畜産環境技術研究所
家畜ふん堆肥には作物に必要な、窒素、リン酸、カリ肥に含まれる無機態窒素と有機態窒素のうち比較的短期などの肥料成分が含まれているが、これまでは、堆肥を間に分解して無機化される窒素からなるが、これは、堆施用するに当たってはほとんどその肥料成分は考慮され肥を 30℃で４週間培養して、その結果生じる無機態窒ずに、化学肥料への上乗せとして施用される場合が多か素量（率）から推定するのが一般的である。しかし、そった。今後は、個々の堆肥について、その肥料成分と肥の測定には、手間と時間が掛かるため、ここでは堆肥の効を明らかにして、それを考慮した堆肥の施用が望まれる。

成分分析から培養無機態窒素率を精度よく推定できる手法を開発することにした。

１. 家畜ふん堆肥の肥効100％とした場合に、リン酸とカリについては、それぞれ、２. 堆肥の窒素肥効（培養無機態窒素率）の簡易推定法

80 および 90％程度で効率よく作物に利用される。しか

１）堆肥の分析項目と培養法による無機態窒素率の測定

し、窒素の肥効率については、従来は、牛ふん堆肥培養無機態窒素率の推定のための分析項目として、堆30％、豚ふん堆肥 50％、乾燥鶏ふん 70％という数値が肥の一般分析項目のうち、有機態窒素の無機化に関係す一般的に使われているが、同じ畜種でもかなりばらつきると考えられる 12 項目、すなわち、水分、灰分、pH、がある。また、上記の肥効率はかなり長期間を対象に求EC、全窒素、全炭素、C/N 比、発芽率、「コンポテスター」めたものであり、化学肥料に相当する速効的窒素の肥効による酸素消費量の９項目に、棚橋らの塩酸抽出無機態は、それよりもかなり低いとの指摘がある。堆肥に含ま窒素およびその構成成分であるアンモニア態窒素と硝酸れる窒素には、速効的な窒素と、半年、１年、２年でよ態窒素を加えた。

家畜ふん堆肥に含まれる肥料成分は、化学肥料をうやく効き出す緩効的（遅効的）窒素があるが、堆肥を全国の堆肥センター等で生産された、乳牛ふん堆肥施用してその分だけ化学肥料を減らす場合には、堆肥の33 点、肉牛ふん堆肥 34 点、豚ふん堆肥 32 点、採卵鶏中にどれだけ速効的窒素が含まれるかが重要である。

ふん堆肥 35 点、ブロイラーふん堆肥 15 点および複数の堆肥に含まれる窒素のうち速効的窒素は、最初から堆培養無機態窒素率の実測値

4035

乳用牛4035

畜種からなる混合堆肥 48 点の合計 198 点の堆肥につい肉用牛

4035303030252525201520152015101010505050-5-5 040
35302520151050-5-5 0

510 15 20 25 30 35 40

採卵鶏

510 15 20 25 30 35 40-5-5 040
35302520151050-5-5 0

510 15 20 25 30 35 40

ブロイラー

510 15 20 25 30 35 40-5-5 04035302520151050-5-5 0豚510 15 20 25 30 35 40

混合畜種

510 15 20 25 30 35 40

培養無機態窒素率の推定値
図1 各 種家畜ふん堆肥における 30℃、4 週間培養後の培養無機態窒素率（％）の実測値と 12 項目による重回帰式推定値との関係

て、上記 12 項目の成分分析を行うとともに、培養法に11.66X5 ＋ 1.287X6 − 1.518X7 ＋ 0.003314X8 − 0.3345X9 ＋よって無機態窒素率を実測した。

376.8X10 − 370.3X11 − 372.2X12 − 13.78 水分（X1）、灰分

培養は、風乾した褐色低地土 100g に、堆肥試料を全（X2）、pH（X3）、EC（X4）、全窒素（X5）、全炭素（X6）、窒素量が 50mg 含まれるように加え、30℃で４週間行っ

C/N 比（X7）、発芽率（X8）、酸素消費量（X9）、塩酸た。培養終了後、無機態窒素（アンモニア態および硝酸抽出無機態窒素（X10）、硝酸態窒素（X11）、アンモニ態窒素）を測定し、堆肥の窒素供試量で除して、培養無ア態窒素（X12）

