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稲作に於けるカドミウム吸収抑制プロジェクト

稲作に於けるカドミ吸収抑制プロジェクト

一昨年秋、とある展示会でカドミウムが含まれる水田をお持ちの農家さんと巡り会い、2014年にトウモロコシの活性炭でどれだけカドミウムを吸着できるかの実証実験をさせていただきました経過

国の基準は0.4ppm、東京都は国際基準の0.2ppm以下でないと販売してはならないと定めていますが、こちらの水田での濃度は国の基準の約4倍弱でした。

実験方法は一枚の水田を二つに区切り活性炭の投入量を変えて効果の差を検証しました。

当初JAの検査では左側は「計測不能」と言う事だったが検査会社に改めて依頼したところ、水路側が濃度が高いことが分かりました。
植える前と中間で土の濃度を調べても検出されなかったことから、酸性度の高い農業用水のカドミウムを土壌から分離し、米が吸収した可能性が高いと予想されます。水系は同じです。

証明書番号 試料採取場所 カドミウム
W-262561-001 米 1L左奥 0.70
W-262561-002 米 1L右奥 0.62
W-262561-005 米 1L中央 0.66
W-262561-007 米 1L左手前 0.57
W-262561-008 米 1L右手前 0.58
W-262561-003 米 2L左奥 0.64
W-262561-004 米 2L右奥 0.65
W-262561-006 米 2L中央 0.34
W-262561-009 米 2L左手前 0.26
W-262561-010 米 2L右手前 0.30
国内環境基準値 0.4未満
単位 mg/kg

表中の赤字は環境基準超過を表す。
計量の方法:昭和46年農林水産省令第47号

きゅうりの事例

■きゅうりの事例■


右側の畝にトウモロコシの活性炭が入っています。左側の畝は今年土壌消毒をおこないました。消毒した畝は成長が遅れています。岩手県花泉町の事例。

右の2列に活性炭が入っています。すでに実がついており、入れていない左とは大きな差が出ました。岩手県花泉町の事例。

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ねぎの事例

ねぎの事例-1ねぎの事例-2

■ねぎの事例-1■

←左の画像はネギ畑の左側の列にトリコデルマ菌と活性炭が入っています。2009年8月25日撮影

2009年9月7日撮影。左の2列には活性炭は入っていません。収穫段階では活性炭を入れていないところも入れたところと同じ太さに見えますが、実は生育の状態を見て追肥をしてしていたのです。その結果上の写真のようになりました。
肥料も高いから農家は追肥の量と作業量の低減に喜ばれました。岩手県九戸村戸田地区の農家さんです。(トマトにも活性炭を使用しています。)

ねぎの事例-1ねぎの事例-2

■ねぎの事例-2■

下の画像は九戸地区の農家さん。赤枠の畑にトウモロコシの活性炭とトリコデルマ菌を投入しました。黄色枠の一番広い畑にはなにも入れなかったところ、長雨の影響で生育不良が発生しました。赤枠の畑は日照など条件的に黄枠の畑より環境は劣りますが、それにもかかわらず元気なネギになっています。トリコデルマ菌の比較

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なすの事例

なすの事例-1なすの事例-2

■なす栽培事例-1(花泉露地栽培)■露地のなす

↑活性炭が入った畝。風で茎が倒れたので誘引するそうです(上画像左)。害虫がついて穴が開いています(上画像右)

←活性炭を入れていない畝、際立った差はありません。どちらも7月6日撮影。

【プラス トリコデルマ菌】

8月1日撮影
活性炭を入れた畑の右2列、手前は毎年生育途中で枯れてしまうというのでトリコデルマ菌を150gほど投入。

下画像 赤枠内の枝は、例年は枯れてしまうのですが、活性炭とトリコデルマ菌を投入したところこの年は正常な形で生育しています。

なすの事例-1なすの事例-2

■なす栽培事例-2■


上画像・黄色の線で囲った畝にトウモロコシの活性炭を使用しました。今回活性炭を使用した左側の畝は、毎年生育が悪かったということです。
上画像・下段は7月15日に撮影。毎年生育が悪かった左側の畝も、トウモロコシの活性炭の使用の結果、右の畝とほぼ同程度の伸びになっています。左側に比べて、毎年生育が良いはずの右側の畝の方に半身萎凋病の被害が見られます。石巻市桃生町の農家さんです。

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ほうれん草の事例

このハウスでは前年2作目は連作障害で収穫がゼロだったそうですが、トウモロコシの活性炭とトリコデルマ菌を入れたこの年は写真のよう実績となりました。
(実は前年収穫できなかったという話は後で聞いたので非常に驚いています。)

ほうれん草萎凋病

100%解消されたわけではありません。実際に萎凋病と思われる株を掘ったところ、左写真のようになっています。

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トルコキキョウの連作障害


画像上左は8月29日、上中が11月2日、上右が12月5日のものです。一番右の苗(黄色のエリア)が問題でした。岩手県室根町の農家さん

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稲作に使用した トウモロコシの活性炭

炭は昔から根の成長に良いということが言われてきました。今回は青森と岩手の農家さんの協力を得て、活性炭を田植え前の耕耘時期に入れてもらい、その効果を検証してみました。この年は例年になく猛暑が続きサンプル採取も熱中症にかかりながらの作業となりました。

