６ 畜産環境保全技術における課題と対応
一般財団法人道宗 直昭
一般財団法人 畜産環境整備機構 顧問 羽賀 清典

畜産環境整備機構

畜産環境技術研究所

研究統括監

術、悪臭ならびに水質などの畜産環境問題へ

１. 畜産環境の現状と課題の対応技術が重要となっている。畜産環境整備機構では畜産環境技術研究所を中心に、日畜産経営に起因する苦情発生戸数は、平成

本中央競馬会（JRA）の事業を活用し、堆肥、２ 年（1990年 ） に は3,443戸 あった が、 令 和

悪臭、水質の３つの技術的課題などに取り組２年（2020年）では1,386戸と半分以下に減み、成果を上げてきた。

少している（図１）。しかし畜産農家戸数あたりの発生率は0 . 8％から2 . 0％へと２倍以上

２. これまでの畜産環境保全技術増加し、個々の畜産農家にとっては重大問題となっている。苦情内容の中では悪臭関連が概ね最近10年間に実施されたJRA事業の概半分以上を占め、畜産業が付近住民と協調し要について述べる（図１）。ていくためには悪臭問題の解決が重要であ

１）堆肥化関連技術る。次いで水質汚濁関連が20数％あり、とく「高肥料成分堆肥調製利用技術開発普及事に硝酸性窒素等の排水基準（図１）の達成が業（平成22～24年度）」を実施し、「堆肥のリ課題である。

ン酸、カリの肥効を考慮した施肥設計－考え

家畜排せつ物の処理・利用技術としては、方とシステムの操作手順―」（44頁）と「高堆肥化技術が主要技術となっており、牛、豚、肥料成分ペレット堆肥の調製と安定貯蔵に関鶏の各畜種とも排せつ物の90％近くを堆肥化するマニュアル」（32頁）を発行した。堆肥処理している。平成11年（1999年）施行の家中のリン酸とカリの肥効率を簡易に推定する畜排せつ物法の基本方針に沿って、堆肥化施方法を開発し、肥効率に基づいた施肥設計に設等の整備が進み、令和元年（2019年）にはよる作物栽培試験を行い、施肥設計の有効性管理基準適合農家の施設整備率は100％に達を検証した。
堆肥及び鶏ふん焼却灰を用いて、した。堆肥化施設は整備されたが、生産され通常の堆肥に比べて高肥料成分のペレット堆た堆肥の利用促進を図る必要が出てきて、耕肥を調製する技術を開発し、その貯蔵条件と種ニーズに即した堆肥の品質向上が重要な課成分変動を明らかした。

