剪定枝葉を発酵処理して堆肥化する堆肥の製造方法
【課題】本発明は、添加材として家畜糞尿を使用することなく、剪定枝葉を発酵させ短期間で堆肥化する堆肥の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】
上記目的を達成させるために、本発明は、剪定枝葉を破砕して略円筒体の形状の剪定枝葉チップ材１を作製する剪定枝葉チップ化工程と、堆積体３を形成する堆積工程と、糖蜜５をあらかじめ発酵させて調整した発酵糖蜜４と水６とから作製した栄養源２を堆積体３に散布する第１の栄養源散布工程と、第１の撹拌工程と、第１の発酵工程と、堆積体３に栄養源２を再度散布する第２の栄養源散布工程と、第２の撹拌工程と、第２の発酵工程と、を備えた堆肥の製造方法であって、糖蜜５をあらかじめ発酵させて栄養源２となる発酵糖蜜４を作製する予備発酵と、第１の発酵と、第２の発酵との３段階の発酵処理を行うことを特徴とする。
【解決手段】
上記目的を達成させるために、本発明は、剪定枝葉を破砕して略円筒体の形状の剪定枝葉チップ材１を作製する剪定枝葉チップ化工程と、堆積体３を形成する堆積工程と、糖蜜５をあらかじめ発酵させて調整した発酵糖蜜４と水６とから作製した栄養源２を堆積体３に散布する第１の栄養源散布工程と、第１の撹拌工程と、第１の発酵工程と、堆積体３に栄養源２を再度散布する第２の栄養源散布工程と、第２の撹拌工程と、第２の発酵工程と、を備えた堆肥の製造方法であって、糖蜜５をあらかじめ発酵させて栄養源２となる発酵糖蜜４を作製する予備発酵と、第１の発酵と、第２の発酵との３段階の発酵処理を行うことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、剪定枝葉を発酵処理して短期間で堆肥を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
公園や街路の樹木及び家庭の庭木が剪定されることにより大量の剪定枝葉を生じ、その処理方法が問題となっている。公園にはマデバシイやクスノキが多く植えられており、街路樹には、イチョウ、ユリノキ、サクラ、ケヤキ、トウカエデ等が多い。また、樹木の剪定は、夏（７〜８月）と冬（１１〜１２月）に集中して行われるため、剪定枝葉の発生量はこの時期に大量となる。かつて、剪定枝葉の多くは廃材として焼却又は埋立てにより処分されてきた。しかし、焼却処分は二酸化炭素の発生を助長する。また、埋立処分は土壌中で木質有機物が土壌伝染病菌発生の温床となり、ひいては植物に障害を与える可能性がある。
【０００３】
剪定枝葉の処分について、かつての焼却や埋立てによる処分ではなく、環境保護の観点やリサイクルの観点から、各方面で剪定枝葉の有効活用が検討されている。その一つとして、剪定枝葉を発酵して堆肥化することが提案されている。
【０００４】
剪定枝葉を発酵して堆肥化する方法としては、一般に、剪定枝葉を細かなチップ状にする方法が知られている。まず、破砕機を用いて剪定枝葉を２ないし３cmの大きさのチップにする。このチップを山状に高さ２m程度に堆積する。これに水分率が６０％になるよう加水する。堆積は通常６ヶ月以上行うが、この間、撹拌又は切り返しを１ヶ月に１回程度行い、水分が少なければ加水する。このような過程で行われた堆肥は、乾物含量で、窒素１．５％、リン酸０．３％、カリ０．５％程度である。
【０００５】
さらに、特許文献１及び２に示されるように、発酵の処理効率を高めるため、半密閉の槽内で、温度や水分条件を好適に整えた上で発酵分解の促進を図る強制発酵処理方法が提案されている。
【０００６】
しかしながら、剪定枝葉を発酵して堆肥化する方法には下記の問題がある。第１に、剪定枝葉は、難分解性であるセルロースやリグニン等を多量に含有していることから、剪定枝葉の堆肥化には長期間を要することである。通常、堆肥化には、糖を分解する微生物が活躍する第１次発酵、タンパク質やアミノ酸を分解する微生物が活躍する第２次発酵、最後に難分解性のセルロースやリグニン等を分解する微生物が活躍する養生発酵の３段階の発酵期間を経て、堆肥化には、通常６月ないし１年ほどの長期間を要する。また、特許文献１及び２において提案される強制発酵処理方法においても、最低６０日ないし９０日を要する。堆肥を扱う事業者にとって、堆肥化が長期にわたることは経営上重大な問題である。
【０００７】
第２に、発酵を促進するために、添加材として家畜糞尿を選定して使用する場合の問題である。家畜は配合飼料とともに抗生剤や発育促進ホルモン等の薬剤が与えられることがあることから、薬剤が糞尿に残留する可能性がある。このような糞尿を発酵の添加材として使用してできた堆肥は安全性に問題がある。
【０００８】
第３に、特許文献１及び２のような急速強制発酵処理法においては、手作業又は機械作業での堆積被処理物を１日ないし数日おきに行う必要があり、手間がかかりコスト増につながる。特許文献２に示す処理方法では、設備の大型化が求められる。
【０００９】
【特許文献１】特許第３３０１５７８号公報
【特許文献２】特許第２６５５２９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記問題点に鑑み、本発明の目的は、添加材として家畜糞尿を使用することなく、剪定枝葉を発酵させ短期間で堆肥化する堆肥の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成させるため、本発明は、剪定枝葉を破砕して略円筒体の形状の剪定枝葉チップ材を作製する剪定枝葉チップ化工程と、剪定枝葉チップ材を堆積場所に堆積して堆積体を形成する堆積工程と、糖蜜をあらかじめ発酵させて調整した発酵糖蜜と水とから作製した栄養源を堆積体に散布する第１の栄養源散布工程と、栄養源が散布された堆積体を撹拌する第１の撹拌工程と、撹拌した堆積体を大気開放下の堆積状態で、温度調節して所定の期間発酵させる第１の発酵工程と、第１の発酵工程を終えた堆積体に栄養源を再度散布する第２の栄養源散布工程と、栄養源を再度散布された堆積体を撹拌する第２の撹拌工程と、撹拌した堆積体を、再度、大気開放下の堆積状態で、温度調節して所定の期間発酵させる第２の発酵工程と、を備えた堆肥の製造方法であって、糖蜜をあらかじめ発酵させて栄養源となる発酵糖蜜を作製する予備発酵と、第１の発酵と、第２の発酵との３段階の発酵処理を行うことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、剪定枝葉を破砕して略円筒体の形状の剪定枝葉チップ材を作製する剪定枝葉チップ化工程と、剪定枝葉チップ材に農産物残渣加工材を添加し、剪定枝葉チップ材と該農産物残渣加工材との混合物を堆積場所に堆積して堆積体にする堆積工程と、糖蜜をあらかじめ発酵させて調整した発酵糖蜜と水とから作製した栄養源を堆積体に散布する第１の栄養源散布工程と、栄養源が散布された堆積体を撹拌する第１の撹拌工程と、撹拌した堆積体を大気開放下の堆積状態で、温度調節して所定の期間発酵させる第１の発酵工程と、第１の発酵工程を終えた堆積体に栄養源を再度散布する第２の栄養源散布工程と、栄養源を再度散布された堆積体を撹拌する第２の撹拌工程と、撹拌した堆積体を、再度、大気開放下の堆積状態で、温度調節して所定の期間発酵させる第２の発酵工程と、を備えた堆肥の製造方法であって、糖蜜をあらかじめ発酵させて栄養源となる発酵糖蜜を作製する予備発酵と、第１の発酵と、第２の発酵との３段階の発酵処理を行うことを特徴とする。なお、農産物残渣加工材は、玉ねぎの外皮であってよい。
