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農業におけるリン循環の視角から循環型社会を展望する
大串 和紀
6．日本の採るべき道（１）資源のリサイクルによりリンの消費量を削減する リン資源の希少性と有限性から、リンの循環利用の必要性は以前から言われている２４）が、現在試みられているのは、鉄鋼スラグの活用、下水道からのリンの回収、畜産廃棄物からのリンの回収である。 鉄鉱石に含まれているリンは、鉄鋼の特性に悪い影響を与えるため、精錬過程で徹底的に除去されている。このため、製鉄時の副産物である鉄鋼スラグには、濃度は低いものの、リンが濃縮され、古くからスラグをリン酸肥料（鉱滓リン酸肥料）に加工されている２５）。 下水処理場で生じる下水汚泥には、リンが多く含まれている。下水道からのリンの回収にはMAP法等が用いられており、靏巻など２１）によれば、環境省の「日本の廃棄物平成17年度版」を基に現状技術を適用した場合の日本におけるリン資源回収可能量は、年間2.45万トン（表－4参照）と試算されている。 産業廃棄物、製鋼スラグおよび下水からリンのリサイクルが進めば、リン鉱石またはリン製品として輸入されるリン量に対して、最大72％（23万トン/32万トン）ものリンがリサイクルされることになる１８）との指摘もある。 なお、平成27年9月18日に、「社会資本整備重点計画（平成27年度～平成32年度）が閣議決定された。この中で、社会資本整備の目指す姿と計画期間における重点目標、事業の概要が示され、下水道や下水汚泥についての記述もあるが、重点施策「地球温暖化緩和策・適応策の推進」及び「循環型社会の形成」の政策パッケージに、「下水道分野における温室効果ガス排出量削減の推進（下水汚泥バイオマス・下水熱等再生可能エネルギーの利用、下水道における省エネルギー対策、一酸化二窒素の排出削減）」が取り上げられているばかりで、リン資源の循環等についての記述は見られない。非常に残念なことである。
・リン肥料の使用量を減らす 農業分野においては、肥料リンの利用効率を高めるとともに、過剰なリン肥料の施用を避ける必要がある１８）。 わが国の農地には酸性の火山灰土壌が多く、リンが吸着されて固定化されやすいため、リン肥料は多めに投入されてきた。肥料として農地に散布されるリン量は年間約40万トンあるが、その内約10％に相当する4万トン程度しか農作物として回収されていない。このため、農林水産省では、肥料価格の高騰に対処する目的もあって、農地へのリン投入量を今後20％削減する政策を発表している１８）。もし今後、リン肥料の使用量が約20％削減されれば、肥料として農地に投入されるリン量は、年間約32万トンで済むことになる１８）。 西尾道徳２４）は、現在のリンの過剰施用を止めて、土壌へのリンの蓄積を大幅に減らす戦略を構築するための視点として次の4点を挙げている。 A 作物のリン要求量の削減・・・作物の生育速度や種子の品質、栄養的価値や活力を損なわずに、リンの取り込み量を減らす余地が残されているので、戦略的にそのような育種を行う。 B 土壌の遺産リンの活用・・・大方の先進国は、作物の生育や収量がリンによって制限されないように、土壌中の可給態リン（通常の作物が吸収できるリンのこと）でのレベルを一定（臨界）レベル以上に高く維持するように、施肥基準などで要求している。その結果、多くの集約的農業地帯で、時間とともに土壌中にリンが多量に蓄積していった。この土壌に蓄積したリン（「遺産リン」）の量を把握し、それを活用する方法を開発する。 C リンのリサイクル利用・・・下水汚泥、し尿、畜産排水などから回収されたMAPを、リン酸肥料の代替物として利用する。 D 作物によるリン利用率の向上・・・「ターゲットとする重要な生育段階にリンを放出できるように、より効率の高い肥料の製剤化や施用方法を開発する。 ・畜産廃棄物を堆肥等として積極的に利用する 日本では、リンを含有する家畜排せつ物、生ごみ、排水処理汚泥等の一部については、古くから「堆肥」等として利用され、農地を介したリサイクルが行われてきた。 家畜ふん堆肥には即効性の水溶性リン酸が約20％、緩効性の水不溶性クエン酸可溶性リン酸が約60％含まれており、化成肥料のリン酸と同等以上の肥効を示す。従って、堆肥由来のリン酸を考慮して化成肥料の削減を行うことで、圃場への過剰なリン酸施用を防ぐことができ、施肥コストの削減につながる２６）。