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汚泥を原料とした効率的なコンポスト肥料の製造に係る実証
-実証項目-
①高品質な汚泥コンポストを効率的に製造するための発酵乾燥等のたい肥化技術
②耕種農家の肥効ニーズにマッチした高品質な汚泥発酵肥料等の製造技術
-実証項目の達成目標-
①高品質な汚泥コンポストを効率的に製造するための発酵乾燥等のたい肥化技術
a.「下水汚泥＋既存有機質原料』による腐熟促進効果の把握
製造期間の10%短縮を目指す。
①従来「牛糞＋湿式ダスト＋もみ殻」：190日 → 下水汚泥＋もみ殻：171日（10%短縮）
②従来「玉ねぎ＋もみ殻」：200日→下水汚泥＋玉ねぎ＋もみ殻：180日（10%短縮）
③従来品なし→下水汚泥＋麦殻：180日
b．「下水汚泥＋新たな有機質原料」によるたい肥製造
1) 肥料の製造量（製造する種類毎、トン／年など）
①下水汚泥＋もみ殻 ：製造目標: 無し（現行）→7.6ｔ/年（内下水汚泥重量割合50％）
②下水汚泥＋玉ねぎ＋もみ殻：製造目標: 無し（現行）→6.4ｔ/年（内下水汚泥重量割合30％）
③下水汚泥＋麦殻 ：製造目標: 無し（現行）→8.9ｔ/年（内下水汚泥重量割合40％）
※含水率50％としての製造目標値と重量割合。肥料としての施用性等を考慮し変動することがある。
将来目標
①下水汚泥＋もみ殻 ：無し（現行）→127t/年（将来）
②下水汚泥＋玉ねぎ＋もみ殻：無し（現行）→1,000t/年（将来）
③下水汚泥＋麦殻 ：無し（現行）→127t/年（将来）
2) 肥料の製造コスト（製造する種類毎、円／トンなど）
①下水汚泥＋もみ殻 ： 無し（現行）→ 7,000円/t（令和7年）
※参考 岩見沢地域で製造される牛糞+もみ殻たい肥7,800円/t
②下水汚泥＋玉ねぎ＋もみ殻： 無し（現行）→ 14,000円/t（令和7年）
※参考 岩見沢地域で製造される玉ねぎ+もみ殻たい肥30,000円/t
③下水汚泥＋麦殻 ： 無し（現行）→ 7,000円/t（令和7年）
3) 肥料の販売価格（製造する種類毎、円／トンなど）
本実証で製造したたい肥は、サンプルとして無償配布する計画です。
現段階では、実証後に当該たい肥を販売する予定はありません。
※参考：JAいわみざわによる、従来のたい肥販売価格 5,000円/m3
4) 肥料の成分・品質（製造する種類毎、有効成分の含有率（％）など）
新たに製造したたい肥の肥効設計のため、それぞれの成分の含有率の確認を行う。また、２か年実施することでその安定性も確認を行う。
①下水汚泥＋もみ殻 ：N:0.70% , P:0.65% , K:0.05%
②下水汚泥＋玉ねぎ＋もみ殻：N:1.30% , P:1.10% , K:0.18%
③下水汚泥＋麦殻 ：N:1.15% , P:1.00% , K:0.90%
②耕種農家の肥効ニーズにマッチした高品質な汚泥発酵肥料等の製造技術
a.土壌情報の整理
土壌診断（化学性・物理性）や他事業の実証結果に基づき、土壌条件の整理を行う。当項目については、土壌診断値を元にしたそれぞれの土壌条件の整理であり、定量的な目標の設定は行わない。
b．コンポスト投入量の検討
上記aの結果およびコンポストの肥料成分含有量と製造量に基づき、投入量を決定する。コンポストの決定量については、緑肥の使用実態に合わせた施肥設計を行う。
-目標に対する現在の達成状況 2023年度-
①高品質な汚泥コンポストを効率的に製造するための発酵乾燥等のたい肥化技術
・３種堆肥の仕込みを行い、下水汚泥＋麦殻の製品については攪拌後熟成行程に入った。
・①下水汚泥＋もみ殻については、良好な発熱傾向にある。
・②下水汚泥＋玉ねぎ＋もみ殻について、仕込み後の発熱は①下水汚泥+もみ殻に比べて低い傾向にある。原因はたい肥の含水率が高いことが主な原因として考えており、もみ殻資材の追加投入を（12/27）行い、発酵に適した含水率へ調整中。また経過観察を行い、３月の完成時期に向けて適宜対応していく。
