JP3273158B2

JP3273158B2 - 粒状有機物腐熟促進剤の製造法

Info

Publication number: JP3273158B2
Application number: JP10630796A
Authority: JP
Inventors: 晃一持田
Original assignee: ソーラージャパン株式会社
Priority date: 1996-04-02
Filing date: 1996-04-02
Publication date: 2002-04-08
Anticipated expiration: 2016-04-02
Also published as: JPH09268089A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機性産業廃棄物
の腐熟促進や土壌微生物相の改善に用いられる微生物資
材の製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、有機性産業廃棄物の処理には、焼
却処分またはそのまま放置して腐熟させることにより堆
肥化していた。また、作物残渣においては、腐熟促進剤
として石灰窒素が用いられることもあった。一方で、上
述の有機性産業廃棄物の処理に微生物資材を積極的に散
布したり、発酵堆肥を散布することも行われていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、有機性産業廃
棄物をそのまま放置しておいただけでは腐熟が充分にお
こなわれないか、腐熟されるにしても、かなりの時間を
要する。特に、有機性産業廃棄物の中でも稲わら、麦わ
ら等の作物残渣は、繊維物質のセルロースを多く含有し
炭素率も高いため、そのまま放置しておいただけでは腐
熟が充分におこなわれない。そのため、本来は有機性産
業廃棄物は、堆肥化させて土壌還元されることが望まし
いが、堆肥化が困難なために焼却処分が一般的となって
いる。焼却処分は農作業への支障、気温の上昇にともな
う急激な分解による作物生育阻害等を回避するのに有効
な手段ではあるが、二酸化炭素、窒素酸化物、硫黄酸化
物の放出により、地球の温暖化、酸性雨等の環境破壊に
もつながり好ましくない結果を招く。

【０００４】また、稲わら、麦わら等の作物残渣の腐熟
促進剤として従来より石灰窒素の施用が行われている
が、低温期の効果の低下、窒素成分の残留による後作物
の施肥量コントロールの難しさから使用地域が限定され
ている。

【０００５】一方で、上述の有機性産業廃棄物の処理に
微生物資材を積極的に散布することも従来行われてはい
たが、製造販売されていたものは菌種が限定されたもの
にすぎず、また、有用な微生物を多数含有している発酵
堆肥を散布することも行われてはいたが、従来の発酵堆
肥は、取り扱い等の便宜をはかるため、物理化学的に安
定することのみを考え、含水率と生菌数との関係は充分
考慮がはかられていなかった。その結果、発酵堆肥中の
微生物の生存率は極めて低下しているものであった。

【０００６】この発明の課題は、このような従来の有機
性産業廃棄物処理法の問題点を悉く解決するために、有
機性産業廃棄物を短時間で積極的に腐熟させて堆肥にす
る腐熟促進剤等として有用な微生物資材の製造法を提供
するところにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために鋭意検討した結果、発酵堆肥が上記課題
を解決する微生物資材であることを見いだしたが、従来
において製造販売されている発酵堆肥だと上述のとおり
含水率が低く、粉体のものが主流であるため、微生物の
生存・増殖が困難である。かといって、含水率を上げす
ぎると、保存性、取り扱い等の点において不都合が生じ
てくる。

【０００８】そこで、少なくとも発酵堆肥を材料とし、
最終含水率を１８％〜２８％とする微生物資材の製造法
を採用することによって、資材内部での微生物の生存・
増殖を促すことを可能とし、かつ、保存性、取り扱い等
の点においての不都合を解消させることが可能である。
なお、造粒する際にこの微生物資材の含水率が２８％を
越えると、上述の保存性等の不都合のほか、造粒物の中
が柔らかすぎるために微生物資材の造粒物同士がひっつ
いてしまうという不都合も生じるので好ましくない。ま
た、含水率が１８％未満であれば微生物の生存率及び増
殖率の低下は免れないので、本発明においては好ましく
ない。

【０００９】また、微生物資材を造粒する際には、その
ままでは、うまく造粒化されないので、バインダー及び
水を加える必要がある。造粒化は本発明においては特に
限定されるものではないが、取り扱い上はきわめて好ま
しい。

