(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
堆肥と、筍皮と竹の枝が出る前迄の竹である若竹のいずれか一方または両方を粉砕した材料を乾燥したものとを、混合したことを特徴とする竹の有効成分を含む発酵肥料。
【請求項２】
前記堆肥は、堆肥原料に有用微生物を添加して発酵させたものである請求項１記載の竹の有効成分を含む発酵肥料。
【請求項３】
前記堆肥は、堆肥原料を自然発酵させたものである請求項１記載の竹の有効成分を含む発酵肥料。
【請求項４】
前記堆肥原料には、成長して材質が硬くなった竹である親竹を粉砕した竹チップを含むことを特徴とする請求項２または３に記載の竹の有効成分を含む発酵肥料。
【請求項５】
堆肥原料に有用微生物を添加し、発酵させて堆肥を製造し、筍皮と竹の枝が出る前迄の竹である若竹のいずれか一方または両方を粉砕した材料を乾燥したものと前記堆肥とを混合することを特徴とする竹の有効成分を含む発酵肥料の製造方法。
【請求項６】
堆肥原料を自然発酵させて堆肥を製造し、筍皮と竹の枝が出る前迄の竹である若竹のいずれか一方または両方を粉砕した材料を乾燥したものと前記堆肥とを混合することを特徴とする竹の有効成分を含む発酵肥料の製造方法。
【請求項７】
前記堆肥原料には、成長して材質が硬くなった竹である親竹を粉砕した竹チップを含むことを特徴とする請求項５または６記載の竹の有効成分を含む発酵肥料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筍皮や若竹の有効成分を含む発酵肥料の製造技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機廃棄物の処理は深刻な社会問題となっている。生ごみや家畜の糞尿等の有機物は、量が少ない場合は農地への還元や自然の分解のサイクルで十分な対応が可能であるが、大量になると公害源となっており、その処理には多大な経費がかけられている。
【０００３】
自然環境で堆肥の原料となる植物性繊維（セルロース）を野積みにしておくと、まず酵母菌、バクテリアが繁殖し、たんぱく質と糖からそれぞれアミノ酸と水、ＣＯ2を作りだす。この発酵が進んでくるとセルロースの山は発熱を始め、放線菌や糸状菌の活動を促し、繊維質が分解され肥料となる。健全な堆肥の熟成までの過程で邪魔な存在は、腐敗菌であり、この悪玉菌（嫌気性）が繁殖してしまうと亜硝酸や硫化性物質が発生し、不快な異臭を発生する。
【０００４】
一般生ごみを対象にした堆肥製造方法においても、易分解性物質の初期分解時には好気性糸状菌や細菌が主に活動し、ヘミセルロースやセルロース分解期にはごく限られた高温性好気性の放線菌によりヘミセルロースを分解し、セルロースを露出させる。このときに酸素を盛んに吸収するため、そのまわりに酸素不足の環境が生まれ、嫌気性のセルロース分解菌が働き、セルロースを分解する酵素セルラーゼを作る。セルロースの分解がピークを超えると、徐々に発酵温度が下がり、リグニンの分解が始まる。リグニンの分解は、糸状菌の生成する細胞外酵素や担子菌や白色木材腐朽菌などにより行われる。
【０００５】
また、菌の特性効果については、光合成細菌は廃棄物中に発生したアンモニア、硫化水素、メルカプタンや種々の炭化水素を消化させ悪臭源をなくすと同時にプロリン、メチオニン等の種々の有効なアミノ酸の生成を促進する作用を有し、乳酸菌は廃棄物の腐敗を防止する作用を有し、放線菌、酵母を用いると有害微生物の働きを抑えるグラム陽性菌群の微生物相が形成されるようになること等はよく知られていることである。
【０００６】
このように、有機物の堆肥化は自然環境の維持、資源の有効活用の観点から技術開発が盛んに進められており、廃棄物原料、発酵に用いる微生物菌の種類、製造方法などが種々考案されている。例えば特許文献１には菌の拮抗価、ｐＨ、密閉状態等について、特許文献２には低温環境下に適した糸状菌について、特許文献３には添加材として籾殻、酢酸含有物等を含んだ考案が示されている。微生物培養液についても、例えば特許文献４のようにポリマーをそのまま堆肥化促進剤として用いるもの等が考案されている。また、有機物原料についても野菜ごみ、木屑、動物糞等について多くの開示がある。
