パブリックドメイン古書『肥料の研究』（1894）を、ブラウザ付帯で手続き無用なグーグル翻訳機能を使って訳してみた。

　原題は『Manures and the principles of manuring』、著者は Charles Morton Aikman です。
　例によって、プロジェクト・グーテンベルグさまに御礼をもうしあげます。
　図版は省略しました。索引が無い場合、それは私が省いたか、最初から無いかのどちらかです。
　以下、本篇。（ノー・チェックです）

*** プロジェクト・グーテンベルク電子書籍「肥料と施肥の原則」の開始 ***

施肥の原則

肥料
そして
施肥の原則
による
CM AIKMAN、MA、D.Sc.、FRSE、FIC
元グラスゴー獣医科大学化学教授、元グラスゴー大学化学審査官。『FARMYARD MANURE』等の著者。

第三印象

ウィリアム・ブラックウッド・アンド・サンズ
エディンバラとロンドン
MCMX

D. ヴァン・ノストランド社
ニューヨーク

に
ジョン・ベネット・ローズ卿、法曹長、法学博士、神学博士、
ロスハムステッドの
そして
サー・J・ヘンリー・ギルバート、MA、LL.D.、FRS、

元オックスフォード大学シブソーピアン農村経済学教授。
過去50年間の著名な研究により、肥料科学の
構築に大きく貢献。
この作品は、
ロスハムステッドの成果の多くを体現し、
捧げられています。

[ページ vii]
序文。
本書が執筆に着手された当初、この主題を扱った英語の文献はごくわずかで、肥料の問題を詳細に扱ったものもほとんどありませんでした。しかしながら、ここ数年、農業教育への関心が著しく高まったことにより、農業科学文献への需要が高まり、多くの新しい文献が誕生しました。しかしながら、著者は、本書が当初埋めようとした空白は、依然として埋まっていないと考えています。

農業に関心を持つ人なら誰でも、このテーマの重要性をよく理解している。人工肥料の導入が近代農業に革命をもたらしたと言っても過言ではない。実際、人工肥料の助けがなければ、現在行われているような耕作農業は、[viiiページ]不可能だ。50年前にはこの慣行は知られていなかったと言えるかもしれない。しかし、今では広く普及しており、現在ではこの国だけでも肥料取引に投じられた資本は数百万ドルに上る。したがって、これほど巨額の金銭的利益が絡む慣行は、すべての農業科学研究者、そして政治経済学者にとっても、最も綿密な検討に値することは言うまでもない。

本書の目的は、土壌肥沃度の問題、そして様々な肥料の性質と作用に関する近年の農業研究の主要な成果を、簡潔かつ一般向けに分かりやすく提供することである。本書は、このテーマを網羅的に論じるものではなく、著者が農業の実践に重要な意味を持つと考える事実のみを取り上げている。本書の扱い方においては、ストーラー教授が最近出版した精緻で優れた論文『農業と化学の関係』（農学を学ぶすべての学生に心から推奨するものであり、著者もこの機会にこの論文に深く感謝する）と、J・M・H・マンロー博士の優れた小著『土壌と肥料』の中間に位置すると言えるだろう。

本書を一般の農業読者にできるだけ分かりやすくするために、表形式のものや多少技術的な内容はすべて省略しました。[9ページ]各章に付属する付録に移動されました。

著者は、過去数年間、大学の公開講座講師として、また郡議会の農業教育計画に関わる講師として、幅広い経験を積んできました。この経験から、この研究は農業科学の教育に携わる人々にとって特に価値のあるものであると確信しています。

農芸化学のあらゆる著者と同様に、サー・ジョン・ベネット・ローズ（準男爵）とサー・J・ヘンリー・ギルバート（ロスザムステッドにあるサー・ジョン・ローズ実験所で50年以上にわたり進められてきた研究に対し、私は深い恩義を感じていることを表明せざるを得ない。この著名な研究者への感謝は、彼らがこの研究を彼らに捧げることを許し、また、その一部を試読する機会を与えてくれたことで、さらに深まった。本書全体を通してこれらの実験結果を自由に活用しているだけでなく、最終章には、様々な肥料の作用に関するロスザムステッドにおける重要な研究のいくつかを、表形式で簡潔にまとめている。

著者は、この主題に関する数多くのドイツとフランスの著作、特にハイデン教授の百科事典的な『魔法使いの手引き』とエミール・フォン・ヴォルフ博士のさまざまな著作に多大な恩恵を受けている。

[ページ x]英語の著作の中で、特にR・ウォリントン氏（FRS）、S・W・ジョンソン教授、アームズビー教授、故オーガスタス・フェルカー博士をはじめとする方々の著作から得た助けについて言及したい。また、スティーブンス著『農場の書』の新版にも謝辞を捧げ、その編集者であり、スコットランド・ハイランド農業協会の事務局長で友人のジェームズ・マクドナルド氏にも校正刷りの一部を読んでいただいたことに感謝の意を表したい。

また、校正刷りの改訂に協力してくれた友人である、公衆分析家協会名誉幹事のバーナード・ダイアー博士、スコットランド高地農業協会化学者のAPエイトキン博士、バンガーのダグラス・ギルクリスト教授、フリッチャムの故FJクック氏、ロンドンのヘルマン・フォス氏、グラスゴーのライト教授に感謝するのも彼の喜ばしい義務である。

分析研究所、

128 Wellington Street、グラスゴー、
1894年1月。

[11ページ]
コンテンツ。

第1部歴史的序論
ページ
農芸化学の始まり 4
植物の成長に関する初期の理論 4
ファン・ヘルモント 4
ディグビー 6
デュアメルとスティーブン・ヘイルズ 8
ジェスロ・タル 9
シャルル・ボネによる植物の炭素源の発見 11
プリーストリー、インゲンハウス、セネビエによる炭素同化に関する研究 11-12
ダンドナルド伯爵による最初の英語論文の出版 13
テオドール・ド・ソシュール著『植生に関する化学的研究』1804年刊行 14
植物窒素源に関する理論 15
このテーマに関する初期の実験 16
ハンフリー・デイビー卿の講義（1802-1812） 17
1812年の農業化学の状況 17
ブッサンゴーの研究の始まり (1834 年) 21
リービッヒの最初の報告書が英国協会に発表される 24
「腐植」理論の反駁 26
リービッヒの鉱物理論 26
植物の窒素源に関するリービッヒの理論 27
リービッヒの第2回報告書の英国協会への発表 30
リービッヒの農業化学への貢献 31
ドイツにおける農業研究の発展 32
ロスサムステッド実験ステーション 33
JBローズ卿とJHギルバート卿、彼らの実験の性質と価値 33[12ページ]
植物の成長に関する現在の知識のレビュー 36
植物のおおよその組成 36
植物による炭素固定 37
植物の成長に対する光の作用、シーメンス博士の実験 38
植物の酸素と水素の供給源 39-40
植物の窒素源 40
自由窒素とマメ科植物の関係 42-44
有機態窒素、アンモニア塩、硝酸塩と植物との関係 46-50
硝化とその条件 51
植物の灰の成分 53
植物の灰分成分の必須性を確認するための研究方法 53
（a）人工土壌、（b）水耕栽培 53-55
植物が栄養成分を吸収する方法 55
浸透圧 55
土壌による植物栄養分の保持 57
土壌による植物栄養分の保持原因 59
施肥 60
「フィールド」と「ポット」実験 60

第2部肥料施用の原則
第１章土壌の肥沃度
土壌の肥沃度とは何か 65
私。土壌の物理的性質 65
土壌の種類 66
土壌の吸水力 67
砂、粘土、腐植土の吸水力 68
土壌粒子の細かさ 69
土粒子の細かさの限界 69
保持力の重要性 70
植物が土壌から水分を吸収する力、サックスの実験 73
土壌の吸収力を高める方法 74
植物の成長に最も適した土壌中の水分量 75
土壌の吸湿力 75
土壌の熱吸収・保持能力 76
露の説明 77[13ページ]
土壌熱 78
腐った家畜糞尿の熱 78
発酵熱の原因 79
色が保温力に与える影響 80
土壌のガス吸収力 81
土壌に含まれるガス 81
土壌のガス吸収力の変動 82
土壌による窒素の吸収 82
土壌における植物の根の要件 83
耕作が特定の地域における植物の数に与える影響 86
イギリスとアメリカの農業の比較 86
II. 土壌の化学組成 87
土壌の肥料成分 87
土壌における窒素、リン酸、カリウムの重要性 88
土壌中の肥料成分の化学的状態 89
土壌中の可溶性肥料成分の量 90
土壌の化学分析の価値 90
III. 土壌の生物学的特性 92
土壌の細菌 92
第1章の要約 96

第1章の付録
注記
私。シュブラーによる土壌物質の吸収力表 98
II. シュブラーによる様々な土壌における水分の蒸発率の表 99
III. 212° Fで乾燥した土壌の吸湿力の表（デイビー） 99
IV. 土壌中に存在するガス 100
V. 土壌中の植物栄養分の量 100

土壌の化学組成 101
七。土壌中に存在する植物性食品の形態 107

第2章肥料の果たす役割
肥料の語源 109
肥料の定義 110
さまざまな種類の肥料 111
さまざまな種類の肥料の作用 113
[14ページ]
第3章農業における窒素の位置
ロスザムステッドの実験と窒素問題 115
自然界に存在する窒素のさまざまな形態 116
「自由」窒素と植物の関係 117
空気中の結合窒素 118
雨に降る窒素の総量 119
土壌中の窒素 120
土壌中の窒素 121
表土の窒素 121
土壌中の窒素量 123
窒素が最も豊富な土壌 123
土壌中の窒素の性質 124
土壌中の有機窒素 125
表土と下層土の窒素の違い 126
土壌中のアンモニアとしての窒素 127
土壌中のアンモニア量 127
土壌中に硝酸塩として存在する窒素 128
土壌中の硝酸態窒素の位置 128
土壌中の硝酸塩の量 120
休耕地土壌中の硝酸塩の量 129
耕作土壌中の硝酸塩の量 130
肥料を与えた小麦土壌中の硝酸塩の量 131
土壌窒素の供給源 131
自然条件下での土壌窒素の蓄積 133
牧草地における窒素の蓄積 134
マメ科作物による窒素の獲得 135
「遊離」窒素の固定 136
土壌窒素の増加に対する肥料の影響 136
窒素損失の原因 137
排水による硝酸塩の損失 137

常緑牧草地と「間引き栽培」による窒素損失の防止 138
硝酸塩の損失を減少させるその他の条件 139
排水による窒素損失量 140
「遊離」窒素の形での窒素の損失 141
窒素損失の総量 142
退行による窒素の損失 142
窒素損失の人工的な発生源 144
作物から除去された窒素の量 144
農場で発生した窒素の損失 146[15ページ]
家畜糞尿処理における損失 146
牛乳から除去された窒素 147
窒素問題の経済学 147
芸術における窒素化合物の損失 148
火薬の使用による損失 148
下水処理による損失 149
私たちの人工窒素供給 150
硝酸ソーダと硫酸アンモニア 150
ペルーのグアノ 151
骨 151
その他の窒素肥料 152
油種子と油かす 153
その他の窒素輸入源 153
結論 153

第3章の付録
注記
私。 1年間に1エーカーの土地に雨によって供給される窒素の量をアンモニアと硝酸として測定する 155
II. さまざまな深さの土壌中の窒素 156
3 窒素肥料を施用していない耕作土壌中の硝酸塩としての窒素（1エーカーあたりポンド）（ロザムステッド土壌） 157
IV. ロスサムステッド土壌中の硝酸塩としての窒素 157
V. 牧草地に敷かれたロザムステッド土壌の窒素増加の例 158

硝酸塩の排水による損失 158
七。ロスサムステッド土壌における窒素減少の例 159
八。肥料を与えていない裸地からの排水中の排水量と硝酸塩としての窒素、深さ20インチと60インチ 160

第4章硝化作用
硝化のプロセス 161
土壌中の硝酸塩の発生 162
インドの硝石土壌 162
硝石農園 163
硝化の原因 165
硝化作用をもたらす発酵物 167
亜硝酸生物の出現 168
硝酸生物 169
隔離の難しさ 169[16ページ]
硝化生物は有機物を必要としない 169
硝化に適した条件—
食品成分の存在 170
塩化可能な塩基の存在 171
弱アルカリ性の溶液中でのみ起こる 172
石膏の硝化作用 173
酸素の存在 173
温度 175
十分な量の水分の存在 176
強い日光がない 176
毒物によって破壊された硝化生物 176
脱窒 177
脱窒作用も細菌の影響を受ける 178
脱窒に適した条件 178
水浸しの土壌で起こる 179
土壌中の硝化生物の分布 179
発生する深さ 180
植物の根による硝化促進作用 181
硝化能を持つ物質の性質 181
硝化が起こる速度 183
硝化は主に夏に起こる 183
休耕地ではプロセスが最も速く進行する 184
硝化速度に関する実験室実験 185
土壌窒素の特定の部分は、他の部分よりも硝化しやすい 187
野外実験から推定された硝化速度 187
休耕地の土壌中に生成される硝酸塩の量 188
硝酸塩の位置は季節によって異なる 188
排水中の硝酸塩 188
年間の異なる時期に生産される量 189
肥料の硝化 190
最も容易に硝化されるアンモニア塩 191
最も硝化しやすい肥料である硫酸アンモニア 191
その他の肥料の硝化率 192
硝化に最適な土壌 192
森林土壌における硝化作用の欠如 193
硝化作用が農業実践に及ぼす重要な影響 193
土壌が植生で覆われていることが望ましい 194
永久牧草地は土壌の最も経済的な状態 194
硝化作用と作物の輪作 195
[17ページ]
第 4 章の付録
注記
私。硝化に関する古い理論 196
II. 硝化は有機物が存在しない溶液中で起こる 196
III. 土壌中の微生物の酸化力 197
IV. 尿が土壌の硝化に与える影響 197
V. フランクランド教授が硝化微生物の培養に使用した溶液 198

ブッサンゴーによる硝化速度に関する実験 198
七。ロスアムステッド土壌における窒素（硝酸塩として）（裸休耕後、エーカー当たりポンド） 198

第5章農業におけるリン酸の位置
自然界におけるリン酸の存在 199
リン酸のミネラル源 200
アパタイトとリン光石 200
糞石 201
グアノ中のリン酸の存在 202
一般的な岩石に普遍的に存在する 202
土壌中における発生 203
土壌中にリン酸が発生する状態 203
植物における発生 204
動物における発生 205
農業におけるリン酸損失の原因 205
排水によるリン酸の損失 206
リン酸の損失の人工的な原因 206
牛乳から除去されたリン酸の量 207
家畜糞尿処理におけるリン酸の損失 208
下水中のリン酸の損失 208
リン酸の人工的増加源 208

第5章の付録
注記
私。アパタイト（フェルッカー）の組成 210
II. 一般的な岩石中のリン酸の割合 211

第6章農業におけるカリの位置
リン酸よりも重要性の低いカリ 212
カリの発生 213
長石およびその他のカリ鉱物 213[18ページ]
シュタスフルト塩 214
硝石の発生 215
土壌中のカリウムの存在 215
土壌中で主に不溶性のカリウム 216
植物および植物灰中のカリウムの割合 216
動物組織におけるカリウムの存在 217
カリウム損失の原因 217
作物から除去されたカリウムの量 218
牛乳から除去されたカリウムの量 218
カリ肥料 218

第6章の付録
注記
私。さまざまな鉱物中のカリウムの量 220
II. カリ製造において、1000ポンドの様々な種類の植物から得られるカリの量 220

第3部肥料
第7章農場肥料
構成の変動 223
3つの構成要素クラスから構成される 224
固形排泄物—
その性質 224
さまざまな家畜の固形排泄物の組成の違い 224
この違いの原因 225
様々な動物の固形排泄物中の肥料成分の割合 226
尿— 228
その性質 228
構成の変動 229
この変動の原因 229
さまざまな家畜の尿の肥料価値 230
食物中の有機物、窒素、ミネラル物質が固形排泄物や尿中に排出される割合 232
さまざまな家畜の排泄物全体の肥料価値の比較 234
消化の過程で食物が受ける変化の性質 235[19ページ]
ゴミ— 236
その用途 236
わらのゴミとしての用途とその適性 237
さまざまな種類のわらの構成 238
ゴミとしてのローム 239
泥炭をゴミとして 240
ピートモスと麦わらの特性の比較 241
ゴミとしてのワラビ 241
乾燥した葉をゴミとして 242
さまざまな動物が出す肥料—
馬糞—
生産量 243
その性質と構成 243
敷料として使用されるわらの量 244
維持損失の原因 245
損失を防ぐ方法 245
「フィクサー」の使用とその作用の性質 245
牛糞—
生産量 248
その性質と構成 249
敷料として使用されるわらの量 248
維持損失の原因 249
ショートダンの利点 249
豚糞—
生産量 250
その性質と構成 250
敷料として使用されるわらの量 251
羊の糞尿—
生産量 251
自然と構成 251
敷料として使用されるわらの量 252
農場で生産される肥料の量を計算する方法 252、注記
家畜糞尿の発酵—
発酵生産における微生物の働き 255
この研究で活動する細菌には好気性細菌と嫌気性細菌の2つのクラスがある。 255
発酵に影響を与える条件—
温度 256
空気への開放感 256
湿気 257[ページ xx]
肥料の組成 257
発酵産物 257
農場堆肥の分析—
ヴォルカー博士の実験 259
構成の変化 259
水分、有機物（窒素を含む）、鉱物質の量 260
硝酸ソーダ、硫酸アンモニア、過リン酸石灰と比較した肥料価値 260
新鮮な肥料と腐った肥料の比較—
腐敗の過程で生じる損失の性質と量 261
肥料は新鮮なまま施すべきでしょうか、それとも腐ったまま施すべきでしょうか？ 262
覆われた肥料山と覆われていない肥料山の相対的な利点 263
農場における堆肥の施用方法
それぞれの方法の長所と短所 265
山積みにして並べる 265
それを広めて放送し、放置する 266
すぐに耕す 267
家畜糞尿の価値と機能—
植物栄養に必要な要素の供給者として 268
「万能」肥料として 269
作物に必要な窒素、リン酸、カリの割合 269
家畜糞尿中に含まれる割合 270
窒素の少ない家畜糞尿 270
ローズとギルバートの実験 271
「人工物」の使用によってどのようにそれが最も強化されるか 271
土壌への腐植供給源としての家畜糞尿の間接的な価値 273
土壌の質への影響 273
土壌中の不活性肥料物質を放出する効果 274
家畜糞尿の施用量 275
農場堆肥の持続性 276
その経済的価値 276

第7章の付録
注記
私。摂取した食物に対する排泄物の量の差 279
II. 羊、牛、牛が排泄する固形の排泄物 279[21ページ]
III. 羊、牛、雌牛が排泄する尿 280
IV. 固形および液状の排泄物中に排出された食物の割合 281
V. 豚の排泄物 281

一般的な食品1000部中の肥料成分 282
七。ピートモス堆肥と小麦わら堆肥をそれぞれ用いた厩肥の分析 283
八。ワラビの分析 283
馬糞の分析 283
X. アンモニア「定着剤」の化学反応の性質 284
XI. 牛糞の分析 286
新鮮な堆肥と腐った堆肥の組成 286
新鮮な肥料と腐った肥料の比較 288
キンナード卿の実験 289
肥料山の排水 290
プロイセンのモルゲン（0.631エーカー）から輪作によって除去されたカリウムとリン酸の量 290
農場堆肥（新鮮）の組成 291
尿（排泄量） 291

第8章グアノ
農業における重要性 293
イギリス農業への影響 294
グアノの影響は必ずしも良いものではない 295
肥料としてのグアノの価値 296
グアノの起源と発生 297
グアノの組成の違い 299
私。窒素グアノ—
（あ）ペルーのグアノ 300
ペルーのグアノのさまざまな堆積物 301
ペルーグアノの外観、色、性質 303
ペルーグアノの組成 304
（イ）その他の窒素肥料：アンガモス、イカボエ 306
II. リン酸グアノ—
リン酸グアノの発生 308
リン酸グアノの組成の不平等 309
「溶解した」リン酸グアノ 310
「均一化」または「整流化」されたグアノ 311
リン酸グアノの肥料としての作用 312[22ページ]
グアノ中の肥料成分の割合 314
グアノの施用方法 315
使用するグアノの量 317
グアノの偽造 318
いわゆるグアノ—
魚の糞 320
魚の糞の価値 322
ミーンミールグアノ 324
肉粉グアノの価値 324
コウモリの糞 325
鳩と鶏の糞 325

第8章の付録
注記
私。ペルー産グアノがイギリスに輸入された（1865～1893年） 327
II. 世界のグアノ鉱床 327
III. 結節の組成 328
IV. ペルーのグアノの段階的な劣化を示す表（1867～1881年） 329
V. さまざまなグアノの組成 329

グアノ中のシュウ酸の作用に関するリービッヒの理論 330
七。鶏、ハト、アヒル、ガチョウの糞の分析 331

第9章硝酸ソーダ
輸出額 332
硝酸塩鉱床の発見日 333
硝酸塩鉱床の起源 334
フォーブスとダーウィンの起源論 335
硝酸ソーダ中の硝酸の供給源 337
硝酸ソーダの起源に関するグアノ説 337
硝酸ソーダ中の硝酸はおそらく海藻由来である 339
硝酸塩フィールドの出現 340
硝酸塩ソーダの採掘方法 341
カリケの構成 342
硝酸塩堆積物の範囲 342
硝酸ソーダの組成と性質 343
追肥として施用される硝酸塩 344
硝酸塩ソーダは深い根を育む 344
硝酸ソーダは消耗肥料ですか？ 345[23ページ]
硝酸ソーダが適した作物 346
硝酸ソーダの適用方法 347
他の肥料成分を十分に含むことの重要性 348
結論 349

第9章の付録

1830年から1893年までの南米からの総出荷量 351
1873年から1892年までのヨーロッパとイギリスへの総輸入額 351

第10章硫酸アンモニア
肥料としてのアンモニアの価値 352
硫酸アンモニアの発生源 353
ガス工場からのアンモニア 353
その他の情報源 354
アンモニア硫酸塩の組成等 355
硫酸アンモニアの応用 356

第10章の付録

イギリスにおける硫酸アンモニアの生産、1870-1892年 358

第11章骨
骨の初期の使用 359
骨が使用されるさまざまな形態 360
骨の構成 362
骨の有機物 363
骨の無機物 363
骨の治療 364
骨の作用 365
溶けた骨 368
骨に適した作物 368
骨灰 369
骨炭または骨黒 369

第11章の付録[24ページ]
注記
私。骨粉の分析 371
II. 溶解骨の分析 371
III. 骨灰の組成 372
IV. 骨炭の組成 372

第12章鉱物リン酸塩
糞石 373
カナダ産アパタイトまたはリン灰石 374
エストレマドゥーラまたはスペイン産リン酸塩 375
ノルウェー産アパタイト 376
チャールズタウンまたはサウスカロライナリン酸塩 376
ベルギー産リン酸塩 377
ソンムリン酸 378
フロリダリン酸塩 378
ラーンリン酸 379
ボルドーまたはフランス産リン酸塩 379
アルジェリアのリン酸塩 379
クラストグアノ 379
肥料としてのリン酸ミネラルの価値 380

第12章の付録

リン酸塩の輸入 381

第13章過リン酸塩
リービッヒによる過リン酸石灰の発見 382
過リン酸石灰の製造 383
起こっている反応の性質 385
石灰リン酸塩 385
リン酸の回復 389
還元リン酸の価値 391
過リン酸塩の組成 391
過リン酸塩の作用 392
過リン酸石灰の作用は時に不利となる 395
過リン酸石灰の施用 395
不溶性リン酸の価値 396
過リン酸石灰の施用量 397

第13章の付録[25ページ]
注記
私。各種リン酸塩の化学式、分子組成、組成率 398
II. 硫酸とリン酸石灰の反応 398
III. 可溶性リン酸から不溶性リン酸への変換表 399
IV. 鉄とアルミナの逆戻りを引き起こす作用 399
V. さまざまな肥料中のリン酸の相対的な貿易価値 400

第14章リン酸塩または塩基性スラグ
その製造 401
最初は使われなかった 403
肥料としての価値の発見 403
塩基性スラグの組成 404
スラグ製造プロセス 406
塩基性スラグの溶解度 408
ダルムシュタットは塩基性スラグの実験を行っている 410
他の実験の結果 413
スラグに最も適した土壌 414
適用率 414
適用方法 416

第14章の付録

塩基性スラグの分析 417

第15章カリウム肥料
相対的な重要性 418
スコットランドの土壌にはカリウムが供給されている 419
カリ肥料の供給源 419
シュタスフルトカリ塩 420
硫酸カリウムと塩化カリウムの相対的な利点 421
カリ肥料の施用 422
カリ肥料に適した土壌と作物 423
適用率 423

第16章少量の化学肥料[26ページ]
スカッチ 427
粗悪品とウールの廃棄物 427
すす 428

第17章肥料としての下水
灌漑 431
下水の継続的な使用の影響 433
間欠灌漑 434
下水に適した作物 434
沈殿等による下水処理 436
下水汚泥の価値 439

第18章液体肥料 442

第19章堆肥
典型的な堆肥である農場堆肥 446
その他の堆肥 447

第20章間接肥料
ライム 449
肥料としての石灰の古代 449
石灰の作用 449
石灰は植物にとって必須の栄養源 450
豊富に存在する石灰 452
通常の農業慣行で土壌に還元される石灰 452
石灰のさまざまな形態 453
石灰 453
石灰は機械的にも化学的にも作用する 455
私。石灰の機械的機能 455
土壌の質に対する作用 455
石灰は軽い土壌をより凝集力のあるものにする 457
II. 石灰の化学作用 457
III. 石灰の生物学的作用 459[27ページ]
石灰の窒素有機物に対する作用 460
要約 461

第21章間接肥料 ― 石膏、塩など
石膏 462
石膏の作用様式 462
塩 465
塩の使用の古代 465
その作用の性質 465
塩は植物にとって必須の栄養ではない 466
ソーダはカリの代わりに使えますか？ 466
普遍的な塩 467
特別な塩の供給源 468
塩の作用 468
土壌に対する機械的作用 470
溶媒作用 470
少量を肥料と一緒に使用するのが最適です 472
作物の品質に影響を与える 472
適用率 473

第22章肥料の施用
土壌肥沃度を高める肥料の影響 474
家畜糞尿が土壌に与える影響 475
農場の肥料と人工肥料 476
家畜糞尿は特定の作物には不向き 477
化学肥料の施用を決定する条件 477
肥料の性質 478
窒素肥料 478
リン酸肥料 480
カリ肥料 480
土壌の性質 481
以前の施肥の性質 482
作物の性質 483
さまざまな作物によって土壌から除去される肥料成分の量 484
作物の肥料消化能力 486
異なる作物の根系の違い 488
成長期 489[28ページ]
作物の構成の変化 490
植物性食品の吸収 490
肥料成分が種子に定着する 491
植物中の窒素の形態 491
上記の農業実践への影響 492
作物への過剰な施肥の影響 492

第23章一般農作物の施肥
シリアル 493
特に窒素肥料の恩恵を受ける 494
ケイ酸塩の吸収力 494
大麦 495
成長期 495
最も適した土壌 496
家畜の堆肥は適さない 497
大麦の均一施肥の重要性 497
ノーフォークの大麦実験 497
穀物とわらの比率 498
小麦 499
ロスザムステッド実験 500
継続的な成長 500
フリッチャムの実験 500
オート麦 501
非常に丈夫な作物 502
混合窒素肥料を必要とする 502
アーレントの実験 503
アベニーン 503
肥料の量 504
草 504
牧草地の牧草に対する肥料の影響 505
家畜糞尿の影響 506
土壌と季節が牧草地に与える影響 507
牧草地の施肥 508
バンガー実験 508
ノーフォーク実験 509
常緑牧草地の施肥 509
ルーツ 510
肥料の組成への影響 512
窒素肥料は糖度を高める 512
作物の増加で回収された窒素の量 513[29ページ]
ノーフォーク実験 513
スウェーデンの肥料 514
ハイランド協会の実験 515
カブの豊作のための肥料 516
著者によるカブの実験 516
ジャガイモ 517
ハイランド協会の実験 518
ロスザムステッド実験 519
家畜糞尿の効果 520
ジャージー島におけるジャガイモの施肥 521
肥料の組成への影響 521
マメ科作物 522
マメ科植物はカリウムの恩恵を受ける 523
窒素肥料は有害かもしれない 523
クローバー病 524
小麦と豆の交互栽培 524
豆 525
豆の肥料 525
肥料成分の相対的価値 526
豆肥料としての石膏 526
肥料が作物の組成に与える影響 527
エンドウ豆 527
ホップ 528
キャベツ 528

第23章の付録

豆の肥料に関する実験 530

第24章施肥方法
と肥料の混合について
肥料の均等分配 531
肥料の混合 532
混合物の損失のリスク 533
アンモニアの損失 533
石灰のアンモニアへの影響 535
硝酸の損失 536
リン酸の逆変換 537
肥料成分は別々に施用する必要がある 538

第25章肥料の評価と分析について[ページ xxx]
化学分析の価値 539
化学分析の解釈 539
窒素 540
リン酸 541
リン酸の機械的状態の重要性 542
カリ 542
肥料の化学分析におけるその他の項目 543
肥料及び飼料法 543
肥料の評価方法 544
肥料成分の単価 544
肥料の本質的価値 545
フィールド実験 545
フィールド実験の教育的価値 547
実験から推定された肥料の価値 548
未利用肥料の価値 549
土壌の潜在的な肥沃度 549
未利用肥料の価値表 551

第25章の付録
注記
私。肥料成分から化合物を計算するための係数 553
II. 肥料の商業価値と現金価格を決定するための単位 554、555
III. さまざまな物質中の窒素とカリウムの肥料価値 556
IV. 異なる形態の窒素とカリウムの肥料価値の比較 557
V. ロウズとギルバートによる堆肥の未利用価値計算表 559

第26章ロスハムステッド実験
作物と肥料に関する実験の性質 561
ロザムステッドの土壌 561
表I. ロスザムステッドのフィールド実験一覧 562
小麦の実験—
肥料を与えていない区画 565
同じ土地で継続的に栽培された小麦（無肥料） 562[ページ xxxi]
表II 最初の8年間の結果 562
表III. その後40年間の結果 562
表IV. 堆肥を継続的に利用した小麦（年間14トン） 564
表V. 化学肥料を用いて継続的に栽培された小麦 565
表6. 大麦の生育に関する実験、1852年から1891年までの40年間 566
表VIII. オート麦の生育に関する実験、1869-78年 567
表IX。マンゲル・ウルゼルの実験 568、569
表10. 常緑牧草地における様々な肥料を用いた実験、36年間、1856年から1891年 570
表XI. ジャガイモの生育実験 ― 1876年から1880年までの5シーズンの平均 571
表XII. ジャガイモの生育実験（続き）—1881年から1892年までの12シーズンの平均 572

索引 573

パートI
歴史的紹介

[3ページ]
肥料と肥料施用の原則。
歴史的紹介。

農業化学は、自然科学のほとんどの分野と同様に、完全に近代に発展したと言えるでしょう。この分野に関する古くからの考察は確かに数多く存在しますが、それらは科学的価値がほとんどないとは言い難いでしょう。農業化学者が最初に解決しなければならなかった大きな問題は、「植物の栄養源とは何か？」と「その栄養源は何か？」でした。この2つの質問のうち、後者は前者よりも容易に答えが出ました。植物の栄養源は、大気か土壌のいずれかであると考えられます。しかしながら、大気の組成は20世紀末まで解明されておらず、土壌の化学についても未だ多くの研究を要する問題です。[4ページ]この問題に関する完全な知識のようなものを得る前に、この問題の解決に必要な根本的な条件が欠如していたことが一目瞭然となるでしょう。つまり、真に科学的な農芸化学の始まりは、プリーストリー、シェーレ、ラボアジエ、キャベンディッシュ、そしてブラックの名に連なる輝かしい発見、つまり前世紀末頃に遡ると言えるでしょう。

植物性食物の源に関する初期の理論。

これは事実であり、この問題を解こうとした初期の試みは、大部分において科学的価値がほとんどないものとみなさなければならないが、歴史的な観点から、これらの古くて興味深い推測のいくつかを簡単に見てみることは興味がないわけではない。

アリストテレス学派の教義は、物質を火、空気、土、水のいわゆる四元素に分けることができるという可能性に関するもので、近代化学の誕生まで何らかの形で存在していたが、当然ながらこれらの初期の理論に重要な影響を与えた。

ファン・ヘルモントの理論。

植物の成長という問題を解決するための最も初期かつ最も重要な試みの一つは、17世紀初頭に活躍した最も有名な錬金術師の一人、ジャン・バティスト・ファン・ヘルモントによるものでした。ファン・ヘルモントは、[5ページ]彼は決定的な実験によって、植物のあらゆる産物が水から生成可能であることを証明した。この古典的な実験の詳細は以下の通りである。

彼は一定量の乾いた土、200ポンドを用意し、そこに5ポンドの柳の木を植えました。そして、時折、純粋な雨水で丁寧に水やりをし、土に埃や土砂が落ちないように注意しました。彼はこの木を5年間育て続け、その期間の終わりに、実験は十分に長くなったと判断し、木を根こそぎ引き抜き、土をすべて払い落とし、再び土を乾燥させ、土と柳の重さを測りました。すると、柳の重さは169ポンド3オンスにまで減っていました。一方、土の重さはほぼ変わらず、約200ポンドでした。重さはわずか2オンスしか減っていませんでした。[1]

したがって、ファン・ヘルモントが得た結論は、植物栄養源は水であるというものでした。[2]

[6ページ]ディグビーの理論。

約50年後、非常に興味深い本が出版されました。そのタイトルは「植物の植生に関する講話、ケネルム・ディグビー卿、グレシャム・カレッジ、1660年1月23日。（実験による哲学的知識促進協会の会合にて。ロンドン：リトル・ブリテン、セント・ボトルフ教会向かいのジョン・ウィリアムズ社のために1669年に印刷）」です。著者は植物の成長は空気中に含まれるバルサムの影響によるものだとしています。この本は、硝石の肥料としての価値を最も早く認識した書物として特に興味深いものです。以下は、この興味深い古著からの抜粋です。

植物の病気、そして最終的にはその自然な経過における死は、バルサミコのような塩分を含んだ液の不足から生じます。バルサミコは、植物を成長させ、発芽させ、増殖させると、私は述べました。この不足は、植物が生育する場所での塩分不足、例えば不毛な土壌や空気の悪い場所、あるいは植物自体の欠陥、たとえその範囲内であっても、その植物を引き寄せるだけの活力がない、例えば根が枯れてしまった場合などから生じます。[7ページ]土壌は非常に硬く、閉塞していて冷たいため、植物としての機能を失っています。さて、これらは両方とも、一つの同じ薬でかなり改善される可能性があります…。冷たく空虚な灰色の泉で土壌に水をやるのはそれほど役に立ちませんが、泥状の塩水を一面に溢れさせて土地を豊かにします。しかし、何よりも、よく消化された露はすべての植物を最も豊かに繁茂させます。では、これらの液体にこれほどの豊かな効能を与えているのは何でしょうか。それらすべてに共通する単なる水ではあり得ません。その中には水が媒体としてしか役立たない何か他のものが閉じ込められているに違いありません。スパジリングの技術で調べると、水中で膨張した亜硝酸塩に他ならないことがわかります。この塩がすべてのものに豊穣をもたらします。そして、この塩（正しく理解）から、すべての植物だけでなく、すべての鉱物も起源を得ます。普通の硝石を水で希釈し、他の適当な土質物質と混ぜることで、私が導入しようとした穀物に少し馴染ませることができ、最も不毛な土地を最も肥沃な土地よりもはるかに豊かにし、驚くほど豊かな収穫をもたらしました。この液体に麻の種を浸したところ、やがて、その背丈と硬さから、普通の麻というよりはむしろ少なくとも14年は生育した雑木林のように見えるような植物が生えてきたのを私は見ました。パリのキリスト教教父たちは、今でもこれを記念碑として大切にしています（そしてそれは実に素晴らしいものです）。[8ページ]1本の根、あるいは大麦の粒から249本の茎が伸びる大麦の植物。その根には1万8000粒以上の大麦の粒、あるいは種子が数えられていた。しかし、この豊穣は種子、あるいは根に吸い込まれた硝石によるものだとお考えですか？いいえ、硝石はすぐに枯渇し、これほど多くの子孫に物質を供給することはできないでしょう。硝石は磁石のように、空気中に広がる塩を引き寄せます。コスモポリタンに「空気中には生命の糧が隠されている」と言わしめたのです。[3]

デュアメルとヘイルズ。

フランスの作家デュアメルとイギリスの作家スティーブン・ヘイルズは、植物生理学に関する著作の著者として、ついでに挙げておこう。両名は18世紀中頃に活躍した。デュアメルの著作には、接ぎ木、樹液の動き、光が植物の成長に及ぼす影響に関する貴重な情報が多く含まれており、また、特定の物質を植物に処理した場合の影響について著者自身が行った実験結果も含まれている。『植物の静電気に関する静電気に関するエッセイ集、または野菜の樹液に関する静電気実験の記録』スティーブン・ヘイルズ著、DD（2000年）[9ページ]1738年にロンドンで出版された『デュアメルの実験』（全1巻）には、その題名からもわかるように、デュアメルの実験とほぼ同じ性質の実験の記録が含まれていた。

ジェスロ・タルの理論。

初版が発表された際に大きな関心を集めた理論、すなわちジェスロ・タルの理論について触れておきたい。タルが農業科学にもたらした最大の貢献は、土壌を徹底的に耕すほど作物が豊かに実るという、当時広く認められていた事実を説明する理論を提唱し、耕起作業の重要性を強調したことである。タルの理論は、農業化学における多くの重要な問題への関心を喚起する上で極めて大きな影響力を持ち、その価値が近年になってようやく理解されるに至った多くの要素を含んでいたため、この理論を簡単に述べることは興味深い。

タルによれば、植物の栄養源は土壌粒子である。しかし、これらの粒子は、植物が利用できるようにするためには非常に細かく粉砕されなければならず、植物は根を通してそれらを吸収する。この土壌の粉砕は自然界では農家とは無関係に進行するが、非常にゆっくりと進行するため、農家は耕作作業によってこの進行を早めなければならない。これらの作業が効率的に行われるほど、植物への供給はより豊富になる。[10ページ]植物の栄養が土壌に十分に行き渡るようにするため、彼は馬鍬農法を考案し、推進した。彼によれば、この理論は、大陸でブドウの木を列状に植え、列と列の間を時折鍬で耕すという習慣にヒントを得たという。この耕作法が優れた成果をもたらしたことから、彼はイギリスでもこの方法を採用し、自らの農作物に採用した。そこで彼は、鋤き込みだけでなく手鍬入れでも十分に耕作できるほど広い列や畝に作物を植えた。彼はこれを植物が成熟するまで続けた。最適な間隔の正確な幅については、数多くの実験を行った。小麦栽培では当初、この間隔を6フィートとしたが、後にもっと狭い間隔を採用し、最終的には4フィートから5フィートになった。彼はまた、それぞれの畝ごとに小麦の最適な播種列数について実験を行い、後に最も簡便な2列を10インチ間隔で播種する方式を採用した。この耕作法で大きな成功を収めた彼は、実験結果を有名な著書『馬鍬耕による農業』として出版した。

タルの理論は本質的には健全な原則に基づいていたものの、彼は個人的な成功に酔いしれ、根拠のない推論を導き出した。こうして彼は回転が[11ページ]徹底した耕作システムが実施されていれば、作物の栽培は不要であった。彼によれば、肥料もまた、彼の耕作システムの下では完全に不要であった。なぜなら、肥料の真の機能は、発酵によって土壌を粉砕することにあるからである。

科学に貢献した最初の本当に価値のある科学的事実は、プリーストリー、ボネ、インゲンハウス、セネビエによってなされました。

植物の炭素源の発見。

スイスの博物学者シャルル・ボネ（1720-1793）は、極めて重要な発見、すなわち、現在では植物体の大部分を占めていることが知られている炭素の真の源の発見に初めて貢献した人物として称賛されるべきである。葉の機能という問題に没頭していたボネは、葉を水に浸すと、しばらくすると葉の表面に泡が集まるのを観察した。ちなみに、ドゥ・ラ・イルは約60年前に同じ事実に気づいていた。しかし、これらの泡が、彼が少し前に発見した気体、すなわち酸素であることが判明したのは、プリーストリーの手によるものであった。プリーストリーはこの頃、動物の存在によって損なわれた空気を浄化する力が植物にあるという興味深い事実に気づいていた。[ 4 ][12ページ]この非常に興味深く重要な発見の次のステップは、著名な医師であり自然哲学者でもあったジョン・インゲンハウス（1730-1799）によって踏み出されました。1779年、インゲンハウスはロンドンで『野菜に関する実験』と題する著書を出版しました。この著書の中で、彼はボネットとプリーストリーが既に研究していた問題について、自身が行ったいくつかの重要な実験の結果を示しています。これらの実験により、植物の葉は日光がある場合にのみ酸素を放出することが証明されました。1782年には、『植物界が動物の創造に及ぼす影響』という別の著書を出版しました。[5]

ボネットが最初に植物の葉から放出されていることに気づき、プリーストリーが酸素であると特定し、インゲンハウスが太陽光線の影響下でのみ放出されることを証明したガスの源は、最終的にスイスの博物学者ジャン・セネビエによって明らかにされた。[6]（1742-1809）は、空気中の炭酸ガスを植物が吸収して分解し、酸素を放出し、炭素を同化していると考えられています。

[13ページ]農業化学に関する最初の英語論文の出版。

1795年、化学と農業の関係を扱った本が出版されました。スコットランドの貴族、ダンドナルド伯爵によって執筆されたこの本は、英語で書かれた最初の農業化学に関する書籍であるという点で特に興味深いものです。正式タイトルは「農業と化学の間に存在する密接なつながりを示す論文」です。

著者は序文でこう述べている。「農業が科学としてこれまでゆっくりと進歩してきたのは、農耕民の教育不足と、農業について著述してきた著者たちが、農業と化学の間に存在する密接な関係を理解していなかったためである。実際、化学に依存しない操作やプロセスは、機械的なものに限らず、存在しない。化学とは、物体の特性と、それらの様々な組み合わせから生じる効果に関する知識であると定義される。」

SWジョンソン教授はこの一節を引用して次のように述べています。[7]「ダンドナルド伯爵は、化学が古代の技術に輝かしい未来を開くであろうことをすぐに理解していた。化学は常に国家の主要な支えであり、これからもそうあり続けるだろう。しかし、彼が[14ページ]農学の根本問題に化学が投げかけ得る光は、実に微弱なものだったとダンドナルド伯爵は記している。大気の化学的性質は、当時、発見されてからわずか20年しか経っていなかった。水の組成が知られてからは、わずか12年しか経っていなかった。ダンドナルド伯爵が植物の組成について説明できたのは、次のようなものだけだった。「植物は粘液質、樹脂質、動物のそれに似た物質、そして少量の油からなる。……これらに加えて、植物は土質を含む。これは、かつては成長中の植物が新たに吸収した液汁に溶解していたものだ。」確かに、彼はその後のページで、デンプンは粘液質に属し、野菜を火で分析すると、可溶性のアルカリ塩と不溶性のリン酸石灰が得られると述べている。しかし、これらの塩は、石灰を除いて燃焼の過程で生成されると彼は主張した。そして、それらが土壌から採取され、植物にとって不可欠な栄養分を構成しているという事実を、伯爵は知らなかった。彼にとっての農業化学の要点は、植物は「少量の石灰質物質を含む気体で構成されている」ということであった。この発見は、実際の農家にとっては大したことではないと思われるかもしれないが、農家の注意と注目に値するものである。

ド・ソシュール。

1804年は、科学界に最も重要な貢献をした本が出版された年でした。[15ページ]この時までに、ソシュールは植物の鉱物成分、すなわち灰分に初めて注目し、偉大なリービッヒの後の有名な「鉱物」理論をある程度予見していました。このフランスの化学者は、これらの灰分は不可欠であり、それなしでは植物の生命はあり得ないと主張しました。彼はまた、ボネ、プリーストリー、インゲンハウス、セネビエの実験に基づき、植物は太陽光の影響下で空気中の炭酸ガスから炭素を得るという理論を支持する独自の新たな実験を提示しました。彼は、植物の水素と酸素はおそらく主に水に由来すると考えていました。彼は、植物の成分の大部分は空気と水に由来し、灰分は土壌にのみ由来することを示した。植物の栄養源に関する最初の明確な記述はソシュールによるものである。ほぼ1世紀の時を経て、彼の見解は概ね正しかったことが証明されたと言えるだろう。

植物の窒素源。

農業化学の歴史の遠い時代でさえ、農芸化学者たちの関心を引いていた疑問が一つありました。それは、植物の窒素の源についての疑問です。[16ページ]現時点では、依然として農業化学の喫緊の課題であると言えるでしょう。[8]

窒素が植物の構成要素であることが発見されると、その起源について様々な憶測が飛び交いました。空気中にこの貴重な元素が無限に蓄えられているという事実と、植物の葉が同じ源から炭素を吸収するという類似性から、初期の研究者たちは、空気中の遊離窒素が植物の窒素の源であるという考えを自然に思いつきました。しかし、この理論を証明する直接的な実験は提示されず、さらに窒素は土壌中に存在し、肥沃な土壌の必須成分であるように思われたため、土壌が唯一の供給源であるという意見が徐々に古い理論に取って代わりました。しかしながら、これらの初期の理論は真に価値のある実験に基づいていたとは到底言えないため、あまり価値を見出すべきではありません。実際、その後の実験を踏まえると、当時は十分に精密な分析装置が全く存在しなかったという事実から、この問題をこの初期の時期に解決することは不可能であったと断言できるでしょう。実際、極めて重要と言える実験が可能になったのは、ここ数年のことである。窒素と植物の関係に関する知識の発展については、後ほど簡単に概説します。

[17ページ]サー・ハンフリー・デイビーの講義。

1802年から1812年にかけてハンフリー・デイビー卿が農業委員会で行った農業化学に関する一連の講義。その後1813年に書籍として出版された。[9]は、当時のこの主題に関する知識の状態をかなり正確に測定する機会を与えてくれます。

世紀初頭の農業化学の位置づけ。

開会の講演でデイビーはこう述べている。「農業化学は未だに体系的な形態をとっていない。有能な実験家たちによって短期間研究されたに過ぎない。その原理は未だ初歩的な論文集にまとめられていない。…そして」と彼は付け加える。「一連の実験的実証によって農業化学を説明しようとする我が国初の試みを、皆さんは寛容に受け止めていただけると確信している。」

彼はさらにこう述べている。「農業化学の研究は、物質の構成と性質、そしてそれらの変化の法則に関する一般的な探究から始めなければならないことは明らかである。地球の表面、大気、そしてそこから堆積する水は、一緒に、あるいは個別に、農業化学に関わるすべての原理を提供しなければならない。」[18ページ]そして、これらの原理の化学的性質を調べることによってのみ、植物の栄養が何であるか、そしてその栄養が植物の栄養としてどのように供給され、準備されるかを発見することができるのです。」

デイビーはさらにこう述べている。「土壌の化学的性質と土壌がさらされている物理的状況が十分に分かっていなければ、さまざまな耕作システムやさまざまな地域で採用されているさまざまな作物のシステムの比較上の利点に関する一般原則を定めることはできない。」

彼は実験の極めて重要な重要性を認識している。「農業において、あらゆる状況を詳細かつ科学的に詳細に記述する実験ほど欠けているものはない。」

植物の構成について、彼は次のように述べている。「植物の最も重要な成分は、水素、炭素、酸素から成り、それぞれ異なる割合で構成されていることは明らかである。通常は単独で構成されているが、ごく少数の例では炭素と窒素が複合している。酸、アルカリ、土類元素、金属酸化物、塩類化合物は、植物の生育には不可欠ではあるが、特に農業との関連においては、他の成分よりも重要性は低いと考えられる。」

さらに、「土壌中の純粋な土は単に機械的または間接的な化学物質として作用するのか、それとも実際に植物に栄養を与えるのか」という疑問が湧きます。

この質問に対する答えは「水は、[19ページ]土壌中に存在する分解中の動物性および植物性物質は、植物にとって真の栄養源となります。土壌の土質部分は水分を保持し、野菜の根に適切な割合で水分を供給するのに役立つように、動物性または植物性物質の適切な分布を促進する効果もあります。これらを均等に混ぜることで、動物性または植物性物質の急速な分解を防ぎ、それによって可溶性物質が適切な割合で供給されます。

デイヴィーの講義の価値。

これらの講義の最大の意義は、当時までに判明していた様々な散在した事実を体系的に結びつけ、それらが農業実践に及ぼす影響を解釈しようとした最初の試みであった点にあります。確かに、そこには農芸化学というよりはむしろ植物学や生理学に属する事実が奇妙に混在しています。それでもなお、これらの講義は疑いなく探究心を大きく刺激し、同時にこの科学の普及にも大きく貢献しました。

しかし、デイビーは他者が得た様々な結果を要約し体系化しただけでなく、自らも科学に多くの貴重な貢献を果たしました。彼が得た結果から導き出した結論は、多くの場合誤りであり、場合によっては誇張されていたことは間違いありません。それでもなお、その研究結果は永続的な関心を集めています。彼は、[20ページ] 土壌の最も重要な物理的特性や機械的特性の多くを明らかにしているが、これらの特性が肥沃度の問題に与える影響の重要性を誇張している。[10]

これらの実験は、土壌の熱と水分の吸収力に関するものでした。彼は肥沃な茶色の土壌と、冷たく不毛な粘土質の土壌で実験を行い、それらの土壌がどの程度の熱を失っているかを調べました。「土壌の温暖さ、特に春の温暖さが、生育中の植物にとって最も重要なことは、これ以上明白なことはありません。…したがって、露出した土壌の表面温度は、太陽光線にさらされているとき、少なくとも土壌の肥沃度を示す指標の一つとなります。」と彼は述べています。

また彼はこうも言っている。「土壌が空気から水分を吸収する力は、肥沃度と深く関係している。…私は大気中の水分に関して、多くの土壌の吸収力を比較してきたが、最も肥沃な土壌で吸収力が最大であることが常にわかった。つまり、これは土地の生産性を判断する一つの方法となるのだ。」

彼が間違えたのは、土壌の機械的性質の機能を過大評価し、土壌の肥沃さはそれだけによるものだと考えた点である。

その後の 30 年ほどの間に、新たな実験に関してほとんど進歩は見られなかったようです。

[21ページ]ブッサンゴー。

1834年、ブッサンゴーは、[11]今世紀最も著名なフランスの農芸化学者であるジョン・ローウェルは、アルザス地方ベシェルブロンの自邸で、輝かしい化学農業実験を次々と開始しました。その成果は農学に多大な貢献をもたらしました。これは「科学と実践」の融合、つまり農場に実験室を設立した最初の例であり、農学の発展を促進するのに特に適した組み合わせであり、その後、ジョン・ローズ卿の有名なロザムステッド実験所や、あまり知られていない他の研究施設において、輝かしい成果をもたらした模範となりました。

ブッサンゴーの最初の論文は 1836 年に発表され、「さまざまな種類の食品に含まれる窒素の量、およびこれらのデータに基づく食品の同等の価値」というタイトルが付けられました。

翌年には、さまざまな種類の小麦に含まれるグルテンの量、大規模な森林伐採や大きな沼地の排水などさまざまな農業活動が国の気候にどの程度影響を与えるかについての気象学的考察、ブドウの栽培に関する実験などの主題に関する論文が出版されました。

ブサンゴーは回転システムの根底にある科学的原理を研究した最初の観察者であった。[22ページ]1838年、彼はこのテーマについて行った非常に精巧な実験の結果を発表しました。彼はまた、植物による大気中の遊離窒素の同化という問題を解決するために精巧な実験を行った最初の化学者でもありました。このテーマに関する彼の最初の貢献は1838年に発表されましたが、それがさらなる研究を刺激したという点を除けば、科学的価値はほとんどないとみなされています。約13年後、彼はこの問題に戻り、1851年から1855年にかけて非常に精巧な実験を行いました。その結果は、ごく最近まで、ローズ、ギルバート、ピューの各氏の実験と並んで、この問題に決定的な決着をつけたと一般に考えられていました。[12]

1839年、ブッサンゴーはフランス研究所の会員に選出された。これは農業化学に対する彼の多大な貢献が認められた栄誉であった。[13]

[23ページ]以上は、1840年までの農芸化学の発展史を簡潔に概観したものです。この年は、今世紀における農芸化学に関する最も記憶に残る著作の一つ、リービッヒが英国農芸化学協会に提出した最初の報告書が出版された年であり、この著作は農芸化学の歴史における画期的な出来事と言えるでしょう。農芸化学者としてのリービッヒの地位は非常に高く、教師としての影響力も非常に強大であったため、彼の業績を評価する前に、いくつかの伝記的な事実を述べておくのは適切でしょう。

リービッヒ。

リービッヒは1803年、ダルムシュタットに生まれた。乾塩業者の息子として生まれ、幼い頃から化学の研究に没頭し、当初は唯一の手段であった薬局で働き始めた。しかし、まもなく研究の機会が限られていることに気づき、薬局を離れボン大学に進学した。ボンには長く留まらず、すぐに大学を離れエアランゲンに赴き、そこで数年間研究を行い、1822年に博士号を取得した。その後の研究はパリで、ゲイ＝リュサック、テナール、デュロンといった著名な化学者たちの指導の下で続けられた。当時パリにいたA.フンボルトの影響で、幸運にも彼と知り合い、彼は[24ページ]ゲイ＝リュサックの個人研究室に迎え入れられた。1824年、すなわち彼がまだ21歳だった時、ギーセン大学の化学特任教授に任命された。2年後には教授職に就き、 25年間その職を務めた。1845年には男爵に叙せられ、1852年にはミュンヘン大学の教授に任命された。そして1873年に亡くなった。

英国協会への最初の報告書。

上記の報告書は、英国化学協会化学部の要請によりリービッヒによって作成された。1840年にグラスゴーで開催された協会の会合で発表され、その後『農業と生理学への化学の応用』という題名で書籍として出版された。リービッヒの地位、過去の教育、そして経験は、この新しい科学の先駆者としての彼にまさにふさわしいものであった。J・H・ギルバート卿は次のように述べている。[14]「彼は、自分の研究テーマを扱う際に、そのテーマに直接関係する既存の知識を活用しただけでなく、有機化学の最近の成果も活用した。その多くは彼自身の研究室で得られたものだった。」

リービッヒは本書の冒頭にある英国協会への献辞でこう述べている。「完全な農業は、すべての貿易と社会の真の基盤である。[25ページ]産業は国家の富の基盤です。しかし、合理的な農業体系は科学的原理の適用なしには構築できません。なぜなら、そのような体系は、野菜の栄養源、土壌の影響、そして肥料の作用に関する正確な知識に基づいていなければならないからです。この知識は、植物が栄養を得る様々な物質の組成と特性を研究する方法を教えてくれる化学から求めなければなりません。

「腐植」理論に対する彼の批判。

リービッヒが最初に論じる主題は、いわゆる「腐植」理論の科学的根拠である。この腐植理論は、20世紀末頃にアインホフとターによって初めて提唱されたと思われる。ターは、腐植こそが植物の栄養源であると主張した。彼は著書の中で、土壌の肥沃度は実際には腐植に依存している、なぜなら水を除けば、腐植こそが植物の栄養源の唯一の源だからだと述べた。しかし、ソシュールは1804年に発表した実験によって、この腐植理論の誤りを明らかにした。そして、彼の主張はフランスの化学者ブラコノーとドイツの化学者シュプレンゲルの研究によってさらに発展させ、実証された。しかし、ソシュール、ブラコノー、シュプレンゲルの実験にもかかわらず、植物が土壌から栄養分を摂取しているという信念は、依然として揺るぎないものであり、ソシュール、ブラコノー、シュプレンゲルの実験にもかかわらず、植物が土壌から栄養分を摂取しているという信念は揺るぎないものとなった。 [26ページ]1840 年でも、その物質の炭素質部分は腐植土から得られるという考えは依然として一般的であったようです。

したがって、リービッヒが腐植土理論に最初に反駁した人物とはほとんど言えないが、彼がこの理論に致命的な打撃を与えたことは間違いない。彼はソシュールの結論を再主張し、いくつかの簡単な計算によって、それが全く根拠のないものであることを非常に明確に示した。彼が提示した議論の中で最も印象的なものの一つは、土壌の腐植土自体が、それ以前の植物の腐敗した植物質で構成されているという事実であった。そうであれば、それがどのようにして植物の炭素の本来の源となり得るのか、と彼は問うた。このような推論は、単に循環論法に陥るだけだった。さらに彼は、腐植土が水、さらにはアルカリ溶液にさえ比較的溶けにくいという事実が、この理論が正しいと受け入れられることに反する点を指摘した。

彼の鉱物理論。

こうして腐植説を論駁した後、彼は植物の様々な成分の起源という問題を論じる。土壌と植物の関係を扱う中で、彼は自らの「ミネラル」説を提唱する。リービッヒの時代以降の科学の進歩によって彼のミネラル説は大きく修正されたが、植物生理学の化学における最も重要な事実の一つを示唆していたことは疑いようがない。彼は植物の栄養分におけるミネラル分の重要性を初めて十分に評価し、植物の栄養源の一つへの道を示した。[27ページ]土壌肥沃度の主な源泉である灰の成分について論じた。この時期まで、灰の成分は一般的に重要視されていなかった。彼はこれに反論し、灰が植物の生命にとって不可欠であることを主張することで、農業研究に正しい方向への新たな推進力を与えた。彼の鉱物理論の主張は概ね真実であったが、真実の全てを網羅していたわけではない。

ソシュールは、既に指摘したように、ある程度リービッヒの鉱物理論を予見していた。彼は、植物の鉱物成分の一部がどのようなものであろうと、灰の中に常に存在する他の成分は必須であると考えていた。その例として、彼はアルカリ性リン酸塩を挙げ、「その量が少ないからといって無用であるわけではない」と賢明にも述べている。既に指摘したように、ハンフリー・デイビー卿は灰の成分の真の重要性を認識していなかった。こうして、ソシュールが既にある程度示唆していた鉱物の必須性という重要な教義を、リービッヒが改めて提示することになったのである。

リービッヒはこう述べています。「炭酸、水、アンモニアは植物の存在に不可欠です。なぜなら、これらには植物の器官を構成する要素が含まれているからです。しかし、他の物質も同様に、植物の各科に特有の特別な機能を担う器官の形成に必要です。植物はこれらの物質を無機物から得ています。」

鉱物の重要性を主張しながら[28ページ]鉱物の成分については、多かれ少なかれ一般的な方法で記述しており、鉱物の成分を他の成分と十分に区別していません。

すべての植物は特定の有機酸を含み、これらの有機酸はほぼ常に中性状態、すなわちカリ、ソーダ、石灰、マグネシアなどの塩基と結合した状態で存在するため、植物はこれらの酸を中和するのに十分な量のアルカリ塩基を吸収できる状態にある必要がある。したがって、土壌にはこれらの鉱物成分が必要である。しかし、彼によれば、塩基の正確な性質はそれほど重要ではない。要するに、彼は、J・H・ギルバート卿が指摘したように、現在認められているよりも塩基間の相互置換性が高いと仮定したのである。

異なる土壌の鉱物組成の違いについて考察を進めると、彼はこれを土壌を構成する岩石の違いに起因するものとしている。「風化」は、本来であれば封じ込められていた肥沃な土壌を利用可能にする上で大きな役割を果たしている。休耕の恩恵は、植物が利用できるようになったこれらの不燃性化合物の供給増加のみに起因すると彼は述べている。この主題について、彼は次のように述べている。「本章の前半（風化について説明してきた部分）からわかるように、休耕とは、ある種の土壌を解放するために、天候の作用によって土地が徐々に崩壊していく耕作期間である。」[29ページ]将来の植物に吸収されるアルカリとシリカの量。」

彼の肥料理論。

肥料の処理において、彼は肥料の最も重要な成分がカリとリン酸であることを示した。また、著書の初版では、肥料中の窒素の価値を強調し、動物の肥料の処理において窒素の損失を防ぐための注意が不十分であることを非難した。

後期の版では、リービッヒはこの見解を撤回し、雨に流されるアンモニアが植物に必要な窒素の十分な供給源となるため、肥料で窒素を供給する必要はないと考えたようだ。リービッヒが誤った考えに至ったのは、第一に肥料として窒素を供給することの重要性を否定したこと、第二に雨に流されるアンモニアの量を過大評価したことである。後に、雨に流されるアンモニアの量は植物に必要な窒素の全てを供給するには全く不十分であることが示された。[15]

彼の輪作理論。

輪作のメリットを説明するにあたって、リービッヒは非常に独創的な理論を提唱したが、[30ページ]これは主に推測に基づくもので、後に科学的根拠がないことが証明されました。それは、ある種の作物が、別の種類の作物にとって特に好ましい物質を排泄するというものでした。彼は、そのような排泄物が、それを排泄する作物にとって確実に有害であると考えたかどうかは述べていませんが、ある作物によって排泄されたものは必要のないものであり、したがって、その後に続く同じ性質の作物にとってほとんど有益ではないと推論しました。

リービッヒの報告書の第 2 部では、発酵、腐敗、腐敗のプロセスについて取り上げました。

リービッヒの第2回英国協会報告書の出版。

1842年、リービッヒは英国化学協会に二番目の有名な報告書を提出し、後に『動物化学、あるいは有機化学の生理学および病理学への応用』という題で出版された。この報告書の出版は、彼の最初の著作の出版よりもさらに大きな関心を集めた。この報告書において、彼は最初の著作が農業化学に貢献したのと同様に、動物生理学にも多大な貢献をしたと言えるだろう。その後の農業化学に関する主要な著作は、1855年に出版された『農業化学の原理』と、1856年に出版された『農業における理論と実践について』である。

[31ページ]リービッヒの農業化学への貢献。

1840年に英国農学協会に提出されたリービッヒの有名な報告書に記された、彼の教えの要点をごく簡潔に概説しようと試みた。その年まで、農芸化学は化学の一分野として明確な存在であったとはほとんど言えない。確かに、特に彼の二人の偉大な先駆者であるソシュールとブッサンゴーによって、既に多くの価値ある研究がなされていた。しかし、1840年に至るまで、農芸化学は孤立した事実から成る科学であった。リービッヒの天才は、農芸化学を化学の重要な分野へと押し上げ、事実間の必要な関連性を付与し、一連の輝かしい一般化によって、その後のあらゆる進歩の基盤となる原理を形作った。

すでに述べたように、リービッヒが20世紀最大の農芸化学者と称される最大の理由は、彼の研究成果の数や価値ではなく、農芸化学の発展に及ぼした形成力にある。彼の卓越した知性は農芸化学の全分野を網羅し、他の人々が単に孤立した、そして多くの場合一見矛盾する事実の寄せ集めとしか見ていなかったところに、法則や原理を見出した。

しかし、リービッヒの著作の直接的な価値がいかに大きかったとしても、その間接的な価値はそれ以上に大きかったのではないかという疑問が残る。彼の有名な[32ページ]この著作は、それまで比較的少数の人々にとって特別な関心の対象であった問題に、一般の関心を喚起する効果をもたらした。大陸でもイギリスでも、彼の様々な理論をめぐって非常に多くの議論が交わされた。

ドイツにおける農業研究の発展。

しかし、リービッヒの研究が最も大きく、そして最も直接的な成果をもたらしたのが、特にドイツであった。この偉大な化学者のおかげで、ドイツ政府は国家補助金による科学研究の推進の重要性を認識した。いくつかの大学には主に国費で農学部が設けられ、また、国内各地に農業研究施設が次々と設立された。

最初に設立された農業研究ステーションは、現在では有名なライプツィヒ近郊のメッケルンのステーションでした。1851年に設立されました。その後も他のステーションが設立され、現在ではドイツ全土に70から80のVersuch-Stationenが点在し、いずれも設備が整っており、素晴らしい研究を行っています。1877年までにこれらのステーションが発表した実験結果をまとめた論文の総数は2000件を超えており、この数字からドイツのステーションの活動状況がうかがえます。[16]

[33ページ]リービッヒの時代以降の農芸化学の発展を、1840年以前のように追跡することはもはや不可能である。これは、この分野の研究者数が飛躍的に増加したこと、そして彼らの研究が重複していたため、厳密な年代順の記録がほぼ不可能になったためである。したがって、この分野における主要な研究者の名前を挙げつつ、現在の知識を簡潔に述べる方が適切であろう。

ロスザムステッド実験。

その前に、科学のあらゆる分野で私たちの知識に多大な貢献をした二人の現存する英国の化学者、ジョン・ローズ卿（法王）とJ・H・ギルバート卿（王立化学者）の研究と実験について言及しておくのが適切だろう。

ロスザムステッド実験の名声は今や世界中に知れ渡っており、ロスザムステッドの素晴らしい設備を備えた研究ステーションほど、重要な研究成果をもたらした実験ステーションはかつてありませんでした。ロスザムステッド実験ステーションは1843年に設立されたと言われていますが、ジョン・ローズ卿は[34ページ]その日までの10年間、フィールド実験に従事していた。[17] 1843年、ジョン・ローズ卿は著名な化学者J・H・ギルバート卿と提携し、それ以降に発表された数多くの論文にはほぼ例外なくこの二人の名が冠されている。研究所の運営費用はジョン・ローズ卿自身が全額負担しており、さらに彼は死後も研究を継続するために10万ポンドの資金と研究所、そして一定の土地を確保している。実験場は約50エーカーに及ぶ。1889年2月14日に署名された信託証書により、ジョン・ローズ卿はロスザムステッド実験所を英国国民に譲渡し、受託者によって管理されることとなった。

ロスザムステッド実験の性質と範囲を詳細に論じることは不可能である。[18] 1847年以来、野外実験や植生に関する実験について約80の論文が出版され、動物の給餌に関する実験を記録した30の論文が出版されていると言える。[19]

[35ページ]これらの貴重な実験を特徴づけてきたのは、その実用性です。その目的は完全に科学的なものでしたが、実験の規模と実施条件は、本質的に技術的な実験と言えるほどでした。そのため、その成果は、あらゆる実践的な農家にとって、そしてこれからも常に、特別な関心の対象であり続けるでしょう。

ロスザムステッドの実験が農業化学にもたらした最大の貢献は、農業における窒素の機能、窒素の様々な化学形態と植物との関係、そして植物に含まれる窒素の起源に関する知識への貴重な貢献である。現在もなお最も熱心に議論されている問題の一つ、すなわち大気中の「遊離」窒素と植物との関係について、非常に精緻な研究が行われた。また、極めて貴重なものとして、R・ウォリントン氏（FRS）による硝化という重要な問題に関する精緻な研究が挙げられる。この研究はロスザムステッド研究所で過去15年間にわたり進められており、硝化の章で詳しく言及する。

ロスアムステッドの実験のおかげで、[36ページ]リービッヒの鉱物理論の反駁。実際、農芸化学の分野において、これらの著名な研究者ほど科学に多大な貢献、あるいは貴重な貢献を果たした実験者はいないと言っても過言ではないだろう。

農業化学に関する現在の知識のレビュー。

ここで、植物生理学、農学、肥料に関するより重要な事実について、現在私たちが知っていることを簡潔に示す試みをしてみたいと思います。

植物の近似組成。

従来の分析法の精度向上と数多くの新しい分析法の発見に向けた大きな進歩により、植物の組成に関する精緻な分析が可能になりました。現在では、植物物質は炭素、水素、酸素、窒素からなる多数の複雑な有機物質から構成されていることが分かっています。[20]これらの物質は平均して乾燥植物質の約95%を占め、残りの5%は無機物質で構成されている。これらの様々な物質の起源については、概して我々の知識はほぼ完全に揃っている。緑葉植物の炭素は40～50%を占めるが、その後の研究でセネビエとド・ラ …[37ページ]ソシュールは、その源は空気中の炭酸ガスであると結論づけました。炭酸ガスの分解は、太陽光の影響下にある葉によって行われます。植物の根が吸収した炭酸ガスから、ある程度の量の炭素が得られる可能性は確かにあります。特に植物の成長初期においては、この炭素源は非常に重要となる可能性があります。しかしながら、一般的に言えば、すべての緑葉植物において、その炭素の主な源は大気中の炭酸ガスであると言えるでしょう。

植物による炭素固定。

葉による炭酸ガスの分解がどのように行われるのか、正確なメカニズムはまだ解明されていません。何らかの形でクロロフィル（緑色色素）に直接依存していると考えられます。この炭酸ガスの分解、そして植物による炭素の固定とデンプンの生成は、太陽光の影響下でのみ行われます。夜間には、一般的に呼吸として知られる反射的な反応が起こり、これは動物の呼吸と全く同じです。[21]炭素の固定化の速度は太陽光線の強さに依存します。 [38ページ]強い熱帯の太陽の下に急速に置きます。[22]太陽光が炭素の吸収に及ぼす影響は、サックス、ドレイパー、クロエ、グラティオレ、カイエ、プリリュー、ロンメルなど多くの研究者によって研究されてきました。

植物の成長に対する光の作用。

何人かの観測者、特に Pfeffer による実験では、太陽スペクトルの黄色の光線がこの分解を引き起こすのに最も効果的であることが示されました。

人工光の影響下で植物を生育させる可能性について、様々な観察者によって興味深い実験が行われてきました。石油ランプやガス灯の光は、ごく例外的な場合を除いて成長を促進できないように思われますが、電灯やその他の強力な人工光は日光の代わりとなる可能性があります。ハインリッヒは、マグネシウム光が日光の代わりとなり得ることを初めて示しました。

フランスのエルヴェ・マンゴンとイギリスのシーメンス博士は、電灯を用いた実験を行いました。電灯の影響下で生育した植物は、通常の条件下で生育した植物よりも明るい緑色をしており、成長が弱いことが示されました。実際、[39ページ]シーメンスは、電灯の効果は日光の半分程度であると考えていた。[23]

これらの実験は産業的観点から興味深いものである。なぜなら、遠い将来に電気が農業の助けとなる可能性が考えられるからである。

植物の酸素源。

植物の物質中に炭素に次いで最も多く含まれる元素である酸素（おおよそ約40%）の供給源については、あらゆる証拠から、酸素は主に水に由来すると考えられ、水は植物の水素の供給源でもある。水に加えて、炭酸や硝酸も少量含まれることがある。大気中の酸素は植物の成長に必要であり、様々な化学的生命活動を促進するものの、植物の酸素の直接的な供給源ではないことは、ほぼ決定的に証明されている。植物の成長の特定の段階において大気中の酸素が果たす重要な役割は、古くから認識されてきた。約200年前、マルピーギは発芽の過程には大気が必要であると指摘し、空気の組成が発見されて間もなく、酸素がこの発芽を促進する重要な気体であることが判明した。[40ページ]熟成過程においては酸素も特に必要となります。

植物の水素源。

約6%を占める水素は、すでに指摘したように、主に水から生成されます。アンモニアもその供給源となる可能性があります。

植物の窒素源。

植物の物質中にわずか 1 パーセントから約 4 パーセントまで含まれる窒素の供給源について考えると、さらに議論の多い問題に入ります。

植物窒素の源は何か、あるいは源は何かという問題は、農業化学に関連する他のどの問題よりも多くの時間と研究が費やされて解決されてきた問題です。

最も明白な発生源は、大気中の5分の4を占める遊離窒素です。この問題については既に言及しました。[24]プリーストリーはこの興味深い問題についての長い実験者リストの最初の人物でした。

1771年には、彼は特定の植物が自由窒素を吸収する力を持っていると主張し、この意見を特定の研究結果によって裏付けました。[41ページ]彼がこのテーマについて行った実験の結果、この結論は覆されました。8年後、すなわち1779年に、インゲンハウスはこの結論をさらに支持し、すべての植物は数時間以内に顕著な量の窒素ガスを吸収できると述べました。この説に最初に反対したのはソシュールで、彼は1804年に植物が遊離窒素を利用できないことを示す実験を行いました。

ウッドハウスとセネビエが行ったその後の実験は、ソシュールの結論を裏付けた。このテーマに関するブッサンゴーの精緻な研究については既に述べた。[25]彼の最初の実験は1838年に行われた。彼は植物は自由窒素を吸収しないと結論付けた。ジョルジュ・ヴィルは、プリーストリーとインゲンハウスによって提唱された古い理論を再主張した最初の人物であった。彼の意見は、1849年から1852年にかけて行った実験に基づいていた。この主題は当時大きな関心を集め、デュマ、ルニョー、ペリゴ、シュヴルール、ドゥケーヌからなるフランス科学アカデミーの委員会がヴィルの実験を調査するために任命された。委員会の調査の結果、ヴィルの実験は裏付けられることになった。しかし、委員会が実験に使用した植物が非マメ科植物であるクレソンであったことは重要な事実である。近年の実験結果がヴィルの実験を裏付けていると一般に考えられている。 [42ページ]これは必ずしも推論ではないことを指摘する。現代の研究で明らかになった限りでは、マメ科植物による遊離窒素の同化は微生物の影響下でのみ起こる。しかし、ヴィルの実験は滅菌条件下で行われたはずであった。

その間に、1851年から1855年にかけて行われたブッサンゴーの2回目の一連の実験の結果が発表され、彼の以前の実験が確認されました。

その後行われた多数の実験の結果は、ブッサンゴーの結論を支持するものでした。その中には、メーヌ、ハーティング、ガニング、ローズ、ギルバート、ピュー、ロイ、ペッツホルト、ブレトシュナイダーなどが挙げられます。

これほどの圧倒的な証拠があれば、空気中の遊離窒素は植物にとって利用可能な窒素源ではないことが決定的に証明されたと当然考えられたかもしれない。しかし、この問題は決着しなかった。1876年、ベルテロはこの問題を再び取り上げた。彼は自ら行った実験から、無声放電の影響下で、遊離窒素が様々な有機化合物によって固定されているという結論に達した。1885年にはさらなる実験を行い、粘土質土壌には大気中の遊離窒素を固定する力があると結論付けた。彼の考えでは、粘土質土壌は微生物の働きによってこれを行っていた。シュレージングは最近、この遊離窒素の固定が[43ページ]土壌による影響は極めて疑わしい。[26]このような条件下で観察される窒素の増加は、土壌が空気中の結合窒素、すなわちアンモニアを吸収することによって説明できます。

1876 年のベルトロの初期の実験は、他の多くの実験を刺激する効果があり、その結果、私たちは現在、この長い間議論されてきた最も重要な問題の解決策を手にしています。

この主題に関するよく知られた研究者の名前は、ベルテロ以外に、ヘルリーゲル、ウィルファルス、デエラン、ジュリー、ディーツェル、フランク、エミール・フォン・ヴォルフ、アトウォーター、ウッズ、ノッベ、ウォード、ブレアル、ブッサンゴー、ワーグナー、シュルツ＝ルピッツ、フライシャー、パニョール、シュロージング、ローラン、ピーターマン、プラドモフスキー、ベイレニック、ローズ、ギルバート。

これらの最も重要な実験の詳細に立ち入ることは不可能である。その代わりに、簡潔に要約してみることにする。

窒素に関する最近の実験についての質問。

まず第一に、1876年以前に発表された精巧な実験が、今となっては信頼できないと証明されるのはなぜなのか、という疑問が生じるかもしれない。納得のいく説明は、ローズとギルバートが最近指摘したように、植物による、あるいは土壌における遊離窒素の固定は、もし行われるとしても、電気、微生物、あるいはその両方によって行われるという事実に見出されるだろう。 [44ページ]しかし、以前の実験は、どちらの機関の影響も排除するように計画されていました。

この問いはさらに限定され、現在ではマメ科植物だけが大気中の遊離窒素を利用する能力を持っていると考えられています。前述の実験の中で、ヘルリーゲルとウィルファースの実験は最も顕著で重要です。彼らは実験で、マメ科植物は大気から窒素を得る能力を持っているのに対し、穀類は持っていないことを発見しました。アメリカのアトウォーターらによる同様の実験も、この結論を裏付けています。

彼らの結論は簡単にまとめると次のようになる。

（a）エンドウ豆などのマメ科植物は、他の植物にはない方法で空気中の遊離窒素から窒素を供給する力を持っているため、土壌と空気という2つの窒素源を持っている。

（b）この遊離窒素の吸収は植物によって直接行われるのではなく、いわば、特定の土壌と植物自体に存在する特定の微生物の共同作用（共生）の結果である。

（ｃ）この固定はマメ科植物の根にある小さな塊茎の形成と関係があり、これらの塊茎が固定菌の住処である可能性がある。

[45ページ]（ｄ）これらの固定微生物はすべての土壌に存在するわけではない。[27]

遊離窒素と植物との関係は長らく、そして今もなお非常に曖昧な問題であるが、土壌と肥料中に存在する複合窒素が植物の重要な栄養源であることは早くから認識されていた。硝酸塩の価値に関するケネルム・ディグビー卿の初期の理論については既に言及した。[28]ソシュールは、既に述べたように、窒素を肥料として土壌に施用することの重要性を深く認識していました。この問題に関するリービッヒの初期の見解は、植物は空気中に存在するアンモニアに十分な窒素源を持っているため、肥料として窒素を施用することは全く不要であるというものでした。リービッヒは、アンモニアが作物の必要量をすべて供給するのに十分な量であると誤って想定していました。このように、複合窒素が植物にとって有益であることが早くから認識されていたにもかかわらず、その様々な化合物が肥料としてどのような価値を持つのか、あるいは植物によってどのような形態で同化されるのかについては、近年になってようやく明確な知識が得られました。複合窒素は、(1)有機窒素、(2)アンモニア塩、(3)硝酸塩および亜硝酸塩の3つの形態で存在します。近年、これら3つの形態の作用と利点を比較研究するための多くの実験研究が行われてきました。

[46ページ]有機窒素と植物の関係。

まず、有機窒素と植物の関係についてです。窒素を含む有機化合物は多種多様です。いくつかの実験から、植物がこれらの有機化合物の一部を同化できる可能性は極めて高いと考えられます。1857年に行われたある研究において、チャールズ・キャメロン卿は、植物がそのうちの一つ、すなわち尿素を同化できると結論付けました。しかし、その後「硝化」の過程について明らかになったことから、これらの実験における窒素は、同化される前にまず硝酸塩に変換された可能性が高いと考えられます。いずれにせよ、植物は尿素については検査されていなかったため、これらの実験は未解決のままであるとみなさなければなりません。

SWジョンソン教授も同様の実験を行っており、実験に使用された窒素の種類は尿酸、馬尿酸、グアニンであった。しかし、ここでも植物の分析が行われていないため、明確な結論は出ていない。しかし、最近ではハンペ博士が尿素、尿酸、馬尿酸、グリココールを用いた実験を行っている。これらの実験は、実験に使用された植物に尿素が実際に存在することが確認されたことから、少なくとも1種類の有機窒素化合物が同化可能であることを実証していると言えるだろう。その後の実験から、[47ページ]ポール・ワグナー博士とウォルフ博士による研究によれば、グリシン、チロシン、クレアチンは植物によって同化される可能性がある。

特定の形態の有機窒素を吸収できる植物。

これらの興味深い実験から、植物は特定の有機窒素を吸収できると結論付けることができます。自然界で植物がある程度吸収することは極めて考えにくいです。なぜなら、そのような有機窒素は土壌中にほとんど存在しないか、たとえ存在したとしても、同化される前にアンモニアや硝酸塩に変換されてしまうからです。

土壌中の腐植の性質。

有機窒素について触れるにあたり、土壌の有機質部分を指す腐植土という物質について簡単に触れておきたい。この物質は初期の植物栄養理論において非常に重要な位置を占めていた。腐植土の組成に関する最も詳細な研究は、マルダーによって行われた。マルダーによれば、腐植土はいくつかの有機物から構成されており、ウルミン、フミン酸、ウルミック酸、フミン酸、ゲイ酸などを特定した。これらの有機物は炭素、水素、酸素から構成され、これらは常に窒素と関連している。デトマーとサイモンはこの主題をさらに研究した。腐植土の真の機能は、その数多くの機械的性質に加えて、次のようなものを提供することであると思われる。[48ページ]分解によって、炭酸と窒素（アンモニアと硝酸の形で）が土壌に供給されます。前者はミネラル栄養分の溶媒として、後者は植物の窒素源として作用します。したがって、土壌に腐植が存在することが肥沃な条件であるという古い理論は、それほど真実からかけ離れているわけではありません。土壌に腐植が豊富であれば、窒素も豊富である可能性が高いのです。

アンモニアと植物の関係。

窒素がアンモニアの形で植物に直接吸収されることは疑いの余地がないようです。前述のように、リービッヒは、これが植物にとっての窒素の主要な供給源であり、空気中に存在するアンモニア化合物で十分であると結論付けました。その後の研究は、植物がアンモニアの形で窒素を同化する能力に関するリービッヒの考えを裏付ける一方で、空気中に存在するアンモニアの量はごく微量であり、植物に必要な窒素のすべてを供給には全く不十分であることが証明されました。この件については、グレーガー、フレゼニウス、ピエール、ビノー、そしてヴィルによって研究が行われてきました。ヴィルの最近の研究によると、その量は空気中の30ppt（百万分の一）を超えません。[29]いくつかの概念[49ページ]この窒素源の価値は、年間を通じて1エーカーの土壌に降り注ぐ雨水に溶けた窒素の量を推定することで得られる。このようにして土壌に運ばれる窒素の総量については、様々な推定がなされてきた。確かに、これらの様々な推定にはある程度の食い違いが見られるが、それは調査が行われた状況の違いによるところが大きいことは間違いない。ウォリントン氏はロスザムステッドで数回の調査を行っており、同氏が最近発表した数値によると、総量は年間1エーカーあたりわずか3.37ポンドで、そのうちアンモニアそのものはわずか2.53ポンドである。[30]

既に述べたように、植物がアンモニアの形で窒素を吸収できることはほぼ間違いありません。植物の葉がどの程度アンモニアを吸収できるかについては、多くの議論が交わされています。仮に吸収できたとしても、その量はごくわずかである可能性が高いでしょう。[31]植物の根がアンモニアを吸収できるかどうかという問題も、非常に激しい議論の的となっている。[50ページ]これは決定するのが難しい問題であり、アンモニアを土壌に施用すると急速に硝酸に変換されるという考慮によって非常に複雑になります。しかし、これらの困難さと、この点に関する膨大な論争にもかかわらず、ヴィル、ホザウス、レーマンの実験は、アンモニアが窒素の直接的な供給源であることを疑いなく示しているようです。レーマンの実験はさらに、植物の成長の特定の期間には、アンモニア塩に対する好みが他の時期よりも大きいように見えることを示しているようです。しかし、告白しなければならないのは、その点はまだ不明瞭なものです。それを決定することが非常に難しいのは、先ほど述べたように、アンモニア塩を土壌に施用すると、硝化プロセスによって硝酸塩に変換されるという事実にあります。したがって、アンモニアの実験を行い、その結果を記録しても、その後の分析を除いて、アンモニア塩中の窒素が同化前に硝酸塩に変換されていないかどうかを判断することはほぼ不可能です。

