誰も欲しがらない作物残渣 ― そして、その状況を変える3つの活用方法
タバコの茎がなぜ特に管理が難しいのか、堆肥化とベール化はどのように競合するのか、そして雲南省、ブラジル、ジンバブエにおいて商業的なベール化を採算の取れるものにしているバイオマスおよび基質市場とは何か。
タバコの茎：特殊な残留物管理の問題
タバコ（タバコ（Nicotiana tabacum）タバコは、葉を順次取り除くことで収穫されます。まず、成熟した下葉を取り除き、3～5週間後に上葉を取り除きます。こうして、高さ1.2～1.8mの茎が残り、最後の葉の収穫後に畑から取り除かれます。中国の雲南省と貴州省は、合わせて世界のタバコ葉45%を生産しており、これは年間約50万～70万トンの茎の乾燥物質に相当します。ブラジルのタバコ栽培州であるリオグランデ・ド・スル州とサンタカタリーナ州では、さらに15万～25万トンが生産されています。アフリカの主要タバコ生産国であるジンバブエ、マラウイ、タンザニアも、さらに相当量を生産しています。
タバコの茎は、他の作物残渣とは異なる残渣管理上の課題を抱えています。茎にはニコチン、アルカロイド、有機化合物が残留しており、これらが濃縮されると人体に有害となるだけでなく、堆肥化を困難にします（ニコチンは抗菌作用があり、高濃度では堆肥化プロセスを阻害します）。中国の雲南省と貴州省では、国家の焼却禁止規制によりタバコの茎の野焼きが禁止されており、また、タバコの茎にはフィトフトラ・ニコチアナエ菌やタバコモザイクウイルスの接種源が含まれており、翌年の病害負担を著しく増加させるため、野外に放置して分解させることもできません。
バイオマス燃焼、堆肥原料、または特殊なキノコ栽培の基質成分として商業的に梱包することは、タバコの茎の問題を管理された収益を生み出すプロセスに転換する3つの出口戦略です。このガイドでは、これら3つすべてと、タバコ残渣の取り扱いに特有の安全上の考慮事項について説明します。中国における作物残渣利用要件に関する規制状況については、当社の記事を参照してください。 サイレージとは何か、そして他の保存方法との違いは何か 狩猟管理プログラムが運営されるより広範な枠組みを網羅している。
タバコの茎の特性と管理上の課題
物理的および化学的性質
収穫時のタバコの茎は、水分含有量が60～78%、茎の根元の直径が20～45mmです。ヒマワリの茎と同様に、事前に細断せずにそのままベールにすることはできません。タバコの茎は髄質の内部構造がヒマワリ以上に圧縮に強く、そのままではベール密度が非常に低くなります。30～60mmへの細断は、商業的なベール梱包作業を行う上で必須条件です。
化学的な課題は、茎組織に残留するニコチンおよび関連アルカロイドです。新鮮なタバコの茎には、茎と根の組織に0.3～1.5%のニコチン（乾燥重量基準）が含まれています。これは葉（2～5%のニコチンDM）よりは低いものの、直接接触濃度では人体に有害であり、微生物による分解プロセスを抑制するのに十分な量です。大量の新鮮なタバコの茎を扱う作業員は手袋を着用し、長時間の皮膚接触を避ける必要があります。ニコチンは皮膚から効率的に吸収され、高濃度で曝露すると急性ニコチン中毒を引き起こす可能性があります。
| 財産 | 価値 | 経営上の示唆 |
|---|---|---|
| ニコチン含有量（DM） | 0.3–1.5% | 作業員の保護が必要。堆肥化が阻害される。 |
| 収穫時の水分 | 60–78% | 事前に細断し、梱包前に18%まで圃場で乾燥させる。 |
| 主幹の直径 | 20～45mm | 事前に細断する必要がある ― 直接梱包は不可能 |
| NDF（DM） | 55–68% | 粗飼料用繊維 |
| カロリー値 | 14～16 MJ/kg DM | バイオマスとしては適しているが、木材よりは劣る |
| 灰分含有量 | 8–14% | 穀物の茎よりも高いため、ペレットの品質が制限される。 |
コンポストチャレンジ
タバコの茎の処理に関する従来のアドバイスは、茎を細かく砕いて3～6か月間堆肥化し、有機物として畑に戻すという堆肥化です。これは農学的には理にかなっていますが、作業効率が悪くなります。茎に含まれるニコチン濃度は堆肥化プロセスの微生物活動を著しく抑制するため、窒素補給や微生物促進剤の添加がない場合、穀物の藁の堆肥化期間である6～8週間から、タバコの茎の場合は4～6か月にまで延びます。堆肥化プロセスを開始したものの、期間を過小評価した農場では、次の作付け時期が到来した時点で部分的にしか堆肥化されていない材料が残っていることがよくあります。その場合、未完成の堆肥を畑に施用すると、残留する植物毒性化合物によって、次のタバコや野菜作物の発芽に問題が生じる可能性があります。
梱包済みタバコ茎の商業販売先3ヶ所
出口1：バイオマス燃焼
