JPH04144988A - 土壌改良材とその製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、家畜糞尿、上下水余剰汚泥その他の腐敗性廃
棄物（焼酎カス、動物血液等を含む）に酸化カルシウム
を主成分とする添加剤を反応させて得られる土壌改良材
とその製造方法に関するものである。

〈従来の技術とその問題点） 従来の土壌改良材には、大別すると、硫酸カリウム、硝
酸アンモニウム、硫安、尿素などの化学薬品から成るも
のと、堆肥化反応を利用した腐敗性の土壌改良材と、微
生物や菌体などを利用した土壌改良材とがある。

化学薬品を用いたものは、速効性に優れているものの、
有効微生物の成育環境が破壊され、地力を低下させる欠
点がある。また、消石灰を土壌に散布して酸性土壌を中
和させ、酸醗酵を防止して病害虫の発生を防止させるこ
とも良く行われているが、消石灰の持つアルカリとして
の性質を利用するにすぎず、またその凝集作用からも量
的な制御がむずかしく、塩基による濃度障害を生じ易い
。

堆肥化反応を利用したものの場合には、反応に時間がか
かりすぎ、また、微生物によって窒素が吸収されてしま
い、窒素飢餓の現象を呈することか多い。

更に、微生物を利用した土壌改良材の場合には、環境の
変化に適応しにくく、特に薬品に対する抵抗性が少ない
点で問題を有する。

本発明はこのような従来の各種土壌改良材の問題点に鑑
み、堆肥化に比べて製造に時間があまりかからず、また
有効微生物の行動を活発化させる環境を作り出し、肥効
性成分を容易かつ確実に吸収させることかでき、かつ肥
効性を持続させて地力を高めることのできる、土壌改良
材とその製造方法を提供し、もって上記従来技術の抱え
る問題点を解消することを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明の土壌改良材は、上記した目的を達成するために
、 固液混合の腐敗性廃棄物と酸化カルシウムとの反応生成
物より成る土壌改良材てあって、上記腐敗性廃棄物中に
含まれる蟻酸等の低位脂肪酸が脂肪酸カルシウムとして
固定されている点に特徴を有するものである。

また、本発明方法は、固液混合の腐敗性廃棄物に、酸化
カルシウムを主成分とし、かつ上記腐敗性廃棄物中に含
まれている低位脂肪酸と反応して脂肪酸カルシウムを生
成させる添加材を添加する点に特徴を有するものである
。

本発明の原材料として用いられる腐敗性の廃棄物として
は、豚し尿（糞を含む）、鶏糞その他の家畜糞尿、動物
血液、上下水余剰汚泥、焼酎カス等の食品製造工場から
排出される腐敗性残漬などかある。これらは、例えば豚
し尿の場合には通常８６．５％〜９４．５％、乾燥鶏糞
の場合には通常１５〜３０％、上下水余剰汚泥の場合に
は通常７５〜９７％、食品工場の腐敗性残漬の場合には
通常７５〜９５％の水分をそれぞれ含んでおり、本発明
の原材料として用いるにあたっては水分が７５〜９７％
の状態に調整されることが望ましい。

本発明に係る土壌改良材は、こうした原材料に添加剤を
添加し、混合攪拌して得られる。具体的には、上記した
腐敗性の産業廃棄物１００重量部に対して所定の添加剤
を５〜２５重量部加え、両者を反応させて製造される。

添加剤は生石灰を主成分とし、次の条件を具備する高活
性なものか望ましい。

■酸化カルシウムの含有率か高く（望ましくは９５％以
上）、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム及びその他の
物質の含有率が低いこと。

尚、組成成分として酸化マグネシウムが少量（例えば５
％以下）含まわていても良い。

■多孔性を有し、表面積及び比表面積が広大で、細孔組
織が高度に発達していること。

■水に少量を接触させたときに、優れた分散性、例えば
全方向に広く速やかに分散する性質を有すること。

■水に中量を添加したときに、激しくかつ速やかに反応
して水蒸気を発生させること。

■水に一定量を添加したときに充分に反応し、理論値に
近似した温度上昇が認められること。

■水と接触後の消石灰を主成分とするスラリーにおいて
、沈降速度が小で、沈降現象が認められないこと。

この添加材は、腐敗性廃棄物中に含まれるリン脂質、高
位脂肪酸のみならず、蟻酸や酢酸といった低位脂肪酸と
も錯塩形成反応等をおこし、難溶性の安定したカルシウ
ム塩を生しさせる。こうした化学反応、特に低位脂肪酸
との錯塩反応によって生成された物は、例えば消石灰を
添加した場合の凝集作用によって生成される物理的にの
み安定な物質とは全く異質のものとなる。

蟻酸は、はとんど全ての有機性廃棄物中に含まれている
が、比較的に不安定であって揮散し易い物質であり、有
機性廃棄物中に当初から含有されている場合と経時変化
によって生ずる場合とが考えられる。本発明においては
、酸化カルシウム固有の作用により、当初から含有され
ている蟻酸は速やかに蟻酸カルシウムとして固定でき、
あわせて有機性廃棄物中の蛋白質や分解されて生じるア
ミノ酸から更に分解されて生じる蟻酸を代表とする低位
脂肪酸もカルシウム塩として固定することか可能である
。

