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有機肥料の代表格である鶏糞も要注意な訳【リン酸過剰蓄積編 ②】 〜「農学博士」スエタローが教えるオーガニック農業講義vol.2〜

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。

こんにちは、スエタローです!
前回、リン酸の酸過剰蓄積についてお話ししましたので、
今回はその続きです。

栽培農家さんやメーカーさん(法人も含む)も、
必要以上の施肥は実施していないと答える方も居られることでしょう。

なかなか、生産者の現場で土壌断面調査等実施しないと思いますが
(先の長野県の現場で初めて見る方も多く、びっくりされていたことが事実です)、
現実は、このような土壌断面調査を実施したことによって、リン酸の過剰蓄積を明らかにしました。

実は、ラテンアメリカのブラジルや
パラグアイの日系移住地でも同じ現象が認められているのです
(後程、取り上げます)。
実は、私たちには見つけにくい、あるいは思いもよらない盲点が潜んでいたのです!


1.肥料および植物栄養的な視点からの盲点

1).化成肥料や鶏糞堆肥における盲点

1)-1.化成肥料の窒素とリン酸の保証成分はほぼ同じケースが多い


 農協、園芸店、大型店等において、多種多様な化学肥料や鶏糞堆肥、牛糞堆肥等が市販されています。
必ず、そこには三要素や必要に応じて、他の栄養素(マグネシウム、硫黄や亜鉛等)の保証成分が記載されています。

今回は、窒素とリン酸に注目します。
化成肥料であれば、N-P2O5-K2Oという形で、8-8-8とか、
12-12-12というように三要素の含有率が記載された化成肥料を見受けることがあるかと思います。

化成肥料も多種多様なので、全部は列挙できませんが、ここで重要なことは、
窒素とリン酸の保証成分率がほぼ同じか、
またはリン酸の含有率が窒素よりも上回っている化成肥料(例:12-24-12)が市販されていることに
注意が必要なのです。このことは、化成肥料に限りません。

比較的安価な有機質資材の代表格である鶏糞堆肥も要注意なのです。

1)-2.鶏糞堆肥の保証成分も要注意

有機質資材の場合、家畜ふんにせよ、飼料の品質に大きく影響してきますが、
鶏糞堆肥の場合、通常、窒素は4-5%、リン酸も同じく4-5%程度含有されています。

余談ですが、牛糞堆肥の窒素やリン酸の含有率は0.5-1%程度と低いですが、
この両者の違いの理由は、次の会以降で取り上げたいと思います
(日本、パラグアイ、エクアドルの大学や大学院の授業でも取り上げました)。

 このように、市販の化成肥料(有機JAS認定もある)や鶏糞堆肥等、
窒素やリン酸の保証成分がほぼ同じ含有率ということが重要な盲点であることをまずは理解してください。

「どうして?」 その理由は、次の植物栄養的な盲点のところで詳細に説明します。 

2).植物栄養的な視点における盲点

2)-1.ブラジル、サンパウロ州日系移住地でのトウモロコシ栽培比較試験

 写真2は、ブラジル、サンパウロ州にある日系移住地でのトウモロコシ栽培比較試験ですが、
図3に一部、興味深いデーターを示します。

トウモロコシ収穫後の子実(可食部)、芯、茎葉(茶色に枯れあがった状態)別の、
五要素の養分吸収量(kg/ha)を示したものです。

五要素は元素記号で書いておりますが、結論から記して、
この五要素は、作物(部位別も含む)が均等に吸収しているものではないということが分かります。
 

写真2 ブラジル、サンパウロ州奥地におけるトウモロコシ栽培比較試験の光景, 2004


図3 トウモロコシ部位別の五要素吸収量の違い

2)-2.トウモロコシ子実・芯・茎葉部位別五要素吸収量の比較


 この図からも、窒素が一番多いことが分かります。
そして、部位別で見ますと、子実である可食部(タンパク源として)に多いことも分かります。
次が何でしょうか? リンと答えたいでしょうが、実はカリウムなんです。

