JPS599514B2 - 肥料の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はタバコ栽培用肥料の製造法に関するものである
。

タバコを栽培するにあたって窒素の形態が品質収量に及
ぼす影響が大きく、特に速効性窒素の施用量が多い場合
は、ニコチン含有の多いタバコが得られることｌこなる
と共に葉も大きくなりすぎて葉肉が薄くなり、タバコ栽
培用の窒素として好ましくない。

そこでタバコを栽培する肥料としては、有機質肥料とく
になたね油かすかタバコの育生に適合しているためよく
用いられる。

このなたね油かすを用いる場合、タバコの品質や収量の
安定Ｃこは施用量が大きく関係してくる。

すなわち、なたね油かすの施用量が多いとタバコの収量
は向上するが、なたね油かすは遅効性で有機物の分解が
生じ難いために、なたね油かすの施用量が多いとなたね
油かすの有機態窒素分がいつまでも土壌中に残って芯止
めや肥切れの時期の遅れや帯青葉の混在による製品の不
均一にて品質が低下し、ニコチン量の多いタバコが得ら
れることになり、さらにはこのようになたね油かすの施
用量が多いと土壌中での有機物の発酵分解過程で起る土
壌中の酸欠や有害な有機酸の発生による生育の阻害が生
じるおそれもある。

特に寒冷地では気候などの条件で有機物の分解がより遅
くなるためなたね油かすの施用量には制限を大きく受け
るものであった。

そこでこの対策として一般に施肥から定植までの期間を
長くとって、土壌中で予じめなたね油かすの一部を分解
させたのちに定植を行なうようにするが、この場合には
施肥から定植までの期間が長いために早期栽培を行なう
ことができないと共ｌこ雨水や雪解け水で肥料が流出さ
れてしまい易いという問題があり、特Ｃこ寒冷地では分
解の進行が遅いために施肥から定植までの期間がより長
くなってこのような問題が一層大きく発生するものであ
る。

また、アルコール発酵廃液などの発酵廃液の肥料化が産
業廃棄物のクローズドシステムによる再利用という公害
発生の防止上より望まれているが、発酵廃液中には廃糖
蜜のように粘着性の富んだものがあるため、廃液を単体
で肥料化する場合は、通常約３０〜４０重量係に濃縮し
た後に噴霧熱風乾燥又は高温熱風乾燥で品温１３０〜２
５０゜Ｃに加熱焼成して製品化する必要がある。

このように高温に加熱焼成するには大量のエネルギーを
消費して、逆に省エネルギー上問題となり、また粘着性
の問題を解決するために強酸一加熱処理することが試み
られるが、この場合は装置上トラブルが発生して製造が
困難であり、また有機物に変性が生じて悪臭発生の原因
ともなるのであった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、製造過程で
なたね油かすの有機物の一部を分解してやることで、土
壌中に窒素成分がいつまでも残ることなく、また有機物
の分解過程で生じる作物に対する障害を低減でき、多量
施肥が可能となるなたね油かす系のタバコ栽培用肥料の
製造法を提供することを特定発明の目的とし、併合発明
では加えて有機物含有物の発酵廃液の水分を利用するこ
とで廃液を単体で肥料化する場合のような弊害なく廃液
を肥料成分の一部Ｃこ再生利用することができるなたね
油かす系のタバコ栽培用肥料の製造法を提供することを
目的とするものである。

以下本発明を詳細に説明する。

本発明は原材料となるなたね油かすに細菌蛋白分解酵素
及び、発酵廃液などの廃液、アルカリ性肥料等を加えて
発酵させ、有機物を部分的に分解せしめて不溶性窒素の
一部を水溶性にするものである。

細菌蛋白分解酵素としては例えばビオプラーゼＸＴ−３
４３−Ｆ（長瀬産業（株）製）として提供されているも
のを用いることができる。

このものは枯草菌の１菌株バチラスサブチリス（Ｂａｃ
ｉｌｌｕｓｓｕｂｔｉｌｌｉｓ ）とこれより生成され
た蛋白分解酵素プロテアーゼよらなるものである。

酵素反応はｐＨや温度など外囲の条件に著しく支配され
るので酵素の使用時（こはそれぞれの酵素に適した作用
条件を設定する必要がある。

例えば上記ビオプラーゼにあっては、第２図のグラフに
示すようにｐＨ６〜９の範囲で４８時間後も９０係以上
の残存活性が認められ、極めて安定であり、ｐＨ４以下
では急速（こ活性を失う。