硝酸と植物の関係。

第三に、硝酸塩の形態の窒素についてです。植物は特定の有機態窒素やアンモニア塩の形で窒素を吸収することは事実ですが、窒素の主な、そして間違いなく最も重要な供給源は硝酸であることは、今ではよく知られた事実です。おそらく、植物が吸収する窒素の90%以上は硝酸です。[51ページ]緑葉植物が土壌から吸収する窒素は、硝酸塩として吸収されます。土壌中のあらゆる窒素化合物は、硝酸へと変換される傾向があります。これが土壌中の窒素の最終形態です。この変換が起こる正確な方法は、わずか数年前の発見です。フランスの化学者シュレージングとミュンツによってなされ、この国ではウォリントン、マンロー、PFフランクランドの名で知られるこの発見の経済的重要性は、ようやく徐々に認識されつつあります。これは、近年の農芸化学分野における最も興味深い発見の一つであることは間違いありません。

硝化作用。

1877年に、前述の2人のフランス人化学者は、自分たちが行ったいくつかの実験の結果を発表しました。その実験では、硝化作用（土壌中のアンモニアやその他の窒素塩が硝酸に変わるプロセス）は微生物の働きによるものであることが証明されました。

この理論の根拠は、植物栄養の必須成分をすべて含むアンモニア塩または尿の希釈溶液は、事前に滅菌されていれば、供給される空気が脱脂綿を通して濾過されていれば（微生物の侵入を防ぐため）、硝酸塩が形成されることなく、無期限に長期間保存できるという事実である。[52ページ]しかし、このような溶液に少量の新鮮な土を加えると、すぐに硝化が起こります。

硝化発酵が作用する条件、そして発酵、あるいはむしろ発酵群の性質は、その後、シュレージング、ミュンツ、ウィノグラツィ、デヘラン、ケルナーをはじめとする大陸の観察者たち、そして特に我が国ではウォーリントン、マンロー、そしてPFフランクランドによって綿密に研究されてきました。これらの条件についてはここで詳しく説明することはできません。硝化の章で詳しく論じます。簡単に言えば、それらは一定の温度範囲（氷点よりわずかに高い温度から50℃まで。シュレージングとミュンツによれば、最大活性は約30℃で起こる）、大気中の酸素の豊富さ（ウォーリントンは、硝化は主に表土に限られるという点に着目しました）、一定量の水分、そして植物に必要な特定のミネラル成分と炭酸塩石灰の存在です。

これらの発見は、土壌の肥沃度という極めて複雑な問題に大きな光を当てています。硝化作用が自由に起こらない土壌は、真に肥沃な土壌とはみなせないからです。さらに、これらの発見は、これまで観察されながらも十分に理解されていなかった、様々な窒素肥料の作用に関する多くの事実を解明するものです。

[53ページ]植物の灰の成分。

さて、植物の灰分、つまりミネラル成分の重要性に関する現在の知識の現状について考えてみましょう。リービッヒの時代まではほとんど注目されていなかったこの植物の成分は、彼の有名な「ミネラル」理論の発表以来、ますます多くの研究が行われるようになりました。

1800年まで、トネリコの成分の機能については事実上何も知られていませんでした。1802年、ソシュールは多くの植物の成分が、その生育地である土壌に由来するものなのか、それとも植物の成長過程における産物なのか不明であると記しました。しかし、約2年後、彼はいくつかの実験を行うことができ、このテーマは確固たる科学的根拠に基づくものとなりました。しかし、トネリコの成分の重要性は、1840年にヴィーグマンとポルストルフが行った研究によって初めて完全に疑いの余地なく示されました。

リービッヒの鉱物理論の発表によって研究に大きな刺激が与えられたことはすでに述べた。

研究の方法。

1840 年以来、植物の灰に含まれるさまざまな物質の重要性を確かめる目的で続けられてきた膨大な研究の典型として、 2 つの実験方法が採用されました。

[54ページ]人工土壌。

これら二つの方法のうち最初の方法は、ザルム＝ホルストマー公爵が行った有名な実験で採用されたものであり、この問題に関する私たちの知識を大きく深めることに寄与しました。それは、砂糖炭、粉砕石英、または精製砂で作られた人工土壌に、様々な栄養成分を添加して植物を栽培するというものでした。

水耕栽培。

ザルム＝ホルストマー王子がこの方法で得た結果は非常に貴重なものでしたが、その後の研究者たちは彼の方法を放棄し、別の方法、すなわち「水耕栽培」を採用しました。この方法で使用される培地は純水であり、灰の成分と植物の関係に関する現在の知識の多くは、水耕栽培で行われた実験から得られています。

この分野で研究した人々の名は数多くあります。その中には、クノップ、ザックス、ストーマン、ノッベ、ラウテンベルク、キューン、ルカヌス、W. ヴォルフ、ハンペ、ベイヤー、E. ヴォルフ、P. ワーグナー、ブレットシュナイダー、レーマンなどが挙げられます。これらの研究者や他の実験者によって得られた結果は、以下の事実を証明しています。

植物の灰に含まれる物質は、カリ、ソーダ、石灰、マグネシア、鉄酸化物、マンガン酸化物、リン酸、硫酸などです。[55ページ]植物には、シリカ、炭酸、塩素、リチウム、ルビジウム、アルミナ、酸化銅、臭素、ヨウ素、そして時折他の物質も含まれています。しかし、これらのうち、植物の成長に絶対に必要なのは、カリ、石灰、マグネシア、酸化鉄、リン酸、硫酸の 6 種類だけです。他の 3 つの物質もほぼ常に存在し、いずれにしても非常に微量ではありますが、おそらく必須であると考えられます。塩素、ソーダ、シリカです。アルミナと酸化銅については、これらの成分は偶然の産物とみなす必要があります。一方、ヨウ素と臭素は海藻の灰にのみ存在します。

植物性食品の吸収方法。

植物生理学において、植物の根が栄養分を吸収する仕組みは、多くの研究が行われている分野です。植物の栄養分は根によって溶液として吸収されます。この研究を長年行ってきたフィッシャーとデュトロシェによれば、この吸収は浸透圧と呼ばれる過程によって起こります。また、数多くの実験によって、植物の種類によって必要な成分の種類と割合が異なることも明らかにされています。

植物栄養の運搬者としての水。

植物の栄養を運ぶ水の機能と、植物の樹液の動きは、多くの研究が行われている問題である。[56ページ]注目に値する。植物の樹液の動きは、植物生理学の研究のごく初期の段階から大きな注目を集めていたようだ。1679年には、マリオットが研究していた。他の古い実験者としては、ヘイルズ、ゲタール、セネビエ、サン＝マルタン、ド・カンドル、ミゲルなどがいた。より近年では、シューブラー、ローズ、ギルバート、ノップ、ザックス、ウンガー、ホザウスらが研究している。植物の葉から蒸散する水の量がいかに膨大であるかは、形成される植物組織1ポンドあたり233ポンドから912ポンドの水が蒸散するという記述からある程度推測できるだろう。[32]

農学。

土壌の化学に関する問題に目を向けると、農業化学のこの一分野に非常に多くの研究が費やされ、フランスでは「アグロノミー」という名称で知られる独自の分野として位置づけられ、大規模な農業大学では専門の教授によって教えられていることが分かります。土壌の特性を研究することの価値は、古くから認識されていました。しかし、この研究は長らく、土壌の物理的特性、つまり一般に機械的特性として知られる特性に限定されていました。したがって、[57ページ]ハンフリー・デイビー卿は、土壌の熱と水の吸収および保持特性に関して多くの重要な事実を突き止めました。

土壌による植物栄養分の保持。

土壌が水溶液から様々な植物栄養分（有機・無機を問わず）を固定する力を持つことが発見されたのは、ずっと後の時代になってからである。土壌のこの最も重要な性質を最初に認識したのはガッゼリで、1819年に彼は、家畜糞尿の暗い液体部分が粘土質を通過することで浄化されるという事実に注目した。彼は、土壌、特に粘土質土壌は、水溶液から必要な植物栄養成分を固定する性質を持ち、しかも失われる心配なく固定し、植物に必要な分だけ徐々に供給できると結論付けた。

このテーマに関する最初の実験は、1850年にハクスタブルとトンプソンによって行われたものです。家畜糞尿の液体部分を土壌で濾過し、その後検査したところ、色だけでなく臭いも失われていることがわかりました。アンモニアとアンモニア塩も実験され、土壌にはアンモニアを固定する力があることがわかりました。

しかしながら、トーマス・ウェイは、この重要なテーマにおいて、一人の研究者による最も貴重な貢献をなさった人物です。彼の実験は、単に [58ページ]アンモニアだけでなく、カリ、石灰、マグネシア、ソーダなどの他の塩基についても同様です。ウェイの実験以来、リービッヒ、シュトーマン、ヘンネベルク、ハイデンによって多くの研究が行われ、またフェルッカー、アイヒホルン、クノップ、ラウテンベルク、ポホヴィスニュー、ウォリントン、バイエル、ブレシュナイダー、セスティーニ、ラスコウスキー、シュトレール、ピルニッツ、ピーターズ、W. ヴォルフ、レーマン、ビーダーマンによっても多くの研究が行われた。

土壌によって固定された塩基と酸。

これらの実験から、土壌は、程度の差はあれ、アンモニア、カリ、石灰、マグネシア、ソーダといった塩基、そしてリン酸とケイ酸という2種類の酸を固定する力を持っていることが、疑いなく証明されたと言えるでしょう。これらの塩基が固定される順序は重要な点です。土壌は、アンモニア、カリ、石灰といったより価値の高い肥料成分との親和性が高く、これらの物質が最初に固定されると考えられます。上記の塩基のいずれかを溶液から固定するには、他の塩基を犠牲にしなければなりません。つまり、カリを固定するには、石灰、マグネシア、ソーダのいずれかを放棄しなければなりません。さらに、硫酸塩や塩化物などの溶液中の塩基が土壌に吸収されると、塩基のみが固定され、硫酸や塩素は溶液中に残ります。最後に、土壌に吸収される塩基の量は、その溶液の濃度、その組み合わせの性質、および温度によって異なります。[59ページ]ウェイは実験で、粘土質土壌は泥炭質土壌よりも力があり、泥炭質土壌は砂質土壌よりも力があることを発見しました。

この固定の原因。

土壌吸収については以上ですが、その原因については多くの説が提唱されています。それらは大きく分けて2つの説に分けられます。一つは土壌の物理的性質によるものと、もう一つは化学作用によるものと説明されるものです。

ウェイの理論は後者のクラスに属した。彼は、土壌中にアルミナ珪酸塩と固定塩基珪酸塩からなる含水複珪酸塩が形成されるためだと説明した。一方、ブリュストラインとペータースは、これは純粋に物理的な性質によるものだと考えた。ウルミン酸とフミン酸が結合して不溶性のウルミン酸とフミン酸塩が生成し、固定塩基も一緒に形成されるためだとする説も提唱されている。この興味深い問題に研究を捧げた人物としては、ラウテンベルクとハイデンが挙げられる。

証拠を検討した結果、これは主に化学反応によるものであり、主に複ケイ酸塩の形成によるものであり、またある程度は不溶性のフミン酸塩やウルミン酸塩の形成によるものであることはほぼ確立されているようだ。ハイデンの[60ページ]しかし、実験はそれが部分的には物理的な性質のものでもあることを示しているように思われます。

リン酸の吸収に関しては、これは化学反応であることが示されており、カルシウム、鉄、アルミニウム、マグネシウムの不溶性リン酸塩の形成に依存し、特に鉄の割合がこれを決定します。

近年、さまざまな種類の植物や植物のさまざまな部分に含まれる灰の量を確認する目的で、多くの分析作業が行われてきました。

肥料の作用。

近年、農業化学の中で最も発展が著しいのは、肥料に関する分野である。これは、実用的観点から見て、極めて価値がある。人工肥料として施用するのが原則的に適切な成分は、窒素、リン酸、カリの3つだけであることが認識されてから、かなりの時間が経っている。これら3つの物質の性質、作用機序、特性、そして植物の成長促進におけるそれらの相対的影響、そして様々な状況下でどの形態の肥料が農家にとって最も経済的であるかという経済的な問題が相まって、数多くの「圃場」実験や「ポット」実験が行われてきた。この実験の根底にある原理は、[61ページ]実践は次の論文の主題ではないため、この問題に関するさらなる議論は次の章に委ねられる。

注記:農業化学の歴史的発展に興味のある読者は、1880 年に JH ギルバート卿が英国協会化学部会で行った会長演説を参照してください。

脚注:
[1]化学元素の歴史。ヘンリー・E・ロスコー卿（FRS）著（ウィリアム・コリンズ・サンズ社）

[2]しかしながら、ファン・ヘルモントの科学は極めて初歩的な性質のものでした。それは、沼地の底から発生する臭いがカエル、ナメクジ、ヒルなどを生み出すという彼の信念、そして彼がネズミの鍋を作るために提示した次のようなレシピからも明らかです。「少量のトウモロコシを入れた容器の開口部に汚れたシャツを押し込む。約21日後、汚れたシャツから発生する発酵液がトウモロコシの臭いによって変化し、小麦がネズミに変化する。」しかし、このレシピの真髄は、彼が自らその事実を目撃したと主張し、さらに興味深く裏付ける詳細として、ネズミは完全に成長した状態で生まれたと付け加えた点にあります。『ルイ・パスツール：その生涯と功績』（義理の息子著、クロード・ハミルトン夫人訳）を参照。（ロングマンズ・グリーン社）89ページ。

[3]その後、彼はコルネリウス・ドレベルとアルベルトゥス・マグヌスによる数々の実験について述べ、このバルサムの爽快感を示し、その後、ケルチタンによるバラや他の花を使った実験、そして彼自身によるイラクサを使った実験について述べている。

[4]しかしプリーストリーは、炭酸ガスが植物にとって必須の栄養源であることを理解していませんでした。それどころか、彼は炭酸ガスが植物の成長に有害な作用を持つと考えていました。炭酸ガスが植物の栄養源であることを最初に指摘したのはパーシヴァルでした。

[5]この男の科学的な熱意の一例として、キャベツの葉から得た酸素の入った瓶や、酸素ガス中で鉄線を燃やすと激しい燃焼が起こることを説明するために鉄線を巻いたものをいつも持ち歩いていたことが記録されている。

[6]セネビエの研究の詳細な説明については、「生理学、植物の器官の説明、植物の説明、植物の説明、ジャン・セネビエの説明」を参照してください。 (5 冊。ジュネーブ、1800 年)

[7]作物の生育法。S・W・ジョンソン教授著。マクミラン社（序文、4ページ）

[8]40～45ページをご覧ください。

[9]農業化学の要素、農業委員会向け講義の一環。サー・ハンフリー・デイビー著。（ロンドン、1831年）

[10]この農業研究部門はその後、シュプレンゲル、シューブラーらによって引き継がれました。

[11]1802年パリ生まれ、1887年5月11日死去。

[12]40ページをご覧ください。

[13]ブッサンゴーの研究の多くは1840年以前に行われましたが、彼は亡くなるまで数々の貴重な貢献によって農芸化学の発展に貢献し続けました。ここで、1840年以降に彼が農芸科学にもたらした最も重要な貢献をいくつか挙げておくのは適切でしょう。

1843年、彼は数々の実験と研究の成果を『農村経済』と題する著書にまとめました。この著作は、1845年に出版された英訳（ブッサンゴー『農村経済』、G・ロー、H・バリエール訳、ロンドン）により、イギリスの農業関係者に広く知られています。

1860年に、彼の最後の大著『Agronomie Chimie Agricole et Physiologie』の第1巻が出版されました。7巻から成るこの著作は、1884年にようやく完成しました。彼は1887年5月11日に亡くなりました。また、1887年にロンドン王立協会からコプリーメダルが授与されたことも付け加えておきます。

[14]1880 年の British Association Proceedings、511 ページを参照。

[15]雨によって流されるアンモニアの量は少ないものの、シュローシングは最近の実験で、湿った土壌が年間1エーカーあたり38ポンドの窒素（主にアンモニア）を空気から吸収する可能性があることを発見した。132ページ参照。

[16]ドイツが示した例に倣い、他の国々も設備の整った研究施設を開設しました。農業研究手段の急速な発展を示す最も顕著な例は、おそらくアメリカ合衆国でしょう。現在、アメリカ合衆国には50以上の農業試験場があり、設備の程度は様々ですが、いずれも国からの多額の補助金によって運営されています。ちなみに、最も古いのはコネチカット州ミドルタウンの試験場であり、1875年に設立されました。

[17]したがって、この実験ステーションは、アルザスのベシェルブロンにブッサンゴーが設置した実験ステーションに次いで、2番目に古い実験ステーションであると言えるでしょう。

[18]ロスザムステッド実験の説明とジョン・ローズ卿の略歴については、筆者が作成したパンフレット『サー・JB・ローズ、法学士、法学博士、英国王立協会会員とロスザムステッド実験』（スコットランド農民事務所、グラスゴー、ホープ・ストリート 93 番地）を参照してください。

[19]数多くの精巧な実験の中で、農学者の間で最も広範な関心を集めたのは、おそらく50年近くにわたり、同じ土地で小麦を毎年栽培するという実験であろう。この一連の実験は、輪作理論と穀物の施肥というテーマに極めて重要な光を当てた。

[20]場合によってはリンや硫黄と関連がある。

[21]植物の呼吸は夜間にのみ行われるわけではないことを指摘しておかなければならない。おそらく常時行われているのだろうが、その作用が顕著になるのは夜間のみである。なぜなら、日中とは比べものにならないほど速い速度で進行する炭素同化という逆のプロセスが、その作用を覆い隠してしまうからである。

[22]日の長さは植物の成長に重要な影響を与えます。ノルウェーとスウェーデンでは植物が急速に成長することがその証拠です。これらの国では春は遅く、夏は短く決して暑くはありませんが、日照時間は非常に長くなります。

[23]これらの実験によって明らかになった非常に興味深い点は、夜間の休息がすべての植物の成長と発達に絶対に必要なわけではないということです。

[24]15ページと22ページをご覧ください。

[25]22ページをご覧ください。

[26]第3章120ページと131ページを参照。

[27]この主題については第3章136ページでさらに詳しく言及されています。

[28]6ページをご覧ください。

[29]Phil. Trans., Part II., 1861, pp. 444-446を参照。Lawes & Gilbert。Schloesingはパリ近郊の空気中に26,000,000立方ヤードあたり1ポンドのアンモニアを発見した。一方、Müntzはピック・デュ・ミディ山頂の同量の空気中にその約半分の量しか発見していない。

[30]第3章119～120ページ、付録155ページを参照。

[31]ダイアーとスメサムによる最近の実験は、空気中の比較的少量のアンモニアが植物に実際に有害であることを示しているように思われます。例えば、空気1000倍量中のアンモニア1倍量で耐寒性植物は致命的となる一方、空気3000倍量中のアンモニア1倍量では繊細な植物は死滅することが分かりました。

[32]ヘルリーゲルとウォルニーの実験によると、その量は葉面積と植物の生育期間の長さによって変化する。クローバーやイネ科植物では最も多く、ジャガイモや根菜では最も少ない。

[62ページ]

[63ページ]
パートII
施肥の原則
[64ページ]
[65ページ]
第1章
土壌の肥沃さ。

肥料の理論を習得するためには、土壌の肥沃度が何によるのかをはっきりと理解する必要があります。

土壌の肥沃度を構成するものは何ですか。

土壌の肥沃度とは何かという問いに答えるのは、決して容易ではありません。もし「植物の栄養源となる成分が豊富に存在する」と答えたとしても、答えは不完全なものとなります。同様に、「土壌の特定の物理的状態」と答えたとしても、やはり不十分でしょう。なぜなら、土壌の肥沃度は、その物理的状態と化学組成、そして実際には他の条件にも左右されるからです。そこで、様々な肥料の性質と作用について論じる前に、少なくとも現時点でわかっている肥沃度の条件について、簡単に述べておくのがよいでしょう。[66ページ]読者の皆様には、このテーマに関して実験者たちが膨大な研究を行ってきたにもかかわらず、土壌肥沃度というテーマをあらゆる意味で完全かつ明確に理解できるようになるまでには、まだ学ぶべきことがたくさんあることを警告しておくのが賢明でしょう。

気候、緯度、高度、日照条件などの影響を全く別にしても、土壌の肥沃度は以下の特性に依存すると言える。これらは3つのグループ、あるいはクラスに分類できる。

物理的または機械的なもの。2
. 化学的もの。3
. 生物学的もの。

I. 土壌の物理的性質— 土壌の物理的性質は、その肥沃度に非常に重要な影響を及ぼすことが一般的に認められています。これは実務上、古くから認識されており、おそらく過去には、化学的性質の、それと同じくらい重要な機能を犠牲にして、過度に重要性が強調されてきたのかもしれません。[33]この理由は、間違いなく、[67ページ]土壌の化学的性質を研究するよりも、土壌の物理的性質を研究する方がはるかに容易であること、そして、前者に関して我々は非常に大量の有用な情報を持っているが、後者については現時点では知識の入り口に立ったばかりであるということ。

土壌の多様性。

土壌の力学的性質は様々であることは、よく知られていることです。この事実が早くから認識されていたことは、農家の間でこれらの違いを説明するために長年使われてきた数多くの専門用語によって証明されています。例えば、土壌は「重い」「軽い」「硬い」「強い」「温かい」「冷たい」「湿った」「湿った」「泥炭質」「粘土質」「砂質」「ローム質」などと表現されるのが一般的です。

水に対する吸収力。

土壌の物理的特性の中で最も重要なものの 1 つは、水を吸収する力です。

植物にとって水は、動物にとってと同様に重要かつ不可欠です。したがって、土壌によるこの重要な植物栄養素の吸収を制御する条件を調査することは極めて重要です。

土壌の吸収力とは、その粒子が接触するあらゆる水を吸収する能力を意味します。この吸収力は、まず土壌を構成する成分、すなわち、 [68ページ]第一に、砂、粘土、炭酸石灰、腐植土、そして第二に、土壌粒子の細かさです。

砂、粘土、腐植土の吸収力。

まず、砂、粘土、腐植土の吸収力について考えてみましょう。これらのうち、砂は最も吸収力が低く、粘土はより大きく、腐植土は最も吸収力が高いです。[34]

したがって、土壌の吸収力は、これら3つの成分の含有率に大きく依存します。土壌が砂質になるほど、水分を吸収する力は弱くなります。そして、これが砂質土壌が一般的に不毛な土壌である理由の一つであることはほぼ間違いありません。もちろん、他にもより重要な理由がありますが、この吸収力がこの問題に重要な関係を持つことは、雨の多い気候の方が乾燥した気候よりも砂質土壌が肥沃であるという事実によって決定的に証明されています。砂質土壌が大量の水分を吸収できないことは、前者の場合、作物にそれほど悪影響を及ぼしません。なぜなら、気候条件によってその影響は相殺され、土壌が大きな吸収力を持つ必要がなくなるからです。

[69ページ]もちろん、ついでに言えば、粘土質の土壌の場合も逆のことが当てはまります。

土壌粒子の細かさ。

土壌の吸収力を左右する第二の性質は、粒子の細かさである。この点において、良好な耕起が土壌にもたらす大きな恩恵こそが、タルの馬鍬耕農法が大きな成功を収めた理由の一つであった。[35] 一般的に土壌粒子が細かくなればなるほど、土壌の吸収力は大きくなると言えます。

細かさに制限。

しかし、土壌粒子をどの程度細かくすべきかには限界がある。実験によって、ある程度の細かさに達すると、それ以上粉砕しても吸収力が低下することが分かっているからだ。例えば、あるドイツの実験者は、自然状態で114%の水分を吸収できる庭用ローム土を、非常に細かく粉砕すると、わずか62%しか水分を吸収できないことを発見した。明らかに、ここで限界が来ている。[70ページ]土壌を粉砕することが推奨されるレベルを超えました。

上記の理由。

なぜそうなるのかは容易に理解できます。土壌が吸収できる水の量は、土壌に含まれる一定の大きさの気孔、つまり空隙の数によって決まります。これらの気孔が大きく数が少ない場合、吸収される水の量は、気孔が多くサイズが小さい場合よりも当然少なくなります。ある程度までは、土壌が砕かれるほど、水が浸透するのに十分な大きさの気孔の数が増えます。それを超えると、気孔は小さくなりすぎて土壌が圧縮され、粒子同士が密集しすぎてしまいます。

土壌の保水力。

さて、先ほど論じてきた土壌の吸収力と密接に関連しているのは、土壌が吸収した水分を保持・保持する力です。この力は、一見してわかるように、土壌の肥沃度に重要な関係を持っているに違いありません。

保持力の重要性。

降雨期と降雨期の間にはしばしばかなりの間隔が空くため、土壌は植物の生育を支えるためには、干ばつ期に備えて水分を蓄えておく必要がある。これは[71ページ]作物が豊作の場合、降雨量だけでは生育に必要な水を十分に供給できないことが多いことを思い出すと、このことはなおさら重要です。実際、耕作されていない土壌からの平均蒸発量は降雨量に等しいと推定されています。植物に覆われた土壌からの蒸発量がはるかに大きいことは、故アサ・グレイ教授（アメリカの著名な植物学者）の計算によって印象的に示されています。グレイ教授は、あるニレの木の葉の面積が約5エーカーあり、そこから活発な蒸散が絶えず行われていると計算しました。また、あるオークの木は、6ヶ月の間に、樹冠と同じ円周の面積に降った雨量の8.5倍もの水を日中に蒸散させたと計算されています。[36]土壌粒子の細かさが土壌の吸収力に重要な影響を与えるのと同様に、蒸発速度にも重要な関係があることが分かっています。土壌粒子が密集しているほど蒸発は激しくなり、毛細管現象がよりスムーズに起こり、より深い土壌からの蒸発が起こります。そのため、例えば鍬入れやすき込みなどによって土壌表層を攪拌することは、蒸発量を減らす上で重要な影響を与えます。[72ページ]毛細管現象を断ち切ることで、干ばつのリスクを最小限に抑えます。作物で覆われた土壌からの蒸発量は、作物の性質に大きく依存します。根が深い作物は、より広い範囲の土壌から水分を吸収するため、根が浅い作物よりも土壌を乾燥させるのに効果的です。ロスアムステッドでは、作物が植えられた土壌と裸の休耕地からの蒸発量の差は、9インチの降雨量に相当することが示されました（作物は大麦です）。もちろん、蒸発量の増加は、作物から蒸散する水分によるものです。[37]

一般的に、土壌の吸収力が大きいほど、保持力も大きくなると言えます。最も多くの水を吸収する土壌は、最も水を手放したくないからです。

これらの性質は肥沃な土壌に不可欠であることは間違いありませんが、土壌が過剰に保有してしまう場合もあることは言うまでもありません。余分な水分を排出できない土壌は冷たく湿っぽくなり、適切な耕作ができなくなります。土壌の気孔は完全に塞がれ、後述するように非常に重要な空気の循環が不可能になります。このような土壌では植物は病気になり枯れやすく、水は淀み、硫化水素などの有毒ガスを発生させる化学反応が引き起こされます。硬い粘土質土壌は、この不利な点の好例です。[73ページ]保水性が高すぎる土壌。このような土壌は過剰な水分を排出するのが難しいため、耕作が極めて困難であり、そのため播種作業が遅れがちです。

発電所は土壌から水を吸収します。

植物の根が土壌から水分を吸収する力は、土壌の保水力に依存しているように見えるというのは、奇妙な事実であり、この点で注目すべき点です。これは、植物が保水力の高い土壌では、非保水力の土壌ほど水分を放出する能力がないことを意味します。

著名なドイツの植物学者ザックスが行った非常に興味深い実験では、保水率が52%のローム質土壌では、水分が8%に達すると植物が枯れてしまうことが分かりました。一方、保水率が21%の砂質土壌では、同じ種類の植物でも水分が1.5%に達するまで枯れませんでした。つまり、ある土壌では植物は生き延び、必要量の水分を十分に得ることができたのに対し、別の土壌では、同じ量の水分を含んでいたにもかかわらず、渇きで枯れてしまったのです。

一般的に言えば、ヘルリーゲルの実験は、土壌が[74ページ]水分は保持できる全量の 3 分の 1 以下に減少しません。[38]

土壌の吸収力を高める方法。

上記の特性の欠如または過剰は、これらの自然の欠陥をある程度人工的に改善する方法について一言二言示唆する。土壌中の有機物がその吸収力を高めるならば、この特性に欠陥のある土壌を改善する簡単な方法は有機物の追加であるというのは理にかなっている。砂質土壌に緑作物を鋤き込むことの利点の 1 つは間違いなくこの事実によるものであり、家畜の堆肥の追加にも同様の効果がある。砂質土壌に見られるような十分な保水力がない場合にも、同様に改善策として粘土の追加が示唆される。また逆に、土壌が粘土質すぎる場合は、砂を追加するのが自然な改善方法となる。[39]

土壌の収縮。

乾燥すると土壌は収縮します。収縮が最も少ないのは砂質土壌と白亜質土壌です。一方、腐植質土壌は収縮が最も大きくなります。

[75ページ]土壌中の最も好ましい水分量。

植物の生育に最も適した土壌水分量というのは、非常に難しい問題です。水分量が多すぎると土壌は冷え、空気が土壌粒子に届かず、植物は病気になり枯れてしまいます。ヘルリーゲルは、土壌が保持できる水分量の80%が植物に有害であり、50%から60%が最適な水分量であることを発見しました。[40]

吸湿力。

土壌が水に関して持つ性質の一つに、吸湿力があります。これは、土壌が空気中の水分を気体として吸収する力のことです。この性質は、すぐに言及する性質、すなわちガス吸収能力と同一です。土壌が水に対して持つ性質は、吸湿力とは全く異なります。[76ページ]土壌がこの吸湿性を持つかどうかは、通常の吸収力を制御するのとほぼ同じ条件によって制御されるようです。[41]この特性は、温暖な気候の土壌において非常に重要と考えられており、農業的価値は土壌に大きく依存していると言えるでしょう。しかしながら、このように吸収される水の量は、比較的に微々たるものです。最後に、水分過多の土壌を乾燥させる方法がいくつかあります。例えば、開渠を造って過剰な水分を排出したり、柳やポプラなどの樹木を植えたりすることです。樹木の葉が多数あることで生じる緑地面積は非常に大きく、そこから絶えず水分が蒸発していきます。その結果、樹木はポンプエンジンとみなすことができます。このことから、森林管理者は粘土質の土地では、その上に生育する樹木が伐採されると、土壌がより湿潤になりやすいことに気づきました。[42]

土壌の熱容量。

私たちが今検討してきたものに大きく依存する特性は、土壌が熱を吸収し保持する能力です。[43]温度は[77ページ]もちろん、土壌は空気の温度に大きく左右されますが、忘れてはならないのは、土壌自体にも左右されるということです。太陽光線によって放出された熱は土壌に当たり、その熱の大部分は吸収されますが、一定の割合（これは土壌の性質によって異なります）は空気中に放射されます。

土壌温度の変化は当然のことながら、気温の変化よりもゆっくりと起こります。したがって、土壌温度の変化の影響を受ける深さは、気候によっても異なります。温帯気候では、昼夜の温度変化は地下約90センチほど深くまではほとんど感じられないと計算されています。

露の説明。

一般的に、土壌には二つのプロセスが進行していると言えるでしょう。日中、土壌は太陽光線から熱を吸収します。夜になり、太陽が地平線の下に沈むと、空気は土壌の温度よりも低く冷やされ、土壌は蓄えた熱を大気中に放射します。その結果、土壌の温度はすぐに空気の温度よりも低くなり、空気中に水蒸気として存在する水分が冷たい地表と接触します。[78ページ]水分は凝縮して露となり、それが堆積します。そして、太陽の光によって再び蒸発する前の早朝に最もよく見られます。露は夏に最も多く降ります。これは、昼夜の気温差が最も大きいためです。冬には、霜として見られます。

土壌の熱。

しかし、土壌の温度は太陽光線以外の要因によっても左右されます。植物質が腐敗するたびに、必ず一定量の熱が発生します。したがって、腐敗する植物質の量が多い土壌は、純粋に鉱物質のみからなる土壌よりも、この熱源からより多くの熱を受け取ることになります。

農場堆肥の熱。

発酵、つまり植物質の腐敗に伴う熱量を示す良い例は、腐敗した家畜糞尿です。この原因により揮発性アンモニアが失われる危険性はしばしば高く、発酵が急速に進みすぎて温度が上昇しすぎないように注意する必要があります。[44]特定のかさばる有機肥料、例えば、[79ページ]堆肥は、土壌温度の上昇に大きく影響する可能性があります。東京で行われた実験では、1エーカーあたり20トンの堆肥を施用すると、土壌の深さ5インチまで、約1ヶ月間、平均で華氏1.5度上昇することが分かりました。ちなみに、土壌中の水分量は土壌温度の調節に大きく影響します。湿った土壌は、一般的に冷たい土壌です。

発酵熱の原因。

家畜の堆肥のような植物質の腐敗、あるいは発酵はどのようにして起こるのか、あるいはむしろ何に起因するのか、と問われるかもしれません。物質の腐敗とは、ゆっくりとした燃焼、あるいは燃焼に他なりません。物質が空気中の活性化学元素、すなわち酸素ガスと結合すると、酸化されると言われています。さて、この物質と酸素の結合は燃焼の説明であり、燃焼と腐敗の現象は同じ化学反応によって説明されます。物体が腐敗、あるいは燃焼するとき、物体は酸素と結合します。物体と酸素のこの結合が非常に速く起こり、結果として炎と非常に高い熱が生じる場合、私たちはそれを燃焼と呼びます。しかし、それがゆっくりと起こる場合、それは燃焼とは呼ばれず、単に酸化または腐敗と呼ばれます。しかし、物体が燃えようと腐敗しようと、最終的な生成物は同じです。そして、[80ページ]腐敗のプロセスは、燃焼のプロセスと同様に常に熱を伴います。[45]もちろん、土壌中の植物性または有機物だけでなく、鉱物質も分解します。しかし、土壌中の鉱物質の酸化は非常にゆっくりと進行し、発生する熱量も非常に小さいため、土壌温度への影響はほとんどないと言えます。

土壌の色の影響。

土壌の温度に影響を与えるもう一つの特性があります。それは色です。一見すると、ほとんど考慮する価値がないように思えるかもしれませんが、土壌の温度に非常に顕著な影響を与えることがわかっています。これは当然のことながら、日照量の多い気候で最も顕著に表れます。暗い色の土壌は、明るい色の土壌よりも熱を吸収する能力が高く、この影響の程度を判定する目的で行われた実験では、ある条件下では、黒い物質で覆われた土壌と白い物質で覆われた土壌の温度差が華氏13度から14度に達することが示されました。他の条件が同じであれば、暗い色の土壌で栽培された作物は、明るい色の土壌で栽培された作物よりも早く熟します。作物で覆われた土壌は、作物のない土壌よりも涼しいです。

[81ページ]土壌にはガスを吸収する力があります。

土壌の熱の原因の一つは酸化であり、これはあらゆる土壌で常に進行していますが、植物質を多く含む土壌では特に急速に進行していることを先ほど見てきました。これは、土壌がガスを吸収する力について少し触れておきたいと思います。

大気中の主なガスは酸素と窒素です。これらのガスはどちらも土壌に吸収されますが、その割合は異なります。[46] 前者に関しては、土壌の細孔に十分な酸素が供給されることが肥沃な土壌の必要条件であることはよく知られています。これは古くからソシュールによって実験的に証明されており、植物は根を通して酸素を吸収することを示しました。植物の成長過程のある時期には、酸素の需要が他の時期よりも大きくなります。例えば、発芽過程にある種子は、十分な酸素に自由にアクセスできる必要があります。この事実は、良好な苗床を用意すること、そして種子が深く埋まらないように注意することの重要性を強調しています。

炭酸とアンモニア。

空気中には酸素と窒素に加えて、土壌に吸収される他のガスも含まれています。その中で最も豊富なのは炭酸です。土壌に含まれる炭酸のうち、圧倒的に多いのは[82ページ]土壌は空気中から栄養を得て、雨の中で溶解して洗い流されます。[47]大気中の他の成分の中で、窒素の複合形態、すなわちアンモニア、硝酸、亜硝酸が最も重要です。これらはすべて土壌に吸収されますが、炭酸と同様に、主に雨によって洗い流されます。土壌が空気から吸収するアンモニアの量は、以前考えられていたよりもはるかに多いことが、次章で言及されているシュレージングによる最近の実験で示されています。[48]はこれを示しています。湿った土壌は、年間を通して雨で洗い流されるよりもはるかに多くのアンモニアを吸収する可能性があります。

土壌のガス吸収力は異なります。

土壌の種類によって、これらのガスを吸収する力は異なります。この違いは、土壌の物理的性質だけでなく、化学的性質にも左右されます。有機物を多く含む土壌は、純粋に鉱物のみを含む土壌よりもガスを吸収する能力が高くなります。

窒素の吸収。

土壌による窒素の吸収は非常に重要な問題である。これは後ほど生物学的側面の項で触れる。[83ページ]土壌の性質は微生物の働きによって決まります。[49]

要約すると、土壌の主要な物理的・機械的特性は、吸水性・保水性、熱容量、そしてガス吸収力です。耕起作業が土壌のこれらの物理的特性にどのように影響するかは容易に理解できるでしょう。例えば、硬い土壌の場合、耕起は土壌の肥料成分を利用可能にするために不可欠な大気中のガス、主に酸素の吸収力を高めます。一方、軽くて開放的すぎる土壌では、全く逆の効果をもたらす可能性があります。

ここで、これらの物理的特性が植物の成長に及ぼす重要な影響についても言及しておく必要があるでしょう。

植物の根は土壌にある程度の開放性を必要とします。

土壌の機能の一つは、植物を直立させることであり、このためには土壌にある程度の厚さや硬さが求められます。しかし一方で、土壌は過度に厚すぎてもいけません。そうでないと、植物の根が下方に伸びていくのに困難を覚えるからです。これは特に成長初期に顕著で、植物の根はまだ非常に柔らかく、抵抗を克服するのに大きな困難を覚えます。[84ページ]温暖な苗床を準備することの重要性は、このようにして、健全な科学的原理に基づいていることがすぐに分かるでしょう。そして、それには二重の理由があります。若い植物は根を発達させるためにあらゆる手段を必要とするだけでなく、先ほど指摘したように、発芽過程においては豊富な酸素供給が極めて重要です。

土壌と植物の根。

土壌の機械的状態が植物の根の発達に及ぼす影響という全体的な問題は、最も重要かつ興味深い問題の一つであるが、本来あるべきほど広く認識されていない。

植物の根が下向きに成長する自然な傾向。

植物の根が絡み合った状態は土壌粒子の抵抗によるものであり、植物の根は本来下向きに伸びる性質を持っていることはほぼ間違いないと考えられる。つまり、土壌粒子によって妨げられなければ、根は茎や枝と同じように対称的な形で成長するはずである。したがって、土壌が大きな障害となるような場所では、植物の成長は遅らざるを得ない。著名なドイツの化学者ヘルリーゲルは、土壌粒子の密集が根の発達に及ぼす影響について、非常に興味深い実験を行った。これらの実験では、エンドウ豆が[85ページ]豆は湿らせたおがくずの中で、多かれ少なかれ圧縮された状態で栽培されました。おがくずが少しでも圧縮されると、植物の成長は非常に遅くなるか、完全に停止することがわかりました。

植物の根を土壌中にできるだけ広く展開させることの重要性は、植物が土壌養分を得る土壌面積が大幅に増加することを意味することを考えればすぐに理解できるでしょう。もう一つの重要な点は、植物の根が土壌中に深く浸透するほど、他の条件が同じであれば、干ばつの影響に耐える能力が高まるということです。根がそれほど深く浸透しない植物が枯れてからずっと後でも、植物は土壌のより深い層から必要な水分を吸収できるからです。

植物にはスペースが必要です。

ここで、耕作が植物の生育に及ぼすもう一つの重要な影響について考察しておきたい。「ある土壌が、健全な状態で何本の植物を支えられるか」という、非常に難しい問題が提起される。植物は広いスペースを必要とするため、密集しすぎないようにすることが不可欠である。

この問題は、質と量の問題にほぼ帰着します。

このテーマに関する実験では、ある一定の面積の土壌では、一定数の植物の健全な生育しか支えられないことが示されています。その限界を超えると、発育が不完全になります。

[86ページ]耕作により特定のエリアの植物の数が増加します。

しかし、土壌を徹底的に耕せば耕すほど、より多くの植物を栽培できることは明らかです。根は表土に沿って無理やり広がって広いスペースを占めるのではなく、下向きに伸びるのに苦労しません。こうして、徹底的に耕された土壌では、耕作前には1本しか植えられなかったのと同じスペースに、2～3本の植物を栽培できるようになるのです。

アメリカとイギリスの農業。

上記の考察は、多くの農民にとって奇妙な異常現象、すなわち、アメリカの農場における1エーカー当たりの農産物収益が、概して我が国の痩せた土壌の収益よりもはるかに低いという事実に、大きな光を当てるものである。一見すると、多くの人にとってこれは私たちの一般的な認識と真っ向から矛盾し、アメリカの未開の土壌は結局のところ、英国の土壌よりも肥沃度が劣っているという結論を導き出しているように思える。

しかし、この結論を導き出す必要はない。事実関係からすれば、別の説明も可能だからだ。アメリカの農場から得られる収益が低いのは、アメリカの土壌がイギリスの土壌よりも肥沃でないからではなく（これは事実ではない）、アメリカの耕作がイギリスほど集中していないからである。

[87ページ]アメリカでは土地は安く、労働力は高価です。そのため、狭い土地を丁寧に耕作するよりも、広い土地を緩やかに耕作する方が経済的です。イギリスではその逆で、労働力は安く、土地は高価です。そのため、土地を可能な限り広く耕作し、可能な限り豊作にする必要があります。もしアメリカの農業がイギリスの農業と同じくらい集約的に行われれば、現在の収穫量は少なくともおそらく倍増するでしょう。

次に、土壌の肥沃度に影響を与える2番目の性質について考えてみましょう。これらは化学的性質です。

II. 土壌の化学組成—化学的に見ると、土壌は非常に複雑な物体です。土壌は多種多様な物質から構成されています。これらの物質と植物との関係は、すべてが同等の重要性を持つわけではありません。土壌物質の大部分を占める一部の物質は、植物の機械的な支持として作用するだけでなく、土壌の物理的性質を維持するのにも関与しています。これらの物理的性質は、先ほど述べたように、植物の発育において重要な役割を果たします。

肥料成分。

しかし、土壌物質のごく一部は、[88ページ]植物の直接の栄養源として作用することで、植物の成長を促進する。導入章で既に述べたように、[50]植物の灰中に発見された物質は、以下の通りである：カリ、石灰、マグネシア、酸化鉄、リン酸、硫酸、ソーダ、シリカ、塩素、酸化マンガン、リチウム、ルビジウム、アルミナ、酸化銅、臭素、ヨウ素。これらの物質の中には、一般的に存在するかどうか疑わしいものもあれば、また、おそらく全くの偶然の存在であるものもある。また、ヨウ素や臭素のように、特殊な性質の植物にのみ見られるものもあり、これらは海産植物の灰にのみ見られる。

これらの灰の成分のうち、最初の6つの物質（斜体で示されているもの）だけが植物の成長に絶対に必要です。植物は、これらの6つの灰の成分に加えて、必須の栄養源である窒素も主に土壌から摂取します。[51]

窒素、リン酸、カリの重要性。

しかし、植物の生育に必要な土壌の7つの構成要素のうち、農学者が他の構成要素よりも非常に大きな関心を寄せるようになったものがある。これは、それらの構成要素が通常、土壌中に、同様に必要な他の栄養素よりもはるかに少量しか存在しないという事実による。つまり、それらはほぼ常に土壌中に存在し、容易に利用できる形で、植物が吸収できる量よりも少ない量で存在しているということである。 [89ページ]土壌は栄養分を豊富に含みますが、痩せた土壌や不毛な土壌では、正常な生育には不十分な量しか供給されないことがよくあります。これらの成分は、窒素、リン酸、カリです。[52]

土壌にすべての必要な植物成分が適切な量で存在していることを確認することの重要性は、他の必要な成分が豊富に存在していても、1 つの成分が欠如または量が不十分であると植物の成長が妨げられる可能性があると述べられれば、すぐに適切に評価されるでしょう。

石灰、マグネシア、鉄、硫酸は、ほとんどの土壌に豊富に供給されています。したがって、農家が注意しなければならないのは、窒素、リン酸、カリです。したがって、原則として、これらの物質だけが肥料として施用されます。

土壌中の肥料成分の化学的状態。

しかし、土壌の化学的性質を考える場合、存在する様々な成分の量だけを考慮するだけでは不十分です。非常に重要な考慮事項は、それらの化学的状態です。植物の根が栄養分を吸収するには、まず可溶性にする必要があります。土壌中の可溶性、つまり利用可能な植物栄養分はごくわずかです。もちろん、土壌中で絶えず進行する分解プロセスによって、日々着実に増加しています。

[90ページ]水溶性肥料成分の量。

土壌水は、多かれ少なかれ様々な酸や塩分を含んでおり、その性質と溶解力、そして植物自身の根茎の液汁の溶解力によって、利用可能な肥料成分の正確な推定はほぼ不可能です。しかしながら、純水と希酸溶液で土壌を処理することで、おおよその推定値を得ることができます。希酸溶液による土壌処理は、土壌中で土壌がさらされる条件を可能な限り再現することを目的としています。土壌に水を処理すると、一定量の植物栄養分が水に溶解します。これは、その時点で植物が利用できる量の概算を示すものとしか考えられません。しかし、土壌中で起こる無数の複雑な反応により、この可溶性の植物栄養分は日々絶えず追加され続けています。上記のような考慮と、必要なミネラルが植物にどのような組み合わせで含まれるかについての私たちの無知を合わせると、この主題のこの部分が非常に難しいことがわかります。[53]

土壌の化学分析の価値。

土壌の化学分析は、ある観点から見るとほとんど意味がないのは、主にこれらの理由による。[91ページ]土壌の実際の肥沃度を証明するという点では価値がある。より満足のいくのは、土壌の潜在的な肥沃度を示すことである。土壌に何が含まれているかを明らかにするのに役立つが、必ずしも利用可能な状態にあるとは限らない。特定の状況下では、例えば石灰処理などの特定の処理の結果がどうなるかを知りたい場合など、非常に価値がある場合がある。

したがって、読者に土壌分析結果をいくつも提示することはあまり賢明ではありません。読者が土壌の組成について大まかな理解を得られるように、代表的な分析結果を1つか2つ、付録に掲載します。[54]土壌を形成する主な鉱物についての簡単な説明も記載しています。

非常に興味深い点は、様々な土壌に含まれる窒素、リン酸、カリの1エーカーあたりの量です。これらの成分の量はパーセンテージで表すとごくわずかですが、1エーカーあたりのポンド数で計算すると、様々な作物によって除去される量を大幅に上回ることがわかります。この問題については、次章で扱います。

さらに興味深い点は、土壌中に存在する必須植物成分の化学形態です。この点については付録を参照してください。[55]

影響を与える3番目のプロパティクラスは、[92ページ]土壌の肥沃度は生物学的要因と呼ばれるものです。

III. 土壌の生物学的特性。現代の研究によって、陸上経済において微小な有機生命体が果たす重要な機能は、土壌におけるそれらの重要な役割に最も顕著に表れています。

土壌の細菌。

あらゆる耕作地の土壌には、植物に必要な栄養を供給する役割を担う細菌が溢れています。これらの生物の性質と機能は実に多岐にわたります。その多くについては、私たちはほとんど何も知りません。しかしながら、世界各地の研究者による熱心な研究によって、日々知識は深まっており、近い将来、陸上経済において最も興味深いこれらの生物の性質と発達方法に関する多くの事実が得られるようになると期待されています。しかしながら、これらの生物があらゆる土壌に膨大な数で存在していることは、十分に考えられます。炭酸ガスの酸化に関与するある種の生物は、土壌1グラムあたり50万個以上存在すると推定されています。[56] (Wollny and Adametz) ある階級とその [93ページ]農業において、土壌中の有機物を植物が容易に同化できる単純な物質に分解することで植物の栄養分を準備することは、非常に重要な意味を持っています。様々な有機肥料のいわゆる「熟成」は、現在では、この種の細菌の働きによってのみ行われることが分かっています。植物は土壌中の有機物に含まれる複雑な窒素化合物を食べて生きることはできず、細菌がいなければこれらの物質は利用できないでしょう。この問題については、家畜糞尿の章でより詳細に説明します。これらの細菌の中で最も重要なのは、「硝化」と呼ばれるプロセス、すなわち有機窒素とアンモニア塩を亜硝酸塩と硝酸塩に変換するプロセスにおいて活性物質となる細菌です。これらの生物の存在は、あらゆる土壌の肥沃度にとって不可欠であると考えられます。一方、硝酸塩を他の形態の窒素に変換することで、硝化細菌の働きを逆転させる力を持つ生物も存在します。土壌中の硝酸塩の減少は、多くの場合、遊離状態で逃げ出す貴重な窒素の損失の原因となるため、細菌の作用は必ずしも有益なものではありません。

[94ページ]土壌中の 3 つの生物群。

これまで研究されてきた主題によれば、土壌中の微生物は 3 つのクラスに分類できます。[57]

生物の最初のクラス。

まず第一に、土壌成分を酸化する機能を持つ生物がいます。このクラスの生物は様々な方法で作用します。土壌中の有機物を同化して炭酸ガスと水に変換するものもあれば、逆に酸素を放出して酸化するものもあります。前者の作用を持つこれらの生物の中には、同化のために非常に特異な物質を選択するものがあります。ある生物は、その成長に炭酸第一鉄を必要とすることが分かっており、これを酸化物へと酸化します（ウィノグラツキー）。一方、別の生物は、[58]いわゆる硫黄生物は、硫黄を硫化水素に変換するとされる説もあれば、硫酸塩に変換するとする説もある。硝化生物はこのクラスの生物に属する。後章でより詳しく述べるように、このプロセスに関連する2つの異なる生物が既に単離され研究されている。そのうちの1つは亜硝酸塩を生成する。[95ページ]一つは有機窒素またはアンモニア塩の分解、もう一つは亜硝酸塩の硝酸塩への変換である。これらの酸化生物が作用する二つ目の方法は、酸素を放出することである。この事実は大きな関心を集めている。というのも、ごく最近まで、植物生理学における酸素の発生はすべて光の存在に依存し、またクロロフィル、つまり植物の緑色色素と密接に関係していると考えられていたからである。しかし、土壌生物の間ではこれらの条件は必須ではなく、酸素の発生は光がある場合と同様に無色の生物の場合でも行われる可能性があると思われる。このような生物はおそらくあらゆる土壌にあふれているだろう。典型的な例は炭酸ガスの酸化において活性な作用をする生物であり、土壌中に多数存在するとすでに述べた通りである。[59]

土壌中の第 2 クラスの生物。

第二の生物群は、土壌成分を減少させたり破壊したりするものである。農業の観点から最も重要なのは、窒素をその化合物から遊離させる生物群である。有機物の腐敗において、これらの生物は主に、おそらく、[96ページ]大気中の酸素が完全に存在しない場合でも、これらの微生物は活動する可能性があるようです。土壌はこれらの微生物の働きによって、窒素の一部を「遊離」の形で失う可能性があります。このグループには、土壌中の硝酸塩と亜硝酸塩を還元する、前述の脱窒菌が含まれます。[60]

生物の第三クラス。

第三の生物群は、土壌を豊かにする働きをする生物群です。この群の中で、空気中の遊離窒素を固定する生物群が最も重要です。これらの生物の性質はまだ不明瞭な点が多いものの、マメ科植物がこの窒素源を利用する力を持っていることは、今や確固たる事実となっています。これらの興味深い生物群に関するさらなる言及は、別の章に譲ることにします。

強調すべき重要な点は、あらゆる肥沃な土壌に不可欠なこれらの微生物の健全な発育には、特定の条件が不可欠であるということです。これらの必要条件については後ほど詳しく説明します。これらの必要条件は、土壌の化学的組成だけでなく、物理的性質にも関係していることを指摘すれば十分でしょう。これは、土壌の機械的状態が良好であることが不可欠であるというさらなる理由となります。

[97ページ]要約。

これまで述べてきたことから、土壌の肥沃度の問題は非常に複雑で、数多くの多様な条件に左右されること、肥沃度を構成する特性は、その性質上は一見大きく異なっているように見えても、実際には互いに大きく影響し合っていることが分かるでしょう。また、土壌には肥沃度に必要な植物成分が存在するだけでなく、土壌が特定の物理的または機械的特性を持つことも同様に必要であり、さらに、特定の微生物の存在は、肥沃度の問題と非常に直接的かつ実際的に結びついている事が分かりました。

これまで、純粋に化学的な性質のもの以外の条件の重要性について、やや強調してきた。これは、以下では、ほぼ専ら純粋に化学的な肥沃度の条件について論じるからである。したがって、後者の条件は、農家の実務上、最もコントロールしやすいため、はるかに重要であるものの、唯一の条件ではなく、それだけで肥沃度をコントロールできるわけではないことを認識しておくべきである。

脚注:
[33]この記述には、おそらく補足が必要だろう。土壌の物理的性質が果たす重要な役割は、この科学の黎明期には認識されていたものの、近年では土壌の化学組成がほぼ独占的に研究の対象となっている。土壌の物理的性質は、近年、農芸化学者にとってさらに重要な意味を持つようになった。それは、土壌の生物学的性質、すなわち植物性栄養素の大部分を発酵させる発酵プロセスの発達に、土壌が及ぼす重要な影響によるものである。

[34]多量の植物質を含む土壌の吸収力の良い例として、スポンジのように大量の水を吸収できる泥炭湿原が挙げられます。（付録、注I、98ページ参照）

[35]ジェスロ・タルは、前世紀半ば頃に生きた初期の著名な農業著述家であり、植物の栄養源は土壌中の微細な土粒子であるため、熟練した農民に必要なのは土壌を適切に耕作することだけであるという理論を提唱しました。彼はこの理論に基づき、『馬鍬耕による農業』と題する著作を出版し、徹底した耕作体系を提唱しました。（『歴史的序文』10ページ参照）

[36]はじめに55ページを参照してください。

[37]序章55ページを参照。

[38]なぜ過剰な水分が植物の正常な成長を妨げるのか、正確には解明されていません。おそらく、過剰な水分では酸素の自由な供給が妨げられるためでしょう。そのため、根は必要な酸素に十分にさらされず、硝化作用のような発酵プロセスが促進されません。また、過剰な水分が存在する場合、植物栄養液が薄すぎることも原因の一つと考えられます。

[39]付録、注II、98ページを参照。

[40]E. ウォルニーによるいくつかの実験がこれを示しています。ウォルニーは、夏菜の実験で、土壌が総保水力の 40 パーセントしか含まない場合に最良の結果が得られ、その量が減っても増えても、得られた結果は低下することを発見しました。水が少なすぎても多すぎても、植物のさまざまな器官の発達と成長期間に影響が見られ、水が多すぎると成長が遅れるようです。植物の品質もこの状態によって影響を受けるようです。ウォルニーによる穀物の実験では、穀物の質が影響を受けるだけでなく、水分が多いと窒素の割合が減少することが示されています。ウォルニーは、作物全般に対して、最適な量は土壌の総保水力の 40 パーセントから 75 パーセントであると考えています。

[41]付録、注III、99ページを参照。

[42]55ページをご覧ください。

[43]土壌温度が植物の発育に与える影響は極めて重要です。これは特に発芽期に顕著ですが、その後の成長期にも影響を及ぼします。ある一定の温度までは、土壌温度が高いほど植物の発育は速くなります。この国では、生育に最も適した温度を超えることは稀で、実際に達することさえほとんどありません。

[44]家畜糞尿に関する章を参照してください。

[45]後述するように、有機物の発酵は微生物の働きによって引き起こされます。

[46]付録、注IV、100ページを参照。

[47]もちろん、土壌中の大量の炭酸ガスは植物質の分解によって生じたものであることを忘れてはなりません。土壌中の炭酸ガス含有量は、空気中の20倍から100倍にも達します。

[48]第3章119ページを参照。

[49]はじめに、40ページを参照してください。

[50]導入章54ページを参照。

[51]44ページと135ページをご覧ください。

[52]たまにライムも。

[53]付録の注VおよびVI（100、101ページ）を参照。

[54]注VI、101ページ。

[55]注 VII.、107 ページ。

[56]土壌 1 グラムに含まれる細菌の数については、さらに大きな推定値 (75 分の 3 から 100 万) も出ています (コッホ、フュレス、その他)。

[57]これらの生物は、カビ、酵母、細菌から構成されており、細菌が最も豊富です。表土では、細菌の中で桿菌が最も豊富で、ミクロコセイはそれほど多くありません。

[58]ウィノグラツキー、オリヴィエ、デ・レイ・パイヤードらによって調査された。

[59]この種の生物は、ヘラウス、ヒューペ、E.ウォルニーらによって研究されてきました。前述の2人の研究者によると、ある種の無色の細菌が、光が存在しない状態で腐植土からセルロースに似た性質を持つ炭酸塩物質を生成するとされています。

[60]Springer、Gayon、Dupetit、Dehérain、Marguenne によって調査されました。

[98ページ]
第1章の付録

注I.（p.68）。

シュブラーによる以下の測定結果は、様々な土壌物質の吸収力を示しています。これらの測定は、秤量した土壌を水に浸し、余分な水分を排出させた後、湿った土壌の重量を測定することによって行われました。

 地球

100％が吸収する水の割合。
珪質砂 25
石膏 27
石灰質砂 29
砂質粘土 40
強い粘土 50
耕作地 52
細かい石灰質 85
ガーデンアース 89
腐植土 190
異なる物質の混合物の吸収力は、単純にそれぞれの成分の合計に等しくないことが計算されています。

注II.（74ページ）

蒸発。

土壌の保水性は蒸発を遅らせる傾向があります。シュブラーによる以下の表は、様々な土壌における蒸発速度を示しています。[99ページ]実験は次のように行われた。実験対象の土壌は水で飽和させ、円盤上に広げ、4時間蒸発させた後、重量を測定した。また、水分の90%が蒸発するのに要した時間も推定した。湿潤土壌中の水分100%のうち、華氏60度（摂氏約15度）で蒸発した水分は、以下の通りであった。

 4時間後—

90パーセント蒸発するのに必要な時間。
から- パーセント。時間。分
石英 88 4 4
石灰岩 76 4 44
砂質粘土 52 5 1
硬い粘土 46 6 55
ローム質粘土 46 7 52
純粋な灰色の粘土 32 11 17
ローム 32 11 15
微細炭酸カルシウム 28 12 51
腐植土 21 17 33
炭酸マグネシウム 11 33 20

注III.（76ページ）

土壌の吸湿力。

デイビーは土壌の吸湿性について次のように結論づけました。3種類の異なる砂質土壌サンプルを100重量部採取したところ、1時間あたりにそれぞれ3、8、11重量部の水分を吸収しました。一方、3種類のローム土壌サンプルは、それぞれ1.3、1.6、1.8重量部の水分を吸収しました。

以下の土壌サンプルを華氏212度で乾燥させ、水で飽和した雰囲気と華氏62度の温度にさらしたところ、12時間以内に以下の量を吸収することがわかりました。

石英砂 0.0
石灰岩砂 0.3
痩せた粘土 2.1
脂肪粘土 2.5
粘土質土壌 3.0
純粋な粘土 3.7
ガーデンローム 3.5
腐植土 8.0

[100ページ]注IV.（81ページ）。

土壌中に存在するガス。

土壌の細孔に閉じ込められた空気は、通常の空気に比べて明らかに酸素が乏しい。ブーサンゴーは、肥料を施され雨に濡れた砂質土壌の酸素含有量がわずか10.35%であることを発見した。一方、森林土壌の空気中には酸素が19.5%、炭酸ガスが0.93%含まれていた。土壌中の酸素含有量は、有機物の分解速度に依存する。土壌層の深さも酸素量を決定する。これは、深部では拡散が地表付近よりもゆっくりと起こるという事実による。

注 V. (p. 90)。

土壌中の可溶性植物栄養分の量。

土壌中の可溶性成分の量を概算する最も信頼性の高い方法は2つあります。(1) 土壌を蒸留水で処理する方法と、(2) 排水を分析する方法です。前者に関しては、純粋な蒸留水によって溶出する肥料分の量でさえも変化することが判明しています。この変化は、使用する蒸留水の量と、土壌が溶媒と接触する時間の長さに依存します。土壌を異なる量の水で洗浄すると、洗浄される可溶性土壌成分の量も異なります。最初の洗浄には可溶性物質の大部分が含まれていますが、その後の洗浄では、より多くの可溶性物質が含まれていることがわかります。

多くの実験により、1000部の蒸留水には、さまざまな土壌から溶解性成分の半分から1.5部が溶け出すことが示されています。[101ページ]0.05～0.15%です。この可溶性物質のうち、30～67%は無機物であり、33～70%は有機物です。痩せた砂質土壌では可溶性物質の収量は最も少なく、泥炭質土壌では最も多くなります。通常の泥炭質土壌における可溶性物質の量は0.4～1.4%の範囲で変動しますが、これは主に有機物で構成されています。（ジョンソン著『作物の栄養源』312ページ参照）

おそらく、より満足のいく方法は、土壌の排水を分析することです。排水の組成は非常に大きく変動することが分かっています。多数の分析結果の平均は、溶解物質が0.04～0.05%です。この溶解物質のうち、最も大きな割合を占めるのは有機物、硝酸、石灰、ソーダ塩です。しかし、排水でさえ土壌中の溶解物質の量を正確に示すわけではないことを心に留めておく必要があります。溶解物質の大部分、おそらく最も大きな割合は、排水に流れ込むことはありません。排水に含まれるのは、実際には土壌が保持できない余剰の溶解物質であり、雨によって排水溝に流れ出ます。排水の組成は興味深いもので、実質的に、植物に必要なすべての成分が土壌中に溶解した状態にあることを示しています。

注VI.（p.90）。

土壌の化学組成。

土壌に含まれる最も重要な物質は、シリカ、アルミナ、石灰、マグネシア、カリ、ソーダ、酸化鉄（III）、酸化マンガン、硫酸、リン酸、塩素です。これらの物質のうち、アルミナ、シリカ、石灰、そして場合によってはマグネシアの存在は、土壌の有機物である腐植土とともに、土壌の性質と物理的性質を決定する上で主要な影響を与えます。

[102ページ]土壌の化学組成の性質が何によるのかを明確に理解するためには、土壌を形成するいくつかの主要な鉱物の分解組成を考慮する必要があります。

地球の地殻には約70種類の元素が存在することが知られていますが、実際にはわずか16種類しか含まれていません。その16種類とは、酸素、ケイ素、炭素、硫黄、水素、塩素、リン、鉄、アルミニウム、カルシウム、マグネシウム、ナトリウム、カリウム、フッ素、マンガン、バリウムです。[61]これらのうち、酸素は圧倒的に最大の成分であり、おおよそ50％を占めています。

岩石の主成分はシリカで、これは通常、粘土のようにアルミナと結合してケイ酸アルミニウムを形成し、さらに一般的なアルカリ金属やアルカリ土類金属と結合します。もう一つの非常に豊富な化合物は石灰炭酸塩で、石灰岩、チョーク、泥灰岩とともに、地球上の岩石全体の6分の1を構成しています。

「鉱物」という言葉は、自然界に存在する特定の化合物を意味します。鉱物の種類は非常に多く、ここですべてを網羅することは不可能です。ここでは、土壌の形成に主に関与する、より著名なものをいくつか挙げるだけにとどめます。

ケイ酸塩から形成されるものは、農業の観点からは最も重要であり、非常に大きなグループを形成しています。土壌は主にこれらの分解によって形成されます。ケイ酸塩はシリカとアルミナ、そして主にアルカリ金属とアルカリ土類金属といった様々な物質から構成されています。ケイ酸塩の溶解性に関して、ある特異性に注目することが重要です。ケイ酸塩には2つの種類があります。1つは「酸性」と呼ばれ、過剰なケイ酸塩を含みます。[103ページ]シリカと、塩基性シリカの2種類があります。塩基性シリカは多かれ少なかれ不溶性ですが、塩基性シリカは水溶性です。この事実は、これから考察するケイ酸塩鉱物の分解過程において重要な意味を持ちます。

最初で最も重要なクラスは、長石です。長石は、特定の化学組成を持つ特定の鉱物ではなく、いくつかの異なる種類を含む鉱物のクラス名です。長石は、シリカとアルミナ、カリ、ソーダ、石灰、そして微量の鉄とマグネシアで構成されています。しかし、主成分はシリカとアルミナ、そしてカリ、ソーダ、または石灰です。主成分であるカリ、ソーダ、または石灰の含有量に応じて、長石はそれぞれ正長石、アルバイト、オリゴクレースと呼ばれます。

以下は、3つの鉱物の分析結果です（故アンダーソン博士による）。

 正長石。    アルバイト。  オリゴクレース。
 1.  2.  1.  2.  1.  2.

シリカ 65.72 65.00 67.99 68.23 62.70 63.51
アルミナ 18.57 18.64 19.61 18時30分 23.80 23.09
鉄の過酸化物痕跡 0.83 0.70 1.01 0.62 なし
マンガン酸化物痕跡 0.13 なしなしなしなし
ライム 0.34 1.23 0.66 1.26 4.60 2.44
マグネシア 0.10 1.03 なし 0.51 0.02 0.77
カリ 14.02 9.12 なし 2.53 1.05 2.19
ソーダ 1.25 3.49 11.12 7.99 8.00 9.37
100.00 99.47 100.08 99.83 100.79 101.37
土壌に含まれる様々な長石の量に応じて、土壌の質も変わります。土壌中のカリの存在は土壌の肥沃度を決定づける特徴の一つであるため、土壌の質はカリの量に大きく左右されるのは当然です。[104ページ]正長石長石の存在量、そしてその崩壊の程度だけでなく、その状態と度合いにも依存します。この崩壊の過程に注目することが重要です。それは水の吸収によって引き起こされます。この水は単に機械的に吸収されるのではなく、鉱物の組成に実際に入り込みます。通常の沸点で蒸発するような単なる水分として存在するのではなく、いわゆる組成水を形成します。この水和過程において、鉱物は光沢と結晶性を失い、崩壊状態に応じて多かれ少なかれ粉末状の塊へと崩れ去ります。化学組成にも大きな変化が起こり、ほぼすべての塩基が失われます。これは次のように起こります。水が鉱物の組成に入り込むと、塩基の一部が遊離します。こうして塩基性ケイ酸塩が形成され、これは水に溶けるため、溶液中に洗い流されます。この変化は、正長石の崩壊によって形成されたカオリン粘土の分析を引用することで説明できます。

正長石の崩壊によって形成されたカオリンクレイ。
シリカ 46.80
アルミナ 36.83
鉄の過酸化物 3.11
炭酸石灰 0.55
カリ 0.27
水 12.44
100.00
ここでの主な違いは、カリウムとシリカの一部がほぼ完全に失われ、水分が増加していることです。その他の成分は実質的に不溶性のままです。

もう一つの重要な鉱物は雲母です。その組成は長石と似ています。シリカ、アルミナ、鉄を相当量含み、マグネシアとカリも含んでいます。雲母には、カリを含むものと、過剰にマグネシアを含むものの2種類があります。[105ページ]これら2種類は次のとおりです（故アンダーソン博士による）。

 雲母。
 （a）カリ。  （b）マグネシア

シリカ 46.36 42.65
アルミナ 36.80 12.96
鉄の過酸化物 4.53 なし
鉄の第一酸化物なし 7.11
マンガン酸化物 0.02 1.06
マグネシアなし 25.75
カリ 9.22 6.03
フッ化水素酸 0.70 0.62
水 1.84 3.17
99.47 99.35
しかし、雲母は極めて硬い鉱物であるため、その分解は非常に遅いです。

その他の重要な鉱物として、角閃石と輝石があります。これらはシリカ、アルミナ、酸化鉄、酸化マンガン、石灰、マグネシアで構成されています。これらは土壌を構成する主要な鉱物です。土壌がこれら3つの鉱物のいずれかのみで構成されていることは言うまでもありません。ほぼすべての岩石はこれらの鉱物の混合物で形成されています。しかし、ある鉱物が他の鉱物よりも優勢である場合、土壌の性質はそれに応じて変化します。これを説明するために、一般的な岩石の組成を1つか2つ挙げておくとよいでしょう。

1.スコットランド北部の一部に豊富に存在し、アバディーン近郊の土壌の原料となっている花崗岩は、石英、長石、雲母の混合物です。土壌がカリに富むかどうかは、含まれる長石の種類、すなわち正長石、乏長石、あるいはアルバイトのいずれであるかによって決まります。正長石長石を含む花崗岩は、かなり肥沃な土壌を生み出します。この問題を複雑にしがちな重要な考慮事項は、そのような土壌の立地条件です。そのような土壌は一般的に海抜が非常に高いため、その土壌の肥沃度は著しく低下しています。

[106ページ]2.もう一つの一般的な岩石である片麻岩も組成は似ていますが、長石の含有量が非常に少なく、それに応じて雲母の含有量が多い点が異なります。

3.閃長岩には石英、長石、角閃石が含まれます。

グリーンストーンやトラップなどの岩石は、全国各地に広く分布しています。閃緑岩とドロライトの2種類があります。

4.石灰岩は大きく分けて2つの種類に分類されます。(1) 普通石灰岩、(2) マグネシウム石灰岩です。以下はアンダーソン博士によるこれら2種類の石灰岩の分析結果です。

 一般。 マグネシアン。
 ミッド・ロージアン   サザーランド。 サザーランド。 ダンフリース。

シリカ 2.00 7.43 6.00 2.31
酸化鉄とアルミナ 0.45 0.76 1.57 2.00
炭酸石灰 93.61 84.11 50.21 58.81
炭酸マグネシア 1.62 7.45 41.22 36.41
リン酸石灰 0.56 — — —
石灰硫酸塩 0.92 — — —
有機物 0.20 — — —
水 0.50 — — —
99.86 99.75 99.00 99.53
粘土は結晶質岩石の分解によって形成されます。最も純粋な粘土は長石から形成されます。純粋な粘土はシリカとアルミナのみで構成され、他の成分はすべて洗い流されています。しかし、分解がこれほどまでに進行することは稀です。そうでなければ、粘土質土壌は完全に不毛な状態になりますが、注目すべきことに、粘土質土壌はそうではありません。粘土に含まれる不純物、特にカリウムや植物由来のその他のミネラル成分であるアルカリが、粘土質土壌に肥沃さを与えています。[107ページ]しかし、粘土の組成は大きく異なります。以下はアンダーソン博士による粘土質土壌の分析です。

シリカ 60.03
アルミナ 14.91
鉄の過酸化物 8.94
ライム 2.08
マグネシア 4.22
カリ 3.87
ソーダ 0.06
水と炭酸 5.67
99.72

注 VII. (p. 91)。

土壌中に存在する植物性栄養素の形態。

土壌中に存在する植物の栄養に必要な塩基の形態は、主に含水ケイ酸塩、有機酸と結合してフミン酸塩などを形成する形態、および硫酸塩や塩化物である。

リン酸は鉄、アルミナ、または石灰と結合して存在するか、あるいはリン酸マグネシウムアンモニウムとして存在する場合もあります。硫酸は一般に、鉄と石灰と結合して、多かれ少なかれ不溶性の状態で存在しますが、塩素はアルカリ塩基と結合して容易に溶解する形で存在します。重要な点は、植物がこれらの栄養成分をどのような形で吸収するかということです。この点に関して、著名なフランスの農学化学者、グランドー教授が提唱した理論が参考になります。彼の理論によれば、植物栄養の必須成分はフミン酸塩として植物に吸収されるか、あるいは少なくとも、この伝達の媒介はフミン酸や類似の性質を持つ有機酸であるというものです。しかし、この理論は独創的ではありますが、受け入れを推奨するのに十分な証拠にはまだ裏付けられていません。おそらく、まだ研究段階にあるのでしょう。[108ページ]植物が栄養分を吸収できる可溶性塩の形態。しかし同時に、様々な栄養物質が植物に取り込まれる正確な形態は、状況によって大きく左右される可能性も十分に考えられる。ノッベによれば、植物は硫酸塩、リン酸塩、あるいはケイ酸塩としてカリウムを吸収することもあるが、塩化カリウムが最も適したカリウム塩の形態である。

脚注:
[61]地球の固体地殻の重量100部あたりの組成:—

酸素 44.0から48.7
シリコン 22.8から36.2
アルミニウム 9.9から6.1
鉄 9.9から2.4
カルシウム 6.6から0.9
マグネシウム 2.7から0.1
ナトリウム 2.4から2.5
カリウム 1.7から3.1
(ロスコーの『初等化学のレッスン』、8 ページ)

[109ページ]
第2章
肥料が果たす機能。

土壌の肥沃度が左右される一般的な条件を検討した結果、肥料の性質と機能について検討できるようになりました。

肥料はいくつかの異なる方法で分類されることがあり、この主題に関するさまざまな著者によって採用されているさまざまな分類によって、かなりの混乱が生じることがあります。

「Manure」という単語の語源的な意味。

まず、肥料とは何かを明確に理解しましょう。肥料（manure）という言葉はフランス語の「manœuvrer 」に由来し、これは単に「手で作業する」、つまり「耕す」という意味です。この語源的な意味は、肥料の機能に関する古来の考えを物語っています。タルによれば、肥料の真に唯一の機能は、発酵によって土壌を粉砕することであったことは、すでに歴史的序論で述べました。[110ページ]彼は、徹底した耕作のシステムにおいて、耕作は土壌を粉砕するので、耕作が行われる場所では肥料は不要であると主張した。

肥料の定義。

もちろん、もはやこの言葉にこの古い意味は当てはまりません。現在、肥料という言葉は、施用することで土壌の肥沃度に寄与するあらゆる物質に用いられています。前章で述べたように、植物の生育に必要な物質のうち、土壌に不足しがちなものは、一般的に窒素、リン酸、カリの3つだけです。したがって、肥料とは、これらの成分を単独または複合的に含むあらゆる物質と理解され、その商業的価値はこれらの物質の含有量によって決まります。しかし、肥料を土壌の肥沃度に何らかの形で寄与する物質と定義するならば、上記以外の物質も肥料として当然にみなされ得ることを忘れてはなりません。土壌の肥沃度は、特定の成分の存在だけでなく、それらの化学的状態、すなわち、容易に溶解するかどうかにも左右されることを、私たちは見てきました。さらに、既に述べたように、土壌が特定の機械的・生物学的性質を有していることも、その要因の一つです。例えば、土壌中の不活性な肥料成分に作用し、その作用によってより速やかに利用可能な形態に変換する物質があります。他にも、[111ページ]施用によって土壌の質に相当な影響を与え、それによってその物理的および生物学的特性に影響を及ぼす物質。上記の肥料の定義によれば、このような物質はすべて「肥料」に含まれます。土壌の肥沃度は様々な方法で促進することができ、肥料が果たす機能も多種多様であるため、それぞれの作用に応じて異なるクラスに分類できることがわかります。

さまざまな種類の肥料。

まず第一に、肥料は大きく分けて2つの種類に分類できます。(1) 土壌に必要な植物栄養成分を供給し、直接的に土壌の肥沃度に寄与するものと、(2) 間接的に土壌の肥沃度に影響を及ぼすものです。前者を直接肥料、後者を間接肥料と呼ぶことができます。これら2つの種類はさらに細分化できます。直接肥料には、いくつかの種類があります。植物の成長に必要なすべての要素を含んでいるか、あるいはその一部しか含んでいないかによって、一般肥料と特殊肥料に分けられます。また、その供給源によって、天然肥料と人工肥料、鉱物肥料と植物肥料に分けられます。同様に、後者の種類の肥料も、その作用の特殊性によっていくつかの種類に分類されます。肥料の中には、直接肥料と間接肥料の両方の役割を果たすものもあります。[112ページ]肥料には直接肥料と間接肥料があり、その価値を十分に理解するには、両方の項目について研究する必要があります。最も顕著な例は家畜の堆肥です。特定の状況下で2つの異なる方法で作用する肥料が他にもあります。そのような物質の1つが石灰です。作物の必要量に対して石灰が実際に不足している土壌があります。そのような土壌では、石灰を施用すると直接肥料としても間接肥料としても作用します。また、例外的に、マグネシア塩や鉄塩でさえ直接肥料として機能する場合があります。一般に純粋に直接肥料とみなされる多くの肥料も、施用量が十分であれば間接的な影響を及ぼします。実際、グアノ、骨、硝酸ソーダ、塩基性スラグなど、多くの人工肥料がこれに当てはまります。硝酸ソーダは、土壌に最も利用しやすい形で窒素を供給することで肥沃度を高めるだけでなく、含まれるソーダ分が土壌の固結と吸収力の向上に間接的に有益な影響を及ぼすと主張されてきた。しかし、1エーカーあたりに施用されるこの肥料の量が少量であることを考慮すると、その機械的影響は微々たるものであろう。同じことは、その組成にかなりの量の遊離石灰を含む塩基性スラグにも当てはまる。しかし、この肥料は大量に施用されることがあるため、その間接的な価値は必ずしも重要ではないと考えるのが妥当である。 [113ページ]重要ではありません。実際、有機物が豊富な土壌で最も好ましい作用が見られるという事実が、このことを証明しています。[62]骨やグアノ、そして分解性有機物を多く含む他のあらゆる肥料の作用も同様に二重の性質を持ちます。土壌中での分解、すなわち腐敗によって炭酸と有機酸が生成され、土壌成分に化学作用を及ぼすからです。これらの肥料の作用に関して注目すべき点が一つあります。それは、間接的な価値はどれほど小さくても、有機物の腐敗の仕方によって、直接的な肥料としての作用が非常に促進されるということです。つまり、これらの肥料は、ある程度、植物の必要に応じるための溶媒を提供していると言えるでしょう。ここで、後述する肥料を分類しておくと便利です。

I. 直接的作用と間接的作用の両方を持つ肥料（例：緑肥、家畜糞尿、堆肥、下水）。

II. 直接作用のみを持つと考えられる肥料 -例：あらゆる種類のグアノ、あらゆる種類の骨、硝酸ソーダ、硫酸アンモニア、乾燥血液、過リン酸塩、あらゆる種類の無機リン酸塩、角と蹄、粗紡糸、羊毛くず、魚のグアノ、塩化カリウム、硫酸カリ、カイニット。

[114ページ]III. 間接的な価値しか持たないと考えられる肥料 ―例：石灰、軟質肥料および苛性肥料、泥灰岩、石膏、塩など。

それでは、これらの様々な肥料の性質と作用について、直接的および間接的な影響を与えるものから順に論じていきましょう。その前に、土壌を構成する3つの重要な成分、窒素、リン酸、カリの存在と天然起源について考察し、これらの成分が、作物だけでなく、常に進行する様々な自然作用によって土壌からどの程度除去されているか、そしてこれらの天然起源がどの程度この損失を補填できるか、つまり、人工肥料を施用する経済的理由を明確に理解することが重要です。

脚注:
[62]基本スラグの章を参照してください。

[115ページ]
第3章
農業における窒素の位置づけ。

肥料成分の中で、窒素は群を抜いて最も重要なものであり、その窒素の存在と性質が土壌の肥沃度に最も大きく依存していると言えるでしょう。ほとんどの土壌では、通常、利用可能な窒素化合物よりも利用可能な灰分成分の方が豊富に供給されています。また、人工窒素肥料の多くは高価であるため、経済的観点からも窒素が第一の地位を占めています。したがって、土壌肥沃度という難題を理解しようとするならば、自然界における窒素の様々な形態、土壌中での窒素の多様で複雑な変化（植物の必要に応じた窒素の供給）、窒素の様々な形態と植物との関係、そして窒素の自然的増減の要因について徹底的に研究することが極めて重要です。

ロスザムステッドの実験と窒素問題。

農業における窒素の位置づけは疑問である[116ページ]非常に困難で複雑な問題である。多くの注目を集め、その解明には綿密で骨の折れる研究が費やされてきた。このテーマに関する我々の知見の大部分はロスザムステッド実験によるものであり、本章で述べる事実は、ローズ、ギルバート、ウォリントン各氏の回顧録や著作にまとめられた、これらの有名な実験の結果からほぼ完全に導き出されたものである。

自然界に存在する窒素のさまざまな形態。

窒素問題については、すでに歴史的序論で触れました。しかし、この問題を包括的に捉えるためには、序論で言及されたいくつかの事実を改めて要約しておくのがよいでしょう。

すでに述べたように、窒素は「自由」または元素状態で、硝酸塩や亜硝酸塩として、アンモニアとして、そして多数の異なる有機形態で存在します。

空気中の窒素。

空気中では、最初の形態で最も多く（約80%）存在する。この自由窒素は実質的に無制限に存在するが、[63]はもともとそのすべての源泉であり、[117ページ]他の形態への変換は、もちろん明白です。しかし、遊離窒素が鉱物界、植物界、動物界全体に存在する様々な化合物の形態に変換される過程は、様々な間接的な方法によって、膨大な時間をかけて行われてきました。実用上、空気中の遊離窒素は、それを含むほとんどの物体にとって、主に利用できない供給源とみなすことができます。植物に関する限り、あらゆる窒素形態の中で最も活性が低いと言えるでしょう。

「自由」窒素と植物の関係。

「自由」窒素と植物の関係は、特にここ数年の間に多くの研究の対象となっており、主要な結果の簡単な概要はすでに「序章」で示されています。[64]

この窒素源は、かつて考えられていたほど植物にとってアクセス不可能なものではないことが、今や十分に証明されている。この結論に至った考察、そして植物による遊離窒素の固定に関するごく最近の精巧な実験――その成果は、私たちの農業慣行に大きな革命をもたらすであろう――は、土壌窒素と植物の関係に関する研究によるものであるため、この問題に関する更なる議論は、他の窒素源について検討するまで延期するのが最善であろう。

