芳香土壌とその製造方法
【課題】 農産、水産、畜産、林産物やその廃棄物、厨芥などに、芳香性植物を添加、混合して消臭、防臭を図るとともに、堆肥化によりその芳香成分を安定化した堆肥、培土など良質な土壌を製造する。
【解決手段】
農林水産物やその廃棄物、家畜排せつ物、厨芥などに１−１５％（乾燥重量）の芳香性植物を加えて、すべての毛管孔げきを水が満たし、非毛管孔げきには水が存在しない状態の粉砕混合物に空気を５−３０Ｌ／分・ｍ３で通気して芳香成分を安定化する。
【解決手段】
農林水産物やその廃棄物、家畜排せつ物、厨芥などに１−１５％（乾燥重量）の芳香性植物を加えて、すべての毛管孔げきを水が満たし、非毛管孔げきには水が存在しない状態の粉砕混合物に空気を５−３０Ｌ／分・ｍ３で通気して芳香成分を安定化する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、芳香性植物によって消臭、防臭を施した農業、園芸用土壌とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
バイオマスの有効活用の一環として、厨芥、水産廃棄物、林産廃棄物、家畜排せつ物などから堆肥が製造されている。その製造過程ならびに製品にかかる臭いは、回避できないものとされている。特に魚腸骨や家畜排せつ物からなる堆肥は、完熟後も臭みが強く、これらのバイオマスを主材料とした堆肥は屋内園芸には敬遠されている。
【０００３】
堆肥の製造過程の悪臭対策として、活性炭、脱臭剤、消臭液などを充填したカラムを排気口に取り付ける手法が為されている。しかし、カラムは定期的な交換が不可欠で、コスト的課題も多い。また堆肥の消臭方法として、堆肥化後に炭化や乾燥がなされているが、このような堆肥化との二段処理では、製造装置も大きくなりがちで、さらには加熱などに伴うエネルギー消失も少なくない。
【０００４】
堆肥化は好気性発酵が主体で、通気性が重要な要因である。従来、適性通気量は５０−３００Ｌ／分・ｍ３とされている。しかし、冬期間や寒冷地において３００Ｌ／分・ｍ３ほどの通気を行うと、発酵熱が放散し、結果として昇温が為されず、堆肥化も遅延がちとなる。一方で、通気性が低すぎると、嫌気性状態となりやすく、発酵すなわち堆肥化が為されず雑菌が蔓延し悪臭を放つこととなる。
【０００５】
特に家畜排せつ物は、適正処理（家畜排せつ物の管理の適正化および利用の促進に関する法律など）が求められる。しかし、堆肥技術そのものには、未成熟で未解明な部分も多い。例えば、堆肥化する際、使用する資材の種類、粒度、ｐＨ、混合比等によって、発酵性が大きく異なる。にもかかわらず、堆肥化では水分が漠然と５０−７０％が良好とされる。事実、鶏ふんは牛ふんよりも低めの水分（６０％）に設定したほうが良好な堆肥となるが、鶏ふんを水分６５％で処理すると、昇温が不十分となりやすく、堆肥化の大きな目的の一つであるクリプトスポリジウムや大腸菌など雑菌の死滅、雑草種子の死活が果たせない。堆肥化においては、資材に応じた水分指標を組み入れ、その適正手法に基づく堆肥化が不可欠である。
【０００６】
一方、アロマテラピーとして、香りを楽しむ風潮がある。香りは、古くから伝わる植物療法の一つで、例えばラベンダーは鎮静作用、柑橘類はリフレッシュ作用で知られる。香りを生活に組み入れることは、心身のリフレッシュ、リラックスにつながり、より豊かな暮らしを演出しうる。
【０００７】
植物の豊かな香りは、精油に担うところが大きい。精油とは植物中の揮発油のことで、一般的には水蒸気蒸留によって植物より分離回収されるものである。精油は心身をリフレッシュさせるとともに、悪臭に対する消臭、防臭効果も高い。なお、消臭とは臭気を化学的作用で除去または緩和することを、防臭とは臭気を他の香りでマスキングすることを言う。
【０００８】
また、ガーデニングとして小さな家庭菜園、庭園を楽しむ暮らしがポピュラーとなっている。そして、ガーデニングにアロマテラピーを組み合わせることは、更なる心身のリフレッシュが期待される。これまで、両者を組み合わせたものとして、ハーブなど芳香性植物自体の栽培が挙げられる。そのほか、園芸用土壌に乾燥ハーブを添加した培土（特許文献１）のほか、植物の色、香りを引き出すために植物エキス、糖液、木酢液などを添加した培土も見られる。また、香りを高分子ゲル、ワックス、紙や布などに付着、吸着させたものをプランターに載せたものも見られる。しかし、いずれも植物に対して良好な堆肥、土壌としたものではなく、ガーデニングとアロマの一体感に乏しいものである。
【０００９】
【特許文献１】特願平１１−１９５８５４
【００１０】
