JP2011032427A - 膨軟竹粉と畜糞発酵物からなる土壌改良材 - Google Patents

Abstract

【課題】これまでに竹材を利用した土壌改良材は、いずれも竹材の発酵速度が遅かったり、竹材の材料として特性を充分に活かしたものではなかった。
そこで、自然素材である竹材を有効に利用するとともに、環境保全型で、極めて安全性の高く、薬剤で単粒化し、微生物が減少し、塩基バランスの悪化した土壌の回復と活性を促し、農作物の健全な成長を促進する土壌改良材を提供しようとするものである。
【解決手段】竹材を揉摺機により竹材をスクリュー揉摺機により竹材の繊維を膨軟化した上で、さらに好適な発酵材料と混合した土壌改良材を提供する。
本発明の土壌改良材は、畜糞を山土に混合して一次発酵後、穀物、ミネラル、酵素、酵母および乳酸菌と混合して二次発酵させた発酵豚糞と、竹材を揉摺機で処理した膨軟竹粉とを混合したことを特徴とする土壌改良材に関する。また、膨軟竹粉は孟宗竹から得られるものが最適であり、また畜糞は豚糞、穀物が米穀であることが望ましい。
【選択図】 なし

Description

本発明は、農産物を栽培する場合に好適な土壌改良材に関する。

近年、食に対する安全性が重要視されている。それに伴い、使用できる農薬や投薬回数、希釈濃度等の規制強化が図られている。特に土壌を直接処理する薬剤は規制が強化され、製造や販売ができなくなるものもあり、農家は対応に苦慮しているのが現状である。また、これらの薬剤は殺虫、殺菌を目的としているものも多く、この場合土壌中の有益微生物の死滅や土壌の栄養源であるミネラル等が破壊され、地力の低下や土壌のミネラル分低下を招いている。また、燻蒸型の油剤を使用して土壌を処理する場合には、二酸化炭素やフロンガスを多量に排出するため大気汚染も発生する。
さらに処理土壌に残留した薬剤は、農作物の根から吸収され、農産物に残留する可能性もあるため販売先から敬遠されている。
これまでに竹材を利用した土壌改良材としては、文献１の竹堆肥と微生物を利用したもの、文献２の発酵竹粉とピートモスからなるもの、文献３の竹粉と無機粉を利用したもの、文献４の竹片と麹菌を混合したものなどがある。
ただ、いずれも竹材の発酵速度が充分でなく、竹材の材料として特性を充分に活かしたものではなかった。

特開２００８−８１６０４号 特開２００７−９０１１号 特開２００４−６７９０９号 特開２００１−４０３５２号

本発明は環境保全型で、極めて安全性の高い土壌改良材を提供しようとするものである。また、薬剤の注入添加により単粒化し、微生物が減少し、塩基バランスの悪化した土壌の回復と活性を促し、農作物の健全な成長を促進する土壌改良材を提供するものである。

本発明は、竹材を揉摺機で竹材を膨軟化して膨軟竹粉を得、さらに好適な発酵材料と混合処理して、優れた土壌改良材を提供することを主な目的とする。
本発明の土壌改良材は、容量比で豚糞７５〜８５、山土７〜１５％、穀物５〜１０％、ミネラルおよび酵素２〜３％、酵母・乳酸菌１〜２％からなる混合物を発酵させ、その発酵豚糞を、竹材を揉摺機で処理して得られた膨軟竹粉と混合したものであることを特徴とする。
また、膨軟竹粉は孟宗竹から得られるもの、また畜糞は豚糞、穀物が米穀である発酵物であることがとくに望ましい。
本発明の土壌改良材は、人間、農作物、土壌、環境への悪影響を極力防ぎ、竹材自体の多孔質繊維と抗菌作用および糖質等の栄養分等を活用し、土壌中の有益微生物の増殖を図り、土壌の団粒化を促進させる。さらに、保水性、通気性が高めることにより土壌中の酸素が増加し、発根が促進し、併せて地温の安定化効果も有する。

竹は豊富な栄養素、ミネラルを蓄え、しかも抗菌作用も有しているものの、繊維も強力で硬く分解し難いため土壌改良材の材料としては適さないとされてきた。
本発明では、孟宗竹等の竹材を揉摺機で処理し、繊維を膨軟化することにより容易に分解することが可能になった。これまでおがくず状にしても分解し難かった竹材繊維を容易に分解可能にすることで、竹材を土壌改良材として好適な材料として使用することが可能になった。

現在、有機物や肥料等を土壌に混入することにより、有機物や肥料の発酵および分解中に悪臭や有毒ガスが発生している。本発明に使用している膨軟竹粉は、多孔性繊維であるため発生したガスは吸着され、土壌及び農作物の根に対する悪影響が回避される。

