(57)【要約】      （修正有）【課題】稲わらなど非木質繊維植物の生物パルプ化ろ過廃液を利用する植物栄養液及びその調製方法を提供する。【解決手段】（ａ）培養液、非木質繊維植物及び微生物の懸濁液を含む培養溶液を提供する工程と、（ｂ）前記培養溶液を発酵して該非木質繊維植物の生物パルプを形成する工程と、（ｃ）該非木質繊維植物の生物パルプをろ過してろ過液を得る工程と、（ｄ）該ろ過液を調合して植物栄養液を製造する工程とを備える。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）培養液、非木質繊維植物及び微生物の懸濁液を含む培養溶液を提供する工程と、
（ｂ）前記培養溶液を発酵して前記非木質繊維植物の生物パルプを形成する工程と、
（ｃ）前記非木質繊維植物の生物パルプをろ過してろ過液を得る工程と、
（ｄ）前記ろ過液を調合して植物栄養液を製造する工程と
を備える生物パルプ化回収液を利用して植物栄養液を調製する方法。
【請求項２】
前記非木質繊維植物は稲わらであり、
前記非木質繊維植物は高温高圧処理、高温蒸気処理、高温水煮処理及び常温浸漬処理のいずれかで処理されたものであり、及び
前記非木質繊維植物は４〜１５％の割合で前記培養溶液中に添加されることを特徴とする請求項１に記載の植物栄養液の調製方法。
【請求項３】
前記微生物は前記非木質繊維植物及び家畜の排泄物のいずれか一つから分離して得られたものであり、
前記微生物接種濃度は０〜１０８ｃｆｕ／ｍｌであり、及び
前記微生物はグラム陽生菌、高温細菌Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ（ＰＭＢＰ−ｍ５）、枯草菌Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｉｓ（ＰＭＢＰ−ｍ６）、及びクワ炭疸病の発病抑制細菌Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ａｍｙｌｏｌｉｑｕｅｆａｃｉｅｎｓ（ＰＭＢＰ−ｍ７）のいずれか一つであることを特徴とする請求項１に記載の植物栄養液の調製方法。
【請求項４】
前記培養液は蒸留水、ラクトース・ビーフ・エキス酒酵母エキス（ＬＢＹ）のいずれか一つであり、
前記発酵温度は２０〜５０℃であり、
前記発酵は振盪培養又は静置培養であり、
前記発酵時間は０〜１０日であり、
前記培養溶液はさらに１２０〜１５０℃の温度下で２５〜４５分間蒸煮されると共に０〜４％（Ｗ／Ｖ）の生石灰が添加され、そして１８〜３００メッシュのフィルタ・スクリーンでろ過されたものであり、
前記ろ過液は１０〜１００倍に希釈された後、農作物の栽培に使用され、及び
前記ろ過液を調製するに当って、さらに添加剤を加えて植物栄養液を改良し、この添加剤は海藻粉末、尿素、Ｈｏａｇｌａｎｄ’ｓ栄養液及びその混合物からなる群より選択されたものであり、そして前記改良植物栄養液は２５０〜１０００倍に希釈された後、農作物の栽培に使用されることを特徴とする請求項１に記載の植物栄養液の調製方法。
【請求項５】
（ａ）非木質繊維植物の生物パルプ化ろ過液と、
（ｂ）海藻粉末と、
（ｃ）尿素と、
（ｄ）アルコールと、
（ｅ）Ｈｏａｇｌａｎｄ’ｓ栄養液とを備える非木質繊維植物の生物パルプ化回収液を利用して調製される植物栄養液。
【請求項６】
前記海藻粉末は前記非木質繊維植物の前記生物パルプ化ろ過液中に０．１％〜５％添加され、
前記尿素は前記非木質繊維植物の前記生物パルプ化ろ過液中に０．０１％〜１％添加され、
前記アルコールは前記非木質繊維植物の前記生物パルプ化ろ過液中に０．１％〜５％添加され、及び
