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家畜排泄物のメタン発酵消化液中のリン酸が少ないことから、リン酸カルシウムとして沈殿したと推測されていた。しかし生成AI（Gemini）は、腐植質化合物とカルシウムが結合してコロイド状の複合体を形成し、沈殿を防ぐ可能性を指摘した。このことから、通常沈殿しやすいカルシウムなどの金属も、コロイド化によって消化液中に残り得ることが示唆される。消化液中の成分挙動において、腐植質によるコロイド形成が重要な役割を果たす可能性が浮上した。
大阪府高槻市原地区で肥料教室を開いています
検索キーワード：「食品残渣」
家畜排泄物のメタン発酵の際に生成される消化液で沈殿しやすい金属は残るか？
家畜排泄物のメタン発酵の際に生成される消化液に含まれるリン酸は何だ？
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家畜排泄物と食品残渣のメタン発酵により生成される消化液は、タンパク質分解で生じるアンモニウムイオン（NH4+）を豊富に含む。リン酸については、家畜糞中の貯蔵性リン酸であるフィチン酸が発酵過程でオルトリン酸に変化し、消化液へ移行する。オルトリン酸は微生物に利用されるが、最終的には水溶性のリン酸アンモニウム（リン安）として消化液中に存在する。これは即効性のリン酸源となる。消化液中にカルシウムイオンが存在すると、難溶性のリン酸カルシウムとして沈殿する可能性もあるが、主要なリン酸の形態はリン酸アンモニウムである。
家畜排泄物のメタン発酵の際に生成される消化液に土壌改良の効果はあるか？
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家畜排泄物と食品残渣を嫌気性発酵させメタンガスを抽出する際に残る液が「消化液」です。この消化液に土壌改良効果があるかという質問に対し、記事では効果の可能性を指摘しています。
理由として、難消化性で水溶性のポリフェノール「タンニン」が消化液に移行し、土壌改良に寄与すると考えられるためです。一方で、土壌改良に不向きなリン酸などの成分が消化液に残る懸念もありますが、発酵後の固液分離でリン酸が固形分に除去されれば、消化液の土壌改良剤としての価値は高まると考えられます。今後は、メタン発酵による有機物の変化を詳細に分析する必要があります。
牛糞の熟成の起爆剤としてのEFポリマー
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牛糞熟成のボトルネックは初期の真菌活性化である。水分過多だと不活性となるため、オガ屑等で調整するが、それらは撥水性があり水分吸収に限界がある。そこで、ペクチン主体のEFポリマーの活用が有効だ。EFポリマーは真菌が利用しやすい有機物を増加させ、熟成の起爆剤となる。水分調整だけでなく、分解初期の有機物量を増やすことで、後続の難分解性有機物の分解開始を促進する効果が期待できる。
オカラから豆腐屋の苦労を知る
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乾燥オカラを使ったお菓子をきっかけに、オカラの低い利用率に注目。栄養価の高いオカラは堆肥に最適だが、水分が多く腐りやすい点が課題。EFポリマーで水分調整を試みたが、購入した乾燥オカラは既に十分脱水されていた。豆腐製造には排水処理施設が必要で、オカラ処理もその一環。良質な堆肥になる可能性を秘めたオカラが活用されていない現状に課題を感じている。
EFポリマーにラーメンのスープを吸わせてみた
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EFポリマーにラーメンのスープを吸収させる実験を行った。水に比べ吸収速度は遅く、30分後ではあまり変化が見られなかったが、3時間後にはスープを吸収し膨張していた。ラーメンのスープに含まれるタンパク質、脂質、ビタミン、ミネラル等の成分を吸収したEFポリマーは、他の食品残渣と混ぜ、堆肥化の難しい有機物の発酵促進に活用できる可能性がある。廃液処理に使用されるアクリル酸系ポリマーは分解されにくいため土壌混入は避けたいが、同様の機能を持つEFポリマーは土壌利用においても有用性が高い。
一度吸水したEFポリマーは再利用できるのか？
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吸水済みのEFポリマーの再利用について検証した。吸水ポリマーを植物性有機物と混ぜると、有機物を吸着し塊になる。これは粘土質土壌への施用時と似た状態だが、吸水前のポリマーほどの細かさにはならないため、土壌への直接施用は効果が薄い。しかし、事前に高カロリー化合物や微量要素を吸水させたポリマーを有機物と混ぜることで、養分を供給し堆肥化を促進する効果は期待できる。つまり、吸水ポリマーは土壌改良材としてではなく、堆肥化促進剤として活用できる可能性がある。
EFポリマーは濃度の濃い溶液を吸水できるか？
