(57)【要約】有機肥料及びこれを製造するための方法。有機肥料は、徐放性窒素供給源、窒素供給源、リン供給源、カリウム供給源、キレート剤及び結合剤を含む。肥料は、乾燥成分を水と混合して湿潤混合物を生成することにより製造される。その後、湿潤混合物を押出機から押し出して切断することによりペレットを生成する。造粒肥料を用いることにより、肥料をより正確に施肥することができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
徐放性窒素供給源と、
速放性窒素供給源と、
結合剤と
を含有する、有機肥料。
【請求項２】
リン供給源と、
カリウム供給源と、
キレート剤と
をさらに含有する、請求項１に記載の有機肥料。
【請求項３】
前記徐放性窒素供給源が血粉を含んでなり、前記速放性窒素供給源が魚発酵粉末を含んでなり、前記リン供給源が軟質リン鉱石を含んでなり、前記カリウム供給源が硫酸カリを含を含んでなり、前記キレート剤がフミン酸を含んでなる、請求項２に記載の有機肥料。
【請求項４】
緩効性窒素を約４０〜約７０％を含有し、前記速放性窒素供給源が約１〜約１５％を構成し、前記リン供給源が約１０〜約５０％を構成し、前記カリウム供給源が約１〜約１５％を構成し、前記キレート剤が約１〜約３％を構成する、請求項３に記載の有機肥料。    
【請求項５】
前記肥料がペレットを含む、請求項４に記載の有機肥料。
【請求項６】
前記ペレットが０．０７９４〜約０．６３５センチメートル（１／３２〜約１／４インチ）のサイズに分別されている、請求項５に記載の有機肥料。
【請求項７】
前記徐放性窒素供給源が羽毛粉をさらに含んでなる、請求項３に記載の有機肥料。
【請求項８】
リグノスルホン酸塩をさらに含んでなる、請求項３に記載の有機肥料。
【請求項９】
全成分が有機物である、請求項２に記載の有機肥料。
【請求項１０】
全成分が認証された有機物である、請求項２に記載の有機肥料。
【請求項１１】
造粒有機肥料を製造するための方法において、
ａ）乾燥混合物を生成するために、徐放性窒素供給源、速放性窒素供給源及び結合剤を混合するステップと、
ｂ）湿潤混合物を生成するために、水分を添加するステップと、
ｃ）押出物を生成するために、前記湿潤混合物を押出機から押し出すステップと、
ｄ）ペレットを生成するために、前記押出物を切断するステップと
を備える、方法。
【請求項１２】
ステップａ）の前記混合が、各成分を別々に添加することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
ステップｃ）の前記押出が、前記押出機内に乾いた蒸気を注入することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
ステップｄ）の前記切断が、長さが約０．０７９４〜約０．６３５センチメートル（約１／３２〜約１／４インチ）のペレットを生成するために切断することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記方法が、ステップｄ）よりも後に乾燥ステップを有しない、請求項１１に記載の方法。    
【請求項１６】
前記水分が水蒸気を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記混合が、リン供給源、カリウム供給源及びキレート剤を混合するステップをさらに備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
前記ステップａ）において、前記徐放性窒素供給源が血粉を含んでなり、前記速放性窒素供給源が魚発酵粉末を含んでなり、前記リン供給源が軟質リン鉱石を含んでなり、前記カリウム供給源が硫酸カリを含んでなり、前記キレート剤がフミン酸を含んでなる、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
流出の低減方法において、
ａ）造粒有機肥料を生成するステップと、
ｂ）有機肥料の必要量を決定するステップと、
ｃ）前記必要量の有機肥料を施肥するステップと
を備える、方法。
【請求項２０】
前記生成が、造粒有機肥料を生成することを含んでなり、前記造粒有機肥料が徐放性窒素供給源、速放性窒素供給源、リン供給源、カリウム供給源、キレート剤及び結合剤を含んでなる、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、造粒有機肥料及びこれを製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
土壌で作物を生育させると、特に連作を行った後は、作物が利用できる生育に必要な養分が次第に枯渇していく。枯渇した養分の替わりとして、作物及び観賞植物を生育させる土壌に栄養肥料が施される。
【０００３】
有機産物を購入しようという活発な動きがある。価格が割高な有機産物を喜んで購入する消費者も多い。有機産物生産者が作物の有機認証を取得するためには、それが生産されるまでの過程（施肥を含む）の各段階が、認可された有機材料及び承認された手法から構成されていたことを証明しなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