機態窒素率を算出した。

図１には、各畜種で、重回帰式によって推定した培養

その結果得られた培養無機態窒素率の平均値は、乳用無機態窒素率（横軸）と実測値（縦軸）との関係を示し牛ふん堆肥、肉用牛ふん堆肥、豚ふん堆肥、採卵鶏ふんた。畜種によって、重回帰式による推定精度は若干異な堆肥、ブロイラーふん堆肥および混合畜種ふん堆肥で、るが、いずれの畜種ともこの程度の推定精度であれば実それぞれ、6.8、11.9、15.9、17.8、15.1 および 11.1％と用的には十分であると考えられる。

なった。また、図１の各畜種での培養無機態窒素率の実

なお、ここでは、重回帰式の算出に 12 項目の分析値測値をみても、同じ畜種であっても個々の堆肥でかなり全部を使った例を示したが、成分分析項目を任意に減ら変動することがわかる。なお、培養無機態窒素率がマイすことができるプログラムを開発している。

ナスを示す堆肥が数点あったが、これは、30℃、４週間

３）可給態窒素含量の算出と肥効を取り入れた堆肥成分表の作成の培養で無機態窒素が微生物に取り込まれて有機化したことを示している。

当研究所の堆肥実態調査における 1,456 点の分析デー

このように、30℃、４週間の培養で存在する堆肥由来タにもとづき、重回帰式から求めた各家畜ふん堆肥の培の無機態窒素量（率）は、先に述べた従来用いられてい養無機態窒素率および可給態窒素含量の平均値を表１にる肥効率よりもかなり低い。30℃、４週間培養による無示した。可給態窒素含量は、堆肥の全窒素含量にこの培機態窒素が、化学肥料に相当する速効的窒素であるとす養無機態窒素率を乗じて求める。堆肥現物トン当たりのると、従来の高い肥効に基づく施肥設計による堆肥の施kg で示したが、乳用牛ふん堆肥の場合は、10a 当たり１用では、作物の初期生育に支障が生じる恐れがある。まトンの堆肥を入れても、可給態窒素は 0.7kg にしかならた、同じ畜種でもかなりのばらつきがみられるので、個々ないのに対して、採卵鶏の場合は 4.9kg となる。リン酸の堆肥の培養無機態窒素率に基づいて化学肥料の窒素供とカリの可給態養分含量も、堆肥中の全含量に脚注に示給分を減らすのが合理的と考えられる。

した一定の肥効率を乗じて求めてある。この窒素、リン酸

２）培養無機態窒素率推定のための重回帰式

およびカリの可給態養分のバランスをみると、圧倒的に窒堆肥培養後の無機態窒素率を従属変数（y）、12 項目

素が低く、とくに牛ふん堆肥ではカリが、また、豚、鶏での成分分析値を説明変数（X1 〜 X12）として重回帰式はリン酸がきわめて過剰になっている。堆肥をできるだを求めた。ここでは、例として、乳用牛ふん堆肥の培養け多く施用するとすれば、窒素含量を高めるか、カリや無機態窒素率を推定するための重回帰式を示す。

リン酸含量を減らしてバランスを取る必要があり、そのY ＝ 0.07806X1 ＋ 0.245X2 ＋ 1.659X3 − 1.16X4 −ような堆肥の生産技術も今後は重要になると思われる。

表 3 畜種別堆肥成分と可給態養分含量* 水分は現物中。それ以外は乾物中 ** 混合とは複数の畜種からなる*** 現物堆肥と蒸留水を 1：15 で懸濁させて測定したものを、常法（風乾堆肥と蒸留水を 1：10）に補正（補正式は常法による EC ＝１.45 ×本調査による EC ＋ 0.049 ×水分（％）− 0.37）
1）堆肥成分分析から推定した、30℃、4 週間の畑条件培養による無機態窒素率（％）
2）窒素は全窒素の分析値と培養無機態窒素率（％）から算出、また、リン酸およびカリの肥効率は、それぞれ、80％および 90％とする文献値を用いて算出３. 家畜ふん堆肥と化学肥料による肥料成分の調整法④可給態窒素の堆肥での代替率を設定する。この場合は、窒素、リン酸およびカリの可給態養分含量が、堆肥の⑤特定堆肥の使用割合を任意に設定することができる。

