(57)【要約】【課題】水耕栽培（養液土耗）において農薬を使用せずに病原菌等を抑制し、水・液体・養液・用水の循環利用を実現することを課題とし、この問題を解決した微生物を利用した水耕栽培（養液土耗）システム及びビジネス方法を提供することを目的とする。【解決手段】水耕栽培（養液土耗）に使用した水（以下使用水と言う）を、複合発酵技術を用いて浄化し、循環利用するもの。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本発明は、水耕栽培（養液土耗）に使用した水（以下使用水と言う）を、複合発酵技術を用いて浄化し、循環利用するもので、使用水に複合発酵増殖液を一定量投入し発酵を起こさせ、フザリウム（酸化性細菌）の発生を抑制して、酸化・変敗・腐敗を防止し、自然菌の拮抗を抑制して複合微生物の共生効果を起こさせ、酵素・酸・生理活性物質等々の触媒効果によって発酵合成処理、合成処理（汚染物質、微生物が菌床として利用する物質以外の余剰物質を分解消失してエネルギー化する）を行って処理水（複合発酵酵素水、高エネルギー水）をつくり、それを水耕栽培（養液土耗）に使用して病原菌、ウィルス、リケッチャー、雑菌等を抑制し、病気の抑制を行い、植物がエネルギーを生体エネルギーとして取り込み、健康で丈夫な植物体をつくり、ビタミン・ミネラル・アミノ酸を豊富に含んだものとなり、さらに個体が大きくなり、茎・根・花・実の数が多くなり収量を増加させるものである。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、複合微生物による複合発酵を用いて潅水及び施肥を行い、使用した液体を微生物学的に処理し、浄化してエネルギー水とし、それを循環させて潅水及び施肥に用いることで液体を循環利用して水耕栽培（養液土耗）を行う方法及びビジネス方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  水耕栽培とは、養液栽培のうち固形培地を必要としないもののことを言うと定義されているが、他方基本的には用土を使用せず、用水の方に必要な養分や酸素を溶かし込んで、人工的に積極的なコントロールをしながら栽培する方法を水耕栽培と言うとする定義もある。また、養液栽培とは植物の生長に必要な養水分を液肥として与える栽培方法であり、培地を用いない水耕栽培、噴霧耗と培地を用いた固形培地耗とがある。培地に土を用いたものは養液栽培には含めず養液土耗と言うと定義するものもある。用土とは植物に適する原料土に肥料などを調合したものを言う。本発明による本実施例では、用水の方に必要な養分や酸素を溶かし込んで人工的に積極的なコントロールをしながら栽培する方法と言う意味で水耕栽培に属し、土をもちいなくとも可能な技術であるので、水耕栽培の技術として位置付けると共に、本実施例は土を用いているので養液土耗ともいえるので水耕栽培（養液土耗）と表示することとした。【０００３】  上記の用水を使用する水耕栽培・養液栽培の問題点は、▲１▼根腐菌等の病原菌に弱いこと。▲２▼ビニールハウス等で促成栽培すると野菜等は良く育つが栄養価が低いうえ、水っぽく、さらに人体への悪影響の疑いが強い硝酸態窒素（硝酸塩）が高濃度になってしまうことである。【０００４】  また、従来の水耕栽培・養液栽培では、病原菌発生の虞のため、循環利用ができず、水養液を廃棄していたが、それによる河川・海洋の窒素・リン等による富栄養化が問題になっている。すなわち富栄養化による赤潮・青潮の発生によって自然環境が汚染・破壊されるからである。さらに病原菌の抑制のため農薬を使用すると、農薬による人の健康被害が発生する虞が強く、農薬による環境汚染も富栄養化以上に深刻である。【０００５】  以上のように水耕栽培（養液土耗）における病原菌の抑制にはいまだ決め手となる対策はなく、また、農薬、窒素、リン等の残留の問題は解決されていない。
