輪番放牧

農業において、輪番放牧は、連続放牧とは対照的に、放牧地の多くのシステムを指し、家畜をパドックと呼ばれる牧草地の一部に移動させ、他の部分は休ませる。^{[ 1 ]}各パドックは、餌、水、場合によっては日陰やシェルターなど、家畜のすべてのニーズを満たさなければならない。この方法は、より集約的な畜産経営よりも生産量は少ないことが多いが、投入量が少なくて済むため、家畜1頭当たりの純農場収入が高くなる場合がある。

輪番放牧では、家畜は牧草地の一部（パドックと呼ばれる）に移動され、他の部分は休ませられます。^{[ 2 ]}その目的は、牧草と土壌が回復する時間を与えることです。^{[ 2 ]}

在来の牧草地を回復させるには、焼却と輪番放牧の組み合わせが必要になる場合がある。^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}

輪番放牧は、牛、羊、ヤギなどの反芻動物に利用できます。豚などの非反芻動物にも利用できます。群れは牧草地の一部、つまり放牧地を放牧し、残りの部分は回復させます。放牧地の放牧期間は、群れの規模、放牧地の規模、および地域の環境要因によって異なります。放牧地を休ませることで、植生が再生します。^{[ 6 ]}輪番放牧は、放牧動物がより柔らかい若い植物の茎でよりよく成長するため、特に効果的です。これらのシステムでは、輪番期間が寄生虫のライフサイクルよりも短いか長いかによって、寄生虫が死滅して駆虫薬の必要性が最小限になるか、またはなくなるかが決まります。^{[ 2 ]}

家畜の健康上の利点は、動物が広い空間と新鮮な空気の両方を利用できることにある。放牧地内での自由な動きは身体的な健康状態の向上につながり、怪我や擦り傷の可能性を制限し、システムによっては有害な病原微生物や昆虫への曝露の可能性を低減することもある。^{[ 2 ]}

集約型畜産施設では、多数の動物が狭い区域に継続的に収容されるのが一般的です。一方、管理放牧では、動物はより自然な環境で生活することができます。放牧地の輪番制にもよりますが、動物の病気や蹄の疾患の発生率は低くなります。

管理された輪番放牧は、継続的なフィードバックループとして機能するため、再生型農業システムの重要な構成要素です。 ^{[ 7 ]}輪番放牧は、場合によってはより環境に優しいと言われています。特定のタイプの輪番放牧が行われている多くの牧草地は、土壌侵食を受けにくくなっています。放牧地に必要な投入物が少なくなる場合があります。これらの放牧方式は、より回復力があり、変化する環境条件に対応できる能力が高いと言われることがあります。^{[ 8 ]}輪番放牧は、二酸化炭素、亜酸化窒素、メタンなどの温室効果ガスの排出量を削減する可能性があります。 ^{[ 9 ]}仕上げ段階を調べたある研究では、適応型マルチパドック放牧が正味の炭素吸収源になる可能性があることが示唆されました。^{[ 10 ]}しかし、この研究の著者は、実験システムの1つの段階のみを調べているため、結果の範囲が限られていると警告しています。他の研究では、放牧をしなくても、土地によっては同量またはそれ以上の炭素を隔離できる場合があることもわかっています。^{[ 11 ]}

このスタイルの畜産の重要な要素は、放牧地ごとに動物に必要なすべての要素（例えば水源）が含まれているか、動物を移動させるたびに飼料や水源を移動させる必要があることです。固定された給餌場や給水場があると、輪番放牧の原則が損なわれ、動物に追加の飼料を与えると、給水源や飼料源周辺の土壌が劣化する可能性があります。利用頻度の高いエリアが泥、寄生虫、病気の蔓延や伝染の場とならないよう、特別な注意を払う必要があります。^{[ 2 ] [ 12 ]}

牧草地の日陰にはいくつかの問題があります。日陰は暑さを和らげ、熱ストレスのリスクを軽減しますが、動物がこれらの場所に集まる傾向があり、栄養分の過剰供給、不均一な放牧、土壌侵食の可能性につながります。^{[ 13 ]}

