(57)【要約】【課題】  汚染土壌や農業用土壌に散布若しくは混合させるのみで、汚染土壌の浄化と農業用土壌の改質を図り農作物の健苗育成と高収率栽培を可能とする、土壌の浄化並びに改質材及びその製造方法を提供する。【解決手段】  分離育種されたアクチノプラナス属放線菌の重量に対し、有機栄養材を１０乃至１００倍重量で混合のうえ、水分率が５０乃至６５％となるよう加水のうえ増殖発酵させ、その定常状態における増殖放線菌に対し４０乃至７５％重量割合の透気透水促進材を配合のうえ、更に完熟発酵を図ったうえ自然乾燥を施し、而して有機栄養材を乾燥粉体状となした活性促進材が全体量に対し１乃至１０％重量割合で配合混練された土壌の浄化並びに改質材及びその製造方法。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分離育種されたアクチノプラナス属放線菌を有機栄養材とともに加水し増殖発酵させた増殖放線菌が４５乃至７５％重量割合、無機多孔質粉体からなる透気透水促進材が２０乃至４５％重量割合、及び有機栄養材を乾燥粉体となした活性促進材が１乃至１０％重量割合で配合混練されてなることを特徴とする土壌の浄化並びに改質材。
【請求項２】
無機多孔質粉体からなる透気透水促進材が人工ゼオライト粉体である請求項１記載の土壌の浄化並びに改良材。
【請求項３】
活性促進材が魚粉からなる請求項１若しくは請求項２記載の土壌の浄化並びに改質材。
【請求項４】
分離育種されたアクチノプラナス属放線菌の重量に対し、有機栄養材を略１０乃至１００倍重量割合で混合のうえ水分率が５０乃至６５％となるよう加水させて増殖発酵し、その定常状態における該増殖放線菌重量に対して略４０乃至７５％重量割合の透気透水促進材を配合のうえ、更に完熟発酵を図ったうえ自然乾燥を施し、而して乾燥粉体状の活性促進材を全体量に対して１乃至１０％重量割合で配合混練させることを特徴とする、土壌の浄化並びに改質材の製造方法。
【請求項５】
分離育種されたアクチノプラナス属放線菌と有機栄養材及び透気透水促進材とを混合のうえ加水して増殖発酵をなす、請求項４記載の土壌の浄化並びに改質材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は化学物質に汚染された土壌の浄化、或いは化学肥料や農薬で低下した地力の回復並びに病害虫の防除も可能な、土壌の浄化並びに改質材及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  我が国では産業の拡大と特には化学工業の発達とにより著しい経済成長を遂げてきたものの、他方においては多量の煤煙や廃水がなされ且廃棄物の廃棄もなされ続けられてきており、とりわけ多量の化学品や合成化学品の使用に伴う排出や廃棄により、大気や水はもとより土壌にまで亘り環境全体が極度に汚染され、而も廃棄物の焼却処理においても多量のダイオキシン類が発生し且これらが摂取蓄積される結果既に各地において健康被害が頻発している。【０００３】  そして土壌においては一旦化学物質等で汚染されると、大気や水と異なり自然の浄化作用が働かぬため蓄積が増長され、この結果地下水汚染も惹起されて環境汚染が著しく拡大化されるため、土壌汚染の浄化は社会的に緊急な課題とされ既に立法措置も講ぜられるに至っている。