大阪府立環農水研報

１:23～26(2014)

Bull.Res.Inst.Env.Agr.Fish.Osaka 1:23～26(2014)

シュンギク施設栽培での豚ふん堆肥炭化物分級残さのカリウム肥料効果
佐野修司・鈴木敏征・上田浩三 *・阪本亮一 *・関戸知雄 ** ・土手（ *日立造船(株)・ ** 宮崎大）

Ⅰ．はじめに裕 ** ・内山知二

化物の回収残さ（以下，炭化物）を用いて，カリウム肥料効果を検証したので報告する．

近年畜ふん廃棄物を，環境負荷の低減や農地への還元の際の運搬のしやすさなどから，炭化することの有用性が指摘されている

1，2)

Ⅱ．材料および方法．畜ふん廃棄物の中でも，豚ふんは牛ふんに比べてリン酸やカリウムを多く含んでおり，近試験は，大阪府泉南郡熊取町で，約20年前に水田転作

年肥料原料の価格が高騰している中で，限られた資源で畑（土性は埴壌土ある両元素の回収利用が期待されている．

ニールハウス（以下，試験ほ場）で実施した．試験ほ場

灰色低地土）に設置された約2aのビ

このような背景のもと，豚ふん堆肥を炭化した上で，では泉南地域で典型的に見られるシュンギクの連作が行リン酸濃度の高い部分と低い部分に分離することで，リわれており，2～3年ごとに春から夏にかけてズイキが作

ン酸とカリウムを効率よく回収する技術が開発されてい付されてきた．試験を開始するまでは，有機資材として

3)る ．この技術は，炭化物の表面に集積したリン酸濃度の稲わらを200kg/10a程度年2回施用し，肥料は蒸製骨粉を高い部分を粉砕して微細化し分級することで，従来より主原料とする有機化成肥料が主に施用されてきた．

も省エネルギーかつ低コストでリン回収できるのが特徴

試験期間は2012年11月から翌年1月とし，試験区はほ場

で3)，回収したリン酸は化学肥料の原料として用いることを6等分し，有機入り化成肥料を用いた慣行区と，なたねができる．

油かすと炭化物を施用する区（炭化物区）を各3連で交互

一方で、リン酸濃度の低い部分は残さとして回収されに配置した．カリウム代替効果を確認するために，両区るが，多量必須元素であるカリウムが数％程度含まれてのカリウムの投入量が同じになるように，施肥量を調整おり，肥料効果も期待できる．カリウムについては有機した．第1表に各区の肥料の種類と施用量，そして成分ご肥料として流通しているのは草木灰など限られたものしとの投入量を示す．

かないのが現状であり，上記の回収残さをカリウム源と耕種概要および調査方法は，以下の通りであった．炭して活用できれば，有機栽培や特別栽培農産物など，さ化物や肥料の施用は11月2日に行い，トラクターで耕起おらに付加価値の高い農産物の生産にも寄与できる．また，よびうね立て後，11月5日に播種を行った．収穫調査は翌

化学肥料のカリウムの原料は主にカリ鉱石であり，限り年の1月31日に行い，各区で生育の中庸な部分（うね長ある鉱物資源であることから，廃棄物由来のカリウムの50cm，約0.3㎡）のシュンギク地上部を採取し，新鮮重を利用を検討することは，資源の有効利用の点でも有意義

測定し収量を算出した後，通風乾燥機中で80℃で24時間である．

乾燥し，乾燥重より水分含量を測定した．各種成分の分炭化物を農地に施用した際のカリウムの肥料効果につはCNコーダー（Yanaco MT-700）で，リンは灰化分解後バなどの報告はあるが，豚ふん由来の炭化物の知見は見ナドモリブデン酸法で，ミネラル分（カリウム，カルシ，牛ふん炭化物

1，2)

析は，縮分した粉砕試料を用いた．炭素含量と窒素含量

7，

いては，木炭8，9)4，5，6)，食品残さ炭化物あたらない．

ウム，マグネシウム，ナトリウム，鉄，マンガン）は原
10)

そこで，大阪府で生産量の多いシュンギク を供試作

子吸光法（日立Z-6100）で測定した．

物とし，有機入り化成肥料を対照に，この豚ふん堆肥炭
Cultivation of Garland Chrysanthemums(Chrusanthemum coronarium L.) under Greenhouse by Residue of Pig Manure Biochar interms of Potassium Availability
Syuji SANO, Toshiyuki SUZUKI, Kozo UEDA, Ryoichi SAKAMOTO, Tomoo SEKITO, Yutaka DOTE and Tomoji UCHIYAMA24大阪府立環境農林水産総合研究所研究報告第 1 号(2014)