本発明は膨軟竹粉を主原料とし、膨軟竹粉に、畜糞、山土、穀物の発酵物を混合した土壌改良材に関する。土壌改良材は以下のようにして製造する。
まず、畜糞として豚糞を選択する場合、豚糞１立方メートルに対し、山土として竹林から採取した表層土を５％混合し、土の温度が６０度Ｃに達した時点で切り返す。切り返し操作を繰り返す。水分は３５〜４０％に保ち一次発酵させる。
豚糞の分解を促進するミネラル、酵素および酵母および乳酸菌を混合した米ヌカを一次発酵した豚糞１立方メートルに対し、５〜１５％混合し二次発酵させる。なお、ミネラルは、カルシウム、マグネシウム、カリウム、ナトリウムを主成分とする植物焼却灰であり、酵素はプロテアーゼ、アミラーゼ、リパーゼ、セルラーゼを主成分としている。一次発酵同様、切り返しをするが発酵温度は５０〜５５度Ｃに調整する。このようにして得られた発酵豚糞を膨軟竹粉と混合して本発明の土壌改良材が完成する。
また、膨軟竹粉は図１の揉摺機にて製造する。
まず、図１の揉摺機は、スクリュー破砕機とこのスクリュー破砕機の破砕材の移動方向に連続して設けた第一固定刃と第一回転刃、それに続く第二固定刃、第二回転刃からなる。竹材はホッパーから投入されると回転する２本のスクリュー（２本水平に並んで内側に回転）は竹材を排出口付近に巻き込み、揉み解しながら細かく砕いていく。より多く揉み解すために、竹材はすぐに排出口から出ないように第一固定刃で排出量を制限し、第一固定刃の隙間から出た排出口側に出た竹材を、第一回転刃でさらに細かく切断する。第一回転刃で切断された竹材は第二固定刃にぶつかり、第二固定刃の隙間から出た竹材は第二回転刃で切断し、排出口から竹材を排出する。このように揉摺機で処理された竹材を膨軟竹材と表現する。
膨軟竹粉６０％に、水分１５％以下に調整した二次発酵物を３０％混合する。

従来竹繊維は硬く、難分解性のため土壌改良材として利用は困難であったが、揉摺機により繊維を膨軟化することにより優れた土壌改良材として利用することが可能になった。
本発明の土壌改良材は、従来のように土壌中のバクテリアを死滅させたり、ミネラル分を減少させること無く、竹材の有する栄養素を土中に供給したり、土壌中で発生する農作物に有害なガス等を多孔質繊維に吸着除去する効果がある。
また、竹林の拡大防止の際に伐採される竹材を有効利用するため、廃棄物処理の必要も無くなり、自然素材を利用した環境に優しい土壌改良材であり、地温の安定化効果もある。本発明の土壌改良材は又、農作物の植え付け後、株元より畝全体に厚さ５ｃｍで被覆することにより雑草の発育を抑えることができる。土壌改善効果に加え、雑草の抑制効果もあるため、除草剤やポリエチレンフィルムは不要になる等の効果がある。

スクリュー式揉摺機 夏期の露地での地温安定性 冬期のハウスでの地温安定性 土壌の膨軟化効果

竹粉の製造方法を図１により説明する。
図１の揉摺機は、スクリュー破砕機とこのスクリュー破砕機の破砕材の移動方向に連続して設けた第一固定刃と第一回転刃、それに続く第二固定刃、第二回転刃からなる。竹材はホッパーから投入されると回転する２本のスクリュー（２本水平に並んで内側に回転）は竹材を排出口付近に巻き込み、揉み解しながら細かく砕いていく。より多く揉み解すために、竹材はすぐに排出口から出ないように第一固定刃で排出量を制限し、第一固定刃の隙間から出た排出口側に出た竹材を、第一回転刃でさらに細かく切断する。第一回転刃で切断された竹材は第二固定刃にぶつかり、第二固定刃の隙間から出た竹材は第二回転刃で切断し、排出口から竹材を排出する。
揉摺機から竹材が膨軟竹材として排出される。

この膨軟竹粉は発酵豚糞と混合されて、土壌改良材として使用されるが、土壌混用型と被覆型では膨軟竹粉と発酵豚糞の配合割合も変えることが望ましい。
(1)土壌混用型
膨軟竹粉 ５０〜７０％
発酵豚糞 ３０〜５０％
(2) 被覆型
膨軟竹粉 ７０〜８０％
発酵豚糞 ２０〜３０％

