畜産環境情報
各種家畜ふん堆肥の肥効と化学肥料との成分調整法（財）畜産環境整備機構

家畜ふん堆肥には作物に必要な、窒素、リン酸、カ

畜産環境技術研究所

古谷 修

2．堆肥の窒素肥効（培養無機態窒素率）の簡易推定法

リなどの肥料成分が含まれているが、これまでは、堆肥を施用するに当たってはほとんどその肥料成分は考

１）堆肥の分析項目と培養法による無機態窒素率

慮されずに、化学肥料への上乗せとして施用される場の測定合が多かった。今後は、個々の堆肥について、その肥料成分と肥効を明らかにして、それを考慮した堆肥の培養無機態窒素率の推定のための分析項目として、施用が望まれる。

堆肥の一般分析項目のうち、有機態窒素の無機化に関

そこで、成分分析によって簡易に堆肥の肥効を明ら係すると考えられる、水分、灰分、pH、電気伝導率

かにし、堆肥と化学肥料を組み合わせて各作物の施肥（EC）、全窒素、全炭素、C／N比、発芽率、「コンポ基準に合った肥料成分の調整法を開発した。

テスター」による酸素消費量の９項目に、棚橋らの塩酸抽出無機態窒素及びその構成成分であるアンモニア

1．家畜ふん堆肥の肥効とは何か態窒素と硝酸態窒素を加えた12項目を用いた｡

家畜ふん堆肥に含まれる肥料成分は、化学肥料と同全国の堆肥センター等で生産された、乳用牛ふん堆様の効率（肥効率）で作物に使われるわけではない。

肥33点、肉用牛ふん堆肥34点、豚ふん堆肥32点、採化学肥料を100％とした場合に、リン酸とカリについ

卵鶏ふん堆肥35点、ブロイラーふん堆肥15点及び複ては、それぞれ、80及び90％と効率がよく、畜種や数の畜種からなる混合堆肥48点の合計198点の堆肥に堆肥の製造法によってもあまり変わらない。しかし、ついて、上記12項目の分析を行うとともに、培養法

窒素については、従来は、畜種別に牛ふん堆肥30％、によって無機態窒素率を実測した｡

豚ふん堆肥50％、乾燥鶏ふん70％という数値が一般

培養は土壌の可給態窒素の測定法に準じた方法によ的に使われているが、同じ畜種でもかなりばらつきった。風乾した褐色低地土100gに、堆肥試料を全窒があることが知られている。また、上記の肥効率は素量が50mg含まれるように加え、培養は30℃、4 週かなり長期間を対象に求めたものであり、化学肥料間とした。培養終了後、無機態窒素（アンモニア態及に相当する速効性窒素の肥効は、それよりもかなりび硝酸態窒素）を測定し、堆肥の窒素供試量で除して、低いのではないかとの指摘がある。堆肥に含まれる

培養無機態窒素率を算出した。
（表１）

窒素には、速効的な窒素と、半年、1 年、2 年でようその結果得られた各畜種における培養無機態窒素率

やく効き出す緩効性（遅効性）窒素があるが、堆肥の変動幅と平均値を表1に示した｡培養無機態窒素率を施用してその分だけ化学肥料を減らす場合には、は、同一畜種内でもかなりばらつきがみられたが、平堆肥の中にどれだけ速効性窒素が含まれるかが重要

均値は、乳用牛ふん堆肥、肉用牛ふん堆肥、豚ふん堆である。

肥､採卵鶏ふん堆肥､ブロイラーふん堆肥及び混合畜種

堆肥に含まれる窒素のうち､速効性窒素は最初からふん堆肥で、それぞれ、6.8、11.9、15.9、17.8、15.1

堆肥に含まれる無機態窒素と有機態窒素のうち比較的及び11.1％と低かった。また、ブロイラーの場合を除短期間に無機化される窒素からなるが、これは、堆肥き、マイナスを示すものが数点あった。これは、を30℃で 4 週間培養して、その結果生じる無機態窒

