「生ごみの水切りにおける効果－堆肥化を中心に－」
木村 眞人
（きむら まこと）
名古屋大学大学院生命農学研究科 教授
元 土壌肥料学会会長
元 日本土壌微生物学会会長
水切りの効果水切りの効果 生ごみをごみとして出してしまえば、あとは焼 却され、埋め立てられるだけです。しかし、生ご みを出す際に減量に努めれば運搬コストが節減さ れ、省エネになります。ここでどうすれば減量で きるかというと、これは、水切りです。水切りす るだけでも、減量にはかなり効果があります。 一方で、生ゴミは資源でもあります。資源では ありますが、ごみでもありますので、この厄介物 はなるべく減量すると同時になんとかして堆肥化 して有効に利用しようということがあります。 これからお話しするなかで、簡単に水切りがで きる生ごみと、堆肥化した場合に役立つ生ごみと いうのが、案外違うということをご理解いただけ ればと思います。 これはつい最近、お話しを聞く機会があった、 生ごみカラットというものです（1－2）。水分をとっ た生ごみを風通しの良い状態で保護する容器です。 これは減量であり、生ごみを回収に出す場合を想 定したものだと思います。一方で、生ごみは大量 のミネラルを含む豊富な有機資源ですと書いてあ ります。これは、生ごみが堆肥にして利用できる ということです。 水切りし易いもの、しにくいもの水切りし易いもの、しにくいもの 家庭のなかで気楽に水切りができて、しかも不 快臭の発生しないものはどのようなものかといい ますと、この左側（2－1）、枝豆のさやから下の ほうに書いてあるものです。野菜関係で水分の少 目的：環境負荷の少ない生ごみの扱い方を知る 伝えたい事：生ごみと上手に付き合って家計と 地球のエコに貢献しよう。 ― 学校給食残渣の堆肥化 ― 生ごみリサイクルの取り組み 生ごみの水切りにおける効果‐堆肥化を中心に 木村眞人（名古屋大学大学院生命農学研究科） コンポスト 減量化・回収 生ごみカラット 生ごみカラット 目的：減量、焼却 入れる生ごみ：表参照 出す生ごみ：表参照 コンポスト コンポスト 目的：資源の回収、植物生産 使う生ごみ：ほぼすべて 出す生ごみ：塩類(調味料）基調講演
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6ないもの、食べ物で言いますと繊維質のものです。 水切りをしておいても臭わないものです。 これに対して、可燃ごみに出した方が良いものと いうのは何なのか見てみると、エビの殻などの動 物質のものから始まりまして、下のほうではぶど うの皮とかメロンの皮などの水っぽい植物と果物 が入っています。 水切りの目的水切りの目的 水切りをすると、どんなメリットがあるのかと いうと、まさに減量化＝ 省エネであります。水切 りをすれば減量になります。植物でも動物でも、 生身の物が完全に乾燥すると 10 分の１くらいにな りますので、確かに軽くなります。これがどれく らい行政の回収費用の節減になるか、あるいは焼 却する場合のエネルギーの節減になるかは、市町 村によって違うと思います。各ご家庭で水切りを して協力した場合、自分の住んでいる市町村の財 政にどれくらい貢献したことになるのか、この数 字は是非出していただきたいと思っています。こ ういう足元の効果というものが見えるのが大事な のではないかと思います。 水切りしにくい生ごみの性質水切りしにくい生ごみの性質 可燃ごみとして出す生ごみはどんなものかとい いますと、動物質のものと、植物質でも水分の多 いものとに分けられます。それではなぜ動物質の 物が悪いのかといいますと、中にイオウとか窒素 というものを多く含んでいるからなのです。動物 質のものにはタンパク質が多く含まれていますが、 タンパク質のなかには窒素やイオウがたくさん含 まれています。こういうものが酸素の無い条件で 雑菌が繁殖して分解が始まると、その過程で硫化 メチルとか硫化水素、塩化メチル、アンモニアな どといったといった物質ができます。