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Organic Life to all the people.

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これからは土で野菜を選ぶ時代です| 植物の栄養にとって最重要栄養素である、意外と知られていない窒素③「農学博士」スエタローが教えるオーガニック農業講義vol.5〜

スエタロー.
昭和40年生まれ。平成元年東京農業大学農学部農芸化学科(現:応用生物科学部農芸化学科)卒業。平成15年博士(農学)(東京農工大学)学位取得。青年海外協力隊、JICA専門家、シニア海外ボランティア等を通じて、ラテンアメリカを中心に国際農業協力に従事。特に、パラグアイでは大学客員教授として、スペイン語圏での9名の学生卒論指導完結。平成25年実用スペイン語検定3級合格(全国第二位で文部科学大臣賞受賞)。エクアドルでは、高等教育科学技術庁(SENESCYT)において最高級(4級)の教員免許を取得。現在、国内における土壌改良コンサルの他、エクアドルのリトラル工科大学において活動している。

はじめに



 窒素含有率の高い鶏糞堆肥が分解されやすく、
窒素が低い牛糞堆肥や牛糞バーク堆肥がどうして、分解されにくいのか?


 前号で報告しましたが、今回これについてこれを解説していきます。

 スーパーとか園芸店等での市販牛糞堆肥や牛糞バーク堆肥が高いから、
近くの異種業種から、安く堆肥を譲り受けたいということも聞きますし、
コンサル先の有機野菜栽培メーカーでもありました。


これに対しては、注意が必要です。

市販堆肥は、肥料取締法によって、必ず出荷検査をして安全であることが確かめられています。
しかし、市販されていないものは、このような検査が実施されていないケースが多いのです。

ですから、自分たちで予備実験をしないといけないか、
あるいは、堆肥を譲りたいメーカーにやってもらうかです。

でも、自分で目で確認することが大事です。
これは、施肥の計算方法も含めて、簡易的なコマツナによるポット試験の事例とともに解説していきます。


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1.炭素率(C/N比)



1).有機物の窒素含有率の違いが重要な理由


 私は今まで、有機物中の窒素含有率の違いに神経を尖らしてきました。お分かりですよね。
化学肥料の場合、工業製品ですから、三要素の含有率は保証成分として掲示されております。
有機質肥料も有機質資材ももちろん、掲示されています。
ご存知のとおり、有機については、窒素含有率はまちまちですので、
常日頃からチェックするという癖がついております。

 もちろん、窒素の含有率が高いということは→
アンモニア態窒素による過剰障害が危惧されます。

これは、今までにおいても報じてきましたとおり、
分解が比較的容易ということです。


それでは、なぜ窒素含有率の高い有機物(今まで記した鶏糞堆肥が挙げられますが、)は、
土壌中の微生物による分解が比較的早いのでしょうか?

事項にて説明していきます。

2).窒素含有率の高い有機物ほど分解が早い


3).炭素率(C/N比)


 有機農業を実践されている生産者や、一部の消費者の方々はご存知の言葉かもしれません。
しかし、一つの専門用語として、その解説をしていきます。

 単純に記して、有機物の全分析における炭素(C)の含有率(%)と窒素(N)の含有率(%)を求め、
炭素÷窒素の値を『炭素率』、略して『C/N比』と称します。

分析においては、特殊かつ高価なCNコーダーという機器を使って分析するのが一般的ですが、
ここでは機器の説明は省きます。

※精密分析が必要と思ってください。その程度にしておきます。

 実はこの比率が、有機物の分解の難しさ(難易性)と容易さ(易分解性)の目安に用いられております。
表1に、代表的な有機質資材のC/N比を示します。
通常、C/N比が10~25程度が適当であるといわれております。



 イネわらに着目しましょう。
C/N比が60もあります。これは何を意味するのでしょうか?
じつは、この比率が高いということは炭素が多くて、窒素が少ないことを意味しています。

 ですから、土壌中の微生物がイネわらを分解して、中に含まれている窒素を餌として奪おうと思っても、
土壌中に窒素が少なければ、微生物は活動しにくいんです。

エネルギー源・食糧がないですから。
C/N比が高いということは、難分解性有機物ということがいえるのです。

それゆえ、このイネわらを分解させたいのであるならば、
C/N比を10~20程度になるように、適量の窒素肥料(尿素でも鶏糞堆肥でも)を与える必要があるということです。
つまり、微生物の餌を与えないといけないということになります。

4).微生物は窒素を餌としてどうする?


