(57)【要約】      （修正有）【課題】家畜動物の飼育によって、排出される温室効果ガスの削減は飼育管理技術の改善によって減少するとされているが有効な技術が区立されて普及されるには至っていない。【解決手段】畜産動物の飼育のために用いる水として通常利用される水道水および又は深井戸水を高効率赤外線放射性にすぐれたセラミックと接触させ、活性化された水に改質、改良して使用することで、動物の生命活動を活発化し、食物の消化作用を円滑化することにより、畜産業に於ける温室効果ガスの抑制及び飼育動物の成育促進方法を得る。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
畜産動物を飼育する畜産業において飼育水として通常使用される水道水及び又は深井戸水を、高効率赤外線放射セラミックとして高温焼成した成形物と接触させて、改質水に（改良水）変換したのち使用することを特徴とする、畜産業における温室効果ガスの抑制及び飼育動物の生育促進方法。
【請求項２】
水の改質材は核部と基層部及び表層部からなる焼成物であって核部は陶磁器材料用粉体の成形物とし、基層部は赤外線の波長領域で高効率の赤外線放射能力を有する組成物を用いて施釉し、表層部は基層部の表面をガラス状の薄膜状として保護することを特徴とする請求項１に記載の畜産業における温室効果ガスの抑制及び飼育動物の生育促進方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は家畜の繁殖、育成、肥料、乳や卵等の畜産物の生産を目的とする畜産業に於いて、飼育される動物に与える水として、セラミック処理した活性水を用いることで動物が摂取した飼料の消化、吸収が活発化し、排泄する糞中の二酸化炭素、メタン及び大腸菌群数の減少が著しくなることを認め、更に肉牛や豚の飼育期間が１ヶ月短縮される結果が得られ、畜産分野に於ける温室効果ガスの排出抑制、飼育動物の生育促進ひいては飼料の節減に関する。
【背景技術】
【０００２】地球温暖化防止対策は全世界的な規模での取り組みがなされており、我が国に於いては２０５０年までの長期目標として現状から６０〜８０％の温室効果ガスの排出削減を行なうという目標を揚げて世界に誇れるような低炭素社会の実現にむけた施策を推進中である。【０００３】工業国である我が国に於ける農業分野の炭素換算での総温室効果ガスの排出量に占める割合は３，８％で比較的低く米国の置いては６％、酪農王国のニュージーランドに於いては国全体の５０％近くが農業、特に畜産業によるものであるという統計がある。【０００４】農業分野に於ける温室効果ガスの排出量の抑制対策として最も困難なものが畜産分野であり、飼育動物の排泄物から大気中に直接排出される亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）は二酸化炭素（ＣＯ２）の３１０倍の温室効果をもち、日本に於けるＮ２Ｏの総排出量の約１０％を占め、ＣＯ２の２１倍の温室効果をもつメタン（ＣＨ４）は牛、羊、山羊等の反芻動物特有のゲップから排出され、日本に於けるＣＨ４の５６，８％が水田及びゲップからのものであり、水田からのＣＨ４は排水条件の改善によって容易に処理が可能である。【０００５】農業、特に畜産業は人口の増加と食文化の向上に関係しており、世界の人口は１９６５年の３３億人から１９９８年には５９億人に増加し更に２０３０年には８３億人に達すると予測され、１９６５から１９９８年の間に１人当りのカロリーの摂取量は５００カロリー以上の増加があり、食肉用として処理される動物の数は１９６５年時点の１００億から１９９８年時点で５５０億に達し、更に２０３０年には約１０００億に達するものと推定され温室効果ガスの排出量の抑制対策がなさらなければ１９９８年時点の約１，８倍に達することになる【０００６】家畜動物の飼育によって、排出される温室効果ガスの削減は飼育管理技術の改善によって減少するとされているが有効な技術が確立されて普及されるには至っていない。