ただし、この図からも分かりますように、茎葉に多いということです。
それゆえ、植物栄養学的な視点から、可食部(子実)以外の部位も示す必要があったのです。

さて、肝心なリンはどうでしょうか? リンも窒素と同様、子実に多く分布しますが、
多量要素であるにもかかわらず、窒素やカリウムと比較して、
吸収量が極端に少ないことが分かります。実は、ここが盲点なのです。

3).市販化成および有機質資材と植物栄養的特性の矛盾

3)-1.窒素とリン酸における肥料内同一保証成分と吸収量の違い

 これでお分かりのことと思います。
市販化成および有機質資材の三要素の保証成分と植物栄養学的特性の違いに大きな矛盾があるということです。
このことは強いて記せば、安易な化成肥料の施肥が過剰施肥土壌を形成していく背景でもありますが、
リンに限らず、中量要素であるカルシウムやマグネシウムにおいても過剰蓄積が目立っており、
一つの社会問題として発展しているのです。
これら二元素については、後日、土壌肥料学の基礎と兼ねて解説したいと考えております。

3)-2.過剰施肥土壌形成前の戦前も含めた酸性土壌向けであった

 さて、それではなぜ、これら市販肥料において、窒素やリン酸の保証成分がほぼ同じなのか?
という疑問が湧くことでしょう。土壌条件の違いも考慮する必要がありますが、
実は、歴史を紐解けば、戦前は日本は酸性土壌が多く、
石灰やリン酸による土壌改良が必要であったことに由来すると思っております。

そのことは、ラテンアメリカにおける農業技術協力・教育の中で取り扱うこととなり、
戦前に近い頃の日本農業(大正から昭和初期にかけて活躍した、
私の大先輩である宮沢賢治先生の羅須地人協会での稲作普及や、
東北砕石工場技師としての炭酸石灰の普及等)というものを考えさせられた時期でもありました。
それゆえ、日本の稲作も含めて、農業史を知ることも必要になってくるでしょう。

4).緊急的な対処法

 それでは、肝心な対処法ですが、リン酸は、窒素と違って比較的過剰障害が出にくい栄養素です。
事実、京都市西京区の土壌表層には、400mg/100g近いリン酸過剰蓄積土壌も存在しておりましたが、
こうなると、亜鉛やマンガンの肥効が低下し(リン酸と競合し、拮抗作用と称します)、
植物は欠乏症を引き起こす可能性が高くなります。

 したがって、土壌断面調査結果より、過剰蓄積の傾向が認められた場合は、
極力リン酸含有率の低い肥料に切り替えることです。
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2.ブラジルおよびパラグアイの日系移住地における調査結果

 両国ともサッカーで有名な国ですが、この二か国の日系移住地における事例を紹介します。

1).ブラジルにおけるトウモロコシ栽培土壌での調査結果→最悪な事態

1)-1.土壌断面調査における超リン過剰蓄積


 先の図3の圃場における断面調査結果と同様、ブラジルでの結果を図4に示します。
ここも極度のリンの過剰施肥状態にあることが分かります。

ここでは、京都や長野での断面調査結果と違って、
先ほどのトウモロコシ栽培前(表層のみ)と葉が生い茂った頃(栄養生長期)と収穫後というように、
3つの時期別の土壌層別サンプリングを行って、その違いも調べてみました。

トウモロコシ栽培実施は、雨季のスコールの激しい時期であったにもかかわらず
(毎日、雷がゴロゴロとなって、肌に雨滴が当たると痛いほどの強雨でした。

ゲリラ豪雨が、毎日続くと想像してください)、
リンは土壌中をほとんど動いていないことがご理解いただけますでしょうか?。
 ちなみに、サンパウロ大学農学部の圃場(USP)では、リンは低い状態に維持されており、
移住者が30年以上にわたって、如何に安易な施肥をやってきたかを象徴するデーターであるともいえます。