【００１３】
発酵糖蜜は糖蜜に針葉樹の腐植または広葉樹の腐植のいずれかを加えて発酵させるとよい。
【００１４】
第１の発酵工程は、８〜１０日間温度を７０〜７５℃に調節し発酵させた後、１０〜１２日間養生発酵させるとよい。また、第２の発酵工程も、第１発酵と同様に、８〜１０日間温度を７０〜７５℃に調節し発酵させた後、１０〜１２日間養生発酵させるとよい。
【００１５】
剪定枝葉チップ材は、直径が３０mm以下の略円筒体に形成されるように作製されると好適である。なお、剪定枝葉を破砕する場合、破砕に使用する破砕機のスクリーン目穴を略円形状にすると、剪定枝葉を略円筒体形状の剪定枝葉チップ材に加工することができる。
【００１６】
第１の攪拌工程は、栄養源が散布された堆積体を上下裏返すだけでもよいし、第２の攪拌工程は、栄養源を再度散布された堆積体を所定の場所に移し変えるだけでもよい。
【００１７】
さらに、本発明は上記記載の堆肥の製造方法により製造された堆肥である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の堆肥の製造方法によれば、剪定枝葉を短期間、概ね４０日程度で堆肥にすることができる。
【００１９】
さらに、本発明の堆肥の製造方法によれば、家畜の糞尿を使用しないため、植物に安全な堆肥を製造することができる。
【００２０】
またさらに、連作障害になりやすい大根やトマト等の農産物の連作障害を減少させることができる。また、玉ねぎの外皮を剪定枝葉に混合することにより、植物の根の張りを良くし、栄養吸収を活発にすると共に、保水力及び保肥力が高まる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施例１に係る本発明の堆肥化工程を示す図である。
【図２】実施例１に係る本発明の剪定枝葉チップ材の形状を模式的に示す図である。（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、剪定枝葉チップ材の形状を例示的に示すものである。
【図３】実施例１に係る本発明の剪定枝葉チップ材の堆積状態を示す図である。（ａ）は、堆積体３に栄養源２を散布している状態を示し、（ｂ）は、剪定枝葉チップ材１の堆積状態を示している。
【図４】実施例１に係る本発明の堆肥化における温度推移を示すグラフである。
【図５】実施例２に係る本発明の別の堆肥化工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。各図において、同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。また、図面は、本発明を理解するために誇張して表現している場合もあり、必ずしも縮尺どおり精緻に表したものではないことに留意されたい。なお、本発明は下記に示される実施の形態に限られるものではない。
【実施例１】
【００２３】
実施例１を図面を参照して詳細に説明する。このうち、本発明の堆肥の製造方法の第１の特徴は、剪定枝葉をチップ化して加工する剪定枝葉チップ材１の形状が略円筒体を含むことである。第２の特徴は、栄養源２を作製する際に、糖蜜５を針葉樹または広葉樹の腐植７であらかじめ発酵させた発酵糖蜜４を作製する予備発酵と、第１の発酵と、第２の発酵との３段階の発酵処理を行うことにより、処理期間の短縮化を図り、堆肥の完熟度を向上した点にある。
【００２４】
図１を参照する。図１は本発明の堆肥化工程を示す図である。まず、破砕機を用いて、剪定枝葉を略３０mmの細かなチップ状（剪定枝葉チップ材１）にする（Ｓ０１０１）。次に、剪定枝葉チップ材１を発酵堆肥ヤードに山状に堆積して堆積体３を形成する（Ｓ０１０２）。続いて、剪定枝葉チップ材１の堆積体３に栄養源２を散布する（Ｓ０１０３）。栄養源２は、下記に詳述するとおり、好適には発酵糖蜜４と水６を混合したものがよい。栄養源２の散布量は、１回あたり２０〜５０リットル／m２が好適である。栄養源２を散布した後又は散布しながら、堆積体３を撹拌又は切り返しを１回行えばよい（Ｓ０１０４）。なお、第１の攪拌は栄養源２が散布された堆積体３を単に上下裏返す工程であってもよい。その後、略２０日間、堆積体３を発酵させる（Ｓ０１０５）。後述するが、堆肥化開始から３日間で発酵熱により堆積体３の温度は７０℃に達し、その後約６日間は７０℃ないし７５℃に保たれる。この発酵熱で病原菌、寄生虫の卵、雑草の種子等が死滅する。その後、堆積体３の温度は徐々に低下して養生発酵に入り、堆肥化開始から２０日経過後、大気温度まで下がる。
【００２５】
堆肥化工程は、上述した栄養源散布（Ｓ０１０３）・撹拌（Ｓ０１０４）・発酵（Ｓ０１０５）を、２度反復実施される。すなわち、第２の栄養源散布（Ｓ０１０６）・第２の撹拌（Ｓ０１０７）・第２の発酵（Ｓ０１０８）の堆肥化工程を経る。なお、第２の撹拌は、栄養源２を再度散布された堆積体３を単に所定の場所に移動する工程であってもよい。堆肥化工程の最終工程では、クリーン選別を行って異物を除去するとともに、粒度の調節をする（Ｓ０１０９）。粒度の調節工程で、熟成堆肥（ＹＥＳ）と未熟堆肥（ＮＯ）とが分別される。熟成堆肥は完成品として袋詰めされ、未熟堆肥は第２の栄養源散布（Ｓ０１０６）・第２の撹拌（Ｓ０１０７）・第２の発酵（Ｓ０１０８）の工程に再度入って、その後熟成堆肥になる。
【００２６】
図２を参照する。図２は、実施例１に係る本発明の剪定枝葉チップ材１の形状を模式的に示す図である。（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、剪定枝葉チップ材１の形状を例示的に示すものである。図２（ａ）に示すとおり、剪定枝葉チップ材１の形状は、略円筒体１ａが好ましい。これは栄養源２が付着する面積を広くするためである。また、剪定枝葉チップ材１の大きさは、例えば、直径３０ｍｍ以下であればよい。なお、図２（ｂ）、２（ｃ）に示すとおり、略円筒体１ｂ、１ｃは、正確な円筒である必要ではなく、扁平であってもよいし、いびつであってもよい。
【００２７】
上述した剪定枝葉チップ材１を略円筒体に作製する方法としては、種々の方法が考えられる。実施例１では、破砕機を使用して作製する。通常、破砕機のスクリーンの目穴は矩形をしているため、スクリーンの目穴を通って破砕された剪定枝葉チップ材１は角材となる場合が多い。実施例１においては、スクリーンの目穴を円形にすることにより、剪定枝葉チップ材１を略円筒体にできる。しかし、破砕機以外の方法で、剪定枝葉チップ材１を略円筒体にしてもよい。
【００２８】
図３を参照する。図３は、実施例１に係る本発明の剪定枝葉チップ材１の堆積体３の堆積状態を示す図である。図３（ａ）は、堆積体３に栄養源２を散布している状態を示し、（ｂ）は、剪定枝葉チップ材１の堆積状態を示している。図３（ａ）に示すとおり、堆積場所はあらかじめ地中を地面４０〜６０ｃｍから１ｍ深く掘削し砂利を敷き詰めている。堆積場所は、しぼり水１０が排水できるような場所が好ましい。実施例１において、噴霧器３１を使用して、堆積体３の上に矢印アで示すように栄養源２を散布にする。散布した栄養源２は、堆積体３に含まれる剪定枝葉チップ１に染み込み、微生物のはたらきによって発酵が開始する。発酵の過程でしぼり水１０が地中に染み出る。地中におけるしぼり水１０の染み出る様子は矢印イのとおりである。そして、しぼり水１０を受けるためのパイプ５０を敷設し、パイプ５０にはしぼり汁１０を受ける孔が無数に穿たれている。このしぼり汁１０はタンク（図に示されない）に貯め、貯めたしぼり水１０は栄養源２とともに堆積体３に散布して再利用する。