反芻胃鼓脹症（鼓脹症とも呼ばれる）は、反芻動物が新鮮で若い牧草地で放牧される際によく起こる深刻な問題であり、放置すると致命的となることがあります。この問題は、植物に含まれる泡立ちやすい化合物が牛によって消化され、動物のルーメン内で泡が発生し、動物が適切にガスをげっぷすることができなくなることで起こります。^{[ 2 ] [ 14 ]}特に空腹の時に新しい牧草地に移動させられると、動物は鼓脹症になりやすくなります。特に、若くて新鮮で湿ったマメ科植物を食べている場合はそうです。そのため、飼料が少なくなるローテーションの終わりに群れが十分な量を食べていることを確認し、新しい放牧地に放されたときに動物が食べ過ぎてしまう可能性を制限することが重要です。鼓脹症のリスクは、輪作の慎重な管理、牧草地に鼓脹症を引き起こさないヨーロッパ産マメ科植物であるLotus corniculatusを播種すること、マメ科植物の量を減らし牧草を増やすこと、新しい放牧地に放牧する際に十分な補助飼料と追加の飼料を与えること、家畜を初めて放牧する際に放牧地のサイズを小さくすること、および消泡剤ポロキサレンを飼料によく混ぜて毎日与えることによって軽減できます。^{[ 2 ]}

適切に管理された輪番放牧システムでは、牧草地の雑草の発生が少ない。これは、ニッチの大部分がすでに確立された飼料植物種で満たされているため、雑草が競合して定着しにくくなるからである。^{[ 13 ]}牧草地で複数の種を使用することで、雑草を最小限に抑えることができる。輪番放牧牧草地システムで確立された飼料植物は、「休養」期間のおかげで健康でストレスがなく、飼料の競争上の優位性が高まる。さらに、穀物作物の生産と比較すると、雑草とみなされる多くの植物は、多年生牧草地では問題にならない。^{[ 2 ]}ただし、アザミやその他のさまざまな雑草などの特定の種は、放牧動物にとって消化できないか有毒である。これらの植物種は群れによって放牧されず、牧草地システムでの蔓延によって認識することができる。

牧草地システムにおける雑草管理の重要なステップは、雑草の特定です。牧草地システム内の望ましくない種が特定されたら、雑草の個体数を制御するために統合的な管理アプローチを実施できます。雑草管理の単一のアプローチでは、雑草のない牧草地は実現しません。したがって、雑草管理計画では、さまざまな耕種的、機械的、化学的制御方法を組み合わせることができます。 ^{[ 2 ]}耕種的制御には、雑草の種子で汚染された堆肥を散布しないこと、雑草が蔓延している場所で作業した後に機器を洗浄すること、柵沿いや牧草地の近くのその他の場所で雑草の問題を管理することが含まれます。繰り返し刈り取り、刈り取り、手作業による除草などの機械的制御も、植物を弱体化させることで雑草の蔓延を効果的に管理するために使用できます。これらの方法は、種子生産を防ぐために、雑草の花芽が閉じているか、開き始めたばかりのときに実施する必要があります。最初の2つの方法は除草剤の必要性を減らしますが、管理された放牧システムでは雑草の問題が依然として残る可能性があり、除草剤の使用が必要になる場合があります。除草剤の使用は、使用する化学物質の種類と量によっては、一定期間牧草地の使用を制限する可能性があります。牧草地の雑草はしばしば斑状に発生するため、除草剤のスポット処理は、化学的防除の最も費用対効果の高い方法となる場合があります。^{[ 2 ] [ 13 ]}

牧草地に40%以上のマメ科植物を播種すれば、適切な植物の成長のために市販の窒素肥料は不要です。^{[ 15 ]}マメ科植物は大気中の窒素を固定できるため、自身と周囲の植物に窒素を供給します。

放牧動物は飼料源を食べるときに牧草地から栄養源を取り除きますが、群れが消費する栄養素の大部分は糞尿を通して牧草地に戻されます。比較的高い放牧密度、つまり1ヘクタールあたりの動物の比率が高い場合、糞尿は牧草地全体に均等に分布します。これらの糞尿に含まれる栄養素は植物の要求を満たすのに十分であるため、商業的な肥料は不要になります。^{[ 2 ]}輪番放牧システムは、糞尿が土壌の健康を高める有機物の豊富な供給源であるため、土壌肥沃度の向上と関連付けられることがよくあります。さらに、これらの牧草地システムは、土地の基盤が年間を通して連続的に地面を覆っているため、侵食を受けにくくなっています。

水路に流入する高濃度の肥料は、農業システムに関連する重要な環境問題です。しかし、輪番放牧システムは、環境悪化を引き起こす可能性のある農場外への栄養素の移動量を効果的に削減します。^{[ 16 ]}これらのシステムは農場内の資源で施肥され、市販の肥料と比較して浸出が起こりにくいです。さらに、このシステムは過剰な栄養素施肥が起こりにくいため、堆肥源からシステムに投入された栄養素の大部分は植物の成長に利用されます。^{[ 16 ]}また、永久牧草地システムは、より深く、より確立された飼料の根系を持ち、土壌断面内から栄養素を吸収する効率が高くなります。^{[ 13 ]}

