JP2003160390A - 木質材料の堆肥化方法 - Google Patents
木質材料の堆肥化方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 伐根チップなどの木質材料を短期間で完熟堆
肥にする方法を提供すること。 【解決手段】 木質材料を堆積した畝に高温菌および、
セルロース分解菌および／またはリグニン分解菌を添加
してなることを特徴とする木質材料の堆肥化方法。
肥にする方法を提供すること。 【解決手段】 木質材料を堆積した畝に高温菌および、
セルロース分解菌および／またはリグニン分解菌を添加
してなることを特徴とする木質材料の堆肥化方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、伐根物、樹皮、枝
葉などの木質材料の堆肥化方法に関し、さらに詳しくは
微生物を用いて伐根チップなどの木質材料を短期間で完
熟堆肥にする方法に関する。
葉などの木質材料の堆肥化方法に関し、さらに詳しくは
微生物を用いて伐根チップなどの木質材料を短期間で完
熟堆肥にする方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、道路工事やダム工事などの大規模
工事に伴う伐開事業から、街路樹などの剪定作業にいた
るまで、いたるところで伐根物、樹皮、枝葉などの木質
系廃棄物が排出されている。これら木質系廃棄物は焼却
処分や埋立処分、あるいは破砕処理後、家畜の敷材料や
木質系堆肥の原材料として使用されている。これらの木
質材料の焼却処理には、二酸化炭素やダイオキシン類の
発生による環境問題があり、また、木質材料の埋立処理
は、最終処分場の切迫および処分場用地の確保が困難に
なりつつあるなどの問題を抱えている。
工事に伴う伐開事業から、街路樹などの剪定作業にいた
るまで、いたるところで伐根物、樹皮、枝葉などの木質
系廃棄物が排出されている。これら木質系廃棄物は焼却
処分や埋立処分、あるいは破砕処理後、家畜の敷材料や
木質系堆肥の原材料として使用されている。これらの木
質材料の焼却処理には、二酸化炭素やダイオキシン類の
発生による環境問題があり、また、木質材料の埋立処理
は、最終処分場の切迫および処分場用地の確保が困難に
なりつつあるなどの問題を抱えている。
【０００３】近年、循環型社会の形成に伴い、木質材料
についても堆肥化などの再生利用が積極的に行われるよ
うになってきている。堆肥は、以前より農作物などの植
物の生育促進や病害抑制のために有効利用されており、
この堆肥の炭素源としてしばしば木質材料が使用されて
いる。
についても堆肥化などの再生利用が積極的に行われるよ
うになってきている。堆肥は、以前より農作物などの植
物の生育促進や病害抑制のために有効利用されており、
この堆肥の炭素源としてしばしば木質材料が使用されて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如き木質材料の未完熟な堆肥を土壌に施肥すると、木質
材料の嫌気発酵によるアンモニアなどの有害物質の発生
や、土壌の窒素飢餓を引き起こし、逆に植物に害を及ぼ
すことになってしまう。
如き木質材料の未完熟な堆肥を土壌に施肥すると、木質
材料の嫌気発酵によるアンモニアなどの有害物質の発生
や、土壌の窒素飢餓を引き起こし、逆に植物に害を及ぼ
すことになってしまう。
【０００５】従来、木質材料を堆肥にする場合、その木
材の構成成分上、数年程度の長期に及ぶ堆積が必要とな
り、特に樹皮や枝葉などに比べ伐根物の堆肥化は非常に
難しいとされている。木質材料の堆肥化は、木質材料の
主要構成成分のセルロース、ヘミセルロース、リグニン
などが細菌、放線菌、真菌などの微生物により分解され
ていく現象と考えられる。
材の構成成分上、数年程度の長期に及ぶ堆積が必要とな
り、特に樹皮や枝葉などに比べ伐根物の堆肥化は非常に
難しいとされている。木質材料の堆肥化は、木質材料の
主要構成成分のセルロース、ヘミセルロース、リグニン
などが細菌、放線菌、真菌などの微生物により分解され
ていく現象と考えられる。
【０００６】通常、木質材料の堆肥化は、自然堆積によ
る自然発酵が普通で、微生物に関しても自然環境からの
混入に依存している。一般的に、木材の発酵過程は３段
階（糖分解期、セルロース分解期、リグニン分解期）に
分けて捉えることができ、律速段階はリグニン分解期と
されている。リグニンの分解は、主に真菌の一群に属す
る白色腐朽菌や褐色腐朽菌によって行われるが、発酵過
