発表要旨（2011年度大会）
津波で被災した仙台平野および仙北平野のパイプハウスを調査した。沿岸部において津波の衝撃力が直撃する場合から、津波到達限界地点付近で時間をかけて浸水する場合まで、立地条件の差によりパイプハウスの被害も骨組の壊滅的な破壊から作土の塩害まで多様であった。被災パターンごとに継続営農の可能性を検討した。
東北地方太平洋沖地震による津波は、沿岸部の温室に損傷や倒壊、土砂や漂流物の堆積、土壌の塩類集積等の被害を及ぼした。また、内陸部では地震動や津波による温室への被害は少なかったものの、停電・断水により環境制御装置や灌水装置が停止し、園芸作物が被災した。
作物残さの固形燃料化等によるエネルギー利用の設計・評価に有用なデータを簡便に推定する方法を検討した。作物毎に収量と茎葉部重量との関係を求め、また作物残さの部位別に分析値を基に真発熱量のデータを整備してその特徴を示した。さらにこれらのデータを用い、作物名、残さの部位を選択し、収量、残さ回収率等の設定値を与えると、回収される作物残さの含有する潜在エネルギーの推計値を出力するワークシートを試作した。
軒高の違いがパイプハウスの風圧係数に及ぼす影響を明らかにするために、軒高を4通りに変更可能な風洞実験用模型を作製し、風圧力分布を測定した。軒高の増加につれて、風上側屋根面の負の風圧係数が増加した。一方、風上側側面、および風下側屋根面および側面の風圧係数は、全模型でほぼ一致した。軒高を変更したパイプハウスは、風上側屋根面に留意して設計すべきである。
パイプハウス屋根に作用する積雪荷重を2008～2010年度の降雪期に実測した。平米あたり100Nを超える荷重が計17度観測され、最大荷重は平米あたり246Nであった。滑落発生前は合力位置が棟（ハウスの中心）から大きく離れることはなく、最大でも間口の1/20程度であった。しかし滑落発生時には棟の両側で滑落に時間差が生じて合力位置が棟から離れ、大きなモーメントが生ずる場合があった。滑落開始時の被覆材温度は約0℃であった。
ハウス資材費の低減を図るために、足場管とクランプを用いてハウス外側で上下2段の骨組み構造を作り、この構造を側面にして耐風性能を確保するハウスの開発を目指している。本構造は、幅1.35m以上で耐荷重が大きくなり、奥行き方向の設置間隔は、風速40m/秒、安全係数1.5とした場合、3m以上と推定された。
比較的単純な熱収支モデルを用いて、空気熱源－空気供給方式、水熱源－空気供給方式、水熱源－水供給方式の3種類のヒートポンプが発揮する暖房性能を計算し、我が国におけるヒートポンプを用いた暖房システム計画時のおおまかな目安を示した。
従来の灯油式ボイラと水熱源HPシステムの暖房時におけるコストパフォーマンス評価を行い、積雪寒冷地域における水熱源HPシステムの有用性を検証した。その結果HPシステムにより暖房コスト約15%削減という結果となった。また、灯油価格の変動に対する同システムの暖房コスト削減割合を算出した。
夏季のトマト栽培における夜温上昇と梅雨期の湿度上昇を抑制するために、ガスヒートポンプ（GHP）による夜冷を行った。栽培ハウスの環境計測結果と収量・品質調査の結果から、夜冷が収量及び糖度の上昇に影響することが示唆された。
水膜の日射からの選択的な赤外線の吸収性能を考慮し、夏の遮熱や冬の蓄熱手法としてウォーターカーテンシステムの利用について提案している。従来のウォーターカーテンにおける水膜の被覆率の低さを補う手法を用いた雨よけハウスの模擬装置によっての性能評価試験を実施し、得られた水の熱収支データから、今後の検討指針を示している。
- A-11
副生グリセリンを活用した暖房機の開発による寒冷地花き生産技術（第1報）－開発した暖房機の性能評価－
- 片平光彦・夏賀元康（山形大）・六平澄人（ミナトエンジニアリング）・佐藤孝夫（秋田県農林水産技術センター）
試作機は、市販機と比較して温度変動が大きく、温室内の温度分布に差を生じた。温室内のエネルギは熱収支式を元に解析可能で、熱効率が0.18～0.32と推定できた。試作機の騒音は、ボイラ近辺で継続的な作業をしない限り許容範囲である。
