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ここにあるのは、だれかが実際に調べ、考え、作ってきたことを集めたメモです。気になったら、ページの下の「参考にした情報源」から、もとの本や記事、それを生み出した人たちに、直接ふれてみてください。このメモには書ききれないおもしろさが、そこにあります。

はたけの つちを おおう くろや しろの まくは、つかい おわったら どう なるの?

畑にかけたマルチフィルムは、使い終わったあとどこへ行くのか:はがす道、土で消える道、酵素で選ぶ研究

使用済みマルチフィルムは畑からどこへ行くのか:回収・処理の課題と、生分解性マルチがすき込みで分解される条件

分野:技術

はたけで、くろや しろの うすい まくが、じめんを おおって いるのを みた ことが ありますか。あの まくの なかには、つかった あと、つちの なかで きえるものが あります。でも、かぜで とばされて かわに おちると、きえないことが あります。

どうして はたけの なかだけで きえるのでしょう。きえない まくは、どう かたづけるのでしょう。この ページでは、まくの ゆくえが ふた通り あることが わかります。

畑の土を覆う、黒や白の薄い膜(マルチフィルム)の中には、使い終わったあと、そのまま土にすき込むと微生物に分解されて消えるものがあります。ところが、風で畑の外へ飛んでしまうと、分解しないことがあり、川の水の中でも分解は進まないと説明されています。同じ膜なのに、なぜ畑の中でだけ消えるのでしょうか。消えない普通の膜は、どう片づけられているのでしょうか。

この記事では、使い終わった膜の行き先が「はがして回収する道」と「土にすき込む道」の2つあること、それぞれの長所と限界が分かります。後半では、収穫後に酵素をまいて分解の時期を選ぶ研究(開発中)も紹介します。

農業用フィルムの販売量のうち、およそ4割をマルチが占める。使い終わった膜は、土の汚れが付いているために処理が難しい。一方、土にすき込むと微生物に分解されて消える生分解性マルチもあるが、畑の外へ飛散すると河川の水中でも分解が進まないとされる。同じ膜が、なぜ畑の中でだけ消えるのか。普通のポリマルチは、どのような経路で処理されているのか。

この記事では、使用後のマルチの行き先が「はぎ取って回収する経路」と「すき込んで分解させる経路」の2つに分かれること、それぞれの条件と限界が分かる。

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1. はたけに まくを かけるのは、なんの ため?

1. 畑に膜を敷くと、土の中で何が変わるのか

1. 畑を膜で覆うと何が変わるのか:1969年のタバコ栽培の測定から

はたけの うねを おおう まくを、マルチと いいます。かけると、つちが かわきにくく なります。くさも はえにくく なります。あめの ときに つちが はねて、はっぱに つくのも ふせぎます。

くろい まくは ひかりを さえぎるので、くさが はえにくいと いわれます。あたたかく したい ときは、とうめいな まくが むくとも いわれます。

むかしの けんきゅうでは、まくで ぜんぶ おおうと、つちの なかの おんどが たかく なり、みずの へりかたも おだやかだった、と ほうこくされて います。

こんなに べんりなので、のうぎょうで つかう フィルムの 4わりほどが マルチだと いわれます。では、つかい おわった あとは どうなるのでしょう。

畑のうねを覆う膜を、マルチ(マルチング)と呼びます。主な働きは、土の乾燥を防ぐこと、地温の変動をやわらげること、雨の泥はねを抑えて病気を防ぐこと、雑草を生えにくくすることです[7]。黒い膜は光をさえぎって雑草を抑え、地温を上げたいときは透明が向くとされます[7]。

効果を測った古い研究もあります。1969年に報告されたタバコ栽培の研究では、ポリエチレンの膜で全面を覆った区画の地表・地中の最高温度と平均温度が、膜のない区画より高くなりました。土の水分の変動も、全面を覆った区画がいちばん小さかったと報告されています[8]。

便利なので、農業用フィルムの販売量のうちマルチが約4割を占めるといわれます[2]。それだけ多くの膜が、収穫のあとに畑に残るということです。そのあと膜はどうなるのでしょうか。

畑のうねを覆うマルチの主な効果は、土壌の乾燥防止、地温の変動の緩和、泥はねによる病気の抑制、雑草の抑制とされる。黒は光を遮って雑草を生えにくくし、地温を上げたい場合には透明が向くという整理が一般的である[7]。

では、その効果は実測されているのか。1969年に報告されたタバコ栽培の研究では、ポリエチレンフィルムで全面を覆った区画の地表・地中の最高温度と平均温度が、無被覆の区画より高かった。土壌水分の変動も全面被覆の区画で最も小さく、4〜15%の範囲に収まったと報告されている[8]。ただしこれは1作物・1条件の結果であり、色や地域を問わず同じ傾向になるとは言えない。

これだけ効くため、農業用フィルムの販売量のうちマルチが約4割を占めるとされる[2]。使う量が多いほど、使い終わった量も多い。収穫後の膜は、どこへ行くのか。

2. はがした まくは、どこへ いくの?

