作物残渣

作物残渣は農業によって生成される廃棄物です。次の 2 種類があります。

畑の残渣とは、作物が収穫された後に農地や果樹園に残された物質である。これらの残渣には、茎や刈り株（茎）、葉、種子の鞘などがある。畑の残渣を適切に管理することで、灌漑の効率を高め、浸食を抑制することができる。残渣は直接地面に鋤き込むか、事前に燃やすことができる。対照的に、不耕起、条耕、または耕起を減らす農業慣行は、作物残渣の被覆率を最大化するために行われている。単純なライントランセクト測定を使用して、残渣被覆率を推定することができる。^[1]
加工残渣とは、作物を加工して使用可能な資源にした後に残る物質です。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、家畜の飼料や土壌改良剤、肥料、製造に使用できます。

経済的価値

作物の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、その中に含まれる栄養素の肥料コストに焦点が当てられています。作物残渣には主要栄養素と微量栄養素の両方が含まれていますが、経済的に重要な意味を持つのは窒素、リン、カリウム、硫黄などの主要栄養素だけです。
農学の実践では、作物を生産するためのわら床として使用されます (例: イチゴ栽培)。キノコ栽培で広く使用されています。キノコ栽培後の残渣は、堆肥やバイオ肥料の用途に適した基質として機能します。
パーティクルボード：最近の開発により、作物残渣をパーティクルボードの製造に利用できる可能性があることが示唆されている。^[2]^[3]

作物残渣からのバイオ燃料生産

作物残渣は炭水化物含有量が高いため、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的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。^[4]^[5]エタノールオルガノソルブ前処理した稲わらからエンテロバクター・アエロゲネスを使用して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（生産された稲わらの総量ではない）の年間世界量は約2億4900万トンと推定され、提案されているオルガノソルブ技術によって約3億5578キロトンの水素と1132万トンのリグニンを生産でき、中国は稲わらからバイオ水素を生産する世界の潜在的能力の約32%を占めていることがわかりました。^[6]

鉱化作用

ほとんどの作物残渣に含まれる栄養素は、すぐには作物に利用できません。栄養素の放出（ミネラル化と呼ばれる）は、数年かけて起こります。土壌の栄養循環に関係する生物学的プロセスは複雑です。大まかに言うと、穀物のわらは翌年までに栄養素の約 10 ～ 15 パーセントを放出し、エンドウ豆の残渣は翌年までに栄養素の約 35 パーセントを放出します。

ミネラル化の速度は、窒素とリグニン（繊維）含有量、土壌水分、温度、土壌との混合度合いによって異なります。窒素含有量が 1.5 パーセントを超える場合（エンドウ豆の残渣など）、窒素は残渣からかなり速く放出されます。対照的に、1.2 パーセント未満の場合（穀物の残渣など）、土壌で利用可能な窒素は、微生物が残渣の分解時に固定されます（固定化と呼ばれます）。

したがって、エンドウ豆の残渣は土壌の肥沃度に短期的および長期的に利益をもたらす一方、穀類のわらは翌年の土壌の利用可能な栄養素の供給を減少させるでしょう。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が放出され、作物に利用可能になります。残渣からの栄養素は作物によって完全には回収されません。肥料栄養素と同様に、作物残渣から土壌に放出された栄養素は、浸出（NおよびS）、脱窒（N）、固定化（N、P、KおよびS）、固定（PおよびK）などの損失を受けやすいです。

栄養素の吸収効率

作物による肥料または残留物の放出からの栄養吸収効率は、一般的には同様であると考えられています。たとえば、地上植物では最初の年に約 50 パーセントの N が回収されます。作物は 2 年後、3 年後に少量の栄養素を吸収するため、肥料にはある程度の残留効果があります。肥料の配置は、作物の吸収効率に大きく影響する可能性があります。残留物の配置 (耕起によって埋められたり、耕起なしで表面に残されたり)が栄養循環と効率に与える影響は研究中です。^{[引用が必要]}