なお、家畜ふん堆肥に具組まれるリン酸含量は畜種によって異なり、牛ふん堆肥と比較して鶏ふん堆肥及び豚ぷん堆肥の方が多い２６）。 また、作物体へのリンの回収率（筆者注:吸収率）は、家畜ふん尿および下水汚泥のほうが化学肥料リンよりも高いとされる。これは、家畜ふん尿や下水汚泥のような有機残差中で、有機物に保護されてリンの土壌への直接接触を回避でき、しかも、その中の有機態リンは植物吸収に合せて無機化されることで、土壌に吸着されて難溶化することから長期的に保護されているからとされている２７）。 家畜のふん尿等からのリンの回収も有望である。標準的な条件では、1ｍ3の豚舎排水から最大で約170ｇのMAP（リン酸マグネシウムアンモニア）を回収できる。回収したMAPは、肥料会社等が精製加工することなく、天日乾燥しただけでそのまま肥料として利用できることが確認されている２５）。2008年2月1日現在の家畜畜産統計と、標準的な家畜1頭当たりの排出原単位を用いて、家畜からのリンの排泄量は約11万トンとなる２５）。そして、そのうち豚舎汚水から回収可能なリン量を概算してみると、単純計算で、肥育豚1000頭規模の一貫経営の養豚場が全国に8,120軒あって，その全てがMAP回収装置を装備していると仮定すると、全国で1日に13.8トン、年間に5,038トンのMAPが回収できることになる。この中には、1,457トンのP2O5、または636トンのPが含有されている２５）。 しかし、同年の日本では22.5万トンのリンが肥料として使用されている。これに比べて636トンのリンはごくわずかである。このため、豚舎汚水から回収したリンは、肥料利用といっても、養豚農家は自ら飼料を生産していないので、養豚農家とその周辺の耕種農家の間でのローカルな物質循環がまず考えられる２５）。 鶏糞焼却灰も未利用リン資源として注目されている。とくに水分含有率の低い鶏糞は自燃可能であり、ボイラー燃料の一部として利用できるばかりか、焼却灰にはリン、カリや石灰などが豊富に含まれ良質な肥料原料になる。重金属類も殆ど含まれていないので、リンを不純物が少ない状態で回収することも可能である。わが国における鶏糞焼却灰の発生量は年間約14万トンあり、リン量としては約1万1千トンになる１８）。 （３）循環型社会の形成は健全で活発な農業生産活動から 上記で述べたように、限りある資源であるリンを有効に活用し、食料生産量を末永く維持していくためには、農業生産そのものでのリン鉱石から生産された化学肥料の消費量をできる限り削減するとともに、食品や飼料の残差、下水や廃棄物、家畜ふん尿を堆肥として活用し、リンの循環の輪を大きくしていくことが必要である。  図―15 リン循環と畜産 図－15は、図－12で示した日本におけるリン収支の概要（2002年ベース）から、農業等に関係する部分を一部抜き出したものである。リン循環における畜産の関与する割合は非常に大きい。 農業に堆肥を活用するためには、耕畜連携が重要となり、有機農業への取り組みが不可欠となる。また、限られた世界のリン資源と我が国のバーチャルリンの仕様実態を考えると、農業でのリンの使用量を減らしたうえで、国内での生産力を高めるために農業生産そのものを活性化させる必要がある。 引用文献 1）(独)石油天然ガス・金属鉱物資源機構（JOGMEC）レポート2011-07 p431 http://mric.jogmec.go.jp/public/report/2011-07/P.pdf（H27.8.27参照） 2）大竹久夫編著 「リン資源枯渇危機とはなにか」 2011年 大阪大学出版会 p128 3）引用文献2）p55 4）http://homepage2.nifty.com/kikunoaikawa/hiryou.html（H27.8.27参照） 5）http://www.bio.eng.osaka-u.ac.jp/be/phosphorus.html（H27.8.27参照） 6）http://homepage2.nifty.com/kikunoaikawa/hiryou.html （H27.8.27参照） 7）ホクレン 「土づくりQ&A ホクレンの肥料」 http://www.hiryou.hokuren.or.jp/qa/q02_05_01.html （H27.8.27参照） 8）http://cache.yahoofs.jp/search/cache?c=0ZViAQw3QlgJ&p=%E3%83%AA%E3%83%B3+%E8%BC%B8%E5%85%A5&u=www.nirs.go.jp%2Fdb%2Fanzendb%2FNORMDB%2FPDF%2F52.pdf#search='%E3%83%AA%E3%83%B3+%E8%BC%B8%E5%85%A5'（H27.8.27参照） 