利用者:加藤勝憲/プラスチックマルチ
プラスチックマルチは、作物生産や造園において雑草を抑制し、水を節約するために、プラスチック栽培に使用されるマルチ資材のひとつである。ある種のプラスチックマルチは、強力な燻蒸剤でありオゾン層破壊物質でもある臭化メチルを土壌に残さないためのバリアとしても機能する。作物は薄いプラスチックシートのスリットや穴を通して生育する。ビニールマルチはしばしば点滴灌漑と併用される。マルチの色を変えて作物の生育に影響を与える研究もある。プラスチックマルチの使用は大規模な野菜栽培が主流で、世界中で毎年数百万エーカーがプラスチックマルチの下で栽培されている[1]。
Plastic mulch is a product used in plasticulture in a similar fashion to mulch, to suppress weeds and conserve water in crop production and landscaping. Certain plastic mulches also act as a barrier to keep methyl bromide, both a powerful fumigant and ozone depleter, in the soil.
プラスチックマルチの廃棄は環境問題となっている。使用済み／廃棄されたプラスチックマルチを、プラスチック製造業で再利用できるプラスチック樹脂にリサイクルする技術は存在する[2]が、これらの方法は、プラスチックの農薬による汚染のためにあまり効果的ではない[3]。その他の懸念事項としては、微生物やミミズを含む土壌生態系に悪影響を及ぼす可能性のある、土壌中の残留マイクロプラスチックが挙げられる[3][4]。
歴史
[編集]ポリエチレンフィルムをマルチング材として植物生産に使用するというアイデアは、1950年代半ばに始まった。ケンタッキー大学のエメリー・M・エマート（Emery M. Emmert ）博士は、低密度ポリエチレンや高密度ポリエチレンフィルムをマルチング材として野菜生産に使用することの利点を最初に認識した。エマートはこのほかにも、温室にガラスではなくプラスチックを使用することや、畑の高設トンネルにプラスチックを使用することなどについても執筆している。世界ではおよそ2,500平方マイル（6,500km2）の農地で、ポリエチレンマルチや同様の畝カバーが作物生産に利用されている。土壌に形成されたマウンドの上にプラスチックのポリ（マルチ）を敷くことは、ニュージーランドでも50年代半ばにオークランド地域のイチゴ栽培農家によって先駆的に行われた。
1960年から61年にかけて、ニュージーランドで商業的に栽培されていたイチゴはすべて、通常は手作業で黒いポリネットを敷いて栽培されていた。プラスチックは生育を促進し、保湿効果で早期結実をもたらし、雑草の侵入を制限した。1960年代半ばには、ニュージーランドで最も初期のポリシート敷設機が使用されるようになり、現在販売されている機械とよく似たものだった。ごく初期の機械は、生産者が設計し、小規模の技術／製造工場が、通常は農家の入念な指導と監督の下で製造した。何年もの間、各機械は、性能を向上させるために時折改良が加えられるものの、おおむね前作と同じようなものであった。
メリット
[編集]点滴灌漑にプラスティックマルチを使用すると、次のような多くの利点がある：
土壌温度の適正化
[編集]プラスチックマルチを使用すると、土壌温度が変化する。暗色マルチや透明マルチを土壌に敷くと土壌を温め、早めの植え付けが可能になり、生育期の初期に生育が早まる。白いマルチは、太陽の熱を反射し、土壌温度を効果的に下げる。この温度低下は、より涼しい土壌が必要とされる真夏の植物の定着に役立つ[5]。
土壌水分保持
[編集]プラスチックマルチは、蒸発によって土壌から失われる水の量を減らす。つまり、灌漑に必要な水の量が少なくなる。また、プラスチックマルチは土壌に均等に水分を行き渡らせ、植物のストレスを軽減する。
雑草抑制
[編集]プラスチックマルチは、日光が土に届くのを妨げ、ほとんどの一年生および多年生雑草を抑制することができる。透明なプラスチックは雑草の成長を防ぐ。雑草にとっての唯一の成長経路は作物を植えるためのマルチの穴だけということになる。
肥料の溶出削減
[編集]点滴灌漑とビニールマルチを併用すれば、肥料の溶出を抑えることができる。点滴灌漑を使えば、大量の水を土壌に散布する洪水灌漑や溝灌漑が不要になり、その結果、窒素やその他の養分が根域より下の深さまで溶出する傾向がある。点滴灌漑では、肥料を注入する水の量が少ないため、これらの肥料は必要に応じて根域に施用される。また、散布施肥に比べ、植物の十分な生育に必要な肥料の量を減らすことができる。
作物の品質向上
[編集]プラスチックマルチは、熟した果実を土から離すので土との接触が減ることで、果実の腐敗を抑えるだけでなく、果実や野菜を清潔に保つことができる。これは、例えばイチゴの生産に有益である[6]。
土壌圧縮の低減
[編集]ビニールマルチが土壌を覆っているため、雨や日光によるクラスト効果が減少する。雑草の量が減ることは、機械耕作の必要性が減ることを意味する。プラスチックマルチの間の雑草は、除草剤を直接散布したり、機械的に防除することができる。ビニールマルチの下の土壌は緩く、通気性がよく、マルチが土壌を浸食から守る[1]。
根のダメージの軽減
[編集]プラスチック・マルチを使用することで、実質的に雑草の生えないエリアが植物の周囲にでき、プラスチックの畝間を除いて耕作の必要がなくなる。そのため、耕作に伴う根のダメージがなくなる。これらの要因により、プラスチック・マルチの使用は、植物全体の成長の改善につながる[7]。
デメリット
[編集]作物生産にプラスチックマルチを使うことには、デメリットも多い。
コスト