これらのも のが、腐った卵のにおい、キャベツの腐った臭い、 動物の糞尿の臭い、たまねぎの腐ったような臭い を出します。夏など、動物質の物を水切して置い ておき、空気が充分にゆきわたらない状態になる と、こういう臭いが発生してしまいます。 次に今度は水分を多く含んだ植物質のものです が、こちらは今度は有機酸というものが出てきま す。刺激臭があるすっぱい臭い、汗臭い臭いであっ たり、蒸れた靴下の臭いであるとか、そういった ものが出てきます。 空気が不足する、酸素のない（嫌気的な）状態 で分解する、これはよく言うところの腐敗ですが、 水分の多いもの、動物質のものには充分に気を つけないと、水切りをしていると家庭の中の臭い が非常に悪くなる。ですから、ついつい生ごみと して捨てることになるということです。 植物質 腐りにくい 水分少 悪臭がしない 動物質 腐りやすい 水分多 悪臭がする 水切り（減量化、省エネ）
水切り（減量化、省エネ）
水切り（減量化、省エネ）
効能
回収費用の節減
焼却費用の節減
（自治体、地域ごとの状況により変化） イオウ、窒素 イオウ、窒素 イオウ、窒素 イオウ、窒素 水分過多、腐りやすい 水分過多、腐りやすい 水分過多、腐りやすい 動物質 腐りやすい 水分多 悪臭がする 出すごみ 出すごみ ● 酸性臭： （イオウ） 硫化水素：腐った卵のニオイ 硫化メチル：腐ったキャベツのようなにおい 二硫化メチル：腐ったキャベツのようなにおい （有機酸） 有機酸類：腐った野菜くずの甘酸っぱいにおい プロピオン酸：刺激的な酸っぱいにおい ノルマル酪酸：汗臭いにおい ノルマル吉草酸：むれた靴下のにおい イソ吉草酸：むれた靴下のにおい ● 塩基性（アルカリ）臭： （窒素） アンモニア： トイレのニオイ、動物の糞尿臭など トリメチルアミン：魚の腐ったニオイなど メチルメルカプタン：たまねぎの腐ったような臭い ● アセトアルデヒド：刺激的な青臭いにおい 不快臭：いずれも嫌気的な条件で分解が不十分な場合に発生 ＜悪臭防止法悪臭防止法＞2-1
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7水切りによる減量と堆肥化による減量水切りによる減量と堆肥化による減量 ここまでのお話しは、生ごみを減量するという お話しでした。水切りをすれば最大 10 分の１近く まで軽くなるということ、それから水切りをし易 いものと、しにくいものがあるのだというお話し をしてまいりました。 一方で、堆肥化も減量につながります。そして 堆肥化の場合には、水切りに向くものも向かない ものもいっしょくたにして堆肥にしますが、右側 の物と左側の物とでは性質が違いますので、それ を覚えておいていただきたいと思います（3－1）。 堆肥化の目的堆肥化の目的 事前に堆肥化をするのと、生ごみを直接土壌に 戻すのとでは何が違うのかということからお話し します（3－2）。 まず生ごみを直接土壌にいれてしまうと急激な 分解がおこります。その結果として、植物の生育 にとって様々の障害が発生します。堆肥化をする と、急激な分解を堆肥化のあいだに済ませてしま いますので、そういうことが防げます。 生ごみを積んでおくと熱が上がります。50 度、 60 度、場合によっては 70 度以上にもなります。 微生物がそれだけ活発に働いて、その結果として 熱が出るわけです。生ごみの中には、それだけ微 生物にとって美味しい養分がたくさん含まれてい るということです。そして微生物が活発に分解を する途中では、少量ながらも有害な物質がいろい ろ出てきます。最初の急激な分解を堆肥化によっ て済ませておくと、この有害物資による障害を未 然に防ぐことができます。 微生物が生ごみを活発に分解する際に、ある養 分、たとえば窒素、が生ごみ中に不足している場合、 微生物は土壌中の窒素を利用して生ごみを分解し ます。そうなると、土壌中の窒素は減少し、植物 は生育にとって必要な窒素を吸収できなくなりま す。生ごみを直接土壌に施用しますと、植物と生 ごみを分解する微生物の間でこのような養分の取 り合いが、しばしば生じます。