題となっている。

「高機能型異種堆肥造粒物の調製・混合利以上の現状を踏まえると、畜産環境に関す用技術の開発普及事業（平成29～令和元年

る当面の技術的課題は、堆肥の生産と利用技度）」を実施し、「家畜ふん堆肥の簡易造粒・106

苦情戸数

20年度

耕耕 エ
畜種 ネ
連農ル
携家ギのニ利用ズに即した堆肥

2,541戸

2,433戸

堆肥化技術

水質汚濁防止技術

悪臭防止技術平成19年度

硝酸性窒素等
900mg/L
排水基準

畜産
環境をめぐ
る状況

JRA事業における
畜
産
環境に関す
る
課
題

年度

2192戸

21年度

24年度

畜産排水中の硝酸性窒素低減技術開発普及事
業

23年度

2185戸

水質

悪臭

畜
産
環
境への対
応

2004戸

東日堆
本肥
大等
震の災放
射性セシ
ウ
ム
汚染

放射性セシウム汚染

25年度

1862戸

1970戸

700mg/L

1751戸

牛由来堆肥被災地水田
施用実証等事業

硝酸性
窒素等の排
水基
準改定

27年度

29年度

30年度

31年度
令和２年度

３年度

畜産における地球温暖化緩和技術の調査普及
事業

持続的な畜産経営確立のための環 畜産環境対策技術総合設計規準調
境対策等調査事業
査普及事業

28年度
４年度

1604戸

1532戸

600mg/L

硝酸性
窒素等の排
水
基
準改定

1559戸

堆肥施用による被災地の畑地・水田の地力回復等
効果の持続性追跡調査事
業

堆肥利用の困難な馬ふん燃焼利用調査事業

1480戸

1491戸

500mg/L

硝酸性
窒素等の排水
基
準改定

1386戸

悪臭・水質

堆エ畜
肥ネ産
利ル環
用ギ境の へ
拡利の大用対応

５年度

畜産汚水浄化施設のＡＩ支援型リモート管理技術開発・普及事業

硝酸性窒素等の排水基
準予改定
定

高機能型異種堆肥造粒物の調製・混合堆肥の利用拡大普及事業
混合利用技術の開発普及事業

硝酸性窒素等規制強化対応高度浄 畜産汚水の発生・浄化における軽労化処理技術開発普及事業
型窒素低減システム開発・普及事業

BMP(最適管理手法）活用畜産悪臭 日本型悪臭防止最適管理手法を用いた 畜産臭気の不快度軽減技術開発普畜産悪臭苦情軽減技術開発普及事業 及事業
苦情軽減技術開発普及事業

26年度

家畜排せつ物堆肥活用による農地地力回復等技術開発普及事業

高肥料成分たい肥調製・利用技術開発普及事業

家畜排せつ物の低コストエネル
ギー・副産物利用技術開発普及事
業

22年度（図１）JRA事業における畜産環境に関する課題の変遷（令和3年6月現在）

畜 産 環 境 保 全 技 術 に お け る 課題と対応

107

（図２）遮へい壁の上部に散水ノズルを設置して豚舎臭気を低減（出典：畜産悪臭苦情軽減技術の手引き、令和２年）

開放型豚舎
散水ノズル

遮蔽壁

開放型豚舎
散水ノズル

棟高さ5m
軒高さ3.3m
臭気遮蔽壁

軒高さの高さ3.3m

棟高さの距離 5m

配合利用技術に関する手引き」（110頁）を発置に設置することで畜舎から排出されるダス行した。肥料成分や肥効が異なる牛・豚・鶏

トと臭気の拡散を抑制する技術を開発し、まの畜種別堆肥を簡易・低コストに造粒調製すた、30種類の微生物資材の臭気低減効果を調る技術を開発した。化学肥料を使用せず、畜査した。これらの開発した技術を活用し、米種別の造粒堆肥を混合利用する施肥設計及び国の代表的なBMP(最適管理手法）を参考に作物栽培試験を実施し、化学肥料や従来の有しつつ、わが国独自の気象条件等を踏まえた機農家の慣行施肥法と比べて同等かそれ以上日本型の悪臭防止のBMP（最適管理手法）の収量を得た。

を策定し、わが国の臭気対策の指標とした。

２）悪臭防止関連技術「日本型悪臭防止最適管理手法を用いた畜「BMP（最適管理手法）活用畜産悪臭苦情

産悪臭苦情軽減技術開発普及事業（平成29～軽減技術開発普及事業（平成26～28年度）」

31年度）」を実施し、「畜産悪臭苦情軽減技術を実施し、「日本 型悪臭防止 最適 管理手法の手引き」（50頁）を発行した。前事業の畜（BMP）の手引き」（61頁）を発行した。畜舎

産悪臭軽減のための基礎的な技術開発の成果等から発生する臭気を防止するために、畜舎をもとに、本事業では日本型悪臭防止最適管内のダストを植物油混合の乳化液のミスト噴理手法による技術の実証を行った。畜舎の軒霧で1/3に低減し、畜舎換気の臭気をヤシガ

高さの遮へい壁を畜舎から棟高さ分離れた位

ラハスク等の材料を用いたバイオフィルター

置に設置した遮へい壁に散水ノズルを組み合で長期にわたり低減するとともに、畜舎の軒わせるとノズルの粒径が200μm以上で豚舎高さの遮へい壁を畜舎から棟高さ分離れた位臭気が低減できる（図２）、ヤシガラハスク108

畜 産 環 境 保 全 技 術 に お け る課題と対応（図３）既設プラントに外付け型膜分離装置を設置したフロー例（出典：畜環研式 膜分離活性汚泥法，平成30年）

P

返水

豚舎

外付け型
膜分離装置

汚水
【膜分離装置全景】
汚水貯槽

ブロア

固液分離機

B
循環水
膜使用時にはこのバルブを閉じる

脱窒槽

余剰汚泥
処理水

P

硝化槽

P沈殿槽

放流槽

（不使用）
（膜トラブル時は使用）を主材としたバイオフィルターによって豚舎排水の硝酸性窒素等を測定するために、簡易内臭気の不快臭の原因である低級脂肪酸やイ測定キットを開発した。

