8000万ヘクタールの綿畑――そして、未だ誰も解明できていない残渣
綿の茎が一般的な作物残渣の中で最も梱包が難しい理由、どのような市場がその努力を正当化するのか、そして新疆ウイグル自治区、インド、テキサスにおける事業が、廃棄問題をバイオマス価値へと転換させている仕組みについて解説します。
綿の茎：商業的な可能性を秘めた、扱いが難しい素材
綿（ワタ（Gossypium hirsutum） そして G. arboreum綿花は世界中で約3300万ヘクタールで栽培されており、中国の新疆ウイグル自治区、インド・ガンジス平原、パキスタンのパンジャブ州、米国のテキサス州と南部諸州、ブラジルのマットグロッソ州に集中している。新疆や米国では機械で、インドやパキスタンでは手作業で綿繊維を収穫した後、残った綿花の残渣は、商業農業における最も困難な作物処理問題の一つとなっている。
綿の茎は太く、木質で、枝分かれが密で、草や穀物の茎のような細くてしなやかな茎とは全く異なります。収穫時の成熟した綿の植物は高さ0.8～1.4m、主茎の直径は15～25mm、枝分かれした部分は幅60～80cmに達します。この素材は木質化が進んでいるため機械処理に強く、茎のワックス状のクチクラ層は水分の吸収と蒸発を妨げます。機械収穫が一般的で、収穫期が9月と10月の6～8週間に凝縮される新疆では、1ヘクタールあたり2～4トンの乾燥物質の茎が発生し、冬支度のために畑を片付けるという物流上のプレッシャーから、残渣管理は同地域の農業カレンダーにおいて最も深刻な季節的課題の一つとなっています。
従来の方法である細断と土壌への混入は、農学的には有効ですが、コストがかかり（木質材料に対応した頑丈な刃を備えた専用の細断装置が必要）、時間がかかり、植物病害の観点からますます疑問視されています（綿花の主要な病原菌であるバーティシリウム萎凋病は、混入された茎の中で越冬します）。野焼きは、2014年に中国で全国的に禁止されるまで広く行われていましたが、特に新疆ウイグル自治区では、2018年以降、収穫後の期間にドローンによる監視が行われるなど、取り締まりが大幅に強化されています。ベール化によって扱いにくい作物の残渣を商業製品に変換する方法については、当社の記事をご覧ください。 サイレージとは何か、そして干し草とどう違うのか 本書は、木質残渣の梱包に関連する保存方法について解説しています。
綿の茎を直接梱包できない理由
構造的問題
標準的な丸型ベーラーのピックアップは、茎の最大直径が約8～12mmで、作物がベール室に入る際に折り畳まれ圧縮されるような柔軟で非剛性の構造を持つ材料向けに設計されています。直径20～25mmで枝分かれが密な綿の茎は、この要件を完全に満たしません。硬い木質の茎はピックアップの爪を貫通し、爪の周りを曲がることはありません。枝分かれした構造は絡まりを引き起こし、供給機構を詰まらせます。結果として得られる低密度のベールは圧縮性が非常に悪く、発酵に必要な嫌気性条件が達成できず、耐候性もほとんどありません。
綿茎を丸型ベーラーで圧縮する前に、専用の綿茎シュレッダー（新疆の農業機械市場で一般的な機器）または大型フレイルモアを使用して、綿茎を30～80mmの断片に粉砕します。50～80mmの粒子サイズに粉砕された綿茎は、詰まることなくベーラーチャンバーに入り、120～160kg乾物/m³のベール密度を達成し、輸送と保管に適した構造的に安定したベールを生成します。この2段階のプロセス（粉砕してからベールにする）は、コストと機器の工程が1回増えますが、商業規模で綿茎をベール化する唯一の信頼できる方法です。
| プレシュレッド長さ | ピックアップの適合性 | ベール密度 | ベストアプリ |
|---|---|---|---|
| 茎はそのまま（細かく刻まれていない） | ❌ 不良 — プラグ | 非常に低い | お勧めしません |
| 80～120mmの破片 | 適度 | 低～中 | 緊急時の梱包作業のみ |
| 40～80mmの破片✓ | 良い | 中くらい | 商業用粗飼料の梱包 |
| 20～40mmの破片 | 素晴らしい | 高い | バイオマス燃料ペレット原料 |
| <20 mm (ground) | 素晴らしい | 非常に高い | ペレット製造プラントの配送 |
3つの販売チャネルとその仕様
市場1：家畜用粗飼料
粒子長40～80mmに細断された綿茎は、粗タンパク質が5～8% DM、NDFが65～75%で、トウモロコシの茎や小麦のわらと栄養価が似ています。他のわらとの主な違いは、リグニン含有量が高いこと（綿茎のNDF画分は18～24%、小麦のわらは8～12%）で、ルーメンで利用可能な繊維画分が減少します。綿茎は、肉牛の総乾物摂取量（DMI）の15～25%を構造的粗飼料として使用するのが最適であり、消化率が低いため摂取量が著しく減少する高配合率の主粗飼料としては適していません。
動物の健康に関する重要な注意事項：綿花には、種子に高濃度で含まれるものの、茎や葉組織にも低濃度で存在する毒性フェノール化合物であるゴシポールが含まれています。綿茎の粗飼料に含まれるゴシポール濃度は、一般的に反芻動物の急性毒性閾値を下回っていますが、長期間にわたって高濃度（乾物摂取量の35%以上）で給餌すると、慢性的なゴシポール蓄積につながることがいくつかの研究で示されています。すべての反芻動物において、綿茎の給餌量を総乾物摂取量の20～25%に制限し、ゴシポール感受性の高い繁殖用雄牛、妊娠初期の妊娠動物、および子牛への給餌は避けてください。