堆肥化はこのよう な植物と微生物の間での養分の競合を回避するの にも役立ちます。 また、堆肥化する間には、必ず高温の時期があ ります。人間の体の中は大体 37 度ぐらいですから、 人間に感染する微生物にとっての適温も 37 度くら いです。それを数 10 度上げてやれば、ついぞ経験 したことのない環境になるので、そうした微生物 は死んでしまいます。堆肥化は、有害な微生物の 殺菌にも役立っています。 加えて、ご家庭で食べる野菜の中には見かけ上 病気にかかっていないように見える野菜であって 繊維質 たい肥の骨格 水分少 水分調整 動物質 窒素、リン多 たい肥の養分 生ごみの堆肥化
堆肥化の目的
堆肥化の目的
堆肥化の目的
１）土壌施用後の急激な分解や、作 物の窒素飢餓を防ぐ ２）有機物中の有害成分をあらかじ め分解し、障害を未然に防ぐ ３）有機物中の有害微生物や雑草 の趣旨を高熱殺菌する ４）取り扱いやすく、汚物感をなくす ５）土壌中の腐植の供給源となり、 土壌の物理性を改善 （藤原俊六郎 1992） 藤原俊六郎「堆肥の作り方・使い方」 西尾道徳「堆肥・有機質肥料の基礎知識」 堆厩肥は： 炭素の大部分は菌体または腐植 土壌施用後も緩やかに分解が続く程度 に腐熟させた状態 窒素の大部分が微生物の菌体または その遺体 大部分が消失 ごく一部が菌体に C /N ＝30～40の有機物 C /N C /N＝＝3030～～4040の有機物の有機物 N （糖、ヘミセルロース、セルロース）易分解性有機炭素 難分解性炭素 （リグリン等） N C 難分解性炭素 （リグリン等） 堆肥化 堆肥化 堆肥化 微生物分解 部分分解・残存 腐植 腐植 微生物体 微生物体 微生物体 植物養分植物養分 C /N ＝20～30の堆厩肥 C /N C /N＝＝2020～～3030の堆厩肥の堆厩肥 C /N ＝30～40の有機物 C /N C /N＝＝3030～～4040の有機物の有機物 N N （糖、ヘミセルロース、セルロース）易分解性有機炭素 難分解性炭素 （リグリン等） 難分解性炭素 （リグリン等） N C 難分解性炭素 （リグリン等） 難分解性炭素 （リグリン等） 堆肥化 堆肥化 堆肥化 微生物分解 部分分解・残存 腐植 腐植 微生物体 微生物体 微生物体 植物養分植物養分 C /N ＝20～30の堆厩肥 C /N C /N＝＝2020～～3030の堆厩肥の堆厩肥3-1
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8も、野菜の病気をひきおこす微生物がついている ことがあります。これをそのまま畑に戻すと、時 には激しい病気が発生したという経験をされた方 もあるかと思います。堆肥化は野菜の病原菌も殺 します。 微生物によって分解される野菜くず微生物によって分解される野菜くず もう少し具体的にお話しをします。植物体のな かにはいろんな成分が含まれています。それらが 堆肥を作っていく過程でどんなふうに変化するの かということを書いた図です（3－3）。これはワラ 1 トンを堆肥にした場合ですが、その他の野菜く ずなどでも同じだと考えてください。 グラフの一番上のところにセルロース、へミセ ルロースとかペクチンというのがあります。堆肥 を作る時間を 2 週、4 週、6 週、8 週・・・と横軸にとっ てありますが、ごく最初のころに、セルロースとか、 へミセルロースというのが急激に分解しています。 しかしあとになりますと分解速度が減っていき、 最後になるとほとんどどの成分も分解しなくなり ます。これが分解のパターンです。 誰がこの分解をするのかと言いますと、もちろ ん微生物です。微生物自体は植物体の中のセルロー スとかへミセルロースといった物質を利用してど んどん増えていきます。100 グラムの有機体炭素（＝ 生ごみ）があるとすると、微生物はその 70％～ 80％を分解してしまいます。分解したものがどこ へ行ったかというと、微生物の体になります。 では微生物は一体どれくらい増えたのかという と、元の生ごみの高々 10％ぐらいです。