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  前記のとおり、現在水耕栽培（養液土耗）の技術では、農薬を使用しない病原菌の抑制は不可能であり、水・液体・養液・用水の循環使用も不可能であり、水耕栽培（養液土耗）の廃水による環境汚染の解決が喫緊の課題となっている。
【０００７】  本発明は水耕栽培（養液土耗）において農薬を使用せずに病原菌等を抑制し、水・液体・養液・用水の循環利用を実現することを課題とし、この問題を解決した微生物を利用した水耕栽培（養液土耗）システム及びビジネス方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  上記目的を達成するために、請求項１に記載した本発明は、水耕栽培（養液土耗）に使用した水（以下使用水と言う）を、複合発酵技術を用いて浄化し、循環利用するもので、使用水に複合発酵増殖液を一定量投入し発酵を起こさせ、フザリウム（酸化性細菌）の発生を抑制して、酸化・変敗・腐敗を防止し、自然菌の拮抗を抑制して複合微生物の共生効果を起こさせ、酵素・酸・生理活性物質等々の触媒効果によって発酵合成処理、合成処理（汚染物質、微生物が菌床として利用する物質以外の余剰物質を分解消失してエネルギー化する）を行って処理水（複合発酵酵素水、高エネルギー水）をつくり、それを水耕栽培（養液土耗）に使用して病原菌、ウィルス、リケッチャー、雑菌等を抑制し、病気の抑制を行い、植物がエネルギーを生体エネルギーとして取り込み、健康で丈夫な植物体をつくり、ビタミン・ミネラル・アミノ酸を豊富に含んだものとなり、さらに個体が大きくなり、茎・根・花・実の数が多くなり収量を増加させるものである。
【０００９】  複合発酵法とは、情報微生物工学、情報生命工学、分子生物学より構成された複合微生物体系の複合微生物動態系解析における複合発酵法という科学技術を言い、微生物の機能性と基質性と情報性による発酵法、増殖法、誘導法を用い、単発酵、復発酵、並行復発酵、平衡復発酵、固体（固形）発酵を同時に行い、好気性菌と嫌気性菌及び通性嫌気性菌のすべての微生物群の共存、共栄、共生を可能にするものである。
【００１０】  複合発酵法の微生物プロセスは次のとおりである。まず、微生物酵素と植物酵素による抗酸化効果を用いて酸化・変敗・腐敗を抑制する。すると好気性発酵微生物である酵母、乳酸菌などがビタミン、ミネラル、アミノ酸などの生理活性物質をつくり、大腸菌や糸状菌などの好気性有害菌、好気性フザリウムを抑制する。次に、通性嫌気性乳酸菌へとリレーして放線菌が現われる。この放線菌は、抗菌性物質をつくり、細菌、病原菌、ウィルス、リケッチャなどの嫌気性有害菌、嫌気性フザリウムを淨菌する。この二つの淨菌作用が連動すると、アゾトバクター、アミロバクターや根瘤菌などの窒素固定菌が空気中の窒素を取りこんで固定化する働きをし、最後に光合成細菌や藻類、藻菌類などの合成型の微生物が気体を培地として置換と交換を行う。これらの微生物が強く連動することで、複合発酵という理想的な生態系へと導かれる。
