JPH11199357A - 水生植物類を利用した半発酵肥料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 極めて短時間且つ容易に水生植物類の好気性
発酵を行うことができ、各種の酵素やビタミンを含有す
る有効肥料としてだけでなく、土壌中の微生物の活動を
活発化して土壌の団粒構造化を促進し、土壌を活性化さ
せる土壌改良材の効果をも発揮し、安全性の高い農作物
を作ることができ、周辺環境に悪影響を及ぼさない、し
かも機械散布に適し、取扱性に優れた肥料を低コストで
製造し、安価に提供することを課題とする。 【解決手段】 水生植物類を裁断してなるチップ材、水
分調節剤及び魚加工残渣の略等重量ずつを混合した混合
物に対し、適当重量比の好気性土壌菌群を投入してなる
原料を、該好気性土壌菌群が活発に活動する水分率の状
態とした後、攪拌及び通気を行いつつ加熱し、該原料の
温度を好気性高温土壌菌群が死滅しない温度まで上昇さ
せて半発酵物を生成し、さらに該半発酵物の温度を８０
℃以下に保ちながら攪拌及び通気を行って好気性土壌菌
群が休眠状態となる水分率として水生植物を利用した半
発酵肥料を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は肥料に関するもの
であり、更に詳しくはホテイアオイ、コカナダモ、アシ
等の水生植物類（以下「水生植物類」という）、食品加
工残渣等を利用して製造する水生植物類を利用した半発
酵肥料に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】富栄養
化した湖沼、河川、池、用水地、貯水池等（以下「富栄
養化水域」という）に繁殖する水生植物類は、富栄養化
水域中に多く含まれている窒素、燐酸、カリウム等の栄
養塩類を多量に吸収して生長する。例えばホテイアオイ
は栄養塩類の吸収力、繁殖力が非常に優れており、これ
を利用して富栄養化水域においてホテイアオイを大量に
栽培し、生長したホテイアオイを回収することで富栄養
化の原因となる栄養塩類の除去を行う水質浄化方法が試
験的に実施されており、その効果も確認されている。

【０００３】また上記のようにして栽培したホテイアオ
イは窒素、燐酸、カリウムといった肥料成分を、バラン
スよく且つ多量に含有しており、これを地力に乏しい開
発農地へ還元することにより、有機肥料あるいは土壌改
良剤としての有効利用も期待されている。

【０００４】ところが、水生植物類は繊維質を非常に多
く含み、含水率も例えばホテイアオイでは９３〜９４重
量％と高いため、富栄養化水域から回収して、そのまま
農耕地に還元すべく直接施肥法に供すと、繊維質は分解
せずに残存して農耕地に蓄積されてしまうとともに、水
分活性が高いために腐敗して悪臭を放つ。また積み上げ
るだけでは繊維質の多さから発酵は極めて困難であって
堆肥とはならない。

【０００５】このような難発酵性の水生植物類の繊維質
を発酵分解させる方法として特開昭５９ー１９０２８５
号公報に記載されているように、ホテイアオイ等の水生
植物（以下「ホテイアオイ等」という）を予め適当な含
水率まで乾燥し、次にこれに易分解性有機物を添加し、
その混合物の含水率が４０〜６０％となるように水生植
物と有機添加物との混合割合を調節した後、好気性発酵
を行わしめるようにしたことを特徴とする水生植物のコ
ンポスト化方法が公知であり、該コンポスト化方法によ
れば、ホテイアオイ等は繊維質で難発酵性であるが、こ
れに発酵補助剤として易分解性の有機物例えばヌカ類、
畜糞、汚泥等を５〜１０％の少量加えることにより、ホ
テイアオイ等と他の有機物との混合物の温度が上昇し、
発酵が開始する。