     図4 ブラジル、サンパウロ州の日系移住地におけるリン過剰施肥

1)-2.日系移住者側の誤った固定概念が根付いていた

 実際、多くの日系移住者(一世)の場合、教育も不十分なまま移住したという経緯もあり、
『たくさん施せば、たくさん穫れる』、
『強いスコールで肥料養分が全部下層に流されてしまったと思ったから、
施肥を続けないといけない』という強い固定概念が築き上がっており、
その壁を破壊することは容易ではありませんでした。そこで、このような断面調査を実施して、
自分たちがいかに必要以上の施肥を実施してきたのか?それを学んでもらうチャンスでもありました。


なお、リン酸資材としては、溶成リン肥の他、
大量の鶏糞堆肥も施用してきたことも突き止めています(この移住地の基幹産業が養鶏だったからです)。

2).パラグアイにおけるヒマワリ栽培土壌での驚くべき調査結果

2)-1.土壌断面調査における超リン過剰蓄積

 次がパラグアイでの事例です。
図5に同じく日系移住地のヒマワリ
(インコの餌ではなく、油糧作物としてです)栽培試験における土壌断面調査結果を示します。
実はパラグアイと先のブラジルのサンパウロ州では土壌の分析方法や採用単位が異なるため、
単純な比較ができませんが、この断面調査結果を見ても分かりますように、
表層にリンが過剰集積し、下層20cm以降はほとんどゼロに近い状態であることが分かります。

ここはわが国のような小規模園芸農家と違って、大規模経営農業です。
それゆえ、オーガニックであるかは定かではありませんが、明らかに不適切な施肥が原因であるといえます。


   図5 パラグアイ日系移住地のヒマワリ栽培試験における土壌断面調査結果

2)-2.土壌分析は農用地の血液検査である

 確かに、三要素が含まれた安易な化成肥料の連用は、
過剰施肥土壌を形成していくことがご理解いただけと思いますが、
このことは、鶏糞堆肥のような有機質資材であっても、同じような傾向が生じることを忘れてもらいたくないのです。
 従来の化学肥料による近代農法であれ、オーガニックであれ、
その前にきちんと調べなければいけないことは、自身の圃場における土壌断面調査ならびに理化学性の分析です。

農用地における血液検査に匹敵しますので、土の健康が損なうのであるならば、

もちろん、持続可能な技術としては成立しませんから、
そこには本当の意味でのオーガニックは存在しないという考えを持っております
(私の30年以上にわたった、土壌肥料学および持続生物生産技術に関する研究経験から)。

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3.パラグアイの貧栄養灰色砂壌土でのリン酸施用量比較試験

1).貧栄養土壌でのリン酸の必要性

 図5にパラグアイの日系移住地の事例を紹介しましたが、
ここでの研究教育協力活動の他、メインであったのが貧困層の多い地帯であり、
大学教官として卒論指導教育に携わっておりました。ですから、この場においても、
このような貧困層の多い地帯の土壌特性の違いも比較材料として取り上げ、
このような土壌ではリン酸の適量施肥が必要であることを示していきます。


          写真3 ササゲ栽培比較試験の光景, 2010

2).貧栄養土壌でのササゲ栽培におけるリン酸施肥比較試験の成果

 写真3に灰色砂壌土でのササゲ栽培比較試験の光景を示します。
実際、私がピラール大学農牧地域開発学部における学生卒論指導の一つであります。
手前の真ん中がリン酸を施肥していない状態です。

後方はリン酸を施肥していますので、前方よりも生育が良いことが分かるかと思います。
 それでは、なぜここではリン酸の施肥の効果があったのでしょうか? 
それは栽培前の土壌分析の結果より、リンは2.04ppm(mg/kg)と欠乏状態に近かったからです。
これは、戦前の日本の農耕地にも該当することでありまして、
正しく、ラテンアメリカでの技術協力・教育は、わが国における農業やオーガニックに対して、
初心に戻る機会を与えてくれた時期でもあったわけです(パナマ運河で有名なパナマでは、
非常に興味深い事実がありましたので、機会を見て取り上げたいと思います)。