【００１０】また、造粒する場合は発酵堆肥の発酵段階
での最終含水率は２５％〜３５％にする必要がある。こ
の発酵段階での発酵堆肥の最終含水率を２５％未満にす
ると、造粒する際、他の配合物と均一に混ざりにくい、
微生物の生存率及び増殖率の低下につながるといった不
都合が生じ、３５％を越えると、後に造粒する際に所定
含水率に下げるまで乾燥時間を延ばす必要性がでてきて
微生物を死滅させる原因にもなりかねないといった不都
合が生じてくる。

【００１１】また、微生物資材の原料に、ケイ酸、アル
ミニウム、カルシウム、マグネシウムを主とする化石鉱
物、又は貝化石、又は粘土鉱物、又は多孔質物質、又は
フミン酸を配合すると、微生物の担持体としての効果が
認められる。

【００１２】すなわち、発酵堆肥に微生物の担持体を混
合させることにより、土壌改良に特に有効な放線菌等を
微生物資材中において増殖・培養する効果が加えられる
ため、単なる相加効果ではなく相乗効果が認められる。

【００１３】貝化石は、アルカリ分の含有量が多く陽イ
オン交換容量（ＣＥＣ）も高いことより、圃場の化学性
の改善を目的として、土壌改良剤として利用可能であ
る。ホウレン草のできないような酸性土壌でも、貝化石
の施用によりｐＨは安定し栽培が可能となる。従って、
連作、過剰施肥による軽い塩類集積によりｐＨが低下し
ている施設園芸の土壌改良には最適である。

【００１４】また、貝化石の施用は、含有するカルシウ
ム、マグネシウム等の土壌への微量要素の補給と、含有
成分であるフミン酸により土壌の団粒化が促進される。

【００１５】微生物の担持体としては、他に、マグネシ
ウム、カルシウム、アルミニウム、鉄等の陽性に帯電し
ている物質を含み、陰性に帯電している微生物を担持し
やすいモンモリナイト、カオリナイト、ベントナイトな
どの粘土鉱物、バーミキュライト、ゼオライト等の多孔
質物質を利用できる。また、貝化石中で、微生物を固定
化する役割を担っているものは、イオン化したケイ酸、
アルミニウム、カルシウム、マグネシウム等であり、フ
ミン酸は微生物の重要な増殖基質であるという知見に基
づき、微生物の担持体成分として少なくともこれらのい
ずれかを含有する微生物資材の製造法を提供している。

【００１６】また、本発明に関する微生物資材には、未
熟堆肥ではなく、完熟化された発酵堆肥を使用している
ため、未熟堆肥中で多くみられる易分解性の有機物がほ
とんどなく、未熟堆肥中での微生物の主体である糸状菌
（このなかには病原性糸状菌も含まれている）が、完熟
堆肥中では糸状菌と拮抗作用のある放線菌が繁殖し、病
原性糸状菌の活性化を抑制させているため、放線菌を含
む細菌類や非病原性糸状菌等が生存・増殖している。

【００１７】また、本発明に関する微生物資材を製造中
に該微生物資材中の微生物を死滅させてしまわないよう
に、製造工程において、微生物資材の表面温度が４５℃
を越えることがないように乾燥温度等を設定している。

【００１８】以上の知見により、請求項１記載の発明
は、少なくとも発酵堆肥を材料とし、最終含水率を１８
％〜２８％とする微生物資材の製造法であり、請求項２
記載の発明は、発酵槽で切り返しを行いつつ、含水率が
２５〜３５％となるまで完熟化させた発酵堆肥に少なく
ともバインダー（結合剤）、および水を加えて造粒し、
最終含水率を１８％〜２８％とする微生物資材の製造法
であり、請求項３記載の発明は、発酵槽で切り返しを行
いつつ、含水率が２５〜３５％となるまで完熟化させた
発酵堆肥に少なくとも微生物の担持体、バインダー（結
合剤）、および水を加えて造粒し、最終含水率を１８％
〜２８％とする微生物資材の製造法である。造粒したほ
うが散布時の取り扱い等の便宜をはかることができ、ま
た発酵堆肥のみではなく微生物の担持体を加えた方が相
乗効果が期待できるのは上述に示した通りである

