先週、アメリカ土壌科学協会の記事を共有しました。この記事では、肥料を使用して土壌を肥やし、改善することの利点を指摘しています.結果は驚くべきものではありません。数え切れないほどの試験で、堆肥を施すことの有益な結果が報告されています。では、なぜ私たちはまだ無機の人工肥料を使用しているのでしょうか?アンドリュー・マクガイアの答えは、数学を行った後、地球上の人々が必要とする量の食糧を生産するのに十分な肥料が世界にないということです.
これが彼の調査結果の要約です。これが引用された 2 つの記事を (彼のすべての引用と共に) こちらで読むことができます そしてこちら .
生産できる肥料の量は?
肥料を作るプロセスは、家畜が植物を食べて「最終」製品を作るところから始まります。マクガイア 開始 このプロセスでの有機物の損失を調べることにより:
• 飼料と新鮮な排泄物の間に 57-81% (ASABE, 2005) これは動物の成長と維持に使われます
• 収集と輸送で 4 ～ 8% が失われる (排泄された糞尿の 10 ～ 40%、NRCS 1995)
これらの損失数値と、肥育場で牛肉と限定された操業で乳牛に与えられた 1 エーカーのトウモロコシまたはサイレージの平均収量を使用して、肉用牛は 1 エーカーあたり 1.6 トンの肥料を生産できることを発見しました (低いシナリオ)、乳牛は 5.7 トンのエーカーあたりの肥料 (高シナリオ)。 (元の投稿で McGuire の数値を参照してください .)
"驚いた？"彼は書く。 「そうでした。これは非常に少ないため、均等に拡散することはほぼ不可能です。 1エーカー以上。もしそうなら、あなたはそれをほとんど見ることができないでしょう。 (トウモロコシ畑で肥料の散布率がどのように変化するかを理解するために、McGuire が このリンク を共有しています。 トン/エーカーを推測できる場所。かなり目を見張るものがあります。)
作物に栄養素を供給するために必要な肥料の量は?
平均収量174部を供給。 1 エーカーのトウモロコシの収穫量に必要な窒素が含まれている場合、1 エーカーあたり 22.2 トンの肥料を適用する必要があります。十分なリンを供給するには、1 エーカーあたりわずか 3.8 トンの肥料しか必要としません。残念ながら、私たちの糞尿生産量は、低シナリオでは両方とも不足しており、高シナリオでは畑にリンを供給することしかできません.
このトピックに関する文献のレビューに基づく彼の数値に基づいて、McGuire は、農業に必要な量の窒素とリンを供給するのに十分な肥料がないと結論付けています.
肥料は必要な土壌有機物を提供できますか?
しかし、肥料は窒素とリンを提供するだけではありません。また、土壌の小さいながらも重要な部分である有機物を提供することもできます。土壌中の有機物を増やすと、土壌の健康と機能が改善されます。マクガイアの次の質問は、これを行うのに十分な肥料があるかということでした。 このトピックに関する 2 番目の記事 、彼は土壌の有機物を維持するためにどれだけの肥料が必要かを調べ始めました.
毎年どれだけの SOM を失うかから始めましょう
有機物は時間の経過とともに分解され、速度は温度、水分、土壌の質感 (砂と粘土)、および酸素レベルによって異なります。暖かく湿った土壌の有機物は、非常に暑い、寒い、乾燥した、または湿った土壌よりも速く分解されます。土壌への酸素を増加させる耕作は、損失率も増加させます。
何十年にもわたる研究に基づいて、1 エーカーあたり平均で何ポンドの乾燥有機物が失われるかを示した McGuire の表を次に示します。つまり、6% の土壌有機物があり、1 年に 1% 失うとすると、1 年に 1200 ポンド減ることになります。
施用された糞尿の量は、最終的に土壌有機物になりますか?
肥料を土にまくと、土壌微生物に栄養を与えます。彼らは私たちに有機物を土に組み込む役目を果たしますが、彼らが食べると、有機物に必要なバイオマスの一部が二酸化炭素、CO2 として失われます。つまり、有機物代替の損失です。損失の大きさは土壌の種類によって異なりますが、平均して、実際に土壌有機物になるのは施用された肥料のみです。
土壌の有機物レベルを維持するには、どのくらいの肥料を散布する必要がありますか?
「私たちは、楽観的に、適用された肥料の 21% が土壌有機物になると仮定します」と McGuire は書いています。上記の表から損失額を取得し、それを 0.21 で割り、適用する必要のある金額を取得します。下の彼の表が示すように、SOM が 6% で損失率が 1% の場合、6% の SOM を維持するには、1 エーカーあたり 2.9 トンの乾物を適用する必要があります。
水分を 33% 加えた飼料ロットからの典型的な肥料の場合、McGuire の表は次のようになります。
これらはすべて単なるメンテナンス数値です。土壌の有機物を増やしたい場合は、より多くの肥料を適用する必要があります.
