固定有進行並行複式無機化反應的微生物群的固體載質，催化劑柱，及植物栽培用固態培...的製作方法

2023-11-05 03:21:42

專利名稱：固定有進行並行複式無機化反應的微生物群的固體載質，催化劑柱，及植物栽培用固態培 ...的製作方法
固定有進行並行複式無機化反應的微生物群的固體載質， 催化劑柱，及植物栽培用固態培養基的製備方法
技術領域：
本發明涉及固定有進行將有機物無機化而生成硝態氮的並行複式無機化反應的 微生物群的固體載質的製備方法。另外，本發明涉及使用上述固體載質從有機物生成作為無機肥料成分的硝態氮的 催化劑柱的製備方法。而且，本發明涉及將上述固體載質作為植物栽培固態培養基的植物 栽培固態培養基的製備方法。
背景技術：
近年，從要構築循環型社會的觀點出發，控制化學肥料的使用，推進有機質肥料的 使用的活動在世界範圍內活發地進行。但是，在番茄等的蔬菜或花卉等的生產中呈現普遍性的，不使用土壤的『營養液栽 培』中，直接向營養液中添加有機物則發生有害的中間分解產物，及由於傷植物的根，未考 慮營養液栽培的有機質肥料的利用。所以，現在在營養液栽培中也僅使用化學肥料。營養液栽培中利用有機質肥料中，需要將有機物無機化為硝態氮等的有用的無機 肥料成分的技術。以往，作為將有機物無機化的技術，有利用微生物群的排水處理技術(例 如，參照專利文獻1)等，由於這些伴隨還原生成的硝態氮而使作為氮氣而放出的脫氮反 應，硝態氮損失，且未符合製備無機肥料的目的。從而，作為可將有機物從硝態氮(作為硝酸根離子)有效回收，作為無機肥料成分 而利用的技術，專利文獻2，非專利文獻1所述的並行複式無機化法被發明。此技術是可抑制脫氮反應之同時分解有機態氮，及高效地將硝態氮的硝酸根離子 作為無機肥料成分而回收的再現性高的方法，是以往未曾見的技術。由此，使至今實現困難 的「活用有機質肥料的營養液栽培」與「將有機物作為原料而含有硝態氮的無機肥料的制 備」成為可能(例如，參照非專利文獻1，3)。此專利文獻2所述的發明作為實現活用有機質肥料的營養液栽培的同時，以有機 質資源為原料，製備硝態氮等的無機肥料成分的技術而受到關注。因此，作為新的營養液栽 培技術而給予關心的農家或植物工場之外，由計劃有機質資源的再資源化的企業等也集合 了頗大的期待。另外，通過利用專利文獻2所述的並行複式無機化法，使進行將有機質肥料直接 添加到營養液而使生成硝態氮的『使用有機質肥料的水培養的營養液栽培』成為可能。但是，通過專利文獻2所述的並行複式無機化法製備含有無機肥料成分的肥料 時，由於有機物的分解(氨化作用)及硝酸根離子的生成(硝化作用)中的硝化作用僅由 培養箱內的附著於培養箱壁面的微生物群的作用進行，壁面的表面積成為律速，在將有機 物無機化為硝態氮的反應速度的方面，有經過度時間的課題。而且，上述微生物群的培養和所述反應需要恆定的曝氣(通過曝氣等常保持好氧 條件的操作)，假定大規模的處理時，有電力成本成為問題的可能性。所以，要求開發出從有機物生成作為無機肥料成分的硝態氮上，可顯著地提高(有效)反應速度，且不要曝氣或恆 定的電力而進行的方法。然而，進行使用番茄栽培等中常利用的巖棉等的固態培養基的營養液栽培(『固態 培養基培養的營養液栽培』)的情況中，將有機質肥料直接添加到營養液時，有比如有機物 的分解不良而腐敗，及硝態氮幾乎不生成的問題(例如，參照非專利文獻2)。從而，檢查了專利文獻2所述的並行複式無機化法的利用，此情況中也，取直接向 營養液中添加有機質肥料的方法，則由於溶存於有機成分營養液中，有在滴管或固態培養 基內引發渾濁的擔憂或，在固態培養基內引發渾濁的有機物的腐敗等的問題的擔憂，且有 比如難以直接應用的問題。因此，利用專利文獻2所述的方法而進行固態培養基培養中，預先將有機物完全 無機化，及不作為無機營養液(儘可能不含有機成分的營養液)，則不可在固態培養基培養 的營養液中使用。所以這時，由於栽培前進行的準備操作煩雜而耗時，要求開發通過更簡易的方法， 使在固態培養基培養的有機質肥料的活用可能的技術。再有，雖然以往也有使微生物定著到固態培養基的方法(例如，參照專利文獻1)， 這些有伴隨脫氮反應的肥料成分(硝態氮)損失，無法作為可直接添加有機質肥料而進行 營養液栽培的固態培養基而利用。專利文獻1 特開2001-300583號公報專利文獻2 特開2007-119260號公報非專利文獻1 「有機肥料O養液栽培」農業fe J t/園芸，第81卷p. 753-764(2006 年)非專利文獻2 「養液土耕i液肥·培地管理」博友社，p. 119-155(2005年)非專利文獻3 「生S ·糞尿力輸出用無機肥料&生産」農林水産技術研究夕 弋一少 第 3I 卷 P. 44-46 (2008 年)

發明內容發明要解決的技術課題本發明以提供解決上述以往的課題，及不進行曝氣等的用恆定的電力的操作而， 從有機物有效生成作為無機肥料成分的硝態氮的方法作為課題。另外，本發明以提供在進行固態培養基培養的營養液栽培情況中也，可直接添加 有機質肥料而進行營養液栽培的，植物栽培固態培養基的製備方法作為課題。解決課題的技術方案本發明人發現了，通過將進行將有機物無機化而生成硝態氮的並行複式無機化反 應的微生物群固定於有通氣性的固體載質作為進行並行複式無機化反應的催化劑柱的載 質使用，可完全不進行曝氣等的用恆定的電力的操作而使並行複式無機化反應的反應速度 顯著地升高，可從有機物有效生成作為無機肥料成分的硝態氮。另外，本發明人發現了，通過將上述固體載質作為植物栽培固態培養基使用進行 固態培養基培養的營養液栽培的情況中也可直接添加有機質肥料而進行營養液栽培。本發明基於這些見解完成。
即，實施方式1涉及的發明是固定有進行並行複式無機化反應的微生物群的固體 載質的製備方法，其特徵在於，向容器中填充有通氣性的固體載質；及向其中添加進行將有 機物無機化而生成硝態氮的並行複式無機化反應的微生物群；接下來添加有機物，之後通 過添加水而使從上述固體載質流出，從而清洗上述固體載質時，靜置至所述流出液開始生 成硝態氮，從而使進行並行複式無機化反應的微生物群固定化。實施方式2涉及的發明是實施方式1所述的固體載質的製備方法，其中上述容器 是具備排水口的容器，上述流出液是從上述排水口流出的流出液。實施方式3涉及的發明是固定有進行並行複式無機化反應的微生物群的固體載 質的製備方法，其特徵在於，向以維持固態形狀的方式一體成形的有通氣性的固體載質添 加進行將有機物無機化而生成硝態氮的並行複式無機化反應的微生物群；接下來添加有機 物，之後通過添加水而使從上述固體載質流出，從而清洗上述固體載質時，靜置至所述流出 液開始生成硝態氮，從而使進行並行複式無機化反應的微生物群固定化。實施方式4涉及的發明是實施方式1 3中任一項所述的固體載質的製備方法， 在清洗上述固體載質時流出的流出液中未開始生成硝態氮時；接下來重複進行添加上述有 機物之後靜置及添加水而使從上述固體載質流出，從而清洗上述固體載質的處理至所述清 洗之時流出的流出液中開始生成硝態氮。實施方式5涉及的發明是實施方式1 4中任一項所述的固體載質的製備方法， 其中上述靜置進行至上述流出液中開始生成50mg/L以上的硝酸根離子。實施方式6涉及的發明是實施方式1 5中任一項所述的固體載質的製備方法， 上述固體載質是選自下列的1種以上的多孔質的固體載質巖棉，蛭土，珍珠巖，沸石，沙， 鹿沼土，玻璃，陶瓷，氨基甲酸乙酯，尼龍，蜜胺樹脂，木屑，稈，水苔，炭，棉花，紙，聚丙烯醯 胺凝膠，及瓊脂。實施方式7涉及的發明是實施方式1 6中任一項所述的固體載質的製備方法， 其中添加上述微生物群的即刻，上述固體載質中對於上述固體載質IL而以硝酸根離子換 算包含IOmg以上的硝態氮時；通過添加水而使從上述固體載質流出，從而清洗上述固體載 質，及通過除去硝態氮；從而在添加上述有機物時，在上述固體載質中氨化作用反應及硝化 作用反應不蓄積中間生成物地進行，且不發生脫氮反應。實施方式8涉及的發明是實施方式1 7中任一項所述的固體載質的製備方法， 其中上述進行並行複式無機化反應的微生物群源於選自下列的一種以上的包括進行氨化 作用的微生物群及進行硝化作用的微生物群的微生物源培養進行並行複式無機化反應的 微生物群的培養液，乾燥上述培養液而得到的上述微生物的乾燥菌體，固定有上述微生物 群的固體載質，通過向固定有上述微生物群的固體載質添加水而從上述固體載質流出的流 出液，土壤，自來水，湖沼水，泉水，井水，河水，海水。實施方式9涉及的發明是實施方式1 8中任一項所述的固體載質的製備方法， 其中上述有機物的量對於上述載質IL是0. 1 10g。實施方式10涉及的發明是實施方式1 9中任一項所述的固體載質的製備方法， 其中上述有機物是作為碳與氮的含有比的C/N比為19以下的高氮含有有機物。實施方式11涉及的發明是固體載質的製備方法，其中實施方式10中所述的上述 高氮含有有機物是選自下列的1種以上魚煮汁，魚粉，油粕，生垃圾，玉米浸漬液，米糠，大豆粉，植物體殘渣，牛乳，乳粉，家畜糞。