2. 春にはがした膜に土がべったり付くと、何が困るのか

2. はぎ取った膜は、土の汚れのせいでどんな経路をたどるのか

ふつうの まくは、つかい おわったら、てで はがして あつめます。ところが、まくの うらには つちが べったり ついて います。

のうかの ひとは、まくを しゅるいごとに わけて、つちや どろを とって、たばにします。それを おみせや JA、ごみを あつかう かいしゃに わたします。はたけで うめたり もやしたりするのは、きんしです。これは、ある しの あんないです。

つちが ついた まくは、あたらしい まくに つくりなおすのが むずかしいと いわれます。あつめた あとは、ねつを とりだして つかう ほうほうが おおいそうです。

それでも、あらって さいせい げんりょうに する かいしゃも あります。さいせい げんりょうを 半ぶん ふくむ まくを、ためしている かいしゃも あります。

収穫が終わった畑で、普通のポリマルチは手作業ではがされます。ところが、長いあいだ地面に張りついていた膜には、土が付いています。農林水産省の資料は、使用後のマルチでは土などの汚れが課題となり、回収後の処理は熱回収(燃やして熱を使う方法)が多いと述べています[2]。

農家は、農ビや農ポリなど種類ごとに分け、泥などの異物を取り除いて梱包し、販売店やJA、産業廃棄物の処理業者に出します。畑での埋め立てや野焼きは禁止されています。これは長野県塩尻市の案内で、全国共通の手順とは限りません[3]。

可能なら、素材として再び使うマテリアルリサイクルが望ましいとされます[2]。実際に、土壌消毒用マルチを洗って再生原料にする企業や、再生原料を50%含むマルチを実証している企業が、農林水産省の資料で紹介されています[2]。

農業用プラスチック全体では、再生処理の割合が1993年の低い水準から2014年には76%まで上がったと紹介されています。ただしこの「再生処理」には熱回収も含まれ、マルチに生まれ変わった割合ではありません[9]。

はぎ取りは収穫後の作業だが、問題はその後にある。畑に長く張りついた膜には土が付着しており、農林水産省の資料は、使用後のマルチは土等による汚れが課題となり、回収後は熱回収が多いと整理している[2]。

農家の側から見ると、手順は次のようになる。農ビ・農ポリなど種類別に分け、泥などの異物を取り除いて梱包し、販売店・JA・産業廃棄物処理業者に出す。畑での埋め立てや野焼きは禁止である。これは長野県塩尻市の案内であり、全国共通の手順ではない[3]。

それでも素材循環が望ましいとされるのは、燃やすより資源として使い続けられるからだ。実例として、コンニャク栽培前の土壌消毒用マルチを洗浄して再生原料にする企業があり、別の2社が再生原料を50%含むマルチを実証中と紹介されている[2]。ただし、土の除去にかかる手間は再生の壁であり続ける。

統計も見ておく。農業用プラスチック全体の再生処理の割合は、1993年には焼却が最多だったのに対し、2014年には76%まで上がったと紹介されている[9]。ところが、ここでの再生処理には熱回収が含まれるため、「マルチがマルチに戻った割合」とは別物である。二次資料の数字なので、原典で確かめる必要がある。

回収の手間が重い以上、「はがさずに済む膜」を求める動きが出るのは自然だ。それが生分解性マルチである。

3. はがさなくても、つちの なかで きえる まくが ある?

3. 土にすき込むだけで消える膜は、どうやって消えるのか

3. 生分解性マルチは、どのような二段階で分解されるのか

なかには、はがさなくて いい まくが あります。「せいぶんかいせいマルチ」と いいます。さいばいの あいだは、ふつうの まくと おなじ はたらきを します。つちを あたためたり、くさを おさえたり します。

しゅうかくの あと、さくもつの のこりと いっしょに つちに すきこみます。すると、つちの なかの ちいさな いきものが はたらいて、さいごには みずと にさんかたんそに なります。はがす てまが いりません。

きえかたは ふたつの だんかいです。まず みずの はたらきで、まくに ちいさな あなや ひびが できます。つぎに、すきこむと、つちの いきものが こなごなに して いきます。