【０００４】  ところで現状における汚染土壌の浄化方法としては、汚染された土壌を掘削搬出させ未汚染土壌で埋戻す埋戻し工法を初め、汚染された土壌を掘削し一旦郊外の高温焼成や化学処理の可能な処理場所まで搬送して浄化処理を施し再び埋戻す搬送処理法、汚染土壌にボーリングで地下水面より上の不飽和帯に吸引井戸を設置し、真空ポンプやブロワーで減圧し汚染物蒸気を吸引したうえ、活性炭で吸着させて除去し若しくは紫外線で分解させる土壌ガス吸引法、複数の円注状のボーリングをなしたうえ土壌中に特殊セメント等の不溶化固化剤を注入する不溶固化法、鉱物類により六価クロムの還元安定化処理法や還元剤として硫酸第一鉄を用いて六価クロムを還元不溶化処理後にベントナイトを用いて土壌改良する還元処理法、或いは土壌中に電極を挿入しイオン性の汚染物質を移動後分解する電気的分離法等が公知されている。【０００５】  然るにこれら公知方法は実施に際して工事規模が極めておおがかりとなるばかりか、高度の専門技術と特殊装置も要請され浄化のための費用が膨大となるばかりか、仮令浄化対象範囲内の浄化を図ったとしても、地下水が自在に浸透移動するため隣接する汚染土壌の汚染物質で容易に且短時間に汚染される所謂もらい汚染が発生するため、公知手段では実質的に浄化がなされぬ問題を抱えている。【０００６】  更に農業用土壌においても、従来より促成栽培による高収益化を図るうえからハウスや温室或いはトンネル等の施設と且化成肥料が積極的に使用されて来たものの、かかる施設内の栽培では降雨による洗脱がなく、これがため施肥した化成肥料が過剰塩となって土中に堆積し、これにより気根への酸素供給が阻害され育成農作物が疲弱化し、且該施設内は外気と遮断されて温暖なため病害虫が増殖し易く、従って疲弱化した育成農作物がこれら病害虫により罹病し或いは食害されるため、多量の農薬散布まで強いられ生産収率の低下ばかりか安全性も危惧される結果となっている。【０００７】  これがため近年に至っては有機肥料と無農薬栽培が指向されるに至ったため、畜産類や魚介類の解体残滓や農作物残滓、生ゴミ類等を好気性菌により発酵分解させた有機肥料が採用されるに至っているが、これら有機肥料は農作物への栄養分補給を有機化したものに過ぎず、農業用土壌における農薬汚染の浄化や化成肥料により招来された過剰塩の分解等土壌の改質作用を保持せず、而も従来の有機肥料は多種多様な残滓や残片等を用いるため成分変動が激しく、従って発酵分解後に新たに成分調整をなさねばならぬ等コスト的に割高となる問題をも内在している。【０００８】  発明者等はかかる実情に鑑み鋭意研究を重ねた結果、農作物等が健全に育成するための土壌三相組成即ち固相、液相及び気相において、固相の場合は無機物質が略３８％、有機物質が略１２％の割合が望ましく、液相としての土壌溶液では略１５乃至３５％、及び気相としての土壌空気は１５乃至３５％の割合が望ましいとされ、且土壌溶液が１５％を下回ると農作物の萎凋が発生し、而も農作物の育成健苗化のためには気根部分への十分な酸素供給所謂通気性が保持される必要があることである。
してみると有機肥料を農業土壌に施肥させたのみでは農作物の好ましい土壌三相の形成改質には全く至らず、且一般土壌を含む土壌汚染の解決にも至らない。【０００９】  そこでかかる液相や気相を形成促進する素材として、土壌と同化しえ且透気透水性を保持させるうえから、無機多孔質粉体特には比表面積が大きく且触媒作用と強い塩基置換性も保持する人工ゼオライト粉体からなる透気透水促進材を用いることにより所要の液相や気相を形成しえ、更には土壌汚染に係る化学物質やガスを吸着固定若しくは吸着分解しえること、及び発酵分解に使用する菌体としてはアクチノプラナス属放線菌が有機物の発酵分解性に著しく優れるとともに使用安全性も高く、而も増殖に際して有機物や無機物の分解促進物質或いは病害虫に対しての防除物質たる二次代謝産物を生成しうることを究明し本発明に至った。