實施方式12涉及的發明是從有機物生成作為無機肥料成分的硝態氮的催化劑柱 的製備方法，其特徵在於，將由實施方式1 11中任一項所述的方法得到的固體載質作為 進行並行複式無機化反應的催化劑柱的載質使用。實施方式13涉及的發明是包括作為無機肥料成分的硝態氮的肥料，其使用由實 施方式12所述的方法得到的上述催化劑柱而生成。實施方式14涉及的發明是使用包括實施方式13所述的上述硝態氮的肥料的植物 的栽培方法。實施方式15涉及的發明是植物栽培固態培養基的製備方法，其特徵在於，將由實 施方式1 11中任一項所述的方法得到的上述固體載質作為植物栽培固態培養基。實施方式16涉及的發明是由實施方式15所述的方法得到的植物栽培固態培養基。實施方式17涉及的發明是植物的栽培方法，其使用實施方式16所述的上述植物 栽培固態培養基直接添加有機質肥料而進行營養液栽培。實施方式18涉及的發明是植物的栽培方法，其中實施方式14或17中任一項所述 的方法中，上述植物是以葉菜類的蔬菜，果實作為收穫對象的果菜，花卉，樹木，或果樹。發明效果本發明使提供可使並行複式無機化反應的反應速度顯著地升高，可從有機物有效 生成作為無機肥料成分的硝態氮的，催化劑柱成為可能。由此本發明可使以有機質資源或有機質肥料為原料，不進行曝氣等的用恆定的電 力的操作而從有機物有效生成包括作為無機肥料成分的硝態氮的肥料。另外，本發明在進行在固態培養基培養的營養液栽培的情況中也可，直接添加有 機質肥料而進行營養液栽培。實施方式本發明涉及固定有進行將有機物無機化而生成硝態氮的並行複式無機化反應的 微生物群的固體載質的製備方法。另外，本發明涉及使用上述固體載質的，從有機物生成作為無機肥料成分的硝態 氮的催化劑柱的製備方法。而且，本發明涉及將上述固體載質作為植物栽培固態培養基的 植物栽培固態培養基的製備方法。再有，圖1是示向固體載質固定化微生物群的方法的一實施方式的說明圖。圖2是 示從有機物生成作為無機肥料成分的硝態氮的催化劑柱的一實施方式的說明圖。圖3(a)， (b)是示將固體載質填充到具備排水口的容器的狀態的照片。本發明中，固定有進行並行複式無機化反應的微生物群的固體載質的製備如下進 行向容器中填充有通氣性的固體載質；及向其中添加進行將有機物無機化而生成硝態氮 的並行複式無機化反應的微生物群；接下來添加有機物，之後通過添加水而使從上述固體 載質流出，從而清洗上述固體載質時，靜置至所述流出液中開始生成硝態氮。再有，本發明中，作為固體載質，用以維持固態形狀的方式一體成形者時，也可不 向上述容器中填充所述固體載質而，製備固定有進行並行複式無機化反應的微生物群的固 體載質。
S卩，可如下進行向以維持固態形狀的方式一體成形的有通氣性的固體載質添加 進行將有機物無機化而生成硝態氮的並行複式無機化反應的微生物群；接下來添加有機 物，之後通過添加水而使從上述固體載質流出，從而清洗上述固體載質時，靜置至所述流出 液中開始生成硝態氮。本發明的固定有進行並行複式無機化反應的微生物群的固體載質的製備中最初 的步驟是，首先，將有通氣性的固體載質填充到容器中的步驟(填充步驟)。再有，將固體載質堆疊而(具體而言，使成為露天堆放的山等，在平面結構物上， 堆疊有通氣性的固體載質)，進行向包含所述固體載質的山直接添加水而使流出的操作時， 也可通過堆疊到不崩塌的山，不進行填充到所述容器的填充步驟而進行次步驟的微生物群 添加步驟。另外，作為固體載質，用上述以維持固態形狀的方式一體成形者時，也可不進行填 充到所述容器的填充步驟而直接進行次步驟的微生物群添加步驟。本發明中，作為使上述微生物群固定化的固體載質，只要是可運載微生物，有機成 分，水分，有通氣性，且是多孔質者，則無論如何構成的均可用。特別優選為對於體積的微生 物固定化(定著)的表面積大的原料。再有，其中「有通氣性」是指將固體載質填充到柱(柱樣的容器)之時或堆疊而成 山時的固體載質間及/或固體載質內的空隙的環境，或者，只要是上述以維持固態形狀的 方式一體成形的固體載質固體載質內的空隙的環境，通過保持好氧條件，從而硝化作用容 易進行，且脫氮反應難以發生的氣相確保的狀態。再有，以下，所述固體載質間和固體載質內的全體的環境簡單表示為「固體載質 中」或「固體載質全體」。作為那樣的固體載質而具體而言，可用巖棉，蛭土，珍珠巖，沸石，沙，鹿沼土，玻璃 (具體而言玻璃珠)，陶瓷等的巖石礦物系的材料或，氨基甲酸乙酯，尼龍，蜜胺樹脂，聚丙 烯醯胺凝膠，等的合成樹脂系的材料，木屑(具體而言柳杉屑)，稈，水苔，炭(具體而言活性 炭)，棉花，紙(具體而言濾紙)，瓊脂等的生物來源的材料等。本發明中這些原料中，優選使用巖棉，蛭土，珍珠巖，氨基甲酸乙酯，柳杉屑，稈，水 苔，濾紙，再優選使用巖棉，氨基甲酸乙酯。再有，作為所述固體載質，使用一般的土壤時，通過添加有機物和水，由於容易微 生物過剩繁殖，從而通氣性惡化，及由在土壤上生息的脫氮菌的脫氮反應發生，最終得不到 硝態氮，所以不優選。再有，作為以維持固態形狀的方式一體成形的固體載質，可以立方體狀，球狀，圓 筒狀，棒狀等成形，只要是載質全體是一體者，通過適度的熱施加的焊接或粘接，壓接等一 體成形者即可。具體而言，可用通過如此成形的巖棉，蛭土，珍珠巖，沸石，沙，鹿沼土，玻璃(具體 而言玻璃珠)，氨基甲酸乙酯，尼龍，蜜胺樹脂，木屑(具體而言柳杉屑)，稈，水苔，炭(具體 而言活性炭)，棉花，紙(具體而言濾紙)，聚丙烯醯胺凝膠，瓊脂等的原料其自體作為一體 的固體載質成型者或，可通過粘接等一體成形者。優選使用巖棉。另外，作為以維持固態形狀的方式一體成形的固體載質的大小，具體而言，只要是 有IOml以上的體積即可，不對其限定。
作為填充上述固體載質的容器是可填充上述固體載質的容器，只要是添加水之 後，可使水流出的容器，如無論何種容器均可用。優選為具備排水口的容器，只要是具有添加水之後，可使水有效流出的結構者 (具有填充上述固體載質之後，可作為柱使用的結構者)即可。具體而言，可用具有杯狀的 上部開口的結構者或，柱狀的下部開口者，容器的全體為網目狀者等。再有，即便所述容器不是具備排水口的容器時，只要是可對所述容器進行傾斜等 的操作，進行使水流出的操作(傾注)的容器，即可用。向所述容器的上述固體載質的填充是在添加水而使流出後，為不至通過毛細管現 象成為全體滲水狀態，確保固體載質間及/或固體載質內的空隙(氣相)。由毛細管現象的 液面的升高高度h (單位m)以以下的公式(I)給出。再有，公式(I)中各記號表示，T =表 面張力(N/m)，θ =觸角，ρ =液體的密度(kg/m3)，g=重力加速度(m/s2)，r =管的內徑 (半徑)(m)。數1h = 2T cos θ / p gr ... (I)所述固體載質間及/或固體載質內的空隙變窄，h超過固體載質的填充高，則即便 將添加水時排水口開口，載質也均滲水而成為厭氧狀態，有硝化作用充分進行不了的擔憂。因此，固體載質間及/或固體載質內的空隙優選確保h不超過填充高度的尺寸，空 隙均變窄，不優選h超過固體載質的填充高。最優選為，使固體載質間及/或固體載質內的空隙為有粗密者，通過用空隙大的 粗的部分確保通氣性，空隙窄的密的部分確保保水性，優選確保作為載質全體的通氣性和 保水性的兩方面。如果固體載質間及/或固體載質內的空隙狹窄，h超過固體載質的填充高時，使所 述容器的壁面成為有通氣性的原料或結構(網目狀)而使氣體交換容易進行，提高添加的 水分的溶存氧濃度，或通過將添加的水的交換以高頻度進行而使進行氣體交換的等的處理
有必要。再有，作為具體的實施方式，根據上述向所述容器填充上述固體載質時，可填充 0. 1 100000ml，優選為，1 10000ml的上述固體載質。另外，作為填充高度，可以成為 0. 1 IOOcm的層的方式填充上述固體載質。上述的填充步驟中，將上述固體載質填充到上述容器之後，進行添加進行將有機 物無機化而生成硝態氮的並行複式無機化反應的微生物群的步驟(微生物群添加步驟)。再有，如上所述，不將上述固體載質填充到容器而堆疊的情況或，作為上述固體載 質用以維持固態形狀的方式一體成形者的情況下，也可不進行上述的填充步驟，而直接進 行所述微生物群添加步驟。本發明中，」並行複式無機化反應」是指將有機物無機化而生成硝態氮的反應，從 有機物向氨態氮的分解(氨化作用)和從氨態氮向硝態氮的硝化(硝化作用)，在相同的反 應系統中連續進行。詳細而言指，有機物的分解中，有機物中含的有機態氮分解成氨態氮，氨態氮經由 硝化作用的氧化反應(硝化反應)而生成硝態氮的反應。再有，本發明中，將有機物無機化而生成的硝態氮是指硝酸根離子或硝酸鹽，具體而言，假定了硝酸根離子。在本發明中進行並行複式無機化反應的微生物群包括進行氨化作用的微生物群 及進行硝化作用的微生物群。作為本發明中可使用的『進行並行複式無機化反應的微生物群』，包括進行氨化作 用的微生物群及進行硝化作用的微生物群，只要是包括對於使添加的有機物無機化而生成 硝態氮必要的微生物群者即可。