またビオプラーゼの作用と温度との関係（こついては、
酵素反応は一般の化学反応と同様に速度が温度に支配さ
れ温度の上昇とともに反応速度は犬となるが、酵素の本
体は活性をもった蛋白質なのである程度以上に温度をか
けると熱のために蛋白の変性が始って活性の一部あるい
は全部を失うことがあるため、第３図のグラフで示すよ
うに４５〜６０℃程度で作用させるようにするのがよい
。

尚、第２図のグラフは酵素濃度１ ０ ０ Ｐ ＵＮ／
ｍｌ、処理温度３０゜Ｃ、緩衝ｉｐＨ ４〜７ＭｃＩｌ
ｖａｉｎｅ ｐＨ８〜１０ホウ酸〜炭酸ナトリウムで行
なった実験結果のグラフであり、また第３図のグラフは
基質が０．５％なたね油かす、酵素濃度が反応混液中７
５ Ｐ ＵＮ／ｍｌ、作用をｐＨ７．５で行なわせた
試験のグラフである（ＰＵＮ；３０゜Ｃ、１分間に１γ
のチロシンに相当する呈色を示す酵素活性度を１単位と
して定めこれをＩＰＵＮ（Ｐｖｏｔｅｏｌｙｔｉｃ Ｕ
ｎｉｔ ｏｆ Ｎａｇａｓｅ）と表示する）。

廃液としては、アルコール発酵廃液・アミノ酸発酵廃液
などの発酵廃液や水産加工廃液などの廃液等、含水分が
多く有機質を含む廃液を用いることができ、発酵作用に
必要な水分の供給をこの廃液により行なうのである。

またこのように廃液を加えると廃液中の有機酸により酸
性に傾くため、アルカリ肥料を加えてｐＨを６〜９に調
整する。

アルカリ肥料としてはカセイカリや焼成苦十石灰を用い
るのが好ましい。

先ずカセイカリを加えて大まかなｐＨ調整を行ない、焼
成苦十石灰でｐＨの微調整を行なう。

ここで、上記ビオプラーゼの安定剤としてはＣａ＋＋や
Ｍｇ＋＋が効果を示し、焼成苦十石灰を加えることによ
り焼成苦土石灰中のＭｇ＋＋やＣａ＋１でビオプラーゼ
の保護を行なうことができることになる。

しかして上記谷原料をパドルミキサーなどに投入してよ
く混入すると中和反応と細菌蛋白分解酵素による発酵反
応とが同時に起り、なたね油かすの有機物が部分的に分
解され、不溶性窒素の一部が水溶性Ｃこなる。

この反応は４５〜６０°Ｃ程度の温度にて特に加熱する
必要なく細菌蛋白分解酵素によって生じるが、冬期など
反応温度を確保するために廃液を４０〜７０゜Ｃ程度に
加温して加えるようＣこしてもよく、またパドルミキサ
ーを加温するようにしてもよい。

発酵反応はパドルミキサー内滞留時間５〜１０分、堆積
槽による堆積時間０．５〜２時間程度で完了させる。

反応物の余剰水分は発酵反応の反応熱を利用して蒸発さ
せることができ、特に乾燥工程を経る必要はないが、水
分が２０係以上と特に多い場合は回転ドラムなどに投入
して１０〜３０分間程度通風乾燥させる。

乾燥にあたって加熱を行なうと有機物の特性を変えるこ
とになるので好ましくない。

上記のようにして有機物を部分的に分解して得られた肥
料は計量して製品化される。

またこの肥料に窒素、リン酸、カリなどの肥料成分を加
えて有機化成肥料（こすることもできる。

第１図は上記タバコ栽培用肥料の製造の工程の一例を示
すフローチャートであり、図中１はパドルミキサー、２
は堆積層、３は廻転ドラムを示す。

尚、上記発酵反応において、有機物の分解はトータル窒
素量のうち水溶性窒素量が３０〜４０係程度ζこなるま
で反応を行なうのが好ましく、このような反応が生じる
よう細菌蛋白分解酵素の配合量を調整する。

また、細菌蛋白分解酵素や廃液、アルカリ肥料などの配
合量は、なたね油かすの蛋白の組成形態による易分解性
や発酵反応時間、条件などｌこよって適宜最適量に調節
される。

