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ビジネスとしての農業コミュの新技術

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初めて投稿します。
このたび開発した新技術を紹介させてください。
有機物を速やかに無機成分にまで分解し、これによって養液栽培・水耕栽培で利用する肥料を、すべて有機物由来にすることができる技術です。

「バイオミネラル発酵」と呼んでいます。
バイオミネラルとは、生物由来の無機成分のことです。
ポットやプランターのサイズですが、試験してみたところ、化学肥料と遜色ないレベルで栽培できました。

通常、水に有機物を入れると水が腐るだけで、それを養液栽培の養液に入れようものなら、植物はダメになってしまいます。
また、既存の技術で、有機物を分解して養液に利用しようとしても、窒素成分はアンモニアまでしか分解が進まず、悪臭がひどく、これを養液に利用するとアンモニア過剰障害が出るので、一部利用することができるにとどまりました。

しかし、本技術を使えば、水の中に直接有機物を添加しても、変に腐敗したり悪臭が発生したりせず、速やかに無機化することができます。
無機化したバイオミネラル養液は、化学肥料の養液と同様、問題なく植物を栽培することができます。

写真のトマトとサラダ菜は、化学肥料と比較して栽培してみたものです。
この場合、ポット内で直接、バイオミネラル発酵を行っています。
つまり、ポット内の養液に直接、有機物を放り込み、養液内の微生物によって無機化し、植物に吸収されています。
懸念していた植物の生長阻害もなく、窒素量をそろえて栽培すると、化学肥料区と同じ生長をしてくれました。
肥料のすべてを有機物にすることができる養液栽培は、おそらく初めてだと思います。

とはいえ、本技術はある意味、中途半端な存在です。自然の法則に従った農業を目指す有機農業のように、土を使うわけではなく、生産効率を極限まで求める化学肥料での養液栽培とも違います。合いの子のような存在です。
それでも、化学肥料しか使用できなかった養液栽培に、新たなオプションを提供できるというメリットはあるかと思い、ご紹介させていただく次第です。

まだ、ポットレベルでしか試験を行っておらず、実際の栽培レベルにまでスケールアップしようとすれば、解決しなければならない問題はたくさんあると思います。
いろいろご意見いただければ幸いです。

コメント(18)

「バイオミネラル発酵」によって窒素成分を硝酸にまで分解できる有機物は、次のようなものです。
ナタネ油かす、コーン油かす、魚粉、オカラ、コーンスティープリカー(トウモロコシからデンプンをとるときの絞りかす)、鰹煮汁。
このうち、液状のコーンスティープリカーと鰹煮汁は、養液と混合するのが簡単なので、発酵がスムーズに進みます。
トマトは6ヶ月(3ヶ月栽培を2回)、同じ養液で栽培しましたが問題は生じませんでした。

ただし、固形の有機物は養液にただ入れるだけでは沈殿してしまい、発酵がうまく進まなくなるので、どうやってかき混ぜ、発酵させるかが課題です。機械を導入せずに発酵できる方法を考え中です。
面白い技術ですが感想は次のことです。
慣行であれば銀やUVなどで培養液を殺菌できますが
有用菌がいるわけですから殺菌は出来ませんよね?
と言うことは立ち枯れ病などの病気が蔓延する可能性があるのでは?
後土壌に比べ微生物などが少ないわけですから一の種が優性になりやすくありませんか?(病害が発生しやすくなりませんか)
などです。

営利利用できれば価値はありますよね
植物工場などで栽培しても有機JASなんてのも夢じゃなくなったかも?
僕的には菌のコントロールが出来ればほぼ完成なのでは?
循環装置ぐらいは必要なのではヒュウガルポンプで循環くらいなら安価に出来ますし
早速の書き込み、ありがとうございます。

>有用菌がいるわけですから殺菌は出来ませんよね?
と言うことは立ち枯れ病などの病気が蔓延する可能性があるのでは? 後土壌に比べ微生物などが少ないわけですから一の種が優性になりやすくありませんか?(病害が発生しやすくなりませんか)

大変鋭いご指摘です。
私もそこの点は気になっています。
今後の検討課題です。

ただ、試しに青枯病菌を2度、養液内に接種したところ、化学肥料のプランターではほぼ全株が枯れましたが、バイオミネラル栽培では2週間たっても枯れるものはありませんでした。
その結果にちょっと調子に乗って、さらにあり得ないほど大量の青枯病菌を養液に放り込むと、さすがに枯れていきましたが・・・。
もしかしたら、微生物がいることで多少、植物の抵抗性が高まり、青枯病菌のエサになるような有機物は少ない(速やかに分解される)から、なのかもしれません。
しかし、まだ1回しか実験していないので、即断はできません。