再有，作為構成上述微生物群的微生物群的種類，作為進行氨化作用的微生物群， 可舉出例如原生動物或，細菌，繩狀菌等的氨化作用菌等；作為進行硝化作用的微生物群 (硝化菌)，可舉出氨氧化菌(或者亞硝酸生成菌)的亞硝化膽胞菌屬，亞硝化球菌屬，亞硝 化螺菌屬(包括亞硝化葉菌屬，亞硝化弧菌屬)亞硝酸氧化菌(或者硝酸生成菌)的硝化 桿菌屬，硝化螺菌屬；等。作為本步驟中添加的所述微生物源，可用具體而言，源於培養進行並行複式無機 化反應的微生物群的培養液，乾燥了上述培養液的上述微生物的乾燥菌體，固定有上述微 生物群的固體載質，通過向固定有上述微生物群的固體載質添加水而從上述固體載質流出 的流出液；土壤，自來水，湖沼水，泉水，井水，河水，海水等自然界。特別是，由於培養進行並行複式無機化反應的微生物群的培養液，乾燥了上述培 養液的上述微生物的乾燥菌體，固定有上述微生物群的固體載質，通過向固定有上述微生 物群的固體載質添加水而從上述固體載質流出的流出液的使用，以充分量包括構成對於進 行並行複式無機化反應必要的微生物生態系統的所述微生物群，在誘發脫氮反應的擔憂也 小的方面優選。再有，作為『固定有上述微生物群的固體載質』，只要是將上述微生物群固定化的 上述固體載質，則無論何種均可，優選用經本發明的步驟而製備者。脫氮反應是，由脫氮菌將硝態氮還原為氧化亞氮氣體或氮氣等，從而硝態氮損失 的現象，成為脫氮菌的能源的有機成分與成為氧供給體的硝態氮共存時容易誘發的反應是。本發明的上述固體載質中，添加水而除去載質中的硝態氮前添加有機物，構建容 易誘發比如有機成分與高濃度的硝態氮的共存的脫氮反應的條件的情況或，上述固體載質 間及/或固體載質內的空隙變窄，通過毛細管現象成為滲水狀態，固體載質中成為厭氧條 件而具備脫氮菌活動容易的條件的情況下變得容易發生脫氮反應。本發明中，上述固體載質中發生脫氮反應，則由於作為無機肥料成分而優良的硝 態氮氣化而損失，所以不優選。因此本發明中必要有注意i)固體載質中生成高濃度的硝 態氮時，通過添加水而使從上述固體載質流出，從而清洗上述固體載質，及除去硝態氮， ) 使通過由植物等作為肥料成分而吸收來除去硝態氮後添加有機物，iii)使固體載質間及/ 或固體載質內的空隙整體不至過度狹窄而使毛細管現象加強，固體載質全體滲水而成為厭 氧性狀態，等。向填充了上述固體載質的容器的所述微生物源的添加是，當欲短期間內完成微生 物群的固定化時，通過添加進行並行複式無機化反應的微生物群的培養物來進行。再有，所 述微生物源可在所述微生物源是液體狀態或粉末狀態下添加。作為所述微生物源的添加量，雖然不特別限定，但對於上述固體載質IL優選添加，培養液的情況是1 1000ml，乾燥菌體的情況是1 lOOOmg，從上述固體載質的流出液 的情況是1 1000ml。所述步驟中，優選通過用作為所述微生物源包括硝態氮者(或者，通過用在前步 驟中填充的固體載質中包括硝態氮者)，在上述固體載質中包括硝態氮的情況中，在添加所 述微生物源後，通過添加水而使從上述固體載質流出，從而清洗上述固體載質。再有，其中，「上述固體載質中包括硝態氮的情況」是指，以與有機物共存時誘發脫 氮反應的濃度及分布包括硝態氮的情況。S卩，所述步驟中，上述固體載質中，以與有機物共存時誘發脫氮反應的濃度及分布 『不含』硝態氮時，視為「上述固體載質中不含硝態氮的情況」。再有，作為所述「清洗」的具體的操作，i)將上述固體載質填充到『具備排水口的 容器』時，則在添加水之後，通過使從上述固體載質的流出液從上述排水口流出而進行。另外，ii)將上述固體載質填充到『不具備排水口的容器』時，則在添加水之後，通 過進行使所述容器傾斜等的操作，使從上述固體載質的流出液流出(傾注的)而進行。另外，iii)將上述固體載質不填充到容器而堆疊的情況或，作為上述固體載質而 使用『上述以維持固態形狀的方式一體成形者』時，則在添加水之後，通過從上述固體載質 的流出液直接流出而進行。進行所述清洗後，所述固體載質中成為除去多個硝態氮的狀態，S卩，不以與有機物 共存時誘發脫氮反應的濃度及分布含硝態氮的狀態。另外成為，額外的水分也流出的狀態。作為所述微生物源添加後的清洗中用的水，可用純水(蒸留水，離子交換水，逆浸 透膜水等)，井水，河川水，湖水，自來水，海水等。再有，不優選包括高濃度的硝態氮(具體 而言50mgN03/ml以上)的水。作為所述清洗中使用的水的添加量，優選對於潤洗上述固體載質全體而言充分的 量的水，優選每IL對應100 10000ml。通過進行所述清洗，由於可除去硝態氮，使固體載質中含的硝態氮濃度降低，誘發 脫氮反應的條件(有機成分與高濃度的硝態氮的共存)無法成立，從而可抑制脫氮反應。因此，可使上述固體載質中至添加有機物時氨化作用反應及硝化作用反應不蓄積 中間生成物地進行，且不發生脫氮反應的狀態。再有，添加所述微生物源後，上述固體載質中『不以與有機物共存時誘發脫氮反應 的濃度及分布含硝態氮的』情況中，不進行所述固體載質的清洗，也由於在不發生脫氮反應 的狀態，無必要特別進行清洗。用上述微生物群添加步驟添加微生物源之後；添加有機物，之後通過添加水而使 從上述固體載質流出，從而清洗上述固體載質時，通過「靜置」至所述流出液中開始生成硝 態氮；從而進行將進行並行複式無機化反應的微生物群固定化的步驟(固定化步驟)。通過所述固定化步驟，可製備作為目的的固定有進行並行複式無機化反應的微生 物群的固體載質。本步驟是，通過在上述固體載質使上述微生物群定著，馴化，增殖的，用於固定化 的步驟。本固定化步驟中，有機物的添加通過向固體載質直接添加有機物來進行。再有，所 述有機物可以液體狀態也可以粉末狀態添加。
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作為所述有機物，比如有機質肥料或，食品殘渣，植物殘渣，畜產廢棄物，排洩物的 有機質資源等，無論使用何種均可，作為碳與氮的含有比的C/N比24以下，優選為19以下 的高氮含有有機物的使用在提高硝態氮的回收效率方面優選。作為上述有機物，優選多量包括蛋白，蛋白分解物，胺基酸等者。具體而言，可舉出魚煮汁，玉米浸漬液，油粕，魚粉，大豆粕，酵母粕，酒粕，燒酒粕， 米糠，生垃圾等的食品殘渣等。再有，這些是食品製備過程中得到的廢棄物，在不含如有毒 性的成分的方面優選。另外，可舉出家畜糞，也可利用包括氨態氮的有機物。還有，也可利 用大豆粉，方便肉汁(胺基酸高含有物)，牛乳，乳粉等的食品本身。再有，也可利用無法作 為可食部而利用的植物的組織或器官的植物體殘渣。其中再優選用魚煮汁，魚粉，油粕，生垃圾，玉米浸漬液，米糠，大豆粉，植物體殘 渣，牛乳，乳粉及家畜糞。再有，具體地，作為魚煮汁，可舉出鰹煮汁。另外，作為玉米浸漬液，可舉出玉米漿 (CSL 玉米澱粉製備時的副產物的玉米浸漬液)。另外，作為油粕，可舉出菜種油粕，玉米油 粕。另外，作為植物體殘渣，可舉出番茄等的栽培管理中通過摘葉處理發生的莖葉等。另外， 作為生垃圾，可舉出魚的骨，調理後的蔬菜碎片，肉切片等。另外，作為家畜糞，可舉出牛糞 或雞糞等。再有，再特別是，鰹煮汁，玉米漿由於是液體，在容易浸透上述固體載質方面優選。作為所述有機物的添加量，對於上述固體載質IL可添加0. 01 20g (乾燥重量換 算)，優選為，0. 1 Ig (乾燥重量換算)。再有，具體而言，所述有機物是液體狀態的情況中，使用鰹煮汁時是0. 1 20g (液 體重量(以乾燥重量換算0. 07 14g))，使用玉米漿時是0. 1 20g (液體重量(以乾燥 重量換算0. 05 IOg)) ο再有，在有機物的添加量多於上述指定量情況，不優選超過上述固體載質的有機 物的運載量。另外，有機物的添加量少於上述指定量情況，作為肥料成分而以回收硝態氮的 目的，則由於硝態氮的濃度降低而不優選。接下來，添加有機物後，為了使上述微生物群定著，馴化，增殖而「靜置」。靜置的溫度是適於氨化作用，硝化作用的微生物的生長的溫度的10 42°C，優選 為15 37°C。再有，溫度低於10°C情況，由於微生物的增殖遲延，固定化需要時間而不優 選。另外，溫度高於37°C情況，對於進行並行複式無機化反應必要的微生物的一部分死亡而 不優選。本步驟中「靜置」的期間是『添加水，通過使從上述固體載質流出，從而清洗上述 固體載質時，至所述流出液中開始生成硝態氮』的期間，即靜置『至可判斷為上述微生物群 (定著，馴化，增殖使的通過)固定化到上述固體載質』的期間。本步驟中「靜置」的期間，具體而言，在將培養進行並行複式無機化反應的微生物 群的培養液，乾燥上述培養液而得到的上述微生物的乾燥菌體，固定有上述微生物群的固 體載質，通過向固定有上述微生物群的固體載質添加水而從上述固體載質流出的流出液， 等作為微生物源而使用的情況中，需要一晚(約8 24小時)以上，優選為3天以上，再優 選為5天以上，最優選為7天以上。