入手可能な有機肥料は、一般に、単純な有機質肥料を含んでいる。先行技術の肥料は、無機質肥料では実現可能な窒素の徐放を行うことができない。そのため、有機農業で使用される肥料は肥効が不十分であることから、生産者は、土壌の養分を使い果たしてしまわないように作物の輪作を行わなければならず、また、植物が必要とする必須の養分を与えてやらなければならない。このようにすることで、今度は、本来所望している作物の生産量が低下してしまう。したがって、好適な有機肥料が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の特徴と考えられる新規な特徴を添付の特許請求の範囲に記載する。しかしながら、本発明自体ならびに本発明の使用の好適な態様、本発明のさらなる目的及び利点は、以下に記載する例示的な実施形態の詳細な説明を添付の図面と併せて参照することによって最も良く理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】一実施形態における造粒有機肥料を製造するための方法の工程を示す流れ図。
【図２Ａ】地面に置いた状態にある一実施形態のペレットを示す側面図。
【図２Ｂ】水分の吸い上げを開始して水分をペレット内部に輸送している一実施形態のペレットを示す側面図。
【図２Ｃ】崩壊を開始した一実施形態のペレットを示す側面図。
【図２Ｄ】崩壊後に消化可能な形態に変換された一実施形態のペレットを示す側面図。
【図３】一実施形態における押出機を示す側面図。
【図４】一実施形態における施肥器を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
ここで本出願人らの発明の幾つかの実施形態を図面を参照しながら説明する。別段の指定がない限り、全図面を通して、類似の構成要素は同一符号で識別するものとする。本明細書において本発明を例示的に開示するが、本発明は本明細書に具体的に開示されていない任意の構成要素の非存在下に適切に実施することができる。
【０００８】
一実施形態においては、有機肥料及びこれを製造するための方法を提供する。図１は、
一実施形態における造粒有機肥料を製造するための方法の工程流れ図である。一実施形態の第１段階は、次に述べる乾燥成分１０１ａを導入することである。
【０００９】
「有機」及び「有機物」という語は、炭素主鎖を含む分子骨格を有する物質、例えば生物由来の組成物を包含する。「有機物」という語はまた、「認証された有機」材料も包含する。本明細書において用いられる「認証された有機物」という語は、米国農務省（Ｕｎｉｔｅｄ  Ｓｔａｔｅｓ  Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ  ｏｆ  Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ）が定める全米有機プログラム（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｐｒｏｇｒａｍ）の基準を満たすか又はそれを上回る作物又は材料を指す。一実施形態においては、「認証された有機物」という語は、承認された場所で製造又は採掘されたわけではないが、「認証された有機物」と位置付けるに値する成分も包含する。一実施形態においては、「有機物」という語はまた、採掘された材料も包含する。例えば、リン鉱石は採鉱物であり、有機的な手法で得られるものではないが、有機農業に用いることが認められているので、「認証された有機物」とすることができる。この種の品目は有機物と見なされる。通常、無機質肥料は、無生物材料、例えば、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、尿素、リン酸アンモニウム、塩化カリウム等から製造される。無機質肥料は容易に入手することができ、通常は安価であるが、欠点も多い。多くの無機質肥料は、溶脱が起こり、それによって養分を所望の植物まで届けることができないという問題を抱えている。潅水が溶脱を引き起こす場合もあり、飲料水、井戸水、湖水等を汚染する可能性もある。養分が植物に到達しなければ肥料は基本的に無駄になる。さらに、無機質肥料は、過剰施肥又は長期連用により塩害が発生する濃度まで塩が蓄積する場合が多い。
【００１０】
次に示す表１に、一実施形態における有機肥料の乾燥成分の配合を例示する。一実施形態においては、有機肥料の成分は全て有機物である。ここに示すように、本配合は、徐放性窒素供給源、窒素供給源、リン供給源、カリウム供給源、結合剤及びキレート剤を含む。次にこれらの各々についてより詳細に述べる。
【００１１】
【表１】
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【００１２】