【０００７】世界の温室効果ガスの約５％は家畜のゲップから排出されるメタンガスであり、反芻動物の胃の中に存在する微生物は何百種類の微生物が存在し炭化水素である草の繊維質を低級脂肪酸に転換しエネルギー源とするが、同時に水素や二酸化炭素をメタン菌によってメタンガスに変換してゲップとして二酸化炭素の２１倍もの温室効果ガスであるメタンガスを主成分とするガス状で排出する。【０００８】例えば牛の排出するゲップの量は１０時間当り１，０〜１，５リットルでありその３／１はメタンガスとされており、１年間の排出量は乗用車の１０００ｋｍの走行にお匹敵する値であって、世界中で約１０億頭と推測され、更に山羊、羊を加えると３０億頭を超えることから世界中の約５％の温室効果ガスは家畜のゲップであると計算される。【０００９】このゲップを減少させる方法が盛んに研究されているが、化学物質例えば抗生物質等の他、カシューナッツの殻からとれる油を餌に混合してメタンの８０〜９０％も減少させる等の研究結果もあるが、こうした農作物や化学物質の生産及び製造はエネルギーの消費を伴い、温室効果ガスを新たに発生することになるほか、食品化された場合の安全性の問題が解明されていなく更に経済性の問題も存在する。【００１０】本発明者等は永年セラミック活性水（又は機能水とも称する）の研究開発と取組み、その結果地下水や水道水を天然鉱物を主成分として、水にイオンとして溶出しないように高温焼成したセラミックに接触させることで水のクラスターサイズが小さくなり、そのために、水の加熱沸騰時間が短く、蒸発し易い水になることを確認し更に加えて病院及び老人ホームに於いて本セラミック活性水を用いることで風邪引き等の患者の大幅な減少効果を確認し制菌能力があることが判明した。【０００１１】このクラスターの小さくなった水は生物の組織。細胞の狭く、小さな通路を容易に通過し、栄養分の補給、毒性のある老廃物の排出作用等新陳代謝を活発化し、酵素の生体内での機能化に役立ち、生物学的効果として水和、分解反応、触媒作用等が期待され、生命体に調和する水、換言すれば健康に良い水であり、人間はもとより動植物全般に適用も易るものであり、家畜動物の飼育水としてこのセラミックによる水の改質、改良を行なう。【００１２】その結果家畜の排泄直後の糞を分析した結果、大腸菌群の減少、二酸化炭素及びメタンの減少を認め更に肉牛及び豚の飼育期間が１〜１，５ヶ月短縮されるという驚くべき結果を得て、畜産業に於ける温室効果ガスの抑制及び飼育動物の生育促進方法を提案する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】本発明に類する技術の公表はなされていないが、従来からセラミックによる水質改良水は酪農、養豚、養鶏用として、乳牛の病気の解消、健康保持、品質改善、搾乳量の増加、肉質の改善、成長促進等に効果がありそうだと推定されているが技術的な裏付けはなされていない、このような効果は飼育動物の健康維持による食物の消化吸収を促進し栄養分のロスの少ない排泄物化をする作用を果たすものと考えられる、特に消化器官の活発化によって異常醗酵を抑制することによって二酸化炭素やメタンの発生を抑制することも考えられる。【００１４】畜産動物の排泄する糞の分析を行なって上記の事実を確認し、効果的なセラミック活性水を飼養水として供給方法を提供することが本発明の課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１５】上記の目的を達成するために、本発明は高効率赤外線放射セラミックとして波長３μｍから１４μｍの領域において赤外線の放射率が少なくとも０．８８以上、より好ましくは０．９０以上であって１２５０℃以上の温度で焼成した強固で耐久性のある球状、リング状、ハニカム状、棒状及びナマコ状等の形状が挙げられ、水との接触効率の良好で流動抵抗の少ない方法にすることが望ましい。