作物残渣

作物残渣は農業によって発生する廃棄物です。作物残渣には以下の2種類があります。

• 畑の残渣とは、作物の収穫後に農地や果樹園に残る物質のことです。これらの残渣には、茎や切り株（茎）、葉、種子鞘などが含まれます。畑の残渣を適切に管理することで、灌漑効率の向上や土壌侵食の抑制につながります。残渣は直接土壌に鋤き込むことも、先に焼却することもできます。一方、不耕起栽培、部分耕起栽培、減耕起栽培といった農法は、作物の残渣による土壌被覆率を最大化するために行われます。
• 加工残渣とは、作物を加工して利用可能な資源にした後、残る物質のことです。これらの残渣には、殻、種子、バガス、糖蜜 、根などが含まれます。これらは、家畜の飼料、土壌改良材、肥料、製造業などに利用できます。

作物残渣の量は、写真技術やリモートセンシングを用いて推定することができる。^{[ 1 ]}また、単純なライン横断測定によって被覆率を推定することもできる。^{[ 2 ]}

作物残渣は、さまざまな方法で効果的に利用できます。

• バイオ肥料：作物残渣の経済的価値に関する議論のほとんどは、残渣に含まれる栄養素の肥料コストに着目しています。作物残渣には多量栄養素と微量栄養素の両方が含まれていますが、経済的に重要なのは窒素、リン、カリウム、硫黄などの多量栄養素のみです。
• 農耕においては、作物の栽培（例えばイチゴ栽培）のための藁床として利用される。キノコ栽培でも広く用いられている。キノコ栽培後の残渣は、堆肥化やバイオ肥料の原料として利用できる。
• パーティクルボード：最近の開発では、パーティクルボードの製造に作物の残渣を利用できる可能性が示唆されている。^{[ 3 ] [ 4 ]}

炭水化物含有量が高いため、作物残渣はバイオ燃料を生産するための適切な原料とみなすことができます。農業残渣からのバイオ燃料生産の潜在能力を推定するためのアルゴリズムがいくつか開発されています。^{[ 5 ] [ 6 ]}エタノールオルガノソルブ前処理した稲わらを使用してエンテロバクター・アエロゲネスでバイオ水素を生産した研究から得られた実験データに基づくと、バイオ燃料生産のために収集可能な稲わらの年間世界量（生産された稲わらの総量ではない）は約2億4900万トンと推定され、提案されたオルガノソルブ技術により約3億5578万トンの水素と1132万トンのリグニンを生産することができ、稲わらからのバイオ水素生産の世界的な潜在能力の約32%を中国が占めていることがわかりました。^{[ 7 ]}

ほとんどの作物残渣に含まれる栄養素は、作物がすぐに利用できる状態ではありません。それらの放出（無機化と呼ばれる）は、数年かけて起こります。土壌の栄養循環に関わる生物学的プロセスは複雑です。おおよその目安として、穀物の藁は栄養素の約10～15％を、エンドウ豆の残渣は約35％を翌年までに放出します。

鉱化作用の速度は、窒素とリグニン（繊維）の含有量、土壌水分、温度、土壌との混合度合いによって左右される。窒素含有量が1.5%を超える場合（例えばエンドウ豆の残渣など）、残渣から窒素は比較的速やかに放出される。一方、1.2%未満の場合（例えば穀物の残渣など）、土壌中で利用可能な窒素は、微生物が残渣を分解する際に固定化される（これを固定化という）。

したがって、エンドウ豆の残渣は土壌肥沃度に対して短期および長期的な利点をもたらすが、穀物の藁は翌年の土壌中の利用可能な栄養素の供給を減少させる。時間の経過とともに、土壌微生物と腐植によって固定された栄養素は放出され、作物が利用できるようになる。残渣からの栄養素は作物によって完全に回収されるわけではない。肥料の栄養素と同様に、作物の残渣から土壌に放出された栄養素は、浸出（NとS）、脱窒（N）、固定化（N、P、K、S）、および固定化（PとK）などの損失を受けやすい。

肥料や残渣からの作物の養分吸収効率は、一般的に同程度と考えられています。例えば、地上部の植物では、1年目に窒素の約50％が回収されます。肥料には、2年後や3年後にも作物が少量の養分を吸収するため、ある程度の残留効果があります。肥料の施用方法は、作物の養分吸収効率に大きな影響を与える可能性があります。残渣の施用方法（耕起によって埋め込むか、不耕起栽培で地表に残すか）が養分循環と効率に及ぼす影響については、現在研究中です。

したがって、作物残渣に含まれる栄養素の肥料相当値を計算する方法は、作物残渣の部分的な価値を推定するための妥当な指標となる。

• 慣行耕起

• Alemayehu Mengistu. 1985.エチオピアの飼料資源。1985年11月11～15日にケニアのナイロビで開催された小規模畜産農家向け動物飼料資源に関するワークショップで発表された論文。12ページ。
• Butterworth, MH; Mosi, AK (1986). 「羊における穀物残渣とマメ科植物干し草の組み合わせの自発摂取量と消化率」ILCA Bulletin . 24 : 14– 17.

• 圃場残渣管理の利点