【００１１】  複合発酵状態になると、発酵→分解→合成のサイクルが生まれ、好気性及び嫌気性有害菌は抑制される。このような生態系が生じると、すべての微生物を、共存、共栄、共生させることが可能となり、フザリウム属の占有率がゼロになり、酸化、変敗、腐敗を断ち切り、生態系内における微生物群の死滅率がゼロになることによって、すべての微生物群を発酵から合成に導き、生菌数を１ミリリットルあたり１０のｎ乗から無限大とし、同時に生菌数が１種類１ミリリットルあたり１０の９乗を超えると、菌のスケールが１０分の１以下となり、凝集化（固形化）を生じ、数千種、数万種の増殖が可能となる。これにより、微生物の高密度化が起こり、微生物のＤＮＡ核内に一酸化窒素、二酸化窒素及び高分子タンパク結晶による情報接合とエネルギー接合を引き起こし、その結果、微生物間でのＤＮＡ融合が生じ、融合微生物による対抗性菌、耐衡性菌により獲得した酵素及びタンパク質の高分子結合結晶が発生し、情報触媒の作用として情報とエネルギーを現生・発現させ、すべての物質、分子、原子レベルに対する分解菌並びに分解酵素を現生させて、すべての元素の原子核の陽子における分裂と崩壊の法則（β回路）を抑制し、中性子における合成と融合の法則（α回路）をハンドリングすることにより、常温超伝導、常温核分解、及び常温核融合を発現させる。以上の作用により、使用水中の汚染物質、余剰物質の軽減消失を可能にするものである。
【００１２】  複合微生物とは何か。（松本慎也・常田聡「システム論的アプローチによる複合微生物系の解析と制御」早稲田大学理工学術院教授）
地球上のあらゆる場所に生息している細菌は極めて多様性の高い複合微生物系を形成しており、現在のところ分離培養されているものは全細菌種のうち１％以下であると考えられている。人為的に培養できなければその細菌の性質を調べることは不可能であり、したがって従来は複合微生物系の中身はブラックボックスとして扱われていた。しかし１９９０年代以降の分子生物学的手法の発達により、培養を介さずに細菌の系統分類に基づいた群集構造解析や機能の推定が可能となった。上記手法が積極的に適用された結果、複合微生物系内では多種多様な細菌が相互に影響し合い、そこに存在する細菌の機能を単に足し合わせた以上の高次の機能を発揮していることが明らかになってきた。未培養細菌を含む複合微生物系の高次な機能をコントロール可能になれば、産業利用の観点からそのポテンシャルは計り知れない。しかしながら、複合微生物系の解析データを実際にバイオプロセスの管理に応用した例はほとんどない。その理由の一つとして、複雑多岐にわたる生態系の現象に対して、分子生物学的手法で得られる情報はいまだ限定されており、要素還元型の実験的アプローチのみでは複合微生物系全体の機能に結び付けることが困難なことが挙げられる。したがって、複合微生物系残体を一つの複雑なシステムとして捉え、分子生物学で得られた様々な情報をシミュレーションにより再構築し、複合微生物系の機能の全体像を明らかにするシステム論的アプローチが必要である。
以上の点を鑑みると、複合微生物系でシミュレーションを行う意義は、▲１▼目では直接見えない複合微生物系内の微生物生態構造を可視化することで考察を行う。▲２▼大規模かつ長期運転を要する複合微生物系バイオリアクターの性能評価および処理能力を予測する、という二つが考えられる。
【００１３】  複合微生物系の機能を利用した高度水処理技術の体系化とその評価（東京大学都市環境工学グループ、研究代表：松尾友矩、大垣眞一郎）
複合微生物系とは、さまざまな微生物が共存する微生物生態系のことである。例えば、下水処理場では下水は微生物により浄化されるが、そこでは食品や薬剤の生産に用いられるバイオテクノロジーとは異なり、特定の種類の微生物が働くのではなくさまざまな微生物が共存して働いている。下水そのものがたくさんの微生物を含んでいて、それらをいちいち除去するわけにはいかないので、必然的にさまざまな微生物が下水処理場に住み着いてしまうのである。また、かえってその方が時々刻々と変わる下水の成分に対してうまく対処できるという側面もあると思われる。いずれにせよ、下水処理場はさまざまな微生物の働き、すなわち複合微生物系の働きによって成り立っている。