【００１６】水とセラミックとの接触方法としてはセラミック成形体を充填したカートリッジ式のものから、充填塔形式の大型のものまで対応することが可能であり、ポンプによって送水される配管系に組み込む方法、貯水槽からの送り出しポンプに循環系を設けてこの循環系に組み込む方法等が挙げられ、水とセラミック体とを流動接触させることによって改質改良水にする。【００１７】上記の高温焼成したセラミックは天然の麦飯石等のようなミネラルの溶出はなく、セラミックを充填した管、塔及び充填層などを水道水や井戸水を１回或いは循環させる方式によって通水処理することでセラミックから放射される赤外線の微弱なエネルギーによって水分子間の水素結合が切断されてクラスターサイズの小さい水に変化することが、水の蒸発速度の向上や水の沸騰速度の向上等で立証されている。【００１８】常温に於いても生命体の成長を促進するとされる赤外線、別名  成育光線とも称される波長２μｍから１４μｍの赤外線を効率よく放射するように工夫された上記のセラミックと水との接触によって赤外活性化し、生命体の主成分である水が生理及び生体現象に大きな影響をもたらす。【００１９】水は波長２μｍから１６μｍの巾広い範囲に赤外線の吸収があり、特に２，７４μｍ（３６２５ｃｍ−１）に基本吸収波長があり、次に６．２７μｍ（１５９７ｃｍ−１）に吸収波長があって、２．７４μｍの波長は水の温度上昇に関係する波長中心であり、６．２７μｍの波長は水分子を切断し、細かくする場合の波長中心であってこの６．２７μｍの波長はＨ−Ｈ結合の変角運動を促す波長であって水滴や水蒸気のＨ−Ｈ結合が切断されたときこの水滴や水蒸気はマイナスの電荷を帯び、人体がこの水滴や水蒸気を呼吸したとき体内を還元性に導き酸化や老化を防ぐものと考えられている。【００２０】このように高効率赤外線放射セラミックによって改質、改良された水は健康に良い水即ち生命体に調和する水であり全ての動植物にとって有益な水である。【００２１】畜産動物の飼養において健康管理が最も重要であり、特に消化器官を健全に保つことで飼料の節減、異常醗酵の抑制、成長の促進等の効果が得られ併せて糞等の排泄物の減少と二酸化炭素、メタン及び窒素化合物等の温室効果ガスの排出抑制になる。【００２２】本発明は畜産業における温室効果ガスの抑制及び飼育動物の生育の促進方法として、畜産動物の飼養水としてセラミック改質、改良水を与えることを提案するものである。
【発明の効果】
【００２３】以上の説明から明らかなように、本発明にあっては、次に列挙する効果が得られる。
（１）生命体に調和するセラミック活性水を飼養する畜産動物に与えることで健康が維持され旺盛な食欲による成育の促進と併せて消化不良や異常醗酵が減少しゲップ、糞尿等の排泄物が減少し、ひいては温室効果ガスの抑制がなされる。
（２）高騰する飼料の損失が軽減され併せて飼育期間が短縮されて給飼する量が節減される。
（３）セラミック活性水特有の脱窒素作用によってアンモニア、アミン等の窒素化合物を含む畜舎特有の悪臭の発生が軽減される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明を実施するための水の改質、改良材であるセラミックの断面図である。
【図２】同実施の形態における水とセラミックとを接触させるための水配管に設置するチャンバーの模式図である。
【図３】同実施の形態における水の活性化改質の実施の模式図である。
【図４】同実施の形態における水の活性化改質の実施の模式図である。
【図５】排泄直後の牛糞の二酸化炭素の濃度の測定図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】以下本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
はじめに本発明に用いるセラミックによる水の改質、改良について説明する。
