JP5555818B2 - 還元性肥料 - Google Patents

Description

本発明は、微生物又は微生物の成分を含む混合物を水熱反応処理して得られる還元性肥料に関する。

ビール工場等の食品製造工場から排出される廃酵母は、酵母エキスや酵母製剤の原料、家畜の飼料、肥料等として用いられる他は、焼却等の廃棄処理がなされている。また、酵母エキスを抽出した後に残る酵母細胞壁は、一部が健康食品、家畜用の飼料などに利用されているものの、他は主に廃棄されている。
しかしながら、これらの微生物由来材料の廃棄処理には、処理場への輸送費や処理コストがかかる。また、従来知られている酵母由来の上記の食品、飼料、肥料等では、廃酵母の発生量に対する利用量等に限界があり、廃酵母を付加価値の高い製品として提供可能な新たな用途が求められていた。
廃酵母を利用した新たな用途としては、例えば、特許文献１に、微生物又は微生物の成分を、酸素非存在下で水熱反応処理をすることを特徴とする０ｍＶ以下の酸化還元電位を有する微生物由来還元性混合物の製造方法が開示されている。

果樹類、特にミカンやカキ等においては、結果した翌年は養分の不足のため実付きが悪くなりほとんど収穫できないことが多い（隔年結果）。隔年結果は、ウンシュウミカン等の熟期の遅い品種では特にその傾向が強くなる。隔年結果を防止するため、摘蕾・摘果、剪定等が行われるが、労力や人件費がかかる上、根本的に隔年結果を防止することもできない。
このような隔年結果の現象は露地栽培に多発するため、近年においては、ハウス栽培において綿密な肥培管理を行うことにより、毎年、果実を結果させる連年結果をある程度の実現が可能となっている。しかしながら、ハウス栽培では、ハウス建築費やハウス内での温度管理／水分管理に膨大なコストがかかるため、ハウス栽培による隔年結果の防止は大きく普及していないのが現状である。
さらに、デコポンなどの柑橘類は酸味が強いため、酸が抜けるまで出荷ができないが、従来、特に露地栽培のものでは出荷を早めることができず、施設栽培のものに比較して、通常２ヶ月から３ヶ月出荷が遅れてしまっていた。露地栽培の柑橘類の早期の出荷ができれば、コストの安い露地栽培の果物を高い価格で販売することができ、大幅な収益増加を見込むことができる。

国際公開第２０１０／１０４１９７号公報

従って、本発明は、微生物又は微生物の成分を利用した付加価値の高い肥料であって、特に、果樹類・果菜類の結果を促進できる肥料を提供することを目的とする。

本発明の発明者らは、上記課題に鑑み鋭意研究を行った。その結果、隔年結果する果樹、又は酸抜けが不良となる果樹では、総じて根の発育や根毛の形成が悪く、果樹類の隔年結果や酸抜け不良の原因が、果樹類の根の発育状態の不良であることを見出した。
そして、微生物又は微生物の成分を含む混合物を水熱反応処理して得られる肥料が、果樹類の根の成長や、果実の肥大を促進することを見出し、本発明を完成するに至った。
具体的には、本発明は、微生物又は微生物の成分と、リン酸及び／又はカリウムと、の混合物を水熱反応処理して得られる還元性肥料を提供する。

本発明の還元性肥料は、微生物又は微生物の成分と、リン酸及び／又はカリウムと、の混合物を水熱反応処理して得られるものであるので、果樹類の根、特に根毛の生育を促進すると共に、果実の肥大を促進できる。特に、本発明の還元性肥料は還元性であるので、植物細胞との親和性に優れ、有用な肥料成分であるリン酸及びカリウムを根、及び葉面から効果的に吸収させることができる。
また、本発明においては、微生物又は微生物の成分と、リン酸及び／又はカリウムと、の混合物を水熱反応処理することにより、微生物又は微生物の成分と、リン酸及び／又はカリウムとを、単独で水熱反応処理した場合よりも、より低い酸化還元電位を有する肥料を得ることができる。

以下、本発明について詳細に説明する。

＜還元性肥料＞
本発明の還元性肥料は、微生物又は微生物の成分と、リン酸及び／又はカリウムと、の混合物を水熱反応処理して得られるものである。

［微生物又は微生物の成分］
本発明において使用される微生物又は微生物の成分としては、特に限定されるものではなく、従来公知の微生物材料を用いることができるが、肥料、飼料、飲食品、サプリメント、薬剤等の用途に用いた場合においても安全性が高く、且つ消費者等にも受け入れられやすいことが予測されることから、酵母を使用することが好ましい。酵母としては、本発明の還元性肥料を製造するために、特に培養されたものであってもよいが、廃物利用及び廃棄物の廃棄コスト低減の観点から、ビール、清酒、味噌、醤油等の醸造産業において排出される余剰廃棄物として得られる酵母を用いることが好ましい。
微生物として酵母を使用する場合、酵母全体を利用してもよいし、酵母抽出物や、酵母抽出物を製造する際に生成する酵母の細胞壁を使用してもよい。これらの酵母及び酵母の成分は、泥状のもの、圧搾して水分を減らしたもの、乾燥して更に水分を減らしたもの、粉状のもの、液中に懸濁させたもの等どのようなものであってもよい。具体的に、好ましい酵母又は酵母の成分としては、泥状ビール酵母、圧搾ビール酵母、乾燥ビール酵母、ビール酵母懸濁液、乾燥酵母細胞壁、酵母細胞壁懸濁液、及びビール酵母含有無機物等を挙げることができる。

