(57)【要約】【課題】バイオマス生産消費バランスの崩れが食料・燃料・環境破壊の要因となっており、バイオマス増産が重要性を増している。一方で、農薬・化学肥料に依存した耕作地は酸性雨雪の影響もあり土壌生態系が衰退し、耕土硬盤層を形成し、硬盤層に堆積する化学物質や過剰窒素が土壌腐敗や地下水汚染・農産物に吸収される残留窒素酸化物として生活慣習病やアレルギー疾患の健康被害の一因となる。【解決手段】公園緑地や街路樹、道路・鉄道・河川法面や林野間伐材等の植物体残渣の鮮度を維持し含まれる酵素群やミネラル群、有機栄養分を加水粉砕して水溶性リグニンと共に土壌還元して土壌微生物群の活性化を図り、汚染土壌の浄化や耕土団粒化を促進する。植物体残渣を溶液資材化して炭素循環回転率を高めバイオマス増産を図る。【選択図】図１
2010149029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
間伐材・風倒木・果樹更新等により発生する基幹抜根残材や街路樹・道路法面・公園緑地等から発生する剪定木や草木残渣および農地から発生する規格外れ農産物や非食部残渣等の植物体資材を破砕・切削する工程と、
植物体資材の鮮度維持や養分抽出手段として酵素を混合し加水粉砕すると共に酵素処理して溶液状にする有機溶液化工程と、
得られた有機溶液の浮遊物や沈降物を分離する固液分離工程と、
有機溶液を熟成・濃縮する工程とを有することを特徴とする植物体資材の溶液資材化方法。
【請求項２】
請求項１記載の植物体資材を破砕・切削する工程は、鮮度維持と養分流出を最小限にすべくシャー角のついた変則ネジレ刃の二軸破砕機による中間処理工程であり、該中間処理工程によって得られる中間処理材は有機溶液資材を添加して草木腐葉土や土壌改良材、マスキング材として土壌還元し炭素資材供給源として資材化利用することを特徴とする植物体資材の利用方法。
【請求項３】
前記加水粉砕して有機溶液化する酵素処理は、植物体残渣に含まれるエキスや酵素群・ミネラル群を添加酵素と共に溶液中で接触させて物質遷移を高効率に行い、水溶性リグニンやヘミセルロースの分解を早める酵素処理によることを特徴とする請求項１記載の植物体資材の溶液資材化方法。
【請求項４】
請求項１記載の有機溶液に含まれる浮遊物や沈降物を機械的に固液分離して酵素処理固形資材を製造することを特徴とする植物体資材の利用方法。
【請求項５】
前記有機溶液を熟成・濃縮する工程は、浮遊物や沈降物を分離せずに溶液化促進するために酵素資材・微生物資材・ミネラル鉱物・微生物増殖栄養源等を添加し、熟成環境を整備して特定機能を発揮する高機能養液化の製造工程であることを特徴とする請求項１記載の植物体資材の溶液資材化方法。
【請求項６】
請求項１、３、５のいずれかに記載された植物体資材の溶液資材化方法によって得られた有機溶液を、土壌還元し土壌浸透することで土壌生態系の回復を促進し、硬盤層の汚染物質を増殖源として土壌浄化を促進することを特徴とする微生物土壌浄化方法。
【請求項７】
請求項６に記載の微生物土壌浄化方法による鮮食の連鎖の生化学作用を加速し、生態系の生命活性化による炭素循環回転率を高めて植物によるバイオマス増産を図ることを特徴とする不耕起栽培自然農法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物体資材を破砕・加水粉砕し、酵素処理して有機栄養資材化する植物体バイオマス変換技術とその利用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生態系の食物連鎖は鮮食が基本である。生態系の食の連鎖を構成する最下位は微生物であり、植物、動物と上位への食物連鎖に繋がりヒトが最高位に位置している。生命活動の成長・増殖の源泉となる原材料は植物が光合成により生産する植物体バイオマスである。植物が生産消費して賦存するバイオマスを動物・植物・微生物が利活用している。生命体の起源は単細胞生命体が枝分かれして豊かな生態系に発展してきたとされる。細胞レベルでは構成元素濃度や種類には大差ない。２０種類とされるアミノ酸は生命体共通の有機化合物質である。地球を構成する生物・地殻・土壌・海水・空気の元素濃度を表１に示す。生物の元素濃度は炭素・酸素・水素が９８％であり、とりわけ炭素濃度が約４０％である。炭素と水分が生命活動の維持には不可欠である。土壌生態系には生命活動の必須材料である炭素が不足している。植物体残渣を養液化して土壌還元して土壌生態系を回復すれば、炭素回転率を高めてバイオマス増産に繋がる。
【０００３】