中山間地域における自然エネルギーの利活用に関する調査を行った。太陽光発電、水力発電、風力発電施設、合計6箇所を調査した。また、新潟県湯沢町における日射量と農業用水路の流量を測定し、発電可能な自然エネルギー賦存量を算出した。
パイプハウスの省エネルギー対策として開発中の日本型日光温室は、高断熱資材を用いた固定壁と可動被覆により高い省エネ効果が期待される。しかし、固定壁の影響で日射環境への影響が懸念されることから、積算日射量の分布を慣行ハウスと比較して改善方策を検討した。
- A-14
日本型日光温室の開発－温室内熱環境と暖房燃料消費量の削減効果－
- 宮内樹代史（高知大）・古市崇雄（香川農試）・川嶋浩樹（近中四農研）・直木武之介（佐藤産業）・林真紀夫（東海大）・長﨑裕司（近中四農研）・山口智治（前・筑波大）
高い省エネルギー効果が期待され、各地で開発中の日本型日光温室の熱環境及び燃料使用量について計測を行った。その結果、設定温度12℃での燃料使用量が、慣行ハウスに比して約40%となり、良好な結果を得た。
傾斜壁面を利用したパイプハウスについて、暑熱期の新たな対策を検討した。傾斜壁面に散水することによる壁面の高温化の抑制と壁面に沿った上部位置とその対角線の下部位置の給・排気窓の効率的な自然換気によって、過剰な水蒸気も効果的に排出することができ、内部温度環境を良好に制御することが示唆された。
害虫個体群管理システムの一端を担うべく、405～850nmのLED光を用いて、アブラムシ3種、ヨツモンマメゾウムシ、キイロショウジョウバエの走光性実験を行った。その結果、アブラムシは緑色（530nm）に、ショウジョウバエは紫外線（405nm）に、ゾウムシは赤外線（850nm）に集まる傾向（p<0.01）を示したことから、捕集用の光となりうる可能性がある。
牛舎で乳牛から搾乳される生乳の成分量を非破壊計測する装置の開発を目指し、生乳成分量をテラヘルツ分光法により推定した。その評価時の決定係数は乳脂肪率がR2=0.623、全固形分がR2=0.887、乳タンパクがR2=0.022、乳糖がR2=0.324、尿素窒素がR2=0.473、log体細胞数がR2=0.612の相関を得ることができた。
小腸が消化活動にともなって発生させる腸音を客観的生体指標とし、これに基づく新しい食品デザイン法の研究開発を行う上で生じた検討事項について実験から得られた考察について報告する。これまで腸音の計測法や解析法について研究を行い、腸音の発生頻度の変化が小腸の消化活動活性度を示す指標となる可能性について調査してきた。その過程において、腸音の発生頻度を求める上で設定しなければならない「単位時間」に関する検討が行われてこなかった。本研究では、腸音発生頻度を計算するのに最適な単位時間について、実験をもとに推定を行った。
畑酪混同地域である北海道十勝地方のS町にて、交換耕作や堆肥の利用等に関する実態調査を行った。約10年前に比べて、畑作農場では有機質資材の利用が増加し、化学肥料の投入量が削減されていた。このような地域内循環の促進は、経済性や環境面に有効であると言える。
乳牛の飼養頭数が経済性、エネルギー、環境負荷および人間の満足度に及ぼす影響を検討した。飼養頭数が増加するに伴い一頭あたり農業所得、農業所得率は低下する傾向にあった。エネルギーおよび環境負荷では、飼養頭数との関係は強く、頭数が増加することで投入化石エネルギーおよび余剰窒素も増加する傾向にあった。
寒冷地において搾乳関連排水の浄化を目的とした人工湿地を造成する際には、植物体の吸着量を基準としT-Pて必要面積などを設計するべきである。管理労力やコストを削減する為に、他の処理方式と組み合わせるなどして湿地面積を少なくすることが望ましい。
乳頭清拭装置導入農場でのミルキングパーラ搾乳作業調査事例を報告する。装置導入は本農場の搾乳作業手順変更の契機となり、乳頭刺激から短時間でミルカ取付を行うことによる搾乳時間短縮効果が確認された。個体や個人によらず安定した乳頭清浄度が得られ、バルク乳細菌数減が確認された。本農場での乳頭清拭装置導入は、搾乳作業時間増加要因とならず、乳質改善効果が発揮された。
