JP2007075093A - ビール粕、焼酎粕等を使用した客土及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、肥料成分の追加使用量を少なくできる客土を提供し、しかもビール粕や焼酎粕などの産業廃棄物を低エネルギーで有効利用できる製法を提供する。
【解決手段】ビール粕、焼酎粕に珪藻土を添加、混練、発酵して客土を製造する。得られる客土は、有機的肥料成分を含み、施肥の手間を省き、作業性を向上することができるとともに、土壌を改良し、植物の生育環境を整えることができる。
【選択図】なし

Description

発明の詳細な説明

本発明は農業用の耕作地等に用いる肥料成分を含有した客土及びその製造方法に関するものである。また、本発明の客土の製造方法は、ビール粕、焼酎粕等の再資源化を低エネルギーで行うことができ、食品工場等から排出される廃棄物の有効利用を行うとともに、環境に与える負荷を低減できるものである。

植物が成長するためには、栄養源として窒素、リン酸、カリの３つの成分及びミネラルが必要である。植物は土壌中に含まれるこれらの栄養成分を根から吸収し成長している。そして、植物が枯れたり腐敗したりすると、植物に吸収された栄養成分は土壌に還元されるが、農業における農作物の栽培では、これらの栄養成分を土壌から吸収した農作物を収穫するのみで、土壌には栄養成分が還元されないため、土壌中の栄養成分が希薄化して地耐力が低下し、植物は成長できなくなる。そこで、このような栄養成分を土壌に補うために、窒素肥料、リン酸肥料、カリ肥料やミネラルを用いて肥料成分を土壌中に元肥として混ぜこんで施している。地耐力の向上のためには、数年に一回の割合で山土を客土として土壌に混合して回復を図っている。このように肥料を施したり客土をした土壌に種を蒔いたり苗を植えたりして、植物の栽培を行っている。

一方、食品工業残渣には、ビール粕、焼酎粕、酒粕、茶殻、おから、油粕、コーヒー粕などがあり、なかでも、ビールを製造する際に発生するビール粕は年に１００万トン、焼酎粕は９０万トン、茶殻は１０万トン、おからは７０万トンにも達する。その利用方法は、飼料、肥料などである。

通常、山を切り崩したり地表面から深いところにある細菌などに汚染されていない新しい土を客土として用いて、地耐力を向上させているが、この場合、植物の栄養源となる窒素、リン酸、カリの成分は少ないため、新たに肥料成分を施さなければならない。そのため、客土として新たな肥料成分の追加使用量を少なくできる客土が望まれている。

また、食品工業残渣のなかでもビール粕は、仕込み工程中で麦汁を濾過するときに濾層となる麦芽の殻皮部分をいうものであり、発生したビール粕の一部はモルトフィールド（乳牛、肉牛用飼料）や肥料などに使用されているが、その年間排出量は大量であり、多くは産業廃棄物として処理されている。発生直後のビール粕の含水率は８０％前後である。一方、焼酎粕は年間排出量の１／２の４５万トンが海洋投棄されている。この原因は、粒子径が極めて小さく、水分を除くのが困難であり、その結果、含有水分量が多いため、その用途を制約している。海洋投棄は海洋汚染につながるため、その処理と利用方法が緊急な課題となっている。ビール粕、焼酎粕には糖分など有機肥料となる成分を多く含んでいること、そして安定して入手することができるため、客土成分の一部の原料として望ましい。しかし、特に焼酎粕においては、含水量の低減化が大きな壁となっている。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、肥料成分の使用量を減らせる客土及び産業廃棄物を再資源化し、環境への負荷を低減できるその製造方法を提供することを目的とするものである。

課題の解決するための手段

上記目的を達成するため、本発明に係る客土は、ビール粕又は焼酎粕に珪藻土を添加して混練した客土であり、ビール粕、焼酎粕に多量に含まれている水分を珪藻土の多孔質構造内に吸収することにより、ビール粕、焼酎粕に多量に含まれる水分量を調節することができることを特徴とするものである。