生命活動は有機物を再生利用する。酵素と補酵素のミネラルによる複合作用でイオン交換して必要な物質、元素、電子を消化・吸収して、成長し、増殖してきた。主に植物が生産消費し、薄く、広く賦存するバイオマスを有機分解・合成・物質遷移・再生利用して生命体が発生以来、命脈を繋いできた。ＤＮＡにより細胞内で生産される酵素群とミネラル類の複合生体化学作用により生態系を発展させてきた。増殖や生命維持に必要な材料は大気・水・土壌・有機物から集積している。その生体化学作用に注目し、難題であった家庭生ゴミ資材化装置を開発し、生態系と調和した有機資源循環システムを構築し提供した（特願２００８−０５１５８２酵素養液の製造方法と利用方法、及び有機資源循環方法）。
今回は植物体資材を有効利用して農産物等のバイオマス増産に応用する方法を提供する。
【０００４】
また、本発明に関連する先行技術としては、「活性化液の製造方法、活性化液、活性化液の使用方法及び活性化液の製造装置」が、提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３４４７８４６号（第１頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
農薬・化学肥料に依存した農耕地は酸性雨雪の影響もあり、耕土の土壌微生物群や水生生物等の生態系に壊滅的な打撃を与えている。耕地硬盤層に堆積する化学物質や過剰窒素が腐敗土壌や地下水汚染源となり、農産物の残留窒素酸化物としてヒトに摂取され、生活慣習病やアレルギー疾患の健康被害として影響している。吸収しきれない余剰肥料・農薬や除草剤等の硬盤層堆積物は土壌微生物の生育・増殖材料として有効利活用を促進し、土壌微生物群を増殖させて土壌生態系を豊かにする土壌体質の改善が極めて重要な緊急課題となっている。穀倉地帯の微粒子化した表土が春先には砂埃となる砂漠化現象を解消し、土壌生態系の基盤となる炭素量の回転率を高め、水溶性リグニン等の高分子有機物質を補給し土壌団粒化を促進することで、生態系回復の源泉となる土壌体質の改善を図る必要がある。
【０００６】
生態系の食物連鎖の源泉は土壌生態系の健全な回復にある。土壌生態系の健全性とは、土壌微生物の種類が多様で生菌数が多く、土壌の団粒構造が発達し、空隙率が高く通気性に優れ、保水性や撥水性に優れて、適度な湿度を保ち、断熱性や保温性に優れ、土壌の固結化を防ぎ膨軟復元性が高く、土壌生態系が豊かであり、生命活動による有機分解・物質遷移・再生利用が活発な状態である。植物生育に必要な原材料の集積には化合物を作りやすい炭素濃度の高い健全な土壌環境が必要である。
生命体で樹木が最も長寿である。定位置で太陽エネルギーと生存環境の土壌・空気・水から総ての原材料を集積して光合成によりバイオマスを生産する。バイオマスを生産消費しながら、賦存するバイオマスで動物・植物・微生物を賄い有機資源循環系を構築している。樹木等植物体には生命活動に必要な生命体の原材料は総てバランスよく存在する。とりわけ、高分子有機化合物のリグニンが土壌生態系の重要な物質役割を果たす。
植物体資材には生命体が生育に必要な総ての元素を集積しているのであり、生化学に必要な必須ミネラル・希少ミネラル等をバランスよく完備している。可溶性・不溶性リグニンやセルロースは土壌団粒構造の接着剤として土壌微生物が利用する。土壌団粒は機能的な多孔質体であり土壌微生物の生息基盤の重要な役割・機能を果たす物質である。
また、微生物は有機分解・物質遷移・再生利用の鮮食の連鎖の出発点である。
【０００７】
公園緑地や街路樹、道路・鉄道・河川法面や林野間伐材は定期的に整備されている。間伐材や剪定木・除草残材は放置され、あるいは運搬・集積・堆肥化されたり焼却処分されてきた。植物体残材の鮮度を維持し含まれる細胞内・外の酵素群やミネラル群、有機栄養分を加水分解して食物連鎖が高まるように溶液化する。水溶性リグニンと共に土壌還元して土壌微生物群の活性化を図り、土壌生態系の回復や土壌体質改善を促進することが出来る。養分溶出滓の難分解性リグニンは地域燃料の自給率向上や土壌への炭素供給源として重要な役割・機能を果たす。植物体は水と空気と太陽エネルギーを利活用し光合成により生育に必要な元素を大気・水・土壌から集積してバイオマスを生産し、その賦存量で生命体を養ってきた。不要なものはない。その有機分解・合成・物質遷移・再生利用の生態系の食物連鎖は鮮食が基本である。
【０００８】