 土壌中の微生物はアンモニア態窒素を餌として増殖します。
難分解性有機物を分解させるため、微生物自体が増殖していく必要がありますよね。

援軍がほしいんです。その援軍に給与を払わないといけない。
それがアンモニア態窒素なのです。

なぜだか分かりますか? Vol2の図1の窒素の循環図を思い出してみてください。
畑作物や野菜類は、硝酸態窒素の吸収を経て、アンモニア態窒素に変わって・・・?
そうですね。アミノ酸を経て、ペプチド結合を介して、タンパク質になっていきますね。

そうです。微生物が増殖するためには、その体をつくるためのタンパク質が必要であるということですね。
すべての生物が該当します。

つまり、植物だけでなく、微生物の体内にも植物と同じ生理メカニズムを有しているということです。
つまり、アンモニア態窒素がタンパク源となっているということです。

5).窒素の奪い合い→窒素飢餓


 C/N比によって、有機物の分解の難易性が異なることは理解できましたね。
C/N比が低い有機物を分解させたい場合は、こ
の比を10~25程度になるように、適量の窒素肥料を与えて、
土壌微生物の餌を与えないといけないことも理解できました。

 もう一つ、別の事例を考えていきます。

先のイネわらのように、C/N比の高い有機物を土壌に施用して、作物を栽培した場合、どうなるのか?なんです。
あるいは、少量の窒素を加えたけど、C/N比が50位だとしましょう。
まだ、これでは適正の領域ではなく、高い比率ですよね。

 実は、土壌中の微生物はもちろん、窒素を奪って増殖しようとします。
イネわらも若干ながら分解も進み、その中の窒素も奪おうとするでしょう。
そうすると、植物にとっては、微生物によって、必要な窒素が奪われてしまいます。

この場合、微生物が植物より、奪う力が強いんですね。いじめっ子いじめられっ子みたいなものです。
 ですから、少量の窒素を与えたとはいえ、イネわらもありますから、
微生物が猛威を振るって、少ない窒素を植物が吸収する前に奪ってしまったということです。
植物は窒素を吸収できず、飢餓状態に陥ります。このことを『窒素飢餓』と称します。

6).赤潮を思い出してみましょう→海でも起こる「窒素飢餓」


別の事例でいいますと、『赤潮』を思い出してください。
河川や海の水が、汚水や有機物で汚染されたら、水中にいる微生物にとっては餌です。

でも、その餌を食べるには、水中の酸素が必要なんです。
でも、酸素の量も限られていますから、本来、魚類がえらで呼吸するのに必要な酸素までも奪ってしまうんです。
だから、魚類は窒息死するんです。

植物における窒素飢餓は、この現象とよく似ています。
ですから、微生物は強いですね。番長ですね。

7).有機肥料や有機質資材には保証成分においてC/N比記載あり


 以上のことから、油かす・魚かす等の有機質肥料は、成分がほぼ一定ですので、
C/N比における問題はないと見ております。

園芸店や大型スーパー等で市販されている牛糞堆肥や牛糞バーク堆肥におきましても、
袋に保証成分の他、C/N比も記載されておりますので、必ずチェックしてください。
基本的には10~25の範囲内にあり、問題があれば出荷できませんので。


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2.素人による自家製や異種業種副産物としての堆肥は要注意→使用前に必ずやらなければいけないこと



1).必ずC/N比を確認しよう!


 問題は市販の製品ではなく、素人による自家製の堆肥、近隣の農家さんや、
異種業種(もともと、堆肥等の農業資材が専門でない場合)の製造メーカーの副産物として得られた堆肥等は、
C/N比の測定を実施したかどうか?」を尋ねてみることが大切です。

 このような業種さんの場合、「やっていない」とか「わからない」と答えるケースも多いです。
そのメーカーさんが、自分たちの堆肥を買ってほしいという場合は、そのメーカーさんに対して、
民間の化学分析屋に分析を依頼するよう頼んでください。その結果で判断することも大切です。