・③下水汚泥＋麦殻について、下水汚泥添加後は、発酵温度が46℃程度まで上昇したものの、温度は横ばいとなっている。また、攪拌後も温度の上昇がみられていない。原因としては、麦殻が当初設計より実測で窒素が多くC/Nが低いこと（N：0.3％→1.3％）や、麦殻がもみ殻と比べて空隙が少なく、含水率が低下していないためと考えている。もみ殻資材の追加投入（12/27）を実施し、温度経過を確認中。今後も含水率の低下をすすめ、場合によっては追加C/N比調整のため追加資材の投入を行う。
R5.12 試験堆肥の製造状況
図．各たい肥における発酵温度の推移
・①と②の温度が11月15日～17日まで低下しているのはセンサーが物理的に外れたことによると考えられる。
・肥料成分について、原料となる下水汚泥および地域資源について調査を実施した。
②耕種農家の肥効ニーズにマッチした高品質な汚泥発酵肥料等の製造技術
・土壌分析については、1月に結果が出る予定であり、来春のたい肥散布までには、施肥設計を完了する予定である。
・今後、いわみざわ農業協同組合、北海道空知農業普及センターと試算についての条件等を検討し、次年度作物に向けた施肥設計を行う。
-その他-
・堆肥温度の計測について、クラウド化、遠隔監視を行うことで省力化を図った。
・下水汚泥＋もみ殻は、仕込み方を層状にすることで、大まかな攪拌でも高温に達するため、切り返し作業の省力化を図れる可能性がある。
・堆肥が温度上昇すると、脱水汚泥の水分が一気に溶出する傾向がある。堆肥盤に帯水するので吸水など対策が必要。
-次年度の計画案-
・令和5年度たい肥の製造、肥料成分等調査。各圃場施肥設計（～令和6年4月）
肥料成分_分析項目:ｐH、窒素全量、アンモニア性窒素（追加）、硝酸性窒素（追加）、リン全量、カリウム、カルシウム、カルシウム、マグネシウム、C/N比
・令和6年度たい肥製造に関する準備、協議（令和6年6月～10月）
今年度の製造状況を考慮し、下水汚泥と地域資源の配合比等再検討を行う。水分40～65％、C/N25～40を目指す。下水汚泥＋玉ねぎたい肥については、もみ殻を増量して水分調整を行う。C/N が高くなる（50
程度）ので、米ぬか等の添加によるC/N調整も併せて検討する。
-目標に対する現在の達成状況 2024年度-
①高品質な汚泥コンポストを効率的に製造するための発酵乾燥等のたい肥化技術
a.「下水汚泥＋既存有機質原料』による腐熟促進効果の把握
■R6年12月24日状況
①下水汚泥＋もみ殻：18 日経過、腐熟は順調に進んでいる。製造初期であることから、完熟の時期は未確定。
②下水汚泥＋玉ねぎ＋もみ殻：75日経過。3回の切返し後、臭気がほとんどないことから、完熟に近い状態。目標値の10％減（180日で完熟）は達成可能であると考える。
③下水汚泥＋麦殻：97日経過。4回の切返し後、4回目は温度が立ち上がらず、臭気がほとんどないことから、完熟に近い状態。目標値の180日で完熟は達成可能であると考える。
b．「下水汚泥＋新たな有機質原料」によるたい肥製造
1) 肥料の製造見込み量
製造状況について、目標値を達成できる見込み。
①下水汚泥＋もみ殻 ：10.0ｔ/年（内下水汚泥重量割合50％）
②下水汚泥＋玉ねぎ＋もみ殻：7.9ｔ/年（内下水汚泥重量割合30％）
③下水汚泥＋麦殻 ：9.7ｔ/年（内下水汚泥重量割合40％）
※含水率50％としての製造目標値と重量割合として計算している。
2) 肥料の製造コスト（R6年12月見込み値）
①下水汚泥＋もみ殻：13,633円/ｔ （R5実績比 ▲1,267円/ｔ）
②下水汚泥＋玉ねぎ＋もみ殻：16,934円/ｔ （R5実績比 ▲12,666円/ｔ）
③下水汚泥＋麦殻：35,642円/ｔ （R5実績比 ＋9,242円/ｔ）
製造コストについては、製造量が少ないこともあり、目標値を達成できていないが、①下水汚泥+もみ殻、②下水汚泥+玉ねぎ+もみ殻については、R5 年度と比較してコストを圧縮できた。しかし、③の麦殻については、悪臭の問題等あり、作業場所を変更した等の理由からコストが増加した。
3) 肥料の販売価格（製造する種類毎、円／トンなど）
本実証で製造したたい肥は、サンプルとして無償配布する計画です。
現段階では、実証後に当該たい肥を販売する予定はありません。
※参考：JAいわみざわによる、従来のたい肥販売価格 5,000円/m3
4) 肥料の成分・品質（製造する種類毎、有効成分の含有率（％）など）
