JPH01138189A - 生物リン酸肥料の製造方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ　発明の目的 産業上の利用分野 本発明は生物リン酸肥料の製造方法とその装置に関する
ものである。

詳しくは、１業生産において植物が成長の基礎を形成す
る幼苗期にきわめて有効に作用するという生物リン酸肥
料を製造する方法と装置に係わるものである。

従来の技術とその問題点 従来より肥料は大抵の場合、粉体、粒体の形状となって
いるが、近年の水耕栽培の出現により液体肥料も良く利
用される様になって来た。

植物が肥料を養分として吸収するのは根によって行なわ
れるが、水耕栽培では肥料が水に溶けて容易に根に運ば
れるため吸収に都合が良く効果上すぐれていることが認
められている。

しかし、現在の農業は土耕栽培が主体であり、したがっ
て肥料分の根からの吸収は水耕栽培に比べて困難であり
特にリン酸成分の吸収は難かしいのである。

米国農務省の研究データーによるとリン酸の植物への吸
収量は植物の生育期間を通して施用されたリン酸成分の
２０％程度であるとされている。

その理由は色々とあり、土中のアルミ、鉄と結合し不溶
性のリン酸となり、植物が吸収できなくなったり、また
根自体は動くことができないので養分を摂取する能力が
低いこともその理由としてあげられるのである。

したがってリン酸の吸収は土壌中に生息する微生物によ
って有機体のものは無機化し、無機体のリン酸を微生物
により根まで運んでもらう必要があるとされているので
ある。

肥料成分の主なものは窒素、リン酸、カリと少量の微量
要素であることは良く知られているが、この中で特にリ
ン酸は非常に大切な養分で植物自身の細胞の構成成分で
あり、またタンパク質合成の流れをスムーズにする役目
を果しており、リン酸がなければ細胞は全く増えないし
、またリン酸は養分吸収の大切な働きをする根を大きく
伸長させるものである。

特に植物の生育初期にはリン酸の充分な吸収がきわめて
重要なものとなっているのであるが、従来の肥料では期
間の短い育苗期中のリン酸吸収は非常に困難であり、ど
うしても施用肥料中の窒素分の吸収が多くなり軟弱な苗
作りになってしまうのである。

また軟弱で病気にかかり易いため殺菌剤を土壌に散布す
ることが行なわれるが、土壌中の有益な微生物まで殺し
てしまい、リン酸の吸収は著るしく阻害されているので
ある。

本発明は上記の如きリン酸吸収効率の低い従来の肥料に
代り、有益な微生物の活動を充分に発揮させて、植物体
へのリン酸成分の吸収を促進し幼苗期にタンパク質の合
成をスムーズにし丈夫で根張りの良い植物の育苗に有効
であるという生物リン酸肥料を製造する方法とその装置
を提供しようとするものである。

口　発明の構成 本発明の構成は、米ぬか、過リン酸石灰、塩化カリ、糖
密などからなる材料中にキトサン分解菌及び光合成細菌
を混合培養して得られる培養材料を多量の水に浸漬して
、リン酸成分及びリン酸成分を体内に蓄積した微生物を
前記水中に溶出させ、ついで前記溶出成分を含む水溶液
を分離して取出すと共に残留固形分を排出し、さらに前
記水溶液にキトサン凝集剤を配合して前記リン酸成分及
び前記微生物を該キトサン凝集剤に吸着凝集させてゲル
状液を沈澱せしめ。