［リン酸及び／又はカリウム］
本発明の還元性肥料は、リン酸及び／又はカリウムを含有する。
（リン酸）
本発明の還元性肥料に使用されるリン酸としては、肥料の成分として従来公知のリン酸を用いることができる。具体的には、種々の可溶性又はク溶性肥料を用いればよく、リン鉱石を硫酸で処理してリン酸を可溶化した過リン酸石灰や、重過リン酸石灰、混合物としての熔性リン肥料や焼成リン肥等を挙げることができる。これらのリン酸成分は、単独で用いてもよく、２種以上混合して用いてもよい。
（カリウム）
本発明の還元性肥料に含まれるカリウムとしては、肥料として従来公知のカリウムを用いればよく、具体的には、塩化カリウム、硫酸カリウム、水酸化カリウム、及び硝酸カリウム等を挙げることができる。これらのカリウム成分は、単独で用いてもよく、２種以上混合して用いてもよい。

［その他の成分］
更に、本発明の還元性肥料は、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム等の窒素；生石灰、消石灰、炭酸石灰等のカルシウム；マグネシウム；珪藻土等を含有しても良い。これらの成分を添加する場合、水熱反応処理の前の混合物に添加してもよいし、水熱反応処理後の還元性肥料に添加してもよいが、高温等の条件で変性する成分は水熱反応処理の前には添加しないほうが好ましい。

［水熱反応処理］
本発明において還元性肥料を提供する際の水熱反応処理とは、好ましくは１２０℃以上２２０℃以下、より好ましくは１５０℃以上２１０℃以下で行われる処理を指す。また、圧力は、好ましくは０．９ＭＰａ以上１．９ＭＰａ以下、より好ましくは１．２ＭＰａ以上１．８ＭＰａ以下である。特に、圧力０．９ＭＰａ以上１．９ＭＰａ以下且つ１２０℃以上２２０℃以下で行われる水熱反応処理が好ましく、０．９ＭＰａ以上１．９ＭＰａ以下且つ１５０℃以上２１０℃以下で行われる水熱反応処理がより好ましく、１．２ＭＰａ以上１．８ＭＰａ以下且つ１５０℃以上２１０℃以下で行われる水熱反応処理が更に好ましい。

［還元性肥料の特徴］
次に、本発明の微生物由来還元性混合物の有する特徴について、以下に説明する。
通常、呼吸を行う真核生物の酸化還元電位は、−１８０ｍＶ前後である。本発明の還元性肥料は、低い酸化還元電位を有する成分を多く含むので、植物等を構成する細胞との親和性に優れ、リン酸及び／又はカリウム等の成分や、これまで有効性が確認されている酵母由来成分を植物等に対して有効に作用させることができる。また、本発明の還元性肥料においては、水熱反応処理を行った微生物又は微生物の成分と、リン酸及び／又はカリウムを単に混合したものと比較しても、より低い酸化還元電位を有するため、これらの成分の有効性をより向上させることができる。
更に、本発明の微生物由来還元性混合物は、好ましくはビール酵母等を原料としているため、原料の品質安定性が確保できると共に、ビール酵母由来の廃棄物の高付加価値商品への転換が期待できる。
特に、リン酸やカリウムは果実の結果を促進するため、本発明の還元性肥料を用いてこれらの成分を有効に作用させることにより、果樹類における隔年結果を防止することができる。また、本発明の還元性肥料は根の発育を促進するため、柑橘類等の酸抜けを促進して早期の収穫を可能として、農家に大幅な収益増加をもたらすことができる。
なお、本発明の還元性肥料を適用可能な農作物としては、特に限定されるものではないが、ミカン、デコポン、イヨカン、リンゴ、柿、トマト、キュウリ、ナス、及びイチゴ等を挙げることができる。

以下、本発明について、実施例を挙げて詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施例に何ら限定されるものではない。