【０００７】
ところで生ごみには、一般家庭で日常的に少量発生する生ごみと事業所で大量に発生する生ごみとがある。これらの生ごみの一部は家庭や事業所単位で、あるいは自治体単位でコンポスト処理されて有機肥料とされているものもある。
【０００８】
一方、事業所で大量に発生し、適切な処理方法がないまま廃棄処分されている有機廃棄物の例として、筍の皮がある。筍は季節的な産品であり、ごく一部は掘り出した皮付きの状態で一般消費者に販売されるが、大部分は筍の水煮加工を行う事業所で皮を取り除いた水煮の状態で通年販売されている。筍の水煮加工を行う事業所においては、一度に大量の筍の皮が発生するので、この筍の皮の処理が大きな問題となる。
【０００９】
筍の水煮加工工場においては、水煮前後に筍の皮、穂先および根元等の、商品としない部分（本明細書ではこれらを総称して筍皮という）が取り除かれ、これらが不要物として廃棄処分されている。廃棄された大量の筍皮は、発酵力が大きく、腐敗臭を発生して問題となる。また、季節的なものであるので廃棄処理に多くの経費をかけられないという問題もあり、筍の水煮加工工場で発生する大量の筍皮を発酵肥料とすることは従来行われていない。
【００１０】
さらに、近年の筍堀り従事者の老齢化と人手不足にともなって、食用筍の採掘をしないまま放置され、またその後成長した若竹の伐採をしないまま親竹になるまで放置されている管理不十分な竹林が目立つようになってきた。竹林の管理が不十分であると、竹の侵攻が進んで保水力が低下し、また、隣接する杉、ヒノキなどの他木への被害が起こり、きれいな山が喪失してしまうという、自然環境面からゆるがせにできない問題がある。
【００１１】
このような問題を解決するために、本願出願人は、筍皮は発熱発酵性が大きいこと、筍皮や若竹には竹の驚異的な成長を支えるジベレリンをはじめ、カイネチン、チロシンといった成長促進物質が含まれていることから、筍皮や若竹を主原料として堆肥化すれば、廃棄物対策と併せて植物の生育に効果的な発酵肥料となり得る、という知見に基づいて、筍皮と若竹のいずれか一方または両方を主とした堆肥原料に、有用微生物の少なくとも１種を混合して発酵肥料を製造する方法を提案した（特許文献５参照）。
【００１２】
【特許文献１】特開平５−１７０５７９号公報
【特許文献２】特許第３４８５３４５号公報
【特許文献３】特開２０００−１６８８９号公報
【特許文献４】特開２００３−１９２７９４号公報
【特許文献５】特許第４０７３４４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
前掲の特許文献５において提案された発酵肥料製造方法によれば、筍皮や若竹を主原料として堆肥化することにより、筍皮や若竹に含まれる成長促進物質が含まれた発酵肥料となり、植物の成長促進に極めて効果的な肥料となるという効果を奏する。
【００１４】
ところで、本願発明者は、その後、継続した研究の過程で、成長過程にある若竹や筍皮には、成長した親竹とは異なり、植物の生育を促す成長促進物質、例えば、糖質、ミネラル、アミノ酸類が含まれるが、発酵の過程で発生する７０〜８０℃の熱により、その成長促進物質がある程度分解されて消失することを知見した。一方、親竹は、組織が固いので、所定の期間発酵させないと繊維質が分解されず、堆肥としては使用できない。
【００１５】
そこで本発明が解決すべき課題は、若竹や筍皮に含まれる成長促進物質を植物の成長に大きく寄与させると共に、堆肥化工程の簡素化、肥料としての機能向上を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記課題を解決するため、本願発明は、親竹を粉砕した竹チップを含むか含まない堆肥原料に有用微生物を添加して発酵させた、あるいは自然発酵させた堆肥と、筍皮と若竹のいずれか一方または両方を粉砕した材料を乾燥したものとを、混合したことを特徴とする竹の有効成分を含む発酵肥料である。ここで、「親竹」とは成長して材質が硬くなった竹をいい、「若竹」とは竹の枝が出る前迄の竹をいう。また、筍皮と若竹のいずれか一方または両方を粉砕した材料を、いずれも成長促進物質を多く含むことが共通しているため、便宜上、以下「若竹材料」という。