前記ゲル状液を水と分離してのち、このゲル状液を前記
キトサン分解菌の活性化により前記キトサン凝集剤を分
解して低粘性濃集液に変化させることを特徴とする生物
リン酸肥料の製造方法、を要旨とする製法手段と、 この製造方法を実施するための装置として、スクリュー
コンベヤーに対して各々の材料を定量供給できる様にし
た過リン酸石灰ホッパー、塩化カリホッパー、米ぬかホ
ッパー、菌ホッパー、及び糖密タンクを連設し、前記ス
クリューコンベヤーの出口は混合機に接続され前記各材
料を混合したのち培養槽に投入し、前記混合材料はこの
培養槽にて加温多湿空気を供給されて前記菌ホッパーか
ら配合されたキトサン分解菌及び光合成細菌などの菌の
繁殖が行なわれて培養材料に変化し、これを前記培養槽
の下部より溶出槽に案内させ、この溶出槽には給水管と
攪拌機が設けられていて前記培養材料から水中へリン酸
成分及びリン酸成分を体内に蓄積した微生物を溶出させ
、前記溶出槽からポンプを介して遠心分＃機に導いて残
留固形分を除いてから前記溶出水溶液を凝集沈澱槽へと
送り込み、前記凝集沈澱槽ではキトサン溶液タンクから
キトサン凝集剤が供給され攪拌機にて混合されてゲル状
液を沈澱させ、前記ゲル状液を凝集解除槽に導くと共に
上澄排出弁から上澄液を排出し、前記凝集解除槽にて攪
拌と温風噴出により前記キトサン凝集剤の凝集力を前記
キトサン分解菌により解除して前記ゲル状液を低粘性濃
集液に変化させる様にしたことを特徴とする生物リン酸
肥料の製造装置、を要旨とする装置手段、　　とを有し
ているものである。

問題点を解決するための手段 植物のリン酸成分吸収の困難性を解決するために、水耕
栽培のようにリン酸成分を溶液化することと、微生物の
作用により植輪へのリン酸成分の吸収を促進させること
を考え、培養材料からリン酸成分とリン酸成分を体内に
蓄積した微生物を多量の水に溶出させ、この溶出させた
有効成分を濃縮する手段としてキトサン凝集剤を用いて
ゲル状液として沈澱させ、このゲル状液を分離してから
予め材料中に混入しておいたキトサン分解菌でキトサン
凝集剤を分解低分子化してその凝集力を解除してやると
、低粘性濃集液となってきわめて有効な生物リン酸肥料
が得られることを見い出したのである。

本発明の製造方法とその装置について、図面を参照して
装置の１実施例をあげながら詳細に説明する。

第１図は本発明装置の１例を系統図的に示した概略説明
図である。

まず培養材料を作るための各材料を供給配合するのであ
るが、過すン醸石灰ホッパー（１）には過リン酸石灰を
、塩化カリホッパー（２）には塩化カリを、米ぬかホッ
パー（３）には米ぬかを、また菌ホッパー（４）にはキ
トサン分解菌と光合成細菌を、さらには糖密タンク（５
）には植字を、それぞれ収納して準備するのである。

これらのホー２バー（１）（２）（３）（４）及びタン
ク（５）を連設した下方にはスクリューコンベヤー（８
）が設けられており、各々の材料が定量供給できる様に
定量弁（７）と定量ポンプ（６）が介在しているのであ
る。

つまりホッパー（１）（２）（３）（４）からは粉体ま
たは粒体がそれぞれの定量弁（７）を介してスクリュー
コンベヤー（８）に送り込まれ、タンク（５）からは定
量ポンプ（６）を介して液体の植字かスクリューコンベ
ヤー（８）に供給されるのである。

この菌ホッパー（４）から供給されるキトサン分解菌と
してはアルカリゲネス（ＡｌｃａｌｉｇｅｎｅＳ）属、
バチルス（Ｂａａ　ｉ　Ｉ　ｔｕｇ）属、アロモナス（
Ａｅｒｏｍｏｎａｓ）属などの細菌があげられ、また光
合成細菌としてはスフロイド（５ｐｈａｅｒｏｉｄｅｓ
　）　Ｓが好適なものとしてあげられる。

