プラスチックマルチ

プラスチックマルチは、マルチと同様にプラスチック栽培で使用される製品で、作物の生産や造園において雑草を抑制し、水を節約します。特定のプラスチックマルチは、強力な燻蒸剤でありオゾン層破壊物質でもある臭化メチルを土壌に留めるバリアとしても機能します。作物は薄いプラスチックシートのスリットや穴を通して成長します。プラスチックマルチは、点滴灌漑と組み合わせて使用​​されることがよくあります。さまざまな色のマルチを使用して作物の成長に影響を与える研究もいくつか行われています。プラスチックマルチの使用は大規模な野菜栽培で主流であり、毎年世界中で何百万エーカーもの土地がプラスチックマルチの下で耕作されています。^[1]

プラスチックマルチの廃棄は環境問題です。使用済み/廃棄されたプラスチックマルチをプラスチック製造業界で再利用できるプラスチック樹脂にリサイクルする技術は存在します。^{[2]しかし、これらの方法はプラスチックが}農薬に汚染されているためあまり効果的ではありません。^{[3]その他の懸念事項としては、}土壌に残留するマイクロプラスチックが微生物やミミズなどの土壌生態系に悪影響を及ぼす可能性があります。^{[3] [4]}

植物生産においてポリエチレンフィルムをマルチとして使用するというアイデアは、1950 年代半ばに始まりました。ケンタッキー大学の Emery M. Emmert 博士は、野菜生産においてLDPE (低密度ポリエチレン) およびHDPE (高密度ポリエチレン) フィルムをマルチとして使用する利点を認識した最初の一人でした。Emmert 博士は、ガラスやプラスチックの代わりに温室にプラスチックを使用することなど、他のトピックについても執筆しました。世界中で約 2,500 平方マイル (6,500 km ² ) の農地が、作物生産にポリエチレンマルチや同様の畝覆いを利用しています。土壌に形成されたマウンドの上にプラスチック製のポリエチレン (マルチ) を敷く方法は、 1950 年代半ばにオークランド地域のイチゴ栽培者によってニュージーランドでも初めて導入されました。1960 ～ 1961 年までに、ニュージーランドで商業的に栽培されるすべてのイチゴは、通常手作業で敷かれた黒色のポリエチレンで栽培されました。プラスチックは成長を促進し、水分を保ったことで実りが早くなり、雑草の蔓延が抑えられました。最も初期のポリエチレン敷設機は 1960 年代半ばまでにニュージーランドで使用され、現在販売されている機械と非常によく似ていました。最初の機械は栽培者によって設計され、通常は農家の慎重な指導と監督の下、小規模なエンジニアリング/製造工場で製造されました。長年にわたり、各機械は概ね前回の機械と似ていましたが、性能を向上させるために時々改良が加えられました。

点滴灌漑と併せてプラスチックマルチを使用すると、次のような多くの利点があります。

プラスチックマルチの使用は土壌温度を変化させます。土壌に施された暗いマルチと透明なマルチは日光を遮断して土壌を温め、早期の植え付けを可能にし、生育期の早い段階での成長を促進します。白いマルチは太陽の熱を反射し、土壌温度を効果的に下げます。この温度低下は、より冷たい土壌が必要となる真夏に植物を定着させるのに役立つ可能性があります。^[5]

プラスチックマルチは、蒸発によって土壌から失われる水分の量を減らします。つまり、灌漑に必要な水が少なくなります。プラスチックマルチは土壌に水分を均等に分配するのにも役立ち、植物のストレスを軽減します。^[要出典]

プラスチックのマルチは土壌への日光を遮断し、ほとんどの一年生および多年生雑草を抑制します。透明プラスチックは雑草の成長を防ぎます。植物用のマルチに開いた穴は、雑草が生える唯一の経路になる傾向があります。