【００２９】
次に、図３（ｂ）を参照する。図３（ｂ）は、堆積体３を構成する剪定枝葉チップ材１の堆積状態の一部を摸式的に示したものである。剪定枝葉チップ材１の直径は３０mm以下が好ましく、略円筒形の形状のものを含み、種々の大きさの剪定枝葉チップ材１で堆積される。堆積体３は、高さ２m程度に堆積されるとよい。また、剪定枝葉の端材も併せて堆積されるため、通気性がよく、散布された栄養源２が堆積体３に染み込みやすい構造となっていることが理解されるであろう。微生物の活動には、隙間を確保して空気との接触率を高めることが必要である。堆肥化は好気性微生物のはたらきを活用するため、酸素の供給が不可欠である。好気性微生物は酸素を利用して有機物を分解し、発酵熱を発生し、腐熟と水分蒸発を促進する。したがって、堆積体３の堆積構造は、堆肥原料である剪定枝葉チップ材１の通気性を良好にし、ひいては微生物のはたらきを助長し、効率的な発酵を促進することとなる。
【００３０】
ここで栄養源２の作製方法について説明する。栄養源２は、主に発酵糖蜜４と水６とからなる。まず、糖蜜５を発酵させて発酵糖蜜４にする方法を示す。発酵糖蜜４は、針葉樹の腐植７に含まれる微生物を用いて糖蜜５を発酵させて作製する。糖蜜５は、甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜、精糖蜜、ハイドロル、各種の発酵廃液及び残糖類、ハイテスト・モラセスの他、砂糖や黒糖であってもよい。また、腐植７は、針葉樹に限定されず、広葉樹の腐植であってもよい。糖蜜５を所定のタンクに入れ、適量の腐植７を投入する。そうすると、腐植に含まれる種々の微生物が増殖し、発酵する。これを予備発酵と呼び、発酵した糖蜜５が発酵糖蜜４である。予備発酵は、１日くらいでよい。発酵糖蜜４には、増殖した種々の微生物も含まれる。次に、５００リットル強のタンクに、５００リットルの水６と３４リットルの発酵糖蜜４を投入する。そうすると、数日で栄養源２が完成する。通常、栄養源２の作製には、夏場で３日間、冬場で４日間かかる。なお、作製時の気温により糖度を調節する必要がある。例えば、気温が２８℃ないし３０℃であれば糖度を１６度にし、気温が２８℃よりも低い場合は糖度を２０度にするとよい。なお、水６はクラスター化したものを使用することが好ましいが、限定されない。
【００３１】
堆肥化過程では、アンモニアが発生するため、堆肥化はアルカリ性の状態で行われる。pHは７〜８程度の弱アルカリ性で微生物の活性が最大になる。堆肥化原料が弱酸性であっても、堆肥化が始まるとアンモニアが生成されるので徐々にpHが高まりアルカリ性に保たれる。堆肥化には、一部には嫌気性菌もはたらくが、大部分は好気性菌のはたらきで有機物を二酸化炭素と水に分解する。低分子の糖類はほとんどの微生物で利用できる。デンプンは、糸状菌や細菌の中でも特殊な種類のはたらきによって最後にはブドウ糖に変わり、ほかの微生物によって分解される。タンパク質は、微生物の加水分解を受けてポリペプチドからアミノ酸に変わる。アミノ酸は、細菌や糸状菌のはたらきにより、アンモニア、二酸化炭素、有機酸、アルコール等に変化し、さらに他の微生物が分解する。堆肥化は微生物の活動によるものであり、良好な堆肥化のためには微生物の活動しやすい環境を整えることが重要である。通常、一次発酵において糖を分解発酵する微生物がはたらき、二次発酵においてはアミノ酸やタンパク質を分解する微生物がはたらき、さらに養生発酵においてはセルロースやリグニン等を分解する微生物が順次はたらいて堆肥が完成する。
【００３２】
実施例１の堆肥化工程においては、栄養源２を作製する際に、糖蜜５を針葉樹または広葉樹の腐植７であらかじめ発酵させた発酵糖蜜４を作製する予備発酵と、第１の発酵工程と、第２の発酵工程との３段階の発酵処理を行っている。発酵糖蜜４を作製する際に、腐植７に含まれる微生物、特に糸状菌や担子菌等の微生物が増殖しており、予備発酵の段階でこれらの微生物の活性はすでに高くなっている。また、第１の発酵工程と第２の発酵工程の２回の発酵処理が行われることにより、高温下で、糖の分解を行う微生物と、アミノ酸等の分解を行う微生物のはたらきが同時に活性化して、発酵活動が促進し、さらに、あらかじめ増殖し活性化した上記糸状菌や担子菌等の微生物によるセルロースやリグニン等を分解が促進することが伺い知れる。
【００３３】
図４を参照する。図４は、実施例１に係る本発明の堆肥化における温度推移を示すグラフである。図４に示すとおり、堆肥化開始から３日間で発酵熱により堆積体３の温度は６０℃に達し、開始からの９日間で温度は７０℃ないし７５℃に上昇し、保たれる。この発酵熱で病原菌、寄生虫の卵、雑草の種子等が死滅する。その後、堆積体３の温度は徐々に低下し堆肥化開始から２０日経過後、大気温度まで下がっている。
【００３４】
堆積体３の処理物について、リグニン含有量の推移について計測した結果を以下に示す。リグニン含有量の計測については、硫酸法を用い、設定条件については、図４に示すとおりの温度条件・所要日数の条件である。
【表１】
表１における３回の計測結果によると、リグニンは、初日から１０日目と、２０日目から３０日目の高温下の条件で分解が遅く、１０日目から２０日目と、３０日目から４０日目に速く進んでいることがわかる。また、全体として、リグニンの分解は速く行われていることが理解されるであろう。
【００３５】
上記工程で堆肥化された堆肥Ａは、約４０日で完成する。下記表２は分析結果を示している（財団法人日本肥料検定協会）。
【表２】
表２によれば、日本バーク堆肥協会品質基準との対比として、堆肥Ａの分析結果を示している。これによると、ｐＨは、７．０で基準内である。ＥＣは１．６０で基準内である。ＥＣ（電気伝導率）の高い堆肥は根痛みの原因になる。ＥＣとは、堆肥に含まれる養分の多少を測定するもので、乾燥した堆肥を１０倍量の水で抽出し、その液の２５℃で電気伝導率を測定し、ミリシーメンス（mS／cm）の単位でしめす。全窒素、全リン酸、全カリともに基準を超えている。また、全炭素率（Ｃ／Ｎ比）も２３で基準内となっている。堆肥の肥料効果は、炭素率（Ｃ／Ｎ比）の大小が目安となるが、ちなみに炭素比率の高い堆肥は肥料効果が小さく、炭素比率の低い堆肥は肥料効果が大きいといわれる。有機物の比率も基準を超えている。
【実施例２】
【００３６】
次に、実施例２を図面を参照して詳細に説明する。
【００３７】
図５は本発明の別の堆肥化工程を示す図である。実施例１と同様に、まず、破砕機を用いて、剪定枝葉を略３０mmの細かなチップ状（剪定枝葉チップ材１）にする（Ｓ０２０１）。次に、剪定枝葉チップ材１に農産物残渣加工材８を添加する（Ｓ０２０２）。
【００３８】
