(57)【要約】【課題】一般廃棄物とされる刈草の有効利用に適した形で、植物栽培圃場における雑草の成長抑制に適した刈草堆肥およびその製造方法、並びに、刈草混合堆肥および刈草堆肥抽出液を提供する。【解決手段】刈草を含む被発酵材料を、バチルス属に属する１種以上の微生物を主体とする発酵微生物を用いた生物分解にて、まず堆肥化させる。この工程を一次発酵工程とし、次に、該一次発酵工程にて得られた堆肥を、二次発酵工程にて、さらに発酵熟成させることで刈草堆肥を得る。ここで、得られる刈草堆肥が、ｐＨが６．０以上９．５以下、かつＥＣ濃度が０．５ｄＳｍ−１／ｃｍ以上４ｄＳｍ−１／ｃｍ以下、かつＣ／Ｎ比が１０以上３０以下、となるように二次発酵工程を行なう。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
刈草を含む被発酵材料を、発酵微生物による生物分解にて堆肥化させる一次発酵工程と、
該一次発酵工程にて得られる堆肥をさらに発酵熟成させることで刈草堆肥を得る二次発酵工程とを含み、
前記発酵微生物としては、バチルス属に属する１種以上の微生物を主体として用い、さらに、
前記刈草堆肥は、ｐＨが６．０以上９．５以下、かつＥＣ濃度が０．５ｄＳｍ−１／ｃｍ以上４ｄＳｍ−１／ｃｍ以下、かつＣ／Ｎ比が１０以上３０以下となるように調整されることを特徴とする刈草堆肥の製造方法。
【請求項２】
前記一次発酵工程において、食品不要物および木材不要物の少なくともいずれかを用いる形で、前記被発酵材料を堆肥化させることを特徴とする請求項１記載の刈草堆肥の製造方法。
【請求項３】
前記発酵微生物としては、バチルス属に属するバチルス・ズブチルスを主体として用いることを特徴とする請求項１または２に記載の刈草堆肥の製造方法。
【請求項４】
前記発酵微生物としては、バチルス属に属するバチルス・ズブチルスおよびバチルス・チューリンゲンシスを主体として用いることを特徴とする請求項１または２に記載の刈草堆肥の製造方法。
【請求項５】
前記発酵微生物は、活性汚泥由来のものであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の刈草堆肥の製造方法。
【請求項６】
前記刈草堆肥における前記バチルス属に属する微生物の微生物濃度は、１０３個／ｇ以上となるように調整されてなることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の刈草堆肥の製造方法。
【請求項７】
前記被発酵材料の全容量に対する前記刈草の容量比は、３０％以上となるように調整されてなることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の刈草堆肥の製造方法。
【請求項８】
前記一次発酵工程および前記二次発酵工程の少なくともいずれかは、好気性発酵にて行うことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の刈草堆肥の製造方法。
【請求項９】
前記食品不要物は、食品由来の動植物性残渣であることを特徴とする請求項２に記載の刈草堆肥の製造方法。
【請求項１０】
前記木材不要物は、竹、笹、木材チップ、バークおよび樹木剪定屑の１種以上からなることを特徴とする請求項２または９に記載の刈草堆肥の製造方法。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の刈草堆肥の製造方法にて製造される刈草堆肥であって、
除草効果を有した堆肥として土壌に施用されるものであることを特徴とする刈草堆肥。
【請求項１２】
請求項１１に記載の刈草堆肥に、木材不要物を堆肥化させた木材堆肥および食品不要物を堆肥化させた一般堆肥の少なくともいずれかを混在させてなることを特徴とする刈草混合堆肥。
【請求項１３】
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の刈草堆肥の製造方法にて製造される刈草堆肥および該刈草堆肥に対して加水させたものの少なくとも一方から抽出した刈草堆肥抽出液であって、除草効果を有したものとして土壌に施用されることを特徴とする刈草堆肥抽出液。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、刈草堆肥およびその製造方法、並びに、刈草混合堆肥および刈草堆肥抽出液に関し、より詳しくは、一般廃棄物とされる刈草の有効利用に適した形で、植物栽培圃場における雑草の成長抑制に適した刈草堆肥およびその製造方法、並びに、刈草混合堆肥および刈草堆肥抽出液に関する。
【０００２】
【従来の技術】
河川や道路の法面などにて発生する雑草に対しての管理は、一般的に、雑草の繁茂に合わせて、雑草の刈り倒し、そこで発生する刈草を乾燥、集草、搬出、焼却する流れにて、その管理がなされている。しかしながら、近年、ダイオキシン類対策法等によって、安易な焼却処分ができず、ダイオキシンなどの有害物質に対する排出基準を満たす焼却設備での焼却が必要とされる。そのため、経時的に発生する膨大な刈草をいかに処分するかが問題とされてきている。また、このような膨大に発生する刈草に対する焼却能力の観点からも、そもそも焼却場への搬入自体が難しくなってきている。
【０００３】
上述のように、一般廃棄物とされる刈草を焼却処分する手法のみでは、もはや刈草の処理は立ち行かない状況となりつつある。そこで、このような現況を回避するため、刈草を有効資源として活用することが種々検討されている。その代表的なものの１つに刈草を堆肥として再利用するものがある（例えば、特許文献１）。
【０００４】
一方、堆肥が施用される側の植物栽培圃場に関して言えば、雑草の発生は育成すべき農産物の収穫量の減少に繋がるので、雑草の成長を抑制ないし防止するための除草作業を行うことが必須とされる。この除草の手法としては、耕運する物理的な方法や、除草剤による化学的な方法などが用いられている。このうち、化学的な方法である化学農薬の使用は、食の安全性や環境負荷の低減の観点より、でき得る限り控えることが求められている。また、物理的な方法である、耕運については、過大な労力が必要とされるとともに、それのみでは期待できる除草効果にも限界がある。そこで、除草作業の作業負荷が低減されつつ、化学農薬の代替物とした除草効果が十分に得られる除草資材が求められている。該除草資材の代表的なものの１つに、微生物資材があり、微生物農薬として注目されている。具体的には、除草対象とされる特定の雑草に対して成長抑制作用を示す微生物を利用するもの（例えば、特許文献２）や、微生物の代謝産物を利用するもの（例えば、特許文献３）などが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２４０７８４号公報
【特許文献２】特開２００２−１０１８７４号公報
【特許文献３】特開２０００−１１０１３６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
まず、刈草を堆肥として再利用する場合、植物栽培、特に有機栽培にも適した良好な堆肥となるように堆肥化させることが、刈草の再利用化を促進させる上でも重要な点であると言える。そのためには、従来、検討課題に挙がっていなかった、刈草を堆肥化させた堆肥（以下、単に刈草堆肥とも言う）を製造する際の堆肥化処理の条件等を適正化させることで、製造される刈草堆肥の品質を特定のパラメータを用いて適正化させることが重要な課題となる。
【０００７】