また、過リン酸石灰は菌体飼料作りの副資材として知ら
れており、リン酸成分も多く水に溶けやすいものである
し、塩化カリも水に溶けやすい肥料成分であり、さらに
米ぬかや植字は上記した微生物の栄養剤となるものであ
る。

これらの有効な材料をスクリューコンベヤー（８）によ
ってその出口から混１合機（９）に送り込んでここで良
く混合するのである。そしてコンベヤー（１０）によっ
て培養槽（１１）にこの混合物を投入するのである。

この培養槽（１１）にはその下部に空気噴出管（１４）
が設けられていてブロワ−（１５）から送られた空気を
加温加湿器（１３）に通して加温多湿空気にして培養槽
（１１）に送り込む様になっているのである。

培養槽（１１）に投入された材料混合物は、この加温多
湿空気の噴出により加温と加湿が与えられ環境を良くし
１０〜３０日間培養されるのである。

この培養により、キトサン分解菌と光合成細菌は米ぬか
、精密等を栄養として繁殖し、リン酸成分を体内に蓄積
しリン酸分を植物に吸収しやすくするし、またこれら菌
の作用で培養槽（１１）中の固形物からリン酸成分を溶
出しやすい形態とするのである。

なお、これら材料の量的な関係を説明すると、特にその
数値に限定されるものではないが、例えば過リン酸石灰
５０〜８０重量部、塩化カリ１５〜３５重量部、米ぬか
５〜２０重量部、糖密５〜２０重量部、細菌類１〜１０
重量部が好ましい範囲と言えるものである。

これら材料は前記した環境の培養槽（１１）で充分に熟
成され、培養材料に変化するのである。

そして、底部に設けられた取出スクリュー（１２）によ
って、この培養材料を溶出槽（１６）に案内投入するの
である。

この溶出槽（１６）の上部には給水管（１９）と給水弁
（１８）があって、ここから培養材料の２０〜２００倍
に相当する多量の水が注入されるのである。

また、この培養槽（１６）には攪拌機（１７）が備えら
れていて、水に浸漬された培養材料を約１０〜２０日間
程度攪拌し、リン酸成分やリン酸成分を体内に蓄積した
微生物をこの水中に溶出させるのである。

特に光合成細菌はリン酸高濃度においても生育繁殖し、
水で洗浄すると体内のリン酸を溶出する機俺を有してお
り、また、嫌気状態を好み溶出槽（１６）で溶出したリ
ン酸分や他の養分を栄養として増殖する作用を持ってい
るのである。したがって前記の培養材料中からリン酸分
を効率よく水に溶出させるには多量の水が必要であるこ
とに着目し、この溶出槽（１６）による工程は本発明の
大きな特徴の一つとなっており、この溶出した有効成分
を濃縮させる手段が以下に説明する様に本発明の最大の
特徴となるのである。

一定期間の浸漬と溶出を終えて、固形物から分離溶出さ
せたリン酸成分及び微生物はその液体及び残留固形分と
共にポンプ（２０）によって遠心分離機（２１）に導い
て、ここで主に米ぬかと石灰からなる残留固形分は分離
されて装置外に除去し、リン酸分やカリ分と微生物を含
む溶液のみをポンプ（２２）によって凝集沈澱槽（２３
）へと送り込むのである。

この凝集沈澱槽（２３）にはキトサン溶液タンク（２７
）が付設されており、この中には予め酢酸等の酸に溶解
したキトサン凝集剤が収納されているのである。

そしてキトサン液取出弁（２８）を介して、凝集沈澱槽
（２３）にキトサン凝集剤が供給されるのである。

このキトサンは天然に生産される高分子凝集剤であり、
有用微生物には無害で前記した様なキトサン分解菌によ
って分解され低分子化されるものである。

また、前記した有効成分を含む水溶液中にはカリ成分が
リン酸成分よりも多く、単位量中のリン酸分を多くする
ためにはカリ成分を全部ではないが比較的多く除去して
やることが好ましく、上記キトサンはこのカリ成分をか
なり多く分離する能力を有しているのである。