オウ化合物が脱臭でき、養豚施設にマスキン「硝酸性窒素等規制強化対応高度浄化処理グ型資材を散布することで不快度が軽減され技術開発普及事業（平成27～29年度）」を実ることなどを明らかにした。さらに密閉縦型施し「畜環研式堆肥化装置などの堆肥化装置に設置された優と「畜産汚水の処理技術マニュアル－処理の良脱臭装置を調査し、これらの成果を手引き

基本から高度処理まで－」（153頁）を発行し書として取りまとめ、畜産農家、関係団体、た。
高濃度で夾雑物が多い畜産の汚水に対し、行政機関等に配布した。

他分野の汚水処理技術で開発が進んでいる膜

３）水質汚濁防止技術

処理技術を活用し、既存施設を活用しつつ低「畜産排水中の硝酸性窒素低減技術開発普コストで効率的・安定的に処理する外付け型及事業（平成22～24年度）」を実施し、「畜産

膜分離装置を開発して（図３）、処理水質をのための汚水浄化処理施設窒素対応管理マ向上できる成果を得た。畜産汚水の処理技術

ニュアル」（88頁）を発行した。畜産農家のマニュアルには、従来の基本的な処理技術は硝酸性窒素等（アンモニア性窒素×0.4＋亜もちろんのこと、新しい高度処理技術として硝酸性窒素＋硝酸性窒素の合量）の排水基準

本事業の成果である膜分離活性汚泥法や窒素の改定を平成25年７月に控え、豚の飼養管理除去対応活性汚泥法のほか、リン除去法、色方式別、汚水浄化処理方法別に硝酸性窒素等度除去などの技術が収録されている。

低減のための対処方法を示した。また、畜産「畜産汚水の発生・浄化における軽労型窒膜分離活性汚泥法」（７頁）

109

素低減システムの開発・普及事業（平成30～

ム吸収抑制効果が見られた。これらの成果に

令和２年度）」を実施し「確実な養豚汚水処

ついては、印刷物として福島県をはじめ近隣理を目指して－硝酸性窒素等の低減化に向けの各県の行政、試験研究機関へ配布し、説明た簡易水質推定法と浄化性能向上技術－」（35会において十分な理解を得た。

頁）を発行した。この冊子を活用することに「牛由来堆肥被災地水田施用実証等事業（平よって、簡易な方法で豚舎排水の水質を推定

成25～26年度）」を実施し「暫定許容値（400できることができる。誰でも簡単に購入できﾍﾞｸﾚﾙ/kg）以下の牛ふん堆肥の水田施用調

るデジタル糖度計、ポケット型のpH計、EC査」（47頁）を発行した。
放射性セシウムによっ（電気伝導度）計を使って豚舎から出る汚水て汚染された被災地の水田において、食用品の量、BOD（生物化学的酸素要求量）濃度、種及び飼料用品種に対し低汚染堆肥、非汚染全窒素濃度、アンモニア性窒素濃度を簡易に堆肥、化学肥料（無堆肥）を施用した結果、推定することができる。浄化処理水の硝酸性放射性セシウム濃度は、堆肥施用区では食用窒素等濃度を推定するためには、pH計とEC品種の精玄米が1 . 3～2 . 5ﾍﾞｸﾚﾙ/㎏現物、ワラ計を用いる方法を考案した。以上、水質を簡が5 . 2～12 . 7、飼料用品種の籾米が4 . 6～6 . 3、易に測定し、その測定値を浄化処理装置の運ワラが11 . 1～16 . 7であり、いずれも化学肥料転管理に生かし、硝酸性窒素等の低減に向け区よりも低い値であった。食用品種の屋内た確実な養豚汚水処理ができる。

ポット試験で、非汚染土壌を用いて、堆肥の４）放射性セシウム汚染対策

汚染度別（非、低、中、高）による放射性セ東日本大震災によって放射性セシウムに汚シウムの精玄米への移行を調査した結果、い染した堆肥が発生し、その対策事業に取り組ずれの区においても精玄米の放射性セシウムんだ。

は検出限界以下であり、堆肥からの移行は認「家畜排せつ物堆肥活用による農地地力回められなかった。これらの結果から、400ﾍﾞｸ

復等技術開発普及事業（平成24～26年度）」

ﾚﾙ/㎏以下の牛ふん堆肥を施用しても、安全を実施し「家畜排せつ物堆肥を用いた天地返な米や稲ワラ等の生産に問題のないことが実し後の地力回復と農産物への放射性セシウム証された。福島県ではこの結果をパンフレッの移行」（40頁）を発行した。東日本大震災

