生成物は、例えば、２０℃、１５℃、１０℃、又は５℃未満等の低温で貯蔵される。
微生物ベースの生成物の現地生産
本発明の特定の実施形態において、微生物増殖設備では、所望の規模で、目的の新鮮な高密度微生物及び／又は微生物増殖副生成物を生成する。微生物増殖設備は、適用場所又はその近くに配置されてもい。設備は、バッチ、半連続又は連続培養で、高密度微生物ベースの組成物を生成する。
本発明の微生物増殖設備は、微生物ベースの生成物が用いられる（例えば、放牧牧草地）場所に配置され得る。例えば、微生物増殖設備は、使用場所から３００、２５０、２００、１５０、１００、７５、５０、２５、１５、１０、５、３又は１マイル未満であってもよい。
微生物ベースの生成物は、従来の微生物生成の微生物安定化、保存、保管及び輸送プロセスに頼ることなく、現地で生成されるため、現場適用で用いるのに必要とされる微生物ベースの生成物の容積を小さくしたり、所望の効率を達成するのに必要とされる、微生物適用を高密度とすることができる。これによって、スケールダウンしたバイオリアクター（例えば、小さな発酵タンク、小容積の出発材料、栄養素及びｐＨ調節剤）が可能となり、システムを効率的なものとし、細胞を安定化させたり、それらを培養培地から分離する必要を排除することができる。微生物ベースの生成物の現地生産だと、生成物中の増殖培地の包含も促される。培地は、現地使用に特に好適な発酵中に生成される薬剤を含有することができる。
現地生産される高密度で、頑健な微生物培養物は、サプライチェーンにしばらく置かれたものよりも、現場においてより有効である。本発明の微生物ベースの生成物は、発酵増殖培地に存在する代謝物や栄養素から細胞が分離された、従来の生成物に比べて、特に有利である。輸送時間が減じたことにより、現地の要求により必要とされる時間と量で、微生物及び／又はその代謝物の新鮮なバッチの生成と分配が可能となる。
本発明の微生物増殖設備は、微生物それ自体、微生物代謝物及び／又は微生物が増殖する培地の他の成分を含む新鮮な微生物ベースの組成物を生成する。所望であれば、組成物は、高密度の栄養細胞、繁殖体又は栄養細胞と繁殖体の混合物を含むことができる。
一実施形態において、微生物増殖設備は、微生物ベースの生成物が用いられる場所（例えば、家畜生産設備）又はその近傍、好ましくは、３００マイル以内、より好ましくは、２００マイル以内、さらに好ましくは、１００マイル以内に配置される。利点を挙げると、組成物は、特定の場所での使用に合わせることができる。微生物ベースの組成物の処方及び効力は、適用時に、例えば、処置される動物の種類、組成物が適用されるときの季節、気候及び／又は時節、利用される適用様式及び／又は速度等、特定の現地条件に合わせてカスタマイズすることができる。
分散型微生物増殖設備は、遠方の工業規模の生産者に頼っている現在の問題に対する解決策を提供する点で有利である。その問題とは、上流処理遅延、サプライチェーンボトルネック、不適切な保管、タイムリーな配達や、例えば、生細胞の数の多い生成物や、細胞が元々増殖した結合培地や代謝物の適用の妨げとなるその他不測の事態の影響を、製品品質が受けることである。
さらに、組成物を現地生産することによって、処方及び効力を、リアルタイムで、特定の場所及び適用時に存在した状態に対して調節することができる。これは、中央の場所であらかじめ作製され、例えば、特定の場所について最良でない設定比や処方を有する組成物に比べ利点を与える。
微生物増殖設備は、行先の地理との相乗効果を改善するために、微生物ベースの生成物をそれに合わせて調整できることにより、製造汎用性を与える。利点を挙げると、好ましい実施形態において、本発明のシステムは、自然発生の現地微生物及びその代謝副生成物の力を抑えて、ＧＨＧ管理を改善することができる。
個々の容器の培養時間は、例えば、１日～７日以上である。培養生成物は、数多くの異なるやり方のいずれかにより採取することができる。
例えば、発酵の２４時間以内の現地生産と分配の結果、純粋な高細胞密度の組成物及び大幅な低運搬コストとなる。より効率的で強力な微生物接種の開発における急速な発展が見込まれることを考慮すると、消費者は、即時に微生物ベースの生成物を分配するという恩恵が受けられる。
実施例
本発明及びその多くの利点は、例示として与えられる以下の実施例から理解される。以下の実施例は、本発明の方法、用途、実施形態及び変形のいくつかを例示するものである。それらは、本発明を限定するものではない。本発明に関して、多くの変更及び修正を行うことができる。
実施例１ B. amy増殖副生成物