残りはど うなったかというと、炭酸ガスとエネルギーとなっ て消失したということです。私たちが成長してい くときに食べたものに対してどれくらい体重が増 えるかというのを計算してみると、10 分の 1 ぐら いなので、まあこんなところだろうと思います。 生ごみ 100 のうちの 70％～ 90％が微生物によっ て分解されてしまい、分解した養分を取り込んで 増える微生物が高々 100 のうちの 10％だとすれば、 堆肥化によってかなりの量が減量するということ がお解かりいただけるかと思います（3－4）。 微生物が働いて温度が上がる微生物が働いて温度が上がる 次のグラフ（4－1）も同じように堆肥化の過程 を見るものです。●、○のグラフのところに品温と 書いてあるのは、堆肥の中の温度を示しています。 堆肥化が始まると、最初温度がぐっと上がります。 70 度～ 80 度ぐらいの温度に到達しています。し かし時間とともにだんだん温度が下がっていって 最後のところは 30 度くらいでした。 一方、下のほうの▲、△、のグラフは堆肥を作 堆肥は、急速な分解が終わった後の有機物 そのため、堆肥化過程の初期は高温、後期は低温 元の有機物は微生物体に変化 西尾道徳「堆肥・有機質肥料の基礎知識」 品温 分解速度 西尾道徳「堆肥・有機質肥料の基礎知識」 有機資材 有機資材→→微生物体微生物体→→土壌中で微生物の死滅土壌中で微生物の死滅→→窒素の供給窒素の供給 内城醗酵菌「フレッシュファームうえの」 自然界に生息する土壌微生物が起源 内城醗酵菌B菌（特殊肥料、飼料） 「生ごみ」を主原料に米ぬか*等を混合し、内城菌(種菌）を加え、 機械的に加熱（最高75-80度まで**）、急速醗酵***・急速分解させ生成したもの 肥料(土壌改良）の有用性 地力の改善を促進 土の団粒構造となり通気性が良くなり、透水性・保水性が向上 微生物の働きで、有機栄養素の分解が促進され、植物に必要な栄養素の吸収力が 高まる *．窒素源 **．70℃～80℃が5時間：こんなに短時間で堆肥化！ なぜ？ 生物の活動（分解力）は、温度が10度上昇すると2倍に上昇。 25 ～35 ～45 ～ 55 ～ 65 ～ 75 （地温が25度は、真夏に相当） 2 × 2 × 2 × 2 × 2 = 32倍 → 5時間 × 32 = 160時間 = 6.7日 約7日間の分解に相当。さらに、昇温の時間（5時間？）も分解に寄与 分解が急速なため、十分な空気の供給が肝要(悪臭の防除） ***．急速醗酵時のにおいは？ 臭い？ 大丈夫？ 臭い：窒素分も揮散、肥料効果は緩やか（窒素成分少） 大丈夫：窒素分を保持、肥料効果は急速（窒素成分多） 堆肥による土壌団粒の形成 堆肥による土壌団粒の形成 西尾道徳「堆肥・有機質肥料の基礎知識」
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9っている間にどれくらいの酸素が消費されたのか を示しています。最初のころは非常に活発に微生 物が働いているので、酸素をドンドン使いますが、 あとになると微生物の働きは収まってきて使う酸 素の量が少なくなります。 分解しやすい成分が無くなってくると微生物の 働きが収まって、それに対応してだんだん堆肥の 温度が落ちてくるということです。 堆肥を土の中に入れた後 堆肥を土の中に入れた後 堆肥は有機質の肥料です。肥料の成分というの は、窒素、リン酸、カリなどですが、堆肥のなか の窒素というのは、最初の生ごみの中の窒素が微 生物の体の中に蓄積したもので、分解されずに残っ た生ごみの中にはほとんど窒素が含まれていませ ん。動物質のタンパク質、魚や肉などのタンパク 質に含まれる窒素が、微生物の体のタンパク質と して閉じ込められている。 これ（4－2）は、土の中に堆肥を入れた場合、 土の中にどれくらいの微生物がいるのかを一年間 追いかけたものです。 堆肥を入れたあとの畑の微生物（細菌）の数を 太い黒線でとってあります。入れた直後は高い数 字になっていますが、入れて 120 日ぐらいになる 前に急にがくんと落ちているところに注目してく ださい。 