【０００６】しかし、上記従来のコンポスト化方法はホ
テイアオイ等と発酵補助剤との混合物を圧縮し、強制通
気を行った後は発酵の自然的開始を待ち、発酵が開始し
ても発酵熱により自然に温度が上昇することに依存して
発酵の促進がなんら図られないことなどにより、ホテイ
アオイ等と発酵補助剤を混合してから繊維質が発酵分解
状態に達するまでの１サイクルの発酵処理に約１週間も
の長期間を要するという欠点を有する。

【０００７】また上記従来のコンポスト化方法を実施す
るには、例えば特開昭５９ー１８７７７６号公報に記載
されているような圧縮装置を有した発酵分解処理装置が
必要になるが、上記のように１サイクルの発酵分解処理
に約１週間もの長期間を要するため効率が非常に低く、
設備規模の限界により自ずと発酵分解処理されるホテイ
アオイ等の量は制限される。

【０００８】従って、富栄養化水域の水質浄化に使用さ
れた大量のホテイアオイ等が回収される夏期には、短期
間に膨大な量が集中して回収されるため、該回収したホ
テイアオイ等を腐敗させずに発酵処理を完了させるため
には、前記発酵分解処理装置を多数設置して大きな発酵
分解処理能力を確保する必要があるが、これらの設備の
稼働期間は夏期の一時期であり、ホテイアオイ等の処理
のための設備としては余りにも設備投資の負担が大きい
という問題がある。

【０００９】このように水生植物類は富栄養化水域の水
質浄化に優れた効果が確認され、肥料としての有効利用
が期待されているにもかかわらず、その処理方法に問題
があることから、水生植物類を用いた水質浄化手段その
ものの普及が遅れており、従来より水質浄化の役目を終
えた水生植物類を利用して有効な肥料を製造する方法の
開発が望まれていたのである。

【００１０】また、肥料を作物の生長に有効に作用させ
るためには、水生植物を利用した肥料に限らず、有機肥
料あるいは農耕地の土壌中に含まれている有機物が微生
物の活動により分解されなければ植物体たる作物に吸収
されることなく、作物の生長を促進することはできない
ことから、有機物を含む肥料においては有機物の分解を
行う微生物の活動の活発化を考慮する必要がある。

【００１１】しかし、一般的に開発農地においてはこの
微生物の活動が不活発であり、肥料成分となる有機物を
豊富に含む水生植物を利用しても、例えば従来のコンポ
スト化方法によるコンポストでは有機物が十分に分解し
ておらず、また開発農地に施肥しても該コンポストが発
酵分解することはないため、肥料成分として作用するの
はコンポスト化において分解した部分のみで、少量の既
分解部分が即効性肥料として作用した後、大部分の未分
解有機物は分解せずに開発農地に蓄積されるばかりで肥
料成分として作用せず、作物の生長を促進することはで
きなかった。

【００１２】また、比較的肥沃な農地であっても、有機
物を分解する微生物の活動が不活発な場合があり、この
ような農地においては有機物は分解せずに蓄積された状
態となっており、これらの有機物の有効活用を促すため
には微生物の活動を活性化する必要がある。

【００１３】従って、開発農地において使用する肥料は
遅効性肥料成分として未分解の有機物を含むだけでな
く、施肥される土壌に存在する微生物の発酵分解能力に
依存することなく発酵分解を行う、自己発酵分解機能を
も有している必要があり、また比較的肥沃な農地に使用
される場合は自己発酵分解機能とあわせて、土壌に含ま
れている有機物の発酵分解を促進する機能も有している
必要がある。

【００１４】更に肥料の取扱性として、肥料の製造過
程、運搬、貯蔵及び農地に施肥した場合等において悪臭
を発することがなく、貯蔵中に発酵分解が進行して発酵
熱を生じ、高温とならないようにするとともに機械散布
に適するように十分に細粒化され、適度の乾燥状態であ
ることが要求される。