芳香性植物は、堆肥としては望ましい材料ではない。その理由は、芳香性植物中の精油が、植物の発芽、生長を抑制する作用を有するためで、堆肥化後も、過剰量の精油が残存することは植物の生育に大きく影響することになる。さらに精油が多いことは堆肥化自体の進行も悪くし、堆肥化が不十分となり、混入する雑草種子や植物の生育抑制作用が残存する。堆肥化技術が未熟で指標などがない現状では、精油を含む資材の効率的な堆肥化は困難である。
【００１１】
さらに、悪臭を消臭、防臭し、かつ良好な香りとして引き立たせるには、土壌に対して０．１％以上の精油を含有させることが必要である。しかし精油は光、温度、酸素、金属などにさらされると、その香りが劣化し、異臭、悪臭となりやすい。指標に基づく堆肥化により、精油の変質を抑えつつ、速やかに安定化して、無臭および豊かな香りを有する良質な堆肥や培土が調製されるならば、新たな園芸、ガーデニンググッズとして活用され、暮らしに憩いをもたらすことが大いに期待される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
悪臭を有する堆肥、培土は、屋内園芸、ガーデニング用資材として敬遠される。悪臭には、芳香性植物が有する精油、油脂などによる消臭、防臭が有効である。しかし、精油や油脂は揮発性を有し、次第に消失する。一方で、精油、油脂は光、熱、酸素に不安定で、強く曝されると異臭になりやすい。さらに過剰の精油は、堆肥化の進行を遅延させるばかりか、植物の発芽、生長を抑制することになる。
【００１３】
本発明は、農産、水産、畜産、林産物やその廃棄物、厨芥などに、芳香性植物を添加、混合して消臭、防臭を図るとともに、堆肥化によりその芳香成分を安定化した堆肥、培土など良質な土壌を製造するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者等はかかる目的を達成するため鋭意研究の結果、適性条件下で堆肥化することで、ハーブ、柑橘、樹木、生薬などの芳香性植物を消臭、防臭、芳香材料とした良好な土壌になることを見出したものである。
【００１５】
芳香性植物としては、精油、油脂を有するハーブ、針葉、果物、スパイス、生薬などが挙げられる。具体的には、ミント、ラベンダーなどハーブ類、ヒバ、トドマツなど樹木類、カモミール、バラなど花類、マンダリン、レモンなど柑橘類、ドリアン、レイシなど果物類、シナモン、山椒などスパイス類などである。これらの芳香性植物の葉、根、花、果物、樹皮などの単独または二つ以上の部位や種類を、農産物、水産物、畜産物、林産物およびその廃棄物や厨芥などに対して重量で１−１５％（乾燥重量）を加えて混合する。
【００１６】
上記の混合物に対して、５−３０Ｌ／分・ｍ３の通気量で空気を供給する。夏日が続くような温暖な時期の堆肥化は強めの通気量でも良いが、冬期間や寒冷地では、堆肥化に伴う発酵熱の放散を避けるべく１０Ｌ／分・ｍ３程度の通気が望ましい。供給する空気は室温、もしくは２０−６０℃程度に加温したものが良好で、３０−５０℃が望ましい。さらに、空気の加温方法としては、堆肥化過程で生じる発酵熱の活用が図られるべく、空気の供給口を堆肥の内部として、順次周辺に放散する形式が良好である。
【００１７】
土壌には固有の水分保持力があり、個々の水分状態を示す指標としてｐＦがある。最大容水量をｐＦ０とし、ほ場容水量をｐＦ１．８とする。ｐＦ１．８とｐＦ４．２との間の水分が、植物の活用できる土壌水分とされる。特にｐＦ１．８は、すべての毛管孔げきを水が満たし、非毛管孔げきには水が存在しない状態として、植物が直接活用できない自由水のない状態を指す。本発明は、この状態が、堆肥化をつかさどる微生物群にとっても良好な活性化要因であることを見いだし、さらに活性化を図るべく諸要因の影響を明らかにしたものである。ついては、混合物の水分をｐＦ１．８、すなわち毛管孔げきを水が満たし、非毛管孔げきには水が存在しない状態に調整することで、通気性が良好となり、堆肥化が促進され、芳香成分の安定化が為される。
【００１８】
堆肥化の促進には通気が不可欠である。しかし、過剰量の通気は発酵熱の放出、香りの消失ばかりか、水分の蒸散にともなう乾燥をもたらし、発酵自体が損なわれる。少ない通気量で効率的に堆肥化を図るためには、資材の平均粒径は１−４ｍｍが良好である。形状は粒状、粉末状または繊維状などが良い。粒径２ｍｍ前後に粉砕することで、より密な状態で、通気に必要最低限の空間が確保される。多くの材料が充填されることで発酵の活性部位は増大し、良好な堆肥化が誘発される。そこで、５−３０Ｌ／分・ｍ３で通気することにより、堆肥槽など発酵空間は１時間で内部の空気が０．５−２回入れ替わることとなる。すなわち、ｐＦならびに平均粒径の調整により、従来から知られる適正通気量よりも少ない通気量で好気性発酵が促進されることとなる。