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】  本発明は汚染土壌や農業用土壌に散布させ若しくは混合させるのみで、汚染物質の吸着固定若しくは吸着分解による浄化と、有機肥料の供給並びに土壌の改質を図り、農作物の健苗育成と高収率栽培を可能とする土壌の浄化並びに改質材とその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】  上述の課題を解決するために本発明が用いた技術的手段は、分離育種されたアクチノプラナス属放線菌を牛糞や豚糞、鶏糞等の糞類を初め糠、麩、おから等の穀皮類或いは魚粉等の有機栄養材とともに加水のうえ増殖発酵させ、二次代謝産物を生成させて増殖放線菌となしたるうえ、この増殖放線菌が４５乃至７５％重量割合に対して農作物の健苗育成に望まれる液相及び気相の形成保持のため、土壌と同化しえる無機多孔質粉体からなる透気透水促進材が２０乃至４５％重量割合で混合し、且土壌に散布され若しくは混合された増殖放線菌の再増殖を促進させるため、有機栄養材を乾燥粉体となした活性促進材が１乃至１０％重量割合で配合混練されてなる、土壌の浄化並びに改質材の構成に存するものであり、更には透気透水促進材に人工ゼオライト粉体が使用される構成、及び活性促進材が魚粉からなる構成に存する。【００１２】  そしてかかる土壌の浄化並びに改質材を製造する手段としては、分離育種されたアクチノプラナス属放線菌を増殖発酵させて二次代謝産物を生成させた増殖放線菌となすために、有機栄養材として牛糞や豚糞、鶏糞等の糞類を初め糠や麩、おから等の穀皮類、或いは魚粉等を増殖させる菌種や増殖条件に従って単独で若しくは適宜に組合せのうえ、アクチノプラナス属放線菌量に対して略１０乃至１００倍の重量割合で混合のうえ加水せしめて増殖発酵させ、二次代謝産物の生成がなされる定常状態において、該増殖放線菌量に対して略４０乃至７５％重量割合の無機多孔質粉体からなる透気透水促進材を混合して完熟発酵と且自然乾燥を施し、而して糞類や穀皮類或いは魚粉等の有機栄養材を乾燥粉体となした活性促進材が全体量に対して１乃至１０％重量割合となるよう配合混練させる構成からなる、土壌の浄化並びに改質材の製造方法に存するものである。【００１３】  更には増殖発酵させた増殖放線菌を無機多孔質の透気透水促進材に十分且強固に担持させるうえから、分離育種されたアクチノプラナス属放線菌量に対して略１０乃至１００倍重量の有機栄養材と、且無機多孔質粉体の透気透水促進材を略２乃至４５倍重量とを混合のうえ加水せしめて増殖発酵させたうえ、完熟発酵と且自然乾燥をなし而してこの全体量に対して有機栄養材を乾燥粉体とさせた活性促進材を略１乃至１０％重量割合で配合混練させる、土壌の浄化並びに改質材の製造方法に存する。
【発明の効果】
【００１４】  本発明は上述の如き構成からなるものであって、使用する菌種がアクチノプラナス属放線菌であるため、有機栄養材の存在により増殖発酵が著しく促進されて短時に膨大量の増殖放線菌が生産しえるばかりか、増殖発酵の定常状態においては有機物及び無機物の分解促進物質や病害虫の防除物質等多量の二次代謝産物も生成される。
そしてかかる増殖放線菌重量に対して無機多孔質粉体からなる透気透水促進材が２０乃至４５％重量割合で配合され、而も汚染土壌や農業土壌に散布し若しくは混合に際して二次増殖発酵を促進せしむるため、有機栄養材からなり且乾燥粉体となした活性促進剤が１乃至１０％重量割合で配合混練されてなるため、散布若しくは混合された増殖放線菌が活性促進材を栄養源として増殖発酵し、再び有機物や無機物の分解促進物質である二次代謝産物を生成するため、汚染土壌においては汚染化学物質が著しく分解消去され、而も透気透水促進材に人工ゼオライトが使用されると、該人工ゼオライトの膨大な比表面積による物理的吸着性と、本質的に保持する触媒作用及び強い塩基置換性とによる電気化学的吸着分解性とが相俟って極めて優れた浄化が実現される。