一方、ちなみに水酸化カルシウムを添加材として使用し
た場合には、蟻酸の固定、即ちカルシウム塩の形成は極
めて困難で、蟻酸は残存して空中に揮散するか、雨水な
どの水分により流出することになる。

腐敗性廃棄物中に含まれる他の有機物、例えば水溶性リ
ン酸は、本発明においてはその約９８％が有効態のリン
酸カルシウムとして固定される。

この結果、本発明の土壌改良材では、有機態リン酸、リ
ン脂質、グリセライドなどの難分解性成分を分解して生
成されるリン酸カルシウム及び脂肪酸カルシウム並びに
カルシウムが分散された有機体、つまり、有機質中に無
機質が適度に分散して入りくんだ複合体を成す。

また、本発明において、酸化カルシウムを添加すること
によって腐敗性廃棄物中に含有されているアンモニアや
アミン類などの塩基性成分がガス状となって除去される
。即ち、脱窒現象か行われ、本発明に基づく土壌改良材
中の窒素含有量を適量に調整することが可能となる。従
って、土壌中の窒素過多現象や後醗酵による経時変化や
嫌気性環境の形成を防止てきることになる。

添加剤による反応時間は、長ずざると、練り現象（ペー
スト化、微細化）を呈し、生成される土壌改良剤か団粒
構造になりにくく、また乾燥しにくくなることから、−
数的には１５分以内が望ましい。但し、原材料中に、例
えばリン脂質、液状油分、塩基性物質、難分解性の高分
子化合物などの反応しにくい物質が含まわている場合に
は反応時間は適宜延長される。

添加材は、−回で上記量を添加せずに、多回に分割して
添加するようにしても良い。

有効態のリン酸カルシウムは、腐敗性廃棄物中に存在す
る、主として水溶性リン酸及びリン脂質中に含まれるリ
ン酸と上記添加剤との反応によって生成される。従って
、本土壌改良剤では、原材料たる腐敗性廃棄物中に含ま
れていた水溶性リン酸及び脂質が著しく減少する。グリ
セライドを比較的に多量に含有する腐敗性廃棄物の場合
に、グリセライドは活性力の強い酸化カルシウムに起因
する塩基による加水分解反応によって安定した難溶性の
カルシウム塩が生成される。このため、本土壌改良剤で
は未反応残留物によって惹き起される嫌気性醗酵やガス
あるいは害虫の発生等を生じることがない。

また、本土壌改良材は、添加剤の酸化カルシウムが急激
に腐敗性廃棄物に対して拡散して得られる結果、体積が
一旦膨張した後、乾燥されることによって多数の空隙を
生じ、気孔率あるいは空隙率の大きな物質として生成さ
れる。

このように、本土壌改良材は、気孔質てあって、しかも
腐敗性廃棄物中に含まれている有機物の殆どをカルシウ
ム塩として固定しているのて、土壌と混合したときにそ
のｐＨが急速に低下する。ちなみに、本発明に係る土壌
改良材にあっては土壌に還元したときに、当初のｐＨが
１１てあったものが２時間後には７．５にまで低下した
。

方、同一の腐敗性廃棄物に本発明の添加材と同量の消石
灰を添加したものを土壌と混合させた場合、当初のｐｈ
ｔｔが２時間後になお１０を保持していた。

更に上記したように、本土壌改良剤は、有機体リン酸等
の難分解性成分が分解されることによって生成された、
無機質のリン酸カルシウムと、無機質と有機質の性質を
備えた脂肪酸カルシウムと、有機化合物に無機物質が分
散された有機体とを含有し、全体として見ると有機質に
無機質が絡み合った複合体、換言すれば、有機質に無機
質が適度に入りくんだ複合体として構成されている。

このため、本土壌改良剤は適度の緩効性あるいは遅効性
を備えている。

即ち、本発明では、カルシウムイオン（Ｃａ２＋）及び
水酸基（ＯＨ−）の作用が根幹にあるが、反応生成時の
添加材としての酸化カルシウムが高活性を有するために
、カルシウムが物理的に全方向（立体的全方位）に均一
に分散している。

またこうした添加材を用いて生成される結果、生成時に
は、温度が上昇し、粘性が低下すると同時に、セルロー
ズ、リグニン、高分子量蛋白質、リン脂質などがアルカ
リ性の下で励起され、酸化カルシウムと水との反応によ
る局部的高熱によって原料が低分子化合物に分解される
ことになる。そして、分解された端末基に対してカルシ
ウムが結合されて、比較的難溶性のカルシウム塩が形成
される。

一方、遊離のカルシウムは、分解された種々な化合物と
キレート化合物を形成し、その核となって分散される。

即ち、分解が相当進行したカルホキシル基とは比較的難
溶性のカルシウム塩を急速に形成する。遊離のリン酸基
とは急速に安定したリン酸カルシウムを生じる。リン脂
体中のリン酸基は部分的に遊離され、同様にリン酸カル
シウムを形成する。