另外，作為上述微生物源，使用源於自然界的時，對於結束所述步驟而言，需要約5天以上，優選為7天以上，再優選為2周以上。再有，本步驟中靜置的期間短於至硝態氮開始生成的期間的情況，進行硝化作用 的微生物群(硝化菌)的順應不充分，由於主要發生氨態氮而不優選。接著，如上所述靜置之後，添加水，並通過使從上述固體載質流出而「清洗」上述固 體載質。再有，作為所述「清洗」的具體的操作，i)將上述固體載質填充到『具備排水口的 容器』時，在添加水之後，通過使從上述固體載質的流出液從上述排水口流出而進行。另外，ii)將上述固體載質填充到『不具備排水口的容器』中時，在添加水之後，通 過進行使所述容器傾斜等的操作使從上述固體載質的流出液流出(傾注)而進行。另外，iii)不將上述固體載質填充到容器而堆疊的情況或，作為上述固體載質而 使用『上述以維持固態形狀的方式一體成形者』時，在添加水之後，通過使從上述固體載質 的流出液直接流出而進行。進行所述清洗後，額外的水分也成為流出的狀態。再有，進行所述清洗後，使固體載質內的環境成為好氧的狀態(幹透也可)者對於 為了抑制進行脫氮反應的微生物群(脫氮菌)的繁殖適宜。作為所述靜置後的清洗中用的水，可用純水(蒸留水，離子交換水，逆浸透膜水 等)，井水，河川水，湖水，自來水，海水等。再有，包括高濃度的硝態氮(50mgN03/ml以上) 的水不優選。作為所述清洗中使用的水的添加量，對於上述固體載質每IL優選100 3000ml。通過進行所述清洗，由於可除去上述固體載質中生成的硝態氮，及使固體載質中 含的硝態氮濃度降低，從而誘發脫氮反應的條件(有機成分與高濃度的硝態氮的共存的條 件)無法成立，從而可抑制脫氮反應。因此，在上述固體載質中添加有機物時氨化作用反應及硝化作用反應不蓄積中間 生成物地進行，且可使至脫氮反應被抑制的狀態。上述微生物群(通過使定著，馴化，增殖)是否固定化到上述固體載質的判斷可通 過測定所述清洗之時的流出液的硝態氮的濃度來進行。S卩，測定所述流出液中的硝態氮的濃度，及認為『所述流出液中有機物被無機化而 開始生成硝態氮』時可判斷『上述微生物群固定化到上述固體載質』。另外，優選為，所述流出液中觀察到50mgN03/L以上，再優選為200mgN03/L以上的 硝酸根離子的生成時，可判斷上述微生物群『充分』固定化到上述固體載質。如此，判斷為所述微生物群固定化到的上述固體載質者成為上述固體載質中的並 行複式無機化反應的反應速度(尤其硝化能力)顯著地升高者。所以，添加的有機物快速 分解，在硝態氮開始生成時間點中，成為成進行脫氮反應的微生物群(脫氮菌)的能源的有 機成分損失的狀態，所述固體載質中成為難以發生脫氮反應的環境。再有，不認為上述微生物群固定化(或者『充分』固定化)到上述固體載質時，重 復進行「通過添加上述有機物之後靜置及添加水而使從上述固體載質流出，從而清洗上述 固體載質的處理」至滿足上述基準。S卩，在清洗上述固體載質時流出的流出液中未開始生成硝態氮時，重複進行所述 處理至所述清洗之時流出的流出液中開始生成硝態氮。
如上所述，本固定化步驟是，用微生物群添加步驟添加微生物源之後，(1)通過『添 加有機物，之後通過添加水而使從上述固體載質流出，從而清洗上述固體載質時，「靜置」至 所述流出液中開始生成硝態氮』進行，但觀察不到上述微生物群固定化到上述固體載質時， (2) 「通過重複進行」 『通過添加上述有機物之後靜置及添加水而使從上述固體載質流出， 從而清洗上述固體載質的』處理至所述清洗之時流出的流出液中開始生成硝態氮來進行。S卩，本固定化步驟也可在所述(1)的操作中組合(2)的操作來進行。另外，通過(1)的操作將靜置時間如上述所述的指定的期間延長的情況，有機物 的添加後僅進行1次清洗，可結束所述步驟。再有，本步驟中，為了監控所述清洗之時流出的流出液中含的硝態氮的生成狀況， 優選為，為了確認所述微生物群的是否固定化到上述固體載質，也可進行如(2)的「重複」 操作。再有，具體而言，進行如(2)的」重複」操作的情況，通過1 7天1次，再優選為 連日進行重複，可詳細掌握硝態氮的生成。再有，在抑制進行脫氮反應的微生物群(脫氮菌)的繁殖的意義上，(2)的重複操 作優選儘可能少的次數。頻繁進行如(2)的「重複」操作時，隨著清洗的次數變多，固體載 質中的水分變多，厭氧的條件變得容易成立。所以，進行硝化作用的微生物群(硝化菌)的 活動被抑制，變得容易導致進行脫氮反應的微生物群(脫氮菌)的繁殖。結束上述的全步驟所經的期間，換言之，認定為上述微生物群固定化到，或者『充 分』固定化到上述固體載質所經的期間，在將培養進行並行複式無機化反應的微生物群的 培養液，乾燥上述培養液而得到的上述微生物的乾燥菌體，固定有上述微生物群的固體載 質，通過向固定有上述微生物群的固體載質添加水而從上述固體載質流出的流出液，等作 為微生物源而使用時，需要一晚(約8 24小時)以上，優選為3天以上，再優選為5天以 上，最優選為7天以上。另外，作為上述微生物源，使用源於自然界者時，對於結束所述步驟而言，需要約5 天以上，優選為7天以上，再優選為2周以上。如此，可製備固定有進行並行複式無機化反應的微生物群的固體載質。通過經過以上的步驟，可使上述進行並行複式無機化反應的微生物群(通過使定 著，馴化，增殖)固定化的固體載質作為『用於從有機物生成無機肥料成分的硝態氮的催化 劑柱』的載質使用。再有，使用上述具備排水口的容器而進行上述步驟時，可保持填充到上述具備排 水口的容器的狀態，作為催化劑柱使用。另外，也可將固定有上述微生物群的固體載質填充到新的別的容器而使用。另外，使用上述以維持固態形狀的方式一體成形的上述固體載質而，未進行上述 填充步驟的情況中也可通過將得到的固定有上述微生物群的固體載質根據需要裁斷，粉碎 而填充到新的別的容器，作為催化劑柱而使用。作為本發明的所述催化劑柱，分解的有機物每1天Ig的情況，只要是填充IOOml 以上的固定有上述微生物群的固體載質者即可。另外，為了使本發明的所述催化劑柱作為上述固體載質柱載質起作用，使載質間 或載質內的空隙的一部分一定以上增大，確保通氣性與保水性的兩方面地填充。
S卩，由毛細管現象的液面的升高高度h (單位m)(根據上述的公式(I)計算)不超 過固體載質的填充高度的空隙的大小(對應於管的內徑(半徑)(m)為r)部分確保地填充。 另外，所述填充時，使固體載質均一地填充也可，但以成為粗密的方式填充更優選。再有，載質間或載質內的空隙均小，為此，由毛細管現象的液面的升高高度h超過 載質的填充高度時，向催化劑柱添加水時成為滲液狀態而成厭氧，由於變得容易誘發脫氮 反應而不優選。通過用本發明的所述催化劑柱，可得到從有機物生成的包括作為無機肥料成分的 硝態氮的肥料。作為所述包括作為無機肥料成分的硝態氮的肥料，是將從所述催化劑柱的流出液 中包括50mgN03/L以上，優選為200mgN03/L以上的硝酸根離子者作為肥料。另外，使用本發明的所述催化劑柱時，從有機物的無機肥料成分的硝態氮的每1 天生成量是，對於上述固體載質1L，硝酸根離子約270mgN03以上，以氮換算有約60mgN以上 的硝態氮生成。再有，保持不將固定化上述微生物的上述以維持固態形狀的方式一體成形的上述 固體載質填充到容器的情況中也，通過直接向上述固體載質添加水而回收從上述固體載質 流出的流出液，可得到包括作為無機肥料成分的硝態氮的肥料。作為使用本發明的所述催化劑柱製備包括作為無機肥料成分的硝態氮的肥料時 添加的所述有機物的添加量，對於上述微生物固定化的固體載質1L，可添加0. 01 20g (幹 燥重量換算)，優選為，可添加0. 1 Ig (乾燥重量換算)。再有，具體而言，在所述有機物是 液體狀態的情況，使用鰹煮汁時是0. 1 20g (液體重量(以乾燥重量換算0. 07 14g))， 使用玉米漿時是0. 1 20g(液體重量(以乾燥重量換算0. 05 IOg))。再有，在有機物的添加量多於上述指定量情況，則硝化作用的反應跟不上，所述流 出液的氨態氮的濃度升高，不優選。但是，以製備氨含有率高的肥料(例土培養栽培用的 肥料)為目的的情況則沒問題。所述包括作為無機肥料成分的硝態氮的肥料可作為蔬菜，果實，花卉，樹木，觀葉 植物等，所有植物的栽培的肥料使用。特別是，可適宜於在葉菜類的捲心菜，小松菜，萵苣，菠菜等；作為以果實作為收穫 對象的果菜的番茄等；花卉；果樹的栽培中使用。再特別是，可適宜於在葉菜類的捲心菜， 小松菜的栽培中使用。再有，所述包括作為無機肥料成分的硝態氮的肥料也可在水培養的營養液栽培， 固態培養基培養的營養液栽培，使用通常的土壤的栽培等，一般地進行著的植物的栽培中 使用。以上如，本發明的所述催化劑柱可使並行複式無機化反應的反應速度顯著地升 高，可從有機物有效生成作為無機肥料成分的硝態氮。這與以往方法的在水中進行的滲液狀態的並行複式無機化反應不同，是由於可確 保高催化劑表面積和高好氧反應條件。即，由於是通過用微生物群以高密度固定化的固體 載質，從而催化反應的表面積增大，通過以載質的細空隙確保保水性(由毛細管現象的一 定的保水性對於微生物的生長必要)的同時也以大的空隙確保通氣性(好氧反應條件)，從 而可活化催化並行複式無機化反應的微生物，及抑制脫氮反應。