硬盤層の形成は吸収性の良い化学肥料の影響で植物の根張り機能が限定される。表層部の薄い耕土範囲に根張り領域が狭まり植物吸収根が土壌微粉化を促進する。土壌微粒子が雨水等で沈降し、一定の層で目詰まりを起こす。吸収されない肥料成分や余剰農薬や除草剤が堆積し、硬盤層を形成する。硬盤層が形成されると植物の吸収根の活性範囲が更に狭まる悪循環に陥る。その結果、硬盤層の形成が進み、表土流出、砂埃の砂漠化現象、地下水汚染の硝酸態窒素、硬盤層堆積の冨栄養の窒素等が土壌腐敗を引起す原因となる。蓄積する有機化合物等を含む硬盤層は酸素欠乏状態で主に嫌気性微生物群の増殖材料となる。これに対し酵母や乳酸菌等の微生物資材と共に酵素養液で希釈して土壌還元すると嫌気性微生物群の増殖で土壌硬盤層が解消されて、浄化を促進することが出来る。微生物増殖状況を知れば、土壌浄化状況が把握できるのだろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
植物体に含まれる元素構成濃度や種類は生命体共通で同じようなもの。植物体残渣を養液化する工程は機械力を利用して短時間処理で鮮度を維持する。土壌微生物や植物が吸収しやすい有機栄養溶液化には資材に含まれる酵素群やミネラル群も機能する。養液化することで農産物生育や増殖に必要な物質や元素は吸収性の良い状態で殆ど含まれている。短時間で世代交代する微生物群のエサや増殖原料の物質遷移や再利用は高効率に元素レベルでも行われる。微生物増殖は短時間であり、エサが多いと増殖し供給量に柔軟対応する。
水溶性リグニンや難分解性高分子資材は微生物群の生存環境として機能する。土壌団粒化は土壌微生物の生息状態に依存する。植物体溶液資材化の狙いは土壌微生物等生態系の回復であり、微生物が生成する糖やアミノ酸等の植物生育に吸収性の良い物質遷移を加速する。土壌微生物の増殖によるバイオマス増産である。土壌生態系の回復は食料と燃料及び生存環境を同時解決できる。微生物環境とヒト環境は本質的には全く共通する。
【００１０】
本発明に係る植物体資材の溶液資材化方法の一形態によれば、間伐材・風倒木・果樹更新等により発生する基幹抜根残材や街路樹・道路法面・公園緑地等から発生する剪定木や草木残渣および農地から発生する規格外れ農産物や非食部残渣等の植物体資材を破砕・切削する工程と、植物体資材の鮮度維持や養分抽出手段として酵素を混合し加水粉砕すると共に酵素処理して溶液状にする有機溶液化工程と、得られた有機溶液の浮遊物や沈降物を分離する固液分離工程と、有機溶液を熟成・濃縮する工程とを有する。
【００１１】
本発明に係る植物体資材の利用方法の一形態によれば、前記の植物体資材を破砕・切削する工程は、鮮度維持と養分流出を最小限にすべくシャー角のついた変則ネジレ刃の二軸破砕機による中間処理工程であり、該中間処理工程によって得られる中間処理材は有機溶液資材を添加して草木腐葉土や土壌改良材、マスキング材として土壌還元し炭素資材供給源として資材化利用する。
間伐材や果樹更新時の根幹部材の破砕粉砕工程はファイバー・シュレッダー設備があり、オガコ製造機がある。皮革・繊維部分の裁断機能を有する植物体資材化処理の具備要件を満たす既存設備から厳選すればよい。
【００１２】
本発明に係る植物体資材の溶液資材化方法の一形態によれば、前記加水粉砕して有機溶液化する酵素処理は、植物体残渣に含まれるエキスや酵素群・ミネラル群を添加酵素と共に溶液中で接触させて物質遷移を高効率に行い、水溶性リグニンやヘミセルロースの分解を早める酵素処理によることを特徴とすることができる。
リグニンやヘミセルロースを資材化するには膨潤処理できる設備を選定すれば良い。バイオマス増産は有機溶液化して土壌還元して土壌微生物や植物が消化吸収しやすい状態にして、土壌微生物のエサとすることで増殖し硬盤層の解消や作土の体質改善の促進可能な資材製造方法であることを特徴とする。土壌微生物のエサは好気性・嫌気性微生物を問わず増殖するので、表層土及び深層土の土壌体質改善が同時に進行する。在来微生物農法や有機栽培農法に併用することで、有機分解・物質遷移・再生利用を高効率化しそれらの技術を底上げできる。
【００１３】
本発明に係る植物体資材の利用方法の一形態によれば、前記の有機溶液に含まれる浮遊物や沈降物を機械的に固液分離して酵素処理固形資材を製造することを特徴とすることができる。
固液分離の溶液ろ過技術は、特定成分を抽出する方法もあり、ろ過して中水循環利用も可能である。更に、浸透膜利用による浄水ろ過技術もある。固形物は篩利用による風乾燥から加圧絞りまで用途・目的に応じて手段を選ぶ。溶液用途も液状飼料や機能水、バイオリアクター資材等多様である。土壌微生物浄化の用途が主流となろう。
固形物はヘミセルロースやリグニンを大量に含んでおり、多段篩やサイクロンで分級すれば固形物の用途が多様化する。酵素処理資材であり、培養土利用や石炭と同じ熱量があるので粉体燃料の利用も可能である。菌床材としての利用方法も広がる。粉砕しているので風乾燥も容易で水分調整材利用も可能となる。目的・用途に応じて固液分離装置を選定すれば良い。
酵素処理による物質遷移の方法は最速で高効率のバイオマス変換技術であり、微生物作用の１０２から１０３の物質遷移速度である。微生物の世代交代は数１０分程度であり、
