(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも石炭灰、米ぬか、油かす、魚粉、発酵菌および水を混合してなることを特徴とする石炭灰を主原料とする特殊肥料。
【請求項２】
固体原料１００重量％あたり、石炭灰１０〜６０重量％、米ぬか２０〜４０重量％、油かす１０〜３０重量％、魚粉５〜２０重量％の混合比率であることを特徴とする請求項１記載の石炭灰を主原料とする特殊肥料。
【請求項３】
固体原料１００重量％に対して発酵菌を添加した水３０〜４０重量％の混合比率であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の石炭灰を主原料とする特殊肥料。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石炭灰を主原料とする特殊肥料（以下「石炭灰混入肥料」と略す）に関する。
【産業上の利用分野】
【０００２】
【従来の技術】
石炭火力発電所から発生する石炭灰を原料として珪酸質肥料を製造する方法が提案され、市販品も出現している。
【０００３】
一方、特開平０５−３０１７９０号公報には、石炭灰の主成分であるシリカを利用した珪酸質肥料を製造する方法が開示されているが、特殊肥料の製造技術は記載されていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
石炭灰自身は、肥料取締法にて特殊肥料とされている。石炭灰は、土壌改良資材としての効果は認められているが、有機物を含んでいないことから、有機質の特殊肥料としての効果は余り認められていない。
【０００５】
本発明の技術的課題は、このような問題に着目し、米ぬか等の有機物を添加することにより、土壌改良資材の効果に加えて有機物の効果を併せ持つ特殊肥料を実現することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の技術的課題は次のような手段によって解決される。請求項１は、少なくとも石炭灰、米ぬか、油かす、魚粉、発酵菌および水を混合してなる石炭灰を主原料とする特殊肥料である。混合の順序や方法は特に限定されないが、発酵菌はあらかじめ水に添加しておく方が混ぜやすい。
【０００７】
このように、石炭灰に、米ぬか、油かす、魚粉の有機物を添加混合したものに、発酵菌を添加した水を加えて混練してあるため、石炭灰による土壌改良資材の効果に加えて、米ぬかや油かす、魚粉などによって有機物の効果を併せもたせることができる。
【０００８】
また、これらの有機質の中には、微生物の活動と増殖に必要な栄養源（窒素）とエネルギー源（炭素）が多量に含まれているため、そのままの状態で土壌に施用すれば、土壌中で急激に分解し、多量の炭酸ガスや、酸素不足の中で発生するアンモニアガスなどによる作物被害が発生する。そこで、発酵菌を添加した水を混合することにより、あらかじめ有機物を分解させ、ガス害を取り除くことが可能となる。
【０００９】
請求項２は、固体原料１００重量％あたり、石炭灰１０〜６０重量％、米ぬか２０〜４０重量％、油かす１０〜３０重量％、魚粉５〜２０重量％の混合比率である請求項１記載の石炭灰を主原料とする特殊肥料である。
【００１０】
通常の有機質肥料の主要な発酵基質である米ぬかについては、石炭灰で置換することによる新しい有機質資材の可能性の検討を行ない、各種混合率における微生物の生育総数をもとに選定した。その他の有機物の混合率は、有機質資材の成分含有量による栽培作物の成分要求量と肥料製造コストを考慮して選定した。その結果、固体原料１００重量％あたり、石炭灰１０〜６０重量％、米ぬか２０〜４０重量％、油かす１０〜３０重量％、魚粉５〜２０重量％の混合比率が適することを確認した。
【００１１】
請求項３は、固体原料１００重量％に対して発酵菌を添加した水３０〜４０重量％の混合比率である請求項１または請求項２に記載の石炭灰を主原料とする特殊肥料である。
【００１２】