上記のように本発明の特定発明は、なたね油かすに細菌
蛋白分解酵素を配合し、これを発酵させて有機物を部分
的に分解するようにしたものであるから、肥料中の有機
物が細菌蛋白分解酵素の作用などで短時間にかつ簡単な
設備にて製造工程において部分的に分解させることがで
き、有機物の特性を抑制することなく水溶性窒素を増加
せしめて肥効の遅延Ｃこよる品質低下等を少なくできる
と共に品質収量の向上を図ることができ、またこのよう
Ｃこ有機物の一部がすでに分解されていることにより、
有機物の土壌中での分解過程で生じる作物に対する有機
物の障害を低減できるものであり、さらに土壌中に未分
解有機物がいつまでも残るようなおそれがなく、タバコ
用肥料として多量施肥しても肥切れがよく、多量施肥に
よるタバコの品質収量を向上することができて特Ｃこ寒
冷地において効果的であると共に、このように有機物の
一部が予じめ分解されているためＣこ施肥から定植まで
の期間を短縮して早期栽培を可能とすることができるも
のである。

そして、長時間発酵を行なって有機物の発酵分解を完全
に行なわせるとすると、分解された水溶性窒素の一部が
さらに次第に揮発性塩基性窒素に分解されてアミンやア
ンモニア臭となって揮散すること（こなり、窒素の損失
が大きくなるものであり、さらに細菌蛋白分解酵素が窒
素を自己消化して有機態の水溶性窒素が有機化現象を惹
き起こし、有機態の水溶性窒素が低下することになり、
この結果本来の有機態窒素肥料としての効果が低減して
しまうことＣこなるが、本発明にあってはなたね油かす
の有機物を部分的にのみ分解するようしてあるため肥料
成分中の水溶性窒素を増加させつつも有機態窒素肥料と
しての効果が低減することがないものである。

また細菌蛋白分解酵素は好気性でしかも発酵条件下にお
いて揮発性のアミンやアンモニアを消化するため、これ
らに起因する悪臭を除去することができ、ほとんど臭気
のないタバコ栽培用肥料を得ることができるものである
。

また、本発明の併合発明にあっては、なたね油かすに細
菌蛋白分解酵素を配合して発酵させるにあたり、発酵廃
液などの廃液を配合してあるので、発酵廃液中の水分を
発酵反応に利用することができると共に、廃液を肥料中
に取り込むことができ、廃液を単体で肥料化する場合の
ような省エネルギー上や製造上の弊害なく廃液を肥料化
することができ、これらは含窒素成分を多量に含有して
いるものである。

そして廃液、特に発酵廃液には一般的に粘着性があるた
め（こなたね油かすや細菌蛋白分解酵素との混合物の含
水量を均一化できかつこの混合物を堆積して発酵反応さ
せる際に表面が乾燥することが防止できるものであり、
また廃液、特に発酵廃液には一般に少量のアミンやアン
モニアが含有されており、これを細菌蛋白分解酵素が自
己消化し細菌を繁殖させることができて有機物の分解を
促進せしめることができるものである。

次に本発明を実施例により具体的に説明する。

く実施例〉 第１表の配合によりこれらをパドルミキサーに投入して
４５〜５０゜Ｃの条件下５分間攪拌した。

次にこれを堆積槽（こ移して２時間堆積させた。

このようにしてなたね油かすの一部を発酵させたのち、
この半発酵なたね油かすを計量して肥料製品を得な上記
のようにして得た半発酵なたね油かすの分析結果は第２
表のとおりであった。

尚、表中ＴＮ： ｝一タル窒素、Ｗ−Ｎ：水溶性窒素、
Ａ−Ｎ：アンモニア態窒素、ＴＰ：｝一タルリン酸、Ｔ
Ｋ：トータルカリ，Ｗ−Ｋ：水溶性カリを示し、これら
に付随する数値の単位は重量係である。

く比較例冫 第３表の配合を用いて実施例と同様な操作で処理したな
たね油かすを得た。

このなたね油かすの分析結果を第４表に示す。

第２表と第４表の結果より、実施例のなたね油かすの水
溶性窒素は、発酵させていない従来例のものの２．５〜
３．０倍以上に増加していることが確認された。

次Ｏこ上記実施例で得た半発酵なたね油かすについて無
機化試験と炭酸ガス発生試験を行なった。

く半発酵なたね油かすの無機化試験〉 ■．試験の目的 半発酵なたね油かすの土壌中における無機化の傾向を知
るため、普通のなたね油かすを対照に用いて室内試験を
実施する。