水分含有量14～18%で梱包されたタバコの茎は、農業バイオマス原料としてバイオマスボイラーに供給できます。14～16 MJ/kg DMの発熱量は、他の農業バイオマスとの混焼に適していますが、灰分含有量が高い（品種や栽培条件によって8～14% DM）ため、火格子性能仕様が厳しい専用バイオマスシステムでの使用は制限されます。タバコ加工工場の工業用ボイラー（タバコの茎は工場廃棄物として工場内で発生します）は、工場のエネルギーバランス内でプロセス熱として茎を燃焼させる最も直接的なバイオマス出口です。この統合的なアプローチ（タバコ加工工場が蒸気発生のために自社の茎を燃焼させる）は、雲南省と貴州のいくつかの大手タバコメーカーで使用されています。
アウトレット2：キノコ栽培用培地専門店
中国では、タバコの茎を基質としてキノコ栽培に利用している。 エリンギ （エリンギ）と エノキタケ （エノキタケ）の生産において、タバコの茎の適度なセルロース含有量と特定の微量ミネラル組成が、良好な子実体発達を促進することが示されている。驚くべきことに、ニコチン含有量は菌類の栽培プロセスにとって障害とはならない。 ヒラタケ これらの種はニコチン分解酵素を生成し、生育サイクル中にアルカロイド成分を耐性をもって代謝することができる。雲南省のキノコ産業における基質購入者は、水分含量が12～15%で、目に見えるカビがなく、ベール重量が一定であるタバコの茎のベールを指定する。
出口3：商業用堆肥化事業
雲南省の農業廃棄物管理部門で一般的な、混合農業残渣を取り扱う大規模な商業用堆肥化施設では、混合堆肥原料の1つとして、あらかじめ細断されたタバコの茎のベールを受け入れている。窒素を豊富に含む緑色植物材料（野菜くず、食品加工残渣）を堆肥混合物に加えることで、タバコの茎の割合を微生物抑制閾値以下に希釈し、ニコチンによる阻害問題を中和する。このため、商業用堆肥化施設では通常、投入されるバイオマス混合物中のタバコの茎の割合を25～30トン以下に指定している。
その 9YG-1.25A 可変チャンバー式丸型ベーラー あらかじめ細断されたタバコの茎（30～60mmの断片）を、3つの販売チャネルすべてに対応する標準的な丸型ベール形式で処理します。タバコの茎のベール化後に機器表面に残るニコチン残留物は少量であるため、通常の洗浄で対処可能です。タバコの茎のベール化作業と他の作物のベール化作業の間には、特別な除染手順は必要ありません。
病害管理：野焼きよりもベール梱包の隠れた利点
雲南省と貴州省のタバコ畑は、フィトフトラ・ニコチアナエ（黒脚病）、ペロノスポラ・タバシナ（青かび病）、タバコモザイクウイルス（TMV）による慢性的な病害に悩まされている。これらの病原菌はすべて、立ち枯れた茎や土壌に混入した茎の断片の中で越冬する。現在も行われている野焼きは、茎の表面組織を枯らすが、灰とともに病原菌を土壌のより深いところまで押し込んでしまう。一方、土壌混入は茎を細かく砕くが、根圏全体に分散させるため、病原菌の増殖に必要な土壌との接触面積が最大化される。
茎を梱包して畑から物理的に除去し、バイオマス、基質、または堆肥化施設へ送ることは、実際に畑レベルの病原菌負荷をシーズンごとに減少させる唯一の残渣管理方法です。雲南省麗江市と楚雄市のタバコ栽培地域で行われた圃場試験では、茎の梱包と除去を2シーズン以上連続して実施した圃場では、畑を焼却した対照区と比較して、黒脚病の発生率が20～35%減少したことが記録されています。この病害管理上の利点は、雲南省タバコ局が茎梱包機の購入に対する補助金支援の正当化理由としてますます多く挙げられています。
よくある間違い
タバコの茎のニコチン含有量が0.3～1.5% DMの場合、大量の切りたての茎を素手で扱う作業員は、急性ニコチン中毒症状（吐き気、めまい、心拍数の増加）を引き起こす可能性があります。切りたてのタバコの茎を扱う際は、必ず手袋を着用してください。このニコチン濃度でも、乾燥した茎（水分含有量15%未満）は急性曝露リスクははるかに低くなりますが、長時間扱う場合は手袋の着用をお勧めします。
高さ1.2～1.8m、茎の直径30～45mmのタバコの茎は、事前に細断しないと梱包できません。直接梱包しようとすると、ヒマワリの茎の場合と同様に、梱包機の詰まり、爪の損傷、構造的に不安定な、密度が許容できないほど低い梱包になってしまいます。梱包前に30～60mmに細断してください。
堆肥混合物の25～30%を占めるタバコの茎は、ニコチンの抗菌作用によって商業用堆肥化を促進する好熱性細菌の活動を抑制します。窒素を豊富に含む希釈材を適切に添加せずに純粋なタバコの茎のみを投入する堆肥化作業では、低温、病原菌の殺菌失敗、過剰な堆肥化期間といった問題が生じます。
最後の葉の収穫後、畑に残されたタバコの茎は、雲南省のモンスーン後の乾季にさらに木質化が進み、急速に乾燥します。10～14日後には、水分含量が15%を下回る茎はますます脆くなり、プレシュレッディング中に不均一に断片化するため、粒子サイズが不均一になり、ベール密度が低下し、基材購入者の加工が複雑になります。最も均一なプレシュレッディング結果を得るには、最後の葉の収穫後7～10日以内にベール化してください。
よくある質問
タバコの茎の残渣管理についてご相談ください
生産エリア、利用可能なプレシュレッダー、およびターゲット販売先をお知らせください。お客様のタバコ茎処理プログラムに最適なベーラー構成を特定するお手伝いをいたします。