[118ページ]空気中の結合窒素。

空気中には、遊離状態の窒素に加えて、この元素が微量に結合した形で含まれています。硝酸塩や亜硝酸塩、アンモニアなどの形で微量に存在します。[65]さらに、現代の研究によって大気中に膨大な量で存在することが明らかになった微小な塵粒子中には、有機窒素としてさらに微量に存在する。これらの硝酸塩と亜硝酸塩（その量は非常に微量であるため、正確な量の測定は極めて困難である）の発生源が何であるかは議論の余地がある。電気火花などの高熱の影響下で窒素と酸素が結合して一酸化窒素と亜酸化窒素を生成することは、疑いの余地なく証明されている。したがって、発生源の一つは、地球表面のさまざまな場所で多かれ少なかれ頻繁に発生している放電であると考えられる。硝酸塩は窒素含有物体の燃焼によっても生成される可能性がある。[66]例えば、石炭ガスの燃焼では、少量の硝酸塩が生成される可能性がある。同様に、窒素化合物のゆっくりとした燃焼や崩壊は、 [119ページ]地球の表層全体で絶えず存在する有機物は、この形態の結合窒素のもう一つの供給源とみなすことができます。アンモニアも同様に、窒素含有有機物の急速燃焼または低速燃焼によって生成されます。アンモニアは、空気中ではアンモニアの硝酸塩または亜硝酸塩として、またアンモニアの炭酸塩として存在します。[67]

雨に降る窒素の総量。

土壌窒素源としての大気中の結合窒素の重要性は、雨に溶解して土壌に年間降る量によって最もよく測られる。この量は地域によって大きく異なることが分かっている。大都市近郊に降る雨の量は、田舎に降る雨の量よりも多い。例えば、イギリスのロザムステッドでは、数年間の平均降水量は1エーカーあたりわずか3.37ポンドで、そのうち2.53ポンドはアンモニアとして、0.84は硝酸としてであった。ニュージーランドのリンカーンでは、1エーカーあたり年間1.74ポンドが降水しており、そのうちアンモニアが0.74、硝酸が1.00であった。一方、バルバドスでは3.77ポンドで、そのうち0.93はアンモニアとして、2.84は硝酸としてであった。[68]窒素は、[120ページ]土壌による空気中の窒素吸収量は、この量をはるかに上回る可能性が高い。土壌は、特に湿っている場合、含まれる窒素のうち、空気中からはるかに多くの窒素を吸収する可能性がある。土壌表面と接触する空気は常に変化しており、したがって、地面を通過する空気も絶えず入れ替わっていることを忘れてはならない。その結果、窒素が除去される空気の量は非常に多くなる。[69]

土壌中の窒素。

窒素は本質的に地表元素であるという事実は、注目に値する事実として指摘されてきました。これは、窒素が原則として地球の直上にのみ存在することを意味します。この記述は、ある程度の範囲内でのみ真実であると認められます。大気に加えて、窒素の主な供給源は、言うまでもなく植物組織と動物組織です。[70]植物や動物の組織は地球の表面にしか存在しないため、窒素も主にそこに存在します。チリの硝酸塩鉱床や硝石鉱床のような窒素塩の天然鉱床は、[121ページ]インドなどの土壌も、表層にしか存在しません。しかしながら、これらの事実にもかかわらず、地表からおそらくかなり深いところに存在する窒素の量は膨大であるに違いありません。窒素を含まない堆積岩はほとんどありません。ロスザムステッドでは、深さ500フィートから採取した石灰質粘土のサンプルに0.04%の窒素が含まれていました。これは、ロスザムステッドの粘土層下層土に平均して含まれる量と同量です。

土壌中の窒素。

しかし、全体としては、前述したように、窒素は主に表土に存在します。ロザムステッドの土壌下層における窒素含有量は、深度によってわずかに異なり、その割合は0.06から0.03の範囲です。[71]表土の窒素とは異なり、下層土の窒素は非常に古い起源を持つと考えられ、おそらく海底に堆積した泥中の動植物の残骸に由来する。砂質下層土よりも粘土質下層土に多く含まれる。

表土の窒素。

窒素は表土の最上層に集まる傾向があり、最初の9インチまたは1フィートには[122ページ]圧倒的に大きい割合を占めています。付録の表では、[72]土壌の窒素含有量が下に行くほど減少する割合が明確に示されている。ロザムステッドの実験用小麦畑で、深さ1フィートまでの土壌を3インチごとに測定したところ、最初の3インチと次の3インチの間で窒素含有量にわずかな差があることがわかった。しかし、2番目と3番目の3インチの窒素含有量にはより顕著な差があることがわかった。一方、4番目の3インチは明らかに窒素含有量が少なく、下層土との窒素含有量にほとんど差がなかった。これは無施肥土壌の場合である。多量に施肥された土壌の場合、肥料による土壌中の窒素含有量の増加は深さ1フィートまでは感じられるが、それより深くは感じられないことがわかった。[73]

付録の表を注意深く読むと、耕作地と牧草地の土壌の両方において、窒素の量は最初の 3 フィートまでは着実に減少しますが、この深さより下ではほとんど減少が見られず、割合は明らかにかなり一定になっていることがわかります。

[123ページ]土壌中の窒素の量。

土壌によって窒素含有量には大きな差があります。ほとんどの分析は表土、一般的には表土から23～30cmの厚さに含まれる窒素の量のみを対象としています。さらに、土壌は性質上完全に均質な物質ではないため、信頼できる結果を得ることは非常に困難です。したがって、結果はサンプリング方法と採用された計算基準に大きく依存します。そして、異なる土壌に存在する窒素量の推定値に異なる研究者が示す大きな差異は、少なくともある程度は、このことが時折説明できるかもしれません。

泥炭土は窒素が最も豊富です。

土壌の中でも、泥炭土は窒素が最も豊富です。S・W・ジョンソン教授は、泥炭土50個のサンプルを採取し、窒素含有量は0.4%から2.9%の範囲で、平均は1.5%であることを発見しました。一方、泥灰土と砂質土は最も窒素含有量が少なく、これらの土壌の分析結果では、前者は0.004%から0.083%、後者は0.025%から0.074%にとどまっています。一般的に、耕作可能な土壌のほとんどは窒素を0.1%以上、つまり1エーカーあたり3500ポンド以上含んでいます。ロザムステッドで9インチの深さまで採取した良質な牧草地の土壌には、約0.25%の窒素が含まれていました。[124ページ]グレートブリテンおよびアイルランドで、マンローは窒素を 0.128 ～ 0.695 パーセント検出し、平均は 0.3278 パーセントであった。指摘しておかなければならないのは、ロスザムステッドの土壌は、ほとんどの土壌と比べて窒素が乏しいということである。A・ミュラーの調査では、分析した土壌の中には窒素含有量が 1 パーセントにわずかに満たない土壌もあったが、その他の土壌では平均が 0.5 パーセントを超えていた。彼が調査した貧しい土壌でさえ、平均で約 0.25 パーセントしか含まれていなかった。アンダーソンはスコットランドの小麦土壌を分析し、表土では 0.074 ～ 0.22 パーセントの変動があったのに対し、下層土では 0.15 ～ 0.92 パーセントであることがわかった。ブッサンゴーの結果もこれよりはるかに高い。彼が調査した、大きく異なる地域から採取された多数のローム土に含まれる窒素の量は、1エーカーあたり6,000～30,000ポンド（17インチの深さまで採取した土壌）でした。[74]

土壌中の窒素の性質。

様々な作物が窒素を吸収する量（窒素を最も多く消費する作物でも、1エーカーあたり150ポンドを超えることはあまりありません）と土壌に含まれる窒素量を比較すると、前者の量は後者に比べて非常に微々たるものに思えます。[125ページ]この場合、一見すると肥料として窒素を施用することは全く不必要であるように思われるかもしれません。しかし、窒素の総量は作物によって吸収される量と比較すると比較的多いものの、植物が利用できる状態にあるのはごくわずかであることを忘れてはなりません。そこで、土壌中の窒素の様々な形態と、それぞれの量について考えてみましょう。

土壌中の有機窒素。

土壌中の窒素は、有機窒素、硝酸、亜硝酸、そしてアンモニアとして存在します。これらの形態のうち、圧倒的に多いのは前者です。これは賢明な対策です。そうでなければ、土壌は急速に窒素が欠乏してしまうからです。硝酸塩として存在する窒素は土壌にほとんど保持されず、一方、アンモニアとして存在する窒素は硝化作用によってすぐに硝酸塩に変換されます。

土壌中の有機窒素は、私たちがそう考えがちですが、決して均質な性質を持つものではなく、植物の栄養源として同等の価値を持つものでもありません。最近の研究によると、その一部は、他の部分よりも利用可能な形態に変換されやすい状態にあるようです。例えば、後ほど詳しく検討する硝化過程においては、一般的に、他の部分よりもこの変化を受けやすい少量の窒素が存在するようです。そのため、この少量の窒素が[126ページ]消費されると、硝化はよりゆっくりと進行します。つまり、土壌中の有機窒素の性質についてはまだほとんど解明されていないものの、その組成には絶え間ない変化が起こり、より利用可能な形態が徐々に生成され、最終的にアンモニアと硝酸塩に変換されることは疑いようがありません。

しかしながら、土壌中の有機窒素の大部分は不活性状態にあり、作物に利用可能ではないとみなさなければなりません。この窒素の正確な化学的形態を特定することは極めて困難です。マルダーは、相当な割合がフミン酸またはアンモニアの形態にあると考えていました。この見解は、後ほど説明するように、誤った根拠に基づいていました。アミド窒素に近い形態である可能性が非常に高いです。その不活性な性質は、アルブミノイド窒素として長期間残存するという考えに反しています。

表土窒素と下層土窒素の特性の違い。

注目すべき非常に重要な点は、表土の窒素含有有機物が下層土のそれとは非常に異なるということです。この違いは窒素と炭素の比率の変化によって示されており、これは当然のことですが、下層土の起源が下層土の起源よりもはるかに古いことを示しています。つまり、古い土壌の最初の9インチでは、 [127ページ]ロスハムステッドの牧草地土壌では、この比率は1:13でした。一方、地表から3フィート下の下層土では、わずか1:6でした。このように、表層土では、その組成は一般的な植物質に近くなります。

土壌中の窒素はアンモニアとして存在します。

土壌中に存在する窒素の2番目の形態はアンモニアです。過去には、土壌中のこの形態の窒素の量に関して、非常に大きな誤解がありました。この誤解は、土壌を沸騰した苛性アルカリで処理し、発生したアンモニアをアンモニアとして計算するという、その推定方法に起因していました。現在では、アミドなどの特定の形態の有機窒素は、この方法で処理すると徐々にアンモニアに変換されることが知られています。したがって、古い教科書に記載されている、土壌中のアンモニアの量が10分の1%を超えるという記述は、全く信頼できないとみなさなければなりません。実際、ほとんどの土壌では、アンモニアはごく微量しか存在しない可能性が高いのです。硝化過程に関する私たちの知識から、非常に例外的な状況を除いて、土壌中にアンモニアが存在することはほぼ不可能であることがわかります。

土壌中に存在するアンモニアの量。

通常の土壌では、おそらく0.0002パーセントから0.0008パーセントを超えることはないでしょう。[128ページ]平均0.0006パーセント。[75]肥沃な土壌や庭の土壌では、その量ははるかに多い可能性があります。例えば、ブッサンゴーは庭の土壌で0.002%の鉄分を検出しました。泥炭や泥炭土では、さらに高い割合が検出されており、前者では0.018%、後者では0.05%となっています。

土壌中に硝酸塩として存在する窒素。

土壌中の窒素の3番目の形態は硝酸です。この形態はアンモニアよりも豊富ですが、それでも有機窒素と比較すると微々たる量です。土壌中の窒素総量のうち、硝酸塩として存在する量はおそらく5%以下でしょう。その理由は2つあります。第一に、既に述べたように、土壌はこの形態の窒素を保持する力がほとんどないこと、第二に、土壌が生育中の植物に覆われている場合、硝酸塩は生成されるとすぐに植物に吸収されることです。このため、休耕地では作物で覆われた土壌よりも硝酸塩としての窒素の量がはるかに多くなります。

土壌中の硝酸態窒素の位置。

硝化作用に関する次の章でより詳しく見ていくように、硝酸塩の生成は主に表土に限られており、その大部分は表土から9インチ（約23cm）または12インチ（約30cm）以内に形成される。そのため、硝酸塩が最も多く含まれるのは[129ページ]表土中の硝酸塩の割合は、土壌の表層部に多く含まれています。しかし、土壌形成後に硝酸塩は容易に下層に流れ込むため、最初の9インチ（約23cm）を超えた層にもかなりの割合で存在することがよくあります。このように、土壌中の硝酸塩の位置は、季節や天候に大きく左右されます。乾燥した天候では、土壌水分の蒸発が著しく、硝酸塩は土壌の表層部に濃縮される傾向があります。一方、雨の多い天候では、硝酸塩は下層に流れ込む傾向があります。

土壌中の硝酸塩の量。

土壌中の硝酸塩量を測定することは、経済的にはそれほど重要ではありません。なぜなら、硝酸塩量は季節、土地の状態、天候など、様々な条件によって大きく変動するからです。経済的に非常に重要な点は、年間に生成される硝酸塩の総量と硝化速度です。これらの問題は別途議論されるため、ここでは言及しません。しかしながら、ロザムステッドで行われた、土壌の深さごとの硝酸塩量に関する興味深い分析結果は、慎重に検討する価値があります。

休耕地の土壌中の硝酸塩。

硝化作用の章の付録では、[76] [130ページ]休耕地の最初の27インチ（約63cm）に含まれる硝酸塩の量を示す表があります。量は1エーカーあたり33.7ポンド（約16.3kg）から59.9ポンド（約28.3kg）まで変化します。分析は9月か10月に行われました。6回の分析のうち4回では、最初の9インチ（約23cm）に圧倒的に多い割合が見られます。これらのケースでは、前年の夏は乾燥していたため、硝酸塩は深くまで浸透していませんでした。他の2回では、2番目の9インチ（約23cm）の土壌に最も多く含まれており、3番目の9インチ（約23cm）にもかなりの量が含まれています。

耕作土壌中の硝酸塩。

耕作地土壌の場合、硝酸塩の量ははるかに少ないことがわかります。肥料を与えず、深さ9フィートまで採取した耕作地土壌中の硝酸塩濃度の詳細な一連の測定値を含む表を付録に掲載しています。[77]最初の27インチ（約60cm）には1エーカーあたり約5～14ポンド（約5～14kg）しか含まれておらず、そのほとんどは最初の9インチ（約23cm）に含まれています。これは、生育中の作物が硝酸塩をいかに速く吸収するかを示しています。これらの分析から示された興味深い点は、作物が生育する土壌では、ある深さまでは硝酸塩がほぼ完全に消失する一方で、さらに深い深さでは少量の硝酸塩が再び存在することです。

[131ページ]肥料を与えた小麦土壌中の硝酸塩。

最後に付録として[78]ロザムステッドにおける、施肥方法の異なる小麦および大麦土壌中の硝酸塩含有量。これらの表を見ると、最初の27インチにおける硝酸塩含有量は、（施肥方法の違いにより）小麦土壌では1エーカーあたり21.2ポンドから52.2ポンド、大麦土壌では1エーカーあたり20.1ポンドから44.1ポンドの範囲で変化することがわかる。

土壌窒素の供給源。

ここでは、土壌窒素の発生源、その増加を決定する条件、増加量、また損失の発生源と損失を決定する条件について検討します。

それは雨の中で溶けました。

土壌窒素の自然源はいくつかあります。まず第一に、大気中の窒素があります。このうち、まず複合窒素として存在するものについて考えてみましょう。これは、既に述べたように、主に硝酸塩、亜硝酸塩、アンモニアで構成されており、雨や雪、雹、霧、霜などの天水に溶けて土壌に到達します。

空気中から土壌に吸収されたもの。

また、特に土壌が湿っている場合には、空気中から土壌に吸収される。[132ページ]すでに述べたシュレージングの実験によって証明されています。雨に溶けて降る水の総量は、1エーカーあたり年間で世界各地で大きく異なりますが、いずれにしても年間数ポンド程度に過ぎません。[79] 土壌が空気から吸収する窒素は、おそらくはるかに多量である。シュロージングは実験で、後者は1エーカーあたり年間38ポンドに達する可能性があることを発見した。しかし、これらの結果は、吸収に最も有利な条件、すなわち湿潤な土壌とパリ近郊で得られたものであり、その空気はおそらく田舎よりも結合窒素に富んでいると考えられる。ちなみに、吸収された窒素はほぼすべてアンモニアの形態であった。このように土壌が空気中の結合窒素から得る窒素は、すべて純粋な窒素ではないことに注意する必要がある。硝酸塩と亜硝酸塩については、そのほとんどは放電によって生成されることは間違いないが、その一部はオゾンと過酸化水素によるアンモニアの酸化によって生成される可能性がある。空気中の有機粒子中に存在するアンモニアと結合窒素については、相当な割合が土壌に由来すると考えられる。シュロージングは、空気中に存在するアンモニアの主な発生源は熱帯の海であると考えているが、熱帯の海中の窒素の多くは結局のところ土壌であることを忘れてはならない。

[133ページ]空気中の自由窒素の利用可能性に関する問題をしばらく脇に置いて、土壌窒素の他の供給源について考えてみましょう。

自然条件下での土壌窒素の蓄積。

主な供給源は、もちろん植物や動物の組織の残骸です。[80]植物は土壌窒素の偉大な保存者です。植物は、硝酸塩などの利用可能な形態の窒素を同化し、有機窒素に変換することで、土壌成分の中で最も貴重なこの窒素の損失を防いでいます。

これらはまた、下層の土壌から窒素を集め、表層に濃縮する役割も果たす。したがって、土壌が常に植生に覆われている自然状態では、表層土壌に窒素が着実に蓄積される過程が進行する。この蓄積がどの程度まで進むのか、そしてそれが損失条件によってどの程度制限されるのかについては、後ほど考察する。それが非常に大きな程度まで進む可能性があることは、いわゆるバージン土壌の存在によって十分に証明されている。[134ページ]アメリカやオーストラリアのような国では、窒素の蓄積が事実上無制限である場合もありますが、そのような場合、必ずしも肥沃な土壌になるとは限りません。そのような例としては泥炭地が挙げられます。さて、一般的な農業条件下での土壌窒素の蓄積について見ていきましょう。

牧草地における窒素の蓄積。

通常の農業条件下で最も自然状態に類似するケースは、常緑牧草地である。したがって、まずこの場合の窒素増加がどのような条件で起こるのかを研究するのが最善であろう。

牧草地の土壌中の窒素の増加。

牧草地の土壌中の窒素が着実に増加していることは、普遍的な経験則です。牧草地の樹齢が古いほど、土壌中の窒素含有量は高くなります。耕作地の土壌と異なる樹齢の牧草地の土壌の分析結果を比較すると、このことが顕著に示されます。[81]例えば、ロスサムステッドでは、通常の耕作土壌の窒素含有量が0.140%であるのに対し、8年、18年、21年、30年の牧草地ではそれぞれ0.151%、0.174%、0.204%、0.241%であったことがわかった。最後の2つの分析では、 [135ページ]同じ牧草地で、9年間で0.04%の増加となります。これらの統計から、牧草地の表土は1エーカーあたり年間50ポンドの割合で増加する可能性があると推測できます。この問題に関連して非常に興味深い点は、牧草地における窒素の蓄積には限界があるように見えるという事実です。なぜなら、何世紀も前の牧草地は、30～40年前の牧草地と比べて窒素が豊富とは考えられないからです。

マメ科作物による窒素の獲得。

表土への窒素の増加が顕著なもう一つの例は、クローバー、インゲン豆、エンドウ豆などのマメ科作物です。この事実は、特にクローバーに関して、農家によって長らく認識されており、「遊離」窒素問題の調査に大きく貢献してきました。マメ科作物を栽培する土壌で窒素が著しく増加するという問題は、解決すべき課題です。この現象の一部は、クローバーのような作物が、多数の枝分かれした根によって下層土から窒素を集める並外れた能力を持っていることに起因しています。しかし、これでは窒素の増加をある程度しか説明できません。何か他の供給源があるはずであり、唯一の供給源は空気です。空気中の遊離窒素が結局のところ植物の必要量に利用できるというのは、長い間極めて不合理な仮説と思われてきました。[136ページ]これはあり得ることであり、ここ数年で、マメ科植物の場合には疑いの余地なく事実であることが証明されました。

「遊離」窒素の固定。

これらの植物が遊離窒素をどのように利用できるかは、依然として多くの研究を必要とする点です。現在までに調査されている限りでは、マメ科植物の根に見られる塊茎または根端突起に存在する微生物によって固定化が行われていると考えられます。[82]この事実は疑いの余地なく証明されただけでなく、この固定化に関与する細菌を分離・研究する試みもなされてきた。最近行われたノッベの非常に興味深い実験によれば、マメ科植物の種類によって細菌の種類が異なるようである。例えば、エンドウの結節に生息する細菌は、ルピナスの結節に生息する細菌とは異なる目に属するようだ。この発見は輪作の原理に多くの光を当てるもので、改めて指摘するまでもないほど重要である。

土壌窒素の増加に対する肥料の影響。

しかし、他の条件下では土壌窒素の増加がプラスに働くかどうかは疑問である。他のケースでは、土壌中の窒素量は豊富な施肥によってのみ維持される。[137ページ]この点に関して、家畜堆肥を継続的に大量に施用した場合の効果に関して、非常に顕著な事実が観察されています。ロザムステッドでは、このような場合、しばらく経つと堆肥は土壌窒素を増加させないことが明らかになっていますが、窒素がどこへ行くのかは依然として謎のままです。人工肥料を施用した場合、土壌窒素に目立った増加はほとんど見られないようでした。土壌窒素は作物の残渣によってのみ増加します。このように、もちろん、この作物残渣の量を増やすことで、人工肥料は間接的に土壌窒素を増加させると言えるでしょう。[83]

窒素損失の原因。

さて、損失の原因について考えてみましょう。主な原因は、言うまでもなく排水です。耕作地は、自然状態よりもこの損失の影響をはるかに受けます。徹底した排水を伴う現代の農業システムは、この損失を著しく増大させることはほぼ間違いありません。

排水による硝酸塩の損失。

このようにして失われる窒素は硝酸塩として存在する。これは驚くべき事実であり、[138ページ]注目すべきは、肥料の3つの重要な成分である窒素、リン酸、カリのうち、最終的かつ最も貴重な形態のリン酸だけが土壌に固定することができず、排水による損失から守られるということである。

土壌中では硝酸塩が絶えず生成されているため、総窒素量への損失は相当なものとなるはずです。これは、硝酸塩の溶解度が高いこと、そして既に述べたように土壌粒子がそれらを固定できないことに起因しています。ただし、この例外が一つあります。クノップによれば、少量の硝酸は、鉄とアルミナからなる高塩基性の硝酸塩の形で土壌中に不溶性の状態で保持されています。しかしながら、これらの不溶性化合物の量は、おそらく非常に微量に過ぎないでしょう。

永久牧草地と「間引き栽培」により損失を防ぎます。

損失量は様々で、様々な状況に左右されます。つまり、土壌の性質、気候、季節などが損失量に影響します。土壌の耕作方法も重要な要素です。常緑牧草地のように、常に植物に覆われている場合は、損失は最小限に抑えられます。このような条件下では、植物の根が常に存在し、生成される可溶性硝酸塩を不溶性の有機物として固定する準備ができています。この点を考慮すると、[139ページ]この事実は、「キャッチクロッピング」と呼ばれる慣行を支持する最も強力な論拠の一つとなっている。この慣行は、カラシナやソラマメなど、生育の早い緑作物を収穫直後に土壌に植え、その後耕起するというものである。硝酸塩は夏の終わり頃に最も多く生成されることが知られている。[84]そして、穀物の活発な成長とそれに伴う硝酸塩の同化が停止した時期から土壌に蓄積された窒素酸化物は、植物の有機物中に固定され、秋の雨に伴う排水によって失われる危険から除去されます。

硝酸塩の損失を減少させるその他の条件。

土壌の性質も、この損失を左右する重要な条件の一つです。土壌によっては、他の土壌よりも非常に開放的で多孔質な場合があり、そのような土壌では当然のことながら、排水による損失が最も大きくなります。しかしながら、硝酸塩の溶解度が高いことを考えると、一見するとこの損失源を過大評価しがちです。硝酸塩が土壌の下層へと絶えず洗い流される一方で、土壌水も常に上方へと補償移動していることを忘れてはなりません。これは、土壌表面からの水分の蒸発によって上向きの毛細管現象が引き起こされるためです。[140ページ]水が下層から上層へ移動する現象。[85]植物に覆われた土壌では、植物の蒸散作用によってこの水の移動量が大幅に増加します。気候と季節はこの移動量に影響します。降雨量が多い場所では、乾燥気候の場合よりも移動量は非常に少なくなります。長期間の干ばつの後、硝酸塩は土壌の表層数インチに集中していることがわかります。また、高温の気候では、この傾向が顕著になり、熱帯特有の灼熱の太陽の影響で土壌水分が急速に蒸発し、土壌表面が塩性の殻で覆われることもあります。この観点から見ると、たとえその時点では激しい雨であっても、一回のにわか雨が排水による硝酸塩の損失を引き起こす力は、雨天が続く場合よりもはるかに小さいことがわかります。前者の場合、雨が降る間隔が乾燥した天候によって区切られると、土壌の下層に洗い流された硝酸塩は、蒸発によって引き起こされる毛細管現象によってゆっくりと再び持ち上げられます。

排水による損失量。

このように発生する損失の実際の額を言うことはほぼ不可能である。特定の条件下では、 [141ページ]この状況は、ロスザムステッドでの実際の実験によって発見された。極度の損失に最も有利な状況、すなわち肥料を与えない休耕地を例にとると、ロスザムステッドで記録された年間の最高損失量は、深さ20インチの土壌から1エーカーあたり54.2ポンドであるのに対し、最小は20.9ポンドである。前者の場合、排水は21.66インチに相当し、後者の場合は8.96インチに相当した。肥料を与えない休耕地における13年間の平均は、深さ20インチで37.3ポンド、40インチで32.6ポンド、60インチで35.6ポンドであった。この点に関して特に興味深いのは、休耕中の比較的痩せた耕作地から、硝酸塩またはソーダ2 cwt以上に等しい年間窒素損失が発生する可能性があるということである。

耕作地における損失は当然ながらはるかに少なく、つまりごくわずかであるはずです。特に常緑牧草地では損失は最小限に抑えられています。ウォリントン氏は、平均するとイングランドにおける損失は1エーカーあたり年間8ポンドと推定できると考えています。[86]

遊離窒素の形での損失。

窒素の自然損失のもう一つの主な原因は、土壌から「自由」な状態で窒素が逃げ出すことです。この損失は排水による損失に比べるとはるかに小さく、おそらくごくわずかです。 [142ページ]しかし、それが実際に起こることは疑いようがありません。そして、後ほど述べるように、特定の状況下では非常に大きな影響をもたらす可能性があることも証明されています。大量の窒素含有有機物が分解し、その結果、大気中の酸素供給が完全酸化に不十分な場合、「遊離」窒素が相当量発生する可能性があります。同様に、水中で植物質が分解する場合にも遊離窒素が発生する可能性があります。有機物が豊富な土壌では、硝酸塩さえも還元され、遊離窒素が発生し、その結果失われることがあります。

窒素の総損失量。

これらの様々な供給源からの窒素の総損失率を計算することは容易ではありません。ジョン・ローズ卿は、土壌肥沃度の問題を論じる中で、数年前、ロスザムステッドの古い牧草地の土壌と250年間耕作されていた土壌を比較し、その期間に耕作地から1エーカーあたり約3,000ポンドの窒素が消失したと推定しました。様々な耕作条件下でのロスザムステッドの土壌における窒素の減少例は、付録に記載されています。[87]

退行による窒素の損失。

窒素損失の原因はここにあるかもしれない[143ページ]前述のように、土壌への窒素の絶対損失ではなく、利用可能な窒素量の減少に関係するものであり、これを退行損失と呼ぶことができます。硝酸塩などの利用可能な形態の窒素は、より利用性の低い形態に変換されることが分かっています。この退行は、硝酸塩の場合と同様に、還元、つまり窒素と酸素の除去によってもたらされる可能性があり、多くの場合、窒素は遊離し、したがって必ずしも完全に失われるわけではありませんが、部分的に失われます。このような還元は、脱窒細菌の作用によるものです。[88]あるいは、窒素は何らかの不溶性形態に変換され、分解に抵抗し、土壌中で不活性な状態で存在し、植物の必要に全く利用できない状態になる可能性がある。このような窒素の退行の顕著な例は、家畜の堆肥の場合に見られる。前述されているように、ロスアムステッドの実験では、同じ土地に毎年大量の家畜の堆肥を与えると、その窒素のかなりの割合が（つまり、相当な年数内に）作物に利用できなくなることが分かっている。窒素がどうなるのかは謎であるが、上記のような退行、つまり窒素が何らかの不活性な有機形態に変換されるような何らかの退行が起こっている可能性は非常に高い。

[144ページ]窒素損失の人工的な発生源。

これまで検討してきた窒素損失の原因は、いわゆる自然源です。これは、上記の原因による窒素損失が、単に耕作条件下だけでなく、自然状態で起こることを意味します。排水による損失は、人工的な排水が行われない場合よりも、耕作農業においてはるかに大きいことは疑いありません。それでも、どのような条件下であっても、この損失は考慮に入れなければなりません。一方、人為的な損失源とは、現代の農業システムと現代の下水処理システムに完全に依存しているものを意味します。その結果、農場で生産された窒素のうち、私たちの食糧供給源となる部分は土壌に還元されず、完全に失われます。

作物から除去された窒素の量。

大都市への集中化という現代の傾向は、これまで言われてきたことにもかかわらず、この損失を必然的なものにしています。しかしながら、その量を推定することは極めて困難です。もちろん、様々な作物によって土壌から除去される窒素の量は分かっています。しかし、そのうちどれだけの量が再び土壌に戻るかを推定することはできません。様々な作物に含まれる窒素の量については、様々な作物の施肥に関する章で詳しく取り上げます。[145ページ]しかし、この問題についての見解をできるだけ包括的にするために、ここでこの損失額のおおよその目安を示すことは、無意味ではないかもしれない。

英国の最近の農業統計によると、小麦の総生産量は7,600万ブッシェル以上、大麦は6,900万ブッシェル以上、オート麦は1億5,000万ブッシェル以上となっています。小麦、大麦、オート麦のそれぞれおよび全体に含まれる窒素量、そしてこれらの窒素量が硫酸アンモニウム塩と硝酸ソーダ塩に相当する量を計算すると、以下のようになります。

     窒素。 アンモニア硫酸塩。   硝酸ソーダ。
 ブッシェル。  トン。 トン。 トン。

小麦 76,224,940 37,432 176,465 227,266
大麦 69,948,266 27,324 128,813 165,896
オート麦 1億5078万9416 56,835 267,936 345,068
合計 2億9696万2622円 121,591 573,214 738,230
もちろん、窒素の量に関するこれらの数値は、概算値としてしか考えられません。なぜなら、このような計算では概算値しか得られないからです。これらの計算を単なる概算値として受け入れたとしても、それでもなお、それらは極めて興味深く重要なものです。私たちが日常的に使用する3種類の穀物の年間生産量（それらがすべて農場外で消費されると仮定した場合）には、50万トン以上の硫酸塩に含まれる量に相当する量の窒素が土壌から除去されていることを理解することは非常に重要です。[146ページ]アンモニアと硝酸ソーダの75万トン。

すでに述べたように、この総窒素のうちどれだけの割合が土壌に戻るかを正確に推定することは不可能です。小麦の場合、飼料として利用される部分、すなわちふすまは、小麦粉よりもはるかに窒素を豊富に含んでいることが指摘できます。したがって、この窒素損失源を正確に推定することはできませんが、既に述べたことから、その量が膨大であることは一瞬たりとも疑う余地はありません。作物の中で最も窒素を豊富に含む部分は、通常除去される部分、つまり小麦、大麦、またはオート麦を1ブッシェル生産する際に発生する藁であり、これには穀物1ブッシェル自体に含まれる窒素量の半分以下しか含まれていないことを忘れてはなりません。

農場で発生した窒素の損失。

農場から作物を撤去することによる損失のほかにも、簡単に触れておくとよい損失の原因が 1 つまたは 2 つあります。

家畜糞尿の処理における損失。

過去には、家畜糞尿の不適切な処理が大きな損失の原因となっていたことは疑いようがありません。この損失がどのように発生するかについては、家畜糞尿の章で詳しく検討します。ここでは、窒素の揮発によって損失が発生する可能性があることを述べれば十分でしょう。[147ページ]アンモニア炭酸塩は、肥料山の温度が上がりすぎるような不注意によって発生します。または、肥料山の濃い黒液を洗い流し、適切に保存しなかったために、可溶性窒素化合物が流出することによって発生します。

牛乳から窒素を除去します。

見落とされがちなもう一つの損失源は、牛乳から除去される窒素の量です。ストーラー教授の計算によると、1頭の牛が年間2000クォート（約2000リットル）、つまり4300ポンドの牛乳を生産し、その牛乳がすべて牛乳として販売された場合、農場から持ち去られる窒素は22ポンド（約10.3kg）になります。[89]

窒素問題の経済学。

さて、ここで窒素損失の様々な発生源に関する調査を終える前に、これまで検討してきた視点よりも少し広い視点からこの問題を考察してみるのがよいだろう。窒素の複合供給量には限りがある。既に指摘したように、窒素は動物も植物も、他のどの元素よりも生命が依存している元素であると言える。動物にとっては複合供給量のみであり、植物にとっては主に単量体でしかない。[148ページ]結合した形で利用可能です。空気中には無限の量の窒素が含まれていますが、そのほとんどは非結合型であり、したがってほとんど利用できません。窒素が自由状態から結合型へと変換される過程は非常にゆっくりと進行します。すでに非常に限られている結合型窒素の供給量を減らすような発生源は、真剣な検討に値すると考えなければなりません。したがって、私たちの周りで日々行われている窒素の人為的な浪費の問題は、経済学者にとって非常に大きな関心事であるはずです。この浪費は近年大幅に増加しており、近い将来に窒素飢餓の脅威となると思われます。これは、さまざまな製品の製造における特定の窒素含有物質の使用や、現在の下水処理システムに付随するものです。

芸術における窒素化合物の損失。

言及されている物品には、爆薬、デンプン、繊維原料、麦芽酒などが含まれます。この問題は、『季刊科学ジャーナル』に掲載された「窒素の経済性」という優れた論文で見事に扱われています。[90]

火薬の使用による損失。

爆発物、特に火薬はこれらの物品の中で最も重要なものである。火薬[149ページ]硝石は75%を占め、硝石には約10%の窒素が含まれています。火薬が爆発すると、この窒素のほぼ全てが「遊離」窒素に変換されます。したがって、その損失はある意味で取り返しのつかないものです。前述の論文では、我が国のこの物質の年間総輸出量は1900万ポンドと推定されています。一方、世界の年間総生産量は1億ポンド以上と推定されています。この供給源による窒素の年間損失は、約1000万ポンドに上ります。[91]同様に、窒素の損失は、程度は低いものの、他の爆発物の使用や、上記他の物品の製造によっても発生します。

下水処理による損失。

現在の下水処理システムによる損失は、作物の伐採による損失に対処する際に既に考慮されています。しかしながら、下水の観点から考えると良いかもしれません。一人当たりの排泄物に含まれる窒素量を平均で0.5オンスとすると、イギリス諸島の全人口が排泄物に排出する年間の窒素量は3億6,500万ポンドに相当します。[92]このうちロンドンの下水に含まれる量は91,000,000ポンドです。[93]水道システムによって、ほぼ[150ページ]この国で広く採用されているこの方法では、上記の窒素量は完全に土壌に失われます。その一部は最終的に海藻や魚に回収され、肥料として利用できるとも言えるでしょう。しかし、これは種を超えた永遠性（ sub specie æternitatis）を主張しすぎです。排泄物に元々含まれていた窒素のすべてが海に流れ込むわけではありません。下水の分解過程で、かなりの量の窒素が「遊離」窒素として流出する可能性が高いからです。

土壌中の窒素の損失と増加の原因に関する上記の説明から、自然状態では増加が損失を上回らないとしても、耕作農業の状況下ではそのようなことは決して起こらない、そして土地の肥沃度を維持するためには窒素肥料に頼らなければならない、つまり人工窒素肥料の施用は現代の農業の必要条件である、と結論付けるのはかなり安全だろう。

当社の人工窒素供給。

この章を締めくくる前に、人工窒素供給の主な供給源を簡単に列挙しておくと興味深いかもしれません。

硝酸ソーダと硫酸アンモニア。

現在使用されている最も重要な人工窒素肥料は、硝酸ソーダと硫酸アンモニアである。前者については、[151ページ]チリの生産量は100万トン近くに達しており、そのうち約12万トンが英国に輸入されています。一方、硫酸アンモニアは、英国における年間総生産量が約13万トンです。[94]その大部分は輸出されており、消費に回されるのはわずか3万トンから4万トンに過ぎません。硝酸ソーダは、全てが肥料用途に使われているわけではなく、上記の輸入品のごく一部が化学薬品製造用途に使われていることを忘れてはなりません。

ペルーのグアノ。

ペルー産グアノは、もう一つの重要な窒素肥料ですが、様々なグアノ層がほぼ枯渇したため、以前に比べて資源量は大幅に減少しています。この重要な肥料の英国への輸入量は、1870年には約25万トンでしたが、現在では1万1千トン以下となっています。

骨。

窒素のもう一つの供給源は骨です。骨は言うまでもなく、主にリン酸肥料として貴重ですが、3～4%程度の窒素も含んでいます。この貴重な肥料のうち、現在約3万トンを輸入し、約6万トンを国内で採取しているため、総消費量は10万トンに達します。

[152ページ]その他の窒素肥料。

上記は窒素肥料の中で最も重要なものですが、この国では他にも微量ながら窒素肥料が数多く使用されています。これらの物質のほとんどは国内で生産されているため、年間生産量を正確に推定することは非常に困難です。これらの物質とは、魚グアノ、肉粉グアノ、乾燥血液、ショディ、スカッチ、角と蹄、毛、剛毛、羽毛、革くずなどです。魚グアノの年間消費量は約8,000トンで、その4分の1が輸入され、残りの6,000トンは国内で生産されています。肉粉グアノ、乾燥血液、蹄グアノなどは、年間約2,500トンが輸入され、国内生産分を加えると総量は約10,000トンになります。ショディは約 12,000 トンがこの国で製造されていますが、スカット（接着剤の製造や皮の処理で発生する廃棄物から製造される肥料）は、年間わずか数千トン程度しか生産されていません。

近年リン酸肥料の使用が大幅に増加している一方で、窒素肥料については同様の傾向が見られないのは注目すべき事実である。ヘルマン・フォス氏によれば、約34,000トンの[95]トン[153ページ]1873 年には化学肥料として窒素が大量に使用されていましたが、現在では約 28,000 トンしか使用されていません。つまり、約 6,000 トンも少ないのです。

油種子と油粕。

これまで言及していない重要な窒素源として、飼料用として利用される油糧種子と油粕があります。油粕は国内で生産されるだけでなく、大量に輸入されています。最近の農業報告によると、油粕の総輸入量は25万6,296トン、亜麻の種子は37万トン、菜種の種子は8万トン、綿実の種子は28万9,413トンとなっています。

その他の輸入窒素源。

さらに、この問題を検討する際には、我が国に輸入される大量のトウモロコシ、エンドウ豆、インゲン豆、小麦、オート麦を考慮する必要があります。これらの一部は家畜の飼料として利用され、家畜の堆肥として利用されます。また、敷料として輸入される藁も忘れてはなりません。1887年には、その量は52,393トンに達しました。

結論。

最後に、人工窒素源はどの程度まで損失を補うことができるのかという疑問が湧くだろう。信頼できる権威ある研究者の意見によれば、[154ページ]ジョン・ローズ卿、そうではありません。土壌の中には、ほとんど完全に輸入された肥沃度に依存しており、それなしでは耕作できないものもあります。そのような土壌の中には、窒素の輸入量が輸出量を上回っているものもあります。しかし、農地面積全体を見ると、明らかに窒素が失われており、1エーカーあたり年間15ポンドから20ポンドと推定していると彼は考えています。[96]

脚注:
[63]空気中の窒素の総量はおよそ4兆億トンと推定されています。

[64]序章の40～45ページを参照。

[65]アンモニアは硝酸塩や亜硝酸塩よりも豊富ですが、空気中の含有量はわずか数ppmです。ミュンツによれば、高層大気は下層大気よりもアンモニア含有量が多いそうです。しかし、硝酸塩の場合は逆で、地表付近の空気中にしか存在しません。49ページ参照。

[66]硝酸は、オゾンによるアンモニアの酸化、または水素の過酸化物によっても生成されることがあります。

[67]シュレージングによれば、大気中に存在するアンモニアの主な発生源は熱帯海洋であり、そこでは絶えず続く強力な蒸発作用によって、大量の窒素がアンモニアの形で徐々に大気中に放出されている。海洋の窒素の供給源は、陸地からの排水、動植物の排泄物、下水などから得られる硝酸塩である。

[68]付録、注I、155ページを参照。

[69]この点を説明すると、風が最も弱い日、つまり風速が時速2マイル（しかも、これはほとんど気づかないほど遅い）の場合でも、20フィート（約6メートル）の範囲の空気は1時間に500回以上入れ替わる。このように吸収される窒素は、おそらくすべてアンモニアの形態である。少なくとも、シュレージングのいくつかの実験からすると、そう思われる。132ページ参照。

[70]窒素を含まない植物細胞や動物細胞は存在しません。

[71]これは、大陸の研究者が下層土で発見した量よりも全体的に少ない。例えば、A・ミュラーは複数の下層土分析の平均値が0.15%であることを発見し、故アンダーソン博士はスコットランドの様々な小麦土壌の下層土中の窒素含有量が0.15%から0.97%の範囲にあることを発見した。

[72]付録IIの156ページを参照。

[73]「長期にわたる家庭菜園栽培では、土壌の深部まで窒素が豊かになります。これは、ロスザムステッドの古い家庭菜園の土壌分析によって実証されています。これは間違いなく、園芸家が深く溝を掘るという慣行によるものです。」—R. ウォリントン著、『ロスザムステッド実験に関する講義』USA Bulletin、24ページ。

[74]さまざまな窒素肥料の添加が土壌総窒素の増加に及ぼす比較的わずかな影響は、付録の注記 IV、157 ページの表に顕著に示されています。

[75]Storer’s Agric. Chem., vol. ip 357を参照。

[76]第IV章付録、注VII、198ページを参照。

[77]付録、注III、157ページを参照。

[78]付録、注IV、157ページを参照。

[79]付録、注I、155ページを参照。

[80]土壌中の窒素の本来の供給源は、空気中の窒素だったに違いありません。植物が純粋に鉱物性の土壌で生育を始める際、何らかの供給源から窒素を得なければなりません。雨に流された微量の窒素は、下等な植物のわずかな生育に必要な窒素を供給します。一方、下等な植物は分解することで、後続の植物により豊富な窒素を供給します。そして、その窒素は急速に増加し、最終的に相当量の腐植が蓄積されます。

[81]付録、注V、158ページを参照。

[82]歴史的序文の40～45ページを参照。

[83]このことを裏付ける証拠として、土壌中の炭素量は窒素量に比例して増減するという事実が挙げられます。126ページ参照。

[84]硝化作用については第IV章を参照してください。

[85]拡散と毛細管現象は、雨が降った後に硝酸塩を再び表土に戻す手段です。

[86]付録、注VI、158ページ、注VIII、160ページ、および154ページを参照。

[87]付録、注VII、159ページを参照。

[88]硝化作用に関する次の章、178 ページを参照してください。

[89]1888年の農業報告書によると、イギリスにおける乳牛の頭数は2,450,444頭でした。この数字に22を掛けると54,000,000ポンド、トン数に換算すると24,107トンとなります。これは、一般的な市販の硝酸ソーダ154,067トンに相当します。

[90]1878 年については (p. 146以降)、この主題に興味のある読者は論文自体を参照してください。

[91]トン数では4464、硝酸ソーダ28,530トンに相当します。

[92]これは 162,946 トンであり、硝酸ソーダ 1,041,384 トンに相当します。

[93]これは40,625トンで、259,633トンの硝酸ソーダに相当します。すでに言及した「Journal of Science」誌の論文をご覧ください。

[94]ヨーロッパの総生産量は20万トンといえます。

[95]そのうち10,500トンはグアノでした。

[96]ワリントン氏はこれを約8ポンドと見積もっています。141ページを参照してください。

[155ページ]
第3章の付録

注I.（p.119）。

1 年間に 1 エーカーの土地に雨によって供給される窒素 (アンモニアと硝酸) の量の測定。

(フリーム博士著『土壌とその特性』62ページより)

         窒素あたり    
         百万として   合計
             硝酸  窒素
 年。  降雨。 アンモニア。  酸。  1エーカーあたり。
                 ポンド。

クシェン 1864-65 11.85 0.54 0.16 1.86
クシェン 1865-66 17.70 0.44 0.16 2.50
インスターブルク 1864-65 27.55 0.55 0.30 5.49
インスターブルク 1865-66 23.79 0.76 0.49 6.81
ダメ 1865 17.09 1.42 0.30 6.66
レーゲンヴァルデ 1864-65 23.48 2.03 0.80 15.09
レーゲンヴァルデ 1865-66 19.31 1.88 0.48 10.38
レーゲンヴァルデ 1866-67 25.37 2.28 0.56 16.44
イダ・マリエンヒュッテ、
6年間の平均 1865年から1870年 22.65 — — 9.92
プロスカウ 1864-65 17.81 3.21 1.73 20.91
フィレンツェ 1870 36.55 1.17 0.44 13.36
フィレンツェ 1871 42.48 0.81 0.22 9.89
フィレンツェ 1872 50.82 0.82 0.26 12.51
ヴァロンブローザ 1872 79.83 0.42 0.15 10.38
モンスリー、パリ 1877-78 23.62 1.91 0.24 11.54
モンスリー、パリ 1878-79 25.79 1.20 0.70 11.16
モンスリー、パリ 1879-80 15.70 1.36 1.60 10.52
平均
22年 27.63 — — 10.23

[156ページ]注II.（122ページ）。

さまざまな深さの土壌中の窒素。

（１）ロザムステッド土壌

深さ。耕作可能な土壌。古い牧草地の土。
パーセント。 1エーカーあたりポンド。パーセント。 1エーカーあたりポンド。
最初の9インチ 0.120 3,015 0.245 5,351
2d 9インチ 0.068 1,629 0.082 2,313
3d 9インチ 0.059 1,461 0.053 1,580
4番目 9インチ 0.051 1,228 0.046 1,412
5番目 9インチ 0.045 1,090 0.042 1,301
6番目 9インチ 0.044 1,131 0.039 1,186
合計54インチ — 9,554 — 13,143
7番目 9インチ 0.042 1,049 — —
8番目9インチ 0.041 1,095 — —
9インチ 0.044 1,173 — —
10番目 9インチ 0.043 1,076 — —
11番目の9インチ 0.043 1,112 — —
12番目の9インチ 0.045 1,198 — —
合計9フィート — 16,257 — —

（２）マニトバ土壌

深さ。ブランドン。ニヴェルヴィル。ウィニペグ。セルカーク。
パーセント。パーセント。パーセント。パーセント。
1足目 0.187 0.261 0.428 0.618
2d フィート 0.109 0.169 0.327 0.264
3Dフィート 0.072 0.069 0.158 0.076
4番目の足 0.019 0.038 0.107 0.042

[157ページ]注III.（130ページ）。

窒素肥料を与えていない耕作土壌中の硝酸塩としての窒素（ 1エーカーあたりポンド単位、ロスアムステッド土壌）。

 小麦。              
 後   後   ブハラ         白
 休閑、 クローバー、  クローバー、  ベッチ、    ルツェルン、  クローバー、

深さ。 1883年。 1883年。 1882年。 1883年。 1885年。 1885年。
ポンド。ポンド。ポンド。ポンド。ポンド。ポンド。
最初の9インチ 3.4 6.1 3.4 10.2 8.9 11.5
2d 9インチ 3.1 4.4 1.0 2.7 1.1 1.4
3d 9インチ 0.8 1.6 0.6 1.1 0.8 0.9
4番目 9インチ 1.0 1.3 1.0 1.5 0.8 1.9
5番目 9インチ 0.8 1.5 0.8 2.5 1.0 7.1
6番目 9インチ 0.6 0.8 1.7 4.4 0.9 11.3
7番目 9インチ 0.8 2.2 — 4.5 0.6 13.1
8番目9インチ 0.9 1.7 — 4.9 0.8 12.6
9インチ 0.7 2.4 — 4.8 0.7 11.2
10番目 9インチ 2.0 2.1 — 5.1 0.6 10.7
11番目の9インチ 1.5 2.1 — 6.4 0.4 11.1
12番目の9インチ 3.8 2.8 — 6.5 0.4 10.0

注IV.（124ページと131ページ）。

1881 年 10 月、さまざまな肥料を施した小麦土壌中の硝酸塩としての窒素 (1 エーカーあたりのポンド単位) (ロザムステッド土壌)。

                     過剰
                 合計  以上
     1st 9   2nd 9   3位9 27  プロット

プロット。施肥。インチ。インチ。インチ。インチ。 3と4。
ポンド。ポンド。ポンド。ポンド。ポンド。
3 肥料なし、38年 9.7 5.3 2.8 17.8 —
4 肥料なし、30年 9.2 4.0 1.8 15.0 —
16 a 肥料なし、17年 10.6 5.0 2.3 17.9 1.5
5 a 灰成分、30年 12.6 7.1 4.6 24.3 7.9
17 a 灰成分、1年 10.3 7.5 3.4 21.2 4.8
6 a 灰とアンモニウム塩、200ポンド。 16.5 7.5 4.7 28.7 12.3
7時灰およびアンモニウム塩、400ポンド。 22.8 11.3 5.7 39.8 23.4
8時灰およびアンモニウム塩、600ポンド。 21.1 13.9 7.8 42.8 26.4
9時灰と硝酸ナトリウム、550ポンド。 19.7 10.0 8.2 37.9 21.5
9b 硝酸ナトリウム、550ポンド。 16.3 20.1 17.7 54.1 37.7
10時アンモニウム塩、400ポンド。 14.2 11.9 7.3 33.4 17.0
11時過リン酸塩およびアンモニウム塩、400 ポンド。 17.9 9.3 3.6 30.8 14.4
19 レイプケーキ、1700ポンド。 14.1 13.0 7.1 34.2 17.8
2 家畜糞尿、14トン—38年 30.0 15.4 6.8 52.2 35.8

[158ページ]1892 年 3 月、さまざまな肥料を施した大麦土壌中の窒素（硝酸塩として）、1 エーカーあたりのポンド単位（ロザムステッド土壌）。

                     過剰
                 合計  以上
      1st 9   2d 9    3d 9   27  プロット

プロット。施肥。インチ。インチ。インチ。インチ。 10
ポンド。ポンド。ポンド。ポンド。ポンド。
10 肥料なし 5.9 4.7 5.1 15.1 —
20～40歳灰の成分（平均） 6.7 7.0 6.4 20.1 4.4
1A アンモニウム塩、200ポンド。 6.1 8.3 7.0 21.4 5.7
2A-4A アンモニウムおよび灰分成分（平均） 7.7 7.8 7.6 23.1 7.4
1AA 硝酸ナトリウム、275ポンド。 9.7 6.8 9.0 25.5 9.8
2AA-4AA 硝酸ナトリウムおよび灰分成分（平均） 8.3 7.4 7.5 23.2 7.5
1C レイプケーキ、1000ポンド。 10.6 13.7 7.9 32.2 16.5
2C-4C 菜種油かすと灰の成分（平均） 8.8 11.9 8.7 29.4 13.7
7-1 肥料なし、10年間（以前は糞尿） 14.8 11.8 10.9 37.5 21.8
7-2 家畜糞尿、14トン 18.6 14.6 10.9 44.1 28.4

注 V. (p. 134)。

牧草地に敷かれたロザムステッド土壌の窒素増加の例。

 年齢  窒素
 牧草地。    最初の9インチ。
 年。  パーセント。

耕地 — 0.140
納屋の畑の牧草地 8 0.151
リンゴの木の牧草地 18 0.174
ギルバート博士の牧草地 21 0.204
ギルバート博士の牧草地 30 0.241

注VI.（p.141）。

排水による窒素の硝酸塩の形での損失に関連して、多くの有名な河川の水には多量の硝酸塩が含まれていることを指摘しておくべきだろう。例えば、セーヌ川の水には15ppmの硝酸塩が含まれていることが分かっており、ライン川の水には8ppmの硝酸塩が含まれていることが分かっている。これが何を意味するのか、少し考えてみよう。 [159ページ]「ライン川は毎日220トンの硝石を海に排出し、セーヌ川は270トン、ナイル川は1100トンを排出している」という記述から、年間の排出量がどれくらいになるかが分かります。—(Storer’s Agric. Chem., vol. ip 318.)

注 VII. (p. 142)。

ロスアムステッド土壌における窒素減少の例。

 窒素
 最初の9インチ。
 パーセント。

古い牧草地 0.250
通常の耕作地 0.140
肥料を与えない小麦、38年 0.105
肥料を与えない小麦と休耕地、31年 0.096
肥料を与えない大麦、30年 0.093
肥料を与えていないカブ、25年 0.085

1865 年から 1881 年にかけての、ロザムステッドのブロードバルク畑における肥料の施用、小麦の生産、および土壌組成の変化。

     平均  1エーカーあたりの窒素
     生産する    最初の9インチ
     1エーカーあたり。   土壌の。
                     利益または
 1エーカーあたりの年間肥料量  服を着た    合計          損失

プロット。 1865年から1881年まで16年間勤務。粒。生産する。 1865年。 1881年。 16年。
ブッシュ。ポンド。ポンド。ポンド。ポンド。
3 無肥料 11-7/8 1715 2507 2404 – 103
5 a 混合ミネラル肥料 12-3/4 1963 2574 2328 – 246
10時アンモニウム塩、400ポンド。 17-7/8 2881 2548 2471 – 77
11時アンモニウム塩、過リン酸塩 23-1/4 3856 2693 2676 – 17
7時アンモニウム塩、混合ミネラル肥料 28 4993 2829 2908 + 79
9時硝酸ソーダ550ポンドと混合ミネラル肥料 36 6949 2834 2883 + 49
16 a 無肥料* 13-1/2 2194 2907 2557 – 350
2 家畜糞尿、14トン 31-1/2 5356 4329 4502 + 173

1852年から1864年にかけて、毎年800ポンドのアンモニウム塩を混合ミネラル肥料とともに施用し、平均して39-1/2ブッシェルの穀物と46-5/8 cwtのわらを収穫しました。

[160ページ]注VIII.（141ページ）。

深さ 20 インチおよび 60 インチの、肥料を与えていない裸地からの排水量および排水水中の硝酸塩としての窒素の量 – 13 年間の平均。

         1エーカーあたりの窒素
     金額  百万あたり    
     排水  水   1エーカーあたり。
     20インチ   60インチ   20インチ   60インチ   20インチ   60インチ
 降雨。 ゲージ。    ゲージ。    ゲージ。    ゲージ。    ゲージ。    ゲージ。
 インチ。    インチ。    インチ。            ポンド。    ポンド。

行進 1.70 0.85 0.94 7.3 8.9 1.41 1.89
4月 2.25 0.72 0.79 8.3 9.0 1.35 1.61
5月 2.48 0.80 0.79 8.4 9.1 1.53 1.63
6月 2.59 0.78 0.78 9.2 9.1 1.62 1.60
7月 2.85 0.68 0.62 13.5 11.8 2.08 1.66
8月 2.69 0.84 0.76 15.1 13.3 2.87 2.28
9月 2.70 0.97 0.82 17.7 13.4 3.86 2.50
10月 3.12 1.86 1.68 13.8 11.9 5.83 4.53
11月 3.20 2.44 2.32 11.8 11.4 6.50 5.98
12月 2.34 1.88 1.88 9.5 10.6 4.06 4.51
1月 2.13 1.79 1.93 7.4 8.9 2.99 3.88
2月 2.16 1.84 1.74 7.7 9.1 3.19 3.57
3月～6月 9.02 3.15 3.30 8.3 9.0 5.91 6.73
7月～9月 8.24 2.49 2.20 15.6 13.0 8.81 6.44
10月～2月 12.95 9.81 9.55 10.2 10.4 22.57 22.47
一年中 30.21 15.45 15.05 10.7 10.5 37.29 35.64

[161ページ]
第4章
硝化作用。

植物にとって最も重要な窒素化合物は硝酸です。ほとんどの植物は、組織の構築に必要な窒素を硝酸塩として吸収します。自然界では、土壌中にアンモニアやその他の有機物として存在する窒素は、常に硝酸に変換されています。この窒素から硝酸塩への変換は硝化と呼ばれ、非常に重要なプロセスです。これは、導入章で既に述べたように、微生物（発酵物）の働きによって行われます。[97]硝化のプロセス、そして土壌中の窒素化合物間の他の変化の性質は、まだ完全には理解されていないが、この農業研究の非常に興味深い分野には、ここ数年で多くの光が当てられてきた。そして、この分野への関心が高まったことは疑いようがない。 [162ページ]ヨーロッパ大陸と国内のさまざまな研究者から得られる研究は、実践的な農業にとって最も重要な成果に満ちているだろう。

土壌中の硝酸塩の発生。

硝石の発生、[98]土壌中の硝酸カリウムは古くから知られていましたが、その生成過程に関する正確な知識が得られたのはここ数年のことです。ほとんどの土壌、特に我が国では、その量は[99]は非常に微量ですが、世界には硝酸塩が大量に存在する地域があります。チリとペルーの硝酸塩田は硝酸塩の主な天然資源であり、硝酸ソーダの章で言及されています。しかし、世界には他にも（中国やインドなど）硝石を豊富に含む土壌があり、過去には商業用製品の供給源となっていました。[100]

インドの硝石土壌。

これらの硝石土壌の中で最も重要なのは、インド北西部のベンガル州に見られるものです。この地域の土壌は、軽く多孔質で、石灰分に富み、水面よりかなり高い位置にあります。これらは、古代の硝石の産地です。 [163ページ]村々では、硝石が土壌のさまざまな部分の表面に白華として見られます。このような条件下で硝石が発生するのは、一部は土壌が自然に窒素に富んでいることと、一部は村の住民とその家畜の窒素排泄物を受け入れることで人工的に肥料を与えたことによるものです。このような温暖な気候で絶えず蒸発が進むと、土壌水分の上昇傾向が誘発され、その結果、土壌に含まれる硝石がすべて表層に集中します。これが続き、規則的な付着物が形成され、土壌が白い硝石の堆積物で覆われます。これが現れた場合はいつでも、土壌の表面部分がソラワラ（地元の製造業者）によって削り取られ、純粋な硝石を回収するために収集および処理されます。

硝石農園。

硝石土壌で供給できる量を上回る硝石の需要が急増したため、スイス、フランス、ドイツ、スウェーデン、そしてヨーロッパ大陸の他の多くの地域で広く行われていた半人工的な生産方法、いわゆる「硝石層」「硝石工場」「硝石プランテーション」がすぐに誕生した。この製造方法が導入される以前、火薬用の硝石の需要は非常に高く、硝石のあらゆる供給源が熱心に探し求められていた。そのため、硝石が[164ページ]牛舎、厩舎、農場の床の土は特に硝石が豊富で、木灰と混ぜると重要な硝石源となることが発見されました。フランスでは、硝石採取権はフランス革命まで存続した硝石法に基づき政府に与えられていました。しかし、この硝石の深刻な不足は、すぐに硝石土壌で硝酸カリウムが生成される条件についての綿密な調査につながることになりました。[101]豊富な窒素物質、温暖さ、土壌の自由な通気性、そして一定量の水分といったこれらの条件は、長年にわたり深く理解されるようになり、その結果、数多くの「硝石プランテーション」が設立されました。これらのプランテーションは、一般的に窒素を豊富に含むカビの山と、分解中の動物性物質、様々な廃棄物、肥料、灰、道路の削りくず、そして石灰塩が混ざり合ったものでした。[102]堆積物は柴で挟まれ、時々厩舎から採取した液体肥料（主に希釈尿）で水やりされた。堆積物を形成する際には、塊が多孔質になるように配慮された。[165ページ]空気が自由に出入りできるように、堆積物は屋根で覆われ、雨からも保護されていました。時が経つにつれ、相当量の硝酸塩が生成され、時折、表面から硝石を削り取ることで採取されました。硝石は、硝石土壌と同様に濃縮されていました。しかし、いずれの場合も、堆積物は十分に硝石を豊富に含んでいると判断された時点で、時折水で処理され、その後の蒸発によって、多かれ少なかれ純粋な硝石が得られました。[103]

硝石を得るこの方法は、現在では硝酸ソーダを塩化カリウムで処理する方がより簡便であるため、ほとんど行われなくなっています。

硝化の原因。

我々はこれらの硝酸塩栽培について、硝化作用の本質が明らかになるずっと前から、硝化作用の発達に最も有利な条件が認識されていたことを示すものとして言及してきた。土壌中の硝酸塩の生成が、硝酸塩の作用によるものであることが証明されたのは、1877年になってからである。[166ページ]微生物の生命、[104]シュレージングとミュンツという二人のフランスの化学者が、土壌による下水浄化に腐植物質の存在が不可欠かどうかを調べる実験中にこの事実を発見しました。この実験では、下水を土壌の特定の深さでゆっくりと濾過させました（この濾過には8日間かかりました）。その結果、下水の硝化が起こることがわかりました。土壌をクロロホルムで処理すると、[105]下水の硝化を促進する力はもはや失われていることが判明した。しかし、少量の硝化土壌を加えると、その力は回復した。このことから、硝化は何らかの発酵によって行われていると自然に推論された。この結論は、ロザムステッドのウォリントンによるその後の実験によってすぐに裏付けられた。ウォリントンは、硝化しない培地にも、硝化を促進する力を与えることができることを示していた。[167ページ]硝化物質を単に散布するだけで、光はプロセスに不利であるという結論が出た。それ以来、この問題はロザムステッドのウォリントン氏、シュレージングとミュンツ、マンロー、デヘラン、PFフランクランド、ウィノグラツキー、ガヨンとデュプティ、ケルナー、プラス、ピシャール、ランドルト、レオーネらによる数多くの研究の対象となった。これらの研究から、このプロセスに関与する生物の性質と、それらの発育に最も好ましい条件に関して、以下の情報が得られている。

硝化作用をもたらす発酵物。

これらの研究の初期段階から、それらを分離し顕微鏡的に研究することの重要性が認識されていました。シュレージング氏とミュンツ氏は、この試みに初めて成功したと報告し、この生物は極めて小さな球状、あるいはわずかに細長い粒子から成り、単独または2個共存していると説明しました。しかし、ワリントン氏、ウィノグラツキー氏、そしてPFフランクランド氏による最新の研究によると、硝化は単一の微生物ではなく、2つの微生物によって行われ、その両方が分離され研究されています。[106]最初に発見され分離されたのは、アンモニアを亜硝酸に変換する亜硝酸生物であった。[168ページ]1つ目は亜硝酸、2つ目は最近になってワリントンとウィノグラツキーによって単離された亜硝酸を硝酸に変換する作用を持つ。このように、これらの発酵物はそれぞれ、この最も重要なプロセスにおいてそれぞれ異なる機能を果たす。硝酸発酵はアンモニアに作用できず、亜硝酸発酵は亜硝酸塩を硝酸塩に変換することができない。どちらの発酵物も土壌中に大量に存在し、現在のところ知られている限りでは、同じ条件の影響を受けるようである。したがって、これらの発酵物は同時に進行する。これらの発酵物の性質について現在わかっていることのほとんど全ては、亜硝酸発酵に関するものである。

亜硝酸生物の出現。

ワリントン氏[107]は亜硝酸生物の外観について次のように説明しています。「新鮮な硝化溶液中に懸濁している状態で見られるこの生物は、ほぼ球形の微粒子で構成されており、その大きさは極めて多様です。これらの微粒子のうち最大のものは直径が1/1000ミリメートルにも満たないほどで、中には写真では判別が困難なほど微小なものもあり、写真ではその表面積が100万倍にもなっていることが示されています。大きな微粒子は必ずしも円形ではありません。これらの形態は硝化培養において普遍的に存在します。大型の微生物は分裂している様子が見られることもあります。」

[169ページ]硝酸生物。

現在知られている限り、硝酸菌は亜硝酸菌と外観が非常に類似しており、両者を区別することは困難です。両者の発達には同一の条件が影響するため、このプロセスは全体として捉えることができます。

それらを隔離することは困難です。

これらの微生物の性質を研究するために分離しようとする試みは、これまで大きな困難を伴ってきました。これは、細菌学者が用いる通常の固形培地ではこれらの微生物が生育しないという事実に起因しています。しかし、ウィノグラツキーは最近、純粋に鉱物のみからなる培地、すなわちシリカゲル培地でこれらの微生物を培養することに成功しました。[108]

硝化生物は有機物を必要としません。

有機物が欠乏した培地でも生育できるという事実は、植物生理学において非常に興味深く重要な点の一つです。これは、植物が炭酸から炭素を生成できることを意味します。これは、生物構造の中で緑色植物だけが持つ力だと考えられていました。原形質炭素の源であるクロロフィルを欠く生物については、これまで一般的に次のように考えられてきました。[170ページ]何らかの有機物でなければならない。硝化生物は、機会があれば有機物を餌として利用できるように思われるが、有機物が全く存在しない培地でも自由に増殖できること、そしてそのような状況下では純粋に鉱物源から炭素を供給できることが疑いなく証明されている。[109]この事実は、植物生理学の基本法則だと信じられていたものを覆すものであり、硝化に関する研究で明らかになった多くの重要かつ興味深い事実の中でも最も重要なものの一つである。[110]

硝化に適した条件。

次に、硝化に適した条件について説明します。

食品成分の存在。

これらの条件のうち、まず第一に、特定の栄養成分の存在が挙げられます。動物、植物ともに、一定量のミネラル栄養は絶対に不可欠です。その中でもリン酸は最も重要なものの一つであり、硝化に関する実験では、リン酸が欠乏した培地では硝化生物は成長しないことが明らかになっています。[171ページ]それ以外のミネラル栄養成分も必要である可能性は高いが、それらの不在がプロセスの発達に及ぼす影響については同様の研究が行われていない。おそらくカリ、マグネシア、石灰塩が必要である。この主題に関する実験で使用された培養液では、添加されたミネラル栄養成分は石灰、マグネシア、カリ塩、およびリン酸であった。[111]

上で述べたように、このプロセスには有機物の存在は必須ではありません。この点において、これらの微生物はこれまで発見された他のすべての発酵物とは区別されます。

塩性塩基の存在。

硝酸が形成されるときに、土壌中に硝酸と結合できる十分な量の塩基が存在することも、もう 1 つの必要条件です。[112]このプロセスは弱アルカリ性の溶液中でのみ進行します。この塩化可能な塩基として作用する物質は石灰です。したがって、土壌中に十分な量の炭酸石灰が存在することは極めて重要であることがわかります。これは、炭酸石灰がもたらす多くの利点の一つを説明しています。[172ページ]土壌への石灰施用。多くの土壌では、石灰塩の不足により硝化活性が阻害される可能性があり、そのような場合には、適度な白亜質の施用が最も顕著な効果をもたらす可能性があります。泥炭土や森林土壌など、特定の土壌に硝化微生物が存在しない理由は、この方法によるものと考えられます。このような土壌には腐植酸が存在するため、必要なアルカリ度が不足しています。

わずかにアルカリ性の溶液中でのみ発生します。

しかし、ある程度のアルカリ性は必要ですが、ある一定の強度を超えてはなりません。そうでないと、プロセスが遅延します。これが、濃い尿溶液が硝化しない理由です。腐敗によって生成される炭酸塩やアンモニアの量は、溶液のアルカリ性を高めすぎることで、硝化の進行を不可能にします。[113]この事実の実際的な重要性は計り知れない。なぜなら、尿を肥料として施用する前に、十分に希釈することの重要性を示しているからだ。同様に、大量の石灰、特に生石灰を土壌に施用すると、硝化作用が一時的に停止する。したがって、土壌中に微量でない限り、アルカリ性炭酸塩が存在すると、硝化作用に深刻な影響を与える可能性がある。[114]

[173ページ]石膏の硝化作用に対する作用。

ピチャードは、ある種の硫酸塩鉱物の作用が硝化プロセスに極めて有利であることを発見しており、その中でも石膏が特に有効である。ウォリントンは、石膏の硝化促進作用に関するいくつかの実験を行った。石膏が有利に作用する理由は、おそらく硝化溶液のアルカリ性を中和するためであると考えられる。これにより、不利な条件下でもプロセスが進行する。したがって、硝化を最大限に促進するにはアルカリ性が高すぎる場合、石膏が最適な選択肢となる。[115]下水や家畜糞尿など、硝化を可能な限り速やかに促進したい特定の肥料物質への添加物として石膏を使用することの実用的価値は、このようにしてすぐに明らかになるであろう。適切なアルカリ度が維持されている限り、多量の塩分が存在しても、硝化反応に支障をきたすことはないと思われる。

酸素の存在。

硝化細菌は好気性細菌に属すると思われる。[116] 発酵の一種であり、酸素の自由な供給なしには成長できない。空気の排除[174ページ]土壌中の酸素濃度が 1.5 パーセント未満では、細菌は死滅せず、空気が自由に通らない部分では硝化がそれに応じて弱いことがわかります。したがって、土壌のさまざまな部分での実験では、下層の土壌では硝化の兆候がほとんど見られないことがわかりました。湿った土壌での Schloesing の実験によると、酸素がまったく含まれない雰囲気とさまざまな量の酸素が含まれる雰囲気で、酸素が硝化を促進する作用が顕著に示されました。酸素がまったく含まれていない純粋窒素の雰囲気では、このプロセスはもはや起こらず、土壌にすでに存在する硝酸塩が還元され、自由窒素が発生しました。一方、酸素が 1.5 パーセント含まれる雰囲気では、かなりの量の硝化が起こり、6 パーセントの酸素が存在すると、硝化の程度は 2 倍になりました。10 パーセントから 15 パーセントを追加すると、量はさらに 2 倍になりました。水分の添加量を増やすと、酸素濃度の増加による影響はそれほど顕著ではなくなった。これは、酸素が溶存酸素として作用するためと考えられる。つまり、水分の添加は同時に利用可能な酸素の添加を意味する。この条件は、耕起作業の価値を如実に示している。土壌が徹底的に耕起されるほど、土壌粒子への通気はより徹底的になり、結果として硝化に必要な条件がより好ましいものとなる。その利点は以下の通りである。[175ページ]この点において、耕作によって粘土質の土壌に与えられる恩恵は特に大きいでしょう。

温度。

硝化の進行速度を決定するもう一つの条件、そして最も重要な条件は温度です。シュレージングとミュンツによると、硝化が最大限に進行する温度は37℃です。[117]（99° F）では、14° C（57° F）のときよりも10倍活性が高い。5° C（40° F）未満では、その作用は極めて弱い。12° C（54° F）では明らかに感じられ、そこから37° C（99° F）まで上昇すると急速に増加する。37° C（99° F）から55° C（131° F）までは、硝化が起こらず、その活性は低下する。45° C（113° F）では15° C（59° F）よりも活性が低く、50° C（122° F）では非常にわずかである。シュレージングとミュンツによるこれらの結果は、ワーリントンによって正確には確認されていない。彼は、かなりの量の硝化が3°～4°C（37°～39°F）の温度で進行することを発見しましたが、硝化が起こる最高温度は55°C（131°F）よりかなり低いことがわかりました。したがって、40°C（104°F）に維持された溶液では硝化を開始できませんでした。したがって、硝化発酵は[176ページ]ほとんどの生物よりも低い温度で成長します。硝化作用は霜が降りる間は完全に停止しますが、私たちの地域のような気候では、冬のかなりの部分で硝化作用が適度に活発になるはずです。

十分な量の水分が存在すること。

土壌中の水分は、硝化に必要な条件の一つです。乾燥によって硝化は直ちに停止し、場合によっては完全に破壊されることが示されています。他の条件が同じで、ある程度までは、土壌中の水分が多いほど、硝化は速くなります。しかし、水分が多すぎると好ましくありません。なぜなら、先ほど示したように、土壌中の水分は極めて重要な空気の自由な出入りを妨げ、また気温を低下させる可能性があるからです。したがって、干ばつ期には、硝化の速度が著しく低下する可能性があります。

強い日光がない。

このプロセスは暗闇の中でより活発に進行することが分かっています。実際、ワリントンは実験で、硝化が進行している容器を単に日光にさらすだけで硝化を停止できることを発見しました。

毒物によって破壊された硝化生物。

硝化作用は、例えば次のような防腐剤の作用によって阻止されることがすでに指摘されている。[177ページ]クロロホルム、重硫化炭素、石炭酸。有害な作用を持つことが判明しているもう一つの物質は硫酸第一鉄（Copperas）で、排水の悪い土壌や腐敗しやすい有機物が多い土壌に存在しやすい物質です。マーカーは、硫酸第一鉄を含む湿原土壌では硝酸塩は全く、あるいは痕跡量しか検出されないことを発見しました。ガス石灰のような物質も、含まれる有毒な硫黄化合物のために、一定時間大気の作用にさらさない限り、硝化を阻害する悪影響を及ぼすでしょう。食塩もまた、硝化を阻害するようです。そして、食塩が硝化に対して及ぼすこの防腐作用は、人工窒素肥料と一緒に施用されることが多い食塩の作用の性質について、ある程度の光を当てています。

脱窒作用。

硝化作用に関連して、土壌では逆の性質を持つ脱窒作用も起こり得ることに注目することは興味深い。脱窒作用とは、硝酸塩を亜硝酸塩、亜酸化窒素、あるいは遊離窒素に還元する作用である。下水の分解において硝酸塩の還元と遊離窒素の発生が起こることは、1867年に故アンガス・スミス博士によって初めて観察された事実である。そして、腐敗による変化において硝酸塩が亜硝酸塩、そして一酸化窒素と亜酸化窒素に還元されることは、その後も研究が続けられてきた。[178ページ]その後、さまざまな実験者がこのことに気づき、大量の水が存在する状況や有機物が多い場所で腐敗が進行すると、このような減少が起こることをさらに観察しました。

脱窒作用もバクテリアによって影響されます。

この変化は純粋に化学的な性質のものであると考えられていましたが、硝化と同様に細菌によって起こることが最近になって発見されました。脱窒作用は硝化を引き起こすのと同じ生物によって起こり、その進行は外部条件のみに依存すると推測する人もいます。しかし、そうであると考える根拠はなく、脱窒作用を持つ生物はいくつか特定されています。

脱窒に適した条件。

適切に耕作された土壌において、このプロセスがある程度進行するとは考えられない。脱窒を促進する条件は、硝化を促進する条件と正反対である。脱窒は、酸素が排除されたとき、つまり実質的に同じことであるが、大量の有機物が活発に腐敗し、酸素の供給が不足しているときにのみ起こる。シュレージングは、既に述べたように、湿潤な土壌の場合、大気中に保たれた[179ページ]酸素がなくなると、硝酸塩が遊離窒素に還元されます。

水浸しの土壌で発生します。

土壌から酸素を除去するには、土壌を水で飽和させる方法があります。ウォーリントンは、有機物が決して豊富ではない耕作地で行った実験で、この方法で硝酸塩を完全に還元できることを発見しました。したがって、脱窒作用は、水浸しの土壌、あるいは大量の水が存在する下水の腐敗において起こると考えられます。この還元によって亜硝酸塩、亜酸化窒素、あるいは遊離窒素が生成されるかどうかは、様々な条件によって異なります。このプロセスは、肥料の発酵において起こり得る損失の原因を明らかにするものであり、経済的観点から非常に重要なものです。家畜糞尿の腐敗において、脱窒菌はこれまで考えられていた以上に活発に活動し、その結果、相当量の窒素が失われる可能性があります。

土壌中の硝化生物の分布。

硝化生物はおそらく主に土壌に存在し、雨や大気中には通常は存在しない。しかし、最近の興味深い研究によって、硝化生物が私たちが極めてありそうにない場所に存在していることが明らかになった。[180ページ]ミュンツは、ピレネー山脈、アルプス山脈、ヴォージュ山脈の山頂部にある長石質、石灰質、片岩質、その他の岩石の露出面から、硝化微生物が大量に存在し、岩石の割れ目や裂け目のかなり深いところまで存在していることを発見しました。硝化微生物は河川水、下水、井戸水にも見られます。

それらが発生する深さ。

ウォリントンは初期の実験で、硝化生物の存在はほぼ土壌表層に限られており、18インチ（約45cm）より深くではめったに見られないという結論に達しました。しかし、その後の実験でこの結論は大きく修正され、硝化は少なくとも6フィート（約1.8m）の深さまで起こり得ることが示されました。[118] しかし、この深さで起こる可能性はあるものの、空気の循環を得るための条件が十分に整っているのは表土だけなので、一般的には表土に限られると考えられる。もちろん、土壌の性質、すなわち、その厚さによって大きく左右される。[181ページ]粘土質の土壌では、硝化の主な障害は十分な通気性を得るのが難しいことである。したがって、粘土質土壌では硝化はほぼすべて表層で進行すると考えられるが、砂質土壌ではより深部まで進行する可能性がある。[119]

植物の根による硝化促進作用。

この点において、植物の根が土壌下層への空気の供給を豊富にし、硝化を促進する作用は注目に値します。これは様々な作物において観察されています。例えば、マメ科作物が生育する土壌では、イネ科作物が生育する土壌よりも下層で硝化作用がより顕著であることが分かっています。「下層土における硝化を促進する条件とは、人工排水、乾期、土壌水分の蒸発を促進する豊作作物の生育など、空気が下層土に浸透できる条件です。このような条件は、下層土の空隙を埋める水分を除去することで、空気が多かれ少なかれ深くまで浸透し、硝化を可能にします。したがって、下層土の硝化は、年間を通してより乾燥した時期に最も活発になります」（ウォーリントン）。

硝化能を持つ物質の性質。

どのような窒素物質が[182ページ]窒素体がこの硝化過程を経る過程はまだよくわかっていません。もちろん、この問題は非常に重要です。なぜなら、窒素体が硝化する速度は、肥料としての価値を決定する重要な要素となるからです。残念ながら、この問題については、まだほとんど何もわかっていません。土壌の腐植物質中に存在する窒素が容易に硝化されることはよく知られています。硝化の実験では、主にアンモニア塩が窒素体として使用されてきたため、他の窒素物質の場合、異なる種類の微生物が活動して窒素をアンモニアに変換し、それによって硝化過程を準備したのではないかどうかは、判断が困難です。

骨、角、羊毛、菜種油粕といった様々な肥料が容易に硝化されることは、実験によって実証されている。また、エチルアミン、チオシアン酸塩、ゼラチン、尿素、アスパラギン、牛乳のアルブミノイドといった様々な窒素含有物質についても、実験室実験が行われている。しかし、これらの実験において、これらの物質が硝化微生物によってどの程度直接作用されたのか、あるいは、どの程度、窒素がアンモニアに変換されるという準備的な変化を先に経験したのかは、断言できない。少なくとも、すべての有機態窒素は、硝化される前にまずアンモニアに変換される可能性が高い。

[183ページ]硝化が起こる速度。

硝化の進行速度は、実用上決して重要ではない問題です。硝化過程に好ましい条件の性質について既に述べたことから、硝化速度は土壌中にこれらの条件がどの程度存在するかに依存することがすぐに分かるでしょう。実際、硝化の進行速度は土壌によって大きく異なります。しかし、同じ土壌であっても、一年の異なる時期には、硝化の進行速度に大きな差が見られます。この国では、硝化の進行に最も好ましい気温に達することは稀であり、熱帯気候の地域と同じ速度で硝化が進行することは決してありません。熱帯土壌の肥沃度が高い理由の一つは、硝化期間が非常に長く、その強度も大きいことに疑いの余地はありません。しかし、温度だけが条件ではなく、湿気の存在も同様に必要であるため、多くの熱帯気候では、長期間にわたる土壌の極端な乾燥により、その発育が著しく遅れる可能性がある。

主に夏季に行われます。

この気候では、すでに指摘したように、土壌の温度が時折上昇するという事実から、硝化作用は冬の間中ほとんど続くと考えられます。[184ページ]土壌硝酸塩の生成は、このプロセスが起こる最低気温よりも低い気温で起こることが多いが、それでも夏の数か月間に土壌中の硝酸塩の大部分が生成されることには疑いの余地がない。この量については、ロザムステッドで行われた排水の組成に関する興味深い実験によって、ある程度の妥当性が示されている。この実験については、後ほど触れる。しかしながら、排水中の硝酸塩の量をこの速度の絶対的な指標と見なすのは必ずしも安全ではないことを指摘しておこう。排水中の硝酸塩の量は、ある程度降雨量に依存し、長期間の干ばつの場合には誤った判断を招く可能性があるからである。しかしながら、全体としては、この重要な問題を解明する上で極めて有用なデータを提供してくれる。

休耕地ではプロセスが最も速く進行します。

ロスアムステッドの実験では、このプロセスは裸休耕地で最もよく進行することが示されています。この事実こそが、かつて非常に一般的であり、現在でも一部の地域で粘土質土壌の土壌で行われている裸休耕地の慣行が、このように処理された土地に非常に有益であった多くの理由の一つを説明しています。しかし、この事実にもかかわらず、この観点から裸休耕地の慣行を正当化することはほとんどできません。なぜなら、我が国の湿潤な気候では、雨による硝酸塩の損失が非常に大きいからです。

[185ページ]硝化速度に関する実験室実験。

特定の条件下で土壌中で進行する硝酸塩の速度を推定するためのデータを得ることを目的として、いくつかの興味深い実験が行われました。ブーサンゴーによって行われた古い実験は、好ましい条件下でのこのプロセスがいかに速いかを一般的に示しています。肥沃な土壌の少量をガラス屋根で保護された平板の上に置いて、時々水で湿らせました。この条件下で生成される硝酸塩カリウムの量は、2か月間にわたって時々測定されました。最初の月（8月）には、パーセンテージが0.01から0.18（1エーカーあたり約5 cwtの硝酸塩カリウムに相当）に増加しました。2か月目（9月）の増加は非常に少なく、実際には約7分の1の量でした。[120]実験に使用された土壌は非常に肥沃な庭の土壌であり、硝化のためのすべての条件が最も良好であった。

硝化速度に関する最近の実験の中で、おそらく最も印象的なのはシュレージングによる実験でしょう。彼は、有機物に富み、水分を19%含む土壌に硫酸アンモニウムを混ぜました。12日間の活性硝化作用の間、1日あたり土壌100万あたり56窒素が硝化しました。土壌を9インチの深さまで広げると、これはさらに多くの窒素に相当します。 [186ページ]1エーカーあたり1 cwt. を超える窒素は、市販の硝酸ソーダ6 cwt. に含まれる窒素量に相当します。これらの実験は、最も好ましい条件下で、かつ容易に硝化しやすい窒素が豊富に存在する場合の硝化速度がどの程度になるかを示す点で興味深いものです。私たちの土壌でこれほどの硝化が起こるとは、決して考えるべきではありません。