一方、植物栽培圃場における除草を有為なものとする方法として、微生物資材を用いる方法を上述した。しかしながら、微生物資材を除草剤として用いた場合、特定の雑草のみにしか作用しないことや、雑草の成長を抑制する以外に、育成すべき農産物の成長にも悪影響を与えてしまうなどの不具合の発生が想定される。そのため、植物栽培圃場における除草に関しては、幅広い種類の雑草に対する成長抑制を可能とするとともに、育成すべき農産物の成長を妨げない点も、安全性などに加えて考慮する必要がある。そこで、これら安全性も含めて除草剤に求められる要素を満たす資材の探索は重要な課題であるが、さらに言えば、上述した刈草堆肥の品質に対する適正化を、この除草剤に求められる要素を含む形で行うことは、膨大に発生する刈草の再利用化をより促進させる上でも、また、植物栽培圃場に対する施用の有効性をより高める上でも非常に重要な課題になり得ると言える。本発明は、まさに、この課題を鑑みてなされたものであって、即ち、本発明は、一般廃棄物とされる刈草の有効利用に適した形で、植物栽培圃場における雑草の成長抑制に適した刈草堆肥およびその製造方法、並びに、刈草混合堆肥および刈草堆肥抽出液を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
上記課題を解決するための本発明の刈草堆肥の製造方法は、
刈草を含む被発酵材料を、発酵微生物による生物分解にて堆肥化させる一次発酵工程と、
該一次発酵工程にて得られる堆肥をさらに発酵熟成させることで刈草堆肥を得る二次発酵工程とを含み、
前記発酵微生物としては、バチルス属に属する１種以上の微生物を主体として用い、さらに、
前記刈草堆肥は、ｐＨが６．０以上９．５以下、かつＥＣ濃度が０．５ｄＳｍ−１／ｃｍ以上４ｄＳｍ−１／ｃｍ以下、かつＣ／Ｎ比が１０以上３０以下となるように調整されることを特徴とする。
【０００９】
本発明の刈草堆肥の製造方法において、発酵微生物を用いた生物分解にて堆肥化処理がなされる被発酵材料は、刈草を含むものとされる。つまり、一般廃棄物として扱われる刈草を、堆肥化処理を通じて刈草堆肥として再利用化することが目的である。そこで、本明細書における刈草とは、河川堤防、道路法面、公園等の除草作業などにて排出される、所謂、雑草を指すものである。この雑草の種類としては、特に限定されないが、例えば、春から夏にかけて発生する、チガヤ、ネズミムギ、スズメノチャビキ、ナギナタガヤ、コウゾリナ、ブタナ、ヤハズエンドウ、ノアザミ、ハルジオン、セイウヨウタンポポ、スギナなどや、夏から秋にかけて発生する、ススキ、セイタカアワダチソウ、シナダレスズメガヤ、トダシバ、イタドリ、ワレモコウ、シバ、ネササ、カナムグラ、クズエノコログサ、アキノノゲシ、ヨメナ、アレチノギクなどを例示することができる。
【００１０】
上記のように被発酵材料は、刈草を含むものとされるが、この被発酵材料を、発酵微生物による生物分解を用いて、一次発酵工程にて堆肥化させ、さらに、二次発酵工程にて発酵熟成させることにより刈草堆肥を得る。これら発酵工程において主体的に発酵を促進させる発酵微生物は、バチルス属に属する１種以上の微生物とされる。また、バチルス属に属する１種以上の微生物としては、炭素菌のように動植物に有害となるもの以外で、発酵を促進させることができるものであれば限定されるものではない。バチルス属の微生物を用いる利点は、特に、発酵をより促進できることである。また、バチルス属の微生物は抵抗力が強いものとされるので、二次発酵工程においても、十分、その発酵分解力を維持させることが可能となる。このように、バチルス属に属する微生物（以下、単にバチルス属微生物とも言う）を用いることにより、刈草を含む被発酵材料を効率よく発酵分解させることが可能となる。さらに、本発明の根幹をなすことであるが、本発明者らの鋭意検討の結果、刈草をバチルス属に属する微生物を用いて発酵分解させた場合、その発酵生成物である刈草堆肥は、非常に優れた除草効果を有したものとなることが分かった。つまり、本発明に係わる刈草堆肥を植物栽培圃場に施用することで、多年生雑草、一年生雑草といった雑草種子の発芽を効果的に抑制ないし防止することが可能となり、ひいては、雑草の発生を効果的に抑制ないし防止することが可能となる。この刈草堆肥の除草効果は、刈草と、該刈草を発酵させるためのバチルス属微生物との組み合わせにて発現することから、刈草堆肥中に存在する、刈草を発酵させる過程でバチルス属微生物にて生成される代謝産物の作用に起因するものと推察される。
【００１１】
上記したバチルス属微生物としては、固体培地や液体培地などにより培養されたものでもよいし、食品不要物や畜糞等を基材として培養されたものでもよいし、さらには、汚泥や畜糞等に由来するものでもよい。そのため、例えば、バチルス属微生物を有する材料を被発酵材料の構成原料の１つとしてもよいし、被発酵材料には属さない形で、バチルス属微生物を有するものを被発酵材料に投入させて一次発酵工程を行ってもよい。また、被発酵材料としては、第一に少なくとも刈草を含むでいる形態であればよく、例えば、被発酵材料を刈草のみから構成させても構わないし、刈草に加えて、食品不要物や木材不要物、畜糞、汚泥といった、公知の堆肥化がなされる材料を構成材料としても構わない。
【００１２】
上記のように製造される刈草堆肥は、優れた除草効果を有したものとなるが、さらに、植物栽培圃場にて育成される農産物の成長を促進させる、つまり、植物栽培圃場に有為に適用させるために、ｐＨ、ＥＣ濃度、Ｃ／Ｎ比が上記した数値範囲となるように製造される。これら数値範囲とするためには、被発酵材料の構成材料などに応じて、適宜、二次発酵工程の発酵期間を調整すればよい。それぞれに設けられる数値範囲の説明を以下に記す。
【００１３】
ｐＨは、発酵の進行状態を示す指標となり、発酵状態の進行に伴い、ｐＨは低下する関係にある。ｐＨが９．５より大きい場合は、発酵不十分であり、アンモニア濃度が高いものとなる。つまり、アンモニアイオンなど、未分解のイオンが多く存在していることになる。このような状態で、土壌に施用すると、塩障害など、育成すべき農産物の成長が抑制される結果となる。一方、ｐＨが６．０未満となると、硝酸系の亜硝酸などが発生して酸性度が強いものとなる。このような状態で、土壌に使用すると農産物の発育不良や土壌不良に繋がる結果となる。よって、ｐＨは、６．０以上９．５以下とすることが望ましい。
【００１４】
次に、電気伝導度を示すＥＣ濃度であるが、４ｄＳｍ−１／ｃｍより大きい場合は、発酵不十分であり、アンモニウムイオンなど、未分解のイオンが多く存在していることになる。この状態で土壌に施用すると、塩障害など、農産物の育成を悪化させる不具合が生じる。一方、ＥＣ濃度が０．５ｄＳｍ−１／ｃｍ未満となると、無機質化が過度に進んで、窒素成分等、土壌に有効な成分の絶対量が減少してしまう。よって、ＥＣ濃度は、０．５ｄＳｍ−１／ｃｍ以上４ｄＳｍ−１／ｃｍ以下とすることが望ましい。
【００１５】
次に、Ｃ／Ｎ比であるが、３０より大きくなると、発酵不十分であり、窒素成分が少ないために、土壌に施用した場合、窒素飢餓が発生しやすくなる。一方、Ｃ／Ｎ比が１０未満となると、無機質化が過度に進んで、窒素成分、炭素成分など、土壌に有効な成分の絶対量が減少してしまう。よって、Ｃ／Ｎ比は１０以上３０以下とすることが望ましい。
【００１６】
上記のように、刈草堆肥におけるｐＨ値、ＥＣ濃度値およびＣ／Ｎ比を適正化することにより、製造される刈草堆肥を、優れた除草効果を有した状態で、植物栽培圃場における農産物の育成を促進させるものとすることができる。つまり、本発明の製造方法を用いれば、一般廃棄物とされる刈草の有効利用に適した形で、植物栽培圃場における雑草の成長抑制に適した刈草堆肥を製造することが可能となる。また、刈草堆肥自体を、除草剤として見なすことができるので、本発明の製造方法にて製造される刈草堆肥は、有機栽培にも有為に適用可能となる。なお、本明細書における植物栽培圃場とは、一般的な田畑を含む、農産物育成のための圃場を指すものであり、植物とは穀物も含めた公知の農産物を指すものである。