【００１９】請求項４記載の発明は、多くの微生物の中
でも特に放線菌が有効であることを示している。

【００２０】請求項５記載の発明は、微生物の担持体と
して、ケイ酸、アルミニウム、カルシウム、マグネシウ
ムを主とする化石鉱物、又は貝化石、又は粘土鉱物、又
は多孔質物質、又はフミン酸を使用すると有効であるこ
とを示している。

【００２１】請求項６記載の発明は、微生物資材の製造
工程において、微生物資材の表面温度が４５℃を越えな
いようにすると微生物資材中の有効微生物をすべて製品
に生かせるので有効であることを示している。

【００２２】請求項７、請求項８、請求項９、請求項１
０記載の発明は、本微生物資材が有機質肥料又はその肥
効の有効化促進剤、有機質農業資材又はその施用効果の
促進剤、有機物の腐熟促進剤、土壌改良剤を提供してい
る。なお、本発明でいう「土壌改良剤」とは、農業での
土壌改良剤のほか、池、沼、湖等の水圏域における低質
の土質改良などを含む広い概念を示している。

【００２３】また、本発明でいう「微生物」とは、有機
物の腐熟促進に有用な菌体のみならず、土壌微生物層を
活性化させる菌体をも含むものである。具体的には、放
線菌を含む細菌類や糸状菌その他の有用菌が含まれる
が、特に限定されるものではない。また、本発明でいう
「発酵堆肥」とは、通常のいわゆる発酵堆肥のほか、発
酵厩肥、発酵堆厩肥やコンポスト等を含む広義の概念を
意味している。

【００２４】

【発明の実施の形態】発酵堆肥の素材としては、野草、
緑肥作物の青刈りしたもの、落ち葉、下水汚泥、米糠等
があり、これらを発酵槽においてエアレーションによる
発酵の促進と均一化、１週間ごとの切り返しを繰り返す
ことによって発酵熱により初期含水量約４５％を２５〜
３５％にまで落としながら発酵堆肥をつくる。切り返し
は合計３〜６次発酵まで繰り返し行うことが望ましい。
発酵堆肥は、上述の製法で製造されるが、特に限定され
るものではない。

【００２５】こうして出来上がった発酵堆肥に、必要に
応じて貝化石等の担持体、又それらを結合させるための
結合剤（バインダー）を加えて混合することもできる。
この場合、粒状化、粉状化といった商品形態を用途に合
わせてとることができるので好ましい。粒状化する際に
は発酵堆肥、微生物の担持体、バインダー（結合剤）お
よび水を加え、それらを混合しながら造粒機により造粒
していき、微生物の生存に支障をきたさないため造粒物
の中身が４０℃前後になるよう低温乾燥し、最終含水率
が１８〜２８％になるような微生物資材の製造法を提供
する。

【００２６】造粒には、皿形造粒機などが使用に適して
いる。しかし、造粒化はこの機械に限定されるものでは
なく、要するに造粒化を実行できるものであれば、有効
である。

【００２７】バインダーとしては例えばパルプ滓などが
用いられ、量的には例えば、発酵堆肥１トンに対しバイ
ンダー７５ｋｇを７５リットルの水に溶かしたものをシ
ャワーリングによって添加する。

【００２８】造粒化されたものを最終含水率が１８〜２
８％になるように乾燥するためには、たとえばロータリ
ーキルンといった装置にかけられる。しかし、乾燥する
のはこの機械に限定されるものではなく、要するに乾燥
を促す装置であれば、問題ないのであるが、微生物資材
の表面温度が４５℃を越えるよう乾燥温度等が設定され
るようなことがあれば該微生物資材中の微生物を死滅さ
せてしまうことになり、本発明の意図することに合致し
ないため本発明における使用においては不適といえる。

【００２９】一方、担持体には、ケイ酸、アルミニウ
ム、カルシウム、マグネシウムを主とする化石鉱物、又
は貝化石、又は粘土鉱物、又は多孔質物質、又はフミン
酸を使といった成分が含まれている。特に、貝化石には
リン酸やフミン酸が含まれているため微生物の住処とな
る。したがって、貝化石以外の担持体にフミン酸やリン
酸を混入しても同様の効果がある。

