JP7540697B2 - 液体肥料の製造方法、及び液体肥料 - Google Patents
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Description
本発明は、少なくとも魚類及び草木灰を原料とする液体肥料の製造方法、及び当該製造方法で製造された液体肥料に関する。
草木灰は、土壌改良剤や肥料として利用されている。草木灰を原料とした肥料としては、草木灰と、土壌菌と、鶏糞とを含有するもの（特許文献１参照）、液状の焼酎粕と廃糖蜜を混合した混合液を発酵させて得られた発酵生成物を含む液体肥料であり、草木灰でｐＨ調整をしたもの（特許文献２参照）、草木灰にリン酸溶液を混合・撹拌させて反応させた化成肥料（特許文献３参照）等が知られている。
日本のように降雨の多い地域では、土壌が酸性化しやすい傾向にあり、酸性化が過度に進行すると、植物の成長に影響を与える危険性がある。そこで、土壌の酸性化を抑えながら、植物の成長に必要な栄養成分を供給でき、且つ安価な液体肥料が求められていた。
また、液体肥料は、魚類や草木灰等の固形分から、水溶性の栄養成分を溶出させることによって製造されるが、これら固形分に含まれる不溶性成分をどのように利用するかが課題であった。液体肥料を安価に製造するためには、製造過程で発生する副産物、すなわち魚類や草木灰等の不溶性成分が、それ自体で商品価値を保てるような液体肥料の製造方法が求められていた。
本発明は、魚類及び草木灰を原料とし、植物にとって必要な栄養素を豊富に含む液体肥料を提供するのはもちろん、製造上已む無く発生する副産物も別途利用することのできる液体肥料の製造方法を提供する。
すなわち、本発明は、（a）魚類と水とを混合して第１混合物を得る、第１混合工程、（b）第１混合物を発酵させて発酵物を得る発酵工程、（c）前記発酵物を第１液体と第１固体とに分離する第１分離工程、（d）前記第１液体と草木灰とを混合して第２混合物を得る、第２混合工程、及び（e）第２混合物を第２液体と第２固体とに分離する第２分離工程、を含む、液体肥料の製造方法である。
好ましくは、本発明は、第１混合工程（a）で水と混合する固体は魚類のみであり、第２混合工程（d）で第１液体と混合する固体は草木灰のみである、液体肥料の製造方法である。
また、別の本発明は、液体肥料の製造方法であって、さらに（f）第２液体と炭酸カルシウム及び／又は苦土石灰とを混合して第３混合物を得る、第３混合工程、（g）第３混合物を第３液体と第３固体とに分離する第３分離工程、を含む液体肥料の製造方法である。好ましくは、第３混合工程（f）で第２液体と混合する固体は炭酸カルシウム及び／又は苦土石灰のみである。
本発明は、魚類が、魚粉であり得、また、草木灰が、パーム灰であり得る。また、別の本発明は、発酵工程が、第１混合物を加熱し放置することで発酵させる。また、別の本発明は、少なくとも第２液体のpHが塩基性を示す。
さらに、本発明は、上述の製造方法によって製造された容器入りの液体肥料を提供する。すなわち、（a）魚類と水とを混合して第１混合物を得る、第１混合工程、（b）第１混合物を発酵させて発酵物を得る発酵工程、（c）前記発酵物を第１液体と第１固体とに分離する第１分離工程、（d）前記第１液体と草木灰とを混合して第２混合物を得る、第２混合工程、及び（e）第２混合物を第２液体と第２固体とに分離する第２分離工程、により得られた第２液体が容器に充填されたことを特徴とする容器入り液体肥料である。第２液体は塩基性を示す。好ましくは、第１混合工程（a）で水と混合する固体は魚類のみであり、第２混合工程（d）で第１液体と混合する固体は草木灰のみである。
さらに、本発明は、(f）第２液体と炭酸カルシウム及び／又は苦土石灰とを混合して第３混合物を得る、第３混合工程、（g）第３混合物を第３液体と第３固体とに分離する第３分離工程、により得られた第３液体が容器に充填されたことを特徴とする容器入り液体肥料である。第３液体は塩基性を示す。好ましくは、第３混合工程（f）で第２液体と混合する固体は炭酸カルシウム及び／又は苦土石灰のみである。