収穫後にはがさず、作物の残りといっしょに土へ入れていい膜があります。生分解性マルチです。栽培中は普通のポリマルチと同じように地温を調節し、雑草を防ぎます。収穫後に土にすき込むと、土の微生物の働きで最終的に水と二酸化炭素に分解されます。はぎ取りや廃棄の作業が不要になります[1]。

消え方は2段階です。第1段階では、水分による加水分解で膜に小さな亀裂ができ、強度が落ちます。第2段階では、収穫後に細かくして土に混ぜると、微生物が出す酵素が分解を進め、水と二酸化炭素になります[5]。

日本で最初の生分解性マルチは1995年に生まれたと紹介されています[5]。ただし、普及の理由として語られる法制度の影響は、ここでは断定しません。

では、「すき込めば必ず消える」と考えてよいのでしょうか。

生分解性マルチは、栽培期間中は通常のポリマルチと同じ働き(地温調節・雑草抑制)をし、収穫後に作物残渣とともにすき込むと、土壌微生物の働きで最終的に水と二酸化炭素に分解される。はぎ取りと廃棄の工程が要らなくなる点が利点である[1]。

分解は二つの段階に分けて説明される。第1段階は、水分による加水分解で、膜に亀裂や強度低下が生じる。ここまでは栽培の途中でも進む。第2段階は、収穫後に膜を細かくしてすき込み、微生物が分解酵素で高分子を小さな分子にまで分解していく過程で、最終的に水と二酸化炭素になる[5]。

この仕組みは、畑の土の微生物が出す酵素がポリエステルをモノマーまで分解すると考えられているが、最初のポリマーが分解される過程が全体の速さを決めるとされ、詳細はまだ解明されていない[10]。つまり、「消える」は結果として確かめられていても、細かい途中経過は研究が続いている。

国内第一号は1995年に誕生したと紹介されるが、普及に関する制度面の説明は二次資料のため、ここでは立ち入らない[5]。

この二段階の消え方は、水分や温度の条件に左右されそうである。実際、どうなのか。

4. きえる はやさは、いつも おなじ?

4. 消える速さが畑ごとにちがうと、何が起きるのか

4. 気温・水分による分解速度の差と、普及を妨げる費用・取り扱いの条件

きえる はやさは、いつも おなじでは ありません。あつくて しめった ときは、はやく すすみます。さいばいの とちゅうで、はたらきを うしなう ことも あります。

さむくて かわいていると、はんとし たっても あまり すすまない ことが あります。ですから、「なんか月で きえる」と きめつけることは できません。

ながく しまって おくと、まくは だんだん よわく なります。だから、ちゅうもんを うけてから つくる ことが ふつうだそうです。

ふつうの まくは、すきこんでは いけません。「せいぶんかい」と かいてあっても、きえない ざいりょうが まざった ものは、ごみとして あつかいます。マークの ある ものを えらぶ ことが すすめられて います。

分解の速さは条件で変わります。高温で多湿だと分解が急に進み、栽培の途中で膜が機能を失うことがあります。低温で乾燥していると、半年たっても進まないことがあります[4]。「何か月で消える」と一つの数字で言えないのは、このためです。

長く保管すると加水分解で弱るので、受注生産が基本とされています[4]。

使い方にも決まりがあります。従来のポリマルチは、すき込んではいけません。生分解性をうたう製品でも、非分解性の成分を含むものは産業廃棄物の扱いになります。そのため、「グリーンプラ識別表示制度」のマークのある製品を選ぶことが勧められています。すき込みが足りず膜が土の表面に残ると、自治体から指導を受けることもあります[4]。

費用はどうでしょうか。価格は普通のポリマルチの3〜4倍ほどですが、はぎ取りや廃棄にかかる費用を含めた総費用では、必ずしも高くないとされます[1]。2020年の出荷量は、樹脂量で3822トンでした。ポリマルチ用とみられる年約3万5000トンと比べると、約1割強(3822÷35000で約11%)です[1]。これは出荷量の比べ方の一つで、現在の普及率を示す数字ではありません。

分解速度は気温と水分に強く左右される。高温・多湿では分解が急に進み、栽培の途中で保温や雑草抑制の機能を失うことがある。逆に低温・乾燥では、半年たっても分解が進まないことがある[4]。したがって「何か月で消える」という断定はできず、これが利用者への説明を難しくしている。

