(57)【要約】【課題】  酸性土壌改良材の効果に加えて、植物が好適に生育する量のカルシウム・マグネシウム・アンモニウム・カリウムをバランス良く徐放的に溶出する植物の生育促進効果に優れた粒状化された酸性土壌ｐＨ調製機能を有する有機質肥料並びにその製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】  燃焼灰に、トウモロコシからデンプンを製造する工程で得られる濃縮浸漬液（コーンスティープリカー）を加えて混合し、更に必要に応じて水を混合して粒状化した、酸性土壌ｐＨ調整機能を有する有機質肥料並びにその製造方法。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼灰に、トウモロコシからデンプンを製造する工程で得られる濃縮浸漬液（コーンスティープリカー）を加えて混合し、更に必要に応じて水を混合して粒状化することを特徴とする有機質肥料の製造方法。
【請求項２】
燃焼灰に予め所定量の酸を加えて加水分解処理してから、コーンスティープリカーを加えることを特徴とする請求項１に記載の有機質肥料の製造方法。
【請求項３】
燃焼灰に、予め所定量の酸を加えたコーンスティープリカーを加えて混合することを特徴とする請求項１に記載の有機質肥料の製造方法。
【請求項４】
粒状化された物の水分が２５〜３５質量％の範囲となるように処理することを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載の有機質肥料の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかの製造方法によって得られた有機質肥料。
【請求項６】
土壌環境分析法（１：２．５水浸出法）による測定ｐＨ（Ｈ２Ｏ）値が４．５〜５．５、ＥＣ（電気伝導率）値が０．２０ｄＳ／ｍ以下である酸性土壌１Ｌに、請求項５に記載の粒状物１２ｇを配合した配合物の土壌環境分析法（１：２．５水浸出法）による測定ｐＨ（Ｈ２Ｏ）値が５．５〜７．５、１：２．５水浸出液のカルシウムイオン濃度が２５〜４００ｍｇ／Ｌ、マグネシウムイオン濃度が２．５〜４０ｍｇ／Ｌ、アンモニウムイオン濃度が１ｍｇ／Ｌ以上、カリウムイオン濃度が１ｍｇ／Ｌ以上であることを特徴とする請求項５に記載の有機質肥料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸性土壌に対してｐＨ調整機能を有する有機質肥料並びにその製造方法に関する。詳細には、燃焼灰にトウモロコシなどからデンプンを製造する工程で得られる濃縮浸漬液（コーンスティープリカー）を加えて混合し、更に必要に応じて水を混合して粒状化された酸性土壌に対してｐＨ調整機能を有する有機質肥料並びにその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大気中の二酸化炭素および二酸化硫黄の存在増により雨の酸性化が進み、土壌の化学風化やカルシウムなどの塩基性イオンの溶脱が進行した結果、土壌の酸性化が拡大している。酸性土壌では、溶けにくいアルミニウムや鉄の酸化物があとに残り、リンを難溶性の形態で土壌に保持してしまう。それが農作物の生産性を低下させてしまう。また、酸性土壌ではアルミニウムイオンがＡｌ３＋の形で遊離し、土壌溶液の水素イオン指数（ｐＨ）の低下にしたがってＡｌ３＋の濃度が高くなる。Ａｌ３＋は植物の根の伸長を阻害する働きがあるので、酸性土壌の改良は、農業・林業生産上の課題となっている。
【０００３】
酸性土壌は、生石灰（酸化カルシウム）、消石灰（水酸化カルシウム）、石灰石（炭酸カルシウムが主成分）などの石灰肥料、ドロマイトなどの苦土石灰肥料、貝殻粉末、カーバイドかすなどの各工業で副生するカルシウム塩の少なくとも１種又は任意の組み合わせで中和されることが知られており、広く用いられている。酸性土壌の中和剤としては、石灰肥料の他に、石膏（硫酸カルシウム）、炭などが知られている。
【０００４】
ところで、農業系バイオマスを燃焼させて得られる草木灰あるいは、各工業で固体燃料（石炭など）、バイオマス固形化燃料（木質ペレットなど）、廃棄物系バイオマス（製紙スラッジなど）を燃焼させて副生成する燃焼灰には、カルシウムなどが多く含まれ、塩基性陽イオンを放出する作用により、前記石灰肥料の代替として用いることができる。中和のメカニズムはそれらに含まれるカルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カリウム（Ｋ）、とりわけカルシウムが塩基性陽イオンになる反応による。しかし、燃焼灰の有効利用はまだ十分進んでおらず、循環型社会を実現するためには積極的なリサイクル利用法の開発が望まれている。
【０００５】
