農研機構は、株式会社北海コーキ、株式会社北海道クボタと共同で、家畜ふん尿スラリーやメタン発酵消化液などの液肥を効率的に土中に注入できるスラリーインジェクターを開発した。大型機と小型機の2機種が用意されており、既存の機械を活用して低コストでの導入が実現する。

 

低コストで液肥の有効利用を実現

北海コーキは、農業機械の製造・販売を手がける企業。主に圃場の排水効果向上を目的とした製品の製造販売を行っている。

北海道クボタは、株式会社クボタのグループ会社として1964年に設立。農業機械の販売・サービスを提供し、地域農業の発展に貢献している。

近年、北海道では乳牛の飼養頭数の増加に伴い、ふん尿の発生量が増加している。また、2012年の再生可能エネルギー固定価格買取制度の開始以降、メタン発酵施設の導入が増え、特に十勝地方では45基が稼働している。

その結果、メタン発酵の副産物である消化液の量が増加し、その全量を牧草地で消費するのが難しくなっているという。また、化学肥料の使用量低減や地域資源循環の観点から、畑作での液肥利用が求められているが、従来の表面散布ではアンモニアの揮散が多く、十分な窒素施用が困難とされている。

そこで農研機構、北海コーキ、北海道クボタの3者は共同で、アンモニアの揮散を抑制し、液肥を土中に施用できるスラリーインジェクターの大型機と小型機の2機種を開発した。

大型機は、北海道の畜産農家が一般的に所有している、4～20t容量のスラリータンカーに後付けするタイプのインジェクター。トラクター後部の三点リンクに本機を接続して、その後方にスラリータンカーを配置して挟む形で利用する(図1左)。

液肥を土中施用する部分は、土中に空洞を形成する刃、液肥注入部、土壌を転圧するローラーから構成される(図1右)。大きな空洞を成形するよう改良された刃により、多量施用時でも安定的な作業が行えるという。適用馬力帯は90馬力以上だ。


また、空洞形成刃の種類を変え、土中に大きさや形状の異なる空間を形成することにより、液肥を施用量4～8t/10aの範囲で土壌中に施用できる設計となっている。実際に5t/10aの条件で消化液を施用したところ、想定通り深さ10～20cmの位置を中心に施用できることが確認されたという。

インジェクターで消化液を土中施用した場合、消化液が表面に露出することなく、ほぼ全量を土中に施用できるので、アンモニア揮散量はほぼゼロになる。一般的に消化液を土壌表面に施用した場合には、窒素成分の最大3割程度がアンモニア揮散によって減少することが知られているが、インジェクターを用いることにより、その問題を解消し、消化液の肥料効果を最大化できる。

さらに、農家が所有するスラリータンカーに接続することで低コストで利用可能なほか、液肥を土中に施用するため、臭気がほぼ発生せず、悪臭が問題となっている地域においては、悪臭対策としても有効とされている。

小型機は、既存の農地排水改良用全層心土破砕機をベースとしたインジェクター。機械上部に約400～600L容量のタンクを積載し、機械下部に1～3連で配置したV字の心土破砕刃で作成した溝内にタンク内の消化液を注入できる構造を有する(図2)。小型機の適用馬力帯は70～120馬力となっている。


小型機では、土中5～50cm深さに破砕刃の後方に空間を作り、液肥を表面露出させずに施用できる。土中に空間が作られること、土壌の破砕により土壌が膨軟化して吸水性が高まることにより、施用量4～10t/10aの範囲で消化液の土中施用が可能だ。

既存の農地排水改良用全層心土破砕機にタンクと配管を追加した構造のため、一般的なインジェクターと比較して低コストであり、小規模メタン発酵施設にも導入可能だという。また、消化液の施用を行わないときは、農地の排水改良用機械として利用することもできる。

スラリーインジェクターはメーカーからの市販化を予定しており、主なユーザーとしては、酪農家、農協等の農業団体、メタン発酵事業者を想定している。農研機構は、普及のために各地域での実演や現地実証に取り組んでいくとしている。


農研機構
https://www.naro.go.jp/
株式会社北海コーキ
https://hokkai-koki.sakura.ne.jp/
株式会社北海道クボタ
https://hokkaido-kubota.co.jp/