【００１５】そこで本発明は、極めて短時間且つ容易に
水生植物類の好気性発酵を行うことができ、各種の酵素
やビタミンを含有する有効肥料としてだけでなく、土壌
中の微生物の活動を活発化して土壌の団粒構造化を促進
し、通気性、配水性、保水性、保肥力を高め、土壌を活
性化させる土壌改良材の効果をも発揮するとともに、人
体に対し安全性の高い農作物を作ることができ、周辺環
境に悪影響を及ぼさない、しかも機械散布に適し、悪臭
を発しないなど取扱性に優れた肥料を低コストで製造
し、安価に提供することを課題とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたものであって、水生植物類を裁断し
てなるチップ材、水分調節剤及び魚加工残渣の略等重量
ずつを混合した混合物に対し、適当重量比の好気性土壌
菌群を投入してなる原料を、該好気性土壌菌群が活発に
活動する水分率の状態とした後、攪拌及び通気を行いつ
つ加熱し、該原料の温度を好気性高温土壌菌群が死滅し
ない温度まで上昇させて半発酵物を生成し、さらに該半
発酵物の温度を８０℃以下に保ちながら攪拌及び通気を
行って好気性土壌菌群が休眠状態となる水分率として製
造される水生植物類を利用した半発酵肥料を基本とす
る。

【００１７】水生植物類はホテイアオイ、コカナダモ、
アシなどの浮水植物、沈水植物、抽水植物を使用するこ
とができ、特に水質浄化の目的で富栄養化水域において
栽培されて窒素、燐酸、カリウム等を豊富に含む水生植
物類を使用するのが好ましく、魚加工残渣は動物性タン
パク質を豊富に含み、易分解性有機物である魚の頭部、
内蔵などを利用することができる。そして、水分調整剤
は水生植物類に含まれる水分を吸収して原料の水分率を
好気性土壌菌群の活動に適した含水率とするとともに植
物性タンパク質、窒素を豊富に含む易分解性有機物であ
る、米糠、乾燥オカラ等、穀物の加工残渣を利用するこ
とができる。

【００１８】好気性土壌菌群は常温近辺の温度帯で活発
に活動する枯草菌や桿状乳酸菌等のバチルス属菌を含む
常温菌、４０〜６０℃近辺の中温度帯で活発に活動する
好気性芽胞菌、放線菌、酵母菌、真菌等の中温菌群、７
０℃以上の高温帯で活発に活動する好気性芽胞菌の一
種、放線菌の一種等を含む内城菌であって、該好気性土
壌菌群が前記混合物や土壌に存在する菌群に対して優先
して活動するように、該混合物の適当重量比、具体的に
は混合物の０．０１重量％前後を混合物に投入する。

【００１９】原料の水分率は前記好気性土壌菌群が活発
に活動できる水分率とする。該好気性土壌菌群は、水分
率７０％以上では発酵分解活動が沈滞化し、逆に水分率
４０％以下においても活動は休眠状態に移行して、水分
率１０％以下においては完全な休眠状態となるため、原
料の水分率は好気性土壌菌群が発酵分解活動を行う範
囲、好ましくは５０％〜６０％の範囲に調整して発酵分
解を行う。なお、原料の水分率の調整は、水分調整剤の
量の加減、水分の添加、又は温風を通過させて乾燥させ
ることにより前記水分率の範囲になるようにしてもよ
い。

【００２０】攪拌は混合物を投入する発酵ピットなどの
発酵装置内で回転、振動、揺動する板状体、羽根状体、
棒状体など、公知の攪拌手段を使用することができ、通
気は前記発酵装置内の原料に常温又は高温の空気を自然
的又は強制的に通過させることにより行うことができ、
加熱は前記高温の空気による通気と兼ねることができる
他、電熱器、火力などを用いた公知の加熱手段を使用す
ることができる。また前記加熱手段により、原料の温度
を好気性高温土壌菌群が活発に発酵分解活動を行える温
度まで上昇させるが、好ましくは０．５〜２時間程度か
けて前記温度まで上昇させて原料の発酵分解を促進し、
水生植物類の繊維質、魚加工残渣等が十分に発酵分解さ
れるとともに未分解の有機物も豊富に含有する半発酵状
態（以下「半発酵物」という）とする。

