ないもの 食べ物で言いますと繊維質のものです 水切りをしておいても臭わないものです これに対して 可燃ごみに出した方が良いものというのは何なのか見てみると エビの殻などの動物質のものから始まりまして 下のほうではぶどうの皮とかメロンの皮などの水っぽい植物と果物が入っています 水切り ( 減量化 省エ

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1 基調講演 生ごみの水切りにおける効果 - 堆肥化を中心に - 木村眞人 ( きむらまこと ) 名古屋大学大学院生命農学研究科教授元土壌肥料学会会長元日本土壌微生物学会会長 水切りの効果生ごみをごみとして出してしまえば あとは焼却され 埋め立てられるだけです しかし 生ごみを出す際に減量に努めれば運搬コストが節減され 省エネになります ここでどうすれば減量できるかというと これは 水切りです 水切りするだけでも 減量にはかなり効果があります 一方で 生ゴミは資源でもあります 資源ではありますが ごみでもありますので この厄介物はなるべく減量すると同時になんとかして堆肥化して有効に利用しようということがあります これからお話しするなかで 簡単に水切りができる生ごみと 堆肥化した場合に役立つ生ごみというのが 案外違うということをご理解いただければと思います これはつい最近 お話しを聞く機会があった 生ごみカラットというものです (1-2) 水分をとった生ごみを風通しの良い状態で保護する容器です これは減量であり 生ごみを回収に出す場合を想定したものだと思います 一方で 生ごみは大量のミネラルを含む豊富な有機資源ですと書いてあります これは 生ごみが堆肥にして利用できるということです 水切りし易いもの しにくいもの家庭のなかで気楽に水切りができて しかも不快臭の発生しないものはどのようなものかといいますと この左側 (2-1) 枝豆のさやから下のほうに書いてあるものです 野菜関係で水分の少 生ごみの水切りにおける効果 堆肥化を中心に 目的 : 環境負荷の少ない生ごみの扱い方を知る伝えたい事 : 生ごみと上手に付き合って家計と地球のエコに貢献しよう 木村眞人 ( 名古屋大学大学院生命農学研究科 ) 学校給食残渣の堆肥化生ごみリサイクルの取り組み 減量化 回収コンポスト 生ごみカラット目的 : 減量 焼却入れる生ごみ : 表参照出す生ごみ : 表参照 1-2 コンポスト目的 : 資源の回収 植物生産使う生ごみ : ほぼすべて出す生ごみ : 塩類 ( 調味料 )

2 ないもの 食べ物で言いますと繊維質のものです 水切りをしておいても臭わないものです これに対して 可燃ごみに出した方が良いものというのは何なのか見てみると エビの殻などの動物質のものから始まりまして 下のほうではぶどうの皮とかメロンの皮などの水っぽい植物と果物が入っています 水切り ( 減量化 省エネ ) 2-1 水切りの目的水切りをすると どんなメリットがあるのかというと まさに減量化 = 省エネであります 水切りをすれば減量になります 植物でも動物でも 生身の物が完全に乾燥すると 10 分の1くらいになりますので 確かに軽くなります これがどれくらい行政の回収費用の節減になるか あるいは焼却する場合のエネルギーの節減になるかは 市町村によって違うと思います 各ご家庭で水切りをして協力した場合 自分の住んでいる市町村の財政にどれくらい貢献したことになるのか この数字は是非出していただきたいと思っています こういう足元の効果というものが見えるのが大事なのではないかと思います 植物質水分少 腐りにくい悪臭がしない 動物質水分多 水切り ( 減量化 省エネ ) 効能回収費用の節減焼却費用の節減 ( 自治体 地域ごとの状況により変化 ) 腐りやすい悪臭がする 2-2 水切りしにくい生ごみの性質可燃ごみとして出す生ごみはどんなものかといいますと 動物質のものと 植物質でも水分の多いものとに分けられます それではなぜ動物質の物が悪いのかといいますと 中にイオウとか窒素というものを多く含んでいるからなのです 