JPH09188585A

JPH09188585A - 微生物の固定化物

Info

Publication number: JPH09188585A
Application number: JP35358595A
Authority: JP
Inventors: Koichi Mochida; 晃一持田
Original assignee: SOLAR JAPAN KK
Current assignee: SOLAR JAPAN KK
Priority date: 1995-12-29
Filing date: 1995-12-29
Publication date: 1997-07-22

Abstract

(57)【要約】【課題】稲わらや草などを積極的に腐熟させて堆肥に
する。【解決手段】微生物が発生する発酵堆肥と、微生物を
固定化して増殖させる貝化石を混合することによって得
られる。

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等に好適に用いられる
微生物の固定化物に関する。

【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堆肥化してい
た。また、作物残査においては、腐熟促進剤として石灰
窒素が用いられることもあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、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。有機性産業
廃棄物は、堆肥化させ土壌還元されることが望ましい
が、堆肥化が困難なため焼却処分が一般的である。焼却
処理は、有機物のもつエネルギーの放出であり、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、麦わら等の作物残査は、繊
維物質である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
なわれず、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の理由から焼却処理が行わ
れていた。また、稲わら、麦わら等の作物残査の腐熟促
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への
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。有機物の土壌還元は、土壌中の腐植物質の補給、
微量要素の補給、微生物バランスの確保等の面から作物
栽培には不可欠ではあるが、農家の兼業化、単一作物栽
培の大型産地化により有機物の土壌還元による土作りは
おざなりにされている。その結果として、地力の低下、
連作障害等により、収量の低下、土壌病害の発生等を招
いている。

【０００４】この発明の課題は、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として
有用な微生物の固定化物を提供するところにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意検討した結果、微生物の担持体と
しては、フミン酸を含有する貝化石が好適であり、この
貝化石に微生物を固定化した微生物の固定化物が有用で
あることを見いだした。具体的には、通常、有益な菌体
を含んでいる発酵堆肥と、フミン酸を含有する貝化石を
混合することによって得られる微生物の固定化物が本課
題解決に有効であることを見出した。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。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。

【０００６】だが、貝化石のみでは、物理化学的に土壌
改良するだけの効力しかない。そこで、これに有用な微
生物が多量に存在する発酵堆肥を混合することにより、
貝化石が堆肥中の微生物を多量に固定させることがで
き、貝化石中のミネラル分とフミン酸で増殖できる住処
を確保できる知見を得た。これにより、従来の堆肥だけ
では微生物が堆肥中で拡散していたのに対して、本発明
では貝化石中で増殖した微生物が集合体となって固定化
される。微生物は、集合体を固定化して菌密度を増加さ
せることにより、初めて酵素活性等の効果を発揮し得る
ものである。従って、本発明の固定化物は、たとえば稲
わらに添加することにより、稲わらを短時間で積極的に
腐熟させて堆肥にすることが可能となる。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、本固定化物での増殖を通じて増殖させることがで
き、土壌微生物相の改善にもつながる。すなわち、堆肥
に貝化石を混合させることにより生物的にも土壌改良す
る効果が加えられ、単なる相加効果ではなく相乗効果が
認められる。

【０００７】また、上述の通り、本発明の微生物の固定
化物は、単に稲わらの腐熟を促進させるのみならず、作
物に不適な土壌微生物相の改善の役割も果たす。また、
土壌中のミネラルは特に野菜や果樹やコメ等の食味のコ
ントロールには絶妙な影響を与える。コメの食味は、品
種、気候、水質、栽培方法にも左右されるが、水田を構
成している土壌の母材の鉱物質とそれに含まれる有機質
の微妙なバランスで決まる。しかし、水田土壌では、土
壌構成要素の鉱物質がどんなに優秀でも可溶化しなけれ
ばイネには吸収できない。一般的には粘土系の土壌の方
がコメの食味がよいと言われるのは、土壌粒子の表面積
が細かく大きため可溶化し易いからである。この点にお
いても本発明の微生物の固定化物は担持体としてミネラ
ル分が可溶化しやすい貝化石を用いているので、前記の
条件を満たしている。

【０００８】以上の知見により、請求項１記載の発明
は、微生物の担持体を貝化石とし、この貝化石に有益な
微生物を固定化した微生物の固定化物であり、請求項２
記載の発明は、微生物を含有する発酵堆肥に、少なくと
も貝化石を混合することによって得られる微生物の固定
化物である。有機物を腐熟する、すなわち未分解有機物
を分解する上で好適な微生物としては、放線菌を含む細
菌類や糸状菌等であることから、請求項３の発明は、こ
れらのうち少なくともいずれかの微生物を貝化石で固定
化した微生物の固定化物である。

【０００９】また、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、請求項５の発明は、
貝化石中で、微生物の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の固
定化物を提供している。