【００２１】前記半発酵物に、攪拌、通気、加熱をさら
に行って、好気性土壌菌が休眠状態となる水分率以下ま
で半発酵物の乾燥を図るが、半発酵物の温度が８０℃を
超過すると好気性高温土壌菌群であっても死滅してしま
う虞があるため、半発酵物の温度は８０℃以下に抑える
必要があり、好ましくは７０〜７５℃の状態を維持しつ
つ、２時間程度かけて水分率１０％以下の状態とし、半
発酵肥料を得るようにする。

【００２２】

【発明の効果】上記説明した半発酵肥料によれば、水質
浄化の目的で栽培され窒素、燐酸、カリウムを豊富且つ
バランス良く含む水生植物類、水分を調節する働きと植
物性タンパク質としての役割を併有する米糠または乾燥
オカラなどの水分調節剤、及び動物性タンパク質として
の魚加工残渣を混合した混合物に、自然界に存在する菌
群に対して優先して活動するように特定の好気性土壌菌
群を一定割合で投入し、さらに該好気性土壌菌群が活発
に活動できる水分率及び温度条件となるように調節する
ことによって極めて短時間且つ容易に水生植物類及び食
品加工残渣の好気性発酵を行って、水生植物類の繊維
質、魚加工残渣等が十分に発酵分解されるとともに未分
解の有機物も豊富に含有する半発酵状態とすることがで
き、好気性発酵分解により生じた各種の酵素やビタミン
を豊富に含む有効な肥料とすると同時に、半発酵物の乾
燥工程を比較的低温条件下で行うことで好気性土壌菌群
を死滅させることなく、乾燥による休眠状態とすること
により、分解可能な有機物及び活動可能な好気性土壌菌
群を含む半発酵肥料を製造することができる。

【００２３】従って、前記半発酵肥料を施肥して土中に
鋤き込むことにより、既に発酵分解した部分は植物体に
即吸収される即効性肥料として植物体に有効に作用する
とともに、半発酵肥料が土中の水分を吸収することによ
り半発酵肥料の水分率が上昇し、休眠状態にあった好気
性土壌菌群が活動を再開して、半発酵肥料中の有機物の
好気性発酵分解を行い、植物体に吸収されうる肥料成分
を永続的に分解生成するため、即効性肥料と遅効性肥料
の両作用を併せ持ち、それらの相乗効果が発揮される有
効な肥料となる。

【００２４】更に、土壌中において半発酵肥料内の有機
物の好気性発酵分解により発酵熱が発生し、この発酵熱
が半発酵肥料内の発酵分解のみならず、土壌自体に存在
する微生物の活動を活発化して土壌に含まれる有機物の
分解を促進する他、土壌中の微生物の排出する分泌物等
が土粒子を結び付けて団粒化し、土壌の団粒構造化を促
進して、該団粒内、及び団粒間の隙間が土壌の通気性、
排水性、保水性、保肥力を高めて、土壌を活性化させる
土壌改良剤の効果をも発揮し、その結果、農作物の根張
りがよくなり、病害虫を寄せつけず、地温を高め、肥料
の長効き、同早効き等の効果を得ることができる。

【００２５】加えて、半発酵肥料製造に使用する原料
は、水生植物類のほか、魚加工残渣、米糠、オカラなど
の食品加工残渣を使用しており、薬品や化学物質を使用
しないため、人体に対して安全性の高い農作物を作るこ
とができ、周辺環境に土壌汚染等の悪影響を及ぼすこと
もない。

【００２６】原材料に畜糞等を使用しないで、極めて短
時間に好気性発酵を行い半発酵肥料を製造するため、腐
敗等による不快な臭いを発散する化合物の生成がなく、
半発酵肥料の製造過程、運搬、貯蔵及び農地に施肥した
場合等、いずれの場合においても悪臭は発生せず、周辺
環境へ悪影響を及ぼすことがないとともに、取扱いにお
ける精神的負担がない。