而且，通過用本發明的所述催化劑柱，可不進行曝氣或用恆定電力的操作(通過 省能的方法)而從有機物生成包括作為無機肥料成分的硝態氮的肥料。尤其是在進行大規模的製備時有利。由此，可在至今僅耗資而產生不出有價值的 物質的有機性廢棄物的處理中，降低運轉成本，設置成本之同時，以有機質資源或包括有機 物的肥料作為原料生成包括作為無機肥料成分的硝態氮的肥料，及製備、銷售。這在未曾產 生利益的廢棄物處理產業中成為劃時代的技術。而且，本發明中，通過經過以上的步驟，可將固定有上述進行並行複式無機化反應 的微生物群(通過使定著，馴化，增殖)的上述固體載質作為『可直接添加有機質肥料而進 行營養液栽培的植物栽培固態培養基』使用。即，通過用所述植物栽培固態培養基，使進行『在固態培養基培養中也直接添加有 機質肥料而營養液栽培』成為可能。再有，所述固態培養基培養的營養液栽培可通過灌水後，重複將有機質肥料直接 添加到固態培養基的操作來進行。有機質肥料的添加是通過直接添加到所述植物栽培固態培養基進行的。再有，包 括所述有機物的肥料可以液體狀態，又可以粉末狀態添加。作為在使用所述植物栽培固態培養基進行營養液栽培的情況中可直接添加而使 用的有機質肥料，可將上述有機物作為肥料使用，但優選為容易實現添加操作的自動化的 液體有機質肥料，即魚煮汁或玉米漿，或可用將固體有機物微粉碎的懸浮液或腐敗液。另外，有機質肥料的添加通過直接添加到所述植物栽培固態培養基來進行。再有， 包括所述有機物的肥料可以液體狀態，又可以粉末狀態添加。作為所述有機質肥料的添加量，對於上述微生物固定化的固體載質1L，可添加 0. 01 20g(乾燥重量換算)，優選為，0. 1 Ig (乾燥重量換算)。再有，具體而言，所述有 機質肥料是液體狀態時，使用鰹煮汁時是0. 1 20g (液體重量(以乾燥重量換算0. 07 14g))，使用玉米漿時是0. 1 20g (液體重量(以乾燥重量換算0. 05 IOg))。再有，有機質肥料的添加量多於上述指定量情況中，硝化作用的反應跟不上，所述 流出液的氨態氮的濃度升高，不優選。但只要是栽培時不引起生長障礙的程度就沒問題。再有，將固定有上述微生物群的固體載質作為所述植物栽培固態培養基使用情 況，作為上述固體載質可用上述的全部固體載質的原料，優選為，巖棉，蛭土，珍珠巖，鹿沼 土，氨基甲酸乙酯，再優選為使用巖棉特別適宜。使用所述植物栽培固態培養基直接添加包括有機物的肥料的營養液栽培可在蔬 菜，果實，花卉，樹木，果樹，觀葉植物等，所有植物的栽培中使用。特別可適宜於在植物的栽培，葉菜類的捲心菜，小松菜，萵苣，藥草等；作為以果實 作為收穫對象的果菜的番茄，梨，青椒，瓜，西瓜，草莓；花卉；果樹；的栽培中使用。而且，特 別是可適宜於在葉菜類的捲心菜，小松菜的栽培中使用。再本發明中，可將通過經過上述步驟得到的，固定有上述進行並行複式無機化反 應的微生物群(定著，馴化，增殖使的通過)的固體載質作為催化並行複式無機化反應的微 生物材料(微生物源)而利用。具體而言，可作為本發明中填充步驟中添加的並行複式無機化反應的微生物群的 『微生物源』而利用。還有，可作為水中的『對於並行複式無機化反應用優化的微生物群的種菌』而利用。實施例以下，通過實施例再詳細說明本發明，但本發明不受這些實施例的限制。實施例1固體載質的原料的檢查1向各種的固體載質的原料(巖棉粒狀棉(Grodan社制)，蛭土(BS-lite株式會社 制)，珍珠巖(K0MERI制)，鹿沼土(瀨戶*原花苑制)，氨基甲酸乙酯(WAK0株式會社制)) 固定化進行並行複式無機化反應的微生物群，而進行是否可將有機物無機化而生成硝態氮 的檢查。首先，向華格納罐(藤原製作所制)放入IOL的水，添加80g的樹皮堆肥(清水港 木材產業協同組合制)，8g的鰹煮汁(鰹節工場的副產物，枕崎漁業組合制)(以下無別樣 記載時使用相同者)，及用氣泵曝氣而培養了進行並行複式無機化反應的微生物群。接著，將500ml用PET瓶的底切斷而得到上半側，通過以蓋子開放的狀態下上下 顛倒，利用PET瓶的蓋子成為排水口的容器，及向此容器中填充了上述的各種固體載質 IOOml0圖4是示將各種固體載質填充到具備排水口的容器的狀態的照片。接著，將上述培養進行並行複式無機化反應的微生物群的培養液200ml作為微生 物源而添加而接種之後，通過添加蒸留純水IOOml而使從上述排水口流出而清洗了上述的 各種固體載質。之後，作為有機物，添加鰹煮汁0. Ig(液體重量)，及於室溫(約25°C)靜置一晚 之後，將用蒸留純水IOOml清洗的處理重複至經過圖5所述的天數。再有，清洗時，回收清 洗後的流出液，及測定了硝酸根離子濃度。硝酸根離子濃度的測定是通過使用riflectoquant硝酸試驗紙(Merck社制)而 用RQ-f lex (Merck社制)測定來進行。(以下，本實施例中，通過同樣的方法測定了硝酸根 離子濃度。)另外，將未向填充上述的各種固體載質的容器中添加上述微生物源者作為對照實 驗(control)。結果示於圖5。該結果，上述的各種固體載質的任何原料中均觀察到從上述流出液的硝酸根離子 的生成。即，在上述的各種固體載質的任何原料中均有上述微生物群固定化，示催化並行復 式無機化反應。再有，在未添加上述微生物源的對照實驗(control)中觀察不到硝酸根離 子的生成。再有，這些上述的各種固體載質的原料均為有通氣性的，多孔質的原料。另外，對於圖5的結果詳細而言，從上述微生物源的添加起2 12天後往後的流 出液中示30mg/L以上的硝酸根離子生成。而且，使用鹿沼土以外的上述各種固體載質，S卩，氨基甲酸乙酯，巖棉，珍珠巖，蛭 土時，從上述微生物源的添加起6 7天後往後的流出液中示約50mg/L以上，尤其約70mg/ L以上的硝酸根離子生成，再特別是，使用氨基甲酸乙酯，巖棉時，示約200mg/L以上的硝酸 根離子生成。這些結果被認為是，由於這些原料尤其是通氣性良好、脫氮反應難以發生的原料， 另外，可使單位體積的表面積大大增多的上述微生物群固定化的原料，由於有效進行了並行複式無機化反應。因此，使用上述的各種固體載質的任何原料時，也示可從添加的有機物製備生成 作為無機肥料成分的硝態氮的催化劑柱。實施例2乾燥菌體的接種作為進行並行複式無機化反應的微生物群的微生物源，驗證了是否在(不是液 體)乾燥菌體的狀態下可用。廢棄實施例1所述的並行複式無機化反應後的培養液的上清，及使壁面上形成的 生物膜(微生物群集結構)風乾而乾燥，得到了上述微生物群的乾燥菌體。接著，將500ml用PET瓶的底切斷而得到上半側，通過以蓋子開放的狀態下上下 顛倒，利用PET瓶的蓋子成為排水口的容器，及向此容器中填充了巖棉粒狀棉20g(容積 100ml)。向其中作為微生物源添加上述微生物群的乾燥菌體IOmg而接種之後，通過添加 蒸留純水IOOml而使從上述排水口流出而清洗了巖棉粒狀棉。之後，作為有機物，添加鰹煮汁0. Ig(液體重量)，及於37°C靜置一晚之後，將用蒸 留純水IOOml清洗的處理重複至經過2天。然後，不進行上述鰹煮汁的添加和清洗處理，至經過22天(至從上述微生物源的 添加起經過24天)，於37°C靜置之後，用蒸留純水IOOml清洗。再有，清洗時，回收清洗後 的流出液，及測定了硝酸根離子濃度。結果示於圖6。該結果，使用作為微生物源而乾燥菌體的形狀者而接種時也示，上述微生物群固 定化到上述巖棉粒狀棉，催化並行複式無機化反應。由此結果知，接種的微生物源是乾燥菌體的形狀也無妨。實施例3固體載質的原料的檢查2除了上述的固體載質的原料之外，再向15種固體載質的原料(稈(Fujiwara化學 株式會社制)5g，水苔(株式會社KOMERI制)2g，柳杉屑(株式會社三浦商事制)10g，活性 炭(GEX株式會社制)80g，竹炭(株式會社Sudo制)20g，棉花(Aisen工業株式會社制)10g， 濾紙(Advantec東洋制)IOg, 1. 25%聚丙烯醯胺凝膠(和光純藥制)IOOg, 1. 6%瓊脂(和 光純藥制)IOOg,沸石(有限會社Takamura制)50g,沙(株式會社Sudo制)50g,陶瓷(株 式會社Sudo制)50g,玻璃珠(株式會社Sudo制)60g,尼龍(株式會社KOMERI制)6. 3g，蜜 胺樹脂(株式會社KOMERI制)lg)固定化進行並行複式無機化反應的微生物群，而進行是 否可將有機物無機化而生成硝態氮的檢查。將500ml用PET瓶的底切斷而得到上半側，通過以蓋子開放的狀態下上下顛倒，利 用PET瓶的蓋子成為排水口的容器，及向此容器中填充了上述重量分(與20 IOOml相當 的量)的上述的各種固體載質。向其中，將實施例2中使用的上述進行並行複式無機化反應的微生物群的乾燥菌 體IOmg作為微生物源而添加而接種之後，通過添加蒸留純水IOOml而使從上述排水口流出 而清洗了上述的各種固體載質。之後，作為有機物，添加鰹煮汁0. Ig (液體重量)，及對37°C靜置一晚之後，將用蒸 留純水IOOml清洗的處理重複至經過圖7或圖8所述的天數。再有，清洗時，回收清洗後的 流出液，及測定了硝酸根離子濃度。