【００１７】
次に、本発明の刈草堆肥の製造方法は、一次発酵工程において、食品不要物および木材不要物の少なくともいずれかを用いる形で、被発酵材料を堆肥化させることを特徴とする。
【００１８】
上記のように、本発明における一次発酵工程は、発酵熟成させる二次発酵工程に繋がる形で、刈草を含む被発酵材料を、バチルス属微生物を主体とした発酵微生物による生物分解にて堆肥化させる工程である。そこで、この一次発酵工程であるが、特には、食品不要物および木材不要物の少なくともいずれかを用いる形で行うのが望ましい。例えば、被発酵材料を刈草のみで構成させた場合でも、勿論、得られる刈草堆肥は、上述の通りの効果を有したものとなるが、得られる刈草堆肥における窒素成分の絶対量を有為に確保する意味で、窒素源を十分に確保した状態で一次発酵工程を行うのが望ましい。食品不要物および木材不要物、特には、食品不要物は刈草に比べて窒素源を多く含有したものである。そこで、これら食品不要物および木材不要物の少なくともいずれかを用いて一次発酵工程を行うことで、最終的に得られる刈草堆肥における窒素成分を十分に確保することが可能となり、刈草堆肥における植物栽培圃場への施用性をより高めたものとすることができる。なお、刈草に加えて、食品不要物および木材不要物の少なくともいずれかを含有したものを被発酵材料としてもよいし、食品不要物および木材不要物の少なくともいずれかを堆肥化させたものを、戻し堆肥として、被発酵材料に属さない形で被発酵材料に加えて一次発酵工程を行う形態としてもよい。また、木材不要物を用いた場合、刈草堆肥を木材に由来するリグニンなどの分解生成物であるポリフェノールの含有量が高いものとすることができる。その結果、刈草堆肥を塩基置換量（ＣＥＣ濃度）の高いものとすることができ、ひいては抗菌作用を高めることが可能となる。この木材不要物を用いた場合の利点を加味すると、特には、一次発酵工程を、食品不要物および木材不要物を用いて行うことで、刈草堆肥における植物栽培圃場への施用性をさらに高めることができる。
【００１９】
上記した食品不要物とは、具体的に、残飯、料理残渣、獣骨、食肉残渣、もみがら、野菜屑、魚骨、魚のあら、おから、菓子屑、馬鈴薯屑、ビールかす等の動植物性を問わない、公知の食品に付随する有機廃棄物を指すものである。その意味で、食品不要物としては、スーパーマーケット、コンビニエンスストアなどから廃棄される食品も含まれる。そこで、このような食品不要物としては、例えば、包装用のビニールなどの発酵を抑制する成分が付随していなければ、特に限定されるものではなく、種々の動植物性の食品不要物が本発明に適用可能である。つまり、食品不要物としては、特に、食品由来の動植物性残渣であれば、本発明に好適に用いることができる。そして、このような食品由来の動植物性残渣とされる食品不要物を用いることにより、一次発酵工程および二次発酵工程における発酵を効果的に促進させることが可能となる。
【００２０】
上記した木材不要物とは、製材所や林業作業などにて廃棄される有機廃棄物に該当する公知の木材を指すものである。そこで、木材不要物として用いる木材としては、特に限定されないが、望ましくは、木材不要物は、竹、笹、木材チップ、バークおよび樹木剪定屑の一種以上とするのがよい。これら、竹、笹、木材チップ、バークおよび樹木剪定屑は、発酵されやすい適度な大きさや、厚さになっていることから、望ましいものと言える。さらに言えば、木材不要物は、より細断しやすい、木材チップ、バークおよび樹木剪定屑の一種以上とするのが好適であると言える。また、特には、発酵分解されてポリフェノールとなる、リグニンやタンニン等の含有量の多い針葉樹に由来する木材チップ、バーク、樹木剪定屑などが好適である。
【００２１】
上述のように、本発明のそれぞれ一次発酵工程および二次発酵工程にて、主体的に発酵を促進させる発酵微生物は、バチルス属に属する１種以上の微生物とされる。該バチルス属に属する微生物としては、発酵分解力の点などから、特に、バチルス・ズブチルス、バチルス・チューリンゲンシス、バチルス・アシドカルダリウスのうち１種以上を用いることが本発明には好適である。この中においても、バチルス・ズブチルスは、特に、発酵を促進させる発酵分解力の高いものとされる。そこで、発酵微生物としては、バチルス・ズブチルスの１種もしくは、少なくともバチルス・ズブチルスを含むバチルス属に属する２種以上のものを主体として用いることが特に望ましい。このように、発酵微生物として、バチルス属に属するバチルス・ズブチルスを主体として用いることにより、刈草堆肥を製造する際の製造効率をより高めることが可能となるとともに、発酵微生物による代謝産物も増えることから、得られる刈草堆肥の除草効果をより高めることが可能となる。また、発酵微生物として、バチルス・ズブチルスおよびバチルス・チューリンゲンシスの２種を主体として用いた場合、バチルス・チューリンゲンシスは、害虫忌避効果をもつことが一般的に知られており、得られる刈草堆肥の植物栽培圃場に対する施用性をもより高めることが可能となる。
【００２２】
次に、バチルス属に属する微生物を主体とする発酵微生物としては、活性汚泥に由来するものが特によい。活性汚泥とは、下水、し尿などを曝気により発酵処理したものである。このような、活性汚泥に由来するバチルス属に属する微生物は、特に発酵分解力に優れたものとされるとともに、病原菌に対しても強い拮抗力を有するものとされる。そこで、発酵微生物として、活性汚泥に由来するバチルス属に属する微生物を主体として用いることが望ましい。このような活性汚泥に由来するバチルス属に属する微生物を用いることで、刈草堆肥を製造する際の製造効率をより高めることが可能となるとともに、発酵微生物による代謝産物も増えることから、得られる刈草堆肥の除草効果をより高めることが可能となる。また、病原菌に対する強い拮抗力をもつことから、刈草堆肥の植物栽培圃場に対する施用性をもより高めることが可能となる。
【００２３】
ここまでに述べてきた発酵微生物の刈草堆肥における微生物濃度は、１０３個／ｇ以上となるように、刈草堆肥を製造する際の二次発酵工程における発酵期間などを調整することが望ましい。該微生物濃度が１０３個／ｇ未満となると、刈草堆肥を植物栽培圃場に施用した際、土壌に定着微生物として定着する個数を十分に確保できず、植物栽培圃場に施用した後の除草効果の持続力を効果的に高められない場合が想定される。また同様にして、病原菌に対する拮抗力も十分に働かない場合が想定される。ここで、微生物濃度の上限値は、特に限定されないが、通常、微生物の数が多くなりすぎると、微生物同士が拮抗しあうために許容される微生物濃度の上限値が存在する。バチルス属に属する微生物のような芽胞形成菌においては、一般的に、その上限値は、１０１１個／ｇとされる。そこで、刈草堆肥における発酵微生物濃度は、１０３個／ｇ以上１０１１個／ｇ以下となるように調整されることが望ましい。さらに、有害とされる病原菌の発生が多くなる春から夏にかけては、発酵微生物濃度を１０３個／ｇ以上１０１１個／ｇ以下の範囲においてもより多くなるように調整することが望ましいと言える。また、植物栽培圃場に施用後も、より効果的に除草効果の維持力を高める観点から、発酵微生物濃度を１０３個／ｇ以上１０１１個／ｇ以下の範囲においても、特には、１０５個／ｇ以上に調整するのが望ましく、さらに言えば、この発酵微生物濃度内における胞子化菌数が１０５個／ｇ以上とするのがよい。
【００２４】
次に、本発明の製造方法における被発酵材料の全容量に対する刈草の容量比は、３０％以上となるように調整されてなることを特徴とする。被発酵材料の全容量に対する刈草の容量比が３０％未満となると、刈草堆肥における除草効果が十分に機能しない場合がある。よって、被発酵材料の全容量に対する刈草の容量比は、３０％以上となるように調整することが望ましい。また、被発酵材料の全容量に対する刈草の容量比の上限値は、特に限定されず、例えば、被発酵材料を刈草のみで構成させれば、上限値は１００％となるといった具合である。