前記Ｈｏａｇｌａｎｄ’ｓ栄養液は前記非木質繊維植物の前記生物パルプ化ろ過液に０．１％〜５％添加されることを特徴とする請求項５に記載の植物栄養液。
【請求項７】
（ａ）培養液、植物及び微生物の懸濁液を含む培養溶液を提供する工程と、
（ｂ）前記培養溶液を発酵して非木質繊維植物の生物パルプを形成する工程と、
（ｃ）前記生物パルプをろ過してろ過液を得る工程と、
（ｄ）前記ろ過液を調合して植物栄養液を製造する工程とを備える請求項５に記載の植物栄養液の調製方法。
【請求項８】
前記植物は非木質繊維植物であることを特徴とする請求項７に記載の植物栄養液の調製方法。
【請求項９】
（ａ）非木質繊維植物の生物パルプ化ろ過液と、
（ｂ）高分子重合体と、
（ｃ）窒素と、
（ｄ）アルコールと、
（ｅ）Ｈｏａｇｌａｎｄ’ｓ栄養液とを備える植物栄養液。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は植物栄養液及びその調製方法に関し、特に、非木質繊維植物の生物パルプ化回収液を利用して植物栄養液を調製する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から稲わらの生物パルプ化フローで産生した回収ろ過液は、農作物育成用の植物栄養液を調製することに用いられているが、稲わら、サトウキビの滓及び木材を化学処理して製紙パルプを生産しているために、排出された廃水（黒水）が環境汚染の原因となっている。今でも製紙産業界はこの困難な問題を解決できずにいる。この問題の解決法として、本発明は微生物パルプ化方式を採用して製紙用繊維を生産しているので、農作物種子の発芽に無害であり、かつ植物栄養液を調製できる利点を有している。これは農作物の発育に寄与するのは勿論、製紙廃液が環境を汚染する問題を解決できる他、資源を再利用する方法も提供するので、伝統化学パルプ化フローに対して大きな成果と進歩となる。
【０００３】
台湾の毎年の稲わら総産量は約２３５万トンである。稲わらの有機物成分は約９５％以上であり、そのうち炭素は４１．３％、窒素は０．８１％、セミセルロースは２０．６％、セルロースは２４．７％、リグニンは７．７％である。一般的に、稲わらを処理する方法として、縄、俵、茣蓙、厚紙を製造する、小区画の地面の被覆材料として役立たせる、燃料として利用する、及び他の資材と混合して堆肥にする等がある。また、直接土中に埋めてその養分を利用したり、あるいは現場で焼却して灰にしてしまうこともある。昨今、科学技術の飛躍的進歩と工賃の高額化のため、稲わらを利用して燃料、飼料、俵及び茣蓙等にするのはわずかな場合しかなく、大部分の稲わらは現場で焼却して灰にするか又は直接土中に埋めており、空気汚染や環境汚染のおそれがある。すなわち、廃棄稲わらは通常は嫌気的環境下では微生物によって完全には分解されず、結果として作物の生育に有害な酢酸及びフェノール酸等々といった有機酸を発生させてしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、廃棄された稲わらに酸素環境下で微生物を接種し、かつ、栄養物質を添加した後、製紙パルプ繊維の発酵生産を行い、しかる後、生物パルプ化により生産されたろ過液から作物の生育を促進する産品を調製すると同時に、環境汚染の問題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本出願人は上記従来技術の欠点に鑑み、鋭意試験研究を重ねた結果、ついに本発明の「非木質繊維植物の生物パルプ化回収液を利用した植物栄養液の調製方法」を完成するに至った。
【０００６】