動物質のものにはタンパク質が多く含まれていますが タンパク質のなかには窒素やイオウがたくさん含まれています こういうものが酸素の無い条件で雑菌が繁殖して分解が始まると その過程で硫化メチルとか硫化水素 塩化メチル アンモニアなどといったといった物質ができます これらのものが 腐った卵のにおい キャベツの腐った臭い 動物の糞尿の臭い たまねぎの腐ったような臭いを出します 夏など 動物質の物を水切して置いておき 空気が充分にゆきわたらない状態になると こういう臭いが発生してしまいます 次に今度は水分を多く含んだ植物質のものですが こちらは今度は有機酸というものが出てきます 刺激臭があるすっぱい臭い 汗臭い臭いであったり 蒸れた靴下の臭いであるとか そういったものが出てきます 空気が不足する 酸素のない ( 嫌気的な ) 状態で分解する これはよく言うところの腐敗ですが 水分の多いもの 動物質のものには充分に気をつけないと 水切りをしていると家庭の中の臭いが非常に悪くなる ですから ついつい生ごみとして捨てることになるということです 7 出すごみ 動物質水分多 腐りやすい悪臭がする 酸性臭 : ( イオウ ) 硫化水素 : 腐った卵のニオイ硫化メチル : 腐ったキャベツのようなにおい二硫化メチル : 腐ったキャベツのようなにおい ( 有機酸 ) 有機酸類 : 腐った野菜くずの甘酸っぱいにおいプロピオン酸 : 刺激的な酸っぱいにおいノルマル酪酸 : 汗臭いにおいノルマル吉草酸 : むれた靴下のにおいイソ吉草酸 : むれた靴下のにおい 塩基性 ( アルカリ ) 臭 : ( 窒素 ) アンモニア : トイレのニオイ 動物の糞尿臭などトリメチルアミン : 魚の腐ったニオイなどメチルメルカプタン : たまねぎの腐ったような臭い アセトアルデヒド : 刺激的な青臭いにおい 水分過多 腐りやすい 水分過多 腐りやすい 水分過多 腐りやすい 不快臭 : いずれも嫌気的な条件で分解が不十分な場合に発生 < 悪臭防止法 >

3 水切りによる減量と堆肥化による減量 ここまでのお話しは 生ごみを減量するというお話しでした 水切りをすれば最大 10 分の1 近くまで軽くなるということ それから水切りをし易いものと しにくいものがあるのだというお話しをしてまいりました 一方で 堆肥化も減量につながります そして堆肥化の場合には 水切りに向くものも向かないものもいっしょくたにして堆肥にしますが 右側の物と左側の物とでは性質が違いますので それを覚えておいていただきたいと思います (3-1) 堆肥化の目的 事前に堆肥化をするのと 生ごみを直接土壌に戻すのとでは何が違うのかということからお話しします (3-2) まず生ごみを直接土壌にいれてしまうと急激な分解がおこります その結果として 植物の生育にとって様々の障害が発生します 堆肥化をすると 急激な分解を堆肥化のあいだに済ませてしまいますので そういうことが防げます 生ごみを積んでおくと熱が上がります 50 度 60 度 場合によっては 70 度以上にもなります 微生物がそれだけ活発に働いて その結果として熱が出るわけです 生ごみの中には それだけ微生物にとって美味しい養分がたくさん含まれているということです そして微生物が活発に分解をする途中では 少量ながらも有害な物質がいろいろ出てきます 最初の急激な分解を堆肥化によって済ませておくと この有害物資による障害を未然に防ぐことができます 微生物が生ごみを活発に分解する際に ある養分 たとえば窒素 が生ごみ中に不足している場合 微生物は土壌中の窒素を利用して生ごみを分解します そうなると 土壌中の窒素は減少し 植物は生育にとって必要な窒素を吸収できなくなります 生ごみを直接土壌に施用しますと 植物と生ごみを分解する微生物の間でこのような養分の取り合いが しばしば生じます 堆肥化はこのような植物と微生物の間での養分の競合を回避するのにも役立ちます また 堆肥化する間には 必ず高温の時期があります 人間の体の中は大体 37 度ぐらいですから 人間に感染する微生物にとっての適温も 37 度くらいです それを数 10 度上げてやれば