【００２５】
本発明の刈草堆肥は、最終的に、二次発酵工程において発酵熟成させることにより製造される。そこで、二次発酵工程における発酵期間は、一次発酵工程における発酵期間などを加味した形で、刈草堆肥を、上記したｐＨ等の所定のパラメータの数値範囲内に適正化させるように、適宜調整される。このように、二次発酵工程の発酵期間を最終的な発酵調整期間とすればよく、一次発酵工程、二次発酵工程におけるそれぞれの発酵期間や発酵方法は、特に限定されるものではない。しかしながら、特には、発酵方法としては、一次発酵工程および二次発酵工程の少なくともいずれかを、より望ましくは両工程ともに、好気性発酵にて行うことで、それぞれの発酵工程を効率よく行うことができる。そこで、まず、好気性発酵にて一次発酵工程を行った場合の具体的な発酵期間であるが、一日以上行えば十分であり、その間、必要に応じて通風または切り返しを行う。一日未満であると、発酵未精製となる場合があり、二次発酵工程における発酵熟成が効果的に進行しない不具合に繋がる。また、この際の発酵期間の上限値は限定されないが、１０日としておけば、一次発酵工程の目的は十分に果たされる。このように好気性発酵にて一次発酵工程を行った場合の発酵期間は、特に一日以上とすることが望ましい。そして、この好気性発酵にて一次発酵を行った場合の発酵期間に応じる形で、好気性発酵にて二次発酵工程を行った場合の発酵期間は、１０日以上とするのが望ましい。二次発酵工程は、一次発酵工程にて得られる堆肥を、熟成させるための場所に堆積させるとともに加水して、その発酵工程が行われる。そこで、この二次発酵工程の発酵期間が、１０日未満であると、十分に発酵熟成されず、刈草堆肥を上記したｐＨ等の所定のパラメータの数値範囲内に適正化させることができない場合がある。一方、上限値としては、勿論、長いほど発酵熟成を進行させることができるが、過度に長期化すると、堆肥の無機質化が過度に進み、上記したｐＨ等の所定のパラメータの数値範囲外に逸脱する場合が想定されるので、例えば、作業効率も考慮して、１２０日を上限値としておけば問題ない。このように好気性発酵にて二次発酵工程も行う場合の発酵期間は、特に１０日以上１２０日以下とすることが望ましい。また、このように、一次発酵工程および二次発酵工程ともに、好気性発酵にて行うことで、効率よく発酵工程を行うことが可能となり、ひいては、刈草堆肥の製造効率をより高めることが可能となる。
【００２６】
なお、一次発酵工程においては、まず、通常用いられている堆肥化装置において通気・攪拌させながら発酵させたものを、堆積させるもしくは別の堆肥化装置にて、必要に応じて通風又は切り返しを行い発酵させるという２段階にて行ってもよい。この場合は、２段階を含めた期間を一次発酵工程の発酵期間とする。また、２次発酵工程も同様で、堆肥化装置にて攪拌させながら発酵させたものを、堆積させるとともに、必要に応じて切り返しを行うという２段階にておこなってもよい。この場合も、２段階を含めた期間を二次発酵工程の発酵期間とする。
【００２７】
ここまでに本発明の刈草堆肥の製造方法における、刈草堆肥を優れた除草効果を有した形で、植物栽培圃場における農産物の育成にも有為なものとするための構成要件を述べてきた。このように本発明の製造方法にて製造された刈草堆肥は、一般廃棄物とされる刈草の有効利用に適した形で、植物栽培圃場における雑草の成長抑制に適したものとなる。
【００２８】
そこで、本発明の製造方法にて製造される刈草堆肥を土壌に施用することで、植物栽培圃場における雑草の成長を効果的に抑制させることが可能となるとともに、育成すべき農産物の成長を阻害することなく、該農産物の育成を促進させることが可能となる。
【００２９】
また、本発明の製造方法にて製造される刈草堆肥そのものを、土壌に施用する堆肥として扱うこともできるが、この刈草堆肥に、公知とされる、木材不要物を堆肥化させた木材堆肥および食品不要物を堆肥化させた一般堆肥の少なくともいずれかを混在させたものを、刈草混合堆肥として施用することも可能である。このように刈草混合堆肥とした場合、刈草に比べて窒素分が豊富な木材不要物や食品不要物に由来する、木材堆肥や一般堆肥を混在させているので、特に窒素分が要求される土壌に有為に適用させることが可能となる。
【００３０】
上記した刈草堆肥および刈草混合堆肥は、基本的に、本発明の製造方法にて製造された刈草堆肥そのものを用いたものであるが、刈草堆肥から抽出した抽出液を土壌に施用しても、同様にして、植物栽培圃場における雑草の成長を効果的に抑制させることが可能となるとともに、育成すべき農産物の成長を阻害することなく、該農産物の育成を促進させることが可能となる。つまり、本発明の製造方法にて製造される刈草堆肥および刈草堆肥に対して加水させたものの少なくとも一方から抽出した刈草堆肥抽出液もまた、除草効果を有したものとして、効果的に土壌に施用させることができる。また、刈草堆肥抽出液そのものを、土壌に散布する、もしくは、潅水として土壌に施用するなどの施用形態でもよいが、刈草堆肥抽出液を希釈したものを施用する施用形態でも勿論構わない。
【００３１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を製造方法に促して以下に示すが、以下に示す製造方法や実施例は、一例であって、それらに限定されるものではない。
図１に本発明の刈草堆肥の製造方法の製造過程の概略構成図を示す。まず、刈草を含む被発酵材料を用意する。ここで、用いる刈草は、河川や道路の法面などにて繁茂した雑草を刈り倒した後、集草しやすいように乾燥放置し、集草して搬出させたものとされる。そして、搬出した刈草を細断し、混ぜ合わせることにより被発酵材料とする。また、刈草に加えて、例えば、食品不要物、木材不要物や畜糞といった有機廃棄物を被発酵材料とする場合は、該有機廃棄物を刈草とともに混ぜ合わせることにより被発酵材料とする。このような被発酵材料を堆積させる又は通常用いられている堆肥化装置に投入し水分を加えるとともに、必要に応じて通風又は切り返しを行いながら堆肥化させる一次発酵を行う。これが一次発酵工程にあたる。また、大量に被発酵材料を一次発酵させる必要がある場合、刈草を含む被発酵材料を混合機にて混ぜ合わせる必要がある。その場合は、刈草を含む被発酵材料の構成原料を、通常用いられている堆肥化装置に投入するとともに、通気・攪拌させながら発酵させるようにしてもよい。このように、堆肥化装置のみを用いたものを一次発酵工程としてもよいし、堆肥化装置における発酵を１段階とし、その後、取り出したものを堆積させる又は別の堆肥化装置にて発酵させるという２段階を一次発酵工程としてもよい。また、一次発酵工程においては、発酵を障害なく進行させるために、逐一加水しながら水分の調整がなされる。この水分調整の目安は、被発酵材料の容量に対して水分容量が３０〜７０％の範囲内となるように行うのがよい。
【００３２】