該結果，上述15種固體載質的任何原料中均觀察到從上述流出液硝酸根離子的 生成。即，示上述的各種固體載質的任何原料中均有上述微生物群固定化，催化並行複式無 機化反應。另外，這些中也，特別是使用尼龍，水苔，濾紙，柳杉屑，沙，陶瓷，沸石時，從上述微 生物源的添加起8天後往後的流出液中示約40mg/L以上的硝酸根離子生成，再特別是，使 用尼龍，水苔，濾紙，柳杉屑時示約50mg/L以上(尤其約60mg/L以上)的硝酸根離子生成。由此結果知，作為固體載質的原料，也可利用自然來源的有機性樹脂或化學樹脂， 玻璃或沙等的礦物質，陶瓷等。實施例4各種有機物的種類的檢查1作為有機物，使用實施例1中使用的鰹煮汁之外的有機物時，也通過並行複式無 機化反應將有機物無機化，進行了是否可生成硝態氮的檢查。將500ml用PET瓶的底切斷而得到上半側，通過以蓋子開放的狀態下上下顛倒，利 用PET瓶的蓋子成為排水口的容器，及向此容器中填充了蛭土 70g (容積250ml)。向其中，將實施例1中使用的上述培養進行並行複式無機化反應的微生物群的培 養液500ml作為微生物源而添加而接種之後，通過添加蒸留純水250ml而使從上述排水口 流出而清洗了蛭土。之後，作為有機物，添加菜種油粕0. 2g或玉米漿(CSL 玉米澱粉製備時的副產物 的玉米浸漬液)0. 2g(液體重量)，及於室溫(約25°C)靜置一晚之後，將用蒸留純水250ml 清洗的處理，重複至經過分別圖9或圖10所述的天數。再有，清洗時，回收清洗後的流出液， 及測定了硝酸根離子濃度。另外，將未向填充上述的蛭土的容器中添加上述微生物源者作為對照實驗 (control)。添加菜種油粕的結果示於圖9，添加CSL的結果示於圖10。該結果，作為有機物，使用菜種油粕，CSL的任何時均觀察到從上述流出液的硝酸 根離子的生成。即示，上述微生物群固定化到上述蛭土，及催化並行複式無機化反應。再有， 未添加上述微生物源的對照實驗(control)中，觀察不到硝酸根離子的生成。尤其是，繼續包括CSL的液體的添加時，示從上述微生物源的添加起6天後往後， 連日，生成穩定濃度的硝酸根離子。得知此CSL中含的有機態氮的向硝態氮的變換效率是 98. 6%，是極其高的變換效率。因此，將CSL作為有機物而添加時，示可回收包括尤其高濃度的硝態氮的流出液。實施例5有機物的種類的檢查2而且，使用上述以外的有機物時，也通過並行複式無機化反應將有機物無機化，進 行了是否可生成硝態氮的檢查。將500ml用PET瓶的底切斷而得到上半側，通過以蓋子開放的狀態下上下顛倒，利 用PET瓶的蓋子成為排水口的容器，及向此容器中填充了巖棉粒狀棉IOg(容積50ml)。向其中，將實施例2中使用的上述進行並行複式無機化反應的微生物群的乾燥菌 體IOmg作為微生物源而添加而接種之後，通過添加蒸留純水IOOml而使從上述排水口流出 而清洗了巖棉粒狀棉。之後，作為有機物，添加魚粉(東商制)，玉米油粕(東商制)，或，食品殘渣(生垃 圾，氮含有量6% )0. lg，及於37°C靜置一晚之後，將用蒸留純水IOOml清洗的處理重複至經
19過圖11所述的天數。再有，清洗時，回收清洗後的流出液，及測定了硝酸根離子濃度。結果 示於圖11。該結果，作為有機物，使用魚粉(東商制)，玉米油粕(東商制)，食物殘渣的任何 時均觀察到從上述流出液的硝酸根離子的生成，示可回收包括硝態氮的流出液。實施例6有機物的種類的檢查3而且，使用上述以外的有機物時，也通過並行複式無機化反應將有機物無機化，進 行了是否可生成硝態氮的檢查。將500ml用PET瓶的底切斷而得到上半側，通過以蓋子開放的狀態下上下顛倒，利 用PET瓶的蓋子成為排水口的容器，及向此容器中填充了巖棉粒狀棉IOg(容積50ml)。向其中，將實施例2中使用的上述進行並行複式無機化反應的微生物群的乾燥菌 體IOmg作為微生物源而添加而接種之後，通過添加蒸留純水IOOml而使從上述排水口流出 而清洗了巖棉粒狀棉。之後，作為有機物，添加米糠(TSUKEM0T0株式會社制)，乳粉(森永乳業株式會社 制)，方便肉汁(株式會社Shimaya制)，大豆粉(Safetek International株式會社制)，牛 乳(大內山酪農農業協同組合制)，植物體莖葉(番茄植物體的腋芽)，牛糞(株式會社東 商制)，或，雞糞(株式會社東商制)0. Ig(牛乳的情況是液體重量)，及於室溫(約25V ) 靜置一晚之後，將用蒸留純水IOOml清洗的處理重複至經過分別圖12所述的天數。再有， 清洗時，回收清洗後的流出液，及測定了硝酸根離子濃度。該結果，使用上述任何有機物時均觀察到從上述流出液生成硝酸根離子，示可回 收包括硝態氮的流出液。再有，其中米糠的C/N比(碳對於的氮的含有比)以18. 1高，是用以往的水中的 並行複式無機化反應無法回收硝態氮的有機質資源，但通過添加到上述柱，得知可無機化 而生成硝態氮。這被認為是上述固體載質內的並行複式無機化反應，與以往的水中的並行複式無 機化反應相比，反應速度顯著地升高的主要理由。即，上述固體載質內通氣性高，常維持好 氧的條件，另外，被認為由於固定了催化反應的微生物群的表面積大，有機成分的分解硝化 的反應速度顯著地升高。另外，與固體載質內難以發生有機成分的擴散相比，氨由於載質運 載的水分而擴散容易，從而產生局部C/N比降低的部位也作為理由而考慮。實施例7自然界來源的微生物源的利用進行了是否可將土壤或海水，自來水等中含的源於自然界的微生物群作為固定於 固體載質的微生物的接種源而利用的檢查。將500ml用PET瓶的底切斷而得到上半側，通過以蓋子開放的狀態下上下顛倒，利 用PET瓶的蓋子成為排水口的容器，及向此容器中填充了巖棉粒狀棉IOg(容積50ml)。向其中，將海水100ml，自來水100ml，或土壤Ig作為微生物源而添加而接種之後， 通過添加蒸留純水IOOml而使從上述排水口流出而清洗了巖棉粒狀棉。之後，作為有機物，添加鰹煮汁lOOmg，及於室溫(約25°C )靜置一晚之後，將用蒸 留純水IOOml清洗的處理，重複至經過圖13或圖14各所述的天數。再有，清洗時，回收清 洗後的流出液，及測定了硝酸根離子濃度。另外，向填充了上述的巖棉粒狀棉的容器中，代替上述微生物源而添加蒸留純水者作為對照實驗(control)。將海水或者自來水作為微生物源而接種的結果示於圖13，將 土壤作為微生物源而接種的結果示於圖14。該結果，作為微生物源而添加海水，自來水，土壤的任何而接種時，均從上述流出 液觀察到硝酸根離子的生成。即示，自然界來源的上述微生物群固定化到上述巖棉粒狀棉， 催化並行複式無機化反應。再有，代替上述微生物源添加蒸留純水的對照實驗(control) 中，觀察不到硝酸根離子的生成。由此結果得知，通過將土壤，海水或自來水中含的自然來源的微生物群作為接種 源而利用，可使進行並行複式無機化反應的微生物向固體載質固定化。但是，海水或自來水中含的微生物的固定化中，與使用實施例1中製備的微生物 群的上述培養液時相比，示有耗時的傾向。使用土壤作為接種源的情況中得知，可比較快速 固定化。實施例8作為柱流出液的微生物源的利用將從已經固定有催化並行複式無機化反應的微生物群的固體載質的流出液(從 填充了固定有上述微生物群的固體載質的催化劑柱的流出液)作為微生物源而利用，而進 行了固定於別的固體載質的實驗。將500ml用PET瓶的底切斷而得到上半側，通過以蓋子開放的狀態下上下顛倒，利 用PET瓶的蓋子成為排水口的容器，及向此容器中填充了巖棉粒狀棉20g(容積100ml)。向其中，將從填充了實施例1所述的巖棉粒狀棉的催化劑柱的流出液IOOml作為 微生物源而添加而接種之後，通過添加蒸留純水IOOml而使從上述排水口流出而清洗了巖 棉粒狀棉。之後，作為有機物，添加鰹煮汁0. Ig(液體重量)，及於室溫(約25°C)靜置一晚 之後，將用蒸留純水IOOml清洗的處理重複至經過圖15所述的天數。再有，清洗時，回收清 洗後的流出液，及測定了硝酸根離子濃度。另外，將未向填充了上述的巖棉粒狀棉的容器中添加微生物源者作為對照實驗 (control)。結果示於圖15。該結果，將填充了上述實施例1所述的固定了上述微生物群的巖棉粒狀棉的『從 催化劑柱的流出液』作為微生物源而添加時，從上述排水口的流出液中生成的硝酸根離子 的濃度在經過7天後示約220mg/L的高值，及與將實施例1，2所示的培養液作為微生物源 使用的情況等同，得知可快速進行進行並行複式無機化反應的微生物群的固定化。再有，未添加上述微生物源的對照實驗(control)中觀察不到硝酸根離子的生 成。由此實驗結果得知，可將從使用已經固定化結束的固體載質的催化劑柱的流出液 作為別的固體載質的微生物源而利用。實施例9無容器的固定化的檢查1進行了是否可不用上述柱方式(向具備排水口的容器中填充固體載質的方法)， 而向以維持固態形狀的方式一體成形的固體載質，直接固定化上述微生物群的檢查。首先，使用實施例1所述的並行複式無機化反應後的培養液而通過水培養的營養 液栽培栽培了小松菜，及在該栽培後得到了 『不含硝態氮的上述微生物的培養液』。接著，向以維持固態形狀的方式一體成形的巖棉立方體(Grodan社制，100 X 100 X IOOmm 容積1L)直接添加蒸留純水500ml，而通過使額外的水分從巖棉立方體