ついぞ経験したことのない環境になるので そうした微生物は死んでしまいます 堆肥化は 有害な微生物の殺菌にも役立っています 加えて ご家庭で食べる野菜の中には見かけ上病気にかかっていないように見える野菜であって 8 生ごみの堆肥化 繊維質水分少 堆肥化の目的 大部分が消失 難分解性炭素 ( リグリン等 ) N 部分分解 残存 たい肥の骨格水分調整 ごく一部が菌体に 動物質 C /N =30~40 の有機物 窒素 リン多たい肥の養分 1) 土壌施用後の急激な分解や 作物の窒素飢餓を防ぐ 2) 有機物中の有害成分をあらかじめ分解し 障害を未然に防ぐ 3) 有機物中の有害微生物や雑草の趣旨を高熱殺菌する 4) 取り扱いやすく 汚物感をなくす 5) 土壌中の腐植の供給源となり 土壌の物理性を改善 ( 藤原俊六郎 1992) 藤原俊六郎 堆肥の作り方 使い方 堆厩肥は : 炭素の大部分は菌体または腐植土壌施用後も緩やかに分解が続く程度に腐熟させた状態窒素の大部分が微生物の菌体またはその遺体 易分解性有機炭素 ( 糖 ヘミセルロース セルロース ) 堆肥化 難分解性炭素 ( リグリン等 ) 腐植 N 微生物分解 C 微生物体 C /N =20~30 の堆厩肥 植物養分

4 も 野菜の病気をひきおこす微生物がついていることがあります これをそのまま畑に戻すと 時には激しい病気が発生したという経験をされた方もあるかと思います 堆肥化は野菜の病原菌も殺します 堆肥は 急速な分解が終わった後の有機物そのため 堆肥化過程の初期は高温 後期は低温元の有機物は微生物体に変化 品温 4-1 微生物によって分解される野菜くず もう少し具体的にお話しをします 植物体のなかにはいろんな成分が含まれています それらが堆肥を作っていく過程でどんなふうに変化するのかということを書いた図です (3-3) これはワラ 1 トンを堆肥にした場合ですが その他の野菜くずなどでも同じだと考えてください グラフの一番上のところにセルロース へミセルロースとかペクチンというのがあります 堆肥を作る時間を 2 週 4 週 6 週 8 週 と横軸にとってありますが ごく最初のころに セルロースとか へミセルロースというのが急激に分解しています しかしあとになりますと分解速度が減っていき 最後になるとほとんどどの成分も分解しなくなります これが分解のパターンです 誰がこの分解をするのかと言いますと もちろん微生物です 微生物自体は植物体の中のセルロースとかへミセルロースといった物質を利用してどんどん増えていきます 100 グラムの有機体炭素 (= 生ごみ ) があるとすると 微生物はその 70%~ 80% を分解してしまいます 分解したものがどこへ行ったかというと 微生物の体になります では微生物は一体どれくらい増えたのかというと 元の生ごみの高々 10% ぐらいです 残りはどうなったかというと 炭酸ガスとエネルギーとなって消失したということです 私たちが成長していくときに食べたものに対してどれくらい体重が増えるかというのを計算してみると 10 分の 1 ぐらいなので まあこんなところだろうと思います 生ごみ 100 のうちの 70%~ 90% が微生物によって分解されてしまい 分解した養分を取り込んで増える微生物が高々 100 のうちの 10% だとすれば 堆肥化によってかなりの量が減量するということがお解かりいただけるかと思います (3-4) 分解速度 有機資材 微生物体 土壌中で微生物の死滅 窒素の供給 内城醗酵菌 フレッシュファームうえの 自然界に生息する土壌微生物が起源 内城醗酵菌 B 菌 ( 特殊肥料 飼料 ) 生ごみ を主原料に米ぬか * 等を混合し 内城菌 ( 種菌 ) を加え 機械的に加熱 ( 最高 度まで ** ) 急速醗酵 *** 急速分解させ生成したもの 肥料 ( 土壌改良 ) の有用性地力の改善を促進土の団粒構造となり通気性が良くなり 透水性 保水性が向上微生物の働きで 有機栄養素の分解が促進され 植物に必要な栄養素の吸収力が高まる *. 窒素源 **.70 ~80 が 5 時間 : こんなに短時間で堆肥化! なぜ? 