成分分析値から堆肥ごとに算出できることになったこと

この場合は、堆肥 B（肉用牛ふん堆肥）を堆肥全体のを踏まえ、複数の堆肥の調整（混合）や化学肥料を併用50％使うことにした。

窒素の必要量の 30％を堆肥でまかなうことにしたが、任意に設定できる。

２）堆肥の最適組み合わせの算出結果の表示

して、各作物への養分供給量が各地域（都道府県等）で設定した施肥基準を満足し、できるだけ過剰にならない設定したすべての条件を満たし、堆肥全体の価格が最ように施肥設計を行うことができるプログラムを開発し小になるように各堆肥の使用割合が瞬時に決定される。

た。複数の堆肥がある場合には、前提条件を満たし、ももし、解が求まらなかった場合は、前提条件を変えて再っとも価格が安くなる堆肥を自動的に選択する。

計算させる。
図２には、入力した前提条件とともに、計算結果が示本プログラムは、Excel のアドインソフトである「ソルバー、solver」を使用する。

されている。堆肥は、設定通り堆肥 B が 50％、その他

１）前提条件の入力に堆肥 D（鶏ふん堆肥）が 50％選択された。窒素の堆肥での代替率は設定通り 30％（６kg）となっている。

ここでは、促成栽培キュウリの例（茨城県）を取り上げる。

また、リン酸およびカリは、それぞれ、必要量の 134 お①施肥基準は、窒素、リン酸およびカリで、10a 当たり、よび 200％を堆肥で充足しており、化学肥料は必要ない。

３）今後の課題

それぞれ、20、40 および 20kg であり、堆肥および化学肥料で要求量を満たすようにするが、ここでは、リ堆肥の連用によって、耕作地への可給態養分の蓄積がン酸およびカリは 200％以下であれば過剰になってもみられる。ここで述べた肥料成分の調整法では、この土よいとする（任意に設定できる）。

壌に蓄積されている可給態養分量は考えていないが、環② A、B、C、D の４つの堆肥を選択候補として登録す

境保全を考えて施肥の精密化を図ろうとすれば、当然なる（5 つまで登録可能）。各堆肥の分析値を入れるとがら土壌に蓄積された養分量を考慮する必要がある。当自動的に窒素、リン酸およびカリの可給態養分含量が研究所では、現在、各土壌ごとに可給態養分量を簡易に表示される。各堆肥の価格を入れる。

推定するための研究に取り組んでいる。

③必要に応じて、堆肥の最大施用量を入れる。この場合は、10t/10a を最大量とした。

堆肥の最適組合せ
使用堆肥の可給態養分（現物堆肥中kg/t ）と価格( 円/t ）
登録堆肥Ａ
ＢＣＤ印刷
堆肥名

乳用牛ふん堆肥

肉用牛
ふん堆肥

豚
ふん堆肥

鶏
ふん堆肥

畜種

乳用牛

肉用牛

豚

採卵鶏

Ｎ

0 .6

0 .9

3 .2

4 .5

Ｐ2Ｏ56 .9

9 .9

28 .4

38 .5

Ｋ2Ｏ

12 .0

12 .0

15 .4

25 .1

価格

¥ 3 ,500¥ 4 ,000¥ 3 ,000Ｅ

耕作面積( a)

きゅうり

10

作物要求量（元肥）／土壌診断¥ 3 ,500

使用上限
(%)

Ｎ

20100

Ｐ2Ｏ5

40200

Ｋ2Ｏ

20200

10a当たり10t/10a

可給態窒素の堆肥での代替率

計算前にクリアーする

30Ａ

ＢＣＤ

乳用牛
ふん堆肥

肉用牛
ふん堆肥

豚
ふん堆肥

鶏
ふん堆肥

合計

1 .1

2 .2

1 .1

作物必要値
kg/10a

堆肥最大施用量50%

使用割合

使用量(t)

作物名

Ｅ

制約値(max)

必要値
上限％

制約値(min)

足りない分
ﾏｲﾅｽは過剰必要量

化学肥料等使用量(kg)

堆肥使用の割合

代替率

Ｎ( kg)

15620201430%

1143548040- 14134%

4020- 20200%

132740金額¥ 4 ,444¥ 3 ,889¥ 8 ,333
合計金額

メニューへ

堆肥登録へ

前提条件へ

印刷
このシート

図 2 前提条件の入力と堆肥の最適組み合わせ算出画面

Ｂ

50%

Ｐ2Ｏ5(kg)
Ｋ2Ｏ(kg)

Ａ

計算実行

Ｃ

Ｄ50%

Ｅ