本研究では、異なる6種類の副資材の利用が、吸引通気方式により堆肥化を行った場合に発酵熱の発生と回収に与える影響を調査した。その結果、堆肥化過程で回収できた熱量は229～601MJ/m3であり、そのうち利用可能エネルギ（エクセルギ）は90～162MJ/m3であった。また、エクセルギは排気の総熱量よりも発酵熱量と相関が高かった。
高窒素濃度堆肥の有機農業への展開を図るために、夏まき人参の有機栽培農家実証試験を行い、高窒素濃度堆肥の有機農業における作物収量や品質への影響を検討した。高窒素濃度堆肥では1週間程度で窒素がほぼ放出された。人参の商品化率は無施肥区及び慣行区の約80%に比較して、高窒素堆肥及び高窒素鶏堆肥区では約90%と商品化率が向上し、経営的メリットが見られた。
家畜糞尿を対象としたメタン発酵の消化液は、液肥としての利用が期待されるが、一方で抗生物質耐性菌の残留が懸念される。本研究では、電気化学反応による耐性菌の不活化を試みた。菌数は大きく減少する傾向にあったが、その効果には耐性菌の種類によって差が見られた。
廃棄乳のメタン発酵を目的として、電気化学的前処理の効果について検討した。未処理の牛乳のメタン発酵では基質の分解に長い滞留時間を要した。前処理においてDSAを用いた場合、Ti/PbO2電極と比較するとメタン生成量が増加した。しかしながら未処理牛乳投入区と比較すると、前処理牛乳投入区ではガス生成の遅延が生じた。
酪農業において、抗生物質が残留した生乳が廃棄される現状がある。本研究では生乳中のテトラサイクリン系抗生物質の電解酸化処理を試みた。オキシテトラサイクリン（OTC）濃度は、投入電気量の増加と共に減少した。算出した分解速度定数から、溶存有機物と比較するとOTCは選択的に分解されることが示された。
動物用駆虫剤イベルメクチン（IVM）は、畜産業において広く用いられている。しかし、投与後の薬剤が環境へ拡散し、生態系への影響が報告されている。そこで、電解酸化法によるIVMの分解処理を試みた。添加した有機溶媒や温度の影響を受けることが明らかになった。
農畜産業地域における地下水中の硝酸性窒素濃度が高いことが問題となっている。本研究では、電気化学的手法による硝酸性窒素の還元処理を試み、特に塩化物イオンを利用するプロセスを検討した。陰極と参照電極間の電位だけでなく、塩化物イオンの有無が、硝酸性窒素の還元反応に大きく影響することが判明した。
- C-1
大規模バイオガスプラントにおけるガス利用方法とエネルギー収支の特徴
- 中山博敬（土木研寒地土研／酪農大）・干場信司（酪農大）・横濱充宏（土木研寒地土研）・城石賢一（鹿追町役場）・植松武泰（鹿追町環境保全センター）・森田茂（酪農大）
家畜ふん尿を主原料とするバイオガスプラントについて、規模が大きくなった場合のエネルギー収支を検討した結果、寒冷地の冬期では、プラント外部へ供給可能な熱エネルギー量が非常に少ないことが明らかとなった。
各種資材の脱硫試験の結果から、消化液に浸した炭を接触材として用いることの有用性が示された。また、天然資材を接触材に用いれば、使用後は圃場への散布が可能になり、接触材の洗浄等の作業負担、処理費用の低減や硫黄資源を含めた物質循環も可能となる。
脂肪酸鎖の短いラウリン酸（C12:0）を多く含有するココナッツ油を原料として無触媒過熱メタノール蒸気法によるバイオディーゼル燃料製造の可能性を検討した結果、反応槽からの生成量は菜種油に比べ格段に高くFAMEに変換できた。また、菜種油と油脂組成が大きく異なるため、成分分析方法を再検討する必要があることも明らかとなった。
米飯の食味に関与するとされる米飯粒の表面付着層について、パラフィン包埋と粘着テープを用いた簡易切片化法、および透過画像と自家蛍光画像のデジタル合成法を適用して可視化、解析した。米飯粒最外縁部の細胞壁に付着する表面付着層は、加水量の増加に伴い厚くなる傾向が確認された。このことから、米飯粒表面付着層の厚さや面積などが評価可能であることが示された。