ところが、石灰肥料や燃焼灰は、カルシウムを一過的に多量に（植物が好適に生育する以上の量）溶出してしまい、必ずしも酸性土壌の中和剤として適切ではない。すなわち、本発明者らの研究によれば、燃焼灰、例えば製紙スラッジ灰から平成１５年環境省告示第１８号に基づく溶出試験（以下「環告１８号試験」という）により溶出されるカルシウムが４８９ｍｇ／Ｌに対し、葉緑素の構成元素として植物の生育に必須であるマグネシウムの溶出は０．０１ｍｇ／Ｌにも満たなかった。これは、燃焼灰の全カルシウムに占める交換性カルシウムの割合が約８０％であるのに対し、全マグネシウムに占める交換性マグネシウムの割合が数％であることによる。その結果、燃焼灰を化学加工しないでそのまま施用した場合、土壌溶液に含まれるマグネシウムイオン量は、土壌溶液のｐＨに依存して減少し、土壌が元来有するマグネシウムの溶出をも抑制してしまい、マグネシウムは葉緑素の構成元素であることから、植物の成長にクロロシス（黄化、マグネシウム欠乏）などの負の影響を与えることが明らかとなった（非特許文献１）。以上のことから、燃焼灰を化学加工して、植物が好適に生育する量のカルシウムとマグネシウムをバランス良く徐放的に溶出するよう改良することが課題である。
【０００６】
また、燃焼灰を微粉砕処理した微粉砕物を加水注水のみにより造粒加工した燃焼灰含有造粒物が提案されている（特許文献１）。これは燃焼灰微粉砕物の水和自己硬化反応によるものであるが、本発明者らの研究によれば、燃焼灰、例えば製紙スラッジ灰に加水して造粒加工した造粒物を酸性土壌に配合した場合であっても、土壌環境分析法（１：２．５水浸出法）による測定ｐＨ（Ｈ２Ｏ）値および電気伝導率（ＥＣ値）が配合前とほとんど変わらず、酸性土壌の改良に全く寄与しない場合があった。これは、水和自己硬化反応による鉱物化（結晶化）が進み過ぎた結果、燃焼灰に含まれる水溶性あるいは交換性カルシウムが不溶化したことを示している。以上のことから、燃焼灰を適切に粒状加工して、植物が好適に生育する量のカルシウムを徐放的に溶出させることが課題である。
【０００７】
さらに、燃焼灰には窒素、リン、カリウムがほとんど含まれないため、肥料としての利用価値が小さかった。この点を解決するため、燃焼灰、例えば製紙スラッジ灰を主体とする廃棄物リサイクルシステムの構築を実現する技術について、特許文献１に様々な提案がなされている。ところが本発明者らの研究によれば、製紙スラッジ灰に例えば特許文献１に例示される食品系廃棄物として、廃糖蜜やビール粕を配合して造粒した有機質肥料であっても、溶出するカルシウム（Ｃａ２＋）、マグネシウム（Ｍｇ２＋）、窒素（アンモニウム（ＮＨ４＋））、カリウム（Ｋ＋）の各陽イオンのバランスが悪く、有機質肥料としての性能に乏しいことが明らかとなった。以上のことから、燃焼灰を出発原料として、カルシウム、マグネシウム、窒素（アンモニウム）、カリウムの溶出バランスが調整された有機質肥料を開発することが重要な課題である。なお、ここで言う溶出バランスとは量および溶出比率の意味である。
【０００８】
本発明者らは先に燃焼灰に濃硫酸を加えてｐＨを７〜１０に調整し、平成１５年環境省告示第１８号に基づく溶出試験方法によるマグネシウムの溶出量が２ｍｇ／Ｌ以上であるマグネシウム溶出性能を有する酸性土壌改良材を特許出願している（特願２００７−２０１４７９）。さらに、燃焼灰に塩基性アミノ酸として、リシン、アルギニン、ヒスチジンなどを加えて粒状化した酸性土壌改良材が、カルシウムおよび窒素（アンモニウム）の徐放性能を有することを見出し、特許出願している（特願２００７−０８３２２２）。しかしながら、アミノ酸などの有機酸を単体として加えるには、経済的な制約があり、必ずしも産業上に有効であるとは言い難い。
【０００９】
本発明者らは、日本標準飼料成分表２００１年版（（独）農業技術研究機構編、２００２）を用いて、安価かつ比較的安定的に発生すると考えられる「製造粕類（６０種）」から、粗タンパク質、アミノ酸、マグネシウムの含有量が掲載されている２８種を候補とし、その中から、性状が酸性で（燃焼灰のｐＨ調整作用）かつ比較的多くのアミノ酸（タンパク質）およびマグネシウムを含む１２種を選定し、さらに価格や年間の供給量を考慮して、廃糖蜜、ビール粕、コーンスティープリカーの３種について、燃焼灰と配合してその効果を詳細に検討した。
【００１０】
これらのうち、トウモロコシからデンプンを製造する工程で得られる濃縮浸漬液（コーンスティープリカー）は、「とうもろこし浸漬液肥料」の名で普通肥料として用いられ、タンパク質、ペプチド、アミノ酸、乳酸、糖分、各種ビタミンおよびリン、カリウム、マグネシウム等の植物栄養分のバランスがとれた液体有機質肥料である（表１）。コーンスティープリカーは、それ自体にも数％のマグネシウム（Ｍｇ）を含んでいるが、亜硫酸水でトウモロコシを浸漬して排出される液を乳酸発酵したものであることからｐＨが３．５〜４．２程度であり、燃焼灰にも含まれるマグネシウムの溶出を促進する効果が期待できる。さらにコーンスティープリカーにはアルギニン、リシン、ヒスチジンの各遊離塩基性アミノ酸がそれぞれ０．７、０．５、０．３ｇ／ｋｇ含まれることから、カルシウムおよびアンモニウムの徐放性能を付与する効果も期待できる。これまで液体肥料としての利用は検討されてきているが（特許文献２）、粒状の有機質肥料に加工して利用することは十分に検討されていなかった。
【００１１】
【表１】
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【００１２】