程の前期は発熱発酵によりかなり高温状態で推移するた
め、堆肥化初期に殆どの腐朽菌が死滅してしまい、結果
的にリグニンの分解に年単位の時間を要することにな
る。このように、木質材料を完熟堆肥にするにはかなり
の年月を必要とするため、迅速かつ効率的な堆肥化方法
が希求されている。
る自然発酵が普通で、微生物に関しても自然環境からの
混入に依存している。一般的に、木材の発酵過程は３段
階（糖分解期、セルロース分解期、リグニン分解期）に
分けて捉えることができ、律速段階はリグニン分解期と
されている。リグニンの分解は、主に真菌の一群に属す
る白色腐朽菌や褐色腐朽菌によって行われるが、発酵過
程の前期は発熱発酵によりかなり高温状態で推移するた
め、堆肥化初期に殆どの腐朽菌が死滅してしまい、結果
的にリグニンの分解に年単位の時間を要することにな
る。このように、木質材料を完熟堆肥にするにはかなり
の年月を必要とするため、迅速かつ効率的な堆肥化方法
が希求されている。
【０００７】従って、本発明の目的は、伐根チップなど
の木質材料を短期間で完熟堆肥にする方法を提供するこ
とにある。
の木質材料を短期間で完熟堆肥にする方法を提供するこ
とにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的は以下の本発明
によって達成される。すなわち、本発明は木質材料を堆
積した畝に高温菌および、セルロース分解菌および／ま
たはリグニン分解菌を添加してなる木質材料の堆肥化方
法を提供する。
によって達成される。すなわち、本発明は木質材料を堆
積した畝に高温菌および、セルロース分解菌および／ま
たはリグニン分解菌を添加してなる木質材料の堆肥化方
法を提供する。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に好ましい実施の形態を挙げて
本発明をさらに詳しく説明する。本発明では、木質材料
を堆肥化するに当たり、木質材料を畝に堆積して、該堆
積物に高温菌および、セルロース分解菌および／または
リグニン分解菌を添加し、堆肥化を短時間で行うことを
特徴としている。
本発明をさらに詳しく説明する。本発明では、木質材料
を堆肥化するに当たり、木質材料を畝に堆積して、該堆
積物に高温菌および、セルロース分解菌および／または
リグニン分解菌を添加し、堆肥化を短時間で行うことを
特徴としている。
【００１０】従来は、木質材料を完熟堆肥にするまでに
数年程度の期間を必要としているが、本発明の方法のよ
うに、高温菌および、セルロース分解菌および／または
リグニン分解菌を使用することにより、難分解性のセル
ロースやヘミセルロース、リグニンを効果的に分解でき
るため、堆肥化時間を大幅に、例えば、３〜６ケ月程度
に短縮することが可能になる。
数年程度の期間を必要としているが、本発明の方法のよ
うに、高温菌および、セルロース分解菌および／または
リグニン分解菌を使用することにより、難分解性のセル
ロースやヘミセルロース、リグニンを効果的に分解でき
るため、堆肥化時間を大幅に、例えば、３〜６ケ月程度
に短縮することが可能になる。
【００１１】また、堆肥過程の糖分解期やセルロース分
解前期は比較的畝の温度は高温で推移するが、この時期
の温度上昇は病原菌や雑草種子を死滅させるためには非
常に重要である。従って、高温菌を接種し畝の温度を安
定して高温（７０〜８０℃ぐらい）に維持することも、
後にセルロース分解菌やリグニン分解菌を接種すること
と同様に、高品質の堆肥を製造する上で非常に意義のあ
ることである。
解前期は比較的畝の温度は高温で推移するが、この時期
の温度上昇は病原菌や雑草種子を死滅させるためには非
常に重要である。従って、高温菌を接種し畝の温度を安
定して高温（７０〜８０℃ぐらい）に維持することも、
後にセルロース分解菌やリグニン分解菌を接種すること
と同様に、高品質の堆肥を製造する上で非常に意義のあ
ることである。
【００１２】本発明では、木質材料として、伐根物、樹
皮、幹、枝葉、建築廃材などを使用することができ、で
きれば破砕機などを用いてチップ化して使用することが
望ましい。破砕サイズは数ｉｎｃｈサイズのものが使用
できるが、微生物の育成上好ましくは０．１〜５ｉｎｃ
ｈ程度の破砕サイズのチップが良い。また、オガクズな
どの木屑も使用可能である。
皮、幹、枝葉、建築廃材などを使用することができ、で
きれば破砕機などを用いてチップ化して使用することが
望ましい。破砕サイズは数ｉｎｃｈサイズのものが使用
できるが、微生物の育成上好ましくは０．１〜５ｉｎｃ