続いて、剪定枝葉チップ材１と農産物残渣加工材８との混合物を発酵堆肥ヤードに山状に堆積する（Ｓ０２０３）。実施例２において、農産物残渣加工材８には玉ねぎの外皮９を用いているがこれに限らない。玉ねぎの外皮９を用いたのは、兵庫県淡路島等の玉ねぎの産地では、大量の玉ねぎの外皮９が廃棄されている現状があり、堆肥にすることにより、玉ねぎの外皮９の再利用を図るためである。
【００３９】
続いて、剪定枝葉チップ材１と農産物残渣加工材８の混合材に栄養源２を散布する（Ｓ０２０４）。栄養源２を散布した後又は散布しながら、堆積体３を撹拌又は切り返しを１回行う（Ｓ０２０５）。その後、略２０日間、堆積体を発酵させる（Ｓ０２０６）。堆肥化開始から３日間で発酵熱により堆積体３の温度は７０℃に達し、その後約６日間７０℃ないし７５℃に保たれる。その後、堆積体３の温度は徐々に低下し堆肥化開始から２０日経過後、大気温度まで下がる。堆肥化工程は、原則として上述した栄養源散布（Ｓ０２０４）・撹拌（Ｓ０２０５）・発酵（Ｓ０２０６）の工程を２回繰り返す。すなわち、第２の栄養源散布（Ｓ０２０７）・第２の撹拌（Ｓ０２０８）・第２の発酵（Ｓ０２０９）の堆肥化工程を経る。なお、第２の撹拌は、栄養源２を再度散布された堆積体３を単に所定の場所に移動する工程であってもよい。以上の堆肥化工程を経て、堆積体３の温度が低下し大気温度まで下がると、堆肥Ｂが完成する。堆肥化工程の最終工程では、クリーン選別を行って異物を除去するとともに、粒度の調節をする（Ｓ０２１０）。粒度の調節工程で、熟成堆肥（ＹＥＳ）と未熟堆肥（ＮＯ）とが分別される。熟成堆肥は完成品として袋詰めされ、未熟堆肥は栄養源散布（Ｓ０２０７）・撹拌（Ｓ０２０８）・発酵（Ｓ０２０９）の工程に再度入って、その後熟成堆肥になる。
【００４０】
このような過程で行われた堆肥Ｂは、約４０日で完成する。下記表２は分析結果を示している（財団法人日本肥料検定協会）。
【表３】
表３によると、ｐＨは、８．６である。全窒素、全リン酸、全カリともに実施例１に係る製造方法で製造された堆肥Ａに比べると低い。また、全炭素率（Ｃ／Ｎ比）は１８である。なお、当該堆肥Ｂについては、陽イオン交換容量も分析しており、３７．８ｍｅ（乾物換算値：８５．７ｍｅ）と高い数値を示している。陽イオン交換容量（ＣＥＣ）は、土壌の粒子が静電気的に吸着できる陽イオンの量を示している。土壌を構成する物質のうち、粘土鉱物と土壌有機物にはＣＥＣがあり、陽イオンとして存在するアンモニア、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどの養分が雨水によって洗い流されないように、土壌中に保持されている。このため、ＣＥＣが高くなると保肥力が高まり、土が肥沃になる。
【００４１】
下記表４は、兵庫県立農林水産総合技術センター環境部において実施された堆肥Ｂの試験結果である。試験は、タキイ種苗のコマツナ「楽天」を試験作物として実施され、１０ａあたりの各施肥量での結果を示している。この試験結果によると、本発明の堆肥Ｂの施肥による平均株重は、無肥料の場合の９倍、化成肥料１０kgを施肥の場合に比べて１３５％となった。本発明に係る堆肥Ｂの施用については、外見的な障害の発生は認められなかった。
【表４】
【００４２】
以上、本発明に係る堆肥の製造方法における好ましい実施形態を図示して説明してきたが、本発明の技術的範囲を逸脱することなく種々の変更が可能であることは理解されるであろう。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の堆肥の製造方法は、街路樹や公園から大量に発生する剪定枝葉を焼却処理や埋立処理することなく、発酵処理することにより短期間で堆肥を生産する方法である。本発明の堆肥の製造方法により製造された堆肥は、安全な有機質土壌改良資材として、家庭用ならびに業務用に広く利用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ 剪定枝葉チップ材
２ 栄養源
３ 堆積体
４ 発酵糖蜜
５ 糖蜜
６ 水
７ 腐植
８ 農産物残渣加工材
９ 玉ねぎの外皮
Ａ、Ｂ 堆肥
【技術分野】
【０００１】
本発明は、剪定枝葉を発酵処理して短期間で堆肥を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
公園や街路の樹木及び家庭の庭木が剪定されることにより大量の剪定枝葉を生じ、その処理方法が問題となっている。公園にはマデバシイやクスノキが多く植えられており、街路樹には、イチョウ、ユリノキ、サクラ、ケヤキ、トウカエデ等が多い。また、樹木の剪定は、夏（７〜８月）と冬（１１〜１２月）に集中して行われるため、剪定枝葉の発生量はこの時期に大量となる。かつて、剪定枝葉の多くは廃材として焼却又は埋立てにより処分されてきた。しかし、焼却処分は二酸化炭素の発生を助長する。また、埋立処分は土壌中で木質有機物が土壌伝染病菌発生の温床となり、ひいては植物に障害を与える可能性がある。
【０００３】
剪定枝葉の処分について、かつての焼却や埋立てによる処分ではなく、環境保護の観点やリサイクルの観点から、各方面で剪定枝葉の有効活用が検討されている。その一つとして、剪定枝葉を発酵して堆肥化することが提案されている。
【０００４】
剪定枝葉を発酵して堆肥化する方法としては、一般に、剪定枝葉を細かなチップ状にする方法が知られている。まず、破砕機を用いて剪定枝葉を２ないし３cmの大きさのチップにする。このチップを山状に高さ２m程度に堆積する。これに水分率が６０％になるよう加水する。堆積は通常６ヶ月以上行うが、この間、撹拌又は切り返しを１ヶ月に１回程度行い、水分が少なければ加水する。このような過程で行われた堆肥は、乾物含量で、窒素１．５％、リン酸０．３％、カリ０．５％程度である。
【０００５】
さらに、特許文献１及び２に示されるように、発酵の処理効率を高めるため、半密閉の槽内で、温度や水分条件を好適に整えた上で発酵分解の促進を図る強制発酵処理方法が提案されている。
【０００６】
しかしながら、剪定枝葉を発酵して堆肥化する方法には下記の問題がある。第１に、剪定枝葉は、難分解性であるセルロースやリグニン等を多量に含有していることから、剪定枝葉の堆肥化には長期間を要することである。通常、堆肥化には、糖を分解する微生物が活躍する第１次発酵、タンパク質やアミノ酸を分解する微生物が活躍する第２次発酵、最後に難分解性のセルロースやリグニン等を分解する微生物が活躍する養生発酵の３段階の発酵期間を経て、堆肥化には、通常６月ないし１年ほどの長期間を要する。また、特許文献１及び２において提案される強制発酵処理方法においても、最低６０日ないし９０日を要する。堆肥を扱う事業者にとって、堆肥化が長期にわたることは経営上重大な問題である。
【０００７】
第２に、発酵を促進するために、添加材として家畜糞尿を選定して使用する場合の問題である。家畜は配合飼料とともに抗生剤や発育促進ホルモン等の薬剤が与えられることがあることから、薬剤が糞尿に残留する可能性がある。このような糞尿を発酵の添加材として使用してできた堆肥は安全性に問題がある。
【０００８】
第３に、特許文献１及び２のような急速強制発酵処理法においては、手作業又は機械作業での堆積被処理物を１日ないし数日おきに行う必要があり、手間がかかりコスト増につながる。特許文献２に示す処理方法では、設備の大型化が求められる。
【０００９】
【特許文献１】特許第３３０１５７８号公報