また、上記した被発酵材料となる刈草としては、特に、一度、水分含有率を７０％以下となるように乾燥させたものを用いるのが望ましい。このように水分含有率を一度、７０％以下となるように乾燥させることで、通気性に富んだ刈草とすることができ、ひいては、発酵微生物による生物分解をより促進させることができる。また、より望ましくは、一度、水分含有率を４５％以下となるように乾燥させたものがよい。ここで、乾燥させる際の水分含有率の下限値としては特に限定されないが、乾燥期間を含めた乾燥にかかわる作業効率などを考慮して、例えば１０％を下限値とすればよい。また、一度、水分含有率を７０％以下となるように乾燥させる作業は、河川や道路の法面などにて繁茂した雑草を刈り倒した後に、集草しやすいように乾燥させる際に行ってもよいし、集草し搬出した後に、再度、乾燥させることで行ってもよい。また、コスト高とはなるが、乾燥期間の短縮化の観点より、自然乾燥ではなく、人工的に乾燥させてもよい。なお、ここで、被発酵材料となる刈草は、一度、水分含有率を７０％以下となるように少なくとも乾燥させたものであればよく、例えば、降雨によって、再度、水分含有率が７０％を超えたものでもよい。勿論、よりよくは、被発酵材料として用いる段階において、水分含有率が７０％以下とされる刈草が好適であると言える。
【００３３】
また、一次発酵工程における堆肥化の過程においては、堆積させた被発酵材料を含む堆肥化材料、または堆肥化装置中における被発酵材料を含む堆肥化材料の中心部が６０℃以上に達するように、発酵工程を行うのが望ましい。ここで言う中心部について、図２の模式図を例示的に用いて説明する。図２（ａ）は、被発酵材料を含む堆肥化材料５を、例えば、地表面がコンクリートにて被覆された支持体２０の表面上に、略台形台となるように堆積させた場合の要部概略断面図である。他方、図２（ｂ）は、被発酵材料を含む堆肥化材料５を堆肥化装置１０中に投入した場合の要部概略断面図である。図２（ａ）に示すように堆肥化材料５を堆積させた場合、その中心部Ｓは、略台形とされる断面の図示する個所に該当し、図２（ｂ）に示すように堆肥化材料５を堆肥化装置１０中に投入した場合、その中心部Ｓは、略長方形とされる断面の図示する個所に該当する。そこで、一次発酵工程における堆肥化の過程において、堆肥化材料の中心部が、特に６０℃以上となるようにすることで、被発酵材料の構成原料である刈草などに雑草種子が付着している場合でも、その雑草種子の発芽を効果的に停止させることが可能となり、また、被発酵材料に動植物病原菌が混入していたとしても、効果的に殺菌することが可能となる。その結果、一次発酵工程において生成される堆肥を、より植物栽培に適したものとでき、ひいては、最終的に製造される刈草堆肥を、より植物栽培圃場の施用に適したものとできる。ここで、堆肥化材料の中心部を６０℃以上とする方法としては、別段、人工的に加熱することを必須としない。例えば、微生物にて被発酵材料を発酵させる際に、被発酵材料が発する自己発酵熱により９０℃以上となる場合もあるからである。勿論、被発酵材料の構成材料や、天候による環境温度など、一次発酵工程における堆肥化の条件に応じて、適宜、自己発酵熱に加えて、人工的に加熱させることで、堆肥化材料の中心部を６０℃以上としてもよい。また、堆肥化材料の中心部における、温度の上限値としては、特に限定されないが、過度に高温にしなくとも、雑草種子の発芽を停止するなどの効果自体は十分得ることができるので、例えば、９０℃を上限値としておけば十分である。なお、「課題を解決するための手段および作用・効果」の段にて前述したように、一次発酵工程における被発酵材料の堆肥化は、バチルス属微生物を主体として用いて行うので、該バチルス属微生物にて刈草を発酵する際に生成される代謝産物が、雑草種子の発芽を効果的に停止することも期待できる。そのため、雑草種子を単に湿熱加熱してその発芽を停止させるための加熱温度に比べて、堆肥化材料の中心温度を低く設定しても、雑草種子の発芽を効果的に停止することが可能であると言える。
【００３４】
また、さらに、一次発酵工程においては、堆肥化材料の中心部が６０℃以上になった後、堆肥化材料を切り返し、再度、中心部を６０℃以上にする作業を繰り返し行うことで、雑草種子の発芽停止や動植物病原菌に対する殺菌を、より効果的にすることも可能である。
【００３５】
また、一次発酵工程にて発酵精製される堆肥の原料となる堆肥化材料については、刈草を含む被発酵材料のみとして、バチルス属微生物を加えて一次発酵工程を行う形態としてもよいし、堆肥化材料を、刈草を含む被発酵材料のみとするとともに、バチルス属微生物を有する有機廃棄物を被発酵材料の１構成材料として一次発酵工程を行う形態としてもよい。さらには、堆肥化材料を、刈草を含む被発酵材料と、別途、バチルス属微生物を有する活性汚泥などとからなるものとする、または、刈草を含む被発酵材料と、木材不要物を堆肥化させた木材堆肥や食品不要物を堆肥化させた一般堆肥とからなるものしてもよい。つまり、少なくとも、刈草を含む被発酵材料を堆肥化材料が有した形で、該被発酵材料をバチルス属微生物を主体的に用いて堆肥化させることが、一次発酵工程の第一の主旨である。
【００３６】
次に、一次発酵工程による堆肥化にて発酵精製された堆肥を、その後、発酵熟成させるための堆積場所に堆積させて加水するとともに、必要に応じて切り返しを行いながら発酵熟成させる二次発酵を行う。これが二次発酵工程にあたる。この二次発酵工程においても、一次発酵工程と同様に、発酵熟成を障害なく進行させるために、逐一加水しながら水分の調整がなされる。また、この水分調整の目安は、堆肥における水分率が、重量％にて４０〜６５％の範囲内となるように行うのがよい。そして、この二次発酵工程にて、一次発酵工程で得られた堆肥をさらに発酵熟成させることにより、刈草堆肥を得る。そこで、二次発酵工程における発酵期間は、発酵熟成される刈草堆肥が、優れた除草効果を有した形で、植物栽培圃場にて農産物の育成を阻害することなく、該農産物の育成を促進させるものとなるように、適宜調整される。また、この二次発酵工程における発酵期間にも係わる、刈草堆肥の品質を管理するためのパラメータとして、ｐＨ、ＥＣ濃度、Ｃ／Ｎ比を挙げることができる。これらの値を測定して、所定の許容範囲内であれば、その時点で二次発酵工程を終了させればよい。また、これらの値はある程度、互いに相関をもつものであるから、例えば、そのうちの１つを測定し、許容範囲内であれば、その時点で二次発酵工程を終了させる方法でもよい。このようにして、二次発酵工程にて発酵熟成される刈草堆肥を、優れた除草効果を有した形で、植物栽培圃場に有為に適用できるものとできる。
【００３７】
上述した、それぞれ一次発酵工程および二次発酵工程における発酵方法は、特に限定されないが、望ましくは、好気性発酵にて、一次発酵工程および二次発酵工程の少なくともいずれかを、より望ましくは両工程を行うのがよい。好気性発酵とすることで、嫌気性発酵に比べて発酵工程の作業効率を高めることができる。また、それぞれ一次発酵工程および二次発酵工程の発酵期間も、特に限定されないが、例えば、両工程とも好気性発酵とした場合、一次発酵工程は一日以上行えば十分であり、例えば１０日を上限値としておけばよい。そして、この一次発酵工程の発酵期間に応じる形で、二次発酵工程を１０日以上行えば、問題なく発酵熟成させることができるとともに、得られる刈草堆肥における上記したそれぞれｐＨ、ＥＣ濃度およびＣ／Ｎ比を所定の数値範囲内に収めることができる。ただし、二次発酵工程の発酵期間を過度に長期化すると、得られる刈草堆肥の無機質化が過度に進み、所望の刈草堆肥とすることができない場合が想定されるので、作業効率も加味して、例えば、１２０日を二次発酵工程の発酵期間の上限値とするのが望ましい。
【００３８】