【００１５】  更に本発明土壌の浄化並びに改質材を農業用土壌に散布若しくは混合させた場合には、アクチノプラナス属放線菌の優れた発酵分解性により、土壌中の有機物が積極的に分解され農作物の有効肥料源として供給されるばかりか、病害虫の防除性物質が二次代謝産物として生成されるため無農薬栽培が可能となり、而も二次代謝産物として生成される有機及び無機物の分解促進物質によって塩害をも著しく軽減化させられる。
加えて配合混練されてなる透気透水促進材は無機多孔質からなるため、長期に亘って保形性とともに透水性や透気性が保持されることとも相俟って土壌の改質に伴う地力が著しく向上し、農作物が健苗で且高い生産収率を以って栽培できることとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】  分離育種されたアクチノプラナス属放線菌を有機栄養材と加水により増殖発酵させ且二次代謝産物を生成せしめて増殖放線菌となし、この増殖放線菌量に対して４５乃至７５％重量割合となるよう無機多孔質粉体からなる透気透水促進材を混合して完熟発酵及び自然乾燥させ、而して有機栄養材からなる乾燥粉体状の活性促進材が全体量に対して１乃至１０％重量割合となるよう配合混練された、土壌の浄化並びに改質材及びその製造方法。
【実施例１】
【００１７】  以下に本発明を製造方法により詳細に説明すれば、図１は本発明土壌の浄化並びに改質材の製造方法の工程説明図であって、本発明土壌の浄化並びに改質材１１は汚染土壌に散布若しくは混合し、その発酵分解性及び二次代謝産物５の有機物及び無機物の分解性を活用して汚染化学物質や汚染ガス等を分解消去させ若しくは包着固定させて不溶化を図り、更には農業用土壌に散布若しくは混合使用してその発酵分解性により有機物を積極的に分解させて農作物への有効肥料として供給させ、更には二次代謝産物５としての病害虫防除物質を活用して無農薬栽培を実現させること、並びに農作物を健苗且高生産収率で栽培可能せしむることにある。【００１８】  これがため増殖発酵に伴う二次代謝産物５として有機物や無機物の分解性物質や病害虫の防除物質を生成しえる菌体としてアクチノプラナス属放線菌１が選択されるものであって、該アクチノプラナス属放線菌１は当然に土壌菌類中より分離され育種される。
そして該アクチノプラナス属放線菌１は現在１０種程の品種が解明されており、具体的使用目的によっては使い分けがなされるもので、発酵分解性に優れる具体的放線菌種としてはアクチノプラナス  ストレインＭＢ−ＳＥ５０（１）、アクチノプラナス  ストレインＭＢ−ＳＥ５０（２）、アクチノプラナス  レグラリス、アクチノプラナス  レグラリス  サブスプＳＡＮＫ６６０８０、アクチノプラナス  フィリピネシスＳＡＮＫ６１６８１、或いはアクチノプラナス  アワジネンシス  サブスプ等が挙げられ、この内二次代謝産物に病害虫防除物質を生成する菌種としては、アクチノプラナス  レグラリス  サブスプＳＡＮＫ６６０８０や、アクチノプラナス  フィリピネシスＳＡＮＫ６１６８１、及びアクチノプラナス  アクジネンシス  サブスプ等が挙げられる。【００１９】  かくしてその使用目的に合せて選択されたアクチノプラナス放線菌１には増殖発酵させるために図２に示す如く有機栄養材２が混合される。