上記目的を達成するための、非木質繊維植物の生物パルプ化回収液を利用した植物栄養液の調製方法は、（ａ）培養液、非木質繊維植物及び微生物の懸濁液を含む培養溶液を提供する工程と、（ｂ）前記培養溶液を発酵して、前記非木質繊維植物の生物パルプを形成する工程と、（ｃ）該非木質繊維植物の生物パルプをろ過してろ過液を得る工程と，（ｄ）該ろ過液を調合して植物栄養液を製造する工程とを備える（請求項１に対応）。
【０００７】
本発明の植物栄養液の調製方法において、該非木質繊維植物は稲わらであり、該非木質繊維植物は高温高圧処理、高温蒸気処理、高温水煮処理及び常温浸漬処理のいずれかで処理されたものであり、及び該非木質繊維植物は４〜１５％の割合で該培養溶液中に添加される（請求項２に対応）。
【０００８】
また、本発明の植物栄養液の調製方法において、該微生物は非木質繊維植物及び家畜の排泄物のいずれか一つから分離して得られたものであり、該微生物接種濃度は０〜１０８ｃｆｕ／ｍｌであり、及び該微生物はグラム陽生菌、高温細菌Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ（ＰＭＢＰ−ｍ５）、枯草菌Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｉｓ（ＰＭＢＰ−ｍ６）、及びクワ炭疸病の発病抑制細菌Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ａｍｙｌｏｌｉｑｕｅｆａｃｉｅｎｓ（ＰＭＢＰ−ｍ７）のいずれか一つである（請求項３に対応）。
【０００９】
また、本発明の植物栄養液の調製方法において、該培養液は蒸留水、ラクトース・ビーフ・エキス酒酵母エキス（ＬＢＹ）のいずれか一つであり、該発酵温度は２０〜５０℃であり、該発酵は振盪培養又は静置培養であり、該発酵時間は０〜１０日であり、該培養溶液はさらに１２０〜１５０℃の温度下で２５〜４５分間蒸煮されると共に、０〜４％（Ｗ／Ｖ）の生石灰が添加され、そして１８〜３００メッシュのフィルタ・スクリーンでろ過されたものであり、該ろ過液は１０〜１００倍に希釈された後、農作物の栽培に使用され、及び該ろ過液を調製するに当って、さらに添加剤を加えて植物栄養液を改良し、この添加剤は海藻粉末、尿素、Ｈｏａｇｌａｎｄ’ｓ栄養液及びその混合物からなる群より選択されたものであり、そして該改良植物栄養液は２５０〜１０００倍に希釈された後、農作物の栽培に使用される（請求項４に対応）。
【００１０】
さらには、本発明の目的を達成するための、非木質繊維植物の生物パルプ化回収液を利用して調製された植物栄養液は、（ａ）非木質繊維植物の生物パルプ化ろ過液と、（ｂ）海藻粉末と、（ｃ）尿素と、（ｄ）アルコールと、（ｅ）Ｈｏａｇｌａｎｄ’ｓ栄養液とを備えてなる（請求項５に対応）。
【００１１】
本発明の植物栄養液において、該海藻粉末は該非木質繊維植物の該生物パルプ化ろ過液中に０．１％〜５％添加され、該尿素は該非木質繊維植物の該生物パルプ化ろ過液中に０．０１％〜１％添加され、該アルコールは該非木質繊維植物の該生物パルプ化ろ過液中に０．１％〜５％添加され、及び該Ｈｏａｇｌａｎｄ’ｓ栄養液は該非木質繊維植物の該生物パルプ化ろ過液に０．１％〜５％添加される（請求項６に対応）。
【００１２】
さらには、本発明の目的を達成する他の植物栄養液の調製方法は、（ａ）培養液、植物及び微生物の懸濁液を含む培養溶液を提供する工程と、（ｂ）該培養溶液を発酵して非木質繊維植物の生物パルプを形成する工程と、（ｃ）該生物パルプをろ過してろ過液を得る工程と、（ｄ）該ろ過液を調合して植物栄養液を製造する工程とを備える（請求項７に対応）。
【００１３】
上記本発明の他の植物栄養液の調製方法において、該植物は非木質繊維植物である（請求項８に対応）。
