JPH02199091A - 液肥の製造法 - 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】 本発明は焼酎醪廃液を原料とし、植物成長のための栄養
源となる窒素、燐、カリウムなどの化学成分と、アミノ
酸、核酸、脂肪酸などの有機成分と、植物の生長促進に
効果があるサイトカイニン、グルカン、マンナンなどの
植物ホルモン、糖質、糖蛋白体を含有する液肥の製造方
法に関するものである。

近年、わが国では農地の地力低下が問題になっている。

農地の地力低下は、土壌中の有機物が不足することによ
ってもたらされるものである。わが国では神代の昔から
自然と共に歩む農業が実践されてきた。古くは焼畑農業
に始まって、田畑に朽ちた草木や落葉などを鋤き込み、
厩肥や大糞尿から肥沃な堆肥を作って活用するなど、そ
の農法は昭和中期まで守られてきた。

しかし、近年の豊富な石油資源と化学肥料の普及によっ
て、自然と共に培われてきた農業が経済性、省力化の面
で人間本位な化学農業に変貌し、その結果が今日の地力
低下をもたし、もって生産性の低下、品質の劣悪化を招
いている。

これらの教訓から、地力を向上させるためにはまずは昔
の例にならって草木や様々な有機物を農地に施肥するの
が良い。しかし、昔のような有機物の施肥は労働負担が
大きい上に、農地還元に適した有機物の入手が難しくな
ってきていることから、今日のわが国では受は入れられ
難い状況にある。有機物の施肥作業の労働負担を軽減さ
せる方法としては、固形状の有機物を施肥するよりも、
それを水に溶いて液状にしたものを撒水機などで散布す
るのがよい。

このような散布作業に適する肥料としては液状であるも
の（液肥）の方がよいが、わが国で入手できる液肥の大
半は燐酸カリウムや硫酸アンモニウムなどの化学肥料を
水に溶いて溶液状にしたものであって、有機物を主体と
したものは数少ない。

本発明者らは、今日のわが国の地力問題と農事環境を踏
まえるとき、地力の向上と農作業の省力化を達成させる
上で有機物を主体とした液肥の役割が最重要課題になる
であろうことを予測して、様々な有機物から液肥を製造
する方法について研究してきた。その結果、焼酎醪廃液
を原料とし、植物成長のための栄養源となる窒素、燐、
カリウムなどの化学成分と、アミノ酸、核酸、脂肪酸な
どの有機成分と、植物の生長促進に効果があるサイトカ
イニン、グルカン、マンナンなどの植物ホルモン、糖質
、糖蛋白体を含有する肥沃な液肥を製造することに成功
した。

焼酎醪廃液は、焼酎を製造する際にイモや麦、米などを
醗酵させて造られた焼耐醪を蒸留する際に排泄される粥
状の蒸留残滓のことである。この醪廃液中には、残滓と
して種々の有機物と醸造醗酵に寄与した酵母菌が含有さ
れており、その有機的性状からみて、液肥として活用す
るのに都合のよい有機物である。しかし醪廃液を肥料と
して活用するには、その腐れ易い生物化学的性状が問題
となる。

有機肥料は、肥料としての物理的、化学的性状が問題と
され、特に生物化学的に安定な性状であることが重要で
ある。その理由は肥料成分としての有機物が生化学的に
容易に分解される有機物（易分解性有機物）だと、それ
を施肥した場合に易分解性有機物が土壌中の微生物の関
与によって急速に分解され、その過程で土壌中の酸素が
消費されて植物根の往育を妨げるなどの悪影響をもたら
すものである。有機肥料を施肥した後に起こり易い根腐
れ病は大半がそのような要因によるものである。

焼酎醪廃液は多量の易分解性有機物が含まれているため
、非常に腐り易い物質である。したがって焼酎醪廃液を
液肥として活用するためには、まず醪廃液の生化学的な
安定性を向上させることが重要である。そこで焼酎醪廃
液から液肥を製造する第一の条件として醪廃液の生化学
的安定化を図る方法の開発に着手した。鋭意研究した結
果、焼酎醪廃液に適量の空気を吹き込んで酸化処理した
後に乳酸菌を接種して乳酸醗酵させると焼酎醪廃液の保
存性が著しく向上することを発見した。

