ウクライナでは年間1000万トンのヒマワリが栽培されているが、そのほとんどが焼却処分されている。
ヒマワリの茎が穀物残渣よりも梱包が難しい理由、その労力に見合う市場、そしてウクライナ、ロシア、中国北西部における事業が、太い木質の茎をバイオマスとしての価値に転換する仕組みについて解説します。
ヒマワリの茎：ヨーロッパ最大の油糧作物の背後にある問題
ヒマワリ（ヒマワリヒマワリは黒海沿岸農業地帯で主要な油糧種子作物です。ウクライナは600万～700万ヘクタールで年間1,000万～1,200万トンのヒマワリの種子を収穫しており、ロシア（900万～1,000万トン）とアルゼンチン（300万～400万トン）を上回り、世界最大のヒマワリ生産国となっています。中国の内モンゴル、新疆、甘粛省は合わせて200万～300万トンを生産しています。種子穂をコンバインで収穫した後、ヒマワリの植物は高さ1.5～2.5メートル、茎の直径20～40ミリメートルの茎を残します。これは商業農業における最も太く木質の作物残渣の1つです。
ヒマワリの茎は、これまでどの農学者も処理を推奨してきた作物残渣であるものの、大規模にベール化することに成功した例はありません。茎の極端に太いこと、リグニン含有量が高いこと（乾燥物質換算で20～28%）、圧縮に抵抗する髄構造、そしてベーラーチャンバーの圧力で潰れる中空の節間部といった特徴が組み合わさることで、標準的な丸型ベーラーでは事前に細断しない限り処理できず、細断してもベール化には大きな課題が残ります。従来の処理方法は、野焼き（法律で禁止されているにもかかわらず、ウクライナやロシアでは依然として広く行われています）か、大型の茎切断機による機械的な土壌混入ですが、これは時間がかかり、費用も高額で、土壌中に菌核病やフォマ病が持ち越されるリスクがあります。
このガイドでは、ヒマワリの茎のベール化が追加の管理労力に見合う価値がある理由、必要な前処理、現在のウクライナ、ロシア、中国のバイオマスおよび粗飼料市場の状況においてベール化コストを正当化する市場チャネル、そして材料を効果的に処理する機器構成について説明します。バイオマスベール化の経済性がさまざまな残渣タイプ間でどのように比較されるかについては、概要を参照してください。 サイレージベーラーの投資対効果（ROI）— 所有する方がレンタルするよりも有利な場合 本稿では、残渣梱包作業に関連する設備投資決定について解説する。
ヒマワリの茎を直接梱包できない理由
茎の直径と髄の崩壊
収穫時のヒマワリの主茎の直径は25～45mmで、トウモロコシの茎（20～30mm）よりもかなり大きく、草や穀物の茎よりも桁違いに大きい。ヒマワリの茎の内部髄構造は繊維質ではなくスポンジ状で、ベーラーのチャンバー内の圧力で潰れるため、ベール密度が非常に低くなる。茎全体を直接ベールにする場合、ほとんどの場合、80kg乾物/m³を下回る。この密度では、標準的な1.25mの丸型ベールの重量はわずか80～120kgとなり、輸送には経済的に不向きで、商業的な保管用途には多孔質すぎる。
ヒマワリの枝分かれ構造は、直接梱包における問題点をさらに複雑にしています。側枝（長さ20～35cm、直径5～12mm）が主茎から外側に伸び、ピックアップ爪に引っかかって絡まりやすく、梱包室で均一に層状に積み重なるのではなく不規則な塊を形成し、形状保持性の低い非対称なベールを生成してしまうのです。ヒマワリの茎を梱包する際には、事前粉砕は必須です。これは単なる効率改善のためのオプションではなく、商業的に採算の取れるベールを作るための前提条件なのです。
| プレシュレッド設定 | フラグメントサイズ | ベール密度 | チャンバー挙動 | ベストマーケット |
|---|---|---|---|---|
| なし（茎は無傷） | 1.5～2.5メートル | 80 kg DM/m³未満 | 絡まり、詰まる | 実現不可能 |
| ヘビーシュレッド | 80～150mm | 100～130 kg DM/m³ | 時々プラグを差し込む | 粗飼料のみ |
| 中程度の細切り ✓ | 40～80mm | 130～170 kg DM/m³ | 流れが良い | バイオマス＋粗飼料 |
| 細かく刻んだ | 15～40mm | 160～200 kg DM/m³ | 素晴らしい | ペレット原料 |
市場用途と価値評価
市場1：バイオマス燃焼
ヒマワリの茎の発熱量は乾燥物質1kgあたり15～17MJ、灰分は5～9%（ヒマワリの茎組織にはミネラル分が多く含まれているため、穀物の茎よりも高い）です。灰分が高いことは、灰分許容度の低い専用バイオマス燃焼システムにとっては不利ですが、6～10%の灰分を持つ農業バイオマスを日常的に扱う工業用ボイラーやバイオマス混焼設備にとっては許容範囲内です。2018年以降、EU再生可能エネルギー指令の下で急速に拡大しているウクライナのバイオマス燃料ペレット工場は、ウクライナ西部における細かく粉砕したヒマワリの茎の主要な販売先となっています。
市場2：家畜用粗飼料