本発明によれば、魚類に含まれるアミノ酸等の水溶性の有機酸や、草木灰に含まれる水溶性のカリウム化合物、カルシウム等、植物によって有用な栄養素を豊富に含む液体肥料を製造することができる。また、液体肥料の製造上、魚類や草木灰、炭酸カルシウム、苦土石灰等の固形物が副産物として発生する。これらの固形物は、製造過程で水や液体と混合されるため水溶性の成分は一部失われているものの、非水溶性の成分の多くは残留しており、商品価値がある。本発明では、複数の固体原料を同時に液体と混合するのではなく、1種類ずつの固体原料と液体との混合・分離を繰り返し行うことで、副産物である分離後の固体も、魚類、草木灰、炭酸カルシウムや、苦土石灰として、それぞれ利用することができる。
本発明により製造される液体肥料は、植物に対して使用した場合、当該植物における害虫の忌避効果や、殺菌効果を発揮するため、農薬の使用量の削減が期待される。また、本発明により製造される液体肥料は、塩基性を示すため、土壌に散布する際に使用される配管内部の洗浄効果もある。
本発明は、少なくとも魚類及び草木灰を原料とする液体肥料の製造方法である。すなわち、本発明は、（a）魚類と水とを混合して第１混合物を得る、第１混合工程、（b）第１混合物を発酵させて発酵物を得る発酵工程、（c）発酵物を第１液体と第１固体とに分離する第１分離工程、（d）第１液体と草木灰とを混合して第２混合物を得る、第２混合工程、（e）第２混合物を第２液体と第２固体とに分離する第２分離工程、を含む液体肥料の製造方法であり、さらに別の本発明は、（f）第２液体と炭酸カルシウム及び／又は苦土石灰とを混合して第３混合物を得る、第３混合工程、（g）第３混合物を第３液体と第３固体とに分離する第３分離工程、を含む。本発明の製造方法を示すフローチャートを図１に示した。以下、本発明を工程毎に詳細に説明する。
第１混合工程（a）は、魚類と水とを混合して第１混合物を得る工程である。本発明の魚類には、魚粉の他、ラウンド、並びに／又は、魚類の内臓及び／若しくは頭を含む水産加工残渣が用いられる。
魚粉は、そのままの魚類、又は魚類の頭・内臓等の加工残渣を、乾燥して粉末化したものをいう。乾燥粉末化する前に脱脂をしても構わない。ここでの魚粉の原料には、ラウンドだけでなく、傷やサイズ等の問題から販売されなかった未利用魚や、一次加工や二次加工で発生する残渣、小売店で発生する残渣、賞味期限の問題から廃棄される水産系食品も含まれる。
ラウンドとは、丸魚とも呼ばれ、水揚後に加工されていない、原型のままの状態の魚類を指し、好ましくはマイワシ、カタクチイワシ、サバ、ニシン等の小型の魚類がそのまま用いられる。
水産加工残渣は、魚あらとも呼ばれ、少なくとも魚類の内臓及び／又は頭が含まれる。魚類は、天然で漁獲されたものでも、養殖で生産されたものでも良い。傷やサイズ等の問題から販売されなかった未利用魚や、一次加工や二次加工で発生する残渣、小売店で発生する残渣、賞味期限の問題から廃棄される水産系食品も含まれる。
本発明に魚粉を用いる場合、具体的には、第１混合工程（a）は、容器に魚粉を収容し、当該容器に水を加えて撹拌することで、魚粉と水とを混合する。魚粉は、魚粉重量の５倍～１００倍の重量の水と混合することが好ましく、魚粉重量の１０倍～２０倍の重量の水と混合することがより好ましい。また、水を加えた後は、魚粉と水とを十分に撹拌することが好ましい。魚粉に含まれる遊離アミノ酸等の水溶性の有機酸の水への溶出が促進されるためである。好ましくは、本工程で水と混合する固体は魚粉のみであり、魚粉以外の固形分は水と混合されない。
また、第１混合物は加熱することが好ましい。加熱により、魚類に含まれるタンパク質等の高分子が分解され、遊離アミノ酸等の水溶性の有機酸やミネラルの溶出がさらに促進される。また、加熱により、第１混合物にもともと含まれていた菌が死滅することで、次の発酵工程（ｂ）において環境中の乳酸菌等の有用微生物による発酵を促すことで、発酵条件が安定化し、品質のバラツキを抑えることが可能となるためである。