【００１７】
また、本願発明は、親竹を粉砕した竹チップを含むか含まない堆肥原料に有用微生物を添加し、発酵させるか、あるいは堆肥原料を自然発酵させて堆肥を製造し、筍と若竹のいずれか一方または両方を粉砕した若竹材料を乾燥したものと前記堆肥とを混合することを特徴とする竹の有効成分を含む発酵肥料の製造方法である。
【００１８】
成長過程にある竹は、１日に１ｍも伸びるといわれている。一方、２年程度の老竹になると成長は止まり、長さも太さも成長せず、数年で枯れるが、地下茎は伸びて、地下茎から毎年、筍が生えてくる。その成長の源となる成長促進物質が、筍のほか、筍皮や若竹にも含まれる。本発明では、筍皮や若竹に含まれる成長促進物質に注目し、それを肥料として有効利用しようとするものである。
【００１９】
すなわち、廃棄物である筍皮と若竹は、発酵させると７０〜８０℃の発酵熱により成長促進物質、例えば糖質、ミネラル、アミノ酸類という有効成分が一部分解されることがあるので、発酵させずに粉砕して若竹材料とする。これを肥料として用いるために地面に施肥すると、若竹材料中の前記のような成長促進物質が植物に有効に作用し、堆肥中の肥料成分と共に、植物の生育を促進させることになる。
【００２０】
ところで、堆肥の品質を表示する基準として「ＥＣ（電気伝導率）」という項目がある。ＥＣの高い堆肥は根傷みの原因になるので、注意すべきであるとされている。ＪＡ中央会の推奨品質基準では、５ｍＳ（ミリシーメンス）／ｃｍ以下とされている（藤原俊六郎著「堆肥のつくり方・使い方  原理から実際まで」農山漁村文化協会出版、２００３年３月、p40-43）。牛糞堆肥の場合は４〜６ｍＳ／ｃｍであるが、発酵させていない筍皮と若竹の粉砕物についてＥＣを測定したところ、１．６ｍＳ／ｃｍという分析結果が得られたので、これを堆肥に混ぜて使用しても、堆肥としての品質基準を十分満たすことが証明された。
【００２１】
一方、放置竹林を整備するときに伐採された親竹には、リグニン、タンニンといった、肥料としては適さない物質を含み、また分解されにくい繊維質を多く含むので、発酵させて堆肥化する。その堆肥と、前記の若竹材料とを混合して発酵肥料として肥料袋に梱包する際に、施肥前に若竹材料が発酵しないように、若竹材料は生の状態の含水率５０〜８０％のものを乾燥させて例えば４０％以下、好ましくは３０％以下にして１〜２ｍｍ程度の長さに粉砕し、肥料と混合し、袋詰めする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、堆肥原料に有用微生物を添加して発酵させた、あるいは自然発酵させた堆肥と、筍皮と若竹のいずれか一方または両方を粉砕した若竹材料を乾燥したものとを、混合した肥料とすることにより、若竹や筍皮に含まれる成長促進物質を植物の成長に大きく寄与させると共に、堆肥化工程の簡素化、肥料としての機能向上を図ることができる。
また、そのままでは肥料として使用できない親竹は堆肥の原料として利用することにより、産業廃棄物の有効利用と、放置竹林を整備する際に生じる親竹を植物の成長を促す肥料の材料として有効利用ができ、地球温暖化の原因となる炭酸ガスの発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
本発明の最大の特徴は、筍皮と若竹のいずれか一方または両方を発酵させずに乾燥させ、若竹材料として１〜２ｍｍ程度の長さに粉砕して用いることと、竹林を整備する際に伐採される親竹を水分調整材ならびに堆肥原料の一つとして用いることにある。
【００２４】