珪藻土とは、珪藻などが長い年月をかけて堆積し、それが化石化したものである。その成分はＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｋ_２Ｏ、ＭｇＯ、Ｎａ_２Ｏ等である。その多孔質構造は、珪藻の遺骸に開いた直径０．１〜０．２μｍの無数の細い穴であり、空気、水蒸気、臭い成分、音波などを取り込む。その結果、断熱、調湿、脱臭、遮音などの機能を発揮する。珪藻土は水を速やかに吸収するが、水の放出は吸収程速くなく、ゆっくりと放出される。この理由は明らかでないが、水素結合が起こっているためと考えられる。この珪藻土は、地表に多く存在し、産地によりその成分や効果が多少異なるにすぎない。珪藻土の特に大きな特徴は、水の吸収は速く、その吸収量が大きいことである。その吸収量は珪藻土１ｃｍ^３当り０．２〜０．７ｇ、つまり０．２〜０．７ｃｍ^３と高いものである。このことから、含水量の高いビール粕や、含水量が高くスラリー状の焼酎粕と珪藻土を混合することにより、ビール粕、焼酎粕に含まれている水は珪藻土に吸収され、固形分のみが珪藻の表面に残ることとなる。その結果、混合物はサラサラに近い状態となる。このものは、有機物と無機物の混合体となり、このまま農地等に客土することで、植物の栄養源を含有した優れた客土となる。このように、ビール粕、焼酎粕と珪藻土を混練することにより、容易に栄養源を含有した客土が得られることを特徴とするものである。

また、本発明に係る客土は、ビール粕、焼酎粕を発酵させた後、珪藻土を添加し、混練した客土であり、上記のとおり、ビール粕、焼酎粕の含水率を考慮し、ビール粕、焼酎粕８０％〜２０％に対して珪藻土を２０％〜８０％添加して、ビール粕、焼酎粕が発酵し易い５０％〜６０％の水分量に調整後、そのビール粕、焼酎粕と珪藻土の混合物を発酵させ、さらに珪藻土を添加し、混練することにより、発酵の進み具合を調節することを特徴とするものである。

また、本発明に係る客土の製法においては、ビール粕、焼酎粕の発酵を促進させるためにバクテリアを加え、発酵期間を短縮し、発酵をより効果的にすることを特徴とするものである。

また、本発明に係る客土の製法においては、バクテリアの繁殖を促進させるために、各種糖質やアミノ酸などの栄養源を加え、ビール粕、焼酎粕の分解を早め、さらに発酵期間を短縮し、発酵をより効果的にすることを特徴とするものである。

また、本発明に係る客土の製法においては、ビール粕、焼酎粕に対して、珪藻土を複数回に分けて添加して水分量を調節し、発酵をより効果的にすることを特徴とするものである。

また、本発明に係る客土は、ビール粕、焼酎粕と珪藻土を混練した後、乾燥、ペレット化して、使用する農地等において作業の効率化が図れることを特徴とするものである。

発明の効果

上記のように、ビール粕、焼酎粕と珪藻土を混練することにより、食品工場から排出された含水量が高いビール粕や焼酎粕を、熱エネルギー等を使用して脱水、乾燥し水分調整すること等を行う必要がなくそのままの形で有効利用でき、栄養源を含有した客土として農地等へ使用することができる。このようなビール粕、焼酎粕と珪藻土の混練物を農地等へ客土することにより、自然界に生存している菌によって、ビール粕、焼酎粕は分解され、有機肥料となり、植物の成長を促す。そのビール粕、焼酎粕を分解させるためには、適度な水分が常時必要であるが、これは珪藻土に多孔質構造内に吸収された水分によって補給できるものである。

上記のように、ビール粕、焼酎粕に珪藻土を混練することにより、バクテリアにとって発酵を促進するために必要な水分量、Ｃ／Ｎ比、空気量、ｐＨを最適な条件に調節することができ、その結果、より短期間で肥料成分を含んだ客土を得ることができる。特に焼酎粕は麦、芋、蕎麦などの使用原料や産地によって水分量や肥料成分量が一定しないものであり、このような要因による発酵の進行具合の違いに対して製造時の効率化を図ることができる。このようにして得られた客土は、ビール粕、焼酎粕に豊富に含まれる有機物から無機化した窒素、リン、カリなどの肥料成分やミネラル成分を珪藻土の多孔構造に保持でき、作物にとって薬害を起こすことのない安全な緩効性の肥効を持った客土として利用することができる。このものは、例えば、連作障害などで地力が低下した農地などに適当量を客土することで、農地の土壌改良とともに良質な有機肥料を農地に加えることができ、元肥、追肥の手間を省くことができる。