点滴灌漑をプラスチックマルチと組み合わせて使用​​すると、肥料の浸出を減らすことができます。点滴灌漑を使用すると、大量の水を土壌に散布する湛水灌漑や畝間灌漑が不要になります。湛水灌漑では、窒素やその他の栄養素が根域の下の深さまで浸出する傾向があります。点滴灌漑では、注入される肥料とともに散布される水の量が少なくなるため、必要に応じてこれらの肥料が根域に施用されます。また、散布施肥と比較して、植物の適切な成長に必要な肥料の量も減ります。

プラスチックマルチは熟した果物を土から遠ざけます。土との接触が減ることで果物の腐敗が減り、果物や野菜を清潔に保つことができます。これは例えばイチゴの生産に有益です。^[6]

プラスチックマルチを敷くことで、雨や日光による土壌のクラスト化が軽減されます。雑草の量が減ると、機械による耕作の必要性が減ります。プラスチックの床の間の雑草対策は、直接除草剤を散布するか、機械的な手段で行うことができます。プラスチックマルチの下の土壌は緩く、通気性がよく、マルチが覆う土壌を浸食から保護します。^[1]

プラスチックマルチを使用すると、植物の周囲に雑草が生えないエリアが作られ、プラスチックの列の間を除いて耕作する必要がなくなります。そのため、耕作に伴う根の損傷がなくなります。これらの要因により、プラスチックマルチの使用は植物の全体的な成長の改善につながる可能性があります。^[7]

農作物の生産においてプラスチックマルチを使用することにも多くの欠点があります。

プラスチックマルチを使用することで得られるメリットは、裸地に植える場合よりもコストが高くなります。これらのコストには、機器、マルチとして使用するプラスチックフィルム、プラスチックベッド用に設計された移植機、およびマルチフィルムの設置と除去時の追加の労働が含まれます。畑にプラスチックマルチベッドを設置するには、専用のマルチ散布機器を使用する必要があります。これらの機械は土壌を整形し、準備した土壌にプラスチックを散布します。プラスチックマルチ用に設計された移植機を使用して、目的の作物を植えることができます。手作業による移植も選択肢の 1 つですが、これはかなり非効率的です。プラスチックマルチの除去も、追加の労働力と必要な機器によってコストの増加につながります。収穫後に畑からプラスチックを除去するために、専用に設計されたアンダーカッティング機器を使用できます。

従来のプラスチック（PEなど）をマルチフィルムとして使用すると、これらのプラスチックの除去と適切な処分が技術的にも経済的にも負担が大きいため、土壌に蓄積する可能性があります。 ^[8]この蓄積は、作物の収穫量の減少と環境問題の両方を引き起こす可能性があります。^[9] 生分解性ポリマーは、環境システム内の天然の微生物群によって分解できるポリマーです。これらは、マルチフィルムに従来使用されているプラ​​スチックよりも持続可能な代替品を提供します。上記と同じ利点を提供することで、土壌へのプラスチック蓄積の問題を解決できます。 [ ^10]脂肪族ポリエステルと脂肪族芳香族コポリエステルは、有望な生分解性ポリマーのグループであることが示されています。^[11]

プラスチック マルチを使用するには、プラスチック フィルムを適切に配置するための独自の適用プロセスが必要です。この適用プロセスは、平らな苗床の場合と同じように圃場を準備することから始まります。苗床には大きな土塊や有機残留物があってはなりません。プラスチック レイヤーまたはベッド シェイパーと呼ばれる機械を圃場に引き寄せて、植床を覆うプラスチック マルチの列を作ります。これらのベッドは平らなベッドにすることができます。つまり、プラスチック マルチの表面が列間の土壌表面と同じ高さにあるということです。上げ床を形成する機械は、列間の土壌表面よりも高いプラスチック表面を作成します。プラスチック ベッド シェイパーの基本的な概念は、ベッドを作成するシェイピング ボックスです。次に、ローラーと 2 つのコールターを介してベッドをプラスチックで覆い、プラスチックを土壌表面に保持します。これらのプラスチック レイヤーは、機械がプラスチックを敷く間、点滴灌漑ラインをプラスチックの下に配置します。プラスチックがかなりタイトであることがある程度重要です。これは、植栽プロセスで重要になります。