ウォリントンはロスザムステッドでの実験で、ロスザムステッド農場の一般的な耕作土壌（最初の9インチ）を用いた場合、最大浸透率は風乾土壌で1日あたり0.588ppm、つまり1エーカーあたり1.3ポンド（硝酸ソーダ約8ポンドに相当）であることを発見しました。同様の土壌にアンモニア塩を添加した場合、この量のほぼ2倍を示しました。ロウズとギルバートは肥沃なマニトバ州の土壌を用いてより高い結果を得ており、平均浸透率は1日あたり0.7ppmでした。

硝化速度に関する興味深い実験のうち、最後に言及するのはデヘランによるものです。彼は窒素と水分の含有量が異なる土壌を用いて実験を行いました。窒素含有量が0.16%の土壌では、90日間の硝化速度が土壌100万分の0.71から1.09の範囲で変化しました。水分含有量が25%の土壌で最大量の硝化が見られました。窒素含有量がはるかに多い土壌、すなわち窒素含有量が0.261%の土壌では、硝化速度はさらに高まり、1.48ppmに達しました。[187ページ]これらの実験で得られた最高速度は、1エーカーあたりポンド換算で約5.5ポンドで、土壌を9インチの深さまで浸透させました。土壌が乾燥と湿潤を交互に繰り返した際に、このプロセスは最も速く進行しました。

土壌窒素の一部は、残りの部分よりも容易に硝化されます。

最後に、上記の実験や類似の実験において、硝化プロセスは当初最も急速に進行し、その後徐々に減少していくことが注目される。これは、ほとんどの土壌には、他の土壌よりも硝化しやすい状態の窒素が一定量含まれているため、この窒素が酸化されると硝化の進行が遅くなるためである。さらに、下層土の窒素は表層土の窒素よりも硝化されにくいと考えられる。

現場実験から推定された硝化速度。

上記の実験は、さまざまな状況下で硝化がどの程度の速度で進行するかという問題に多くの光を投げかけていますが、土壌とその排水の実際の分析によって提供される結果は、さらに実用的な価値があります。そして幸運なことに、ロスアムステッドの実験は、私たちにこれらの貴重な結果を数多く提供してくれます。

[188ページ]休耕地の土壌に生成された硝酸塩の量。

これらの研究は、耕作地から採取した土壌を用いて実施せざるを得なかった。なぜなら、耕作地からでは硝酸塩生成量の正確な推定値を得ることができなかったからである。6つの別々の畑の最初の27インチの土壌では、硝酸態窒素は1エーカーあたり36.3ポンドから59.9ポンドの範囲で変動していた。これらの畑のうち4つでは、最初の9インチの土壌に最も大きな割合が見られ、残りの2つでは2番目の9インチに最も大きな割合が見られ、2つの畑では3番目の9インチに最初の9インチとほぼ同程度の割合が見られた。[121]

硝酸塩の位置は季節によって異なります。

土壌中の硝酸塩の位置は、季節に大きく左右されます。すでに指摘したように、硝酸塩の生成はほぼ完全に表土に限られており、雨によって流されて初めて下層にまで到達するからです。したがって、雨季は下層土壌における硝酸塩の割合を増加させる効果があります。

排水水中の硝酸塩。

一定の割合の硝酸塩は土壌の最初の 27 インチの下にも浸透するため、上記の結果はそれらの総生産量を示すものではありません。[189ページ]この量を正確に推定するには、排水中に流出する量を把握する必要があります。ここでも、ロスザムステッドの実験は貴重なデータを提供してくれます。排水中の窒素量は当然ながら大きく変動し、降雨量に大きく左右されます。しかし、12年間の平均で見ると、1エーカーあたり30～40ポンド（約14～18kg）に達することが分かりました。これは、土壌表面の最初の27インチ（約71cm）に含まれる窒素量とそれほど変わりません。これは比較的痩せた土壌から得られた量であり、より肥沃な土壌であれば、間違いなくはるかに多くの窒素が生成されます。これらの結果を総合すると、ロスザムステッドのような土壌では、裸休耕地の場合、約14ヶ月で80～90ポンド（約36～44kg）の窒素が硝酸塩に変換されることがわかります。これは、硝酸ソーダ約5 cwt（約5 cwt）に相当します。この大量のほぼ半分が排水中に含まれているという事実は、実際上、少なからず重要な意味を持っています。

年間のさまざまな時期に生産される量。

一年の様々な月における硝化の進行速度については、先ほど述べた排水の分析結果からある程度の指標が得られる。しかし、これはあくまでもおおよその指標に過ぎないことを忘れてはならない。排水中の硝酸塩濃度が最も高かった月が、必ずしも硝化が進行している月であるとは限らない。[190ページ]硝酸塩の量は主に降雨量に依存するため、硝化作用が最も活発な時期が秋から初冬にかけて最も多く含まれることがわかります。これは、硝化作用が最も活発な時期ではなく、降雨量が最も多く、乾燥した夏の時期に形成された硝酸塩の大部分が土壌から洗い流される時期だからです。排水中の硝酸塩の量は秋から冬にかけて着実に減少し、春に最も少なくなります。したがって、排水中に含まれる硝酸塩の総量は正確な指標にはなりません。しかし、より信頼性の高い指標となるのは、排水中の硝酸塩の割合です。この観点から排水分析の結果（付録を参照）を見ると、9月に最も多く、4月に最も少ないことがわかります。[122]

肥料の硝化。

これまで特に言及されてこなかったが、実用上非常に重要なテーマは、肥料成分の硝化である。残念なことに、[191ページ]この重要な問題にこれまで注がれた研究の量は少なく、したがって私たちが持つ知識は非常に限られているということです。

アンモニア塩は最も容易に硝化されます。

しかし、ほとんど疑いの余地がない事実が一つあります。それは、アンモニア塩の形態の窒素が、あらゆる窒素化合物の中で最も硝化されやすいということです。実際、既に述べたように、様々な形態の有機窒素がアンモニアに変換されることは、これらの物体の硝化における中間段階である可能性が非常に高いです。いずれにせよ、アンモニア塩を含む窒素化合物の混合物を硝化させると、アンモニアの形態の窒素が最初に硝化されるのが常套手段であるようです。

硫酸アンモニアは最も容易に硝化できる肥料です。

このことから、最も一般的なアンモニア性肥料である硫酸アンモニウムは、土壌に施用すると最も速く硝化される肥料の一つであることがわかります。この肥料の硝化速度は、当然のことながら、施用量、土壌の性質、天候などの状況によって異なります。好ましい条件下では、アンモニアから硝酸塩への変換が非常に速いことが、多くの実験によって実証されています。デヘランは、硫酸アンモニウムを土壌に2 cwtの割合で混合した場合、硝酸塩が硝酸塩に変化することを確認しました。[192ページ]1エーカーあたり、1日あたり窒素の1/100の割合で硝化が起こりました。

その他の肥料の硝化率。

他の窒素肥料の中で、グアノは土壌中で硝化される速度が硫酸アンモニウムに次いで速いようです。一方、グアノに次いで速いのは緑肥、乾燥血液、肉粉などです。当然のことながら、粗悪な肥料は硝化が非常に遅いです。家畜糞尿中の窒素化合物が土壌と混合された際に硝化される速度は、状況によって大きく異なります。おそらく、土壌中の窒素の通常の硝化よりも速い速度で進行するでしょう。土壌に硝酸ソーダを加えると、最初は硝化が抑制される可能性があるというのは、いくぶん驚くべき事実です。たとえ少量であっても、食塩を加えるとこの結果が得られることは、いずれにせよ確実です。土壌の重量の1000分の1の量の塩が存在すると、悪影響を及ぼします。

硝化に最適な土壌。

まとめると、硝化はあらゆる土壌に程度の差はあれ存在する微生物の働きによって起こる。硝化が良好に進行するためには、空気、温度、湿度、強い光がないこと、塩化可能な塩基（炭酸石灰など）の存在、そして特定の鉱物の存在が必要である。[193ページ]リン酸などの栄養成分と、ある程度のアルカリ性が必要です。そのため、不毛の砂質土壌では、この菌の生育は最も少なくなります。肥沃で、軽く、風通しがよく、均一に湿り、温暖で、白亜質の土壌が、この菌の生育に最も適しています。他の条件が同じであれば、細粒土壌の方が粗粒土壌よりもよく生育します。細粒土壌の方が、通気性と土壌の均一な湿り気が最も確保されるからです。

森林土壌における硝化作用の欠如。

非常に興味深い点は、森林土壌ではこのプロセスが実質的に存在しないことです。森林土壌に硝酸塩が存在しない、あるいはごく微量しか存在しない理由は、森林土壌の平年気温が低く、極度に乾燥していることが原因とされています。この極度に乾燥している状態は、特に夏季に樹木から大量の水分が蒸散し、土壌がほぼ空気乾燥状態になることで説明されます。最後に、栄養分となるミネラル成分が不足していることも原因の一つと考えられます。

硝化作用が農業実践に及ぼす重要な影響。

この章を締めくくる前に、硝化作用が農業の実践に及ぼす重要な影響について触れておきたい。このことに関する現在の知識は不完全ではあるが、[194ページ]この最も興味深いプロセスが輪作の理論に及ぼす影響は非常に印象的です。なぜなら、このプロセスは、巧みな輪作の採用によって、土壌のあらゆる構成要素の中で最も貴重な窒素（その存在によって肥沃度が最も左右されると言える）の膨大な量の損失を防ぐことができることを示しているからです。

土壌が植物で覆われていることが望ましい。

土壌では絶えず硝酸塩が生成され、土壌はそれを保持することができないため、排水時に除去される危険性があり、土壌を可能な限り常に植物で覆うべきだという強力な論拠となります。

永久牧草地は土壌の最も経済的な状態です。

土壌硝酸塩の保全という観点から見ると、常緑牧草地は土壌にとって最も経済的な条件と言えるでしょう。このような場合、硝酸塩は生成されると同時に同化され、植物体内で有機窒素に変換されるため、損失のリスクは直ちに排除されます。したがって、硝化作用を考慮すると、常緑牧草地を造成することを支持する多くの論拠が得られます。この方法は近年、国内の多くの地域でますます採用されるようになってきました。しかしながら、この方法は一定の限度を超えて行うことは不可能であり、また望ましくないため、最も適切な輪作は、[195ページ]土壌を植物で覆う状態、つまりこの点で永久牧草地に最も近い状態が最も推奨されます。

硝化作用と作物の輪作。

硝酸塩損失の主なリスクは、小麦などの穀類作物に関連しています。小麦の後にカブを植える場合、土壌が覆われない期間があり、この期間に最も深刻な硝酸塩損失が発生しやすくなります。穀類による硝酸塩の同化は、土壌中での硝酸塩生産が最大になる季節を迎える前に終了するため、損失のリスクはさらに高まります。そのため、最も重要な時期である秋に土壌は植生から完全に切り離され、結果として深刻な損失が発生します。この損失を最小限に抑えるため、間作作物の栽培が試みられてきました。しかし、この方法については別途論じるため、ここでこれ以上述べる必要はありません。

脚注:
[97]亜硝酸塩の形成はプロセスの段階であるため、硝化という用語には硝酸塩だけでなく亜硝酸塩の形成も含まれます。

[98]硝石は13世紀にはすでに知られていたようです。

[99]例えば、ローズ氏とギルバート氏は、ロスアムステッドの土壌では、その含有量は土壌100万分の数ppmに過ぎないことを示しました。

[100]付録Iの注196ページを参照。

[101]硝石の人工的な生産は 17 世紀にグラウバーによって初めて実現されたようです。

[102]古い建物、特に土と接触した部分から出る石灰の残骸、あるいは湿った地下室、納屋、馬小屋などの壁の漆喰には、硝酸石灰が豊富に含まれており、古くからよく知られているように、それ自体が貴重な肥料となることが分かっています。硝酸石灰の生成は、石灰が様々な窒素物質と接触することで説明できます。

[103]この溶液中の硝酸の大部分は石灰硝酸塩として存在していたため、通常は炭酸カリウム溶液で処理され、その結果、石灰が炭酸塩として沈殿し、純粋な硝石が溶液中に残ります。これは次の式で表されます。

K 2 CO 3 + Ca(NO 3 ) 2 = 2 KNO 3 + CaCO 3。

フランスの製造方法では、2 年経過して 1,000 ポンドの土から 5 ポンドの硝石が得られた時点で、プロセスは満足のいく成果を上げたとみなされました。

[104]パスツールは既に1862年に、硝化作用はおそらく何らかの形で発酵と関連しているという見解を示していた。A・ミュラー（『Journal of Chemical Society』1879年、249ページ参照）は、硝化作用は発酵の作用によるという見解を初めて提唱した人物である。この結論は、下水中のアンモニアは硝酸に変換されるのに対し、実験室で調製したアンモニア溶液や尿には変化が見られなかったという観察に基づいている。

[105]二硫化炭素とフェノール（石炭酸）も、硝化に対する殺菌作用について実験されている。これらの実験では、二硫化炭素はクロロホルムと同様の作用を示したが、フェノールはクロロホルムの作用を阻害する一方で、完全には懸濁させなかった。これはおそらく、フェノール蒸気を土壌粒子と十分に接触させることが困難であったためと考えられる。

[106]ウィノグラツキーは亜硝酸生物をニトロソモナス、硝酸生物をニトロバエターと名付けました。

[107]米国の Lawes Agricultural Trust に関連して彼が行った一連の講演より。

[108]このシリカゼリーは、透析されたケイ酸、硫酸アンモニウム、リン酸カリウム、硫酸マグネシウム、塩化カルシウム、炭酸マグネシウムで構成されています。

[109]光は硝化に悪影響を与えるため、炭酸ガスの分解は暗闇で最もよく行われるということを思い出すと、この事実はより一層印象的になります。

[110]付録、注II、196ページおよび注III、197ページを参照。

[111]付録、注V、198ページを参照。

[112]これは、炭酸アンモニア溶液では、硝化はアンモニアの半分が硝化されるまでしか続かないという事実によって示されています。その後、硝化は停止します。亜硝酸が生成される際に結合する塩基は、この段階で完全に消費されるため、もはや硝化は不可能です。尿溶液についても同様です。したがって、硝化は塩基が十分にある場合にのみ起こります。

[113]付録、注IV、197ページを参照。

[114]アルカリ度が窒素 4 ppm を大幅に超えると、プロセスに悪影響を与えると思われます。

[115]ウォリントン氏によると、尿を50%含む溶液は、十分な量の石膏を加えると硝化可能になる。石膏は、アルカリ性の炭酸アンモニウムを中性の硫酸アンモニウムに変換し、炭酸カルシウムを沈殿させることで、硝化溶液のアルカリ性を中和する。

[116]家畜糞尿に関する章を参照してください。

[117]この事実を実際的に示すと、10℃に保たれた溶液では硝化に10日かかったのに対し、30℃に保たれた溶液では硝化にわずか8日しかかかりませんでした。

[118]69回の試験において、深さ2フィートの土壌を播種しても硝化反応が起こらなかった例はありませんでした。同様に、深さ3フィートの土壌では11回の試験で1回のみ失敗しました。深さ6フィートの粘土質土壌では、50%の成功率が得られました。深さ8フィートの粘土質土壌では硝化反応は全く起こりませんでした。白亜質土壌では完全に失敗しました。このように、下層に行くほどこのプロセスは活性が低下します。

[119]コッホ氏は、自身が調査した土壌では、深さ3フィートより下にはほとんど生物が見つからなかったことを発見した。

[120]付録、注VI、198ページを参照。

[121]詳細な分析結果については、付録、注VII、198ページを参照してください。

[122]最も少ないのは4月です。20インチゲージと60インチゲージの水では、それぞれ1エーカーあたり1.35ポンドと1.61ポンド（降雨量2.25インチ）でした。その後11月にかけて、量は着実に増加します。11月には最大となり、1エーカーあたり6.50ポンド（20インチゲージ）と5.98ポンド（60インチゲージ）（降雨量2.30インチ）に達します。第3章付録、注VIII、160ページを参照。

[196ページ]
第 4 章の付録

注I.（162ページ）。

硝化作用に関する古い理論。

旧来の理論では、硝化は空気中の酸素、あるいはオゾンによる窒素の酸化の単純な例と考えられていました。しかし、窒素と酸素の結合は、放電中に生じるような非常に高温でのみ起こると考えられます。このような窒素と酸素の結合が土壌中で起こる可能性は低いことは言うまでもありません。他の理論では、硝化はアンモニアの酸化によって起こるとされていました。しかし、アンモニアはオゾンや過酸化水素などの強力な酸化剤によってのみ硝酸に酸化されます。しかし、これらの物質は土壌中に存在しないため、土壌中でこのように硝酸が生成されるかどうかは疑問です。しかしながら、一部の人々が主張するように、酸化鉄（III）がこの変換を引き起こす可能性はあります。しかしながら、概して、ほとんどの証拠は、土壌中で生成されるすべての硝酸は微生物の働きによって生成されるという結論を示しています。

注II.（170ページ）。

硝化が実質的に有機物を含まない溶液でも起こり得るという重要な事実は、JHM Munro博士（『Chemical Society Journal』、1886年8月号、561ページ）によって初めて示されました。これはさらに、WaringtonとPF Franklandによって裏付けられました。しかし、Winogradskyは、 [197ページ]このテーマに関する最も決定的な実験を行った人物は、ローザムステッド大学農学部のR・ウォリントンである。「彼は容器と溶液を準備し、有機物を注意深く精製し、これらの溶液に硝化生物を播種した。この条件下で硝化生物が飛躍的に増殖し、その活力を最大限に発揮することを発見した彼は、さらに、生物の導入後に溶液中に生成される炭素質有機物の量を測定することに着手した。硝化を強力に行うことで、湿式燃焼法によって硝化溶液から相当量の炭素を得ることができた。彼の3番目の回顧録では、酸化される窒素量と同化される炭素量の間に密接な関係があることを示す数値が発表されている。その比率は約35:1である。」—米国農務省紀要第8号（R・ウォリントンFRS著「ロスアムステッド実験に関する講義」収録）、50ページを参照。

注III.（170ページ）。

土壌微生物の酸化力は、アンモニアや有機物の酸化だけにとどまりません。ミュンツは、土壌がヨウ化物を次亜ヨウ化物やヨウ素酸塩に、臭化物を次亜臭化物や臭素酸塩に酸化できることを示しました。これは非常に重要な結果であり、硝化が一般的な酸化作用の一部であることを示唆していると考えられます。亜硝酸塩や硝酸塩がそれ自体生物にとって有益であるからといって、それらが生成されると想定すべきではありません。

注IV.（172ページ）。

異なる希釈度の尿を土壌で処理した場合、希釈尿100ccに土壌1グラムを加えたところ、1%溶液では11日で硝化が始まった。5%溶液では20日で、10%溶液では62日で、12%溶液では90日で硝化が始まった。硝化が始まったときの最後の溶液のアルカリ度は、447mgの[198ページ]1リットルあたり500mgのアンモニアを含むアルカリ溶液は、明らかに硝化できない。—アメリカ農務省紀要、ウォリントンのロスアムステッド実験に関する講義、51ページ。

注 V. (p. 171)。

PFフランクランド教授は実験で以下の溶液を使用しました。

 グラム。    }

NH 4 Cl .5 }
H 3 PO 4 .1 } 蒸留水1000ccに溶かします。
硫酸マグネシウム .02 }
塩化カルシウム .01 }
CaCO3 5.00 }

注VI.（p.185）。

ブッサンゴーによる硝化速度に関する実験。

 割合   
  1857年。    硝酸カリウム。 = 1エーカーあたりのポンド。

8月5日 .01 34
8月17日 .06 222
9月2日 .18 634
9月17日 .22 760
10月2日 .21 728

注 VII. (p. 188)。

裸休耕後のロスアムステッド土壌中の硝酸塩としての窒素（1エーカーあたりポンド単位）

 代替  4コースのローテーション。        
 小麦  素晴らしい-

深さそしてリン酸クレイクロフトフォスターズ
土壌。休閑。のみ。混合肥料。分野。分野。
1878年。 1878年。 1878年。 1882年。 1881年。 1881年。
ポンド。ポンド。ポンド。ポンド。ポンド。ポンド。
最初の9インチ。 28.5 22.3 30.0 40.1 16.4 14.6
2d 9インチ 5.2 14.0 18.8 14.3 26.5 24.6
3d 9インチ — — — 5.5 15.9 17.3
合計 33.7 36.3 48.8 59.9 58.8 56.5

[199ページ]
第5章
リン酸の位置。

さて、農業におけるリン酸の位置づけについて考えてみましょう。しかし、この問題は窒素の問題よりもはるかに単純なので、より短いスペースで議論することができます。

既に指摘したように、ほとんどの土壌には、利用可能な窒素化合物よりも、利用可能なトネリコ植物成分が豊富に含まれています。植物が吸収するリン酸の量も窒素よりも少なく、さらに、土壌中に存在するリン酸の様々な化合物の数は、窒素の化合物の数ほど多くありません。しかしながら、土壌成分としての重要性において、リン酸は窒素に次ぐものとして認識されるべきです。

自然界におけるリン酸の存在。

リン酸が普遍的に存在することは、ほぼ普遍的な事実から推測できる。[200ページ]地球表面に植物が生息する理由の一つです。植物はそれなしでは生育できないからです。このようにほぼ普遍的に存在するにもかかわらず、ほとんどの土壌におけるその量はごくわずかです。土壌における唯一の供給源は様々な岩石の崩壊であるため、まず鉱物界におけるその存在について簡単に説明します。

リン酸のミネラル源。

リン酸は鉱物界で前世紀末頃に初めて発見されましたが、土壌を構成する様々な岩石中におけるその正確な含有率については、近年になってようやく判明しました。この含有率は多くの場合ごくわずかであることが分かっています。リン酸はアパタイトとして最も多く存在し、これはリン酸カルシウムと少量のフッ化カルシウムまたは塩化カルシウムからなる鉱物です。このアパタイト、あるいはリン灰石は、世界の特定の地域では大きな塊として見られますが、一般的にほとんどの岩石中には少量しか存在しません。一般的に古い岩石の方が、最近形成された岩石よりもリン酸に富んでいると言えるでしょう。ドーブニーはこの事実に注目し、土壌中のリン酸の含有量を推定する上で有用な指針となると述べています。したがって、岩石が古ければ古いほど、リン酸に富んでいる可能性が高くなります。

アパタイトとリン鉱石。

アパタイトには様々な種類があり、[201ページ]リン灰石は、その外観と組成において多種多様です。主に結晶質で産出されますが、正結晶の場合もありますが、非晶質のものもあります。色は白、黄、茶、赤、緑、灰色、青などです。リン灰石には2つの種類があります。1つはリン酸カルシウムとフッ化カルシウムから成り、もう1つはフッ化カルシウムが塩化カルシウムに置き換わったものです。リン灰石はリン灰石の別名ですが、主に不純な非晶質リン灰石を指します。様々な種類のリン灰石中のリン酸石灰分の割合は70～90%とされています。カナダでは特に大量に産出され、特にカナダ産のリン灰石はリン酸石灰分が非常に多く、80～90%に上ります。世界の多くの地域では山塊の一部を形成し、採石、粉砕されて肥料として利用されています。リン灰石の産出と化学組成に関する詳細は、付録に記載されています。[123]

糞石。

世界の多くの地域で、主に石灰リン酸塩からなる丸い団塊が発見されており、動物の排泄物の化石であると考えられ、「コプロライト」と名付けられています。これらのコプロライト、あるいはオステオライトとも呼ばれるこれらの塊は、リン酸塩の含有量が異なります。[202ページ]石灰分は80%程度含まれます。時には80%に達することもありますが、通常ははるかに少ないです。また、過去には重要な肥料源としても利用されてきましたが、これについては後ほど詳しく説明します。

グアノ。

最後に、リン酸は主に南米西海岸に分布するグアノ堆積物に大量に含まれています。人工肥料の供給源として極めて重要な役割を果たすこれらの堆積物は動物由来であり、このテーマについては別途別章で詳しく論じますので、ここでは触れるだけにとどめます。

リン酸は、特定の岩石中に「層」や「ポケット」として石灰リン酸塩の形で存在することもあります。

一般的な岩石に普遍的に発生する。

しかし、世界各地で相当な量で発見されており、人工肥料としての利用におけるその豊富さについては心配する必要はないが、すでに指摘したように、事実上どこにでもある普通の岩石におけるその存在は、多くの場合非常に微量である。

ファウンズは1844年に初めて長石岩石中にこの元素を特定しました。それ以来、花崗岩、溶岩、粗面岩、玄武岩、斑岩、ドロマイト、片麻岩、閃長岩、粗粒玄武岩、閃緑岩、その他多くの岩石中のこの元素の割合は、[203ページ]多くの研究者によって決定されています。これらの岩石の分析については、付録を参照してください。[124]

土壌での発生。

土壌にリン酸が全く含まれていない可能性は極めて高いですが、多くの土壌ではごく微量しか存在せず、肥沃な土壌でさえ0.2%を超える量が存在することは稀です。一方、比較的肥沃な土壌の平均値としては、その半分程度と考えられます。これは、土壌の深さ9インチ（約23cm）まで計算すると、1エーカーあたり約3,500ポンド（約1440kg）に相当します。例外的なケースでは、0.3%に達することがあり、有名なロシアの黒土では0.6%に達することが確認されています。[125]窒素と同様に、それは土壌の表層部に最も多く存在しますが、異なる深さでのその量は窒素の場合と同じ程度には変化しません。

土壌中にリン酸が存在する状態。

窒素とは異なり、リン酸は土壌中ではほぼ完全に不溶性の形で存在し、可溶性の形で土壌に施用されると、すぐに不溶性の状態へと変化します。[204ページ]一般的に存在する形態は、石灰、鉄、アルミナのリン酸塩です。これらの事実は、排水中にリン酸がほとんど存在しない理由を説明するため、覚えておくことが重要です。また、人工リン酸肥料を土壌に施用した場合、排水による損失のリスクがいかに小さいかを示しています。

植物における発生。

植物中のリン酸の割合は、他の灰分成分と同様に、かなり変動し、植物の発育状態、土壌の性質、気候、季節、肥料処理など、様々な条件に依存します。これらの条件はすべて、ある程度の影響を及ぼします。植物の様々な部位には、リン酸の含有量が異なることが分かっています。リン酸は、成長の過程で植物の上部へと移動し、最終的に種子に蓄積される傾向があります。この例として、成熟したオート麦の茎の内側部分に含まれるリン酸の量は、若いオート麦の茎の同じ部分に含まれるリン酸の量のわずか17分の1に過ぎないことが挙げられます。同様に、ライ麦や小麦の灰には、その重量のほぼ半分に相当するリン酸が含まれていますが、植物の他の部分の灰に含まれるリン酸の割合はわずか5～16%に過ぎません。リンの割合は成熟した植物よりも若い植物の方が高く、[205ページ]成長の早い植物では成長の遅い植物よりも大きくなります。

植物体内のリンは主にアルブミノイドに存在し、土壌からの吸収は成長が最大となる時期に最も多く行われます。豆類やエンドウ豆にはリンを含む油脂が含まれています。

動物における発生。

動物組織には様々な形態のリンが存在することはよく知られています。脳や神経、そして動物の体液のほぼすべてに含まれています。しかし、リンが最も多く含まれるのは骨であり、そのミネラル部分はほぼすべてリン酸石灰でできています。この事実が、骨を貴重な人工肥料にしているのです。動物の体内には、合計で2.3%のリン酸が含まれています。家畜の堆肥の性質について議論する中で、学生の皆さんに改めて注意を喚起する必要がある点があります。それは、一般的な家畜の尿にはリン酸がほとんど含まれていないということです。

農業におけるリン酸損失の原因。

窒素の場合と同様に、土壌中のリン酸の損失と増加の原因について、ある程度の概念を構築してみることにする。損失の原因は、自然的なものと、 [206ページ]人為的な損失です。自然による損失の原因はただ一つ、排水による損失だけです。

排水によるリン酸の損失。

土壌中にリン酸が存在する状態は、不溶性リン酸と同じであることを既に見てきました。排水中には、リン酸はごく微量しか存在しません。パーセンテージで表すと微量に見え、（同じ供給源からの）窒素の損失と比較すると小さいように見えますが、広大な地域に限って考えると、その量は十分に驚くべきものです。例えば、エルベ川では、ボヘミアの畑からの排水によって、年間270万ポンド（1200トン）のリン酸が運び去られていると推定されています。これは、確かに、同じ面積から毎年失われる窒素と比較すると、ごくわずかな量です。しかし、一方で、この成分が土壌にもたらす利益は窒素ほど多くないことを忘れてはなりません。リン酸の唯一の供給源は、土壌に施される肥料と、リン酸質鉱物の緩やかな分解によって生じるものです。

損失の人為的原因。

その他の損失源は人為的なものに分類でき、農業慣行に関連しています。窒素の場合、作物の土壌から膨大な量の窒素が絶えず除去されていることを見てきました。[207ページ]農場外で消費されるリン酸と同様に、膨大な量のリン酸も同様に失われている。この事実を示す例として、グランドー教授が最近、フランスで1年間に栽培される作物全体に含まれるリン酸の量は298,200トンにのぼると推定したことが挙げられる。一方、家畜の糞尿に戻される量はわずか157,200トン、つまり作物から除去された量の約半分に過ぎず、土壌の肥沃度を維持するためには、147,000トンの不足分を人工リン酸肥料で補わなければならない。同教授は、フランスの家畜の骨には76,820トンものリン酸が含まれていると計算している。

多くの場合、農場から除去されたリン酸の量が回復した量よりもはるかに多いという例として、クルシウスが引用した事例を挙げることができる。これは、670エーカー（サクソン）の農場で、堆肥のみを与えられていたが、16年間で985.67 cwtのリン酸が作物に散布され、堆肥に回復したのはわずか408.33 cwtで、577.34 cwtの損失があった。

牛乳からリン酸を除去しました。

さらなる損失の原因は、牛乳から除去されたリン酸です。牛1頭の年間牛乳生産量には、11～12ポンド（約4.5～5.8kg）のリン酸が含まれることがあります。

[208ページ]家畜糞尿の処理における損失。

堆肥処理におけるリン酸の損失リスクは、窒素の場合ほど大きくはありません。しかし、適切な予防措置を怠ると、雨によって可溶性リン酸が流失するリスクがかなり高くなります。

下水の損失。

現在の下水処理方法によるリン酸の損失は、窒素の損失ほど大きくはありません。なぜなら、人糞に含まれるリン酸の量は窒素よりもはるかに少ないからです。大まかに言えば、この方法で失われる窒素の3分の1弱に相当すると言えるでしょう。

リン酸の人工的増加源。

これらの損失を補うため、人工肥料として利用できる無機リン酸塩は事実上無限に供給されており、また、窒素との関連で既に述べたように、骨やあらゆる種類のグアノなど、他の肥料も大量に供給されています。さらにごく最近では、製鉄所で製鉄の基本工程から大量に得られるリン酸を豊富に含む副産物である塩基性スラグに、リン酸の大きな供給源が発見されました。輸入飼料にも大量のリン酸が含まれていますが、その統計については読者の皆様にご参照いただきたいと思います。[209ページ]前の章で述べたとおり、これらの供給源に含まれる実際の量については、窒素の場合ほど重要ではないため、ここでこれ以上議論する必要はありません。上記の説明によって、農業におけるリン酸の重要性は十分に示されました。したがって、リン酸に関する更なる考察は、今後の章に委ねられます。

脚注:
[123]付録、注I、210ページを参照。

[124]付録IIの211ページを参照。

[125]これらの結果は、すべての土壌の割合と同様に、乾燥した状態の土壌に基づいて計算されます。

[210ページ]
第5章の付録

注I.（p.201）。

アパタイト（フェルッカー）の組成。

（クラーゲレー、ノルウェー）

ライム 52.16
リン酸 41.25
塩素 4.10
フッ素 1.23
鉄の酸化物 0.29
アルミナ 0.38
カリとソーダ 0.17
水 0.42
100.0

アパタイトは、アメリカ、ドイツ、フランス、スペイン、ハンガリー、ノルウェー、イギリスで大量に産出されます。ローズによれば、アパタイトは、リン酸三カルシウム（Ca(PO 4 ) 2）3分子と、フッ化カルシウム（Ca F 2）1分子、または塩化カルシウム（CaCl 2）1分子が結合して構成されています。

純粋な鉱物の組成は、

クロロアパタイト。
パーセント。
リン酸カルシウム 89.38
塩化カルシウム 10.62
フッ素アパタイト。
リン酸カルシウム 92.31
フッ化カルシウム 7.69

[211ページ]注II.（p.203）。

以下は、リン酸含有量が測定された一般的な岩石の一覧です。これらの結果は、ネスビット、シュラム、ベルゲマン、ローズ、デヘラン、ハントケ、ペーターセン、ネスラー、ムート、フライシュマン、ストーラーらによる分析結果に基づいています。

 パーセント。

長石 1.7
花崗岩 0.09 0.25 0.58 0.68
溶岩 1.21 1.8
粗面岩 0.30 0.66
玄武岩 0.50 1.11
斑岩 0.26
マール 1.45 2.31 3.8
石灰質石 0.064 0.176
ドロマイト 1.24
リアスチョーク 1.39
片麻岩 0.18 0.78 1.51
閃長岩 0.10
ドレライト 0.3 1.1 1.2
閃緑岩 0.5 0.69

[212ページ]
第6章
農業におけるカリの位置づけ。

最後に、リン酸に加えて、通常は肥料として加える必要のある植物の唯一の灰分成分であるカリウムの農業における位置付けについて考えてみましょう。

リン酸よりも重要性の低いカリウム。

カリウムは土壌中にリン酸よりもはるかに豊富に存在するという事実と、通常の農業条件下では作物によって相当量が土壌から除去されるにもかかわらず、再び堆肥中に戻ってくるという事実から、リン酸よりもはるかに重要性が低い。なぜなら、リン酸の場合のように穀物や種子に大量に蓄積される傾向がないからである。このため、麦わらにはリン酸よりもはるかに多くのカリウムが含まれており、したがって堆肥はカリウムをかなり豊富に含んでいると考えられる。

[213ページ]カリの発生。

カリウムのあらゆる供給源の中で、海は最も重要なものと言えるでしょう。何百万トンものカリウムが、海の塩水に溶解した状態で存在しています。[126]リン酸と同様に、地殻を形成する岩石中にリン酸はほぼ普遍的に存在すると言えるでしょう。一般的に存在する岩石や鉱物の多くはリン酸を極めて豊富に含み、分解によって土壌に多量に供給されます。これらの岩石の中には、リン酸を非常に豊富に含むものがあり、カリ肥料として試されてきたものもあります。もし他のより貴重な供給源が実際には入手しにくいのであれば、そのような方法が推奨されるかもしれません。パラゴナイトとして知られる火山岩と、カリ鉱物の中で最も一般的に存在する長石は、どちらもこの方法でかなりの成功を収めて実験されています。

長石およびその他のカリ鉱物。

最終的に粉砕された長石が、カリの貴重な供給源となることは、その種類によっては16%以上のカリを含むことを考慮すれば、驚くべきことではありません。この鉱物の1立方フィートは、26,910平方フィートの面積を覆うオークの森に十分な供給量となると計算されています。[214ページ]5年以上の期間、カリウムで飼育する。[127]この記述から、カリに関して言えば、長石を含む土壌がいかに大きな潜在的肥沃度を持っているかが窺い知れる。しかしながら、多量のカリを含むのは正長石あるいはカリ長石のみであり、オリゴクレースやラブラドライトといった他の長石質岩石には比較的カリが乏しいことを忘れてはならない。カリを豊富に含む鉱物としてよく見られるもう一つのものは雲母で、5～13%のカリを含むことが分かっている。このことから、これらの鉱物を大量に含む岩石、例えば花崗岩は5～6%のカリを含むことが多いが、その崩壊によってカリを豊富に含む土壌が形成されることがわかる。

シュタスフルト塩。

しかし、既に述べたカリウムの供給源に加えて、地表には他の形でもカリウムが存在します。近年まで、商業目的では植物の灰（後述の通り、カリウムが非常に豊富です）や塩水（フランス沿岸のいわゆる「塩田」は、この塩水から得られていました）、そしてインド各地の硝石土壌（既にかなり長々と言及しました）から得られていました。しかしながら、近年、シュタスフルト近郊で大規模な鉱床が発見されました。 [215ページ]ドイツではカリ鉱床が広く発見され、発見以来、肥料その他の用途に必要なカリのすべてを供給してきました。これらの鉱床（カルパティア山脈のカルシュでも同様の鉱床が発見されています）には、カリを含む鉱物が 5 種類以上あります。カリは硫酸塩または塩化物として存在するため、植物が容易に利用でき、すでに述べた鉱物中に存在する形、すなわち不溶性のケイ酸塩として存在する形よりもはるかに価値があります。シュタースフルトのカリ塩のうち、肥料として最もよく知られているのはカイニットで、約 32 パーセントの硫酸カリを含みます。その他のカリ鉱物の一覧は、その組成の詳細と含まれるカリの割合とともに、付録に掲載されています。[128]

硝石の発生。

第 4 章で硝化作用の問題を議論した際に、インドの特定の土壌に硝酸塩またはカリウムが存在することについてすでに言及しました。この土壌は、過去に商業的に使用された硝石の大きな供給源となっていました。

土壌中のカリウムの発生。

長石のような、一般的に存在する鉱物にカリウムが豊富に含まれているという話から、ほとんどの土壌は[216ページ]土壌にはこの物質が大量に含まれていなければなりません。そして、実際にそうなのです。驚くべきことに、カリを人工肥料として施用すると、土壌の肥沃度を著しく高める効果が得られるのです。これはよくあることです。しかし、土壌に大量のカリが含まれていても、植物が必要とする形で利用できるのは全体のごくわずかであることを忘れてはなりません。

土壌中では主に不溶性の状態で存在するカリウム。

土壌中のカリは、ほとんどが極めて不溶性の形態、すなわちシリカと結合したケイ酸塩として存在します。カリ岩がゆっくりと分解することによってのみ、そこに含まれるカリは植物の利用のために解放されます。一方、化学肥料として施用された場合は、水溶性の形態となります。ほとんどの土壌において、水に溶解する量はおそらく0.001～0.009%、希酸性溶液に溶解する量は0.1～0.5%、不溶性の量は土壌の0.2～3.5%です。土壌中には、一定量のカリがフミン酸やウルミン酸と結合して、不溶性のフミン酸カリウムやウルミン酸カリウムを形成している可能性が非常に高いと考えられます。

植物中のカリウム。

植物灰の成分の中で、カリは最も豊富で、平均して植物灰全体の約50%、つまりアルカリの約90%を占めています。実際、植物灰は長い間、 [217ページ]カリウムの主な供給源です。特定の植物は土壌から非常に大量のカリウムを吸収します。これらの例としては、ジャガイモ、ブドウ、タバコ、ホップなどが挙げられます。カリウムは穀物の穀粒に大量に含まれていますが、既に指摘したように、リン酸ほどの割合ではありません。最も多く含まれているのは、小枝や新葉などの植物の先端です。[129]

動物組織中のカリウム。

動物の体のあらゆる部分にも存在します。特にカリウム塩を多く含むのは血球で、血清の約10倍の量が含まれています。特に羊の毛には豊富に含まれており、羊の体全体よりも多くのカリウムが含まれていることもあります。動物の尿にもかなりの量のカリウムが含まれています。

カリウム損失の原因。

土壌が可溶性カリ化合物を保持する能力は、リン酸を保持する能力には及ばないものの、硝酸塩を保持する能力をはるかに上回っています。その結果、排水水中には比較的微量のカリしか存在しません。[130]我々と同じ例を挙げると[218ページ]リン酸の損失の例としてすでに引用したように、ボヘミアからエルベ川の水に1年間で運び去られる量は97,000,000ポンド（43,300トン）であることがわかります。

作物からカリウムが除去されました。

様々な作物が土壌から除去するカリの量については、後の章で考察します。ここでは、最も多くのカリを土壌から除去する作物は根菜類、特にマンゲルであることだけを述べておきます。穀物の場合、カリの損失は最も少なくなります。穀物のわらに含まれるカリの量は、穀物本体から除去される量の約3倍です。

牛乳からカリウムを除去しました。

最後に、牛乳から除去されるカリウムについて言及すると、平均すると牛 1 頭あたり年間 10 ポンドが除去される可能性があります。

カリ肥料。

カリ肥料の主なものは硫酸塩と塩化物、あるいは商業的には「塩化物」です。カリ肥料の主な供給源は、すでに述べたシュタスフルト鉱床です。木灰も過去には大量に使用されており（主にカリ肥料として）、一部の地域では木灰が使用されています。[219ページ]世界の多くの肥料は今でも使用されています。人工カリ肥料の大きな供給源は、ドイツで大きな産業となっているテンサイの廃棄物です。カリは、グアノや乾燥血液など、窒素とリン酸がより貴重な他の肥料の成分として含まれています。

脚注:
[126]Boguslawski と Dittmar によれば、塩水中の硫酸カリウムとして計算されたカリウムの総量は 1141 × 10 12トンに相当します。

[127]Storer 著『Agricultural Chemistry』第 2 巻、291 ページを参照。

[128]付録、注I、220ページを参照。

[129]付録IIの220ページを参照。

[130]ウェイ氏によれば、排水のさまざまなサンプルには、0.00003～0.00031パーセントしか含まれていないことが判明した。

[220ページ]
第6章の付録

注I.（p.215）。

さまざまな鉱物に含まれるカリウムの量。

長石—
カリウムの割合。
（a）正長石 { 9.11 10.28 11.07 12.12 12.47
{ 13.49 14.35 15.21 16.7
( b )オリゴクレース 0.50
（c）ラブラドライト 0.33
雲母 { 5.61 6.20 7.23 8.26 8.95
{ 9.00 10.25 12時40分 13.15
角閃石 0.25 2.96
輝石 0.34 2.48
リューサイト 13.60 18.61
ゼオライト 0.30 9.35 0.98 4.93

シュタスフルトカリ塩— パーセント。
（a）ポリハライト、硫酸カリウム 28
（b）カルナライト（KCl・MgCl 2 6H 20）、塩化カリウム 24から27
（c）シルビン、純粋な塩化カリウム。
( d ) Kainit (K 2 SO 4 MgSO 4 MgCl 2 6H 2 O)、硫酸カリウム 32
（e）シェーナイト（K 2 SO 4、MgSO 4、6H 2 O）、純粋な硫酸カリウムマグネシウム。

注II.（217ページ）。

大規模なカリ製造において、さまざまな植物から得られるカリの量は、次の記述で説明されます。次の植物性製品 1000 ポンドから、次の量のカリが得られます。

     ポンド。

古いトウヒ材 1/2
古いポプラ材 3/4
古いオーク材 1.5
トウモロコシの茎 17-1/2
豆の茎 20
ブドウの木 40
(Storer、「農業化学」第 2 巻、108 ページ)

[221ページ]
パートIII.
肥料

[222ページ]

[223ページ]
第7章
農場の肥料

家畜糞尿は、あらゆる肥料の中で最も古く、そして今もなお間違いなく最も人気のある肥料です。長年の使用に耐え、あらゆる肥料の中でも最も重要なものの一つとしての地位を確立してきました。したがって、その組成を詳細に調べ、その変動が何に起因するのかを考察し、最後に、肥料としての作用機序を検証することは非常に望ましいことです。

それが貴重な肥料となるのも不思議ではありません。なぜなら、それはもともと植物性物質から作られており、したがって植物自体に存在するすべての要素を含んでいるからです。

その構成は非常に多様であり、おそらく2つのサンプルが全く同じ分析結果をもたらすことはないだろう。この事実が、この主題を扱う上での最大の難しさの一つであり、すべての記述は[224ページ]次のページで説明されている化学組成に関する説明は、あくまでも概算値として受け止めてください。

その構成要素は 3 つのクラスに分けられます。

1.固形排泄物による部分。

液体部分。主に薄い尿で構成されています。

3.敷料として使用されるわら、またはその他の材料。

堆肥の組成は、これら3つの物質の存在割合だけでなく、物質自体の組成によっても変化します。したがって、まず家畜の固形排泄物と尿の化学組成を簡単に調べると、この問題をより明確に理解できるでしょう。

1.固形排泄物。

動物の固形排泄物の肥料としての価値、つまり窒素、リン酸、カリウムの含有量の割合は、さまざまな条件によって異なります。

馬、羊、牛、豚の固形排泄物は、その組成が異なるだけでなく、異なる特性を持つことがよく知られています。

しかし、さらに大きな影響を与えるのは、餌の性質です。これは、固形の排泄物が未消化の食物から構成されているという事実によるものです。質の悪い餌を与えられた動物から出る固形の排泄物と、はるかに栄養価の高い餌を与えられた動物から出る固形の排泄物とが同じ品質になることは、ほとんど期待できません。繰り返しますが、[225ページ]固形排泄物中に排出される食物の割合は、動物によって異なります。[131]

問題となるもう一つの考慮事項は、動物の年齢と扱い方です。成長期の若い動物は、体重が増減しない成体の動物よりも、食物から3つの肥料成分である窒素、リン酸、カリをより多く体内に吸収します。同様に、使役馬は、働かず体重増加を許されている馬よりも、糞中に窒素、リン酸、カリをより多く排出します。したがって、固形排泄物の組成は、動物の食物、年齢、品種、状態、扱い方によって決まります。

上記の考察が及ぼす影響について、ここで簡単に考察してみよう。一般的な家畜の固形排泄物は、保存中に分解または発酵する速度によって、一般的に互いに区別される。例えば、馬糞は一般的に「熱い」糞として知られ、一方、牛糞は「冷たい」糞として知られている。なぜそう呼ばれるのかは、必ずしも明確ではない。おそらく、馬糞には水分が少ないこと、そして（そしておそらくこちらの方がより関係があるだろうが）肥料となる物質、特に窒素の割合が高いため、良好な条件が整えられているためだろう。[226ページ]より水分を含み、栄養分が少ない牛糞の場合よりも、急速な発酵に適しています。

先ほど述べたように、様々な動物の固形排泄物の組成は、その餌の性質によって異なるため、いかなる分析結果もその組成を絶対的に反映しているとは考えられません。しかしながら、馬糞のサンプルの分析結果を他の一般的な家畜のサンプルの分析結果と比較することは、この違いを大まかに把握する上で興味深いかもしれません。

ストークハートは、下記の動物の新鮮な固形排泄物 1000 ポンドに、次の量の窒素、リン酸、アルカリが含まれていることを発見しました。

         リン酸  
 水。  窒素。 酸。  アルカリ類。
         削減      削減      削減
         に       に       に
 ポンド。    パーセント。  ポンド。    パーセント。  ポンド。    パーセント。  ポンド。    パーセント。

馬（冬の食べ物） 760 76 5 .50 3歳半 .35 3 .30
牛（冬の食料） 840 84 3 .30 2.5インチ .25 1 .10
豚（冬の食べ物） 800 80 6 .60 4歳半 .45 5 .50
羊（1日あたり干し草2ポンド） 580 58 7-1/2 .75 6 .6 3 .30

上の表から、羊の糞は水分含有量が最も少なく、窒素とリン酸が他の3つよりも豊富であることがわかります。しかし、最も重要なカリウムを含むアルカリ含有量はそれほど高くありません。[227ページ]これは、羊の毛にカリウムが大量に含まれているという興味深くよく知られた事実によって説明できるかもしれません。[132]

したがって、羊の固形排泄物は、他の排泄物よりも窒素とリン酸が多く含まれており、同時に非常に乾燥しているため、重量比で肥料として最も価値があります。

しかし、乾燥状態の固形排泄物の組成を比較すると、次のような結果が得られます（ストークハルトの分析に基づく計算）。

     リン酸  
 窒素、 酸、  アルカリ類、
 パーセント。  パーセント。  パーセント。

馬 2.08 1.45 1.25
牛 1.87 1.56 0.62
豚 3.00 2.25 2.50
羊 1.78 1.42 0.71
上記のことから、豚の固形排泄物の乾燥物質には、肥料成分が最も豊富に含まれていることがわかります。しかし、既に指摘したように、その含有量は様々な条件、特に飼料に大きく左右されるため、単一の分析結果に過度に重点を置くべきではありません。[133]したがって、この問題を研究する最も信頼できる方法は、摂取される食物との関係で研究することです。ウォルフは数多くの調査から、[228ページ]食物によって生成される固形排泄物の量に関しては、食物の乾燥物質に元々含まれていた有機物、窒素、およびミネラル物質の次の割合が糞中に排出されます。

 牛。  牛。  羊。  馬。  平均。

有機物 39.5 42.5 44.0 44.1 42.5
窒素 47.5 33.9 46.7 32.4 40.1
鉱物物質 53.9 64.6 57.9 62.5 59.7
様々な動物の糞の肥料価値を推定する際には、一つの事実を念頭に置く必要があります。それは、ある動物が排泄する糞の量は、他の動物が排泄する糞の量よりもはるかに多いということです。例えば、牛の排泄量は馬の排泄量よりもはるかに多く、このように、牛の糞の質の悪さは、ある程度、その量の大きさによって補われているのです。

2.尿。

しかしながら、固形の排泄物は尿に比べて肥料としての価値がはるかに低い。既に述べたように、固形の排泄物は未消化の食物であり、そこに含まれる肥料成分は動物の体内で消化・吸収されなかったものである。一方、尿には消化された肥料成分が含まれている。

しかし、尿中の窒素とミネラルの量は、必ずしもこれらの物質の総量を表すものではありません。したがって、成長期または肥育期の動物の場合、常に[229ページ]これらの物質の一定量は吸収され、動物の組織を形成し、肉を形成します。

この点において、尿の組成は糞の組成と同様に変化することがわかります。しかし、尿の場合は、それを補う影響を考慮する必要があります。尿は老廃物であり、成体よりも子動物の方が老廃物が多くなります。

尿の組成を決定するもう一つの非常に重要な条件は、食物の性質、特に飲んだ水の量です。これは言うまでもなく明白です。飲んだ水の量が多いほど、尿の組成は悪化します。しかし、ここでも糞の場合と同様に、尿の組成は排泄量によってほぼ補われます。つまり、尿が薄ければ薄いほど、尿の量が多くなるのです。つまり、尿の質の悪さは、尿量の増加によって補われるのです。

先ほど述べた事実、すなわち尿の組成は条件によって変化するという事実を念頭に置くと、Stoeckhardtによる以下の分析結果から、尿の組成についておおよその見当をつけることができる。1000部あたり、以下の量の水、窒素、リン酸、アルカリが含まれていることがわかった。

次の表から、豚の尿（97パーセントが水分）は、牛の尿に比べて窒素とアルカリがはるかに少ないことがわかります。[230ページ]羊、馬、または牛の尿。[134]しかし、この食品に含まれるリン酸の量は羊の尿に含まれる量よりも多い。

         リン酸  
 水。  窒素。 酸。  アルカリ類。
 あたり     あたり     あたり     あたり  
 1000    あたり 1000    あたり 1000    あたり 1000    あたり
 部品。 セント。    部品。 セント。    部品  セント。    部品。 セント。

羊（1日あたり干し草2ポンド） 865 86.5 14 1.4 .5 .050 20 2.0
豚（冬の食べ物） 975 97.5 3 .3 1.25 .125 2 .2
馬（干し草とオート麦） 890 89.0 12 1.2 — — 15 1.5
牛（干し草とジャガイモ） 920 92.0 8 .8 — — 14 1.4
リン酸は家畜の尿中にごく微量しか存在しない。馬や牛の尿には実際には存在しないと考えられ、羊の尿にも微量しか存在しない。豚の尿には確かにリン酸が多量に含まれているが、その含有量はごくわずかであるため、一般的な家畜の尿は完全な肥料ではなく、単独で使用する場合はリン酸を補充する必要があるという主張を正当化する。尿が肥料として不完全であるという性質は、固形の排泄物と併用することを強く支持する根拠となる。[231ページ]既に述べたように、尿には相当量のリン酸が含まれています。そのため、腐った堆肥の山から排出される排水は、肥料としての観点から、尿そのものよりも価値があります。なぜなら、排水には固形排泄物に含まれるリン酸の可溶性部分が含まれているからです。[135]しかし、すべての動物の尿にリン酸が一様に含まれていないわけではありません。犬のような肉食動物の尿には、かなりの量のリン酸が含まれていることが分かっています。

上記の表は、重量当たりの尿の価値が最も高いのは羊の尿であることを示しています。羊の尿には、アルカリ（カリウムを含む）と窒素が最も多く含まれているからです。次に価値が高いのは馬の尿、その次は牛の尿です。一方、すでに指摘したように、豚の尿は最も価値が低いです。

尿の組成に関する調査を糞尿の組成と一致させるために、一般的な家畜の尿の乾燥物質組成を比較してみましょう。以下の結果（前述のストークハルトの数値に基づく計算）がそれを示しています。

 窒素、 リン酸、    アルカリ類、
 パーセント。  パーセント。  パーセント。

豚 12.0 5 8
馬 10.9 トレース 13.6
羊 10.4 3.7 14.9
牛 10.0 トレース 17.5
これらの数字から、豚の尿の乾燥物質は窒素が最も豊富であり、[232ページ]4種の一般的な家畜の中で、馬はリン酸を最も多く含みますが、アルカリは最も乏しいです。馬は窒素含有量では次に多いですが、全体的にはこの点で馬、牛、羊の間にほとんど差はありません。[136]

糞の場合と同様に、この問題は摂取する食物と関連させて研究するのが最も効果的です。この点に関しても、貴重な情報を提供してくれたウォルフ氏の研究に深く感謝いたします。彼は、食物の乾燥物中に元々含まれていた有機物、窒素、およびミネラル物質のうち、以下の割合が尿中に排出されることを発見しました。

 牛。  牛。  羊。  馬。  平均。

有機物 4.0 4.4 2.0 3.3 3.4
窒素 31.0 54.8 42.3 60.7 47.2
鉱物物質 43.1 34.3 41.0 37.5 39.0[137]
ここでは、一般的な家畜の固形排泄物と尿の組成について簡単に考察し、またその組成の変動の主な原因のいくつかを列挙しました。

固形の排泄物は、すでに述べたように、消化されていない食物から構成されていますが、尿には動物の組織によって消化された食物の肥料成分が含まれています。[138]後者は、重量比で見ると、原則として肥料としての価値がはるかに高い。[233ページ]前者。付録の表から[139]食物に元々含まれていた窒素と灰分のうち、排泄物中に排泄される割合は、様々な状況によって異なることが分かる。ウルフは結果を要約し、固形および液体の排泄物には、通常、有機物が約46%、窒素が約87.3%、無機物が約98.7%含まれると指摘している。一方、ロスザムステッドにおけるローズとギルバートの実験では、肥育牛や肥育羊、馬の場合、窒素の95%以上、灰分は96%以上が堆肥中に排泄されることが示されている。豚は窒素の大部分（堆肥中の約85%）を保持する一方、乳牛の場合は約75%しか堆肥中に排泄されない。一般的に言えば、食物に元々含まれている窒素は動物の体内を通過する際にほとんど損失がなく、実際上、灰分成分はまったく損失がないと言えます。

肥料成分の分布については、餌の性質に大きく依存します。排泄される窒素の総量の半分以上はほぼ例外なく尿中に存在し、多くの場合、それよりもはるかに多く存在します。[140]ミネラル成分のうち、約[234ページ]平均して3分の1は尿中に排泄されると言えるでしょう。このミネラルのうち、アルカリ（カリとソーダ）のほぼすべて、つまり約98%が尿中に存在します。一方、リン酸と石灰は尿中にごく微量しか存在しません。しかし、馬の尿は石灰に関しては例外で、食物として摂取される石灰の約60%が含まれています。豚糞に関する情報は、付録の注Vを参照してください。[141]

この話題を終える前に、糞尿を合わせた組成を読者の皆様に提示し、重量当たりの相対的な価値をある程度把握していただくことが望ましいでしょう。肥料成分の中で窒素は圧倒的に最も重要な部分を占めているため、窒素の割合で比較すれば十分でしょう。

         計算日  
 水、  窒素、 乾燥物質、    
 パーセント。  パーセント。  パーセント。  分析者

羊 67 .91 2.7 ユルゲンセン。
馬 76 .65 2.7 ブッサンゴー。
豚 82 .61 3.4 ブッサンゴー。
牛 86 .36 2.6 ブッサンゴー。
これらの数字から、自然界では[235ページ]羊の排泄物が最も価値が高く、馬と豚がそれに続きます。一方、牛の排泄物は最も価値が低く、窒素含有量は羊の3分の1、馬と豚の半分です。しかし、この違いは、動物の排泄物が自然状態で含む水分の割合の違いにほぼ起因しています。乾燥状態では、豚を除いて、ほぼ同量の水分が含まれていることが分かっています。

結論として、注目すべき重要な点は以下のとおりです。

一般的な家畜の体内を食物が通過する際に、窒素、リン酸、カリウムなどの肥料成分のごくわずかな割合だけが動物の体内に吸収され、保持される。したがって、少なくとも理論的には、排泄物には元の食物に含まれていた量とほぼ同じ量の肥料成分が含まれるはずである。
肥育動物の場合でも、食物がシステムを通過する際に失われる肥料分はそれほど大きくない。
固形排泄物と排泄される尿の総量に関して言えば、後者は前者よりも一般的に多くの窒素を含み、さらに尿中の窒素は溶解状態にあるためより価値がある。
分配に関しては、[236ページ]灰分、石灰、リン酸、マグネシアはほぼすべて固形排泄物に含まれており、一方、尿にはほぼすべてのカリが含まれています。
液体と固体の排泄物を肥料として一緒に使用した場合にのみ、最良の結果が期待できます。

肥料の組成は餌の性質に大きく依存するため、付録の注記VIに表が掲載されている。[142]一般的な飼料の肥料成分を含む。

3.ゴミを捨てる。

ここで、家畜糞尿の3番目の構成要素である、一般的には藁からなる落葉残渣について考えてみましょう。

動物に乾燥した快適な寝床を提供することに加えて、リターの用途は次のように簡単にまとめることができます。

排泄物の液体部分を吸収し保持する。
肥料の量を増やし、畑に施用した際に、他の方法よりも均等に分配されるようにする。
物理的、化学的に肥料としての価値を高める。

4.排泄物の分解を遅らせ、調整する。

もちろんゴミも非常に有用な機能を果たします[237ページ]衛生上、牛舎や牛小屋をより新鮮で清潔に保ち、吸収する有害ガスを少なくするのに役立ちます。

わらは、この目的にほぼ普遍的に利用されています。農場の副産物の一つであるだけでなく、その独特な形状（管状の構造がこの目的に非常に適している）と、主にセルロースという非常に吸収性の高い物質で構成されていることなど、様々な点で非常に適しており、様々な用途に活用されています。そのため、わらは優れた吸収力を持っています。肥料成分としては、わらはそれほど豊富ではありません。成熟した植物の様々な部分の中で、窒素とリン酸の含有量が最も少ないからです。これは、わらが成熟するにつれて、これらの成分のかなりの部分が茎から種子へと移行し、種子に保持されるためです。

一般的に言えば、わらには窒素が0.5%以下、つまり1トンあたり11.2ポンドしか含まれていないと言えるでしょう。もちろん、窒素含有量は様々であり、記録された分析結果には以下のような記載があります。[143]小麦わらの場合、窒素含有量は0.22～0.81%で、平均0.48%、つまり1トンあたり10.75ポンドとなる。大麦わらは窒素含有量がやや多く、記録された分析値は0.41～0.85%で、平均0.57%、つまり1トンあたり12.76ポンドとなる。一方、オート麦わらは一般的なわらの中で最も窒素含有量が多く、0.32～0.81%である。 [238ページ]1.12 パーセント、平均 0.72 パーセント、つまり1 トンあたり 16.12 ポンド。

わらの組成。[144]
灰。アッシュの組成。
トンあたりのポンド。番号
あたりポンド。リン酸の
セント。トンあたり。カリ。酸。ライム。分析。
小麦（冬） 5.54 124.09 18.61 5.05 7.18 8
小麦（夏） 5.14 115.13 25.76 6.47 7.12 6
ライ麦（冬） 5.33 119.39 20.61 5.89 9.73 8
ルティエ（夏） 6.14 137.53 42.41 6.73 10.53 1
大麦 4.90 109.76 26.83 5.75 8.73 8
オート麦 5.09 114.01 26.22 4.17 9.12 4
しかし、麦藁に含まれるミネラル分の割合は、窒素の割合よりもはるかに大きい。リン酸を除けば、カリ、石灰などの無機肥料が相当量含まれているからだ。灰分全体のうち、平均して約5%、つまり1トンあたり112ポンドがカリウムである。この5%のうち、肥料分として最も多く含まれるのはカリで、一般的な作物の麦藁の灰では30%から15%まで変化する。上の表は、一般的な農場の麦藁の組成の変化を示している。[239ページ]作物の種類によって異なるため、参考資料として有用である可能性があります。作物は小麦（冬季および夏季）、大麦、オート麦、ライ麦（冬季および夏季）であり、量は1トンあたりのポンド単位で計算されています。結果は複数の分析の平均値を示しています。[145]表から、すでに述べたように、リン酸の割合が非常に小さいことがわかります。

わらは敷料としての利用目的に適しているものの、唯一の素材というわけではありません。わらがほぼ独占的に敷料として利用されているのは、主に農場の副産物であるという事実によるものです。

敷料としてのローム土。一般的に言えば、窒素や家畜糞尿に含まれる可溶性肥料成分の吸収力と保持力に優れ、価格も手頃な物質は、敷料として適しています。一般的なローム土は上記の特性を備えており、しかも無料で入手できる物質であり、特定の状況下や特定の国では、しばしば藁と共に敷料として使用されています。しかしながら、ローム土に対する大きな反対意見は、汚い敷料となることです。さらに、ローム土には肥料成分が極めてわずかしか含まれていません。そのため、[240ページ]通常のローム土を使用すると、堆肥が薄まりすぎ、発酵が望ましくないほど遅くなる可能性がある。したがって、極めて例外的な状況を除いて、ローム土は良い敷料とはみなされない。

泥炭を敷料として利用する。しかしながら、この目的に適した土壌もあります。その中でも最も適しているのは、有機物に富んだ、いわゆるピート土壌です。ピートは乾燥し、土分を取り除くと、肥料の液体部分の優れた吸収体となり、この点では藁そのものを凌駕します。さらに、ピートは一般的に窒素含有量が非常に高く、中には4～5%の窒素を含むピートも発見されています。S・W・ジョンソン教授が分析した約30個のピートサンプルでは、窒素含有量は0.4%から2.9%まで変化し、平均1.5%でした。

ピートは液体を吸収する能力が非常に高いだけでなく、可溶性窒素化合物を保持する力も比類のないほどに優れています。これは、ピートを敷料として使用することを推奨する最も重要な特性の一つであることは間違いありません。[146]

最近、バーナード・ダイアー博士によって、敷料としてのピートモスの価値に関する興味深い実験が行われました。[147]これらの実験からダイアー氏は[241ページ]ピートモスの吸液力と保液力は、藁よりもはるかに優れていることが分かりました。藁は自重の3倍しか水を吸収できませんでしたが、ピートモスは自重の10倍近くも吸収することがわかりました。保水力に関しても、藁を凌駕することがわかりました。これらの特性は、言うまでもなく、敷料として非常に大きな価値があります。これらの実験でもう一つ興味深い点は、ピートモスと藁がそれぞれ吸収・保持する窒素量でした。この点でも、ピートモスは藁よりも優れていることが分かりました。最後に、ピートモスから生産された肥料は、藁を使用した肥料よりも肥料成分が豊富であることが示されました。[148]これらの実験は、ピートモスには高価な藁の優れた代替品となり得る物質が含まれていること、そしてそれが農家に大きな利益をもたらす飼料として利用される可能性が高まっていることを実証する興味深いものである。

優れた敷料として提案されているもう一つの物質は、一般的なワラビです。ジョン・ヒューズ氏による分析によると、ワラビは、特に若い状態で刈り取った場合、かなりの肥料価値を持つ物質です。乾燥させると、ワラよりもはるかに窒素、カリ、石灰を豊富に含みます。しかし、その吸水性はそれほど高くないようです。容易に安価に入手できる場所では、[242ページ]スコットランドやアイルランドの多くの地域と同様に、もしそれが手に入らなければ、ゴミ捨ての目的で使用される可能性が高い。[149]

乾燥した葉も敷料として利用されてきました。しかし、秋の葉には肥料成分がほとんど含まれていません。これは、冬が近づくと、葉に含まれるカリ、リン酸、窒素の大部分が樹体内に吸収されてしまうためです。ストーラー教授によると、乾燥した葉にはカリが0.1～0.5%、リン酸が0.006～0.3%、窒素が約0.75%しか含まれていません。しかし、葉は肥料成分が少ないだけでなく、発酵が遅いため、敷料としてはあまり適していません。発酵によって大量の冷酸フミン酸が生成され、これが肥料の価値を著しく損ないます。[150]

家畜糞尿の3つの成分、すなわち糞尿（固形排泄物）、尿、そして敷料（リター）の組成について考察したところで、家畜糞尿の組成について考察する準備が整いました。この点に関しては、様々な家畜が生産する糞尿を個別に考察するとよいでしょう。

[243ページ]1.馬糞。

馬糞の組成は、様々な家畜が排出する糞の中で、おそらく最も均一です。これは、馬の餌が一般的に同じ種類のもの、つまりオート麦、干し草、藁から構成されているためです。

ブッサンゴーとホフマイスターの実験の平均によれば、馬が 1 日に排泄する排泄物の総量は 28.11 ポンドと計算され、そのうち乾燥物質はわずか 6.37 ポンドでした。[151]この28.11ポンドには、窒素が0.18ポンド、無機物が0.92ポンド含まれていました。この量の排泄物を吸収するために必要な藁の量は4ポンドから6ポンドと推定されます。4ポンドの藁に含まれる窒素と無機物の量は、それぞれ0.01ポンドと0.23ポンドです。したがって、馬が1日に生産する家畜糞尿中の窒素と灰の総量は、窒素が0.19ポンド、無機物が1.15ポンドとなります。藁の量が多い場合は、もう少し多くなります。

これらの数字から、馬が1年間に生産する糞尿の量は[244ページ]11,720～12,450ポンド（すなわち、5-1/4～5-1/2トン）[152]窒素69～73ポンド、鉱物質420～460ポンドを含む。[153]

厩舎における馬糞の処理について、一言二言述べておくと役に立つかもしれません。目指すべき最大の目標は、貴重な肥料成分の損失を防ぐことです。この損失には二つの原因が考えられます。第一に、馬糞中の可溶性物質の流出が原因となる場合と、第二に、揮発性成分の揮発が原因となる場合があります。

これら二つの損失要因のうち、最初の要因は、厩舎に適切な不浸透性の床材を設置するための予防措置に左右されます。床材として使用されるほぼすべての素材は、一定の割合で尿を吸収するため、この損失を防ぐことは極めて困難です。しかし、敷料を適切に使用することで、この損失をごくわずかまで最小限に抑えることができます。

ハイデン博士は、ドイツでは馬の敷料として1日に4～6ポンド（約2.3～3.7kg）の藁が使用されると述べています。量は排泄物の水分含有量に応じて調整する必要があります。水分の多い排泄物であれば、当然ながらより多くの敷料が必要になります。この分野の著名な権威者たちは、敷料の量を推奨しています。 [245ページ]自然な状態の食品の 4 分の 1、または乾燥物質の約 3 分の 1 に相当する必要があります。

2 番目の損失の原因は揮発性成分の揮発によるもので、特定の防腐剤を使用することで大部分を防ぐことができます。

馬糞は比較的乾燥しているため、敷料と完全に混合することは非常に困難です。そのため、馬の排泄物から作られた堆肥は、特に急速に発酵しやすいのです。[154]発酵過程において、窒素は後ほど詳述するように、炭酸アンモニアに変換されます。この形態の窒素は極めて揮発性が高いため、この供給源からの損失のリスクは相当に高くなります。この事実を例証するために、ブッサンゴーは実験によって、新鮮な馬糞に含まれる窒素の総量は、発酵過程においてこの供給源からの損失によって元の量の半分に減少する可能性があることを発見しました。

この揮発を防ぐために使用される防腐剤は、専門的には「定着剤」と呼ばれます。これは、揮発性のアンモニアと化学的に結合し、非揮発性の化合物を形成することで行われます。

酸性定着剤としては、塩酸と硫酸が推奨されています。しかし、塩酸はこの目的には適していません。強い発煙性があるためです。[246ページ]アンモニアは酸性であり、アンモニアと接触すると濃い白い煙を発生させます。硫酸の使用にはこの異議はありません。この場合に生成される塩であるアンモニア硫酸塩は、アンモニア化合物の中で最も安定している（または揮発性が低い）ものの一つです。使用する場合は、水で十分に希釈し、全体を砂と混ぜ合わせてください。このような混合物を、たとえごく少量でも厩舎の床に散布すると、揮発性アンモニア炭酸塩の損失を効果的に防ぐことが分かっています。

しかし、酸性物質を定着剤として使用することは、馬の蹄に有害な作用を及ぼす可能性があるため、一般的には推奨されません。

石膏、銅、硫酸マグネシウムなどの物質は、同様に効果的ではあるものの、この反論には当たらない。これらの物質の効力は、硫酸の化合物であるという事実による。硫酸は揮発性アンモニアと結合して硫酸アンモニアを形成し、アンモニアの漏出を防ぐ。

石膏、あるいは硫酸石灰は、比較的不溶性の物質ですが、炭酸アンモニアと接触させると、アンモニアを硫酸アンモニアに変換することが証明されています。また、肥料の分解を遅らせる効果もあると考えられています。[155]銅、または硫酸第一鉄は、水溶性塩であり、アンモニアを固定するのにより速い方法で作用するが、[247ページ]植物に有害な影響を与えることがよく知られているため、肥料として適していません。グリフィスの実験が示唆しているように、少量の銅塩が肥料として有益に作用する場合もあることを覚えておくのは当然です。しかし、上記の反論は、硫酸マグネシウムに対しては当てはまりません。硫酸マグネシウムは、アンモニアを固定するだけでなく、可溶性のリン酸も固定する可能性が高いからです。カリウムとマグネシウムの硫酸塩と塩化物の混合物であるカイニットも、この目的に使用できると提案されています。このような固定剤を使用することで、得られる肥料の価値は大幅に高まります。最後に、上記の固定剤はすべて、揮発性の炭酸アンモニアを硫酸アンモニアに変換するという、ほぼ同じように作用することを覚えておく必要があります。[156]

2.牛糞。

牛の排泄物から生成される堆肥の組成は、馬糞の場合に比べて非常に不安定です。そのため、その組成の平均的な値を得ることは非常に困難です。しかしながら、この平均値を算出するために利用可能な分析データは非常に多くあります。牛が排出する堆肥には、多くの水分が含まれています。これは、牛が大量の水を飲むためです。[248ページ]乳牛は、冬季飼料に加えて、乾燥物質 1 ポンドごとに 4 ポンドの水、夏季には約 6 ポンドの水を飲むと推定されています。

ブッサンゴーの実験によれば、牛が 1 日に排泄する量は 73.23 ポンドで、そのうち乾燥物質はわずか 9.92 ポンドでした。[157]これらの排泄物には、窒素が0.256ポンド、無機物が1.725ポンド含まれていました。この量の排泄物を敷料として使うために必要な藁の量は、6～10ポンドと考えられます。したがって、牛が1日に排出する堆肥には、窒素が0.274～0.286ポンド、無機物が2.046～2.278ポンド含まれていることになります。年間では、窒素が100～104.4ポンド、無機物が746.8～831.5ポンド、つまり6 cwt. 75ポンドから7 cwt. 47ポンドになります。

牛糞は、馬糞に比べて水分が多く質が悪いため、発酵が非常に遅い。単独で施用した場合、牛糞の発酵は非常に遅く、効果が現れるまで少なくとも3～4年かかる。ある程度乾燥すると固まりになりやすく、土壌に埋めると長期間分解されないため、土壌に均一に散布するのが難しい。これは、固形排泄物に多量の粘液質や樹脂質が含まれており、水分や空気の侵入を阻害するためである。[249ページ]塊の中心に浸透します。牛糞のこの分解しにくい性質は、豊富な餌を与えられた牛の排泄物の場合、大幅に軽減されます。

したがって、揮発性アンモニアの損失のリスクは、高温の馬糞の場合ほど大きくはありません。とはいえ、馬糞の防腐剤の使用について述べられていることの多くは、牛糞にも当てはまります。これは、馬糞がしばらく庭に堆積するという事実によるものです。敷料として使用する藁の量は、前述のように、1日あたり6ポンドから10ポンドの範囲で変化します。ハイデン博士によると、この量を計算する最良の方法は、飼料の乾燥重量の3分の1を基準とすることです。また、上記の権威者は、藁を約30cmの長さのブロック状に施用することを推奨しています。その理由は以下のとおりです。

撒くのがより便利になります。
液体部分の吸収がより完全になります。
牛舎から肥料を取り除く作業が容易になります。
肥料は畑に施用すると、より簡単に散布されます。

肥料を庭に蓄積させることによって生じる利点としては、次のようなものが挙げられます。

尿をより徹底的に吸収することで[250ページ]わら、そしてその結果、より価値の高い尿と価値の低い固形排泄物がより均一に混合されることになります。
肥料を足で踏みつけることによって、分解がある程度遅くなる。
雨風から肥料を守り、温度を一定に保つ。

これらの利点と対照的に、動物の健康に深刻な影響を与えるリスクがあります。これは非常に重要な点ですが、本稿の範囲外です。しかしながら、前述の化学固定剤を適切に使用することで、牛舎や中庭の空気を有害ガスから守るのに大いに役立つ可能性があることを指摘しておきます。[158]

3.豚の糞尿。

豚の餌は性質が非常に多様であるため、排泄物の平均的な分析値を得ることはほぼ不可能です。豚の餌が栄養豊富な場合、排泄物は他の肥料と同等の品質になる可能性があります。ブッサンゴーによれば、豚が24時間以内に排泄する排泄物の総量は平均約8.32ポンド（約3.7kg）で、そのうち乾物量は1.5ポンド（約5.4kg）です。[159]これらの排泄物に含まれる窒素の量はわずか0.05ポンドで、ミネラル成分は0.313ポンドです。[251ページ]この量の排泄物を吸収するのに最適な藁の量を4～8ポンドとすると、豚が排出する肥料には0.06～0.074ポンドの窒素と0.545～0.772ポンドの無機物が含まれることがわかります。これらの量を1年間で計算すると、窒素は22～27ポンド、無機物は1 cwt. 87ポンド～2 cwt. 57ポンドになります。これは、硝酸ソーダ（純度95％）1-1/4～1-1/2 cwt、または硫酸アンモニア（純度97％）1 cwt弱～1 cwt強に含まれる窒素量とほぼ同じです。

すでに指摘したように、豚の排泄物には概して窒素が極めて乏しい。そのため、豚糞は「冷たい」肥料となり、発酵が遅い。[160]

4.羊の肥料。

すでに述べたように、羊の糞尿は、重量比で比較すると、一般的な家畜の中で最も価値があります。羊が1日に排泄する排泄物の総重量は、平均して以下のようになります。[161] 3.78ポンド（約1.8kg）で、そのうち乾燥物は0.97ポンド（約1.9kg）です。これらの排泄物には、窒素が0.038ポンド（約0.9kg）とミネラルが0.223ポンド（約2.2kg）含まれています。[252ページ]この量の排泄物を吸収するのに最適な藁の量を5分の3ポンドとすると、羊が1日に排出する糞尿には、窒素が0.0429ポンド、無機物が0.264ポンド含まれます。つまり、羊が1年間に排出する糞尿に含まれる窒素と無機物の量は、窒素が15.66ポンド、無機物が96.36ポンドとなります。

羊糞は窒素を豊富に含み、乾燥した状態にあるため、特に発酵しやすい性質を持っています。馬糞よりも肥料成分は豊富ですが、発酵速度はそれほど速くありません。これは、羊糞が馬糞よりも硬く、より緻密な物理的性質を持っているためです。羊糞の場合、揮発性アンモニアの損失リスクは非常に高くなります。したがって、人工の「定着剤」の使用を強く推奨します。[162]

[253ページ]家畜糞尿の発酵。

これまで、4 種類の一般的な家畜が生産するさまざまな肥料の性質を個別に検討してきましたが、次に、肥料の山で起こる発酵、分解、腐敗の正確な性質を検討することが重要です。

[254ページ]パスツールが尿サンプルを保管すると発酵が起こるのは、微小な微生物の作用によるもので、その増殖にはある程度の熱、空気、湿気、そして[255ページ]特定の食物成分、特に窒素体の存在が必要でした。

パスツールらによるその後の研究は、あらゆる種類の有機物の腐敗や分解に関与する微生物は、大きく分けて 2 つのクラスに分類できることを決定的に証明しました。

成長に大量の酸素を必要とするが、酸素がなくなると死んでしまうもの。好気性菌として知られる。
反対に、酸素がまったく存在しない状態でも成長し、酸素にさらされると死滅する細菌（嫌気性細菌）

したがって、堆肥堆肥の発酵においては、2種類の微生物を活性剤として捉えなければならない。堆肥堆肥の内部では酸素の供給が必然的に制限されるため、そこで進行する発酵は嫌気性微生物、すなわち酸素を必要としない微生物によって行われる。一方、空気にさらされる表層部では、好気性（酸素を必要とする）微生物が同様に活動する。腐敗が進むにつれて、徐々に好気性微生物の数は増加する。分解の最終生成物の大部分は、これらの微生物の働きによって生成される。逆に、嫌気性微生物の機能は、その性質上、主に準備的なものとみなすことができる。堆肥堆肥中の複雑な有機物を分解することによって、[256ページ]新しい、より単純な形態の細菌は、腐敗の初期段階を進行させます。そして、これが完了すると、細菌は死滅し、好気性細菌に場所を譲ります。好気性細菌は、先ほど見たように、最終的に有機物を水や炭酸ガスなどの単純な物質に変換します。

家畜糞尿の発酵に影響を与える条件は次のようにまとめられます。[163] —

1.温度。温度が高いほど、肥料はより速く腐敗します。

2.空気への開放性— 当然のことながら、堆肥を空気にさらすことで好気性微生物の発達が促され、より急速な発酵が促進されることは明らかです。一方、堆肥が空気にさらされると、嫌気性微生物による緩やかながらも規則的な発酵が主に促進されます。家畜糞尿を適切に腐敗させるには、両方の種類の発酵を促進する必要があることを忘れてはなりません。実際、堆肥の腐敗を成功させるには、この2種類の発酵を注意深く制御することが重要です。さらに、堆肥山にある程度開放性があっても、嫌気性発酵が起こる可能性があることも忘れてはなりません。これは、そのような場合の炭酸ガスの発生が非常に少ないためです。 [257ページ]堆積物の細孔への大気中の酸素の侵入を遮断するほど強力です。

3.堆肥山の湿気もまた重要な影響を及ぼします。もちろん、これは2つの方法で作用します。第一に、温度を下げることです。堆肥山が「火の牙」に侵されている場合、実際には堆肥山に水を与えて温度を下げるのが一般的です。第二に、大気中の酸素の供給を制限することで発酵を遅らせ、先ほど述べたように好気性発酵を阻害します。

堆肥堆肥の発酵を制御する4つ目の主要な要因は、その組成、特に可溶性窒素の量です。あらゆる有機物の発酵速度は、主にそれに含まれる可溶性窒素の割合に依存すると言えます。可溶性窒素の量が多いほど、発酵は速くなります。家畜の堆肥には常に多くの可溶性窒素物質が含まれています。これらは主に尿中に存在し、尿素、尿酸、馬尿酸、アンモニア塩などが挙げられます。

家畜糞尿の分解産物。

農場肥料の腐敗で起こる最も重要な変化は、次のように簡単に列挙することができます。

堆肥中の有機元素の大部分が徐々にガスに変化すること。これらのガス状物質は[258ページ]堆肥中に最も多く含まれるガス状生成物は炭酸ガス（CO2 ）です。堆肥の主要部分を構成する炭素質は、この形で空気中に放出されます。また、炭素は水素と結合して、多量の水の存在下で有機物が分解された際に生じる炭化水素または湿地ガス（CH4 ）の形で空気中に放出されます。このガスは、よどんだ水から泡立ちます。炭酸ガスに次いで、水（H2O ）は分解時に最も多く発生するガス状生成物です。堆肥中にさまざまな形で存在する窒素は、分解の過程で主にアンモニアに変換され、これが炭酸と結合して、非常に揮発性の高い塩であるアンモニアの炭酸塩を形成します。この事実が、家畜の堆肥分解における損失の大きな原因の1つとなっています。堆肥山の温度が上昇しすぎると、アンモニアの炭酸塩が揮発します。また、相当量の窒素が遊離状態で大気中に放出される可能性もあります。分解によって生じる最も重要なガス状生成物は、硫化水素とリン化水素です。腐敗した家畜糞尿の臭いの多くは、これらのガスに起因しています。
生成される物質の2番目のクラスは、フミン酸やウルミン酸などの可溶性有機酸です。これらの酸の機能は非常に重要です。[259ページ]1. これらは肥料中のミネラル成分に含まれるアンモニアおよびアルカリ物質と結合し、アンモニア、カリなどのフミン酸塩およびウルミン酸塩を形成します。これらのウルミン酸塩が、肥料山から滲み出る黒液を形成します。

非常に腐った家畜糞尿では微量の硝酸が見つかることがありますが、おそらく発酵の最終段階を除いて、家畜糞尿の通常の活発な発酵条件下では硝酸塩の形成は事実上不可能であることを覚えておく必要があります。

3つ目の変化は、肥料中のミネラル成分に関係しています。大量の炭酸やその他の有機酸が生成されることで、可溶性ミネラルの量が大幅に増加します。

農場堆肥の分析。

古い堆肥と新しい堆肥の組成に関する知識は、故オーガスタス・フェルカー博士の貴重な研究に大きく負うところが大きい。この重要な問題に関心のある方は、フェルカー博士が『王立農業協会誌』に寄稿したこのテーマに関する原著論文を熟読すべきである。堆肥の分解段階における組成の変化を示す典型的な分析結果は付録に掲載されている。[164] すでに述べたように、[260ページ]明らかに、農場肥料の組成は非常に多様な性質を持っています。

水分量は当然のことながら大きく変動し、この変動は堆肥の古さと、堆肥が腐朽する条件によって左右されます。水分量は、新鮮な堆肥では最低65%、十分に腐朽した堆肥では80%となります。有機物の総量は13～14%で、窒素は0.4～0.65%です。無機物の総量は約4～6.5%で、カリは0.4～0.7%、リン酸は0.2～0.4%です。[165]

