下水道で「旨い」をつくる
愛知県立豊田西高等学校SS科学部

研究動機
豊田市役所からの提案で始まったプロジェクト

下水道で「旨い」を作る

下水道汚泥を用いて豊田市の特産品を作ろう！
→下水道汚泥を用いた作物栽培を始めた

汚泥利用のメリットについて
1.資源の有効活用
汚泥を肥料として、再利用→効率的な作物栽培
主な化学肥料の原料のリン、カリウム、尿素 等
ほぼ輸入に依存しており、価格も高騰している

汚泥利用のメリットについて
リン回収
現在、世界中でリン鉱石の枯渇が予想されている→排水に多く含まれる、リンを回収し、有効活用するこれまでの実験について
これまでに、トマト、ホウレンソウを栽培分かったこと⇒汚泥は肥料としての能力がある

主に窒素やリンを多く含み、作物に影響を与えている

これまでの実験について
これらの実験では、生汚泥を使用⇒栽培中、土にカビが生えてしまった
臭いが良くない

生汚泥の保存が困難

安全性、安定性に問題があるのでは…？

汚泥の堆肥化について～より良い汚泥の肥料作り～

汚泥の堆肥化へ堆肥化することのメリット⇒取り扱いが容易

病原菌などの死滅化・不活性化する
長期の保存が可能になる
土壌の通気性や保水性が良くなる 等

堆肥化について汚泥の主な堆肥化の方法
・ 好気性発酵・嫌気性発酵の二つ⇒今回は好気性発酵を行った

好気性発酵について
好気性発酵とは空気(酸素)のある条件下で好気性細菌により汚泥内に含まれる有機物を分解し安定化(無害化、無臭化)する汚泥堆肥化の方法
発酵の際に、熱が生じる

好気性発酵について
方法
１：木枠(縦500㎜×横700㎜×高さ400㎜)に不織布を敷いた容器を用意
２：1の中に汚泥15ｋｇ、もみがらを5㎏加える
３：一日一回、それらをかき混ぜ、温度を測る※期間2023年7月22日～9月25日

好気性発酵について結果
初日、急激に温度が上がり、47.0℃になった
その後2日後に温度が下がり、気温と同程度に⇒発酵が急激に進み、発酵が完了した

～汚泥を用いたトマトの栽培～
実験背景
Ｑ．どうしてトマト？
Ａ．①比較的栽培が簡単②成長が早く短期間で結果を得られる③実をつける作物であるため広い観点での比較が可能

実験①～堆肥を用いたコマツナの栽培～

コマツナの栽培について栽培の目的（実験の背景）
・汚泥堆肥が利用できるかどうかを確かめる
・汚泥堆肥がどのような性能であるかを調べる

コマツナを使用した理由
葉物野菜である
栽培期間が短く、秋冬に育てることができるコマツナの栽培について
方法
・作物・・・コマツナ
・容器・・・プランター（180㎝×550㎝×225㎝）
①赤玉土

９０％

堆肥 １０％

②赤玉土

９９％

堆肥

１％

③赤玉土

９７％

堆肥

３％

④赤玉土

９５％

堆肥

５％

⑤赤玉土 １００％⑥赤玉土

６０％ 腐葉土 ４０％

・水 ・・・水道水を１日１回①④②③⑤
図 実験の様子⑥コマツナの栽培について
測定観点
・葉身・葉の枚数
・乾燥重量

測定方法
・葉身は株ごとの最大葉身を持つ葉をデジタルノギスで測定
・枚数は目視にて確認
・乾燥重量は収穫後にプランターごとに測定

結果～堆肥を用いたコマツナの栽培～

葉身 グラフ[mm] 2018161412108642010月31日

11月7日

10%

11月14日5%

11月21日3%1%

11月28日

12月5日

赤玉土100％

12月12日

12月19日腐葉土40％

コマツナの栽培について
葉身についての考察
・堆肥を混ぜて栽培したコマツナのほうが大きく成長した→堆肥に含まれる窒素の影響か・堆肥を10％加えた土で栽培したコマツナが一番大きく成長した→堆肥を加える量は10％以上が適量かコマツナの栽培について
葉の様子
・堆肥を含んだ土で栽培したコマツナは、葉の色が濃い・堆肥を用いたものは葉にハリがなく、ごわごわとしていた