【発明を実施するための形態】
【００１４】  本発明の実施の形態を詳細に説明する。
９００ｌの水にエアレーションをしながら糖蜜５ｋｇを投入して良く攪拌し、複合発酵嫌気基礎を５ｋｇを投入して良く攪拌し、最後に複合発酵酵素液３ｌを投入し、これを発酵させ、６日間で完全発酵を起こさせ、複合微生物の増殖を促したものを複合発酵増殖液という。
【００１５】  複合発酵酵素液は、水９０重量％、松、笹、梅、無花果、栗、桃、柿の葉から抽出した抽出液６重量％、オカラ３重量％、糖蜜１重量％からなる原液に、空気中から微生物を混入させて、１ｃｃあたりの微生物数（生菌数）が、１０７〜１０８から１０９に増加すると菌の死滅がなくなり、それによって、１０２０〜１０３０へと飛躍的に増大し、微生物の高密度化がおき、さらにこの水溶液内で微生物酵素の高濃度化が起き、前記松、笹、無花果、栗、桃、柿の葉に含まれる植物酵素とともに結合結晶化（合成融合）し、誘導体たる抗酸化物質が生成される。この抗酸化物質を含む溶液を濾過して前記酵素液を得るのである。
【００１６】  複合発酵嫌気基礎は、乾燥鶏糞（鶏糞を酸化・変敗・腐敗する前の状態で乾燥させたもの）５０％、乾燥オカラ（豆腐製造の際に豆乳を搾った後の残りの大豆かすを酸化・変敗・腐敗する前の新鮮な状態で乾燥させたもの）４０％、精米の際に出る米糠を９％、及び複合発酵酵素液を１％加え、培養タンクで高密度化したものである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】  本発明の実施例について添付図面に基づいて詳細に説明する。図は本発明である複合微生物の複合発酵を利用した水耕栽培（養液土耗）システム１００を説明するための概略フロー図である。水耕栽培（養液土耗）システム１００は、ビニールハウス１０内の土壌１に対して潅水するシステムであり、回収槽２０、発酵槽３０、発酵合成槽４０、貯留槽５０、供給部６０を主として構成されている。
【実施例】
【００１８】  土壌（農作物栽培床）１は、ビニールハウス１０内の土壌であり、土壌１では種々の農作物を栽培することができる。農作物２の例は、ミョウガ、トマトである。【００１９】  回収槽（回収部）２０は、土壌１から水を回収する。回収槽２０は、土壌１に隣接する井戸である。回収槽２０の側面や底面を透水構造とすることにより、土壌１からの水を井戸内に回収することができる。例えば、１０００Ｌの潅水を行った場合、３００〜７００Ｌの回収水を回収槽２０内に回収することができる。【００２０】  回収槽２０は、内部にポンプ２１を備えており、ポンプ２１はラインＬ１を介して発酵槽３０に接続され、回収した水及び井戸水を必要量発酵槽３０に供給することができる。【００２１】  発酵槽３０は、ブロワー３１によって完全発酵を起こすのに必要な数を設置する散気管３２にエアーを送って曝気し、散気量を調整するための弁３３を備える。発酵槽３０は、回収槽２０から移送された回収水に対して曝気を施し、複合発酵増殖液を、発酵槽の頭に回収槽２０から移送された回収水とぶつかるように回収水の０．１〜０．４％の量を投入する。これにより発酵槽３０で回収水を完全発酵させる。【００２２】  発酵槽３０における完全発酵は、乳酸菌や酵母などを主体とする発酵微生物が優先している状態で、フザリウム占有率も５％以下で、無機養分の可溶化が促進される。槽内のアミノ酸、糖類、ビタミン、その他の生理活性物質が多くなり、生物の成育を加速的に促進、良好とし、酸化・変敗・腐敗を抑制する状態となる。酸化・変敗・腐敗が完全に抑制された状態が完全発酵である。