細菌がいなくなりました。言い換えますと、死 んでしまいましたということです。そうすると、 その微生物の体の中のタンパク質が分解して外に 出ていって、アンモニアや硝酸といった、植物が 吸収できるような窒素の形に変化して土のなかに 入っていくということです。 点線は、堆肥を入れた畑と入れていない畑では、 アンモニアや硝酸など植物が吸収できる窒素の量 にどれくらい差があるかを示しています。そうす ると堆肥を入れた畑では、微生物が死んでいなく なったあと、死んでしまった微生物体が分解する とともに、土のなかに、植物が吸収できる窒素が じわじわと供給されていることがわかります。 堆肥化するときに空気が不足しますと、非常に アンモニア臭くなるときがあります。さきほど、 生ごみの窒素分が微生物に閉じ込められるという お話しをしましたが、アンモニア臭いということ は、堆肥化している間にその窒素分が揮散して逃 げていってしまったということになります。 具体例－内城発酵菌の場合具体例－内城発酵菌の場合 具体的な事例を探していたところ、今日実践発 表をされる中の内城発酵菌 B 菌というものの資料 をいただきましたので、これを例に２、３、お話 しをします。 土の構造： 良い土、悪い土 土の構造： 土の構造：良い土、悪い土良い土、悪い土 Ｆのような土を作る C B A ABCABCABC ABCABCABCABC ABCABCABCABC ABCABCABCABCABC 7/29 8/17 9/17 10/17 7/8 7/29 8/24 9/6 7/29 8/17 9/5 10/2 11/21 5/7 6/5 7/4 8/4 （月日） テンサイ ジャガイモ トウモロコシ 秋播コムギ 窒 素 （ ％ ） C B A ABC ABCABC ABCABC ABCABC ABCABC ABCABC 7/18 7/29 8/17 9/13 7/29 8/17 9/2 9/24 7/29 8/17 9/2 10/2 インゲンマメ アズキ ダイズ 肥料由来窒素 硫安硝酸ソーダ 土壌由来窒 素 根粒由来窒素 Ａ：乾性火山灰土壌 Ｂ：湿性火山灰土壌 Ｃ：沖積土壌 窒 素 （ ％ ） 作物の由来別窒素の推移 作物の由来別窒素の推移（土壌窒素の重要性）（土壌窒素の重要性） 生育後期の窒素は、半分以上が土壌、微生物に由来 １光年＝9.5 × 1012km 土壌中の細菌の直径を0.5 µmとすると、直列に並べると （255.6 × 1027× 0.5 = 1.28 × 1029µm = 1.28 × 1020km = 1.3 × 107光年 銀河系の直径：2.5 × 104光年 銀河系の直径の約500倍の長さに達する 土壌中の細菌総数
(Whitman et al 1998: Proc Natl Acad Sci USA, 95:6578)
土壌中の細菌 土壌中の細菌 土壌中の細菌 地域 ツンドラ、山岳地 熱帯降雨林 熱帯季節林 温帯常緑樹林 温帯落葉樹林 寒帯林 灌木林 温帯草地 乾燥地 サバンナ 農耕地 低湿地 合計面積 面積 細菌数 １光年＝9.5 × 1012km 土壌中の細菌の直径を0.5 µmとすると、直列に並べると （255.6 × 1027× 0.5 = 1.28 × 1029µm = 1.28 × 1020km = 1.3 × 107光年 銀河系の直径：2.5 × 104光年 銀河系の直径の約500倍の長さに達する 土壌中の細菌総数
(Whitman et al 1998: Proc Natl Acad Sci USA, 95:6578)
土壌中の細菌 土壌中の細菌 土壌中の細菌 地域 ツンドラ、山岳地 熱帯降雨林 熱帯季節林 温帯常緑樹林 温帯落葉樹林 寒帯林 灌木林 温帯草地 乾燥地 サバンナ 農耕地 低湿地 ツンドラ、山岳地 熱帯降雨林 熱帯季節林 温帯常緑樹林 温帯落葉樹林 寒帯林 灌木林 温帯草地 乾燥地 サバンナ 農耕地 低湿地 熱帯降雨林 熱帯季節林 温帯常緑樹林 温帯落葉樹林 寒帯林 灌木林 温帯草地 乾燥地 サバンナ 農耕地 低湿地 合計面積 面積 細菌数 地球上どこにでも生育できる微生物 地球上どこにでも生育できる微生物 地球上どこにでも生育できる微生物