徐放性窒素供給源とは、標準的な土壌温度及び土壌条件下で３ヶ月経過した後も依然として窒素が溶出しており、利用可能な窒素が少なくとも５０％残留している供給源である。一実施形態においては、徐放性窒素供給源は、乾燥配合物の約４０〜８０％を占める。
徐放性窒素供給源は、単一成分から構成されるものであってもよいし、あるいは複数の成分から構成されるものであってもよい。一実施形態においては、徐放性窒素供給源は、血粉及び／又は羽毛粉を含む。
【００１３】
一実施形態においては、血粉は、配合の約０〜約８５％の範囲で変化する。他の実施形態においては、血粉は、配合全体の約３５〜６５％の範囲で変化する。他の実施形態においては、血粉は、乾燥配合物の約５０．０重量パーセントを構成する。一実施形態においては、血粉は、窒素の少なくとも１０％超を構成する。他の実施形態においては、血粉は、窒素の少なくとも１４％超を構成する。血粉は様々な動物由来の血液を含むことができるが、一実施形態においては、血粉は、家禽由来の血粉を含む。血粉はまた、シチメンチョウ及びブタ由来血粉を含むこともできる。本明細書において用いられる血粉とは、羽根、獣皮又は皮膚を除いた（製造をうまく実施しても不可避的に混入し得る微量混入物を除く）動物に由来する汚染されていない新鮮な血液を指す。従来法の何れかを用いることにより、配合前に血粉から水分を除くことができる。一実施形態においては、家禽由来の血粉は、タンパク質を少なくとも約８５％、水分を約３．５〜約８％及び脂肪を約１％未満含む。
【００１４】
血粉は様々な供給源から得ることができる。一実施形態においては、血粉は粉末形態にある。一実施形態においては、血粉は、施肥から２週間後も依然として窒素を溶出している。
【００１５】
一実施形態においては、徐放性窒素供給源は、羽毛粉を配合の約１〜約１０％の量で含む。羽毛粉は、窒素の遅延溶出を可能にする徐放性窒素供給源を提供する。一実施形態においては、羽毛粉は、少なくとも８％を超える窒素を含む。他の実施形態においては、羽毛粉は、少なくとも１１％を超える窒素を含む。羽毛粉とは、血液を除いて（製造をうまく実施しても不可避的に混入し得る微量の血液を除く）加水分解された汚染されていない家禽類の羽根を指す。一実施形態においては、羽毛粉は、タンパク質を少なくとも約８０％、水分を約３．５〜約８％及び脂肪を約８〜１０％含む。一実施形態においては、羽毛粉は、粉末を形成するために粉砕されている。
【００１６】
羽毛粉は様々な供給源から得ることができる。一実施形態においては、羽毛粉は、施肥から６週間後も依然として窒素を溶出している。
一実施形態においては、配合物は速放性窒素供給源（ｉｍｍｅｄｉａｔｅ  ｎｉｔｒｏｇｅｎ  ｓｏｕｒｃｅ）も含む。速放性供給源とは、標準的な土壌温度及び土壌条件下で、窒素の大部分が施肥後１ヶ月以内に溶出する供給源である。速放性窒素供給源は、ゆっくりと溶出する窒素を一部に含むことができるが、速放性窒素（ｉｍｍｅｄｉａｔｅ  ｎｉｔｒｏｇｅｎ  ｒｅｌｅａｓｅ）の窒素の大部分は施肥後３ヶ月以内に溶出する。したがって、徐放性窒素供給源は、緩効性窒素及び速効性窒素の両方を含むことができる。例えば、血粉は、徐放性窒素供給源に大別されるが、より速効性の窒素も一部に含むことができる。一部の窒素を速やかに吸収させることにより柔軟な対応が可能になる。例えば、一部の植物は速放性窒素供給源を必要とする場合があるが、その後、植物の生育サイクルの後半になるまではさらなる窒素を必要としないであろう。ある期間にわたって利用可能な窒素の量を調整することができれば、その期間全体を通して利用可能な窒素を必要な窒素量により近似させることができる。
【００１７】
一実施形態においては、速放性窒素供給源は、窒素を少なくとも約１０％含む。この窒素供給源は様々な供給源を含むことができる。一実施形態においては、速放性窒素供給源は、配合の約０〜約１５％の範囲で変化する。
【００１８】
一実施形態においては、窒素供給源は、魚発酵粉末を含む。魚発酵粉末は、魚の死骸を
有機物由来の酵素と混合することにより製造される。魚発酵粉末は窒素を速やかに溶出させる。一実施形態においては、有機魚のタンパク質を噴霧乾燥及び加水分解したものが利用される。一般に、魚発酵粉末は、粉砕及び乾燥を行った後に包装される。したがって、一実施形態においては、魚発酵粉末は粉末形態である。一実施形態においては、魚発酵粉末は水に可溶であり、したがって、水溶性が高い。このことは、施肥後に養分を植物まで送達しやすくなるという点で有利である。水中に溶解した魚発酵物は有機成分と見なされる。
【００１９】
一実施形態においては、魚発酵粉末は、窒素を少なくとも約１１％含む。一実施形態においては、魚発酵粉末は、Ｐ２Ｏ５を少なくとも約０．２５％含む。他の実施形態においては、魚発酵粉末は、Ｋ２Ｏを少なくとも約１％含む。したがって、魚発酵粉末を使用した場合、これはカリウム及びリンの供給源にもなる。上述したように、これらは両方共植物に必要なものである。一実施形態においては、魚発酵粉末のカリウム及びリンの少なくとも一部は速効性のものである。
【００２０】