稲作の事例-1稲作の事例-2稲作の事例-3

■ 稲作の事例-1

活性炭による米の収量比較(2010年実施)

収量が増加しました
下の数字は米が30kg入る袋に収穫した米を入れて、できた袋の数を表しています。
米収量グラフ
スラグ入りより活性炭入りの方が収量が多くなっています。活性炭投入量ですが、坪あたり1リットルと0.5リットルの比較では大きな差が出ませんでした。
米計測
活性炭投入量での比較のためにコンバインを使わず、天日干しにして面積当たりの収量と品質の比較を行いました。

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■ 稲作の事例-2

一関市花泉での稲作事例

活性炭による苗の生育比較(定植後1ケ月経過時点の写真)

検証田
稲の比較1

一番左が活性炭入りの稲です。

稲の比較2

現場での採取時と若干色などが変化していますが、タイプAは野菜栽培と同様の坪当たり1リットルを散布した状態です。(田植え前の耕耘時期に散布)

活性炭による苗の生育比較(7月21日の写真)

稲作比較100721 活性炭やトリコデルマ菌の量を多くすると生産コストが上昇します。最適な量はどれくらいかということが問題になりますが、開発した佐々木先生によると一坪1リットルが目安といいます。
活性炭といえども植物にとっては異物となる。多すぎてもストレスを感じるだろうと思うのです。 上画像はその為の実験で左の稲には通常の坪1リットル、右側の稲は0.5リットルでの比較です。
6月のサンプル採取の写真からするとだいぶ追いついてきていますがやはり1リットルの方が根の伸びが良いです。長さだけでなく下部全体の太さも良いです。(写真では平面的なのでわかりにくい)

稲穂

8月2日の追加のサンプル採取時、すでに稲穂が出ていました

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■ 稲作の事例-3

十和田市での稲作事例

一番上の田圃に投入、水は上から順にしたの水田に流す方式のため一番上の地温が低いのですが、だいたい同じでした(地温は天候にも左右されますのであくまで参考です)。

検証用水田

下の画像は一番上の水田の苗とすぐ下の水田の苗の比較です。採取した本数に関係なく、活性炭を入れた田んぼの根は長いことが識別できます。

稲の比較

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トウモロコシの活性炭で米のセシウム吸収を抑制できるか

space

 日経ビジネス2011年9月26日号(日経BP社)に植物を使った土壌浄化技術(ファイトレメディエーション)の記事が載っていました。それによると、ある品種の稲科の植物はカドミウムなどの有害物質をよく吸収し、さらに吸収した後の処理が簡単であること、浄化のコストも客土より安く上がることから、ファイトレメディエーションに適しているというのです。

 この情報を検証すると、すなわち有害金属イオンで汚染された土壌で「稲」を栽培すると、たとえばカドミウムなどの有害物質を「稲」が吸収し、そこに濃縮してしまうということになります。もちろん品種等の違いで吸収度合いは変わってくるはずですが、高い吸着能を持っていることは間違いないようです。
 これは現在問題になっている放射性セシウムの場合でも同様で、稲はセシウムで汚染されやすい植物であるということになります。つまり普段食べている米もセシウムを吸っている可能性があるということがいえます。

 たしかにファイトレメディエーションは有効かもしれません。しかし数年単位の時間がかかってしまう。その数年間、食べられない米を作り続けなければならないことになります。当然、生計がかかっているのでそんな悠長なことは言っていられません。
 そこで我々はセシウムを土壌中に閉じ込めておき、作物内に吸収されないようにすることができればベストだと考えました。

 これまでの実験でトウモロコシの活性炭1)が有害なヒ素やカドミウムを吸着する高い能力があることが確認されています。トウモロコシの活性炭は高い吸着力を持っているため、ヒ素やカドミウムと同様にセシウムを吸着し、作物内に吸収されないようにすることができるはず。ということで、今回はトウモロコシの活性炭で稲へのセシウム吸収を抑制できるのかという実験を行いました。

1)トウモロコシの活性炭:トウモロコシの芯を材料にして炭化した活性炭です

 3・11の震災に伴う原発事故の影響で、安全な農作物を安定して入手できるかという新たな課題が急浮上してきました。はたして、セシウムの吸収を抑えることができるのかどうか・・・。

 偶然なのですが、2010年、活性炭を水田に投入して稲を育てる実験に協力していただいた2軒の農家さんがありました。そこで、平成23年秋の新米について、トウモロコシの活性炭を入れた場所と入れていない場所のサンプルを入手し、それらの中に含まれるセシウム(放射能はありません)の質量(重さ)を測定しました。

 協力していただいた水田の状況は下記の通りです。

.肇Ε皀蹈灰靴粒萓炭の投入時期・量は農家A,B共に2010年5月、圃場1坪につき1リットル。
2011年はトウモロコシの活性炭の追加使用はなし。
土壌中に残ったトウモロコシの活性炭での検証です。