【００２６】水などの多原子分子は回転、振動、電子などの状態の内部エネルギーを有しており分子を構成する原子の結合状態によって特有の振動を行なっておりその振動と等しい振動数の電磁波によって振動の共鳴が起こり光を吸収する。
【００２７】分子は振動による内部エネルギーを有すると同時に、それと同じ振動エネルギーを吸収し、その波長領域は赤外から可視、紫外まであるが特に強い領域は赤外線領域である。
【００２８】種々の岩石はその成分に起因した振動スペクトルを有しており、この振動スペクトルが水の振動スペクトルと等しければその振動は共鳴し、水分子を励起し、水分子は励起状態から基底状態への遷移、水分子の会合が切断されて大きなクラスターから小さなクラスターになり、水の蒸発速度が増加し、或は沸騰時間が短縮する等の現象が起こることが知られている。
【００２９】図１は、セラミック材１は核部２と基層部３と表層部４からなる高温焼成したセラミック材であって、核部２は通常陶磁器に用いられるシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア等を成分とする素材を単独又は混合して用いた成形物とし、基層部３は釉薬として、例えば花崗岩のような親水性で且つ赤外線領域に最大振動スペクトルを有する岩石を用い層間水を除去するとともに結晶構造の変化、再結晶化を行なうことで赤外線の放射率を高め、２００〜４５０メッシュに粉砕したものを８０〜９５重量％と、補助剤として核部２との熱膨張率の差を埋めるとともに岩石成分の効果を助長させる効果がある酸化チタン、酸化コバルト、酸化鉄などの混合物を５〜２０重量％とを混合したものを用い、表層部４はガラス化した皮膜を形成させて、セラミック成形物の表面の保護膜としたものである。
【００３０】図２は、セラミック材１を充填して、水との接触を効率よくするための配管系設置用のチャンバーであって、１１はチャンバー本体、１２は配管用接続継手、１３はセラミック材の流出防止用の目皿１４はセラミックの出し入れ口を示す。
【００３１】図３は、水の給水系統にセラミック材を充填した図２で示すチャンバーに水を１回通過させる方式のフローシートであって、２１はセラミック充填チャンバー２２はセラミック充填チャンバーへの水道水（以下普通水と称する）の供給配管、２３はセラミック活性水（以下改良水と称する）の出口、給水管、２４は複数の給水ヘッダーを示す。
【００３２】図４は水の給水系統にセラミックを充填した、図２に示すチャンバーに通水し貯水槽３１からの送水ポンプ３２の吐出配管の貯水槽３１〜の循環配管３３に図２で示すチャンバーを、３４は貯水槽３１への補給水配管、３５は貯水槽３１への補給水用ボールタップ弁３５、３６はポンプからの送り出しメイン配管、３７は複数の供給水ヘッダーを示し、規模の大きい施設用の改良水の給水フローシートを示し、必要に応じて３４の補給水配管又は３６の改良水の送り出し配管に２１の改良剤の充填されたチャンバーを設置してもよい。
【実施例】
【００３３】普通水と図３の方式による改良水を４ヶ月間与えた２グループに区分し、同一条件で管理飼養した牛の排泄直後の糞の二酸化炭素の発生量を測定比較したものを図５に示す。【００３４】図５は２秒間隔で二酸化炭素を測定する方式の分析装置によって１０分間（６００秒間）測定した。【００３５】測定は（株）ユー・ドーム社製のＣＯ２測定器Ｃ２Ｄ−Ｈ１０を用い巾２００ｍｍ、長さ３００ｍｍ、高さ２８０ｍｍの蓋付ポリ容器に夫々のグループの牛の排泄直後の糞の２００ｇを採取してポリ容器中に入れ、ＣＯ２センサーユニットをポリ容器にセットし蓋を閉止した状態で２秒間隔で１０分間測定した結果１０分間（６００秒）の間では直線的に増加しており、ＣＯ２濃度（ｙ）と時間（ｘ）の関係は普通水のグループでは、ｙ＝１．３９５ｘ＋５５０、改良水のグループではｙ＝１．００３ｘ＋５５０となり、ＣＯ２濃度の増加勾配は、普通水では１．３９５ｐｐｍ／秒、改良水では１．００３ｐｐｍ／秒であり、普通水を与えたグループに対して改良水を与えたグループの方が、約２８％減少した結果であった。