1. ゆげの 出る 山って、どんな 山?
1. 冬の朝、湯気が立つことがある落ち葉の山
1. 武蔵野の落ち葉堆肥 ── 江戸時代から続く、発熱する山
埼玉県の 川越の ちかくは、さつまいもで 知られる ところです。ここでは、おちばを あつめて 堆肥に して、はたけの つちを よく して きました。できあがる まえの おちばの 山は、ねつが 出ます[1]。さむい あさには、ゆげが たつ ことも あります。
この やりかたは、江戸時代から 360ねん いじょう つづき、2023ねんに、せかいで 大切に する 農業として みとめられました[2]。
山は、人の せたけより たかく つむと いわれます[3]。ただし ほんとうは、どの おちばの 山からも ゆげが 出る わけでは ありません。道ばたに ふきよせられた おちばで、ゆげを 見た 人は、あまり いないでしょう。
おなじ おちばなのに、なにが ちがうのでしょうか。
埼玉県の武蔵野地域(川越市・所沢市・ふじみ野市・三芳町)で続く「武蔵野の落ち葉堆肥農法」は、江戸時代から360年以上の歴史があり、2023年7月に、国連食糧農業機関(FAO)の世界農業遺産に認定されました。平地林(ヤマ)の落ち葉を掃き集めて堆肥にし、畑に入れて、土を改良してきた農法です[2]。
川越のサツマイモ産地の解説には、落ち葉堆肥が発熱することや、落ち葉を踏み込んで発酵させた温床を苗床にも使うことが紹介されています[1]。冷えた朝の湯気は、この解説から確かめたことではなく、一般に見られる様子として書いています。山の大きさについても、人の背丈より高く積んだ、昔は「1反の畑に1反のヤマ」といわれるほど大量の落ち葉を使った、と紹介されています[3]。
ところが、道ばたに吹き寄せられた落ち葉で、湯気を見かけることはあまりないでしょう。落ち葉の山が少し暖かい理由は、落ち葉のメモで、空気のすきまと微生物の熱という二つに分けて書きました。このメモで追うのは、その先です。湯気が立つほどの山になるには、何がそろう必要があるのでしょうか。
埼玉県の武蔵野地域(川越市・所沢市・ふじみ野市・三芳町)の「武蔵野の落ち葉堆肥農法」は、江戸時代から360年以上続き、2023年7月にFAO(国連食糧農業機関)の世界農業遺産に認定された。平地林(ヤマ)の落ち葉を掃き集めて堆肥にし、畑に入れて土壌を改良してきた農法だ[2]。
川越のサツマイモ産地を扱った『食農教育』(2008年)の記事は、落ち葉堆肥には相応の発熱があること、落ち葉を踏み込んで発酵させた温床を苗床にも使うことを紹介している[1]。冷えた朝の湯気は、この記事から確かめたことではなく、一般に見られる様子として書いている。規模については、人の背丈より高く積み、堆肥になるまで約2年かかり、昔は「1反の畑に1反のヤマ」といわれたほどの量の落ち葉を使った、という紹介がある[3]。ただし、この山の内部温度の実測値は、今回たどった川越・武蔵野の資料には見当たらなかった。以下の温度は、堆肥化一般の値として読む。
落ち葉のメモの6章では、落ち葉の山が少し暖かい理由を、断熱と発酵熱に分けて概説した。ここでは、湯気が立つほどの山になるには何が要るのかを、熱の出どころ、熱の逃げ方、上限と手当て、利用のされ方の順に追う。
2. あたたかさは、どこから 来るの?