【００１９】
通気方法として送風式または吸入式、通気の加温方法としてヒーターやジャケット方式を問わないが、資材の中心から外周部に空気が供給させるような通気が堆肥過程で生じる発酵熱を活用する点から望ましい。なお、堆肥化の規模としては、容積１−５０ｍ３程度が作業性から良好ではあるが、粉砕等によって粒度を１−４ｍｍとした上でｐＦを調製することにより、大型発酵槽でも効率的な通気が為され、速やかに堆肥化が為される。なお、堆肥の混合、均一化を図る目的で、ドラム式、スクリュー式の攪拌装置の付設も望ましい。
【００２０】
堆肥化とは、環境中に広く分布する糸状菌、放線菌、細菌など微生物群による発酵である。発酵をよりスムーズとするため、堆肥の一部や市販菌を微生物群などの種菌、すなわち分解促進菌として添加することが良好である。また、当該発明に基づく処理を一次発酵として、さらに安定させるべく二次発酵することが、より良質な土壌、堆肥となる。さらに優れた含有成分の堆肥とするため、油粕・鶏糞などの窒素分、骨粉・米ぬかなどのリン酸、草木灰などのカリウムの添加も良好である。
【００２１】
芳香成分は空気に混ざって漂い、鼻の臭細胞にくっつくことで香りとして感じられる。香りが漂うことは、次第に揮発、消失することでもある。芳香性植物による消臭作用には、芳香成分が有するアルデヒド、エステル、アルコール、フェノールなどの官能基や二重結合などの化学構造と悪臭物質が結合する化学変化に基づく消臭と、強い香りによって悪臭を不明確にするマスキングが挙げられる。一般的には、飽和型炭化水素類の多い精油は消臭作用が少なく、アルデヒド、ケトン、エステル、ラクトン、アルコール、フェノールなどの官能基や二重結合を有する精油が優れた消臭効果を発揮する。しかし、後者の芳香成分は反応性が高いために、熱、酸素、金属などにさらされると劣化して異臭となりやすい。芳香成分を速やかに安定化し、植物に対しても良好な堆肥とするには、香りの調和、拡散性、持続性等も考慮した堆肥化が不可欠である。すなわち、通気性、粒度、ｐＦなどの適正な指標を踏まえた堆肥化により、エネルギー消失や精油の変質を抑えつつ、速やかに６０℃以上に達し芳香土壌が得られる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は農林水産物やその廃棄物、家畜排せつ物、厨芥や堆肥の消臭、無臭化を図るとともに、芳香豊かな堆肥、土壌として、バイオマスにおける環境循環型社会の構築に寄与する。すなわち、植物が生理的に生み出した物質と微生物群の発酵作用を用いて、家畜ふん尿や農林水産物の廃棄物、例えば残稈、残葉、出荷不適物、雑草などの植物資材から、消臭、防臭、芳香作用を有する付加価値の高い堆肥、培士を製造するもので、クリーン農業の推進に寄与する。
【発明を実態するための最良の形態】
【００２３】
特に限定されるものではないが、本発明においての芳香性植物としては、ミント、ラベンダーなどハーブ類、ヒバ、トドマツなど樹木類、カモミール、バラなど花類、マンダリン、レモンなど柑橘類、ドリアン、レイシなど果物類、シナモンや山椒などスパイス類などが挙げられる。堆肥化には、厨芥ならびに水産、畜産、林産物やその廃棄物に対して、芳香性植物の葉、根、花、果物、樹皮などの単独または二つ以上の部位や種類を添加、混合する。賦香率（精油含有量）が多い植物は混合比を低く、少ない植物は高めに重量で１−１５％（乾燥重量）、好ましくは３−１０％を添加する。例えばトドマツ針葉のように疎水性の精油（精油中の水溶性画分４．９％）は、栽培植物の吸収性が低く生育抑制作用も低いことから、芳香性植物の混合比は高めの１０−１５％が望ましい。一方、アップルミント葉のように親水性の精油（同画分７．３％）は植物の吸収性が高く抑制作用も強いことから、混合比は５％程度が良好である。
【００２４】
製品むらを少なくするためには、均一な粉砕物を処理することが望ましい。資材の粉砕方法としては、例えば植繊機、破砕機、切削型・スクリューフィーダー型粉砕機が良好である。なお、サルモネラ菌は５６−６０℃を１５−６０分間程度、ブドウ球菌は５０℃を１０分間程度のように、多くの雑菌が６０℃を維持することで死滅する。ついては、堆肥化における病害菌の失活に向けた目標温度は５０−６０℃とする。以下、本発明を実施例に基づきより具体的に説明する。
【実施例１】
【００２５】