9）読売新聞2012年6月19日33面の記事 10）引用文献2）p33 11）大竹久夫 「リファイナリー技術」 生物工学第90巻 2012年第8号 p465 12）引用文献2）pp27-30 13）西尾道徳 「西尾道徳の環境保全型農業レポート NO.234 リン鉱石埋蔵量の推定値が大幅に増加」 http://lib.ruralnet.or.jp/nisio/?p=2835 （H27.8.27参照） 14）ピークリンはいつ来るのか？ 資源枯渇問題研究会 https://sites.google.com/site/corpsofresourcedepletion/phosphorus-1/peak-phosphorus （H27.8.27参照） 15）農林水産省 肥料をめぐる事情 平成27年4月 http://www.maff.go.jp/j/seisan/kankyo/sehi/pdf/hiryo_meguji.pdf （H27.8.27参照） 16）環境省大臣官房廃棄物・リサイクル対策部廃棄物対策課 「し尿・浄化槽汚泥からのリン回収・利活用の推進に向けて」平成25年3月 https://www.env.go.jp/recycle/misc/jokaso/pamphlet.pdf（H27.8.27参照） 17）辻元「戦略物質としてのリン鉱石」 アゴラ-ライブドアブログ http://agora-web.jp/archives/1487667.html （H27.8.27参照） 18）大阪大学大学院工学研究科 生命先端工学専攻 大竹研究室 「新しいグリーン産業としてのリン資源リサイクル」 http://www.bio.eng.osaka-u.ac.jp/be/phosphorus.html （H27.8.27参照） 19）引用文献2）p169 20）松八重一代、久保裕也、大竹久夫、長坂哲也「社会技術研究論文集」5,106（2008） 21）靏巻峰夫、吉田綾子、星山英一「リン資源循環を実現するシステム構築のための基礎的条件に関する検討」 https://www.yachiyo-eng.co.jp/case/papers/pdf/2008_23_hoshiyama.pdf#search='www.yachiyoeng.co.jp%2Fcase%2F...%2F2008_23_hoshiyama.p...' （H27.8.27参照） 22）松八重一代、長坂哲也「国際貿易に伴う世界及び日本のリンフロー」生物工学第90巻pp470-472 23）リン資源リサイクル推進協議会事務局 「リン資源の確保と管理に関する戦略提言に向けて」http://cache.yahoofs.jp/search/cache?c=R9KDdOh9aUsJ&p=%E3%83%AA%E3%83%B3+%E8%BC%B8%E5%85%A5&u=www.waterforum.jp%2Ftwj%2Fwscj%2Fmtg%2Fdoc%2F1015-12.pdf#search='%E3%83%AA%E3%83%B3+%E8%BC%B8%E5%85%A5' （H27.8.27参照） 24）西尾道徳 「西尾道徳の環境保全型農業レポート NO.260 必要な新しいリン酸施肥戦略ための研究」http://lib.ruralnet.or.jp/nisio/?p=3156 （H27.8.27参照） 25）西尾道徳 「西尾道徳の環境保全型農業レポート NO.112 望まれるリンの循環利用」 http://lib.ruralnet.or.jp/nisio/?p=1393 （H27.8.27参照） 26） http://www.pref.okayama.jp/uploaded/life/105676_339141_misc.pdf#search='%E8%82%A5%E6%96%99+%E3%83%AA%E3%83%B3%E9%85%B8 （H27.8.27参照） 27）西尾道徳 「西尾道徳の環境保全型農業レポート NO.279 家畜ふん尿や下水汚泥に含まれるリンの利用効率向上」http://lib.ruralnet.or.jp/nisio/?p=3337 （H27.8.27参照）
大串 和紀 H27.11
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