本発明者らは、上記の点を鑑み鋭意検討した結果、燃焼灰そのものに直接コーンスティープリカーを加えて混合し、必要に応じて水を添加して造粒することにより、先行技術（特許文献１）が開示していた燃焼灰およびバインダー資材との混合物の粉砕処理工程を経ずとも、また燃焼灰の微粉砕処理物が有する水和自己硬化反応によらずとも、コーンスティープリカーに多量に含まれる粗タンパク質が有するアミノ基（−ＮＨ２）などが、燃焼灰に含まれるカルシウムなどの金属と配位結合する働き（バインダー効果）により、優れた造粒加工効果を発揮できる本発明の製造方法を完成させた。
【００１３】
また、燃焼灰にコーンスティープリカーを加えて混合した粒状物では、コーンスティープリカーに多量に含まれる粗タンパク質が有するアミノ基（−ＮＨ２）などが、燃焼灰に含まれるカルシウムと配位結合する作用により、カルシウムの一過的な溶出が抑制され、さらに生物的な分解によりカルシウム、マグネシウム、窒素（アンモニウム）、カリウム溶出のバランスの良い徐放化効果が得られるため、今までに知られていた前記のような課題点をすべて解決し、単なる酸性土壌に対してｐＨ調整機能だけでなく、先行技術（特許文献１）が開示していた廃糖蜜、ビール粕を混合した粒状物と比較しても優れた植物生育促進効果を相乗的に発揮できることを見出し、本発明の有機質肥料を完成するに至った。
【特許文献１】特開２００５−１０３４６４号公報
【特許文献２】特開２００４−１２１０７５号公報
【非特許文献１】第５７回日本木材学会広島大会発表要旨ＰＱ０１３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、酸性土壌改良材の効果に加えて、植物が好適に生育する量のカルシウム、マグネシウム、アンモニウム、カリウムをバランス良く徐放的に溶出する植物の生育促進効果に優れた粒状化された酸性土壌に対してｐＨ調製機能を有する有機質肥料並びに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】
【００１５】
上記課題を達成することができる本発明は、カルシウム成分を豊富に含む乾燥状態の燃焼灰とトウモロコシからデンプンを製造する工程で得られ、窒素、リン酸、カリウム、マグネシウムをバランス良く含む濃縮浸漬液（コーンスティープリカー）を原材料として混合し、更に必要に応じて水を混合して粒状化した酸性土壌に対してｐＨ調製機能を有する有機質肥料並びにその製造方法を提供することであり、以下の各発明を包含する。
【００１６】
（１）燃焼灰に、トウモロコシからデンプンを製造する工程で得られる濃縮浸漬液（コーンスティープリカー）を加えて混合し、更に必要に応じて水を混合して粒状化することを特徴とする有機質肥料の製造方法。
【００１７】
（２）燃焼灰に予め所定量の酸を加えて加水分解処理してから、コーンスティープリカーを加えることを特徴とする（１）に記載の有機質肥料の製造方法。
【００１８】
（３）燃焼灰に、予め所定量の酸を加えたコーンスティープリカーを加えて混合することを特徴とする（１）に記載の有機質肥料の製造方法。
【００１９】
（４）粒状化された物の水分が２５〜３５質量％の範囲となるように処理することを特徴とする（１）〜（３）のいずれか1項に記載の有機質肥料の製造方法。
【００２０】
（５）（１）〜（４）のいずれかの製造方法によって得られた有機質肥料。
【００２１】
（６）土壌環境分析法（１：２．５水浸出法）による測定ｐＨ（Ｈ２Ｏ）値が４．５〜５．５、ＥＣ（電気伝導率）値が０．２０ｄＳ／ｍ以下である酸性土壌１Ｌに、（５）に記載の粒状物１２ｇを配合した配合物の土壌環境分析法（１：２．５水浸出法）による測定ｐＨ（Ｈ２Ｏ）値が５．５〜７．５、１：２．５水浸出液のカルシウムイオン濃度が２５〜４００ｍｇ／Ｌ、マグネシウムイオン濃度が２．５〜４０ｍｇ／Ｌ、アンモニウムイオン濃度が１ｍｇ／Ｌ以上、カリウムイオン濃度が１ｍｇ／Ｌ以上であることを特徴とする（５）に記載の有機質肥料。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、燃焼灰そのものに直接、トウモロコシからデンプンを製造する工程で得られる濃縮浸漬液（コーンスティープリカー）を加えて混合することにより、燃焼灰の微粉砕処理物が有する水和自己硬化反応によらずとも、コーンスティープリカーに多量に含まれる粗タンパク質が有するアミノ基（−ＮＨ２）などが、燃焼灰に含まれるカルシウムなどの金属と配位結合する働き（バインダー効果）により、優れた造粒加工効果を発揮できる。
【００２３】
また、本発明によれば、コーンスティープリカーに多量に含まれる粗タンパク質が有するアミノ基（−ＮＨ２）などが、燃焼灰に含まれるカルシウムなどの金属と配位結合しながら粒状化する作用により、化学的にも物理的にもカルシウムなどの一過的な溶出を抑制させ、生物的な分解によりカルシウム、マグネシウム、窒素（アンモニウム）、カリウム溶出のバランスの良い徐放化効果が得られるため、単なる酸性土壌に対するｐＨ調整効果だけでなく、優れた植物生育促進効果を相乗的に発揮できる。