その生命活動の支えるのが酵素触媒作用である。
【００１４】
本発明に係る植物体資材の溶液資材化方法の一形態によれば、前記有機溶液を熟成・濃縮する工程は、浮遊物や沈降物を分離せずに溶液化促進するために酵素資材・微生物資材・ミネラル鉱物・微生物増殖栄養源等を添加し、熟成環境を整備して特定機能を発揮する高機能養液化の製造工程であることを特徴とすることができる。
醸造技術や肥溜め理論を応用して人為的な環境制御方法等をなるべく回避して人為的な化学物質は使用せず、還元領域に保持しつつ蒸散や熱伝導による物質転換ロスを最小限にするための開口面積を最小にする。機能水や活性化液製造方法と呼ばれる農業分野の在野技術を厳選する。
【００１５】
本発明に係る微生物土壌浄化方法の一形態によれば、前記の植物体資材の溶液資材化方法によって得られた有機溶液を、土壌還元し土壌浸透することで土壌生態系の回復を促進し、硬盤層の汚染物質を増殖源として土壌浄化を促進することを特徴とする。
土壌汚染源は汚染物質溶液が土壌浸透することにより水路が形成される。水溶液による土壌微生物のバランスの取れたエサもその水路の痕跡を辿り、土壌汚染源に到達する。農地硬盤層の道案内は土壌自体が教えてくれる。企業跡地の土壌汚染の解消も安価で確実に精度よく高効率に土壌浄化が可能となる。土壌微生物のエサである有機溶液は土壌浄化の
特定微生物のバイオリアクター資材として利用すれば、汚染土壌浄化に機能を発揮する。
【００１６】
本発明に係る不耕起栽培自然農法の一形態によれば、前記の微生物土壌浄化方法による鮮食の連鎖の生化学作用を加速し、生態系の生命活性化による炭素循環回転率を高めて植物によるバイオマス増産を図ることを特徴とする。
耕土は植物の吸収根や土壌微生物等の土壌生態系が好適な土壌環境を形成する。土壌微生物のエサが欠乏すると農産物等の収量が減少する。土壌を耕すのは土壌生物・土壌微生物・植物吸収根等の土壌生態系である。
不耕起栽培とは土壌微生物の生存環境の健全性を意識した栽培方法であり、農産物に残留する窒素・硫黄酸化物を抑制し塩素の過剰状態を回避する有機資源循環の農法である。
【００１７】
また、本発明に係る植物体溶液資材化コンポーネント処理装置によれば、植物体資材を溶液資材化する単独処理装置群をコンパクトに集積して構成することができる。
植物体資材を溶液化するまでの単独機能を発揮する機械設備は「物つくり技術立国」の
日本には殆ど存在する。破砕切削工程、有機溶液化工程、固液分離資材化工程、溶液熟成工程に動力供給装置、給水装置をコンパクトに集積して構成して植物体溶液資材化装置とする。動力供給は太陽光・風力・バイオマス熱機関等により、給排水は雨水、河川、水循環による資源循環型の資材化コンポ装置とする。アダプト制度や生垣奨励による緑化環境を加速する資源循環型社会で発生する植物体残渣の自己完結型の資材化設備である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の効果は例えば街路樹剪定木や公園緑地の植物体残材などの定期的に発生する地域行政が担当する植物体バイオマスを燃やさずに、消化吸収性の良い土壌生態系を回復する資源に変換し、バイオマス増産の資材として農業分野に提供することで、農薬や化学肥料の依存から脱却し、農業生産コストを削減し、農産物を増収することが出来る。公費による地域環境破壊活動による植物体の廃棄物処理の誤りを是正し、植物体資材化による有効利活用方法の発想転換を図り、地球規模の今日的課題である食料・燃料・生活環境への意識変革を促進することで持続発展可能な地域環境の保全に向けた方向転換が可能となる。植物体残材の資材化利用は作土の硬盤層の解消や農産物に残存する硝酸体窒素残留濃度を低減する効果もあり、人体への病害被害を軽減することで地域医療費用の削減効果も顕在化する。安全で安心な地域特産農産物が量産できる。また、果樹剪定木や農産物残渣の野焼きを積極的に解消することが可能となる。庭木剪定木や地域環境保全の生垣奨励策や交通路の土手草等の植物体資材化にも道を開き、工業的手法で断絶した「農業と環境と健康」を横断的に修復し、行政が見落として来た地域生活者の精神的な豊かさの具現化事業として再認識することになろう。
【００１９】