ウォーリントン氏[166]が指摘しているように、1トンの家畜糞尿には、窒素9～15ポンド、ほぼ同量のカリ、リン酸4～9ポンドが含まれることになる。これらの窒素とリン酸の量を、硝酸ソーダ（95%）、硫酸アンモニア（97%）、過リン酸石灰（25%）に換算すると、それぞれ硝酸ソーダ57.25～96ポンド、硫酸アンモニア45～75ポンド、過リン酸石灰35～79ポンドとなる。つまり、硝酸ソーダ1トンに含まれる窒素と同じ量の窒素を土壌に施用するには、23～41トンの堆肥が必要になります。同様に、硫酸アンモニウム1トンには、30～50トンの堆肥に相当する窒素が含まれています。[261ページ]同様に、1 トンの過リン酸石灰には、28 ～ 64 トンの家畜肥料と同じ量のリン酸が含まれています。

重量当たりの価値は、腐った肥料の価値は新鮮な肥料よりも高い。これは、水分量が増加する一方で、窒素以外の有機物の損失が水分量の増加を相殺する以上のものとなるためである。したがって、肥料の質はより高くなる。ウォルフによれば、堆肥の腐敗に伴う総重量の損失は、2～3ヶ月間で16～20%、すなわち全重量の6分の1～5分の1を超えてはならない。しかし、堆肥の肥料成分がより豊富になるだけでなく、腐った肥料中の肥料成分はより溶解性が高いため、より価値が高い。これらの記述は、腐った状態の堆肥を新鮮な状態よりも施用する方が経済的であることを証明していると解釈してはならない。相対的増加（有用な成分の割合の増加）と絶対的増加の区別を見失ってはならない。肥料成分を不溶性から可溶性へと変化させることで肥料の価値が増す場合、これらの貴重な成分が相当量失われる可能性がある。これは、新鮮な肥料と腐った肥料の相対的な優劣を議論する際に、おそらくあまりにも頻繁に考慮されない点である。[262ページ]農場の肥料であり、それを明確に理解することが重要です。故フェルカー博士の言葉を借りれば、「直接的な実験により、100cwtの新鮮な家畜糞尿は、藁が半分腐るまで放置すると80cwtに減少し、100cwtの新鮮な家畜糞尿は、発酵させて「脂肪分やチーズ状」になるまで放置すると60cwtに減少し、完全に分解すると40～50cwtに減少することが示されています。この損失は、家畜糞尿の水分やその他の価値の低い成分だけでなく、最も肥料効果の高い成分にも影響を与えます。化学分析によると、一般的な家畜糞尿100cwtには約40ポンドの窒素が含まれており、発酵の過程では、最初の発酵期に5ポンドの窒素が揮発性アンモニアの形で散逸し、2番目の発酵期には10ポンド、3番目の発酵期には10ポンドの窒素が散逸します。 20 ポンド。完全に分解された一般的な肥料は、最も貴重な成分の約半分を失っています。」[167] もちろん、堆肥の貴重な成分である窒素と灰分は揮発や排水によって大量に失われる可能性があるが、必要な予防措置を講じることで、この損失は大幅に軽減できる。総損失は、2～3ヶ月で16～20トンにとどまるだろう。 [263ページ]パーセント、つまり重量の 6 分の 1 から 5 分の 1 です。[168]すでに述べたように、定着剤の使用は、この損失を大幅に最小限に抑えます。定着剤は、厩舎や牛舎にまだ残っている堆肥に施用するのが最適です。そうすることで家畜の健康に良い影響を与えると同時に、定着剤による堆肥の損失も防ぐことができます。

屋根付き堆肥と屋根なし堆肥の相対的な利点については、意見の相違が数多く存在します。これは、個々の状況に大きく左右されるため、最終的な結論を導き出すことのできない問題の一つです。屋根付き堆肥が屋外で生産された堆肥よりも価値が高いことは容易に認められます。しかし、問題は、その価値の増加が、屋根付き堆肥場の建設にかかる追加費用を正当化するほど大きいかどうかです。これは個々の状況に左右されるため、一概に判断することはできません。屋根付き堆肥と屋外で生産された堆肥の相対的な価値に関する実験については、付録を参照してください。[169]

堆肥を畑に施用する方法は、科学者というよりもむしろ実践農家の問題であり、経済的な考慮によって大きく決定されるべきである。しかしながら、この問題にはここで取り上げるべき側面がある。良質な堆肥を生産する上での第一点は、[264ページ]均一な分配との関連で、様々な家畜の排泄物を完全に混合することが非常に重要です。「熱い」馬糞と「冷たい」牛糞や豚糞をしっかりと混ぜ合わせることで、均一な発酵が確保されます。この混合が適切に行われず、肥料が乾燥しすぎると、火の臭い、つまり発酵が速すぎる状態になる可能性があります。また、すぐに説明するように、畑に施用する際に肥料の品質を均一にすることも重要です。肥料は発酵速度を緩やかにするために、しっかりと踏み固める必要があります。肥料山が雨にさらされている場合、自然に受け取る水の量は、おそらく非常に暑い天候を除けば、適切な発酵速度を確保するのに十分、あるいは多すぎることはないでしょう。目指すべき重要な点は、規則的な発酵を確実にすることです。特に避けなければならないのは、肥料を大量の水に突然さらすことです。このような可溶性窒素の洗い流しの結果、排水による大きな実際の損失のリスクが発生するだけでなく、発酵が遅れることになります。[170]

農場への堆肥の施用。

肥料を畑に施し、耕す前に、2つの方法があります。まず、肥料を山積みにして置きます。[265ページ]一つは、大小を問わず、畑全体に堆肥を撒き、しばらくその山の中に放置してから散布する方法、もう一つは、直接畑全体に撒き散らし、しばらく放置する方法です。最後に、堆肥をすぐに鋤き込む方法があります。状況が許せば、この方法は最も安全で経済的な方法と言えるでしょう。[171]

ハイデン博士は、これら 2 つの方法の長所と短所を議論する中で、まず、肥料を畑に小さな山にして散布することについては、次の理由から推奨できないと指摘しています。

揮発による損失の可能性が高まるため、肥料は1回か2回ではなく、複数回に分けて散布します。
不均等な分配になりやすい。別々の堆肥山では、堆肥山の下の土壌に浸透する可溶性窒素が失われる危険性がある。こうして、堆肥山に覆われていない畑の残りの部分には、最も貴重な成分を失った、洗い流された堆肥が与えられる。その結果、畑のある部分は肥料が過剰に施用され、他の部分は肥料が不足することになる。

[266ページ]3. 肥料の適切な発酵は、最も重要な要素である可溶性窒素物質の損失と、風による乾燥作用によって妨げられがちです。

同じ反対意見は、肥料を畑に山積みにして置くことに関しても、ほぼ当てはまります。ある意味では、表面積が小さいため、損失のリスクは少ないと言えるかもしれません。しかし一方で、発酵が速いため、損失のリスクは大きくなる可能性があります。しかしながら、農業の実態によっては、この慣習が必要となる場合が多く、山をあまり長く放置せず、土で覆うなどの予防措置を講じれば、深刻な損失のリスクは無視できるほど小さくなるかもしれません。

第二の方法、すなわち堆肥を圃場に散布し、そのまま放置する方法に関しては、ハイデン博士は、圃場が平坦な場合にのみ行うべきだと考えている。不均一な土地の場合、当然ながら危険性は明らかである。このようにして堆肥をしばらく露出させたままにしておくと、揮発性アンモニア（炭酸アンモニア）が大量に失われる傾向があることが確認されている。これは、堆肥の以前の処理が不十分であった場合にのみ起こり得る。ヘルリーゲルは、適切に処理された堆肥の場合、このような方法で失われる危険はないことを実証した。土壌のアンモニア吸収力は、[267ページ]覚えているように、揮発性アンモニアは非常に多く、家畜糞尿中の揮発性アンモニアの量は比較的少ないため、このようにして漏れ出すことはほとんど考えられません。ヘルリーゲルの実験は、このことを非常に印象的な形で実証しました。彼は、白亜質土壌の場合、夏と秋の間は実質的にアンモニアの損失が起こらないことを発見しました。この施用法を支持する根拠として、さらに以下の点を挙げることができます。

発酵がより早く起こる。
肥料の液体部分が土壌粒子に徐々にかつ完全に混ざり合うことで、肥料成分が糞尿の中でより均等に分散される。

しかし、これらの紛れもない利点とは対照的に、一つの重大な欠点が指摘されるかもしれません。それは、肥料は鋤き込まれる前に、溶解性窒素化合物の大部分が失われてしまうことです。これは、繰り返し指摘してきたように、発酵に非常に重要なものです。そのため、鋤き込んでも発酵があまり進みません。したがって、軽い土壌や砂質土壌の場合は、このような方法ではなく、肥料を直接鋤き込むことを強くお勧めします。

肥料を耕す深さについては、あまり深く耕しすぎないように注意する必要がある。[268ページ]適切な発酵を確実に行うために十分な水分を与え、硝酸塩が排水溝に流れ込むのを防ぎます。最後に、肥料を土壌粒子に均一かつ完全に混和することが非常に重要であることは言うまでもありません。肥料が塊になって固まるようにすれば、数年間発酵に耐えることができるかもしれません。

家畜糞尿の価値と機能。

実践的な経験は、あらゆる肥料の中で、家畜糞尿が最も価値があり、最も汎用性が高いという事実を長年実証してきました。そして、科学はその理由を深く解明してきました。家畜糞尿の影響は多岐にわたるため、その様々な機能を列挙することさえ困難です。既に指摘したように、肥料としての間接的な価値は、直接的な価値と同等、あるいはそれ以上である可能性があります。家畜糞尿に関する研究を締めくくるにあたり、その主要な特性を可能な限り簡潔にまとめたいと思います。

まず、植物の栄養に必要な要素を供給するという価値について。この点は、一般農家によってこれまでも、そして今もなお、ほとんど疑いようもなく誇張されている。「一般的な」肥料としての価値が主張されてきた。この点において、他の肥料と比べてどれほど優れているかは、次の章で明らかになるだろう。[269ページ]続編。確かに、植物性物質で構成されているため、必要な植物成分がすべて含まれています。[172]序論で述べたように、ほとんどの土壌では、窒素、リン酸、カリの3つの成分以外に肥料を添加する必要はほとんどありません。したがって、直接肥料としての価値は、これら3つの成分の量と割合によって決まります。すでに述べたように、これらの物質はごく微量しか含まれていません。この観点から判断すると、比較的質の悪い肥料と言えます。さらに、これらの物質のうち、溶解性またはすぐに利用できる状態にあるのはごくわずかです。この点で、腐った肥料は新鮮な肥料よりもはるかに価値があります。

繰り返しになりますが、万能肥料において非常に重要な点は、必要な植物栄養素がどれだけ含まれているかということです。「家畜糞尿中の窒素、リン酸、カリは、作物が必要とする割合で含まれていますか？」と問われれば、答えは「否」です。ハイデン[173]は、2つの灰の成分の関係に関して、土壌から除去される灰の量を計算することで、この点を非常に印象的に示している。[270ページ]異なる回転。[174] 5つの異なる回転の場合、除去されたカリウムとリン酸の比率は次のようになることがわかりました。[175]（1）2.96対1、（2）2.76対1、（3）2.95対1、（4）4.13対1、（5）3.78対1。平均は3.32対1となる。これは、これらの成分が一般的に家畜糞尿中に存在する比率ではない。家畜糞尿は窒素よりも植物のミネラル成分がはるかに豊富であると言える。ハイデン教授は、ヴァルダウの農場において、10年間の農作物収穫でモルゲン（ 1エーカーの0.631）から以下の量を除去することを発見した。

 ポンド。

窒素 329
カリ 263
リン酸 121
これらの量を供給するためには、次の量の肥料を供給する必要があります。

窒素については、26 トンまたは 27 トン（窒素含有量 0.606 パーセントの肥料）。
カリについては、20～25トン（0.672パーセントのカリを含む肥料）。
リン酸については、13～19トン（リン酸を0.315パーセント含む肥料）。

上記から、農場の庭[271ページ]肥料には灰の成分に比べて窒素が少なすぎます。

様々な作物に対する特定の肥料成分の価値を推定する際には、作物によって除去される肥料成分の量だけを考慮するのではなく、土壌に既に存在する成分の量と、様々な作物が土壌から成分を取得する能力という二つの要素も考慮に入れる必要があります。これら二つの要素を一般肥料としての家畜堆肥の価値を推定する際に考慮に入れると、窒素とミネラル成分の比率の不十分さが強調されることがわかります。ローズ氏とギルバート氏は、ロスアムステッドにおける家畜堆肥の実験において、家畜堆肥はミネラル成分を回復させるものの、十分な窒素源としては不十分であることを発見しました。窒素は、あらゆる肥料成分の中で土壌中に最も少ない量です。したがって、家畜堆肥に補充が必要な成分は窒素であることがわかります。リン酸とカリに関しては、その比率が平均的な良質な堆肥よりも高いことが既に示されています。これだけで、堆肥はカリで強化するのが最も効果的であると考えがちです。しかし、農家なら誰でも知っているように、実際は逆です。これは、第一に、リン酸とは異なり、カリは完全に溶解性であるため、[272ページ]植物の必要に応じてすぐに利用できること、そして第二に、肥料としてのカリ施用の必要性は、リン酸の場合ほど高くないという事実です。その結果、家畜の堆肥は、一般的にカリよりもリン酸によってより価値の高いものとなります。

化学肥料としての家畜糞尿の価値を推定する上で、もう一つ非常に重要な点は、家畜糞尿に含まれる窒素の多くが、硝酸ソーダや硫酸アンモニアなどの人工肥料に含まれる窒素に比べて価値が低いということです。ロスザムステッドの実験によれば、重量当たりで比較すると、家畜糞尿中の窒素は硫酸アンモニアに含まれる窒素の半分にも満たない価値しかありません。窒素の多くは非常にゆっくりとしか利用できなくなり、硝酸塩に変換されるまでに実際には何年もかかるものも少なくありません。[176]

[273ページ]このように、堆肥としての農場堆肥の直接的な価値に関しては、

3つの肥料成分が微量に含まれていること
これら 3 つの成分の存在割合は、作物の必要条件にとって最適な割合ではない。
これらの成分の一部（窒素とリン酸）は、存在する形態があまり価値のあるものではない。

したがって、家畜糞尿が卓越した価値を持つのは、直接的な化学肥料としてではない。おそらく、その最も貴重な特性は、間接的な影響の中に見出されるべきである。

土壌に大量の有機物を加えます。ほとんどの土壌は腐植土の添加によって改良されます。腐植土の添加により土壌の吸水性と保水性が向上し、同時に土壌が空気中の水分をより多く吸収するようになります。これは、種子の発芽期などにおいて非常に重要となることがよくあります。[177]土壌の組織に及ぼす影響は、[274ページ]発酵も非常に強力です。特に、重粘土質土壌のように、土壌の組織が密集しすぎる土壌では顕著です。土壌の気孔が空気中に開き、より砕けやすくなります。粘土質土壌のように、この作用が最も必要な場合には、肥料は新鮮な状態で施用する必要があります。そうすることで、肥料の効果を最大限に発揮できます。一方、軽質土壌では、既に砕けやすさと気孔が大きく、さらにその状態を悪化させる必要がないため、肥料は腐朽した状態で施用するのが最適です。さらに、肥料は分解によって土壌の温度を大きく上昇させます。このように、冷たく湿った土壌では、肥料は非常に顕著な効果を発揮します。土壌中に存在する肥料成分に対する肥料の分解作用も、決して無視できるものではありません。発酵の過程で大量の炭酸ガスが発生します。この炭酸ガスは、おそらく二重の作用を持つと考えられます。まず第一に、土壌水の溶解力が大幅に向上し、より多くのミネラル植物栄養を放出できるようになります。第二に、硝酸塩への変換を防ぐことで、一定量の土壌窒素を保存するのに役立ちます。

堆肥の間接的性質と機械的性質は、新鮮な状態で最も強く発揮されるため、これらの機械的性質が最も乏しい土壌には、新鮮な状態で施用する方が効果的です。したがって、堆肥は腐朽した状態で施用するのが最適と言えるでしょう。[275ページ]軽い砂質土壌や、機械的特性がそれほど必要とされない高度に耕作された土壌に適しています。

まだ議論すべき重要な点が一つあります。それは、堆肥をどの程度施用すべきかということです。もちろん、これは様々な状況、例えば堆肥に加えて使用される人工肥料の量、施用頻度、そして土壌の性質などによって左右されます。

当然のことながら、これらの考慮事項は大きく異なるため、適切な堆肥施用量は状況によって大きく異なります。過去に施用された堆肥の量は、収益的に使用できる量をはるかに超えていた可能性が高いです。実践的な農家の間では、一度に大量の堆肥を施用するという従来の慣習よりも、少量ずつ頻繁に堆肥を土壌に施用する方が、より良い結果が得られるという意見が広まりつつあります。これは、科学的な根拠に基づいた強力な議論を展開できる意見です。あらゆる肥料が土壌において様々なリスクを及ぼすこと、そして土壌が安全に保持できる量の堆肥だけを一度に施用することで、これらのリスクを可能な限り最小限に抑えることの重要性が、近年になってようやく十分に認識されるようになりました。

「有名なドイツの作家ターは17[276ページ]18トンを多量の施肥と呼び、14トンを良施肥、8～9トンを軽施肥と呼んだ。他のドイツの権威者たちは、7～10トンを軽施肥、12～18トンを通常施肥、20トン以上を重施肥、30トンを非常に重施肥と呼んでいる。[178]

スティーブンスの『農場の本』の新版では、[179]根菜類では1エーカー当たり8～12トン、ジャガイモでは15～20トン、人工肥料は1エーカー当たり25～60シリングの追加料金がかかるが、これらは一般的な肥料として見積もられている。

近年の家畜堆肥に関する実験の大部分は、たとえ少量施肥とみなされる場合でも、施用後1年目の収穫量の増加は、堆肥の費用を回収できるほどではないことを示唆しているように思われる。もちろん、よく指摘されているように、家畜堆肥の効果は持続的なものであり、輪作期間全体、あるいはそれ以上に持続すると考えられる。これはある程度までは確かに真実であるが、それでも、家畜堆肥が人工肥料と比較して経済的な肥料であるかどうかは、強い疑問が残る。作物ではなく土壌に肥料を与えることの望ましさは、熾烈な競争の時代においてもはや信じられていない。そして、ロスアムステッドの実験は、大量の家畜堆肥を施用しても、土壌がそれに匹敵するほどの恩恵を受けるかどうかは極めて疑わしいことを示している。[277ページ]もちろん、これは家畜糞尿について、売却時に得られる価値、あるいは言い換えれば、農家がそれを購入しなければならない場合の価格を前提としています。家畜糞尿は農場に不可欠な副産物であり、したがって、農家が購入する化学肥料と同じ視点で捉えることはほとんど不可能です。[180]

脚注:
[131]付録Iの注I、279ページを参照。

[132]「洗っていない羊毛にカリウムが大量に含まれていることは非常に注目に値する。羊毛 1 枚には、毛を刈った羊の全身よりも多くのカリウムが含まれていることもある。」— ウォリントン著『農場の化学』78 ページ。

[133]付録、注II、279ページを参照。

[134]豚の尿は、その餌の性質上、一般的に非常に質の悪い窒素肥料です。

[135]付録、注XV、290ページを参照。

[136]付録、注III、280ページを参照。

[137]付録、注XVIII、291ページを参照。

[138]尿中に存在する窒素は、消化された食物の窒素物質だけでなく、窒素組織の老廃物からも生成されることを指摘しておくべきでしょう。

[139]注IV、281ページ。

[140]ウォリントンはこの問題を次のように見事に表現しています。「食物が窒素を含み、消化しやすい場合、尿中の窒素は圧倒的に多くなります。一方、食物が不完全に消化されている場合、固形の排泄物中の窒素がより多くの量を占める可能性があります。馬に質の悪い干し草を与えると、固形の排泄物中の窒素は尿中の窒素を上回ります。一方、トウモロコシ、粕、根菜類は尿中に過剰な窒素を排出します。」（『農場の化学』137ページ）

[141]281ページ参照。

[142]282ページ参照。

[143]ハイデンの「Düngerlehre」第 1 巻を参照。 ii. p. 58.

[144]ハイデンの「ドゥンゲルレーア」第1巻。 IP404。

[145]ライ麦、エンドウ豆、豆のわらには、以下の量の窒素が含まれています。

 から  平均  ポンド。
 パーセント。  パーセント。  トンあたり。

ライ麦の茎 .30から.73 .57 12.76
エンドウの茎 .76から1.61 1.21 27.10
豆わら 1.15から2.62 1.92 43.00
[146]JMH マンロー博士は、肥料の発酵中に揮発性アンモニアが失われるのを防ぐ優れた方法として、わらに加えて少量の細かくふるいにかけたピートパウダーを散布することを推奨しています。

[147]『マーク・レーン・エクスプレス』1889年10月7日、475ページを参照。

[148]付録、注VII、283ページを参照。

[149]分析については付録、注VIII、283ページを参照してください。

[150]ストーラーによれば、最高品質の秋の落ち葉1トンには、カリが6ポンド、リン酸が3ポンド未満、窒素が10～15ポンド含まれているという。敷料として利用できるもう一つの物質はおがくずである。おがくずは吸収性に優れているが、肥料としてはあまり価値がない。

[151]ハイデン著『家畜飼育学』第2巻、34～66ページ。ブーサンゴーの実験では、飼料は干し草15ポンド、オート麦4.54ポンド、水32ポンドで構成され、排泄物の総量は31.16ポンドで、乾物7.42ポンドを含んでいた。ホフマイスターの実験では、飼料は干し草5.23ポンド、オート麦6.18ポンド、藁1ポンド、水25.57ポンドで、排泄物は25.07ポンドで、乾物5.32ポンドを含んでいた。

[152]これは肥料が吸収する水の量を考慮していません。おそらくその量は倍増するでしょう。

[153]付録、注IX、283ページを参照。

[154]馬糞の急速な発酵は、その化学的性質だけでなく、機械的性質によるものです。馬は餌を細かく砕くことはなく、尿には窒素が豊富に含まれています。

[155]シュルツ氏は馬一頭につき、1日あたり3分の1ポンドの硫酸石灰を与えることを推奨している。

[156]付録、注X、284ページを参照。

[157]餌はジャガイモ30ポンド、干し草15ポンド、水120ポンドでした。

[158]牛糞のさらなる分析については、付録、注XI、286ページを参照してください。

[159]これはジャガイモを餌として与えた生後 6 ～ 8 か月の豚用です。

[160]豚の肥料を単独で使用すると、栽培した作物に不快な味が付く傾向があると主張されています。

[161]多数の実験者による膨大な数の分析から抜粋。ハイデンの『Düngerlehre』第99巻を参照。

[162]Storer著『Agricultural Chemistry』第2巻、96ページを参照。

農場で 1 年間に生産される堆肥の量とその価値は、非常に重要な問題です。これは、満足のいく対応が極めて難しい問題です。この量を計算するさまざまな方法が試されてきました。これらの方法をかなり詳しく説明するのがよいでしょう。実践的な権威者の中には、1 トンの藁から 4 トンの堆肥が生産されると計算して量を見積もっている人もいます。別の方法は、農場の規模から量を見積もるものです。ジョン・ローズ卿は、4 コースシステムで耕作されている 400 エーカーの農場の場合に生産される堆肥の組成を計算しました。彼は、根の半分と 100 トンの干し草が農場で消費され、トウモロコシ作物の藁はすべて食料や敷きわらとして家庭で保管され、12 頭の馬には 1 頭あたり 1 日にオート麦 10 ポンドに相当するトウモロコシが与えられると仮定しています。また、1エーカーあたり約10シリングが家畜の飼料用粕の購入に費やされている。これらの条件下では、農場堆肥の量は、新鮮な未分解の糞尿で855トン（または根菜類100エーカーあたり平均8.5トン）となるはずである。（組成については、付録、注XVII、291ページを参照。）別の方法は、計算データとして、堆肥を生産する牛、馬、羊などの頭数を採用することである。ロイドは、肥育動物は1年間に3トンの藁を必要とし、約12トンの堆肥を作ると考えている。したがって、農家は、4コースの輪作でカブを栽培する土地の1エーカーあたり8トンの堆肥を作るべきである。

最後の方法は、摂取した食物の量と、肥料の製造に使用された敷料の量をデータとして用いるというものである。ハイデンはこれらの方法のうち、最後の方法だけが満足のいくものであり、信頼できると考えている。この方法を馬に応用し、彼は実験によって、馬の食物の乾物のうち47%強が固形および液状の排泄物中に排泄されることが実証されたことを示している。排泄物中の水分の平均割合を約77.5%とすると、排泄物中の乾物の割合は22.5%となる。つまり、馬が摂取した食物の乾物1ポンドにつき、2ポンド強の排泄物が生じることになる。もちろん、これに敷料として用いられた藁の量を加える必要があり、これは6.5ポンドとすることができる。

これらのデータから、馬が行う仕事量について一定の仮定を置くことで、馬が 1 年間に生産する肥料の量を計算できます。ハイデンは、馬が 1 年間に 1 日 12 時間労働で 260 日働く、つまり 130 日丸ごと働き、そのうち 235 日を馬房で過ごすと仮定して計算しました。上記のデータから計算して、彼は十分に餌を与えられた使役馬は 1 日に約 50 ポンド、年間で 6.5 トンの肥料を生産すると見積もっています。もちろん、これが馬が実際に生産する肥料のすべてであるとは限りませんが、残りの肥料のうち実際にどれだけが農場にたどり着くかは分かりません。『農場の書』第 3 部、98 ページによると、農耕馬は 1 年間に約 12 トンの肥料を生産します。

牛は飼料の乾物量の約48%を固形および液状の排泄物として排泄すると推定されています。これらの排泄物には平均87.5%の水分が含まれています。つまり、乾物1ポンドあたり3.84ポンドの排泄物となるのです。ハイデンは、敷料として必要な量の藁（飼料の乾物量の3分の1の重量）を加えると、体重1000ポンドの牛は1日に113ポンド、年間20トンの肥料を生産すると計算しています。『農場の書』第3部98ページには、年間の生産量が10トンから14トンと記載されています。ウォルフによれば、豚を除く一般的な家畜の排泄物（液体と固体の両方）には、平均して、消費される飼料の乾物 100 ポンドごとに約 50 ポンド、つまり半分が含まれていると考えられます。使用される敷料の乾物が飼料の乾物量の約 1/4 に等しいと見積もると、飼料として消費される乾物 100 ポンドごとに乾燥肥料 75 ポンド（つまり、乾燥排泄物 50 ポンド + 乾燥敷料 25 ポンド）があり、これにより、水分が 75 パーセントである湿った状態の家畜堆肥 300 ポンドが得られます。一般的な家畜の体重 1000 ポンドごとに 1 日に必要な飼料の量は、おおよそ、乾燥飼料材料 24 ポンドと敷料としての藁 6 ポンドとすることができます。したがって、生体重1,000ポンドの牛から毎日生産される堆肥は、乾燥堆肥で18ポンド、湿潤堆肥で72ポンドに相当します。（付録、注XVII、291ページ参照）JCモートンとエバーシェッドによると、牛を箱で飼育するには、1頭あたり1日20ポンドの藁が敷料として必要です。したがって、牛1頭は32 cwtの敷料を使用して、6ヶ月で8トンの新鮮な糞を生成します。これは、敷料1トンから5トンの新鮮な糞が得られることを意味します。屋外の放牧場では、ほぼ2倍の量の敷料が必要となると計算されます。

[163]通常の状況下では、羊の糞は自然に発酵する場合、約 4 か月、馬の糞は 6 か月、牛の糞は 8 か月で発酵すると計算されています。

[164]付録、注 XII、ページを参照してください。 286.

[165]ハイデンの「Düngerlehre」第 1 巻を参照。 ii. p. 156.

[166]ウォリントン『農場の化学』33 ページ。

[167]フランスのミュンツとジラールによる最近の実験では、羊の排泄物中の炭酸アンモニアの揮発による損失が50%以上に達することが示されました。わら敷き材を使用することで、この損失は約半分に、土敷き材を使用することで4分の1に減少しました。

[168]付録、注XIII、288ページを参照。

[169]付録、注XIV、289ページを参照。

[170]付録、注XV、290ページを参照。

[171]春の施肥には、腐朽した堆肥が一般的に用いられます。この状態の方が肥料成分がより早く利用されるためです。軽い土地では、使用する直前に腐朽した堆肥を施用するのが最適です。（261ページ参照）

[172]1 トンの農場肥料に含まれる植物栄養分の総量は、その総重量の 1/20 未満です。

[173]ハイデンの「Düngerlehre」第 1 巻を参照。 ii. p. 171.

[174]詳細は付録、注XVI、290ページを参照してください。

[175]ストーラーはこれらの結果を『農業化学』第 2 巻 21 ページに再現しています。

[176]農場肥料のこの側面については、ノーフォークの著名な農家である FJ Cooke 氏によって巧みに述べられています。ロスザムステッドの実験結果について、彼は次のように述べている。「農家が自家製肥料の土壌肥沃化効果に信頼を置くのは、十分に正当なことであることは明らかである。唯一の問題は、この特性が過大評価されていないかどうかである。結局のところ、私たちが努力の成果を得るのは、土地の肥沃化よりも、そこで育つ作物の豊かさによる。科学的な思考を持つ人は、良質な作物の生産と、それを最も安価に栽培する方法に主眼を置いている。検討中の実験は、土地の豊かさはあまりにも高価に購入される場合があり、作物の豊かさは、時折想像されるような土壌の豊かさと必ずしも関連していないことを示している。私たちは堆肥の『持続性』を誇るかもしれないが、これらの実験から導き出される科学的答えは、堆肥の持続性は非常に大きいため、一人の人間の人生ではそれを使い果たすには十分ではないということである。したがって、堆肥を贅沢に使用すると、財布の長さや在職期間の長さや性質など、その他多くの考慮事項を明確に考慮する必要があります。」

[177]1891 年の『スコットランド・ハイランド農業協会紀要』に掲載された著者の「カブの肥料実験」に関する論文を参照。

[178]ストーラーの『農業化学』第498巻。

[179]第3部 130ページ。

[180]すでに引用したFJ Cooke氏は、堆肥としての農場堆肥の特殊な機能についての見解を著者に親切に提供してくれた。彼はこう述べている。「私は、大まかに言って、肥沃な土地が耕作後に、良質な土地だけがもたらす特有の利点を、良質な土地に回復させることに、そして、肥沃な土地が貧弱な土地に施用された場合、良質な土壌に特有の長所において、他のいかなる肥料よりも、その土地を良質な土地のレベルにまで引き上げることに、肥料の価値があると考えている。ここで私が言いたいのは、良質な土壌には、豊富な植物栄養分の貯蔵庫というだけの価値を超えた、固有の価値が備わっているということである。例えば、貧弱な土壌に人工肥料を与えて、その土地で栽培される作物に必要な量よりもはるかに多くの栄養分を、しかも非常に溶けやすい状態で供給したとしても、自然に豊かではあるものの、他の点では同様の土壌で、すぐに利用できる栄養分がそれほど豊富ではない場合ほど、作物は豊かではない。これは、肥沃な土壌では植物栄養分がより完璧に分配されるから、あるいは栄養分が作物に安定的に供給されるから、あるいはその他の理由から生じるのかもしれない。しかし、原因が何であれ、家畜の肥料には貧弱な土壌を肥沃にする力があるという、広く知られた事実があると思う。もっと自然に、つまり、人工肥料よりも、より良い土壌に近く対応する方法で話すのです。」

したがって、農家にとって堆肥がもたらす間接的な利益は、単なる肥料としての直接的な価値よりも大きいと考えられる。そして、すべての藁栽培農家が堆肥を日常的に供給し、利用することは十分に正当化される。しかしながら、この方法をどの程度まで有益に実施できるかは、農家が直面する多くの困難な経済的・科学的課題の中でも最も重要なものの一つである。

経済面では、もちろん、個々の事例における製造コスト（わらの市場価値、さまざまな家畜の飼育や給餌の環境や条件によって決まる）を考慮する必要がある（ある有名な農家の数字があるが、それによると自家製肥料1トンあたりのコストは20シリング以上である）。結果として得られる作物の予想価格、現時点での人工肥料のコストなど。一方、科学面では、土壌の性質、作物の輪作などを考慮する必要がある。

[278ページ]
ノーフォーク農業会議所が数年にわたって実施した一連の圃場実験において、私たちが明らかにしようと試みてきたのは、まさにこうした科学的でありながら、非常に明確で実践的な問題でした。（昨年の農業委員会報告書における同実験の概要の再掲載を参照。）

[279ページ]
第7章の付録

注I.（p.225）。

摂取した食物に対する排泄物の量の差。

同じ量の飼料を与えられた異なる肥育動物が排泄する固形排泄物の組成の違いについては、ウォーリントン著『農場の化学』（125ページ）を参照のこと。同書では、同じ体重の乾物を与えた場合、羊は豚よりもはるかに多くの肥料を生産し、牛は羊よりもさらに多くの肥料を生産することが示されている。もちろん、これは異なる動物が生産する肥料の総量ではなく、同量の飼料を摂取した場合に生産される肥料の量のみを指している。これは、豚の方が飼料を消化吸収する能力が高いためと考えられる。

注II.（p.227）。

羊、牛、雌牛が排泄する固形の排泄物。

ストークハルトによる分析と対比するために、ローズとギルバートの実験に基づき、ウォリントンが引用した分析（『農場の化学』138 ページ）を引用するとよいだろう。

[280ページ]I.—羊（牧草地の干し草を食べて育つ）。

 固形排泄物。    
 新鮮な。    ドライ。

水 66.2 —
有機物 30.3 89.6
灰 3.5 10.4
窒素 .7 2.0
II.—牛（クローバーの干し草とオート麦のわらを与え、 1日あたり8ポンドの豆を与える）。

 新鮮な。    ドライ。

水 86.3 —
有機物 12.3 89.7
灰 1.4 10.3
窒素 .3 1.9
III.—牛（マンゲルとアルファルファの干し草を餌とする）。

 マンゲルス。  ルツェルンの干し草。

水 83.00 79.70
窒素 .33 .34
リン酸 .24 .16
カリ .14 .23

注III.（232ページ）。

羊、牛、雌牛が排泄する尿。

以下は、注 II のように餌を与えられた動物の尿の結果です。

 羊。  牛。
 新鮮な。    ドライ。    新鮮な。    ドライ

水 85.7 — 94.1 —
有機物 8.7 61.0 3.7 63.0
灰 5.6 39.0 2.2 37.0
窒素 1.4 9.6 1.2 20.6

牛。
マンゲルス。ルツェルンの干し草。
水 95.94 88.25
窒素 .12 1.54
リン酸 .01 .006
カリ .59 1.69

[281ページ]注IV.（233ページ）。

固形排泄物および液状排泄物中に排出された食物の割合。

ウルフによれば、次の表は、牛、雄牛、羊、馬の固形および液体の排泄物中に排出される食物の乾燥物質の割合を示しています。

 牛。  牛。  羊。  馬。  平均。

固形排泄物 38.0 44.0 42.6 46.7 42.8
尿 5.8 6.3 6.8 5.7 6.2
合計 43.8 50.3 49.4 52.4 49.0

注 V. (p. 234)。

豚の排泄物。

豚の排泄物には肥料成分が乏しい。これは、豚が一般的に餌として与える飼料が極めて質の悪いものだからです。豚の場合、尿は固形排泄物よりも肥料成分がはるかに豊富です。固形排泄物と尿の相対的な組成は、ウォルフがこのテーマで行ったいくつかの実験を引用することで最もよく説明できます。実験は、生後9ヶ月半、体重121.9キログラム（1キログラムは約2.5ポンドに相当）の豚2頭を用いて行われました。1頭目の豚は、毎日大麦1000グラム、ジャガイモ5000グラム、酸乳2572グラムを摂取しました。2頭目の豚は、1頭目と同じ量のジャガイモと酸乳、そしてエンドウ豆1000グラムを摂取しました。以下の表は、1日に排泄された排泄物と尿の量をグラム単位で示しています。

 ドライ     リン酸
     物質。 窒素。 灰。  カリ。 ライム。    マグネシア。  酸。

固体私。 217.7 8.7 28.6 7.3 4.4 3.0 10.3
排泄物 II. 161.1 9.1 31.1 5.9 4.9 2.8 11.1
尿私。 112.8 19.3 56.2 33.0 0.4 0.9 6.7
II. 137.7 30.6 62.2 37.1 0.2 1.1 7.1

[282ページ]注VI.(p.236)。

普通食品1000部中の肥料成分

Lawes と Gilbert の分析に基づいています。

(ウォリントンの『農場の化学』、139 ページ)

 ドライ         リン酸
 案件。 窒素。 カリ。 酸。

綿菓子、皮を剥いたもの 918 70.4 15.8 30.5
レイプケーキ 887 50.5 13.0 20.0
亜麻仁ケーキ 883 43.2 12.5 16.2
綿菓子、皮なし 878 33.3 20.0 22.7
亜麻仁 882 32.8 10.0 13.5
パーム核粉、英語 930 25.0 5.5 12.2
豆 855 40.8 12.9 12.1
エンドウ豆 857 35.8 10.1 8.4
麦芽粉 905 37.9 20.8 18.2
ブラン 860 23.2 15.3 26.9
オート麦 870 20.6 4.8 6.8
米粉 900 19.1 6.1 23.8
小麦 877 18.7 5.2 7.9
ライ麦 857 17.6 5.8 8.5
大麦 860 17.0 4.7 7.8
トウモロコシ 890 16.6 3.7 5.7
醸造用穀物 234 7.8 0.4 3.9
クローバー干し草 840 19.7 18.6 5.6
牧草地の干し草 857 15.5 16.0 4.3
豆わら 840 13.0 19.4 2.9
オート麦わら 857 6.4 16.3 2.8
大麦わら 857 5.6 10.7 1.9
麦わら 857 4.8 6.3 2.2
ジャガイモ 250 3.4 5.8 1.6
スウェーデン人 107 2.2 2.0 0.6
ニンジン 140 2.1 3.0 1.1
マンゲルス 120 1.8 4.6 0.7
カブ 80 1.6 2.9 0.8

[283ページ]注 VII. (p. 241)。

ピートモスリターと小麦わらをそれぞれ使用した厩肥の分析（Bernard Dyer、理学士）

 ピートモスの敷料。   麦わら。
 パーセント。  パーセント。

総窒素 0.88 0.61
アンモニアに等しい 1.07 0.74
リン酸 0.37 0.43
リン酸三カルシウム（またはリン酸三カルシウム）に相当 0.80 0.94
カリ 1.02 0.59

注VIII.（p.242）。

Bracken の分析( J. Hughes、FCS)

 ピートモスの敷料。   麦わら。
 1位  2位
 若いシダ。   古いシダ。
 パーセント。  パーセント。

水 11.66 14.90
*有機物 83.38 80.54
+鉱物 4.96 4.56
100.0 100.0
含有—
*窒素 2.42 0.90
+シリカ 1.60 2.81
カリ 1.15 0.10
ソーダ 0.64 0.26
ライム 0.44 0.62
マグネシア 0.13 0.47
リン酸 0.60 0.30

注 IX. (p. 244)。

馬糞の分析。

この問題に関するより詳しい議論については、ハイデンの『農業化学入門』第 2 巻 185 ページ、およびストアーの『農業化学』第 1 巻 575 ページを参照してください。[284ページ]馬が排泄する糞尿の量に関する様々な教科書の記述は、当然ながら学生を困惑させるものです。しかしながら、この矛盾は、それぞれの教科書の著者が糞尿量の算出方法に異なる手法を採用していることに起因しています。この問題については、252ページの脚注でさらに詳しく論じられています。以下の馬糞の分析結果は参考になるかもしれません。これらは、ストーラーの『農業化学』第1巻第496号から引用したものです。

 1.  2.  3.  4.  5.  平均。

水 75.76 69.30 67.23 72.13 71.30 71.15
乾物 24.24 24.82 32.72 27.87 28.70 27.67
灰の成分 5.07 5.05 6.49 3.37 3.30 4.65
カリ 0.51 0.63 0.22 0.59 0.53 0.49
ライム> 0.30 0.74 0.17 0.41 0.21 0.36
マグネシア 0.19 0.29 0.20 0.17 0.14 0.20
リン酸 0.41 0.67 0.35 0.12 0.28 0.36
アンモニア 0.26 0.12 0.15 0.44 — 0.24
総窒素 0.53 0.69 0.47 0.67 0.58 0.59

注 X. (p. 247)。

アンモニア「定着剤」の化学反応の性質。

学生にとっては、起こっている化学反応の正確な性質が興味深いかもしれません。

まず第一に、堆肥の山から漏れ出るアンモニアは、農業教科書でよく誤って記述されているように、「遊離」アンモニアではないことを明確に理解する必要があります。アンモニアが炭酸と接触すると、必ず炭酸アンモニアが生成されます。炭酸は有機物の分解によって生成される気体生成物の中で圧倒的に多く存在することを思い出せば、このような状況下では遊離アンモニアは存在し得ないことがすぐに分かるでしょう。

[285ページ]1.塩酸の場合、次の化学式が反応の性質を表します。

2HCl （NH 4）2 CO 3 2NH 4 Cl H 2 O+CO 2
（塩酸 + （炭酸塩＝（塩化アンモニウム） + （炭酸。）
酸、）アンモニア、）
2.硫酸の場合、反応式は次のようになります。

H 2 SO 4 （NH 4）2 CO 3 （NH 4）2 SO 4 H 2 O+CO 2
（硫酸） + （炭酸塩＝（硫酸塩 + （炭酸。）
アンモニア、）アンモニア、）
3.石膏（CaSO 4）の場合—

CaSO4 （NH 4）2 CO 3 CaCO3 （NH 4）2 SO 4
（石膏） + （炭酸塩＝（カルシウム + （硫酸塩
アンモニア、）炭酸塩アンモニア。）
4.銅（FeSO 4）の場合—

FeSO4 （NH 4）2 CO 3 FeCO3 （NH 4）2 SO 4
（硫酸塩 + （炭酸塩＝（鉄 + （硫酸塩
鉄、）アンモニア、）炭酸塩アンモニア。）
5.硫酸マグネシウム（MgSO 4）を用いると、

硫酸マグネシウム（NH 4）2 CO 3 マグネシウムCO3 （NH 4）2 SO 4
（硫酸塩 + （炭酸塩＝（炭酸塩 + （硫酸塩
マグネシアアンモニア、）マグネシアアンモニア。）
硫酸マグネシウムはアンモニアだけでなくリン酸も固定する可能性があると言及されています。硫酸マグネシウム、可溶性リン酸、そしてアンモニアを接触させると、アンモニウムとマグネシウムからなる不溶性の複リン酸塩（MgNH 4 PO 4 6Aq）が生成されます。このような反応は起こり得ますが、ある程度まで進行する可能性は極めて低いです。この複リン酸塩は結晶性の塩であり、相当の時間が経過し、かつ大過剰のアンモニアが存在する場合にのみ分離します。

[286ページ]注 XI. (p. 250)。

牛糞尿の分析。[181]

 1.  2.  3.  4.  5.  6.  平均。

水 85.30 77.71 74.02 72.87 75.00 77.50 77.06
乾物 14.70 22時30分 25.98 27.13 25.00 22.50 22.93
灰の成分 2.04 4.71 3.94 6.70 6.22 2.20 4.30
カリ 0.36 0.46 0.56 1.69 0.39 0.40 0.64
ライム 0.29 0.37 0.58 0.41 0.24 0.31 0.48
マグネシア 0.19 0.11 0.13 — 0.18 0.11 —
リン酸 0.16 0.13 0.07 0.20 0.14 0.16 0.14
アンモニア 0.06 0.16 0.07 — 0.27 — 0.14
総窒素 0.38 0.54 0.41 0.79 0.46 0.34 0.48

注 XII. (p. 259)。

新鮮な家畜肥料（フェルッカー）と腐った家畜肥料の組成。

約14日間放置された馬、牛、豚の糞からなる新鮮な肥料の組成:—
水 66.17

可溶性有機物 2.48
可溶性無機物 1.54
不溶性有機物 25.76
不溶性無機物 4.05
100.00
窒素を含む .149
アンモニアに等しい .181
窒素を含む .494
アンモニアに等しい .599
窒素の総割合 .643
アンモニアに等しい .780
揮発状態のアンモニア .034
塩の形のアンモニア .088
[287ページ]全灰の組成:—
水に溶ける割合は27.55パーセントである。
可溶性シリカ 4.25
リン酸石灰 4.25
ライム 1.10
マグネシア 0.20
カリ 10.26
ソーダ 0.92
塩化ナトリウム 0.54
硫酸 0.22
炭酸と損失 4.71
水に溶けない。72.45パーセント:—
可溶性シリカ 17.34
不溶性珪素物質 10.04
鉄とアルミナのリン酸塩酸化物 8.47
（リン酸含有、3.18パーセント）
（骨土6.88パーセントに相当）
ライム 20.21
マグネシア 2.56
カリ 1.78
ソーダ 0.38
硫酸 1.27
炭酸と損失 10時40分
100.00
6か月前の腐った糞の組成は次のとおりです。
水 75.42
可溶性有機物 3.71
可溶性無機物 1.47
不溶性有機物 12.82
不溶性無機物 6.58
100.00
窒素を含む .297
アンモニアに等しい .360
窒素を含む .309
アンモニアに等しい .375
窒素の総量 .606
アンモニアに等しい .735
揮発状態のアンモニア .046
塩の形のアンモニア .057
[288ページ]全灰の組成:—

水に溶ける量、18.27パーセント:—
可溶性シリカ 3.16
リン酸石灰 4.75
ライム 1.44
マグネシア 0.59
カリ 5.58
ソーダ 0.29
塩化ナトリウム 0.46
硫酸 0.72
炭酸と損失 1.28
水に不溶性、81.7パーセント：—
可溶性シリカ 17.69
不溶性シリカ 12.54
リン酸石灰 —
リン酸を含む鉄アルミナの酸化物 11.76
（リン酸3.40パーセント含有）
（骨土に相当、7.36パーセント）
ライム 20.70
マグネシア 1.17
カリ 0.56
ソーダ 0.47
塩化ナトリウム —
硫酸 0.79
炭酸と損失 16.05
100.00

注 XIII. (p. 263)。

新鮮な肥料と腐った肥料の比較（Wolff）。

 新鮮な。    中程度に腐っている
 （乾燥物量は同じとします。）

乾物 25.00 25.00
灰 3.81 4.76
窒素 0.39 0.49
カリ 0.45 0.56
ライム 0.49 0.61
マグネシア 0.12 0.15
リン酸 0.18 0.23
硫酸 0.10 0.13
シリカ 0.86 1.08

[289ページ]注 XIV. (p. 263)。

キンナード卿の実験。[182]

キナード卿は、非常に綿密な実験の詳細を報告しています。彼は、屋外に保管された肥料と屋根の下に保管された肥料の価値を比較しようとしました。彼は同じ種類の牛を選び、同じ種類と量の餌を与え、同じ種類の藁を敷きました。均一な20エーカーの土地を選びました。これを均等に分割し、10エーカーごとに2エーカーずつ分けたところ、以下の結果が得られました。

覆いのない肥料で育てたジャガイモ。

 トン。 cwt。    ポンド。

最初の測定 – 1エーカーの生産 7 6 8
2回目の測定 – 1エーカーの生産 7 18 99

覆土肥料で育てたジャガイモ。

 トン。 cwt。    ポンド。

最初の測定 – 1エーカーの生産 11 17 56
2回目の測定 – 1エーカーの生産 11 12 26
これは、覆土した肥料によって 1 エーカーあたり約 4 トンのジャガイモの収穫量が増加したことを示しています。

「翌年は天候が雨が多く、穀物は柔らかく、あまり良い状態ではありませんでしたが、収穫量は次のとおりです。

覆いのない肥料で栽培した小麦。

         重量あたり            
 穀物を生産する。    ブッシェル。  わらの中で生産します。

エーカー。ブッシェル。ポンド。ポンド。石。ポンド。
初め 41 19 61-1/2 152 の 22
2番 42 38 61-1/2 160 の 22
覆土肥料で栽培した小麦。

初め 53 5 61 220 の 22
2番 53 47 61 210 の 22インチ

[290ページ]注 XV. (pp. 231, 264)。

肥料山の排水。

液体部分と固体部分を分離しないことの重要性は、固形排泄物と尿の組成を扱う際に既に指摘されている。堆肥のこれら二つの成分は互いに補完し合っており、液体部分を固形部分と同時に施用しないと、家畜糞尿の一般肥料としての価値は著しく損なわれる。堆肥山の排水は尿とは重要な点で異なる。それは、含まれるリン酸の割合である。尿にはリン酸がほとんど含まれていない。

以下は肥料山からの排水の分析です（Wolff）：

乾燥物質 18.0
灰 10.7
窒素 1.5
カリ 4.9
ライム 0.3
マグネシア 0.4
リン酸 0.1
硫酸 0.7
シリカ 0.2

注 XVI. (p. 270)。

次のローテーションでプロイセンモルゲン (0.631 エーカー) から除去されたカリウムとリン酸の量。

     リン酸
 カリ。 酸。     
 ポンド。    ポンド。

小麦 16.40 10.67
オート麦 10.47 4.59
ジャガイモ 66.41 18.33
干し草 39.54 11.32
132.82 44.91
カリウムとリン酸の比率は 2.96 対 1 です。
小麦 16.90 10.67
大麦 17.44 10.65
ジャガイモ 66.41 18.33
干し草 39.54 11.32
140.29 50.97
カリウムとリン酸の比率は2.76対1である。
ライ麦[291ページ] 20.03 12.15
オート麦 10.97 4.59
ジャガイモ 66.41 18.33
干し草 39.54 11.32
136.95 46.39
カリウムとリン酸の比率は 2.95 対 1 です。
小麦 16.90 10.67
オート麦 10.97 4.59
マンゲルス 148.54 25.62
干し草 39.54 11.32
215.95 52.20
カリウムとリン酸の比率は 4.13 対 1 です。
ライ麦 20.03 12.15
大麦 17.44 10.65
マンゲルス 148.54 25.62
干し草 39.54 11.32
225.55 59.74
カリウムとリン酸の比率は 3.78 対 1 です。

注 XVII. (pp. 253, 254)。

農場堆肥（新鮮）の組成（ジョン・ローズ卿による計算）。

         リン酸      
 合計  合計  計算すると        
 ドライ ミネラル    リン酸の         
 案件。 案件。 ライム。    カリ。 窒素。

パーセント 30.0 2.77 .50 .53 .64
トンあたり（ポンド） 67.2 62.0 11.1 12.0 14.3

注 XVIII. (p. 232)。

尿。

本文では触れられていない重要な考慮事項は、排泄される尿の量です。この考慮が尿をより重要なものにしているのです。[292ページ]尿は固形排泄物よりも貴重である。人間の場合、排泄される尿は固形排泄物の15倍の量、窒素含有量は12倍、カリウム含有量は3倍、リン酸含有量は2倍と推定されている（マンロー）。家畜の場合、固形物質の割合は必ずしも同じではない。牛の尿は固形排泄物の約2倍の重さである。しかし、馬と羊はどちらも、尿よりも固形排泄物を多く排泄する。マンローは著書『土壌と肥料』の中で、様々な家畜の尿と固形排泄物の組成を次のように対比している。

 1トンの尿には次の重量（ポンド）が含まれます。 1トンの固形排泄物には、次の重量（ポンド）が含まれます。
 窒素。 カリ。 窒素。

牛 30 20 9
馬 36 22 12
羊 38 30 16

脚注:
[181]ストーラーの『農業化学』第1巻496ページ。

[182]スコットの『肥料と施肥』、19 ページ。

[293ページ]
第8章
グアノ。

農業における重要性。

化学肥料について考えるなら、グアノは第一に挙げられるに値する。これは主に歴史的な理由によるもので、現在ではグアノはほぼ過去の肥料となっている。グアノは、他のいかなる化学肥料も及ばないほど農業で利用されてきただけでなく、農業慣行にも甚大な影響を与えてきた。今世紀半ば頃に我が国に導入され、大量に使用された最初の化学肥料となった。[183] このように、近代的な集約的耕作システムを導入し、現在ではほぼ普遍的な人工肥料の慣行を生み出したと言えるでしょう。

[294ページ]英国農業への影響。

この極めて貴重な肥料の導入が、イギリスのみならず、ヨーロッパの農業にも及ぼした重要な影響は、実に計り知れないほど大きい。導入以前、農民はほぼ完全に家畜の堆肥に依存していた。当時の農業慣習の制約により、農民は特定の輪作に大きく縛られていた。不毛な土壌を肥沃にしたり、豊作を確保したりすることはほとんどできなかった。しかし、この極めて強力な肥料を使用することで、農民はすぐに驚くべき結果が得られることを発見した。当初は奇跡に近い結果に思えたに違いない。1エーカーあたり数百ポンド（約1.5kg）の肥料を施用するだけで、痩せた土壌から大きな収穫が得られ、畑の不毛な部分にも、ほんの数握りを散布するだけで、周囲の平均レベルまで肥料を回復できることを発見した。あらゆる作物の順調な生育を保証し、成長の遅れを早めることができると。つまり、この独特の匂いを持つ驚くべき茶色の粉の中に、驚いた農夫は、その速さと収穫量の増加によって、家畜の堆肥や骨さえも完全に凌駕する肥料を発見したのだ。肥料としての名声がこれほど早く広まり、その用途が広まったのも不思議ではない。[295ページ]グアノは、土壌の構成要素として窒素とリン酸が果たす重要な役割、そしてそれらが植物の生育に及ぼす影響を、それを使用する人々に強く認識させ、賢明な農業に極めて強力な推進力を与えました。実際、それは非常に大規模な形で、施肥の原理を実践的に示しました。このようにグアノの使用がもたらした教育的価値は非常に大きかったと言えるでしょう。また、過去50年間に広く使用された様々な化学肥料の使用への道も開きました。グアノの価値に感銘を受けた農民は、他の肥料の使用に前向きになり、その広範な普及もあって、この新しい方法は急速に普及しました。

完全に良い影響を与えるわけではない。

しかし、その影響は必ずしも良いものではなかったことは認めざるを得ない。その普及こそが、乱用の危険をはらんでいたのだ。その価値と作用機序がより広く理解され、人工肥料の実践の根底にある原理がより深く認識されていれば、農民たちは悪徳な肥料業者に騙されて被った不必要な金銭的損失の多くを免れたであろう。農業社会において「グアノ」という言葉はすぐに人々の記憶に定着し、この名の下に、多くの偽造で価値のない肥料が市場に売りつけられようとした。[296ページ]不注意な農民。本物でさえ、かつては大いに偽造されていたことはほぼ間違いない。そして農民は、保証された化学分析ではなく、単に外観、色、そして特に匂いを理由にその品物を購入することがほとんどだったので、そのような偽装を成功させるのにあらゆる便宜が与えられていた。グアノは、その成分が様々であることがすぐに判明したが、農民はこの品質の違いに気づかなかった。グアノが使われ始めた当初は、農民の目にはすべてのグアノに同じ価値があった。先ほど指摘したように、色が良く、匂いが強ければ、それで問題ないことがあまりにも多かった。このような状況下では、グアノの導入が農業にとって全くの恩恵ではなかったことはほとんど不思議ではない。

肥料としての価値。

グアノの肥料としての価値は、含まれる窒素、リン酸、そして少量のカリに由来する。これは、過去に利用されてきたグアノの大部分に当てはまる。後述するように、リン酸のみを含むリン酸グアノと呼ばれる種類のグアノも存在する。しかしながら、我が国で直接肥料として利用されるこのような純粋なリン酸グアノの量はごくわずかであり、グアノの価値は主に窒素に由来すると言えるだろう。肥料としての価値と人気は、少なからず、[297ページ]肥料の三大成分をすべて含んでいるという事実、そしてこの点において、ある意味では一般肥料とみなすことができるという事実が、この肥料の真価を証明していると言えるでしょう。つまり、あらゆる人工肥料の中でも、家畜の糞尿に最も近いものと言えるのです。現在、その供給源はほぼ枯渇しており、我が国への年間輸入量も30～40年前に比べて大幅に減少しています。[184]その歴史的重要性を考慮すると、その起源、発生、肥料としての価値について、ある程度詳しく説明しておくのがよいでしょう。

起源と発生。

グアノ（糞の意味）、スペイン語ではワノと綴られるが、ペルーで初めて使われた。スペイン人がペルーを発見するずっと以前、おそらく12世紀には既に使われていたと思われる。その起源については、ほとんど疑いの余地がない。グアノは、ペリカン、ペンギン、カモメなどの海鳥の排泄物、そしてそれらの鳥自身の死骸、アザラシ、セイウチ、その他様々な動物の死骸からほぼ完全に作られている。[185] 熱帯低気圧の影響で[298ページ]太陽に恵まれ、雨がほとんど降らない地域では、これらの排泄物はすぐに乾燥し、その組成は何世紀にもわたってほとんど変化しません。ペルーの堆積物の多くは、砂やその他の堆積物に覆われており、かなり深いことから、非常に古いものであるに違いありません。特に、パベジョン・デ・ピカのような本土で発生する堆積物はその傾向が強く、堆積物を覆う砂や礫岩の層の深さは、数フィートから100フィート以上まで様々です。この表面を覆うことで、グアノはある程度、窒素の損失から守られてきました。

最高級のグアノはペルー近郊から採取されていますが、北米、西インド諸島、オーストラリア、アジア、アフリカ、太平洋諸島など、世界の他の多くの地域でも鉱床が発見されています。[186]

[299ページ]さまざまなグアノの組成の違い。

これらの異なる堆積物に見られるグアノの組成は、それぞれ大きく異なります。これは、堆積物が存在する場所の気候特性の違いによるものです。チリやペルーのように、乾燥して温暖な気候の場合、発酵に不可欠な水分が欠乏しているため、排泄物は急速に乾燥し、ほとんど変化しません。[187]一方、湿潤な気候では、急速に発酵が進み、窒素を含むほぼすべての有機物が、炭酸アンモニア、炭酸ガス、水などの揮発性の形で失われます。可溶性アルカリ、中でも最も重要なのはカリであり、可溶性リン酸塩も、このような条件下では雨に流されてグアノに混ざってしまいます。このように、分解の程度によって、堆積物の質には大きな差があります。グアノは、堆積時からほとんど変化していない窒素を豊富に含むペルー産のグアノから、マルデン島やベーカー島産のグアノのように、肥料として価値のあるものはすべて失われ、不溶性のリン酸塩である石灰を除いて、すべて失われている純粋なリン酸塩グアノまで様々です。窒素を豊富に含むグアノの中でも、質にはかなりの違いがあり、部分的に栄養分が乏しい堆積物もあります。[300ページ]大気中の水分、露、霧雨、あるいは海水の影響によって分解されますが、窒素の相当量はまだ含まれています。また、他の堆積物は、砂が大量に吹き付けて混ざり、販売不可能な状態になっています。したがって、グアノは大きく分けて窒素含有グアノとリン酸含有グアノの2種類に分類できます。

I.—窒素グアノ

（a）ペルー人。

これまでに発見された最も価値が高く、豊富な鉱床は、ペルーとチリの海岸にあるものです。すでに指摘したように、グアノはペルーで非常に古い時代から利用されていたようです。インカ人は肥料としてのグアノの重要性を深く認識していたため、繁殖期に鉱床付近でグアノを殺した者は死刑に処せられました。

ペルーにおけるグアノの存在は、18世紀初頭にヨーロッパで初めて知られるようになったようです。しかし、偉大なドイツ人旅行家A・フンボルトがこの素晴らしい肥料の一部を持ち帰り、化学分析によってその組成を調査できるようになったのは、今世紀初頭、つまり1804年になってからでした。その後まもなく、ジャガイモを用いた実験によってその実用的価値が実証されました。[301ページ]ペルー産グアノはセントヘレナ島でビーソン将軍によって発見されました。ペルー産グアノを初めて我が国に導入したのはダービー卿の功績であり、リバプールへの最初の輸入は1840年でした。その後まもなく、国内各地で実験が行われ、中でもジョン・ローズ卿とジェームズ・ケアード卿による実験が目覚ましい成果を上げました。その結果は目覚ましく、この肥料は急速に農業社会に受け入れられ、10年後にはペルーへの輸入量は20万トンにも達しました。また、1855年には南米西海岸からの輸出量は40万トンという莫大な量に達しました。1840年以降、ペルー産グアノは合計500万トン以上が我が国に輸入されたと推定されています。

異なる預金。

ペルーのグアノは、海岸沿いの様々な場所に分布する様々な堆積層と、隣接する複数の小島から採取されています。中でも最も豊富なのは、ボリビア沿岸の岩だらけの岬、アンガモスで発見されたものです。このグアノのサンプルには、窒素が20%（アンモニアの24%に相当）も含まれていました。[188] しかし残念なことに、この鉱床の量は極めて限られており、すぐに枯渇してしまいました。[302ページ]ペルー沖に浮かぶ三つの小さな島、チンチャ諸島で発見されたグアノは、鉱床の質において世界最高峰であった。これらの鉱床はこれまで発見された中で最大規模であり、ほぼ30年間、商業的に販売されるペルー産グアノのほぼ唯一の供給源となり、1000万トン以上がチンチャ諸島から輸出された。このグアノの中には窒素含有量が14%（アンモニア含有量17%に相当）のものもあった。これらの島々から出荷されたグアノの一部はそれほど豊富ではなかったが、それでもすべて高品質のものであった。これらの島の鉱床は多くの場合、深さ100～200フィートで、花崗岩の岩盤の上に存在していた。そのため、下層は品質が悪く、花崗岩の破片が混じっていることがわかった。チンチャ島の鉱床は長らく枯渇しており、[189]そして、ペルー産グアノの主な鉱床は、グアナペ島とマカビ島にあるものであった。これは窒素含有量がわずか9～11%（アンモニア含有量11～13%に相当）とかなり質の悪いグアノで、現在では枯渇している。バジェスタス島もチンチャ島のグアノとほぼ同程度の含有量であったが、これも枯渇している。また、パベジョン・デ・ピカ島、プンタ・デ・ロボス島、ワニージョス島、インデペンデンス湾、ロボス・デ・アフエラ島からもグアノが採掘されている。ごく最近、コルコバード島で非常に質の良いグアノの鉱床が発見され、既に相当数の積荷がペルーに輸送されている。そこには [303ページ]窒素は10～13％のアンモニア、30～35％のリン酸塩、そして少量のカリウムに相当し、したがって非常に貴重なグアノとなります。

外観、色彩、そして性質。

色は非常に薄い茶色から非常に濃い茶色まで様々で、より濃い茶色のサンプルは一般的により薄い。同じ鉱床から採取されたサンプルであっても、外観は非常に大きく異なることが分かっており、下層や古い層から採取されたサンプルは、より新しい上層から採取されたサンプルよりも通常より濃い色をしている。また、組成も非常に異なることがすぐに判明した。鉱床をしばらく採掘した後、そこから得られるグアノの品質は劣悪で粗く、多くの場合、小石や花崗岩、斑岩などの破片が混ざっていることが判明した。そのため、この国に到着したグアノは肥料として使用される前にふるいにかける習慣が生まれた。より濃い品質のもの、例えばチンチャグアノには、純白から濃い茶色まで様々な色の小さな丸いコンクリーション状の団塊が時折見られた。分析の結果、これらの団塊は[190]主にカリ塩で構成されていることが報告されている。また、時にはほぼ純粋なアンモニア塩の小さな結晶も発見された。そのため、グアノを市場に出す際には、石を分離し、全体を細かく均一な粉末にするのがすぐに慣例となった。その最も特徴的な点の一つは、[304ページ]グアノには様々な特性があり、中でも特に人々に強い印象を与えたのは、その刺激臭でした。この特性は、含まれるアンモニアに起因すると過度に重視されていました。しかし、グアノ特有の臭いが、アンモニアによるものというよりも、特定の脂肪酸によるものなのかどうかは疑問です。

構成。

グアノの組成は非常に複雑です。窒素は多様な形態で含まれており、主なものは尿酸塩、シュウ酸塩、ウルミン酸塩、フミン酸塩、硫酸塩、リン酸塩、炭酸塩、そしてアンモニアの塩化物です。また、グアノ特有のグアニンと呼ばれる稀な有機窒素の形態も存在します。ブサンゴーによれば、グアノの中には少量の硝酸塩を含むものもあります。リン酸は、可溶性の状態、すなわちアルカリ（アンモニアとカリ）のリン酸塩と不溶性の状態の両方の形で存在し、最後に、カリは硫酸塩とリン酸塩の形で存在します。これらの異なる形態の窒素とリン酸の存在割合は、サンプルによって大きく異なります。サンプルの含有量が多いほど、原則として尿酸の形で含まれる窒素も多くなります。窒素の大部分は尿酸とアンモニアの形で存在します。湿ったグアノは乾燥したグアノよりもアンモニアとして窒素を多く含みます。これは前者で発酵が進行するためです。平均すると約[305ページ]窒素全体の3分の1は水に溶けます。一方、リン酸は約4分の1しか水に溶けません。

カルムロットによるチンチャ島のグアノサンプルの以下の分析[191]はこれを説明する。（サンプルは華氏212度で乾燥された。）

1.成分は水に容易に溶けます。

尿酸アンモニウム 12.74
シュウ酸アンモニウム 13.60
窒素および硫黄を含む有機物質 3.61
リン酸アンモニウムマグネシウム 4.00
リン酸アンモニウム .90
硫酸アンモニウム 1.82
塩化アンモニウム 1.55
硫酸カリウム 3.30
塩化ナトリウム 2.44
43.96

2.水に溶けにくいが、酸、アルコール、エーテルには溶ける。

尿酸 21.14
樹脂 1.11
脂肪酸 1.60
窒素および硫黄を含む有機物質 2.29
リン酸カルシウム 18.22
リン酸鉄 1.04
シリカ .64
46.04
上記の分析では、炭酸塩として存在するアンモニアは存在しないことが分かる。しかし、ペルー産グアノのほとんどのサンプルでは、[306ページ]この形態のアンモニアは1～2%を占めていた。品質の低いもの、特に水と接触し、その結果ある程度発酵したものには、この形態のアンモニアが最も多く含まれていた。このようなグアノは、窒素の揮発による損失が最も起こりやすい。

古いペルー産グアノには、窒素が14%（アンモニアの17%に相当）も含まれており、リン酸も12～14%（石灰リン酸の26～28%に相当）含まれていました。しかし、鉱床が採掘されるにつれて徐々に品質が劣化し、窒素含有量は年々減少していきました。最近では、輸入されたペルー産グアノには窒素が3～4%（アンモニアの4～5%に相当）しか含まれていません。しかし、このグアノはリン酸含有量が多く、石灰リン酸が50～60%、カリが3～4%含まれていることが多いのです。[192]

（ｂ）その他の窒素グアノ

ペルー産のものを除くグアノは、主に純粋にリン酸グアノであるため、「ペルー産」という用語は、過去には窒素グアノと同義の総称として頻繁に使用され、その結果、その起源に関わらず、すべての窒素グアノに適用されてきた。しかし、ペルー産以外にも、いくつかの鉱床が存在する。[307ページ]ペルーには、貴重な窒素含有グアノが大量に産出されている地域がいくつかあります。その中でも、品質が最も高く、実際、これまで発見された鉱床の中で最も豊富なのは、ボリビア沿岸の岩だらけの岬から産出されたアンガモス・グアノです。分析された数少ないサンプルでは、窒素含有量が20%を超えています。しかし残念ながら、この鉱床は比較的少量であることが判明し、すでに枯渇しています。

イカボエ諸島をはじめとするアフリカ南西海岸沖の島々で発見された鉱床は、質は劣るものの、量は豊富でした。これらの鉱床はペルー産グアノの導入直後に発見され、数年間にわたり貴重な肥料として大量に供給されました。しかし、最初に発見された鉱床はすぐに枯渇したため、イカボエ産グアノは数年間入手不能となりました。しかしその後、新たな鉱床が発見され、近年では相当量が農業に利用されています。[193]イカボエ・グアノはペルー産のものより価値が劣ります。少量の雨がグアノ堆積物の窒素を減少させる影響を如実に示しています。我が国に輸入されるイカボエ・グアノの多くには、大量の羽毛が含まれています。また、不溶性物質も異常に多く含まれています。

その他の窒素含有グアノとしては[308ページ]パタゴニア、フォークランド、サルダニャ湾について言及しました。イカボアと同様に、これらの種も比較的最近に出現し、毎年繁殖期後に少量ずつ採取されます。

II.—リン酸グアノ

すでに指摘したように、リン酸グアノは窒素グアノと起源が似ています。しかし、リン酸グアノの場合、元々含まれていた窒素、アルカリ、可溶性リン酸は、有機物の分解と水の作用によってほぼ完全に失われています。[194]それらのほとんどは、1パーセントにも満たない微量の窒素をまだ含んでいます。これらの鉱床は、世界各地の島々に数多く存在しています。そこから得られるグアノは、窒素含有グアノとは見た目が大きく異なり、色がはるかに薄く、細かい粉状です。非常に豊富なリン酸グアノを形成し、多くの場合、70～80パーセントの不溶性リン酸石灰を含みます。このようなグアノは、硫酸で処理することで高級過リン酸石灰の製造に広く利用されます。[309ページ]リン酸グアノは不溶性であるため、土壌に直接施用するのはあまり適していません。これらのリン酸グアノのうち、主なものは次のとおりです（斜体で示したものはまだ枯渇していません）。

1.ベイカー島、ジャービス島、ハウランド島、スターバック島、フリント島、エンダーベリー島、モールデン島、ラセペード島、ブラウズ島、ヒューオン島、チェスターフィールド島、シドニー島、フェニックス島、アルブロロス島、シャークスベイ島、ティモール島— すべて太平洋の島々で発見されました。

2.ボリビア沿岸のメヒヨネス。

3.西インド諸島のAves、Tortola、Monaおよびその他の鉱床。

4.アラビア湾のクリア・ムリア諸島。

これらのさまざまなグアノの組成に関する詳細については、付録の注 V、329 ページを参照してください。

構成における不平等。

グアノが決して均一な組成ではないことは、取引の歴史において早くから認識されていた事実である。異なる鉱床から採取されたグアノは分析の結果、肥料成分の割合が異なるだけでなく、同じ鉱床から採取されたグアノの異なるサンプル間でも、しばしば非常に大きな違いが見られた。そのため、すぐに化学分析を行い、個々の積荷を綿密に分析した上でグアノを販売することが慣例となった。しかし、この慣習によって困難が完全に解消されたわけではなかった。なぜなら、たとえ一つの積荷であっても、グアノの組成が異なることがあったからである。より古く、より栄養価の高いグアノの場合、確かにより多くの[310ページ]品質は均一ですが、窒素の割合が異なる傾向がありました。[195]しかし、堆積物が徐々に採掘されるにつれて、下層には多かれ少なかれ石質や土質が混じっていることがわかり、その組成は当然ながら非常に多様になりました。この状況は買い手と売り手にとって不満であり、売り手側が肥料の組成を保証することがほぼ不可能であったため、両者の間に大きな摩擦が生じました。市場に出す前に肥料を細かい粉末状にする習慣、そしてその後導入された硫酸処理の習慣により、この問題は大幅に解消されました。

「溶解した」グアノ。

硫酸によるグアノ処理は、水害を受けた貨物の場合に初めて利用されました。既に指摘したように、このようなグアノでは発酵が起こり、その結果、多かれ少なかれ揮発性の炭酸アンモニアが生成されました。硫酸を加えることでアンモニアは固定され、グアノの最も貴重な成分の損失が防がれました。しかし、このように処理されたグアノは肥料としてより優れた活性を持つことがすぐに判明しました。硫酸処理の結果、 [311ページ]可溶性リン酸塩の量と可溶性窒素化合物の量が大幅に増加します。[196]さらに、均一な組成のグアノを生成する効果もありました。この方法は、1864年にオーレンドルフ商会によって初めて導入され、すぐに広く普及しました。グアノは25～30%の硫酸（比重1.73）で処理されます。しばらくすると、得られた硬い塊は粉砕機によって均一な粉末になります。

「均等化」または「整流化」されたグアノ。

グアノの品質が低下するにつれ、高級品への需要はますます高まりました。そのため、この天然素材を硫酸アンモニアで「強化」または「精留」する（様々な呼び方があります）習慣が生まれました。こうして、古いグアノと肥料成分の割合が非常に近い肥料が得られます。このいわゆる「均質化」グアノには、現在2種類の品質のものが販売されています。1つ目は、窒素含有量がアンモニア8～9%、リン酸30～35%、カリ2～3%であることが保証されているものです。2つ目は、窒素含有量が約半分ですが、リン酸含有量が多いものです。

この強化グアノがどれほど貴重なものであろうとも（そしてそれは間違いなく最も貴重な肥料である）、その作用は古いものと全く同じであるとは考えられない。[312ページ]ペルー産グアノは、窒素、リン酸、カリの割合がペルー産グアノに似ています。グアノの肥料としての特徴的な価値の多くは、後述するように、その肥料成分が様々な溶解性の化合物に含まれており、土壌中で植物の必要に応じて徐々に利用可能になるという点にあります。これは、グアノの肥料としての作用が極めて特異である理由の一つであることは間違いありません。他にも、私たちが明確に理解していない理由がいくつかあります。グアノの組成をいかに巧みに人工的に模倣したとしても、「均一化」されたグアノの作用が本物と全く同じではないことは疑いようのない事実です。それでもなお、均一化グアノが現在入手可能な低品質のグアノや一般的な複合肥料よりも優れた効果を発揮することは、ほとんど疑いの余地がありません。しかし、均一化グアノの大きな利点は、輸入グアノよりも安価で販売されていることです。そして、グアノは分析結果が保証された上で販売されるため、この慣行は農業の真の利益の促進に大きく貢献してきました。

肥料としての作用。

グアノは、家畜糞尿に次いで、一般的に使用される肥料の中で最も「一般的な」肥料と言えるでしょう。窒素、リン酸、カリに加えて、石灰、マグネシアなど、他の植物成分もほぼすべて含んでいるからです。しかし、肥料としてのグアノの特別な価値は、単に[313ページ]含まれる貴重な植物養分の量において。家畜糞尿と同様に、その特徴的な作用の多くは、肥料成分の密接な混合状態に起因しており、また、既に指摘したように、これらの成分が多様な化学形態で含まれており、それぞれ溶解度が異なり、したがって植物の必要に応じた利用可能性も異なるという事実にも起因しています。例えば、窒素の多様な形態を考えてみましょう。植物がすぐに吸収できる状態にあるものもあれば、徐々に利用性が低下する形態で含まれているものもありますが、植物の必要に応じて徐々に利用可能な形態へと変化します。また、家畜糞尿と同様に、あらゆる種類の作物や土壌にほぼ同等の良好な結果で施用できます。つまり、グアノは、肥料成分を様々な形態で施用することの価値を示す素晴らしい例です。これが単なる理論ではないことは、過去にグアノを用いて行われた数多くの様々な実験、特にドイツの化学者グルーベンによる有名な実験によって十分に証明されている。これらの有名な実験では、グアノは多種多様な肥料と比較され、ほとんどの場合、窒素、リン酸、カリの量は他の肥料と同じになるように調整された。つまり、これらの実験は、人工的に作られた肥料が、 [314ページ]硝酸ソーダ、硫酸アンモニウム、過リン酸石灰など、最も貴重な肥料のほとんどが、その組成においてグアノに酷似しているにもかかわらず、その効果は本物と全く同じではありません。家畜糞尿と同様に、グアノも同様です。これらの肥料の価値を完全に評価するには、両方の肥料の組成の複雑さを考慮する必要があります。両方の肥料の作用には、説明できないこと、あるいはまだ理解できないことが数多くあります。グアノの作用は、肥料学における多くの問題の一つに過ぎず、農業のこの最も重要な分野に関する我々の知識が、これまで膨大な研究が行われたにもかかわらず、いかに不十分であるかを示しています。[197]

グアノ中の肥料成分の割合。

グアノは、一般的にカリ含有量が少ないため、窒素とリン酸を主成分とする肥料とみなすべきである。多くの土壌、特にスコットランドのような国では、カリの不足はそれほど重要ではない。人工肥料としてのカリの価値は、他の2つの成分に比べて低いからである。しかし、カリが不足している土壌では、グアノにカリ肥料を補充する必要がある。窒素とリン酸に関して言えば、これら2つの成分の最適な割合はどこにあるのだろうか。この問いに直接答えることはできない。まず第一に、[315ページ]これら二つの成分の存在割合は様々です。先に示したように、かつてペルーの肥沃なグアノには、現在よりも窒素が豊富に含まれていました。このようなグアノは、畑に施用する際にリン酸肥料を補給すると最も効果的であることがわかりました。現在広く販売されている「均質化」グアノや「溶解」グアノでは、製造業者は窒素とリン酸の割合を、ほとんどの場合に最適と考えられる割合に調整しようとします。しかし、繰り返し指摘してきたように、肥料中の肥料成分の最適な割合を決定するには、土壌と作物の両方を考慮する必要があります。穀類には窒素肥料を補給すると効果的ですが、根菜類にはリン酸肥料を補給すると効果的です。

適用モード。

他の肥料と同様に、できるだけ細かい状態で施用し、土壌粒子と完全に混合することが望ましい。さらに、アンモニアの揮発による損失を防ぎ、均一に分散させるためには、乾燥した土、灰、砂、あるいは他の物質（ただし石灰は不可）と混ぜて施用するのが最適です。グアノと食塩を併用する習慣は、数多くの実験によって、グアノの肥料としての作用に非常に有益であることが証明されています。正確な性質は、[316ページ]肥料への添加物としての塩の作用については、これまで多くの議論が交わされてきました。その作用は、おそらくいくつかの原因に帰せられるでしょう。第一に、塩は、グアノなどの肥料で急速に進行する傾向がある発酵作用を遅らせる防腐剤として作用すると考えられます。さらに、空気中の水分を吸着する肥料の力も高めます。これは干ばつ時に非常に重要な特性です。フェルカー博士の実験は、このことを鮮やかに示しています。純粋なグアノと塩を混ぜたグアノの2つのロットを1か月間空気にさらし、その後、含まれる水分量を調べたところ、塩を混ぜたグアノは、塩を混ぜたグアノよりも2%多く水分を吸収していることがわかりました。

グアノを土壌に一定の深さまで埋めることの重要性は強調されており、そのように施用するとどれほど効果が向上するかを証明するための多くの実験が行われてきました。これはおそらく、揮発性アンモニアの損失を防ぎ、植物の根に触れる前に肥料を土壌粒子と混合するためでしょう。この最後の予防措置は重要です。なぜなら、原料は種子や植物の根に悪影響を与える傾向があることが分かっているからです。これは特にジャガイモに当てはまり、グアノを土壌に埋めるとジャガイモの品質が低下することが分かっています。[317ページ]塊茎に直接接触させないでください。グアノはすぐに利用できる肥料であるため、植物が必要とする直前に施用することが望ましいです。したがって、一般的には春、播種期の直前、あるいは播種期と同時に施用するのが最適です。家畜糞尿を使用する場合は、グアノを少量の追肥として用いることが推奨されています。しかし、前述の様々な理由から、ほとんどの場合、追肥として施用することはお勧めできません。

使用する数量。

使用量については、もちろん土壌、作物、そして使用される他の肥料の量と性質によって異なります。1エーカーあたり1～4 cwt.が通常の限度ですが、特にスコットランドでは、より多量の施肥が一般的に行われ、カブには6～8 cwt.、あるいは9 cwt.が使用されることもあります。JBローズ卿とジェームズ・ケアード卿は、グアノが導入されて間もなく、行った実験から、小麦作物に1エーカーあたり2 cwt.を施用すると、穀物が8～9ブッシェル増加し、藁の量が4分の1増加すると推定しました。前者は、小麦に1エーカーあたり2～3 cwt.を散布し、種を蒔く前に土地にすき込むことを推奨しています。これは、あらゆる土壌とあらゆる種類の作物に使用できることを既に述べました。[318ページ]作物によく使用されます。しかし、特にカブに施用すると、穀類の場合よりも大量に使用でき、特に好ましい結果が得られることがわかりました。カブに施用する場合は、リン酸含有量の多いグアノを使用するか、過リン酸石灰を併用するのが効果的です。2回に分けて施用し、播種前に多めに施用し、残りをカブの発芽後、播種と播種の間に施用することで、優れた結果が得られました。また、マンゲル（雑草）の肥料としても優れた効果を発揮することが証明されています。概して、重土壌や湿気の多い気候で最も優れた結果が得られます。

グアノの偽造。

おそらく、グアノほど過去に偽造された人工肥料は他にないでしょう。これは、グアノを分析値に基づいて販売する慣行が、特に小売り業者の間では、取引の初期段階ではほとんど普及していなかったためです。こうした偽造の多くは、農民の無知な偏見によって引き起こされたと考えられます。農民にとって、グアノの刺激臭と色は、その最も重要な特性とは考えられていなかったのです。購入者は、グアノの種類によって品質が異なることを十分に認識しておらず、最高品質のグアノに支払うべき価格と同じくらいの高値を、品質の低いグアノに支払わされることも少なくありませんでした。実際、グアノの重要性を示す肥料は他にありません。 [319ページ]ペルー産グアノは、化学分析によってその品質が証明されている。これまで行われてきた様々な偽装行為の中には、おがくず、米粉、チョーク、硫酸石灰および硫酸マグネシウム、食塩、砂、土、ピート、様々な灰、水などの物質の添加が挙げられる。しかしながら、現在ではこうした偽装行為はほとんど行われなくなっていることは疑いようがない。とはいえ、一般的な偽装行為のいくつかを検出できる検査法を一つか二つ挙げておくことは有益であろう。一つか二つは極めて容易に検出できる。例えば、砂やその他の鉱物による偽装である。このような場合、グアノを少量燃焼させた際に残る灰の割合が過剰であることがわかる。純粋なペルー産グアノのサンプル中の灰の割合は、50～60％を超えてはならぬ。灰の色も重要なポイントであり、偽装のさらなる指標となる可能性がある。本物のグアノの場合、灰は白っぽいか灰色がかっています。赤色の灰は、通常、鉄を含む鉱物（例えば、鉄とアルミナのリン酸塩鉱物であるレドンダリン酸塩など）によるグアノの偽装を示しています。灰が白くても量が多すぎる場合は、食塩、硫酸マグネシウム、石膏、またはチョークによる偽装が疑われます。後者の物質は、一般的な酸で処理することで容易に検出できます。[320ページ]炭酸ガスの放出により、次のような反応が起こります。[198]灰に関してさらに重要な点は、水と酸への溶解性です。不溶性の残留物が多い場合は、砂が混入していると考えられます。水による混入は、サンプルを沸騰温度まで加熱し、その損失量を測定することでも容易に検出できます。もちろん、水分の量はサンプルによって異なります。グアノの外観は、異常に湿っているかどうかを判断する上で非常に役立ちます。最後に、ペルー産のグアノは非常に軽いことを付け加えておきます。これだけでは真正性を十分に証明することはできませんが、他の検査結果を裏付けるのに役立つ可能性があります。