【特許文献２】特許第２６５５２９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記問題点に鑑み、本発明の目的は、添加材として家畜糞尿を使用することなく、剪定枝葉を発酵させ短期間で堆肥化する堆肥の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成させるため、本発明は、剪定枝葉を破砕して略円筒体の形状の剪定枝葉チップ材を作製する剪定枝葉チップ化工程と、剪定枝葉チップ材を堆積場所に堆積して堆積体を形成する堆積工程と、糖蜜をあらかじめ発酵させて調整した発酵糖蜜と水とから作製した栄養源を堆積体に散布する第１の栄養源散布工程と、栄養源が散布された堆積体を撹拌する第１の撹拌工程と、撹拌した堆積体を大気開放下の堆積状態で、温度調節して所定の期間発酵させる第１の発酵工程と、第１の発酵工程を終えた堆積体に栄養源を再度散布する第２の栄養源散布工程と、栄養源を再度散布された堆積体を撹拌する第２の撹拌工程と、撹拌した堆積体を、再度、大気開放下の堆積状態で、温度調節して所定の期間発酵させる第２の発酵工程と、を備えた堆肥の製造方法であって、糖蜜をあらかじめ発酵させて栄養源となる発酵糖蜜を作製する予備発酵と、第１の発酵と、第２の発酵との３段階の発酵処理を行うことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、剪定枝葉を破砕して略円筒体の形状の剪定枝葉チップ材を作製する剪定枝葉チップ化工程と、剪定枝葉チップ材に農産物残渣加工材を添加し、剪定枝葉チップ材と該農産物残渣加工材との混合物を堆積場所に堆積して堆積体にする堆積工程と、糖蜜をあらかじめ発酵させて調整した発酵糖蜜と水とから作製した栄養源を堆積体に散布する第１の栄養源散布工程と、栄養源が散布された堆積体を撹拌する第１の撹拌工程と、撹拌した堆積体を大気開放下の堆積状態で、温度調節して所定の期間発酵させる第１の発酵工程と、第１の発酵工程を終えた堆積体に栄養源を再度散布する第２の栄養源散布工程と、栄養源を再度散布された堆積体を撹拌する第２の撹拌工程と、撹拌した堆積体を、再度、大気開放下の堆積状態で、温度調節して所定の期間発酵させる第２の発酵工程と、を備えた堆肥の製造方法であって、糖蜜をあらかじめ発酵させて栄養源となる発酵糖蜜を作製する予備発酵と、第１の発酵と、第２の発酵との３段階の発酵処理を行うことを特徴とする。なお、農産物残渣加工材は、玉ねぎの外皮であってよい。
【００１３】
発酵糖蜜は糖蜜に針葉樹の腐植または広葉樹の腐植のいずれかを加えて発酵させるとよい。
【００１４】
第１の発酵工程は、８〜１０日間温度を７０〜７５℃に調節し発酵させた後、１０〜１２日間養生発酵させるとよい。また、第２の発酵工程も、第１発酵と同様に、８〜１０日間温度を７０〜７５℃に調節し発酵させた後、１０〜１２日間養生発酵させるとよい。
【００１５】
剪定枝葉チップ材は、直径が３０mm以下の略円筒体に形成されるように作製されると好適である。なお、剪定枝葉を破砕する場合、破砕に使用する破砕機のスクリーン目穴を略円形状にすると、剪定枝葉を略円筒体形状の剪定枝葉チップ材に加工することができる。
【００１６】
第１の攪拌工程は、栄養源が散布された堆積体を上下裏返すだけでもよいし、第２の攪拌工程は、栄養源を再度散布された堆積体を所定の場所に移し変えるだけでもよい。
【００１７】
さらに、本発明は上記記載の堆肥の製造方法により製造された堆肥である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の堆肥の製造方法によれば、剪定枝葉を短期間、概ね４０日程度で堆肥にすることができる。
【００１９】
さらに、本発明の堆肥の製造方法によれば、家畜の糞尿を使用しないため、植物に安全な堆肥を製造することができる。
【００２０】
またさらに、連作障害になりやすい大根やトマト等の農産物の連作障害を減少させることができる。また、玉ねぎの外皮を剪定枝葉に混合することにより、植物の根の張りを良くし、栄養吸収を活発にすると共に、保水力及び保肥力が高まる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施例１に係る本発明の堆肥化工程を示す図である。
【図２】実施例１に係る本発明の剪定枝葉チップ材の形状を模式的に示す図である。（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、剪定枝葉チップ材の形状を例示的に示すものである。
【図３】実施例１に係る本発明の剪定枝葉チップ材の堆積状態を示す図である。（ａ）は、堆積体３に栄養源２を散布している状態を示し、（ｂ）は、剪定枝葉チップ材１の堆積状態を示している。
【図４】実施例１に係る本発明の堆肥化における温度推移を示すグラフである。
【図５】実施例２に係る本発明の別の堆肥化工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。各図において、同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。また、図面は、本発明を理解するために誇張して表現している場合もあり、必ずしも縮尺どおり精緻に表したものではないことに留意されたい。なお、本発明は下記に示される実施の形態に限られるものではない。
【実施例１】
【００２３】
実施例１を図面を参照して詳細に説明する。このうち、本発明の堆肥の製造方法の第１の特徴は、剪定枝葉をチップ化して加工する剪定枝葉チップ材１の形状が略円筒体を含むことである。第２の特徴は、栄養源２を作製する際に、糖蜜５を針葉樹または広葉樹の腐植７であらかじめ発酵させた発酵糖蜜４を作製する予備発酵と、第１の発酵と、第２の発酵との３段階の発酵処理を行うことにより、処理期間の短縮化を図り、堆肥の完熟度を向上した点にある。
【００２４】
図１を参照する。図１は本発明の堆肥化工程を示す図である。まず、破砕機を用いて、剪定枝葉を略３０mmの細かなチップ状（剪定枝葉チップ材１）にする（Ｓ０１０１）。次に、剪定枝葉チップ材１を発酵堆肥ヤードに山状に堆積して堆積体３を形成する（Ｓ０１０２）。続いて、剪定枝葉チップ材１の堆積体３に栄養源２を散布する（Ｓ０１０３）。栄養源２は、下記に詳述するとおり、好適には発酵糖蜜４と水６を混合したものがよい。栄養源２の散布量は、１回あたり２０〜５０リットル／m２が好適である。栄養源２を散布した後又は散布しながら、堆積体３を撹拌又は切り返しを１回行えばよい（Ｓ０１０４）。なお、第１の攪拌は栄養源２が散布された堆積体３を単に上下裏返す工程であってもよい。その後、略２０日間、堆積体３を発酵させる（Ｓ０１０５）。後述するが、堆肥化開始から３日間で発酵熱により堆積体３の温度は７０℃に達し、その後約６日間は７０℃ないし７５℃に保たれる。この発酵熱で病原菌、寄生虫の卵、雑草の種子等が死滅する。その後、堆積体３の温度は徐々に低下して養生発酵に入り、堆肥化開始から２０日経過後、大気温度まで下がる。
【００２５】