バイオミネラル発酵を行っている養液が、果たして病原細菌にとって不適なのか快適なのか、これから詳しく検討していかなければなりません。

>僕的には菌のコントロールが出来ればほぼ完成なのでは?
循環装置ぐらいは必要なのではヒュウガルポンプで循環くらいなら安価に出来ますし

最初の段階で微生物生態系の構築に成功すれば、維持は簡単です。というより、曝気に注意するくらいで、何もしなくて構いません。
ただ、言えることは、いったん使用する有機物を決めたら、あまり種類を変更しない方がよいようです。バイオミネラル発酵は、最初に使用した有機物以外のものを与えると、微生物相が落ち着くまでずいぶん混乱します。どうやら、最初に決められた有機物を好む微生物群だけが増えるようです。
でも、同じ有機物を与えている限りは、問題が生じませんでした。

曝気には、ポンプでの循環かエアーポンプが望ましいです。
微生物が有機物を分解しなければならない分、酸素を要求します。この点は注意する必要があります。
発酵菌のコントロールですが、決め手は最初の2週間です。
2週間で微生物生態系が完成するので、それまではいくつかの注意事項を守る必要があります。
2週間たって微生物生態系が完成すれば、少々のことではびくともしなくなります。
植物を植えても、添加する有機物の量が変化しても微生物生態系は特に影響を受けません。大きく混乱するとすれば、加える有機物の種類があまりにかけ離れたものに変更になったときくらいです。なるべく、有機物の種類(あるいはブレンド比率)は変えないようにした方がよいですね。

菌のコントロールは、従って、最初の2週間以後は特にすることはありません。正直、こんなにラクに管理できるとは当初予想していませんでした。
私自身も、基本技術としては完成できているのでは?と思ったりしております。
有機JAS認定についてなんですが、「土」でないと有機栽培を名乗れないのだそうです。
この技術を使えば養液栽培でも有機肥料の栽培が可能になるのですが、そもそも養液栽培で有機肥料が使えるとは想定されていなかったので、こんなことになったのかもしれません。

しかし、この技術が普及していけば、もしかしたら将来的に有機栽培の一つの体系として、認めてもらえるかもしれません。
あるいはそれに準じたものでも構わないのですが。
その意味でも、いろんな方に試していただきたいと思います。
今まで捨てていた窒素成分を有効利用できるという点が良いと思う。
あきのりさん、ありがとうございます。
地元で捨てられている有機物資源を活用できる技術として、使ってもらえれば、と願っています。

このバイオミネラル発酵で作った養液はほとんどが無機化していますから、即効性の追肥としても使うことができます。
有機物から無機肥料を作る技術だと理解してくださっても良いかと思います。
窒素成分だけでなく、リン酸も無機化がかなり進むので、有機物にもともとバランスよく肥料成分が含まれていれば、植物は問題なく生長するようです。
すみません、溶存酸素は計っていません。
でも、微生物による分解が良好に行われるには、常に飽和状態になるよう曝気するのがよいだろうと思います。

15リットルサイズのポットやプランターなら、エアーポンプの空気の吐出量は1分あたり2リットル程度で十分でした。
今もその曝気量で栽培を続けています。

NISSOのエアーポンプアルファ4000ですと、2つ吐出口があるのですが、そのうちの1つ使えば十分です。
http://www.rva.ne.jp/shop/nisso/nisso_22.htm
曝気は縦長の容器であるほど、効率的に酸素を溶かし込むことができるので、容器の形状によっても必要な曝気量は変化すると思います。
実際の栽培装置にこの方法を利用するとき、どのようにして酸素を効率よく送り込むかが、最大のポイントになるかもしれません。
エコ次郎さんに高濃度の酸素を溶かし込んだ水を生成する器械を教えてもらいました。これを組み合わせれば、バイオミネラル栽培のスケールアップは容易にできそうです。
エコ次郎さん、ありがとうございました。

今、どんな有機物が利用できるか調べているんですが、牛乳もいけますね。
飲み終わった牛乳パックの残りで栽培できそうです。
今後は、魚のアラだとか、食卓の残り物を調べていきたいと思います。
有機肥料を無機化するなら、有機肥料の意味がないのではと思いますが、いかがですか。
有機肥料の最大の利点はアミノ酸の形で窒素を供給できることだと解釈、また経験上感じています。
よって化成より余剰炭水化物が生まれるので、食味の向上につながります。
肥効速度に関しても同じ圃場の同条件下でテストした事がありますが尿素の追肥に対して、発酵有機肥料の方が明らかに早く効果的でした。
また無機化させるのであれば、食味の向上という利点が生かせない気がしますが?
確かに今までの学説ではすべて窒素は無機化して吸収されるというものでしたが。
ドッひーさん、コメントありがとうございます。