酸素原子を含む吸電子性の基を有する高分子化合物には
、カルシウムイオンが熱的及び機械的拡散により強力に
作用し、これを分解すると同時にカルシウム塩として浸
入する。

更に、形成されたカルシウム化合物が、アミン基やカル
ボキシル基を有する蛋白質を固定化しようとして作用す
る。

以上のような現象によって多種多様の成分から成る原料
に対してカルシウム塩が分散された本発明に係る複合有
機体が形成される。

（実施例） 以下本発明の実施例を示す。

［実施例１コ 豚糞尿を主原料とするスラリーに前記添加剤を添加攪拌
後、乾燥させたもの（スラリーと添加剤との比率が２ｚ
１のものを試料Ａ、同同率率１：１のものを試料Ｂ、同
同率率１：２のものを試料Ｃとする）と、上記スラリー
に消石灰を１＝１の割合で添加攪拌後、乾燥させたもの
（試料Ｄ）と、上記スラリーのみを乾燥させたもの（試
料Ｅ）とのそれぞれについて、水に浸漬させて所定時間
経過後の上澄み中に含まれる蟻酸の有無を高速液体クロ
マトグラフ法により検定した後、引き続いてこれらの試
料Ａ−Ｅを塩酸溶液に浸漬させてその浸漬中に含まれる
蟻酸の有無を再度調べたところ、次の結果が得られた。

検定結果を総括して表−１に示す。

表−１ ［判定基準］ ：不検出、 ＋：核検出 ＋＋：多量検出 以上の結果から明らかなように、本発明方法を適用して
成る試料Ａ乃至Ｃはいずれも酸溶液中に蟻酸の存在が認
められているのに対し、消石灰及び未処理スラリーでは
酸溶液中には蟻酸が存在せず、むしろ水溶液中に多量に
存在している。このことは、試料Ａ乃至Ｃの場合に蟻酸
が酸化カルシウムと反応して錯塩化し、水には溶出しな
い蟻酸カルシウムが酸によって溶出しており、一方、消
石灰の場合には単に凝集作用によフて蟻酸が水酸化カル
シウムと結合しているにすぎない結果を示す。

［実施例２コ 本発明に基づき、トン糞尿を原料とし、高活性を有する
生石灰を添加材として得られた反応生成物スラリーを風
乾し、土壌１０アールに対して２．０００Ｋｇ添加した
。作物としては、トマト、ナス、キュウリを選定した。

表２にそれぞれの作物中に含まれる成分の分析結果を示
す。

表２では、日本食品標準成分表に示された同種作物の数
値を併示した。

この表より、本発明による、輻酸カルシウムを含有する
処理物を添加したことにより、土壌改良材としての効果
か発揮され、各成分が作物に吸収され易い形態であり、
有効に作用していることが解る。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明によれば次の効果を奏する。

、 固液混合の腐敗性廃棄物に酸化カルシウムを主成分とす
る添加材を添加して錯塩形成反応等を生じさせるもので
あるから、有機質に無機質が適度に入りくんだ団粒構造
を有する土壌改良材を短時間で製造できる。

上記錯塩形成反応等によって腐敗性廃棄物中に含まれる
有機物、殊に低位脂肪酸中の蟻酸までもがカルシウム塩
として固定されるので、低位脂肪酸を好気性下で安定し
た状態で保持させることができる。しかも時期に応じて
酸性物質や有効微生物の発する酸によって上記脂肪酸カ
ルシウムか順次分解されることにより、有効微生物の増
殖及び活性化並びに生態系の生育活性化に有効な土壌環
境を継続的に向上させることかできる。

また、当然のことながら、腐敗性廃棄物中に含まれる他
のほとんどの有機物もカルシウム塩として固定されるの
で、本土壌改良材を土壌と混合した場合に、そのｐＨが
急速に低下し、塩基過剰による弊害を起こすことがない
。また、本土壌改良材中の反応生成物は、地中で酸によ
って分解されたときに、上記有機物か、反応前の性質と
いたって近似した性質を持ちながら、かつ生態系に吸収
され易い状態て現出するのて、極めて肥効性に優わた土
壌改良材を提供てきる。

上記添加材が、腐敗性廃棄物中に含まれる水溶性リン酸
のみならず、反応しにくいリン脂質等とも反応してこれ
らを仔効態のリン酸カルシウムとして安定させるので、
未反応残留物による有害ガスの発生や嫌気性環境の形成
を防止し、害虫や土壌中の有害微生物の発生、増殖を生
じさることがない。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、固液混合の腐敗性廃棄物と酸化カルシウムとの
   反応生成物より成る土壌改良材であって、上記腐敗性廃
   棄物中に含まれる蟻酸が蟻酸カルシウムとして固定され
   ていることを特徴とする土壌改良材。
2. （２）、固液混合の腐敗性廃棄物に、酸化カルシウムを
   主成分とし、かつ上記腐敗性廃棄物中に含まれている低
   位脂肪酸と反応して脂肪酸カルシウムを生成させる添加
   材を添加することを特徴とする土壌改良材の製造方法