III.—いわゆるグアノ。

この章を締めくくる前に、「魚グアノ」、「肉グアノ」、「肉粉グアノ」、「コウモリグアノ」など、一般的にグアノという名前で知られている肥料、および、ここではより便宜的に「鶏や鳩の糞」と表現できる肥料について言及しておく。

魚のグアノ。

魚の応用は、他の用途には適していません[321ページ]魚の糞を肥料として畑に散布する習慣は、長年にわたり国内の一部地域で続いてきました。漁業が主要産業である沿岸部の多くの地域では、例えばニシンの過剰漁獲を処分する唯一の方法は、かつては肥料として利用することでした。こうした慣行から、現在では重要かつ成長を続ける産業、すなわち魚糞の製造が生まれました。

この製造はノルウェーで最初に始まり、現在でも最も広く行われています。得られる魚グアノの品質は、用いられる工程の性質、そして魚全体から作られるか、魚の内臓から作られるかによって大きく異なります。後者が一般的です。この製造は魚の塩漬け場で行われ、魚の内臓の大部分が骨や頭で構成されているため、この原料から作られる魚グアノの品質は、魚全体から作られる魚グアノとは多少異なります。ノルウェー産の魚グアノは大量にヨーロッパ各地に輸出されています。

最高品質のグアノには窒素が10%ほど含まれているものもありますが、通常は8%程度です。リン酸含有量には、前述の理由により大きなばらつきがあります。魚の残骸から作られたグアノは、魚全体のグアノよりもリン酸が自然に豊富だからです。リン酸含有量は4～[322ページ]15パーセント、そして少量のカリウムも含まれています。

ノルウェーでは、クジラの死骸からグアノも製造されています。このグアノには、窒素が7.5～8.5%、リン酸が約13.5%含まれています。

アメリカでは魚のグアノが相当量生産されており、その重要な供給源の一つがメンハッドと呼ばれる粗いニシンです。この魚は油を採取するために捕獲され、煮沸して抽出されます。残留物は圧搾・乾燥され、グアノに加工されます。

この国では、魚グアノの製造が相当規模で行われており、その量は増加傾向にあります。かつてはノルウェーから現在よりも大量に輸入されていましたが、現在の年間輸入量はわずか1,000～2,000トンです。英国における年間総生産量はおそらく7,000～8,000トンです。

「魚グアノ」の価値。

魚の糞が貴重な肥料であることは疑いようがありません。しかし、その価値を損ねているのは、通常、ある程度の油分が含まれていることです。この油分は、魚の糞を土壌に施用した際に発酵と分解を遅らせ、本来の効果よりも遅くする作用があります。

したがって、土壌に施用すると、[323ページ]魚の肥料としての効用は、発酵を促進する機会を与えるべきである。使用する少し前に施用するのが最善である。土壌粒子とよく混ぜ、土壌の表面に堆積させないようにする。十分な水分と空気が確保され、発酵が速やかに進むような、軽く耕された土壌で最も効果的である。ホップ、ブドウ、牧草、イチゴの肥料としての価値は大きいことが分かっている。家畜の堆肥と一緒に施用することが推奨されており、このような施用方法は間違いなく魚の分解を促進するのに適している。また、過リン酸石灰と混合するためにも使用されている。ストーラー教授は、魚を現在よりも広く肥料として使用することを提唱している。教授は、食用には適さない魚であっても、肥料に転用するために捕獲できるのではないかと示唆している。しかし、魚を保存するのは非常に難しい。そして彼は、この目的のために、塩化カリウム塩や石灰などのカリ塩の使用を提案しています。カリを使用することの利点は二つあります。防腐剤としての作用に加え、得られる魚グアノの肥料としての価値を大幅に高めるでしょう。ストーラー教授の見解には多くの一面があり、人工窒素肥料の供給源がますます限られてくるにつれて、魚グアノの製造は今後、これまで以上に大規模かつ体系的に行われるようになることは間違いありません。

[324ページ]肉粉グアノ。

「肉粉グアノ」と呼ばれるものは、一般的にはリービッヒ法に従って肉エキスを抽出した後の牛の死骸の残渣から作られます。肉粉は飼料用と肥料用の両方に利用されています。相当な量が[199]このグアノは、南米、クイーンズランド、ニュージーランドから毎年この国に輸入されており、ウルグアイのフレイ・ベントス産のものが最もよく知られています。これは貴重な肥料であり、特に窒素含有量が4～8%、リン酸含有量が13～20%と高いことから、その価値は高く評価されています。肉粉グアノの中には、窒素含有量が11%に達するものもあります。

世界の一部の地域、特にドイツでは、馬、牛、犬、豚などの病気で死んだ動物の死骸がグアノに変換されています。これらの死骸は蒸解釜で蒸気処理され、脂肪とゼラチンが分離・利用される一方で、動物の残りの部分はグアノに変換されます。その他の処理も行われています。得られた堆肥には、窒素が6～10%、リン酸が6～14%含まれています。

肉粉グアノの価値。

肉粉グアノは貴重な窒素肥料です。[325ページ]魚の糞の場合と同じことが当てはまりますが、魚の糞よりも発酵がはるかに早く、間違いなくより価値のある肥料です。

コウモリの糞。

最後に、コウモリの糞について考えてみましょう。コウモリの糞は非常に珍しいもので、高温の洞窟で堆積したものが発見されています。

分析されたサンプルは品質が大きく異なり、中には窒素含有量が9%、リン酸含有量が25%にも達するものもありました。もしコウモリの糞がいくらでも入手でき、しかも上記の分析値に近い品質のものであれば、コウモリの糞が非常に貴重な肥料となることは言うまでもありません。

その組成に関する特異な点は、窒素のかなりの割合（3 パーセント程度）が硝酸塩の形で含まれていることが判明していることです。

鳩と鶏の糞。

ハトの糞は歴史的に非常に重要な肥料です。古代ローマではハトの糞が肥料として利用され、近代においても、特にフランスでは最も重要な肥料とみなされていました。しかし、ハトの糞は決して栄養価の高い肥料ではなく、その組成は先ほど検討したグアノと比べると非常に劣っています。[326ページ]ストーラー、[200]窒素は1.5～2.5％、リン酸は1.5～2％、カリウムは1％強しか含まれていない。

家禽の糞もほぼ同じくらい貧弱で、鶏糞には窒素が 0.8 ～ 2 パーセント、リン酸が 1.5 ～ 2 パーセント、カリウムが 1 パーセント弱含まれています。一方、アヒルやガチョウの糞はさらに貧弱です。[201]

これらのことから、ハト、ニワトリ、アヒルの糞は肥料として優れていないことがわかります。ハトの糞について注目すべき点の一つは、非常に早く発酵することです。

疑似グアノは、肥料成分がいかに豊富であっても、グアノの作用について考察した際にすでに述べた理由により、その作用において本物と同等であるとはみなされません。

脚注:
[183]骨は、グアノよりずっと前から使われていたのは事実である。しかし、骨は当然ながら人気があったものの、グアノが輸入された当時は、それほど広範囲には使われていなかった。

[184]現在、年間輸入量は3万トン未満とみられるが、1855年には20万トンを超えていた。この点に関する統計については、付録の注I、327ページを参照されたい。

[185]アンガモスやイカボエなど、ごく最近に形成されたグアノ堆積物の起源については、現在も形成過程が進行しているのを目撃できるため、何ら疑問の余地はありません。しかし、より古い堆積物については、鉱物起源であると主張する人もいます。こうした堆積物が主に鳥の排泄物に由来することを示す最も有力な証拠は、比較的多量の尿酸が含まれていることです。一方、こうした堆積物が鳥や他の動物の遺骸から形成されたという考えを裏付ける証拠は、リン酸塩が多量に含まれていること、そして堆積物中に前述の動物の羽毛や化石骨格が含まれていることです。

[186]さまざまな鉱床の完全なリストは、付録の注 II、327 ページに掲載されています。ほぼすべての鉱床が赤道の北と南の 10 度から 20 度の範囲内にあることがわかります。

[187]257 ページの「家畜糞尿」の章を参照してください。

[188]ネスビットによれば、このグアノの積荷の中には、肥料としての価値がほとんどない硬い塩性の塊も含まれており、その50パーセント以上は食塩だったという。

[189]塩の輸出は1868年に行われた。

[190]これらの結節と結晶の分析については、付録、注III、328ページを参照してください。

[191]ハイデン第2巻356ページを参照。

[192]付録、注IV、329ページを参照。

[193]現在輸出されているイカボエグアノは新鮮な堆積物であり、毎年収集されて出荷されています。

[194]場合によっては、グアノとその下の石灰岩の間でさらなる化学変化が起こり、「クラスト」グアノと呼ばれるものが形成されます。このようなグアノは軟質のリン酸塩岩を形成し、リン酸塩を非常に豊富に含んでいます。このような「クラスト」グアノの例として、ソンブレロ、キュラソー、アルバ、メキシコ、ナバッサのリン酸塩が挙げられます。

[195]古いペルーのグアノにコンクリーション団塊が存在することはすでに指摘されている。

[196]フォーゲルによれば、尿酸塩としての窒素は硫酸によってアンモニア塩に変換されます。

[197]付録、注VI、330ページを参照。

[198]しかし、本物のグアノにも一定量の炭酸石灰が含まれており、そのように処理するとわずかに発泡することを覚えておく必要があります。

[199]年間輸入量は3000～4000トン程度とみられる。

[200]農業化学、第367巻。

[201]付録、注VII、331ページを参照。

[327ページ]
第8章の付録

注I.（p.297）。

1865年から1893年にかけてイギリスに輸入されたペルーのグアノ。

年。トン。
1865 213,024
1870 247,028
1871 144,735
1872 74,964
1873 135,895
1874 94,346
1875 86,042
1876 158,674
1877 111,835
1878 127,813
1879 45,475
1880 58,631
1881 33,393
1882 27,382
1883 36,713
1884 15,802
1885 —
1886 28,733
1887 5,784
1888 16,446
1889 17,000
1890 19,000
1891 11,000
1892 14,000

注II.（p.298）。

世界のグアノ堆積物。

南アメリカ—
ペルー。沿岸のさまざまな島々、すなわちチンチャ島、グアナペ島、バジェスタス島、マカビ島、ロボス島、パティージョス島、および沿岸のさまざまな地域、すなわちパベジョン・デ・ピカ島、チパナ島、ワニージョス島、プンタ・デ・パティージョス島、インディペンデンス湾、およびロボス・デ・フエラ島。
コロンビア。ベネズエラ州、ヌエバ・グラナダ州、エクアドル州のさまざまな地域。これらの地域から採取されたグアノは、コロンビア・グアノ、または発見された州の名前でよく知られています。マラカイボ・グアノとモンクス・グアノはベネズエラ沿岸から採取されます。エクアドル西方のガラパゴス諸島にも鉱床が見つかります。
ボリビア。 —メヒヨネス諸島、パタゴニア、レオンズ。
[328ページ]北アメリカ— メキシコとカリフォルニアの海岸、ラザ諸島とパトス諸島、ラブラドルの海岸で鉱床が発見されています。また、メキシコ湾のキュラソー島、アルバ島、ナヴァッサ島でも発見されています。
アフリカ— 西海岸では、アルゴア湾、サルダニャ湾、イカボエ島で鉱床が発見されています。
オーストラリア—シャークスベイとスワン島。
西インド諸島- ソンブレロ、アベス、キューバ。
太平洋— ベイカー島、ジャービス島、ハウランド島、モールデン島、スターバック島、ファニング島、エンダーベリー島、ラセペード島、ブラウズ島、ヒューオン島、サプライズ島。
アジア— アラビア海岸のクリア・ムリアおよびサンドイッチ諸島の鉱床。（ハイデンの『鉱石学』第2巻、349ページ参照）

注III.（303ページ）。

コンクリートノジュールの組成。

（Karmrodtによる分析）

1位
硫酸カリウム 7.49
リン酸カリウム 9.52
リン酸ナトリウム 9.08
リン酸アンモニウム 7.57
硫酸カルシウム 3.40
尿酸アンモニウム 4.09
シュウ酸アンモニウム 41.28
窒素有機物 10.17
水 7.40
100.00
窒素 – 14.84
2位
硫酸カリウム 45.64
硫酸ナトリウム 13.22
硫酸アンモニウム 10.23
シュウ酸アンモニウム 9.14
塩基性リン酸アンモニウム 12.09
沈殿リン酸アンモニウム 4.78
有機物 .94
不溶性 1.90
水 2.06
100.00

[329ページ]注IV.（306ページ）。

以下の分析は、ポムリッツ農業試験場の化学実験室で随時分析された多数の異なるサンプルの平均であり、1867年から1881年にかけてペルーのグアノの窒素含有率が徐々に低下していることを示しています。

 窒素。

1867 13.16
1868 11.98
1869 13.66
1870 12.37
1871 10.04
1872 10.72
1873 9.16
1874 9.83
1878 7.10
1879 6.95
1880 7.07
1881 6.93

注 V. (p. 309)。

さまざまなグアノの組成。

以下は、過去または現在使用されている、より一般的な窒素グアノおよびリン酸グアノの一覧です。イタリック体で記載されているものは現在も採掘中です。これらの価値は窒素とリン酸の含有量に依存するため、ここではこれら2つの含有量のみを示しています。同じ鉱床から採取された鉱石であっても、品質は大きく異なるため、パーセンテージはあくまでも概算値としてお考えください。この表は参考としてお役立てください。

窒素グアノ。

             リン酸 } { 三石灰
 窒素  ＝   アンモニア。  酸   } = {   リン酸塩。
 パーセント。      パーセント。  パーセント。      パーセント。

アンガモス 20 24 5 11
チンチャ 14 17 13 28
バレスタス 12 15 12 26
エジプト人 11 13 19 41
グアナペ 11 13 — —
マカビ 11 13 12 26
コルコバード 11 13 15 33
サルダニャ湾 9 11 9 20
イカボエ 8 10 9 20
インディペンデンス湾 7 9 12 26
パベロン・デ・ピカ[330ページ] 7 9 14 31
プンタ・デ・ロボス 4 5 15 33
ワニージョス 6 7 18 28
ペンギン 5 6 11 24
パタゴニア 4 5 18 39
フォークランド諸島 4 5 14 31

リン酸グアノ。

 リン酸 } { 三石灰
 酸   } = {   リン酸塩。
 パーセント。      パーセント。

マラカイボ、または修道士 42 92
ラザ島 40 87
キュラソー 40 87
ベーカー島 39 85
スターバックス 38 83
エンダーベリー 37 81
カリフォルニア人 35 76
鳥類 34 74
ファニング島 34 74
ハウランド 34 74
シドニー島 34 74
メヒヨネス 33 72
ラセペード島 33 72
マルデン島 32 70
ソンブレロ 32 70
島を閲覧する 31 68
ヒューオン島 28 61
パトス島 24 52
ジャービス島 20 44
ケープ・ヴェール 11 24

注VI.（314ページ）。

リービッヒがグアノ中のシュウ酸の作用について提唱した理論に言及しておくと興味深いかもしれません。彼は、この作用は不溶性のリン酸カルシウムを徐々に可溶性にし、リン酸アンモニウムとシュウ酸カルシウムの生成を引き起こすと考えました。このような作用は、グアノが自然に発酵した場合にもおそらく起こるでしょう。しかし、グアノが土壌粒子と接触すると、可溶性リン酸はすべて沈殿リン酸に変換されることが分かっています。

[331ページ]注 VII. (p. 326)。

鶏、ハト、アヒル、ガチョウの糞の分析
（ストーラーの『農業化学』第367巻）

 鶏。  ハト。 アヒル。    ガチョウ。

水 56.00 52.00 56.60 77.10
有機物 25.50 31.00 26.20 13.40
窒素 1.60 1.75 1.00 .55
リン酸 1.5～2.00 1.5～2.00 1.40 .54
カリ .80～.90 1.0～1.25 .62 .95
ライム 2.00～2.50 1.50～2.00 1.70 .84
マグネシア .75 .50 .35 .20
ベルギーの農家の計算によれば、ハトは 1 年に約 6 ポンド、雌鶏は約 12 ポンド、七面鳥やガチョウは約 25 ポンド、アヒルは 18 ポンドの糞を産みます。

[332ページ]
第9章
硝酸ソーダ。

硝酸ソーダ、[202]あるいは、化学的観点からより正確には硝酸ナトリウムと呼ばれるものが、現在、人工窒素肥料として最も多く利用されている。硫酸アンモニウムとともに、かつてペルー産グアノが肥料市場において占めていた地位を奪い、現在の価格では、植物にとって最も安価で価値の高い人工窒素源の一つであることは疑いない。南米からこの国に初めて輸出されてから約62年が経つ。その年の輸出量は約800トンで、この貴重な肥料がそれ以来どれほど広く利用されてきたかは、現在、年間輸出量が100万トン弱に達し、金額にして600万～700万ポンドに達しているという事実からも窺い知れる。このうち[333ページ]約12万トンがイギリスに輸入されている。[203]主な用途は肥料ですが、肥料だけに使われていると考えるべきではありません。一定量は、硝酸や硫酸などの様々な化学製品の製造に使用され、また火薬の主成分である硝石の製造にも使用されています。

硝酸塩鉱床の発見日。

硝酸塩鉱床の発見時期は、かなり疑わしい点であるように思われる。その鉱床に関する最も古い文献は、1820年頃にボラールトによって書かれたもので、同年、最初の出荷がイギリスに行われたとされている。しかし、当時鉱床を所有していたペルー政府が、その鉱床を正式に発見したのは、それから10～12年後のことだった。[204]はその価値を認識しているようだ。最も重要な鉱床は、南米の主要な硝酸塩の産地であるイキケの町の近郊に見られる。植物の成長を促進する既知の人工物質の中で最も強力であることが決定的に証明されたこの物質が、いかなる植物の痕跡も全く存在しない地域で発見されたというのは、いくぶん驚くべき事実である。このような発言が、[334ページ]皮肉なことに、この地域の特異な不毛さは、主にその気候特性、堆積物が砂漠の真ん中に発生することによるものだと説明しなければならない。[205]雨が降らない場所。

彼らの起源。

これらの硝酸塩鉱床の起源は、非常に興味深い地質学的問題であり、その高度（海抜3,000～4,000フィート）と、場合によっては海岸から80～90マイルにも及ぶ内陸部までの距離によって、その難しさは著しく増しています。チリで発見された塩性鉱床は、硝酸塩鉱床だけではありません。故デイヴィッド・フォーブス氏によれば、[206]これらは、雨が降らない西海岸全域に点在する他の塩性層と混同してはならない。後者は南北に550マイル以上にわたって広がり、最も発達しているのは南緯19度から25度の間である。その深さは大きく異なる。しかし、そのほとんどは非常に浅い性質を持ち、「塩性層によって常に存在の痕跡を示している」。[335ページ]地表に見られる白華現象。しばしば広大な平原を白い結晶の堆積物として覆い、その塵が旅人の鼻孔や口に入り込み、大きな不快感を与える。同時に、熱帯の太陽の強烈な反射光によって目も同様に苦しめられる。これらの塩性堆積物、一般にサリナと呼ばれるものは、主に石灰、ソーダ、マグネシア、アルミナ、そしてホウ酸の塩から構成されている。その組成から、その起源は塩水の蒸発にあると考えられる。ホウ酸を除けば、[207]鉱物はすべて、海水の蒸発、あるいは海水の塩分と隣接する岩石の成分との相互作用によって得られるものである。「この海岸全体が最近隆起したという明白な証拠」があることから、火山活動によってその高度が説明できると考えるのが妥当だろう。また、比較的海岸に近いこともこの説を裏付けるように思われる。したがって、フォーブスはこれらの理由から、陸地の隆起によって海との連絡が遮断されていた塩水のラグーンが、熱帯の太陽の影響下で蒸発したことが起源であると考えている。

フォーブスとダーウィンの起源理論について。

このような理論で大規模な鉱床の形成を説明することは明らかに困難であるが、[336ページ]海岸の隆起によってラグーンが部分的に孤立した後でも、ラグーンと海を隔てる丘陵地帯の側面の開口部によって、潮汐によって、あるいは時折、海との連絡を維持していたと仮定するだけで十分である、と述べることによって。そのような場合、ラグーンに元々含まれていた水の蒸発による量よりもはるかに多くの塩分が徐々に蓄積されるであろう。低位塩分鉱床の起源に関する上記の理論は、硝酸塩鉱床の形成様式を説明するかもしれないが、この場合、いくつかの困難が伴う。一つは、後者の標高がはるかに高く、内陸部までの距離が長いことである。しかし、この困難は、低位塩分鉱床の起源が低位の鉱床よりも古く、それに応じてより大きな火山活動を受けたと仮定することで解決できる。大陸のこの部分が過去にそのような火山活動の現場であったことを示す証拠は豊富にある。フォーブスは、スペイン人の到来以来、海岸線全体ではないにせよ、その大部分において、陸地が相当に隆起したことを証明する十分な証拠があると考えている。一方、ダーウィンは、大陸のこの部分が現存する貝殻の時代以降、400フィートから1200フィート隆起したという説得力のある証拠があると述べた。さらに、多くの場合数フィートに達する海岸線の隆起は、[337ページ]近年に発生した地震や火山活動は、それほど顕著ではないものの、依然として頻繁に発生しています。古い海岸線を示す連続線が、内陸部へと連続して伸びていることをはっきりと追跡できます。また、海岸から遠く離れた谷間や標高4,000フィートをはるかに超える高地にも、海砂と水に浸食された石の塊が見られ、同様の結論を示しています。[208]したがって、高度と海岸からの距離の問題は克服できないものとはみなされない。

硝酸の供給源。

しかし、硝酸の存在によって、それほど容易には解決できない問題が生じます。それは、ソーダと結合して硝酸塩を形成する硝酸の存在です。読者の皆様には、窒素は（もちろん、遊離状態で少量存在する場合を除き）通常の塩水中の成分ではないことをお伝えするまでもありません。したがって、これらの硝酸塩層の形成に関して最も興味深い問題は、「硝酸はどこから生じたのか」ということです。これを説明するいくつかの説が提唱されています。

グアノ理論。

一つは、その起源が巨大な[338ページ]グアノ堆積物は、もともと大きな塩湖の岸を覆っていたもので、その後の氾濫によってグアノと塩類が混ざり合った。こうしてゆっくりと分解が進み、最終的に硝酸ソーダが生成された。[209]この説は、他の考慮事項を別にすれば、一見すると極めて妥当に思えます。特に、この海岸で最大のグアノ鉱床が発見されていること、そしてこの貴重な肥料を1000万トン以上産出した有名なチンチャ諸島が、硝酸塩鉱床の現場に比較的近いことを思い起こすと、なおさらです。この説をさらに裏付けるように思われるのは、硝酸塩鉱床自体に実際に少量のグアノが存在することです。しかし、一見いかに妥当に見えても、詳細な批判には耐えません。非常に深刻な反論の一つは、これらの鉱床にグアノの最大の成分であるリン酸石灰が存在しないことです。もし本当にグアノによるものだとしたら、なぜ不溶性のリン酸石灰が消失し、易溶性の硝酸塩ソーダだけが保存されているのでしょうか。また、この説が正しいと仮定すれば、このような条件下では起こりうる化学変化の証拠が今でも見つかると期待できます。[339ページ]遷移段階にあるグアノの一部という形で、何らかの状況が生じた可能性がある。しかしながら、最も綿密な調査を行っても、そのような証拠は発見できなかった。しかしながら、上記の異論を除けば、鳥の巣の痕跡などから得られる証拠から、硝酸塩層で発見されたグアノが硝酸ソーダの形成後に堆積したものであることはほぼ疑いの余地がないと思われる。

海藻由来の硝酸。

最も可能性の高い説は、ネルナーの説であると思われる。彼によれば、硝酸の起源は、この地域で現在も頻繁に発生しているハリケーンによってラグーンに押し流された大量の海藻の腐敗に起因するとされている。この説を受け入れる上で最大の難題となるのは、これらの堆積物に含まれる数百万トンもの硝酸を生成するのに必要な海藻の量が膨大であることだ。しかし、この点に関連して、太平洋における巨大な海藻の塊の発生は、[210]は現代でも決して珍しいことではない。石炭の形成を理解するために、石炭紀が例外的に植物が繁茂した時代であると仮定しなければならないとすれば、[340ページ]硝酸塩鉱床の形成期にも、同様に海藻が繁茂していたと推測することは許される。この説の正しさは、硝酸ソーダ原液中に海藻特有の物質であるヨウ素が多量に含まれていることからも非常に強く裏付けられる。また、未分解の海藻片も散見される。したがって、全体として、この説は、必ずしも問題点がないわけではないものの、硝酸塩鉱床の起源に関して最も受け入れる価値のある説であるように思われる。[211]

硝酸塩フィールドの出現。

硝酸塩鉱床の起源についてはここまで述べてきたが、今度はその外観についてより詳しく述べよう。現在採掘されている主要な鉱床は、タラパカ州のパンパ・デ・タマルガルにある。ピサグアから南へ30～40マイル内陸に広がり、イキケの町を少し越えたあたりまで広がっている。この広大な砂漠は、すでに述べたように、あらゆる植物や動物が全く生息していないように見える。[341ページ]隣接する国では、アカシアの一種が唯一生育しているように見える植物です。この近辺に見られる数少ない小川は、すべてコルディリェラ山脈の雪解け水によって供給されています。ダーウィンは、これらのパンパの様相を「雪が降った後、汚れた最後の部分が解ける前の国」に似ていると表現しています。カリケ、つまり粗い硝酸ソーダは、パンパ全体に均等に分布しているわけではありません。最も豊富な堆積物は、おそらく古いラグーンの岸を形成した丘の斜面にあります。専門家は、地面の外観から、最も豊富な堆積物が見つかる場所を判断できます。カリケ自体は平野の表面には見られず、2つの層に覆われています。最上層は、専門的にはチュカと呼ばれ、砕けやすい性質で、砂と石膏で構成されています。下層のコストラは、粘土、砂利、長石の破片からなる岩石の凝灰岩です。カリケの厚さは数インチから10～12フィートまで様々で、コバと呼ばれる柔らかい地層の上に載っています。

硝酸塩の採掘方法。

カリケの掘削方法は以下の通りです。チュカ層、コストラ層、カリケ層に穴を掘り、その下のコバ層（軟らかい土）に到達します。その後、穴を広げ、小さな男の子を降ろしてカリケの下の土を削り取り、小さな空洞のカップを作ります。このカップに火薬を投入します。[342ページ]投入後、爆発する。カリケはピックでその上にあるコストラから分離され、精錬所へと運ばれる。

カリケの構成。

見た目も組成も非常に多様です。色は雪のように白く、硫黄色、レモン色、オレンジ色、紫色、青色、そして時には粗糖のような茶色になることもあります。

パンパ・デ・タマルガルで発見されたカリケには、一般に約 30 ～ 50 パーセントの純粋な硝酸ソーダが含まれており、アタカマ州で発見されたものには 25 ～ 40 パーセント含まれています。その後の精製工程は、ローラーで粉砕してから溶解することから成りますが、ここで説明する必要はありません。使用されている方法は、系統的浸出法 (systematic lixiviation) と呼ばれるもので、シャンクスがソーダの製造に導入した方法に類似していると述べれば十分でしょう。原料に含まれる主な不純物は食塩で、その他の不純物は石膏、硫酸カリウム、ナトリウム、マグネシウム、および不溶性物質です。すでに述べたように、硝酸塩層で見つかるヨウ素の製造も、これらの工場で行われています。

硝酸塩鉱床の範囲。

硝酸塩ソーダ鉱床の規模に関する問題は、当然ながら非常に興味深い問題である。[343ページ]特に農業の観点からは、この海域は依然として約1億トンの純粋な硝酸ソーダ鉱床を有していると推定されています。フランスの著述家シャルル・ルグランジュ氏は数年前、この海域には依然として約1億トンの純粋な硝酸ソーダ鉱床が埋蔵されていると推定しました。この点については意見が大きく分かれており、正確な推定値を出すことはほぼ不可能と思われます。

もちろん、これらの製品がどれだけの年数持ちこたえるかは、年間輸出量に左右されます。現状では、年間輸出量は100万トン弱です。この量が維持されれば、専門家によると、少なくとも20年から30年は持つはずです。この問題に重要な影響を与えるのは、製品の価格です。価格が上昇すれば、（現在は価格が積み上がっている）質の低い原材料を大量に処分して利益を得ることが可能になるかもしれません。間違いなく、より良質なカリケが枯渇した暁には、最終的にそうなるでしょう。

硝酸ソーダの組成と性質。

すでに指摘したように、市販の硝酸ソーダには純粋な硝酸ソーダの約95%、つまり窒素が約15.5%含まれており、これをアンモニアに換算すると19%になります。これは、硫酸アンモニア（アンモニア含有量24.5%）に次いで最も濃縮された窒素肥料であり、さらに、植物にとって最も利用しやすい形で窒素を含んでいます。その最も[344ページ]アンモニアの特徴は、その高い溶解性により土壌中で急速に拡散し、土壌粒子が窒素を固定できないことです。後者の点において、アンモニアは他の形態の窒素とは大きく異なります。アンモニア塩は、実質的に同程度の溶解性があるにもかかわらず、硝酸ソーダほど土壌中で急速に拡散しません。アンモニアは土壌粒子によって多かれ少なかれ強固に固定され、硝化過程によって硝酸塩に変換されるまで保持されるからです。

硝酸ソーダを追肥として施用します。

このため、硝酸ソーダは主に追肥として用いられます（そしてそれは当然のことです）。こうすることで、排水による窒素損失のリスクが最小限に抑えられ、貴重な窒素は本来あるべき場所、つまり植物の根に届きます。

深い根を育てます。

硝酸ソーダの拡散性が植物にもたらす特別な利点は、成長中の植物が硝酸ソーダを追って土壌の下層に根を伸ばすことで、深根の成長を促すことであると考えられてきました。深根の利点は言うまでもなく非常に大きく、植物は干ばつの影響に耐えるようになり、同時に栄養を得る面積も増加します。肥料の価値は、実質的には完全に[345ページ]硝酸ソーダには窒素が豊富に含まれており、土壌の吸湿力を高め、土壌をより緻密にすることで、土壌の機械的性質に有益な効果をもたらすと主張されてきた。乾季における硝酸ソーダの効果は、硫酸アンモニウムよりも優れている理由を部分的に説明できる。施用量が比較的少量であることを考えると、硝酸塩のこの機械的作用はそれほど大きくないと言えるだろう。最も乾季であっても、硝酸ソーダの拡散を確保するのに十分な水分は常に存在し、排水による損失のリスクは最小限に抑えられる。これまで、硝酸ソーダの作用の真の性質については、多くの無知と偏見が存在してきた。そして、この偏見は未だ完全に払拭されていない。

硝酸塩は消耗する肥料ですか？

一般的に非難されるのは、いわゆる「消耗性肥料」であるという点です。この反論が説得力を持つためには、硝酸ソーダが土壌から異常な量の肥料分を奪う作物を生み出すということを意味するはずです。しかし、筆者の知る限り、この主張を裏付ける科学的証拠はこれまで提示されていません。肥料を無分別に使用することで、茎や葉が過度に発達し穀物が犠牲になる作物、あるいは成長が速すぎることで作物の品質が低下する作物が生まれる可能性がある、という主張は、[346ページ]もちろん、これはよく知られた事実です。しかし、これはアンモニア塩だけでなく、可溶性リン酸の過剰摂取によっても発生する可能性があるため、硝酸ソーダに特有の性質ではありません。おそらく、硝酸ソーダは過去にもこのような無差別な方法で使用され、このような結果をもたらすことが多々あったのでしょう。したがって、問題は肥料ではなく、その施用方法にあります。したがって、この最も重要な問題について、いくつか述べておくことは有益でしょう。

適している作物。

硝酸ソーダをどの作物に施用するのが効果的かについては、当然ながら意見が分かれるでしょう。穀物の肥料としての価値は、ほぼ広く認められています。しかし、根菜類の肥料としての価値は、それほど広く認められているわけではありません。実験によれば、マンゴールドのような作物は穀物と同等の利益が得られるようです。一方、ドイツでは、大規模な実証実験によって、ビートの肥料としての価値が実証されています。クローバー、インゲン豆、エンドウ豆などのいわゆるマメ科作物を除き、硝酸ソーダはあらゆる作物の肥料として推奨されるでしょう。これらの作物は窒素を自ら生成するため、高価な人工窒素肥料の施用は推奨されません。

硝酸ソーダに関して興味深い点は、それが植物の葉の色に奇妙な影響を与えるように見えることです。この興味深い事実は、[347ページ]ロスアムステッド実験ステーションでは、硝酸ソーダと硫酸アンモニアをそれぞれ施肥した異なる実験区の葉の色のコントラストが顕著に示されました。硝酸ソーダを施肥した区は明らかに色が濃く、これは明らかにクロロフィル、すなわち緑質の生成量が多いためです。このような色の濃さは、より健全な発育を示しているように思われます。

適用方法。

したがって、硝酸ソーダが最も効果的に施用される作物については当然意見が分かれるでしょうが、その施用方法についてはほとんど意見の相違はありません。土壌粒子が硝酸ソーダを保持できないこと、降雨頻度、肥料自体が高価であること、そして植物の栄養源としてすぐに利用できることなど、これらの理由から、硝酸ソーダを追肥として使用することが極めて賢明です。追肥として使用する場合でも、全量を一度に施用しない方が賢明です。分割して施用することで、悪天候によって肥料が失われる危険性が軽減されます。硝酸ソーダを施用する上でもう一つ重要な点は、均一な散布を確保することです。これはもちろんすべての化学肥料に当てはまりますが、特に硝酸ソーダは、その高い効果と比較的少量の施用で済むことから、その重要性は極めて高いと言えます。

[348ページ]1エーカーの土壌に1 cwt.の物質を均一に散布するのは決して容易な作業ではありません。そのため、硝酸ソーダを乾燥ロームなどの希釈剤と混合することが強く推奨されます。食塩は硝酸ソーダと併用されることがよくあります。肥料としての塩の間接的な価値は大きく、硝酸と併用することで土壌の空気中の水分吸収能力が向上し、土壌への塩の浸透が速まります。

他の肥料成分が十分でなければなりません。

硝酸ソーダ施用における3つ目の重要な点は、土壌に他の植物栄養分、すなわちリン酸とカリが十分に供給されていることを確認することです。これは、硝酸ソーダが十分に生育するためには必須条件です。硝酸ソーダを過リン酸石灰と併用する場合は、使用直前に混合しないように注意が必要です。化学反応が起こりやすく、硝酸ソーダ中の硝酸が失われてしまうからです。土壌の性質も考慮すべき重要な点です。非常に緩い砂質土壌の場合、窒素施用に最適な形態とは言い難いでしょう。そのような土壌に施用する場合は、損失のリスクを最小限に抑えるよう特別な注意を払う必要があります。施用量について明確なルールはありません。 [349ページ]施肥量は、作物、土壌の性質、そして他の肥料の使用量によって大きく左右されます。トウモロコシなどの他の作物には、1～1.5 cwt. が適切な量として推奨されます。粘土質の土壌では、この量を2 cwt. まで増やすことも賢明です。マンゴールドの肥料としての使用について主に実験を行ったバーナード・ダイアー博士は、1エーカーあたり3～4 cwt. の施肥が十分な効果をもたらすと考えています。また、筆者もカブの実験で、1 cwt. の追肥で十分に効果が得られることを発見しました。

結論が導き出されました。

結論として、肥料としての硝酸ソーダの性質と特徴は、次のように簡単にまとめることができます。

白っぽい結晶性の塩で、非常に溶解性が高く、土壌に速やかに浸透します。純粋な硝酸ソーダの95%、つまり窒素15.5%（アンモニアの約19%に相当）を含みます。
硫酸アンモニウムに次いで最も濃縮された窒素肥料です。これら 2 つの肥料に含まれる窒素の相対量は 3 対 4 です。
窒素は最も価値があり、容易に同化できる形、つまり硝酸の形で含まれており、他のすべての窒素はまずこの形に変換される必要がある。[350ページ]植物が利用できるようになる前に変換されます。
現在の市場価格では、硝酸ソーダが最も安価な窒素肥料であると断言できます。
硝酸ソーダは、肥料としての直接的な価値に加えて、土壌の密度と吸水性を高めることで土壌の機械的性質にわずかな影響を与え、さらに深い根の成長を促進し、植物が栄養を得る土壌面積を増やすと同時に、植物が干ばつの有害な影響に耐えられるようになると考えられています。
硝酸ソーダがその価値を最大限に発揮するには、土壌に他の肥料成分が十分に含まれている必要があります。
ほぼすべての作物に効果的に施用できるが、施用方法には細心の注意を払う必要がある。施用はほぼ例外なく追肥として行い、可能であれば複数回に分けて施用するべきである。
その効果は適用後 1 年間のみ持続すると考えられる。

脚注:
[202]この物質は、硝酸カリウムや普通の硝石と区別するために、チリ硝石という名前でも広く知られています。

[203]付録351ページを参照してください。

[204]読者の皆様には、これらの硝酸塩鉱床がチリとペルー間の最近の戦争の大きな原因であり、その結果、最も重要な鉱床があるタラパカ州がペルーからチリに割譲されたことを思い出していただきたいと思います。

[205]その他の硝酸塩鉱床はアントファガスタ州とアタカマ州にあり、これらの地域から精製された硝酸塩が一定量輸出されています。しかし、その量はタラパカ州産の硝酸塩量と比べるとごくわずかです。

[206]1860 年 11 月の『Quarterly Journal of the Geological Society』に掲載された、ボリビアとペルーの地質学に関する彼の詳細な記事を参照してください。

[207]ホウ酸の源はおそらく火山性です。

[208]南米西海岸のこの地域を訪れたことがある筆者の友人によると、メヒヨネス（ボリビア）の海岸のある地点で、海から異なる距離に位置し、標高 2,500 フィートに達する 12 以上の異なる海岸跡をたどることができたそうです。

[209]この変化において、貝殻由来の石灰が重要な役割を果たしたと考えられます。前章で既に述べたように、現代の研究では、有機窒素を硝酸塩に変換するには、炭酸塩石灰の存在が必須条件であることが示されています。

[210]メキシコ湾の海藻はその好例です。時には、長さ500～600マイルにも及ぶ巨大な浮遊海藻の塊が見つかり、いわゆるサラゴサ海を形成しています。

[211]言及されていない難題の一つは、地質学者たちが抱いている「チリ北部の気候は変化しており、以前は現在よりも雨が多かったに違いない。今日でもコルディリェラ山脈の高地で人間の居住の痕跡が見つかっている。トウモロコシの穂軸、非常に鋭く鍛えられた銅の斧やナイフ、瑪瑙の矢じり、さらには布切れまでが、今ではその周囲数リーグにわたって水の痕跡さえも残っていない乾燥した平原で発掘されている」（ラッセル著『チリの硝酸塩地帯』290ページ）という見解である。

[351ページ]
第9章の付録

硝酸ソーダ。

1830 年から 1892 年までの南アメリカからの総出荷量。

年。トン。年。トン。年。トン。
1830 800 1870 131,400 1886 437,500
1835 6,200 1875 32万1000 1887 680,600
1840 10,100 1880 217,300 1888 745,700
1845 16,800 1881 344,600 1889 93万
1850 22,800 1882 477,800 1890 1,030,000
1855 41,800 1883 572,400 1891 79万
1860 55,200 1884 540,900 1892 79万
1865 109,000 1885 423,100

以下の表は、1873年から1892年までのヨーロッパおよびイギリスへの総輸入を示しています。

硝酸ソーダ、1873-1892年。

ヨーロッパへの輸入。英国への輸入。
年。トン。年。トン。
1873 22万5000 1873 124,000
1874 23万 1874 108,200
1875 28万 1875 164,900
1876 30万 1876 166,800
1877 20万8000 1877 69,600
1878 25万 1878 104,400
1879 20万5000 1879 55,300
1880 14万 1880 48,300
1881 23万 1881 54,800
1882 335,000 1882 96,000
1883 44万 1883 103,700
1884 50万5000 1884 103,700
1885 38万 1885 109,400
1886 33万 1886 75,100
1887 44万 1887 83,100
1888 64万 1888 103,100
1889 76万 1889 12万
1890 784,000 1890 114,000
1891 85万1000 1891 12万1000
1892 795,000 1892 11万5000

[352ページ]
第10章
硫酸アンモニア。

肥料としてのアンモニアの価値。

アンモニア塩の肥料としての価値は古くから認識されており、実際、最近までアンモニアは窒素を植物の栄養として施用できる最も有用な形態であると考えられていました。ちなみに、この見解はリービッヒも持っていました。植物は確かにアンモニアの形で窒素を吸収することができますが、[212]すでに前章で指摘したように、アンモニア塩は他の形態でも土壌に施用されると硝酸塩に変換されることが今では十分に認識されています。したがって、硝酸は最も迅速に分解されるため、最も価値のあるものとみなされるべきです。[353ページ]植物にとって窒素の同化形態ですが、硝酸に次いで価値が高いのはアンモニアです。肥料として利用可能な様々な形態のアンモニアのうち、広く利用されているのは硫酸塩です。

硫酸アンモニアの供給源。

この貴重な塩の最も古く、そして今もなお主要な供給源となっているのはガス工場であり、ガス製造の副産物の一つとして得られます。また、頁岩、鉄鉱石、コークス、炭化工場からも少量ながら得られます。骨、角、皮革、その他窒素を豊富に含む動物性物質は、製糖工場で使用する骨炭の製造や、青酸カリの製造における角などの蒸留など、特定の製造工程で乾留されると、それほど豊富ではありませんが供給源となります。

ガス工場からのアンモニア。

石炭には平均して0.5～1.5%の窒素が含まれています。ガス工場で行われるような乾留にかけられると、石炭に含まれる窒素は主にアンモニアに変換され、ガスの精製過程で「ガス液」として除去されます。[213]約[354ページ]アンモニアの1%が硫酸アンモニアとして回収されます。この液体から蒸留によって回収されたアンモニアは、その後硫酸に吸収されます。石炭に含まれる窒素の全てが硫酸アンモニアとして回収されるわけではないことを指摘しておく必要があります。実際に回収されるのは5分の1から10分の1に過ぎないと試算されており、ガス製造におけるアンモニアの収率向上を目的とした多くの方法が特許を取得しています。ガス工場からのアンモニア生産量は、英国で年間10万トン強と推定されます。L・モンド氏（FRS）は最近、石炭からの硫酸アンモニア供給量を大幅に増やす可能性について注目しました。石炭には膨大な量の硫酸アンモニア源が含まれていることを示し、モンド氏は、この国における石炭の年間消費量（推定 1 億 5000 万トン）から 500 万トンもの硫酸アンモニアが生産されると計算しました。

その他の情報源。

ガス製造で生成されるアンモニアは古くから収集されてきましたが、他のアンモニア源が開発されるようになったのはごく最近のことです。スコットランドでは、ガス工場に次いで、シェール工場がこの貴重な肥料の主な供給源となっています。これらの工場では、ガス工場で使用されている方法と多少類似した方法でパラフィンシェールを蒸留することでアンモニアが得られます。この供給源から得られる硫酸アンモニアの量は、年間2万トンから3万トンです。[355ページ]年間生産量は約6000トンです。近年、製鉄所の高炉ガスからアンモニアが回収されるようになりました。この方法で年間約6000トンが生産されています。一方、コークス炉や炭化炉からの年間生産量はその約半分です。これらすべての供給源からの年間生産量を合計すると14万トンとなり、ヨーロッパ全体の生産量はおそらく20万トン強でしょう。付録にはさらに詳しい統計データが記載されています。[214]

アンモニア硫酸塩の組成など。

純粋な硫酸アンモニアは白っぽい結晶性の塩で、水に極めてよく溶けます。しかし、市販品は微量の不純物が含まれているため、一般的に灰色または茶色をしています。純粋な硫酸アンモニアは25.75%のアンモニアを含むはずですが、市販品は通常24.5%で販売されています。純度の有用な検査法は、赤熱にさらすとほぼ完全に揮発し、残留物がほとんど残らないことです。含まれる可能性のある主な不純物は、過剰な水分、遊離酸、または不溶性物質です。一部のサンプルには、植物にとって極めて有毒な物質である硫酸アンモニウムが少量含まれています。この危険な不純物の存在は、塩化鉄(III)を加えることで容易に検出できます。塩化鉄(III)は硫酸アンモニウムの存在下で血のように赤い色を呈します。硫酸アンモニアは[356ページ]したがって、一般的に使用される窒素肥料の中で最も濃縮されており、そのため最も高価です。

応用。

この理由と、すぐに利用できる窒素形態を含んでいるという事実から、硫酸アンモニアは、通常、比較的少量（1エーカーあたり100～125ポンド）でのみ施用する必要があります。[215] また、作物がそれを必要とする時期よりも前に施用すべきですが、あまり前過ぎてはいけません。これは、アンモニアが硝酸塩に変換される時間を与えるためです。土壌がアンモニアを保持する能力については既に指摘しました。しかし、土壌のアンモニア保持力に過度に依存するのは危険です。アンモニアから硝酸塩への変換は、好条件下では非常に速く進行します。アンモニアは穀物の肥料として最も効果的に利用され、ローズとギルバートの実験では、土壌に5ポンドのアンモニアを施用するごとに、小麦が1ブッシェル、麦藁が同量増加することが確認されています。前章で指摘したように、硫酸アンモニアと硝酸ソーダのそれぞれの効果は、それらが使用される季節の性質に大きく左右されます。雨季には硫酸塩の方が硝酸塩よりも有利だが、平均的には硝酸塩の方がおそらく価値がある。[357ページ]肥料、すなわち、それぞれの肥料に含まれる窒素量を適切に考慮すれば、硫酸アンモニウムは硝酸ソーダよりもはるかに有用な肥料であると言える。土壌に施用した際の作用の性質上、混合肥料の成分として使用することができるからである。

硝酸ソーダと同様に、しかしそれ以上に、他の肥料成分と併用することで最も良好な効果が得られます。硝酸ソーダよりも少なくとも1ヶ月早く施用する必要があります。白亜質土壌では、石灰の作用により、硫酸アンモニア中のアンモニアが失われやすいことが分かっています。このことから、混合肥料を調製する際には、遊離石灰や苛性アルカリを含む化合物と混合しないよう注意する必要があります。そうしないと、アンモニアが失われます。例えば、塩基性スラグと併用することは絶対に避けてください。

脚注:
[212]レーマンらによるソバとトウモロコシを用いた実験から、ある種の植物は成長の特定の段階で硝酸塩よりもアンモニアを好む可能性があると考えられる。トウモロコシの場合、成長初期にはアンモニアが好まれるが、成熟が進むにつれて硝酸塩が好まれるようになる。しかしながら、硝化に関する現在の知識を考慮すると、レーマンの実験から得られた結論が受け入れられるかどうかは疑問である。

[213]アンモニア液に含まれるアンモニアを変換する費用が相当かかるため、アンモニア液自体を肥料として使う方法が提唱されてきた。しかし、これに対する反論として、アンモニア液は肥料として非常にかさばるだけでなく、植物に有毒なさまざまな物質が含まれていると主張しなければならない。

[214]付録358ページを参照してください。

[215]しかし、マンゲルやジャガイモなど一部の作物では、より大量の硫酸アンモニアで処理した方が効果的である場合があります。

[358ページ]
第10章の付録

注記（355ページ）。

次の表は、1870年から1892年にかけてのこの国におけるアンモニア硫酸塩の生産量を示しています。

年。トン。年。トン。
1870 4万 1882 7万2000
1871 41,000 1883 7万5000
1872 4万2000 1884 87,000
1873 43,000 1885 97,000
1874 4万5000 1886 106,500
1875 4万6000 1887 113,700
1876 4万8000 1888 122,800
1877 52,000 1889 13万2000
1878 55,000 1890 14万
1879 57,000 1891 143,500
1880 6万 1892 157,000
1881 6万5000
次の表は、過去 7 年間の生産の供給元と、各供給元からのそれぞれの量を示しています。

 1886年。  1887年。  1888年。  1889年。  1890年。  1891年。  1892年。

ガス工場 82,500 85,000 93,000 10万 102,150 107,950 11万2000
鉄工所 4,000 5,000 5,,300 6,000 5,050 6,300 1万2000
シェール工場 18,000 21,000 2万2000 23,000 24,750 26,600 2万8000
コークスと炭化工場 2,000 2,700 2,500 3,000 2,300 2,800 5,000

[359ページ]
第11章
骨

骨の初期の使用。

最も重要な肥料であり、その歴史において非常に特異な関心が寄せられている肥料の一つが骨です。1774年に初めて使用され、それ以来着実に使用量が増加し、リン酸肥料としてこの国の農家の間では他に類を見ない人気を誇っています。グアノと同様に、骨を使用する初期の慣行は、肥料に関する問題への関心を高め、農家に肥料の根底にある原理を理解させるのに大きく貢献しました。リービッヒが初めて石灰から過リン酸石灰を作ったのは骨からでした。著名なベテラン実験家、ジョン・ベネット・ローズ卿は、カブの栽培に骨を使用することで得られた利益が、人工肥料の施用に関する興味深い問題に彼の注意を引いたと述べています。骨はヨークシャーで初めて使用されました。間もなく [360ページ]その後、チェシャーの枯渇した牧草地に散布されました。間もなくその使用は広まり、国内供給が不足するほどになりました。そこで、ハル港を荷揚げ港として、ドイツや北欧から輸入されました。イギリスの農民によって広く使用されたため、リービッヒ男爵は、その過剰な散布に対して警告を発する必要があると判断しました。イングランドは他のすべての国々から豊穣の条件を奪っている。すでに骨への渇望から、ライプツィヒ、ワーテルロー、クリミアの戦場を掘り返し、シチリア島のカタコンベからは数世代にわたる遺骨を運び去った。毎年、イングランドは他国の海岸から350万人分の肥沃な土地を自国に持ち帰り、我々から彼らの生活手段を奪い、下水道へと浪費している。吸血鬼のように、イングランドはヨーロッパの首に、いや、全世界の首にしがみつき、諸国民の心臓の血を吸い取っている。彼らに正義など微塵も抱かず、自らに永続的な利益など微塵も見出すことなく。[216]

骨が使用されるさまざまな形態。

骨は、私たちの農業システムを大きく変え、発展に貢献してきたと指摘されるかもしれない。[361ページ]カブ栽培。最初は比較的大きな塊で使用されていましたが、経験により、より細かく分割すると作用が促進されることが徐々にわかりました。しかし、粗い骨を好む偏見が消えるまでには長い時間がかかり、1829年にダンディーのアンダーソン氏が1/2インチと1/4インチの骨と骨粉を調製するための機械を導入しました。使用が始まった当初は、土壌に施用した際に作用を速めるため、骨は使用前に発酵されました。この習慣は、現在でも一部の地域の農家の間で行われています。この発酵は、骨を水と混ぜて、1、2週間そのまま置いておくだけでよく行われました。他の場合には、骨を尿やその他の廃棄物と混ぜました。しかし、骨を肥料として利用する歴史において最も重要なステップは、1840年にリービッヒが硫酸の骨への作用を発見したことでした。この発見は、ジョン・ローズ卿による過リン酸石灰の製造の確立につながりました。この作用の性質については次章で説明するので、ここでは硫酸処理によって肥料の効力が2倍以上になることを述べるだけで十分でしょう。このように、骨は生の状態、緑色の状態、傷つけた状態、煮沸、蒸し、発酵、燃焼、溶解、そして砕いたり粉砕したりして様々な細かさに加工するなど、様々な状態で利用されてきましたし、現在も利用されています。これらの細かさに応じて、1/2インチ骨、1/4インチ骨、骨粉、骨粉などと呼ばれるものがあります。[362ページ]骨粉と浮遊骨が与えられました。次に、骨の組成について議論し、その作用の性質をより正確に探究します。

骨の構成。

骨組織の構成は大きく異なり、動物の年齢や種類、そして採取された部位によっても異なります。骨は有機質と無機質から構成されています。骨片を希酸溶液に浸すと、骨の無機質が溶解し、骨の骨格を形成する有機質だけが残ります。一方、骨を高熱にさらすと、骨の有機質が除去され、少量の灰だけが残ります。有機質と無機質の比率は骨の種類によって大きく異なります。若い動物の骨は、老齢動物の骨よりも有機質を多く含みます。また、緻密骨は海綿骨よりも有機質が多くなります。骨の中で最も無機質を多く含むのは大腿骨です。つまり、最も大きな負荷がかかる骨は、無機質が最も豊富であるということです。動物の骨の中で、魚の骨は最も多様な構成を示し、ほとんど完全に有機物でできているものもあれば、四足動物の骨と構成が似ているものもあります。

[363ページ]骨の有機物。

骨の有機質部分はほぼすべて、オセインと呼ばれる物質で構成されており、長時間煮沸するとゼラチンに変化します。このオセインは骨の重量の平均25～30%を占め、窒素を18%以上含有しており、非常に豊富です。

骨の無機質部分。

約70%を占める無機質は、主にリン酸石灰で構成されています。ハインツによれば、牛と羊の乾燥した脚骨の組成は次のようになります。

 パーセント。

リン酸石灰 58から63
炭酸石灰 6～7
リン酸マグネシウム 1対2
カルシウムのフッ化物 2
有機物 25～30
ペイエンとブッサンゴーによれば、生の骨には窒素が6.25%、水が8%含まれている。したがって、純粋な骨には約29%のリン酸と6.25%の窒素が含まれていると考えられる。しかし、市販品の組成は大きく異なる。これは、インドやアメリカで採取された骨が、長期間大気の影響にさらされ、有機物の大部分を失っているためである。砂や土質不純物の量も大きく異なる。

[364ページ]骨の治療。

骨は接着剤やゼラチンの製造に用いられます。これらは骨を蒸すことで抽出されます。処理後の骨は肥料として利用されます。このように処理された骨の働きが改善されたことから、蒸した骨を肥料として利用するようになりました。現在では生の骨はほとんど利用されていません。生の骨に含まれる脂肪は、土壌中での骨の分解を遅らせます。おそらく、すでに示唆されているように、生の骨は石灰と共に不溶性の石鹸を形成し、土壌中の炭酸ガスによって骨に含まれるミネラルが溶解するのを防ぐと考えられます。煮沸または蒸煮の過程では、煮沸または蒸煮の時間の長さ、そして後者の場合は加えられる圧力に応じて、ある程度の窒素が失われます。脂肪を抽出するためのより経済的な方法として、ベンジンを用いる方法が導入されましたが、この方法はあまり利用されていません。前者の場合の窒素の損失は、土壌に施用された際の肥料としてのより迅速な作用によって十分に補われます。良質の骨粉には45～55[217]石灰のリン酸の3.5%、窒素の3.5%です。現在、骨の総消費量はおそらく年間10万トン弱で、そのうち約半分は家庭収集によるもので、ロンドンとその周辺だけで年間2万トン以上が収集されています。

[365ページ]骨の作用。

骨は遅効性の肥料であることはよく知られています。土壌に施用すると、機械的作用と化学的作用の両方を持つと言えるでしょう。骨が腐敗すると、窒素はゆっくりとアンモニアに変換され、炭酸と様々な有機酸が生成されます。これらは骨に含まれる不溶性の鉱物質に作用し、植物が利用できる状態になります。したがって、骨を大量に施用すると、植物に直接栄養を与えるだけでなく、腐敗の過程で土壌中の不活性な肥料物質にも作用し、それを利用できるようにする可能性があります。つまり、骨が腐敗しやすいほど、その効果は速くなります。既に指摘したように、骨は効率を高めるために、施用前に発酵させることがよくあります。脂肪を除去することも作用速度を高める手段の一つですが、何よりも粉砕の細かさが作用速度を決定づけます。骨を粉砕するための機械の改良には、多くの創意工夫が凝らされてきました。かつてドイツでは、鉱石を砕くのに使われるような型で砕かれていました。アメリカでは「フロートボーン」と呼ばれるものが作られました。この骨は非常に細かく、小麦粉の粉のように空中に浮かび、骨同士を回転させることによって作られます。このようにして作られた骨の動きは、もちろん非常に速いのですが、肥料を散布するのが難しいという欠点があります。[366ページ]土壌へのこのような細かい分割状態は大きなメリットです。この処理にかかる費用も相当な額になります。

骨を細かく砕くと腐敗しやすいことは、骨粉を保存するために塩漬けにする必要があるという事実からも明らかです。骨に含まれる肥料成分が利用可能になる速度を決定するもう一つの条件は、土壌の性質です。既に述べたように、発酵には十分な空気と、ある程度の水分（ただし多すぎない）が必要です。したがって、骨は中程度の土壌、つまり「軽すぎて乾燥しすぎず、密集しすぎて湿りすぎていない」土壌で最もよく機能します。農家にとって骨に特別な価値を与えているのは、それが永続的な肥料となるという事実であることは疑いの余地がありません。骨は土壌にいわゆる「骨格」を与えます。しかし、現代の農業では、効果の遅い肥料よりも速効性のある肥料を使用する傾向があります。ストーラー教授は、このことを次のように見事に表現しています。「長い年月を経て効果を発揮する肥料こそが最良であるという古い考えは、今や誤りであることが認識されています。『ケーキを食べてケーキを残すことはできない』という格言は、農業においては明らかに真実です。家計や海運業において、年間あるいは航海中に適切に処理できる以上の食料を一度に備蓄しないことが賢明であるように、農民は不必要に過剰な植物性肥料を土地に持ち込むことを控えるべきです。[367ページ]食料は土壌中で腐りやすく、他の食料も長期間保存すると腐りやすくなります。常に目指すべきは、適切な量の食料を適切に調理することです。

したがって、これまで述べてきたことを踏まえると、骨は最も早く入手できる形、すなわち溶解骨として利用するのが最善であるように思われるかもしれません。もし骨が過リン酸石灰の製造に利用できる唯一の供給源であるならば、そうでしょう。しかし現在では、様々な鉱物リン酸塩という形で、この貴重な肥料を豊富かつ安価に供給することができます。一流の農学者や農業化学者たちは、むしろ骨を未溶解の状態で利用することを支持しています。第一に、安価な材料で同様に製造できる製品の製造に、骨のような高価な材料を使用するのは、経済的とは到底思えません。なぜなら、一度溶解した石灰リン酸塩は、どのような供給源から得られたものであっても、同等の価値を持つからです。もちろん、これは、肥料としての溶解骨が過リン酸石灰よりも価値がないと言っているわけではありません。溶解骨には、可溶性リン酸塩に加えて、一定量の窒素と有機物を含む、かなりの割合の未溶解骨組織が含まれています。しかし、可溶性リン酸に関しては、骨由来であろうとミネラル由来であろうと、その効能は同等に大きいと結論付けるのが最も合理的であるように思われる。もう一つの理由は、[368ページ]骨の特性の多くは、硫酸処理によって失われます。エイトキン博士が指摘したように、土壌と骨の中の細菌は、それらを徐々に植物の栄養源として利用できる形に変えていきます。しかし、硫酸で骨を溶かすことは、細菌を死滅させ、溶解した肥料中の骨核の腐敗を遅らせることになります。

溶けた骨。

しかし、溶解骨は今でも製造されています。かつて溶解骨と呼ばれる肥料は、しばしば過リン酸石灰と溶解していない骨粉を混ぜたものでしたが、最近の法律によりこの慣行は継続されなくなりました。溶解骨の成分は多少異なり、可溶性リン酸は約20～23%、不溶性リン酸は9～10%、窒素は2.5～3.5%です。[218]骨を溶かすことに反対するもう一つの理由は、骨に含まれるリン酸を溶かすのが難しいことです。特に生骨は酸に反応しにくいのです。

ボーンズに適した作物。

骨は牧草地に特に有益であると一般的に考えられており、追肥として施用されています。カブ、タバコ、ジャガイモ、ブドウ、ホップにも大きな恩恵がもたらされます。[369ページ]骨粉。アメリカでは、木灰（主成分はカリ）と混ぜて、家畜堆肥の代替として広く利用されており、1エーカーあたり5～6cwtの割合で施用されている。ザクセンでは、ストーラー教授によると、良質の骨粉1cwtは家畜堆肥25～30cwtに相当する。

骨灰。

燃える骨に残る灰は、かつては肥料として非常に重要なものでした。現在でも南米からある程度輸入されており、主に陶器産業で使用されています。また、少量ですが、高級な過リン酸塩の製造にも使用されることがあります。灰は石灰リン酸塩を非常に多く含み、その含有量は70～80%です。しかし、当然ながら窒素は含まれていません。[219]骨灰は骨のような特徴的な作用を持たないため、溶解した状態で使用するのが最適です。

骨炭または骨黒。

密閉式レトルトで加熱すると、骨は骨灰ではなく、骨炭と呼ばれる物質に変化します。この物質は、一定の割合（平均10%）の炭が含まれている点を除けば、骨灰と組成は似ています。窒素やその他の有機物はほとんど含まれていません。骨黒色または[370ページ]骨炭は、砂糖精製工場で大量に生産される物質で、砂糖の精製に使用されます。使用後は加熱処理することで再生できますが、この処理によって炭素含有量が徐々に減少するため、一定期間を過ぎると炭素含有量が不足し、フィルターとして効率的に機能しなくなります。こうなると、専門用語では「使用済み炭」と呼ばれ、過リン酸塩の製造に使用されます。使用済み炭はリン酸含有量が非常に高く、骨灰よりもわずかに少なく、石灰のリン酸含有量が約70%です。[220]

脚注:
[216]リービッヒがこれらの言葉を書いた当時、現在では世界の多くの地域に存在することが知られている鉱物リン酸塩の実質的に無限の供給は、ほとんど夢にも思わなかったと言っても過言ではないでしょう。

[217]付録、注I、371ページを参照。

[218]付録IIの371ページを参照。

[219]付録、注III、372ページを参照。

[220]付録、注IV、372ページを参照。

[371ページ]
第11章の付録

注I.（364ページ）。

以下の分析は骨粉の組成を示すのに役立ちます。

水分 10.43

有機物 32.30
リン酸石灰 48.40
炭酸石灰、マグネシアなど 7.20
不溶性珪質物質 1.67
100.00
含有物:—
窒素 3.71
アンモニアに等しい 4.51

注II.（368ページ）。

溶解した骨の組成。

添付の分析は溶解した骨の平均的な構成を表すものとみなすことができます。

水分 10.10

有機物と水の結合 29.34
石灰のリン酸一水素塩 11.23
（リン酸三カルシウムを「可溶性」にしたものに相当） 17.58）
クエン酸アンモニウムに可溶なリン酸塩 14.02
不溶性リン酸石灰 1.88
硫酸カルシウム、マグネシア、アルカリなど。 30.23
砂 3.20
100.00
含有物:—
窒素 2.62
アンモニアに等しい 3.18

[372ページ]複合骨の構成。

以下の分析は複合骨の構成を示しています。

水分 8.10

有機物と水の結合 37.22
石灰のリン酸一水素塩 13.68
（リン酸三カルシウムを「可溶性」にしたものに相当） 21.42）
不溶性リン酸石灰 10.48
硫酸カルシウム、マグネシア、アルカリなど。 26.02
砂 4.50
100.00
含有物:—
窒素 1.90
アンモニアに等しい 2.30

注III.（369ページ）。

骨灰の組成を示すものとして、次の分析を引用することができる。

水分 .25
有機物 .85

リン酸 .25
ライム 47.09
マグネシア、アルカリ等 9.80
砂 6.45
100.00
リン酸三カルシウムと同等 77.63

注IV.（370ページ）。

骨炭の組成（乾燥サンプル）:—

炭素 10.51
リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、フッ化カルシウムなど。 80.21
炭酸カルシウム 8時30分
硫酸カルシウム .17
酸化鉄 .12
シリカ .34
アルカリ塩 .35
100.00

[373ページ]
第12章
ミネラルリン酸塩。

本章では、より一般的に存在する無機リン酸塩について解説します。第5章では、農業におけるリン酸の位置づけについて論じましたが、その中で、無機リン酸塩は非常に豊富に存在し、世界各地で大規模な鉱床が発見されていることが指摘されました。

糞石。

まず最初に、いわゆる糞石、あるいはリン酸鉄ノジュールについて触れておきたいと思います。これらは、緑色砂層、東部諸州の岩山、そして南部諸州の白亜層で大量に発見されています。これらの糞石は丸いノジュールで、古代の動物の化石や遺骸で構成されています。ケンブリッジシャーで大量に発見されており、何年も前にバックランド博士によって発見されました。その発見の経緯は、実に興味深いものです。[374ページ]ケンブリッジシャーの一部で道路削りくずの肥料としての性質が注目され、調査の結果、その一部はリン酸石灰で構成されていることが判明しました。リン酸石灰は、下層のグリーンサンドから掘り出されたリン酸団塊に由来し、道路補修に使用されていました。ヘンスロー教授は、1845年にケンブリッジで開催された英国協会の会合で初めてこのことに着目し、約60%のリン酸石灰が含まれていることを指摘しました。この石灰はサフォーク、ノーフォーク、ベッドフォードシャー、エセックスでも大量に発見され、長らく過リン酸石灰の製造に広く使用されていましたが、近年ではより豊富で安価なリン酸石灰の供給源が利用可能になったため、以前ほどの規模での使用は見られなくなりました。1887年には約2万トンの糞石が採取されました。最も栄養価の高いものはケンブリッジで採取されたもので、最も栄養価の低いものはベッドフォードシャーで採取されたものでした。フランスをはじめとする他の国々でも鉱床が発見されています。イギリスの糞石に含まれる石灰リン酸塩の含有量は平均50～60%ですが、フランスの糞石には約45%含まれています。

カナダ産のアパタイトまたはリン鉱石。

第5章で、カナダで発見されたアパタイトやリン灰石の大規模な鉱床については既に触れました。カナダの鉱山は、[375ページ]15年前に開始され、現在では生産量は年間約25,000トンに達しています。[221]このうちの一部はアメリカへ、残りの約2万トンはイギリスへ輸送され、そこから再びハンブルクなどの地域へ輸出される。[222]リン酸塩含有量は70～80%です。鉱床はスペインのエストレマドゥーラとノルウェーにも見られます。

エストレマドゥーラまたはスペインのリン酸塩。

スペインのエストレマドゥーラには、古くからリン酸の大きな鉱床があることが知られており、カセレス鉱山は17年間にわたって大規模に採掘され、約50万トンが採掘されました。1882年には、スペインへの輸入量は5万6000トンを超えましたが、その後はその4分の1程度にまで減少しています。ドーベリー博士は1843年にこの鉱床を訪れ、非常に興味深い記述を残しています。しかし、過リン酸石灰の製造目的で輸入されるようになったのは、それから何年も後のことのようです。エストレマドゥーラ産のリン酸には、それぞれ50%、60%、70%の石灰リン酸塩を含む3つの種類があり、最も品質の低いものが最も一般的です。[223]

[376ページ]ノルウェー産アパタイト。

このアパタイトは、輸出関税により近年輸入されなくなりました。

チャールストンまたはサウスカロライナリン酸塩。

これらの鉱床は長年にわたり、我が国の過リン酸塩製造に用いられる石灰リン酸塩の主な供給源となってきました（実際、近年のリン酸塩供給量の3分の2を供給しています）。25年前に発見されて以来、既に400万トンから500万トンが出荷されています。1886年には、世界で最も豊富なこれらの鉱山から約50万トンが採掘されました。リン酸塩には、いわゆる「陸産」リン酸塩と「河川」リン酸塩の2種類があります。前者は鉄とアルミナの酸化物を多く含み、後者よりも純度が低くなります。後者では鉄とアルミナの含有量は2%を超えません。河川リン酸塩は、ブル川、クーソー川、ボーフォート川から浚渫されます。河川リン酸塩には、石灰リン酸塩が50%から60%含まれています。一般的に、石灰リン酸塩は50～52%、55～56%、58～60%の3つの等級で販売されています。したがって、非常に高品質の過リン酸塩、つまり「可溶性」リン酸塩を30%以上含むものを生産することはできないことがわかります。この点は、過リン酸塩の製造について説明するとより明確になります。これらのリン酸塩の需要は[377ページ]米国では、肥料使用量の増加により、近年、畜産業者の死亡者数が大幅に増加しています。

ベルギー産リン酸塩。

リン酸塩鉱物のもう一つの非常に重要な供給源は、数年前にベルギーのモンス近郊で発見された鉱床です。これらのリン酸塩は品質が異なり、表面近くの層状の窪みの中にあるものは最も含有量の多い部類に入り、リン酸塩を45～65%含みます。また、砕けやすいリン酸塩岩、いわゆるクレイ・グリーズ（リン酸チョーク）の形で存在するものもあります。このリン酸塩には石灰リン酸塩が25～35%含まれています。ベルギー産の高品質なリン酸塩はほぼ枯渇しており、現在輸出されている一般的なベルギー産リン酸塩の大部分は2番目の品質です。市販品にはリン酸塩が約35～40%、炭酸石灰が約45%含まれています。品質が悪い上に炭酸石灰の含有量が多いため、過リン酸塩の製造に単独で使用するのは不適切です。この炭酸石灰の一部を取り除き、リン酸の割合を高める試みがなされました。この目的のためにリン酸を焼成しましたが、これはすぐに大きな誤りであることが判明しました。他の方法が採用され、その結果、リン酸の割合は50%にまで増加しました。[378ページ]パーセントです。そのため、少量ですが乾燥剤として使用されます。その炭素質の性質から、高級リン酸塩と共に乾燥剤として特に適しています。1886年には約145,000トンのリン酸塩が生産され、そのうち約45,000トンがイギリスに輸入されました。

ソンムリン酸塩。

さらに最近では、フランス北部のソンム県とパ・ド・カレー県でリン鉱床が発見されました。これらの鉱床はベルギーの鉱床に隣接しており、性質も似ています。ベルギー産リン鉱石とフランス産リン鉱石の唯一の違いは、後者の方が品質が高く、50～80%の石灰リン酸塩を含んでいることです。これらのリン鉱石の需要は非常に高まり、1888年には、採掘開始からわずか2年ほどしか経っていなかったにもかかわらず、15万トンものリン鉱石が採掘されました。そのうち約半分は70～75%以上のリン酸塩を含んでいました。市場には4種類の等級があり、石灰リン酸塩含有量が55～60%、60～65%、70～75%、75～80%です。最高品質のリン鉱石は、高級過リン酸塩の製造の主原料となります。

フロリダリン酸塩。[224]

過去数年間、大量の[379ページ]フロリダからはリン酸塩が輸入されています。これらは品質が異なり、現在輸入されている陸地の岩石は石灰リン酸塩を70～80%含んでいますが、河川のリン酸塩は約60%です。後者のリン酸塩は、サウスカロライナの最高級河川リン酸塩と組成が似ており、非常によく似ています。

ラーンリン酸。

リン酸塩鉱床は 1864 年にドイツのナッサウで発見されましたが、そのリン酸塩には鉄とアルミナがかなりの割合で含まれていたため、ドイツでは重過リン酸塩の製造に使用されていますが、現在この国では使用されていません。

ボルドーまたはフランスのリン酸塩。

ボルドー近郊で採掘されるリン酸塩は、品質がラーンリン酸塩に似ています。

アルジェリアのリン酸塩。

現在、アルジェリアからは良質のリン酸塩が送られており、積み荷の中にはリン酸塩含有量が 70 パーセントにも達するものもあります。

クラストグアノ。

グアノについては、グアノの章で既に触れました。グアノはカリブ海リン酸塩とも呼ばれ、西インド諸島に産出します。主な種類はアルバ島、キュラソー島、ソンブレロ島、ナヴァッサ島、グレートケイマン島です。[380ページ]レドンダ、アルタ・ベラ産のリン酸塩は、主にリン酸塩を60～80%含有する高品質鉱石です。そのため、高級過リン酸塩の製造に適しています。しかし、中には鉄とアルミナを相当量含むものもあり、この用途には適していません。レドンダとアルタ・ベラ産のリン酸塩は、主にアルミナのリン酸塩で構成されています。

肥料としてのミネラルリン酸塩の価値。

リン酸肥料として無機リン酸塩を直接使用することは一般的に推奨されないと考えられていますが、そのような意見が実際の経験によってどの程度正当化されるのかは疑問です。アバディーンのジェイミソン教授は、興味深く貴重な実験において、細かく分裂した糞石が作物にとって極めて貴重なリン酸源であり、一般に考えられているよりも早く利用できるという事実を指摘しました。粉砕した糞石と他の無機リン酸塩を用いた他の場所で行われた実験は、ジェイミソン教授の結論を裏付けています。トーマスリン酸の成功した使用は、未溶解の無機リン酸塩を土壌に有効に施用する可能性に注目を集めており、今後この慣行が拡大することは間違いありません。しかしながら、現在ではトーマスリン酸を除き、過リン酸石灰への転換には無機リン酸塩のみが使用されています。

脚注:
[221]フロリダのリン酸塩鉱床が発見されて以来、カナダの鉱山の採掘は事実上中止されている。

[222]付録381ページを参照してください。

[223]これらのリン酸塩は現在では機能しなくなりました。

[224]これらの鉱床は数年前に発見されましたが、その規模の大きさと高品質から、リン酸塩市場に大きな革命をもたらしました。現在、フロリダ州では年間約30万トンが採掘されています。

[381ページ]
第12章の付録

注記（375ページ）。

次の表は、1885 年から 1892 年にかけてのイギリスへのリン酸塩の輸入量
と生産国を示しています。

 1885年。  1886年。  1887年。  1888年。  1889年。  1890年。  1891年。  1892年。
 トン。 トン。 トン。 トン。 トン。 トン。 トン。 トン。

アメリカ合衆国 138,844 144,623 165,275 111,369 122,554 177,283 *131,084 *201,465
カナダ 21,484 18,069 19,194 12,423 23,297 21,089 15,918 7,814
オランダ領西インド諸島（キュラソー、アルバ） 11,588 12,581 9,505 10,736 14,730 14,763 8,851 6,648
イギリス領西インド諸島（ソンブレロなど） 7,727 3,351 6,451 11,010 1,880 3,970 1,960 2,473
スペインとポルトガル 19,282 5,825 15,612 6,978 1,326 — 320 971
ベルギー 35,405 31,551 45,322 54,261 64,643 82,096 70,723 65,079
オランダ 865 2,194 4,778 4,137 2,270 2,428 3,434 6,627
フランス 2,276 1,503 11,140 39,059 65,490 35,659 18,325 18,239
オーストラリア — 200 350 — 1,250 — — —
ドイツ 704 — — — — — — —
ハイティ（サンドミンゴ） — 2,175 3,044 6,238 4,094 992 1,639 2,965
ブラジル — — 1,200 — — — — —
ベネズエラとギアナ — — 405 — — — 540 —
ノルウェー — — — — — 4,151 1,495 305
その他の国 397 1,039 1,139 1,675 390 1,070 1,483 1,594

*フロリダリン酸塩      —   —   —   —   —   —   35,203      66,327
  カロライナリン酸      —   —   —   —   —   —   96,881    135,138

[382ページ]
第13章
スーパーリン酸塩。

骨の章で述べたように、リービッヒは1840年に、硫酸、つまり硫酸を骨に添加すると、骨に含まれるリン酸が溶解性になることを発見しました。この発見は人工肥料の歴史における画期的な出来事となり、現在では膨大な量となっている過リン酸石灰の製造の礎を築きました。1862年、ロンドン万国博覧会の審査員は、イギリスの肥料貿易に関する興味深い記事を含む詳細な報告書を発表しました。その中で、当時の過リン酸石灰の年間生産量は15万トンから20万トンであったと述べられています。現在では、その量は百万トン近くに達すると推定されています。おそらくアメリカ合衆国で製造された量は、それよりもはるかに多いでしょう。最初の過リン酸石灰は、ジョン・ロウズ卿によって使用済みの骨炭から製造されました。これは、糞石とエストレマドゥーラ産のリン灰石に取って代わられました。[383ページ]サフォーク産の糞石が長年にわたり主原料として用いられてきました。その後、より豊富なリン酸塩を含むケンブリッジ産の糞石がこれに取って代わりましたが、近年では糞石は過リン酸塩の供給源としての役割を事実上果たさなくなり、前章で述べたサウスカロライナ産、ベルギー産、ソンム産などの他のリン酸塩鉱物がその地位を占めるようになりました。

過リン酸塩の製造。

過リン酸塩の製造は、この種の研究で議論するにはあまりにも技術的な性質のものである。しかしながら、製造工程の根底にある一般原理と、その過程で起こるリン酸塩の化学変化を明確に理解することは重要である。第一に、過リン酸塩の製造においては、原料の細分化が非常に重要視されており、この目的のために設計された装置には多くの工夫が凝らされてきた。リン酸塩の粉砕の難しさは、もちろん、使用する原料の性質によって異なる。例えば、アパタイトは、リン酸グアノよりも必要な細分化がはるかに困難である。細分化が細かいほど、酸によるリン酸塩の分解はより完全になる。ウォリントン氏は、最高品質の製品を作るには、粉末が1インチあたり80本のワイヤーのふるいを通過できるほど細かくなければならないと推奨している。リン酸塩を[384ページ]粉末の場合は、酸と混合します。これはミキサーで行われます。ミキサーは通常、中央に回転軸を備えた鉄製の円筒形をしており、使用される硫酸は通常のチャンバー酸（比重 1.57）です。どのような強度の酸を使用する場合でも、石膏を形成するために一定量の水が存在しなければなりません。結果として得られる製品に石膏が形成されるため、過リン酸石膏は乾燥します。使用する硫酸の割合は、リン酸の組成によって異なります。ここで、炭酸石灰の存在量が多いことが、必要な酸の量を決定する上で最も重要な要素であることを指摘しておきます。その理由は、炭酸塩とリン酸石灰が共存する場合、硫酸はまず炭酸塩に作用し、これが完全に分解されて初めてリン酸に作用できるからです。したがって、石灰炭酸塩の含有率が高い鉱物リン酸塩は、炭酸塩の含有率が低い鉱物リン酸塩ほど過リン酸塩の製造に経済的な材料にはなりません。[225]目的のためにはある程度の熱が必要である[385ページ]急速に分解させるためです。この目的のため、添加する硫酸は事前に加熱されます。しかし、通常の過リン酸石灰の製造では、リン酸と酸の化学反応によって発生する熱が十分に大きいため、加熱は不要とされています。リン酸は酸と十分に混合された後、レンガまたはコンクリートで造られたピットと呼ばれる専門用語で「ピット」と呼ばれる場所に排出されます。ピットに入った時点では液体である混合物は、すぐに硬化し、1～2日で掘り出されます。その後、粉砕機で粉末にされ、肥料として利用できるようになります。

起こっている反応の性質。

硫酸をリン酸塩物質に加えたときに起こる反応の性質を明確に理解するために、石灰とリン酸のさまざまな化合物の構成について少し説明しておくとよいでしょう。

石灰のリン酸塩。

農業で用いられる様々なリン酸肥料には、4種類のリン酸が含まれています。最も一般的な形態は、一般的に骨リン酸と呼ばれ、石灰とリン酸が骨、グアノ、そして通常の鉱物リン酸塩と結合した形態です。石灰とリン酸は、 [386ページ]リン酸三カルシウム、またはリン酸三カルシウム、つまりリン酸1当量に対して石灰が3当量あることを意味します。これは次のように表すことができます。

石灰 }
石灰 } リン酸。
石灰 }

あるいは、リン酸142重量部に対し、この形態のリン酸には石灰が168重量部含まれているとも言える。これはリン酸の中で最も溶解性の低い形態である。[226]商業分析では一般的に不溶性リン酸塩と呼ばれる形態です。このリン酸塩に硫酸を作用させると、リービッヒが初めて示したように可溶性リン酸塩が生成され、これは過リン酸塩と呼ばれ、石灰二塩基リン酸塩、あるいはリン酸一カルシウムとしても知られています。この化合物は、石灰3当量の代わりに1当量のみを含み、残りの2当量は水で置き換えられたものとして表すことができます。この化合物は次のように表されます。

石灰 }
水 } リン酸。
水 }

[387ページ]リン酸142に対して、石灰はわずか56しか含まれていません。これは水に溶け、過石灰リン酸塩として知られる市販品にその価値を与えています。これらの2つのリン酸塩の中間の組成を持つものとして、沈降石灰リン酸塩、または二石灰リン酸塩（還元リン酸塩と同じ）があります。これは、2当量の石灰と1当量の水を含み、以下のようになります。

石灰 }
石灰 } リン酸。
水 }

この化合物は、リン酸142に対して石灰112を含み、溶解度は中間的な位置にあります。最後に、石灰とリン酸からなる4番目の化合物があります。これはリン酸肥料、すなわちリン酸スラグにのみ存在し、実際にこのスラグで初めて発見されました。これは石灰4当量に対してリン酸1当量で構成されており、四塩基性リン酸石灰、またはリン酸四カルシウムと呼ばれています。その組成は以下のように表すことができます。

石灰 }
石灰 } リン酸。
石灰 }
石灰 }

あるいは、リン酸142に対して石灰は224です。予想に反して、このリン酸は、通常の三塩基性リン酸や骨リン酸よりも不溶性が低いです。これは、[388ページ]四塩基性リン酸には、リン酸が強い化学親和力で保持できる量よりも多くの石灰が含まれているという事実。[227] 過リン酸塩の製造では、三塩基性リン酸塩が可溶性リン酸塩、すなわち石灰に変換されます。石灰は以前はリン酸と結合し、硫酸と結合して石膏を形成していました。[228]最近まで、この分解生成物は可溶性リン酸と石膏の2つだけであると考えられていました。しかし、最近、ラッフルらによって、厳密にはそうではなく、おそらく遊離リン酸が大量に生成されることが示されました。実際には、反応の第一段階ではリン酸のみが生成され、その後、これが分解されていないリン酸に作用してリン酸二カルシウムが生成される可能性が高いと考えられます。[229]経験的に、過リン酸石灰を経済的かつ成功裏に製造するために必要な硫酸の量は、使用する原料の組成に依存することが分かっている。三塩基性リン酸の割合が高いほど、添加量も増加する。[389ページ]分解には大量の硫酸が必要ですが、質の悪いリン酸塩であっても、時には大量の硫酸を消費することがあります。これは、原料のリン酸塩に炭酸カルシウムやフッ化物が多く含まれている場合に当てはまります。これらの化合物はいずれも分解に大量の酸を必要とし、その酸はリン酸塩の分解に先立って起こります。したがって、炭酸石灰を多く含むリン酸塩は、過リン酸塩を製造するための経済的な原料としては適していません。