[編集]プラスチックマルチを使用するデメリットは、露地での植え付けよりも高いコストがかかることである。このコストには、設備、マルチとして使用するプラスチックフィルム、プラスチックベッド用に設計された移植機、マルチフィルムの設置と撤去の際の追加労働力が含まれる。プラスチックマルチのベッドを圃場に設置するには、専用のマルチ施工機を使わなければならない。これらの機械は、土壌の形を整え、準備された土壌にプラスチックを敷く。目的の作物を植えるには、ビニールマルチ専用の移植機を使うことができる。手作業で移植する方法もあるが、効率が悪い。また、ビニールマルチの撤去は、さらなる労力と設備を必要とするため、コスト高につながる。収穫後の圃場からの撤去には、専用のアンダーカット装置を使用することができる。
環境への配慮
[編集]従来のプラスチック（PEなど）をマルチフィルムとして使用した場合、土壌に蓄積する可能性が高く、これらのプラスチックの除去や適切な廃棄は技術的にも経済的にも負担が大きい[8] 。この蓄積は、作物の収量減と環境問題の両方を引き起こす可能性がある[9]。生物分解性ポリマーとは、環境システム内に自然に存在する微生物群によって分解されるポリマーのことである。従来のプラスチックに代わる、より持続可能なマルチフィルムを提供する。上記で詳述したような利点があれば、土壌へのプラスチックの蓄積という問題も解決できるだろう[10]。脂肪族ポリエステルおよび脂肪族-芳香族コポリエステルは、生分解性ポリマーの有望なグループであることが示されている[11]。
応用
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プラスチックマルチの使用には、プラスチックフィルムを適切に設置するための独特の施工工程が必要です。この作業は、平らな播種床と同じように畑を準備することから始まります。播種床は、大きな土塊や有機残渣がない状態でなければならない。プラスチックレイヤーまたはベッドシェイパーと呼ばれる機械が圃場上に引かれ、植え床を覆うプラスチックマルチの列を作る。これらのベッドは平らなベッドにすることができ、これは単にプラスチックマルチの表面が畝間の土壌表面と水平であることを意味する。レイズドベッドを形成する機械は、畝間の土壌表面よりも高いプラスチック表面を作る。プラスチックベッドシェイパーの基本コンセプトは、ベッドを作るシェイピングボックスで、その後、ローラーと2つのクルターを介してプラスチックで覆われ、プラスチックフィルムの端を覆い、プラスチックが土の表面に固定されます。これらのプラスチック層はまた、機械がプラスチックを敷く間、点滴灌漑ラインをプラスチックの下に配置する。ビニールがかなりしっかりしていることが重要である。これは植え付け作業で重要になる。
植え付け
[編集]植え付けには専用の植え付け装置も必要である。最も一般的な植え付け装置は、水車式移植機である。 水車式移植機は、回転するドラムを利用するもので、一定の間隔でスパイクが付いている。ドラムには給水装置があり、連続的に水をドラムに満たす。移植機は、スパイクのついたドラムをプラスチックのベッドの上で転がす。ドラムがスパイクをプラスチックに押し付けると、穴が開き、その穴に水が流れ込む。移植機のライダーは、その穴に植物を入れることができる。これらのドラムは、特定の作物に望ましい間隔を作るために、複数の列とさまざまな間隔を持つことができる。
関連項目
[編集]脚注・参考文献
[編集]- ^ a b Bradney, Lauren; Wijesekara, Hasintha; Bolan, Nanthi S.; Kirkham, M. B. (2020). “Sources of Particulate Plastics in Terrestrial Ecosystems”. Particulate Plastics in Terrestrial and Aquatic Environments (1 ed.). CRC Press. p. 9. ISBN 978-0-367-51140-1 引用エラー: 無効な
<ref>タグ; name "Particulate"が異なる内容で複数回定義されています - ^ Plastic mulch film recycling process Archived 2008-05-18 at the Wayback Machine. Agricultural plastics recycling website, accessed 07.03.08
- ^ a b “Why food's plastic problem is bigger than we realise” (英語). www.bbc.com. 2021年3月27日閲覧。
- ^ Nex, Sally (2021). How to garden the low carbon way: the steps you can take to help combat climate change (First American ed.). New York. ISBN 978-0-7440-2928-4. OCLC 1241100709
- ^ “Beyond the colour of mulch (White/ Black mulch) - Agriplastics Community” (31 August 2018). Template:Cite webの呼び出しエラー：引数 accessdate は必須です。
- ^ Deschamps, Stephen S.; Whitaker, Vance M.; Agehara, Shinsuke (2019-01-03). “White-striped plastic mulch reduces root-zone temperatures during establishment and increases early season yields of annual winter strawberry”. Scientia Horticulturae 243: 602–608. doi:10.1016/j.scienta.2018.09.018. ISSN 0304-4238 2022年1月20日閲覧。.