2. 熱を出しているのは、目に見えない微生物
2. 分解熱の出どころ ── 細菌の増殖と、好熱性の微生物への交代
ねつを 出して いるのは、目に 見えない 微生物です。おちばを ばらばらに 分解して いく とき、ついでのように ねつが 出ます[5]。
国の しらべものでは、山の 中で 細菌が とても ふえると 書かれて います。1グラムの 中の かずが、1万ばい いじょうにも なる ことが あります[4]。
この はんのうは、「ゆるやかな ねんしょう」と いわれる ことが あります[4]。ただし ほんとうは、火が もえて いるのでは ありません。ちいさな いきものが、ゆっくり くずして いく ときの ねつです。
熱の出どころは、落ち葉を分解する微生物です。分解と発熱の大部分を担うのは細菌で、熱は、分解のついでに出る副産物にあたります[5]。落ち葉堆肥では、放線菌や糸状菌などの空気を好む微生物が落ち葉を分解して増え、そのとき熱を出します。この熱で温度が保たれると発酵が活発になり、堆肥づくりが早まります[6]。
国立環境研究所の解説では、易分解性の有機物(分解されやすいもの)が分解されるときの反応熱で、堆肥の山の内部温度が上がり、50〜80℃に達することもあります。この間に、細菌の数は1gあたり1万〜10万個ほどから、10億〜100億個ほどへ急に増えます。これは1万倍から100万倍にあたります[4]。
この反応は、常温付近でゆっくり進むため、「緩やかな燃焼」ともいわれます[4]。ただし、火が燃えているわけではなく、微生物が酵素で有機物を分解する反応です。なお、50〜80℃は管理された堆肥化で達しうる値で、公園の落ち葉だまりの温度ではありません。
熱が出ることは分かりました。それでも、山の大きさによって、温まり方は変わるようです。
堆肥の熱は、微生物が有機物を分解するときの副産物で、分解と発熱の大部分は細菌が担う[5]。国立環境研究所の解説では、易分解性有機物の分解に伴う反応熱が山の内部の温度を上げ、50〜80℃に達することもある。この間に細菌数は、1gあたり104〜105個から109〜1010個ほどへ急増する[4]。指数の差から計算すると、1万倍(105→109)から100万倍(104→1010)にあたる。
同じ解説は、堆肥化を、微生物の酵素作用で常温付近をゆっくり進む反応で、「緩やかな燃焼」ともいわれると説明する[4]。炎を伴う燃焼ではない。なお50〜80℃は、管理された堆肥化で達しうる値であり、公園の落ち葉だまりの温度ではない。
微生物の顔ぶれは、温度によって入れかわる。約40℃を超えると、常温を好む微生物は競争に不利になり、好熱性の微生物(Bacillus属など)が主役になる[5]。落ち葉堆肥では、放線菌や糸状菌などの好気性の微生物が分解熱を出し、その熱で温度が保たれると発酵が活発になって、堆肥づくりが早まるという[6]。ただしこれは家庭園芸向けの解説なので、公的資料の内容と合わせて読んだ。
熱の出どころは分かる。では、その熱は山にとどまるのか、逃げるのか。
3. 山が 大きいと、どうして さめにくいの?
3. 熱を逃がさない山の大きさと、葉のすきま
3. 表面積と体積の比・静止空気・大量堆積の蓄熱
あさに はいった おふろは、ふたを しなくても、しばらく あたたかい ままです。コップの おゆは、すぐに さめて しまいます。大きな ものほど、おなじ りょうの ねつでも さめにくいからです。
おちばの 山も おなじです。山が 小さいほど、そとに ふれる ところの わりあいが 大きく なり、ねつが にげやすく なります[7]。ただし ほんとうは、おちばの 山は おふろの おゆと ちがって、中で ねつを 出し つづけて います。
もう ひとつ、おちばと おちばの あいだの 空気が あります。うごかない 空気は、ねつを つたえにくい せいしつが あります。いえの かべに いれる ざいりょうは、ほそい せんいの あいだに 空気を とじこめて、ねつを にがしにくく して います[8]。おちばの すきまにも、おなじ りくつが あてはまると 考えられます。
でも、ざいもくの かけらや たいひを 大きく たくさん つむと、ねつが たまりすぎて 火が つく ことが あると いわれます[9]。農家の たいひは、あたたかく なっても、めったに もえません。