上記した一次発酵工程および二次発酵工程を経て製造される刈草堆肥は、優れた除草効果を有したものとなるとともに、植物栽培圃場における農産物の育成を阻害することなく、該農産物の育成を促進させるものとなる。そこで、このような工程にて製造される刈草堆肥を、土壌に施用することで、植物栽培圃場における雑草の成長を効果的に抑制ないし防止することが可能となるとともに、育成すべき農産物の成長を阻害することなく、該農産物の育成を効果的に促進させることが可能となる。また、刈草堆肥そのものを、土壌に施用する堆肥として扱うこともできるが、この刈草堆肥に、公知とされる、木材不要物を堆肥化させた木材堆肥や食品不要物を堆肥化させた一般堆肥を混在させたものを、刈草混合堆肥として施用することも可能である。また、刈草堆肥自体ではなく、刈草堆肥および刈草堆肥に対して加水させたものの少なくとも一方から得られる抽出液を、刈草堆肥抽出液として土壌に施用しても、刈草堆肥や刈草混合堆肥と同様の効果を得ることが可能である。この刈草堆肥抽出液の施用方法としては、刈草堆肥抽出液そのものを、土壌に散布する、もしくは、潅水として土壌に施用するなどの施用形態でもよいが、刈草堆肥抽出液を希釈したものを施用する施用形態でも勿論構わない。また、刈草堆肥抽出液を得る方法としては、刈草堆肥および刈草堆肥に対して加水したものの少なくとも一方を搾取機にて搾取することにより得る方法や、刈草堆肥および刈草堆肥に対し加水したものの少なくとも一方をろ過することにより得る方法などを用いればよい。
【００３９】
以下、本発明の効果を確認するために行った実施例を示す。
【００４０】
（実施例１）  上記した製造方法に従って刈草堆肥の製造を行った。まず、河川堤防に繁茂する雑草を刈り倒し、それらの水分含有率が３０％となるまで天日乾燥（自然乾燥）し、その後、集草し搬出したものを、被発酵材料となる刈草とした。ここで、水分含有率が３０％となるとは、刈り倒した雑草全てに対して測定した訳ではなく、約１００本を代表させて測定した結果である。また、ここでは、降雨の影響は発生せず、被発酵材料としての刈草は、搬出する過程における乾燥を考慮すると、その水分含有率は３０％未満となっている。また、ここで用いる刈草は、６月に繁茂している雑草に由来するもので、種別としては、チガヤ、ネズミムギ、スズメノチャビキ、ナギナタガヤ、コウゾリナ、ブタナ、ヤハズエンドウ、ノアザミ、ハルジオン、セイヨウタンポポ、スギナなどである。そして、実施例１では、刈草に加えて、食品工場および食品流通施設より排出される食品不要物を被発酵材料の構成材料とした。ここで、被発酵材料における刈草の容量比を８０％とし、食品不要物の容量比を２０％とした。このような被発酵材料に対して、製材施設より排出される木材チップを堆肥化させた公知の木材堆肥を、戻し堆肥として加えるとともに、被発酵材料を生物分解にて堆肥化させる発酵微生物を活性汚泥に由来するものとして、活性汚泥を加えた。ここで、被発酵材料に対する容量比で、木材堆肥は１０％とし、活性汚泥は５％とした。このような構成条件とされる堆肥化材料に、水分を被発酵材料に対する容量比で６０％となるように加水するとともに、図２（ａ）の模式図に示すように堆積させた。そして、通風および切り返しを行い発酵させた。このような一次発酵工程における発酵期間を１日とした。この一次発酵工程では、堆積させた堆肥化材料の中心部の温度を温度計にて測定して６０℃と判定した段階で、その都度切り返しを行った。
【００４１】
上記のように一次発酵工程を行い、次に、一次発酵工程にて得られた堆肥を、別の場所に堆積させ、水分を加水するとともに、切り返しを行って発酵熟成させた。ここで、二次発酵工程における発酵熟成の発酵期間と、該発酵期間での刈草堆肥の発酵状況の関係を、刈草堆肥の各々ｐＨ、ＥＣ濃度（ｄＳｍ−１／ｃｍ）、Ｃ／Ｎ比の値を測定することにより調べた。ｐＨは、ｐＨ計にて、ＥＣ濃度は、ＥＣ濃度計にて、Ｃ／Ｎ比は、肥料分析法にて測定を行った。これら測定を、それぞれの発酵熟成の発酵期間における刈草堆肥に対して行うとともに、該刈草堆肥を植物栽培圃場の土壌に施用し、除草効果および農産物の生育状況の観察を行った。これら結果を表１に示す。なお、刈草堆肥を植物栽培圃場の土壌に施用する際の条件は、土壌に対して６００ｇ／ｍ２施用し、耕運した後、２週間経た段階で農産物の種を播種するものとした。また、播種した種類としは、人参と大根とされる。
【００４２】
【表１】
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【００４３】
表１における、除草効果の評価基準としては、目視にて雑草の発生が確認されなかったものを◎とし、目視にて１ｍ２あたり１本以上３０本以下の雑草が確認されたものを○とし、目視にて１ｍ２あたり３０本を超えた雑草が確認されたものを×とするものである。この判定基準における○は、通常であれば、雑草の発生として問題とされない範囲である。また、農産物の生育状況に対する評価基準としては、播種後３週間経過した後、目視にて生育が特に良好のものを◎として、目視にて生育が良好なものを○として、目視にて生育が不良となったものを×とした。例えば、人参で言えば、図４に示す上側の人参は、特に良好な◎のものであり、下側の人参は、一般的な大きさであり良好な○のものである。また、生育が不良な×のものは、図４の下側の人参よりも根の長さや太さが小さい（例えば半分程度）ものを指す。そこで、表１の結果であるが、二次発酵工程の発酵期間が、１０日以上の刈草堆肥は、ｐＨが６．０以上９．５以下、かつ、ＥＣ濃度が０．５ｄＳｍ−１／ｃｍ以上４ｄＳｍ−１／ｃｍ以下、かつＣ／Ｎ比が１０以上３０以下の範囲内に収まるものとなった。このように、本発明にて定めた所定のパラメータの数値範囲内に収まるように、二次発酵工程の発酵期間を調整することで、得られる刈草堆肥は、雑草の発生を効果的に抑制するとともに、農産物の生育を効果的に促進させるものとなった。しかしながら、発酵期間が０日のものは、ｐＨ、ＥＣ濃度およびＣ／Ｎ比が、５日のものは、ｐＨが、本発明で定めた数値範囲を逸脱したものとなり、結果として、雑草の発生は抑制するものの、農産物の育成は不良なものとなった。なお、図４に示す人参は、本実施例の刈草堆肥を施用して得られたもの（播種後３週間）である。また、除草効果が○および◎のものは、播種後、６週間、さらには、一般的な収穫期の上限値とされる４ヶ月程度経ても同様の効果を維持するものであった。なお、本実施例における刈草堆肥を施用した土壌において、該刈草堆肥も含めて堆肥を施用せずに耕運のみとした土壌領域には、目視にて１ｍ２あたり２００本程度の雑草が発生するものとなった。
【００４４】
また、表１から分かるように、二次発酵工程における発酵期間が、２０日以上１２０日以下の刈草堆肥が、特に、優れた除草効果を有し且つ農産物の生育を効果的に促進させるものとなる。つまり、特には、刈草堆肥を、ｐＨが６．０以上８．５以下、かつ、ＥＣ濃度が０．５ｄＳｍ−１／ｃｍ以上２．３ｄＳｍ−１／ｃｍ以下、かつ、Ｃ／Ｎ比が１０以上２０以下となるように調整するのが望ましい。
【００４５】
また、二次発酵工程の発酵期間を１５０日とした刈草堆肥のｐＨを測定したところ、そのｐＨ値は、１２０日のものと同じ６．０であった。このことは、発酵期間が１２０日を越えると、刈草堆肥の無機質化が進んでいくことを示しており、窒素成分やポリフェノール等の農産物の育成に有効となる成分が減少していくことを意味する。そこで、ＥＣ濃度を測定したところ、ＥＣ濃度の値が、０．３となっており、確かに無機質化が進んでいることを確認した。この結果からも、二次発酵工程にて得られる刈草堆肥を、ｐＨが６．０以上９．５以下、かつ、ＥＣ濃度が０．５ｄＳｍ−１／ｃｍ以上４ｄＳｍ−１／ｃｍ以下、かつＣ／Ｎ比が１０以上３０以下の範囲内に収まるようにすれば、除草効果に優れた状態で、農産物の育成をも促進させる堆肥となることが分かる。また、一次発酵工程および二次発酵工程ともに好気性発酵にて行ったが、一次発酵工程の発酵期間を１日以上としておけば、二次発酵工程における発酵熟成は問題なく進行することが確認された。そして、二次発酵工程の発酵期間としては、１０日以上、望ましくは２０日以上としておけば、得られる刈草堆肥を所望のものとできることが確認され、その上限値としては少なくとも１２０日としておけば問題ないことも確認された。
【００４６】