ｈ程度の破砕サイズのチップが良い。また、オガクズな
どの木屑も使用可能である。
【００１３】本発明は、炭素源、窒素源のバランスを考
慮して、適量のキノコの廃菌床を用いることが特に好ま
しい。木質材料の破砕チップと適量のキノコ廃菌床とを
よく混合し、水分を５０〜６０重量％前後に調節して畝
建てを行う。
慮して、適量のキノコの廃菌床を用いることが特に好ま
しい。木質材料の破砕チップと適量のキノコ廃菌床とを
よく混合し、水分を５０〜６０重量％前後に調節して畝
建てを行う。
【００１４】次に各種有用菌の接種を行う。先ず、接種
する菌の培養方法については通常の菌の培養と同様に行
うことができ、液体培養および固体培養のどちらの培養
方法でもよい。使用する培地は、通常、細菌あるいは真
菌を増殖させるのに適した培地を使用することができ
る。
する菌の培養方法については通常の菌の培養と同様に行
うことができ、液体培養および固体培養のどちらの培養
方法でもよい。使用する培地は、通常、細菌あるいは真
菌を増殖させるのに適した培地を使用することができ
る。
【００１５】また、液体培養あるいは固体培養された培
養物を、堆肥化する発酵畝に直接接種することも可能で
あるが、堆肥化する畝の１〜１０重量％程度の少量の破
砕チップに菌を接種して前培養を行うことも可能であ
る。各有用菌の接種時期であるが、高温菌は畝建てを行
う時、あるいは畝建て直後の発酵初期に接種する。セル
ロース分解菌は、発熱発酵の中期以降、具体的には畝の
最高温度のピークを過ぎた時点で接種するのが好まし
い。
養物を、堆肥化する発酵畝に直接接種することも可能で
あるが、堆肥化する畝の１〜１０重量％程度の少量の破
砕チップに菌を接種して前培養を行うことも可能であ
る。各有用菌の接種時期であるが、高温菌は畝建てを行
う時、あるいは畝建て直後の発酵初期に接種する。セル
ロース分解菌は、発熱発酵の中期以降、具体的には畝の
最高温度のピークを過ぎた時点で接種するのが好まし
い。
【００１６】リグニン分解菌は、畝の温度が５０〜６０
℃に下降した時点で接種する。また、セルロース分解菌
およびリグニン分解菌を同時に添加することも可能であ
る。さらに、高温菌、セルロース分解菌およびリグニン
分解菌を常に全て使用する必然性はなく、堆肥化の進行
状況に応じて適宜選択して使用することもできる。使用
可能な高温菌には、バチルス属、ゲオバチルス属などが
あり、セルロース分解菌には、ペニシリウム属、グリオ
クラディウム属などがある。リグニン分解活性を示す微
生物には、ケトミウム属などに含まれる真菌がある。
℃に下降した時点で接種する。また、セルロース分解菌
およびリグニン分解菌を同時に添加することも可能であ
る。さらに、高温菌、セルロース分解菌およびリグニン
分解菌を常に全て使用する必然性はなく、堆肥化の進行
状況に応じて適宜選択して使用することもできる。使用
可能な高温菌には、バチルス属、ゲオバチルス属などが
あり、セルロース分解菌には、ペニシリウム属、グリオ
クラディウム属などがある。リグニン分解活性を示す微
生物には、ケトミウム属などに含まれる真菌がある。
【００１７】本発明方法の実施に際しては、畝の酸素量
や水分量を調節するために切り返しを行う必要がある。
切り返しは手動あるいはコンポストターナーなどの攪拌
機を使用して通常行われている方法で行うことができ、
その頻度は発酵畝の温度変化によるが、通常、月１〜２
回程度が望ましい。また、切り返し時に、畝の水分を５
０〜６０重量％になるように調節することが好ましい。
や水分量を調節するために切り返しを行う必要がある。
切り返しは手動あるいはコンポストターナーなどの攪拌
機を使用して通常行われている方法で行うことができ、
その頻度は発酵畝の温度変化によるが、通常、月１〜２
回程度が望ましい。また、切り返し時に、畝の水分を５
０〜６０重量％になるように調節することが好ましい。
【００１８】
【実施例】次に実施例および比較例を挙げて本発明をさ
らに具体的に説明する。伐根物をタブグラインダーと呼
ばれる破砕機で破砕し、０．１〜３ｉｎｃｈサイズのチ
ップを約１００ｍ3作製した。この伐根物チップを１畝
２５ｍ3の割合で４畝に分割し、第１の畝には米糠（１
０ｋｇ／ｍ3）のみ、第２の畝には米糠（１０ｋｇ／
ｍ3）および石灰窒素（４．８ｋｇ／ｍ3）を添加し、第
３の畝にはフスマ（１０ｋｇ／ｍ3）を添加し、第４の
畝には米糠（１０ｋｇ／ｍ3）に加え、さらに高温菌で
あるゲオバチルス属の菌を接種し、各畝を６０重量％に
水分調整してから畝建てを行った。