中程度に細断したヒマワリの茎（40～80 mm）は、粗タンパク質が4～7% DM、NDFが65～75%、TDNが40～50%で、小麦わらやトウモロコシの茎葉と同等の栄養価を有します。乾燥肉牛や羊の維持飼料として、総乾物摂取量の20～35%でタンパク質とエネルギーのサプリメントと併用することで、高品質の粗飼料の代替品が不足しているカザフスタン北部やロシア南部の肉牛・羊飼育において商業的に有効です。嗜好性は穀物わらよりも低く、牛はヒマワリの茎の粗飼料を初めて与えられた場合、通常5～10日間の嗜好適応期間を示します。適応期間中に飼料乾物量の2～3%の糖蜜を加えることで、初期の摂取量が大幅に改善されます。
市場3：キノコ栽培用培地
ヒマワリの茎、特に細断後の髄の部分は、中国のキノコ生産地域でヒラタケの培地成分として利用されてきた。セルロース含有量が高く（乾物換算で38～44%）、リグニン含有量も中程度であるため、小麦わらや綿実殻と混合すれば、ヒマワリの茎は培地充填材として有効である。これはウクライナや中国北西部ではニッチな用途だが、同じ量の細断済み材料であれば、粗飼料市場よりも高値で取引されている。
その 9YG-1.25A 可変チャンバー式丸型ベーラー 中程度に細断したヒマワリの茎（40～80mm）を、粗飼料およびバイオマス市場向けの標準的な丸型ベール形式で処理します。ペレット原料向けの細断材料については、可変チャンバーの圧力制御により、ペレットプラントのコンベアシステムが指定する160～200kg DM/m³のベール密度を実現します。
ウクライナと中国北西部における業務管理
ウクライナの収穫期
ウクライナのヒマワリの収穫は、ステップ地帯全体で8月下旬から10月にかけて行われます。収穫時の茎の水分含有量は、南部ステップ地帯（ヘルソン州、ミコライウ州、オデッサ州）では通常20～35%、北部森林ステップ地帯では28～45%です。コンバイン収穫後、5～10日間自然乾燥させることで、茎の水分含有量は15～22%まで低下し、追加の管理なしで乾燥梱包に適した状態になります。収穫後3～5日以内にプレシュレッディングを行うと、最も効率的な結果が得られます。茎は、過剰な粉塵の発生なしにきれいに粉砕できるほど水分を保持していますが、梱包後に生の茎がカビのリスクをもたらす水分含有量の閾値を下回っています。
疾患管理に関する考慮事項
ヒマワリの主な病害は、茎の中で越冬する菌核病、フォマ茎腐病、ボトリティス穂腐病です。茎を細かく刻んで土壌に混ぜ込むのではなく、ベールにして畑から取り除くことで、同じ畑で翌シーズンに栽培される作物への病原菌の侵入を減らすことができます。この病害管理上の利点は、ウクライナの農学者によって、ベールにした材料の直接的な商業的価値に加えて、ベール化を行う二次的な正当化理由としてますます認識されるようになっています。
よくある間違い
高さ1.5～2.5m、茎の直径30～45mmのヒマワリの茎は、標準的な丸型ベーラーでは圧縮梱包できません。その結果、刈り取ったヒマワリの茎が最初の数メートルでベーラーチャンバーに詰まり、枝分かれした硬い構造によってピックアップタインが損傷し、梱包されたヒマワリの茎は、取り扱いや保管に必要な円筒形とは似ても似つかない形状になってしまいます。そのため、事前に細かく粉砕することが、絶対に必要な最初のステップとなります。
水分含量が22%を超える、あらかじめ細かく刻んだヒマワリの茎を密封した丸型ベールに入れると、微生物の呼吸によって湿った髄質が消費されるため、48～72時間以内に50～65℃まで加熱されます。この加熱により、ベールが変形したり、フィルムが破損したり（包装されている場合）、3～4週間以内にカビが発生したりします。ベールにする前に18%以下に乾燥させてください。ウクライナ南部と中国北西部の乾燥～半乾燥地帯では、ほとんどの年で収穫後5～8日以内にこれが可能です。
直径30～45mmでリグニン含有量の高いヒマワリの茎は、シュレッダーのハンマー、ブレード、ベアリングに大きな負担をかけます。草刈り用のフレイルモアや、トウモロコシの茎や小麦の茎用に設計された軽作業用シュレッダーは、ヒマワリの茎を切断すると摩耗が加速したり、ブレードが破損したりする可能性があります。商業規模でのヒマワリの茎の梱包作業を行う前に、硬化合金ハンマーと強化ベアリングを備えた、より頑丈なヒマワリの茎用シュレッダーを指定してください。
ヒマワリの収穫ヘッダーは、茎の横の刈り取り列に、粉砕された花托（木質の花托組織）を様々な量で残します。この花托は茎の破片よりも密度が高く、摩耗性も高いため、ベールの芯に蓄積し、灰分含有量の増加や、下流のペレット製造装置の摩耗を悪化させる可能性があります。可能な限り、ヘッダーの刈り取り高さを十分に高く設定し、花托の大部分が茎の刈り取り列に混入するのではなく、コンバインの収穫経路上に残るようにしてください。
よくある質問
ヒマワリの茎の梱包プログラムについてご相談ください
生産地域、シュレッダーの利用可能性、ターゲット市場をお知らせください。商業用ヒマワリ茎残渣処理に最適なベーラー構成をご提案いたします。