空気を５−３０Ｌ／分・ｍ３で通気することで、揮発性の高い精油が速やかに留去されるとともに、分解および重合して安定化する。すなわち、粒度１−２ｍｍのトドマツ木粉を鶏ふん：木粉＝６：４（ｇ／ｇ乾燥重量）の比で混合し、分解促進菌を１０ｇ／ｋｇ加えて、非毛管孔げきに水が存在しない状態ｐＦ１．８（水分６５％）としたものを内容積５．５Ｌの分解槽に充填し、４０℃の空気を表１のように所定量通気して発酵を行った。その結果、５０時間後の到達温度は、通気量が５５−１１０Ｌ／分・ｍ３の条件下は５０℃よりも高く、発酵温度も維持された。しかし、５Ｌ／分・ｍ３以下ならびに１１０Ｌ／分・ｍ３以上の条件では、昇温に至らなかった。
【００２６】
【表１】
【実施例２】
【００２７】
粒度１−２ｍｍのトドマツ木粉を鶏ふん：木材＝６：４（ｇ／ｇ）で混合し、分解促進菌１０ｇ／ｋｇを加えてｐＦ１．８としたものを内容積５．５Ｌの分解槽に充填し、所定温度の空気（表２）を５０Ｌ／分・ｍ３の通気量で発酵させた。その結果、３０と４０℃の条件では発酵槽は５０℃以上に昇温した。なお、それ以下の温度では、速やかな微生物群の活性化は見られず、７０℃以上の高温では精油の変質が激しく起こり、異臭を放った。通気には２０−６０℃の空気を用いることが望ましい。
【００２８】
【表２】
【実施例３】
【００２９】
通常のオガコと呼ばれる木粉の粒度０．５ｍｍ程度では、一般的に８５％以上にもなる高水分の牛ふんを堆肥化する場合に空隙が生じにくく、好気性発酵に向けては通気量を多くせざるを得なかった。しかし、過剰の通気は発酵熱の消失を伴うことにもなる。すなわち、所定粒度のトドマツ木粉を鶏ふん：木材＝６：４（ｇ／ｇ）の比で混合し、発酵促進菌１０ｇ／ｋｇを加えたｐＦ１．８の混合物に、温度３０℃の空気を通気量５０Ｌ／分・ｍ３で通気した（表３）。その結果、平均粒度１−４ｍｍの繊維状、粒状、粉末状の粉砕物は、いずれも良好に昇温した。なお粒度が適正となることで、発酵むらが少なく、速やかに良質な堆肥ともなる。すなわち、１ｍｍ以下ならびに４ｍｍ以上の粒度では最高温度が５０℃には至らないものの、２ｍｍ程度の粉砕物においては、毛管孔げきには水が満たされ、非毛管孔げきには水が存在しない状態とすることで、従来知られるよりも少ない通気量で発酵が良好となり、芳香成分の安定化が達せられる。
【００３０】
【表３】
【実施例４】
【００３１】
堆肥化においては、木材を水分調整剤として水産廃棄物や家畜排せつ物を処理することが多い。木材は樹種ごとに比重や水分保水能が異なり、堆肥化にかかる影響も異なる。５種類の木材を１−４ｍｍに粉砕し、ｐＦ１．８における水分量を求めるとともに、鶏ふん：木材＝６：４（ｇ／ｇ）の比で混合し分解菌１０ｇ／ｋｇを加えて所定水分に調整した混合物に、温度３０℃の空気を通気量５０Ｌ／分・ｍ３で通気して発酵を行った。トドマツ、アカエゾマツ、カラマツ、ミズナラとシラカンバのそれぞれのｐＦ１．８の水分は、堆肥化における適正水分と極めて一致するものであった（表４）。すなわち、すべての毛管孔げきを水が満たし、非毛管孔げきには水が存在しない状態が、最適な水分状態であり、速やかな堆肥化の進行により芳香成分が安定する。
【００３２】
【表４】
【実施例５】
【００３３】
平均粒径２．０ｍｍのカラマツ木粉を鶏ふん：木材＝７：３（ｇ／ｇ）の混合物に５％のアップルミント、スペアミントを添加し、ｐＦ１．８に調整して４０℃の空気を７０Ｌ／分・ｍ３通気して堆肥化した。その結果、いずれも６５℃に達するとともに、３０日後はＣＥＣならびにＣＮ比、香りの良好な結果が得られた（表５）。
【００３４】
【表５】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、芳香性植物によって消臭、防臭を施した農業、園芸用土壌とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
バイオマスの有効活用の一環として、厨芥、水産廃棄物、林産廃棄物、家畜排せつ物などから堆肥が製造されている。その製造過程ならびに製品にかかる臭いは、回避できないものとされている。特に魚腸骨や家畜排せつ物からなる堆肥は、完熟後も臭みが強く、これらのバイオマスを主材料とした堆肥は屋内園芸には敬遠されている。
【０００３】
堆肥の製造過程の悪臭対策として、活性炭、脱臭剤、消臭液などを充填したカラムを排気口に取り付ける手法が為されている。しかし、カラムは定期的な交換が不可欠で、コスト的課題も多い。また堆肥の消臭方法として、堆肥化後に炭化や乾燥がなされているが、このような堆肥化との二段処理では、製造装置も大きくなりがちで、さらには加熱などに伴うエネルギー消失も少なくない。
【０００４】