第1表
試験区

試験区ごとの施用した肥料と成分投入量（kg/10a）

資材名（N–P2O5–K2O%）と施用量

成分投入量（N–P2O5–K2O）（kg/10a）

慣行区
6–8–5）200 kg/10a

有機入り化成肥料（マルキ有機

12–16–10
12–16–10

計
炭化物区
油かす（くみあいなたね油粕

5.3–2–1）226 kg/10a

12–4.6–2.2

炭化物（0–12–4.4）178 kg/10a

0–21.4–7.8
12–26.0–10

計
有機入り化成肥料は蒸製骨粉と油かすを主体とし硫酸カリウムを混合した肥料
炭化物は窒素を3.7%含むものの，肥効は期待できないので0%と示した
第2表
試験区

pH

作付前の土壌の理化学性（11月2日採取）

EC

硝酸態窒素

全炭素

トルオーグリン酸

mS/cm

mg/100g%

mgP2O5/100ｇ

慣行区

7.25±0.01

0.41±0.05

1.77±0.40

1.71±0.00

537±31

炭化物区

7.24±0.11

0.39±0.11

2.51±1.94

1.67±0.01

528±38試験区

交換性カリウム

交換性カルシウム

交換性マグネシウム

交換性ナトリウム

交換性マンガンmgK2O/100ｇ

mgCaO/100ｇ

mgMgO/100ｇ

mgNa2O/100ｇ

mgMn/100ｇ

慣行区

14.4±1.6453±3124.4±2.7

1.90±0.20

0.045±0.000

炭化物区

17.5±3.9426±1423.8±1.91.86±0.19

0.050±0.011

それぞれ3反復の平均値と標準偏差を示す．
どの項目においても，試験区間で有意差（P<0.05）なし．
表3表
試験区

シュンギク地上部の収量，水分含量および養分吸収量

収量

水分含量**

窒素吸収量

リン吸収量

カリウム吸収量t/10a%

N kg/10a

P kg/10a

K kg/10a

慣行区

3.79±0.28

92.5±0.3

14.5±1.1

1.39±0.10

15.4±2.31

炭化物区

3.96±0.72

93.1±0.2

15.1±2.2

1.29±0.16

18.0±3.21

試験区

カルシウム吸収量

マグネシウム吸収量

ナトリウム吸収量

鉄吸収量

マンガン吸収量Ca kg/10a

Mg kg/10a

Na kg/10a

Fe g/10a

Mn g/10a

慣行区

4.32±0.22

1.45±0.19

3.38±0.18326±15727.4±11.0

炭化物区4.13±0.27

1.18±0.12

3.45±0.44181± 4717.7± 1.4

それぞれ3反復の平均値と標準偏差を示す．
**t検定において有意差（P<0.01）あり．

以上の分析値と収量のデータから，それぞれ単位面積当Ⅲ．結果および考察たりの養分吸収量を算出した．
土壌は，作付前（11月2日）と収穫後（1月31日）に作

第3表にシュンギクの収量，水分含量および養分吸収量土層を採取し，一般理化学性を分析した．作付前の土壌を示す．鉄吸収量のように平均値が大きく異なる項目もの特性は第2表に示す通り，試験区間で有意な違いは見らあったが，水分含量以外には有意差（p＜0.05）は認められなかった．

れなかった．カリウムも試験区間で吸収量は変わらなか各区のデータの有意差は，t検定により評価した．

った．作付前の土壌のカリウム含量は，15－20mgK2O/100gとなって，日本11)や大阪府12)の施設土壌での値よりも低25佐野他：シュンギク施設栽培での豚ふん堆肥炭化物分級残さのカリウム肥料効果

第4表
試験区

pH

収穫後の土壌の理化学性（1月31日採取）

EC

硝酸態窒素*

全炭素**

トルオーグリン酸*

mS/cm

mg/100g%

mgP2O5/100ｇ

慣行区

7.19±0.08

0.79±0.17

4.05±1.63

1.71±0.03546±26炭化物区

7.22±0.09

1.08±0.16

14.1±2.62

1.90±0.04

485±27

試験区

交換性カリウム

交換性カルシウム

交換性マグネシウム

交換性ナトリウム

交換性マンガンmgK2O/100ｇ

mgCaO/100ｇ

mgMgO/100ｇ

mgNa2O/100ｇ

mgMn/100ｇ

慣行区

11.5±1.1

419±33.629.5±3.2

0.46±0.27

0.033±0.005

炭化物区

19.0±3.7462±41.738.2±5.5

1.72±1.36

0.052±0.019

それぞれ3反復の平均値と標準偏差を示す．
*と**は，t検定において有意差（それぞれP <0.05，P <0.01）あり．

く，土づくり指針の適正値13)を下回っていたことから，留意する必要がある．

作物体のカリウム吸収は，肥料からのカリウムの供給に以上，炭化物はなたね油かすと組み合わせて施用する

大きく影響を受けたと考えられる．そして，慣行区の有ことで，栽培農家に広く用いられている有機入り化成肥機入り化成肥料のカリウムは全量化学肥料（硫酸カリウ料と変わらないカリウムの肥効を示すことが明らかとなム）であるため，本研究で用いた炭化物（一部油かす）った．有機由来のカリウム源が少ない中，特に有機農産のカリウムには化学肥料由来のものと同等の肥料効果が物や特別栽培農産物の栽培で有効に活用できるものと考あったと考えることができる．