一実施形態においては、本明細書配合物は、リン供給源を含む。一実施形態においては、リン供給源は、配合物の約１０〜約５０％を占める。一実施形態においては、軟質リン鉱石が利用される。軟質リン鉱石は、コロイド状リン酸（ｃｏｌｌｏｉｄ  ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）及び粘土を含む軟質リン酸としても知られる。一実施形態においては、軟質リン鉱石の大きさは、全ての軟質リン鉱石が１００メッシュの篩を通過するように調整されている。一実施形態においては、軟質リン鉱石は、水分を約６％〜約３０％含む。他の実施形態においては、軟質リン鉱石は、直径が約１／６インチ〜約１／３インチのペレットとなるように水と混合される。この軟質の岩石は、植物が養分として取り込むことができる唯一の形であるイオン化状態への変化がより速やかである。一実施形態においては、軟質リン鉱石は水溶性である。一実施形態においては、軟質リン鉱石は有機成分とみなされる。
【００２１】
一実施形態においては、軟質リン鉱石は、利用可能なリン酸をＰ２Ｏ５の形態で約１％〜約３０％含む。他の実施形態においては、利用可能なリン酸は約２％〜１０％である。一実施形態においては、Ｐ２Ｏ５の形態にあるリン酸は全体で約１０％〜約５０％であり、他の実施形態においては、リン酸は全体で約１５％〜３５％である。さらに、一実施形態においては、軟質リン鉱石は、カルシウムを約１０％〜３０％含む。軟質リン鉱石中には、不溶性リン酸、フッ化物、酸化アルミニウム等の他の成分及び不純物も存在する可能性がある。
【００２２】
一実施形態においては、軟質リン鉱石は、徐放性供給源と見なされる。一実施形態においては、軟質リン鉱石の大部分は水に不溶である。したがって、軟質リン鉱石は、施肥から少なくとも２週間経過した後もリン酸等の養分が依然として溶出している。一実施形態においては、軟質リン鉱石は、施肥から少なくとも６週間経過した後も依然としてリン酸が溶出している。リンは、フミン酸、魚発酵物、カニ殻粉、ユッカ、下水汚泥、動物由来の有機質肥料、コンポスト等の他の供給源を用いて添加することもできる。
【００２３】
上述したように、一実施形態においては、配合物は、カリウム供給源も含む。一実施形態においては、カリウム供給源は、配合の約０〜約１５％を占める。一実施形態においては、硫酸カリ（Ｋ２ＳＯ４）が利用される。硫酸カリ又は硫化カリ（ｐｏｔａｓｈ  ｓｕｌｆｉｄｅ）は硫酸カリウムの１種である。カリの硫酸塩は、慣用的にカリと称される酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）を約５０％及び硫酸イオン（ＳＯ４）を約５０％含む天然のカリ鉱石である。硫酸カリは天然の採掘物であり、塩化物含有量が非常に低い形態の硫酸カリウムであり、水に可溶である。したがって、硫酸カリは有機物と見なされる。これを用いることにより、窒素及び他の養分の利用も促される。カリウムは植物組織内を流動する流体
の成分である。カリウムが欠乏した植物は病虫害等を受けやすくなるため、カリウムは、植物の品質向上及び生産を確実に行うのを助ける。硫黄は、植物のアミノ酸の生成、酵素の生成及び他の機能に利用される。硫酸カリは、硫黄及びカリウムを両方とも供給する。一実施形態においては、硫酸カリは粉末形態にあり、水分含有率は２％未満である。
【００２４】
一実施形態においては、硫酸カリは、施肥から少なくとも２週間経過した後もカリウムを溶出させているため、持続放出性供給源と見なされる。一実施形態においては、硫酸カリは、施肥から少なくとも３週間経過した後も依然としてカリウムを溶出させている。さらなる他の実施形態においては、硫酸カリは、施肥から少なくとも４週間経過した後も依然としてカリウムを溶出させている。塩化カリウム、骨粉、鳥類由来の有機質肥料、人間以外のものに由来する任意の有機質肥料、海草等の他のカリウム供給源を利用することも可能である。
【００２５】
リン酸及びカリは多くの利点を有する。１つの利点は、これらの養分を植物に送達できる能力にある。植物と同様、土壌もこれらの養分を必要としている。養分が高濃度になると、土壌のこれらの養分の必要量は満たされ、植物に有益な養分は十分に残る。
【００２６】
上述したように、一実施形態においては、配合物は、キレート剤を含む。キレート剤は、フミン酸、フミン酸カリウム、フルボ酸、アミノ酸及びエチレンジアミン四酢酸等の多くの異なる成分を含むことができる。一実施形態においては、キレート剤は、配合の約０〜約３％を占める。他の実施形態においては、キレート剤は、配合の約１．０％を占める。一実施形態においては、キレート剤は水溶性である。キレート剤は、植物を活性化して養分を即座に吸収できる状態にする。
【００２７】