【００３０】粘土鉱物としては、マグネシウム、カルシ
ウム、アルミニウム、鉄等の陽性に帯電している物質を
含み、陰性に帯電している微生物を担持しやすいモンモ
リナイト、カオリナイト、ベントナイトなどが挙げら
れ、多孔質物質としては、バーミキュライト、ゼオライ
トなどが挙げられる。

【００３１】また、本発明で使用する貝化石は、特に限
定されない。従って、例えば石川県産、富山県産、福島
県産など各地方の貝化石が使用できる。貝化石は一般
に、古来、貝を主体に海藻魚介類、プランクトン等が異
常繁殖し、これらが生きたまま地殻変動で埋もれて貝化
石層となり、この天然鉱物を産出して得られると言われ
ている。従って、産出地域によって、その成分や成分量
が異なっているが、一般に、珪酸、酸化カルシウム、酸
化マグネシウム、鉄、アルミニウム、硫黄、ナトリウ
ム、酸化マンガン、酸化ホウ素、銅、亜鉛、コバルト、
セレン、ニッケル、バナジウム、モリブデン、ヨウ素、
フミン酸、塩素などが含まれている。この点で、福島県
産の貝化石が、フミン酸を充分含んでおり、しかも珪酸
を多量に含み、陽イオン交換容量が大きく、珪酸植物で
ある水稲においては、珪酸の溶出、吸収により丈夫な葉
茎をつくる点で好ましい。貝化石におけるフミン酸は少
なくとも乾物当り１００ｍｇ／ｋｇ含有することが微生
物の固定化上望ましいが、福島県産の貝化石がこの範囲
を充足している。

【００３２】本発明に係る微生物資材は、微生物を含ん
でいる発酵堆肥と担持体を混合する場合、その混合比は
格別限定されるものではない。しかし微生物を含む発酵
堆肥量に対して担持体量が多すぎると、微生物量が不足
し集団的増殖効果が期待できず、逆に少なすぎる場合は
微生物の固定化が困難となるため、この好適範囲として
は、担持体量が発酵堆肥量に対して３〜３０％である。
また、最適混合比は、発酵堆肥量に対する担持体量をお
よそ１０％（９：１の重量比率）で混合した場合である

【００３３】発酵堆肥には、窒素、リン酸、カリウム、
酸化鉄、石灰、ケイ酸、苦土、有機質といった成分が含
まれているが、この発酵堆肥中の微生物が特に有効であ
る。また、その発酵堆肥のかわりに発酵堆肥中の有用な
微生物を含有する資材を混入しても同様な効果が得られ
る。微生物の菌体量は特に限定されないが、１０⁵ 〜１
０⁸ ／ｇの微生物が存在していることが望ましい。

【００３４】微生物としては、放線菌であるノカルジア
（Nocardia）、アクチノマイセス（Actinomyces）、ス
トレプトマイセス（Streptomyces）、ストレプトスポラ
ンギウム（Streptosporangium）A属など、その他の細菌
としてユウバクテリア目（Eubacteriales）、プソイド
モナス目（Pseudomonadales）、紅色細菌目（Rhodobact
eriales）、硫黄細菌目（Beggiatoales）、スピロヘー
ター目（Spirochaetales）など、

【００３５】また、糸状菌としては、変形菌門（Myxomy
cota）、卵菌門（Oomycota）、接合菌門（Zygomycot
a）、子襄菌門（Ascomycota）、担子菌門（Basidiomycot
a）などがある。

【００３６】こうして配合された微生物資材を、例えば
稲わらの腐熟しにくい東北地方の湿田に散布することに
より、冬期間においても稲わらを腐熟させることがで
き、かつ、この耕地で栽培された作物において、稲わら
分解にともなう生育障害、ミネラルの欠乏障害、土壌病
害の発生は解消される。また、本発明における微生物資
材は稲わらのみでなく有機性廃棄物においても同様の効
果がある。また、本発明における微生物資材は上記のご
とく有機物腐熟促進剤としての効果のみでなく有機質肥
料、有機質農業資材、土壌改良剤としての効果も認めら
れる。