らに具体的に説明する。伐根物をタブグラインダーと呼
ばれる破砕機で破砕し、０．１〜３ｉｎｃｈサイズのチ
ップを約１００ｍ3作製した。この伐根物チップを１畝
２５ｍ3の割合で４畝に分割し、第１の畝には米糠（１
０ｋｇ／ｍ3）のみ、第２の畝には米糠（１０ｋｇ／
ｍ3）および石灰窒素（４．８ｋｇ／ｍ3）を添加し、第
３の畝にはフスマ（１０ｋｇ／ｍ3）を添加し、第４の
畝には米糠（１０ｋｇ／ｍ3）に加え、さらに高温菌で
あるゲオバチルス属の菌を接種し、各畝を６０重量％に
水分調整してから畝建てを行った。
【００１９】酸素供給および水分調整の目的で月１回の
割合で切り返しを行った。切り返し時に必要に応じて水
分補給も行った。第４の畝については、畝建て後３カ月
目にセルロース分解菌、５カ月目にリグニン分解菌の接
種を行った。このような状況で、６カ月間、４畝を堆積
させた。同時に畝の状態を大まかに把握する目的で、週
１〜２回、畝の温度（畝の上部から約５０ｃｍの畝内部
の温度）を測定した。
割合で切り返しを行った。切り返し時に必要に応じて水
分補給も行った。第４の畝については、畝建て後３カ月
目にセルロース分解菌、５カ月目にリグニン分解菌の接
種を行った。このような状況で、６カ月間、４畝を堆積
させた。同時に畝の状態を大まかに把握する目的で、週
１〜２回、畝の温度（畝の上部から約５０ｃｍの畝内部
の温度）を測定した。
【００２０】４畝の比較を、先ず、畝温度について行う
と、図１に示したように、高温菌を接種していない第１
から第３までの畝は、最高温度が６０℃台にとどまった
が、高温菌を接種した第４の畝のみが最高温度が８１．
５℃まで上昇した。病原菌や雑草種子を死滅させるため
にも高温状態（７０〜８０℃）を再現性よく安定して維
持することが高品質の堆肥を製造する上で必須であるた
め、高温菌の接種は有効な手法と考えられる。また、堆
肥分析の結果（表１に示す）から、一般的にバーク堆肥
基準は、ｐＨが中性付近で、炭素量が多く、Ｃ／Ｎ比が
３５以下とされていることから、第４畝は、他の畝に比
べて堆肥化の完熟度が著しく高いことがわかる。よっ
て、セルロース分解菌およびリグニン分解菌の接種も堆
肥作製には有用な手法であることが示された。また、図
示してないが、ブナシメジ廃菌床を第４畝にさらに添加
したものも良好な結果が得られた。
と、図１に示したように、高温菌を接種していない第１
から第３までの畝は、最高温度が６０℃台にとどまった
が、高温菌を接種した第４の畝のみが最高温度が８１．
５℃まで上昇した。病原菌や雑草種子を死滅させるため
にも高温状態（７０〜８０℃）を再現性よく安定して維
持することが高品質の堆肥を製造する上で必須であるた
め、高温菌の接種は有効な手法と考えられる。また、堆
肥分析の結果（表１に示す）から、一般的にバーク堆肥
基準は、ｐＨが中性付近で、炭素量が多く、Ｃ／Ｎ比が
３５以下とされていることから、第４畝は、他の畝に比
べて堆肥化の完熟度が著しく高いことがわかる。よっ
て、セルロース分解菌およびリグニン分解菌の接種も堆
肥作製には有用な手法であることが示された。また、図
示してないが、ブナシメジ廃菌床を第４畝にさらに添加
したものも良好な結果が得られた。
【００２１】さらに表２に示されるようにコマツナ種子
の発芽試験を行ったところ、堆肥として品質上問題のな
いことが確認された。発芽試験方法については以下に説
明する。上記第１〜４の畝の堆肥のそれぞれの生試料１
０ｇを、それぞれ２００ｍｌ容三角フラスコにとり、沸
騰水１００ｍｌを加えアルミホイルで蓋をした。１時間
放置後、ガーゼ２枚を重ねて濾過し、この濾液１０ｍｌ
を予め濾紙２枚を敷いてあるシャーレに分注した。一
方、対照（コントロール）として一旦沸騰させた水１０
ｍｌを用いて上記と同様にしてシャーレに分注した。こ
れらの５枚のシャーレ内にそれぞれコマツナ種子３０粒
を播き、各シャーレに蓋をして室温に保持し、３日後に
発芽率と根の状態を観察した。
の発芽試験を行ったところ、堆肥として品質上問題のな
いことが確認された。発芽試験方法については以下に説
明する。上記第１〜４の畝の堆肥のそれぞれの生試料１
０ｇを、それぞれ２００ｍｌ容三角フラスコにとり、沸
騰水１００ｍｌを加えアルミホイルで蓋をした。１時間
放置後、ガーゼ２枚を重ねて濾過し、この濾液１０ｍｌ
を予め濾紙２枚を敷いてあるシャーレに分注した。一
方、対照（コントロール）として一旦沸騰させた水１０
ｍｌを用いて上記と同様にしてシャーレに分注した。こ
れらの５枚のシャーレ内にそれぞれコマツナ種子３０粒