【００１０】請求項６、請求項７、請求項８、請求項９
の発明は、本固定化物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。

【００１１】また、本発明でいう「微生物の固定化物」
とは、前述の通り、微生物が担持体又は担持体中の有効
成分を住処として増殖することができる物質を意味して
おり、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。

【００１２】

【発明の実施の形態】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。

【００１３】本発明に係る微生物の固定化物は、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。また必要に応じて発酵堆肥と、貝化石等の担持
体とを結合させるために結合剤（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、粉状化する
商品形態とすることができるので好ましい。

【００１４】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オーダーの微生物が存在していることが望まし
い。

【００１５】微生物としては、放線菌であるマイコバク
テリウム（Mycobacterium）、マイココッカス（Mycococc
us）、ノルカジア（Nocardia）、アクチノマイセス（Ac
tinomyces）、ストレプトマイセス（Streptomyces）、
ミクロモノスポラ（Micromonospora）、テルモアクチノ
マイセス（Thermoactinomyces）、アクチノプラネス（A
ctinoplanes）、ストレプトスポランギウム（Streptosp
orangium）A属など、その他の細菌としてクラミジア目
（Chlamydia）、リケッチア目（Rickettsiales）、ユウ
バクテリア目（Eubacteriales）、カリオファノン目（C
aryophanales）、プソイドモナス目（Pseudomonadale
s）、紅色細菌目（Rhodobacteriales）、硫黄細菌目（B
eggiatoales）、サヤ細菌目（Chlamydobacteriales）
、出芽細菌目（Hyphomicrobacteriales）、粘液細菌目
（Myxobacteriales）、スピロヘーター目（Spirochaeta
les）など、また、糸状菌としては、変形菌門（Myxomyc
ota）、細胞粘性菌門（Acrasiomycota）、ラビリンチュ
ラ門（Rabyrinthulomycota）、卵菌門（Oomycota）、サ
カゲツボカビ門（Hyphochytridiomycota）、ツボカビ門
（chytridiomycetes）、接合菌門（Zygomycota）、子襄
菌門（Ascomycota）、担子菌門（Basidiomycota）などが
ある。

【００１６】発酵堆肥は、たとえば堆肥原料と発酵堆肥
とを混合し、ｐＨや含水率などの一定の発酵条件で混合
汚泥をつくり、この有機性混合汚泥を発酵させて堆肥化
（コンポスト化）して得られる。発酵期間は７日程度の
１次発酵を終了し、これを繰り返して発酵する。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、特に限定されない。

【００１７】一方、胆持体には、ケイ酸、アルミニウ
ム、カルシウム、マグネシウム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。

【００１８】こうして配合された微生物の固定化物を、
稲わらの腐熟しにくい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の固定
化物は、稲わらの腐熟促進だけではなく、有機性廃棄物
においても同様の効果がある。

【００１９】

【実施例】次の含有成分の発酵堆肥を用いて貝化石と
９：１の重量比の割合で混合し、微生物の固定化物を得
た。この固定化物は、常圧加熱乾燥法において１０５
℃、４時間における乾燥減量が２８．８％、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、放線菌が３．２×１０⁶ ／ｇオーダーであっ
た。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オーダー存在して
いた。

【００２０】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％

【００２１】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）

【００２２】上記の配合比率で配合された微生の固定化
物を、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。

【００２３】

【発明の効果】この発明の固定化物は、発酵堆肥中の微
生物が胆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。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
固定化物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。

【００２４】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、特に胆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
らを微生物の固定化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。従って、この微生物の固定化物
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。すなわち、本発明の微生
物の固定化物は、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.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｃ０９Ｋ 101:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】微生物の担持体を貝化石とし、この貝化
石に微生物を固定化した微生物の固定化物。
【請求項２】微生物を含む発酵堆肥に、フミン酸を含
有する貝化石を混合して得られる微生物の固定化物。
【請求項３】貝化石がフミン酸を少なくとも乾物当り
１００ｍｇ／ｋｇ含有する請求項１又は２記載の微生物
の固定化物。
【請求項４】微生物が、細菌、放線菌、糸状菌の少な
くともいずれかである請求項１、２又は３記載の微生物
の固定化物。
【請求項５】微生物の担持体が、請求項１記載の貝化
石に代えて、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、粘土鉱物、多孔質物質及
びフミン酸の少なくともいずれかである請求項１、２、
３又は４記載の微生物の固定化物。
【請求項６】請求項１、２、３、４又は５記載の微生
物の固定化物を用いた有機質肥料。
【請求項７】請求項１、２、３、４又は５記載の微生
物の固定化物を用いた有機質農業資材。
【請求項８】請求項１、２、３、４又は５記載の微生
物の固定化物を用いた有機物腐熟促進剤。
【請求項９】請求項１、２、３、４又は５記載の微生
物の固定化物を用いた土壌改良剤。