凝集沈澱槽（２３）には攪拌機（２４）が設けられてお
り、リン酸や微生物等の有効成分を含む水溶液とキトサ
ン凝集剤を攪拌混合して静置すると、リン酸分と微生物
はキトサンに吸着φ凝集されてヘドロ状つまりゲル状液
となって凝集沈澱槽（２３）の底に沈澱するのである。

そしてカリ成分の大部分を含む水は槽の上部に上澄液と
なって分離するのである。

なお、キトサン凝集剤の配合量は有効成分を含有する水
溶液に対して１〜１０％位が適当なものとなっている。

この凝集沈澱槽（２３）の底部に沈澱したゲル状液をゲ
ル状液取出弁（２５）によって凝集解除槽（２９）に徐
々に導くのである。

そしてこのゲル状液の排出導入を終えると取出弁（２５
）を閉じ、残った上澄液は凝集沈澱槽（２３）の側面下
部に備えられている上澄液排出弁（２６）を開いて装置
外に排出除去するのである。

凝集解除槽（２９）に流入したゲル状液は、リン酸や有
効微生物を濃縮した状態で含んでいるが、このままでは
水で稀釈しても水と分難し養分の溶出が不可能なものと
なっている。

そこで、この凝集解除槽（２９）では、予め材料中に混
入しかつ培養して増殖させであるキトサン分解菌を活性
化させてキトサンを分解させゲル状態を解除させるので
ある。

つまり、凝集解除槽（２９）には攪拌機（３０）と、底
部に温風を噴出する温気噴出管（３１）とが設けられて
いて、ブロワ−（３３）から送られる空気を加熱器（３
２）に通して温気噴出管（３１）から槽内に温風を吹込
むと共に攪拌を行なうのである。

この温風による加温と酸素の供給により環境を整えられ
ると、キトサン分解菌が活性化してキトサンを分解し約
１０〜３０日の期間でキトサンは低分子化してその凝集
力は解除されゲル状液はリン酸と有効微生物との濃縮さ
れた低粘性濃集液（濃縮液の意）に変化するのである。

この様にして得られた低粘性濃果液は容易に水で稀釈で
きるものであり、生物リン酸肥料としてきわめて有効な
ものとなるのである。

本発明の主たる構成はこの低粘性濃集液を製造する方法
と装置であるが、この低粘性濃集液を濃度調整して生物
リン醜肥料とする手段を説明すると下記の通りである。

凝集解除槽（２９）でゲル状体を解かれて低粘性濃集液
となったものをポンプ（３４）にて濃度調整槽（３５）
に送り込むのである。この濃度調整槽（３５）には、別
途にリン酸液を補給するための高濃度リン酸補給管（３
７）と稀釈木管（３６）とが備えられており各々バルブ
を介してこの濃度調整槽（３５）に注入できる様になっ
ているのである。

つまり、低粘性濠集液のリン酸濃度が不足しているとき
は高濃度リン酸補給管（３７）からリン酸液を補給し、
リン酸濃度が高過ぎる場合には稀釈木管（３６）から水
を補給して、攪拌機（３８）によって撹拌して、肥料中
のリン酸濃度を常に一定になるよう調整するのである。

そして濃度調整を終えた液状の生物リン酸肥料は取出ポ
ンプ（３９）で貯蔵タンク（４０）に貯えられ、必要に
応じて取出弁（４１）からこの生物リン酸肥料を取出し
て使用すれば良いのである。

なお、この様にリン酸成分の濃度を調整すると、低粘性
濃果液中の有効微生物の濃度もリン酸成分と比例してい
るためその濃度が調整され、貯蔵タンク（４０）中の生
物リン酸肥料には一定濃度のリン酸とほとんど一定に近
い濃度の有効微生物が含有されているのセある。