堆肥化工程は、上述した栄養源散布（Ｓ０１０３）・撹拌（Ｓ０１０４）・発酵（Ｓ０１０５）を、２度反復実施される。すなわち、第２の栄養源散布（Ｓ０１０６）・第２の撹拌（Ｓ０１０７）・第２の発酵（Ｓ０１０８）の堆肥化工程を経る。なお、第２の撹拌は、栄養源２を再度散布された堆積体３を単に所定の場所に移動する工程であってもよい。堆肥化工程の最終工程では、クリーン選別を行って異物を除去するとともに、粒度の調節をする（Ｓ０１０９）。粒度の調節工程で、熟成堆肥（ＹＥＳ）と未熟堆肥（ＮＯ）とが分別される。熟成堆肥は完成品として袋詰めされ、未熟堆肥は第２の栄養源散布（Ｓ０１０６）・第２の撹拌（Ｓ０１０７）・第２の発酵（Ｓ０１０８）の工程に再度入って、その後熟成堆肥になる。
【００２６】
図２を参照する。図２は、実施例１に係る本発明の剪定枝葉チップ材１の形状を模式的に示す図である。（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、剪定枝葉チップ材１の形状を例示的に示すものである。図２（ａ）に示すとおり、剪定枝葉チップ材１の形状は、略円筒体１ａが好ましい。これは栄養源２が付着する面積を広くするためである。また、剪定枝葉チップ材１の大きさは、例えば、直径３０ｍｍ以下であればよい。なお、図２（ｂ）、２（ｃ）に示すとおり、略円筒体１ｂ、１ｃは、正確な円筒である必要ではなく、扁平であってもよいし、いびつであってもよい。
【００２７】
上述した剪定枝葉チップ材１を略円筒体に作製する方法としては、種々の方法が考えられる。実施例１では、破砕機を使用して作製する。通常、破砕機のスクリーンの目穴は矩形をしているため、スクリーンの目穴を通って破砕された剪定枝葉チップ材１は角材となる場合が多い。実施例１においては、スクリーンの目穴を円形にすることにより、剪定枝葉チップ材１を略円筒体にできる。しかし、破砕機以外の方法で、剪定枝葉チップ材１を略円筒体にしてもよい。
【００２８】
図３を参照する。図３は、実施例１に係る本発明の剪定枝葉チップ材１の堆積体３の堆積状態を示す図である。図３（ａ）は、堆積体３に栄養源２を散布している状態を示し、（ｂ）は、剪定枝葉チップ材１の堆積状態を示している。図３（ａ）に示すとおり、堆積場所はあらかじめ地中を地面４０〜６０ｃｍから１ｍ深く掘削し砂利を敷き詰めている。堆積場所は、しぼり水１０が排水できるような場所が好ましい。実施例１において、噴霧器３１を使用して、堆積体３の上に矢印アで示すように栄養源２を散布にする。散布した栄養源２は、堆積体３に含まれる剪定枝葉チップ１に染み込み、微生物のはたらきによって発酵が開始する。発酵の過程でしぼり水１０が地中に染み出る。地中におけるしぼり水１０の染み出る様子は矢印イのとおりである。そして、しぼり水１０を受けるためのパイプ５０を敷設し、パイプ５０にはしぼり汁１０を受ける孔が無数に穿たれている。このしぼり汁１０はタンク（図に示されない）に貯め、貯めたしぼり水１０は栄養源２とともに堆積体３に散布して再利用する。
【００２９】
次に、図３（ｂ）を参照する。図３（ｂ）は、堆積体３を構成する剪定枝葉チップ材１の堆積状態の一部を摸式的に示したものである。剪定枝葉チップ材１の直径は３０mm以下が好ましく、略円筒形の形状のものを含み、種々の大きさの剪定枝葉チップ材１で堆積される。堆積体３は、高さ２m程度に堆積されるとよい。また、剪定枝葉の端材も併せて堆積されるため、通気性がよく、散布された栄養源２が堆積体３に染み込みやすい構造となっていることが理解されるであろう。微生物の活動には、隙間を確保して空気との接触率を高めることが必要である。堆肥化は好気性微生物のはたらきを活用するため、酸素の供給が不可欠である。好気性微生物は酸素を利用して有機物を分解し、発酵熱を発生し、腐熟と水分蒸発を促進する。したがって、堆積体３の堆積構造は、堆肥原料である剪定枝葉チップ材１の通気性を良好にし、ひいては微生物のはたらきを助長し、効率的な発酵を促進することとなる。
【００３０】
ここで栄養源２の作製方法について説明する。栄養源２は、主に発酵糖蜜４と水６とからなる。まず、糖蜜５を発酵させて発酵糖蜜４にする方法を示す。発酵糖蜜４は、針葉樹の腐植７に含まれる微生物を用いて糖蜜５を発酵させて作製する。糖蜜５は、甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜、精糖蜜、ハイドロル、各種の発酵廃液及び残糖類、ハイテスト・モラセスの他、砂糖や黒糖であってもよい。また、腐植７は、針葉樹に限定されず、広葉樹の腐植であってもよい。糖蜜５を所定のタンクに入れ、適量の腐植７を投入する。そうすると、腐植に含まれる種々の微生物が増殖し、発酵する。これを予備発酵と呼び、発酵した糖蜜５が発酵糖蜜４である。予備発酵は、１日くらいでよい。発酵糖蜜４には、増殖した種々の微生物も含まれる。次に、５００リットル強のタンクに、５００リットルの水６と３４リットルの発酵糖蜜４を投入する。そうすると、数日で栄養源２が完成する。通常、栄養源２の作製には、夏場で３日間、冬場で４日間かかる。なお、作製時の気温により糖度を調節する必要がある。例えば、気温が２８℃ないし３０℃であれば糖度を１６度にし、気温が２８℃よりも低い場合は糖度を２０度にするとよい。なお、水６はクラスター化したものを使用することが好ましいが、限定されない。
【００３１】
堆肥化過程では、アンモニアが発生するため、堆肥化はアルカリ性の状態で行われる。pHは７〜８程度の弱アルカリ性で微生物の活性が最大になる。堆肥化原料が弱酸性であっても、堆肥化が始まるとアンモニアが生成されるので徐々にpHが高まりアルカリ性に保たれる。堆肥化には、一部には嫌気性菌もはたらくが、大部分は好気性菌のはたらきで有機物を二酸化炭素と水に分解する。低分子の糖類はほとんどの微生物で利用できる。デンプンは、糸状菌や細菌の中でも特殊な種類のはたらきによって最後にはブドウ糖に変わり、ほかの微生物によって分解される。タンパク質は、微生物の加水分解を受けてポリペプチドからアミノ酸に変わる。アミノ酸は、細菌や糸状菌のはたらきにより、アンモニア、二酸化炭素、有機酸、アルコール等に変化し、さらに他の微生物が分解する。堆肥化は微生物の活動によるものであり、良好な堆肥化のためには微生物の活動しやすい環境を整えることが重要である。通常、一次発酵において糖を分解発酵する微生物がはたらき、二次発酵においてはアミノ酸やタンパク質を分解する微生物がはたらき、さらに養生発酵においてはセルロースやリグニン等を分解する微生物が順次はたらいて堆肥が完成する。
【００３２】
実施例１の堆肥化工程においては、栄養源２を作製する際に、糖蜜５を針葉樹または広葉樹の腐植７であらかじめ発酵させた発酵糖蜜４を作製する予備発酵と、第１の発酵工程と、第２の発酵工程との３段階の発酵処理を行っている。発酵糖蜜４を作製する際に、腐植７に含まれる微生物、特に糸状菌や担子菌等の微生物が増殖しており、予備発酵の段階でこれらの微生物の活性はすでに高くなっている。また、第１の発酵工程と第２の発酵工程の２回の発酵処理が行われることにより、高温下で、糖の分解を行う微生物と、アミノ酸等の分解を行う微生物のはたらきが同時に活性化して、発酵活動が促進し、さらに、あらかじめ増殖し活性化した上記糸状菌や担子菌等の微生物によるセルロースやリグニン等を分解が促進することが伺い知れる。
【００３３】
図４を参照する。図４は、実施例１に係る本発明の堆肥化における温度推移を示すグラフである。図４に示すとおり、堆肥化開始から３日間で発酵熱により堆積体３の温度は６０℃に達し、開始からの９日間で温度は７０℃ないし７５℃に上昇し、保たれる。この発酵熱で病原菌、寄生虫の卵、雑草の種子等が死滅する。その後、堆積体３の温度は徐々に低下し堆肥化開始から２０日経過後、大気温度まで下がっている。