30℃、4 週間の培養で無機態窒素が微生物に取り込素量（率）から推定するのが一般的である。しかし、まれて有機化したことを示している｡

その測定には､手間と時間が掛かるため、堆肥の成分

このように、30℃、4 週間の培養で存在する堆肥由分析から培養無機態窒素率を精度よく推定できる手法

来の無機態窒素量は、先に述べた従来用いられているを開発した｡

肥効率よりもかなり低い。30℃、4 週間培養による
21

畜産環境情報
無機態窒素が、化学肥料に相当する速効性窒素でリが、また、豚、鶏ではリン酸がきわめて過剰になっあるとすると、従来の高い肥効に基づく施肥設計にている。堆肥をできるだけ多く施用するとすれば、窒よる堆肥の施用では、作物の初期生育に支障が生素含量を高めるか、カリやリン酸含量を減らしてバラじる恐れがある。また、同じ畜種でもかなりのばらンスを取る必要があり、そのような堆肥の生産技術もつきがみられるので、個々の堆肥の培養無機態窒素率今後は重要になると思われる。に基づいて化学肥料の窒素供給分を削減するのが合理

3．家畜ふん堆肥と化学肥料等による肥料成分の調整法的と考えられる。
２）培養無機態窒素率推定のための重回帰式とそ

窒素、リン酸及びカリの可給態養分含量が、堆肥のの推定精度成分分析値から堆肥ごとに算出できることになったこ

堆肥培養後の無機態窒素率を従属変数（ｙ）、12項とを踏まえ、複数の堆肥の調整（混合）や化学肥料を目の成分分析値を説明変数（x 1 〜x 12 ）として重回帰併用して、各作物への養分供給量が各地域(都道府県式を求めた。図1には、各畜種で、重回帰式によって等)で設定した施肥基準を満足し、できるだけ過剰に推定した培養無機態窒素率（横軸）と実測値（縦軸）ならないように施肥設計を行うことができるプログラとの関係を示し、図中には、それぞれの重回帰式におムを開発した。複数の堆肥がある場合には、前提条件

2

ける決定係数（R ）と推定精度（RSD、回帰からの残差を満たし、もっとも価格が安くなる堆肥を自動的に選の標準偏差）を示した。いずれの畜種ともRSDは 5 ％択する。
本プログラムは、Excelのアドインソフトである以下となったが、RSDが 5 ％以下であるということ「ソルバー、solver」を使用する。

は、培養無機態窒素率の推定値（％）± 5 ％の範囲内に、確率的に約67％以上が入るということを意味し

１）前提条件の入力ており、実用的には十分な精度と考えられる。

ここでは、促成栽培キュウリの例（茨城県）を取り

なお、ここでは、重回帰式の算出に12項目全部を上げる。

使った例を示したが、説明変数を任意に減らすことができるプログラムを開発している。説明変数を減ら①施肥基準は、窒素、リン酸及びカリで、10a当たすと、減らした説明変数の寄与率に応じて推定精度り、それぞれ、20、40及び20kgであり、堆肥及び化（RSD）が低下することになるが、プログラムではど学肥料で要求量を満たすようにするが、リン酸及びカれだけ下がるかが分かるようになっている。

リは200％以下であれば過剰になってもよい（任意に設定できる）。

３）可給態窒素含量の算出と肥効を取り入れた堆②A、B、C、Dの 4 つの堆肥を選択候補として登肥成分表の作成（表２）録する（５つまで登録可能である）。各堆肥の分析値を入れると自動的に窒素、リン酸及びカリの可給態養

当研究所の堆肥実態調査における分析値にもとづ分含量が表示される。各堆肥の価格を入れる。

き、重回帰式から求めた各家畜ふん堆肥の培養無機態③必要に応じて、堆肥の最大施用量を入れる。こ

窒素率の平均値を表２に示した。これは、作成した堆の場合は、10t／10aを最大量とした。

肥成分表から新たに追加した肥効の部分を抜粋したものである。可給態窒素含量は､堆肥の全窒素含量にこ④可給態窒素の堆肥での代替率を設定する。このの培養無機態窒素率を乗じると求まる｡堆肥現物トン

場合は、窒素の要求量の30％を堆肥でまかなうこと当たりのkgで示したが、乳用牛ふん堆肥の場合は、にしたが、任意に設定できる。

10a当たり1トンの堆肥を入れても、可給態窒素は⑤特定堆肥の使用割合を任意に設定することがで0.7kgにしかならないのに対して、採卵鶏の場合はきる。この場合は、堆肥B（肉用牛ふん堆肥）を堆肥4.9kgとなる。リン酸とカリの可給態養分含量も、堆全体の50％使うことにした。