堆肥化は好気性発酵が主体で、通気性が重要な要因である。従来、適性通気量は５０−３００Ｌ／分・ｍ３とされている。しかし、冬期間や寒冷地において３００Ｌ／分・ｍ３ほどの通気を行うと、発酵熱が放散し、結果として昇温が為されず、堆肥化も遅延がちとなる。一方で、通気性が低すぎると、嫌気性状態となりやすく、発酵すなわち堆肥化が為されず雑菌が蔓延し悪臭を放つこととなる。
【０００５】
特に家畜排せつ物は、適正処理（家畜排せつ物の管理の適正化および利用の促進に関する法律など）が求められる。しかし、堆肥技術そのものには、未成熟で未解明な部分も多い。例えば、堆肥化する際、使用する資材の種類、粒度、ｐＨ、混合比等によって、発酵性が大きく異なる。にもかかわらず、堆肥化では水分が漠然と５０−７０％が良好とされる。事実、鶏ふんは牛ふんよりも低めの水分（６０％）に設定したほうが良好な堆肥となるが、鶏ふんを水分６５％で処理すると、昇温が不十分となりやすく、堆肥化の大きな目的の一つであるクリプトスポリジウムや大腸菌など雑菌の死滅、雑草種子の死活が果たせない。堆肥化においては、資材に応じた水分指標を組み入れ、その適正手法に基づく堆肥化が不可欠である。
【０００６】
一方、アロマテラピーとして、香りを楽しむ風潮がある。香りは、古くから伝わる植物療法の一つで、例えばラベンダーは鎮静作用、柑橘類はリフレッシュ作用で知られる。香りを生活に組み入れることは、心身のリフレッシュ、リラックスにつながり、より豊かな暮らしを演出しうる。
【０００７】
植物の豊かな香りは、精油に担うところが大きい。精油とは植物中の揮発油のことで、一般的には水蒸気蒸留によって植物より分離回収されるものである。精油は心身をリフレッシュさせるとともに、悪臭に対する消臭、防臭効果も高い。なお、消臭とは臭気を化学的作用で除去または緩和することを、防臭とは臭気を他の香りでマスキングすることを言う。
【０００８】
また、ガーデニングとして小さな家庭菜園、庭園を楽しむ暮らしがポピュラーとなっている。そして、ガーデニングにアロマテラピーを組み合わせることは、更なる心身のリフレッシュが期待される。これまで、両者を組み合わせたものとして、ハーブなど芳香性植物自体の栽培が挙げられる。そのほか、園芸用土壌に乾燥ハーブを添加した培土（特許文献１）のほか、植物の色、香りを引き出すために植物エキス、糖液、木酢液などを添加した培土も見られる。また、香りを高分子ゲル、ワックス、紙や布などに付着、吸着させたものをプランターに載せたものも見られる。しかし、いずれも植物に対して良好な堆肥、土壌としたものではなく、ガーデニングとアロマの一体感に乏しいものである。
【０００９】
【特許文献１】特願平１１−１９５８５４
【００１０】
芳香性植物は、堆肥としては望ましい材料ではない。その理由は、芳香性植物中の精油が、植物の発芽、生長を抑制する作用を有するためで、堆肥化後も、過剰量の精油が残存することは植物の生育に大きく影響することになる。さらに精油が多いことは堆肥化自体の進行も悪くし、堆肥化が不十分となり、混入する雑草種子や植物の生育抑制作用が残存する。堆肥化技術が未熟で指標などがない現状では、精油を含む資材の効率的な堆肥化は困難である。
【００１１】
さらに、悪臭を消臭、防臭し、かつ良好な香りとして引き立たせるには、土壌に対して０．１％以上の精油を含有させることが必要である。しかし精油は光、温度、酸素、金属などにさらされると、その香りが劣化し、異臭、悪臭となりやすい。指標に基づく堆肥化により、精油の変質を抑えつつ、速やかに安定化して、無臭および豊かな香りを有する良質な堆肥や培土が調製されるならば、新たな園芸、ガーデニンググッズとして活用され、暮らしに憩いをもたらすことが大いに期待される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
悪臭を有する堆肥、培土は、屋内園芸、ガーデニング用資材として敬遠される。悪臭には、芳香性植物が有する精油、油脂などによる消臭、防臭が有効である。しかし、精油や油脂は揮発性を有し、次第に消失する。一方で、精油、油脂は光、熱、酸素に不安定で、強く曝されると異臭になりやすい。さらに過剰の精油は、堆肥化の進行を遅延させるばかりか、植物の発芽、生長を抑制することになる。
【００１３】
本発明は、農産、水産、畜産、林産物やその廃棄物、厨芥などに、芳香性植物を添加、混合して消臭、防臭を図るとともに、堆肥化によりその芳香成分を安定化した堆肥、培土など良質な土壌を製造するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者等はかかる目的を達成するため鋭意研究の結果、適性条件下で堆肥化することで、ハーブ、柑橘、樹木、生薬などの芳香性植物を消臭、防臭、芳香材料とした良好な土壌になることを見出したものである。
