Bulletin #2279, Using Wood Ash on Your Farm (PDF)
Developed by Timothy S. Griffin, Sustainable Agriculture Specialist.
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目次：
- Wood Ash中の栄養素
- Wood Ash as a Liming Agent
- テーブル1.Nutrients in Wood Ash（WASD:WASD.Nutrientsの栄養素は2589） Table 1. メイン州の6つの木灰の炭酸カルシウム当量（CCEs）
- 木灰中のカリウムとリン
- 表2.木灰中のカリウムとリン
- 表2.木灰中のカリウムとリン
- Should You Use Wood Ash?
- Appendix Tables 1 and 2
メイン州のパルプ・製紙会社では、しばしば木材、バーク、製紙スラッジを燃焼して電気を作っている。 毎年、30 万トン以上の木灰がこの方法で生産されます。 この木灰を処分する方法のひとつが、埋立地での処理です。 しかし、埋立地は狭くなり、コストもかかる。 そこで、他の灰の処理方法が開発されました。 メイン州では、灰を畑に撒くという方法が一般的になっています。 4371>
メイン州では毎年、最大7万トンの木灰が農地に撒かれています。 この数字は、おそらくこれからも増え続けるでしょう。 農家や地域社会が、木灰を使うことの利点と問題点を知っておくことは重要です。 このファクトシートは、
- 木灰中の栄養素、
- 土壌栄養レベルに対する木灰の効果、および
- 植物成長に対する木灰の効果についての研究をカバーしています。
このファクトシートに要約されている研究の多くは、メイン農業森林試験場を通じて行われました。
ウッドアッシュの栄養素
ウッドアッシュがどのようなものかご存知でしょう。 薪ストーブやキャンプファイヤーの後に残る灰のような、細かい黒い物質です。 しかし、木灰は何でできているのでしょうか。
カルシウムは最も豊富な栄養素で、木灰のほぼ20パーセントを占めています。 (後述しますが、これは農業用石灰と同じように、土壌のpHを上げるために灰を利用できることを意味します)。 仮に1エーカーあたり5トンの灰を施用すると、約1トンのカルシウムを施用することになります。 カルシウムに比べると、他の栄養素ははるかに少量です。 木材灰は、カリウムが約4％、リン、マグネシウム、アルミニウム、ナトリウムが2％以下です。 これらの栄養素の量が少ないことが、灰が「低級な」肥料とみなされる理由です。 市販の肥料でいえば、平均的な木材灰は0-1-3（N-P-K）程度でしょう。
図1は、木材灰中のカルシウム、カリウム、リン、マグネシウム、アルミニウム、およびナトリウムの平均量を示しています。 これらの平均量は、12種類の木灰（メイン州で生産された6種類と他の州で生産された6種類）から得られたものです。
他の栄養素は、木灰にはるかに少ない量で存在します。 ホウ素、銅、モリブデン、硫黄、亜鉛のようなこれらの栄養素の一部は、植物が微量に必要とするものです。 また、木材灰には重金属が含まれている場合があります。 これらの金属は、人間や家畜、野生動物に健康問題を引き起こす可能性があるため、懸念されています。 木材灰中の微量栄養素と重金属の濃度は、通常、百万分の一（ppm）で測定されます。 言い換えれば、灰100万ポンド（または500トン）ごとに含まれるポンド数です。
図2は、木材灰の重金属含有量の一例を示しています。 図2が示すように、5トンの灰を適用すると、これらの元素の追加量は2ポンド未満になります。 カドミウム、クロム、または鉛の濃度が高すぎる場合、あなたは木材灰を使用できないかもしれません。
石灰化剤としての木材灰
木材灰は、その高いカルシウム含有量のために石灰化剤として一般的に使用されているものです。 石灰化剤は土壌のpHを上げるために使われます（pHは土壌がどれだけ酸性であるかを示す尺度です）。 東北地方の土壌はもともと酸性です。 土壌のpHは4.5から6.0が一般的である。 土壌のpHが7.0であれば中性である。 ほとんどの植物は土壌pHが6から7の間を好む（ただし、ジャガイモとブルーベリーは低い土壌pHを好む）。
木灰の石灰化を推定するにはいくつかの方法がある。 実験室で測定して（灰を酸で煮て）、炭酸カルシウム当量（CCE）を調べることができます。 CCEは、石灰（炭酸カルシウム）と比較して、木材灰がどの程度土壌のpHを上げるかを教えてくれます。 前述した木材灰の栄養素と同様に、木材灰のCCEには大きな違いがあります。 CCEが実験室で測定されたとき、それは25から59パーセントの範囲にありました。 これは表1に示されています。 これは、同じ量の石灰と木灰を加えた場合、木灰は土壌pHを上げるのに25から59パーセントの効果があるはずだという意味です。
木灰CCEは、実験室で灰を土壌と混ぜ、時間の経過とともに土壌pHの変化を測定することによっても求めることが出来ます。 そして、これは石灰を加えた後の土壌pHと比較されます。 これらの数値は表1の「CCE（培養）」の欄にも示されています。