McGuire はまた、「これらの数値は、牛 (土のロット) とブロイラーの糞尿の両方で近いでしょう.酪農糞尿 (水分 72%) の場合は 2.2、豚 (水分 91% のスラリー) の場合は 2.8 を掛けます。」
次 – 土壌の有機物を維持するために必要な肥料を生産するには、何エーカーの作物が必要ですか?
McGuire は、1 エーカーを維持するのに必要な肥料に分割された 1 エーカーあたり 3.6 トンの最良および最悪の肥料生産率 (上記) の平均を使用して、以下の表を作成しました。これらの数値は、他の調査に基づいて妥当であるように思われます.
赤い数字を見ると、おそらくマクガイアがそうであったように、牛の肥育場、酪農場、養鶏場、養豚場に大量の糞尿が蓄積されているにもかかわらず、まだ十分ではないと結論付け始めていることでしょう。肥料と土壌の健康に必要なすべてのものを提供します。 McGuire 氏は次のように述べています。
「土壌有機物 (SOM) レベルが高い、または損失率が 1% を超える土壌の場合、肥料、単独 、土壌を維持しません。しかし、肥料は SOM の唯一の供給源ではありません。作物の残留物は、最終的に SOM となる有機物質の重要な供給源になる可能性もあります。トウモロコシ（穀物用）や小麦などの高残留作物が最も寄与しますが、ほとんどの野菜などの低残留作物、またはトウモロコシや他のサイレージ、干し草など、収穫時にすべての残留物が除去される作物は、SOM にほとんど、またはまったく影響しません。 .したがって、堆肥を高残渣作物と最小限の耕起と組み合わせることで、SOM レベルが維持される土壌の範囲が拡大し、表 4 の赤い領域が右側に押し出されます。」
彼の最終的な結論は次のとおりです:
「最初にはっきりさせておきますが、肥料は有益です。肥料を与えられた土壌は、肥料のない土壌よりも栄養分と土壌有機物レベルが高くなる可能性があります。それができる人にとってはさらに良いことですが、肥料を適用することで、耕うんと低残留作物の生産の悪影響を克服できます.しかし、ほとんどの状況で SOM レベルを維持するには、生産率よりも高い肥料率が必要であることがわかります。 1 か所に肥料を集中させても、これは変わりません。土壌を維持するのに十分な量の肥料を散布できる場所でさえ、この輸入された肥料は、それを生産した遠くの畑にとって損失です.輸入された肥料に頼ることは、他のものを犠牲にしていくつかの畑を維持します。ピーターに強盗をして、ポールにお金を払ってもらいます。
「輸入された有機改良剤の使用を批判的に見た研究者は、肥料だけでなく堆肥についても同じ結論を下しています. Magdoff と Weil (2004) は、「他の場所で発生した有機的な修正の適用は、C と栄養素が最初に収穫された土壌の劣化を伴うことが予想され、全体的な持続可能性の観点から実践を疑わしいものにする.」と述べています。多くの畑から 1 つの畑への肥料の集中は、持続可能ではありません。
「肥料は希少資源です。
「糞尿の山とそれをまく限られた場所に直面すると、糞尿が作物の生産につながっていることを忘れがちです。供給源から遠く離れた場所で使用される他の製品 (熱帯の広葉樹、魚介類など) と同様に、肥料の本当の不足や豊富さは隠されています。
「一部の農家は、大量の肥料にアクセスできる、または自分の農場に輸送するための費用を支払うことができるといううらやましい立場にあります。彼らのユニークな状況は、周りに十分な肥料がないという事実を変えるものではなく、持続可能性を高めるものでもありません.私たちが発見したように、作物に栄養素を供給したり、土壌有機物レベルを増加させたりできる肥料率は、多くの場合、他の畑の肥沃度または SOM の低下のためにのみ可能です。すべての農家が肥料を使って土壌の肥沃度や有機物レベルを維持することは不可能です。」
キャシーからのメモ:牧草地の読者の皆さん、私は数学の達人ではなく、このトピックに関するすべての文献に精通していません。したがって、これについて質問がある場合は、Andrew McGuire の元の投稿にアクセスすることをお勧めします。彼に質問を投稿できます。彼は良いフィードバックを提供してくれると確信しています。
糞尿は農業に窒素とリンを供給できますか?
肥料は土壌を維持できますか?
