水田農業とエネルギー問題 吉田修一郎

3. 水稲生産におけるエネルギーの直接投入

(1)水稲生産における直接エネルギー投入

水田における基幹作物である水稲の育苗から玄米までの一連の生産における資材・エネ ルギー投入に関する調査結果の一例を表に示した。さまざまな燃料種が用いられており、エネルギー換算値の総和は約10GJ/haとなっている。このうち、乾燥調整に4.7GJ/haと大きなエネルギーが投入されている。天日乾燥などによりこのエネルギーは削減可能であるが、現状では機械乾燥が主流である。水稲生産に関する同種の調査は他にもあるが、玄米が得られるまでの消費エネルギーはいずれも10GJ/ha前後と報告されている。

【表 水稲生産のための直接エネルギー(関東以西集団経営)】
(出典*1
播種育苗 電力26kWh/ha
(94 MJ/ha)
追肥 混合油2.4 kL/ha
(83 MJ/ha)
ガソリン 1.4kL/ha
(48 MJ/ha)
施肥 軽油2.0 L/ha
(75 MJ/ha)
防除 混合油0.7 L/ha
(24 MJ/ha)
ガソリン0.3L/ha
(10 MJ/ha)
ガソリン2.8 L/ha
(97 MJ/ha)
耕耘 軽油41.0 L/ha
(1545 MJ/ha)
水管理・ 混合油40.0 L/ha
(1384 MJ/ha)
ガソリン0.1 L/ha
(3 MJ/ha)
畦畔除草 ガソリン2.2 L/ha
(76 MJ/ha)
代かき 軽油8.9 L/ha
(336 MJ/ha)
収穫 軽油20.5 L/ha
(773 MJ/ha)
ガソリン0.1 L/ha
(3 MJ/ha)
苗運搬 ガソリン1.6 L/ha
(55 MJ/ha)
運搬 ガソリン4.0 L/ha
(138 MJ/ha)
田植え ガソリン4.9 L/ha
(170 MJ/ha)
乾燥調整 灯油120.0kL/ha
(4404 MJ/ha)
電力90 kWh/ha
(324 MJ/ha)
除草剤散布 混合油0.7 L/ha
(24 MJ/ha)
  
ガソリン2.8 L/ha
(97 MJ/ha)
合計 軽油72.4 L/ha (2.7 GJ/ha)
灯油120 L/ha (4.4 GJ/ha)
混合油43.8 L/ha (1.5 GJ/ha)
ガソリン20.2 L/ha (0.7 GJ/ha)
電力116 kWh/ha (0.4 GJ/ha)   総計9.8 GJ/ha

(2)エネルギー生産手段としてみた稲作

エネルギー生産においては、投入エネルギーと産出エネルギーの比(EPR: Energy profit ratio)をとって、その効率が評価される。これに倣って、水稲生産についてエネルギーの投入効率を計算してみる。ただし、太陽光のエネルギーは「投入」には含めない。玄米1tonあたりの熱量は約15GJであるから、水稲の単収を6ton/haとすると、水稲の熱量単収は90GJ/haとなる。投入は約10GJ/haであるから、直接エネルギー投入だけ考えれば、EPRは9となり、コストを考慮しなければ効率の良いエネルギー生産システムと言える。ただし、前述のような間接エネルギー投入や後述するような灌漑排水に伴う電力投入を考慮すると、EPRは大幅に低下する。籾殻やわらをエネルギー生産量に含めれば、エネルギー生産効率は高まり、燃料への変換ロスなどを考慮しても穀物生産用の直接エネルギー(各燃料種)の自給は理論上可能であるという試算がある*2

【図 バイオマスを活用した水稲生産のための直接エネルギーの自給】
地域内の農業生産のための直接エネルギーを域内のバイオマスにより自給しつつ、食料生産を維持・増産するための農地利用の最適化結果(九州の稲麦二毛作地帯の試算例)
 (出典*2

しかし、実際のシステムの構築には、実施スケールやそれに関連するコストの問題、さらにバイオマス資源のほ場からの持ち出しの影響など、検討を要する課題が多数存在し、具体的なモデルは存在しない。

吉田 修一郎 H23.6.3

*1 農林水産技術情報協会,1996, 主要作目の作業体系におけるエネルギー消費原単位

*2 吉田修一郎, 2009, 地域における食料とエネルギーの均衡ある生産に向けた研究課題,研究調査室報告, 8, 61-93. 農業食品産業技術総合研究機構.

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