尚測定時の温度は２７．３〜２７．７℃、湿度４７．４〜３９．８％ＲＨであった。【００３６】上記の基礎的な実験結果を基に牛および豚について普通水と改良水を与えたグループについて、排泄直後の糞の二酸化炭素とメタンおよび大腸菌群数の分析を行なった。【００３７】［別表１］にその結果を示す。【００３８】試験および分析方法は、排泄直後の糞を密封容器に入れ、５℃の低温に保持し、夫々の試料約２０ｇを採取して、精秤した後テドラーパックに入れてシールし、テドラーパック内を真空にした後、空気を夫々１ｌ封入し３０℃の恒温槽にて、６０分養生した後、パック内のガスをシリンジで計り取り、ガスクロマトグラフで分析した。【００３９】ＣＯ２は島津製ガスクロマトグラフＦＩＤメタン還元炉、ＣＨ４は島津ガスクロマトグラフＦＩＤを使用した。【００４０】表１に示す結果から二酸化炭素、メタン及び大腸菌群数の何れもが改良水を与えることで大巾に減少しており、改良水を与える効果顕著であり、牛糞の二酸化炭素は（８２／３１６）×１００＝２５．９％となり減少率７４．１％、大腸菌群数は（３，６００／１３，０００）×１００＝２７．７％となり減少率７２．３％、減少の割合は近似して、改良水の効果が著しく、畜産動物の飼養水として極めて有効であるという結果が得られた。【００４１】更に牛及び豚の肥育期間が１〜１．５ヶ月平均３５日間短縮され、そのために飼料の削減をはかることが認められた。【００４２】牛、山羊、緬羊等の反芻動物のゲップが温室効果ガスの大きな発生源でもあり、消化器官での異常醗酵を抑制する作用も大腸菌群の減少という観点から考えると当然減少するものと推定される。
［別表１］
【産業上の利用の可能性】
【００４３】肉牛用のメスの小牛の肥育結果は子牛のセリ原票によって比較した結果は普通水（上水道水）を与えた郡では３１０日飼育で平均体重３０５．０ｋｇ、一日あたりの体重は０．９８７ｋｇで、一方改良水（上水をセラミック処理した水）を与えた郡では２９１日飼育で３６８．５ｋｇ、一日当りの体重は１．２６４ｋｇであり、通常一日当りの体重はメス牛０．９ｋｇ、オス牛で１．０ｋｇが標準となっており一日当りの体重の比は（１．２６４ｋｇ／０．９８７ｋｇ）×１００＝１２８％であって牛糞中の二酸化炭素及び大腸菌郡数の減少
【００４４】更に養豚場における飼育結果の経営の報告の経営によると通常７ヶ月の出荷であるが６ヶ月で１００ｋｇ近くあり約１ヶ月短縮出荷となり、飼育肥料約１ヶ月分の節減及び１ヶ月の飼育期間の短縮によって豚舎の回転率が円滑になった。
【００４５】更に別の８００頭を飼育している養豚業の経営者からは最近出荷した上物率が９２％であり、従来の上物率７４％に比べて１８％も向上し、この地域の養豚部会でトップの経営者の上物率８２％を１０％も超える結果が得られたのみならず、肥育期間が１ヶ月近く短縮され、飼料の削減に加えて臭気及びハエが大巾に軽減され畜産公害が軽減されたという報告がなされた。
【００４６】本発明は動物を飼養する産業である畜産業、動物園のほか、魚類等の生物を養殖する水産業および水族館等の飼養水に適用される極めて有効且つ経済性が高く環境に優しいものである。
【符号の説明】
【００４７】１，セラミック材
２，核部
３，基層部
４，表層部
１１，チャンバー本体
１２，配管用接続継手
１３，セラミック材の流出防止用目皿
２１，セラミック充填チャンバー
２２，セラミック充填チャンバーへの普通水の供給配管
２３，改良水の出口給水管
２４，複数の給水ヘッダー
３１，貯水槽
３２，送水ポンプ
３３，ポンプから貯水槽への循環配管
３４，貯水槽への普通水の補給配管
３５，貯水槽への補給水用ボールタップ弁
３６，ポンプからの送り出しメイン配管
３７，複数の供給水ヘッダー
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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