通常、下水汚泥や家畜糞尿等の有機物を分解するときの最適水分は、５０％程度とされている。ところが、本発明品の場合は、米ぬかなどの易分解性の有機物を使用することから、通常の水分量では急激に分解が進行し、悪臭発生の原因となり、貴重な窒素分の多くがアンモニアとなって揮散する。そこで、請求項３のように、最適水分量を３０〜４０％とし、有機物の分解速度を抑制することにより、悪臭の発生を抑制するとともに、窒素分の揮散を抑制した。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に本発明による石炭灰を主原料とする特殊肥料が実際上どのように具体化されるか実施形態を説明する。
【００１４】
本発明の石炭灰混入肥料は、通常の有機質肥料の主要な発酵基質である米ぬかを、石炭灰で一部置換することにより、新しい有機質肥料用資材としての可能性を検討することを目的として開発した。
【００１５】
米ぬかと石炭灰の混合割合は後述の表１に示したとおりで、最適混合割合は、微生物の菌数を基に設定した。
【００１６】
【表１】
石炭灰混入肥料の微生物相
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【００１７】
表１に示したとおり、石炭灰を混入した６：１区、５：２区、４：３区および３：４区の４処理区は、有機質資材のみの対照区に比較して、全菌種の菌数がかなり多くなっていることがわかった。さらに、石炭灰をなるべく大量に利用するという観点から、その中でも４：３区と３：４区が適当であると判断した。
【００１８】
さらに、本発明の実施にあたり、平成９年度から５カ年計画で、石炭灰混入肥料の実用化に資することを目的とし、フィールドスケールでの栽培を実施し、実証試験を進めてきている。
【００１９】
平成８年度は、石炭灰ボカシ肥料を２％施用した試験区（土壌改良材として牛糞堆肥を施用）で、最も良い結果が得られた。平成９年度は、試験圃場を新たに設置して１作目のナスの栽培試験を行った。その結果、Ａ＋＋区（平成８年度、石炭灰混入肥料２％施用区と同等）が最も収量が良好であった。
【００２０】
平成１０年度は、平成９年度に設置した試験圃場を使用し、石炭灰混入肥料を施用した２作目として栽培試験を行った。
【００２１】
また、農家への普及研究として、農家に石炭灰混入肥料を提供して栽培を行い、慣行区と石炭灰混入肥料区との収量を比較した。
【００２２】
【表２】
ナス栽培試験の試験区と施肥設定
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【００２３】
【表３】
１作目と２作目の総収穫量の比較
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【００２４】
表２にナス栽培試験の試験区と施肥設定を、表３に１作目と２作目の総収穫量の比較を、図１に慣行区と各試験区との総収穫量の比較を示す。
【００２５】
２作目Ａ区の月別収穫量や良品率は、市販区と比べて同じ傾向であり、市販の有機質肥料と同程度の肥料の効果があったといえる。
【００２６】
Ｃ区は、１作目に当たることから、他の区と単純には比較できないが、試験区の中で２番目に高い収量であり、窒素量を同量施肥した慣行区の約１．６倍の収量となった。
【００２７】
株当たり平均収穫量は、１作目、２作目ともにＡ８区が最大であった。また、１作目では市販区の平均収穫量が最も低かったが、２作目は化学肥料区が最も低かった。
【００２８】
１作目でのＡ区の平均収穫量は、慣行区の約６０％程度の収穫量であったが、２作目では増収し、慣行区と同等の収穫量であった。
【００２９】
１作目と同量の石炭灰混入肥料を施肥したＡ区、Ａ４区、Ａ８区において収量の低下はなく、石炭灰混入肥料を連用することで収穫量は増加した。
【００３０】
このように、２作目に急激に収量が増加することから、石炭灰混入肥料による土壌改良資材としての効果が確認できた。
【００３１】
図２に、慣行区と各試験区の全糖量の比較（慣行区を１００とする）を示す。図２に示すとおり、各試験区とも、慣行区と同等又はそれ以上の全糖量を示した。
【００３２】
【表４】
各種石炭灰混入肥料の含有試験結果
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【００３３】
表４には、石炭灰７種類で製造した石炭灰混入肥料のヒ素、カドミウムおよび全水銀の含有量を示した。全項目とも、「特殊肥料の金属の判定基準」を大幅に下回っている。
【００３４】