えられた．なお今回は検討していないが，施用の手間を水分含量は炭化物区で慣行区より高くなった．木炭は，考えると，炭化物は油かすのような窒素を高い割合で含周辺環境が多湿のときには水分を吸収し，乾燥しているむ有機肥料とブレンドした形で流通させるのが望ましい

ときには水分を放出する機能（調湿機能）のあることがと思われる．

14)

知られている ほか，タマネギ炭化物についても同様の
8)

なお，ほ場試験を行うにあたり，生産者の方には日常考察がなされている ．本試験でも，炭化物の施用によりの管理など多大なるご協力をいただいた．記して謝意を

土壌中の水分環境が適切に維持され，シュンギクが水を表する．本研究は，農林水産省新たな農林水産政策を推十分吸収した結果，その水分含量が高くなったものと考進する実用技術開発事業「豚ふん堆肥の炭化による低コえられる．

ストなリン・カリウム回収技術と環境保全型農業資材の第4表に作付後の土壌の理化学性を示す．多くの項目で開発（課題番号22075）」の一部として実施した．

有意差（P＜0.05）は認められなかったが，硝酸態窒素，全炭素，トルオーグリン酸で有意な差が認められ，硝酸Ⅳ．摘要

態窒素含量は炭化物区で高かった．原因として炭化物を施用することにより，先述の通り土壌水分が適切に維持

豚ふん堆肥炭化物の回収残さを用いて，有機入り化成され，微生物による窒素の無機化や硝化が促進されたこ

肥料を対照資材とした栽培試験を行ったところ，カリウとが考えられる．全炭素含量は200kg/10a程度の通常の炭ムの肥料効果が期待できることが明らかとなった．

化物の施用量ではあるものの，炭化物区で高くなった．
トルオーグリン酸は，リン酸の施用量が多かったにもⅤ.引用文献かかわらず，炭化物区で低くなった．これは，土壌中のリン酸が炭化物へ吸着されることにより，トルオーグ抽1)

松丸恒夫・真行寺孝（2005）．牛ふん炭化物中リ出液では抽出できない形態に移行した可能性を示唆して

ン酸，カリの肥料効果

おり，今後形態別に存在量を測定し，リン酸の動態を評

多量施用の影響‐．土肥誌．76:53-57．

価する必要がある．交換性陽イオンは，有意差（P＜0.05）

2)‐特にコマツナに対する

牧浩之・河野哲・永井耕介（2009）．熱および炭は認められなかったが，ナトリウムでは炭化物区で高い化処理による牛ふん堆肥の無機元素収支と溶解性値を示す土壌があり，数年程度の施用では問題はないもの変化．土肥誌．80:257-262．のの，さらに長い年月連用する際には，施用量や方法に

26
大阪府立環境農林水産総合研究所研究報告第 1 号(2014)

3)
4)

5)

上田浩三・阪本亮一・浜野修史（2010 ）．特開

http://www.maff.go.jp/j/tokei/kouhyou/sakumo

今野一男・西川介二（1993）．炭化条件の異なる

tu/sakkyou_yasai/index.html（2013年5月）．

各種木炭粉の施用が畑作物の生育・養分吸収にお11) 小原洋・中井信（2004）．農耕地土壌の可給態リ

よぼす影響．土肥誌．64:190-193．

ン酸の全国的変動

磯部勝孝・山中亘・片野功之輔（1996）．木炭の土肥誌． 75:59-67．

施用がサツマイモの収量におよぼす影響．日作紀．
65：453-459．
6)

佐野修司・東昌弘・内山知二（2011）．樹木オイ
ル抽出残さより作成された各種炭におけるカリウ

7)10) 農林水産省 作況調査（野菜）2010-194502「リン化合物の集積方法および回収方法」．

農耕地土壌の特性変動（Ⅱ）．

12) 佐野修司・内山知二・辰巳眞（2011）．大阪府における土地利用別の農地土壌の特性．大阪環農水研報．4:27-31．
13) 兵庫県農政環境部農林水産局農業改良課 (2010).

ムの肥料効果の解析．土肥誌．82:58-60．

土を知る

磯部勝孝・山中亘・片野功之輔（2002）．オカラ

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炭化物の施用が土壌理化学性とインゲンマメの生.html（2013年9月）.

育におよぼす影響．土肥誌．73：287-290．
8)

牧浩之・渡辺和彦（2004）．タマネギ炭化物のコ

9)

牧浩之・河野哲・小林尚司・永井耕介（2007）．

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オカラ，タマネギ炭化物の肥料効果と利用法．土
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(2)土づくり基本技術14) 凌祥之（2002）．農業廃棄物の炭化による再利用技術の確立．農業技術．57:273-277