【００３７】

【実施例】野草、緑肥作物の青刈りしたもの、落ち葉、
下水汚泥、米糠を発酵槽においてエアレーションによる
発酵の促進と均一化をはかりながら、１週間ごとの切り
返しを繰り返しつつ初期含水量約４５％を２５〜３５％
になるまで落としながら発酵堆肥をつくる。この発酵堆
肥の成分比は以下の通りである。窒素１．２％リン酸０．３％カリウム０．３％酸化鉄７．０％石灰１０．０％珪酸７．０％苦土０．７％有機質６５．０％その他８．５％

【００３８】この発酵堆肥に貝化石を、発酵堆肥と貝化
石との混合比が９：１の重量比になるよう混合し、これ
にバインダーとしてパルプ滓を水に溶かしたもの、量的
にいうと発酵堆肥１トンに対しパルプ滓７５ｋｇを７５
リットルの水に溶かしたものをシャワーリングによって
含水率が約３５％になるまで添加しながら造粒機にかけ
る。造粒機はφ２０００矢作エンジニアリング株式会社
製皿形造粒機を使用することによって平均粒径６ｍｍの
粒状微生物資材を得る。

【００３９】次に、造粒化された微生物資材を最終含水
率がそれぞれ１６、１８、２３、２８、３０％になるよ
うに乾燥した。１８〜２８％になるように乾燥するため
には、ロータリーキルンにおいてボイラーで暖められた
１３０℃の熱風によりロータリーキルンの内部温度が８
０〜９０℃に設定し、粒状微生物資材をロータリーキル
ン内に２〜３分通すことにより、粒状微生物資材の表面
温度が４０〜４５℃になるよう乾燥させる。

【００４０】これらの粒状微生物資材は、アルブミン寒
天平板培養法で、培養条件を３０℃で１４日間としたと
ころ、最終含水率が１８〜２８％のものは、放線菌が
３．２×１０⁶ ／ｇ、また同培養法で培養条件を５５℃
で１４日間としたところ、放線菌が２．７×１０⁵ ／ｇ
存在していた。これに対して、最終含水率が１６％のも
のは最終含水率が１８〜２８％のものと比べ放線菌の生
存率が著しく低下していた。また、最終含水率が３０％
のものは放線菌の生存率は、最終含水率が１８〜２８％
のものと比べそれほど変化はないが、造粒物が柔らかす
ぎるため、造粒物どうしの結合がみられた。

【００４１】ここで用いた貝化石は、福島県東白川群棚
倉町産の貝化石であり、次の成分を含有していた。この
貝化石は珪酸分が多く、カルシウム成分が少ない特長を
有している。珪酸（ＳｉＯ₂）５０．０２％カルシウム（ＣａＯ）４．６８％マグネシウム（ＭｇＯ）１．１３％鉄（Ｆｅ）３．７４％アルミニウム（Ａｌ）６．９７％硫黄（Ｓ）１．５４％ナトリウム（Ｎａ）０．７４％マンガン（ＭｎＯ）４８０ｍｇ／ｋｇホウ素（Ｂ₂Ｏ₃）３１ｍｇ／ｋｇ銅（Ｃｕ）１７ｍｇ／ｋｇ亜鉛（Ｚｎ）７０ｍｇ／ｋｇコバルト（Ｃｏ）１０ｍｇ／ｋｇセレン（Ｓｅ）０．７ｍｇ／ｋｇニッケル（Ｎｉ）１６ｍｇ／ｋｇバナジウム（Ｖ）１２ｍｇ／ｋｇモリブデン（Ｍｏ）３．０ｍｇ／ｋｇヨウ素（Ｉ）８．５ｍｇ／ｋｇ未満有機体炭素（Ｃ）＊０．８％塩素（Ｃｌ）０．００５％未満ｐＨ（乾物相当量１：１０２６℃）７．７注）試料液調整（分解）方法：アルカリ融解フッ化水素酸・過塩素酸分解硝酸・過塩素酸分解塩酸分解水浸出＊印は腐植への換算値１．９％（フミン酸１５２mg/kgに相当）

