JP2539256B2 - 木質資源からのコンポスト製造方法 - Google Patents

木質資源からのコンポスト製造方法

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雅章 掛澤
精男 三村
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    • Y02W30/40Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse

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  • Fertilizers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、コンポストの製造方法に関するものであ
り、更に詳細には木質資源を原料として使用し、塩基置
換容量の高い良質なコンポストを製造する方法に関する
ものである。
したがって本発明は、肥料の技術分野のみならず、従
来有効利用の途がなかった木質資源に有効利用の途を拓
いたものであって、林業ないし林産業の技術分野におい
ても重要な役割を果すものである。
(従来の技術) 従来より堆肥は、麦ワラや稲ワラに窒素源を添加し、
これを堆積して発酵せしめて製造している。
また特に、鋸屑、樹皮、木材チップ等難消化性の木質
系物質を原料として堆肥を製造する場合は、例えば図示
したバーク堆肥のように、木質系物質に副原料(家畜、
家禽の糞尿、汚泥等)を配合し、更に必要に応じて水、
尿素、硫安、リン酸、石灰等を添加した後、堆肥し、発
酵、熟成せしめて製造している。
(発明が解決しようとする問題点) 従来のコンポスト化処理では、主として、原料水分の
除去、セルロースやヘミセルロースといった繊維系の易
分解性物質が専ら分解され、リグニンといった難分解性
物質は分解されないでそのまま残留してしまう。
したがってこのような堆肥を土壌に対して施用すると
土壌障害が生じて作物の生育が影響を受けるし、特に木
材由来の原料を用いた場合にはその分解率も低いために
品質の劣ったコンポストしか得られない。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、上記欠点を一挙に解決するためになされた
ものであって、特に木材由来の原料を使用した場合であ
っても、高品質のコンポストを製造することができる新
規な方法を開発するためになされたものである。
上記目的達成のために各方面から検討した結果、コン
ポスト化処理を一段階、一工程で行っていたのでは所期
の目的が達成されないとの新しい観点に立った。そこ
で、コンポスト化処理の全般に亘って詳細に検討を加
え、コンポストに到るまでの変化を詳しく科学した結
果、先ずはじめにリグニンを主体とする離分解性物質を
処理する必要があることを痛感した。
そこでその処理法としてコンポスト化に最も適合しし
かも経済性や処理容易性も併有する方法を各方面から探
索した結果、微生物処理に着目した。そして微生物の中
から特にリグニン分解菌をスクリーニングし、これを堆
肥原料に使用させて第1次発酵せしめた後に、常法によ
りコンポスト化したところ、卓越した高品質のコンポス
トが得られるという新知見を得、本発明の完成に到っ
た。
すなわち本発明は、リグニン分解菌による前処理を行
うことにより、原料中の高分子リグニンを分解して低分
子芳香族物質を生成せしめ、次いで常法によりコンポス
ト化処理を行なうことを重要なポイントとするものであ
り、それによって、原料の分解率を高め、リグニン等難
分解性物質による害作用を低減せしめ、しかも塩基置換
容量の増加した換言すれば肥効が高められたコンポスト
を製造することがはじめて可能となったのである。
本発明において原料として用いる木質資源としては、
木粉、鋸屑、パルプチップ、樹皮、かんな屑、製材廃棄
物、木材破片等のほか、もみがら、そばがら、その他穀
物がら;大豆粕、綿実粕その他農産製造粕;落葉、稲ワ
ラ、麦ワラ、畜舎の敷ワラ等堆肥原料として常用される
ものはすべて自由に単用ないし併用できる。
これらの木質原料は、水分を調節し、必要あれば窒素
源その他の栄養源を添加した後、リグニン分解菌を接種
して第1次発酵を実施する。この処理によって原料成分
の1次分解が行われ、特に難分解性物質であるリグニン
が分解される。
リグニン分解菌としては、広く担子菌が利用されるほ
か、リグニンを分解しうる微生物が広範に使用でき、例
えば次のような微生物が例挙される:コリオラス属(カ
ワラタケ、Coriolus versicolor IFO 30340等);ポロ
ディスキュラス属(ヌルデタケ、Porodisculus pendulu
s IFO 4967等);ファネロカエテ属(Phanerochaete ch
rysosporium、P.chrysogenum ATCC 34541等);トラメ
テス属(ホウロクタケ、Trametes dickinsii IFO 6488;
マツノカタワタケ、T.pini IFO 4930等);ポリポラス
属(カワオソタケ、Polyporus mikadoi IFO 6517等);
ステレウム属(カタウロコタケ、Stereum frustulosum
IFO 4932;キウロコタケ、S.hirsutum IFO 6520等);ガ
ノデルマ属(コフキサルノコシカケ、Ganoderma applan
atum IFO 6499;マンケンタケ、G.lucidum IFO 8346
等);レンチテス属(カイガラタケ、Lenzites betulin
a IFO 8714等);ホーメス属(シリガネタケ、Fomes fo
mentarius IFO 30371等);レンチヌス属(シイタケ、L
entinus edodes IFO 31336等)その他。
リグニン分解菌は、これを別途液体培地等で培養して
おき、菌体を分離し、又は分離することなく培養物全体
を接種してもよい。また必要ある場合には胞子を直接ふ