上述したように、本配合物は結合剤をさらに含む。結合剤は、水と混合したときに全ての乾燥成分を結合するように作用する。一実施形態においては、結合剤は水溶性である。一実施形態においては、結合剤はキレート剤としても機能する。したがって、水を加えると、結合剤は、個々の成分を所望の速度で溶脱させて吸収させる。一実施形態においては、結合剤は、配合の約１％〜約６％を占める。一実施形態においては、結合剤は、配合物の約３％を占める。一実施形態においては、結合剤は、リグニンスルホン酸塩を含む。幾つかの例として、リグノスルホン酸カルシウム、リグノスルホン酸ナトリウム、オキシリグニンスルホン酸ナトリウム、リグノスルホン酸アンモニウム、アゾリグノスルホン酸塩（ａｚｏ  ｌｉｇｎｏｓｕｌｆｏｎａｔｅ）及びこれらの組合せが挙げられる。一実施形態においては、結合剤は、ウィスコンシン州ロスチャイルド（Ｒｏｔｈｓｃｈｉｌｄ，Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ）のボレガード・リグノ・テク（Ｂｏｒｒｅｇａａｒｄ  Ｌｉｇｎｏ  Ｔｅｃｈ）製のボレプレックスＣＡパウダー（ＢｏｒｒｅＰｌｅｘ  ＣＡ  Ｐｏｗｄｅｒ）を含む。ボレプレックスＣＡ（ＢｏｒｒｅＰｌｅｘ  ＣＡ）は、リグノスルホン酸カルシウムをベースとする製品である。この結合剤は有機物と見なされ、認証取得した有機物と見なされる場合もある。
【００２８】
後述するように、一実施形態において、結合剤は、水分含有率が約１５重量％未満であるペレット内で全ての乾燥成分が一体化するように保持する。一実施形態においては、ペレットに水を加えると、結合剤は水分を吸い上げて顆粒に水分を運ぶように作用する。図２Ａ〜２Ｄは、ペレットが消化可能な形態に変化する様子を例示したものである。図２Ａは、地面に置いた一実施形態のペレットの側面図である。図２Ｂは水分を吸い上げを開始して水分をペレット内部に運んでいる一実施形態のペレットの側面図である。ここからペレットがふやけた状態に変化する過程が開始し、その後、ペレットは粉々に崩れることができる。この時点で微生物は顆粒内に侵襲することができ、養分は植物に作用できる水溶性形態に変換される。図２Ｃは粉々に崩れ始めた一実施形態のペレットの側面図である。図２Ｄは崩れて消化可能な形態に変換された一実施形態のペレットの側面図である。
【００２９】
上述したように、一実施形態においては、結合剤は、水を加えた後に、乾燥成分を互いに接着させて低水分率の顆粒を生成するのに十分な接着力を有する。しかしながら、その後に水を加えると、結合剤は、微生物がこの成分を侵襲できるようにふやかすことができる。
【００３０】
ここまで成分１０１ａについて述べてきたが、ここから製造方法について述べる。配合物を製造する様々な方法がある。再び図１を参照すると、一実施形態においては、本実施形態の第１ステップは乾式混合１０１である。このステップにおいては、複数種の乾燥成分１０１ａを一緒に混合することにより乾燥混合物が生成する。一実施形態においては、全ての成分は乾燥粉末を含む。一実施形態においては、乾燥成分１０１ａは、徐放性窒素供給源、速放性窒素供給源、リン供給源、カリウム供給源、キレート剤及び結合剤を含む。乾式混合ステップ１０１においては、乾燥成分１０１ａは、一度に全部をバッチに装入してもよいし、あるいは個々の成分を別々に添加して混合してもよい。一実施形態においては、各成分を個々に添加し、約５分間撹拌してからさらなる成分を添加する。したがって、例えば、徐放性窒素供給源を速放性窒素供給源と短時間混合した後、リン供給源が添加されるであろう。
【００３１】
一実施形態における第２ステップにおいては、湿式混合段階１０２が行われ、その間、水１０２ａが乾燥混合物と混合されることにより湿潤混合物が生成する。湿式混合段階１０２において添加される水１０２としては、液体の水、水蒸気又は他の水分供給源を使用できることに留意されたい。図示したように、全ての乾燥成分１０１ａを添加して混合した後に水１０２ａが添加される。一方、他の実施形態においては、水１０２ａは乾燥成分１０１ａと同時に添加される。したがって、一実施形態においては、乾式混合１０１及び湿式混合１０２が同時に行われる。一実施形態においては、水は、最終的な顆粒の約３％〜約２５％を構成するように添加される。他の実施形態においては、水は、最終的な顆粒の水分含有率が約１５重量％未満になるように添加される。さらなる他の実施形態においては、水は最終的な顆粒の約３％〜５％を構成するように添加される。
【００３２】
水１０２ａを加えて湿潤混合物を生成した後、湿潤混合物は規定の時間混合される。一実施形態においては、湿潤混合物は約１０分間混合される。
混合を行った後、押出ステップ１０３が行われ、その間、湿潤混合物は押出機から押し出されることにより押出物を生成する。様々な種類の押出機を利用することができる。一実施形態においては、押出機は、二軸（ｄｏｕｂｌｅ  ｂａｒｒｅｌ）押出機である。
【００３３】
一実施形態においては、押出機に水蒸気１０３ａが注入される。この水蒸気は、湿った蒸気であっても乾いた蒸気であってもよい。一実施形態においては、水蒸気は、湿潤混合物を押圧することにより押出機内を前進させる。押出機はスクリュー供給式とすることもできる。
【００３４】