※注 農家Bの田圃は地震の影響で一部陥没し、それを水平に直すために土の移動を行いました。そのため、活性炭の均一性と密度が農家Aと異なっており、検査結果に微妙な違いが発生しています(活性炭の濃度の違いで抑制率に差が発生)。

※ppb・・・ 10億分のいくらであるかという割合を示す単位。パーセントの1千万分の1。

 この実験では放射性でないセシウムの量を測定しました。なお、ベクレル(放射能の量)単位での検査は検体の量の関係上、できておりません。
 この結果は「作物中の放射性でないセシウムの含有率」を表したものなので、このまま放射性セシウムの吸着率と評価することに問題はあるとしても、稲がセシウムを吸収すること、土壌中のトウモロコシの活性炭がセシウムを吸着し、稲の茎や玄米への移行を抑制する効果があることが確認されました。

 なお、先にも述べたように、農家A、B共に昨年の5月にトウモロコシの活性炭を入れただけです。土壌中に残った活性炭だけでも効果があることがこの結果から推測されます。今回の実験では100%の効果は得られませんでしたが、活性炭の投入量を増やすことでさらに吸着率を上げることができると考えられます。

 一番肝心なのが投資効果です。今回の事例ではトウモロコシの活性炭を1坪1リットルと0.5リットルの投入量で比較したところ、平均で約25%の収量アップという結果が出ています。

 米価を60kg12,000円として1ヘクタール当たりの生産量を計算すると、右のような収支シミュレーションとなります。初年度に坪1リットル、間をあけて翌々年に0.5リットル補充するとして計算しました。

※ 2年目に追加しないで3年目に半分の量を追加するのは活性炭の自然分解を考慮したためです。

 初年度は活性炭の分だけ生産コストが上がりますが、3年間の投資コストと生産高を平均すると、収量アップと安全性を含めて十分投資コストを吸収できると考えられます。むしろ安全性が確保できる分、単価がアップすることで収益に大きな期待ができるといえます。

 3年間平均すると活性炭使用の方が高い収益に!

右写真・左側の2つが活性炭使用区の稲です。右側の活性炭未使用区に比べ、根の張りが良いことがわかります。当然収量にも影響します。活性炭投入で地温が1-2度高くなる傾向も生育に効果があるようです。
詳しくは「稲作に使用した トウモロコシの活性炭」 をご覧ください

 3月11日以来、消費者は安全性に非常に敏感になっています。震災直後の情報が錯綜している状況で、多くの人が安全を求めた結果、買い控えや風評被害というものが起きてしまいました。
 情報が落ち着いてきた現在は、安全性が高い物は需要が高いため価格が上がっており、それでも消費者は安全な物を買い求めるため、高値で安定しています。つまり現在、消費者は安全性を求めており、安全・安心を買っているということになります。
 裏を返すと、安全なものは高くても売れるということ。たとえば、同じ内容量、同じ産地の3000円の普通の米と4500円のセシウム対策米が並んでいたら消費者はどちらを選ぶでしょうか。多少高くても多くの人がセシウム対策米を選ぶでしょう。ましてや今現在、農業分野ではセシウム対策はほとんどなされておらず、消費者も疑心暗鬼になっています。このような状況下で、「セシウム対策をしている」と言える事は最大の武器となるのです。

収穫が早まったそら豆の事例


 堆肥や腐葉土を混ぜる目的は有用微生物を土壌中に混ぜて有機物を分解させること。微生物が元気に活動することでふかふかの土壌になり、根の成長が促進されることになります。根の張りが良いと作物が丈夫になるため、病害の影響を受けにくくなります。その状態を作り、維持できるかどうかが成功への鍵となります。その状態を維持するには堆肥を入れつづけるか微生物を土壌中に定着させることが必要です。後者のほうが手間もコストもかかりませんがこの環境を作るのは意外と大変。
 そこで画期的資材「トウモロコシの活性炭」の登場です。活性炭の複雑な構造が微生物のすみかになるため、微生物を土壌中に定着させることができます。さらに、高い吸着性能により水分や肥料分を吸着、水遣りや肥料流れによる追肥のコスト・手間を削減します。
 作物の病害の原因は、そのほとんどが土壌中にあります。かつて土壌中にバランスよく存在していた有用微生物は、収量重視で環境に負荷のかかった農作でバランスを崩し、その結果として病害が発生するようになったのです。土壌のバランス崩壊により病害が発生したということは、バランスを元に戻し、それを保てば病害は無くすことができるということ。さらに多様な菌を土壌中に住み着かせることによって収量アップも期待できます。
 まずはトリコデルマ菌を土壌に住み着かせて病害の少ない土壌を作り、農薬使用の手間・コストを削減して安定した農業経営を実現してみませんか。

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トマト比較
ハウスの真ん中は温度が高くなるので生長が同じくらいですが、活性炭を入れた左と入れない右側の高さに差が生じています。当然収穫量も違ってきます。定植は左のハウスが後です。青森県七戸町にて

まずは導入事例をご覧ください

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