 『使った有機質資材のC/N比が高かったために、窒素飢餓を起こしてしまった』ということも、
有機農業に切り替えたら失敗したという要因の一つでもあるといえましょう。

2).コマツナを用いた簡単なポット試験も重要です


 安くて、苗を植える黒プラスチック製の鉢が売っていますねね。口径12cmで深さ10cm程度で結構です。

そこに、市販の黒土も買ってください。
園芸用の腐葉土等市販されていますが、養分が豊富なので使えません。写真1に参考を示します。



酸性状態で養分の少ない黒土を用いて、その堆肥の肥効を試験することが一番重要です。
試験の方法はいろいろありますが、簡単にしておきましょう。
やり方は、鉢一つ当たり、500gの土を入れて、コマツナの種を10粒程度植えます。
できれば、土壌の酸性を矯正する資材として、炭酸石灰も加えてみましょう。さらに、市販の牛糞堆肥を使って比較するのです。

例えば・・・

黒土500gだけ
黒土500g+炭酸石灰1g (10a当たりの土に対して200kg施肥するのとほぼ同じ)
黒土500g+市販の堆肥5g(10a当たりの土に対して1t施肥するのとほぼ同じ)
黒土500g+炭酸石灰1g+市販の堆肥5g
黒土500g+試験したい堆肥5g
黒土500g+炭酸石灰1g+試験したい堆肥5g

というようなものです。
これは、私が行うコンサル業務における『研究』ということになってしまうのですが、
0.1g程度まで計ることのできる料理用電子天秤があれば、簡単にできますよね(写真2)。



 ここで補足しておきますが、小規模家庭菜園程度の小さなお庭で、趣味の園芸等、野菜を作っている方々であれば、その土を使ってみるのも一案ですね。けっこう、石灰とか肥料やっているでしょうから、この場合、炭酸石灰の施肥は必要ないでしょう。

 目的は何か? 自家製なり、農業資材異種業種による副産物堆肥の肥効を調べることにあるのです。

市販の堆肥と比べてみて、どれだけ違うの?


コマツナは約3~4週間で収穫して、食べてもいいし、電子天秤があれば重さを量ってみるのです。
それぞれの処理区の違いが分かりますね。

4).二回なり三回連作してみましょう


 次も大事です。二回目も同じく、コマツナを10粒植えて、栽培するのです。なぜだか分かりますか?
 牛糞堆肥は窒素の含有率が少ないから、10a当たり1tになるよう、
ポット500gに5g程度を奨励しました。そうですね。
これは、有機肥料ではなく、有機質土壌改良資材として使えるということですよね。
ですから、土の微生物の働きを活発化させて、じわじわと分解させていくいうことでしたね。

 ですから、鶏糞堆肥を牛糞堆肥のように、土500g当たりに5gも加えたらどうなるのか?

もう、想像できますね。

 肝心なことは、牛糞堆肥はおそらく、
一回目のコマツナ栽培よりも、二回目または三回目というように連続的に栽培することによって、
かえって、収量が上がる可能性がありますよね。じわじわと分解されていきますから。

それに市販の牛糞堆肥や牛糞バーク堆肥では、C/N比は記載されており、通常、10~25位の範囲にあります。



「なんで、こんなことしなくてはいけないの?」と思われる方も多いと思います。
もちろん、強制はしません。
 このように、意外と簡単な試験によって、堆肥の性質が分かってくるんですよ。
それと同時に、自家製の堆肥であれ、異種業種の堆肥であれ、比較してみるということですね。

水戸黄門の印籠ではないですが、なんでも、真から『オーガニックや健康という問題』を考えていきたいのであるならば、
できる限り、自分たちの目で観察することが大事なことだと思っています(写真3はポット試験の一事例です。
→処理区による生育の差が分かりますよね)。

 次の3).は絶対にやらないといけない、ポット試験です。


3).コマツナは植えなくてもいいから、堆肥も適量であれ、
絶対にやらないといけない超簡単なポット試験(私の失敗経験から)


 上記のポット試験。電子天秤を買うのも嫌だから…
理由は何でもいいですが、これだけは絶対にやらないと大変な事態になりますよ。

 それは何か? 土は市販の土を使う必要もないです。庭の土でも、家庭菜園でもなんでもいいです。
先の市販の黒土であれば、炭酸石灰1g程度と自家製や先の市販されていない堆肥を5g前後、
加えて、単純に水だけをあげて放置してください。

簡単でしょ?