生物の活動 ( 分解力 ) は 温度が 10 度上昇すると 2 倍に上昇 25 ~35 ~45 ~ 55 ~ 65 ~ 75 ( 地温が 25 度は 真夏に相当 ) = 32 倍 5 時間 32 = 160 時間 = 6.7 日約 7 日間の分解に相当 さらに 昇温の時間 (5 時間?) も分解に寄与分解が急速なため 十分な空気の供給が肝要 ( 悪臭の防除 ) ***. 急速醗酵時のにおいは? 臭い? 大丈夫? 臭い : 窒素分も揮散 肥料効果は緩やか ( 窒素成分少 ) 大丈夫 : 窒素分を保持 肥料効果は急速 ( 窒素成分多 ) 堆肥による土壌団粒の形成 微生物が働いて温度が上がる 次のグラフ (4-1) も同じように堆肥化の過程を見るものです のグラフのところに品温と書いてあるのは 堆肥の中の温度を示しています 堆肥化が始まると 最初温度がぐっと上がります 70 度 ~ 80 度ぐらいの温度に到達しています しかし時間とともにだんだん温度が下がっていって最後のところは 30 度くらいでした 一方 下のほうの のグラフは堆肥を作 9

5 っている間にどれくらいの酸素が消費されたのかを示しています 最初のころは非常に活発に微生物が働いているので 酸素をドンドン使いますが あとになると微生物の働きは収まってきて使う酸素の量が少なくなります 分解しやすい成分が無くなってくると微生物の働きが収まって それに対応してだんだん堆肥の温度が落ちてくるということです 土の構造 : 良い土 悪い土 5-1 堆肥を土の中に入れた後 堆肥は有機質の肥料です 肥料の成分というの は 窒素 リン酸 カリなどですが 堆肥のなか の窒素というのは 最初の生ごみの中の窒素が微生物の体の中に蓄積したもので 分解されずに残った生ごみの中にはほとんど窒素が含まれていません 動物質のタンパク質 魚や肉などのタンパク質に含まれる窒素が 微生物の体のタンパク質として閉じ込められている これ (4-2) は 土の中に堆肥を入れた場合 土の中にどれくらいの微生物がいるのかを一年間追いかけたものです 堆肥を入れたあとの畑の微生物 ( 細菌 ) の数を太い黒線でとってあります 入れた直後は高い数字になっていますが 入れて 120 日ぐらいになる前に急にがくんと落ちているところに注目してください 細菌がいなくなりました 言い換えますと 死んでしまいましたということです そうすると その微生物の体の中のタンパク質が分解して外に出ていって アンモニアや硝酸といった 植物が吸収できるような窒素の形に変化して土のなかに入っていくということです 点線は 堆肥を入れた畑と入れていない畑では アンモニアや硝酸など植物が吸収できる窒素の量にどれくらい差があるかを示しています そうすると堆肥を入れた畑では 微生物が死んでいなくなったあと 死んでしまった微生物体が分解するとともに 土のなかに 植物が吸収できる窒素がじわじわと供給されていることがわかります 堆肥化するときに空気が不足しますと 非常にアンモニア臭くなるときがあります さきほど 生ごみの窒素分が微生物に閉じ込められるというお話しをしましたが アンモニア臭いということは 堆肥化している間にその窒素分が揮散して逃げていってしまったということになります 窒素 (%) 窒素 (%) F のような土を作る 作物の由来別窒素の推移 ( 土壌窒素の重要性 ) 生育後期の窒素は 半分以上が土壌 微生物に由来 テンサイジャガイモトウモロコシ秋播コムギ 7/29 8/17 9/17 10/17 7/8 7/29 8/24 9/6 7/29 8/17 9/5 10/2 11/21 5/7 6/5 7/4 8/4 ( 月日 ) インゲンマメ アズキ ダイズ 7/18 7/29 8/17 9/13 7/29 8/17 9/2 9/24 7/29 8/17 9/2 10/2 土壌中の細菌 1 光年 = km 土壌中の細菌の直径を 0.5 µm とすると 直列に並べると ( = µm = km = 光年銀河系の直径 : 光年銀河系の直径の約 500 倍の長さに達する A: 乾性火山灰土壌 B: 湿性火山灰土壌 