この有機栄養材２としては牛糞、豚糞、鶏糞等の糞類や糠、麩、おから等の穀皮類或いは魚粉等が極めて良好で、とりわけ放線菌は動物性有機物に対して増殖発酵性を示すことから、仮令穀皮類を用いる場合にも糞類若しくは魚粉を、少なくとも５０％重量割合以上好ましくは７０乃至８０％重量割合程度に配合させたものが望まれる。【００２０】  加えてアクチノプラナス放線菌１に対する有機栄養材２の混合割合は、具体的菌種並びに菌体が生菌や乾燥菌によっても異なるが、菌種がアクチノプラナス  ストレインＭＢ−ＳＥ５０（１）やアクチノプラナス  ストレインＭＢ−ＳＥ５０（２）の乾燥菌の場合には、該菌量に対して略１０乃至２０倍重量の有機栄養材２が望ましい。
そしてアクチノプラナス属放線菌１に有機栄養材２が所要重量割合で混合されたうえは増殖発酵のために加水３がなされるもので、かかる場合の加水量も増殖発酵させる温度や湿度環境によっても或いは有機栄養材２の水分率等によっても異なり、且生菌並びに乾燥菌によっても異なるが、平均温度２０℃平均湿度６０％の環境において乾燥菌の使用の場合には、全体の水分率が略５０乃至６０％となるよう加水させて第一発酵槽１Ａで増殖発酵させれば良い。【００２１】  当然に増殖発酵は誘導期より対数増殖期を経て定常期にいたる経過を辿るもので、且この定常期において図３の如く二次代謝産物５の生成がなされる。
かくして増殖された増殖放線菌１０には、汚染土壌の浄化に際しては該増殖放線菌１０の二次代謝産物としての有機及び無機分解性物質、及び比表面積が膨大で物理的吸着性とともに触媒作用と強い塩基置換性とによる電気化学的分解消去性とを活用して浄化を図ることが得策であり、且農業用土壌においては塩害の低減化と透気透水性を促進せしめて地力回復を図るため、無機多孔質粉体として天然ゼオライトやとりわけ人工ゼオライト粉体からなる透気透水促進材４が、該増殖放線菌１０の４５乃至７５％重量割合に対して２０乃至４５％重量割合となるよう混合されたうえ、第２発酵槽１Ｂにおいて完熟発酵がなされる。この完熟発酵は増殖放線菌１０内に有機栄養材２の未分解物が残留する場合等における完全分解を図る予備的工程である。かかる場合における人工ゼオライトとしては比表面積が少なくとも８０ｍ２／ｇ以上で、且塩基置換容量（ｍｅｑ／１００ｇ）が２５０ｍｇ以上のものが望まれ、而も粒径としては略３０乃至３００μｍ程度のものが土壌と同化のうえで好都合である。【００２２】  そして十分に増殖発酵がなされ、且透気透水促進材４が混合されたうえは自然乾燥１Ｃが施されるもので、当然に該自然乾燥１Ｃは長期保存性とともに軽量化に伴う取扱性の向上を図ることにある。この自然乾燥１Ｃは特段に制約は無く、一般的には広面積のシート上に拡散させて乾燥させることがなされるが、生産性を向上させるためには強制風乾も考慮される。【００２３】  而して自然乾燥された増殖放線菌１０には、汚染土壌に散布若しくは混合され或いは農業用土壌に散布若しくは混合されて汚染物質の分解による浄化を図り、若しくは農業用土壌の改質による地力を回復させるために、該増殖放線菌１０の二次増殖発酵を促進させるための栄養源として、有機栄養材２を乾燥粉体となした活性促進材５が全体重量に対して１乃至１０％重量割合となるよう配合され図４の如き本発明土壌の浄化ならびに改質材１１が形成される。
そしてかかる場合の活性促進材５はアクチノプラナス属放線菌１が動物性有機物に優れた発酵分解性を示すものであるから、望ましくは有機栄養材２としては魚粉が好適である。【００２４】  他方本発明土壌の浄化並びに改質材１１を汚染土壌に散布若しくは混合させて浄化を図り、或いは農業用土壌に散布若しくは混合させて改質による地力回復や病害虫防除を図る場合において、汚染土壌や農業用土壌全体は広大面積に亘るものの、汚染浄化の必要な範囲或いは改質による地力回復の必要範囲は自づと限定されるため、この限定範囲を集中的且効果的に浄化し若しくは地力回復を図ることが経済的である。