そして、キトサンはキトサン分解菌で分解されているの
で含有していないのである。

作用 本発明は以上の様な構成であり、その作用については構
成欄において必要に応じて説明して来たが、その主なも
のについて簡単にまとめると下記の通りである。

まず第１段階としては、主に粉体状の材料にキトサン分
解菌と光合成細菌を接種作用させてこれらを繁殖培養す
ることにより、リン酸分を溶出しやすい形態にすると共
にこれら微生物の体内にもリン酸成分を蓄積させるとい
う重要な作用を発揮しているのである。

次に第２段階として、この培養材料を多量の水中に浸漬
攪拌してリン酸成分とリン酸を体内に蓄積した微生物と
を水中に溶出させているのである。この第２段階として
の溶出は多量の水を使用する必要があり、これによって
培養材料中の有効成分をほぼ完全に水中に溶出できるの
である。特に光合成細菌は培養時にリン酸高濃度でも生
育が良く、水により体内のリン酸を溶出する機能を有し
、本発明はこの作用を充分に利用しているのである。

そして第３段階としては、この溶出液中の低濃度の有効
成分を濃縮させるためにキトサン凝集剤を配合すること
であり、キトサンによってリン酸と増動微生物を吸収凝
固させてゲル状液として沈澱させ、しかも、カリ成分の
大部分を上澄液に残してその濃度を低下させているので
ある。

次に第４段階としては、この濃縮された有効成分を含む
ゲル状液中で、予め材料中に配合しかつ培養しておいた
キトサン分解菌を活性化させて、キトサンを分解しゲル
状液を低粘性濃集液に変化させ水にて稀釈可能なものと
しているのである。

この様にして得られた本発明の生物リン酸肥料はこのま
までは濃度が高く施用すると、濃度障害を起すので、５
０〜２００倍の水で稀釈してから使用するのである。

本発明の肥料を施用すると、植物の育苗の短い期間で充
分にリン酸分が吸収され強健な苗を作るのである。

すなわち本発明の肥料は、その１部は直接に根に接触し
てリン酸分を吸収させるし、根から離れた位置にあるリ
ン酸分は、肥料中の微生物つまりキトサン分解菌と光合
成細菌の土中における移動によって根へと運ばれて吸収
されるのである。

この様に幼苗期にリン酸分の速みやかな吸収が効果的に
行なわれるので植物の苗は強健となり活着が早く、生長
を著るしく促進させるのである。

ハ　発明の効果 本発明の肥料について施用実験してその効果を確認した
ところ、下記の如き種々なる結果が得られたのである。

（ａ）昭和６１年に稲で実験したところ、根は慣行区の
２倍以上もあり、根張りが従来肥料の苗に比べて数段高
く、収穫量も向上し、稲刈りの際には根が抜けず作業性
も良くなったのである。

（ｂ）また、上記実験において稲の植付後の活着が速く
、異常気象や低温にも強く、従来肥料に比べて生長も早
くなり品質も向上したのである。

（Ｃ）また、昭和６２年には三度豆に施用実験したとこ
ろ、発芽後の生育率は慣行区の４０〜５０％に比べて８
０％以上と高くなり、前年比で収量は約２倍となりかつ
品質も向上したのである。

（ｄ）本発明における肥料の施用により根量が増加する
ので、肥料分の吸収率も向上し少量の肥料でも生育し、
生産コストの低下にも効果を発揮するのである。

以上の様に本発明の肥料はきわめて顕著な効果を有し、
育苗期に丈夫な苗を作ることは非常に大切で昔から苗半
作と言われるほど）作物の生産には重要であり、この育
苗期にすぐれた効果を発揮する本発明の生物リン酸肥料
は甚大なる有用性を具備したものと言えるのである。