市場2：バイオマスエネルギー
綿茎の発熱量は乾燥物質1kgあたり14～17MJで、木材チップと同程度、穀物わらよりはるかに高い。この高いエネルギー密度（灰分含有量が乾燥物質1kgあたり3～5%と低いのに対し、穀物わらは6～8%）により、綿茎は専用燃焼に適した優れた農業バイオマス原料の一つとなっている。新疆ウイグル自治区では、複数のバイオマス発電所が綿花栽培協同組合と、事前に細断・梱包された綿茎の供給契約を締結しており、6～8週間の収穫期間中、価格が安定した販路を確保している。
市場3：産業用途
綿茎には、約35～42%のセルロースと25～30%のヘミセルロースが含まれており、これらは紙やパーティクルボードの製造に適した繊維成分です。新疆ウイグル自治区とインドのグジャラート州にあるいくつかのパルプ工場では、クラフトパルプ製造において、綿茎のベールを木材繊維の代替品として部分的に利用しています。輸送の物流面では、バラ状の材料よりもベール状の材料が好まれます。水分含量15%の細断綿茎の標準的な1.25mの丸型ベールは、重量が180～280kgで、製紙工場への配送用に平床トラックに効率的に積み込むことができます。
その 9YG-1.25A 可変チャンバー式丸型ベーラー 40～80mmの粒径に事前に細断された綿茎を改造なしで処理できます。可変チャンバーにより、綿茎の列における軽い表面層と密度の高い中心部との密度差に対応します。発電所の自動処理システム向けに、より大きなベール形式（1.5m以上）を必要とするバイオマス処理については、EverPower社にお問い合わせの上、より大容量の機器構成の仕様をご確認ください。
運用管理：新疆における細断、水分、およびタイミング
新疆における6週間の展望
新疆の綿花収穫は9月下旬から10月にかけての6～8週間に集中しており、これは世界の主要農業地域の中でも最も作業負荷の高い時期の一つです。通常、60～701トンの綿実の繊維が開いた時点で機械摘みが始まり、冬支度のため、各圃場の収穫後2～4週間以内に残渣処理を行わなければなりません。この時間的制約に加え、綿茎の梱包に必要な追加の事前粉砕工程があるため、1シーズンに200ベール以上を生産する事業では、粉砕機、梱包機、輸送機を順次ではなく並行して稼働させる専用のチェーンを計画する必要があります。
湿気と保管
新疆の乾燥した大陸性気候では、収穫時の綿茎の水分含有量は通常18～28%と、他のほとんどの作物の収穫残渣よりも乾燥しています。これは、乾燥した気候条件と綿摘み時の植物の成熟度によるものです。この比較的低い収穫水分含有量のおかげで、綿茎を細かく裁断した後、追加の圃場乾燥なしで梱包できることが多く、新疆の乾燥した10月の気候条件では、裁断後2～3日以内に目標水分範囲である12～18%に達します。圧縮された表面にネットラップで覆い、水分含有量12～16%で屋外に保管された梱包物は、新疆の低湿度気候では12～18か月間、許容できる品質を維持します。
よくある間違い
綿の茎は、そのままでは標準的な丸型ベーラーのピックアップ機構と物理的に適合しません。細断されていない綿の茎をベールにしようとすると、チャンバーが詰まり、ピックアップ爪が損傷し、フィードオーガーが破損し、最悪の場合、形状が悪く密度が低い、商業的価値のないベールができてしまいます。40～80mmへの事前細断は、必須の手順であり、オプションではありません。
綿茎組織中のゴシポールは、亜急性毒性濃度であっても、繰り返し曝露されることで蓄積します。繁殖用雄牛は最も感受性が高く、60日以上の給餌期間において、乾物摂取量（DMI）の30%を超える綿茎添加物で精子異常や受精率低下に関連するゴシポール濃度が確認されています。すべてのクラスにおいて、DMIを20%以下に制限し、繁殖用雄牛および妊娠初期の雌牛には完全に与えないようにしてください。
バーティシリウム萎凋病菌とフザリウム萎凋病菌は、綿の茎の中で生存することができます。茎を細かく砕いて同じ畑に混ぜ込むのではなく、ベールに梱包して畑から運び出し、遠方の畜産農家に販売することで、土壌中で越冬する病原菌の量を減らし、その後の綿花栽培における病害発生リスクを大幅に軽減できます。これは、畑への混入よりも商業的にベールに梱包する方が、農業面で得られる利点の一つです。
茎の直径が20～25mmで枝分かれが密な綿の茎は、シュレッダーの刃やハンマーに大きな負担をかけます。草や軽い低木用に設計された農業用フレイルモアは、綿畑では摩耗が加速したり、部品が破損したりする可能性があります。商業規模の作業には、高耐久性の綿茎シュレッダー（硬化合金ハンマー付き）を指定してください。設備投資は、ダウンタイムの削減と刃の交換頻度の減少によって回収できます。
よくある質問
綿茎の梱包プログラムについてご相談ください
お客様の圃場面積、シュレッダーの利用可能性、およびターゲット市場をお知らせください。商業用綿茎残渣処理に最適なベーラー構成をご提案いたします。