まずは、「有機肥料を無機化するなら、有機肥料の意味がないのでは」の件について。
このバイオミネラル栽培でも、基本的には土で起きていることと同じことが起きています。微生物が大きな有機の分子を分解し、植物が吸収できる形にしています。
微生物が分解してできるものの中には、アミノ酸も含まれます。硝酸などの無機成分に分解されてしまう前に、植物が吸収してしまうということも起きていると思われます。
ただ、植物を植えずにこの方法で分解を進めると、最後は無機成分にまで分解される、ということなのです。
植物を植えていれば、分解過程で出てくる低分子の有機成分も吸収されていくと思います。

次に、「植物がアミノ酸を吸収する」件について。
確かに、植物は有機成分を吸収できるという論文がいくつか発表されていますね。
私もこれに興味を持ち、植物がアミノ酸を吸収できるのか、やってみたことがあります。
微生物がいるとアミノ酸を分解して無機化してしまうので、全く微生物がいない状態になるよう、タネを消毒し、アミノ酸が含まれる寒天培地(滅菌済み)に置きました。すると、大部分は発芽しなかったり、発芽しても死んでしまったりしました。
 #アミノ酸を含まない寒天培地では普通に発芽します。
この経験から、植物はアミノ酸を吸収するのかもしれませんが、アミノ酸は一方でとても強い生理活性物質でもあるので、生理機構が攪乱されて死んでしまったのではないか、と考えています。
ですので、アミノ酸を吸収するとしてもそれはごく一部で、やはり微生物がアミノ酸を硝酸などに分解してから植物が吸うのだろう、というのが私の見解です。
でも、吸収しないにしても、有機成分はいろいろな生理活性がありますから、植物によい刺激を与えている可能性大です。
私はどちらかというと、吸収される説より刺激を受けている説に旗を揚げています。
Shinさん
さすがですね僕もアミノ酸の直接吸収の実験してみたかったんですよ
本業が忙しくてクリーンベンチ動かす暇なくて未実験だったんですよ。
あと僕が考えていたのは無菌状態でガラス繊維の濾紙に播種して発芽したらアミノ酸入り寒天培地で培養して観ようと思ってました。
ってか今オートクレーブがないのでどちらにしろすぐには出来ないし圧力鍋のでかいの買えばいいのだが・・・
Shinさん

ご丁寧にお答えいただきありがとうございます。
やはりいろんな方のご意見を伺うのは勉強になります。
先日、全国土の会:茨城大会の会場でWK教授に同様の質問をしてみました。
彼は確かにアミノ酸で吸収する事ができるが、アミノ酸は同時に微生物にとっても大好物で結局取り合いになって実際に吸収されているかは疑問。植物自体も無機態の方が吸収しやすいとの答でした。
慎重にかつ、頭を柔らかくして、自分の経験を踏まえながらより食味の向上に繋げられたら、と思っています。
今後ともよろしくお願いします。またいろいろ教えて下さい。
おっさんさん、ドッひーさん、コメントありがとうございます。

研究者はどうしても、農業に毎日触れることによってしか得られない、皮膚感覚的な経験が不足しているので、その感覚をすくい取った理論を作ることが難しいです。そこを正していけたらといつも願っているので、今後ともぜひいろいろお教えいただけたら幸いです。

アミノ酸吸収については、いずれ追加実験をしてみたいと思っています。
アミノ酸は少なくとも20種類ありますから、植物に吸収されやすいもの・されにくいものがあると思います。一つ一つチェックすれば、また別のことが分かってくるかもしれません。
本日付(1月19日)の日本農業新聞に、有機肥料を使った養液栽培の記事が掲載されました。
毎日、読売、中日、伊勢は三重県だけの報道。
http://www.mainichi-msn.co.jp/chihou/mie/news/20060120ddlk24040017000c.html
http://chubu.yomiuri.co.jp/news_kan/kan060120_1.htm
http://www.chunichi.co.jp/00/mie/20060120/lcl_____mie_____002.shtml
http://www.isenp.co.jp/news/_2006/0120/news05.htm
日本経済新聞は中部地区の報道。
http://health.nikkei.co.jp/release/supple/index.cfm?i=2006011807810j6

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