- ^ “What Is Mulch? – Important Things You Should Know - The Detail Guys” (英語) (2021年6月18日). 2022年10月9日閲覧。
- ^ Kyrikou, I., & Briassoulis, D. (2007). “Biodegradation of agricultural plastic films: a critical review”. Journal of Polymers and the Environment 15 (2): 125–150. doi:10.1007/s10924-007-0053-8. "One major drawback of most polymers used in agriculture is the problem with their disposal, following their useful lifetime. Non-degradable polymers, being resistive to degradation (depending on the polymer, additives, conditions etc) tend to accumulate as plastic waste, creating a serious problem of plastic waste management."
- ^ Rillig, M. C. (2012). “Microplastic in terrestrial ecosystems and the soil?”. Environmental Science & Technology 46 (12): 6453–6454. Bibcode: 2012EnST...46.6453R. doi:10.1021/es302011r. PMID 22676039.
- ^ Tokiwa, Y., Calabia, B. P., Ugwu, C. U., & Aiba, S. (2009). “Biodegradability of plastics”. International Journal of Molecular Sciences 10 (9): 3722–3742. doi:10.3390/ijms10093722. PMC 2769161. PMID 19865515.
- ^ Müller, R. J. (2006). “Biological degradation of synthetic polyesters—enzymes as potential catalysts for polyester recycling”. Process Biochemistry 41 (10): 2124–2128. doi:10.1016/j.procbio.2006.05.018.
関連文献
[編集]- Lamont, W. J. Jr. (1993). “Plastic mulches for the production of vegetable crops”. HortTechnology 3 (1): 35–39. doi:10.21273/HORTTECH.3.1.35.
- Marr, C.W. 1993. Plastic Mulches for Vegetables. Kansas State University. October: 1-3.
- McCraw, D. Motes, J.E. 2007. Use of Plastic Mulch and Row Covers in Vegetable Production. Oklahoma Cooperative Extension Fact Sheets. 1-5.
- Rice, P. J. (2001). “Runoff loss of pesticides and soil: A comparison between vegetative mulch and plastic mulch in vegetable production systems”. J. Environ. Qual. 30 (5): 1808–1821. doi:10.2134/jeq2001.3051808x. PMID 11577890etal
- Steinmetz, Z.; Wollmann, C.; Schaefer, M.; Buchmann, C.; David, J.; Tröger, J.; Muñoz, K.; Frör, O. et al. (2016). “Plastic mulching in agriculture: Trading short-term agronomic benefits for long-term soil degradation?”. Sci. Total Environ. 550: 690–705. Bibcode: 2016ScTEn.550..690S. doi:10.1016/j.scitotenv.2016.01.153. PMID 26849333.
- Wittwer, S. H. (1993). “World-wide use of plastics in horticultural production”. HortTechnology 3 (1): 6–19. doi:10.21273/HORTTECH.3.1.6.プラスチックマルチは、作物生産や造園において雑草を抑制し、水を節約するために、マルチと同様の方法でプラスチック栽培に使用される製品である。ある種のプラスチックマルチは、強力な燻蒸剤でありオゾン層破壊物質でもある臭化メチルを土壌に残さないためのバリアとしても機能する。作物は薄いプラスチックシートのスリットや穴を通して生育する。ビニールマルチは点滴灌漑と併用されることが多い。マルチの色を変えて作物の生育に影響を与える研究もある。プラスチックマルチの使用は、大規模な野菜栽培が主流で、世界中で毎年数百万エーカーがプラスチックマルチの下で栽培されている。
- Khalid, Noreen; Aqeel, Muhammad; Noman, Ali; Fatima Rizvi, Zarrin (2023). “Impact of plastic mulching as a major source of microplastics in agroecosystems”. Journal of Hazardous Materials (Elsevier BV) 445: 130455. doi:10.1016/j.jhazmat.2022.130455. ISSN 0304-3894. "The contamination of agroecosystems by microplastics (MPs) has raised great concerns recently. Plastic mulching has contributed a lot in the building of MP pollution in farmlands. This technique has been in use for decades worldwide because of its immense advantages, preferably in drier and colder regions. The physical extraction of plastic mulches at the end of the growing season is very laborious and ineffective, and thus small pieces of mulches are left in the field which later convert into MP particles after aging, weathering, or on exposure to solar radiation. MPs not only influence physical, chemical, or biological properties of soils but also reduce crop productivity which could be a threat to our food security. They also interact with and accumulate other environmental contaminants such as microbial pathogens, heavy metals, and persistent organic pollutants on their surfaces which increase their risk of toxicity in the environment. MPs also transfer from one trophic level to the other in the food chain and ultimately may impact human health."
外部リンク
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