他の実施形態においては、飽和水蒸気等の水蒸気を乾燥粉末と混合する。一実施形態においては、液体状の水に替えて水蒸気を添加する。他の実施形態においては、液体状の水及び水蒸気を乾燥混合物に添加する。水蒸気はさらなる結合剤として作用すると同時に、押出機内で加圧を行う。一実施形態においては、水蒸気の入口温度は約１４５〜約１９０℃である。他の実施形態においては、水蒸気の入口温度は約１６５℃である。
【００３５】
水蒸気１０３ａは幾つかの目的を果たすことができる。まず第１に、水蒸気は水分供給源として作用することができる。第２に、水蒸気は、高温と協力して材料を消毒する。一実施形態においては、使用される材料が全て天然材料であることから、消毒を行うことは有利である。消毒は必須ではないことに留意されたい。第２に、一実施形態においては、
水蒸気の温度及び量次第では、包装前の押出物の乾燥が不要になる。換言すれば、後段の乾燥ステップを行うことなく、顆粒に最終的に所望される水分含有率を与えられるように、十分な量の水蒸気を添加することができる。製造に必要とされる単位操作が減るのでこのことは有利である。水蒸気が水分供給源として用いられる場合は、一実施形態においては、さらなる水の添加は不要である。
【００３６】
一実施形態においては、押出物は、押出機から排出された後に切断ステップ１０４で切断されることによりペレットを生成する。切断ステップ１０４は様々な方法で行うことができる。一実施形態においては、回転刃を押出機の前面に配置する。ペレットの大きさ及び形状を制御するために、回転刃の寸法、速度及び押出機前面に対する位置を変化させることができる。一実施形態においては、押出成形されたペレットの長さは約０．０７９４〜０．６３５センチメートル（１／３２〜１／４インチ）である。他の実施形態においては、押出成形されたペレットの長さは約０．０７９４〜０．３９７（１／３２〜５／３２）である。一実施形態においては、ペレットの幅は約０．６３５センチメートル（１／４インチ）である。
【００３７】
押出物が押出機から排出される際の押出機の出口温度は変化させることができるが、一実施形態においては、出口温度は約８５〜約１０５℃の範囲にある。一実施形態においては、出口温度は約９５℃である。
【００３８】
一実施形態においては、押出成形されたペレットは、乾燥ステップ１０５で所望の水分含有率になるまで乾燥される。一実施形態においては、所望の水分含有率は５％〜約２５％の範囲にある。他の実施形態においては、最終水分含有率は約１５％未満である。ペレットは当該技術分野において知られている任意の方法で乾燥させることができる。そのようなものとして、オーブンや乾燥器が挙げられるが、周囲空気中で風乾することさえも可能である。一実施形態においては、ペレットは、振動流動床乾燥器で乾燥される。上述したように、他の実施形態においては、乾燥ステップ１０５は不要である。一実施形態においては、乾燥ステップ１０５の後又は乾燥ステップ１０５と同時に冷却を行った後、ペレットを包装する。冷却は、周囲空気中での冷却を含む任意の方法で行うことができる。幾つかの実施形態においては、乾燥ステップ１０５は不要であることに留意されたい。乾燥ステップ１０５が必要か否かは最終的に所望される水分含有率等の様々な要素に依存する。乾燥ステップには幾つかの利点がある。まず第１に、カビが発生する可能性が排除される。第２に、ペレットが所望の水分含有率に達した場合、水分が過剰になることによって起こり得る凝集が回避されるため、自由流動性が得られる。
【００３９】
図３は、押出機の一実施形態の側面図である。図示するように、押出機３０１は、二軸押出機である。成分は混合された後、押出機３０１からダイ３０２に向かって押し出される。混練物はダイ３０２から押し出され、次いで押出物は刃３０３で切断される。この図は例示のみを目的としており、これらに限定されるものと見なすべきではないことに留意されたい。例えば、回転刃３０３が例示されているが、他の刃も適切に利用することができる。
【００４０】
乾燥１０５を経た後、一実施形態においては、乾燥ペレットが篩別機に搬送され、ここでペレットがサイズ毎に分別される。こうすることにより大き過ぎるペレットを取り除くことができる。この間にペレットは冷却される。その後、ペレットは包装される。
【００４１】
本方法は、異なる実施形態においては異なるステップを含むことに留意されたい。例えば、上述したように、一実施形態においては、乾燥混合物に水１０２ａを添加する必要がない。このような実施形態においては、水蒸気１０３ａにより必要な水分が供給される。異なる実施形態においては、水蒸気１０３ａを添加しない。その替わりとして、水１０２
ａが必要な水分を提供する。
【００４２】
表２に、一実施形態における最終的なペレットの配合を例示する。一実施形態においては、最終的なペレットは均質に混合されている。したがって、代表的な試料が試料のほぼ全体を表すことになる。
【００４３】
【表２】
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【００４４】
一実施形態においては、全窒素量はＡＯＡＣ  ９７８．０２により測定される。リンの量はＡＯＡＣ  ９５８．０１により測定され、全カリウム量はＡＯＡＣ  ９５８．０２により測定され、全硫黄量はＡＯＡＣ  ９８０．０２により測定される。一実施形態においては、最終ペレットの嵩密度は約０．３〜０．５５ｇ／ｍＬであり、充填密度は約０．３５及び０．７ｇ／ｍＬである。