【００１５】
芳香性植物としては、精油、油脂を有するハーブ、針葉、果物、スパイス、生薬などが挙げられる。具体的には、ミント、ラベンダーなどハーブ類、ヒバ、トドマツなど樹木類、カモミール、バラなど花類、マンダリン、レモンなど柑橘類、ドリアン、レイシなど果物類、シナモン、山椒などスパイス類などである。これらの芳香性植物の葉、根、花、果物、樹皮などの単独または二つ以上の部位や種類を、農産物、水産物、畜産物、林産物およびその廃棄物や厨芥などに対して重量で１−１５％（乾燥重量）を加えて混合する。
【００１６】
上記の混合物に対して、５−３０Ｌ／分・ｍ３の通気量で空気を供給する。夏日が続くような温暖な時期の堆肥化は強めの通気量でも良いが、冬期間や寒冷地では、堆肥化に伴う発酵熱の放散を避けるべく１０Ｌ／分・ｍ３程度の通気が望ましい。供給する空気は室温、もしくは２０−６０℃程度に加温したものが良好で、３０−５０℃が望ましい。さらに、空気の加温方法としては、堆肥化過程で生じる発酵熱の活用が図られるべく、空気の供給口を堆肥の内部として、順次周辺に放散する形式が良好である。
【００１７】
土壌には固有の水分保持力があり、個々の水分状態を示す指標としてｐＦがある。最大容水量をｐＦ０とし、ほ場容水量をｐＦ１．８とする。ｐＦ１．８とｐＦ４．２との間の水分が、植物の活用できる土壌水分とされる。特にｐＦ１．８は、すべての毛管孔げきを水が満たし、非毛管孔げきには水が存在しない状態として、植物が直接活用できない自由水のない状態を指す。本発明は、この状態が、堆肥化をつかさどる微生物群にとっても良好な活性化要因であることを見いだし、さらに活性化を図るべく諸要因の影響を明らかにしたものである。ついては、混合物の水分をｐＦ１．８、すなわち毛管孔げきを水が満たし、非毛管孔げきには水が存在しない状態に調整することで、通気性が良好となり、堆肥化が促進され、芳香成分の安定化が為される。
【００１８】
堆肥化の促進には通気が不可欠である。しかし、過剰量の通気は発酵熱の放出、香りの消失ばかりか、水分の蒸散にともなう乾燥をもたらし、発酵自体が損なわれる。少ない通気量で効率的に堆肥化を図るためには、資材の平均粒径は１−４ｍｍが良好である。形状は粒状、粉末状または繊維状などが良い。粒径２ｍｍ前後に粉砕することで、より密な状態で、通気に必要最低限の空間が確保される。多くの材料が充填されることで発酵の活性部位は増大し、良好な堆肥化が誘発される。そこで、５−３０Ｌ／分・ｍ３で通気することにより、堆肥槽など発酵空間は１時間で内部の空気が０．５−２回入れ替わることとなる。すなわち、ｐＦならびに平均粒径の調整により、従来から知られる適正通気量よりも少ない通気量で好気性発酵が促進されることとなる。
【００１９】
通気方法として送風式または吸入式、通気の加温方法としてヒーターやジャケット方式を問わないが、資材の中心から外周部に空気が供給させるような通気が堆肥過程で生じる発酵熱を活用する点から望ましい。なお、堆肥化の規模としては、容積１−５０ｍ３程度が作業性から良好ではあるが、粉砕等によって粒度を１−４ｍｍとした上でｐＦを調製することにより、大型発酵槽でも効率的な通気が為され、速やかに堆肥化が為される。なお、堆肥の混合、均一化を図る目的で、ドラム式、スクリュー式の攪拌装置の付設も望ましい。
【００２０】
堆肥化とは、環境中に広く分布する糸状菌、放線菌、細菌など微生物群による発酵である。発酵をよりスムーズとするため、堆肥の一部や市販菌を微生物群などの種菌、すなわち分解促進菌として添加することが良好である。また、当該発明に基づく処理を一次発酵として、さらに安定させるべく二次発酵することが、より良質な土壌、堆肥となる。さらに優れた含有成分の堆肥とするため、油粕・鶏糞などの窒素分、骨粉・米ぬかなどのリン酸、草木灰などのカリウムの添加も良好である。
【００２１】