＜製造例１；酵母細胞壁の水熱反応処理物＞
磁力撹拌型水熱反応釜に蒸留水１７０ｇを投入後、酵母細胞壁を３０ｇ投入した。蓋を閉めて撹拌混合後、気相部を窒素ガスで置換し、昇温を開始した。圧力１．６ＭＰａ以上及び温度１８０℃の条件下で１０分間処理して肥料１を得た。
＜製造例２；酵母細胞壁とリン酸との混合物の水熱反応処理物＞
水熱反応処理を行う材料として、酵母細胞壁２７．６ｇに加えて、蒸留水１５６．２ｇ、リン酸として８５％リン酸１６．２ｇを混合して使用した点以外は、製造例１と同様にして還元性肥料２を得た。
＜製造例３；酵母細胞壁とカリウムとの混合物の水熱反応処理物＞
水熱反応処理を行う材料として、酵母細胞壁２７．８ｇに加えて、蒸留水１５７．４ｇ、カリウムとして硫酸カリウム１４．８ｇを混合して使用した点以外は、製造例１と同様にして還元性肥料３を得た。
＜製造例４；酵母細胞壁とリン酸及びカリウムとの混合物の水熱反応処理物＞
水熱反応処理を行う材料として、酵母細胞壁２５．４ｇに加えて、蒸留水１４３．６ｇ、リン酸として８５％リン酸１６．２ｇ、カリウムとして硫酸カリウム１４．８ｇ混合して使用した点以外は、製造例１と同様にして還元性肥料４を得た。

＜＜試験例１＞＞
以下の試料について、肥料の酸化還元電位を測定した。
試料１：肥料１
試料２：８５％リン酸 ８．１質量部、蒸留水 ９１．９質量部の水溶液
試料３：８５％リン酸 ８．１質量部、及び肥料１ ９１．９質量部の混合物
試料４：還元性肥料２
試料５：硫酸カリウム ７．４質量部、蒸留水 ９２．６質量部の水溶液
試料６：硫酸カリウム ７．４質量部、及び肥料１ ９２．６質量部の混合物
試料７：還元性肥料３
試料８：８５％リン酸 ８．１質量部、及び硫酸カリウム ７．４質量部、蒸留水 ８４．５質量部の水溶液
試料９：８５％リン酸 ８．１質量部、硫酸カリウム ７．４質量部、及び肥料１ ８４．５質量部の混合物
試料１０：還元性肥料４
結果を表１に示す。
表１

表１より明らかなように、リン酸及び／又はカリウムと微生物又は微生物の成分を混合して加熱水蒸気処理した場合、リン酸及び／又はカリウム単独の場合や、リン酸及び／又はカリウムを、微生物又は微生物の成分を水熱反応処理して得られた肥料１と混合した場合と比べても、より低い酸化還元電位が得られた。

＜＜試験例２＞＞
愛媛県四国中央市のミカン農場において、平成２０年５月６日から、試験例１で使用した試料１、８、及び１０をミカンに施用し、１年目から３年目におけるミカン１０株あたりの合計収穫量を調べた。結果を表２に示す。
表２

表２から分かるように、本発明の還元性肥料をミカンに施用した結果、根の生育が旺盛になり養分吸収力が高まると同時に、果実の肥大を促進することにより収量が増加し、隔年結果による収量の減少を抑制することができた。

＜＜試験例３＞＞
更に、各年の収穫後に適切な追肥を行った以外は、試験例２と同様に、平成２０年５月６日から、肥料１、８、及び１０を施用し、１年目から３年目におけるミカン１０株あたりの合計収穫量を調べた。結果を表３に示す。
表３

表３から分かるように、本発明の還元性肥料をミカンに施用し、収穫後に適切な追肥を行った結果、根の生育が旺盛になり養分吸収力が高まると同時に、果実の肥大化を促進することにより収量が増加し、隔年結果による収量の減少を抑制することができた。

＜＜試験例４＞＞
愛媛県西条市の露地栽培のデコポン農場において、平成２１年度及び平成２２年度に、試験例１で使用した試料１０をデコポンに施用し、８月末から３月中旬にかけて、デコポンの酸度を測定した。平成２１年度の結果を表４に、平成２２年度の結果を表５に示す。
表４

（表４続き）

表５

表４及び表５から分かるように、本発明の還元性肥料を施用することにより、デコポンの酸抜けが促進され、早期の出荷が可能となった。

Claims (4)

1. 酵母、酵母の抽出物、又は酵母の細胞壁と、リン酸及びカリウムと、の混合物を水熱反応処理して得られる還元性肥料。
2. 更に、珪藻土を含有する請求項１の還元性肥料。
3. 前記酵母、酵母の抽出物、又は酵母の細胞壁が、泥状ビール酵母、圧搾ビール酵母、乾燥ビール酵母、ビール酵母懸濁液、乾燥酵母細胞壁、酵母細胞壁懸濁液、及びビール酵母含有無機物からなる群から選ばれる少なくとも１種に由来する、請求項１及び２のいずれかの還元性肥料。
4. 水熱反応処理が、０．９ＭＰａ以上１．９ＭＰａ以下、１５０℃以上２１０℃以下で行われる、請求項１、２、及び３のいずれかの還元性肥料。