【表５】
石炭灰混入肥料の重金属および有害物質溶出試験結果
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【００３５】
表５には、ナス栽培に用いたＡ炭灰の重金属および有害物質の溶出試験結果を示した。ヒ素のみがわずかに測定されたが、特殊肥料の判定基準である「産業廃棄物に係る判定基準」をそれぞれ大幅に下回る値であった。
【００３６】
【表６】
ナス収穫前期および後期の含有試験結果
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【００３７】
さらに、収穫作物についても、石炭灰混入肥料施用量が最も多いＡ８区の作物について、安全性の試験を行った。表６はその結果であり、ナスの収穫前期、後期での含有試験では、ヒ素、カドミウムなど、全ての項目について、定量下限値以下であった。
【００３８】
以上、各種石炭灰の重金属および有害物質は、判定基準値を大幅に下回る値であるため、環境に対する問題はないものと考えられる。
【００３９】
前記のように、米ぬかについては、石炭灰で置換することによる新しい有機質資材の可能性の検討を行ない、各種混合率における微生物の生育総数をもとに選定したが、その他の有機資材の混合率は、表７の有機質資材の成分含有量と肥料製造コストを考慮して、石炭灰混入肥料の窒素、リン酸および加里の成分含有量が、同一比率になるように混合率を選定した。
【００４０】
その結果、固体原料１００重量％あたり、石炭灰１０〜６０重量％、米ぬか２０〜４０重量％、油かす１０〜３０重量％、魚粉５〜２０重量％の混合比率が適する。
【００４１】
【表７】
一般的な有機質資材の成分含有量（％）
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【００４２】
すなわち、栽培作物の種類により成分要求量が異なることから、窒素、リン酸および加里の成分含有量を同一比率にすることにより、化学肥料等により不足分を追加するなど、肥料の施用設計が容易となり、多種の作物への応用が可能である。
【００４３】
以上説明したように、本発明の石炭灰を主原料とする特殊肥料によれば、石炭灰自体の持つ土壌改良資材の効果に、有機物の効果を併せた特殊肥料を提供することが可能で、連続して施用することにより、作物収量や全糖量が慣行区と同等又はそれ以上に増加できる。
【００４４】
さらに、石炭灰混入肥料の重金属および有害物質は、判定基準値を大幅に下回る値であるため、環境に対する問題はない。
【００４５】
【発明の効果】
請求項１によると、石炭灰に、米ぬか、油かす、魚粉の有機物を添加混合したものに、発酵菌を添加した水を加えて混練してあるため、石炭灰による土壌改良資材の効果に加えて、米ぬかや油かす、魚粉などによって有機物の効果を併せもたせることができる。
【００４６】
また、これらの有機質の中には、微生物の活動と増殖に必要な栄養源（窒素）とエネルギー源（炭素）が多量に含まれているため、そのままの状態で、土壌に施用すれば、土壌中で急激に分解し、多量の炭酸ガスや、酸素不足の中で発生するアンモニアガスなどによる作物被害が発生する。そこで、発酵菌を添加した水を混合することにより、あらかじめ有機物を分解させ、ガス害を取り除くことが可能となる。
【００４７】
米ぬかについては、各種混合率における微生物の生育総数をもとに選定し、その他の有機物の混合率は、有機質の成分含有量による栽培作物の成分要求量と肥料製造コストを考慮して選定した結果、請求項２のような混合比率が適することを確認した。
【００４８】
請求項３のように、最適水分量を３０〜４０％とし、有機物の分解速度を抑制することにより、悪臭の発生を抑制するとともに、窒素分の揮散を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  慣行区と各試験区との総収穫量の比較を示すグラフである。
【図２】  慣行区と各試験区との全糖量の比較（慣行区を１００とする）を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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