この保存性向上の原理は、醪廃液中の易分解性有機物（
主に多Ｉｉ類、単Ｉｉ類）が乳酸醗酵によって分解され
、この一連の醗酵によって産生される低級脂肪酸（乳酸
、酢酸など）によって液の殺菌性が発現し、もって細菌
類の繁殖が阻止されることによるものである。

さらに、これらの研究から乳酸醗酵の新しい効能を発見
した。その効能とは、醒廃液を乳酸醗酵させた後の醗酵
液中には多量のサイトカイニン、グルカン、マンナンが
産生されることである。

サイトカイニンは植物生長ホルモンの一種で、細胞の分
裂促進物質として良く知られている。その代表物質はカ
イネチンで、多数のカイネチン様物質があって、これら
一連の物質群をサイトカイニンと総称している。

サイトカイニンの作用は植物の細胞分裂を促進し、かつ
葉の老化を抑えて、いつまでも葉部の緑色を保つことで
ある。一般にサイトカイニンは植物根で生成され、これ
が他の養分と共に篩管を通って葉部に送られている。し
たがって、植物根が健全で、サイトカイニンの生成が盛
んであれば葉部の老化が抑えられて、いつまでもみずみ
ずしい緑色が保たれることになる。つまり葉部の緑色を
保たせて老化させないようにするには、葉部のサイトカ
イニンの濃度レベルを常に高く保つことが重要である。

そのためには、サイトカイニンが生成される植物根を健
全に育てること＼、外部からサイトカイニンを植物成長
の機能的な栄養として積極的に与えることである。

グルカンやマンナンは、植物細胞の細胞壁を構成してい
る糖質である。グルカンは分子量が２．２〜２．５　Ｘ
ＩＯ’ダルトンのグルコースポリマー様の高分子物質で
ある。またマンナンは分子量が２．７〜５．４　ＸＩＯ
’ダルトンの多糖類で、その大半は蛋白質と結合したマ
ンナン・蛋白質の複合糖蛋白体として存在している。

これらのグルカン、マンナンは細胞壁物質として細胞膜
を囲み、細胞に形、剛性を与える゛と共に種々の酵素や
リン酸エステル、蛋白質を保有し、物質透過や細胞間の
認識反応に重要な役割を果たしている。特にマンナンの
側鎖構造が細胞表層の抗原を決定していると考えられて
いる。

本発明者らは有機質肥料の開発と共に、植物根の表皮に
存在する細胞壁物質が与える植物成長への影響について
研究してきたが、この一連の研究からグルカンやマンナ
ンが植物の免疫性を高める機能的物質であることを発見
した。すなわち、下葉の黄化した病的な植物を採取して
根の発育状態を観察すると、健全な植物では根の発育、
特に細毛根の発育が良好なのに対して、病的な植物では
根腐れを起こして活力を失っているものが多い。

そして、根腐れた植物根を顕微鏡観察してみると半透明
な寒天状物質で厚く覆われている根部細胞が溶けて消失
していたり、薄く痩せた状態になっている。そして、こ
のような植物根の細胞壁に付着しているグルカン、マン
ナン量を測定したところ、病的植物では健全なもの一１
１５〜ｌ／１０以下であることが判明した。

植物根細胞の表皮部分に存在する細胞壁物質は細胞膜を
囲って外部からの栄養物質の取り込みを可能にしている
が、細胞への影響因子などの進入を阻止する役割も果た
している。植物根の根腐れは土壌環境が嫌気状態にあっ
て嫌気性細菌の繁殖によってもたらされることが多いが
、特にこのようなケースでは嫌気性細菌が産生ずる植物
質分解酵素（主にセルラーゼ）が植物根を溶かして疲弊
化させることによって根腐れが進行するものである。

健全な植物根では、その表皮部分の細胞壁物質の厚さが
厚いため、嫌気性細菌から産生される植物質分解酵素が
グルカン、マンナンなどの細胞壁物質によって阻止され
るため容易に細胞膜を溶かすことはできないが、病的植
物ではグルカン、マンナン量が少ないため、たやすく溶
解される。

さらに本発明者らは、病的状態の植物に対して細胞壁物
質であるグルカンとマンナン希釈液を根部に散布して、
その治癒効果を試験したところ、グルカン、マンナン希
釈液をあてがったすべての植物根に治癒効果が認められ
、根腐れの進行が改善されて健全な植物体となった。こ
の様な状況から植物根の表皮部分に存在する細胞壁物質
の役割は非常に大きく、グルカンやマンナンなどの細胞
壁物質の存在が植物組織の防疫性を左右していると考え
てよい。