熱をためるうえで、山の大きさが関わります。山が小さいほど、体積に対する表面の割合が大きくなり、熱が伝導や放射で外へ逃げやすくなります[7]。大きなお風呂が冷めにくく、小さなコップの湯がすぐ冷めるのと同じ考え方です。ただし、落ち葉の山は、内部で熱を出し続けている点が湯とはちがいます。
もう一つは、葉と葉のすきまの空気です。動かない空気は熱を伝えにくく、家の断熱材のグラスウールは、細い繊維の間に空気を閉じこめて、空気が動くのを抑えることで断熱しています[8]。落ち葉のすきまにも同じ理屈が当てはまると考えられます。これは建材の原理からの推定です。
山を大きくすれば、熱がたまりやすくなります。消防庁の消防研究センターの解説によると、木材チップや堆肥などを大量に積むと、放熱が進まず内部の温度が徐々に上がります。温度が上がると反応がさらに進み、空気による酸化という別の反応も起こって、自然発火に至ることがあります[9]。ただし、農家の堆肥が温かくなっても、燃えることはほぼないとされます。
熱が出るうえ、逃げにくい。それなのに、農家の人は、山をときどきひっくり返します。何のためなのでしょうか。
熱を保つうえで、山の大きさが効く。コーネル大学の堆肥の解説では、堆肥の山(バイオリアクター)が小さいほど、体積に対する表面積の比が大きくなり、伝導と放射による熱の損失が大きくなる[7]。小さな堆肥槽では、断熱で損失を減らせるともいう。同じ解説の実験装置の大きさの数字は、落ち葉の山に必要な最小サイズではないので、ここでは使わない。
もう一つは、葉のすきまの空気だ。グラスウールの断熱は、細い繊維が絡み合ってできる連続空気室に空気を閉じこめ、静止させることで熱を移動しにくくする[8]。落ち葉のすきまにも同じ理屈が当てはまると考えられる。ただし、落ち葉の山そのものの断熱性を測った資料は今回の調べでは見つけていないので、建材の一般原理からの推定だ。
大量に積めば、熱はたまりやすくなる。消防庁消防研究センターの「自然発火について」では、木材チップや堆肥などを大量に積むと放熱が進まず、内部の温度が徐々に上昇する。温度が上がると反応が促進され、空気による酸化反応も起こって、自然発火に至ることがあるという[9]。これは大量保管の話で、農家の堆肥が温かくなっても、燃えることはほぼないとされる。
熱の出どころと、熱をためる形はそろった。だが、熱がたまり続ければよいわけでもない。
4. あつく なりすぎても、こまるの?
4. 熱すぎても止まる ── 農家は山をひっくり返す
4. 上限と手当て ── 65℃・水分・切り返し
じつは、あつく なりすぎると、びせいぶつが しんで しまいます。65℃を こえると、多くの びせいぶつが しんで、くずす はやさが おちる と いわれます[5]。そこで、たいひを 世話する 人は、空気を いれたり、まぜたり して、65℃を こえないように します。
山の 中は、そのうち 空気が たりなく なって、びせいぶつが 息を しにくく なります。そこで、山を 上と 下で ひっくりかえします。これを 「きりかえし」と いいます[6]。みずも ちょうど よく なるように 気を つけます。
国の 農業の けんきゅうじょの しけんでは、山を あつく しながら 毎週 1回 きりかえした ところ、大腸菌という ばいきんが、2しゅうかん あとには、みつからなく なりました[10]。ただし これは、牛や ぶたの ふんを つかった たいひの けっかです。
熱は高いほどよいわけではありません。コーネル大学の解説では、約65℃を超えると多くの微生物が死んで、分解の速さが落ちます。そのため、堆肥を管理する人は、空気を入れたり混ぜたりして、この温度を超えないようにします。一方、55℃以上になると、人や植物の病原菌の多くが死ぬそうです[5]。前の章の50〜80℃は山の中で「達しうる値」、65℃は管理するときの上限の目安という、別のものさしです。
落ち葉堆肥の場合、山の中の酸素が足りなくなると、微生物が呼吸しにくくなります。それを防ぐのが「切り返し」で、積んだ落ち葉の上下を入れかえて、新しい空気と入れかえる作業です。約20日ごとに行い、水分も調整して、開始から約200日後に落ち葉がボロボロになれば完成とされます[6]。これは家庭園芸向けの手順で、川越の農家の山は約2年かかるとされるなど、期間はやり方で大きく変わります[3]。
農研機構の研究には、混ぜる作業の効き目を示す例があります。水分を約60%にして毎週1回切り返し、発酵温度を70℃まで上げたところ、堆肥中の大腸菌は2週間後に検出限界以下になりました。野積みなどの不適切な堆肥化では、生き残る場合があったといいます[10]。ただし、これは2006年の家畜ふんなどの堆肥の結果で、落ち葉だけの堆肥の数字ではありません。