【００２７】また一般の有機肥料は様々な大きさの組成
物が混在しており、また水分を多く含んで湿り、粘度も
高いことから機械散布に馴染み難く、施肥に手数を要し
取扱性が良くなかったが、該半発酵肥料は発酵分解及び
攪拌によって十分に細粒化され、乾燥しているため機械
散布に適しており、施肥の手数の増加を招来することが
なく、取扱性が良好である。

【００２８】また該半発酵肥料は極めて短時間に且つ容
易に製造することができるため、製造効率が高いととも
に、複雑、高度な製造設備を要しないことから製造コス
トを低廉に抑えることができるほか、水生植物類を一定
量ずつ、継続的に供給する水質浄化方法または回収方法
と組み合わせて半発酵肥料を製造することでさらに効率
よく、肥料効果の高い半発酵肥料を安価に供給すること
ができる。

【００２９】以上により、極めて短時間且つ容易に水生
植物類の好気性発酵を行うことができ、各種の酵素やビ
タミンを含有する有効肥料としてだけでなく、土壌中の
微生物の活動を活発化して土壌の団粒構造化を促進し、
通気性、配水性、保水性、保肥力を高め、土壌を活性化
させる土壌改良材の効果をも発揮するとともに、人体に
対し安全性の高い農作物を作ることができ、周辺環境に
悪影響を及ぼさない、しかも機械散布に適し、悪臭を発
しないなど取扱性に優れた肥料を低コストで製造し、安
価に提供することができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】及び

【実施例】水質浄化の目的で栽培され、葉長６０ｃｍ位
に達したホテイアオイは窒素３．１１重量％以上、０．
５８重量％以上、５．８９重量％以上（いずれも乾物換
算）など、有効な肥料成分を大量に含有しており、これ
を収穫し、乾燥させることなく該ホテイアオイを裁断手
段を用いて５〜１０ｃｍの長さに裁断し、チップ化す
る。このチップ化により表面積が増加し、発酵分解の進
行を容易にする。なおホテイアオイを擂り潰してミンチ
状にするとさらに発酵分解の進行を容易にすることがで
きる。

【００３１】次に前記チップ化したホテイアオイの重量
を１とすると、水分調節剤として米糠を重量比１、及び
魚加工残渣として魚の頭部を重量比１の割合で発酵ピッ
トに投入して圧縮せずに攪拌する。米糠は水分調節剤と
しての働きの他、それ自体が植物性タンパク質、窒素を
豊富に含有する易分解性有機物であり、魚の頭部も動物
性タンパク質を豊富に含む有機物であると同時に、好気
性土壌菌群の活動を活発化する特性を有する。

【００３２】但し、魚の頭部は生のままでは脂肪が多
く、好気性発酵分解に若干時間が掛かるとともに、肥料
の乾燥を疎外して乾燥にもやや時間が掛かること、また
脂肪分を多く含む半発酵肥料を長期間保存すると変色を
招くため、予め別過程において魚油を搾取した後の魚の
頭部を入手して使用することが望ましい。上記米糠や乾
燥オカラ、魚の頭部はいずれも食品加工残渣であり、容
易かつ極めて安価に入手できるものである。なお、肥料
成分を豊富に含む添加物として、ミネラルを含有する海
藻類を混合してもよい。

【００３３】上記のようにホテイアオイの重量１に対し
て、米糠１、魚の頭部１の配合とした混合物の状態は好
気性土壌菌による好気性発酵に適した水分率である約５
５％となり、ここで該混合物に混合物の０．０１重量％
の好気性土壌菌群を投入する。該好気性土壌菌群はバチ
ルス菌、乳酸菌、酵母菌等の好気性高温土壌菌群を主群
とするもので、これらの混合物を発酵ピット内の攪拌手
段により攪拌しつつ温風を通気させて該混合物の温度を
常温から７５℃にまで、約２時間かけて上昇させる。