| CCE（酸中） | CCE（incubation） | |
|---|---|---|
| 灰源 | パーセント | |
| Ultrapower | 56 | 33 |
| Greenville Steam | 26 | |
| Beaverwood Chester | 53 | 56 |
| Sludge- （スラッジ） | 50 | 40 |
| Bioash | 25 | 14 |
| Pinetree | 59 | 34 |
| 3種類のメイン土壌での培養によるCCE平均値。 データはOhno and Erichより。 1990 | ||
ほとんどの場合、この方法で決定したCCEは他のラボ法より低いことにお気づきでしょう。 この方法を用いると、木材灰のCCEは14～56パーセントの範囲になりました。 繰り返しになりますが、木灰が土壌pHをどれだけ上昇させるかには大きな違いがあることを覚えておいてください。
ここで、木材灰を施用したときに土壌pHがどうなるかを見てみましょう。 図3は、木材灰の割合が増加するにつれて土壌pHがどのように増加するかを示しています。 この土壌pHと灰の割合の関係は直線的です。 これは、2倍の灰が2倍の土壌pHを上昇させることを意味します。
メイン州では、木材灰のトップドレス散布は通常1エーカーあたり石灰換算で2トンに制限されています。 灰が耕される場合、制限は1エーカーあたり3トンに設定されています。 実際に施用される灰は、CCEによって、エーカーあたり約3トンから8トンの乾燥灰の範囲になることがあります。 灰に含まれる水分量も散布量に影響します。 粉塵を減らすために、発電所では一般的に灰に水が加えられます。
Potassium and Phosphorus in Wood Ash
植物は土壌から大量のリン（P）とカリウム（K）を除去しています。 1トンのアルファルファの干し草には、約6ポンドのP（14ポンドのP2O5）と48ポンドのK（56ポンドのK2O）が含まれています。 エーカーあたり15トンのトウモロコシサイレージは、P2O5を約50ポンド、K2Oを約120ポンド除去します。 作物の収量を維持するためには、時間をかけて土壌にPとKを添加する必要があります。 木材灰は作物のニーズを満たすのにどの程度良いのでしょうか？
木材灰中の総Pと利用可能なKには違いがあります。 これらの栄養素がどのくらい利用可能かを推定するために、3つの異なる方法が使用されます。
- 標準肥料試験法：クエン酸アンモニウム溶液で灰から栄養素を抽出し、灰を市販の肥料と同じように扱う
- メイン土壌試験抽出法：灰適用後の土壌中の有効PおよびKの量の変化を測定する
- 灰を散布した後のPとKの植物への取り込みの違いの測定
。 酢酸アンモニウムを用いる方法
研究で1や2の方法を用いるのは、灰から利用できる栄養素をすぐに知りたいからです。 しかし、これらの実験室法と方法3を比較することが重要です。
方法1と2を用いて利用可能なPとKの割合を表2に示しました。 表2から、木材灰のPとKは作物に完全に利用可能ではないことがわかります。 もし、100ポンドのPと100ポンドのKを含む木材灰が適用された場合、土壌検査の結果は、Pについては約5ポンド、Kについては40ポンドだけ増加します。 これらの栄養素、特にPの利用可能性は、灰自体、土壌のpH、および灰を適用する前の土壌中の栄養素レベルに影響されます。
木灰適用後のPとKの植物吸収は、温室研究で測定されてきました。 土壌試験の手順と植物の取り込みの関係は、通常、線形または直線です。 この関係は重要です。 これは、木材灰中の栄養素に対する作物の反応を予測できるようになるための第一歩です。
|
肥料試験抽出を使用
|
土壌試験の増加を使用する場合
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|---|---|---|---|---|
| Ash Source | P | K | ||
| ウルトラパワー | 56 | 82 | 4.6 | 45 |
| Greenville Steam | 45 | 62 | 7.1.7 | 38 |
| Beaverwood Chester | 46 | 70 | 6.0 | 43 |
| Sludge-Ash mixture | 44 | 69 | 3.8 | 59 |
| Bioash | 46 | 39 | 3.1 3.8 | 18 |
| Pinetree | 43 | 72 | 6.3 | 39 |
| Average | 47 | 66 | 5.4 | 40 |
| Ash citrate ammonium solutionを用いて抽出したもの。 標準的な土壌試験手順による、灰の散布前後の土壌養分レベルの変化。 灰の供給源ごとに3つの土壌の平均値。 Data from Ohno and Erich 1990. | ||||
Should You Use Wood Ash?
Wood ash can be useful in increasing soil pH and supplying plant nutrients.