流出而清洗了巖棉立方體。向其中，將不含上述硝態氮的培養液500ml作為微生物源而添加而接種了。再有， 微生物源的添加後，未進行用蒸留純水的巖棉立方體的清洗。之後，作為有機物，添加鰹煮汁0.5g，及於室溫(約25°C) 『靜置至經過6天』後， 用蒸留純水500ml清洗。回收從巖棉立方體流出的液，及測定了硝酸根離子濃度。結果示 於圖16。該結果示，不用上述柱方式(向具備排水口的容器填充固體載質的方法)，而使用 以維持固態形狀的方式一體成形的巖棉(固體載質)時，從上述微生物源的添加起6天後， 生成約50mg/L的硝酸根離子。即示，固體載質自身存在運載微生物 有機物·水分的多孔質結構，則可通過將固 體載質以維持固態形狀的方式一體成形，不直接填充到容器而進行微生物的固定化行程。另外示，使用不含硝酸根離子的微生物源時，即便不用接種後水清洗固體載質 (巖棉立方體)，上述微生物群也固定到固體載質，及催化並行複式無機化反應。由此得知， 使用不含硝酸根離子的微生物源時，可省略微生物源添加後的用水清洗的操作。另外，這時示，添加有機物後，靜置而用水清洗的操作也可不重複，添加有機物而 僅靜置數日，微生物也順化，增殖，及可進行向固體載質的固定化。此結果被認為由於，在添加有機物時間點，固體載質中的硝態氮濃度在低狀態，成 為難以誘發脫氮反應的狀態。實施例10無容器的固定化的檢查2不用上述柱方式(向具備排水口的容器中填充固體載質的方法)而對於以維持固 態形狀的方式一體成形的固體載質再進行檢查。首先，準備了以維持固態形狀的方式一體成形的巖棉立方體(Grodan社制， 100 X 100 X IOOmm 容積1L)，棉花(Aisen工業株式會社制，20g 容積IOOmL)，蜜胺樹脂(株 式會社KOMERI制，2g 容積50mL)。再有，對於棉花和蜜胺樹脂而言，使成為用繩吊下的狀 態(照片示於圖17)。向其中，將實施例2中使用的上述進行並行複式無機化反應的微生物群的乾燥菌 體IOmg作為微生物源而添加而接種。再有，本實施例中，由於添加的微生物源的添加量自 身極其微量(即，由於微生物源中含的硝態氮的量也極其微量)，微生物源的添加後，未進 行用蒸留純水的固體載質的清洗。之後，作為有機物，添加鰹煮汁0. lg，及於37°C靜置一晚之後，將用蒸留純水 IOOml清洗的處理重複至經過圖18所述的天數。再有，清洗時，回收清洗後的流出液，及測 定了硝酸根離子濃度。結果示於圖18。該結果示，使用將巖棉以外的棉花或蜜胺樹脂以維持固態形狀的方式一體成形者 時，也從上述微生物源的添加起6天後，觀察到硝酸根離子的生成。即示，即便不將樹脂等的固體載質特別填充到容器，只要以維持固態形狀的方式 一體成形者，則可無問題地固定化上述微生物群。再有，其中使用巖棉時，從上述微生物源的添加起8天後的流出液中示生成約 240mg/L的濃度的硝酸根離子，示特別作為使上述微生物群固定化的固體載質的原料適宜。這被認為是，由於巖棉是通氣性及微生物物群固定化的表面積的方面優良的原料。實施例11由傾注的微生物群的固定進行了除上述柱方式(向具備排水口的容器填充固體載質的方法)以外，通過傾 注進行清洗時，是否也可將上述微生物群固定於固體載質的檢查。向塑料杯(200ml容)中放入巖棉粒狀棉IOg(容積50ml)。向其中，將實施例2 中使用的上述進行並行複式無機化反應的微生物群的乾燥菌體IOmg作為微生物源而添加 而接種。再有，本實施例中，由於添加的微生物源的添加量自身極其微量(即，由於微生物 源中含的硝態氮的量也極其微量)，微生物源的添加後，未進行用蒸留純水的固體載質的清 洗。之後，作為有機物，添加鰹煮汁0. lg，及於37°C靜置一晚之後，添加蒸留純水 100ml，而數分鐘靜置後，將通過使所述塑料杯傾斜而使額外的水分流出的處理(由傾注的 清洗處理)重複至經過圖19所述的天數。再有，清洗時，回收清洗後的流出液，及測定了硝 酸根離子濃度。該結果示，不用上述柱方式(向具備排水口的容器中填充固體載質的方法)，而通 過傾注進行清洗時，也從上述微生物源的添加起以6天後約40mg/L，8天後約75mg/L生成 硝酸根離子。因此示，即便不填充到柱(具備排水口的容器)，也通過由傾注進行清洗，可將上 述微生物群固定到所述固體載質上。實施例12實施例12(固態培養基培養中的直接添加有機質肥料的營養液栽培)通過將固定有進行並行複式無機化反應的微生物群的固體載質作為植物栽培用 固體培養基使用，檢查了直接添加包括固態培養基培養中的有機物的肥料的營養液栽培是 否可能。向巖棉立方體(Grodan社制，100X 100X IOOmm 容積1L，以維持固態形狀的方式 一體成形的固體載質)，將實施例1中使用的上述培養進行並行複式無機化反應的微生物 群的培養液500ml作為微生物源而添加而接種之後，添加自來水500ml，而通過使水分從巖 棉立方體流出而清洗了巖棉立方體。再有，將此巖棉填充的容器20個作為一區劃。之後，對於上述容器一區劃，作為包括有機物的液體，將鰹煮汁0.5g(液體重量) 添加到各巖棉立方體，及於室溫(約25°C)靜置一晚之後，將用自來水500ml清洗的處理重 復至經過從上述微生物群的接種起7天。接著，從上述微生物群的接種起8天後，確認流出液中生成硝酸根離子之後，將卷 心菜種子播種到巖棉立方體。再有，播種後，上述鰹煮汁的添加和清洗處理中斷。栽培從 2007年12月6日至2008年1月9日，在玻璃溫室內(無採暖)進行。通過從播種10天後(從上述微生物源的添加起18天後)，從雙葉展開的階段，再 進行重複操作上述鰹煮汁的添加和清洗處理，及至經過從播種起34天(至經過從上述微生 物源的添加起42天)每周2次，進行鰹煮汁的添加和自來水的清洗而栽培。將此一區劃的 栽培區作為『接種·鰹煮汁』區，而作為本發明區。另外，將未向填充了上述的巖棉立方體的容器添加上述微生物源的區劃作為『無 接種·鰹煮汁』區的對照實驗。而且，進行不向填充了上述的巖棉立方體的容器中添加上述微生物源，代替包括上述有機物的液體而添加化學肥料的區劃作為『化學肥料』區的對照實驗。結果示於圖20。該結果，本發明區的『接種·鰹煮汁』區的捲心菜示與『化學肥料』區者同等的良 好的生長。另外，『無接種 鰹煮汁』區(即，用不接種微生物源而添加鰹煮汁的巖棉立方體栽 培的區)中，捲心菜的生長大幅度延緩。這被認為由於，由於未接種微生物源，鰹煮汁的分 解僅進行到氨化作用，產生氨過剩障礙。實施例13使用催化劑柱流出液的生長實驗使用巖棉粒狀棉作為微生物載質而將IOOmg的鰹煮汁連日無機化，及將該流出液 IOOml用於小松菜的生長實驗。向實施例2中得到的，填充了固定有進行並行複式無機化反應的微生物群的巖棉 粒狀棉的催化劑柱添加IOOmg的鰹煮汁而於室溫(約25°C )靜置一晚之後，連日重複添加 蒸留純水IOOml而回收流出液的處理(從有機物生成作為無機肥料成分的硝態氮的處理)。每日重複了將此連日得到的流出液IOOml作為肥料而使用而供於小松菜苗10株 的操作(再有，此時，廢棄來自前日的殘液。)。將苗在晝夜25°C，自然光的條件下靜置。另外，作為對照實驗，每日重複供給包括鰹煮汁IOOmg的蒸留純水IOOml的操作。 結果示於圖21。此結果得知，將由填充了固定了進行並行複式無機化反應的微生物群的固體載質 (巖棉粒狀棉)的催化劑柱從有機物生成的包括硝態氮的流出液作為肥料而使用時，小松 菜也無問題地生長。對照實驗幾乎不進行小松菜的生長，呈現被認為是氨過剩障礙的生長障礙。實施例14作為固定了微生物群的固體載質的微生物源的利用1進行是否可將已經固定有進行並行複式無機化反應的微生物群的固體載質本身 作為微生物源而利用的檢查。將500ml用PET瓶的底切斷而得到上半側，通過以蓋子開放的狀態下上下顛倒，利 用PET瓶的蓋子成為排水口的容器，及向此容器中填充了巖棉粒狀棉9g。向其中，將實施例1中得到的，已經固定了上述微生物群的(已達到催化並行複式 無機化反應的)巖棉粒狀棉Ig作為微生物源而添加而接種(最終的巖棉粒狀棉的容積成 為50ml)後，通過添加蒸留純水IOOml而使從上述排水口流出而清洗了巖棉粒狀棉。之後，作為有機物，添加鰹煮汁0. lg，及於37°C靜置一晚之後，將用蒸留純水 IOOml清洗的處理重複至經過圖22所述的天數。