【００３４】混合物の温度上昇に伴って、好気性土壌菌
群の各菌がそれぞれの適温において活発に好気性発酵分
解を行う。すなわち常温近辺の温度帯で活発に発酵分解
する枯草菌や桿状乳酸菌等のバチルス属菌を含む常温
菌、４０〜６０℃近辺の中温度帯で活発に発酵分解する
好気性芽胞菌、放線菌、酵母菌、真菌等の中温菌群、７
０℃以上の高温帯で活発に活動する好気性芽胞菌の一
種、放線菌の一種が活発に働くことにより、約２時間の
短時間で混合物は半発酵肥料として十分に発酵分解が進
行した状態、すなわちホテイアオイの繊維質は分解さ
れ、魚の頭部も原形なく細粒化されるまで好気性発酵分
解が進行し、即効性肥料として施肥後速やかに植物体に
作用する即効性肥料成分を有するとともに、植物体に吸
収される肥料成分を永続的に発酵分解生成されうる有機
物を豊富に残存させた半発酵物となる。

【００３５】前記半発酵物の水分率は、好気性発酵分解
を行う発酵分解期のほぼ全期を通じて好気性土壌菌群が
最も活発に働く水分率５０〜６０％を保ちながら推移さ
せるが、好気性発酵分解が十分に行われる２時間を過ぎ
る頃になると前記半発酵物の水分率は５０％以下とな
り、水分率がこれより下がる乾燥状態においては好気性
土壌菌群の活動が緩慢になり、乾燥が更に進み水分率４
０％を下回るようになると好気性土壌菌群は休眠状態と
なる。

【００３６】上記半発酵物に引き続き温風を通気させて
該半発酵物の温度を７５℃に保ちつつ攪拌すると、半発
酵物は乾燥を続け、約２時間の乾燥期を経過した半発酵
物は水分率１０％以下まで乾燥するが、各種酵素や好気
性土壌菌群が残存する半発酵肥料が完成する。このよう
に比較的低温である７５℃を維持する低温乾燥は、半発
酵肥料の好気性土壌菌群を死滅させることなく休眠状態
に移行させるとともに、半発酵肥料を変質させることな
く高品質に保つのである。

【００３７】上記の製造した半発酵肥料は全窒素３．５
０％以上、燐酸５．０７％以上、カリウム１．６７％以
上を含有し、各種の酵素やビタミン類を豊富に含む有効
な肥料としてだけではなく、残存する好気性土壌菌群が
土壌中の有機物を発酵分解する極めて優れた肥料とな
る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水生植物類を裁断してなるチップ材、水
   分調節剤及び魚加工残渣の略等重量ずつを混合した混合
   物に対し、適当重量比の好気性土壌菌群を投入してなる
   原料を、該好気性土壌菌群が活発に活動する水分率の状
   態とした後、攪拌及び通気を行いつつ加熱し、該原料の
   温度を好気性高温土壌菌群が死滅しない温度まで上昇さ
   せて半発酵物を生成し、さらに該半発酵物の温度を８０
   ℃以下に保ちながら攪拌及び通気を行って好気性土壌菌
   群が休眠状態となる水分率として製造される水生植物類
   を利用した半発酵肥料。
2. 【請求項２】 混合物の０．０１重量％の好気性土壌菌
   群を投入してなる原料を水分率５０〜６０％に調整した
   状態より攪拌及び通気を行いつつ約２時間加熱し、該原
   料の温度を７０〜７５℃まで上昇させて半発酵物を生成
   し、さらに該半発酵物の温度を８０度以下に保ちながら
   攪拌及び通気を約２時間行って好気性土壌菌群が休眠状
   態となる水分率となるように製造される請求項１記載の
   水生植物類を利用した半発酵肥料。