サイトカイニンやグルカン、マンナン物質は植物根に存
在する物質であるが、酵母菌株にも含まれており、それ
らは酵母セルロース、酵母ガムと呼ばれて菌株の細胞壁
部分に存在している。しかし酵母菌は、その細胞壁組織
が非常に剛健なため機械的に擦り潰しても容易に分離す
ることができない。最近、ジモルヤーゼという細胞壁溶
解酵素が発見され、これを用いることによって細胞壁を
取り壊すことができるようになったが、特殊な酵素で価
格的に高く、また大量生産が難しいため工業的利用が図
れなかった。このような状況から、本発明者らが発見し
た焼酎醪廃液を乳酸醗酵することによって産生させる方
法は、サイトカイニン、グルカン、マンナン物質を大量
に、かつ安価に入手できる方法として画期的である。

以上のごとき研究から創意された本発明の方法は次のと
おりである。

焼酎醪廃液を原料とし、下記のごとき工程をえて製造さ
れる、植物成長のための栄養源となる窒素、燐、カリウ
ムなどの化学成分と、アミノ酸、核酸、脂肪酸などの有
機成分と、植物の生長促進に効果があるサイトカイニン
、グルカン、マンナンなどの植物ホルモン、糖質、糖蛋
白体を含有する液肥の製造方法。

（イ）焼酎の醪廃液に空気または酸素ガスを吹き込んで
曝気した後に該曝気液を加熱して滅菌処理する。

（ロ）牛乳または豆乳に乳酸菌を接種して液温を３０〜
４０℃範囲に保ちながら醗酵させてヨーグルト状の種水
を造る。

（ハ）操作（イ）によって滅菌処理した醪廃液に操作（
ロ）によって造られた種水を加えて、その液温を３０〜
４０℃範囲に保ちながら乳酸醗酵させる。

（ニ）操作（ハ）の醗酵終了物に鉱酸または有機酸を加
えてＰ１１４以下に調整した後に煮沸して溶解処理し、
該処理液を濾紙などで濾過して醗酵物中の固形物を分離
除去して、その濾過液を液肥とする。

本発明でいう焼酎醪廃液とは、焼酎を製造する際にイモ
や麦、米などを醗酵させて造られた焼耐醪を蒸留する際
に排泄される粥状の蒸留残滓のことである。この焼酎醪
廃液の種類については特に限定されず、米、麦、芋、ソ
バ、粟、栗などを原料として醗酵させた、いかなる醪廃
液でもよい。

焼酎醪廃液への空気または酸素ガスの吹き込みは、醪廃
液中の易酸化性物質を酸化分解するためもので、その吹
き込み量と時間については特に限定されない。

本発明でいう乳酸菌の種類と接種量、接種方法について
は特に限定されない。また乳酸醗酵を向上させるために
他の物質、例えばＩ！類、ビタミン類、ミネラル類、塩
類、酸アルカリ物質を添加することは自由である。

本発明の操作（ニ）の醗酵終了物に添加する鉱酸、有機
酸は醗酵物（特に酵母菌）の熔解処理を容易にするため
のものであるが、通常は乳酸醗酵の過程で産生される有
機酸によって、その役割が果たせられる。しかし、その
産生量が少ないときはＰＨ値を基準にＰＩ１４以下に調
整するとよい。このときに使用される酸の種類は特に限
定されず、塩酸でも硫酸でも、またクエン酸などの有機
酸でもよい。

本発明の操作（ニ）で行う濾過操作は醗酵液中から浮遊
物、固形物を除去するためのもので、この操作は醗酵液
から浮遊物、固形物が除去できれば濾紙法でも、限外濾
過法でも、遠心分離法などの、いかなる方法でもよい。

本発明の目的は、肥沃で作業性の良い液肥の製法を提供
することにあるが、その効果は化学肥料を主体とした従
来の液肥に比べて植物成長の種々の栄養源（アミノ酸、
核酸、脂肪酸、ｔｉ質、糖蛋白体、植物ホルモンなど）
が含有されているから、これを水で希釈して農地に施肥
すると土壌が改善されて地力が向上し、もって農産物の
生産性、品質が向上するものである。