C: 沖積土壌 肥料由来窒素土壌由来窒素根粒由来窒素 土壌中の細菌総数面積細菌数地域熱帯降雨林熱帯季節林温帯常緑樹林温帯落葉樹林寒帯林灌木林サバンナ温帯草地乾燥地農耕地ツンドラ 山岳地低湿地合計面積 (Whitman et al 1998: Proc Natl Acad Sci USA, 95:6578) 地球上どこにでも生育できる微生物 5-2 硫安硝酸ソーダ 具体例 - 内城発酵菌の場合 具体的な事例を探していたところ 今日実践発表をされる中の内城発酵菌 B 菌というものの資料をいただきましたので これを例に2 3 お話しをします 10

6 まず ここでは給食の生ごみを主原料にして米ぬかと混合し この菌を種菌にして機械的に加熱して急速発酵 急速分解させて堆肥が生成すると書いてありました まず米ぬかを加えるということですが 生ごみというのは 非常に植物質 = 繊維質が多い場合がありますので これは窒素質や各種のミネラルを補強するものかなと思います それから 機械的に 70 度 ~ 80 度の温度が 5 時間ほど続くように加熱して堆肥化を完成するとありますが ここがミソかなと思います 一般的に生物の活動は 温度が 10 度上がりますと 2 倍からそれ以上に活発になります 70 度 ~ 80 度ということになりますと 25 度に比べて 2 倍 2 倍 2 倍 2 倍 2 倍で これを 5 時間続けたとすると 6.7 日くらいに相当することになります 攪拌したり温度を上げたりして理想的な条件を作ってやれば 10 時間ぐらいで分解して 10 分の1くらいになってしまうということもなるほどとご理解いただけるのではないでしょうか そういう意味では堆肥化というのはこんなにも分解するものですし 非常に効率がいいということです 植物は土壌から窒素を吸収する 肥料 この場合は窒素ですが 植物の生育を追いかけて生育のあとの方の作物の体の中の窒素がどこから来た窒素なのかを調べてみると その半分くらいは土壌中の窒素を吸収して植物は成長しています (5-2) いくら肥料を入れても 植物は半分くらいの窒素は肥料ではなく 土の中の窒素を吸収しているのですよ だから 豊かな土をつくらなくてはいけないのですよ ということです 土を豊かにして 土地の肥沃性を上げていただくことが 作物の成長には大切だということです それには 堆肥のようなものを入れていただくのがいいのです 6-2 土壌微生物の働き : 地球上に微生物がいなかったら? 遺体 排泄物 利用残渣 [ 有機物 ] 植物 動物 微生物 [ 生態系 ] 大気中の炭酸ガスは 712GtC 陸上植物の光合成年間 110GtC 55GtC は呼吸で大気へ還元 55GtC は土壌微生物が還元 もし 土壌微生物がいなかったら 13 年で大気中の炭酸ガスは 0 地上は植物遺体のゴミの山 太陽エネルギー 微生物分解植物を育てる [ 土壌系 ] 養分熟成 ( 腐植化 ) 生物が住み良い土を作る腐植環境を守る土を作る水分保持 地下水涵養有害物質の吸着分解 土の中での微生物と有機物の働き ( 伊達昇 ) どこにでもいる微生物 最後ですが 土壌の微生物は地球上のいたるところにいます 1 グラムの土の中には 大体 10 億から 100 億の微生物がいます この地球上の陸地にいる細菌を全部 1 列に直線状に並べてやると 銀河系の直系 端から端までの 500 倍くらいに当たります このように土の中に多数いる微生物が一気に働いて生ごみを分解して堆肥を作るということですので 生ごみを資源化しようと考えるときには 堆肥化というのは合理的というか 環境にやさしい方法なのではないかなと思っています 11 性状と分解速度 養分含量 水分形状 米ぬか 残飯 肉魚類野菜屑 速 鶏フン 紙 枯葉果物滓 油 分解速度 おがくず卵殻貝殻土 遅 小大養分 / 炭素 魚類肉残飯米ぬか鶏フン野菜屑果物滓 速 油 紙 枯葉 分解速度 養分の多いものは一般に水分が多く 分解が速い 6-4 土 卵殻貝殻おがくず遅

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