下水コンポストの製造が完熟したタイミングでの測定を行う。R7年2月頃の予定。
■製造状況に関して
・３種のコンポストの仕込みを行い、攪拌後熟成行程に入った。
・３種とも仕込み後から速やかに発酵して、資材温度が上昇した。（いずれも70℃以上）
・①下水汚泥＋もみ殻について、機材確保の関係で冬期の仕込みとなった（12/6、真冬日）。下水汚泥に比べてもみ殻が多く混合ムラによる発酵不順が懸念されたが、トラクタースノーブロアによる作業では、きめ細やかで迅速に撹拌出来た。資材の温度が奪われないように堆肥盤の壁に当てずに資材の上に2 回積み重ねてホイールローダーで解しつつ、表面積が小さくなるように高い山積みとした。熱供給用の湯たんぽも埋設した。作業後の資材温度は13～15℃だったが、直後から資材温度が上昇し始め、3 日後には60℃を突破した。その後、下部温度は遅れて上昇しつつも（床コンクリートの影響か？）、上部温度は低下しつつある（外気温の影響か？）。
・②下水汚泥＋玉ねぎ＋もみ殻については、作業性の都合から露天の西川町下水道堆肥盤で仕込みを行った（10/10）。玉ねぎは原型を留めているものが多かった。R5 年度では、高含水の設計だったことから玉ねぎを潰さずに仕込んだ経緯がある。R6年度では、発酵促進するため、含水率を低下させることを計画した。玉ねぎ球をキャタピラーで踏み潰しつつ仕込みを行った。バックホウによる混合だったものの資材の馴染みは良好だった。露天では黒色の堆肥シートで養生して降雨の対策としたが、晴天時には高温になることや風よけにもなり、安定した発酵に効果的だと思われる。仕込み当初は玉ねぎの匂いが強かったが1～2週間頃には、下水汚
泥と玉ねぎの腐敗臭がするようになった。堆肥シートをめくらないと臭気は強く感じられなかった。切り返し後（10/29）には76.8℃の最高温度を記録した。11/15には、JA北村堆肥盤に輸送し屋内熟成に移行した。輸送で資材温度が約20℃低下したものの直ぐに回復している。
12月ころには50℃台の温度低下がみられ、切り返しを検討したがコンポストの状態は、ほぼ無臭で低含水であることからNH4 のパックテストを実施・未検出なら、資材を平たく敷き均して、低温嫌気の追熟に移行する予定。
・③下水汚泥＋麦殻については、麦殻（湿質ダスト）ともみ殻の下拵え（7/31～9/17）を先行実施した。堆肥盤上には、穴あきの鉄製管3本を配置し、ブロアから資材下部に散気する構造とした。また、堆肥シートを併用している。約１か月半をかけて臭気改善（酢酸臭→甘く芳ばしい）、水分低下（γ＞70％以上→50％以下）した頃合いで、下水汚泥を含む本仕込みを行った（9/18）。仕込み後もしばらく露天で養生するため降雨の影響を考慮して、もみ殻の一部だけを仕込んで（13m3）、残り（9m3）を屋内堆肥盤で混合して水分を調整出来るようにした。
仕込作業（9/18）から数日経過すると発酵温度が停滞し始めた（40℃台）。下拵え期間中から曝気により資材温度に影響があったことから、気温低下に伴い冷却されていると判断して曝気を停止した（9/24）。資材を保温しつつ好気状態を維持するために、自然通気管（網状暗渠管）を数本埋設したところ、発酵状態が大幅に改善されて70℃以上の温度を 保持するようになった。10/15にはJA 北村堆肥盤に移送して、屋内・シート無し・通気なしで養生を続けた。R5 年度は下水汚泥の溶脱水が多かったがR6 年度の資材ではほとんど見られなかった。その後は約30 日間に渡って60℃台を保っていたが、切り返し毎に資材温度は低下している状況。臭気はほぼ無臭で水分は50％程度（手感触）であることから、パッチテスト（NH4）を実施して②の資材同様に追熟に移行する予定である。これらを通してJA北村堆肥盤の機械オペレーターからは、臭気低減に大きな効果があったと評価された。
②耕種農家の肥効ニーズにマッチ した高品質な汚泥発酵肥料等の製造技術
a.土壌情報の整理
・土壌情報の整理として、対象圃場についての土壌分析(化学性・物理性)を実施した。（表）
・作物刈取後の土壌分析結果では、実証区において物理性の気相率が改善してきていると考えられる。
表 土壌分析結果(化学性・物理性)一覧と下水汚泥コンポスト散布前後の土壌比較
b．下水汚泥コンポスト投入量の検討
