JP5537854B2 - リン肥料の製造方法、および該方法で得られるリン肥料 - Google Patents

Description

本発明は肥料の製造方法、及びこの方法により得られる肥料に関し、さらに詳細には、天然物である梅の種子を原料とし、これを昨今の環境破壊などの問題を生じることなく、簡便な方法で経済性良く高濃度のリン肥料とすることができるリン肥料の製造方法、及びこの方法で得られる天然物由来のリン肥料に関する。

従来、窒素、カリウムとともに農産物の生育に必須のリン成分を供給するリン肥料は、リン鉱石などの鉱物由来のものや、生物（海鳥の***物、微生物など）由来のものの他に、活性汚泥や下水汚泥の焼却灰、あるいは海や湖の深層水を逆浸透膜で処理してリン化合物を高濃度にした水等が知られている。

しかし、近年来の世界的なリンの枯渇が懸念されており、また、日本では原料のリン鉱石は輸入に頼らざるを得なかったり、上記した従来の各種リン肥料の製造には多大の工程や製造設備を要するため製造コストが膨大になるばかりか、設備設置箇所の確保や設備の保守管理を余儀なくされ、製造コストの一層の高騰を招くなどの種々の問題があるところから、市場では製造に要する工程が少なく、低コストで安定したリン肥料の供給が急務とされている。

特開平 ８−１１９７７８号公報 特開２００２−２９８７１号公報 特開平 ５−３０１７９１号公報

本発明は上記状況に鑑みてなされたものであり、原料の入手が容易で、しかも大がかりな設備を要さずして安価に、かつ、簡便に製造することのできるリン肥料の製造方法、並びにリン肥料の提供を課題とする。

本発明者は上記課題達成のため、リン肥料の主原料としてリン鉱石や化学工業での副産物等のリンを含む無機物質に代えて、リン肥料の原料となる物質としてリンの含有量が多い天然物由来の有機物質に着目し、天然物由来の有機物質を使用して、原料が含有するリン成分を簡便な手法で植物が吸収し易い形態のリンの化合物に分解、抽出してリン肥料を得ることのできる手法を見出すべく鋭意検討を重ねた。
その結果、種々の有機物質について検討する中で、我が国において季節を問わず比較的大量に消費され、したがって大量に発生し廃棄される梅の種子、特に種子の内部のいわゆる“仁”の部分には、比較的高濃度のリンが含まれており、また、梅の種子には青酸に由来する窒素も含まれているとの知見を得た。

梅の種子は土壌中にそのまま放置、又は埋設しておいても特に弊害はなく、リン肥料や窒素肥料を必要とする作物が栽培される土壌中にそのまま鋤きこんでもよいが、単に土壌中に放置しておいただけでは種子の外側の殻の自然分解には長時間を要するところから即効性に乏しく、土壌の性質や季節に合わせた施肥量の制御も難しい。

本発明者は、種子を含む梅の果実に発酵菌を添加して空気中において発酵処理することにより、該種子中のリン成分を植物が土壌中において吸収可能なリン酸イオンとなり易い形態のリンの化合物として簡単に抽出され、リン肥料とすることができることを見いだし本発明に到った。

従来、原料を発酵処理することによって肥料を製造する方法としては、例えば畜産廃棄物や汚泥などを用いて発酵槽等で発酵処理する発酵肥料の製造方法（特許文献１、２等）や農産物廃棄物等の植物由来の堆肥原料に微生物による発酵生成物を添加して堆積、発酵、熟成させる堆肥の製造方法（特許文献３等）を始めとしていくつも提案されているが、梅の果実を原料とし発酵菌を用いればその発酵処理が容易に進行することや、梅の果実を原料として発酵処理によりこれをリン肥料とする方法については従来知られていない。