【図面の簡単な説明】

ｆＪＩＪ１図は本発明装置の１例を系統図的に示した概
略説明図である。 （１）・・・過リン酸石灰ホッパー、（２）・・・塩化
カリホッパー、（３）・・・米ぬかホッパー、（４）・
・・菌ホッパー、（５）・・・精密タンク、（６）・・
・定量ポンプ、（７）・・・定量弁、（８）・・・スク
リューコンベヤー、（９）・・・混合機、（１０）・・
・コンベヤー、（１１）・・・培養槽、（１２）・・・
取出スクリュー、（１３）・・・加温加湿器、（１４）
・・・空気噴出管、（１５）・・・ブロワ−１（１６）
・・・溶出槽、（１７）・・・攪拌機、（１８）・・・
給水弁、（１９）・・・給水管、（２０）・・・ポンプ
、（２１）・・・遠心分離機、（２２）・・・ポンプ、
（２３）・・・凝集沈澱槽、（２４）・・・攪拌機、（
２５）・・・ゲル状液取出弁、（２６）・・・上澄液排
出弁、（２７）・・・キトサン溶液タンク、（２８）・
・・キトサン液取出弁、（２９）・・・凝集解除槽、（
３０）・・・攪拌機、（３１）・・・温気噴出管、（３
２）・・・加熱器、（３３）・・・ブロワ−１（３４）
・・・ポンプ、（３５）・・・濃度調整槽、（３６）・
・・稀釈木管、（３７）・・・高濃度リン酸補給管、（
３８）・・・攪拌機、（３９）・・・取出ポンプ、（４
０）・・・貯蔵タンク、（４１）・・・取出弁、 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、米ぬか、過リン酸石灰、塩化カリ、糖密などからな
   る材料中にキトサン分解菌及び光合成細菌を混合培養し
   て得られる培養材料を多量の水に浸漬して、リン酸成分
   及びリン酸成分を体内に蓄積した微生物を前記水中に溶
   出させ、ついで前記溶出成分を含む水溶液を分離して取
   出すと共に残留固形分を排出し、さらに前記水溶液にキ
   トサン凝集剤を配合して前記リン酸成分及び前記微生物
   を該キトサン凝集剤に吸着凝集させてゲル状液を沈澱せ
   しめ、前記ゲル状液を水と分離してのち、このゲル状液
   を前記キトサン分解菌の活性化により前記キトサン凝集
   剤を分解して低粘性濃集液に変化させることを特徴とす
   る生物リン酸肥料の製造方法。 ２、スクリューコンベヤーに対して各々の材料を定量供
   給できる様にした過リン酸石灰ホッパー、塩化カリホッ
   パー、米ぬかホッパー、菌ホッパー、及び糖密タンクを
   連設し、前記スクリューコンベヤーの出口は混合機に接
   続され前記各材料を混合したのち培養槽に投入し、前記
   混合材料はこの培養槽にて加温多湿空気を供給されて前
   記菌ホッパーから配合されたキトサン分解菌及び光合成
   細菌などの菌の繁殖が行なわれて培養材料に変化し、こ
   れを前記培養槽の下部より溶出槽に案内させ、この溶出
   槽には給水管と攪拌機が設けられていて前記培養材料か
   ら水中へリン酸成分及びリン酸成分を体内に蓄積した微
   生物を溶出させ、前記溶出槽からポンプを介して遠心分
   離機に導いて残留固形分を除いてから前記溶出水溶液を
   凝集沈澱槽へと送り込み、前記凝集沈澱槽ではキトサン
   溶液タンクからキトサン凝集剤が供給され攪拌機にて混
   合されてゲル状液を沈澱させ、前記ゲル状液を凝集解除
   槽に導くと共に上澄排出弁から上澄液を排出し、前記凝
   集解除槽にて攪拌と温風噴出により前記キトサン凝集剤
   の凝集力を前記キトサン分解菌により解除して前記ゲル
   状液を低粘性濃集液に変化させる様にしたことを特徴と
   する生物リン酸肥料の製造装置。