再有，清洗時，回收清洗後的流出液，及測 定了硝酸根離子濃度。該結果示，將實施例1中得到的固定了上述微生物群的巖棉粒狀棉作為微生物源 而添加時，以6天後約20mg/L，8天後約35mg/L的濃度生成硝酸根離子。因此示，可將固定了上述微生物群的微生物載質作為向別的未使用的固體載質的 微生物源而利用。實施例15作為固定了微生物群的固體載質的微生物源的利用2進行是否可將已經固定有進行並行複式無機化反應的微生物群的固體載質作為 水中的並行複式無機化反應的微生物源而利用的檢查。向500ml容的三角瓶中放入IOOmL的蒸留純水，將實施例7中將土壤作為微生物源而添加而得到的，已經固定了上述微生物群的(以達到催化並行複式無機化反應的)巖 棉粒狀棉Ig取出，及作為微生物源而添加而接種。其中，作為有機物，添加鰹煮汁0. lg，及通過以120rpm振蕩而使成為好氧的條件 的方式維持的同時，還在水溫25°C培養至經過圖23所述的天數，及依次進行硝酸根離子濃 度的測定。結果示於圖23。由此結果示，可將已經固定有進行並行複式無機化反應的微生物群的固體載質作 為微生物源，在水中進行並行複式無機化反應。工業實用性本發明使向將有機性廢棄物作為原料的無機肥料製備技術的應用成為可能。廢棄 物的再資源化產業預想今後將擴大則2兆5千億圓的市場規模，本發明作為第一個將有機 質資源再資源化為無機肥料的技術，在產業上的利用可能性非常大。另外，至今的技術中，由於必要多次曝氣，必要氣泵等的動力，但本發明通過使可 採用柱方式，使不要求電力的省能的分解法成為可能的方面也有魅力。另外，本發明使使用由固態培養基培養的有機肥料的營養液栽培成為可能，及可 期待向農業或園芸領域的應用。尤其是，番茄營養液栽培中以由巖棉的固態培養基培養為 主體，如果將向其中應用有機肥料活用型營養液栽培成為可能，則國不僅內，預想會普及到 荷蘭等的環境意識高的國家。尤其是，荷蘭的番茄營養液栽培超過lOOOha，就算僅其中的一 部分置換為有機肥料活用型營養液栽培，該市場規模也大。

[圖1]是示向固體載質固定微生物群的方法的一實施方式的說明圖。[圖2]是示對於並行複式無機化反應優化的生物反應器的一實施方式的說明圖。[圖3]示將固體載質填充到具備排水口的容器的狀態的照片。[圖4]是示將各種固體載質填充到具備排水口的容器的狀態的照片。[圖5]是示實施例1中硝酸根離子濃度的測定結果的坐標圖。[圖6]是示實施例2中硝酸根離子濃度的測定結果的坐標圖。[圖7]是示實施例3中硝酸根離子濃度的測定結果的坐標圖。[圖8]是示實施例3中硝酸根離子濃度的測定結果的坐標圖。[圖9]是示實施例4中，作為有機物而使用菜種油粕時的硝酸根離子濃度的測定 結果的坐標圖。[圖10]是示實施例4中，作為有機物而使用玉米漿(CSL)時的硝酸根離子濃度的 測定結果的坐標圖。[圖11]是示實施例5中硝酸根離子濃度的測定結果的坐標圖。[圖12]是示實施例6中硝酸根離子濃度的測定結果的坐標圖。[圖13]是示實施例7中，將海水，自來水作為微生物源而使用時的硝酸根離子濃 度的測定結果的坐標圖。[圖14]是示實施例7中，將土壤作為微生物源而使用時的硝酸根離子濃度的測定 結果的坐標圖。[圖15]是示實施例8中硝酸根離子濃度的測定結果的坐標圖。
[圖 16]
[圖 17]
[圖 18]
[圖 19]
[圖 20]
[圖 21]
[圖 22]
[圖 23]
是示實施例 是示實施例 是示實施例 是示實施例 是示實施例 是示實施例 是示實施例 是示實施例
9中硝酸根離子濃度的測定結果的坐標圖。 10中各種固體載質的照片。 10中硝酸根離子濃度的測定結果的坐標圖, 11中硝酸根離子濃度的測定結果的坐標圖( 12中捲心菜的生長狀態的照片。 13中小松菜的生長狀態的照片。 14中硝酸根離子濃度的測定結果的坐標圖, 15中硝酸根離子濃度的測定結果的坐標圖,
權利要求
1.固定有進行並行複式無機化反應的微生物群的固體載質的製備方法，其特徵在於， 向容器中填充有通氣性的固體載質；及向其中添加微生物群，所述微生物群進行將有機物無機化而生成硝態氮的並行複式無 機化反應；接下來， 添加有機物，之後在通過添加水而使從上述固體載質流出，從而清洗上述固體載質時，靜置至所述流出 液開始生成硝態氮，從而使進行並行複式無機化反應的微生物群固定化。
2.權利要求1所述的固體載質的製備方法，其中， 上述容器是具備排水口的容器，且上述流出液是從上述排水口流出的流出液。
3.固定有進行並行複式無機化反應的微生物群的固體載質的製備方法，其特徵在於， 向固體載質添加微生物群， 所述固體載質以維持固態形狀的方式一體成形，且有通氣性； 所述微生物群進行將有機物無機化而生成硝態氮的並行複式無機化反應；接下來添加有機物，之後在通過添加水而使從上述固體載質流出，從而清洗上述固體載質時，靜置至所述流出 液開始生成硝態氮，從而使進行並行複式無機化反應的微生物群固定化。
4.權利要求1 3中任一項所述的固體載質的製備方法，其中在清洗上述固體載質時 流出的流出液中未開始生成硝態氮時，接下來重複進行下列處理至所述清洗之時流出的流 出液中開始生成硝態氮 添加上述有機物，之後 靜置，及 添加水而使從上述固體載質流出，從而清洗上述固體載質。
5.權利要求1 4中任一項所述的固體載質的製備方法，其中上述靜置進行至上述流 出液中開始生成50mg/L以上的硝酸根離子。
6.權利要求1 5中任一項所述的固體載質的製備方法，其中上述固體載質是選自下 列的1種以上的多孔質的固體載質巖棉，蛭土，珍珠巖，沸石，沙，鹿沼土，玻璃，陶瓷，氨基 甲酸乙酯，尼龍，蜜胺樹脂，木屑，稈，水苔，炭，棉花，紙，聚丙烯醯胺凝膠，及瓊脂。
7.權利要求1 6中任一項所述的固體載質的製備方法，其中，在剛添加上述微生物群後上述固體載質中立即包含硝態氮時，通過添加水而使從上述 固體載質流出，從而清洗上述固體載質，由此除去硝態氮；其中在添加上述有機物時，在上述固體載質中氨化作用反應及硝化作用反應不蓄積中 間生成物地進行，且不發生脫氮反應。
8.權利要求1 7中任一項所述的固體載質的製備方法，其中上述進行並行複式無機 化反應的微生物群源於選自下列的1種以上的包括進行氨化作用的微生物群及進行硝化 作用的微生物群的微生物源培養進行並行複式無機化反應的微生物群的培養液，乾燥上述培養液而得到的上述微生物的乾燥菌體，固定有上述微生物群的固體載質，通過向固定有上述微生物群的固體載質添加水而從上述固體載質流出的流出液，土壤，自來水，湖沼水，泉水，井水，河水，海水。
9.權利要求1 8中任一項所述的固體載質的製備方法，其中上述有機物的量對於上 述載質IL是0. 1 10g。
10.權利要求1 9中任一項所述的固體載質的製備方法，其中上述有機物是作為碳與 氮的含有比的C/N比為19以下的高氮含有有機物。
11.固體載質的製備方法，其中權利要求10中所述的上述高氮含有有機物是選自下列 的1種以上魚煮汁，魚粉，油粕，生垃圾，玉米浸漬液，米糠，大豆粉，植物體殘渣，牛乳，乳 粉，家畜糞。
12.從有機物生成作為無機肥料成分的硝態氮的催化劑柱的製備方法，其特徵在於，將 由權利要求1 11中任一項所述的方法得到的固體載質作為進行並行複式無機化反應的 催化劑柱的載質使用。
13.包括作為無機肥料成分的硝態氮的肥料，其使用由權利要求12所述的方法得到的 上述催化劑柱而生成。
14.植物的栽培方法，其使用包括權利要求13所述的上述硝態氮的肥料。
15.植物栽培固態培養基的製備方法，其特徵在於，其將由權利要求1 11中任一項所 述的方法得到的上述固體載質作為植物栽培固態培養基。
16.植物栽培固態培養基，其由權利要求15所述的方法得到。
17.植物的栽培方法，其使用權利要求16所述的上述植物栽培固態培養基直接添加有 機質肥料而進行營養液栽培。
18.植物的栽培方法，其中權利要求14或17中任一項所述的方法中，上述植物是以葉 菜類的蔬菜，果實作為收穫對象的果菜，花卉，樹木，或果樹。
全文摘要
本發明以提供不進行曝氣等的用恆定的電力的操作而從有機物有效生成作為無機肥料成分的硝態氮的方法作為課題。另外，本發明以提供在進行固態培養基培養的營養液栽培情況中也可直接添加有機質肥料而進行營養液栽培的植物栽培固態培養基的製備方法作為課題。提供固定有進行並行複式無機化反應的微生物群的固體載質的製備方法，其特徵在於，向容器中填充有通氣性的固體載質；及向其中添加進行將有機物無機化而生成硝態氮的並行複式無機化反應的微生物群；接下來添加有機物，之後通過添加水而使從上述固體載質流出，從而清洗上述固體載質時，靜置至所述流出液開始生成硝態氮，從而使進行並行複式無機化反應的微生物群固定化。
文檔編號C05F1/00GK102112609SQ200980129849
公開日2011年6月29日 申請日期2009年7月16日 優先權日2008年10月9日
發明者篠原信 申請人:獨立行政法人農業·食品產業技術綜合研究機構