本発明者は以下の構成を採用することによって前記課題を解決することができた。すなわち、本発明は下記（１）〜（５）の構成からなる。
（１）本発明のリン肥料の製造方法は、梅の種子、又は種子を含んだ梅の果実に発酵菌を添加して好気条件下で発酵処理することを特徴とする。
（２）前記（１）に記載の本発明のリン肥料の製造方法においては、前記種子が梅干又は／及び梅酒に加工した後の果実から採取された種子であることが梅の利用効率を高める上でより好ましい。
（３）また、前記（１）又は（２）に記載の本発明のリン肥料の製造方法は、前記発酵菌が高温菌であることが発酵効率を高める点でより好ましい。
（４）さらにまた、前記（１）〜（３）のいずれかに記載の本発明のリン肥料の製造方法は、前記発酵処理する温度が２５℃以上であることが好ましい。
（５）また、本発明のリン肥料は前記（１）〜（４）のいずれかに記載の製造方法により製造されることを特徴とする。

本発明のリン肥料の製造方法によれば、枯渇が懸念されているリン鉱石やリン酸カルシウム等、化学工業での副産物などリン成分を含む無機物質を使用せず、天然物由来の有機物質であり、しかも季節を問わず常時大量に消費され、廃棄される梅の種子を原料としているため、原料が容易、かつ安価に入手することができる。
さらに、原料である梅の種子に発酵菌を添加して発酵処理するだけなので、特別の生産設備や広大な場所は要さず、また、製造のプロセスも簡便なため、経済性良く植物に対して吸収が早い高濃度のリン肥料を製造することができる。

以下、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明のリン肥料の製造方法は、梅の種子や種子が取り除かれていない梅の果実を原料とし、これを発酵菌の作用により発酵処理することによって、梅の種子のままでは植物に吸収され難い形態で該種子中に存在するリン成分を、水分を含む土壌中において植物が吸収し易いリン酸イオンとして解離し得る形態のリン化合物に分解するものである。

すなわち、本発明のリン肥料は概略、下記のプロセスにより製造される。
出発原料として梅の種子、又は種子を含んだ梅の果実（以下、梅の種子、及び種子を含んだ梅の果実を単に梅の種子という）が用いられる。梅は梅の樹木からもぎ取られた生の果実をそのまま使用しても、また、梅干として加工し食された後に廃棄された種子や、梅酒等に加工した後の果実から採取された種子を用いてもよいが、梅干としたものや梅酒等に加工した後の果実から採取された種子を用いれば、梅の利用効率を高める上でより好ましい。

次に、採取された梅の果実をライカイ機、ロールミル、乳鉢などの粉砕手段によりほぼ１〜５ｍｍ程度の大きさに機械的に粗砕してリン肥料の原料を調製する。
次いで、得られたリン肥料の原料を土壌の露出した地面やコンクリート床等の上に野積み状態で堆積させ、この堆積体（機械的に粗砕し堆積された梅の種子を、以下「原料種子堆積体」ということにする）の全体に散水して該堆積体の水分含有率がほぼ３０〜５０％となるように水分調整を行い、該堆積体の内部の１ヶ所、又は数カ所に発酵菌を含有する菌床を埋設、配置する。
なお、発酵菌は原料種子堆積体の内部の１ヶ所、又は数カ所に埋設、配置するのではなく、最初に粗砕された梅の種子と混合しておいてから地面やコンクリート床等の上に野積み状態で堆積させて原料種子堆積体としてもよいことはいうまでもない。

次に、原料種子堆積体中に０．５〜１重量％程度の蔗糖、果糖等を添加することによって原料種子堆積体中に糖分等の栄養分を供給し、保温のために塩ビシートなどのプラスチク製シート、ムシロ、稲藁等で原料種子堆積体全体を覆って、周囲の温度が２３〜２５℃以上の温度下で一定期間放置する。

菌床を加え、水分調整するとともに、栄養分を与えてシート等で覆った状態で一定温度のもとで放置しておくことによって、原料種子堆積体が発酵しはじめ、そのため内部温度が発酵熱によって徐々に上昇する。
原料種子堆積体を放置している間、発酵菌の増殖をより活発にするため、およそ１週間に１回程度の頻度で覆われているシートを取り除いて空気を吹き込みながら切り返し（攪拌、混合）を行うことが発酵を促進し、均一に発酵させる上でより好ましい。
なお、本明細書中において発酵とは梅の種子が微生物により分解されてゆく現象をいう。