「何のために?」 これは、これら自家製や市販されていない堆肥が、完熟しているかどうか?を調べるのです。
つまり、十分に発酵していなければ、どうなるのか?
考えてみましょう。

堆肥を作る場合、元の資材に十分に水を加えて、むしろで覆って、発酵させますよね。
もちろん、そのあと、70℃近い発酵熱が生じて、堆肥化していくわけです。
この熱によって、病原菌や雑草の胞子を殺すことができるわけですね。

それでは、十分に発酵していなければどうなりますか? 分かりますよね。

一番怖いのは、雑草の胞子が死滅していなかったため、その未熟堆肥を施用した後、圃場全体において、
雑草が繁茂してしまうということなのです。大変ですよ。家庭菜園程度の小さい面積ならまだいいですが、
大きな圃場だったらどうしますか? 無駄な労力がかかりますよね。
とくに、イネ科の雑草は強いですからね。

私自身も苦い経験があるのです。村の堆肥センターで製造された牛糞堆肥であっても、
このように雑草胞子が完全に死滅していなかったということですね。

ダイズ栽培において、堆肥を鋤き込んだ翌日、イネ科雑草が繁茂し、その刈り取りに苦労しました。
仕方ないですね。人を責める前に、自分がきちんと調べなかったことに一理ありましたね。

嘆いても、人にあたっても仕方がありません。
自分で蒔いた種は自分で刈り取らないといけないということを思い知らされた瞬間でもありました。
市販の堆肥はこのようなこともきちんと検査して、
雑草の胞子も病原菌も死滅させる位、十分な発酵熱で処理しています。

いずれにしましても、オーガニックに関心ある方々全員、
このことを理解しておいてください。かなり命令口調な書き方ですが、重大な問題です。

ですから、このようなコンサルというか、私自身、農家ではありませんが、
オーガニック・私たちの健康という領域において、土の健康も含めて、
『土壌肥料学的な視点からの合理的な肥培管理』ということに神経を注いているということなのです。

結論は、自家製や素人がつくった堆肥を薦められた場合、必ず、ポット試験をやってください。
自分の目で安全であるかどうかを確認することなのです。


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4).上記ポット試験での資材の計算方法


 2).で挙げた、土500gに対して、炭酸石灰と牛糞堆肥の施用量の計算方法を紹介しておきます。
簡単な比の計算です(中学1年で学ぶ方程式程度です)。
頑張りましょう。理解してしまえば、いろんな比較試験ができますよ。
また、機会を見て、多くのコンサル業務の中で実施した試験例を紹介していく所存です。

これは肥料の施用量の計算、私たちは『施肥設計』とか『施肥計算』という表現をしますが、
これも大事なことですので、頑張りましょう。皆さん、小規模な家庭菜園を実施されている方でありましたら、大いに役立つ計算式ですよ。

わが国では土地の面積は一反または10アール(アルファベットでaと書きます。
以下、10aと書きます)を単位にしますね。

10aとは何平方メートルでしょうか?

実は、10aとは、100m×10m=1000m2なのです。これは面積です。
土地は面積で示しますが、土壌というのは面積ではなく、体積または容積で示します。

そこで、一般的に深さ10cmまでの容積を求めましょう。「なんで10cm?」って思われるかもしれませんが、
ポットの口径12cm、深さが10cmということで割り切りましょう。

10cmでは単位が合わないので、メートルに換算します。そうすると0.1mということになりますね。
先ほどの10a当たりの面積1000m2に0.1mを掛けたら、1000m2×0.1m=100m3となりますね。
つまり、10a当たり深さ10cmの土の容積は100m3となるのです。

まだ終わりではありません。これは立方メートルですね。
私は当初、ポット試験では土500gと書きました。これは重さですね。単位が極端に違います。
そこで、容積から重さに変換するやり方を書きます。

算数か数学の復習になりますが、お分かりですか? 『比重』を使うんですね。
水の比重はいくらですか?→『1』ですね。これも丸暗記をしては応用力がつきません。
単位を見てみましょう。比重の単位は『1g/cm3』でしたね。正確には1cm3の箱に4℃の水が1gということで、
中学の理科で学習したかと思いますが、この際、そんなめんどくさいことはやめましょう。

※水の比重は1cm3当たり、1gとします

ここがミソですね。土100m3はどのくらいの重さなの? 想像できますか?