Wood ashは、土壌のpHを上げ、植物の栄養分を供給するのに役立ちます。 しかし、各灰の散布の前（そして場合によっては後）には、一定の手続きに従わなければなりません。 ウッドアッシュの施用は、現在、メイン州環境保護局（DEP）により規制されています。 現在の規制は、メイン州DEPから入手できます。 灰の散布の認定を受けるには、土壌検査の結果、位置図、および灰の栄養分析が必要な場合があります。 施用できる灰の量は、圃場によって異なります。 それは、CCEs、土壌のカリウム含有量、土壌pHに依存します。
灰は、発電所を出る前にしばしば水と混合されますが（「調整」）、畑に保管された後、乾燥することがあります。 埃の多い土壌改良材（灰、石灰、乾燥肥料など）を扱うときは、注意が必要です。 粉塵を吸い込まないようにし、風の強い日は散布しないようにしましょう。 また、灰は皮膚や目に刺激を与えることがあります。 皮膚に触れる可能性がある場合は、保護服（手袋、長袖シャツ）および保護眼鏡を着用すること。 灰を扱うときは常識的に考えてください。
Campbell, A.G. “木材灰のリサイクルと処分”. タッピージャーナル，73 (1990): 141-146.
Erich, M.S. “Agronomic effectiveness of wood ash as a source of phosphorus and potassium.”。 Journal of Environmental Quality 20 (1991): 576-581.
Ohno, T., and M.S. Erich. “木材灰の施用が土壌pHと土壌試験養分濃度に及ぼす影響”. 農業・生態系・環境 32 (1990): 223-239.
Ohno, T., and M.S. Erich. “汚泥および木材由来の製紙工場ボイラー灰のインキュベーションによる炭酸カルシウム当量”. Environmental Pollution 79 (1993): 175-180.
| Calcium | Potassium | リン | マグネシウム | アルミニウム | ナトリウム | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ashes from Maine | |||||||
| 24.00 | 2.70 | 0.60 | 1.10 | 0.20 | 0.01 | ||
| 2 | 7.40 | 2.70 | 0.50 | 0.90 | 1.70 | 0.20 | |
| 3 | 28.00 | 7.40 | 1.40 | 2.20 | 0.60 | 0.60 | |
| 4 | 22.00 | 3.90 | 1.30 | 2.00 | 1.50 | 0.30 | |
| 5 | 8.80 | 3.90 | 0.60 | 0.90 | 3.20 | 0.30 | |
| 6 | 22.00 | 6.00 | 1.30 | 2.00 | 0.50 | 0.20 | |
| その他の場所からの灰 | |||||||
| 1 | 33.10 | 4.20 | 1.40 | 2.20 | 2.40 | 0.30 | |
| 2 | 10.90 | 2.90 | 0.70 | 1.60 | – | 0.20 | |
| 3 | 12.80 | 1.70 | 0.30 | 0.80 | 1.60 | 0.20 | |
| 4 | 27.00 | 3.10 | 0.80 | 1.60 | 1.60 | 0.30 | |
| 5 | 7.40 | 2.60 | – | 0.70 | 3.20 | 0.50 | |
| 6 | 13.60 | 3.00 | 0.90 | 1.40 | 2.00 | 0.20 | |
| 平均 | 18.10 | 3.00 | 1.5倍68 | 0.89 | 1.45 | 1.68 | 0.28 |
| lb/acre 5t灰 | 1810.00 | 368.00 | 89.00 | 145.00 | 168.00 | 28.00 | |
| 大野とErich 1990; Campbell 1990より | |||||||
| 試料番号 | Ba | B | Cd | Cr | Cu | Pb | Mo | Ni | Se | Zn | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | – | <1.0 | 103 | 151 | 32 | 61 | 65 | 183 | – | 423 | |
| 2 | – | 8 | 26 | 92 | 140 | 127 | 123 | 50 | – | 4354 | 692 |
| 3 | – | 127 | 3 | 14 | 78 | 66 | – | 12 | <1.0 | 6800 | 794 |
| 4 | – | – | 4.2 | 9.1 | 40 | 38 | – | 12 | – | – | 200 |
| 5 | – | – | 7.9 | 21.1 | 90 | 72 | – | 49 | – | – | 381 |
| 6 | 910 | 55 | 4.4 | 27 | 120 | 59 | – | 47 | 11 | – | 370 |
| 7 | 0.5 | 290 | 16 | 25 | 70 | 70 | 3 | 50 | – | 560 | |
| lb/acre in #1 in 5 tons of ash | 5.54 | – | <0.01 | 1 | 1.5 | 0.3 | 0.6 | 0.65 | 1.8 | – | 4.2 |
| Ohno and Erich 1993 より引用。 同じメイン州での4つの灰サンプルの平均値。 灰2～7はCampbell 1990より。 | |||||||||||
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（サラ・E・ハレボ、機会均等担当ディレクター、メイン大学オロノ校