第１混合物の加熱は、過熱蒸気等を用いた間接加熱が好ましく、第１混合物が沸騰状態となるまで加熱することが好ましい。第1混合物が白濁するまで加熱することで、魚類に含有される成分の溶出が促進される。第１混合物が加熱により沸騰状態となる時間は限定されないが、好ましくは3分から1時間であり、より好ましくは30分である。
一方、本発明にラウンド及び／又は水産加工残渣を用いる場合、具体的には、第１混合工程（a）は、容器に収容したラウンド及び／又は水産加工残渣を蒸気等の手段で加熱しながら撹拌し、魚類と水とを混合する。加熱により魚類が柔らかい状態となり、略均一な混合物となる。加熱は、蒸煮であっても良い。
上述した通り、加熱により、魚類に含まれるタンパク質等の高分子が分解され、遊離アミノ酸等の水溶性の有機酸やミネラルの溶出がさらに促進される、第１混合物にもともと含まれていた菌が死滅することで、発酵条件が安定化し、品質のバラツキを抑えることが可能となるといった効果もある。
また、加熱の前に、魚類を35℃～40℃の温度に放置することで、魚類が有する消化酵素により自己消化され、混合物が得られやすくなる。自己消化では1時間～5時間放置することが好ましく、より好ましくは2時間である。
また、混合物を放置することで、少なくとも油層が形成されるため、油層は混合物から分離することが望ましい。好ましくは、混合物には油層、水層、及び固形層（沈殿層）の3層が形成される。放置の時間は、1時間未満の短時間でも油層が形成されれば構わないが、好ましくは1時間～36時間であり、より好ましくは24時間である。
より具体的には、少なくとも油層が形成された混合物から、油層を分離し、水槽及び固形層（沈殿層）を得ることが好ましい。油層は、混合物中の最上段に形成されるため、分離槽の下部に設けられた排水口から、水槽及び固形層（沈殿層）を抜き取り、油層以外を発酵槽等の新たな槽に移すことで、油層が分離された混合物を得ることができる。
発酵工程（b）は、第１混合物、すなわち水と魚類との混合物を発酵させて発酵物を得る工程である。発酵工程(b)では、第１混合物を放置することで発酵が促され、少なくとも液体と固体とからなる発酵物が得られる。発酵工程（b）は、第１混合物を収容した発酵槽内で行われる。第１混合物を発酵槽内で放置する温度は常温で構わない。発酵期間は限定されないが、好ましくは3日から2週間であり、より好ましくは1週間である。発酵工程によりγ－アミノ酪酸や、オーキシン、遊離アミノ酸等、肥料として有用な物質が産出される。
第１分離工程（c）は、液体と固体とを含む発酵物を、液体と固体とに分離する。本工程で分離された液体は第１液体、本工程で分離された固体を第１固体と呼称する。分離の手法は、公知の固液分離で良い。発酵工程（b）中、第１混合物は発酵しながら自然に固体層（沈殿層）と液体層とが形成されるため、発酵槽から液体層のみを抜き取ることで、第１液体と第１固体とに分離することができる。
ここで、第１液体は、魚粉に由来する遊離アミノ酸等の水溶性の有機酸や水溶性のミネラルを豊富に含む液体であり、第１固体は、魚類に由来する不溶性の成分からなる。第１固体は、有機酸やミネラルが一部失われているものの、不溶性のタンパク質やミネラル等から構成され、飼料や肥料等、通常の魚粉の用途にも十分に使用できる品質である。
第２混合工程（ｄ）は、第１液体と草木灰とを混合して第２混合物を得る。具体的には、第２混合工程（ｄ）は、第１液体を収容した容器に、草木灰を加えて撹拌することで、第１液体と草木灰とを混合する。草木灰は、第１液体の重量に対して１００分の１～３分の１重量を加えることが好ましく、第１液体の重量に対して２０分の１～１５分の１重量を加えることがさらに好ましい。また、草木灰を加えた後は、第１液体と草木灰とを十分に撹拌することが好ましい。草木灰に含まれる水溶性のカリウム化合物の第１液体への溶出が促進されるためである。好ましくは、本工程で第１液体と混合する固体は草木灰のみであり、草木灰以外の固形分は第１液体と混合されない。