本発明の効果は、農業分野に導入された工業的手法の誤りを正す事になろう。工業化社会の弊害として経済活動による二極化構造や管理化社会の分断した人間関係を修復し、地域社会の活性化を図ることができる。縦割り行政の分業化社会のコスト高や不便さの反作用に気がつき、専業化による生活基盤の確保できそうにない社会構造や将来不安にも気付き、半農半商・半農半工等の兼業化の進展が期待される。バイオマスの生産量が消費量を上回れば、生態系が育んできた生物多様性の修復が可能となり、衰退してきた精神的な豊かさを再認識して将来への展望が広がるのであろう。大量生産技術による国力もボーダレス化の進展で国際的地位を急速に下落する中で、食糧危機を回避するための具体的方法として再認識されるのであろう。農業分野に生化学を再認識することでコストを掛けずに安心安全な農産物が増産でき、農薬や化学肥料の自縛から開放されて、農業分野の手軽さと奥深さが再認識され、好奇心旺盛な他産業から農業分野へ転職が加速され、農業が魅力ある新世紀型産業として新分野を切り開くと考えられる。
【００２０】
本発明の効果は、例えば工業的手法の過信に対する問題提起でもある。バイオマス変換技術は生化学分野であり人為的な制御方法の工業技術分野ではない。目先の問題解決型の悪さ退治の暫定策でなく将来を見据えた課題達成型による良さ追及の根本対策である。生態系や生命体を対象とした生科学分野は時々刻々状況が変化する。その状況変化に対応する人為的制御技術は実現不可能であろう。生態系の生命活動は不可逆であり、手抜きは許されない。物質レベル、元素レベル・電子レベルの物質遷移の世界である。高効率で繊細な生化学による生き物の世界である。多面的な総合的判断を必要とする。正解はひとつではない。工業的手法による画一的な結果を得ようとすると間違える。人為的な低炭素社会の実現は生態系の生命活動と矛盾する。生態系は炭素濃縮による有機資源循環系の中に存在しており、酸化でなく還元領域を意識する必要がある。有機物廃棄でなく有機物の利活用が生態系の復元に貢献する。有機物廃棄処理で生態系と調和する工業的方法は殆ど見当たらない。工業的方法は部分的に断面的に人為的制御に依存することで連続する循環系構築は成立しにくい。
【００２１】
本発明の効果は、例えば新たな有機資源循環システムの出現を促す。生態系のバイオマス循環系は多彩であり、生命活動の消化・吸収・代謝の複雑な有機分解・物質遷移・再生利用の循環系を構成している。その循環系には生物学的元素転換の作用が含まれている。良く引用されるマグネシウム（Mg）と酸素（O）の結合でカルシウム（Ca）を合成したり、カリウム（K）と水素（H）でもカルシウムを合成するのであり、背景には酸化還元電位（ORP）の制御を生態系がしているとも考えられる。そのような生体化学作用は人為的に環境制御する工業技術的な荒っぽい手法では実現できない。有機資源循環システムでは生化学作用を科学する必然性が高まることになり、健全な生命活動が有害物を無害化するメカニズムが解明されるなど、人知が進展するのだろう。同様にして有害物質汚染土壌の無害化のメカニズムが土壌生態系の活性化により解明されるのだろう。脊椎動物が陸上進出を可能にした背景には体液を一定のｐHに維持するカルシウム貯留の必要性があり、細胞単位でカルシウムイオンのポンプ作用による塩素の細胞外排出の解毒作用もある。塩素は強烈な酸化作用のハロゲン族であり、過剰な塩素は生命体が共通の毒性元素でもある。生化学によるカルシウム合成機能が進展した背景に生命活動の進化が存在するのだろう。
バイオマスを生態系が利用しやすい形態で自然界に還元することは生命活動を支える重要なことである。バイオマス生産消費バランスを回復し、生産量が消費量を上回れば、生態系は発展するのであり、植物体に含まれる最大の生物資源であるリグニンやヘミセルロースの高効率な生態系への利活用方法や循環の回転率を高める仕組みをより多く確立する必要があろう。バイオマスは地域食料と燃料及び生命体の生存環境を整備する機能を発揮する生命体に最も重要な有用物質である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
発明を実施するための最良の形態例として、以下の実施例を有する。
【実施例１】
【００２３】
図１に本発明による植物体資材化工程の一形態をフローとして示す。
植物体残材を破砕粉砕して草木堆肥化する方法は既に存在する。が、木質系資材を含めて加水粉砕して酵素処理して溶液資材化する方法が本発明である。溶出する可溶性物質は土壌生物・微生物等のエサとなり、土壌生態系を豊かにする。水溶性リグニンやヘミセルロースは土壌生態系が土壌環境保全の主材料となる。不溶性リグニン等はエネルギー源として地域燃料源として利活用ができる。植物体溶液資材化に必要な設備・機械・装置は既存技術で存在しており、性能・機能の優れたものを選定して組み合わせて構成する。
【００２４】