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10まず、ここでは給食の生ごみを主原料にして米 ぬかと混合し、この菌を種菌にして機械的に加熱 して急速発酵、急速分解させて堆肥が生成すると 書いてありました。まず米ぬかを加えるというこ とですが、生ごみというのは、非常に植物質＝繊 維質が多い場合がありますので、これは窒素質や 各種のミネラルを補強するものかなと思います。 それから、機械的に 70 度～ 80 度の温度が 5 時 間ほど続くように加熱して堆肥化を完成するとあ りますが、ここがミソかなと思います。一般的に 生物の活動は、温度が 10 度上がりますと、2 倍か らそれ以上に活発になります。70 度～ 80 度とい うことになりますと 25 度に比べて 2 倍 ×2 倍 ×2 倍 ×2 倍 ×2 倍で、これを 5 時間続けたとすると、 6.7 日くらいに相当することになります。攪拌し たり温度を上げたりして理想的な条件を作ってや れば、10 時間ぐらいで分解して、10 分の１くらい になってしまうということもなるほどとご理解い ただけるのではないでしょうか。そういう意味で は堆肥化というのはこんなにも分解するものです し、非常に効率がいいということです。 植物は土壌から窒素を吸収する植物は土壌から窒素を吸収する 肥料、この場合は窒素ですが、植物の生育を追 いかけて生育のあとの方の作物の体の中の窒素が どこから来た窒素なのかを調べてみると、その半 分くらいは土壌中の窒素を吸収して植物は成長し ています（5－2）。 いくら肥料を入れても、植物は半分くらいの窒 素は肥料ではなく、土の中の窒素を吸収している のですよ、だから、豊かな土をつくらなくてはい けないのですよ、ということです。 土を豊かにして、土地の肥沃性を上げていただ くことが、作物の成長には大切だということです。 それには、堆肥のようなものを入れていただくの がいいのです。 どこにでもいる微生物どこにでもいる微生物 最後ですが、土壌の微生物は地球上のいたると ころにいます。1 グラムの土の中には、大体 10 億 から 100 億の微生物がいます。この地球上の陸地 にいる細菌を全部１列に直線状に並べてやると、 銀河系の直系、端から端までの 500 倍くらいに当 たります。 このように土の中に多数いる微生物が一気に働 いて生ごみを分解して堆肥を作るということです ので、生ごみを資源化しようと考えるときには、 堆肥化というのは合理的というか、環境にやさし い方法なのではないかなと思っています。 □ 土壌微生物の働き：地球上に微生物がいなかったら？ 土壌微生物の働き：地球上に微生物がいなかったら？ 土壌微生物の働き：地球上に微生物がいなかったら？ 大気中の炭酸ガスは712GtC 陸上植物の光合成年間110GtC 55GtCは呼吸で大気へ還元 55GtCは土壌微生物が還元 もし、土壌微生物がいなかったら ⇒ 13年で大気中の炭酸ガスは0 ⇒ 地上は植物遺体のゴミの山 遺体･排泄物･利用残渣 [有機物] 植物･動物・微生物 [生態系] 太陽エネルギー 微生物分解 植物を育てる [土壌系] 養分 熟成(腐植化） 生物が住み良い土を作る 腐植 環境を守る土を作る 水分保持､地下水涵養 有害物質の吸着分解 土の中での微生物と有機物の働き 土の中での微生物と有機物の働き (伊達 昇） 分解速度 速 遅 水 分 形 状 米ぬか 鶏フン 卵殻 残飯 野菜屑 果物滓 枯葉 貝殻 おがくず 紙 油 魚類 土 肉 分解速度 速 遅 養 分 ／ 炭 素 小 大 米ぬか 鶏フン 卵殻 残飯 野菜屑 果物滓 枯葉 貝殻 おがくず 紙 油 魚類 土 肉 性状と分解速度、養分含量 性状と分解速度、養分含量 性状と分解速度、養分含量 養分の多いものは一般に水分が多く、分解が速い