草木灰とは、植物を燃焼させて得られる灰であり、籾殻、茶殻、稲藁、ヤシ殻等、農業系の副産物を原料とするものが好ましい。本発明では、油ヤシから果実を取り除いた後の果房を燃焼させて得られたパームアッシュが好ましく用いられる。
第２混合工程（ｄ）において得られた第２混合物を放置することで、草木灰に含まれる水溶性のカリウム化合物の第１液体への溶出を促す。放置の期間は限定されないが、１日～７日が好ましく、２日～３日がより好ましい。また、草木灰と第１液体との混合後に、第２混合物を加熱しても構わない。加熱手段としては、過熱蒸気等を用いた間接加熱が挙げられる。
第２分離工程（ｅ）は、液体と固体とを含む第２混合物を、液体と固体とに分離する。本工程で分離された液体は第２液体、本工程で分離された固体を第２固体と呼称する。分離の手法は、公知の固液分離で良い。第２混合工程（ｄ）で得られた第２混合物は、放置されることで、自然に固体層（沈殿層）と液体層とが形成されるため、容器から液体層のみを抜き取ることで、第２液体と第２固体とに分離することができる。
ここで、第２液体は、第１液体に加え、草木灰に由来する水溶性のカリウム化合物を豊富に含有する液体であり、第２固体は、草木灰の不溶性の成分である。第２固体は、水溶性のカリウム化合物が一部失われているものの、肥料等の通常の草木灰の用途にも十分に使用できる品質である。
第２液体は、魚粉に由来するアミノ酸等の水溶性の有機酸や水溶性のミネラル、及び草木灰に由来する水溶性のカリウム化合物を同時に豊富に含むため、pHは10～12を示し、500～1000容量倍の水で希釈された場合のpHは7.0～9.0となる。第２液体は、容器に充填されることで、液体肥料として使用することができる。液体肥料を収容する容器はユーザが使い易い容量であればよく、具体的には1L～20Lの容器に入れることが望ましい。
別の本発明は、植物の成長に必要なカルシウムをさらに含有した液体肥料の製造方法である。すなわち、上述の工程に加え、第２液体と炭酸カルシウム及び／又は苦土石灰とを混合して第３混合物を得る、第３混合工程（ｆ）、及び第３混合物を第３液体と第３固体とに分離する第３分離工程（ｇ）とを含む。
第３混合工程（ｆ）は、第２液体と炭酸カルシウム及び／又は苦土石灰とを混合して第３混合物を得る工程である。具体的には、第３混合工程（ｆ）は、第２液体を収容した容器に、炭酸カルシウムを加えて撹拌することで、第２液体と炭酸カルシウム及び／又は苦土石灰とを混合する。炭酸カルシウムの場合、第２液体の重量に対して１０００分の１～１０分の１重量を加えることが好ましく、第２液体の重量に対して１００分の１～１０分の１重量を加えることがさらに好ましい。また、炭酸カルシウムを加えた後は、第２液体と炭酸カルシウムとを十分に撹拌することが好ましい。炭酸カルシウムの第２液体への溶出が促進されるためである。好ましくは、本工程で第２液体と混合する固体は炭酸カルシウム及び／又は苦土石灰のみであり、炭酸カルシウム及び／又は苦土石灰以外の固形分は第２液体と混合されない。
第３分離工程（ｇ）は、液体と固体とを含む第３混合物を、液体と固体とに分離する。本工程で分離された液体は第３液体、本工程で分離された固体を第３固体と呼称する。分離の手法は、公知の固液分離で良い。第３混合工程（ｇ）で得られた第３混合物は、放置されることで、自然に固体層（沈殿層）と液体層とが形成されるため、容器から液体層のみを抜き取ることで、第２液体と第２固体とに分離することができる。
ここで、第３液体は、第２液体に加え、炭酸カルシウム及び／又は苦土石灰の溶出成分を含有する液体であり、第３固体は、炭酸カルシウム及び／又は苦土石灰のうち、第２液体に溶出しなかった成分である。第３固体は、肥料等の通常の炭酸カルシウム及び／又は苦土石灰の用途にも十分に使用できる品質である。