熱を出させて、逃がしすぎず、出しすぎもさせない。農家の人は、その加減を手で整えてきたようです。この熱を、堆肥のほかにも使う方法があります。
熱は高ければよいわけではない。コーネル大学の解説では、約65℃を超えると多くの微生物が死んで分解の速さが落ちるので、堆肥の管理者は、通気や混合でこの温度を超えないようにする。55℃以上では、人や植物の病原菌の多くが死ぬ[5]。前章の50〜80℃(国立環境研究所)は山の中で達しうる値、65℃は管理の上限の目安で、数字の性格がちがう。
落ち葉堆肥では、山の中の酸素が足りなくなって微生物が呼吸しにくくなるのを防ぐため、積んだ落ち葉を上下入れかえる切り返しを約20日ごとに行い、水分も調整する。開始から約200日後に落ち葉がボロボロになれば完成とされる[6]。これは家庭園芸向けの手順で、川越の農家の山は堆肥になるまで約2年かかるという紹介もあり[3]、期間は手法で大きく異なる。
農研機構は、水分を約60%とし、毎週1回切り返して発酵温度を70℃まで上げる適切な堆肥化で、堆肥中の大腸菌が2週間後に検出限界以下になったと報告した。野積みなど不適切な堆肥化では生き残る場合がある[10]。2006年の成果で、家畜ふんなどの堆肥が対象であり、落ち葉だけの堆肥の値ではない。切り返しと水分の重要さを示す例として読む。
大きさ・空気・水分などを整えて熱をためるのは、農家の手仕事だった。その熱は、堆肥づくりの副産物にとどまらなかった。
5. この ねつで、なえを そだてるって ほんとう?
5. 発酵の熱で苗を育てる踏み込み温床
5. 踏み込み温床 ── 落ち葉の発酵熱を育苗に使う
この ねつを つかう 昔ながらの やりかたが あります。踏み込み温床と いいます。おちばに、米ぬかと みずを くわえながら、あしで ふみかためて、その 中で やさいの なえを そだてます[11]。
ある 農家の 人は、米ぬかが びせいぶつの はたらきを たすけるので、かならず いれると 言って います[11]。はやければ 2日ほどで、中が 40℃ぐらいに なります。1か月ほどで、そとの 気温ぐらいまで さがります[11]。ねつは、ずっとは つづかないのです。
踏み込み温床は、落ち葉に米ぬかと水を加えながら踏み固め、微生物の発酵熱で苗を育てる昔ながらの方法です。ヒーターを使わずに、落ち葉の熱を苗の保温に使います。ある農家の方法では、米ぬかは微生物の働きを助けるので、必ず入れるそうです。早ければ2日ほどで内部が40℃くらいになり、約1か月で外気温ほどまで下がります[11]。
夏野菜の育苗を扱った別の解説では、温度の変化が三つの時期に分けられています。約8日間は温度が上がり続ける上昇期、9〜20日目ごろは安定期、21〜30日目ごろは減衰期です。落ち葉を敷いて足で踏み、半分ほどの高さにするのを6〜8回くり返して作ります[12]。日数は家庭菜園の一例で、決まった値ではありません。温度上昇までの日数も、早ければ2日ほど、順調でも3〜4日と解説によって幅があります。
熱はずっと出続けるわけではなく、およそ1か月で外気温ほどまで下がります。山が温かいのは、その間だけです。
踏み込み温床は、落ち葉に米ぬか・水を加えながら踏み固め、微生物の発酵熱で苗を育てる昔ながらの方法だ。ある農家の方法では、米ぬかは微生物の働きを助けるので必ず入れるという説明があり、早ければ2日ほどで内部が40℃くらいになり、約1か月で外気温ほどまで下がる[11]。川越のサツマイモ産地でも、落ち葉を踏み込んで発酵させた温床を苗床に使うと紹介されている[1]。
夏野菜の育苗の解説では、温度の推移を、約8日間の上昇期、9〜20日目ごろの安定期、21〜30日目ごろの減衰期に分ける。落ち葉を敷いて足で踏み、半分ほどの高さにするのを6〜8回くり返して作る。順調なら3〜4日後に温度が上がってくる[12]。この解説に温度の数字はなく、40℃は前の資料の値だ。日数は家庭菜園の一例で、固定値ではない。
発熱には終わりがあり、上がる時期・安定する時期・下がる時期がある。山が温かいのは、その間だけだ。
6. じぶんでも しらべて みよう
6. 自分でも調べてみたくなったら
6. 自分でも調べてみたくなったら
おちばの 山は、手を いれたり、ほったり しません。中が あつかったり、虫が いたり する ことが あるからです。のぼるのも やめましょう。見て しらべる ことなら できます。