さらに、二次発酵工程の発酵期間と、該発酵期間での刈草堆肥における微生物濃度（個／ｇ）の関係を調べた。微生物濃度の測定は、ＳＰＣ（標準寒天培地）法にて行った。結果は、すべての発酵期間において、微生物濃度は、１０３個／ｇ以上１０１１個／ｇの範囲に収まっていた。さらに、これら発酵期間別の刈草堆肥すべてにおける主となる微生物を、分離培養及び顕微鏡観察を用いて特定した。その結果、すべての刈草堆肥において、主となる微生物は、バチルス・ズブチルス及びバチルス・チューリンゲンシスであった。また、該バチルス・チューリンゲンシスは、バチルス・ズブチルスと同様に、プロテアーゼ活性が強いものであることが確認され、発酵分解力に優れたものであることが分かった。また、堆肥化材料として用いた活性汚泥における主となる微生物もまた、バチルス・ズブチルス及びバチルス・チューリンゲンシスであることを確認した。
【００４７】
（実施例２）  用いる刈草の条件は実施例１と同様にして、被発酵材料を刈草のみから構成し、該被発酵材料に対する容量比で１０％となるように実施例１と同様の活性汚泥を加えたものを堆肥化材料とするとともに、実施例１と同条件にて一次発酵工程を行った。そして、一次発酵工程にて得られた堆肥を、好気性発酵にて発酵熟成させる二次発酵工程を行った。二次発酵工程における発酵期間は２０日とした。このようにして得られた刈草堆肥のｐＨ値、ＥＣ濃度値、Ｃ／Ｎ比を測定したところ、ｐＨ値が９．４、ＥＣ濃度が２．９ｄＳｍ−１／ｃｍ、Ｃ／Ｎ比が２５となった。この結果は、表１の発酵期間１０日のものと略同値であり、表１の発酵期間２０日のものより発酵熟成の進行が遅いことを示しているが、実施例１のように被発酵材料の構成材料としての食品不要物や、堆肥化材料としての木材堆肥を用いなかったためと示唆される。この実施例２の刈草堆肥を、実施例１と同条件にて植物栽培圃場の土壌に施用した。その結果は、上記判定基準に基づき、除草効果◎、農産物の生育状況は○となるものであった。つまり、除草効果、農産物の生育状況ともに良好な結果となった。ここで、農産物の生育状況が◎とならなかったのは、表１の発酵期間２０日のものより発酵熟成が進んでいないものである点以外にも、実施例１のように被発酵材料としての食品不要物や、堆肥化材料としての木材堆肥を用いなかったことによる、窒素成分の絶対量の低減化の点も寄与していると考えられる。この窒素成分の絶対量の低減化に係わる推察を示唆する結果としては、実施例２の結果に係わる農産物と、表１における発酵期間が１０日の刈草堆肥を用いた農産物とを比較すると、両者とも○とされるが、確かに後者の農産物の成育状況がより良好であることを確認している。なお、実施例２における除草効果についても、実施例１と同じく、播種後６週間以上経ても、同様の効果が維持されるものであった。
【００４８】
（実施例３）  被発酵材料は実施例２と同条件にして、市販されてなるバチルス・ズブチルスの乾燥菌体を、被発酵材料を生物分解にて堆肥化させる発酵微生物として用いた。つまり、実施例３における堆肥化材料は、被発酵材料のみからなる。そして、この堆肥化材料を、３日間、一次発酵させた。発酵期間以外は、実施例２の一次発酵工程と同条件である。このような一次発酵工程にて得られた堆肥を、好気性発酵にて発酵熟成させる二次発酵工程を行った。ここでは、二次発酵工程における発酵期間が６０日となった時点で、実施例２の刈草堆肥と同等のｐＨ値、ＥＣ濃度値およびＣ／Ｎ比となった。この発酵期間が６０日の刈草堆肥を、実施例１と同条件にて植物栽培圃場の土壌に施用した。その結果は、上記判定基準に基づき、除草効果が○、農産物の生育状況は○となるものであった。この実施例３および、実施例２の結果から、バチルス属に属する微生物においても、特に活性汚泥に由来するものを、被発酵材料を生物分解にて堆肥化させる発酵微生物として用いることで、得られる刈草堆肥に対してより優れた除草効果を付与できるとともに、発酵期間の短縮化が可能であることが確認された。なお、この実施例３の二次発酵工程での発酵期間が６０日とされる刈草堆肥における除草効果についても、実施例１と同じく、播種後６週間以上経ても、同様の効果が維持されるものであった。
【００４９】
（比較例１）  実施例２と同条件の刈草のみを堆肥化材料とし、さらに、発酵微生物を加えることなく、自然発酵の形で５日間、一次発酵させた。発酵期間以外は、実施例２の一次発酵工程と同条件である。このような一次発酵工程にて得られる堆肥を、好気性発酵にて発酵熟成させる二次発酵工程を行った。ここでは、二次発酵工程における発酵期間が９０日となった時点で、実施例２の堆肥と同等のｐＨ値、ＥＣ濃度およびＣ／Ｎ比となった。この発酵期間が９０日の刈草堆肥を、実施例１と同条件にて植物栽培圃場の土壌に施用した。その結果は、上記判定基準に基づき、除草効果が×、農産物の生育状況は○となるものであった。この結果から、刈草自体の成分のみから自然発酵にて生成される代謝産物では、得られる刈草堆肥に対して優れた除草効果を付与できないことが分かる。つまり、本発明に示すように、刈草を、バチルス属に属する微生物を用いて発酵させることが重要である。なお、この比較例１にて得られた刈草堆肥の除草効果が×の具体的な数値としては、目視にて１ｍ２あたり約１００本の雑草が発生するものであった。
【００５０】
（比較例２）  刈草を用いずに、木材チップおよび実施例１と同様の活性汚泥にて堆肥化材料を構成させた。容量比で木材チップは７０％とし、活性汚泥は３０％とした。この堆肥化材料を、実施例１と同条件にて一次発酵させた。そして、この一次発酵工程にて得られた堆肥を、好気性発酵にて発酵熟成させる二次発酵工程を行った。ここでは、二次発酵工程における発酵期間が９０日となった時点で、得られる木材堆肥が、実施例２の刈草堆肥と同等のｐＨ値、ＥＣ濃度およびＣ／Ｎ比となった。ここでの発酵期間が９０日とされるのは、木材成分であるリグニンやタンニン等の分解速度が遅いことにより、特にＣ／Ｎ比が所望の値にまで低減するのに発酵期間を要することに起因する。この発酵期間が９０日の木材堆肥を、実施例１と同条件にて植物栽培圃場の土壌に施用した。その結果は、上記判定基準に基づき、除草効果が×、農産物の生育状況が○となるものであった。つまり、木材堆肥においても、本発明に示すように、ｐＨ値、ＥＣ濃度およびＣ／Ｎ比を所定の数値範囲内に収めることで、実施例２の刈草堆肥と同等に、農産物の生育を促進できるものとなる。ただし、優れた除草効果は見られず、具体的には、目視にて１ｍ２あたり４０本の雑草が発生したものとなった。より詳細には、ハコベや一年草カヤツリクサ、スベリツユなどに対しては除草効果が認められず、これら雑草が発生するものとなった。比較例１にて上述したのと同じく、この比較例２の内容からも、上記実施例に示すように、優れた除草効果を有し、かつ、農産物の生育を促進できる堆肥となすには、刈草をバチルス属に属する微生物を用いて発酵させることが重要である。なお、比較例１よりも比較例２のものが、除草効果について良好であったのは、木材チップをバチルス属微生物を用いて発酵させることで生成される代謝産物が特定の雑草種に対しては除草効果を示すためと考えられる。その意味でも、特には、木材不要物を用いる形で本発明に係わる一次発酵工程を行うことにより、得られる刈草堆肥の除草効果をも高めることができると言える。また、比較例２においては、木材不要物そのものを用いて一次発酵工程を行ったが、例えば実施例１のように、戻し堆肥とされる木材堆肥を用いて一次発酵工程を行えば、発酵期間の短縮化を図ることも可能である。つまり、食品不要物や木材不要物に由来する戻し堆肥は、既に堆肥化がなされているとともに、発酵微生物による発酵分解を促進させるための窒素源が刈草よりも多いので、発酵期間の短縮化が可能となる。また、実施例１および実施例２の結果より、食品不要物そのものも、発酵期間の短縮化を可能とするものである。これら内容より、発酵期間の短縮化を図る側面においては、特に、食品不要物や、食品不要物や木材不要物に由来する戻し堆肥を用いて一次発酵工程を行うことが好適であると言える。勿論、比較例２においては、被発酵材料が木材チップのみで構成されている。そこで、発酵期間が過度に長期化しない程度に、木材不要物の被発酵材料における容量比を、例えば１０〜２０％程度に調整するといった具合に適宜調整させて一次発酵工程を行うことで、得られる刈草堆肥における植物栽培圃場への施用性をより高めた形で、発酵期間の長期化を抑制す��ことも可能である。