したがって、作物残渣中の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合理的なガイドとなります。

参照

従来の耕作

参考文献

^ Richards, BK; Muck, RE; Walter, MF (1984年1月1日). 「作物残渣被覆のライントランセクト測定における変動」. Journal of Soil and Water Conservation . 39 (1): 60–61. ISSN 0022-4561. 2022年10月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2019年5月20日閲覧。
^ Ehrlich, Brent (2019年8月19日). 「MDF Made from Rice Straw」. BuildingGreen.com . 2022年10月13日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2020年12月1日閲覧。
^ フェランデス＝ガルシア;ガルシア＝オルトゥーニョ。フェランデス・ガルシア;フェランデス・ビリェナ;フェランデス＝ガルシア（2017年9月28日）。「バインダーレス稲わらパーティクルボードの耐火性、物理的、機械的特性評価」。バイオリソース。12 (4): 8539–8549。土井: 10.15376/biores.12.4.8539-8549。 2022年10月17日のオリジナルからアーカイブ。2020 年12 月 1 日に取得。
^ Asadi, Nooshin; Karimi Alavijeh, Masih; Zilouei , Hamid (2017). 「地域および国の農作物残渣からのバイオ水素生産を調査するための数学的手法の開発：イランの事例研究」。International Journal of Hydrogen Energy。42 ( 4): 1989–2007。Bibcode : 2017IJHE ...42.1989A。doi : 10.1016/j.ijhydene.2016.10.021。2017年1月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2017年1月6日閲覧。
^ Karimi Alavijeh, Masih; Yaghmaei, Soheila (2016 ) . 「イランにおける農作物および残渣からのバイオエネルギーの生化学的生産」。廃棄物管理。52 :375–394。Bibcode :2016WaMan..52..375K。doi : 10.1016 /j.wasman.2016.03.025。PMID 27012716 。
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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家畜生産者のための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)。「羊の穀物残渣とマメ科牧草の組み合わせの自発的摂取量と消化率」。ILCA紀要。24 : 14–17。

外部リンク

現場残留物管理の利点

[1] Richards, BK; Muck, RE; Walter, MF (1984年1月1日). 「作物残渣被覆のライントランセクト測定における変動」. Journal of Soil and Water Conservation . 39 (1): 60–61. ISSN 0022-4561. 2022年10月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2019年5月20日閲覧。

[2] Ehrlich, Brent (2019年8月19日). 「MDF Made from Rice Straw」. BuildingGreen.com . 2022年10月13日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2020年12月1日閲覧。

[3] フェランデス＝ガルシア;ガルシア＝オルトゥーニョ。フェランデス・ガルシア;フェランデス・ビリェナ;フェランデス＝ガルシア（2017年9月28日）。「バインダーレス稲わらパーティクルボードの耐火性、物理的、機械的特性評価」。バイオリソース。12 (4): 8539–8549。土井: 10.15376/biores.12.4.8539-8549。 2022年10月17日のオリジナルからアーカイブ。2020 年12 月 1 日に取得。

[Hydrogen_Step-4] ^ Asadi, Nooshin; Karimi Alavijeh, Masih; Zilouei , Hamid (2017). 「地域および国の農作物残渣からのバイオ水素生産を調査するための数学的手法の開発：イランの事例研究」。International Journal of Hydrogen Energy。42 ( 4): 1989–2007。Bibcode : 2017IJHE ...42.1989A。doi : 10.1016/j.ijhydene.2016.10.021。2017年1月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2017年1月6日閲覧。

[Biochemical-5] ^ Karimi Alavijeh, Masih; Yaghmaei, Soheila (2016 ) . 「イランにおける農作物および残渣からのバイオエネルギーの生化学的生産」。廃棄物管理。52 :375–394。Bibcode :2016WaMan..52..375K。doi : 10.1016 /j.wasman.2016.03.025。PMID 27012716 。

[Organosolv-6] ^ Asadi, Nooshin; Zilouei, Hamid (2017 年 3 月)。「Enterobacter aerogenes を 用いたバイオ水素生産の強化に向けた稲わらの有機溶媒前処理の最適化」。バイオリソーステクノロジー。227 : 335–344。Bibcode :2017BiTec.227..335A。doi : 10.1016 /j.biortech.2016.12.073。PMID 28042989 。