【００３４】
堆積体３の処理物について、リグニン含有量の推移について計測した結果を以下に示す。リグニン含有量の計測については、硫酸法を用い、設定条件については、図４に示すとおりの温度条件・所要日数の条件である。
【表１】
表１における３回の計測結果によると、リグニンは、初日から１０日目と、２０日目から３０日目の高温下の条件で分解が遅く、１０日目から２０日目と、３０日目から４０日目に速く進んでいることがわかる。また、全体として、リグニンの分解は速く行われていることが理解されるであろう。
【００３５】
上記工程で堆肥化された堆肥Ａは、約４０日で完成する。下記表２は分析結果を示している（財団法人日本肥料検定協会）。
【表２】
表２によれば、日本バーク堆肥協会品質基準との対比として、堆肥Ａの分析結果を示している。これによると、ｐＨは、７．０で基準内である。ＥＣは１．６０で基準内である。ＥＣ（電気伝導率）の高い堆肥は根痛みの原因になる。ＥＣとは、堆肥に含まれる養分の多少を測定するもので、乾燥した堆肥を１０倍量の水で抽出し、その液の２５℃で電気伝導率を測定し、ミリシーメンス（mS／cm）の単位でしめす。全窒素、全リン酸、全カリともに基準を超えている。また、全炭素率（Ｃ／Ｎ比）も２３で基準内となっている。堆肥の肥料効果は、炭素率（Ｃ／Ｎ比）の大小が目安となるが、ちなみに炭素比率の高い堆肥は肥料効果が小さく、炭素比率の低い堆肥は肥料効果が大きいといわれる。有機物の比率も基準を超えている。
【実施例２】
【００３６】
次に、実施例２を図面を参照して詳細に説明する。
【００３７】
図５は本発明の別の堆肥化工程を示す図である。実施例１と同様に、まず、破砕機を用いて、剪定枝葉を略３０mmの細かなチップ状（剪定枝葉チップ材１）にする（Ｓ０２０１）。次に、剪定枝葉チップ材１に農産物残渣加工材８を添加する（Ｓ０２０２）。
【００３８】
続いて、剪定枝葉チップ材１と農産物残渣加工材８との混合物を発酵堆肥ヤードに山状に堆積する（Ｓ０２０３）。実施例２において、農産物残渣加工材８には玉ねぎの外皮９を用いているがこれに限らない。玉ねぎの外皮９を用いたのは、兵庫県淡路島等の玉ねぎの産地では、大量の玉ねぎの外皮９が廃棄されている現状があり、堆肥にすることにより、玉ねぎの外皮９の再利用を図るためである。
【００３９】
続いて、剪定枝葉チップ材１と農産物残渣加工材８の混合材に栄養源２を散布する（Ｓ０２０４）。栄養源２を散布した後又は散布しながら、堆積体３を撹拌又は切り返しを１回行う（Ｓ０２０５）。その後、略２０日間、堆積体を発酵させる（Ｓ０２０６）。堆肥化開始から３日間で発酵熱により堆積体３の温度は７０℃に達し、その後約６日間７０℃ないし７５℃に保たれる。その後、堆積体３の温度は徐々に低下し堆肥化開始から２０日経過後、大気温度まで下がる。堆肥化工程は、原則として上述した栄養源散布（Ｓ０２０４）・撹拌（Ｓ０２０５）・発酵（Ｓ０２０６）の工程を２回繰り返す。すなわち、第２の栄養源散布（Ｓ０２０７）・第２の撹拌（Ｓ０２０８）・第２の発酵（Ｓ０２０９）の堆肥化工程を経る。なお、第２の撹拌は、栄養源２を再度散布された堆積体３を単に所定の場所に移動する工程であってもよい。以上の堆肥化工程を経て、堆積体３の温度が低下し大気温度まで下がると、堆肥Ｂが完成する。堆肥化工程の最終工程では、クリーン選別を行って異物を除去するとともに、粒度の調節をする（Ｓ０２１０）。粒度の調節工程で、熟成堆肥（ＹＥＳ）と未熟堆肥（ＮＯ）とが分別される。熟成堆肥は完成品として袋詰めされ、未熟堆肥は栄養源散布（Ｓ０２０７）・撹拌（Ｓ０２０８）・発酵（Ｓ０２０９）の工程に再度入って、その後熟成堆肥になる。
【００４０】
このような過程で行われた堆肥Ｂは、約４０日で完成する。下記表２は分析結果を示している（財団法人日本肥料検定協会）。
【表３】
表３によると、ｐＨは、８．６である。全窒素、全リン酸、全カリともに実施例１に係る製造方法で製造された堆肥Ａに比べると低い。また、全炭素率（Ｃ／Ｎ比）は１８である。なお、当該堆肥Ｂについては、陽イオン交換容量も分析しており、３７．８ｍｅ（乾物換算値：８５．７ｍｅ）と高い数値を示している。陽イオン交換容量（ＣＥＣ）は、土壌の粒子が静電気的に吸着できる陽イオンの量を示している。土壌を構成する物質のうち、粘土鉱物と土壌有機物にはＣＥＣがあり、陽イオンとして存在するアンモニア、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどの養分が雨水によって洗い流されないように、土壌中に保持されている。このため、ＣＥＣが高くなると保肥力が高まり、土が肥沃になる。
【００４１】
下記表４は、兵庫県立農林水産総合技術センター環境部において実施された堆肥Ｂの試験結果である。試験は、タキイ種苗のコマツナ「楽天」を試験作物として実施され、１０ａあたりの各施肥量での結果を示している。この試験結果によると、本発明の堆肥Ｂの施肥による平均株重は、無肥料の場合の９倍、化成肥料１０kgを施肥の場合に比べて１３５％となった。本発明に係る堆肥Ｂの施用については、外見的な障害の発生は認められなかった。
【表４】
【００４２】
以上、本発明に係る堆肥の製造方法における好ましい実施形態を図示して説明してきたが、本発明の技術的範囲を逸脱することなく種々の変更が可能であることは理解されるであろう。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の堆肥の製造方法は、街路樹や公園から大量に発生する剪定枝葉を焼却処理や埋立処理することなく、発酵処理することにより短期間で堆肥を生産する方法である。本発明の堆肥の製造方法により製造された堆肥は、安全な有機質土壌改良資材として、家庭用ならびに業務用に広く利用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ 剪定枝葉チップ材
２ 栄養源
３ 堆積体
４ 発酵糖蜜
５ 糖蜜
６ 水
７ 腐植
８ 農産物残渣加工材
９ 玉ねぎの外皮
Ａ、Ｂ 堆肥
【特許請求の範囲】
【請求項１】
剪定枝葉を破砕して略円筒体の形状の剪定枝葉チップ材を作製する剪定枝葉チップ化工程と、
前記剪定枝葉チップ材を堆積場所に堆積して堆積体を形成する堆積工程と、
糖蜜をあらかじめ発酵させて調整した発酵糖蜜と水とから作製した栄養源を前記堆積体に散布する第１の栄養源散布工程と、
前記栄養源が散布された前記堆積体を撹拌する第１の撹拌工程と、
撹拌した前記堆積体を大気開放下の堆積状態で、温度調節して所定の期間発酵させる第１の発酵工程と、
前記第１の発酵工程を終えた前記堆積体に前記栄養源を再度散布する第２の栄養源散布工程と、
前記栄養源を再度散布された前記堆積体を撹拌する第２の撹拌工程と、
撹拌した前記堆積体を、再度、大気開放下の堆積状態で、温度調節して所定の期間発酵させる第２の発酵工程と、
を備えた堆肥の製造方法であって、
前記糖蜜をあらかじめ発酵させて栄養源となる発酵糖蜜を作製する予備発酵と、前記第１の発酵と、前記第２の発酵との３段階の発酵処理を行うことを特徴とする、堆肥の製造方法。
【請求項２】