りかけて接種してもよいし、あるいは、担子菌子実体を
そのまま又は破砕ないし粉砕し、固体状のまま接種して
もよい。
このようにして木質原料にリグニン分解菌を接種して
使用菌にもよるけれども20〜35℃、通常は25〜30℃程度
で培養期間3日〜20日程度で培養すると、リグニンが分
解される。
このようにして第1次発酵を終了した後、第2次発酵
を行う。この場合、第2次発酵においてもリグニンの分
解は行われるので、上記の培養期間に限定されることな
く適宜培養期間を定めることができる。
第2次発酵は、通常のコンポスト化を行えばよい。例
えば、家畜や家禽の糞尿、ヒトの糞尿、畜舎の敷ワラ、
汚泥、下水その他の副原料、及び/又は、新鮮な木質資
源、堆肥、青草等を加え、また必要ある場合には水、尿
素、硫安、リン酸、石灰等微量成分を加えて、堆積し
(必要あれば、混合、切返しを行い)、コンポスト化す
るのである。また上記のほか、コンポスト化に用いられ
る常法は、適宜広範に使用される。
本法によって高品質のコンポスト、特に塩基置換容量
(CEC)が増大した堆肥が得られる。そのメカニズムの
詳細は今後の研究にまたねばならないが、まず、リグニ
ン分解菌によって原料中の高分子リグニンが低分子化さ
れ、低分子芳香族物質が生成される。そして、これらの
低分子芳香族物質が、コンポスト化処理中に重合・縮合
して腐植物質が生成される。このようにして生成した腐
植物質は、塩基置換容量が高い物質であり、この腐植物
質の生成によって、コンポストの塩基置換容量が増大す
るものと一応推定される。
このようにして得られた堆肥は、養分保持力が強いた
めに肥効にすぐれているのみでなく、これを土壌中に施
肥すると、土壌の通気性、通水性といった物理性が大幅
に改善されるために土壌改良も同時に行われ、地力も高
まる。本発明に係る堆肥は、悪臭もなく取扱いも容易で
あるので、常法にしたがって、圃場や水田、果樹園、植
林地等に施用すれば、卓越した効果が奏される。
以下本発明の実施例について述べる。
実施例1 担子菌コリオラス・ベルシカラー(Coriolus versico
lor IFO 30340)を第1表に示す培地組成で7日間培養
した。
第1表 C.versicolor菌体培養用培地組成 グルコース 30.0g ペプトン 10.0g KH2PO4 1.5g MgSO4・7H2O 0.5g チアミン・HCl 2.0mg CuSO4・5H2O 16.0mg水道水 1 3N H3PO4を用いてpH5.0に調整 培養後、担子菌を集菌、洗滌した。この担子菌菌体
を、水分70%に調整したイナワラ・水混合物に乾物重量
で約0.1%接種し、28℃で培養を行なった。培養期間1
週間、2週間でクラソンリグニンがそれぞれ、4.09、1
0.14%減少した1次処理試料をえた。これら試料に、下
水処理汚泥を乾物重量比で10:1になる様加え、さらに水
分75%となる様に水を加え、50℃で、4週間、コンポス
ト化処理を行なった。対照として、生イナワラに上記下
水処理汚泥を同様に乾物重量比で10:1になる様に加えて
コンポスト化処理を行なった。その結果を第2表に示
す。
第2表の結果からも明らかなように、担子菌による1
次処理を行った試料では、1次処理(1)(培養期間:1
週間)及び1次処理(2)(培養期間:2週間)のいずれ
の場合においても、コンポスト化において塩基置換容量
が対照と比較して大幅に増加していることが認められ
た。
実施例2 上記培養条件で得た担子菌菌体を水分70%に調整した
ブナ木粉・水混合物に接種し、28℃で培養を行ない、ク
ラソンリグニンがそれぞれ、28.33%、31.13%減少した
1次処理試料をえた。これら試料に、あらかじめ調製し
た木質コンポストを乾物重量比で1:1となる様に混合
し、水分75%となる様に水を加え、50℃で、8週間コン
ポスト化処理を行なった。対照として、生ブナ木粉に、
上記木質コンポストを同様に乾物重量比で1:1になる様
に加えてコンポスト化処理を行った。その結果を第3表
に示す。第3表から明らかな通り、担子菌による1次処
理を行った試料では、1次試料(1)(クラソンリグニ
ン分解率:28.33%)及び1次試料(2)(クラソンリグ
ニン分解率:31.13%)のいずれの場合においても、コン
ポスト化においてCECが対照と比較して大巾に増加して
いることが認められた。
(発明の効果) 本発明によれば、土壌中の肥料成分、養分などを保持
する能力を示す塩基置換容量が増大したコンポストの製
造が可能となる。換言すれば、本発明によって製造され
た堆肥は、肥効が非常に高く、作物の生長に大いに貢献
するものである。
そのうえ、この堆肥を施用すると、土壌の物理性が改
善されて団粒化が促進され、土壌改良が有効に行われ
る。また、無機質化がすすむ今日の農業を有機化するこ
とができ、有機栽培が有利に行われる。
また他方、本発明によれば、廃棄しても腐敗しにくい
ために公害源ともなりその処理が非常に困難であった鋸
屑、木材破片等に有効利用の途を新しく拓くことがで
き、これらの面からも本発明は卓越している。
【図面の簡単な説明】
図面は、従来法による堆肥製造工程の1例を図示したも
のである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−84852(JP,A) 特開 昭51−69064(JP,A) 特開 昭51−114246(JP,A) 特開 昭52−16368(JP,A) 特開 昭53−7474(JP,A) 特開 昭57−7892(JP,A) 特公 昭45−9803(JP,B1)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】木質資源にリグニン分解菌を作用せしめて
    第1次発酵を行い、次いで常法にしたがってコンポスト
    化処理を行なう第2次発酵を実施することを特徴とする
    コンポストの製造方法。
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