トにして県内の農家に配布した。の原発事故による放射性セシウムによって汚「堆肥施用による被災地の畑地・水田の地染された農地を天地返しし、その農地へ堆肥力回復等効果の持続性追跡調査事業（平成28を多量施用することにより、黒ボク土では２～29年度）」を実施し「堆肥施用による被災年、褐色森林土では１年で地力が回復するこ地の畑地・水田の地力回復等効果の持続性追とを実証した。また、地力回復後の園芸作物跡調査事業成果報告書」（57頁）を発行した。

栽培においてミネラルバランスの調整、化学天地返し後の畑地や水田へ暫定許容値以下の肥料による養分調整を行った施肥設計により家畜排せつ物堆肥を継続して施用した際の地堆肥多量施用の悪影響が回避できること、暫力回復効果並びに放射性セシウムの作物への定許容値以下の放射性セシウムを含む堆肥を移行抑制効果の持続性について、平成24～26施用しても生産物へ移行しないこと及びカリ年度に続いて追跡調査を行った。
天地返し後、ウムや吸収抑制剤の添加により放射性セシウ

牛ふん堆肥の多量施用で地力を回復させた農110

畜 産 環 境 保 全 技 術 に お け る 課題と対応地において、土壌のセシウム濃度は無堆肥区事業（平成27～29年度）」を実施し「馬ふんに比べて高くなる傾向はあったが堆肥による燃焼利用マニュアル」（47頁）を発行した。

影響ではないこと、野菜（10品目）のセシウ

稲ワラ混合馬ふん堆肥とウッドシェーブ混合

ム濃度は非常に低く、堆肥区と無堆肥区で差馬ふんをペレット化し、ロータリーキルン式はないこと、飼料作物（２品種）では、堆肥燃焼炉で燃焼温度を変えながら燃焼試験を行施用により土壌中の交換性カリ含量が高まい、ダイオキシン類を含む燃焼ガス成分、燃り、土壌からのセシウムの吸収を抑制できた

焼灰成分を測定し、馬ふんペレットが溶融しこと、水田への堆肥施用は水稲の生産物のセにくくダイオキシン類の発生の少ない最適燃シウム濃度を低下させる効果が見られた。こ

焼条件を把握するとともに燃焼熱による利用れらの成果を印刷し生産者等の関係者に配布可能エネルギーを推定した。また、燃焼灰のした。

有害重金属が少なく肥料成分が多いことを確

５）その他の畜産環境関連事業認した。本成果を馬ふん燃焼利用マニュアル「家畜排せつ物の低コストエネルギー・副として取りまとめ、関係者に配付するととも産物利用技術開発普及事業（平成22～24年に、説明会を開催した。

度）」を実施し「メタン発酵消化液の濃縮・「畜産分野における地球温暖化緩和技術の改質による野菜栽培利用マニュアル」（86頁）

調査普及事業（平成29年度）」を実施し「畜「堆肥発酵熱の回収・利用技術の実例集」（34

産分野における地球温暖化緩和技術レビュー頁）を発行した。メタン発酵処理システムの報告書」（136頁）を発行した。畜産分野にお低コスト化を目指した消化液の調製・利用技

ける平成27年度の温室効果ガスの発生量は、術開発・普及事業では、バイオガスで発生す家畜の消化管内発酵から約730万トン（二酸る熱を利用したメタン発酵消化液の濃縮及化炭素換算）、家畜排せつ物処理から約630万び、リン酸、カリ、アンモニア等の肥料成分トンと算定した。日本全体の温室効果ガス発を含む液肥の調製技術を開発し、消化液の運生量は13億トン以上に上るので、畜産からの搬及び排水処理コストの低減を図るととも温室効果ガス発生量はその１％程度にしかなに、消化液を利用した調製液肥の野菜等へのらない。家畜別の内訳については、図４に示施用効果を明らかにし、利用マニュアルを作すようにメタンが37％、一酸化二窒素が49％成した。堆肥発酵熱を回収し、ヒートポンプであり、メタンの発生源のほとんどは乳用牛を用いてより高温に転換などし、この熱源をである。一酸化二窒素の発生源は乳用牛と肉堆肥の水分調整等に利用する技術の開発・普用牛と豚だが豚がもっとも多い。報告書では及事業では、吸引式堆肥発酵槽で得られた発延べ324件の内外の関連文献をレビューし、酵熱をクロスパイル式熱交換器及びヒートポ温暖化緩和につながる温室効果ガス発生制御ンプで回収し、その熱を戻し堆肥槽に送り、技術について多くの情報を提供している。巻