         図6 リン酸施用量別のササゲの子実収量の動態

 図6にリン酸施肥水準別のササゲの子実収量の動態を示します。

リン酸を施肥していない場合は、明らかに収量が低くなっていることが分かります。
つまり、リン欠乏状態にあるということです。

それに対して、リン酸の施用量を変えた形、つまり施肥量比較試験の結果より、
リン酸(P2O5)として50kg/haまでの施肥は積極的に収量が増大し、
それ以上の施肥は頭打ちしていることが分かります。

つまり、リン欠乏土壌においても、
ある一定量を超えた施肥は収量に影響を及ぼさないということです。

このような行為を続けていくと、
リン酸過剰蓄積土壌が形成されていくということが、もうお分かりいただけますでしょう。

3).ササゲ子実の養分吸収量

 図7にササゲ収穫子実中の五要素の吸収量の比較を示します。
先の図3のトウモロコシのケースからもお分かりのように、窒素が一番多く、リンが少ないという結果です。
当初、貧栄養および酸性状態の土壌ではリン酸の適量施肥による改良が必要ですが
(詳細はここでは省きます)、植物における吸収量は想像以上に少ないということです。

             
             図7 ササゲ子実の五要素吸収量の比較

4).ササゲには根粒菌による空中窒素固定作用がある

4)-1.リン酸以外の施肥は実施していない

 ちなみに、この試験ではリン酸以外の施肥は実施しておりません。
もちろん、ササゲはマメ科植物の一つですから、窒素肥料の施肥は必要ないのです。
何故だか分かりますよね。それは、マメ科植物に着生する根粒菌が、
空気中の窒素を捕まえて、アンモニアに変えて植物に供給しているからです(写真4)。
反対に、植物は光合成によって得られた糖(炭水化物)を根粒菌に与えているのです。
つまり、お互い助け合って、物々交換しているということで、このような関係を『共生関係』と称します。


          写真4 ササゲ生育時(写真3)の根に着生した根粒, 2010

4)-2.共生関係を成立させるためにもリン酸が必要

 この共生関係を成立させるためには、

植物が光合成によって得られた炭水化物を根粒菌に与える必要があります。
そのためには、何は必要なのか?

 そうです。リン酸を適量施用して、光合成の促進を高めることが大切なわけです。

そのため、植物にとってリン酸は必須であり、肥料の三要素の中の一つに組み込まれているのです。
そのことによって、空気中の窒素が植物の栄養として効率的に活用されているため、

環境保全の視点からも大いに役立っているというわけです
(ドイツのノーベル化学賞を受賞したハーバーとボッシュによる、
大気中の窒素からアンモニアを合成する手法の話を組み込む予定でおります)。

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4.肝に銘じておかなくてはいけないこと



1).有機肥料・オーガニックを目指したが失敗してしまう理由

 多くの農家さんの中には、有機農業に切り替えたが失敗したという報告も多数あります。
例えば、有機資材を購入したが、全く効かないとか、かえって、品質が悪くなってしまった等。
その一つの要因に、本日報告したリン酸の過剰施肥状態になってしまったことも挙げられます。

ですから、各自の土壌の断面調査、根本からの原因究明が必要になってくるのです。

2).マスメディアに騙されるな!



2)-1.「化学肥料は悪・有機肥料が善」だと考える前に農用地に注目しろ!

 よくTV番組等で、「化学肥料ばかりやっていると害虫が増えて仕方がない。
だから、有機農法に切り替えたら、問題が解決して、作物が健全な生育をしてくれるようになった」等と報じるケースが多数あります。
しかし、私は今までの経験から、「このようなマスメディアに騙されるな!」と訴えたいのです。

 この場合、化学肥料というように報道されますが、化学肥料にもいろいろあります。
この場合の化学肥料は窒素を主に指します。

(窒素の話は後日に回しますが)窒素のやりすぎは植物体を軟弱にし、
病害虫によって汚染されやすい状態になってしまうのです。

 有機肥料は何を使ったのですか? 