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EFポリマーは、食品残渣の堆肥化を促進する可能性がある。食品残渣に含まれる余剰水分を吸収し、腐敗を抑制する効果が期待される。実験では、濃度の濃い紅茶溶液にEFポリマーを添加した結果、溶液が吸収されることが確認された。このことから、EFポリマーは濃度の高い溶液にも有効であることが示唆された。ラーメンの残ったスープのような高カロリーの廃液も、EFポリマーで吸収し、油分を堆肥化の際の微生物のカロリー源として活用できる可能性がある。これにより、下水への負担軽減にも繋がる可能性がある。費用対効果については更なる検討が必要である。
EFポリマーは食品残渣の堆肥化の過程を省略できるのでは？
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EFポリマーは食品残渣の堆肥化過程を簡略化できる可能性がある。水分量の多い食品残渣は悪臭の原因となるが、EFポリマーは残渣周辺の水分を吸収し、残渣自体の水分は奪わないため、腐敗臭の発生を抑制する。実験では、EFポリマーを施した食品残渣はダマにならず、撹拌機の負担軽減も期待できる。EFポリマーの主成分は糖質であり、堆肥の発酵促進にも寄与する。水分調整と発酵促進の両面から堆肥化を効率化し、悪臭を抑えることで、肥料革命となる可能性を秘めている。今後の課題として、家畜糞への効果検証が挙げられる。
EFポリマーは令和の肥料革命になるかもしれない
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EFポリマーは食品残渣由来の土壌改良材で、高い保水性を持ち、砂地や塩類集積土壌に有効。吸水すると粒状になり、堆肥と混ぜると保水性を高める。更に、重粘土質の土壌に添加すると団粒構造を形成し、通気性・通水性を向上させる効果も確認された。植物繊維が主原料のため、土壌微生物により分解されるが、腐植と併用することで団粒構造への取り込みが期待される。緑肥播種前の施肥も有効。二酸化炭素埋没効果も期待できる、画期的な土壌改良材。
ポリフェノールの分解
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ポリフェノールは腸内細菌叢で代謝され、最終的に単純な有機酸となる。ケルセチンを例に挙げると、フロログルシノールと3-(3,4-ヒドロキシフェニル)-プロピオン酸に分解され、それぞれ酪酸・酢酸と4-ヒドロキシ馬尿酸へと変化する。4-ヒドロキシ馬尿酸生成過程ではアミノ酸抱合が関わっていると考えられる。この代謝経路は土壌中での分解と類似すると推測される。ポリフェノール豊富な飼料を家畜に与えると糞中ポリフェノールは減少し、土壌改良効果も低下するため、ポリフェノールを含む食品残渣は直接堆肥化するのが望ましい。
腐植酸とは何なのか？３
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腐植酸生成の鍵となる酒石酸とポリフェノールに着目し、ワイン粕を用いた堆肥製造の可能性を探っている。ワイン熟成過程で生じる酒石酸と、ブドウ果皮に豊富なポリフェノールが、ワイン粕中に共存するため、良質な腐植酸生成の材料として期待できる。ワイン粕は家畜飼料にも利用されるが、豚糞由来の堆肥は他の成分を含むため、純粋なワイン粕堆肥の製造が望ましい。
成分含有率を見て、改めて有機質肥料としての米ぬかは優秀だと思う
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米ぬかは有機質肥料として優秀です。注目すべきはカルシウム(Ca)とマグネシウム(Mg)の比率です。米ぬかはCa : Mg ≒ 1 : 5と、理想的な施肥設計比(Ca : Mg : K = 5 : 3 : 1)に近く、土壌中の石灰過剰を招きにくい特徴があります。石灰過剰は肥料成分の吸収阻害を起こすため、米ぬかのように過剰になりにくい成分比率は、土壌管理の観点から非常に優れていると言えます。
植物はニコチン酸をどのように合成するのだろう？
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植物はニコチン酸を吸収すると、エネルギー運搬に関与するNADHなどの合成に必要な反応ステップ数を節約できるため、乾燥耐性が向上します。では、ニコチン酸吸収によって具体的に何ステップ省略できるのでしょうか？
植物はアスパラギン酸から始まり、イミノアスパラギン酸、キノリン酸を経てニコチン酸モノヌクレオチドを合成し、最終的にNADHが生成されます。ニコチン酸はニコチン酸モノヌクレオチドからNADを経て生成されますが、今回の目的はNADH合成の省略ステップ数なので、この経路は関係しません。
現状では、ニコチン酸吸収によるNADH合成の省略ステップ数を明確にすることは難しいですが、このような視点を持つことが重要です。
なお、ナイアシン含有量が多い食品として、米ぬかとパン酵母が挙げられます。酵母が米ぬかを発酵すると、ナイアシンが大量に合成される可能性も考えられます。
ナイアシンは食品残渣系の有機質肥料に豊富に含まれている