第３液体は、魚粉に由来する遊離アミノ酸等の水溶性の有機酸や水溶性のミネラル、草木灰に由来する水溶性のカリウム化合物、及びカルシウムを豊富に含む。第３液体は、容器に充填されることで、液体肥料として使用することができる。液体肥料を収容する容器はユーザが使い易い容量であればよく、具体的には1L～20Lの容器に入れることが望ましい。
実施例を参照して本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されない。
本実施例では、60kgの魚粉に対し1tの水を加えて混合して混合物を得た。当該混合物に対して蒸気による間接加熱により煮沸し、放置して熱を冷ましてから混合物を発酵槽に移した。混合物を室温で1週間発酵させた後、液体と沈殿物とに固液分離し、清澄な第1液体が650kg得られた。沈殿物である第1固体は、乾燥させて品質を調べたところ、魚粉として使用できる品質であることを確認した。
650kgの第1液体に対し40kgのパームアッシュを加えて混合し、３日間放置した後、液体と沈殿物とに固液分離し、赤褐色の第２液体が500kg得られた。沈殿物である第２固体は、乾燥させて品質を調べたところ、パームアッシュとして使用できる品質であることを確認した。第２液体は、20kgの容器に入れ、液体肥料が製造された。水で500倍に希釈したところ、pHは9.0であった。
本実施例で製造された液体肥料を用いてミカンの栽培を行った。宮川早生の1年生の苗木に対し、実施例の液体肥料を500倍に希釈し、尿素を添加して、4月～11月の7ヶ月間に14回散布した。液体肥料の初回散布前の土壌pHが4.91であったところ、散布によりpHが6.56に変化した。その後、土壌のpHは5.56～6.56の間で変動した。肥料を加えず水のみで栽培した比較例を設けた。
実施例及び比較例の、全葉数、全新梢長、及びSPAD値を表１に、地上部・地下部の乾燥重量、及びその重量比（Root/Top比）を表２に示した。全葉数と全新梢長は各群10ポッドの平均値、SPAD値は、葉緑素計を用いて新梢の上4本分の、一番上の葉を除いた上から3枚を測定した平均値、地上部及び地下部の乾燥重量は各群10ポッドの平均値である。実施例の液体肥料により、適切なR/T比となり、ミカンの苗木における新梢の発生が顕著に促進された。
Claims (8)
- （a）魚類と水とを混合して第１混合物を得る、第１混合工程、
（b）前記第１混合物を発酵させて発酵物を得る発酵工程、
（c）前記発酵物を第１液体と第１固体とに分離する第１分離工程、
（d）前記第１液体と草木灰とを混合して第２混合物を得る、第２混合工程、
（e）前記第２混合物を第２液体と第２固体とに分離する第２分離工程、
を含む、液体肥料の製造方法 - 前記第１混合工程（a）で水と混合する固体は魚類のみであり、
前記第２混合工程（d）で第１液体と混合する固体は草木灰のみである、
請求項１に記載の液体肥料の製造方法 - 請求項１又は２に記載の液体肥料の製造方法であって、さらに
（f）前記第２液体と炭酸カルシウム及び／又は苦土石灰とを混合して第３混合物を得る、第３混合工程、
（g）前記第３混合物を第３液体と第３固体とに分離する第３分離工程、
を含む、請求項１又は２に記載の液体肥料の製造方法 - 第３混合工程（f）で第２液体と混合する固体は炭酸カルシウム及び／又は苦土石灰のみである、
請求項３に記載の液体肥料の製造方法 - 前記魚類が、魚粉である、請求項１～４いずれか一項に記載の液体肥料の製造方法
- 前記草木灰が、パーム灰である、請求項１～５いずれか一項に記載の液体肥料の製造方法
- 前記発酵工程が、前記第１混合物を加熱し放置することで発酵させる、請求項１～６いずれか一項に記載の液体肥料の製造方法
- 前記第２液体のpHが塩基性を示す、請求項１～７いずれか一項に記載の液体肥料の製造方法
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