２．試験の方法 （１）供試肥料の分析成積（係） （３）試験操作 Ｎとして２５■相当量の試料及び対照肥料を、２００Ｔ
Ｌｌの三角フラスコにとった（功の土壌５１とそれぞれ
よく混合した後、土壌水分が最大容水量の約６０係にな
るように脱塩水を加えて調節し、２７℃±１゜Ｃの恒温
器中に入れ、谷調査日ごと（こ取り出して１０係ＫＣＬ
で浸出し、その浸出液について、アンモニア性窒素及び
硝酸性窒素を定量し、またｐＨを測定する。

（４）分析方法 アンモニア性窒素・・・・・・ＭｇＯ蒸留法硝酸性窒素
・・・・・・デパルタ合金還元法によりＮＨ，−ＮとＮ
Ｏ３−Ｎの合量を求め、差し引き法により、ＮＯ３−Ｎ
を算出する。

３．試験の結果 経日ごとの分析結果は次のとおりである。

考察 半醗酵なたね油かすの無機化試験を、一般のなたね油か
すを対照に室内試験で実施した。

半醗酵なたね油かすの無機化は、対照のなたね油かすに
比べて早かった。

即ち、１週間目の調査では無機化率で１０係の違いがあ
り、２，３週目の調査では約８係、また５週間目では約
６係とその差は徐々に少なくなってはいるものの、供試
・対照の両区間に無機化の相違が認められた。

硝化は、供試・対照の両区とも１，２週間目の調査時に
は認められなかったが、３週間目には若干認められるよ
うになり、５週間目では供試・対照の両区とも無機化し
た窒素の９８係が硝酸に変化していた。

ｐＨは、日数の経過にしたがって少しずつ酸性サイドに
傾いているが、供試・対照の両開の差は認められなかっ
た。

〈半醗酵なたね油かすの炭酸ガス発生試験〉試一倹の目
的 醗酵なたね油かすの土壌中における炭酸ガスの発生を知
るため、普通のなたね油かすを対照に用いて室内試験を
実施した。

試験の方法 （１）なたね油かすの分析成積（係） ？００ｍｌの三角フラスコに土壌５０ｇと、Ｔ−Ｃとし
て１２５１ｎ９に相当する量のなたね油かすを入れてよ
く混合し、土壌水分を最大容水量の６０係（こなるよう
に調節した後、２７±１℃のインキベーターに入れ、各
調査ごとに取り出して第４図に示すＣＯ測定装置を用い
てＣＯ２の発生量を測定した。

第４図中４はソーダライム、５は蒸留水、６はサンプル
、７は濃硫酸、８は塩化カルシウム、９はアスカライト
、１０はサッカーを示す。

調査日 ５日後、１０日後、１５日後、２０日後 試験の結果 経日ごとのＣＯ２発生量は次表及び第５図のグラフの試
験成積のとおりである。

第５図中Ａは半醗酵なたね油を、Ｂは対照なたね油を示
す。

試験の結果は、５日目の調査時から発生量に差が見られ
、その後の調査時（こおいても半醗酵なたね油かすは、
対照なたね油かすよりもＣＯ２発生量が多かった。

考察 半醗酵なたね油かすと普通のなたね油かすの土壌中にお
けるＣＯ２の発生の相違を知るため、室内試験を実施し
た。

今回の試験では、供試・対照の両者間に明らかＯこＣ０
２発生量の差が見られ、また半醗酵なたね油かすは、対
照のなたね油かすに比べてＣＯ２の発生が堅く、しかも
、２０日間のＣＯ２発生積算量も半醗酵なたね油かすの
方が多い結果を示し、半醗酵なたね油の方が分解速度が
速いと確認された。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造の工程を示す概略図、第２図はビ
オプラーゼの安定性とｐＨとの関係を示すグラフ、第３
図はビオプラーゼの作用と温度との関係を示すグラフ、
第４図はＣＯ２測定装置を示す概略図、第５図は炭酸ガ
ス発生試験における炭酸ガスの発生量を示すグラフであ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ なたね油かすに細菌蛋白分解酵素を配合し、これを
   発酵させてなたね油かすの有機物を部分的に分解するこ
   とを特徴とするタバコ栽培用肥料の製造法。 ２ なたね油かすに細菌蛋白分解酵素と発酵廃液などの
   廃液とを配合し、これを発酵させてなたね油かすの有機
   物を部分的に分解することを特徴とするタバコ栽培用肥
   料の製造法。