1つめは、おうちの 人と、ちかくで おちばを あつめて つんで ある ところを さがす ことです。はなれた ところから、山の 大きさと、あつめてある おちばの りょうを 見ます。ゆげが 出て いるかも、あさに 見て みましょう。見つからなくても だいじょうぶです。ゆげが 出て いない 山も、ひとつの てがかりです。
2つめは、埼玉県の ホームページで、「武蔵野の おちば堆肥農法」の ページを、おうちの 人と 読んで みる ことです[2]。どうして 山を つくるのかが、わかります。
落ち葉の山は、手を入れたり、掘ったりしないでください。中が高温だったり、虫がいたりすることがあります。登るのも避けます。見て調べることなら、できます。
落ち葉の山は、手を入れたり掘ったり登ったりしない。内部が高温になることや、虫・カビなどがあるためだ。観察と資料の読み比べでできることを挙げる。
しらべた ところ
参考にした情報源
参考にした情報源
出典について:国立環境研究所・消防庁消防研究センター・農研機構・埼玉県は公的機関の資料、コーネル大学の堆肥の解説は大学の資料、硝子繊維協会は業界団体の解説、サカタのタネ・いとんぼ通信・マイナビ農業・農文協の記事は園芸・農業の解説です。
- 農文協「食農教育」2008年11月号「落ち葉がサツマイモ特産地をつくった!」。 https://www.ruralnet.or.jp/syokunou/200811/01_1.html (川越のサツマイモ産地で、落ち葉堆肥が発熱すること、踏み込み温床を苗床に使うこと。湯気の記述はこの出典では確認していない)
- 埼玉県「世界農業遺産『武蔵野の落ち葉堆肥農法』」。 https://www.pref.saitama.lg.jp/a0108/sekainougyouisan.html (農法の歴史、対象地域、2023年7月の世界農業遺産認定)
- 国立環境研究所 資源循環・廃棄物研究センター「循環・廃棄物の豆知識」。 https://www-cycle.nies.go.jp/magazine/mame/201512.html (堆肥化の反応熱、50〜80℃、細菌数の増え方、「緩やかな燃焼」)
- Cornell Composting「Compost Microorganisms」。 https://compost.css.cornell.edu/microorg.html (熱は分解の副産物であること、約40℃での微生物の交代、約65℃の上限、55℃以上での病原菌の減少)
- サカタのタネ 園芸通信「落ち葉堆肥を作ろう」。 https://sakata-tsushin.com/yomimono/tokushu/detail_765/ (落ち葉堆肥の微生物と発熱、切り返し、家庭向けの手順)
- Cornell Composting「Compost Physics」。 https://compost.css.cornell.edu/physics.html (山が小さいほど熱が逃げやすいこと)
- 硝子繊維協会「グラスウールの断熱性」。 https://www.glass-fiber.net/glasswool_short_dannetu.html (動かない空気が熱を伝えにくいこと。落ち葉への当てはめは推定)
- 消防庁 消防大学校 消防研究センター「自然発火について」。 https://nrifd.fdma.go.jp/public_info/faq/shizenhakka/index.html (大量に積んだ材料に熱がたまり、自然発火に至ることがあること)
- 農研機構「発酵温度を70℃まで上げる適切な堆肥化により堆肥の大腸菌は未検出となる」(2006年)。 https://www.naro.go.jp/project/results/laboratory/karc/2006/konarc06-27.html (水分約60%・毎週1回の切り返し・70℃での堆肥化の結果)
- いとんぼ通信「踏み込み温床」。 https://itotonbotsuushin.com/nou_page/nou_01_humikomionsyou.php (踏み込み温床の作り方、米ぬか、温度が上がる早さと下がる時期)
なおした ところ
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