【００２４】
さらに、本発明によれば、燃焼灰に含まれるカルシウムおよびマグネシウムを、予め酸加水分解で溶出し易くさせてからコーンスティープリカーに含まれる粗タンパク質と配位結合させるかあるいは、コーンスティープリカー又は予め酸を添加したコーンスティープリカーにより酸加水分解しながら配位結合させる作用により、より一層優れた酸性土壌に対するｐＨ調整効果と植物生育促進効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を具体的に説明する。
本発明において使用される燃焼灰としては、特に限定されるものではなく、農業系廃棄物を燃焼させて得られる草木灰あるいは、石炭、木材ペレット、樹皮などの固体燃料、ＲＰＦ、ＲＤＦなどの廃棄物固形化燃料、廃紙、廃プラスチック、廃タイヤ、黒液、製紙スラッジ、活性汚泥などの一般廃棄物を燃焼した際に発生する灰の他に、ガス化した際に発生する灰も用いることができる。灰は、1種または複数から選ばれた燃料または廃棄物を燃焼させて得られた燃焼灰であればよく、複数の燃焼灰を混合して用いることもできる。上記の酸性土壌のｐＨを調整する目的からは、カルシウムの含有量が高い灰が好ましく、製紙スラッジ灰には、カルシウムが酸化物換算で３０質量％以上含まれることから特に好ましい。また、肥料効果を得る目的からは、マグネシウムの含有量が高い灰が好ましく、製紙スラッジ灰には、マグネシウムが酸化物換算で数％以上含まれることが知られている。
【００２６】
本発明において使用される有機質肥料の原料としては、トウモロコシからデンプンを製造する工程で得られる濃縮浸漬液（コーンスティープリカー）を用いる必要がある。トウモロコシにはデンプンの他にタンパク質の割合が多く、トウモロコシを柔らかくし、デンプンとタンパク質の分離を良くする目的で亜硫酸水に浸漬され、排出される浸漬液を乳酸発酵・濃縮工程を経てコーンスティープリカーが得られる。コーンスティープリカーには、タンパク質約２５質量％や遊離アミノ酸などの窒素、リン、カリウム、マグネシウムがそれぞれ１〜数質量％含まれる。コーンスティープリカーに多量に含まれる粗タンパク質が有するアミノ基（−ＮＨ２）は、燃焼灰に含まれるカルシウムなどの金属と配位結合する働き（バインダー効果）により、優れた造粒加工効果を発揮できる。この作用はまた、化学的にカルシウムなどの一過的な溶出を抑制させ、生物的な分解によりカルシウム、マグネシウム、アンモニウム溶出のバランスの良い徐放化効果を発揮できる。さらに液状（水分約５０質量％）であることから燃焼灰と混合する有機質肥料の原料として特に好ましく、タンパク質やアミノ酸は土中の微生物に分解されて、燃焼灰には全く含まれない窒素（アンモニウム）を補完して、リン、カリウム、マグネシウムと共に植物の生育に良好な肥料成分となる。
【００２７】
また、コーンスティープリカー自体が亜硫酸水での排出浸漬液を乳酸発酵したもので、ｐＨが３．５〜４．２程度であり、有機酸（乳酸１２質量％、フィチン酸４質量％）にも富むことから、燃焼灰を酸加水分解して、燃焼灰にも含まれるマグネシウムの溶出を促進するため好ましく用いることができる。フィチン酸はカルシウムやマグネシウムと結合して、それらの溶出と植物への取り込みを促進する作用を有する。さらには酸の種類に限定されるものではないが、予め酸を添加したコーンスティープリカーを加えてもよく、燃焼灰に硫酸、リン酸、クエン酸、コハク酸などの有機酸類を予め加えてもよい。燃焼灰に含まれるカルシウムおよびマグネシウムを酸加水分解で溶出し易くさせてからコーンスティープリカーに含まれる粗タンパク質と配位結合させると、それらの溶出量と徐放性が高まって、より一層優れた酸性土壌に対してｐＨ調整効果と植物生育促進効果を得ることができる。
【００２８】
造粒に際しては、燃焼灰１００質量部に対してコーンスティープリカーを、１０〜１００質量部添加して混合造粒することが好ましく、より好ましくは２０〜９５質量部が良い。また、必要に応じて粒状化を調節する目的で更に水を添加しても良い。そして、造粒物水分が２５〜３５質量％になるように添加して造粒することにより、取扱い易さに優れた粒状物を得ることができる。粒状化により物理的にも燃焼灰に含まれるカルシウムの一過的な溶出を抑制させることができる。また粒状化後は風乾でもかまわないが加熱乾燥することが好ましい。
【００２９】
燃焼灰とコーンスティープリカーを混合して粒状化する方法として、造粒機には、押出造粒機、転動造粒機、ロール成形機、打錠式造粒機、フレーク式造粒機等がある。押出造粒機は、一定の穴径を備えたダイスから材料を圧縮押出するものである。転動造粒機は、回転体に供給された材料が回転運動により相互に付着成長しながら、形状の整った球状物を大量に作るのに適している。ロール成形機は、相対する一対の回転ロールに凹状のポケットが刻んであり、上部より材料を供給し形状一定の造粒物を作る装置である。打錠式造粒機は、円盤に放射状に並んだ金型に材料が充填され、押棒により圧縮され、造粒物の生産を連続で行うものである。フレーク式造粒機は、溶融物やスラリー状の材料を回転ドラムやスチームベルトに付着させ、冷却又は加熱することによりフレーク状に造粒するものである。本発明の製造方法には、肥料および土壌改良材に適した粒度分布が得られ、また、用途上、大量生産に適したものが良いが、上記の造粒機に限定されるものではない。粒状物の平均粒径は、特に限定されるものではないが、０．２〜１０ｍｍとすることが好ましい。