これまでの土壌肥料学はミネラルセオリー（鉱物質学説
）が基本となっていて、この学説では植物根の役割は、
土壌という固定の場を借りて植物体を立脚させるための
器官であって、その栄養吸収は無機的な肥料成分だけが
機械的に吸収されるものという考え方であった。しかし
、このような考え方では地力低下や肥沃な土壌環境の役
割について科学的に説明することができない。

本発明者らは、肥沃な土壌環境が植物の栄養吸収に重要
な役割を果たしているものと考え、その機能の解明に努
めてきたが、最近の発達した優秀な分析機器と分析技法
によって植物根の生理機能が次のごとく明らかになって
きた。

本来、植物根は無機物、有機物を問わずに各種の栄養源
を吸収する能力をもっていて、その植物根の生理代謝は
栄養吸収だけでなく、逆に根から炭水化物や有機酸、ア
ミノ酸などが分泌されている。植物根の周辺部では無数
の土壌微生物が繁殖していて、根から分泌される各種の
有機物を栄養源としている。そして、土壌微生物からは
アミノ酸、核酸、有機酸、ビタミン類が分泌され、これ
らが植物の栄養源として植物根から吸収されている。

土壌微生物が分泌するアミノ酸の種類は豊富で、グルタ
ミン酸、グリシン、アラニン、ロイシン、バリン、プロ
リン、リジン、メチオニン、アルギニンなどと２０数種
類のアミノ酸が分泌される。これらのアミノ酸は植物体
を形成する重要な栄養源であり、植物組織（根、茎、葉
、果実）の生長を促進している。ミネラルセオリーでは
、植物の栄養吸収は無機成分だけが選択的に吸収される
と考えられていたが、この問題は最近の炭素同位元素（
Ｃ，１４）を標識物質に使って研究された植物生理学の
結果から直接に吸収されることが明らかになっている。

したがって土壌中に存在するアミノ酸や微生物から分泌
されるアミノ酸などは植物根から直接に吸収されていて
、植物の発育と収量に重要な役割を果たしている。

植物根と土壌微生物との関わり合いは様々であって、有
益なものもあれば、有害なものもある。

有益な微生物は根を侵したり、植物の生長を阻害するこ
とはないが、有害なものは根を溶かす酵素を分泌したり
、根に毒素を侵食させて植物細胞を壊死させることがあ
る。すなわち、土壌中に生息する有益菌と有害菌のどち
らが優勢になるかによって健全な土壌環境、病的な土壌
環境が決まる。

特に病気の発現は、病原菌密度と土壌の肥沃環境に左右
され、少なくとも植物が発病するためには病原菌がある
値以上（最小発病苗密度）になっていることが必要で、
病原菌数の少ない土壌環境からは病気は発現せず、この
ような土壌環境を作り出すことが地力向上の基本となる
。

以上のような最近の植物生理学に基づいたとき、Ｎ−Ｐ
−にの肥料三要素を基本とした従来の化学農法よりも、
種々の有機物を施肥して肥沃化をはかる有機農法の方が
地力を向上させる上で優れていることが容易に理解され
る。しかしながら、有機物の施肥についても有益菌の繁
殖を促すような有機物の施肥が望ましくて、腐敗し易い
人糞などのを直接に施肥するよりも、その腐熟物や醗酵
安定物を施肥するのが良い。

本発明によって作られる液肥は乳酸醗酵によって有機物
の生化学的安定化をはかると共に、この醗酵によって産
生される各種の有機物が直接に栄養吸収されて植物生長
を促進し、かつグルカン、マンナン、サイトカイニンな
どの機能性物質と植物ホルモンの関与によって植物根の
保全と生育増進が図れるなど、従来の肥料では得られな
い優れた多機能な肥沃効果が発揮されるものである。

次に本発明の実施例について説明する。

実施例 焼酎工場から焼酎醪廃液を入手し、約１ｍ？の醪廃液に
対して毎分約１０ＯＬの空気を吹き込みながら２日間曝
気したところ醪廃液特有の腐敗臭がなくなり、色も白濁
色から黄白色に変わった。この曝気液をガス火で加熱し
て滅菌処理した後に、牛乳にＢａｃｉｌｌｕｓ　ａｃｉ
ｄｏｐｈｉｌｕｓ菌を接種して３５℃に保ちながら３日
間醗酵させて作った種水を２００Ｌ加えて良く混合し、
３５℃に保ちながら５日間乳酸醗酵させた。