肥中の全含量に一定の肥効率を乗じて求めてある。この窒素、リン酸及びカリの可給態養分のバランスをみ

２）堆肥の最適組み合わせの算出結果の表示

ると、圧倒的に窒素が低く、とくに牛ふん堆肥ではカ設定したすべての条件を満たし、堆肥全体の価格が22畜産環境情報最小になるように各堆肥の使用割合が瞬時に決定され分の蓄積がみられ、10a当たりの可給態窒素量が 5 〜る。もし、解が求まらなかった場合は、前提条件を変10kgという場合も珍しくない。ここで述べた肥料成えて再計算させる。

分の調整法では、この土壌に蓄積されている可給態

図2には、入力した前提条件とともに、計算結果が養分量については考えておらず、従来の施肥設計で示されている。堆肥は、設定通り堆肥Bが50％、そのもほとんど考慮されていない。しかしながら、環境保他に堆肥D（鶏ふん堆肥）が50％選択された。窒素の全を考えて施肥の精密化を図ろうとすれば、当然な堆肥での代替率は設定通り30％となっており、また、がら土壌に蓄積された養分量を考慮する必要がある。

リン酸及びカリは、それぞれ、要求量の 1 3 4 及び現在、各土壌ごとに可給態養分量を簡易に推定す200％となっているため堆肥だけで充足している。

る研究が盛んに取り組まれており、その成果を取り

３）今後の課題

込んだ家畜ふん堆肥と化学肥料等の肥料成分調整法

家畜ふん堆肥の連用によって、耕作地への可給態養の開発が望まれている。

表１ 畜種別堆肥の培養無機態窒素率の実測値

表２ 畜種別堆肥の培養無機態窒素率と可給態養分含量（平均値）
可給態養分含量（現物中）

培養無機態窒素率（％）

試料数

変動範囲

乳用牛

33−4.9〜14.8

6.8

4.7

肉用牛

34−5.6〜35.5

11.9

8.3

豚

32−3.2〜35.5

15.9

9.3

採卵鶏

35−0.6〜35.2

17.8

9.1

ブロイラー

153.7〜36.5

15.1

8.7

混合48−8.0〜23.3

11.1

6.9

畜種

平均値 標準偏差培養無機試料数 態窒素率（％） Ｎ kg/t P2O5 kg/t K2O kg/t

畜 種
乳用牛
肉用牛
豚
採卵鶏
ブロイラー
混合全体

318
304
144127
127
536
1,456

5.5
11.0
15.3
19.8
12.4
10.8
11.0

0.7
1.1
3.7
4.9
3.9
1.6
1.8

7.1
10.3
29.2
39.0
23.2
14.7
15.8

12.5
12.4
15.8
25.8
22.7
14.7
15.0

培養無機態窒素率は、堆肥成分分析から重回帰式により推定リン及びカリの肥効率は、それぞれ、80及び90％として算出੃↪‐

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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（実測値が−5以下のデータの図示は省略）

23

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図１ᷙว

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畜産環境情報
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）

耕作面積(a)

きゅうり

10

作物要求量（元肥）／土壌診断

登録堆肥印刷
堆肥名

作物名

ＡＢ

ＣＤ

E

乳用牛
肉用牛
豚
鶏
ふん堆肥 ふん堆肥 ふん堆肥 ふん堆肥

作物必要値kg/10a使用上限（％）

Ｎ

20100

畜種

乳用牛

肉用牛

豚

採卵鶏

Ｐ2Ｏ5

40200

Ｎ

0.6

0.9

3.2

4.5

Ｋ2Ｏ

20200

Ｐ2Ｏ5

6.9

9.9

28.4

38.5

Ｋ2Ｏ

12.0

12.0

15.4

25.1

10a当たり10価格¥3,500¥4,000¥3,000¥3,500

使用割合

堆肥最大施用量ｔ/10a

可給態窒素の堆肥での代替率
30 ％

50%

計算前にクリアーする
ＡＢ

Ｃ

Ｄ

乳用牛
肉用牛
豚
鶏
ふん堆肥 ふん堆肥 ふん堆肥 ふん堆肥使用量（ｔ）

1.1制約値 制約値 足りない分（max） （min） マイナスは過剰E

1.1

堆肥使用の割合

化学肥料等
必要値
必要量代替率
使用量（kg）
上限

合計

15620201430%

Ｐ2Ｏ（kg）
51143548040−14134%

（kg）
Ｋ2Ｏ

13274040

20−20200%¥4,444¥3,889¥8,333
合計金額

図２

前提条件の入力と堆肥の最適組合わせ算出画面

24

Ｂ50%

2.2Ｎ（kg）

金額

ＡＣ

Ｄ50%

Ｅ