なお、発酵豚糞は以下のように製造した。
発酵豚糞の配合比率は、豚糞 ７５〜８５％、山土 １０〜１５％、米ヌカ ５〜１０％、ミネラルおよび酵素 ２〜３％、酵母・乳酸菌 １〜２％とし、まず、豚糞と山土をエアレーション自動撹拌機で混合し一次発酵させた後、残りの材料を加え、同じくエアレーション自動撹拌機で二次発酵させる。発酵中のＰＨは牡蠣殻粉末により６．０〜６．５に調整した。

(1) トマトでの土壌改良材の性能評価
１５アールのハウス内でＡ、Ｂ、Ｃ各５アールの３区画に分け評価した。
Ａ 植付１月前に１立方メートル全面処理
Ｂ 植付１月前に１立方メートル全面に鋤き込み処理、植付後さらに畝へ被覆
Ｃ 無処理
施肥はＡ、Ｂ、Ｃ同一条件とした。
(2) 植付後２月間は差異は見られなかったが、２月後にＡ区に白カビが発生し、微生物の活動を確認した。竹材の発酵分解が開始した判断できる。Ａ区に続いて、Ｂ区にも白カビは発生した。一方、Ｃ区には白カビは発生しなかった。
(3) トマトの生育については、収穫開始まで差はなかった。追肥は３区とも同量、同時期に行なった。
(4) 収穫開始後、Ｃ区の樹勢は衰えが目立ってきた。一方、Ａ、Ｂ区は樹勢の衰えは無かった。

（１）夏期の地温効果
夏期の（８月）高温期栽培時における地温の効果を図２に示す。
キャベツの露地栽培に本発明の土壌改良材を土壌に被覆処理した場合と無処理の場合について地温の変化と気温を示す。地温は３回測定した平均値である。土壌改良剤は地面から約５ｃｍ被覆した。本発明の土壌改良材を被覆した場合は気温の変化に対し一定の地温が維持できることが分かる。８月のキャベツの定植期は気温、地温共に上昇するため活着までに日数を要するが、本発明の土壌改良材を被覆した場合は地温上昇がなく活着（発根）が促進された。また地温が上昇しないことから土壌水分の蒸発も抑制され初期生育が良好であった。更にキャベツの軟腐病の発生も無かった。この原因として、地温が一定であることにより土壌微生物の増殖が活発化し土壌の団粒化（膨軟）が促進されたためと思われる。一方無処理の場合は、軟腐病が１０％発生した。

（２）冬期の地温効果
冬期、トマトのビニールハウス内で本発明の土壌改良剤の地温効果を確認した結果を図３に示す。土壌改良材を５ｃｍ被覆した場合と無処理の場合についてハウス内の気温と共に示す。無処理に比べ、土壌改良材で被覆した場合は地温が安定化することが分かる。施設園芸の場合ハウス内の温度調節は自由にできるが、地温の変化により作物の生育が大きく左右されるため地温の維持は重要である。

（１）土壌の膨軟化効果
ビニールハウス内を３区画に分け、胡瓜を栽培し、土壌の膨軟化促進効果を確認した。土壌の土質は火山灰土壌を使用した。
Ａ区 薬剤処理（土壌消毒；薬剤はメチルブロマイド使用）
Ｂ区 定植後土壌改良材を約５ｃｍ土壌に被覆
Ｃ区 定植前１月前に土壌改良材を土壌１０アール当たり２ｍ³鋤き込み、前面散布し、さらに定植後土壌改良材を５ｃｍ被覆
各区１回／月、土壌を５リットルの容器に採取し重量を測定した。結果を図４に示す。その結果定植後２月後から差が現れ、８月後にはＣ区はＡ区の約２０％の重量減となり膨軟化効果が見られた。Ｂ区でもＡ区に対し顕著な膨軟化効果が確認できた。

本発明の土壌改良材は、農業分野の農作物栽培用土壌として好適であると同時に、農作物を植付後、株元の土壌に被覆することにより、雑草の生育を抑える効果があり、これにより株元へのフィルムシート等の使用を不要にすることができる。

１ ホッパー
２ スクリュー
３ 第一固定刃
４ 第一回転刃
５ 第二固定刃
６ 第二回転刃
７ 排出口
８ モーター

Claims (2)

1. 畜糞を山土に混合して一次発酵物を得、穀物、ミネラル、酵素、酵母および乳酸菌と混合して二次発酵させ発酵豚糞を得、この発酵豚糞と、竹材を揉摺機で処理した膨軟竹粉とを混合したことを特徴とする土壌改良材
   
2. 請求項１において、膨軟竹粉が孟宗竹から得られるものであり、畜糞が豚糞、穀物が米穀であることを特徴とする土壌改良材
   
   

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