そのために比重の単位を示したのです。
1g/cm3=1g/mlに置き換えることもできます。1cm3=1mlということですね。
比重はこのように書き換えることができるのです。1g/ml=1kg/L。分かりますか?

算数ですよ。1kg=1000g。1ml=1000ml=1Lですよね。
単位が変わっただけで、比重の値は同じですね。

私がなぜ、1cm3=1mlという単位を置き換えたか? 
1000ml=1Lということは理解できますが、1000立方センチメートルは1(?)立方メートルというか分かりますか?
こういうことですね。1000cm3=1(?) 
私は、小学校4年の算数で10cm=1dm(デシメートル)と習いました。

答えを導きましょう。
1000cm3=10cm×10cm×10cmですね。10cm=1dmですね。
ということは、1dm×1dm×1dm=1dm3(デシ立法メートル)となるのです。

ですから、1kg/L=1kg/dm3となるのです。
次です。1000kg=1tですね。1000dm3=1m3なんですね。ということは、
1000kg/1000dm3=1t/m3となることが分かりませんか?

土の比重の求め方は非常に複雑ですので、ここでは避けます。
実際の圃場では『仮比重』というのを特別な器具で求めます。
ここでは仮比重を『1』にします。めんどくさいので。

ですから、先の10a当たりの容積は100m3であることを求めましたね。
仮比重が1t/m3ですから、100m3×1t/m3=100tになるということが理解できますか?

複雑な計算でしたが、単位で見ていくという習慣が必要なのです。
そうすると、物理の難しい計算も理解できるようになります。

ここで問題です。
10a当たり、仮比重が1の土に対して、炭酸石灰200kg、牛糞堆肥1tを施用します。
土500gではいくらですか?もちろん、仮比重は1にします。

10aの土は100tでした。100tでは大変なので、100kgにしましょう。
1/1000倍したんですね。そうすると比例式ですよね。炭酸石灰200kgは200gになりませんか? 
牛糞堆肥も同じように計算しましょう。1t=1000kgですね。ということは1000gですね。

簡単でしょ?

500gの土は0.5kgに置き換えましょう。
単位が揃いましたね。

後は比例式です。
炭酸石灰を求めますね。
100kg:0.5kg=200g:xg
ですね。xを求めましょう。内向と外向を掛け合わせますね。
100×x=0.5×200
100x=100
X=1
上のポット試験例を見てください。炭酸石灰は1gになっていませんか?

これは、生産者に限らず
、小規模な家庭菜園レベルでの栄養価の高い作物を作ろうとすることに大いに役立つ公式ではないですか?
算数や中学1年か2年程度の比例式や方程式を思い出せば、誰でもできる筈ですよ。

応用問題に行きましょう。

牛糞堆肥1tは?

1t=1000kgでしたね。これを先のように1000gにしましょう。

比例式は?
100kg:0.5kg=1000g:xgですね。

xを求めましょう。

内向と外向を掛け合わせますね。
100×x=0.5×1000
100x=500
X=5

上の比較試験例で、牛糞堆肥は何gになっていますか? 

そうです、5gですね。

仮比重の話は別の機会に詳しくお話します。
今回のポット試験や家庭菜園程度であれば、
この仮比重は『1』でいいです。基礎学習として理解しておいてください。


例えば、農業関係の書籍、家庭菜園に関する本でさえ、この知識を駆使すれば、いいものが作れます。
過剰施肥を防ぐためでもあって、何でもかんでも、やたらに施肥すればいいというものではないんです。

是非、ご活用くださいませ。

終わりに


さて、堆肥における窒素についてのお話、第3回目が終わりました。
消化不良の方も多いかと思いますが、
ぜひ何回か読み直していただき、消化していただければと思います。

次回は、今回お話しした窒素含有率の高い鶏糞堆肥が分解されやすく、
窒素が低い牛糞堆肥や牛糞バーク堆肥がどうして、分解されにくいのか?

について、より詳しくお話ししていきます。

それでは次回にまた会いましょう。

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