西洋ナシ‘ル レクチエ’の渋み果は、クレームの対象であるが、外観から判断することはできない。本研究では、可視・近赤外スペクトルを用いて西洋ナシ‘ル レクチエ’の渋みを非破壊的に判定する方法について検討した。4波長の検量線でFull Cross Validationを行うと、SECVは0.2456であり、許容誤差以内となった。
ブドウの形状は房状であることから果房径、光路長の影響を大きく受ける。そのため、近赤外分光法による糖度測定は困難であるとされている。本研究では、果汁、ショ糖溶液のデータ測定を行うことで糖度との相関の高い波長を検出し、重回帰分析により糖度推定を行った。また、光路長との相関の高い波長840nmで正規化を行うことで糖度推定の精度向上が見られた。
三重県の飼料用稲・麦の二毛作体系を行う自給飼料型畜産においてライフサイクルアセスメント（LCA）手法を用い、温室効果ガス（以下、GHG）の排出量を試算した。温暖化負荷は飼料用稲生産が飼料用麦生産の約1.7倍であると試算された。
ナタネを幅1.5mm、長さ18mmの長孔のふるいで選別し、食用とバイオ燃料用とに選別した。食用ナタネとバイオ燃料ナタネとを二段階で搾油することで、食用に適した油とバイオ燃料用に利用可能な油とを生産することが可能であり、その比率はナタネ100に対して食用油27、バイオ燃料油5となった。
機械圧搾ナタネ油かすには油分が多く残存するため、脱脂油かすと異なり窒素の肥効が遅れるという問題点がある。そこで、好気発酵処理による油分の分解法を検討した。機械圧搾ナタネ油粕はモミガラ及び種堆肥と混合し、高温発酵2週間、中温発酵2週間で処理することにより油分の80%を分解することができた。
近年、社会資本の主要な資材であるコンクリートの劣化による崩壊が報告されている。劣化による崩壊を防止し、かつ経済的な維持管理に資するため、主要な劣化現象である炭酸化及び塩害の近赤外分光法による診断の可能性について検討した。その結果、炭酸化でR2=0.878～0.956、塩害でR2=0.957と高い相関が得られ、近赤外分光法による診断の可能性が示された。
水素生産に優れる熱処理ミクロフローラを用いた連続発酵において、優占化された微生物群集構造が、どのように維持されるか検討した。グルコースを発酵基質とし、HRT3日で発酵実験を行った結果、実験開始後68時間で水素収率は最大となり、その後減少した。菌叢解析の結果、48時間以降で微生物群集構造の遷移が確認された。
柑橘類の搾汁加工時に残渣として廃棄される果皮部の有効活用を目的として、果実の構造特性を考慮した各層の分離法を検討した。同時に、得られた分離物を乾燥して粉体を作製し、各処理による物理的特性の変化を検討した。その結果、乾燥法の違いによって粉体の安息角が変化すること、また分離法によって粉体の顕微構造が異なることなどが明らかとなった。
加工用バレイショの芽の伸長抑制において、エチレン処理パターンの違いの影響を調査した。濃度一定区と漸増区では初期の還元糖含量の推移に違いはあるもののその後同等となること、「スノーデン」では初期の短期間処理で芽の伸長が促進されることが分かった。
- C-14
Effect of High Oxygen and Perforation Mediated Modified Atmosphere Packages on the Qualities of Fresh Shiitake Mushrooms (Lentinus edodes)
- Y. J. Li（Univ. of Tsukuba）, Y. Ishikawa（NFRI）, Y. Kitamura, T. Satake（Univ. of Tsukuba）, H. Kitazawa, N. Hasegawa（NFRI）
Fresh shiitake mushrooms were treated by high oxygen, perforation mediated and passive modified atmosphere packaging. Result indicated that high oxygen could retard the anaerobic respiration and browning effectively.