植え付けには、特殊な植え付け装置も必要です。最も一般的な植え付け装置は、水車型移植機です。水車型移植機は、一定の間隔でスパイクが付いた回転ドラムを使用します。ドラムには給水装置があり、ドラムに継続的に水が満たされます。移植機は、スパイク付きドラムをプラスチックのベッドの上を転がします。ドラムがプラスチックにスパイクを押し込むと、穴が開けられ、その穴に水が流れ込みます。移植機のライダーは、穴に植物を置くことができます。これらのドラムは、特定の作物に必要な間隔を作るために、複数の列とさまざまな間隔を持つことができます。

• プラスチック栽培 – 農業におけるプラスチック材料の利用
• ゴムマルチ – リサイクルゴムから作られたマルチ
• リビングマルチ – 主作物をマルチとして栽培するカバー作物

• Lamont, WJ Jr. (1993). 「野菜作物の生産のためのプラスチックマルチ」HortTechnology . 3 (1): 35– 39. doi : 10.21273/HORTTECH.3.1.35 .
• Marr, CW 1993. 野菜用プラスチックマルチ。カンザス州立大学。10 月 1 ～ 3 日。
• McCraw, D. Motes, JE 2007. 野菜生産におけるプラスチックマルチと畝覆いの使用。オクラホマ州協同組合拡張ファクトシート。1-5。
• Rice, PJ; et al. (2001). 「農薬と土壌の流出損失: 野菜生産システムにおける植物マルチとプラスチックマルチの比較」J. Environ. Qual . 30 (5): 1808– 1821. doi :10.2134/jeq2001.3051808x. PMID  11577890.
• Steinmetz, Z.; Wollmann, C.; Schaefer, M.; Buchmann, C.; David, J.; Tröger, J.; Muñoz, K.; Frör, O.; Schaumann, GE (2016)。「農業におけるプラスチックマルチング：短期的な農業上の利点と長期的な土壌劣化のトレードオフ？」。Sci . Total Environ。550：690– 705。Bibcode：2016ScTEn.550..690S。doi ： 10.1016/j.scitotenv.2016.01.153。PMID 26849333  。
• Wittwer, SH (1993). 「園芸生産におけるプラスチックの世界的利用」HortTechnology . 3 (1): 6– 19. doi : 10.21273/HORTTECH.3.1.6 .
• Khalid, Noreen; Aqeel, Muhammad; Noman, Ali; Fatima Rizvi, Zarrin (2023). 「農業生態系におけるマイクロプラスチックの主な発生源としてのプラスチックマルチングの影響」。Journal of Hazardous Materials。445。Elsevier BV ：130455。doi ：10.1016 /j.jhazmat.2022.130455。ISSN 0304-3894  。マイクロプラスチック（MP）による農業生態系の汚染は、最近大きな懸念を引き起こしています。プラスチックマルチングは、農地でのMP汚染の構築に大きく貢献しています。この技術は、特に乾燥した寒冷地域で大きな利点があるため、世界中で数十年にわたって使用されてきました。生育期の終わりにプラスチックマルチを物理的に取り出すのは非常に手間がかかり、非効率的です。そのため、マルチの小片が畑に残され、経年劣化、風化、または太陽放射への曝露により、後にMP粒子に変わります。MPは土壌の物理的、化学的、または生物学的特性に影響を及ぼすだけでなく、作物の生産性を低下させ、食糧安全保障を脅かす可能性があります。また、MPは微生物病原体、重金属、残留有機汚染物質などの他の環境汚染物質と相互作用して表面に蓄積し、環境中での毒性リスクを高めます。MPは食物連鎖の1つの栄養段階から別の栄養段階に移行し、最終的には人間の健康に影響を与える可能性があります。

ウィキメディア・コモンズのプラスチックマルチに関するメディア