剪定枝葉を破砕して略円筒体の形状の剪定枝葉チップ材を作製する剪定枝葉チップ化工程と、
前記剪定枝葉チップ材に農産物残渣加工材を添加し、前記剪定枝葉チップ材と該農産物残渣加工材との混合物を堆積場所に堆積して堆積体にする堆積工程と、
糖蜜をあらかじめ発酵させて調整した発酵糖蜜と水とから作製した栄養源を前記堆積体に散布する第１の栄養源散布工程と、
前記栄養源が散布された前記堆積体を撹拌する第１の撹拌工程と、
撹拌した前記堆積体を大気開放下の堆積状態で、温度調節して所定の期間発酵させる第１の発酵工程と、
前記第１の発酵工程を終えた前記堆積体に前記栄養源を再度散布する第２の栄養源散布工程と、
前記栄養源を再度散布された前記堆積体を撹拌する第２の撹拌工程と、
撹拌した前記堆積体を、再度、大気開放下の堆積状態で、温度調節して所定の期間発酵させる第２の発酵工程と、
を備えた堆肥の製造方法であって、
前記糖蜜をあらかじめ発酵させて栄養源となる発酵糖蜜を作製する予備発酵と、前記第１の発酵と、前記第２の発酵との３段階の発酵処理を行うことを特徴とする、堆肥の製造方法。
【請求項３】
前記農産物残渣加工材は、玉ねぎの外皮であることを特徴とする請求項２に記載の堆肥の製造方法。
【請求項４】
前記発酵糖蜜は、糖蜜に針葉樹の腐植または広葉樹の腐植のいずれかを加えて発酵させたものであることを特徴とする請求項１ないし３に記載の堆肥の製造方法。
【請求項５】
前記第１の発酵工程は、８〜１０日間温度を７０〜７５℃に調節し発酵させた後、１０〜１２日間養生発酵させる工程であることを特徴とする請求項１ないし４に記載の堆肥の製造方法。
【請求項６】
前記第２の発酵工程は、８〜１０日間温度を７０〜７５℃に調節し発酵させた後、１０〜１２日間養生発酵させる工程であることを特徴とする請求項１ないし５に記載の堆肥の製造方法。
【請求項７】
前記剪定枝葉チップ材は、直径が３０mm以下の略円筒体を含むことを特徴とする請求項１ないし６に記載の堆肥の製造方法。
【請求項８】
剪定枝葉を破砕するために使用する破砕機のスクリーン目穴を略円形状にして、剪定枝葉を、略円筒体形状の前記剪定枝葉チップ材に加工することを特徴とする請求項１ないし７に記載の堆肥の製造方法。
【請求項９】
前記第１の攪拌工程は、前記栄養源が散布された前記堆積体を上下裏返す工程であることを特徴とする請求項１ないし８に記載の堆肥の製造方法。
【請求項１０】
前記第２の攪拌工程は、前記栄養源を再度散布された前記堆積体を所定の場所に移動する工程であることを特徴とする請求項１ないし９に記載の堆肥の製造方法。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の堆肥の製造方法により製造された堆肥。
【請求項１】
剪定枝葉を破砕して略円筒体の形状の剪定枝葉チップ材を作製する剪定枝葉チップ化工程と、
前記剪定枝葉チップ材を堆積場所に堆積して堆積体を形成する堆積工程と、
糖蜜をあらかじめ発酵させて調整した発酵糖蜜と水とから作製した栄養源を前記堆積体に散布する第１の栄養源散布工程と、
前記栄養源が散布された前記堆積体を撹拌する第１の撹拌工程と、
撹拌した前記堆積体を大気開放下の堆積状態で、温度調節して所定の期間発酵させる第１の発酵工程と、
前記第１の発酵工程を終えた前記堆積体に前記栄養源を再度散布する第２の栄養源散布工程と、
前記栄養源を再度散布された前記堆積体を撹拌する第２の撹拌工程と、
撹拌した前記堆積体を、再度、大気開放下の堆積状態で、温度調節して所定の期間発酵させる第２の発酵工程と、
を備えた堆肥の製造方法であって、
前記糖蜜をあらかじめ発酵させて栄養源となる発酵糖蜜を作製する予備発酵と、前記第１の発酵と、前記第２の発酵との３段階の発酵処理を行うことを特徴とする、堆肥の製造方法。
【請求項２】
剪定枝葉を破砕して略円筒体の形状の剪定枝葉チップ材を作製する剪定枝葉チップ化工程と、
前記剪定枝葉チップ材に農産物残渣加工材を添加し、前記剪定枝葉チップ材と該農産物残渣加工材との混合物を堆積場所に堆積して堆積体にする堆積工程と、
糖蜜をあらかじめ発酵させて調整した発酵糖蜜と水とから作製した栄養源を前記堆積体に散布する第１の栄養源散布工程と、
前記栄養源が散布された前記堆積体を撹拌する第１の撹拌工程と、
撹拌した前記堆積体を大気開放下の堆積状態で、温度調節して所定の期間発酵させる第１の発酵工程と、
前記第１の発酵工程を終えた前記堆積体に前記栄養源を再度散布する第２の栄養源散布工程と、
前記栄養源を再度散布された前記堆積体を撹拌する第２の撹拌工程と、
撹拌した前記堆積体を、再度、大気開放下の堆積状態で、温度調節して所定の期間発酵させる第２の発酵工程と、
を備えた堆肥の製造方法であって、
前記糖蜜をあらかじめ発酵させて栄養源となる発酵糖蜜を作製する予備発酵と、前記第１の発酵と、前記第２の発酵との３段階の発酵処理を行うことを特徴とする、堆肥の製造方法。
【請求項３】
前記農産物残渣加工材は、玉ねぎの外皮であることを特徴とする請求項２に記載の堆肥の製造方法。
【請求項４】
前記発酵糖蜜は、糖蜜に針葉樹の腐植または広葉樹の腐植のいずれかを加えて発酵させたものであることを特徴とする請求項１ないし３に記載の堆肥の製造方法。
【請求項５】
前記第１の発酵工程は、８〜１０日間温度を７０〜７５℃に調節し発酵させた後、１０〜１２日間養生発酵させる工程であることを特徴とする請求項１ないし４に記載の堆肥の製造方法。
【請求項６】
前記第２の発酵工程は、８〜１０日間温度を７０〜７５℃に調節し発酵させた後、１０〜１２日間養生発酵させる工程であることを特徴とする請求項１ないし５に記載の堆肥の製造方法。
【請求項７】
前記剪定枝葉チップ材は、直径が３０mm以下の略円筒体を含むことを特徴とする請求項１ないし６に記載の堆肥の製造方法。
【請求項８】
剪定枝葉を破砕するために使用する破砕機のスクリーン目穴を略円形状にして、剪定枝葉を、略円筒体形状の前記剪定枝葉チップ材に加工することを特徴とする請求項１ないし７に記載の堆肥の製造方法。
【請求項９】
前記第１の攪拌工程は、前記栄養源が散布された前記堆積体を上下裏返す工程であることを特徴とする請求項１ないし８に記載の堆肥の製造方法。
【請求項１０】
前記第２の攪拌工程は、前記栄養源を再度散布された前記堆積体を所定の場所に移動する工程であることを特徴とする請求項１ないし９に記載の堆肥の製造方法。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の堆肥の製造方法により製造された堆肥。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−８２５９０（Ｐ２０１３−８２５９０Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２４４０７（Ｐ２０１１−２２４４０７）
【出願日】平成２３年１０月１１日（２０１１．１０．１１）
【出願人】（３０３０１５７４５）有限会社 大谷造園 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１１日（２０１１．１０．１１）
【出願人】（３０３０１５７４５）有限会社 大谷造園 (1)
【Ｆターム（参考）】
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