【００５１】
（実施例４）  実施例２にて得られた刈草堆肥に対して６０ｇ／ｌとなるように加水し、攪拌した後、６時間経過後にろ過することで、刈草堆肥抽出液を得た。この刈草堆肥抽出液を土壌に施用した。施用条件は、土壌に対して５ｌ／ｍ２施用した以外は、実施例１と同条件である。その結果は、上記判定基準に基づき、除草効果が◎、農産物の生育状況が○となるものであった。この結果より、刈草堆肥抽出液が、刈草堆肥同様に、優れた除草効果を有し、かつ、農産物の生育を促進させるものであることが確認された。また、この結果は、上記実施例の刈草堆肥も含め、刈草堆肥抽出液が有する優れた除草効果が、刈草をバチルス属微生物にて発酵させる際に代謝される代謝産物に起因することを示唆していると言える。なお、この実施例４の刈草堆肥抽出液における除草効果についても、実施例２と同じく、播種後６週間以上経ても、同様の効果が維持されるものであった。
【００５２】
上記実施例の結果より、本発明に係わる刈草堆肥および該刈草堆肥から抽出される刈草堆肥抽出液が、優れた除草効果を有し、かつ、農産物の生育を促進させるものであることが示された。なお、本発明は、上記実施形態や実施例に限定されるものではない。例えば、本実施例では、春から夏にかけて繁茂する雑草の代表として６月に繁茂しているものを刈草として用いたが、夏から秋にかけて繁茂する雑草の代表として１０月に繁茂しているものを刈草として用いた場合も、本実施例同様に、除草効果および農産物の育成状況ともに良好な結果であることを確認している。また、育成する農産物についても、例えば、ほうれん草とした場合も良好な結果であり、特に限定されるものではない。最後に、ほうれん草とした場合の除草効果を表す観察図を図３に示す。図３における領域Ａは、ほうれん草が育成される植物栽培圃場の図面上の領域であり、そのうちの領域Ａ１は刈草堆肥を施用した領域に対応し、領域Ａ２は刈草堆肥を含めた堆肥自体を施用しなかった領域に対応する。図３に示すように、領域Ａ２においては、ほうれん草以外にハコベなどの雑草の発生が視認されるが、領域Ａ１においては、ほうれん草以外の植物は視認されない。このように、本発明に係わる刈草堆肥や刈草堆肥抽出液を土壌に施用することで、雑草の発生を効果的に抑制できるとともに、農産物の育成を促進させることができる。なお、図３においては、領域Ａ１、Ａ２ともに、雑草の発生を見やすくする目的で、一部のほうれん草を収穫してある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の刈草堆肥の製造方法における製造過程を示す概略構成図。
【図２】本発明の製造方法に係わる一次発酵工程を説明するための説明図。
【図３】実施例に係わる実施結果の効果を示すための土壌観察図。
【図４】実施例に係わる実施結果の効果を示すための農産物観察図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年5月7日(2003.5.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
刈草を含む被発酵材料を、食品不要物および木材不要物を用いる形で、発酵微生物による生物分解にて堆肥化させる一次発酵工程と、
該一次発酵工程にて得られる堆肥をさらに発酵熟成させることで刈草堆肥を得る二次発酵工程とを含み、
前記発酵微生物としては、活性汚泥由来のものである、バチルス属に属するバチルス・ズブチルスの１種もしくは、少なくともバチルス・ズブチルスを含むバチルス属に属する２種以上の微生物を主体として用い、さらに、
前記刈草堆肥は、ｐＨが６．０以上９．５以下、かつＥＣ濃度が０．５ｄＳｍ−１／ｃｍ以上４ｄＳｍ−１／ｃｍ以下、かつＣ／Ｎ比が１０以上３０以下となるように調整されてなり、前記刈草と、該刈草を発酵させるための前記バチルス属に属する微生物との組み合わせにて除草効果が発現されることを特徴とする刈草堆肥の製造方法。
【請求項２】
前記発酵微生物としては、バチルス属に属するバチルス・ズブチルスおよびバチルス・チューリンゲンシスを主体として用いることを特徴とする請求項１に記載の刈草堆肥の製造方法。
【請求項３】
前記刈草堆肥における前記バチルス属に属する微生物の微生物濃度は、１０３個／ｇ以上となるように調整されてなることを特徴とする請求項１または２に記載の刈草堆肥の製造方法。
【請求項４】
前記被発酵材料の全容量に対する前記刈草の容量比は、３０％以上となるように調整されてなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の刈草堆肥の製造方法。
【請求項５】
前記一次発酵工程および前記二次発酵工程の少なくともいずれかは、好気性発酵にて行うことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の刈草堆肥の製造方法。
【請求項６】
前記食品不要物は、食品由来の動植物性残渣であることを特徴とする請求項１に記載の刈草堆肥の製造方法。
【請求項７】
前記木材不要物は、竹、笹、木材チップ、バークおよび樹木剪定屑の１種以上からなることを特徴とする請求項１または６に記載の刈草堆肥の製造方法。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の刈草堆肥の製造方法にて製造される刈草堆肥であって、
除草効果を有した堆肥として土壌に施用されるものであることを特徴とする刈草堆肥。
【請求項９】
請求項８に記載の刈草堆肥に、木材不要物を堆肥化させた木材堆肥および食品不要物を堆肥化させた一般堆肥の少なくともいずれかを混在させてなることを特徴とする刈草混合堆肥。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載の刈草堆肥の製造方法にて製造される刈草堆肥および該刈草堆肥に対して加水させたものの少なくとも一方から抽出した刈草堆肥抽出液であって、除草効果を有したものとして土壌に施用されることを特徴とする刈草堆肥抽出液。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
上記課題を解決するための本発明の刈草堆肥の製造方法は、
刈草を含む被発酵材料を、食品不要物および木材不要物を用いる形で、発酵微生物による生物分解にて堆肥化させる一次発酵工程と、
該一次発酵工程にて得られる堆肥をさらに発酵熟成させることで刈草堆肥を得る二次発酵工程とを含み、
前記発酵微生物としては、活性汚泥由来のものである、バチルス属に属するバチルス・ズブチルスの１種もしくは、少なくともバチルス・ズブチルスを含むバチルス属に属する２種以上の微生物を主体として用い、さらに、
前記刈草堆肥は、ｐＨが６．０以上９．５以下、かつＥＣ濃度が０．５ｄＳｍ−１／ｃｍ以上４ｄＳｍ−１／ｃｍ以下、かつＣ／Ｎ比が１０以上３０以下となるように調整されてなり、前記刈草と、該刈草を発酵させるための前記バチルス属に属する微生物との組み合わせにて除草効果が発現されることを特徴とする。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】削除
【補正の内容】