粗砕された原料種子は、前記のように地面やコンクリート床上に堆積させて放置しておくのではなく、例えばステンレス、コンクリート、レンガなどからなる貯留槽（発酵槽）を設け、その中に菌床や栄養分とともに収容して放置しておいて貯留槽（発酵槽）の中で発酵させてもよい。
粗砕された原料種子に添加する菌床中に含有させる発酵菌としては、グラム陰性菌、放線菌、乳酸菌など、ほぼ５０℃以上で増殖が活発となる高温発酵菌、又は３０℃〜４０℃で増殖が活発となる中温発酵菌が使用される、特に高温発酵菌を用いるのが発酵処理のための時間を短縮できるのでより好ましい。これらの発酵菌は、例えばペースト状にした厨芥、家畜糞、魚かす、骨粉などと混合して増量したものを使用してもよい。

このようにして、一定期間放置された原料種子堆積体は発酵処理が進むにしたがってその内部の温度が次第に上昇し、一定の温度に達すると反対に温度低下が始まる。内部の温度がおよそ６０℃以上の一定温度に達した後、やがて徐々に低下し始めると原料種子堆積体の発酵はほぼ完了し、梅の種子中のリンの成分が分解されて土壌中の水分によって植物に吸収され易いリン酸イオンを解離し得る形態に変化し、本発明のリン肥料が得られる。
本発明の製造方法により梅の種子の発酵がほぼ完了し、リン肥料が仕上がるまでには、種子原料の仕込み量にもよるがほぼ２０〜３０日の時間で十分である。
このようにして得られた本発明のリン肥料は、さらに必要に応じて施肥しやすい任意の粒径に粉砕される。

次に実施例により本発明を説明する。
〔実施例１〕
梅干の種子１００ｇを十分に乾燥し、ロールミルで最長部分の長さがおよそ３〜５ｍｍ程度の大きさになるように粗砕して原料種子を調製した。
次に、得られた原料種子をコンクリートの床上に堆積して原料種子堆積体とし、原料種子堆積体に対して約２重量％の割合の砂糖を全体に散布し、これに水を添加して原料種子堆積体の水分含有率がおよそ４０％となるように調整した。
次いで、原料種子堆積体内部のほぼ中央部分に高温発酵菌を含んだ菌床を埋め込み、堆積した原料種子の外部から内部の温度が確認できる状態で温度計を挿入し、その上をビニールシートで覆って周囲温度２５℃の環境下で放置した。
放置した原料種子堆積体は、７日に一度の割合で表面を覆ったビニールシートを取り外し、ファンで空気を送りながら切り返し混合して原料種子堆積体の表面を空気に接触させた。

このようにして放置された原料種子堆積体の発熱によって内部温度が室温（２５℃）から次第に上昇しはじめ、放置後２８日で内部温度がほぼ８０℃に達し、やがて８０℃よりも低下し始めたので、放置後３０日目でビニールシートを除去し、この堆積体をかき集めて攪拌し、篩いにかけて粒径を揃えてリン肥料を得た。

得られたリン肥料を純水中に懸濁させ、十分に攪拌してからその上澄み液を分取し化学分析したところ、上澄み液からはリン酸イオンが検出された。
一方、このリン肥料の原料である梅干の種子１００ｇを１０００ｃｃの純水中に７日間放置し、その上澄み液を同様に化学分析したところ、上澄み液からはリン酸イオンは検出されなかったことから、本発明のリン肥料には、水分を含む土壌中において植物が吸収し易いリン酸イオンを解離する成分が含まれていて、リン肥料として即効性が高いことがわかる。

Claims (5)

1. 梅の種子、又は種子を含んだ梅の果実に発酵菌を添加して好気条件下で発酵処理することを特徴とするリン肥料の製造方法。
2. 前記種子が梅干又は／及び梅酒に加工した後の果実から採取された種子であることを特徴とする請求項１に記載のリン肥料の製造方法。
3. 前記発酵菌が高温菌であることを特徴とする請求項１又は２に記載のリン肥料の製造方法。
4. 前記発酵処理の温度が２５℃以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のリン肥料の製造方法。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の製造方法により製造されることを特徴とするリン肥料。