【００４２】上記の配合比率で配合された粒状微生物資
材を、稲わらの腐熟しにくい東北地方の湿田において、
１ｈａあたり３００ｋｇの割合で稲わらを放置した耕地
に散布することにより、冬期間においても稲わらをおよ
そ１２０日で腐熟させることができ、かつ、この耕地で
栽培された作物において、稲わら分解にともなう生育障
害、ミネラルの欠乏障害、土壌病害の発生は解消され
た。

【００４３】

【発明の効果】この発明は最終含水率を１８〜２８％と
する微生物資材の製造法を提供することで、資材内部で
の微生物の生存・増殖を促すことを可能とし、かつ、保
存性、取り扱い等の点においての不都合をも解消させる
微生物資材の生産に効果がある。また、微生物資材中の
有効微生物が製造過程において死滅することなく作られ
ているため、有機物腐熟促進剤、有機質肥料、有機質農
業資材、土壌改良剤としての効果が高い。

【００４４】また、発酵堆肥中の微生物が担持体を住処
にして増殖するため、有機物に添加することにより、有
機物を短時間で積極的に腐熟させて堆肥化することが可
能となる。担持体を加えると主に放線菌が増殖するた
め、病原性糸状菌と拮抗作用を示し、病原性糸状菌の活
性化を抑制させる効果がある。

【００４５】また、土壌に散布すれば、当該土壌におい
て減少傾向にある土壌微生物を、本資材で増加させるこ
とができ、土壌微生物層の改善や活性を取り戻すことに
もつながる。

【００４６】また、微生物の活性化は、作物の化学肥料
の吸収効率を高めるとともに、土壌病原菌に対して強い
拮抗作用を発揮する。また、特に担持体を貝化石とし水
稲に施用した場合は、含有するケイ酸の溶出、吸収によ
り丈夫な葉茎をつくり、受光体勢確保による登熟の向上
と、倒伏防止による収穫作業性の向上や米質低下防止に
つながる。従来腐熟しないまま残る稲わらにより、農作
業性の悪化、生育障害を引き起こしていたが、その稲わ
らを微生物資材物を散布し腐熟させることで、これらの
障害を回避できる。

【００４７】従って、この微生物資材は、有機質肥料、
有機質農業資材、有機物腐熟促進剤、土壌改良剤として
有用である。

【００４８】すなわち、本発明の微生物資材は、稲わら
の腐熟促進だけではなく、有機物においても同様の効果
がある。また、腐熟促進だけではなく、微生物が作用し
て効果的である用途に対して適用可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩ // Ｃ０９Ｋ 101:00 Ｃ０９Ｋ 101:00 (56)参考文献特開平６−32708（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−27672（ＪＰ，Ａ) 特開昭51−124574（ＪＰ，Ａ) 特開平７−118636（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−167281（ＪＰ，Ａ) 特開昭52−93566（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−286290（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−21277（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C05F 1/00 - C05G 5/00 C09K 17/32 C09K 17/50

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】発酵槽で切り返しを繰り返すことによっ
て発酵熱により発酵段階の最終含水率が２５〜３５％と
なるようにして完熟化させた１０ ⁵ 〜１０ ⁸ ／ｇの放線菌
が存在する発酵堆肥に、当該発酵堆肥に存在している上記放線菌を担持するとこ
ろの、少なくとも乾物当り１００ｍｇ／ｋｇのフミン酸
を含有する貝化石を、前記発酵堆肥量に対して３〜３０
％と、バインダーとしてのパルプ滓と、水とを少なくとも加
え、それらを混合しながら造粒し、この造粒物を、当該造粒物の中身が４０℃前後、その表
面温度が４５℃を越えないようにして乾燥して、上記造
粒物の最終含水率を１８％〜２８％とした粒状有機物腐
熟促進剤の製造法。
【請求項２】貝化石が、福島県東白川郡棚倉町産の貝
化石である請求項１記載の粒状有機物腐熟促進剤の製造
法。
【請求項３】請求項１又は２記載の製法により得られ
た作物残渣の粒状腐熟促進剤。