【００３０】
燃焼灰には、フッ素及びホウ素及びクロムなどの土壌汚染対策法の溶出規制対象物質が含まれる場合がある。このため、燃焼灰を予め酸化カルシウム、アルミナセメント、硫酸アルミニウムなどを水の存在下に混合処理しておいてから、コーンスティープリカーを加えてもよい。
【００３１】
本発明の製造方法によれば、燃焼灰とデンプンを製造する工程で得られる濃縮浸漬液（コーンスティープリカー）とから、土壌環境分析法（１：２．５水浸出法）による測定ｐＨ（Ｈ２Ｏ）値が４．５〜５．５、ＥＣ（電気伝導率）値が０．２０ｄＳ／ｍ以下である酸性土壌への配合時に、土壌環境分析法（１：２．５水浸出法）による測定ｐＨ（Ｈ２Ｏ）値が５．５〜７．５でかつ、１：２．５水浸出液のカルシウムイオン濃度が２５〜４００ｍｇ／Ｌでかつ、マグネシウムイオン濃度が２．５〜４０ｍｇ／Ｌでかつ、アンモニウムイオン濃度が１ｍｇ／Ｌ以上でかつ、カリウムイオン濃度が１ｍｇ／Ｌ以上である理想的な酸性土壌に対してｐＨ調整機能を有する有機質肥料を提供することが可能となる。ここで、土壌環境分析法（１：２．５水浸出法）とは、「土壌環境分析法」（日本土壌肥料学会監修、  博友社  １９９７年出版  ｐ．１９５〜１９７  Ｖ．１（５）  １）ガラス電極法に記載の土壌ｐＨの測定方法である。すなわち、土壌に対する水の質量比を１：２．５としてかき混ぜ、１時間以上放置した懸濁液を検液として、ＪＩＳ  Ｚ  ８８０２規格（ｐＨ測定方法）およびＪＩＳ  Ｋ  ０１０２（工場排水試験方法）に適合するガラス電極法により測定する方法である。また、本発明の有機質肥料は造粒後の形態も粒状のため取り扱いが容易であり、農業及び林業分野での有機質肥料および／又は酸性土壌改良材として広範囲に利用できる。
【実施例】
【００３２】
以下に実施例、比較例および参考例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限り、その実施態様を変更することができる。
【００３３】
燃焼灰には、主に製紙スラッジを燃料とした流動床炉のバグフィルターで捕獲した飛灰（以下「ＰＳ灰」という）を使用した。化学組成を表２に示す。環告１８号試験で溶出させた場合のカルシウムおよびマグネシウムの溶出量は、それぞれ４８９ｍｇ／Ｌ、０．０１ｍｇ／Ｌ以下であった。
【００３４】
【表２】
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【００３５】
（実施例１〜２）
予め所定量の酸化カルシウム（３質量部）および硫酸アルミニウム（６質量部）を混合したＰＳ灰１００質量部に、廃糖蜜、ビール粕、コーンスティープリカー（以下「ＣＳＬ」という）をそれぞれ質量部数で２０質量部あるいは５０質量部を添加して均一に攪拌し、その後加水しながら造粒機（アイリッヒ社製）を使用して攪拌し、３〜４ｍｍに粒状化した有機質肥料（比較例１〜４、実施例１〜２）を作製した（表３）。比較例５として予め所定量の酸化カルシウムおよび硫酸アルミニウムを混合したＰＳ灰に加水して粒状化した物も作製した。全ての粒状物を同一条件で乾燥した。なお、これらの粒状物は、予め法定の環告１８号試験を行い、安全性（溶出規制物質が土壌汚染対策防止法の規制値を超過していないこと）を確認した。
【００３６】
【表３】
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【００３７】
前述の要領で作製した実施例１、比較例１、比較例３、比較例５の粒状物を環告１８号試験に供した時の、カルシウム、マグネシウム、窒素（アンモニウム）、カリウムの各イオン溶出量並びにｐＨを表４に示す。
【００３８】
【表４】
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【００３９】
また、前記粒状物２．５ｇを、酸性試験土壌（ｐＨ：５．１５、ＥＣ：０．１９ｄＳ／ｍ）２６１．８ｇに配合し、土壌カラムに詰めて、カラム上部から予めｐＨ４に調製した硫酸水（１７０．２ｇ）を２日間に亘って滴下（約４ｍＬ／ｈ）し、カラムの下から滲みだした液について各種元素の濃度およびｐＨを測定した。その後硫酸水を滴下する操作を６回繰り返した。図１〜４にカルシウム、マグネシウム、窒素（アンモニウム）、カリウムの各イオン溶出結果を、図５にｐＨ値をそれぞれ示す。
【００４０】