芳香成分は空気に混ざって漂い、鼻の臭細胞にくっつくことで香りとして感じられる。香りが漂うことは、次第に揮発、消失することでもある。芳香性植物による消臭作用には、芳香成分が有するアルデヒド、エステル、アルコール、フェノールなどの官能基や二重結合などの化学構造と悪臭物質が結合する化学変化に基づく消臭と、強い香りによって悪臭を不明確にするマスキングが挙げられる。一般的には、飽和型炭化水素類の多い精油は消臭作用が少なく、アルデヒド、ケトン、エステル、ラクトン、アルコール、フェノールなどの官能基や二重結合を有する精油が優れた消臭効果を発揮する。しかし、後者の芳香成分は反応性が高いために、熱、酸素、金属などにさらされると劣化して異臭となりやすい。芳香成分を速やかに安定化し、植物に対しても良好な堆肥とするには、香りの調和、拡散性、持続性等も考慮した堆肥化が不可欠である。すなわち、通気性、粒度、ｐＦなどの適正な指標を踏まえた堆肥化により、エネルギー消失や精油の変質を抑えつつ、速やかに６０℃以上に達し芳香土壌が得られる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は農林水産物やその廃棄物、家畜排せつ物、厨芥や堆肥の消臭、無臭化を図るとともに、芳香豊かな堆肥、土壌として、バイオマスにおける環境循環型社会の構築に寄与する。すなわち、植物が生理的に生み出した物質と微生物群の発酵作用を用いて、家畜ふん尿や農林水産物の廃棄物、例えば残稈、残葉、出荷不適物、雑草などの植物資材から、消臭、防臭、芳香作用を有する付加価値の高い堆肥、培士を製造するもので、クリーン農業の推進に寄与する。
【発明を実態するための最良の形態】
【００２３】
特に限定されるものではないが、本発明においての芳香性植物としては、ミント、ラベンダーなどハーブ類、ヒバ、トドマツなど樹木類、カモミール、バラなど花類、マンダリン、レモンなど柑橘類、ドリアン、レイシなど果物類、シナモンや山椒などスパイス類などが挙げられる。堆肥化には、厨芥ならびに水産、畜産、林産物やその廃棄物に対して、芳香性植物の葉、根、花、果物、樹皮などの単独または二つ以上の部位や種類を添加、混合する。賦香率（精油含有量）が多い植物は混合比を低く、少ない植物は高めに重量で１−１５％（乾燥重量）、好ましくは３−１０％を添加する。例えばトドマツ針葉のように疎水性の精油（精油中の水溶性画分４．９％）は、栽培植物の吸収性が低く生育抑制作用も低いことから、芳香性植物の混合比は高めの１０−１５％が望ましい。一方、アップルミント葉のように親水性の精油（同画分７．３％）は植物の吸収性が高く抑制作用も強いことから、混合比は５％程度が良好である。
【００２４】
製品むらを少なくするためには、均一な粉砕物を処理することが望ましい。資材の粉砕方法としては、例えば植繊機、破砕機、切削型・スクリューフィーダー型粉砕機が良好である。なお、サルモネラ菌は５６−６０℃を１５−６０分間程度、ブドウ球菌は５０℃を１０分間程度のように、多くの雑菌が６０℃を維持することで死滅する。ついては、堆肥化における病害菌の失活に向けた目標温度は５０−６０℃とする。以下、本発明を実施例に基づきより具体的に説明する。
【実施例１】
【００２５】
空気を５−３０Ｌ／分・ｍ３で通気することで、揮発性の高い精油が速やかに留去されるとともに、分解および重合して安定化する。すなわち、粒度１−２ｍｍのトドマツ木粉を鶏ふん：木粉＝６：４（ｇ／ｇ乾燥重量）の比で混合し、分解促進菌を１０ｇ／ｋｇ加えて、非毛管孔げきに水が存在しない状態ｐＦ１．８（水分６５％）としたものを内容積５．５Ｌの分解槽に充填し、４０℃の空気を表１のように所定量通気して発酵を行った。その結果、５０時間後の到達温度は、通気量が５５−１１０Ｌ／分・ｍ３の条件下は５０℃よりも高く、発酵温度も維持された。しかし、５Ｌ／分・ｍ３以下ならびに１１０Ｌ／分・ｍ３以上の条件では、昇温に至らなかった。
【００２６】
【表１】
【実施例２】
【００２７】
粒度１−２ｍｍのトドマツ木粉を鶏ふん：木材＝６：４（ｇ／ｇ）で混合し、分解促進菌１０ｇ／ｋｇを加えてｐＦ１．８としたものを内容積５．５Ｌの分解槽に充填し、所定温度の空気（表２）を５０Ｌ／分・ｍ３の通気量で発酵させた。その結果、３０と４０℃の条件では発酵槽は５０℃以上に昇温した。なお、それ以下の温度では、速やかな微生物群の活性化は見られず、７０℃以上の高温では精油の変質が激しく起こり、異臭を放った。通気には２０−６０℃の空気を用いることが望ましい。
【００２８】
【表２】
【実施例３】
【００２９】
通常のオガコと呼ばれる木粉の粒度０．５ｍｍ程度では、一般的に８５％以上にもなる高水分の牛ふんを堆肥化する場合に空隙が生じにくく、好気性発酵に向けては通気量を多くせざるを得なかった。しかし、過剰の通気は発酵熱の消失を伴うことにもなる。すなわち、所定粒度のトドマツ木粉を鶏ふん：木材＝６：４（ｇ／ｇ）の比で混合し、発酵促進菌１０ｇ／ｋｇを加えたｐＦ１．８の混合物に、温度３０℃の空気を通気量５０Ｌ／分・ｍ３で通気した（表３）。その結果、平均粒度１−４ｍｍの繊維状、粒状、粉末状の粉砕物は、いずれも良好に昇温した。なお粒度が適正となることで、発酵むらが少なく、速やかに良質な堆肥ともなる。すなわち、１ｍｍ以下ならびに４ｍｍ以上の粒度では最高温度が５０℃には至らないものの、２ｍｍ程度の粉砕物においては、毛管孔げきには水が満たされ、非毛管孔げきには水が存在しない状態とすることで、従来知られるよりも少ない通気量で発酵が良好となり、芳香成分の安定化が達せられる。
