バイオ炭とは、木材や竹、もみ殻、家畜ふん尿などの生物由来資源（バイオマス）を、酸素の少ない条件で加熱してつくる炭化物です。農地に施用すると、原料や製造条件に応じて保水性や保肥性などの改善が期待できます。また、植物が光合成によって取り込んだ炭素は、そのままでは分解に伴って二酸化炭素として大気中へ戻りますが、炭化すると分解されにくい状態になります。このため、バイオ炭を農地に施用して炭素を長期間土壌に貯留することは、農業分野における地球温暖化対策の一つとしても注目されています。
バイオ炭とは
木炭とはどう違うのか
バイオ炭には木炭や竹炭などが該当します。農林水産省のウェブサイトには、具体的な定義として「燃焼しない水準に管理された酸素濃度の下、350℃超の温度でバイオマスを加熱して作られる固形物」と記載されています。木炭や竹炭のほか、もみ殻くん炭なども条件を満たせばバイオ炭に含まれます。
他の炭との違い
一般に、木炭は調理や暖房などの燃料としての用途、バイオ炭は農地への施用や炭素貯留という用途に着目した呼び方といえます。また、活性炭は、炭を水蒸気や薬品などで処理して微細な孔を増やし、吸着性能を高めたもので、浄水や脱臭などを主な目的としています。石炭は地下資源であり、生物由来の原料を炭化したバイオ炭とは区別されます。
バイオ炭導入のメリット・デメリット
バイオ炭を農地に導入する主なメリットは、土壌改良、炭素貯留です。
まず、バイオ炭は、その原料によって、土壌の保水性、透水性、通気性、保肥性を改善する効果が期待できます。一般にアルカリ性を示すため、酸性土壌のpHを調整する働きもあります。また、鶏ふん由来のバイオ炭など、一部にはリンなどの養分を供給できるものもあります。ただし、前述した通り、原料によって効果が異なるため、どのバイオ炭にも同じ効果があるわけではありません。
もう一つのメリットは、地球温暖化対策に役立つことです。木材やもみ殻などは、そのままでは微生物に分解され、含まれていた炭素が二酸化炭素として大気中に戻ります。炭化すると分解されにくくなるため、農地に施用することで炭素を長期間土壌に貯留できます。農研機構によると、バイオ炭の炭素は少なくとも6割以上が長期間土壌に残存される、とあります。
そのほか、もみ殻や剪定枝など、地域で発生する未利用資源を活用できることも利点です。
とはいえ、繰り返しになりますが、その効果は原料や土壌の状態、作物、施用量によって異なります。たとえば原料が木質チップ炭と鶏ふん炭では、保水性やリン供給、酸性矯正の程度が異なります。どの圃場でも収量が増えるとは限らず、効果が現れるまで時間がかかる場合もあります。
また、デメリットとして購入費、製造設備、運搬・粉砕・散布の費用や労力が必要となる点があげられます。さらに、炭は軽く、細粒化すると飛散しやすいため、作業性への配慮も求められます。J－クレジットによる収益化も可能ですが、所定の条件や記録、申請が必要であり、施用しただけで自動的に収益が得られるわけではありません。
バイオ炭使用時の注意点
まず、土壌診断を行い、圃場のpHや改良したい性質を把握したうえで、目的に合った原料・製造条件のバイオ炭を選びます。
バイオ炭は一般にpH8～10程度のアルカリ性を示すため、過剰に施用すると土壌pHが上がりすぎ、微量要素の吸収低下などを通じて作物の生育に悪影響を及ぼす可能性があります。農林水産省が示す施用量上限の目安や、製品の推奨量を確認し、初めて使う場合は一部の区画で試すと安全です。
また、バイオ炭は基本的に土壌改良資材であり、窒素などの肥料成分を十分に供給するとは限りません。通常の施肥設計とは分けて考える必要があります。
加えて、原料が不明な炭、塗装材・接着剤・防腐剤などが付着した廃材由来の炭は、農地に施用しないようにします。品質の確認された農業用製品を選び、原料、pH、成分、炭化条件などを確認することが大切です。なお、多量に施用すると農薬を吸着し、効果に影響する可能性も指摘されています。
散布時は粉じんを吸い込まないよう、必要に応じてマスクなどを着用し、飛散しにくい状態で土壌に混和します。自ら製造する場合には、煙や火災だけでなく廃棄物処理法の適用にも注意が必要です。簡易炭化器による製造が焼却と判断される場合もあるため、廃棄物に当たる原料を使う際は、事前に自治体へ確認する必要があります。
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