- C-15
Study on the Application of µTAS to the Food Process
- X. L. Qiu, F. Sassa, D. Itoh, H. Suzuki, H. Hashimoto, Y. Kitamura, T. Satake（Univ. of Tsukuba）
µTAS (micro total analysis system), based on plug titration, was developed and used for rice freshness envaluation according to fatty acid value method.
近赤外分光法を用いた混合均一性の評価法を開発するための基礎的知見を得るために、グルコースと小麦粉の混合粉体をモデル試料としてスペクトルの測定と解析を行った。その結果、SNVスペクトルを使った場合は混合均一性の評価とグルコース濃度の定量が同時に可能であることが示された。
これまでの温湯消毒工程に新たに消毒籾の乾燥工程を組入れることで、消毒籾の乾燥による病原菌再活性化のリスク低減を図ることを目的とし、温湯消毒籾の乾燥方法および乾燥後の保管条件を検討した。その結果、消毒籾を乾燥（乾燥後の目標種籾水分：15%）し、7日間保管した乾燥籾の発芽能力は温湯消毒直後とほぼ同等であることが明らかとなった。
木造および鉄骨造畜舎の環境性および経済性を明らかにするため、LCC（ライフサイクルコスト）の評価、LCA（ライフサイクルアセスメント）および経済波及効果の推計を行った。木造畜舎はいずれの評価指標においても鉄骨造畜舎より優位となった。
本報では、アイスビルダ、プレートクーラ、貯湯タンクから構成される開発したシステムを酪農家へ導入した前後の、エネルギー消費量、ランニングコスト等について検討した。エネルギー消費量で約40～50%の削減、ランニングコストは約19～40%の削減、CO2排出量は約21～60%の削減ができた。
堆肥原料中に含まれる窒素量とC/N比が堆肥化初期過程のN2O排出量に及ぼす影響を様々な堆肥材料を用いて検討した。その結果、N2Oの排出量は初期材料中の窒素濃度が高くなるほど増加し、また、C/N比が22以下で増加する傾向を示した。
木造畜舎用の大断面カラマツ心持ち構造材を低コストで高品質に仕上げる乾燥手法『高温セット乾燥』の効果について検証を行った。高温セット乾燥は材の表面割れを抑制する傾向を示し、低コストで高品質な材を生産できる可能性を見出した。
ストレス耐性が低く羅患しやすい離乳期子豚を飼育する開放型離乳豚舎における空気環境性状を明らかにした。空中浮遊細菌数、エアロゾル質量濃度、アンモニア濃度、二酸化炭素濃度は子豚の移動および増体と共に増加した。床下糞尿ピットおよび豚室の清掃・消毒により、粒径2µm以上のエアロゾル濃度の低下がみられたが、2µm未満では効果がなかった。
豚呼吸器感染症を早期に発見するために、豚舎内に設置したマイクロホンを用いた豚のくしゃみ音自動識別システムについて検討する。本研究ではくしゃみ音識別手法を提案し、豚舎内の雑音環境下におけるくしゃみ音の識別に関する検討を行った。実際の豚舎で取得した4424sの音声に対して本手法を適用した結果、くしゃみ音とその他の雑音の識別率は99.7%であった。
一般に窒素濃度の高い養豚廃水等に適用され、温室効果ガスN2Oの抑制に効果的とされる間欠曝気法の、低濃度酪農雑排水の活性汚泥処理への導入を検討した。間欠曝気運転により汚水からの窒素除去性能が向上すると共に、排気中へのN2Oの排出も低減することができた。
家畜糞尿は資源として利用されるが、糞尿中の抗生物質耐性菌が懸念される。そこで、メタン発酵による耐性菌の不活化について検討した。抗生物質の種類によって差はあるが、中温メタン発酵によって乳牛糞尿中の耐性菌数が減少する傾向が認められた。
本研究では、堆肥化の前処理としてスクリュープレス型の固液分離機で脱水を行い、その後、脱水された分離後固形分の水分、灰分、ADF、AD可溶有機物の測定を行った。また脱水時に加わる圧力を調整することで、分離後固形分の成分の変化も検討した。