輪作放牧システムでは乳量が少なくなることが多いものの、牛1頭当たりの純農場収入は、畜舎飼育に比べて高くなることが多い。これは、集約的な輪作放牧システムでは、牛群の健康管理や購入飼料に関連する追加コストが大幅に削減されるためである。さらに、輪作放牧への移行は、初期費用と維持費用が低いという利点もある。^{[ 17 ]}また、牛1頭当たりの生産量は少なくなるものの、牧草地1エーカー当たりの牛の数は増えるという点も考慮すべきである。結果として、1エーカー当たりの生産性が向上し、コストも削減できる。

輪番放牧への移行に伴う主なコストは、柵、柵設置者、給水資材の購入です。^{[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]}過去に牧草地が継続的に放牧されていた場合、柵と柵設置システムに既に資本が投資されている可能性が高いです。^{[ 17 ]}家畜の飼育に伴う多くのコストが放牧者に転嫁されることを考慮すると、放牧者 にとってのコスト削減も認識できます。たとえば、放牧者は放牧が可能な期間に自らの食料源を積極的に収穫します。これは、燃料集約型の作業である飼料の生産と収穫のコスト削減につながります。輪番放牧システムは、放牧者が排泄物を通じて肥料源を生産することに依存しています。また、燃料集約型の作業である糞尿の収集、保管、輸送、散布も必要ありません。さらに、外部からの肥料の使用は、労働費や購入費などの他のコストにもつながります。^{[ 2 ]}

輪番放牧は、本来なら人間の労働を必要とする作業の大部分が群れに委ねられるため、時間の節約につながります。^{[ 2 ] [ 17 ]}

数々の技術革新により、放牧管理システムが改善されてきた。

• 放牧棒または「牧草棒」は、牧場主や農家が特定のエリアの飼料可能な牧草の量をある程度の精度で推定できるローテクツールです。棒の測定値には、飼料の高さ、飼料の密度、1エーカーあたりの利用可能な乾物量が含まれます。これは、効果的な放牧率のための放牧密度を決定するのに役立ちます。また、これは飼料の推定ツールであり、動物の栄養ツールではないことに注意することも重要です。^{[ 21 ]}
• バーチャルフェンスは、GPS対応の首輪と聴覚的な合図を使用して、フェンスを使用せずに家畜の移動に影響を与え、制御する新興技術です。これらのシステムにより、農家や牧場主はローテーションを自動化し、労働コストを削減できますが、普及率は依然として低いままです。^{[ 22 ]}
• 衛星画像やドローンベースのリモートセンシングシステムは、農家や牧場主が牧草地の健康状態、土壌水分、植生被覆を遠隔で監視するために使用できます。^{[ 23 ]}
• 放牧計画ツールとソフトウェアは、牧草の成長、ローテーションスケジュール、動物のパフォーマンスに関する洞察を得るためのデジタルソリューションとして存在します。このアプローチでは、ユーザー入力、気象データ、衛星画像を取り込んで、最適な放牧計画を作成できます。^{[ 24 ]}

管理者は輪番放牧システムが多様な管理目的に有効であることを発見したが、科学的実験では、輪番放牧システムが必ずしも特定の生態学的目的に有効であるとは限らないことが実証されている。^{[ 25 ]}この論争は、輪番放牧における2つの主要なカテゴリーの違い、すなわち規定管理と適応管理に起因する。牧草地放牧戦略のパフォーマンスは、同様にいくつかの生態学的変数によって制約されており、それらの違いは管理モデルの有効性に依存している。管理モデルによっては、実験の87%で、輪番放牧と比較して連続放牧の方が植物生産量が同等かそれ以上であることが示されている。^{[ 26 ]}

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• 放牧家畜のための給水システム。アイオワ州立大学普及局。
• より良い環境。
• NRCS 牧草地・放牧地ハンドブック
• 飼料資源
• 越冬に関するあれこれ
• 窒素施肥
• 化学薬品を使わない牧草地の雑草防除
• 管理放牧はウィスコンシン州の環境にどのような影響を与えるのか
• 利益以上に搾取する
• かすり傷の解剖学。リチャード・マニング著。OnEarth Magazine、2009年春号。
• 管理された輪番放牧：再生型農業を支援する農業法案プログラムの概要