例示の実施形態において、B. amyは、例えば、サーファクチン、フェンギシン、イチュリン、バシロマイシン、リケニシン、ジフィシジン及び／又はマルトースベースのグリコリピドをはじめとするバイオサーファクタントを生成する。バイオサーファクタントは、糞尿液体と固体間の界面張力を低減し、それらの分離を促進する。さらに、１つ以上のバイオサーファクタントは、メタン生成細菌バイオフィルムを形成する菌体外多糖マトリックスの生成及び／又は維持を阻止することによって、糞尿におけるメタン生成を阻害する。
例示の実施形態において、B. amyは、糞尿固体材料を消化及び堆肥化、同様に、メタン生成細菌の制御に役立つ例えば以下の酵素を生成することができる。
例えば、糞尿固体に存在するセルロース、キシラン、ヘミセルロース及びリグニン等の多糖類の消化を増強することができるセルロース、キシラナーゼ及びマンガンカタラーゼ等のリグノセルロース分解酵素；
例えば、糞尿中のタンパク質、脂肪及び炭水化物をの分解を増加することができる、アミラーゼ、リパーゼ及びプロテアーゼ（例えば、コラーゲン様プロテアーゼ、ペプチダーゼＥ（Ｎ－末端Ａｓｐ特異性ジペプチダーゼ）、ペプチダーゼｓ８（サブチリシン様セリンペプチダーゼ）、セリンペプチダーゼ及びエンドペプチダーゼＬａ）等の消化酵素；
メタン生成菌をはじめとする古細菌の主要構造細胞壁であるプソイドムレインを溶解できるプロテアーゼＫ（及び／又はその同族体）；及び、
古細菌細胞膜のリン脂質のグリセロール骨格と脂肪酸との間のエーテル結合を切断することができるジグリコール酸脱水素酵素（ＤＧＡＤＨ）（及び／又はその同族体）
等である。
例示の実施形態において、B. amyは、古細菌細胞膜の構造を破断でき、水素と二酸化炭素から酢酸を生成するアセトジェン微生物を刺激することができる、プロピオン酸等の有機酸を生成することができる。この結果、メタン菌を生成するメタン生成微生物の水素利用可能性が減少する。

Claims (14)

  1. 糞尿中の固体と液体の分離を促進する微生物バイオサーファクタント及び／又は有益な微生物を含む微生物ベースの生成物を、糞尿に適用して、液体画分及び固体画分を生成することと、前記固体画分と液体画分を別個に収集することとを含み、前記分離された固体画分の水分含有量が４０質量％未満である、糞尿を処理する方法。
  2. 前記微生物ベースの生成物を前記糞尿に適用した後、前記微生物ベースの生成物を前記糞尿と約１分～６時間混合すること、任意で、前記混合物を１時間～７２時間静置することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  3. 前記固定画分の収集は、遠心分離機、ハイドロサイクロン、静止傾斜スクリーン、チャネル内フライトコンベヤスクリーン、回転スクリーン、スクリュープレス、ベルトプレス及び回転プレスから選択される１つ以上の方法により実施される、請求項１に記載の方法。
  4. 前記バイオサーファクタントは、ソホロ脂質である、請求項１に記載の方法。
  5. 前記ソホロ脂質は、酸性ソホロ脂質又はラクトンソホロ脂質である、請求項４に記載の方法。
  6. 前記バイオサーファクタント生成微生物は、B. amyloliquefaciens 株ＮＲＲＬ Ｂ－６７９２８である、請求項１に記載の方法。
  7. 前記バイオサーファクタント生成微生物は、B. subtilis 株ＮＲＲＬ Ｂ－６８０３１である、請求項１に記載の方法。
  8. 前記糞尿からの温室効果ガス及び／又は他の汚染排出物が低減される、請求項１に記載の方法。
  9. 前記温室効果ガス及び／又は他の汚染排出物は、メタン、二酸化炭素、亜酸化窒素、アンモニア及び／又は硫化水素である、請求項８に記載の方法。
  10. 前記固体画分は、堆肥化として、肥料として、土壌改良剤として、動物の敷料として、又は可燃性燃料として利用される、請求項１に記載の方法。
  11. 前記液体画分は、畑の潅漑、動物小屋及び農業機器の洗浄、動物飲料水用として、及び／又は肥料として利用される、請求項１に記載の方法。
  12. 糞尿固体画分と、株ＮＲＲＬ Ｂ－６７９２８及びＮＲＲＬ Ｂ－６８０３１から選択される微生物とを含み、水分含有量が４０質量％未満である、糞尿組成物。
  13. ソホロ脂質バイオサーファクタントをさらに含む、請求項１２に記載の糞尿組成物。
  14. 糞尿液体画分を取得すること、バイオサーファクタントを前記液体画分に適用して、灌漑組成物を生成すること、前記灌漑組成物を作物又は畑に適用することとを含み、前記灌漑組成物中の前記バイオサーファクタントの存在が、土壌全体への前記灌漑組成物の移動を増進し、水利用効率を増進する、作物又は畑を灌漑する方法。
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