保管にも限りがある。長く置くと加水分解で弱るため、受注生産が基本とされる[4]。

取り扱いの条件も多い。従来のポリマルチはすき込んではならない。生分解性をうたう製品でも、非分解性の成分を含むものは産業廃棄物として扱われ、「グリーンプラ識別表示制度」のマークのある製品を選ぶよう勧められる。すき込み不足で表面に残ると、自治体の指導を受けることがある。なお、この規則面の記述は二次資料による[4]。

費用と普及の面では、2020年(6月〜翌5月)の生分解性マルチの出荷量が樹脂量で3822トンで、ポリマルチ用とみられる年約3万5000トンに対し約11%(3822÷35000)となる。価格は普通のポリマルチの3〜4倍程度だが、はぎ取りと廃棄の費用を含む総費用では必ずしも高くないとされる[1]。ただしこれは樹脂量ベースの2020年の数字であり、現在の普及率ではない。ポリマルチの国内出荷量は、約4万トン(2021年の農中総研)とする資料もあり、出典によって差がある。分母が変われば割合も変わる。

畑の中で条件が整えば消える。では、畑の外へ出たらどうなるのか。

5. かぜで とばされて かわに はいると、どう なる?

5. 風で畑の外へ飛んだ生分解性マルチは、なぜ消えないのか

5. 畑の外へ飛散した生分解性マルチが、河川の水中でも分解されない理由

ここが、いちばん だいじな ところです。さいばいの あいだに かぜで はたけの そとへ とんで しまうと、その まくは きえないことが あります。かわの みずの なかでも、ぶんかいは すすまないと いわれます。

きえるのは、つちの なかの いきものが はたらく はたけの なかだからです。そこで、つかい おわったら すぐに、すくなくとも 2かい いじょう、しっかり すきこむように いわれて います。

「きえる まく」だからといって、どこでも きえる わけでは ありません。

ここが、いちばん気をつけたい点です。栽培中に風で畑の外へ飛んでしまった生分解性マルチは、分解しないことがあります。河川などの水中でも分解は進まないと説明されています[1]。

分解には、畑の土の中にいる微生物とその酵素が関わると考えられています。畑の外では、その働きが十分にそろわないのでしょう。ですから、使い終わったらすみやかに、最低でも2回以上しっかりすき込むよう求められています[1]。

「消える膜」という名前から、どこにあっても消えると考えてしまいがちです。けれども、消えるのは「適した条件の畑の中」に限られます。これが、使うときの大事な条件です。

この章の内容は、生分解性マルチの限界を最もよく表している。栽培中に圃場の外へ飛散した生分解性マルチは分解しないことがあり、河川などの水中でも分解が進まないとされる[1]。

理由として、分解を担う主体が畑の土壌微生物とその酵素だからだと考えられる[10]。圃場外には、その環境が同じようにはそろわない。ただし、この説明は資料の記述からの推測であり、個別の水域や土壌での条件を調べた結果ではない。

そのため、使用後は速やかに、最低2回以上しっかりすき込むことが求められている[1]。これは農家の努力で補える部分であり、「消える膜」という名前が、利用の条件と切り離されて理解されないことが重要になる。

では、条件に左右されない膜は作れるのか。研究は進んでいる。

6. すきたい ひに きえる まくは、つくれるの?

6. 好きな時期に消える膜と、畑に残る小さな破片は、いま何が研究されているのか

6. 酵素で分解時期を選ぶ研究と、農地に残る破片の研究の現状

けんきゅうも すすんで います。のうけん きこうを ちゅうしんと する ぐるーぷが、しゅうかくの あとに こうそを まいて、ぶんかいを はやめる ぎじゅつを つくっています。すきな じきに きえさせる ことを めざす けんきゅうです。まだ けんきゅう ちゅうで、つかえるように なったとは いえません。

のうちに のこる、ちいさな プラスチックの かけらの けんきゅうも あります。ちゅうごく ほくせいぶでは、つよく たがやすと、まくの かけらが もっと こまかく なる かのうせいが しめされました。にほんの はたけは、これからの かだいです。

農研機構を中心とするグループが、収穫後の生分解性マルチに酵素をまいて分解を早め、好きな時期に分解させる技術を開発しています。2024年時点の紹介記事によるもので、開発中であり、実用化されたとは書けません[6]。

畑に残る小さな破片の研究も進んでいます。中国北西部の研究では、強い機械耕うんがマルチの破片をさらに細かくして、汚染を深刻にする可能性が示されました[11]。これは海外の研究で、日本の畑の実態を示すものではありません。日本の畑でマルチ由来の破片がどれだけ残るかは、この記事では数字を紹介できません。