本発明によるＣＳＬを燃焼灰に加えて粒状化した有機質肥料（実施例１）によれば、廃糖蜜やビール粕を配合して粒状化した有機質肥料（比較例１、３）と比べ、窒素（アンモニウムイオン）の溶出量増加と徐放化が顕著であった（図３）。また、廃糖蜜を燃焼灰に加えて粒状化した有機質肥料（比較例１）は、カリウムイオンの溶出徐放性は良いが、マグネシウムイオンの溶出徐放性に劣り、ビール粕を燃焼灰に加えて粒状化した有機質肥料（比較例３）は、マグネシウムイオンの溶出徐放性は良いが、カリウムイオンの溶出徐放性に劣る（図２、４）。また、酸化カルシウムおよび硫酸アルミニウムを混合した燃焼灰に加水して粒状化した物（比較例５）は、各陽イオンの溶出性能が悪く、ｐＨが高かった（図５）。それらに対し、本発明によるＣＳＬを燃焼灰に加えて粒状化した有機質肥料（実施例１）は、カルシウム、マグネシウム、アンモニウム、カリウムすべての陽イオンの溶出徐放性能に優れており（図１〜４）、安定した土壌ｐＨ調整機能を有する（図５）ことが明らかとなった。
【００４１】
前述の要領で作製した実施例２、比較例２、比較例４、比較例５の粒状物を、一定量（１Ｌ）の前記酸性試験土壌にそれぞれ１２ｇ配合し、ポットに詰めてスギ苗およびユーカリ（Ｅｕｃａｌｙｐｔｕｓｃａ  ｃａｍａｌｄｕｌｅｎｓｉｓ）苗を植え、２〜６ヶ月間育成し、乾物質量を測定した。結果（各８本の平均値）を表５に示す。
【００４２】
【表５】
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【００４３】
本発明によるＣＳＬを燃焼灰に加えて粒状化した有機質肥料（実施例２）によれば、廃糖蜜やビール粕を配合して粒状化した有機質肥料（比較例２、４）および酸化カルシウムおよび硫酸アルミニウムを混合した燃焼灰に加水して粒状化した物（比較例５）と比べ、植物（スギ、ユーカリ）の生育促進効果が顕著であり、酸性土壌に対してｐＨ調整機能を有する優れた有機質肥料であることが明らかとなった。
【００４４】
（実施例３〜４）
ＰＳ灰とＣＳＬを原料とし、ＰＳ灰質量部数、ＣＳＬ質量部数、添加水質量部数を変えながら造粒機を使用して撹拌し、粒状化した有機質肥料の作製を試みた（実施例３〜６）。また、比較例６としてＣＳＬを含まない粒状物も作成した。表６に原料質量部数、造粒時の加水量、混合粒状物の水分分析結果を示す。
【００４５】
【表６】
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【００４６】
粒径、粒状化の調整は水分の添加量によって可能であった。多過ぎても少な過ぎてもうまく粒状化されず、実施例３〜４では、実施例５〜６と比べて、水分が３０質量％程度であり、粒状肥料として取扱い易さに優れていた。ＣＳＬの水分は約５２．６質量％（実測値）であるが、粗タンパク質含有量が多く、そのバインダー効果により、優れた造粒加工効果を発揮し、燃焼灰、ＣＳＬおよび水の混合粒状物の水分が２５〜３５質量％の範囲が造粒に好適であることが明らかとなった。
【００４７】
表６の実施例３および比較例６で作製した所定量の粒状物を、同一条件で乾燥し、一定量（１Ｌ）の酸性試験土壌（ｐＨ：５．１５、ＥＣ：０．１９ｄＳ／ｍ）にそれぞれ４、８、１２、１６ｇ配合し、ポットに詰めてユーカリ（Ｅｕｃａｌｙｐｔｕｓｃａ  ｃａｍａｌｄｕｌｅｎｓｉｓ）苗を植え、８週間育成し、乾物質量、樹高、葉緑素値（コニカミノルタセンシング社製  葉緑素計ＳＰＡＤ−５０２）を測定した。表７〜９に結果を示す（ｎ＝１８の平均値±標準誤差で表示）。
【００４８】
さらに、表６の実施例３および比較例６で作成した所定量の乾燥粒状物を、一定量（１ｋｇ）の前記酸性試験土壌にそれぞれ４，８，１２，１６ｇ配合したもの１０ｇに対して２５ｍｌの純水を入れ、ｐＨ（Ｈ２Ｏ）、電気伝導度（ＥＣ：ｄＳ／ｍ）、陽イオン量を測定した。表１０〜１２に結果を示す（ｎ＝３の平均値）。
【００４９】
【表７】
2009096647.tif 000009
【００５０】
【表８】
2009096647.tif 000010
【００５１】
【表９】
2009096647.tif 000011
【００５２】
本発明によるＣＳＬを燃焼灰に加えて粒状化した有機質肥料（実施例３）によれば、燃焼灰のみの粒状化物（比較例６）と比べ、植物（ユーカリ）の葉緑素値が有意に向上し（表９）、粒状有機質肥料の配合量に従って、植物の生育が顕著に促進された（表７〜８）。
【００５３】
【表１０】
2009096647.tif 000012
【００５４】
【表１１】
2009096647.tif 000013
【００５５】
【表１２】
2009096647.tif 000014
【００５６】
また、本発明によるＣＳＬを燃焼灰に加えて粒状化した有機質肥料（実施例３）によれば、酸性土壌のｐＨ、ＥＣが向上し（表１０〜１１）、粒状肥料の配合量にしたがって陽イオンが溶出され（表１２）、植物の生育が促進されると考えられた。
【００５７】
（実施例７〜９）
実施例３〜６と同様に、酸も水も加えずにＰＳ灰とＣＳＬのみで粒状物を作製した（実施例７）。ＰＳ灰に予め濃度８５％のリン酸を加えたＣＳＬを所定量添加して混合し粒状物を作製した（実施例８）。予め所定量の濃度９５％の硫酸をＰＳ灰に加えて処理し、所定量のＣＳＬを加えて混合し粒状物を作製した（実施例９）。比較例７として、比較例６同様ＰＳ灰に水のみを加えて粒状物を作製した。全ての粒状物は同一条件で乾燥した。表１３に原料配合部数、濃度１０％スラリーのｐＨを示す。
【００５８】
【表１３】