植物体の根幹残渣（Ａ）を発生源で租破砕装置（１）によって疎粉砕（イ）する。これを切削破砕装置（２）で一定の大きさに裁断する。皮革・根幹部分の繊維質裁断が目的であり、オガコ製造機やチッパー、シュレッダー等で良い。最近は２軸のシャー角を備えたネジレ刃の破砕装置もあり、２０〜３０ｍｍ程度に裁断する。シャー角は騒音を低減し動力も少なくてすむ。剪定木等の枝葉末節や里山の竹材等（Ｂ）は更に細かく１０ｍｍ程度に切削し破砕する。粉砕処理材は土壌改良材（ロ）や草木腐葉土、マスキング材等にも使用できる。
農場で出荷選別される規格外れや農業残渣は、植物体に合わせたシュレッダー等の設備で破砕・切削し、農地に漉き込んでも良い。土砂や鉱物等の異物混入は３％希釈酵素養液（Ｃ）に浸潤して異物分離（３）をすると共に酸化による腐敗劣化を予防する。更に加水し酵素添加（Ｄ）しながら加水粉砕装置（４）で攪拌し溶液化をする。攪拌は粉砕資材と酵素群の接触頻度を高めるために行う。吸水量は重量比で資材の倍程度は必要である。溶液資材化は植物体のエキス抽出や加水分解と共に物質遷移を行い微生物群や植物が消化・吸収しやすい溶液化が目的である。浮遊物・沈降物の混合溶液も土壌微生物の増殖や硬盤層の土壌改良効果の優れた資材として利活用が出来る。１０Ｌ／ｍ２位を目処に状況に合わせて土壌還元する。溶液浮遊物や沈降物は集積熟成して腐葉土（ハ）として利活用できる。また、熟成過程で微生物作用やミクロファージの消化吸収を促進し、ミネラル豊潤な酵素溶液とすることが出来る。活性化液や機能水と呼ばれ、液クロマトグラフィーによる成分分析が可能である。
【００２５】
酵素処理を終えた溶液は必要により固液分離装置（５）で溶液と残材に分離する。難分解物質の残材は堆積して酵素醗酵培養土（ニ）として資材化する。堆肥化熟成期間は素材特性にもよるが従来の１／５程度に期間圧縮して生育障害の発生しない草木腐植培養土となる。ろ過した有機栄養溶液は１０倍程度に希釈して土壌微生物のエサや植物成長促進材として土壌還元が可能である。酵素処理した残材はヘミセルロースやリグニンを主成分で石炭と同程度の発熱量があるので固形燃料や粉体燃料としても重要性を増す。また、分級することで多様な機能性用途が広がる。もちろん、きのこ菌床材としても好適な資材となる。
【００２６】
植物体の溶液資材化は鉱物資材のミネラル群・市販流通している酵素資材・微生物資材・微生物増殖栄養源等の補助資材（Ｅ）を添加・混合し溶液熟成工程（６）を経由して濃縮し、特定用途の高機能溶液（ホ）の資材化が出来る。酵母や乳酸菌等嫌気性微生物利用による植物成長促進資材や光合成菌利用による植物増殖促進資材等の高機能溶液資材（７）として農業用酵素溶液（ヘ）、土壌硬盤層や汚染土壌微生物浄化材等の環境浄化資材（ト）や酵素原液資材（チ）等の多様な溶液資材化が可能である。これらの溶液は植物にとっても吸収性が良いので希釈して液肥としても使用できる。植物体の溶液資材化は原材料を厳選すれば飼料や肥料に変換が可能である。食品加工技術や医薬技術を導入すれば酵素資材化による機能性食品の酵素資材や医薬品、工業原材料への利活用分野が広がる。溶液資材化による農業分野への酵素群溶液利用は農業技術を革新する。
【００２７】
固液分離装置（５）を経由せずに浮遊物や沈降物を含む混合液を総て溶液化することも出来る。熟成・養生してバイオマス増産目的の溶液資材であり、土壌生態系の食物連鎖を加速することができる。原材料や補助資材を厳選して多機能性溶液の製造も可能である。養分や成分・生成物の蒸発散を予防し、還元領域の醗酵や醸造技術を導入する。大気接触による酸化や腐敗を未然に防ぎ、人為的な加熱や冷却を極力避ける必要がある。急激な環境変動や熱変動を避けるための断熱手段として地下埋設の恒温環境が必要となる。
【００２８】
植物体資材には光合成により自然界から集積した養分やミネラル、酵素群の必要な材料が総てバランスよく含まれている。その酵素群やミネラル群で物質遷移を加速する新たなバイオマス変換の利活用方法である。鮮度を意識して植物体エキスや細胞内外酵素、補酵素の微量ミネラル成分を利活用して、水溶液化して食物連鎖による炭素循環回転率を高める方法であり、その下支えをする土壌微生物群のエサ作りの方法である。微生物群は細胞内・外酵素とミネラル群を利用して、数時間の世代交代の中で物質・元素・電子レベルの物質遷移を酵素群の生化学触媒作用で行うのである。鮮食の連鎖による生科学の酵素複合作用は人類にとって殆どが未知の分野である。有機分解・合成・物質遷移・再利用の生命活動の原点は単細胞の生命体が発生して以来、今も確実に生態系の中で継続し実行されている。生化学作用は人類の科学技術力では制御不能の別次元の作用である。制御不能な理由は酵素複合作用の定量化や定性化が未定であり、多因子制御が人類の科学技術力で不能な分野である。
【００２９】
表１に、地球規模での生物・地殻・土壌・海水・大気の元素構成濃度を示す。（インターネット・ホームページ：“炭素循環農法”＜ｈｔｔｐ：／／ｆｒｅｅｔｔ．ｃｏｍ／ｔｅｎｕｋｉ／ｑａ／ｑａ１．ｈｔｍｌ＞より）