【００１４】
また本発明の他の植物栄養液の調製方法において、該植物は稲わらであり、該植物は高温高圧処理、高温蒸気処理、高温水煮処理及び常温浸漬処理のいずれかで処理されたものであり、及び該植物は４〜１５％の割合で該培養溶液中に添加される。
【００１５】
また上記本発明の他の植物栄養液の調製方法において、該微生物は該植物及び家畜の排泄物のいずれか一つから分離して得られたものであり、該微生物接種濃度は０〜１０８ｃｆｕ／ｍｌであり、及び該微生物はグラム陽生菌、高温細菌Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ（ＰＭＢＰ−ｍ５）、枯草菌Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｉｓ（ＰＭＢＰ−ｍ６）、及びクワ炭疸病の発病抑制細菌Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ａｍｙｌｏｌｉｑｕｅｆａｃｉｅｎｓ（ＰＭＢＰ−ｍ７）のいずれか一つである。
【００１６】
また、本発明の他の植物栄養液の調製方法において、該培養液は蒸留水、ラクトース・ビーフ・エキス酒酵母エキス（ＬＢＹ）のいずれか一つであり、該発酵温度は２０〜５０℃であり、該発酵は振盪培養又は静置培養であり、該発酵時間は０〜１０日であり、該培養溶液はさらに１２０〜１５０℃の温度下で２５〜４５分間蒸煮されると共に、さらに０〜４％（Ｗ／Ｖ）の生石灰が添加され、該ろ過液は１０〜１００倍に希釈された後、農作物の栽培に使用され、及び該ろ過液を調製するに当って、さらに添加剤を加えて植物栄養液を改良し、この添加剤は海藻粉末、尿素、Ｈｏａｇｌａｎｄ’ｓ栄養液及びその混合物からなる群より選択されたものであり、そして該改良された植物栄養液は２５０〜１０００倍に希釈された後、農作物の栽培に使用される。
【００１７】
さらには、本発明の目的を達成するための他の植物栄養液は、（ａ）非木質繊維植物の生物パルプ化ろ過液と、（ｂ）高分子重合体と、（ｃ）窒素と、（ｄ）アルコールと、（ｅ）Ｈｏａｇｌａｎｄ’ｓ栄養液とを備える（請求項９に対応）。
【００１８】
本発明の他の植物栄養液において、該高分子重合体は該非木質繊維植物の生物パルプ化ろ過液中に０．１〜５％添加され、該窒素は有機窒素肥料又は無機窒素肥料であり、該窒素は該非木質繊維植物の生物パルプ化ろ過液中に０．０１％〜１％添加され、該アルコールは該非木質繊維植物の生物パルプ化ろ過液中に０．１％〜５％添加され、及び該Ｈｏａｇｌａｎｄ’ｓ栄養液は該非木質繊維植物の生物パルプ化ろ過液に０．１％〜５％添加される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の非木質繊維植物の生物パルプ化回収液を利用した植物栄養液の調製方法は、以下に実施例を挙げて説明することにより十分に理解される。
【００２０】
本発明の該植物栄養液の調製方法は廃棄された稲わらを材料としているが、以下の詳細な工程に基づいて実施される。
【００２１】
（１）試験用廃棄稲わらの準備
稲刈した後の廃棄稲わら（インディカ米は台中セン稲１０号）を収集して太陽に干した後、刀で２〜３ｃｍ長さに切り、高温高圧（１２１℃、１５ｌｂ／ｉｎ２、１５分）、高温蒸気（１００℃、６０分）、高温水煮（１００℃、３０分）及び常温浸漬（２５〜３０℃、３０分）の方式で処理した。
【００２２】
（２）培養溶液の製造