【００４５】
本出願人らは、所望の水分含有率を達成することがペレットを造粒するための重要な要素であることを見出した。本出願人らは、水分が多過ぎると望ましくないカビが発生し、一方で、水分が少な過ぎると造粒できないことを見出した。成分に加えて、周囲の湿度も水分含有率のために監視しなければならない。適正な水分含有率を確実に維持するために成分の比率を変化させることができる。その例を挙げると、血粉、羽毛粉及び魚発酵物の水分含有率は変化する場合が多い。したがって、一実施形態においては、製造業者はこれらの成分の水分含有率を監視しており、その水分含有率に応じて所望の水分含有率に到達させて、それを維持するように比率を調整している。
【００４６】
さらに、本出願人らは、製造物に含まれるタンパク質がより多いと、これらが十分に結合しなくなるので、造粒がより困難になることを見出した。したがって、結合剤及び窒素成分の比率は必要に応じて調整することができる。
【００４７】
ペレットを押出成形して乾燥及びサイズ分別した後、このペレットを施用することができる。本出願人らは、本造粒有機肥料の多くの利点を見出した。まず第１に、肥料をより正確に分布させることができる。こうすることにより、肥料が最も必要とされる場所に直接施肥することができる。例えば、本造粒肥料を植物の茎に直接施肥することができる。図４は、一実施形態における施肥器の斜視図である。図示したように、施肥器４０１はペレット４０４を２本の播種条（ｓｅｅｄ  ｌｉｎｅ）４０２、４０３に沿って施肥している。つまり、図示したように、種子は既に播種条４０２、４０３に沿って播種されている。施肥器を使用することにより、作業者は肥料を播種条４０２、４０３に沿って正確に施肥することができる。こうすることにより、養分が植物、種子及び／又は土壌に直接吸収及び送達される。一実施形態においては、肥料は播種区に沿って施肥される。一実施形態においては、播種区は、播種条４０２、４０３よりも約２インチ深く、播種条４０２、４０３の両側に約２インチの幅で広がる土壌を含む。したがって、養分は全体に拡散することなく土壌の細い帯状部分に集中する。こうすることにより、養分は、植物がより到達し
やすい区域に濃縮され、それによって肥効が高くなる。
【００４８】
第２に、肥料を正確に送達することができるので、植物は所望の量の肥料を利用することができる。その結果として、使用する肥料は必要量のみで済む。このことにより無駄になる肥料が減るので有利であり、開示された肥料及び方法はより経済的である。さらに、肥料が全部使用されるので、持ち越し分による作用は最小限に抑えられるか又は生じなくなる。上述したように、ここに開示した先行技術の方法は肥料を過剰に加えるものである。以前は過剰量の肥料が必要とされており、その理由の一部は、施肥方法の効果が不十分で、流出が起こってしまったことにあった。したがって、溶脱又は流出による肥料の損失を埋め合わせるために農業従事者は必要量を超えて肥料を使用し始め、その結果として持ち越しが生じていた。施肥をよりうまく制御することができれば、流出又は溶脱による肥料の損失が低減されるか又は全くなくなる。これに従い、損失した肥料を補うためにより多くの肥料が必要となることも同様に軽減又は解消される。そうなることの１つの利点は、持ち越し分の作用が低減されることである。したがって、一実施形態においては、植物及び土壌に供給される成分は、植物及び土壌に必要な成分をかなり忠実に模擬している。
【００４９】
同様に、さらなる利点は、流出が低減又は解消されることにある。上述したように、流出によって多くの環境問題が生じる。これらの問題は本造粒有機肥料の方法及び配合を用いることにより様々な理由で軽減される。まず第１に、流出が低減又は解消されることにより、陸地及び水路に望ましくない成分が望ましくない流入を起こすことが防止されることによって環境問題の軽減の一助になる。第２に、一実施形態においては、本配合物は、河川や土壌等に有害な可能性のあるアンモニア、硝酸塩又は他の望ましくない合成成分を含まない。
【００５０】
上述したように、一実施形態においては、流出を低減することを目的として本発明の肥料及び方法を用いることができる。最初に、ここに開示した造粒有機肥料を生成する。次に、使用者は造粒有機肥料の必要量を決定することができる。当業者は、有機肥料の配合だけでなく、作物や土壌の配合等も分かっているので、肥料の必要量を決定することができる。次に、必要量の有機肥料が施肥される。上述したように、必要量の肥料のみが施肥されるので、流出が低減又は解消される。造粒肥料は様々な方法で施肥することができる。一実施形態においては、肥料は手作業で施肥される。他の実施形態においては、肥料は散布機で施肥される。比較例を挙げると、野菜の農作には通常４０４７平方メートル（１エーカー）当たり約１０〜２５トンが必要である。本明細書に開示した造粒肥料を利用した場合、トマト等の野菜に必要となる肥料は４０４７平方メートル（１エーカー）当たりわずか約２７．２キログラム（６０ポンド）である。ここから分かるように、肥料の必要量が劇的に低減される。これにより、使用される養分が増加し、流出が低減され、無駄が減る。