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記事では、ナイアシンを多く含む有機質肥料として、米ぬか、魚粉肥料、廃菌床堆肥が挙げられています。米ぬかは発酵過程で微生物がナイアシンを消費する可能性がありますが、最終的には作物が吸収できると考えられています。魚粉肥料もナイアシン豊富です。さらに、米ぬかを添加してキノコ栽培に用いられる廃菌床堆肥も、ナイアシンを含む可能性があります。これらの有機質肥料は、今後の猛暑による乾燥ストレス対策として、栽培体系への導入が期待されます。
栽培でいう国内資源の活用とは何を指す？
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この記事では、日本で叫ばれる「国内資源を活用した有機栽培」の「国内資源」の中身について考察しています。
筆者は、輸入原料に頼る食品残渣や、環境負荷の高い家畜糞ではなく、日本ならではの資源として、貝殻石灰、海藻、火山由来の鉱物、木質資材などを提案しています。
これらの活用は減肥につながり、結果的に海外依存度の高い肥料や農薬の使用量削減、ひいては化石燃料の節約にも貢献すると述べています。
そして、家畜糞中心の有機栽培ではなく、日本独自の資源を活かした持続可能な農業への転換を呼びかけています。
耕作されていない田の中心に咲いた大きな花
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耕作放棄された田んぼに、ひときわ目立つ黄色い花が咲きました。おそらくカボチャの花で、食品残渣のこぼれ種から発芽したと思われます。周囲は背の低い草が生い茂り、小さな昆虫にとっては花にたどり着くのも容易ではありません。人里離れたこの場所で、果たしてハチなどの花粉媒介者は現れ、受粉は成功するのでしょうか？ 写真は、そんな疑問を抱かせる風景を切り取っています。
リン酸肥料を求めて海へ向かうその前に
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リン酸肥料は、魚骨粉のように魚骨から生成できる可能性があるが、漁獲量の低下が懸念される。漁獲量の低下は海資源の枯渇と関連しており、海の栄養不足が問題となる。しかし、山と海は繋がっているため、山の資源を活用することで海の栄養不足を解消できる可能性がある。つまり、リン酸肥料を求めて海へ向かう前に、山に目を向けることで、解決策が見つかるかもしれない。具体的には、森林を適切に管理することで、リン酸を含む栄養塩が海に流れ込み、漁獲量の増加に繋がる可能性がある。
コトブキ園さんから恵壽卵を頂きました
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コトブキ園から葉酸が豊富な「恵壽卵」をいただいた。鮮やかなオレンジ色の黄身が特徴で、これは鶏の飼料に含まれるカロテノイドによるもの。カニ殻に含まれるアスタキサンチンで黄身が濃くなることが発見されたが、アレルゲンの問題からカボチャやパプリカが代替として使われる。黄身の鮮やかさは抗酸化作用の強さを示し、親から子への贈り物と言える。卵は酸化しにくく鮮度が保たれ、美味しく食べられる期間も長い。また、亜鉛も豊富に含む。レッドチェダーチーズの赤色も牛乳由来のカロテノイドによるもので、哺乳類の母乳にはカロテノイドが含まれる。黄身の鮮やかさは価値であり、機能性を高める重要な要素と言える。
土に生ゴミを埋めるという日課
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台風被害を軽減するために、個人レベルでできる対策として、生ゴミの土中埋設による二酸化炭素排出削減が提案されています。埋設方法には、ベントナイト系猫砂を混ぜることで、消臭効果と共に、有機物分解で発生する液体の土中吸着を促進し、二酸化炭素排出抑制と植物の生育促進を狙います。
この実践により、土壌は改善され、生ゴミは比較的短期間で分解されます。また、土壌にはショウジョウバエが多く見られ、分解プロセスへの関与が示唆されます。
台風被害軽減と関連づける根拠として、二酸化炭素排出削減による地球温暖化抑制、ひいては台風強大化の抑制が考えられます。また、土壌改良は保水力を高め、豪雨による土砂災害リスク軽減に寄与する可能性も示唆されています。
落ち葉のハンバーグ
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食品残渣堆肥に発生したダニの有害性について、様々なダニの食性と役割を踏まえて考察している。一部のダニはホウレンソウなどを食害する有害種も存在する一方、ササラダニのように落ち葉を分解し、土壌改良に貢献する有益な種もいる。「落ち葉のハンバーグ」と称されるササラダニの糞は、微生物の餌となり落ち葉の分解を促進する。食品残渣に集まるダニは無害である可能性が高いが、有害種の存在も否定できないため、栽培開始前の施用が望ましい。
ナスの施設栽培に迫りくる脅威