2009096647.tif 000015
【００５９】
表１２で作製した所定量の乾燥粒状物各１２ｇを、一定量（１ｋｇ）の酸性試験土壌（ｐＨ：５．１５、ＥＣ：０．１９ｄＳ／ｍ）に配合したもの１０ｇに対して２５ｍｌの純水を入れ、ｐＨ（Ｈ２Ｏ）、電気伝導度（ＥＣ：ｄＳ／ｍ）、陽イオン量を測定した。表１４に結果を示す（ｎ＝３の平均値）。
【００６０】
【表１４】
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【００６１】
また、表１３で作製した乾燥粒状物各１２ｇを、前記酸性試験土壌１Ｌに配合し、ポットに詰めてユーカリ（Ｅｕｃａｌｙｐｔｕｓ  ｃａｍａｌｄｕｌｅｎｓｉｓ）苗を植え、８週間育成し、乾物質量を測定した。表１５に結果を示す（ｎ＝４の平均値±標準誤差で表示）。
【００６２】
【表１５】
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【００６３】
本発明によるＣＳＬを燃焼灰に加えて粒状化した酸性土壌に対してｐＨ調整機能を有する有機質肥料（実施例７〜９）によれば、燃焼灰のみの粒状化物（比較例７）と比べ、植物の生育に好適となるように酸性土壌が改良されるだけでなく、粒状化物より溶出されるミネラルの肥料効果により、植物の生育が促進されることが明らかであった。
【００６４】
（実施例１０〜１２）
実施例１〜２同様、予め所定量の酸化カルシウム（３質量部）および硫酸アルミニウム（６質量部）を混合したＰＳ灰１００質量部に、ＣＳＬの添加割合を０〜２０質量部と変えて、必要量の水を添加して粒状物を作製した（実施例１０〜１２、比較例８）。表１６に原料配合部数を示す。
【００６５】
【表１６】
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【００６６】
表１６で作製した所定量の乾燥粒状物各１２ｇを、一定量（１Ｌ）の酸性試験土壌（ｐＨ：５．１５、ＥＣ：０．１９ｄＳ／ｍ）に配合したもの１０ｇに対して２５ｍｌの純水を入れ、ｐＨ（Ｈ２Ｏ）、電気伝導度（ＥＣ：ｄＳ／ｍ）、陽イオン量を測定した。表１７に結果を示す（ｎ＝３の平均値）。
【００６７】
【表１７】
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【００６８】
表１６で作製した乾燥粒状物各１２ｇを、前記酸性試験土壌１Ｌに配合し、ポットに詰めてユーカリ（Ｅｕｃａｌｙｐｔｕｓ  ｃａｍａｌｄｕｌｅｎｓｉｓ）苗を植え、８週間育成し、乾物質量を測定した。表１８に結果を示す（ｎ＝１２の平均値±標準誤差で表示）。
【００６９】
【表１８】
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【００７０】
本発明によるＣＳＬを燃焼灰に加えて粒状化した酸性土壌に対してｐＨ調整機能を有する有機質肥料（実施例１０）によれば、土壌環境分析法（１：２．５水浸出法）による測定ｐＨ（Ｈ２Ｏ）値がおよそ５．７と適正でかつ、１：２．５水浸出液のカルシウムイオン濃度が６０ｍｇ／Ｌと適正でかつ、マグネシウムイオン濃度が４ｍｇ／Ｌ弱と適正でかつ、アンモニウムイオン濃度が１ｍｇ／Ｌ以上でかつ、カリウムイオン濃度が１ｍｇ／Ｌ以上であることにより、本発明に定めたそれらの基準値のいずれかを満たさない比較例８と比べ、植物の生育が有意に促進されることが明らかであった。
【００７１】
（参考例）
参考例として、燃焼灰とコーンスティープリカーを原材料とする有機質肥料から植物が好適に生育する適正量のカルシウム、マグネシウム溶出量およびその量比（バランス）を探るために、水耕栽培実験装置を用いて、カルシウムあるいはマグネシウム濃度を変化させた水耕実験を行い、生長促進効果、欠乏害、過剰害が現れるイオン濃度を確認した。
（試験方法）
１／２Ｈｏａｇｌａｎｄ  Ａｒｎｏｎ培地を基本とする水耕液（ｐＨ：６．０、ＥＣ：１．５ｄＳ／ｍ）で、カルシウム濃度を約２００ｍｇ／Ｌ、１００ｍｇ／Ｌ、４０ｍｇ／Ｌ、０ｍｇ／Ｌと変化させた試験区を設定し（マグネシウム濃度２４．３ｍｇ／Ｌ一定、硝酸イオン濃度６２０ｍｇ／Ｌ一定、アンモニウムイオン濃度９ｍｇ／Ｌ一定、カリウム濃度０ｍｇ／Ｌ、２００ｍｇ／Ｌ、３２０ｍｇ／Ｌ、４００ｍｇ／Ｌ）、各試験区における植物（スギ）の生長量を一定期間ごとに測定した。
同様に、マグネシウム濃度を約５０ｍｇ／Ｌ、１０ｍｇ／Ｌ、２ｍｇ／Ｌ、０ｍｇ／Ｌと変化させた試験区を設定し（カルシウム濃度４０ｍｇ／Ｌ一定、硝酸イオン濃度４４１ｍｇ／Ｌ一定、アンモニウムイオン濃度４５ｍｇ／Ｌ一定、カリウム濃度２００ｍｇ／Ｌ一定）、各試験区における植物（スギ）の生長量を一定期間ごとに測定した。
【００７２】
（結果と考察）
カルシウムの結果を図６に、マグネシウムの結果を図７に示す。
水耕栽培実験によれば、カルシウム濃度が４０〜１００ｍｇ／Ｌの時に植物（スギ）の生長量が最大であり、カルシウム濃度が０ｍｇ／Ｌでは、３４日目頃から生長点が枯れ始めるカルシウム欠乏症状あるいはカリウム過多症状を表した。本実験では、カルシウム濃度が２００ｍｇ／Ｌの時に生長量が劣るが、これはカリウム濃度が０ｍｇ／Ｌであることによる影響とも考えられ、土耕栽培では初期に土壌環境分析法１：２．５水浸出法試験でカルシウム３６７ｍｇ／Ｌを溶出する実施例９でも生長量減退は認められていなかった。