ここで、若竹とは親竹となる以前の成長過程の竹を指し、食用筍として掘らずにおいたため成長して食用にはならなくなったもので、およそ竹の枝が出る前迄のものである。わが国で最も多い孟宗竹でいえば、生育場所によって差異があるが、通常高さ１〜４ｍ程度（地表から出て約１週間から１ヶ月）迄のものをいう。親竹とはそれ以上成長したもので、通常１年以上経過した竹質が硬くなった竹である。およそ１年生までの竹は親竹としての機能はなく、また竹質が柔らかいので若竹に分類しても良く、およそ２年生以上の竹質が硬い親竹と区別して、特に新竹という名称で呼ぶこともある。このように分類法は定まったものではなく、竹の性状から呼ぶことが多い。
【００２５】
堆肥原料は、親竹以外に、野菜屑、食品絞り粕、食品屑、籾殻、草木その他の有機物原料を使用することができる。また、必要に応じて貝殻、骨粉、水産加工廃棄物等の肥料成分としての物質を添加してもよい。堆肥原料に最適の発酵方法、とくに混合する有用微生物群のなかの最適な微生物を選定することができる。
【００２６】
有用微生物は、有害物質を含まず、前記発酵プロセスにおいて活性を示すものであればよい。実際に用いる有用微生物としては、嫌気性微生物と好気性微生物が共存した有用微生物で、放線菌、光合成菌、乳酸菌、糸状菌、酵母、麹菌のいずれか１種以上を含むものであることが好ましい。これらの微生物のなかで、放線菌としてはStreptomyces、Streptoverticillium、Nocardia、Micromonospora、Rhodococcus、Actinomyces、Corynebacterium、光合成菌としてはChlorobium、Chromatium、Chloroflexus、Rhodospirillum、Rhodopseudomonas、Rhodobacter、Acetobacter、Azotobacter、Rhizobium、Methlomonas、乳酸菌としてはPropionibacterium、Lactobacillus、Pediococcus、Streptococcus、Micrococcus、Leunostoc、糸状菌としてはAspergillus、Mucor、Trichodema、酵母に属するものとしてはPichia、Saccharomyces、Candida、細菌としてはBacillus、Cellulomonas、Celluribrio、Cytohaga、Clostridium、Desuifotomaculumのなかから選定して使用するのが望ましい。
【００２７】
現在市販品として、ＥＭ、トーマス、オーレス、アクトＴＧ、サイオン、バイムフード、ウロンＣ、ＮＫ−５２、コフナ、アーゼロン、バイオファーティ、リーワンなどの商品名で多数の堆肥化促進剤が販売されている。しかしこれらの市販品は、その主成分である微生物の内容に関して、例えば有用微生物、グラム陽性、グラム陰性、好気性、嫌気性、拮抗性など種々の表現があり、学術的、定量的表現は十分でないものが多い。
本発明では堆肥原料の主原料が親竹と特定されているので、堆肥原料を分解発酵させる環境に最適な微生物を選定することが可能である。そして、上述のそれぞれの微生物が活性を示すための空気、温度、湿度等の条件を考慮して、堆肥原料の分解発酵に最適な原料処理条件を設定するのがよい。例えば、一般にｐＨが５以下、１０以上では堆肥化の反応速度は小さいので、中性に近い領域とするのが好ましい。
【００２８】
さらに、親竹を主原料とする堆肥原料に、有用微生物とともに、発酵促進用助剤と水分調整剤と微生物の栄養剤の１つ以上を添加することもできる。本発明において好適に使用できる発酵促進用助剤としては家畜糞や木酢液、竹酢液があり、水分調整剤としては竹チップ、木屑、炭化物、酢酸あるいはプロピオン酸含有材等があり、微生物の栄養剤としては米糠等が挙げられる。ここで鶏糞あるいは米糠は窒素分の補給を兼ねて微生物の活性化を助け、竹チップは水分調整と脱臭の作用があり、木酢液や竹酢液は肥料成分の添加のほかに難分解性有機物の細胞外皮を軟化させ、ｐＨの低下の防止と発酵促進、悪臭物質分解の作用がある。
【００２９】
以下に本発明に係る発酵肥料製造プロセスの一例を示す。
（１）第１次工程