【００３０】
【表３】
【実施例４】
【００３１】
堆肥化においては、木材を水分調整剤として水産廃棄物や家畜排せつ物を処理することが多い。木材は樹種ごとに比重や水分保水能が異なり、堆肥化にかかる影響も異なる。５種類の木材を１−４ｍｍに粉砕し、ｐＦ１．８における水分量を求めるとともに、鶏ふん：木材＝６：４（ｇ／ｇ）の比で混合し分解菌１０ｇ／ｋｇを加えて所定水分に調整した混合物に、温度３０℃の空気を通気量５０Ｌ／分・ｍ３で通気して発酵を行った。トドマツ、アカエゾマツ、カラマツ、ミズナラとシラカンバのそれぞれのｐＦ１．８の水分は、堆肥化における適正水分と極めて一致するものであった（表４）。すなわち、すべての毛管孔げきを水が満たし、非毛管孔げきには水が存在しない状態が、最適な水分状態であり、速やかな堆肥化の進行により芳香成分が安定する。
【００３２】
【表４】
【実施例５】
【００３３】
平均粒径２．０ｍｍのカラマツ木粉を鶏ふん：木材＝７：３（ｇ／ｇ）の混合物に５％のアップルミント、スペアミントを添加し、ｐＦ１．８に調整して４０℃の空気を７０Ｌ／分・ｍ３通気して堆肥化した。その結果、いずれも６５℃に達するとともに、３０日後はＣＥＣならびにＣＮ比、香りの良好な結果が得られた（表５）。
【００３４】
【表５】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
農林水産物やその廃棄物、家畜排せつ物、厨芥などに１−１５％（乾燥重量）の芳香性植物を加えて、堆肥化によって芳香成分を安定化した芳香土壌。
【請求項２】
農林水産物やその廃棄物、家畜排せつ物、厨芥などに１−１５％（乾燥重量）の芳香性植物を加えて、すべての毛管孔げきを水が満たし、非毛管孔げきには水が存在しない状態の混合物に５−３０Ｌ／分・ｍ３で通気して芳香成分を安定化させる土壌の製造方法。
【請求項３】
すべての毛管孔げきを水が満たし、非毛管孔げきには水が存在しない状態の平均粒度１−４ｍｍの農林水産物やその廃棄物、家畜排せつ物、厨芥などに空気を５−３０Ｌ／分・ｍ３で通気して堆肥化させる土壌の製造方法。
【請求項４】
平均粒度１−４ｍｍの農林水産物やその廃棄物、家畜排せつ物、厨芥などに１−１５％（乾燥重量）の芳香性植物を加えて、すべての毛管孔げきを水が満たし、非毛管孔げきには水が存在しない状態の混合物に空気を５−３０Ｌ／分・ｍ３で通気して芳香成分を安定化させる土壌の製造方法。
【請求項１】
農林水産物やその廃棄物、家畜排せつ物、厨芥などに１−１５％（乾燥重量）の芳香性植物を加えて、堆肥化によって芳香成分を安定化した芳香土壌。
【請求項２】
農林水産物やその廃棄物、家畜排せつ物、厨芥などに１−１５％（乾燥重量）の芳香性植物を加えて、すべての毛管孔げきを水が満たし、非毛管孔げきには水が存在しない状態の混合物に５−３０Ｌ／分・ｍ３で通気して芳香成分を安定化させる土壌の製造方法。
【請求項３】
すべての毛管孔げきを水が満たし、非毛管孔げきには水が存在しない状態の平均粒度１−４ｍｍの農林水産物やその廃棄物、家畜排せつ物、厨芥などに空気を５−３０Ｌ／分・ｍ３で通気して堆肥化させる土壌の製造方法。
【請求項４】
平均粒度１−４ｍｍの農林水産物やその廃棄物、家畜排せつ物、厨芥などに１−１５％（乾燥重量）の芳香性植物を加えて、すべての毛管孔げきを水が満たし、非毛管孔げきには水が存在しない状態の混合物に空気を５−３０Ｌ／分・ｍ３で通気して芳香成分を安定化させる土壌の製造方法。
【公開番号】特開２００７−１４３１５（Ｐ２００７−１４３１５Ａ）
【公開日】平成１９年１月２５日（２００７．１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２２４６４９（Ｐ２００５−２２４６４９）
【出願日】平成１７年７月６日（２００５．７．６）
【出願人】（５９１１９０９５５）北海道 (121)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月２５日（２００７．１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月６日（２００５．７．６）
【出願人】（５９１１９０９５５）北海道 (121)
【Ｆターム（参考）】
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