回収する道には「土」という壁があり、すき込む道には「条件」という壁があります。どちらも完全ではなく、研究が続いている途中なのです。

この課題に対しては、農研機構を中心とするコンソーシアムが、収穫後の生分解性マルチに酵素を散布して分解を加速し、任意の時期に分解させる技術を開発している。2024年時点の紹介記事に基づくもので、開発段階にあり、実用化済みとは言えない[6]。条件に左右される分解を、人が時期を選べるものに近づける試みである。

もう一つの論点は、農地に残る破片である。中国北西部の研究では、強い機械耕うんがマルチ片をさらに細かくし、汚染を深刻にする可能性が示された[11]。これは海外の研究であり、日本の畑の実態とは言えない。日本の畑でマルチ由来の破片を定量した研究は、この記事の資料には含まれない。

はがして回収する道は、土の付着と処理費が壁になる。土にすき込む道は、条件と飛散の管理が壁になる。どちらにも課題があり、分解の詳しい仕組み[10]も含め、研究が続いている。

7. はたけの まくを みかけたら

7. 畑の膜を見かけたら、道から確かめられること

7. 畑のマルチを見かけたら、道から確かめられることと読む資料

きょう できる こと

おうちの ひとと さんぽを して、はたけを みつけたら、みちから みて みましょう。はたけの なかには はいりません。まくの いろは なにいろですか。まくの はしは どう なって いますか。メモして みましょう。

しらべる とき

のうりんすいさんしょうの ページに、プラスチックの のうぎょうでの つかいかたが のって います。おうちの ひとと いっしょに よんで みましょう。

今日できること

散歩の途中で畑を見つけたら、道から眺めてみます。畑には入りません。膜の色は何色か、土に埋めたような端はどうなっているか、風でめくれていないかを、ノートに書きとめます。収穫のあとに、膜がどうなっているかも、季節をかえて見られます。

資料を読むなら

農畜産業振興機構(alic)の野菜情報に、生分解性マルチの出荷量や使い方の条件があります[1]。農林水産省の「プラスチック資源循環」のページには、再生の事例があります[2]。どちらも日本語で読めます。

今日できること

通学路や散歩の途中に畑があれば、道から観察する。畑には入らない。膜の色、端の処理、風でめくれた箇所の有無を記録する。時期を変えて見ると、使用後に膜がどうなるかも観察できる。

資料を読むなら

農畜産業振興機構(alic)の野菜情報[1]は、出荷量や価格、飛散・すき込みの条件までを日本語で整理している。農林水産省の資料[2]には再生の事例がある。ただし本文で挙げた農林水産省のPDFは、検索の抜粋で確かめた数字を含むため、数字を使うときは最新版の原文を開いて確かめるとよい。

しらべた もとの じょうほう

参考にした情報源

参考にした情報源と、その使い方

本文で使った資料です。

  1. 農畜産業振興機構(alic)野菜情報. https://vegetable.alic.go.jp/yasaijoho/senmon/2301_chosa2.html (生分解性マルチの分解・限界・出荷量)
  2. 農林水産省 プラスチック資源循環(農業生産)参考事例. https://www.maff.go.jp/j/seisan/pura-jun/attach/pdf/index-52.pdf (マルチの割合と使用後の処理・再生例)
  3. 塩尻市 農業生産に由来する使用済みプラスチックの適正な処理. https://www.city.shiojiri.lg.jp/soshiki/62/9051.html (農家の分別・排出手順の一例)
  4. Think and Grow ricci 生分解性マルチの効果的な使い方. https://www.kaku-ichi.co.jp/media/tips/column/biodegradable-mulch (分解速度の条件と取り扱い)
  5. アグリジャーナル 生分解性マルチの基礎知識. https://agrijournal.jp/material/77036/ (分解の2段階)
  6. アグリジャーナル 生分解性マルチのメリット・デメリット. https://agrijournal.jp/material/77193/ (酵素で分解を早める研究)
  7. イリスプラザ ワンポイント園芸解説. https://www.irisplaza.co.jp/media/A13974774237 (マルチの働き)
  8. 香川大学リポジトリ(1969年の研究). https://kagawa-u.repo.nii.ac.jp/record/3217 (マルチの温度・水分への効果の測定)
  9. Think and Grow ricci 農業用プラスチックの記事. https://www.kaku-ichi.co.jp/media/tips/column/plastics-in-agricultural-production (再生処理の割合の推移)
  10. 科研費課題 22K05945. https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05945 (分解の仕組みが未解明な部分)
  11. Effects of plastic mulching on the accumulation and distribution of macro and micro plastics in soils (Northwest China). https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7718786/ (農地に残る破片の研究)

なおした ところ

更新履歴

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