孟宗竹の親竹を破砕した竹チップ（親竹を約３ｍｍ角程度に破砕したもの）に、家畜糞、米糠を添加した水分約６０％の堆肥原料に有用微生物を混合し攪拌する。
（２）第２次工程
堆肥床の温度が約７５℃に上昇した時点で最初の堆肥原料とほぼ同量の筍皮を追加混合し、切り返し攪拌する。約１日後にさらに同量の堆肥原料を追加混合し、切り返し攪拌する。
堆肥原料の追加混合と切り返し攪拌を合計４回繰り返すと、堆肥床のなかの親竹の比率が約９４％になる。
（３）第３次工程
堆肥原料の添加を止めると堆肥床の温度が約４５℃に下降するので、ここで１週間に１回の割合で切り返し攪拌する。これを約４回繰り返す。
（４）第４次工程
上記の堆肥床を常温で約１ケ月放置する。
以上の工程を経て、約２ヶ月で親竹を主原料とした発酵肥料がつくられる。もちろん、この製造プロセスは一例であり、原料としての親竹の種類は孟宗竹に限定されるものではなく、また、堆肥原料の配合割合、堆肥床の水分、温度、ｐＨ、混合攪拌、送風等の条件を調節することにより、反応速度や所要期間を調節することもできる。また、この製造プロセスは、混合手段と、切返し撹拌を行う手段とを備え、さらに必要に応じて、水分、温度、送風、脱臭などの発酵状態を制御表示する手段、原料調整手段、発酵肥料の選別、秤量、梱包手段等を備えた堆肥製造装置を使用して実施することができる。
【００３０】
以上の工程で製造された堆肥原料をＡとし、これに、発酵させていない竹チップ、筍皮、若竹（いずれも水分３０％以下に乾燥させたもの）を混合したものをＢ１〜Ｂ５の比率で混ぜて、カラーピーマンの成長の度合いを幹回りと高さで測定した。その結果を表１及び表２に示す。
【００３１】
Ｂ１：竹堆肥＋竹チップ（１０質量％）
Ｂ２：竹堆肥＋竹チップ（３０質量％）
Ｂ３：竹堆肥＋竹チップ（２０質量％）＋筍皮（１０質量％）
Ｂ４：竹堆肥＋竹チップ（２０質量％）＋筍皮（１０質量％）＋若竹（１０質量％）
Ｂ５：竹堆肥＋筍皮（２０質量％）＋若竹（２０質量％）
【００３２】
【表１】
0004698705.tif 000002
この結果を図１のグラフに示す。
【００３３】
【表２】
0004698705.tif 000003
この結果を図２のグラフに示す。
【００３４】
以上の結果から、筍皮、若竹を入れた肥料は、幹回りの太さと背の高さの成長が堆肥原料Ａのみよりも良好で、また竹チップを含むが筍皮、若竹を入れないＢ１，Ｂ２よりも成長がいいことが判明した。
【００３５】
なお、上述した例では、堆肥として堆肥原料に有用微生物を添加して発酵させたものを使用したが、堆肥原料中に存在あるいは付着している微生物で自然発酵させたものを使用することもできる。自然発酵の場合、有用微生物を添加した発酵に比べて、発酵速度が安定しなかったり、発酵をコントロールしにくかったり、臭いが強かったりする面があるが、本願発明において使用する堆肥としては問題なく使用することができる。
【００３６】
有用微生物を添加して発酵させた場合の発酵の進行状態を示すバロメータである温度変化を、自然発酵の場合と比べた測定結果を表１に示す。
【００３７】
【表３】
0004698705.tif 000004
【００３８】
表３のように、自然発酵の場合、有用微生物添加の場合と比べて発酵の進行が遅いが、原料の切り返しなど、発酵を助ける作業を行うことにより、本発明の堆肥として十分に使用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、発酵させない筍皮や若竹と、発酵させた親竹を原料にしているので、筍の水煮加工工場で発生する筍皮や竹林管理に付随して生じる若竹、親竹の廃棄物処理と有効活用に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の竹の有効成分を含む発酵肥料を用いたカラーピーマンの成長を幹回りの測定結果と示すグラフである。
【図２】本発明の竹の有効成分を含む発酵肥料を用いたカラーピーマンの成長を高さの測定結果と示すグラフである。
【図１】
0004698705.tif 000005
【図２】
0004698705.tif 000006