堆肥10％

腐葉土40％

コマツナの栽培について
葉の様子についての考察
堆肥を含んだ土のものが葉の色が濃く、大きく育った→堆肥に含まれる窒素の影響か
葉にハリがなく、ごわごわしていた。
→病害虫や水分不足の影響か

実験②～堆肥を用いたラディッシュの栽培～

ラディッシュの栽培について栽培の目的(実験の背景)
実験①で汚泥堆肥が葉の生育に大きく影響を与えていることが分かった→堆肥が根の生育に影響を与えているかを確かめるラディッシュの栽培について
方法
・作物・・・ラディッシュ・容器・・・プランター(180㎝×550㎝×225㎝)
①赤玉土

９０％

堆肥 １０％

②赤玉土

９３％

堆肥

７％

③赤玉土

９５％

堆肥

５％

④赤玉土

９７％

堆肥

３％

⑤赤玉土

９９％

堆肥

１％

⑥赤玉土 １００％⑦赤玉土

６０％ 腐葉土 ４０％

・水 ・・・水道水を１日１回

ラディッシュの栽培について
測定観点
・葉身・葉の枚数

・根の直径・糖度

・葉、根の乾燥重量※すべて収穫後に測定ラディッシュの栽培について
測定方法
収穫後にプランターの個体ごとに番号を付けた・葉身は株ごとの最大葉身を持つ葉を、また根の直径を、デジタルノギスで測定
・枚数は目視にて確認
・糖度と乾燥重量はプランターごとにまとめて測定

結果～堆肥を用いたラディッシュの栽培～

ラディッシュの栽培について

写真一覧
右上から順に堆肥１０％、７％、５％、３％、１％、赤玉土、腐葉土

ラディッシュの栽培についてラディッシュの栽培についてラディッシュの栽培について
根の直径について箱ひげ図

ラディッシュの栽培について
葉の大きさ、重量について→顕著な差が見られた、葉への影響が大きい
根の直径、重量について大きな差は見られなかった→堆肥にはカリウムが少ないのが要因ラディッシュの栽培について全体的に個体差が大きかった→天候に左右された、間引きの仕方に問題があった
堆肥割合５％、７％のラディッシュがどの観点でも記録が伸びている→これから実験しいくうえで、堆肥割合５％～１０％付近
で進めていく

①・②実験のまとめ
・汚泥堆肥で栽培した作物は大きく育ち、肥料として有効・汚泥は葉に与える影響が大きいと考えられる・汚泥堆肥で栽培した作物は葉の変色などが見られた→汚泥肥料には栄養(カリウム等)の偏りがある可能性

展望
今後の展望
・もう一つの堆肥化の方法である嫌気性発酵を行い、それも有効であるかどうか、試していく
・堆肥に含まれる元素のそれぞれの含有量を調べていく
他の肥料と合わせて施用していく

謝辞
本研究を行うにあたり、汚泥を提供していただいた豊田市上下水道局様、技術指導をいただいた
地方共同法人日本下水道事業団東海総合事務所
運用支援課特任技術員の久保裕志様に感謝申し上げます参考文献（１）住友化学園芸 ``～ガーデニング・園芸・家庭菜園・暮らしの情報サイト～e
グリーンコミュニケーション 肥料ナビ 肥料成分の働き カリ （K)``（参照2022-7-13）
https://www.sc-engei.co.jp/fertilizer/working/K.html（2）太陽肥料株式会社 ``肥料雑学``（参照2022-7-11)
https://www.taiyohiryo.co.jp/knowledge/required.html（３）赤玉土とは？成分や特徴、使い方をまとめてみます。（参照2023-7-14）
http://gardecojapan.com/2017/07/20/post-1903/

参考文献（４）感動の園芸・儲かる農業（参照2023-7-14）
https://www.tama5ya.co.jp/agribiz/clmn/2016/08/233.html（５）BSI 生物化学研究所 「肥料施用学」（参照2023-7-14）
http://bsikagaku.jp/f-fertilization/Sludge%20fertilizer.pdf（６）下水道：下水熱利用の推進に向けて - 国土交通省 (mlit.go.jp)（参照2023-7-19）
https://www.mlit.go.jp/mizukokudo/sewerage/mizukokudo_sewerage_tk_000
458.html

ありがとうございました
豊田西高等学校SS科学部