しかしながら汚染土壌や農業用土壌は開放系の場合が多く、従って本発明土壌の浄化並びに改質材１１を散布し若しくは混合して二次増殖発酵させる場合にも増殖放線菌が降雨により洗脱され或いは強風等により飛散し、所望する浄化土壌部分や改質土壌部分の有効な浄化や改質による地力回復及び病害虫防除等が阻害される恐れがある。【００２５】  これがためには無機多孔質粉体からなる透気透水促進材４を担体として、増殖放線菌１０を該透気透水促進材４の膨大数に昇る多孔空隙内に多量且強固に担持させることにより、降雨による洗脱や強風による飛散が防止されて、浄化機能や改質機能を発揮させることが可能となる。【００２６】  そこで図５に示すように、分離育種されたアクチノプラナス属放線菌１の増殖発酵に際して、所要重量割合のアクチノプラナス属放線菌１と有機栄養材２及び透気透水促進材４を混合のうえ加水３させて、第一発酵槽１Ａにおいて増殖発酵させた増殖放線菌１０並びに生成された二次代謝産物５を該透気透水促進材４の多孔空隙内に多量且強固に担持させ且第二発酵槽１Ｂにおいて完熟発酵させ、而して自然乾燥１Ｃを施したうえ有機栄養材２を乾燥粉体となした活性促進材６を、全体量に対して１乃至１０％重量割合で配合混練１Ｄさせる製造方法により、担持による土壌の浄化並びに改質材１２が生産可能となる。【００２７】  次に本発明製造方法により土壌の浄化並びに改質材１１の製造実態を示せば、分離育種されたアクチノプラナス  ストレインＭＢ−ＳＥ５０（２）の乾燥放線菌２４ｋｇと、鶏糞１００ｋｇに魚粉１００ｋｇ及び糠４０ｋｇをブレンドした有機栄養材２の２４０ｋｇとを混合のうえ全体の水分率が６０％となるよう加水３し、平均気温２２℃湿度５５％の条件下で増殖発酵させることにより略９日間で定常状態となる。
この定常状態の増殖放線菌１０に対して略５０％重量割合で、その比表面積が２０ｍ２／ｇ塩基置換容量（ｍｅｑ／１００ｇ）が８０ｍｇで且平均粒径が３００μｍの人工ゼオライト粉体からなる透気透水促進材４を混合し、更に２０日間完熟発酵せしめた後３０日間の自然乾燥１Ｃに晒し、而して全体量に対して２％重量割合の魚粉からなる活性促進材６を配合混練１Ｄすることにより、最終的に略４８００ｋｇの土壌の浄化並びに改質材１１が生産される。
【産業上の利用可能性】
【００２８】  本発明土壌の浄化並びに改質材は汚染土壌の浄化並びに農業用土壌の塩害の軽減や液相、気相の保持改質による地力の回復並びに病害虫の防除を可能となすばかりか、植林土壌や緑化法面或いは芝生植生土壌等にも極めて好適な浄化並びに改質材である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】  本発明製造方法の工程説明図である。
【図２】  アクチノプラナス属放線菌と有機栄養材が混合された拡大説明図である。
【図３】  二次代謝産物が生成された増殖放線菌の拡大説明図である。
【図４】  土壌の浄化並びに改質材の拡大説明図である。
【図５】  担持による土壌の浄化並びに改質材の製造方法工程説明図である。
【符号の説明】
【００３０】  １    アクチノプラナス属放線菌
１Ａ  第一発酵槽
１Ｂ  第二発酵槽
１Ｃ  自然乾燥
１Ｄ  配合混練
２    有機栄養材
３    加水
４    透気透水促進材
５    二次代謝産物
６    活性促進材
１０    増殖放線菌
１１    土壌の浄化並びに改質材
１２    担持された土壌の浄化並びに改質材
【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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