上記に処理された稲わらをそれぞれ５％（Ｗ／Ｖ）の割合で蒸留水、ラクトース・ビーフ・エキス酒酵母エキス［成分は０．２５％（Ｗ／Ｖ）の乳糖、０．２％（Ｗ／Ｖ）のラクトース・ビーフ・エキス及び０．０５％（Ｗ／Ｖ）の酒酵母エキス］中に添加し、さらにＰＭＢＰ菌株群［高温細菌Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ（ＰＭＢＰ−ｍ５）、枯草菌Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｉｓ（ＰＭＢＰ−ｍ６）及びクワ炭疸病の発病抑制細菌Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ａｍｙｌｏｌｏｑｕｅｆａｃｉｅｎｓ（ＰＭＢＰ−ｍ７）等の３種類の菌種］を１×１０６ｃｆｕ／ｍｌの濃度で添加した。
【００２３】
（３）振盪発酵培養
それぞれ処理された培養溶液を５０℃の温度、２００ｒｐｍの回転速度下で７日振盪培養した。
【００２４】
（４）稲わらの生物パルプのろ過
それぞれ異なる処理をした稲わらの生物パルプを２７０メッシュのフィルタ・スクリーンでろ過して稲わら発酵ろ過液を得た。
【００２５】
（５）稲わらろ過液の希釈
ろ過液を無菌水で５０倍に希釈して植物栄養液を製造した。
【００２６】
（６）農作物の栽培に使用
レタス種子を上記の植物栄養液に２日浸漬した後、それぞれ直径５インチの花鉢に播種し、そして毎週１回５０倍に希釈された希釈液を１００ｍｌ散水し、各処理のレタス実生の生育に対する影響を調査した。
【００２７】
稲わら生物パルプ化ろ過液を無菌水でそれぞれ１０、２５、５０及び１００倍の希釈液に希釈して発芽したキュウリ種子に撒き、しかる後、それぞれ毎週１回、合計３回、キュウリ実生に散水した。２１日経過後、キュウリ実生の生育状況を調査した。
【００２８】
（７）植物栄養液の改良
それぞれ０．３％（Ｗ／Ｖ）の海藻粉末、０．１％（Ｗ／Ｖ）の尿素、１％（Ｗ／Ｖ）のアルコール及び２％（Ｗ／Ｖ）Ｈｏａｇｌａｎｄ’ｓ栄養液（１リットルあたり０．６ｇの硫酸銅、０．１１ｇの硫酸鉄、０．７９ｇの塩化マンガン及び０．１５ｇの硫酸亜鉛等を含む）を先の廃棄稲わらの回収ろ過液に添加し、ＲＳＬ植物栄養液を調製した。
【００２９】
（８）農作物の栽培に使用
ＲＳＬ植物栄養液を無菌水で２５０、５００、７５０及び１０００倍の希釈液に希釈して発芽したキュウリ種子に撒き、しかる後、それぞれ毎週１回、合計３回キュウリ実生に散水した。２１日経過後、キュウリ実生の生育状況を調査した。
【００３０】
廃棄稲わらの異なる処理から調製された植物栄養溶液の植物生育に対する影響を以下に記載する。図１は、５０倍希釈での生物パルプろ過液の本発明の好ましい実施例によるレタス種子の発芽に対する影響を示す。異なる処理の発芽率は９７％〜１００％の間であることから、５０倍希釈の植物栄養液はレタス種子の発芽を抑制及び傷害せず、レタス種子の発芽後その根にも異常がなく、根の生長が旺盛であることが裏付けられた。また、図２は、５０倍希釈での生物パルプろ過液の本発明の好ましい実施例によるレタスの発芽に対する影響を示す。異なる前処理した廃棄稲わらのろ過液は、レタス実生の株高さ及び取立重量に影響を与えない。水煮の稲わらのろ過液は、レタス生長を幾分増長する効果があることが示され、特にインディカ米稲わらから得られたろ過液はレタスの生長において直立を助長することが示された（図３参照）。
【００３１】