【表１】
2010149029.tif 000003
これは、農地の炭素循環の有効性を理論的に裏付ける科学データでもある。農産物を栽培する土壌には炭素が圧倒的に少ない。バイオマスに含まれる炭素源の供給が極めて重要である。生態系の生命活動は炭素を濃縮することでもある。酵素養液の乾物換算のＣ／Ｎ比が４０％以上であれば腐敗することはない。生化学作用を意識したバイオマス増産は農業と環境と健康を総合的に実現する。農薬や化学肥料に依存しない低コストの資源循環型農法が可能であり、健康な農産物には残留窒素が少ないので害虫が寄り付かないのである。幼虫は旺盛な成長力に必要な蛋白質の窒素源を必要とするが、健全な野菜には残留窒素がすくない。吸収性の良い健全な炭素源が豊富な土壌生態系が重要である。団粒構造が進展する土壌では不足する窒素分は空隙率の高い土壌の空気中から生態系が生命活動で集積する。土壌生態系の豊かさを実現している土壌では人為的に土壌環境を破壊する耕起は百害あって一利なし。不耕起栽培の自然農法が重要となる。また、土壌に必用な炭素資材としてヘミセルロースやリグニン等の高分子の難分解有機資材こそが、人類の発生する遥か以前から重要な役割機能を果たしている。
【００３０】
表２に、植物体溶液による土壌還元の土壌微生物垂直分布を示す。
【表２】
2010149029.tif 000004
同一地域の近隣農耕地における土壌微生物の生菌数の測定した結果である。化学肥料（Ｂ）に依存する農地には土壌微生物の生菌数が明らかに少ない。微生物依存の有機農法の土壌（Ａ）に家庭生ゴミ由来の有機栄養溶液を土壌還元した対象区を作り生菌数調査をした結果、傾向として土壌微生物の生菌数が増加していた。地表から深度４５ｃｍでは僅かに３ヶ月間で土壌団粒化が進行していた。スコップによる土壌切り替えし負荷が軽減された。土壌微生物の増殖は土壌団粒化を加速し、硬盤層を解消した。
【実施例２】
【００３１】
図２に本発明の植物体溶液資材化のコンポーネントシステム概念図として示す。
本発明の植物体溶液資材化の機械装置をコンパクトにコンポーネントシステム化した。資材化システムの基本構成要素は、資材供給装置（２１）、給水貯留装置（２２）、動力供給装置（２３）、資材破砕装置（２４）、加水粉砕装置（２５）、固液分離・脱水装置（２６）、固形物排出装置（２７）、溶液熟成装置（２８）である。
植物体資材を持ち込んで機械的に溶液と固形物に変換する仕組みである。投入する原材料を厳選すると溶液も固形物も多用途に資材化できる。構成要素の設備選択幅が広がる。目的用途に併せて設備・機能を厳選すれば良い。溶液資材も溶液レベル・中水から浄水ろ過までの資材化が可能となり、粉砕された固形物も分級方法により粉体・固形燃料・きのこ菌床材等多様な資材化が可能となる。良さを追求する可能性を求める課題達成型の思考方法が新技術を生み出す。
【００３２】
地球生態系を持続発展させる方法はバイオマス増産への関わりが重要性を増す。地球温暖化問題の打開方法は炭素循環系の回転率を高めることにある。とりわけ森林の果たした役割・機能は再認識されつつある。炭素回転率を高め生態系を活性化する必要がある。その視点から家庭の庭木や生垣剪定木、雑草が廃棄物として排出される。これらは大半が焼却される。これを根本的に見直す時期が到来しつつある。
都心部の生垣奨励・屋上緑化・壁面緑化・ベランダ菜園等が奨励されるが有機資源循環系が成立していない。落ち葉炊きや腐葉土堆肥化が次第に困窮する中で新たな方法が必要になる。有機物は放置すると腐敗し、変異し、悪臭公害となる物質特性があり、一方で生態系が利活用できる状態で炭素循環系に還元すればバイオマス増産が可能になる。その表裏一体の特性を認識しながらヒト社会の社会活動に融和する方法を具現化する必要がある。最善の方法は悪臭発生の未然防止の酸化領域からの脱却であり醗酵領域を維持することにある。緊急時は悪臭物質の分解であり酵素触媒作用の利活用である。生化学分野の技術進化が急速に進展しており、酵素利活用技術も進展するのだろう。
【００３３】
コンポシステムの動力はバイオマス熱利用による動力確保で自己完結型とする。植物体資材のリグニンやヘミセルロースの発熱量は石炭と同等である。その発熱量をエネルギー変換して動力源としてコンポシステムを運転する。自然式の粉体燃料方法でスターリングエンジンによる動力変換が好ましい。