牛糞堆肥、緑肥、鶏糞堆肥等、こちらも多種多様存在しますし、窒素の含有率も違います。
実は、土壌の過剰施肥状態によって、窒素の効きも異なってくるのです。

そのため、有機窒素でも必要以上に施肥する羽目となり、
硝酸態窒素による水質汚濁や、窒素酸化物となって大気汚染を引き起こす等も問題視されており、
有機農法に切り替えても失敗する例がここにあります。

2)-2.土壌肥培管理の処方箋は地域や生産者によって異なってくる

 今回のリン酸も含めて、カルシウム(酸化物は石灰)やマグネシウム(酸化物は苦土)が過剰に蓄積していないかどうか? 
医師が患者さんに対する処方せんが異なるように、生産者の圃場の状態によって、
肥培管理に関する処方せんも異なってくるのだということをご理解していただきたいと思います。

3).土壌は地球にしかない貴重な産物



 今回の締めとして、重要なことを書いておきます。
農業・食と健康の基本は土壌にある」ということです。
土壌は岩石が長い年月をかけて、水や生物の作用で風化した貴重な天然資源です。
この資源は太陽系の惑星群の中においても、地球にしか存在していないのです。
月には土壌はありませんよ。岩石と砂ばっかりでしょう。

水がありませんから。双子星の火星でさえ、
水がないですから(かつては存在していたかもしれませんが?→引力が地球より小さいでしょうから・・・)、
岩石または砂ぐらいなものでしょう。
ですから、地球にしかない産物であり、
「この土壌なくして、私たちは生きていけない」といっても過言ではありません。

そしてこのことが、私たちの食と健康を支えている一番の要ですので、
是非とも、私たちの身近にある土壌を見直し、大切に可愛がってほしいと切望するわけです。

4).オーガニックの基本骨格は土壌であり、私たちの健康への近道

4)-1.オーガニックという言葉だけが早歩きしてない?


 昨今、「オーガニック」という言葉が盛んに流行っており、
有機JAS認定の食材であれば、消費者にとっても健康で安全な食品であると…
しかし、裏を返せば、そこには疑問があります。

今回、今までの研究教育協力活動等の中で、リン酸に限ったことではありませんが、
カルシウムやマグネシウム等による過剰施肥土壌が形成され、このことは表1でも示しましたように、
野菜類のミネラルやビタミン群欠乏を誘発しているということです(植物や動物体内のミネラルの欠乏が、
実はビタミン欠乏を誘発する理由も取り上げないといけないかもしれません)。

過剰施肥とそうでない土壌での野菜栽培実験(植物体可食部の鉄や亜鉛等の分析も含みます)からも、
先の表1で示した、ミネラル欠乏というほぼ同様の傾向が認められています
(今回は提示しておらず、後日機会を見て)。
 ですから、健康や安全という概念だけが先走りした感じに思えてなりません。

私以外にも、このように考える農学者や土壌肥料学者も多いことでしょう。

4)-2.有機農業ではなく合理的肥培管理こそ、オーガニック+健康への近道

 まずはオーガニックの基本骨格は土壌であり、その土壌条件における適地適作も考慮に入れながら、
合理的な肥培管理(有機100%ではなく、
肥料養分の残存状態によっては化学肥料の導入や鉱物系土壌改良資材の投入、
必要であれば山土や火山灰酸性土壌等の客土も!)の実践こそ、
長い目での持続可能な農業、食と健康にも結びついていくと信じております。

 私は、『オーガニック』という言葉を強調したいのであるならば、
そこには、必ず健康という問題も併せて考えていくべきであると思っております。
ですから、たとえ、有機JAS認定であったとしても、
従来までの有機農業が土壌環境を破壊するものであるならば、
それはオーガニックならびに健康に直結するものではないと断言できます。

今回、この場ではその一部を挙げましたが、今までの研究結果からも明白です。
 それゆえ、土壌(農用地)の健康を考えた『合理的な肥培管理法を基本鉄則』とし、
オーガニック+私たちの健康(糖質制限も含みます)に直結する事項であると信じております。
それには、まず豆知識程度であれ、多くの関係者の方々には土壌肥料に親しんでほしいと願います。
別機会に、土壌肥料に関する詳しい解説を設ける所存でおります。

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