リン酸を戻しました。

過リン酸塩の製造後に起こりやすい変化は、可溶性リン酸塩の逆戻りと呼ばれるものです。過リン酸塩を長期間保存すると、可溶性リン酸塩の割合が当初よりも減少することが分かっています。過リン酸塩の劣化の進行速度はサンプルによって異なります。良質な製品では劣化はほとんど目立ちませんが、不適切な材料から作られた過リン酸塩では、かなりの割合に達することがあります。この逆戻りの原因は2つあります。1つは、分解されていない石灰リン酸塩の存在です。しかし、この逆戻りの原因は、原料中の鉄とアルミナの存在ほど重要ではありません。可溶性リン酸塩が逆戻りすると、一価カルシウムの転化が起こります。[390ページ]リン酸を二カルシウムに変える。最初のケース、すなわち未分解のリン酸の存在によって逆戻りが起こる場合、その作用は次のように表される。

ライム    }   } { ライム }   }
ライム    } リン酸   } { 水   } リン酸   }
ライム    }   } + {   水   }   } =
（不溶性リン酸1分子）    } { （可溶性リン酸1分子） }

ライム    }   } { ライム }   }
ライム    } リン酸   } { ライム } リン酸   }
水    }   } + {   水   }   } =
（リン酸の1分子）    } { （リン酸の1分子）   }

しかし、この原因からの逆戻りは、実際にはおそらくごくわずかしか起こらないであろう、と述べておくべきだろう。[230]原料中の鉄とアルミナの存在が逆反応の原因である場合、その反応の性質は十分に理解されておらず、したがって前者の場合ほど容易には証明できない。鉄が黄鉄鉱やケイ酸第一鉄の形で存在する場合、逆反応は引き起こさないようである。逆反応は、鉄が酸化物の形で存在する場合にのみ引き起こされる。そして、ほとんどの原料リン酸塩は、一般的に後者の形で存在する。[231] —リン酸の逆戻りを引き起こす。

[391ページ]復帰リン酸の値。

還元リン酸の価値は、化学者の間で多くの論争を巻き起こしてきたテーマです。還元リン酸は通常の不溶性リン酸よりも高い価値を持つことは、現在では認められています。しかし、我が国の肥料業界では、このことはまだ認識されていません。当初は、化学分析でその量を推定することは不可能だと考えられていました。しかし、この困難は克服され、クエン酸アンモニウム法がその量を正確に測定する手段を提供することが一般的に認められています。大陸でもアメリカ合衆国でも、還元リン酸は通常の不溶性リン酸よりも高い金銭的価値を持つと認識されています。その結果、鉄とアルミナを目に見える程度に含む粗リン酸は、アメリカや大陸では限定的に使用されていますが、我が国ではほとんど使用されていません。

過リン酸塩の組成。

製造された過リン酸石灰は、一般的に、低級、中級、高級の3つのクラスに分類されます。普通級または中級の石灰には、25～27%の可溶性リン酸が含まれています。ここで、可溶性リン酸とは、溶解した三塩基性リン酸の割合を指し、一見すると一価リン酸の割合を指すと思われるかもしれませんが、そうではありません。[392ページ]リン酸塩。低級過リン酸塩は、可溶性リン酸塩の含有量が25％未満、一般には23～25％のものである。一方、高級過リン酸塩は、30～45％のリン酸塩を含む。高級過リン酸塩の製造には、キュラソーおよびソンムのリン酸塩、リン酸グアノ、骨炭など、限られた数の原料リン酸塩のみが利用可能である。さらに高濃度の過リン酸塩を製造するための特定の製法が特許を取得しており、それにより、可溶性リン酸を40％も含むリン酸塩（すなわち、可溶性リン酸塩の87％に相当）が製造されている。このクラスには、ドイツのヴェッツラーで製造される、いわゆるダブル過リン酸塩が含まれる。このように濃縮された肥料は、当然ながら製造コストが非常に高く、家庭での消費にはほとんど推奨できない。しかし、肥料を長距離輸送する必要があり、その結果運賃が非常に高くなる場合は、このような濃縮品が最も経済的であることがわかります。

過リン酸塩の作用。

過リン酸石灰を土壌に施用すると、不溶性の状態に変換されます。つまり、土壌に含まれる石灰、鉄、アルミナ塩によって、この還元反応が大規模に進行します。おそらく、リン酸は最終的に水和した鉄（III）塩またはアルミニウム（Al）塩に変換されると考えられます。[393ページ]リン酸は、必要に応じて植物の根の樹液によって徐々に作用します。このような状況では、なぜ過リン酸石灰は不溶性リン酸石灰よりもはるかに速く作用するのか、あるいは土壌中で再び不溶性になるのであれば、なぜわざわざリン酸石灰を溶解させる手間と費用をかけなければならないのか、という疑問が生じるかもしれません。この疑問は非常に重要なものです。なぜなら、その答えは、私たちの考えでは、リン酸石灰に関するあらゆる問題の鍵となるからです。過リン酸石灰は水溶性であるため、土壌に添加されるとすぐに溶解し、雨によって土壌の細孔に運ばれ、土壌粒子と完全に混ざり合います。こうして、土壌中にすぐに固定され、流失する心配はありません。その結果、リン酸石灰は機械的な粉砕では決して得られないほど微細な状態で得られ、さらに土壌粒子と非常によく混ざり合います。リン酸と土壌粒子とのこの密接な混合と、その微細な分割状態こそが、過リン酸石灰が最も細かく粉砕された不溶性リン酸よりも優れた作用を発揮する唯一の理由である。この見解は、化学者がこの件に関して自然を模倣し、沈殿したリン酸石灰を製造したにもかかわらず、過リン酸石灰ほど良好な結果を得ることができなかったという事実によって裏付けられている。 [394ページ]製造された沈殿リン酸は、おそらく過リン酸石灰から自然に得られるものと同程度に微細ですが、土壌粒子とこれほどよく混ざり合うことは不可能であり、したがって得られる結果は異なります。これらの理由から、過リン酸石灰の作用速度は、他のいかなる形態のリン酸肥料よりも常に速いことは容易に理解できます。リン酸は土壌中のあらゆる場所に分布しています。したがって、植物の根は成長過程を通じて継続的に供給され、発育にこの必須の植物栄養源を必要とする微生物は繁殖します。こうして植物の成長の規則性が確保され、これは非常に重要です。しかし、これを認めながらも、この作用の速さが必ずしも可溶性リン酸を最も経済的な形態としないケースも少なくありません。作物の性質や土壌の性質によっては、より安価な不溶性リン酸を施用する方が経済的になる場合が多くあります。一部の作物においては、消化しやすい栄養分を豊富に供給することで、初期の生育を可能な限り促進することが不可欠です。そうすることで、作物が被害を受けやすい特定の害虫の攻撃に耐えることができるからです。例えば、カブはまさにその好例です。このような場合、若い植物にとって可溶性リン酸の価値は非常に大きいことは疑いようがありません。なぜなら、可溶性リン酸は植物がこの重要な時期を乗り越えることを可能にするからです。

[395ページ]過リン酸石灰の作用は時には不利となる。

しかし、この場合でも、不溶性リン酸肥料が好ましい肥料となる条件が他にもあるかもしれません。そのようなケースとしては、土壌が非常に軽く、石灰が不足している場合が挙げられます。この場合、酸性過リン酸肥料は必要な塩基と結合しないため、若い植物に有害となる可能性があります。故フェルカー博士によると、石灰が著しく不足している砂質土壌の根菜類に高濃度の過リン酸肥料を施した場合、可溶性リン酸の量が4分の1しかない肥料よりも収穫量が少なくなる可能性があるとのことです。しかしながら、上記のようなケースは極めて稀であり、根菜類全般において、過リン酸肥料は特別な価値を持つと言えるでしょう。

過リン酸石灰の施用。

いずれにせよ、過リン酸石灰は、植物に吸収される前に土壌に施用すべきである。そうすることで、植物の根が接触する前に、その酸性の性質が完全に中和される。アメリカの偉大な権威の一人であるS・W・ジョンソン教授は、最近の研究は、可溶性リン酸と還元リン酸（または沈殿リン酸）が、全体として植物の栄養としてほぼ同等の価値があり、商業的価値もほぼ同等であることを示していると述べている。しかし、ジョン・ロウズ卿はジョンソン教授の言葉を引用して、[396ページ]上記の点について、この意見はアメリカ農業の経験に基づいていると述べている。アメリカの農業では可溶性リン酸は主に穀類に施用されているが、この国では主にカブに施用されている。穀類の場合、早期の生育の重要性は、既に指摘したようにカブほど大きくはない。カブの場合、カブバエの被害が幼苗に及ぼす危険は非常に大きいため、たとえ1、2日の成長の違いでも大きな違いが生じる可能性がある。

不溶性リン酸の値。

過リン酸石灰の作用について考察することで、土壌に施用された不溶性リン酸の価値を決定する条件について多くのことが明らかになり、その分割状態、土壌粒子との混合度、そして土壌の性質が決定要因となることが示される。塩基性スラグについて論じる際に述べるように、不溶性リン酸は石灰分が少なく有機物が豊富な土壌で最もよく作用する。様々な肥料におけるリン酸の価値に関する指針を提供するために、表が作成された。付録には、[232] 1893年のウォルフの表と、1892年に作成されたアメリカの表を示す。鉱物リン酸塩、ペルーのグアノ、骨粉の比較価値については、次の章でさらに言及する。

[397ページ]過リン酸石灰の施用量。

過リン酸石灰を土壌に施用する量は、国内の地域によって異なります。イングランドでは1エーカーあたり2～3 cwt. が平均的な施肥量とされていますが、スコットランドの多くの地域では、カブの栽培に1エーカーあたり6～8 cwt. という大量の施肥が行われています。この国の北部で、これほど大量の施肥が有利に行えるのは、成長が抑制されない期間がはるかに長いためです。降雨量が少ない南部の地域では、最大限の収穫を得るために必要な時期、できるだけ早い時期に播種すると、ほぼ確実にうどんこ病が発生します。過リン酸石灰の施用量は、他の肥料と同様に、施用条件と他の肥料との併用量によって決定する必要があります。

脚注:
[225]骨炭などの特定の肥料を土壌に施用する場合にも、このことは当てはまります。フランスでは、骨炭は溶解せずに肥料として長年使用されていました。このような肥料は、炭酸石灰をかなりの割合で含んでいるため、純粋なリン酸石灰の場合よりも作用が遅くなります。これは、炭酸石灰が（過リン酸石灰の製造の場合のように）まず土壌酸の作用を受けるためです。

[226]もちろん、三塩基性リン酸の溶解度は、異なる肥料間で必ずしも同じではありません。例えば、アパタイト中のリン酸は、その結晶構造上、リン酸グアノ中のリン酸ほど溶解度が高くありませんが、どちらの場合も化学組成はほぼ同じです。

[227]さまざまなリン酸塩の化学式については、付録、注I、398ページを参照してください。

[228]反応を示す化学式については、付録、注II、398ページを参照してください。

[229]もちろん、石灰リン酸塩に過剰の硫酸を作用させることで遊離リン酸が得られることはよく知られています。しかし、上で述べたように最近発見されたのは、石灰リン酸塩に少量の硫酸を作用させると、遊離リン酸が生成されるということです。

[230]この反転を示す化学式については、付録、注III、399ページを参照してください。

[231]鉄とアルミナによる可溶性リン酸の逆変換に関する化学理論については、付録の注IV、399ページを参照してください。

[232]付録、注V、400ページを参照。

[398ページ]
第13章の付録

注I.（388ページ）。

さまざまなリン酸塩の化学式、分子組成、およびパーセンテージ組成は次の表に示されています。

 構成は次の通りです。

分子量。パーセント。
名前。シンボル。ライム。水。リン酸。合計。ライム。水。リン酸。
三リン酸または骨リン酸。 3CaO、P 2 O 5 168 0 142 310 54.19 0.00 45.81
二リン酸または二リン酸。 2CaO、H 2 O 5 112 18 142 272 41.18 6.61 52.21
一リン酸または過リン酸。 CaO、2H 2 O、P 2 O 5 56 36 142 234 23.93 15.39 60.68

注II.（388ページ）。

硫酸をリン酸三カルシウムに加えると、次の反応が起こります。

（1.） 3CaO、P 2 O 5 + 2(H 2 O, SO 3 )
（リン酸三カルシウム）（硫酸）

＝ 2(CaO, SO 3 ) + CaO、2H 2 O、P 2 O 5
（石膏）（リン酸一カルシウム）。

(2.) 3CaO、P 2 O 5 + 3(H 2 O、SO 3 ) = 3CaO、SO 3 + 3H 2 O、P 2 O 5、または 2H 3 PO 4。

[399ページ]注III.（390ページ）。

この式は、溶解していないリン酸の存在により可溶性リン酸が元に戻るときに起こる化学反応を示しています。

 3CaO、P 2 O 5    +   CaO、2H 2 O、P 2 O 5
 （リン酸三カルシウム）     リン酸一カルシウム、

＝ 2CaO、H 2 O、P 2 O 5 + 2CaO、H 2 O、P 2 O 5
（リン酸二カルシウム）（リン酸二カルシウム）。

注IV.（390ページ）。

鉄とアルミナの化合物によってどのような反応が起こるのかは、これまで明確に解明されていません。しかし、イギリスの化学者パターソンが提唱した以下の示唆から、その反応についてある程度の知見が得られるかもしれません。硫酸が鉄またはアルミナを溶解したと仮定すると、次のような反応が起こります。

Fe 2 O 3、3SO 3 + CaO、2H 2 O、P 2 O 5 = Fe 2 O 3、P 2 O 5 + CaO、SO 3 + 2(H 2 O、SO 3 )、

そして、こうして生成された遊離酸は、これまで分解を逃れていた岩石中の鉄やアルミナをさらに溶解させ、ここで定式化された反応が繰り返し起こる。ここでは、不溶性のFe 2 O 3とP 2 O 5の量が継続的に増加し、可溶性のP 2 O 5が同じ割合で減少するという累積的なプロセスが見られる。ここでも、単純に…

2Fe 2 O 3 + 3(CaO, 2H 2 O, P 2 O 5 ) = 2(Fe 2 O 3 , P 2 O 5 ) + 3CaO, P 2 O 5 ;

可溶性リン酸の 3 つの分子が一撃で不溶性の状態に戻ります。

「元の岩石の鉄が[400ページ]酸化第一鉄の場合、おそらく次のような反応が起こるでしょう。

4(FeO、SO 3 ) + 2O + CaO、2H 2 O、P 2 O 5 + 3CaO、P 2 O 5 = 2(Fe 2 O 3、P 2 O 5 ) + 4(CaO、SO 3 )。

最後の式を除くすべての式において、アルミナは鉄の酸化物と同様に機能します。」(ストアーの『農業化学』第 1 巻、276、277 ページを参照)

注 V. (p. 396)。

次の表は、さまざまな肥料中のリン酸の相対的な貿易価値を示しています。

I.—ウォルフ、1893年。
水に溶けるリン酸（スーパーなど） 100
沈殿リン酸塩、ペルーグアノ 92
還元リン酸塩、最高級の蒸し骨粉魚グアノ、プードレット 83
リン酸グアノ（ベーカー島）、木灰 75
粗い骨粉、動物炭粉末、骨灰 67
粗い骨片、粉末状のリン灰石および糞石、トーマス鉱滓、家畜の堆肥 33

II.—アメリカ、1892年。
水に溶けるリン酸 100
クエン酸アンモニウムに可溶なリン酸塩 94
細かい骨粉、粉末魚 94
細中骨 74
中骨 60
粗骨 40

[401ページ]
第14章
トーマスリン酸塩または塩基性スラグ。

この物質は、私たちのリン酸肥料にとって非常に重要な添加物です。1886年から市場に出回っており、1887年にはドイツだけで約30万トンの消費量がありました。我が国では、ようやく本格的に利用され始めたところです。

その製造。

トーマススラグは、いわゆる「塩基性」法による鋼の製造で得られる副産物です。1879年には、よく知られた「ベッセマー法」の改良版がギルクリスト＆トーマス社によって特許を取得しました。銑鉄から鋼を製造する際には、良質な鋼を製造するために原料中の特定の不純物を除去する必要があることを説明する必要があります。これらの不純物の中でも最も重要なものの一つがリンです。これは、鋼中にごく微量のリン酸が含まれていても、次のような効果をもたらすためです。 [402ページ]リンは脆くなってしまう。しかしながら、かつては原料からリンを抽出するのに非常に困難な作業が伴い、純度の高い銑鉄しか使用できなかったため、鋼鉄は当然ながら高価な製品となっていた。

しかし、1879年に「トーマス・ギルクリスト法」、あるいは「塩基法」が導入されたことで、これらの困難は大幅に克服され、クリーブランド鉄（比較的高いリン含有率）のような不純な鉄でさえも使用可能となり、結果として鋼鉄価格は全般的に大幅に低下しました。この方法は、洋ナシ型の容器（専門用語では「転炉」）で溶融銑鉄を高熱にさらすことで行われます。転炉は上部が開放されており、蝶番で支えられています。蝶番によって回転し、操作終了時に表面に浮上するスカム（いわゆる「塩基性スラグ」）を排出します。当初の方法で「転炉」の側面は、主にシリカからなる耐火レンガで覆われていました。この方法は「酸性法」として知られていました。しかし、「トーマス・ギルクリスト法」では、「転炉」の側面は石灰（主にドロマイト石灰岩が使用される）で覆われ、銑鉄にも石灰が加えられる。溶融塊に空気噴射が吹き付けられ、不純物が燃焼、つまり化学的に酸化される。[403ページ]こうして鉄はリン酸に変換され、石灰と結合して石灰リン酸塩を形成します。これは、すでに述べたように、スカムの形で表面に上昇し、注ぎ出されることによって鋼から分離されます。

最初は使用されません。

トーマススラグはこのようにして得られる。しかしながら、この独創的な製法が導入されてから数年間、このリン酸を豊富に含む副産物が化学肥料の貴重な添加物となるかもしれないとは、誰も思いつかなかったようだ。その結果、トーマススラグは、我が国の化学製品やその他の製造のほとんどに必然的に付随する、あまりにも多くの価値のない副産物の一つとして扱われ、何の目的にも使われずに大量に蓄積された。

その価値の発見。

1883年、ドイツでこのテーマに関する短い記事がいくつか発表され、肥料としての重要性が初めて世間の注目を集めました。1884年と1885年には、ドイツでこのテーマに関する数多くの実験が行われ、それ以来現在に至るまで、ドイツではますます広く利用されるようになり、1887年には、前述の通り、その消費量は約30万トンに達しました。

[404ページ]構成。

主成分は石灰リン酸塩、石灰ケイ酸塩、遊離石灰、遊離マグネシア、そして鉄とマンガンの酸化物です。もちろん組成は様々ですが、平均的な分析値として以下が挙げられます。[233] —

     パーセント。

リン酸 17
リン酸、ケイ酸、硫酸、炭酸と組み合わせた石灰 40
フリーライム 15
鉄の酸化物 12
リン酸三カルシウムと同等 37
一般的にリン酸の含有量は10～20％と大きく変動します。つまり、リン酸三カルシウムは22～44％です。これは、原料中のリン含有量と添加する石灰の量の違いによるものです。ドイツでは、過去2～3年の間に、従来よりもリン酸含有量の多いスラグを得るための試みがなされ、この目的のための方法がシャイブラー教授によって特許取得されています。これは、通常の方法にわずかな変更を加えたものです。銑鉄を過剰な量の石灰で処理するのではなく、添加する石灰の量が鉄の完全な脱リンに十分でないようにします。結果として得られるスラグはリン酸が非常に多く、それに応じて鉄は少なくなります。[405ページ]その後、鉄は再び新鮮な石灰で処理され、リンは完全に除去されます。同じ石灰は繰り返し使用できます。このようなスラグは通常のスラグよりもはるかに濃縮されたリン酸肥料となり、特許リン酸ミールとして知られています。

スラグが化学的観点から特に興味深い製品であるだけでなく、肥料としての価値に最も重要な関係を持つ点は、石灰とリン酸の結合によって形成される化合物の性質です。

骨粉、骨灰、糞石などといった、いわゆる生のリン酸塩では、石灰とリン酸は、化学用語で「石灰リン酸三塩基」と呼ばれる形で結合しています。つまり、リン酸1当量に対して石灰3当量が存在するということです。当初は、スラグ中に存在するこれらの2つの物質はリン酸三塩基であると当然結論づけられました。しかし、次の方法で、これは事実ではないことが判明しました。スラグを冷却すると、小さいながらも明確な結晶が形成されることが分かりました。これらの結晶は、綿密な分析によって、ヒルゲンシュトックによって初めて、これまで知られていなかった形態の石灰リン酸、すなわち4当量の石灰と1当量のリン酸が結合した形態であることが示されました。そのため、この結晶は「四塩基リン酸」と呼ばれました。

[406ページ]スラグを準備するプロセス。

スラグを肥料として利用するというアイデアが提案されるとすぐに、リン酸を抽出し、植物の栄養源として利用できるようにするための様々な計画が考案されました。スラグに含まれるリン酸の極めて不溶性の性質と、スラグに含まれる鉄の第一酸化物が植物に有害な作用を及ぼすと想定されていたことから、これらの計画は必要不可欠であると考えられました。そのため、多数の特許が取得され、「実行可能かどうかに関わらず、スラグを処理するための考えられるほぼあらゆる方法を網羅」しました。それらはすべて、主に以下のプロセスの組み合わせまたはバリエーションです。

「1. スラグの予備準備。
（あ）溶融物などを過熱蒸気で処理するか、熱いうちに水で冷却して、小さな破片または壊れやすい状態にします。
（イ）研削。
（ハ）遊離石灰を洗い流すために水で処理するか、砂糖溶液で処理します。
（ニ）空気中で焙煎するか、酸化剤を使って焙煎します。
「2. スラグの解決。
（あ）弱酸または強酸（塩酸、硫酸など）に完全に浸します。
（イ）部分的にリン酸塩を溶解するように[407ページ]石灰のケイ酸塩と鉄およびマンガンの酸化物の大部分が残ります。
「3. リン酸を石灰または鉄塩で沈殿させる：または、
「スラグを木炭で精錬し、リン酸塩をリン化物に還元し、酸で処理し、リン化された水素をリン酸に燃焼させるプロセス、および、

「スラグをソーダ塩またはカリ塩（苛性ソーダ、塩化物、硫酸塩、炭酸塩）と溶融し、蒸気を強制的に通過させるか、通過させないかで、可溶性のアルカリリン酸塩を形成するプロセス。」[234]

これらの方法は数多く試されましたが、実験の結果、スラグを非常に細かい粉末の状態で直接地面に散布することが最良かつ最も経済的な方法であることが判明しました。さらに、スラグに含まれる鉄の第一酸化物が植生に及ぼすと懸念されていましたが、実験ではそのような悪影響は見られませんでした。既に説明したように、スラグに含まれるリン酸が四塩基性リン酸石灰として存在するという発見は、これが最良の施用方法であるという見解を強固なものにしました。

粉砕されたスラグの細かさによって品質が大きく左右されることが分かり、その結果、現在では機械式粉砕機だけでなく、[408ページ]化学分析—つまり、スラグが一定の細かさのふるいを通過することが保証されます。

スラグの溶解度。

ダルムシュタットのワーグナー教授は、スラグの溶解度に関する非常に興味深い実験を行いました。彼は、非常に細かく粉砕されたスラグは炭酸水に36%まで溶解するのに対し、同様の処理をしたリン灰石はわずか8%しか溶解しないことを発見しました。[235]もう一つの非常に重要な溶媒はクエン酸アンモニウムである。還元（または沈殿）リン酸塩はこれに完全に溶解し、これに溶解するリン酸塩は溶解しないものよりも価値が高く評価されるはずである。ところで、トーマススラグのクエン酸アンモニウムへの溶解度はワグナー教授によって74％以上であると判明したが、リン灰石の場合はわずか4％であった。この結果はS.W.ジョンソン教授によって裏付けられ、塩基性スラグのサンプルに含まれるリン酸19.87％のうち、19.57％がクエン酸アンモニウムに溶解することを発見した。一方、細かく粉砕したリン酸塩岩のサンプルを分析すると、含まれるリン酸総量29.49％のうち、クエン酸アンモニウムに溶解するのはわずか1.81％であった。フライシャー教授はまた、沸騰によって塩基性スラグとリン灰石の溶解度を比較した。 [409ページ]酢酸溶液に溶解したところ、前者は19%溶解したのに対し、後者はわずか5%しか溶解しなかった。非常に興味深く、かつ最も重要な実験がビーブリッヒのハインリッヒ・アルバート氏によって行われた。塩基性スラグ1グラムと泥炭100グラムを1リットルの水に混ぜ合わせたところ、14日間放置した後、スラグに含まれるリン酸の79%が溶解したことが判明した。

上記の実験では、粉砕の細かさがスラグの溶解性に顕著な影響を与え、粉砕が細かくなるほど溶解性が高くなることが分かりました。これはワグナー教授の実際の実験でもさらに実証されています。この実験から、細かく粉砕したスラグは粗いスラグの4 倍の速さで反応することがわかりました。しかし、実際の結果に関しては、スラグを粉砕するのに適切な細かさには限界があるようで、ある一定の細かさを超えるスラグは、粗いスラグよりも良い結果をもたらさないことがわかりました。いずれにせよ、彼の実験では、すべてが金網ふるいを通過するほどの細かさのスラグは、17 パーセントが残ったスラグよりも良い結果をもたらさないことを発見しました。しかしながら、スラグを細かく粉砕すればするほど、肥料としての活性が高くなると言えます。そして、肥料として有効であるためには、ある程度の細かさが絶対に必要である。 [410ページ]ワグナー教授の実験は、塩基性スラグに関して行われた実験の中で最も価値があり、完全なものの一つです。ここでは、その実験について詳しく説明しましょう。

ダルムシュタット実験。

ワグナー教授の実験は、亜麻、菜種、小麦、ライ麦、大麦、エンドウ豆、白カラシナといった様々な作物を用いて行われ、その目的は、過リン酸石灰、粒度の異なる塩基性スラグ、ペルーグアノ、湿らせた骨粉、そして非常に細かく粉砕した糞石の肥料としての効果を比較検証することであった。これらの異なる形態のリン酸肥料の相対的な価値を正確に評価するためには、骨粉中の窒素、そしてペルーグアノに含まれる窒素とカリを不活性にする、つまり試験をリン酸のみに限定する必要があった。これは、過リン酸石灰、塩基性スラグ、そして糞石に、他の肥料に含まれる量と同量の窒素とカリを加えることで行われた。さらに、全ての実験（もちろん、無施肥実験も含む）に、過剰量の窒素とカリが加えられた。このように、収益の増加はリン酸によるものであると考えられます。

これらの実験から得られた一般的な結果は、次のようにまとめることができます。「スーパー」の活性を100とすると、相対的な活性は次のようになります。

[411ページ]1号の基本スラグ[236]細かさは 61
塩基性スラグ2号[237] 58
ペルーのグアノ 30
塩基性スラグ3号[238] 13
骨粉 10
糞石 9
これらの結果から、この商品の価値を解明しようと試みました。この商品は80%程度の細粒と20%程度の粗粒を含んでいるため、その活性は50%、つまりスーパーの半分といえます。つまり、塩基性スラグ2 cwtはスーパー1 cwtに相当します。これは初年度の効果のみを示しています。ワグナー教授は、様々な肥料の後効果について更なる実験を行い、その結果、塩基性スラグの後効果は「スーパー」よりもさらに優れていることを発見しました。これは当然のことです。なぜなら、塩基性スラグの形でリン酸を「スーパー」の形で施用した場合の2倍の量で施用し、初年度の効果が同じであれば（つまり、どちらの場合も植物が土壌から同量のリン酸を吸収するのであれば）、塩基性スラグを施用した土壌には、過リン酸石灰を施用した土壌よりも多くのリン酸が自然に残留するからです。例えば、100ポンドのスーパーを施用した場合と200ポンドを施用した場合では、初年度の効果は同じです。[412ページ]基礎スラグを140ポンド施用し、最初の年に植物が消化吸収したのはスーパーと基礎スラグ合わせてわずか60ポンドであったとすると、残りの140ポンドの基礎スラグの方が、残りの40ポンドのスーパーよりも優れた後効果を持つと結論付けるのは当然です。これは、ワグナー教授の実験で実際に証明されています。以下は、ワグナー教授が様々な肥料の後効果について行ったいくつかの実験の結果です。

リン酸100部のうち、初年度の収穫で除去されたのは、

素晴らしい 63
ペルーのグアノ 22
骨粉 7
糞石 6
トーマスミール—
細かさNo.1 39
細かさ2番 43
3. 細かさ 15
最初の収穫で残ったリン酸100部のうち、次の3回の収穫で除去されたのは、

素晴らしい 30
ペルーのグアノ 9
骨粉 13
糞石 6
トーマスミール—
細かさNo.1 14
細かさ2番 29
細かさ3番 24
他にも数多くの実験が行われてきた[413ページ]ドイツの様々な地域で様々な実験者が行った実験は、ここで引用する必要はないが、ワーグナー教授の研究ほど完全なものはない。

その他の実験の結果。

英国では、ロスザムステッド、サイレンセスター、ダウントン、バンガー、そしてエイトケン博士によるハイランド農業協会の試験場、そしてその他の場所でも実験が行われました。これらの様々な実験の結果は当然ながら大きく異なっていますが、これは実験が行われた土壌の性質の違いや、使用されたスラグの細かさの違いによるものです。しかしながら、それらはすべてワグナー教授の一般的な結果を裏付けるものです。スコットランドのハイランド協会の試験場でエイトケン博士が得た結果は、リン酸肥料としての塩基性スラグに特に有利なものでした。実験はカブを用いて行われ、重量比で比較すると、トーマススラグは過リン酸石灰よりも優れていることがわかりました。さらに、これらの実験で使用されたスラグはリン酸を豊富に含み、非常に細かく分裂していたことも付け加えておきます。著者が行った実験により、スコットランドのさまざまな土壌において、スラグはカブに施す最も経済的なリン酸肥料の 1 つであることが証明されました。[239]

最後に、控除についてまとめます。[414ページ]これは、肥料としての塩基性灰の価値に関する前述のすべての実験の結果から妥当に導き出せるものである。

スラグに最適な土壌。

その作用が土壌によって好ましい効果を持つかどうかは疑いようがないが、一般的にそのリン酸の価値は可溶性リン酸の半分程度であると言っても過言ではない。最も顕著な効果を発揮する土壌は、石灰分は少ないが有機物が豊富な泥炭質土壌である。泥炭質土壌に石灰を施すことで得られる有益な結果はよく知られている。スラグは遊離石灰を多く含むため、そのような土壌では二重の機能を果たす。牧草地、あらゆる種類の牧草地（乾燥しすぎない場合）、石灰分が乏しい粘土質土壌では、その作用は特に好ましいことがわかっている。様々な作物の中で、リン酸肥料としてのスラグから最も恩恵を受けるのはマメ科の作物である。これは、マメ科の作物の生育期間が他のほとんどの作物よりも長いという事実に由来する。

適用率。

スラグを1エーカーあたりどのくらいの量施用すべきかという点については、当然ながら意見の相違があるでしょう。ダウントン農業大学のライトソン教授は、1エーカーあたり6～10 cwt.の割合で施用することを推奨しています。もちろん、これは非常に [415ページ]たっぷりと施肥しましょう。しかし、リン酸肥料は窒素肥料や、ある程度はカリ肥料とは異なり、過剰量を与えても損失のリスクがないことを念頭に置いておく必要があります。窒素肥料を計量するのと同じようにリン酸肥料を正確に計量することは不可能です。したがって、リン酸を過剰に施用する方が、過剰に施用するよりも安全であり、長期的にはより経済的です。その理由は簡単に説明できます。ほとんどの土壌に自然に存在するリン酸は、溶けにくい性質を持っています。植物に供給されるのは毎日少量だけです。この量は、好ましい気候条件下では十分かもしれませんが、これらの好ましい影響は一度に長く続くことはありません。

おそらく3週間ほど、植物は干ばつに見舞われるでしょう。この間、植物はリン酸を吸収せず、成長は事実上停止します。しかし、この干ばつの後、雨と温暖な気候が続きます。収穫期までに成熟させるには、植物は失われた時間を取り戻さなければなりません。この好ましい気候条件下では、通常の条件下では2倍または3倍の時間で成長するのと同じ量を、その後数日間で成長させなければなりません。しかし、そのためには十分なリン酸を摂取できなければなりません。そして、これは土壌中に明らかに過剰なリン酸が存在する場合にのみ可能です。

土壌のリン酸の豊富さは、[416ページ]それは、植物の通常の要求を満たすことができるだけでなく、必要になったときに過剰に供給できるものでなければなりません。なぜなら、好ましい条件下では数日間で形成される植物物質の量が非常に多く、その結果、その間に植物が同化するリン酸の量も非常に多くなるはずであることを覚えておく必要があるからです。

適用方法。

最後に、スラグの施用方法について、農業従事者はスラグを硫酸アンモニアと混合しないよう注意する必要がある。混合すると、トーマススラグに含まれる遊離石灰の作用によって硫酸アンモニアから遊離したアンモニアが大量に失われるからである。硝酸ソーダ塩やカリ塩とは自由に混合できる。しかし、このような混合物は小さなボール状になりやすく、すぐに非常に硬くなる。したがって、使用直前にのみ混合するべきである。この問題を克服するために、ワグナー教授はスラグに少量のピートまたはおがくずを混ぜることを推奨している。

脚注:
[233]付録417ページを参照してください。

[234]「塩基性スラグ：その形成」に関する論文を参照。ステッドとリブスデール著。『鉄鋼協会誌』、1887年、230ページ。

[235]ワーグナー教授のパンフレット「Düngewerth und die rationelle Verwendung der Thomas Schlacke」（ダルムシュタット、1888 年）をご覧ください。

[236]1号の細かさは、1インチあたり250本のワイヤーからなる目の細かい金網ふるいを完全に通過したほどであった。

[237]2 番の細かさは、通常の標準ふるいを完全に通過するもの、つまり、1 インチあたり 120 本のワイヤーを含むものでした。

[238]3番目は標準ふるいを通過できなかったもの。

[239]『ハイランド農業協会紀要』、1891年; 『化学ニュース』、1893年。

[417ページ]
第14章の付録

注記（p.404）。

特に興味のある方のために、1887年鉄鋼協会誌第222巻に掲載されたステッド氏とリブスデール氏の論文から抜粋したスラグの完全な分析結果を添付します。

ライム 41.58
マグネシア 6.14
アルミナ 2.57
鉄の過酸化物 8.54
鉄の第一酸化物 13.62
マンガンの第一酸化物 3.79
バナジウムの第一酸化物 1.29
シリカ 7.38
硫黄 .23
カルシウム .31
無水硫酸 .12
リン酸 14.36
99.93

[418ページ]
第15章
カリウム肥料。

相対的な重要性。

第6章では、3つの肥料成分のうち、カリが最も豊富に存在するため、窒素やリン酸の場合よりも人工肥料としてカリを添加する必要性は低いことを指摘しました。さらに、通常の農業条件下では、作物から除去されたカリが、他の2つの成分よりも堆肥に用いられる藁によって土壌に多く戻されることも指摘しました。しかしながら、植物の成長を促進する上で、カリ肥料の添加が最も重要である場合も少なくありません。したがって、ここで、様々なカリ肥料とその作用について少し考察しておくとよいでしょう。

[419ページ]スコットランドの土壌にカリウムを供給します。

スコットランドの土壌のほとんどには、この肥料成分が豊富に供給されていることが経験的に分かっているため、カリ肥料は我が国ではそれほど価値がありません。さらに、ヨーロッパのほとんどの農業条件下では、カリ肥料は土壌に着実な利益をもたらすようです。しかし、アメリカでは、肥料としてのカリの作用がより顕著に表れているようです。実際、飼料作物や藁が農場から大量に販売されている場所、あるいはビート、キャベツ、ニンジン、ジャガイモ、タマネギなどが大量に栽培されている場所では、カリ肥料の必要性が一般的に生じます。

カリ肥料の供給源。

肥料としてのカリの価値は、木灰の有益な作用によって初めて認識されるようになりました。もちろん、その有益な作用はカリだけによるものではありません。木灰には、植物の他の灰分成分に加えてリン酸も含まれているからです。そして、肥料としての価値は、間接的な作用にも少なからず依存していると言えるでしょう。木灰には、土壌中の窒素分の分解を促進する一定の割合の苛性アルカリが含まれています。しかし、これらの他の貴重な特性を考慮に入れると、木灰の主な価値は、間違いなくそこに含まれるカリにあります。そのため、市販の「カリ」と呼ばれる製品が使用されるようになりました。これは、[420ページ]木灰から得られる炭酸カリウムと水和カリウムの混合物は、かつては特にクローバーの肥料として広く用いられていました。また、特定の海草、特にソルトワートを燃やして作られるカリ分に富んだ肥料であるバリラも、かつてはシチリア島やスペインから大量に輸出されていました。スコットランドで海藻を燃やして得られるケルプも、カリ分に富んだ肥料です。しかし、シュタスフルト鉱山が発見されて以来、カリ分に富んだ肥料はすべてこの鉱山から得られるようになりました。

シュタスフルトカリ塩。

ドイツのシュタスフルトには、巨大な塩の鉱床が存在します。これらは内海の蒸発によって形成されました。これらの鉱床で塩が初めて発見されたのは1839年のことですが、長い間、カリ塩の存在はほとんど疑われておらず、カリ塩の採掘が始まったのは1862年のことでした。シュタスフルト鉱床に含まれる主なカリ鉱物の一覧は、すでに第6章の付録に記載しています。これらの鉱物は層状に存在し、最下層はほぼ純粋な塩で構成されています。そのすぐ上には、約30メートルの厚さの、ポリハライト（硫酸カリウムを含む）鉱物と混ざった塩の層があります。この最後の層の上には、約90フィートの層があり、そこにはカリウムとマグネシウムの塩化物と混ざったキーゼライト（硫酸マグネシウム）が含まれています。そしてさらにその上には、約90フィートのカーナライト層があり、これが[421ページ]肥料として使われるカリ塩の主な供給源。

当初、鉱床から直接採取された粗塩は、アブラウム塩という名称で肥料として販売されていました。しかし現在では、精製されています。1888年には、シュタースフルトから約2万5000トンのカリ塩が肥料として輸出されました。これらの塩には、平均約12%のカリを含む硫酸塩の不純な形態であるカイニット、そして塩化カリウムと硫酸塩があります。どちらの塩も、程度の差はあれ純粋な形で使用されています。ここで、硫酸塩と塩化カリウムという2種類のカリ塩の効果について少し触れておきたいと思います。

硫酸塩と塩化カリウムの相対的な利点。

塩化カリが特定の作物に有益な効果をもたらすどころか、むしろ有害であることは周知の事実です。これらの作物としては、テンサイ、ジャガイモ、タバコが挙げられます。テンサイの場合、結晶化可能な糖の割合を低下させる効果があるようで、ジャガイモはワックス状になります。タバコに関しては、喫煙者の観点から葉の価値を低下させるようです。この有害な作用は、カリ自体ではなく、カリの存在形態によるものであることは明らかです。なぜなら、硫酸塩の形態のカリはこれらの植物にこのような有害な影響を与えないからです。塩化カリに対するもう一つの反対意見は、[422ページ]肥料と硫酸カリを混ぜると、塩化カルシウムが生成されやすく、この化合物は多くの植物に明らかに有害です。硫酸カリについては、同様の非難はできません。なぜなら、硫酸カリが生成しやすい主な化合物である石膏は、すでに指摘したように、間接肥料として非常に価値があるからです。したがって、全体として、硫酸カリはカリを加えるのに最も安全な形態であると思われます。しかし残念なことに、市販の硫酸カリのほとんどは非常に不純で、一般にかなりの量の塩化物を含んでいます。塩化物の利点としては、より濃縮された肥料であり、硫酸塩よりも土壌への浸透が良いと言えるでしょう。これは非常に重要な点です。さらに、クローバー、トウモロコシ、イネ科植物、および一部の根菜には、何ら悪影響なく使用されてきました。

カリ肥料の施用。

肥料として施用した場合、土壌粒子がカリ塩を極めて強力に固定する性質は、施用に際して留意すべき点です。先ほど述べたように、この性質は硫酸塩の場合の方が塩化カリウムの場合よりも強く、また、他の特定の肥料もカリ塩の固定を阻害する上で大きな影響を及ぼすことが観察されています。これらの例としては、骨粉や堆肥が挙げられます。硝酸ソーダもカリ塩の拡散性を高めるようです。逆に、カリ塩はアンモニアの固定を助けるようです。

[423ページ]上記の理由から、カリ肥料は作物が利用しそうな時期よりもかなり前に土壌に施用する必要があります。雨による深刻な損失のリスクはほとんどありません。一般的には秋に施用することが推奨されます。ノーフォークの実験では、非常に軽い土壌であっても、秋に施用すると春に施用するよりも大きな利点があることが証明されています。カリを硫酸塩として施用した場合、植物による硫酸の吸収はほとんどないことが分かっています。

カリ肥料に適した土壌と作物。

カリ肥料に最も適した土壌としては、軽い土壌、そして泥炭質有機物を多く含む土壌（ドイツの荒野の土壌など）が最も効果的であることが分かっています。一方、重粘土質土壌では、これらの土壌に含まれるカリの含有量は、植物の必要量を満たすのに十分な量です。フリッチャムでは、白亜質土壌におけるカリの有効性が顕著に実証されました。作物の中では、マメ科の植物がカリ肥料の恩恵を最も受けることは、現在ではほぼ広く認められています。特にクローバーにおいては、カリ肥料は常に施用する価値のある肥料であることが証明されています。

適用率。

カリは少量で施用するのが最適です。塩化カリウムまたは硫酸カリウムは1～2 cwt.（約1～2 立方メートル）が一般的で、カイニットは6～8 cwt.（約1～8 立方メートル）が一般的です。

[424ページ]
第16章
微量の化学肥料。

前の章で説明した肥料に加えて、乾燥した血液、蹄、角など、ごく少量しか使用されない少量の肥料がいくつかあります。

中でも最も貴重なものの一つが乾燥血液です。新鮮な血液は水分を80%含み、窒素を2.5～3%、リン酸を約0.25%、アルカリを約0.5%含んでいます。乾燥させると非常に濃縮された貴重な窒素肥料となり、フランスでは古くから利用されてきました。市販の血液は平均して窒素を約12%、リン酸を1%強含んでいます。土壌に混ぜると発酵し、含まれる窒素はアンモニアに変換されます。硝酸ソーダや硫酸アンモニアほど即効性のある肥料ではありませんが、一般的な農業教科書にあるような遅効性の肥料とは決して言えません。[425ページ]堆肥。その窒素はペルーのグアノに含まれる窒素と同等の価値があるとみなされる。園芸に特に適しており、この国では主にホップの肥料として使用されている。また、小麦、牧草、カブにも使用され、有益な結果が得られている。肥料としては、砂質またはローム質土壌に最も適している。相当量がサトウキビの肥料として砂糖栽培コロニーに輸出されている。肥料は他の動物の残渣からも作られる。赤身（水分75パーセントを含む）には、約3～4パーセントの窒素、0.5パーセントのアルカリ、0.5パーセントのリン酸が含まれていることに注意する必要がある。つまり、赤身1トンには約70ポンドの窒素と10ポンドのリン酸が含まれていることになる。パイエンとブーサンゴーによれば、空気乾燥した肉（水分含有量8.5%）には13%の窒素が含まれています。したがって、肉は適切に堆肥化すれば、貴重な窒素肥料となります。乾燥した肉は一般的に肉粉グアノと呼ばれる肥料になりますが、その組成についてはグアノの章で既に触れました。[240]

蹄、角、毛、剛毛、羊毛、羊毛廃棄物、そして動物の腸は、肥料として利用されてきました。蹄と角は人工窒素肥料の常用源であり、後者は櫛などの製造過程で副産物として得られます。これらは微粉末状で、その作用速度を高めるために、非常に効果的です。[426ページ]成長が遅いため、アメリカでは使用前に馬糞で堆肥化することがよくあります。消石灰で堆肥化されることもあります。こうした処理によって価値が大幅に高まることは間違いありません。窒素含有量は、由来する動物の種類によって大きく異なるようです。9つの角のサンプルでは、窒素含有量は7.5%から14.5%の範囲で変化し、平均11.5%でした。窒素含有量が15%を超えることは稀のようです。リン酸含有量は、様々な研究者によって6%から10%の範囲であることが分かっています。S.W.ジョンソンは、水牛の角の削りくずではわずか0.08%から0.15%しか含まれていないことを発見しました。フランスでは、「焙焼」角と呼ばれるものが使用されています。これは蒸気処理された角です。この角に含まれる窒素は、通常の角よりも活性が高いと考えられています。ウェイ氏によると、ホップの栽培には角が利用され、良好な結果が得られている。挽いた蹄は角と組成が非常に似ており、窒素含有量は約14～15%である。現在では相当量が利用されている。しかし、角、蹄、毛、剛毛などは窒素含有量は豊富であるものの、肥料としての価値は比較的低いことを忘れてはならない。これらの品目の国内生産量は6,000～7,000トンと推定される。

[427ページ]スカッチ。

スカッチとは、接着剤の製造や皮革の加工の際に発生する廃棄物から作られる肥料の名称です。窒素含有量は約7%で、ロンドンで年間数千トンが生産されています。

粗悪品とウールの廃棄物。

ショディは、ウールの廃棄物から作られる肥料で、この国で主に生産されており、かつては（現在ではかなり少ないが）肥料として広く利用されていた。年間生産量は約1万2000トンである。ショディには3つの品質があり、第一は窒素含有量が8～12%、第二は6～8%、第三は5～8%である。ショディは決して非常に価値のある肥料ではない。ウールの廃棄物は、かつては現在よりもはるかに窒素を豊富に含んでいた。これは、現在ウール製品の製造において蔓延している綿の混入によるものである。純粋なウールのぼろ布は、窒素含有量が17～18%であるべきである。ウールの廃棄物は、肥料として使用する前に苛性アルカリで処理することが強く推奨されており、窒素をより早く利用できるようにする。この処理を推奨する根拠は数多くある。羊毛廃棄物を肥料として施用する場合は、[428ページ]いずれの場合も秋に施肥し、植物の成長に必要な期間が経過するまでにできるだけ長い期間を経るようにします。

革は肥料としても利用されてきました。その窒素含有量は4～6%とされており、窒素肥料として使用されるあらゆる物質の中で最も価値が低いと言っても過言ではありません。革は、その性質上、土壌に施用すると非常に分解しにくく、非常に細かく粉砕しない限り、長期間分解しないと考えられます。しかし、おそらくより価値があるのは、焙焼革です。これは、すでに述べた焙焼角と同じ方法、すなわち蒸気処理によって得られます。分解抵抗に大きく貢献する脂肪分や脂分が抽出されるため、通常の革よりも肥料として適しています。焙焼革には5～8%の窒素が含まれています。

すす。

煤は古くから利用され、高く評価されてきた肥料です。通常の方法で得られる煤には、通常約3%の窒素（主に硫酸アンモニウムの形で）と、少量のカリとリン酸が含まれています。窒素の一部はアンモニア塩の形で存在し、これが煤に肥料としての価値を与えていることは間違いありません。煤は古くから、肥料として利用されてきました。[429ページ]若い穀物や牧草の追肥として、1エーカーあたり40～60ブッシェルの割合で施用されています。間接的にナメクジ駆除剤としての効果もあります。

上記の比較的価値の低い肥料の多くは、現在入手可能な硝酸ソーダやアンモニア塩の供給量の増加により、今後は過去よりも使用量が少なくなると思われます。これらの物質の多くは、おそらく混合肥料として利用されてきたものと思われます。

脚注:
[240]324ページ参照。

[430ページ]
第17章
下水を肥料として。

下水の肥料としての価値は、これまで過大評価されてきました。都市下水を農業用肥料として処理することの採算性については、一般の人々の間に多くの誤解が存在していました。下水に関して過去に広まっていた誤った見解の多くは、科学者やその他の著述家が、現在の下水処理方法の多くによって莫大な富が世界に失われていると主張したことに起因しています。しかし幸いなことに、下水問題は今日では、まず第一に衛生上の関心事として認識されるようになってきています。この問題については多くの著作が書かれ、その肥料としての特性を活用するための多くの計画が、多大な創意工夫を凝らして考案されてきたため、ここではこの問題の純粋に農業的な側面について少し触れておきたいと思います。

下水に関する最も重要な2つの点は、その膨大な量と、その極めて劣悪な水質です。[431ページ]もし最も重要な考慮事項が衛生上の問題ではなく、その肥料としての価値であるならば、都市で広く利用されている私たちの水道システムは、実に無駄の多いシステムと言わざるを得ません。なぜなら、水道によって、その肥料成分の源である排泄物の価値が著しく損なわれているからです。ヨーロッパの多くの都市で排出される1トンの下水には、乾燥物質でわずか2～3ポンドしか含まれておらず、窒素の総量はわずか1～2オンス、リン酸はそれよりはるかに少なく、肥料としての価値はこれら二つの成分に完全に依存していることを考えれば、下水がいかに肥料として貧弱であるかが痛感されます。これらの肥料成分を抽出するために、様々な方法が考案され、実験されており、世界各地で多くの方法が実践されています。農業目的での下水を利用する方法は、大きく分けて二つの種類に分けられます。

灌漑。

灌漑という項目に分類されるものの一つは、下水を特定の種類の粗い緑色作物に流し込むことです。場合によっては、排水溝や溝を特別に設置することで、大量の下水をろ過できる土地を作ることもあります。まず、土地は緩やかな傾斜で注意深く均一に整地されます。畑の頂上では、下水は開渠に沿って流れ、そこから排水路を通って排出されます。[432ページ]重力の力を利用して、主溝から直角に走る複数の小溝によって汚水を畑の異なる部分に流します。自由に移動できる止め具によって、汚水を畑の異なる部分に流すことができます。この計画は、地形の性質に合わせて変更することができます。例えば、急勾配の場合は、丘に沿って水平に走る「キャッチワーク」と呼ばれる溝によって畑に汚水処理を施すことができます。このようにして、汚水は畑全体を流れ、底で深い溝に集められ、そこから最寄りの川や小川に流されます。これは、クロイドン近郊の有名なベディントン・メドウズで採用されているシステムです。

汚水を分配するもう一つの方法は、施肥する土地の上に一種のネットワーク状に敷設された地下管を利用することです。一定の間隔でホース接続用の継手が付いた管が取り付けられ、主管に一定の圧力をかけることで、必要に応じて汚水を畑のさまざまな場所に分配することができます。

3つ目の改良点は、土壌灌漑です。これは前述のシステムに似ていますが、使用されるパイプが多孔質か、小さな穴が開けられているという点が異なります。

完全水没は完全に平坦な土地の場合にのみ適用可能であり、ピエモンテ州とロンバルディア州で広範囲に実施されています。

徹底的な[433ページ]好条件下における灌漑の効率は、下水を浄化し、肥料として価値のあるその成分を最大限に利用する方法として、非常に優れている。これは、下水から肥料としての価値の最も大きな部分を占めるアンモニアを抽出できることが決定的に証明された唯一の方法であり、この事実から、農業家が第一に検討するに値する。衛生上の観点から他の方法がどれほど優れていても、下水中のアンモニアを完全に、あるいは少なくとも90%以上を消失させる方法は、この貴重な成分のすべてを土壌に抽出できるだけでなく、下水中の植物にとって何らかの形で価値のある他のすべての成分を土壌に抽出できる方法ほど、農業家が評価する上で高く評価することはできないのは明らかである。

下水の継続的な使用の影響。

同じ土地に下水を継続的に流し込むと、一般的に次のような現象が起こります。最初は下水が浄化され、土壌は下水から抽出される貴重な肥料成分から相応の恩恵を受けます。しかし、しばらくすると、土地はいわゆる「下水病」に陥ります。下水に含まれる粘液質によって土壌の細孔が塞がれ、既に述べたように土壌の通気性は極めて重要ですが、その結果、土壌は急速に劣化し、下水はもはや浄化されなくなります。

[434ページ]間欠灌漑。

これは間欠灌漑によってある程度回避できます。土地は下水を継続的に受けるのではなく、断続的に受け、各灌漑の間に回復のための時間を与えます。しかし、この問題に深く関心を寄せてきた人々の意見では、たとえ間欠的に下水を与えられたとしても、土地は本来の効力を取り戻すことはないということです。

したがって、好条件下における灌漑は、下水の肥料的価値を活用する最も効果的な方法である。しかし、実際には、そのような好条件を実現することが非常に困難である。土壌が下水浄化機能を適切に発揮するには、適切な通気性が必要であることは古くから知られており、現在では、あらゆる肥沃な土壌において硝化作用が自由に進行する必要があることも分かっている。しかし、土壌に大量の下水を施すと、この自由な進行が阻害される可能性がある。既に述べたように、空気の不足と土壌温度の低下は、硝化作用を明らかに遅らせる傾向があり、これら二つの条件は、大量の下水を施す際に必ず伴う。

下水に適した作物。

灌漑に対するもう一つの反対意見は、下水処理地で生産できる作物の種類が限られているという点である。ライグラスは、下水処理地で栽培して利益を得られる唯一の作物であると繰り返し主張されてきた。 [435ページ]しかし、この主張とは対照的に、英国協会が下水問題を検討するために設置した委員会が出した結論には、次のような意見が表明されている。1868年から1872年にかけて、委員会は膨大な数の実験を行い、次のような結論に達した。「下水を利用してあらゆる種類の作物を栽培できることは確かであり、農家は最も売れるものを栽培することができる。しかしながら、主食は牧草、根菜などの家畜の飼料であり、時折、野菜やトウモロコシも栽培する必要がある。」したがって、ライグラスだけが下水処理地で収益性の高い栽培が可能であると言うのはおそらく間違いだが、経験の大部分は、ライグラスが下水処理地に最適であることを示している。そうであれば、当然、次のような疑問が生じる。下水を肥料として利用する農家は、その土地から得られる大量の緑作物をどうすればよいのだろうか？ほとんどの場合、牛はそれらを自分で使用したり、その場で処分したりすることができません。そして、これはこれまで非常に大きな欠点となってきましたが、サイレージという手段によって、緑の作物を飼料として必要な期間、適切な状態で保存できるようになった今、この反対意見の根拠はほぼ完全に解消されました。

もちろん、ある土壌は他の土壌よりも下水の浄化に自然に適していることは明らかである。しかし、どんなに優れた土壌でも、ある特定の条件しか満たせないことを率直に認めなければならない。[436ページ]下水の量。1エーカーの土地が処理できる下水の量については、様々な計算がなされてきました。ある計算では、1エーカーで1日約2,000ガロン、つまり100人が排出する下水を浄化できるとされています。また、60人分、あるいは150人分と推定する計算もあります。この点で、砂質土壌の浄化能力は重い土壌よりもはるかに大きく、ダンツィックでは1エーカーの砂丘で600人分の下水を浄化できると考えられています。故ウォレス博士は、グラスゴーの下水を処理するには12平方マイル以上の土地が必要であると計算しました。もちろん、下水が後述する方法、すなわち降水処理（多くの場合、既に下水処理が行われています）されている場合、土壌が浄化できる下水の量はそれに応じて増加します。下水処理手段としての灌漑に関して指摘できるもう一つの問題点として、霜が降りる時期には土地が凍結し、灌漑を継続できないことが挙げられます。温暖な気候では、灌漑は下水処理手段として大きな利点があります。一方、湿気が多く寒冷な気候では、灌漑には多くの反対意見があります。

沈殿等による下水処理

さて、この2番目の項目に分類される方法について考えてみましょう。もちろん、機械ろ過は下水を浄化することのみを目的としています。[437ページ]含まれる不溶性の浮遊物をすべて除去します。フィルターとして様々な物質が使用されてきましたが、最も一般的なのは木炭です。また、焼成粘土、砂利、砂などを混ぜた木炭も使用されています。

しかし、化学沈殿法には、それ以上の効果を謳う方法があります。懸濁液中の固形物をすべて抽出するだけでなく、（少なくともほとんどの化学沈殿法は）リン酸をほぼすべて除去します。リン酸は、下水中に含まれるアンモニアに次いで最も重要な成分です。あらゆる沈殿法の中で、石灰は最も広く使用されてきました。そして、全体として、おそらく最良の沈殿法と言えるでしょう。なぜなら、石灰は安価で、ほとんどどこでも入手できるからです。故ウェイ教授の分析によると、下水サンプル中のリン酸、カリ、アンモニアの割合は、石灰処理前後で以下の通りでした。

1ガロンあたりのグレイン数。
前に。後。
リン酸 2.63 .45
カリ 3.66 3.80
アンモニア 7.48 7.50
上記から、沈殿剤として石灰を使用した場合のスラッジにはリン酸がほぼすべて含まれている一方で、除去されたカリやアンモニアの痕跡は微量しか残っていないことがわかります。硫酸アルミナも、単独で、あるいは石灰と併用して使用されています。硫酸アルミナが石灰に対して優れている点は、得られる成分が[438ページ]沈殿物はかさばりません。しかし、他の点では沈殿剤としてそれほど効果的ではないようです。よく知られているA、B、C法では、ミョウバン、粘土、石灰、木炭、血液、アルカリ塩を様々な割合で混合したものが使用されています。この混合物はリン酸に加えて、一定量のアンモニアも抽出すると言われていますが、その量はごくわずかで、ほとんど考慮する価値がありません。

鉄過塩化物、銅過塩化物、マンガン過塩化物など、数多くの化学物質が単独で、あるいは併用して使用されてきました。しかし、いずれも部分的な浄化しか達成できず、最良の結果は、処理した下水が新鮮な場合に得られました。生成された汚泥の肥料としての価値については、多くの意見の相違がありました。含まれるリン酸と窒素の量が少ないため、数マイル以上離れた場所に運搬することができず、肥料としての利用は困難でした。数年前にフィルタープレスが導入されたことで、その価値は大幅に向上しました。沈殿処理場で汚泥を処理する従来の方法は、大気にさらして徐々に乾燥させることでした。しかし、90%以上の水分を含む下水汚泥を空気中で乾燥させると、有機物の急速な分解と腐敗が促進されてしまいました。[439ページ]汚泥は物質として非常に複雑で、多くの場合、分解中の汚泥は未浄化の下水そのものと同じくらい厄介なものとなっていました。しかし、ジョンソンのフィルタープレスを用いることで、90%の水分を含む汚泥は、瞬く間に50%、あるいはそれ以下にまで減少しました。これにより、有用な成分の割合が大幅に増加し、汚泥ケーキは持ち運びが容易になっただけでなく、以前ほど不快なものではなく、分解しにくくなりました。

下水汚泥の価値。

この汚泥ケーキの肥料としての価値については、ダウントン農業大学のマンロー教授による非常に興味深く貴重な実験結果が幸運にも公開されています。実験に使用された汚泥は、硫酸アルミナ、石灰、硫酸鉄から生成されたもので、ジョンソンのフィルタープレスにかけた後、窒素含有量は0.6～0.9%、リン酸含有量は1%以上でした。この汚泥の施用による効果は、理論上期待される効果をはるかに下回ることが判明しました。実験はカブを用いて行われ、同じ圃場で全く同じ条件下で、それぞれ過リン酸石灰と堆肥を施した場合の結果と、汚泥を用いた場合の結果を比較しました。その結果、過リン酸石灰として53ポンド、堆肥として60ポンドのリン酸が、[440ページ]堆肥は、汚泥中のリン酸240ポンドよりもはるかに多くの収穫量を生み出しました。つまり、汚泥中のリン酸は理論上の効果の5分の1以下しか発揮しなかったということです。このやや奇妙な結果の説明は、マンロー博士が汚泥ケーキの不適切な物理的性質に見出しています。家畜糞尿は、よく腐熟すると、ざらざらとした質感になり、可溶性成分を多く含みます。そのため、肥料成分は土壌全体に速やかに分散します。一方、汚泥の場合は、構成粒子が密集しているため、機械的および化学的分解に対する抵抗力が最大限に発揮されます。「実際、私の一連の実験で使用した汚泥区画はすべて、根を抜いた際に、破砕も分解もされていないケーキの塊の存在によって容易に特定できました。明らかに、これらの塊は土壌に貴重な成分のほんの一部しか放出していなかったのです。」とマンロー博士は述べています。

したがって、簡単に言えば、下水処理方法としての化学的沈殿に対する反対意見は次の通りである。すなわち、下水から有機物とリン酸の大部分を除去する一方で、アンモニアを抽出できず、アンモニアは失われる。結果として生じる汚泥は肥料としての価値がほとんどなく、肥料として遠くまで運ぶ価値がない。さらに、その不利な性質のために、 [441ページ]現時点で作られている物理的特性では、そこに含まれる植物性栄養素のわずかな割合さえも、少なくとも合理的な時間内にその理論的な範囲を完全に実現することはできない。

下水処理の最も収益性の高い方法は、様々な地域の状況によって決定されるべきであり、下水処理の問題は主に衛生上の問題であり、衛生的な観点から対処する必要があることを明確に理解する必要があります。しかしながら、下水を肥料として利用する最も収益性の高い方法は、化学沈殿と灌漑を組み合わせることで得られることは間違いありません。

[442ページ]
第18章
液体肥料。

下水利用手段としての灌漑の導入は、液肥の価値について少し考察するきっかけとなる。多くの農場では、堆肥山からの滲出液、農場の排水、牛舎、厩舎、豚舎などから得られる液肥を土壌に直接施用するのが慣習となっている。実際、一部の農家は液肥が他の肥料よりも優れていると強く信じており、固形の動物排泄物を水で洗浄することで、可溶性の肥料成分を抽出することもあった。故メヒ氏は液肥の価値を最もよく主張した人物の一人でした。彼のティプトリー・ホール農場には、様々な圃場に肥料を散布するための鉄管が設置されていました。また、リービッヒ男爵が初めて骨から作った過リン酸石灰も液状で施用されました。一般的な利点としては、[443ページ]液肥は、肥料施用方法として最も価値のあるものであることは疑いようがありません。液肥に含まれる肥料成分は土壌中に迅速かつ均一に拡散しますが、一方で、散布費用がかかるため、その施用は経済的とは言えません。液肥の主成分は尿です。ところで、家畜糞尿から尿を取り除くことは、発酵を促進する上で最も強力な成分の重大な損失を伴います。尿を固形排泄物から分離することは、まさにこの理由から推奨されません。尿を単独で施用した場合、尿には微量のリン酸しか含まれていないため、一般的な肥料としては適していません。しかしながら、この点において、糞尿排泄物から排出される排水は、固形排泄物から洗い流された可溶性リン酸を含んでいるため、純粋な尿よりも優れていることを指摘しておく必要があります。液肥の使用に対する反対意見は、次のようにまとめることができます。

まず、肥料として施用するにはかさばりすぎるため、高価すぎる。次に、固形排泄物から液状排泄物を奪うことは、両者が互いを補う関係にあるため、推奨できない。さらに、固形排泄物中の発酵は、液状排泄物の存在によって大きく促進されるため、液状排泄物が奪われると固形排泄物中の発酵は適切に行われない。

しかし、もし液体肥料を生産するのであれば、[444ページ]農場で堆肥が適切に発酵できる量を超えている場合は、堆肥として利用するのが最適です。ほぼすべての有機物の発酵を速やかに促進する液体肥料ほど、堆肥に最適な添加物はありません。

[445ページ]
第19章
堆肥。

堆肥の使用は古くから行われてきました。人工肥料が現在のように豊富に供給される以前は、農家は堆肥の調製に多大な注意を払っていました。堆肥は一般的に、肥料成分を豊富に含む動物由来の物質を泥炭またはロームと混合することで作られ、多くの場合、石灰、アルカリ塩、食塩、そして肥料価値を持つとみなされるあらゆる種類の廃棄物も混ぜられます。簡単に言えば、堆肥化は農場に蓄積される様々な廃棄物を有効活用するための有用な方法と見なすことができます。堆肥化の目的は、堆肥を構成する物質の発酵を促進し、それに含まれる肥料成分を植物のニーズに応えられる状態に変換することです。堆肥は、尿などの発酵しやすい物質中に生成されるアンモニアなどの貴重な揮発性肥料成分を保持するという有用な役割を果たすことがよくあります。実際、[446ページ]農場の堆肥は典型的な堆肥であり、その製造は堆肥化の原理を説明するのに役立ちます。

典型的な堆肥である家畜糞尿。

通常作られる家畜糞尿は、一般的に堆肥とはみなされませんが、過去には堆肥を作る目的で広く利用されてきました。そのため、世界の一部の地域では、家畜糞尿を大量の泥炭と混合する慣行が一般的でした。前章で既に指摘したように、泥炭は比較的窒素を豊富に含んでいます。泥炭を尿などの腐敗性物質と混合すると、泥炭は発酵し、その結果、窒素は多かれ少なかれアンモニアに変換されます。したがって、泥炭と家畜糞尿を混合すると、混合される両方の物質に有益な効果があります。泥炭の固定特性によってアンモニアの放出が不可能になり、泥炭の不活性窒素は発酵によって大部分が利用可能な形に変換されます。堆肥化の際に添加するピートの割合は、堆肥の質の豊かさによって異なります。堆肥の質が良ければ良いほど、発酵できるピートの量も多くなります。この種の堆肥は通常、ピートと堆肥を交互に積み重ねて作られます。1に対してピート1～5の割合で添加します。[447ページ]堆肥1部が一般的な割合です。有機物を多く含むこのような堆肥は、軽い砂質土壌で最も効果を発揮します。

その他の堆肥。

しかし、家畜糞尿の代わりに、あるいは家畜糞尿に加えて、骨、肉、魚の残骸、屠畜場の残骸など、様々な物質を加えることができます。堆肥を作るのに、葉や乾燥したワラビが使われることもあります。これらの物質の中には窒素やリン酸を多く含むものもありますが、自然の状態では土壌に施用しても発酵はゆっくりと進みます。ピットに施用する前に、泥炭、葉、ワラビ、その他の吸収性物質と混ぜておくと、発酵は均一かつ迅速に進行します。石灰、カリ、ソーダ塩を加えると、発酵を促進するのに非常に効果的であることが分かっています。これらの物質は、よく知られているように、有機物の腐敗を促進します。特に石灰は堆肥作りに効果的です。これは、硝化作用の例で既に述べたように、石灰が様々な発酵の促進に重要な役割を果たすことに由来すると考えられます。泥炭、葉などの有機物の分解によって必ず生成される酸性有機酸（腐植酸とウルミック酸）を大量に摂取すると、微生物の生命にとって有害となる。石灰の作用は[448ページ]これらの酸を中和するために、堆肥化は様々な不活性肥料の肥料効果を高める上で有用なプロセスであることは疑いの余地がありません。しかし、濃縮肥料の供給量が多いことを考えると、将来的には堆肥の使用量は大幅に減少する可能性があります。

[449ページ]
第20章
間接肥料。
ライム。

さて、ここで間接肥料について論じます。なぜなら、その価値は、これまで論じてきた肥料のように植物の栄養源として直接作用するのではなく、間接的な作用によるものだからです。これらの肥料の中で、最も重要なのは石灰です。

肥料としての石灰の古代。

石灰は、あらゆる肥料の中でも最も古く、最も広く利用されている肥料の一つです。古代の著述家、特にプリニウスの著作にも石灰について言及され、その驚くべき作用について論評されています。近年では、おそらくその使用は制限されるようになりましたが、後ほど指摘するように、それはむしろ好ましいことです。

石灰の作用は完全には理解されていない。

長年確立され、ほぼ[450ページ]石灰は広く利用されているとはいえ、その作用の正確な本質をいまだに明確に理解しているとは言い難い。近年、農業化学の知識が大きく進歩したことにより、この問題は大きく解明されつつある。しかしながら、土壌に対する石灰の作用に関しては、未だ解明されていない点が数多くある。農業におけるこの物質の価値に関して相反する見解が広く見られる理由の一つは、石灰が多種多様な作用を及ぼし、土壌に及ぼす変化の性質が非常に複雑であることにあると考えられる。ある地域の農業従事者が石灰に関して得た経験は、しばしば他の地域の農業従事者の経験と矛盾しているように思われる。異なる土壌に対する石灰の作用は大きく異なる。したがって、これらの理由から、肥料としての石灰の価値に関する議論は決して容易ではない。

石灰は植物にとって必須の栄養です。

すでに前章で指摘したように、石灰は植物にとって必須の栄養源であり、土壌中の石灰含有量が実際よりも少なかったとしても、窒素肥料やリン酸肥料と同様に貴重な肥料となるでしょう。そして、特定の状況においては、まさにその通りです。しかし、決して一般的ではありませんが、実際には十分な石灰が不足している土壌も存在します。 [451ページ]植物の成長を促進し、それに加えることで作物の成長を直接促進します。痩せた砂質土壌はしばしばこの性質を持ちます。別の種類の土壌も石灰が不足しがちです。少なくとも表土は石灰が不足しています。これらは常緑牧草地土壌です。もともと土壌の表層部には石灰が豊富に含まれていたかもしれませんが、すべての実践的な農家によく知られているように、石灰は土壌中に沈む傾向があります。通常の耕作地におけるこの傾向は、鋤き込みなどの通常の耕作作業によってほぼ打ち消され、石灰は再び表層に持ち上げられます。しかし、常緑牧草地土壌ではそのような打ち消し作用は起こらず、結果として表土は石灰によって痩せてしまいます。この理由（少なくとも部分的には）により、常緑牧草地は石灰の施用によって特に恩恵を受けます。「部分的に」と言うのは、他にも重要な理由があるからです。一つは、石灰が牧草地の質を向上させる顕著な効果を持つように思われることです。これは、より細い牧草を優勢にさせることで起こります。また、シロツメクサの生育を促進する上でも非常に好ましい作用があります。石灰が牧草地土壌に好ましい効果をもたらすもう一つの理由は、カリからその化合物を遊離させる作用にあることは間違いありません。しかしながら、窒素肥料の施用と同様に石灰の施用から直接恩恵を受ける土壌は、稀と言っても過言ではありません。ほとんどの土壌において、石灰は[452ページ]植物の生命の要求に関する限り、それは過剰に存在します。

豊富に産出する石灰。

実際、石灰岩はあらゆる岩石物質の中で最も豊富なものの一つであり、地殻の岩盤の6分の1以上を占めると推定されています。ほぼすべての一般的な鉱物は石灰岩を含み、分解の過程で土壌に供給されます。広大な土地は石灰岩のみで構成されており、この国でさえ、いわゆる白亜質土壌の例があり、そこでは石灰岩が最も豊富な成分となっています。また、石灰岩は土壌の不溶性鉱物成分に分類することもできません。なぜなら、純水には溶けませんが、土壌水などの炭酸を含む水には溶けるからです。これは、あらゆる天然水中の主要な溶解性鉱物成分であるという事実によって証明されています。

通常の農業活動で土壌に還元される石灰。

さらに、石灰を肥料として施用した場合の真の機能に関連して、通常の農業において、作物から土壌から除去された石灰のほぼすべてが、堆肥のわらとなって再び農場に戻ってくることを指摘しておく必要がある。これらの理由から、石灰の真の機能は間接的な肥料であることは明らかである。

[453ページ]それでは、その作用について議論を進めましょう。しかし、その前に、それがどのような化学形態で存在するかを明確に理解しておくことが重要です。

石灰のさまざまな形。

石灰は主に炭酸石灰として石灰岩、大理石、チョークなどの形で存在し、化学的にはすべて同じです。また、硫酸石灰や石膏、リン酸、フッ化物としても存在します。農業では、リン酸は石灰分ではなくリン酸分として使用されるので、リン酸を除けば、炭酸石灰、あるいは一般に炭酸石灰、焼石灰、苛性石灰、生石灰と呼ばれる軟石灰、あるいは石膏としてのみ使用されます。肥料としての石膏の価値は非常に重要であり、石灰の化合物であることに完全に依存しているわけではないため、ここでは軟石灰と苛性石灰の作用についてのみ考察します。

石灰。

石灰石または軟質石灰を高温（石灰窯で実際に大規模に行われているような高温）にさらすと、苛性石灰、すなわち石灰そのものに変化します。石灰石は、先ほど述べたように、石灰と炭酸から構成されています。炭酸はガスとして排出され、石灰のみが残ります。石灰は、苛性石灰として自然界に存在し得ません。それは、単に自然界で生成することが不可能だからです。[454ページ]水と炭酸ガスの両方に対する親和性が非常に高いため、この状態のままになります。

石灰を燃焼させた後、畑に散布する前に、水分を吸収させる、つまり専門用語で言うところの消石灰になるまで、ある程度の時間を置きます。石灰は空気中の水分を吸収することで、多かれ少なかれゆっくりと消石灰化します。しかし、このプロセスには時間がかかりすぎる上に、炭酸ガスの吸収も同時に起こるため、石灰は一般的に別の方法で消石灰されます。これは単に水を加えるだけで行うことができます。この方法の欠点は、石灰が望ましいほど均一に消石灰されないことです。石灰はざらざらした状態になります。通常の方法は、湿った土を山にして覆い、土の水分によって消石灰化させる方法です。石灰が水を吸収すると、石灰水和物と呼ばれる新しい化合物が生成されます。そして、石灰は水と非常に速く結合するため、その過程で大量の熱が発生し、発生する温度は沸騰水の温度をはるかに上回ります。消石灰が炭酸石灰または軟石灰に変化する過程は比較的遅い。しかし、石灰が土壌の表面に残っていても、土壌に埋まっていても、遅かれ早かれ変化は起こる。

農業における石灰の作用の性質を明確に理解するには、これらの基本的な化学的事実に関する知識が必要です。

生石灰と軟石灰のそれぞれの作用は、全体的には似ていますが、前者はあらゆる点で異なります。[455ページ]このケースは後者よりもはるかに強力です。

石灰は機械的にも化学的にも作用します。

石灰は土壌に対して機械的にも化学的にも作用すると言えるでしょう。土壌の性質を変え、吸水性、保水性、毛細管現象といった機械的性質に影響を与えます。また、土壌の休眠中の肥沃度にも作用し、有機物だけでなく無機物も分解します。最後に、土壌中の微生物群への影響は極めて重要です。微生物群は、植物の栄養分の生成と調整において重要な役割を果たします。したがって、石灰の特性については、機械的、化学的、生物学的という3つの項目に分けて論じるのが適切でしょう。

I.石灰の機械的機能

土壌の質に対する作用。

石灰が土壌の質に与える影響は、その最も顕著な特性の一つです。農家なら誰でも、石灰を施用することで硬い粘土質の土壌の質がいかに変化するかをよく知っています。土壌の粘着性、つまり水と混ぜると水たまりができやすいという厄介な性質は大幅に減少し、乾燥すると土壌は非常に砕けやすくなります。この変化にはいくつかの理由があります。[456ページ]まず第一に、粘土質土壌が水たまりになりやすいのは、土壌粒子が細かく分かれているためです。石灰はこの粘着性を打ち消すために、微細な土壌粒子を凝集させます。水と石灰を混ぜると、微細な粘土粒子が凝集し、それが泥水に少量の石灰水を加えることで顕著に現れます。その結果、水は急速に澄み渡り、微細な粘土粒子が集まって容器の底に沈みます。ごく少量の石灰でも、この変化が起こります。ちなみに、石灰のこの性質は下水処理に利用されています。粘土質土壌の水たまりの主な原因は微細な粘土粒子であるため、その凝集はこの好ましくない性質を著しく抑制します。石灰が乾燥時に粘土質土壌をより砕けやすくするもう一つの理由は、石灰が乾燥した天候下で収縮しないからです。粘土質土は乾燥すると非常に収縮するため、石灰などの物質を混ぜると、固まりになって固まる傾向を最小限に抑えることができます。粘土質土にごく少量の石灰を加えるだけでも、その砕けやすさが著しく増します。これは、粘土を2つ取り、片方に少量の石灰を加え、両方を水で練って可塑性のある塊にした後、乾燥させることで簡単に説明できます。片方は硬くて固まりにくいのに対し、石灰を加えると、[457ページ]分解により、石灰を加えた部分は容易に粉々に砕け散ります。石灰が重質土を「軽くする」この効果は、長年持続することが知られています。重質土に施用した生石灰の分解効果は、石灰自体が苛性状態から軟質状態へと変化することでも生じます。

石灰は軽い土壌をより凝集力のあるものにします。

いくぶん逆説的に思えるかもしれませんが、石灰は、場合によっては、今述べたこととは全く逆の作用を土壌に及ぼすようです。石灰が結合剤として作用するのは、モルタルとして使用された場合の作用を考えれば当然のことです。したがって、軽く砕けやすい土壌に対する石灰の作用は、凝集力を高めると同時に、土壌の毛細管現象によって下層から水分を吸収することであることは、十分に理解できます。もちろん、この作用の程度は、石灰の施用方法と量によって異なります。石灰の結合力の顕著な例は、石灰が極めて豊富な特定の土壌に見られます。そのような土壌では、地表から少し離れた場所に、いわゆる石灰盤が形成されています。

II.石灰の化学作用

しかし、おそらくその機械的な作用よりも重要なのは、石灰の化学的な作用です。それは[458ページ]土壌の不活性な肥沃度を解放する上で、石灰は重要な役割を果たします。これは、様々なミネラルを分解し、それらに含まれるカリウムを遊離させることによって行われます。この点における石灰の分解力は、もちろんその化学的性質に依存し、苛性形態は他の形態よりもはるかに強力です。植物質を分解し、それに含まれる不活性窒素を植物が利用できるようにするための作用もまた、石灰の最も重要な特性の一つであり、泥炭質土壌など有機物が豊富な土壌に施用した場合の有益な作用を説明しています。また、酸性土壌の改善剤としての石灰の使用は、古くから実用的に認められてきました。土壌中の酸性度は植物にとって有害です。石灰はこの酸性度を中和することにより、土壌の酸性度を除去し、栽培作物の生育に適した状態に回復させるのに大きく貢献します。土壌に酸性度が発生すると、ほぼ確実に特定の有毒化合物が生成されます。したがって、石灰は土壌を甘くすることで、これらの有毒化合物の生成を防ぐ。農民なら誰もが知っているように、排水が悪く酸っぱい牧草地は、この有益な肥料を施用することで計り知れない恩恵を受ける。単に酸味が除去され、土壌の状態が改善されるだけでなく、そのような土壌でしか育たない粗大で下等な植物の多くが死滅し、代わりに栄養価の高い草が生育できるようになるからだ。石灰は、重要な化合物の生成を促進する作用を持つ。[459ページ]土壌における含水ケイ酸塩の重要性は注目に値する。一般に受け入れられている説によれば、土壌中の利用可能なミネラル肥料の多くは、これらの含水ケイ酸塩の形で保持されている。したがって、石灰はこれらの化合物を増加させることで、土壌中の利用可能な肥沃度を増すだけでなく、栄養成分の吸収力も高める。

III.石灰の生物学的作用

石灰の最後の作用は、私たちが生物学的作用と呼ぶものです。これは、あらゆる土壌で豊富に起こる様々な発酵作用を、状況に応じて促進または抑制する上で石灰が果たす重要な役割を意味します。土壌中の炭酸塩石灰の存在は、硝化過程の必須条件です。石灰は、硝酸が生成される際に結合する塩基です。硝化について論じたように、白亜質の土壌は、硝酸塩の自然生成を促進するのに最も適した土壌の一つです。これが、泥炭質土壌に施用された石灰が有益な効果をもたらす理由の一つです。石灰は、そのような土壌に豊富に含まれる有機物の分解を助けるだけでなく、硝酸が生成される際に結合する塩基も提供します。しかし、石灰の作用は発酵を促進することですが、場合によっては、[460ページ]むしろその作用はこれと逆である。有機物の発酵は、ある程度のアルカリ性があれば進行する。一方、酸性があると発酵が遅れ、阻害されるように見える。しかし、アルカリ性が高すぎると、まず第一に、酸性が高すぎる場合と同様に発酵が遅れる。新鮮な尿に苛性石灰を添加するとこのような作用が働く可能性があると主張されており、もしそうだとすれば、家畜糞尿に石灰を添加することもある程度正当化されるかもしれない。しかし、この実験は危険を伴うため、アンモニアの損失が起こりやすいため、推奨できない。

窒素有機物に対する石灰の作用。

窒素含有有機物に対する石灰の作用は非常に顕著であり、その解明は必ずしも十分に進んでいない。既に指摘したように、石灰は防腐剤や保存剤として作用することがある。そして、この防腐剤や保存剤としての作用は、石灰の不溶性アルブミンが形成されるという仮定に基づいて説明されてきた。この説を裏付けるものとして、例えばキャラコ印刷などの産業において、石灰はカゼインと共に色素の固定に用いられてきたこと、また、砂糖精製においては、糖液に溶解したアルブミン質を沈殿させることで砂糖を清澄化するために用いられたこと、さらには下水の浄化に用いられたことなどが挙げられている。しかしながら、石灰、特に苛性形態の石灰が、[461ページ]防腐剤としてのその一般的な傾向は、植物の生命にとって非常に重要な硝化などの発酵変化を促進することです。

農業における石灰の重要な用途は、「さび病」、「黒穂病」、「手足の指の病気」などの特定の菌類の病気の進行を防ぐこと、およびすべての園芸家や農家が知っているように、ナメクジなどを殺すことです。

要約。

結論として、石灰の様々な作用を一段落でまとめることができます。その作用は機械的、化学的、そして生物学的です。土壌の質に作用し、粘土質土壌をより砕きやすくし、緩い土壌には一定の結合効果を発揮します。カリウムやその他の栄養成分を含むミネラルを分解し、植物の必要に応じて利用できるようにします。さらに有機物を分解し、重要な硝化作用を促進します。アンモニアやカリウムなどの貴重な栄養成分を固定する土壌の力を高めます。酸味を中和し、土壌中の有毒化合物の形成を防ぎます。土壌の毛細管現象を改善し、菌類による病気を防ぎ、牧草地における栄養価の高い牧草の生育を促進します。

[462ページ]
第21章

間接肥料—石膏、塩など

石膏。

前章では、石灰の化合物としての石膏について触れましたが、肥料としての作用については触れていません。かつて石膏は広く用いられ、高く評価されていました。特にクローバーには効果的であることが分かり、ベンジャミン・フランクリンにまつわる逸話は、石膏がこの作物に与えた驚くべき効果を如実に物語っています。彼はかつてクローバー畑に「これは石膏で塗られた」という言葉を刻み込んだそうです。その後長い間、石膏で塗られた畑にはクローバーが豊かに実り、その言葉がはっきりと読み取れたそうです。