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ハダニは通常、異なる攻撃方法を持つ天敵（捕食性ダニと寄生蜂）に対して、それぞれ防御戦略を持ちます。しかし、京都大学の研究で、ハダニは捕食性ダニに対する防御と、寄生蜂に対する防御を両立できないことが判明しました。これは、ハダニの防御能力にトレードオフが存在することを示唆し、生物的防除戦略の可能性を示唆します。
ホウレンソウとダニの話
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乾燥ストレスは作物の生育を阻害するだけでなく、ダニ被害のリスクも高める。高EC環境では藻類が発生しやすく、ダニの餌となる。しかし、乾燥するとダニは作物へと移動し食害を引き起こす。高EC下では作物は発根しにくく弱っているため、ダニの被害を受けやすい。結果として、高ECと乾燥の組み合わせは農薬の使用量増加につながる。牛糞堆肥による土壌改良は、保水性と通気性を向上させ、乾燥ストレスを軽減することで、ダニ被害の抑制にも繋がる可能性がある。
食品残渣系の堆肥にダニが湧いた
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食品残渣堆肥に発生したダニの安全性について疑問が生じ、ダニについて調べてみた。ダニはクモの近縁だが、体節の区別がなく、食性も肉食だけでなく植物食、菌食、腐食など多岐にわたる。多くのダニは人間生活と無関係で無害だが、研究は進んでいない。土壌の菌バランスを整える菌食性のダニも存在し、農業に有益なダニがいる可能性もある。ダニに関する知識を深める必要がある。
とある地域で白絹病が蔓延
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ある地域で白絹病が蔓延。原因は、未熟な自家製堆肥の使用にあると考えられる。白絹病は高温多湿を好む糸状菌で、未分解有機物が多いと増殖しやすい。自家製堆肥は微生物万能説に基づきいい加減な管理で作られることが多く、結果として有害菌の温床となる可能性がある。対策として、堆肥の購入を推奨。購入する際は、製造元を訪れ、熟成処理の徹底と水分の除去を確認することが重要。重い堆肥は熟成不足の可能性が高く、病気を持ち込むリスクがある。適切な堆肥とハウス内の通気改善で白絹病対策を行うべきである。
無肥料栽培の野菜は体に悪いのではないか？
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無肥料栽培の野菜は、土壌中のアルミニウム溶出量の増加とミネラル減少により、体に悪い可能性がある。肥料を加えないことで土壌の酸性化が進み、アルミニウムが溶出しやすくなる。また、養分の持ち出しにより土壌中のミネラルも減少し、野菜の生育に悪影響を与える。落葉や食品残渣を肥料として用いる場合もあるが、これらは堆肥に分類され、真の無肥料栽培とは言えない。結果として、無肥料栽培の野菜は栄養価が低く、アルミニウム中毒の危険性もあるため、健康への影響が懸念される。「無肥料栽培」を謳うメリットはなく、むしろデメリットが多い。
卵の黄身の鮮やかな着色は不自然なのか？
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卵の黄身の鮮やかな色は着色料による人工的なものではなく、飼料の影響が大きい。カニ殻を与えた鶏の卵の黄身が鮮やかになったという例もあり、これは鶏が子に有用成分を与えている可能性を示唆する。黄身が白い方が良いという主張や、着色料＝人工的・不自然という短絡的な考えは、イノベーションを阻害する。飼料による着色の例として、トウモロコシは黄色く、飼料米は色が薄くなる。近年はパプリカなどの鮮やかな飼料も用いられている。重要なのは、手法や背景を理解せずに、名前だけで判断することの危険性である。
続・続・もう、牛糞で土作りなんて止めようよ
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牛糞堆肥の施用は、作物の免疫系を弱める可能性がある。植物は硝酸イオンを吸収しアミノ酸に変換するが、牛糞堆肥のような塩類集積を起こしやすい資材は、硝酸還元に過剰なエネルギーを消費させ、免疫系への負担となる。アミノ酸肥料は光合成産物の節約に繋がり有効だが、土壌に硝酸塩が多いと効果が薄れる。食品残渣発酵物や、特に廃菌床は、硝酸塩集積を起こしにくく、アミノ酸やミネラルも豊富なので、牛糞堆肥より優れた土壌改良材と言える。つまり、牛糞堆肥へのこだわりは、秀品率低下に繋がる可能性があるため、再考すべきである。
肥料分としての窒素の吸収形態
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肥料の窒素は、植物によって吸収される形態が異なります。畑の作物は主に硝酸イオン（NO₃⁻）の形で窒素を吸収します。土壌中のアンモニウムイオン（NH₄⁺）は、微生物による硝化作用で硝酸イオンに変換されます。しかし、嫌気条件下では脱窒が起こり、窒素ガスが発生したり、亜硝酸がアンモニアに還元されます。一方、水田の稲はアンモニウムイオンの形で窒素を吸収します。近年、畑作物もペプチドやアミノ酸などの有機態窒素を吸収できることがわかってきました。大豆油粕や魚粕などは、こうした有機態窒素を含んでいます。