を播き、各シャーレに蓋をして室温に保持し、３日後に
発芽率と根の状態を観察した。
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【発明の効果】以上の如き本発明によれば、木質材料の
堆肥化を短期間で行うことができる。
堆肥化を短期間で行うことができる。
【図１】 堆肥過程における温度変化を示す図。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 寺西 永
北海道苫小牧市新開町４丁目２番７号 株
式会社ホクハイ内
Ｆターム(参考） 4B065 AA57X AC02 AC15 AC20
BB26 BC32 BC33 BC34 BC35
BC42 BC50 CA55
4D004 AA12 BA04 CA04 CA18 CB13
CC03 CC07 CC15 DA02 DA09
4H061 AA02 CC47 CC60 EE66 GG48
Claims (2)
- 【請求項１】 木質材料を堆積した畝に高温菌および、
セルロース分解菌および／またはリグニン分解菌を添加
してなることを特徴とする木質材料の堆肥化方法。 - 【請求項２】 さらにキノコ廃菌床を添加してなる請求
項１に記載の木質材料の堆肥化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001357996A JP2003160390A (ja) | 2001-11-22 | 2001-11-22 | 木質材料の堆肥化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001357996A JP2003160390A (ja) | 2001-11-22 | 2001-11-22 | 木質材料の堆肥化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003160390A true JP2003160390A (ja) | 2003-06-03 |
Family
ID=19169252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001357996A Pending JP2003160390A (ja) | 2001-11-22 | 2001-11-22 | 木質材料の堆肥化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003160390A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005306694A (ja) * | 2004-04-26 | 2005-11-04 | Ueto:Kk | イチョウ葉の堆肥の製造方法及びイチョウ葉の堆肥物 |
| WO2007114324A1 (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-11 | Menicon Co., Ltd. | バイオマス処理方法、堆肥、畜産用敷料、及びバイオマス用処理剤 |
-
2001
- 2001-11-22 JP JP2001357996A patent/JP2003160390A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005306694A (ja) * | 2004-04-26 | 2005-11-04 | Ueto:Kk | イチョウ葉の堆肥の製造方法及びイチョウ葉の堆肥物 |
| JP4500580B2 (ja) * | 2004-04-26 | 2010-07-14 | 株式会社植藤 | イチョウ葉の堆肥の製造方法 |
| WO2007114324A1 (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-11 | Menicon Co., Ltd. | バイオマス処理方法、堆肥、畜産用敷料、及びバイオマス用処理剤 |
| US8268608B2 (en) | 2006-03-31 | 2012-09-18 | Menicon Co., Ltd. | Method of treating biomass, compost, mulching material for livestock and agent for treating biomass |
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