給水は雨水や河川、伏流水・地下水等で供給する。溶液濃縮の水循環系も念頭におき現地調達を原則とする。コンポシステムは移動設置を可能とする。動力供給と給水課題を克服する理由は世界共通のバイオマス増産支援のコンポシステムにすることにある。食料・燃料の対応及び環境保全は世界の共通課題である。化石燃料を遥かに凌ぐ植物体のヘミセルロースやリグニン資材化利用が重要であり、変換要素技術の一端として工夫する必要がある。その工程でバイオマス増産による食料品増産がある。植物体資材を溶液化して土壌還元することで土壌生態系の回復によるバイオマス増産である。生態系を活性化させることにより、バイオマス賦存量を増大させて、食料と燃料を確保することにある。
【実施例３】
【００３４】
図３に本発明の植物体溶液資材化を新農業技術振興センターの参考図として示す。
植物体資材の溶液資材化の利用形態として未利用地域資源の有効利用方法がある。バイオマス利活用は環境的に経済的にも持続発展可能な唯一の無尽蔵な天然資源である。生態系は賦存するバイオマス利用で多様化し発展してきた。地球規模の優先課題が食料・燃料・環境問題である。打開方法はバイオマス増産しかない。科学技術がいかに進化しようともバイオマス増産は不可能である。その理由は酵素触媒作用にある。物質・元素・電子レベルの物質遷移は人類の科学技術力では実現しそうにない。バイオマス増産は人為的な制御技術の範囲外にあり、生態系に依存する。生態系の一部としてヒトもバイオマス収支バランスを意識した生活様式に変更が必要であり、バイオマス循環系から逸脱できないことによる。
【００３５】
有機資源の循環は有機分解・物質遷移・再生利用の生命活動の生化学で行われる。物質遷移は酵素触媒作用による。再生利用は鮮食の連鎖であり、成長・増殖・死活の連鎖でもある。その循環の舞台は土壌である。土壌生態系復元がバイオマス増産の原点であり最優先課題となる。その土壌生態系の最重要資材は植物体が生産し賦存して来たリグニンやヘミセルロースの高分子有機化合物である。生態系が無定形炭素を濃縮し利用する背景には炭素化合物の多様性や柔軟な水溶性を生態系が循環利用して来た。
この植物体資材は生命体が生存するに必要な物質は総てバランス良く完備されている。植物体資材を加水分解して溶液化して土壌還元して土壌生態系の活性化を促進する。土壌生態系が消化・吸収しやすい土壌微生物のエサとして還元し、食物連鎖が活性化することになる。土壌微生物がリグニンを利用して土壌団粒化を進め、植物吸収根が養分や生成物を吸収して成長する。土壌生態系の生存環境は土壌中で生命体が構築する。土壌生態系の豊かな耕土と不耕起栽培は土壌生態環境を保全している。
農薬・化学肥料に依存した近代農業技術は、大量生産による見かけ品質を意識した。農業と環境と健康を分断し人為的制御技術で農産物栽培が大量生産可能と勘違いした。その結果、冷蔵庫でも腐る農産物が流通している。生命体にとって有害な窒素酸化物の濃度が異常値となる。野菜に残留する硝酸体窒素や亜硝酸濃度が問題である。ＮＯｘ，ＳＯｘ、塩素濃度は生命体にとって共通の有害物質である。松枯れ、ブナ枯れ、笹枯れは酸性雨雪のＳＯｘの影響である。
【００３６】
生態系に融合する有機分解・物質遷移・再生利用の有機資源・酵素作用・環境保全は近代農業技術と異なる部分が多い。農薬は害虫を殺す限り毒であり、ヒトにも毒である。農業と環境と健康を一体的に対応する自然農法とは対極にある。農産物に残留する窒素成分を正常に保てば、害虫被害は受けにくい。農産物に残留する窒素分を幼虫が成長するために摂取するのである。植物体資材化の溶液利活用方法はバイオマス増産の新たな農業技術であり、コストの掛からない簡単農業である。新たな農業革新技術であり、農業技術普及センターが必要である。地域の未利用有機資源を地域生活者が参加して、聞いて、見て、体験できる植物体溶液化地域センターのモデルとして提示した。炭素循環回転率を高めて「農業と環境と健康」を同時に達成する農業革新技術である。
【００３７】
以上  本発明の好適な形態例をあげ説明してきたが、本発明はこの例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内で多くの改変を施しうるのは勿論のことである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】植物体資材の溶液資材化を示す工程図である。
【図２】植物体資材化コンポシステム装置の概念図である。
【図３】植物体溶液資材の地域利用による新農業技術振興センターの参考図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  租破砕装置
２  切削破砕装置
３  浸潤分離槽
４  加水破砕装置
５  固液分離装置
６  熟成養液槽
７  高機能溶液化
【図１】
2010149029.tif 000005
【図２】
2010149029.tif 000006
【図３】
2010149029.tif 000007