上記のように、本客土の製法において加えることができるバクテリアは、珪藻土の多孔構造に含まれる水分を効率良く使用することができるため、バクテリアの活性が常に高く、ビール粕や焼酎粕の有機物をより短期間で分解することができる。また、珪藻土は産地によって水分等を含んだ際の形状が異なり、互いに空隙が多い形状と逆に空隙が少ない形状があり、このような形状の違いによって空隙に富む場合は好気性菌を、逆に少ない場合は嫌気性菌を加えるなど、性質の違うバクテリアを使い分けることができる。使用できるバクテリアは一般的な麹菌、納豆菌、酵母菌、乳酸菌、放線菌やＥＭ菌などで対応できる。得られた客土は、前述のように緩効性の肥効を持った化学的土壌改良と、活性の高い植物の生育にとって必要な有用バクテリアを含んだ生物的土壌改良、及び、珪藻土の高い保水性を持った物理的土壌改良を兼ね備えた客土として使用可能である。

上記のように、本客土の製法においてバクテリアの繁殖を促進させる栄養源には、米糠、糖蜜、サトウキビ、ステビアや、ビール粕、焼酎粕以外の食品残渣、市販の発酵促進剤、木屑、剪定屑などがあり、発酵期間をさらに短縮することができ、得られた客土は前述のように、化学的、生物的、物理的に土壌を改良する客土として使用可能である。本客土を農地等へ使用することにより、農作業の効率化が図れるとともに、安全で安定した収穫量を得ることができる。珪藻土は、従来から作物の根腐れ防止に使用されてきたが、その多孔構造内に酸素を効率良く取り込む性質があり、作物の根の生長を高め、収穫量を高めることが期待でき、農地等へ使用する客土としてたいへん有用である。また、焼酎粕はｐＨが４付近の強酸性であり、漁業現場において廃棄が問題となっている貝ガラの粉砕物やその他のアルカリ成分を添加することで、より発酵を進めることができる。これらを混合するには、ヘンシェルミキサー、アイリッヒミキサーなどにかけて混練、混合することができる。

上記のように、本客土の製法において、バクテリアや栄養源の投入の前後に珪藻土を添加して、脱水等の水分調整を行うことができ、発酵をより効率よく行うことができる。また、上記のとおり、焼酎粕においては、麦、芋、蕎麦などの使用原料や産地によって水分量や肥料成分量が一定しないものであり、このような要因による発酵の進行具合の違いに対して珪藻土を加えることで、製造時の効率化を図ることができる。得られる客土の農地や農作物に対する効果は上記と同様である。

上記のとおり、本客土を乾燥することで、流通、保管の際、カビ等の発生を抑えることができる。また、本客土をペレット化することで、飛散を抑えたり動力散布機等へ使用することができ、農作業の効率化が図れる。得られる客土の農地や農作物に対する効果は上記と同様である。

上記のように製造された客土は、一般的な農地への客土の他に、再生が困難と言われている耕作放棄地や保水性を失った砂漠化した土地などへの使用も可能である。本客土は、環境問題になっている産業廃棄物を、国内の有用資源とともに低エネルギー、低コストで製造でき、さらに農地等へ有効に使用できる点において、これからの地球環境、農業環境改善に寄与できるものである。

以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。

含有水分５５％のビール粕と能登産の珪藻土を質量比で１：１で混合し、定期的に切り返しと水分調整を行いながら１ヶ月を要して自然発酵させて客土を調製した。こうして得られた客土を使用して、小松菜における発芽試験を実施した。上記客土と、対象として市販の培養土を小ポットに入れ、それぞれ三箇所に３粒ずつ播種し、発芽の状況を調べ、７日後に１本ずつに間引いてから数日間栽培し、同時に生育の状況を調べた。発芽率はともに１００％で、その後の生育状況は、ビール粕と珪藻土を使用した客土は、３株の葉数が平均で５．０枚、市販の培養土は４．７枚であった。