【００２３】  発酵槽３０は、ラインＬ２を介して発酵合成槽４０に接続され、完全発酵した回収水が発酵合成槽に移送される。発酵合成槽は、上流側から順に複数段のサブユニット槽４０Ａが設置され、各サブユニット槽４０Ａは、ブロワー４１から散気管４２にエアーを送って曝気し、散気量を調整するための弁４３を備える。【００２４】  各サブユニット槽４０Ａには複数の微生物担体４４が設置されている。これは実施例では不織布で作られており、複合微生物の複合発酵酵素加工がなされている。これは複合微生物による複合発酵状態が起きており、複合発酵酵素が現生している液体中に不織布を浸し、複合発酵酵素を不織布に付着させ、その後液体から出して乾燥させたものである。この加工により、浸漬する液体を発酵合成に導きやすくするものである。【００２５】  発酵合成槽４０では、自然菌の拮抗を抑制して複合微生物の共生効果を起こさせ、酵素・酸・生理活性物質等々の触媒効果によって発酵合成処理を行って、液体内の窒素・リン等の栄養成分を植物が吸収しやすいレベルに抑制すると共に、栄養成分等を生体エネルギーに変え、生体エネルギーを豊富に含む処理水（複合発酵酵素水）をつくるものである。【００２６】  発酵合成槽４０には、ラインＬ３を介して貯留槽５０が接続されている。貯留槽５０は、発酵合成槽４０から出た水が貯留される。貯留槽５０は、ブロワー５１から複合発酵酵素水の状態を発酵合成・合成に維持するのに必要な数の散気管５２にエアーを送って曝気し、散気量を調整するための弁５３を備え、貯留槽５０内に貯留された水を必要に応じて、曝気及び攪拌することができる。【００２７】  供給部６０は、ポンプ５４、ラインＬ４及びノズル３を備え、貯留槽５０の水を土壌１に撒布、潅水する。
発酵合成槽４０で生体エネルギーを豊富に含む処理水（複合発酵酵素水）となった水を土壌１に潅水することで、農作物に必要な栄養成分を吸収させると共に生体エネルギーを直接吸収させることで病原菌、ウィルス、リケッチャー等を抑制し、害虫を寄せ付けない強い細胞膜を形成させ、農作物を健康にし、連作障害を抑制すると共に、処理水中の栄養成分、窒素、リン、ケイ素等を抑制し、環境への悪影響を抑制するものである。さらに処理水の酸化・変敗・腐敗を防止し、回収水の再循環を行い、処理水の再利用を実現するものである。【００２８】  今回の実施例では、発酵槽の容量は３ｍ３、発酵合成槽の容量は５ｍ３、貯留槽２ｍ３とし、発酵合成槽のサブユニット数は５とし、不織布製の微生物担体を各ユニットに５ずつ配置した。潅水は一回最大１５００Ｌとし、一日６回行い、最大潅水量を日量６トンとした。
【発明の効果】
【００２９】  以上のように、本発明によれば、農薬を使用せずに病原菌、ウィルス、リケッチャー、雑菌、大腸菌を抑制し、回収水を発酵・発酵合成処理をすることで処理水として土壌の潅水に用いることで、養液、用水の循環利用を実現し、農業用水の大幅な節約を実現し、一部が環境に放出されても高濃度の窒素、リン等による環境汚染を抑制するものである。
これは従来水耕栽培で不可能とされていた、水の循環利用を実現し、さらに農作物の健康を増進し、ビタミン・ミネラル・アミノ酸等を豊富に含み人間の身体にも良い食糧を提供すると共に、農作物の病原菌、ウィルス、リケッチャー等の病害と害虫を寄せ付けない強い細胞膜を形成して病害虫による被害を抑制し、いわゆる連作障害を防止し、さらに農作物の収穫量を大幅に増加させ、かつおいしく人の健康に良い農作物を栽培するものである。
【符号の説明】
【００３０】  １…土壌（農作物栽培床）、２０…回収槽（回収部）、３０…発酵槽、４０…発酵合成槽、５０…貯留槽、６０…供給部、７０…肥料供給部、１００…完全リサイクル水耕栽培システム。
【図１】
2016036329.tif 000003