・土壌分析結果を基に下水汚泥コンポストの投入量を算定し、化学肥料施肥量から下水汚泥コンポストの肥料成分を引いた施肥設計により、化学肥料削減効果を求めた。
・令和6年度実証では、水稲移植圃場(齊藤農場)にて、①下水汚泥＋もみ殻を0.5t/10投入により、化学肥料施肥量を窒素換算で20.8％削減した。大豆圃場(齊藤農場)では、②下水汚泥＋玉ねぎ＋もみ殻を0.6t/10a投入し、化学肥料施肥量を窒素換算14.8％削減した。(図)
・大豆圃場(齊藤農場)では、生産者の意向により標準施肥量よりも多めの基肥を施肥してお
り、目標の化学肥料削減効果20％には至らなかった。
図 令和6年度汚泥コンポスト散布圃場の化学肥料削減効果
・上記表の土壌分析結果から令和7年度産作物に向けた施肥設計を実施した。(表)
・10/12に秋小麦圃場(池田農園)、玉ねぎ圃場(安藤農産)に汚泥コンポスト散布を実施。
・秋小麦圃場(池田農園)では、①下水汚泥＋もみ殻を0.6t/10投入し、化学肥料施肥量を窒素換算で15.0％削減した。汚泥コンポスト投入あたって生産者と相談し、窒素減肥量1kg/10aとしたいとの意向があったため、目標である20％削減には至っていない。
・玉ねぎ圃場(安藤農産)では、③下水汚泥＋麦殻を1.0t/10投入し、土壌分析の標準施肥量から窒素換算28.8％の化学肥料削減となる。
・水稲直播圃場(西谷内農場)、水稲移植圃場(齊藤農場)、大豆圃場(齊藤農場)について、汚泥コンポスト散布は令和7年春に実施を予定している。
表 令和7年度汚泥コンポスト散布圃場の化学肥料削減効果試算
■作物の収量と品質について
・下水汚泥コンポスト散布を実施した圃場と慣行圃場にて、収量比較を行った。(図)
・水稲移植圃場(齊藤農場)では実証区において、慣行区と比べ収量は12.1％減少、大豆圃場(齊藤農場)において実証区は、慣行区と比較し収量は3.4％減少となった。
・水稲移植圃場(齊藤農場)の坪刈調査による検査結果では、慣行区が1等級(整粒割合70.7％)、タンパク値10.6％、実証区は2等級の上(整粒割合69.3％)、タンパク値10.9％となり、慣行区の品質が実証区よりもやや良い結果となった。大豆圃場(齊藤農場)については、収量のみの調査となっている。
・水稲移植圃場の収量は精玄米重であり、他の調査項目では、籾重、粗玄米重での差は10％未満、千粒重でほぼ等しく、粒厚分布での差が大きい結果であった。このことから実証区での減収の要因としては、以下の可能性が考えられる。
①気象条件等により、初期成育での下水汚泥コンポストの肥効が試算よりも低くなり生育が遅れ、整粒割合が低下し、収量減少となった。
②下水汚泥コンポストの窒素成分が分げつ後期になっても効き続け、穂にならない無効分げつが増え、粒厚が薄い割合の実が増えたため、整粒割合が低下し、収量減少となった。
図 令和6年度下水汚泥コンポスト散布圃場作物の10aあたり収量比較
表 水稲移植圃場坪刈調査結果
-その他-
・実証区の汚泥コンポスト投入費用と削減後の肥料費について、慣行の基肥肥料費と比較した。（図）
・下水汚泥コンポスト費用については、無償配布のため販売価格は0円、散布は生産者が行うとし、運搬費用として10,000円/ダンプ1台(10tまで)を計上する。
・水稲移植圃場(齊藤農場)では、肥料費の合計は実証区で7,653円/10aとなり、慣行区と比べ、9.9％増加、大豆圃場(齊藤農場)においては、慣行区と比較し、実証区で合計7,338円/10aの0.4％減少となった。
図 令和6年度汚泥コンポスト散布圃場作物の肥料費比較
生産者からは、水稲移植圃場(齊藤農場)で慣行と比べて倒伏が減少した、大豆圃場(齊藤農場)では、葉が枯れず、収穫時期が2週間程度遅くなったとの意見をいただいた。
-次年度の計画案-
コンポスト製造については、令和６年度の製造状況を加味し、目標値が達成できるような配合設計を行う。
令和7年度春実施予定の水稲直播圃場(西谷内農場)、水稲移植圃場(齊藤農場)、大豆圃場(齊藤農場)については、春に再度、土壌分析を実施し、生産者の意向を踏まえた上で目標達成が可能な施肥設計の検討を行う。
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