戻し堆肥を乾燥する実証試験を行った。戻し

末には、それら温暖化緩和技術のうち技術面・堆肥の乾燥により副資材の消費量を約３割低コスト面ですぐに取り組める９つの事項が示減することをねらいとした施設設計によるコされている。

スト計算を行った。

「持続的な畜産経営確立のための環境対策「堆肥利用の困難な馬ふんの燃焼利用調査等調査事業（平成28～30年度）」を実施し「持111（図４）家畜排せつ物の処理利用における家畜別のGHG排出量（平成27年度）（出典：畜産分野における地球温暖化緩和技術レビュー報告書，平成30年）

その他 0％
ブロイラー 2％

一酸化二窒素(間接排出)
14％

採卵鶏 4％

乳用牛
32％
豚18％

メタン37％
肉用牛 2％

肉用牛 乳用牛12％14％
一酸化二窒素49％

豚 2％
採卵鶏 0％
ブロイラー 0％
その他 0％

続的な畜産経営確立のための環境対策等調査
事業成果報告書」（188頁）を発行した。持続３. これからの畜産環境保全技術的で安定的な畜産経営を確立するためには、高機能畜産排水処理施設導入と活用が必要でこれからの畜産環境保全技術として、現在あり、設備投資の軽減を図るためには、畜産進行中の事業の概要について述べる（図１）。

中古機械の活用が必要である。そのため、排家畜排せつ物処理技術及び処理施設設計マ水処理については、高機能畜産排水処理施設ニュアルの作成のために「畜産環境対策技術導入の手引きを作成し、酪農及び養豚排水処総合設計基準調査普及事業（平成31年度から理の先進10事例の調査を行った。中古機械に３年間）」を実施している。現在使われていついては、畜産中古機械活用の手引きを作成

る畜産環境関係の技術マニュアルは、平成11

し、中古機械導入に対する調査アンケート（平年頃の家畜排せつ物法施行時のものである。

成29年）を行うとともに、酪農及び肉牛関係

その後年数が経過し、家畜飼養規模の拡大、の中古機械活用の９事例の調査を行った。酪

飼養方式・技術開発の進展、給与飼料の改善・農、肉牛、養豚農家100戸のアンケート結果

多様化、家畜能力の向上、新たな家畜排せつ

では、中古機械を導入したことがあると回答

物処理技術の導入等、大きな変化がみられる。

した農家は68％に上り、また、導入したことそのような情勢に対応して、堆肥化、汚水処がない32％の農家の中でも47％が中古機械に理、悪臭防除の処理技術ならびに処理施設の関心ありと回答したことから、関心度の高さ

規模算定等を収録する新訂マニュアルを作成がうかがえた。

する事業を進めている。

以上の事業成果として発行したマニュア

堆肥化関連技術として「混合堆肥の利用拡ル・手引き・報告書類は、畜産環境整備機構大普及事業（令和２年度から３年間）」を実

畜産環境技術研究所のホームページに、す施している。令和元年10月に肥料取締法が改べてPDFファイルとしてアップされており、正され、堆肥と化学肥料を混合した混合堆肥自由に閲覧することができる。

が届出のみで生産できるようになり、堆肥を112

畜 産 環 境 保 全 技 術 に お け る 課題と対応使った肥料の開発利用がより一層見込めるようになった。そのため、混合堆肥の肥効特性を明らかにし、それに基づいた施肥設計の確立と作物栽培による検証を進めている。
悪臭防止関連技術として「畜産臭気の不快度軽減技術開発普及事業（令和２年度から３年間）」を実施している。本事業では、新たに開発した各種の悪臭苦情軽減技術により畜産農家での実証試験等を行い、その成果及び優良事例について畜産技術者及び生産者への説明会を開催し、苦情の発生している農家における悪臭苦情の低減とその悪臭苦情軽減技術の普及を図ることを達成目標としている。
水質汚濁防止関連技術として「畜産汚水浄化施設のAI支援型リモート管理技術開発・普及事業（令和３年度から３年間）」を実施している。養豚農家の汚水浄化処理施設の多くは、勘に頼った施設調整を行っており、適正管理が実現されているとは言いがたい状況にある。そこで、汚水浄化施設における水質データを遠隔から収集し、AI技術により高度な解析を行い、遠隔操作によって汚水浄化施設を制御する高度管理技術システムの構築を進めている。そのことによって、養豚排水の硝酸性窒素等の濃度を安定的に低下させる技術の開発と普及につなげる。

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