本研究では、乳牛ふん尿の処理としてスクリュープレス型の固液分離機で脱水を行い、分離後液分を実規模の半密閉型発酵槽にて曝気、攪拌、消泡を行い、分離後液分の化学的、物理的性質の変化について検討した。
褐斑病の予防策として温室内の湿度分布を均一化することを目的とし、細孔を有するダクトとファンを用いた温室内空気循環システムによる空気循環性能の評価を、数値計算を用いて実施している。実温室での測定結果をもとにモデル化を実施し、吹出し空気の運動量分布などについて、異なるファン配置を比較し、評価を実施した。
筆者らが開発した熱貫流率測定装置（林ら、2011）を利用して、二重被覆における内張り資材7種類について、室内蒸発・結露が熱貫流率kに及ぼす影響について試験した。内張り内の蒸発・結露の有無によりkに差異が生じ、その差異は、内張り資材の長波放射特性（長波透過率、長波吸収率）の違いにより異なることが示された。
東北地方太平洋沖地震により東日本は広範な地域が強震動に襲われ、温室の損傷や倒壊、地盤の液状化、付帯設備の損傷等があった。ここでは、東北地方太平洋沖地震によって被災したガラス室・鉄骨ハウスの被害状況を報告するとともに、今後の地震対策を考察する。
愛媛県久万高原町に設置した平張型ハウス（片屋根タイプ、間口5.4m、奥行き15m、屋根勾配10度、標高750m）が今冬の豪雪により倒壊した。4棟のうち3棟は全壊し、残り1棟は屋根面の軒先に使用している鋼管が湾曲した。損壊に影響を与えた雪は屋根上の雪のみと考えられる。損壊要因として屋根面の緩勾配およびハウス群西側の森林による日射の遮蔽が挙げられる。
コナジラミ類は成虫の求愛・配偶行動の際に個体同士が音を用いて交信することが知られている。本研究ではオンシツコナジラミにおいて、個体によって周波数に違いが見られるものの、1.3kHz以下に帯域制限されたパルス列状の波形が数秒間に0.5-1.0sの間隔で断続的に繰り返されるという共通の特徴を確認した。
ダブルアーチパイプ構造をもつ次世代型パイプハウスについて、スパイラル基礎杭を用いた根太フレームの施工方法を検討した。埋設ガイドを使用することで精度良く施工が行えた。今後は強度検証を行うとともに、既存パイプハウスの補強や、解体ハウス資材を利用した施工などへの対応を進め、パイプハウスのリノベーション施工技術を開発する。
施設園芸における省エネ化、CO2排出削減を図る上で必要な各種石油代替エネルギーについて、温室暖房用としての利用可能性を検討した。すなわち、供給熱量、導入コスト、ランニングコスト、ハンドリング他の比較から、各燃料の利用に際しての特性を抽出した。
稲わら収集における輸送エネルギーを試算方法を提示した。特に平均輸送道のりの試算精度の向上を目指した。提案した方法により算定した平均輸送道のりはGISによる結果の94～103%であった。提案の試算に拠る準備で最低98%のわら収集量を確保できるとの結果を得た。
既報のシミュレーションモデルを、ナタネ栽培面積の増加が成長曲線を描くように改良し、また水稲栽培面積が将来、大幅に減少する条件を付加した。岩手県A町の場合、20年後に転換4作物への直接投入エネルギーの20%をナタネSVOで代替するためには、ナタネ栽培は現在の16haから漸増して14年後に大豆を追い越し、20年後には約200haに達する必要があると推計された。
未熟および完熟のカットピーマンを異なる雰囲気環境中で保蔵し、還元型アスコルビン酸残存率、糖度、色彩、硬度を品質変化の指標として調査した。その結果、雰囲気のガス組成や試料の熟度によって品質変化の程度が異なり、特に完熟果では高CO2濃度の環境下において品質劣化の抑制が確認された。
電気的にコーヒー豆の焙煎状態をモニタリングするための基礎的検討として、一粒の豆を焙煎しつつ電気インピーダンスを測定した。その結果、コーヒー豆の電気的特性はHayden modelに従うこと、焙煎状態の変化と電気インピーダンスの変化に関連があり、特に低周波域の測定値が大きく影響されることが明らかになった。