一方、マグネシウム濃度が１０ｍｇ／Ｌの時に植物（スギ）の生長量が最大であり、マグネシウム濃度が０〜２ｍｇ／Ｌでは、生長が遅く、葉が黄化するなどのマグネシウム欠乏症状を表した。マグネシウム濃度が５０ｍｇ／Ｌでは、７週目頃から生長が抑制され始め、枯死が出始めるなどマグネシウム過多症状を表した。
植物体の外観的な特徴を含めて勘案すれば、カルシウムイオン濃度が２５〜４００ｍｇ／Ｌ、マグネシウムイオン濃度が２．５〜４０ｍｇ／Ｌ、カルシウム／マグネシウム比およそ１．５／１〜１０／１が、植物が好適に生育する適正な溶出量の範囲と考えられた。
【００７３】
（実施例１３）
予め所定量の硫酸アルミニウム（６質量部）および濃硫酸（２０〜３０質量部）を混合したＰＳ灰１００質量部に、ＣＳＬを２０質量部添加したもの（実施例１３）あるいは添加しないもの（比較例９）を均一に攪拌し、その後加水しながら造粒機（ダルトン社製）、乾燥機を使用して粒状物を作製した。なお、これらの乾燥粒状物は、予め法定の環告１８号試験を行い、安全性（溶出規制物質が土壌汚染対策防止法の規制値を超過していないこと）を確認した。
【００７４】
前記粒状物２．５ｇを、酸性試験土壌（ｐＨ：５．１５、ＥＣ：０．１９ｄＳ／ｍ）２６１．８ｇに配合し、土壌カラムに詰めて、カラム上部から予めｐＨ４に調製した硫酸水（１７０．２ｇ）を２日間に亘って滴下（約４ｍＬ／ｈ）し、カラムの下から滲みだした液について各種元素の濃度およびｐＨを測定した。その後硫酸水を滴下する操作を６回繰り返した。図８〜１１にカルシウム、マグネシウム、窒素（アンモニウム）、カリウムの各イオン溶出結果を、図１２にｐＨ値をそれぞれ示す。
【００７５】
前記粒状物各１２ｇを、前記酸性試験土壌１Ｌに配合し、ポットに詰めてユーカリ（Ｅｕｃａｌｙｐｔｕｓ  ｃａｍａｌｄｕｌｅｎｓｉｓ）苗を植え、８週間育成し、各器官の乾物重質量を測定した。表１９に結果を示す（ｎ＝８の平均値で表示）。
【００７６】
【表１９】
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【００７７】
本発明による燃焼灰に予め所定量の酸を加えて加水分解してからＣＳＬを加えて粒状化した有機質肥料（実施例１３）によれば、優れて安定した酸性土壌に対してｐＨ調整機能を有し（図１２）、カルシウムイオン濃度、マグネシウムイオン濃度が従来品（比較例９）と同様、適正範囲で安定して溶出され続けるだけでなく（図８〜９）、従来品と比べてアンモニウムイオン濃度、カリウムイオン濃度が適正範囲で安定して溶出され続けるために（図１０〜１１）、優れた植物生育促進効果の発揮が確認され（表１９）、酸性土壌に対して優れたｐＨ調製機能を有する有機質肥料を提供することが可能になった。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、農業・林業生産上問題となっている酸性土壌での植物の生産性向上に寄与する酸性土壌のｐＨ調製機能を有する有機質肥料として、広範囲に用いることが可能である。特に酸性土壌でのユーカリ植林に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明による有機質肥料を酸性試験土壌に配合した際の硫酸水で溶出したカルシウムイオン濃度を示した図である。
【図２】本発明による有機質肥料を酸性試験土壌に配合した際の硫酸水で溶出したマグネシウムイオン濃度を示した図である。
【図３】本発明による有機質肥料を酸性試験土壌に配合した際の硫酸水で溶出したアンモニウムイオン濃度を示した図である。
【図４】本発明による有機質肥料を酸性試験土壌に配合した際の硫酸水で溶出したカリウムイオン濃度を示した図である。
【図５】本発明による有機質肥料を酸性試験土壌に配合した際の硫酸水滲出液のｐＨ値を示した図である。
【図６】カルシウム濃度を変化させた際の植物（スギ）の生長量（樹高変化量）を示した図である。
【図７】マグネシウム濃度を変化させた際の植物（スギ）の生長量（樹高変化量）を示した図である。
【図８】本発明による有機質肥料を酸性試験土壌に配合した際の硫酸水で溶出したカルシウムイオン濃度を示した図である。
【図９】本発明による有機質肥料を酸性試験土壌に配合した際の硫酸水で溶出したマグネシウムイオン濃度を示した図である。
【図１０】本発明による有機質肥料を酸性試験土壌に配合した際の硫酸水で溶出したアンモニウムイオン濃度を示した図である。
【図１１】本発明による有機質肥料を酸性試験土壌に配合した際の硫酸水で溶出したカリウムイオン濃度を示した図である。
【図１２】本発明による有機質肥料を酸性試験土壌に配合した際の硫酸水滲出液のｐＨ値を示した図である。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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