実施例１で調製した客土と市販の培養土を使用して、パンジーの発育試験を実施した。１３リットルのプランタに、ビール粕と珪藻土を使用した客土と市販の培養土を、それぞれ１：１の割合でマサ土とよく混合して各プランタへ入れた。容量は各培養土４リットル、マサ土４リットルとした。各プランタの底には、珪藻土をキューブ状に造粒し、焼成したものを各々４リットルずつ入れた。市販のパンジーの苗を各プランタに３株ずつ移植し、花の色の鮮やかさ、咲き日持ちを調べた。９０日間栽培した結果、ビール粕と珪藻土を使用した客土で育てたパンジーは、市販の培養土と比較して、紫色などの色合いが鮮やかで、かつ花弁が大きく、また咲き日持ちについても長持ちすることが観察された。

実施例１で調製した客土と市販の培養土を使用して、ステビアの発育試験を実施した。ステビアは南米パラグアイを原産地とする菊科多年生植物であり、甘味料、健康食品、農業用資材等に利用されている。２７リットルのプランタ３つに、それぞれ、ビール粕と珪藻土を使用した客土、市販の培養土、及びそれらを１：１で混合したものを入れ、ステビア苗を３株ずつ移植し、３０日後、６０日後に地上部と地中部の総重量、茎及び根の伸長具合を調べた。３０日後の試験結果を図１から図７に、６０日後の試験結果を図８から図１３に示す。各プランタの底には、珪藻土をペレット状に造粒し、焼成したものをそれぞれ８リットルずつ入れた。各培養土の容量は、それぞれ１６リットルずつとした。

図１から図１３にみられるように、ビール粕と珪藻土を使用した客土で栽培した場合、植物体の重量が大きく、旺盛な生育がみられ、対象として使用した市販の培養土と比較してその違いは顕著にみられるものであった。根の伸長については、主根の長さは市販の培養土が最も長かったが、非常に細い根であり、これと比較して、ビール粕と珪藻土を使用した客土で育てた場合、根全体が太く丈夫でしっかりしたものであった。

上記のように、本発明による客土は、植物に対して優れた生育環境を提供することができ、また圃場においても土壌を改良する性能に優れていることがわかる。

本発明の客土を使用した３０日後の栽培試験結果を示す図表である。 本発明の客土を使用した３０日後の栽培試験結果を示す写真である。 市販の培養土を使用した３０日後の栽培試験結果を示す写真である。 本発明の客土と市販の培養土を使用した３０日後の栽培試験結果を示す写真である。 本発明の客土を使用した３０日後の栽培試験結果を示す写真である。 市販の培養土を使用した３０日後の栽培試験結果を示す写真である。 本発明の客土と市販の培養土を使用した３０日後の栽培試験結果を示す写真である。 本発明の客土を使用した６０日後の栽培試験結果を示す図表である。 本発明の客土を使用した６０日後の栽培試験結果を示す写真である。 市販の培養土を使用した６０日後の栽培試験結果を示す写真である。 本発明の客土と市販の培養土を使用した６０日後の栽培試験結果を示す写真である。 本発明の客土と、同客土と市販の培養土を使用した６０日後の栽培試験結果を示す写真である。 本発明の客土と市販の培養土と、市販の培養土を使用した６０日後の栽培試験結果を示す写真である。

Claims (6)

1. 農業用の耕作地等に用いられる客土であって、ビール粕又は焼酎粕を主成分とし、前記ビール粕、焼酎粕に対して珪藻土を添加し、混練されたことを特徴とする客土。
2. 請求項１に記載の客土であって、ビール粕、焼酎粕を発酵させた後、珪藻土を添加し、混練することを特徴とする客土。
3. ビール粕、焼酎粕の発酵を促進させるために、バクテリアを加えることを特徴とする請求項１及至２に記載の客土。
4. バクテリアの繁殖を促進させるために栄養源を加えることを特徴とする請求項１及至３に記載の客土。
5. ビール粕、焼酎粕に対して、珪藻土を複数回に分けて添加することを特徴とする請求項１及至４に記載の客土。
6. ビール粕、焼酎粕と珪藻土を混練した後、乾燥、ペレット化することを特徴とする請求項１及至５に記載の客土。

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