【００５１】
上述したように、本造粒肥料は種子又は植物に対し最適な位置に施肥されるため、有効に利用される養分が増加する。一実施形態においては、さらに本造粒肥料は、提供する養分がより多い。例えば、典型的な有機コンポストは、典型的には１％の窒素を提供する。したがって、１０トンのコンポストから約９０．８キログラム（２００ポンド）の窒素が得られる。ところが、本造粒有機肥料は、一実施形態においては、約８％の窒素を提供する。したがって、２７．２キログラム（６０ポンド）の肥料は約２．１９キログラム（４．８３ポンド）の窒素を含む。したがって、本造粒肥料を用いることにより、有機コンポストよりもはるかに多くの窒素を施用することができる。
【００５２】
押出法による造粒を説明してきたが、顆粒を製造するために他の方法も利用することができる。そのようなものとして、押出機、ＰＡＮ及び他の方法が挙げられる。
追加の記載
以下の構成は本発明のさらなる実施態様である。
【００５３】
１．徐放性窒素供給源と、
速放性窒素供給源と、
結合剤とを含有する、有機肥料。
【００５４】
２．リン供給源と、
カリウム供給源と、
キレート剤と
をさらに含有する、上記１．に記載の有機肥料。
【００５５】
３．前記徐放性窒素供給源が血粉を含んでなり、前記速放性窒素供給源が魚発酵粉末を含んでなり、前記リン供給源が軟質リン鉱石を含んでなり、前記カリウム供給源が硫酸カリを含を含んでなり、前記キレート剤がフミン酸を含んでなる、上記２．に記載の有機肥料。
【００５６】
４．緩効性窒素を約４０〜約７０％を含有し、前記速放性窒素供給源が約１〜約１５％を構成し、前記リン供給源が約１０〜約５０％を構成し、前記カリウム供給源が約１〜約１５％を構成し、前記キレート剤が約１〜約３％を構成する、上記３．に記載の有機肥料。
【００５７】
５．前記肥料がペレットを含む、上記４．に記載の有機肥料。
６．前記ペレットが０．０７９４〜約０．６３５センチメートル（１／３２〜約１／４インチ）のサイズに分別されている、上記５．に記載の有機肥料。
【００５８】
７．前記徐放性窒素供給源が羽毛粉をさらに含んでなる、上記３．に記載の有機肥料。
８．リグノスルホン酸塩をさらに含んでなる、上記３．に記載の有機肥料。
９．全成分が有機物である、上記２．に記載の有機肥料。
【００５９】
１０．全成分が認証された有機物である、上記２．に記載の有機肥料。
１１．造粒有機肥料を製造するための方法において、
ａ）乾燥混合物を生成するために、徐放性窒素供給源、速放性窒素供給源及び結合剤を混合するステップと、
ｂ）湿潤混合物を生成するために、水分を添加するステップと、
ｃ）押出物を生成するために、前記湿潤混合物を押出機から押し出すステップと、
ｄ）ペレットを生成するために、前記押出物を切断するステップと
を備える、方法。
【００６０】
１２．ステップａ）の前記混合が、各成分を別々に添加することを含む、上記１１．に記載の方法。
１３．ステップｃ）の前記押出が、前記押出機内に乾いた蒸気を注入することを含む、上記１１．に記載の方法。
【００６１】
１４．ステップｄ）の前記切断が、長さが約０．０７９４〜約０．６３５センチメートル（約１／３２〜約１／４インチ）のペレットを生成するために切断することを含む、上記１１．に記載の方法。
【００６２】
１５．前記方法が、ステップｄ）よりも後に乾燥ステップを有しない、上記１１．に記載の方法。
１６．前記水分が水蒸気を含む、上記１１．に記載の方法。
【００６３】
１７．前記混合が、リン供給源、カリウム供給源及びキレート剤を混合するステップをさらに備える、上記１１．に記載の方法。
１８．前記ステップａ）において、前記徐放性窒素供給源が血粉を含んでなり、前記速放性窒素供給源が魚発酵粉末を含んでなり、前記リン供給源が軟質リン鉱石を含んでなり、前記カリウム供給源が硫酸カリを含んでなり、前記キレート剤がフミン酸を含んでなる、上記１７．に記載の方法。
【００６４】
１９．流出の低減方法において、
ａ）造粒有機肥料を生成するステップと、
ｂ）有機肥料の必要量を決定するステップと、
ｃ）前記必要量の有機肥料を施肥するステップと
を備える、方法。
【００６５】
２０．前記生成が、造粒有機肥料を生成することを含んでなり、前記造粒有機肥料が徐放性窒素供給源、速放性窒素供給源、リン供給源、カリウム供給源、キレート剤及び結合剤を含んでなる、上記１９．に記載の方法。
【００６６】
好適な実施形態を参照しながら本発明を具体的に示し説明してきたが、本発明の主旨及び範囲を逸脱することなく、その形態及び詳細を様々に変化させることができることを当業者は理解するであろう。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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