他の実施例において、５％（Ｗ／Ｖ）廃棄稲わらを含むラクトース・ビーフ・エキス酒酵母エキス［成分は０．２５％（Ｗ／Ｖ）の乳糖、０．２％（Ｗ／Ｖ）のラクトース・ビーフ・エキス及び０．０５％（Ｗ／Ｖ）の酒酵母エキスを含む］中にＰＭＢＰ菌株群［高温細菌Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ（ＰＭＢＰ−ｍ５）、枯草菌Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ｓｕｂｔｉｌｉｓ（ＰＭＢＰ−ｍ６）及びクワ炭疸病の発病抑制細菌Ｂａｃｉｌｌｕｓ  ａｍｙｌｏｌｏｑｕｅｆａｃｉｅｎｓ（ＰＭＢＰ−ｍ７）等の三種菌種］を１×１０６ｃｆｕ／ｍｌの菌濃度で接種した後、温度５０℃、２００ｒｐｍの回転速度下で４日の発酵を行い、しかる後、１％（Ｗ／Ｖ）生石水で１４０℃の温度で３０分間蒸し、２７０メッシュのフィルタ・スクリーンでろ過して稲わら生物パルプ化ろ過液を得た。さらに続いて、この稲わら生物パルプ化ろ過液を無菌水で１０、２５、５０及び１００倍の希釈液に希釈し、それぞれ発芽したキュウリ種子に撒き、そしてそれぞれ毎週１回、合計３回キュウリ実生に散水した。２１日経過した後、キュウリ実生の生育状況を調査したところ、稲わら生物パルプ化ろ過液はキュウリ実生の生長を抑制及び傷害しない他、実生の発育を促進し、白粉病を軽減することが立証された。図４に示すように、稲わら生物パルプ化ろ過液で培養されたキュウリ実生の取立重量が比較的良好である他、その根茎の成長がよく、かつ植株が比較的直立している。
【００３２】
他の好適な実施例において、稲わら生物パルプ化ろ過液をさらに改良することができる。即ち、１リットルあたりの稲わら生物パルプ化ろ過液に０．３％（Ｗ／Ｖ）の海藻粉末、０．１％（Ｗ／Ｖ）の尿素、１％（Ｗ／Ｖ）のアルコール及び２％（Ｗ／Ｖ）のＨｏａｇｌａｎｄ’ｓ栄養液（１リットルあたり０．６ｇ硫酸銅、０．１１ｇ硫酸鉄、０．７９ｇ塩化マンガン及び０．１５ｇ硫酸亜鉛を含む）等を添加してＲＳＬ植物栄養液を製造した。稲わら生物パルプ化ろ過液に水を添加したものを対照組とした。しかる後、該ＲＳＬ植物栄養液をそれぞれ２５０、５００、７５０及び１０００倍に希釈した後、キュウリ種子が播いてある花鉢に撒き、毎週１回、合計３回散水した。２１日経過した後、各処理のキュウリ実生の生育状況を調査した。結果、図５に示すように、ＲＳＬ植物栄養液はキュウリ実生の成長を促進できることが立証された。図６はＲＳＬ植物栄養液でキュウリ実生を処理した後、その取立重量が比較的良好である他、植物丈と葉がいずれも対照組より高く大きくあると共に、白粉病の発生が減少していることを示している。
【００３３】
上記実施例は本発明の技術的手段をより詳細に説明するために具体例を挙げて説明したが、当然、本発明の技術的思想はこれに限定されるべきでなく、クレームの範囲を逸脱しない限り、当業者による単純な設計変更、付加、置換等はいずれも本発明の技術的範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】異なる方式で稲わらを処理した後、５０倍に希釈したろ過液のレタス種子発芽に対する影響を示す。
【図２】異なる方式で稲わらを処理した後、５０倍に希釈したろ過液のレタス生長に対する影響を示す。
【図３】異なる方式で稲わらを処理した後、５０倍に希釈したろ過液を用いて生長させたレタスの形態を示す写真。
【図４】異なる濃度に希釈された稲わら生物パルプ化ろ過液のキュウリ実生生長に対する影響を示す。
【図５】異なる濃度のＲＳＬ植物栄養液のキュウリ実生生長に対する影響を示す。
【図６】ＲＳＬ植物栄養液でキュウリ実生を３回処理した後のキュウリ実生の形態を示す写真。
【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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【図６】
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