この乳酸醗酵物に硫酸を加えてＰ）１４以下に調整した
後に強火で煮沸してから加圧濾過機にかけて醗酵物中の
固形物を除去して、その濾液を液肥とした。

この液肥の肥沃成分をｆｌ’ｓ認するために、まず焼耐
醒廃液（原液）の上澄液（固形物を除去したもの）と、
本発明の方法によって作られた液肥とを化学分析した結
果、第１表に示すとおりのものであった。

この分析結果から理解されるとおり、本発明によって作
られた液肥はアミノ酸、核酸、脂肪酸などの有機的な肥
料成分の含有量が多く、特にサイトカイニン、グルカン
、マンナン含有量は原液上に寒気の影響を受けて枯れ易
い日本芝も枯れるこ澄液の数十倍も多い。

以上のような方法によると、掻めて簡単な操作で、Ｎ−
Ｐ−Ｋ、アミノ酸、核酸、脂肪酸、植物ホルモン、糖質
、糖蛋白体を含有する肥沃効果の高い液肥が容易に製造
される。

参考までに、本性で作られた液肥を実際に農地に施肥し
て、その効果を試験したところ、大根、人参、ジャガイ
モ、玉葱などの根菜類やトマト、キューリ、ナス、西瓜
などの果菜類、白菜、ホーレンツ−１小松菜、野沢菜、
メギなどの葉菜類の生育状態が、すべて通常の化学肥料
を使ったものに比べて良好で、特に味覚のよいものが収
穫でき、トマトやナスの栽培で問題とされる連作障害も
まったく起こらなかった。また、ゴルフ場の芝生前に使
用したところ、芝の生育が通常の２倍以上（芝の刈り取
り量で確認）も向上し、特に梅雨時期に発生する芝の根
腐れ病も食い止められ、冬場となく、みずみずしい緑色
を保ち続けることかできた。

第１表 沼」巴の成りＨ直 （ｍ＝ｆ醪廃液の上澄液〕 水分 窒素全量 燐酸全量 カリ全量 総有機物量 総圧分量 有機酸量 ４　％ ３７％ １１％ １７％ ２４％ ９５％ ３４％ 水素イオン濃度 総アミノ酸 総核酸 グルカン マンナン サイトカイニン ＰＨ４，８ １，３２ｇ／Ｌ Ｏ，０２ｇ／ｌ ０１１４ｇ／にＬ ０．１７ｇ／ＫＬ Ｏ００２μνにＬ ｃ本発明による艇巴〕 水分 窒素全量 燐酸全量 カリ全量 総有機物量 総圧分量 有機酸量 ３　％ ６７％ ２４％ １８％ ２４％ ９５％ ８４％ 水素イオン濃度 総アミノ酸 総核酸 グルカン マンナン サイトカイニン Ｐ）（３，６ ２，７２ｇ／Ｌ Ｏ，０８ｇ／Ｌ Ｏ，８６ｇ／ＫＬ Ｏ，６２ｇ／Ｋｌ。

０．４３μｇ／ＫＬ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 焼酎醪廃液を原料とし、下記のごとき工程をえて製造さ
   れる、植物成長のための栄養源となる窒素、燐、カリウ
   ムなどの化学成分と、アミノ酸、核酸、脂肪酸などの有
   機成分と、植物の生長促進に効果があるサイトカイニン
   、グルカン、マンナンなどの植物ホルモン、糖質、糖蛋
   白体を含有する液肥の製造方法。 （イ）焼酎の醪廃液に、空気または酸素ガスを吹き込ん
   で曝気した後に、該曝気液を加熱して滅菌処理する。 （ロ）牛乳または豆乳に乳酸菌を接種して液温を３０〜
   ４０℃範囲に保ちながら醗酵させてヨーグルト状の種水
   を造る。 （ハ）操作（イ）によって滅菌処理した醪廃液に操作（
   ロ）によって造られた種水を加えて、その液温を３０〜
   ４０℃範囲に保ちながら乳酸醗酵させる。 （ニ）操作（ハ）の醗酵終了物に鉱酸または有機酸を加
   えてＰＨ４以下に調整した後に煮沸して溶解処理し、該
   処理液を濾紙などで濾過して醗酵物中の固形物を分離除
   去して、その濾過液を液肥とする。