石膏が作用するモード。

石膏は最も古い肥料であるにもかかわらず、その作用の本質が理解されるようになったのはごく最近のことである。長い間、[463ページ]クローバーの生育促進における石膏の顕著な効果は、クローバーが石灰を好む植物であるため、石膏の作用はクローバーに含まれる石灰によるものだと信じられていました。しかし、石膏の作用はクローバーに石灰を供給することによるのではないことは、もしそうであれば、他の種類の石灰でも同じ有益な効果が得られるはずだと述べられていることから明らかです。しかし、これは事実ではないことは周知の事実です。さらに、既に指摘したように、作物の生育に必要な限りにおいて、石灰はほとんどの土壌に欠けている成分ではありません。石膏は土壌中のアンモニアを空気から固定することにより、土壌にアンモニアを豊富に含ませるという古くからの考えには、ある程度の真実が含まれています。アンモニア固定剤としての石膏の力については、すでに「家畜糞尿」の章で触れましたが、この場合は石膏をアンモニアと接触させます。この古い信念の起源は、大気中のアンモニアの量に関する誤解にありました。石膏は土壌が空気中のアンモニアを吸収する力を大幅に高めることは間違いありません。しかし、空気中のアンモニアの量はごくわずかであるため、この点における石膏の作用はほとんど考慮に値しません。石膏の作用の真の説明は、複ケイ酸塩に対する作用にあります。石膏は複ケイ酸塩を分解し、カリを遊離させます。その作用は他の石灰化合物の作用と似ていますが、より特徴的です。したがって、肥料としての作用は間接的であり、その真の機能は…[464ページ]目的は、カリをその化合物から追い出すことです。クローバーに対するこの特筆すべき好作用は、クローバーがカリから特に恩恵を受けるという事実と、石膏を加えることが実質的にカリを加えることと同義であるという事実によるものです。もちろん、石膏が最大限の効果を発揮するには、土壌にカリ化合物が含まれていなければならないことを念頭に置く必要があります。しかしながら、肥料として適したカリ塩が豊富にある現在では、カリを直接施用する方がよいのではないかと疑問に思うかもしれません。さらに、石膏は不溶性のリン酸石灰を硫酸で処理することによって生成される生成物の一つであるため、過リン酸石灰を施用する際には必ず土壌に石膏を施用することを念頭に置く必要があります。

石膏は、鉄が第二鉄の状態にあるように、土壌中で酸化剤として作用する可能性があります。石膏は多量の酸素を含み、特定の条件下では土壌の下層への酸素運搬体として作用する可能性があります。石膏を使用する場合は、作物の播種数ヶ月前に施用する必要があります。

したがって、石膏は、植物にとって必須の成分である石灰と硫酸を含んでいるにもかかわらず、直接肥料とみなすことはできません。石膏の作用がより深く理解されるにつれて、この国では決してそれほど多くなかったその使用はおそらく減少するでしょう。硝化作用の章で、石膏が硝化を促進する作用については既に述べました。

塩。[465ページ]

肥料としての塩の作用は、極めて興味深いと同時に、極めて困難な問題を提起する。現在、農業用途で塩が大量に使用されていることを考えると、本稿のような研究において、その作用の性質についてある程度詳細な検討を行うことは、決して不適切ではない。

塩の使用の古代。

塩の肥料としての効能は、ごく初期の時代にまで遡ります。古代人による塩の使用は、旧約聖書に数多く言及されていることで証明されています。また、プリニウスによれば、イタリアでは塩はよく知られた肥料でした。ペルシャ人と中国人も太古の昔から塩を使用していたようで、特にペルシャ人はナツメヤシの栽培に使用していました。

そのアクションの性質。

しかし、その使用の歴史が非常に古いにもかかわらず、その作用の正確な仕組み、そして野菜の成長を促進する肥料としての利点については、常に多くの意見の相違が存在してきたようです。実際、これは、主に間接的な作用を持つ多くの肥料の場合、土壌と作物への影響を完全に理解することがいかに難しいかを示す好例です。実際、塩の作用は、おそらく他のどの肥料よりも複雑です。

[466ページ]塩は植物にとって必須の栄養ではありません。

塩の構成要素であるナトリウムと塩素は、おそらく植物にとって絶対的に必要な栄養源ではないことは既に述べたとおりです。もし必要な場合でも、植物は微量しか必要としません。しかし、ソーダはほぼすべての植物の灰分成分であり、多くの場合、最も豊富な成分の一つです。その量は、灰分成分の中で最も変動が大きく、ある植物では微量しか含まれないのに対し、他の植物では大量に含まれています。マンゲルやキャベツ科の植物は、その組成中に大量のソーダを含む植物の例として挙げられます。しかし、最も大量にソーダを含む植物は海岸で繁茂する植物であり、それらにとって少なくとも塩は必要な肥料であると考えられてきました。しかし、これは必ずしもそうではないようです。実際、植物中のソーダの量は、主に偶然によるようです。さらに付け加えると、植物の多肉質の部分は、一般的にソーダが最も豊富です。

ソーダはカリウムの代わりに使えますか？

また、ソーダは植物中のカリを代替できると考えられてきましたが、これは必ずしも当てはまらないようです。ソーダがカリを代替できるという見解は、ソーダの割合の変動によって裏付けられていると考えられてきました。[467ページ]様々な植物に含まれるカリウムと炭酸カリウム。しかしながら、ほとんどの植物は健全な成長に絶対必要な量よりも多くの灰分成分を含んでいる可能性が高いことを忘れてはなりません。特に、カリウムのような必須の植物栄養源の場合、一般的に過剰に存在する可能性が高いため、この傾向が顕著です。したがって、様々な環境下で多くの植物に存在するカリウムと炭酸ナトリウムの量に差があるという事実は、炭酸カリウムが炭酸ナトリウムに置き換えられたという証拠とはほとんど考えられません。ちなみに、栽培植物は野生植物よりも炭酸カリウムが多く、炭酸ナトリウムが少ないという点も注目に値します。炭酸ナトリウムについて述べたことは塩素にも同様に当てはまると考えられます。なぜなら、炭酸ナトリウムは主に食塩の形で植物に取り込まれると考えられるからです。したがって、植物に含まれる塩分量は、土壌の性質などの外部環境によって大きく左右される偶発的なものと見なす必要があります。

普遍的に発生する塩。

しかし、たとえ塩が植物にとって必須の栄養源であったとしても、土壌中の塩分は既に十分に存在しており、施用の必要性をなくしています。塩分はほぼ普遍的に存在すると言えるでしょう。空気中にも微量に含まれています。海岸付近ではこれが事実であることはよく知られていますが、内陸部の空気中でさえ、正確な分析を行えば、より広範囲に塩分が含まれていることが証明されるでしょう。[468ページ]塩分は一般に考えられているよりも多く含まれています。植物が塩分を吸収することは賢明なことです。なぜなら、塩分は食物としての効率を高めるからです。動物の飼料成分としての塩分の役割は極めて重要です。動物の生活にとって、塩分は欠かせない食材です。一般的な家畜の場合、餌に自然に含まれる塩分量で十分です。しかし、海から遠く離れた国の牧草地では、家畜に特別に塩分を与える習慣が一般的です。これは、畑に岩塩を敷くことによって行われます。

特別な塩の供給源。

商業的に使用される塩は様々な供給源から得られます。海水以外にも、ヨーロッパ各地、特にオーストリアやイギリスのチェシャー州に見られる大規模な塩鉱床にも豊富な塩の供給源があります。

塩の作用は間接的です。

これまで述べてきたことから、塩の肥料としての作用は直接的ではなく間接的であることは明らかです。この間接的作用の性質について、これから議論を進めましょう。

塩の肥料としての価値に関する証拠を検討すると、私たちはすぐに、過去の塩の作用が好影響と同じくらい不影響であったという事実に直面することになる。よく知られているように、塩は防腐剤であり殺菌剤でもある。実際、最も一般的に使用されているものの一つである。[469ページ]塩は防腐剤としても機能します。土壌に大量に施用すると、植物に極めて有害な作用を及ぼします。塩のこの有害な作用は古くから知られており、古代の文献には、その有益な作用だけでなく、有害な作用についても同様に頻繁に言及されています。例えば、古代ユダヤ人の間では、敵の町を征服した後、敵の畑に塩を撒き、不毛で不毛にするのが習慣でした。また、ローマ人の間でも同様の目的で、重大犯罪が犯された場所に塩が撒かれることがよくありました。

したがって、その有害な作用は古くから知られていましたが、逆に植物の成長を促進する上で好ましい作用を示す状況もあるという事実も古くから認識されてきました。農業研究者にとって難しいのは、一見矛盾するこの二つの経験を調和させることです。イギリスの農学者にとって、このテーマは特に興味深いものです。なぜなら、イギリスでは過去において、この物質は最も広く使用され、その作用はベーコン卿の時代以来最も議論されてきたからです。ベーコン卿は著書の中で、様々な植物に対するこの物質溶液の作用について論じています。

塩の作用がこれほど異なる本当の理由は、施用量、土壌の性質、施用する作物、そして施用条件（つまり、塩を単独で施用するか、他の肥料と一緒に施用するか）にあります。

[470ページ]土壌に対する機械的作用。

まず第一に、塩は土壌に対して、石灰と非常によく似た機械的作用を及ぼすことに留意する必要がある。粘土質土壌に施用すると、微細な粘土粒子の凝集または凝固を引き起こし、土壌が通常の場合ほど水たまりになるのを防ぐ。実際、溶液中の塩が微細な粘土質の懸濁物を沈殿させるこの作用の一例として、河口における三角州の形成が挙げられる。泥水を浄化する力は、塩水によく見られる。シュロージングは、土壌の浄化力は土壌に含まれる塩分の存在によるものだとしている。この観点から見ると、塩分を含む肥料は土壌に重要な機械的影響を及ぼす可能性があると考えられる。

溶媒作用。

しかし、塩のはるかに重要な特性は、土壌中に存在する植物栄養分に対する溶解作用である。石灰、マグネシア、カリなどのミネラルを分解する塩の作用は、石膏の作用に似ている。複ケイ酸塩に作用することで、これらの必須の植物栄養分を遊離させる。作用するのは塩基性物質だけでなく、リン酸とケイ酸にも作用し、これらを遊離させる。土壌からアンモニアを溶解する塩の力は、[471ページ]かなりのものである。ピーターズとアイヒホルンが土壌に薄い塩溶液をかけてその溶解力を調べた実験では、塩溶液は同量の純水に比べて2倍以上のカリと30倍近くのアンモニアを溶解することが示された。土壌に施用すると、主に石灰とマグネシアが遊離すると思われる。起こる化学反応の正確な性質は疑問視されている。ある説によれば、それは硝酸ソーダに変化し、またある説によれば炭酸ソーダに変化する。後者の説の方がより可能性が高いと思われる。石灰とマグネシアの化合物に対する作用は、それらを塩化物に変換することであり、この化学反応は、塩が土壌の保水性と吸水性を高める作用を説明する。なぜなら、マグネシアと石灰の塩化物は、空気中の水分を引き付ける力の強い塩だからである。

塩が防腐剤として作用するという事実自体が、生育の悪化を防ぐという特定のケースにおいて、塩が有益な作用を示す理由を説明するかもしれません。ペルー産グアノと併用した場合、間違いなくこの作用が働きました。これは、肥料の過度の発酵（硝化）を防ぐか、あるいは植物を弱らせることによって作用すると考えられます。家畜糞尿と併用した場合も同様の作用が期待できます。しかし、多くの場合、塩の効果は発酵を遅らせる方向に働く一方で、石灰と併用した場合の堆肥の山への作用は、[472ページ]より迅速な分解を促進するため。おそらく石灰と塩の間で反応が起こり、その結果苛性ソーダが生成されると考えられます。

これらは塩の作用の一例です。ある場合には塩の作用が有益で、別の場合には有害となるかは、すぐに見極める必要があります。塩が有益に作用するには、土壌に肥料となる物質が存在している必要があります。また、生育が旺盛になりそうな状況においてのみ、塩の防腐作用は有益に作用し、有害には作用しません。

肥料と一緒に少量使用するのが最適です。

おそらくこれらの理由から、塩は単独で施用するのではなく、他の肥料と併用すると最も効果的であることが分かっています。一般的に行われているように、硝酸塩やソーダと併用すれば、硝酸塩の効力は間違いなく高まります。一部の植物は塩によって間違いなく恩恵を受けるようです。亜麻はその例として挙げられます。キャベツ科の植物への塩の施用も非常に効果的であるようです。マンゲル（マンゲル）にも、他の肥料と併用すると非常に好ましい効果が認められています。しかし、多くの作物では、その効果はそれほど好ましくないことが証明されています。

作物の品質に影響します。

塩は作物の量を増やすことがしばしばあるが、作物の品質は[473ページ]苦境に立たされる。ビートへの作用は特に研究されている。施用すると、植物の乾物量と糖分の総量が減少する。これは、塩を単独で施用した場合も、硝酸塩やソーダ、その他の肥料と併用した場合も当てはまることが分かっている。ジャガイモに対しても、塩化物は有害であり、デンプン含有量を減少させることが判明している。塩化物によるジャガイモの品質への悪影響は、塩化カリウムを施用した場合にも見られる。このため、塩化カリウムをジャガイモに施用することは決してあってはならない。

故フェルカー博士の見解によれば、マンゲル作物に塩が最も好ましい効果を発揮したのは、軽い砂質土壌で、1エーカーあたり4～5 cwt の施用であった。粘土質土壌に施用した場合の効果はそれほど良好ではなかった。

適用率。

最後に、施用量は当然ながら様々です。1 cwt.（立方重量）以下から、6 cwt.（立方重量）以上まで、過去には一般的に施用量が定められていました。これまで述べてきたように、少量で施用した方がより良好な効果を発揮する可能性が高いことがお分かりいただけるでしょう。

[474ページ]
第22章
肥料の施用。

肥料の施用を規定する条件は多岐にわたり、既に多くの研究が行われているにもかかわらず、この問題の理解は極めて不完全であることは認めざるを得ない。そのため、ここでは、農作物の施肥を行う際に農業従事者に役立つであろう一般的な原則をいくつか示すにとどめておく。

土壌肥沃度を高める肥料の影響。

まず第一に、畑の恒久的な肥沃度とでも言うべきものが、肥料の施用によってどの程度影響を受けるのかという疑問が浮かぶだろう。そしてこの問いに対する答えは、肥料の施用が土壌の肥沃度を高める効果はごくわずかで、しかもその効果は徐々にしか感じられない、ということである。これは、長年施肥されてきた土壌を肥沃な状態に戻すのがいかに難しいかということに例えられる。[475ページ]徹底的な耕作体系。このような場合、土壌の肥沃度を回復させるのは、ごくゆっくりとしか不可能であることがわかる。新興国や肥沃な未開墾の土地で農業を営む農民は、徹底的な施肥によって土壌の肥沃度がいかに急速に低下するか、そして回復の過程がいかに遅いかを、時としてほとんど認識していない。これは、私たちが堆肥を施用することによって土壌に加える肥料成分の量が比較的少ないこと、そしてその作用の性質を考えれば、不思議なことではない。堆肥の施用量が少なく、土壌中に均一に分布させることが不可能であることから、その作用は必然的に比較的限定的なものとなる。確かに、一部の堆肥、すなわち水溶性のものは、より均一に分布する。しかし、そのような堆肥は、その性質上、土壌の恒久的な肥沃度に影響を与える可能性は低い。

家畜の堆肥が土壌に与える影響。

土壌の恒久的な肥沃度向上に最も効果的な肥料の中で、家畜糞尿は疑いなく最も重要なものです。これは、家畜糞尿が大量に施用されることと、その組成によるところが大きいです。家畜糞尿を体系的にたっぷり施用すれば、やがて土壌の肥沃度は大きく向上します。しかし、人工肥料をたっぷり施用することでも同じ効果が得られます。ただし、間接的な方法ではありますが。[476ページ]このような処理によって得られる作物残渣の増加によって。実際、土壌を良好な状態にする最も迅速な方法の一つは、特定の緑作物に大量の肥料を与え、それを鋤き込むことです。

農場の肥料と人工肥料。

堆肥がどの程度まで化学肥料に取って代わられるかという問題は、しばしば議論される問題である。この問題については、すでに「堆肥」の章で触れた。農業科学の知識が深まるにつれ、将来的には堆肥を使わずに化学肥料のみで済ませることができるようになる可能性もある。しかしながら、現時点では、あらゆる経験から、堆肥と化学肥料を併用することで最も満足のいく結果が得られるということが分かっている。堆肥と化学肥料は併用する方がより効果的である。[241]両者は互いに補完し合うように機能する。しかし、人工肥料のみを使用するのが最善の状況もあるだろう。例えば、圃場が立地条件によりアクセスが困難で、かさばる堆肥の運搬費用が莫大な場合、より濃縮された人工肥料を施用する方が経済的であることがわかるだろう。[477ページ]しかし、例外はほとんどありませんが、化学肥料は家畜の堆肥の代替としてではなく、補足として使用するのが最も望ましいことがわかります。

家畜の肥料は特定の作物には適していません。

上記は事実ですが、家畜堆肥が特定の作物に与える影響の性質について、いくつか事実を指摘しておくのが適切でしょう。例えば、肥沃な土壌では、大麦や小麦といった特定の穀物作物に堆肥を直接施用することは、生育の乱れ、つまり穀物の生育を犠牲にして藁が過度に生育する傾向にあるため、長らく賢明ではないと考えられてきました。そのため、堆肥は前作に施用するのが慣例となっています。しかし、JB・ローズ卿によれば、小麦に堆肥を直接施用しても、土壌が軽い場合は好ましくない結果を招くことはありません。土壌が重い場合にのみ、前作に施用するのが最善です。ジャガイモも、直接施用しない方が良い作物の一つです。一方、マンゲルは堆肥を大量に施用することで恩恵を受ける可能性があるという意見も多くあります。

化学肥料の施用を決定する条件。

化学肥料の施用においては、多くの考慮事項を考慮する必要があります。[478ページ]これらの要因としては、肥料そのものの性質とその機械的・化学的状態、土壌の性質とその肥料による過去の処理、気候の性質、作物の性質、そして過去の耕作などが挙げられます。したがって、これらの考慮事項のいくつかをもう少し詳しく検討することは有益でしょう。

肥料の性質。

既に指摘したように、窒素、リン酸、カリは、普通肥料中にそれぞれ異なる利用可能状態で存在します。例えば窒素は、硝酸塩、アンモニア、あるいは様々な有機物として、水溶性または不溶性の状態で存在します。同様に、リン酸は、石灰の過リン酸石灰のように水溶性の形で存在することも、骨や塩基性スラグのように不溶性の形で存在することもできます。一方、カリは、人工肥料中に可溶性の形でのみ存在し、あるいは存在すべきです。さて、普通肥料成分のこれらの異なる形態が土壌に施用された際の挙動を正しく理解することは、肥料を効果的かつ経済的に使用するためにまず不可欠です。

窒素肥料。

このように、土壌粒子が窒素を硝酸の形で保持できないという知識と、窒素がこの形ですぐに利用できるという事実は、[479ページ]植物の必要に応じて、硝酸ソーダは植物が利用できるようになるまでは施用すべきではないこと、つまり追肥としてのみ施用すべきであることを私たちは知っています。さらに、このような肥料は湿潤期に使用した場合、乾燥期よりも経済的に不利になる可能性が高いことも知っています。また、アンモニア塩の形態の窒素に関しては、アンモニアが土壌粒子に保持され、植物の必要に応じて利用できるようになる前に硝化過程を経る必要があるという事実から、利用される直前に施用することが望ましいことがわかります。最後に、様々な有機態窒素に関しては、土壌中でこれらが利用可能な形態に変換される速度に関する知識が、最適な施用時期を決定します。一部の有機態窒素は溶解性があり、硫酸アンモニアと同じくらい速く作用します。これは、グアノに含まれる様々な有機窒素のかなりの割合に当てはまります。他の形態の有機窒素も、例えば乾燥した血液のように急速に発酵するため、その程度はわずかに劣ります。したがって、硝酸塩やアンモニア塩、そしてより速やかに利用できる有機窒素については、植物が成長を開始した後に追肥として施用するか、播種直前に施用する必要があります。骨、粗骨、そしていわゆる天然グアノについては、[480ページ]必要になると思われる時期のかなり前に、遅くとも前年の秋までに適用されるべきである。

リン酸肥料。

リン酸肥料についても同様の考察が当てはまります。リン酸は、過リン酸石灰のような可溶性の状態で施用しても、骨、塩基性スラグなどの不溶性の状態で施用しても土壌から洗い流されにくいため、損失のリスクは極めて低く、考慮する必要はありません。過リン酸石灰の作用について述べたように、後者の形態のリン酸は作物に速やかに吸収されるため、使用予定時期よりかなり前に施用する必要はありません。したがって、過リン酸石灰や、グアノのように可溶性リン酸を相当量含む肥料は、播種直前に施用するべきです。一方、骨、塩基性スラグ、または無機リン酸は、使用予定時期よりかなり前に施用する必要があります。したがって、これらの肥料の場合は、秋に施用することが推奨されます。

カリ肥料。

最後に、カリ肥料については、これらは水溶性なので、植物に吸収される前に施用する必要はありません。砂質土壌を除き、カリ肥料は早めに施用するのが最適だという意見もあります。[481ページ]土壌に浸透させるには、使用される直前に施肥することが望ましい。このプロセスは比較的ゆっくりと進行する。カリ肥料は、牧草地において1年目よりも2年目の方がより良い結果をもたらすことがよくあるため、秋に施肥するのが最適です。

各種肥料を土壌に施用した場合の挙動に関する上記の記述は、それぞれの肥料を安全に施用できる量に少なからず影響を与えます。施肥量は、後述するように他の条件にも左右されますが、ここで指摘しておきたいのは、硝酸ソーダや硫酸アンモニアなどの肥料を一度に大量に施用するのは安全ではないということです。実際、これらの肥料、特に硝酸ソーダは、ごく少量、あるいは複数回に分けて施用するのが最善です。他の肥料、特にリン酸肥料については、少量ずつ施用する理由は同じではありません。

上記の記述の真実性は明白であるため、改めて述べる必要はないと思われるかもしれません。しかしながら、これらの記述を明確に理解することは、施肥を成功させる条件を理解する上で不可欠であるため、改めて述べることに何の弁解も必要ありません。

土壌の性質。

肥料の施用を検討する際に考慮しなければならないもう一つの条件は[482ページ]土壌の性質と、それ以前の処理方法も考慮する必要があります。有機物の少ない土壌は、窒素肥料の施用によって最も恩恵を受けやすい土壌です。乾燥した軽い性質の土壌は、窒素やカリよりもリン酸の必要量が少なく、湿潤で重い土壌では、窒素やカリ肥料よりもリン酸肥料の方が効果的です。最後に、有機物が豊富な土壌は、一般的にリン酸、そして場合によってはカリも必要とします。注目すべき重要な点は、石灰分が豊富な土壌は、石灰分が少ない土壌よりもリン酸を多く施用しても耐えられるということです。一般的に、カリ肥料は砂質土壌に施用すると最も効果的です。土壌の性質は、易溶性肥料をどの程度施用するのが適切かを判断する上で重要な考慮事項です。非常に軽く、保水性の低い土壌に易溶性肥料を施用すると、肥料の損失リスクが大幅に高まります。気候の性質も重要です。したがって、乾燥した気候では、水溶性肥料は湿潤な気候よりも効果があり、ゆっくりと作用する肥料の場合はその逆になります。

以前の施肥の性質。

同様に重要な考慮事項は、土壌に施肥を施したかどうかである。例えば、土壌に家畜糞尿をたっぷり施用した場合、ミネラル肥料は[483ページ]窒素肥料によって得られる効果に比べるとはるかに劣る。ロウズとギルバートは小麦の生育実験において、このことが顕著であることを明らかにした。これらの実験では、無機質肥料の施用は作物にほとんど、あるいは全く利益をもたらさなかったのに対し、窒素を施用すると非常に顕著な結果が得られた。彼らはこれを、家畜糞尿のわらに含まれる無機質肥料の量が窒素の供給量を大幅に上回っているためだとした。その影響がどの程度持続するかを判断する際には、以前に施用した肥料の作用の性質も考慮に入れる必要がある。例えば、肥料が硝酸ソーダや硫酸アンモニアであった場合、施用後1年経つと直接的な影響はもはや感じられないと結論付けて間違いないだろう。過リン酸石灰の影響は、それほど一時的ではないものの、比較的短期間しか持続しないと言えるだろう。[242]一方、施用した肥料が骨や塩基性スラグなどのゆっくりと作用する性質のものであった場合、その影響はおそらく数年にわたって感じられるでしょう。

作物の性質。

しかし、上記の条件のどれよりも重要なのは、作物自体の性質です。[484ページ]様々な農作物の要求性に関する私たちの知識は、依然として非常に不完全です。しかしながら、様々な肥料が様々な作物に及ぼす影響に関する広範な経験から、作物ごとに肥料要求量が大きく異なることが決定的に証明されています。この問題は土壌の性質など他の考慮事項によって複雑化しますが、それでもなお、いくつかの点はほぼ確立されているようです。

様々な作物が様々な肥料に対してそれぞれどのような要求をするかを理解する上で、2つの重要な点を念頭に置く必要があります。それは、(1)様々な作物が土壌から吸収する3つの肥料成分（窒素、リン酸、カリ）の量、そして(2)様々な動力作物がこれらの成分を同化できる能力です。

さまざまな作物によって土壌から除去される肥料成分の量。

この点において、様々な作物の必要量を比較する最も便利な方法は、様々な作物が1エーカーあたりに平均的に排出する窒素、リン酸、カリの量をポンド単位で計算することです。以下の表は、一般的な作物についてこの値を示しています。

[485ページ]
窒素。リン酸。カリ。
マンゲルスルート、22トン 87 36.4 222.8
葉 51 16.5 77.9
総収穫量 138 52.9 300.7
カブルート、17トン 63 22.4 108.6
葉 49 10.7 108.6
総収穫量 112 33.1 148.8
豆穀物、30ブッシェル 77 22.8 24.3
ストロー 29 6.3 42.8
総収穫量 106 29.1 67.1
レッドクローバーの干し草、2トン 102 24.9 83.4
スウェーデン人ルート、14トン 70 16.9 63.3
葉 28 4.8 16.4
総収穫量 98 21.7 79.7
オート麦穀物、45ブッシェル 38 13.0 9.1
ストロー 17 6.4 37.0
総収穫量 55 19.4 46.1
牧草、1.5トン 49 12.3 50.9
小麦穀物、30ブッシェル 33 16.0 9.8
ストロー 15 4.7 25.9
総収穫量 48 20.7 35.7
大麦穀物、30ブッシェル 35 16.0 9.8
ストロー 13 4.7 25.9
総収穫量 48 20.7 35.7
ジャガイモ、6トン 47 21.5 76.5
トウモロコシ穀物、30ブッシェル 28 10.0 6.5
茎など 15 8.0 29.8
総収穫量 43 18.0 363

[486ページ]表から、3つの肥料成分すべてを最も多く吸収する作物は根菜類（マンゲルとカブ）であることがわかります。豆は穀物類（オート麦、大麦、小麦）の2倍の窒素を吸収します。この点では、これらの穀物は実質的にほとんど差がありません。一方、ジャガイモは穀物とほぼ同じ量の窒素を吸収します。さらに、様々な作物によって吸収されるリン酸の量は、窒素やカリの吸収量に比べてはるかに差が小さいことにも注目してください。マンゲルは穀物の吸収量の2倍よりわずかに多く、カブはわずかに少なく吸収します。牧草は、すべての作物の中でリン酸の吸収量が最も少ないことがわかります。

カリウム含有量を見ると、その大きな差にすぐに驚かされます。マンゲルのような作物は、穀物の6倍以上のカリウムを土壌から吸収します。カブもまた、この成分を大量に消費し、穀物の4倍以上を吸収します。アカツメクサやインゲン豆などのマメ科作物は、約2倍のカリウムを吸収します。

作物の肥料吸収能力。

これらの数字は確かに有益ではあるが、しばしば誤っているように、それ自体が施肥の実践の基礎となる十分なデータを提供するものとみなすべきではない。より重要な考慮事項は、様々な作物が持つ肥料の同化能力である。[487ページ]土壌から様々な肥料成分を吸収します。絶対量の観点から見ると、ほとんどの土壌には植物性栄養素が豊富に存在しますが、そのうち利用可能な量はごくわずかです。さらに、利用可能な植物性栄養素の量は作物によって異なります。ある作物は生育できるのに、別の作物は枯渇してしまうことがあります。この例として、ノーフォークの実験では、カブはスウェーデンカブがほとんど枯渇した土壌からカリを吸収できたことが分かりました。肥料の施用の原則は、何よりもこの事実に基づいています。作物が持つ栄養素吸収能力の違いについては、いくつかの説明が考えられます。そして、同じ種類の作物は、概して、肥料要求量においてある程度の類似性を示すことをここで指摘しておきます。例えば、イネ科作物は窒素を同化する能力が低いこと、根菜はリン酸を同化する能力が高いこと、マメ科作物はカリを同化する能力が高いことなど、これまでのところ互いに類似点があり、したがって、これらの作物はそれぞれ窒素、リン酸、カリを施用することで一般的に最も恩恵を受けると言える。しかし、ある程度の一般的な類似点は存在するものの、同じクラスに属する作物であっても、後述するように、多くの場合、非常に大きな違いがある。

[488ページ]異なる作物の根系の違い。

土壌から栄養分を吸収する作物の種類によって能力が異なる理由の一つは、根系の違いにあります。農業従事者なら誰でも、作物がこの点で非常に大きく異なることを知っています。根が深い作物は、当然のことながら、根が浅い作物よりも栄養分を吸収できる表土面積が広くなります。アカツメクサ、小麦、マンゲルなどの作物は、大麦、カブ、イネ科の浅根性作物にはないほど、下層土から栄養分を吸収することができます。一方、表層根を持つ作物は、窒素を同化する能力がしばしば優れています。この成分は、既に指摘したように、主に表層土に存在します。したがって、根が浅い作物を栽培すると、表層土が痩せる傾向があります。一方、根が深い作物を時折栽培すると、下層土の栄養分が消費されるようになります。この点に関して、ある種の作物が持つ特異な窒素吸収能力に注目しておくのが適切だろう。その中でもクローバーは最も顕著であり、長らく農学者を悩ませてきた。本稿で繰り返し言及してきたように、クローバーを含むマメ科の作物は、植物体内および土壌中の微生物を介して空気中の遊離窒素を吸収する能力を有している。[489ページ]土壌に関する研究は、この長い間議論されてきた問題に説明を与えた。

成長期。

もう一つの理由は、作物の生育期間の違いです。生育が早く、その結果比較的短期間で土地を占有する作物は、当然ながらより肥沃な土壌を必要とし、したがって、生育が緩やかな作物よりもより多量の肥料を与える必要があります。

もう一つ考慮すべき点は、作物の生育が活発な季節です。例えば小麦の場合、生育は春に活発に行われ、初夏に停止します。しかし、硝化作用は夏を通して継続し、土壌中の硝酸塩が最も豊富になるのは晩夏から秋にかけてであるため、小麦のような作物は自然の恵みであるこの恩恵を受けるには適しておらず、窒素肥料の施用が特に有効です。一方、夏に播種された根菜は秋まで生育が活発で、硝化過程で生成される硝酸塩を利用することができます。小麦の後に、ライ麦、マスタード、菜種などの生育の早い緑作物を播種する習慣は、硝酸塩を保全し、秋冬の雨による損失を防ぐことを目的としています。このような作物は「キャッチクロップ（間作作物）」と呼ばれています。 [490ページ]緑の作物を耕すと、容易に溶解する硝酸塩の形で土壌から除去された窒素が不溶性の有機物の形で回復され、同時に多くの貴重な有機物が追加されて土壌が豊かになります。[243]

輪作という長年続けられてきた実践の科学的根拠を形成するのは、主に上記の事実です。

作物の構成の変化。

非常に興味深い点は、肥料が作物の組成に及ぼす影響です。これまでのページでは、同じ植物から得られる作物の組成は均一であると仮定してきましたが、厳密にはそうではありません。肥料と土壌だけでなく、気候も作物の組成に大きな影響を与えることが証明されているからです。

植物性食品の吸収。

植物栄養分の吸収を制御する法則は非常に興味深いものですが、残念ながら、まだ十分に理解されていません。肥料成分は植物体内でかなり移動することができ、成長の一定期間までしか吸収されません。多くの植物では、この成長期間は開花期に達します。この期間を過ぎると、肥料成分は吸収されなくなります。 [491ページ]もはや栄養分を吸収することができなくなります。植物が成熟すると土壌の肥料分が枯渇するという通説は誤りです。

肥料成分が種子の中に留まります。

肥料となる物質は、植物が成熟するにつれて上方に移動し、最終的には種子に定着する傾向があります。このため、穀類は消費量が非常に多い作物となります。しかしながら、自然は場合によっては非常に効率的に食料を消費することもあり、これは秋に成熟した葉に含まれる肥料となる物質の多くが、葉が落ちる前に木の中に戻ってくるという事実に顕著に表れています。

植物中に存在する窒素の形態。

植物体内に存在する窒素は、主にアルブミノイドの形態をとっています。しかし、アルブミノイドはコロイドと呼ばれる物質群に属し、植物細胞壁のような多孔質膜を容易に通過できないため、植物の成長過程のある時期に結晶質であるアミドへと変化し、植物体内を自由に移動できるようになります。アミドは若い植物において最も活発に成長している時期に最も多く存在し、植物が成熟するにつれて、アミドは主にアルブミノイドへと変換されると考えられます。

この主題は十分に理解されていないが、次のことはほぼ確実に証明されているように思われる。[492ページ]リン酸の量と吸収される窒素の量の間には直接的な関係があります。

上記の事実が農業の実践に与える影響。

これらの事実が実践に及ぼす影響は明白です。まず第一に、植物が若い時期に十分な栄養を与えることがいかに重要であるか、そして緑肥施用においては、開花期に作物を耕起することが最善であることを示しています。開花期以降は肥料成分の吸収が止まるため、成熟させても追加の利益は得られません。

作物への過剰な施肥の影響。

大量の肥料施用の影響は、特定の根菜類に見られます。そのような場合、根は大きくなるものの、水分が多くなり、栄養価が低下することが分かっています。また、硝酸ソーダが干し草の品質に悪影響を及ぼすことは、実務家の間では広く知られている事実です。さらに、窒素肥料は穀物に施用すると穀物中の窒素含有量が増加しますが、マメ科作物にはそのような影響は見られません。一方、リン酸肥料はマメ科作物の場合、種子中の窒素含有量を減少させる効果があるようです。

脚注:
[241]必ずしも同時施用や、次の作物への施用とは限らない。多くの場合、堆肥の施用間隔は比較的長くなる。

[242]もちろん、ここで言及しているのは、そのような肥料の直接的な影響です。その間接的な価値は、土壌において、肥料によって生じる作物残渣の増加によって表れる可能性があります。

[243]このことは、ワリントン氏の素晴らしい著書『農場の化学』の中で非常に簡潔かつ明確に述べられています。

[493ページ]
第23章
一般農作物の肥料。

この章では、いくつかの一般的な作物の施肥に関する実験の結果を簡単にまとめることにしますが、まずは穀物の施肥から始めます。

シリアル。

すでに指摘したように、このクラスの様々な植物の肥料要求には、ある程度の共通点がある。まず、土壌から吸収する窒素の量が比較的少なく、マメ科植物や根菜類よりも少ないという特徴がある。この窒素の大部分（3分の2）は穀粒に含まれており、藁には植物全体の窒素量の約4分の1しか含まれていない。土壌から吸収するリン酸の量はそれほど多くない。[494ページ]他の二種類の作物が除去する量よりも少ないですが、これもまた主に穀物に含まれています。穀物はほぼ例外なく農場から売りに出されることを考えると、ある意味では消耗作物とみなされるのはこのためです。しかし一方で、穀物は肥料成分の要求量が比較的少ないため、ほとんどの作物よりも長期間、痩せた土地で栽培し続けることができます。これは人類にとって非常に重要な事実です。

特に窒素肥料の恩恵を受けます。

穀類は土壌から窒素を比較的少量しか吸収しないにもかかわらず、窒素肥料の施用によって主に恩恵を受けていることは驚くべき事実です。これは、穀類の生育期間が短いこと、そして春から初夏にかけて窒素を吸収するため、晩夏から秋にかけて土壌に蓄積される硝酸塩を十分に利用できないことによると考えられます。穀類は窒素をほぼ完全に硝酸塩の形で吸収していると考えられるため、硝酸ソーダの施用は特に穀類にとって有益です。

ケイ酸塩を吸着する力。

穀類の組成の特徴の一つは、多量のシリカを含んでいることである。イネ科植物と同様に、穀類は[495ページ]他の作物にはない、ケイ酸塩を栄養源とする力。

したがって、穀物に必要な特別な肥料は窒素肥料であり、通常は硝酸ソーダや硫酸アンモニウムなど、速やかに利用できる性質のものである。さらに、このグループに属する作物の中には、リン酸肥料も特に有効であるものがある。

ここで、より重要な穀物作物のいくつかを個別に検討してみましょう。

大麦。

穀物の中で、大麦は最も広く分布しているという事実から、まず第一に考察する価値がある。イギリスでは、大麦は穀物の中で小麦に次いで生産量が多い。大麦の生育は非常に綿密かつ綿密に研究されており、国内外で多くの実験の対象となってきた。

成長期。

大麦についてまず注目すべき点は、その生育期間が短いことです。これは、肥料処理に非常に重要な影響を与えます。この国では、大麦は平均して13～14週間で成熟すると言われていますが、ノルウェーやスウェーデンでは生育期間ははるかに短く、6～7週間です。実際、少なくとも3週間は成熟します。[496ページ]これらの国々では、一部の地域では1年で収穫できる作物があり、2期作が一般的です。生育期間に関しては小麦とは異なりますが、一般的な肥料要求量においては小麦と似ています。小麦は主に秋に播種されますが、大麦の生育開始まで4～5ヶ月かかります。大麦は短命な作物であり、根が小麦よりも浅く、主に表土から栄養を得るため、人工肥料の供給にあまり依存しない小麦よりも、多量の施肥からより大きな恩恵を受けます。

最も適した土壌。

小麦は重土でよく育ち、細かい表土耕起を必要としませんが、大麦は軽く、肥沃で、砕けやすい土壌で最もよく育ちます。しかし、小麦栽培後に重土栽培された大麦は非常にうまく生育しています。大麦は小麦よりも過リン酸石灰、あるいは入手しやすいリン酸肥料の施用からより多くの恩恵を受けます。これは、大麦の生育期間が短く、根系が浅いため、下層土から多くのミネラルを吸収できないためと考えられます。実際、春播き作物は秋播き作物よりも過リン酸肥料の恩恵を受けます。J・ヘンリー・ギルバート卿が指摘したように、大麦の土壌の枯渇は、小麦の場合と同様に、基本的に窒素によるものです。[244]

[497ページ]家畜の堆肥は適していません。

堆肥は大麦には適さないという主張が、ある程度の根拠を示しながらなされてきた。なぜなら、堆肥の作用はあまりにも遅く、大麦のような短命な植物にはほとんど影響を与えないからであり、速効性のある堆肥のみを使用すべきであるからだ。堆肥を施用する場合は、前作に施用すべきであり、これは複数の理由から推奨される。

大麦の均一な施肥の重要性。

大麦の用途、すなわち麦芽製造においては、その組成の均一性が極めて重要です。大麦の品質は肥料処理に大きく左右されるため、施肥には細心の注意を払う必要があります。大麦は一般的に根茎から栽培され、羊に餌として与えるため、施肥の不均一な分配によって品質が低下しやすいと言われています。そのため、この不均一性を避けるため、大麦の栽培直前に小麦を栽培することが推奨されています。

ノーフォークの大麦実験。

クック氏は、ノーフォークで行われた大麦に関する興味深い実験の結果をまとめ、これらの実験では大麦は常に窒素肥料、時には過リン酸肥料によって恩恵を受けたと指摘している。 [498ページ]石灰肥料、そして稀にカリ肥料も施用した。窒素肥料については、最も速効性のある肥料が最も大きな効果を発揮した。平均すると、1エーカーあたり硝酸ソーダ1cwtで大麦の収穫量は8ブッシェル、2cwtで14ブッシェル増加した。一方、3/4cwtの硫酸アンモニア（つまり、硝酸ソーダ1cwtと同量の窒素を含む量）ではわずか5.5ブッシェルの増加にとどまり、1.5cwt（＝硝酸ソーダ2cwt）では10ブッシェルの増加にとどまった。

クック氏は、大麦の栽培には以下の肥料を推奨しています。土壌の前処理に応じて、硝酸ソーダを1/4～1 cwt施用します。さらに、1～2 cwtを上乗せし、必要に応じて、塩化カリウムを1/2～1 cwt施用します。

穀物とわらの割合。

著名なドイツの研究者であるヘルリーゲル教授は、大麦の習性を調査するため、小規模で非常に精巧な実験を行いました。最も良好な条件下で栽培された、最も完璧に発育した大麦において、教授は穀粒と藁の重量がほぼ等しいことを発見しました。しかしながら、このような穀粒の割合は実際には決して実現されておらず、穀粒2に対して藁3の割合がおそらく一般的です。

小麦。[499ページ]

イギリスでは、小麦は栽培面積において穀物の中で最大の地位を占めています。原則として秋に播種されますが、春に播種されることもあります。小麦は、輪作用の牧草やエンドウ豆などのマメ科作物、あるいはジャガイモや根菜の後に収穫されることが多いです。

大麦とは異なり、小麦は粘土質土壌、あるいは少なくとも堅い土壌で最もよく育ち、湿った苗床を必要とします。小麦は、ジャガイモや根菜など、肥料をたっぷり施した作物の後に播種されることが多いため、硝酸ソーダを追肥する以外に、肥料を与える必要はほとんどありません。つまり、小麦が前作の残渣と以前に施用した堆肥から栄養を得られるよう、小麦を植える前に土地を「良い状態」にしておくことが一般的に非常に望ましいと考えられています。

したがって、原則として小麦に施用する必要がある肥料は、硝酸ソーダや硫酸アンモニウムなどの窒素肥料のみですが、リン酸肥料やカリ肥料を補充した方が良い場合もあります。軽い土壌では、窒素肥料に加えて、石灰、グアノ、または骨粉などの過リン酸石灰を1エーカーあたり2～3 cwt.（約1.5～2.5 kg/ha）施用することが望ましい場合があります。

[500ページ]ロスアムステッドの小麦実験。

小麦の生育に関する実験の中で、ロスアムステッドで半世紀以上にわたって続けられてきた実験は、最も価値が高く、よく知られています。これらの実験では、窒素肥料と無機肥料が小麦に及ぼす相対的な効果を顕著に示しました。窒素肥料は収穫量に顕著な増加をもたらしましたが、無機肥料ではほとんど、あるいは全く増加が見られませんでした。一方、窒素肥料と無機肥料を併用した場合、最も顕著な結果が得られました。これらの結果は、通常の農業において、硝酸塩と比較して過剰な無機質が、作物残渣や堆肥の藁を通して土壌に還元されるという事実によって説明できます。

窒素肥料の中では、総じて、硝酸ソーダの方が硫酸アンモニアよりも良い結果を示しました。

小麦の継続的な成長。

同じ土地で50年間、肥料を一切使わずに毎年小麦を収穫できる可能性は、この有名なロザムステッドの小麦実験の成果の中でも最も印象的なものの一つです。

フリッチャム実験。

最後に、クック氏のフリッチャム実験について触れておきたい。この実験は、[501ページ]さまざまな条件下で小麦作物に最も適した肥料を特定すること。

ここでは、これらの実験の実際的な結果として、クック氏が行った推奨事項を示すだけで十分でしょう。

彼は、秋に耕起した軽い土壌または混合土壌に、春に播種した1/4～1 cwtの硝酸ソーダとともに10トンの家畜糞尿を施すことを推奨している。硝酸ソーダがなくても家畜糞尿だけで十分な場合もある。家畜糞尿が手に入らない場合、最も効果的で経済的な代替方法は、秋に鋤き込んだ菜種粕1エーカーあたり4 cwt、または春に播種した硫酸アンモニウム1 cwtで、いずれの場合も春の追肥として硝酸ソーダ1 cwtを施すことである。上記に加えて、農業条件が疑わしい土地、またはこれらの成分のいずれかが極端に不足している土地では、クック氏は過リン酸石灰2 cwt、または硫酸アンモニウム1 cwtを追加することを推奨している。秋に、塩化カリウム肥料、またはこれら両方の肥料を耕したり、すき込んだりして施します。

オート麦。

大麦と同様に、オート麦は一般的に春に播種され、大麦と同様に浅根性の作物と言えるでしょう。そのため、オート麦は容易に入手できる肥料を必要とし、様々な肥料成分に対する要求は大麦と非常に似ています。[502ページ]大麦。したがって、オート麦に最も効果的な肥料は、追肥として用いる硝酸ソーダと、種子と一緒に施用する過リン酸石灰です。おそらく、オート麦ほど安全かつ効果的な作物は他にないでしょう。しかし、オート麦はいくつかの点で大麦とは大きく異なります。

非常に丈夫な作物です。

まず第一に、オート麦は大麦や小麦よりもはるかに丈夫な作物です。驚くほど幅広い土壌で、気候や立地条件が比較的厳しい環境でも生育します。温暖な気候よりも、我が国のような湿潤な気候に適しています。オート麦はあらゆる作物の中で最も栽培条件を選ばない作物と言えるでしょう。砂質、泥炭質、粘土質の土壌でよく育ちます。しかし、オート麦は腐敗した植物質が豊富な土壌を好みます。そのため、牧草地から耕されたばかりの土壌で非常によく育ち、そのような土壌で最初に栽培される作物となることがよくあります。

混合窒素肥料が必要です。

ストークハルトは、オート麦の肥料に関する実験で、オート麦は成長期のほぼ全期間にわたって窒素を貪欲に吸収することを発見しました。そのため、成長初期に植物に供給するために容易に利用できる形で窒素を含み、また、成長期に植物に供給するために窒素を含む混合窒素肥料を与えることが望ましいとしています。[503ページ]成長後期には利用しにくい形態となる。彼は、このようにすることで作物の継続的かつ良好な生育が促進されると考えていた。

アレントの実験。

オート麦は、数多くの精緻な研究の対象となってきました。中でも、アーレントによる研究は最も精緻で、よく知られています。これらの実験では、オート麦の様々な生育段階における組成が調査されました。その結果、オート麦は生育期間全体を通して成長を続け、吸収された窒素の3分の2は生育後期に吸収されることが分かりました。しかしながら、その後、窒素の吸収は環境によって大きく左右されることが示されました。実際、窒素の組成は肥料、特に天候の影響を強く受けやすいのです。アーレントは、窒素の同化は寒冷で湿潤な天候によって阻害され、一方で温暖で乾燥した天候によって促進されることを発見しました。温暖な季節に栽培されたオート麦の穀粒は、雨季に栽培されたオート麦の穀粒よりもよく発達しており、成分もより栄養価が高い（つまり、より多くの窒素を含む）が、麦藁の場合はその逆である。

「アベニーン」

オート麦の成分に関して非常に興味深い点は、オート麦には[504ページ]動物の神経系に著しい刺激効果を発揮する物質で、「アベニン」という名前が付けられています。

肥料の量。

オート麦に施用できる肥料の量は、大麦に施用すべき量とほぼ同じで、硝酸ソーダの場合は0.5～1立方メートル、過リン酸石灰の場合は2～3立方メートルです。しかし、オート麦に直接施用される肥料はほとんど、あるいは全くないことがよくあります。スコットランド・ハイランド農業協会の実験では、オート麦の肥料として、硫酸アンモニアは硝酸ソーダよりもはるかに効果が低いことが分かりました。カリ肥料、特に塩化カリは非常に有益な効果を示しました。これらの実験から得られた一般的な結論は、土壌の処理は、土壌に有機物を蓄積させ、過度の水分損失を防ぎ、若い植物に速やかに作用する肥料を与えるように行うべきであるというものでした。

草。

牧草の施肥は非常に興味深く重要な問題であるが、同時に特有の困難を伴う。牧草は2つの条件下で生育する。第一に、土壌のみで生育する牧草である。[505ページ]第一に、永続的に生育するために確保された牧草地（永年牧草地）と、第二に、干し草に転換し、通常の輪作における牧草地として利用するために栽培された牧草地（輪作種子）である。前者の施肥方法は、後者の施肥方法とは若干異なる。

牧草地の牧草に対する肥料の影響。

牧草地に生育する草の性質は、施肥された肥料に大きく影響されます。これは、牧草の施肥に関する最も注目すべき特徴の一つであり、特にロスザムステッドの実験において観察されています。この実験では、様々な肥料が様々な種類の草に与える影響が綿密に調査されています。牧草地を構成する草は、すべての農家が知っているように、多種多様です。牧草地には、イネ科とマメ科の植物が混在し、様々な雑草も見られます。異なる肥料を施用すると、それぞれ異なる種類の草が生育する傾向があります。つまり、ある種類の肥料を施用すると、ある種類の草が優勢になり、別の種類の草が駆逐される傾向があります。牧草地の肥料が多ければ多いほど、その草の性質は単純になる（つまり、生育する草の種類が少なくなる）ことが分かっています。一方、無施肥牧草地では、牧草の構成がより複雑です。その結果、[506ページ]牧草地への肥料施用には、ある種の危険が伴います。良好な牧草地を維持するためには、様々な種類の牧草を適切なバランスで植えることが望ましいです。このため、常緑牧草はあらゆる作物の中で最も肥料の施用が少ないと言えます。通常、常緑牧草は、それを食べる牛や羊の糞によってのみ肥料が与えられます。

家畜の堆肥の影響。

農場肥料が牧草地の構成に与える影響は、ある種類の牧草が他の種類の牧草よりも過度に発達する傾向にはないことが判明しており、この点ではおそらく化学肥料よりも優れていると考えられます。

しかし、輪作種子の場合は、豊富な生育が望まれ、牧草の複雑さはそれほど重要ではないため、同じ理由は当てはまりません。牧草地に肥料を与えるもう一つの理由は、そのような条件下では土壌がより痩せてしまうことです。異なる肥料が様々な牧草に与える影響の例として、ニューイングランドで一般的に使用されている木灰を牧草地に施用するとシロツメクサが生育することが観察されており、石膏を施用しても同様の効果があったことが挙げられます。この事実は、カリがマメ科作物に与える影響に説明がつきます。木灰の肥料としての主な価値は、木灰に含まれるカリの割合が高いことにあります。 [507ページ]石膏の価値は、おそらく間接的な作用を持ち、土壌中の不活性化合物からカリを遊離させるという事実によって説明されるでしょう。ロザムステッドの実験でこの点が確認され、カリは草地におけるマメ科植物の割合を増やすことが示されました。一方、窒素肥料、特に硫酸アンモニウムは、本来の牧草の割合を増やし、マメ科植物の割合を減少させることがわかっています。家畜堆肥の効果は、牧草の単純化を誘導する点ではそれほど顕著ではありませんが、硫酸アンモニウムと同様の効果があります。一方、リン酸やその他の無機肥料は、カリと同様の影響を及ぼします。無機肥料と窒素肥料の混合物は最大の収益をもたらしましたが、その影響は本来の牧草の割合を増やすことでした。下水灌漑も主に牧草を育てる傾向があります。

土壌と季節が牧草地に与える影響。

牧草地の質に影響を与える要因は、肥料だけではありません。土壌の性質、牧草地の樹齢、そして季節の特質も非常に大きな影響を与えます。湿潤な土壌や排水の悪い土壌に生育する草は、必然的に質が悪く、粗い草が優勢になります。また、古い牧草地は一般的に新しい牧草地よりも質が良いです。

牧草地の肥料散布。[508ページ]

硝酸ソーダは、干し草用の牧草によく使われる肥料です。1エーカーあたり2～3 cwtの割合で施用されることが多いですが、少量ずつ施用するのが最適です。石灰分が豊富な土壌では、必要に応じて過リン酸石灰を1エーカーあたり2～3 cwtの割合で施用するか、または同様の割合で骨材を施用します。塩基性スラグは、特に土壌に有機物が豊富である場合、牧草地の肥料として良好な結果が得られることが分かっています。

バンガー実験。

バンガー大学（University College, Bangor）のギルクリスト氏は、ウェールズ各地で数多くの実験を行った結果、良好な土壌のライグラスとクローバーの干し草には、1エーカーあたり硝酸ソーダまたは硫酸アンモニウムを1立方メートル（cwt.）施用することを推奨しています。前者は4月中旬頃、後者は3月中に施用します。劣悪な土壌には、過リン酸石灰を2立方メートル（cwt.）追加することが推奨されます。これは12月から3月の間に施用します。特に軽い土壌では、秋に若い牧草やクローバーの種子に堆肥を施すと効果的です。毎年干し草を栽培している牧草地には、ギルクリスト氏はさらに、以下の4コースのローテーション施肥を推奨しています。

初年度は秋に15トンの堆肥を施しました。

[509ページ]2年目、硝酸塩ソーダ1 cwt。

3 年目は、塩基性スラグ 4 cwt または過リン酸石灰 3 cwt および硝酸ソーダ 1 cwt。

4年目、硝酸ソーダ1 cwt。

ノーフォーク実験。

クック氏はノーフォークでの実験から、輪作種子には以下の肥料を推奨しています。

早春に、硝酸ソーダ1～1.5 cwtを追肥として施用する。クローバーの生育が良好で、特に栽培を希望する場合は、クローバーの播種直後に、1エーカーあたり1 cwtの塩化カリウムを施肥することを推奨している。ノーフォークでの実験結果から判断すると、生育中の種子に最初の冬に施肥する方法は、早期施肥よりも推奨度が低い。

永久牧草地の施肥。

この場合、牧草の品質を損なわないように肥料を与える必要があります。したがって、塩基性スラグや骨などの遅効性肥料が最適であり、これらは特に効果的であることが分かっています。排水後の湿地や沼地では、石灰が最初に施用するのに最適な肥料の一つでしょう。すでに述べたように、家畜糞尿はあらゆる種類の人工肥料よりも牧草の品質維持に効果的です。クック氏は、これまでに発見された施肥システムの中で、牧草の品質と水質の両方を同時に実現できるものはないと考えています。[510ページ]牛や羊に牧草を注意深く規則的に与えるのと同等に、牧草を濃くし、改良するのに効果的である。動物には、脱皮した綿花ケーキや亜麻仁ケーキを十分に与えておく必要がある。

ルーツ。

あらゆる作物の中で、根菜類は最も多くの肥料を必要とし、その効果も最も大きいと言えるでしょう。根菜類は窒素、リン酸、カリといった肥料成分を豊富に含み、非常に栄養を必要とする作物と言えるでしょう。特にマンゲルは土壌の肥料成分を非常に多く必要とするため、この傾向が顕著です。

カブは硫黄を多く含むことが特徴で、一部の人々は、これが石膏を肥料として施用すると有益な効果をもたらすと説明しています。しかし、これはむしろ、石膏が土壌中のカリを遊離させる間接的な作用によって説明される可能性が高いでしょう。根菜の栽培を成功させるには大量の肥料を与えることが不可欠であることは、輪作作物の中で最も多くの肥料を与えられることからも明らかです。根菜は、湿りすぎず乾きすぎない軽い土壌で最もよく育ちますが、たっぷりと肥料を与え、丁寧に耕作すれば、どんな土壌でもよく育つと言えるでしょう。マンゲル[511ページ]マンゲルは一般に、カブやスウェーデンカブよりも窒素肥料の施用による恩恵を受けます。なぜなら、カブやスウェーデンカブは、前者よりも土壌から窒素を吸収する力が大きいと思われるからです。しかし、根菜類が窒素の容易な供給に依存しないと考えるのは間違いです。また、過リン酸石灰のみでカブを大量に栽培できることが多いという事実は、土壌に窒素が豊富に含まれていることの証拠とみなすことができます。マンゲルは、その深い根から、カブよりも土壌からリン酸を吸収する能力が高いです。そのため、過リン酸石灰の施用に対する反応は、カブやスウェーデンカブほどではありません。一般的に言えば、カブに適した肥料は過リン酸石灰であり、マンゲルには硝酸ソーダや硫酸アンモニウムなどの窒素肥料が適していると言えます。

根菜類に肥料を与える特別な理由は、根菜類が他の作物よりも病気にかかりやすいという事実です。特に生育初期にはその傾向が顕著です。過リン酸石灰の施用がカブにもたらす大きな利点の一つは、生育の重要な時期を安全に通過させてくれることです。過リン酸石灰は、種子と一緒に播種するのが最適です。量は3～5 cwtです。スコットランドでは、この作物に施用される肥料は、イングランドで通常施用される量をはるかに上回っていることを指摘しておくべきでしょう。スコットランドでは、より大量の肥料が施用されているからです。[512ページ]有益に活用できる可能性があります。根は通常、大量の堆肥で処理されます。一部の地域では、塩がマンゲルの収穫に非常に良い効果をもたらすことが確認されており、カリ肥料は施用する価値が十分にあることがしばしばあります。

肥料の組成への影響。

根への施肥に関して最も興味深い点は、肥料が根の組成に及ぼす影響です。これはロザムステッドをはじめとする多くの研究で詳細に研究されてきました。その結果、窒素肥料を過剰に施用すると、根の成長を犠牲にして葉の成長が過剰になることが判明しました。

窒素肥料は根の糖分を増加させます。

窒素肥料は、根における糖分の割合を増加させ、窒素分の割合を減少させる傾向があります。これは、テンサイのように糖分を得るために栽培される根菜類の処理に重要な影響を与えます。テンサイの栽培には、硝酸ソーダが主な人工肥料として施用されます。[245]

指摘しておくと、スウェーデンカブでもカブでも、葉には根よりも多くの割合の乾物が含まれています。

[513ページ]作物の増加によって回収された窒素の量。

異なる窒素肥料を与えた場合に、マンゲルと根菜の収穫量が増加したときに回収された窒素の量に関しては、ロザムステッドで 6 年間の平均として、次の窒素回収率が判明しました: 硝酸ソーダを施した場合は、含まれている窒素の 60 パーセントが収穫量の増加時に回収されました。アンモニア塩を施した場合は 52 パーセント、菜種油かすを使用した場合は 50 パーセント、菜種油かすとアンモニア塩の混合物を使用した場合は 46 パーセントでした。

季節と気候が根菜類の組成に与える影響は非常に大きく、他のどの作物よりも大きいと言えるでしょう。オート麦と同様に、カブはイングランドよりもスコットランドでよく育ちます。スコットランドの湿潤な気候はカブの生育に適しており、そのためスコットランドでは最大限のドレッシングを節約できるのです。

ノーフォーク実験。

最後に、クック氏の指導の下、ノーフォークの様々な土壌におけるマンゲルとスウェーデンカブに最適な、そして最も経済的な肥料を特定することを目的として行われたノーフォークの実験について少し触れておきたい。これらの実験のほとんどにおいて、過リン酸石灰は、以下のケースでは収穫量の増加にほとんど効果がないことがわかった。[514ページ]マンゲルの肥料として最も優れた窒素肥料は硝酸ソーダであり、そして概して1エーカーあたり10トン以上の堆肥を施用するのは経済的ではないことがわかった。さらに、カリ肥料と食塩のどちらか一方が根の重量を明らかに増加させるものの、両方の肥料を同時に施用する必要はなく、どちらも効果はほぼ同等であることがわかった。

クック氏は、マンゲル（マンゲル）に最適な肥料として、硝酸塩2立方メートル、食塩3立方メートル、過リン酸石灰2立方メートルを推奨しています。マンゲルに特に適した土壌や、1エーカーあたり25～30トン以上の収穫量を誇る温暖な地域では、上記の硝酸ソーダの量を増量、あるいは倍増させるのが効果的でしょう。農家の資力や、施用初年度および将来における肥料からの収益目標に応じて、硝酸ソーダの全部または一部を10トンの家畜糞尿で代用したり、あるいは硝酸ソーダに加えて使用したりすることも可能です。硝酸ソーダは2回に分けて施用するのが最善です。半分は播種時に、残りの半分は根を最初に手入れした直後に追肥として施用します。 3 回目の包帯は、多くの場合、 1 か月後に行うのが効果的です。

スウェーデン人のための肥料。

ノーフォークのスウェーデンカブの完全かつ経済的なドレッシングとして、クック氏は 3 ～ 4 cwt を推奨しています。[515ページ]過リン酸石灰1立方メートル、硫酸アンモニウム1立方メートル、塩化カリウム1/2立方メートルを混ぜ合わせます。場合によっては、硫酸アンモニウムの量を減らしたり、全く混ぜない方がよい場合もあります。また、塩化カリウムは慎重に省略しても構いません。カブの播種時に、この混合物をすべて播種してください。家畜糞尿を使用する場合は（使用する場合は、十分に分解された状態で施用する必要があります）、過リン酸石灰3立方メートル以外の肥料は必要ありません。

ハイランド協会の実験。

スコットランド高地農業協会の AP エイトキン博士は、カブの施肥に関する貴重な実験を行いました。以下は、これらの実験から得られた結果の一部です。溶解したリン酸は、粉末のリン酸と比較すると、栄養価の低いカブを生み出します。過リン酸石灰は、6 月に種子と共に施用した場合よりも、4 月に施用した場合の方が効果がありました。さらに、窒素肥料を硝酸ソーダまたは硫酸アンモニアの形で完全に与えた場合、後者の方が密度が高く健全なカブを生み出すことがわかりました。最後に、カリ肥料の施用に関しては、播種の数か月前に施用するのが最善の方法であることがわかりました。カリ肥料の効果はカブの量を増やすことですが、球根の成熟を遅らせます。カリ肥料を過剰に施用すると、作物に大きな損害を与えます。

[516ページ]カブの豊作のための肥料。

エイトキン博士自身の言葉によれば、「カブを豊作かつ健全で栄養価の高いものにするためには、施肥その他による土壌処理を、土地全体の肥沃化と土壌改良につなげる形で実施すべきである。そうすることで、作物は自然に、そして徐々に成熟へと向かう。そのためには、速効性の肥料を少量施すよりも、骨粉などの緩効性肥料を多量に施す方がはるかに効果的である。速効性の肥料をある程度施すことは、特に若い時期には作物にとって非常に有益である。しかし、作物に必要な栄養の大部分は、ゆっくりと腐敗または溶解する肥料であり、土壌全体にできるだけ均一に分散させるべきである。」

著者による実験。

著者がスコットランド南部と西部のさまざまな地域で行ったカブの施肥に関する実験では、農場堆肥は、発芽と初期の成長期に作物の生育を良くし、容易に吸収される植物栄養素を一定量供給し、乾燥した天候の場合は水分を引き寄せることで、作物の成長を良くするのに有益であるが、1日あたり20トン、あるいは10トンの施用で、[517ページ]1エーカー当たりの施肥はほとんど利益を生むとは考えにくく、家畜糞尿の名目上の価値は1トン当たり数シリングに過ぎない。これらの実験において、スラグは最も価値のある肥料であり、実験されたすべての肥料の中でも最も経済的なものの一つであることが証明された。さらに、スコットランドでは1エーカー当たり8 cwtもの過リン酸石灰を大量に施用することが経済的観点からは原則として正当化されること、また、硝酸ソーダと硫酸アンモニウムはカブの肥料として実質的に同等の価値を持つことが示された。ほとんどすべての実験において、過リン酸石灰に窒素肥料を補充することの利点が示された。また、窒素およびリン酸と併用した場合、カリは多くの場合、カブの収穫にとって完全に利益のある肥料となることがわかった。しかし、単独で施用した場合、目立った効果を発揮するどころか、有害な作用を及ぼすようであった。

ジャガイモ。

ジャガイモはしばしば根菜類と同列に扱われ、その肥料要求条件は多くの点で共通しています。根菜類に次いで土壌への要求が最も厳しいと言えるため、全般的にたっぷりと施肥する必要があります。ジャガイモの施肥において重要な点は、塊茎が自由に成長できるように土壌を良好に耕すことです。ジャガイモは、[518ページ]ジャガイモは深くて温かい土壌で最もよく育ちますが、根菜類と同様に、たっぷりと肥料を与えれば、どんな土壌でもうまく育ちます。家畜の堆肥は長い間、ジャガイモの栽培にとって特に価値があると考えられてきました。スコットランドの多くの地域では、1エーカーあたり20トンから40トンに及ぶ膨大な量で施用されています。ジャガイモの栽培にとっての家畜の堆肥やその他のかさばる肥料の価値が、土壌に対するその力学的な影響によるものであることは、ほぼ疑いの余地がありません。ジャガイモは表層で餌を食べる動物であり、餌が容易に利用できる状態で必要です。したがって、家畜の堆肥に、容易に入手できる化学肥料を補うことが望ましいとされています。ジャガイモは、窒素、リン酸、カリなど、すべての肥料成分を含む混合肥料を施用すると、ほとんどの作物よりもよく生育します。

ハイランド協会のジャガイモに関する実験。

ハイランド協会の実験によると、窒素は硝酸ソーダの形で施用するのが最も効果的です。堆肥を併用した場合、硫酸アンモニウムは塊茎の大きさに影響を与え、小さなジャガイモが過剰に生産されるため、同等の効果は期待できないようです。しかし、堆肥を併用しない場合、特に雨季には硫酸アンモニウムは良好な効果を発揮するようです。

施用するリン酸肥料の性質に関しては、過リン酸石灰が好ましい。[519ページ]ジャガイモはカリを大量に必要とするため、カリ肥料が必要となります。家畜糞尿を大量に施用するため、化学肥料としてカリを添加する必要はほとんどありません。カリは過剰に施用すると有害な影響を及ぼすことが分かっています。既に述べたように、カリの塩化物はジャガイモにワックス状の粘り気を与える傾向があります。

ロスアムステッドのジャガイモ実験。

ロスザムステッドの実験者たちは、ジャガイモの肥料要求条件を徹底的に調査しました。これらの実験では、同じ圃場でジャガイモを毎年栽培しました。その結果、無機質肥料単独の効果は窒素質肥料単独の効果よりも大きく、無機質肥料の中でもリン酸肥料は一般的にカリ肥料よりも優れた効果を発揮することが分かりました。ジャガイモの成長に伴い、土壌中のリン酸肥料の枯渇はカリ肥料よりも大きく、そして最後に、作物の生育を成功させるには、様々な肥料成分が豊富に供給されることが不可欠であることがわかりました。ロスザムステッドの実験では、ジャガイモに肥料成分を供給する家畜糞尿の作用が遅いことが顕著に示されました。つまり、土壌に200ポンド以上の窒素が供給されるような割合で家畜糞尿を施用したにもかかわらず、結果は…[520ページ]容易に入手できる人工肥料の形で施用された 86 ポンドの窒素から得られます。

農場肥料がジャガイモに与える影響。

この点において、ジャガイモは他の農作物よりも堆肥の肥料成分の利用能力が低いと言えるかもしれません。しかし、この事実にもかかわらず、堆肥は施用するのに最適な肥料の一つであることが分かっています。一見矛盾するこれらの主張を調和させるには、堆肥が土壌の機械的状態に及ぼす影響、すなわち土壌の多孔質化と表層根の浸透性向上が不可欠です。表層根の発達こそが、ジャガイモの生育に大きく左右されます。また、堆肥の有益な効果は、堆肥を大量に施用することで土壌温度が上昇することにも起因していることは間違いありません。

サー・J・ヘンリー・ギルバートは、有名なサイレンセスター講演「ジャガイモの生育に関する講演」の中で、国内各地におけるジャガイモの施肥処理の例をいくつか挙げています。フォーファーシャーでは、家畜糞尿または厩肥が広く利用されており（1エーカーあたり12～14トン、場合によっては20トン）、人工肥料も大量に使用されています。人工肥料は約10 cwt.（約10 cwt.）施用され、過リン酸石灰、溶解骨、カリ塩で構成されています。ジャガイモ6トンはまずまずの収穫量とされています。 [521ページ]イースト・ロージアンでも施肥方法は同様ですが、家畜糞尿の施用量がさらに多く、30～40トンも使用されることがよくあります。ジャガイモは人工肥料のみで栽培されることもあります。ジャガイモの収穫量は、通常1エーカーあたり4～8トン程度と思われます。

ジャージー島におけるジャガイモの施肥。

チャンネル諸島のジャージー島で広く栽培されているジャガイモの施肥方法は興味深い。2～3年間ジャガイモを栽培し、その後トウモロコシ、そして数年間牧草を栽培し、再びジャガイモを栽培する。特別な輪作は行われていない。堆肥または海藻を1エーカーあたり25～30トン施用し、さらに8～12立方メートル（cwt.）の人工肥料を補充する。

これらの発言は、ジャガイモの栽培に大量の肥料を与える習慣がいかに普及しているかを示しています。

ジャガイモの組成に対する肥料の影響。

肥料がジャガイモの収穫物の構成に及ぼす影響は非常に興味深いものです。根の場合と同様に、肥料を与えずに栽培したジャガイモは、肥料を与えて栽培したジャガイモよりも窒素含有量が多いことが分かっています。したがって、肥料を与える効果は、ジャガイモの最も重要な成分であるデンプンの割合を増加させることです。ミネラル肥料は、デンプン含有量を増加させる効果がより大きくなります。[522ページ]窒素肥料のみの場合よりもデンプンの割合が増加しますが、併用すると、単独で使用した場合よりもさらに大きな増加が得られます。窒素肥料が根菜とジャガイモの成分に与える影響は、このように同様であることがわかります。どちらの作物の場合も、その影響は、根菜では糖、ジャガイモではデンプンである特徴的な炭水化物成分の割合を増加させることです。ジャガイモも、根菜と同様に季節の影響を強く受けます。季節と施肥がジャガイモの病気に及ぼす影響は注目に値します。雨季は病気の発生に好都合です。窒素肥料を多く施した作物では、施肥しない作物よりも病気の塊茎の割合が多いことが分かっています。

マメ科作物。

牧草地や常緑牧草地の施肥について論じる中で、マメ科作物の施肥については既に触れました。そこでは、ある種の肥料はマメ科植物の生育を促進する傾向がある一方、他の肥料はイネ科植物の生育を促進する効果があることが指摘されました。この効果を持つ肥料はカリ、すなわち土壌にカリを供給する、あるいは土壌中でカリを遊離させるという特徴的な作用を持つ肥料であることが指摘されました。

[523ページ]マメ科植物はカリウムの恩恵を受けます。

これはマメ科植物の施肥において最も重要なポイントの一つです。窒素肥料が穀類に、リン酸肥料が根に特に有益であるように、カリ肥料もマメ科作物にとって特別な肥料です。

窒素肥料は実際には有害である可能性があります。

しかし、さらに注目すべき、マメ科作物の特徴があります。すでに述べたように、肥料成分が全く価値を持たなかったり、作物に悪影響を及ぼす場合もありますが、そのようなケースは例外的です。しかし、マメ科作物に関しては、人工窒素肥料の使用による恩恵はほとんど、あるいは全く得られないことがほとんどです。そして、これは、作物の組成に大量の窒素（穀物の2倍）が含まれていることを考えると、なおさら顕著です。クローバーなど、この種の植物の特定の種については、大量の窒素が含まれているだけでなく、土壌で栽培することで土壌にこの貴重な肥料成分が豊富に含まれるという事実が長らく注目されてきましたが、この事実は長い間納得のいく説明を待ち望まれていましたが、ついにその説明が明らかになりました。マメ科作物が[524ページ]空気中に存在する無限の窒素を利用することで、この謎は大きく解明されました。しかし、マメ科植物の生育に関しては、未だ解決されていない問題が残っています。

クローバー病。

その一つは、クローバーのようなマメ科作物を長年栽培してきた土地が、もはやクローバーの生育に適さなくなるという事実です。このような土壌は「クローバー病」と呼ばれ、この現象を説明するために多くの説が提唱されていますが、どれも納得のいくものではありません。

マメ科植物が空気中から窒素を吸収する能力を持っているという知識は、土壌の窒素を豊かにする経済的な手段を与えてくれます。例えば、マメ科作物と穀類を交互に栽培することで、空気中に窒素肥料を供給することができます。実際、こうした方法の改良版は古くから用いられており、実際、通常の輪作も、ある程度はこの方法を応用したものです。

小麦と豆を交互に植えます。

ここで、ロスサムステッドで行われた興味深い実験を挙げてみよう。これは、上記の記述の真実性を鮮やかに示している。小麦と豆科の豆は、[525ページ]交互に栽培した。こうして栽培した小麦を8回収穫すると、隣接する畑で連続して栽培した小麦を16回収穫した場合とほぼ同量の小麦（窒素含有量もほぼ同じ）が収穫できることがわかった。

最も一般的に栽培されているマメ科作物は、クローバー、インゲン豆、エンドウ豆です。クローバーについては既に説明したので、インゲン豆とエンドウ豆の施肥については少し触れる程度で十分でしょう。

豆。

豆は強固な土地で最もよく育ち、ここで検討した作物とは異なり、特に良好な耕作地を必要としません。一般的には穀物の後に栽培され、原則として春に播種されます。しかし、まれに秋に播種されることもあります。春播きの豆は成熟するまでに約7ヶ月かかります。他の作物と同様に、特に季節の影響を大きく受けますが、その影響はより大きくなります。雨季は藁の過剰な発生を引き起こします。

豆のための肥料。

一般的に、豆の栽培に用いられる肥料は家畜の堆肥であり、小麦、大麦、その他の穀類の収穫後の秋に土壌に施用されます。この慣行は非常に一般的であるため、豆の栽培には家畜の堆肥が不可欠であるという考えが広く浸透しています。しかし、[526ページ]パンパーストンにあるハイランド協会の実験ステーションで行われた実験では、10年間家畜の堆肥を施用しなかった土壌でも、化学肥料を使用することで豆を十分に収穫できることが示されています。

肥料成分の相対的価値。

付録[246]ハイランド協会実験所のA.P.エイトケン博士が行った、窒素肥料、リン酸肥料、カリ肥料を用いた豆類への施肥実験の結果を示す表があります。これらの実験から、リン酸肥料と窒素肥料を単独または併用で施用した場合、カリ肥料を単独または併用で施用した場合と比較して、豆類の収量増加効果は比較的小さいことがわかります。エイトケン博士は次のように述べています。「肥料にカリ肥料が含まれていなければ、他の2つの肥料はほとんど役に立ちません。ただし、土地が非常にカリ肥料に富んでいる場合は別です。」

石膏。

石膏は、含まれる石灰と、カリウムを遊離させる間接的な作用により、豆の収穫に良い効果をもたらします。

過リン酸石灰は不溶性リン酸石灰よりもはるかに優れた肥料であり、同様に、窒素肥料が有効な場合も稀にありますが、その場合は速効性のものが最適です。したがって、硝酸ソーダは[527ページ]他の窒素肥料よりも好ましい。施用する場合は、少量に留めるべきである。遅効性の窒素肥料は明らかに有害であり、エイトケン博士によれば、作物の追肥として施用される硝酸ソーダも同様である。

カリ肥料の中では、硫酸塩肥料よりも塩化物肥料の方が効果があるようです。

肥料が作物の組成に与える影響。

最後に、肥料が作物の組成に与える影響について触れておきたいと思います。これは、特にカブやジャガイモなどの作物の組成に肥料が及ぼす影響と比較すると、全体的に見て非常に小さいものです。豆の場合、肥料が影響を与えるのは作物の量であり、品質ではありません。

エンドウ豆。

エンドウ豆は、インゲン豆ほど栽培されていません。通常、エンドウ豆はインゲン豆と一緒に栽培され、その際には必然的に同様の方法で施肥されます。しかし、単独で栽培する場合は、インゲン豆とは異なり、軽く砕けやすい白亜質のロームで最もよく育つことを指摘しておくべきでしょう。粘土質の土壌で栽培すると、過剰な藁が発生する傾向があります。季節がエンドウ豆に与える影響は、インゲン豆の場合と同様です。最後に、家畜の堆肥がエンドウ豆に藁を強制的に生長させる効果があると主張されていることを指摘しておきます。

[528ページ]この章の締めくくりとして、この国でかなり広く栽培されている他の2つの作物、すなわちホップとキャベツの施肥について一言述べておきたいと思います。

ホップ。

ホップの肥料に関する要求は、かなり特異です。ほとんどの作物の場合、遅効性肥料よりも速効性肥料の方が好ましいと指摘されています。しかし、ホップの場合は事情が全く異なります。ホップは遅効性肥料を必要とし、それなしではうまく栽培できないからです。ホップは、ショディ、角粉、皮くず、蹄、菜種油かすなど、かさばる窒素肥料から特に恩恵を受けます。そして、速効性肥料は、これらの遅効性肥料と併用して施用された場合にのみ、その効果を最大限に発揮します。ホップの施肥は、年に2回行うのが最適です。春には家畜糞尿にショディなどの遅効性窒素肥料を補い、夏にはより速効性の肥料を施用します。ホップに施される施肥量は、他の農作物に比べて非常に多くなります。

キャベツ。

キャベツは、総肥料として知られる作物のクラスに属し、どのような種類の肥料でも、ほとんどどのような量でも施用すれば問題ありません。[529ページ]キャベツは、水はけのよい多孔質の土壌を持つ良質のローム土壌で最もよく育ちますが、粘土質土壌でもよく育ちます。キャベツの大量栽培は、土壌から肥料成分、特にカリを大量に流出させます。そのため、キャベツは大量の堆肥を必要とし、特にカイニットや食塩などの塩性肥料と、硝酸ソーダをたっぷり施用すると効果的です。これらはキャベツ科植物全体にとって最も効果的な肥料と言えるでしょう。家畜糞尿は、他のどの作物よりも大量に施用すると効果的です。

脚注:
[244]彼の大麦の生育に関する講義を参照してください。

[245]小さな根には、大きな根よりも多くの糖分が含まれていることがわかっています。

[246]530ページの注Iを参照。

[530ページ]
第23章の付録

注I.（p.526）。

豆の肥料に関する実験。

パンパーストンのハイランド農業協会の実験ステーションで行われた豆の実験では、カリウムの効果を示しました。

数仕上げブッシェル
プロット。肥料みたいなもの。 1エーカーあたりの穀物。

肥料なし 2.5インチ
リン酸塩（骨灰） 5-1/6
硝酸塩 6-1/4
リン酸塩と硝酸塩 5-1/3
カリ 26-1/2
カリウムとリン酸塩 42-1/3
カリウム、リン酸塩、硝酸塩 45-1/2
カリ、リン酸塩、硝酸塩、石膏 51

[531ページ]
第24章
肥料の施用方法と
混合について。

さまざまな作物の肥料について検討した後、肥料の施用方法と混合に関するいくつかの点について検討してみましょう。

肥料の均等分配。

肥料を施用する上で最も重要なことは、土壌中に肥料を均等に散布することです。しかしながら、これはしばしば非常に困難です。特に人工肥料の場合、土壌の広い面積に散布する量が極めて少ないため、困難を極めます。農場で採れた肥料やその他のかさばる肥料の場合は、困難はそれほど大きくありません。人工肥料の場合、この困難を克服するために、砂、灰、ローム、ピート、塩などの物質と混合することが推奨されます。こうすることで肥料の濃度が薄まり、はるかに大きな塊が得られます。[532ページ]作業に適した材料。状況に応じて、これらの物質のどれを使用するかを決定する必要があります。土壌が重粘土質の場合、砂または灰を加えると、その性質を改善する上で重要な機械的効果が得られる可能性があります。一方、軽質土の場合は、泥炭を加えると機械的状態が改善される可能性があります。また、泥炭自体が多量の窒素を含み、したがってある程度価値のある肥料となることも覚えておく必要があります。ロームまたは泥炭を人工肥料と混ぜる場合は、まず乾燥させてから混ぜる必要があります。一方、灰を使用する場合は、事前に細かい状態まで粉砕する必要があります。ただし、木灰は注意して使用する必要があり、アンモニア性肥料と混ぜるべきではありません。木灰には苛性アルカリが含まれている可能性があり、揮発性のアンモニアを蒸発させる傾向があるためです。

手間を省き、施肥量を均等に配分するために、施肥する肥料は常に同じ量にすることが推奨されています。そうすれば、農家は経験に基づいて適切な施肥量を把握できます。ここで、肥料の混合について少し触れておきましょう。農家は必ずしも肥料の混合に精通しているわけではありませんが、自腹を切るためには、この混合について十分に理解しておくべきです。

肥料を混ぜる。

多くの場合、無差別な混合は、最も深刻な損失を引き起こす可能性があると懸念されます。[533ページ]肥料の貴重な成分です。そこで、異なる種類の肥料を混ぜ合わせることで生じがちな損失の原因を一つか二つ指摘しておくのがよいでしょう。

この主題を明確に理解するには、特定の化学の基本原理に依存しているため、化学に詳しくない読者のためにも、これらの原理を詳しく説明しておくとよいでしょう。

混合時の損失のリスク。

化学肥料を混合することで発生する損失のリスクには、様々な種類があります。一つは、揮発によって有用成分が実際に失われるリスクであり、もう一つは、有用成分の化学状態の変化によって混合物の価値が低下するリスクです。最も一般的かつ深刻な損失源は間違いなく前者です。肥料の有用な3つの成分、窒素、リン酸、カリのうち、揮発によって失われる可能性があるのはリン酸のみであり、これは通常、窒素がアンモニアまたは硝酸の形態にある場合にのみ発生します。

アンモニアの損失。

アンモニアは、結合していない状態では、刺激臭のある非常に揮発性の高いガスであり、この性質により、堆肥混合物からのアンモニアの漏出は非常に容易に検出されます。化学的には塩基として知られる物質群に属し、[534ページ]酸と結合して塩を形成すること。硫酸アンモニア塩は、その名の通り、塩基であるアンモニアと酸である硫酸が結合して形成される塩です。アンモニアが硫酸と結合して硫酸アンモニア塩を形成すると、もはや揮発性がなく、ガスとして放出されにくくなり、「固定」されます。

ほとんどの塩は、高温や化学反応にさらさずに放置すれば、多かれ少なかれ安定した物質（変化しにくい物質）ですが、加熱したり、化学反応を引き起こす他の物質と接触させたりすると容易に分解します。硫酸アンモニアは非常に分解しやすい塩です。これは、その塩基であるアンモニアが非常に揮発性が高く、一般的な酸の中で最も揮発性の低い硫酸でさえも、酸によってしっかりと保持されないためです。したがって、硫酸アンモニアは水の沸点以上に加熱したり、化学反応を引き起こす他の物質と接触させたりすると、容易に分解します。さて、塩は塩基、酸、または他の塩によって作用を受けることがあります。塩を塩基と接触させた場合、接触させる塩基が塩の塩基よりも強い塩基であれば、塩は分解され、新しい塩が生成されます。つまり、酸は古い塩基を新しい塩基と交換するのです。

[535ページ]アンモニア塩に対する石灰の効果。

これはまさに、塩基性石灰が硫酸アンモニアなどのアンモニウム塩と接触したときに起こる現象です。硫酸は、以前の塩基であるアンモニアをより強い塩基である石灰と交換し、硫酸石灰が生成されます。アンモニアはガスとして遊離し、蒸発して失われます。硫酸アンモニア、あるいはアンモニア塩を含むあらゆる物質は、遊離石灰と決して接触させてはなりません。そうしないとアンモニアが失われるため、白亜質土壌では砕石する必要があります。

石膏（石灰硫酸塩）や石灰リン酸塩とは全く異なります。どちらもアンモニアの漏出の危険なく、アンモニア硫酸塩と安全に混合できます。以上のことから、スラグリン酸塩とアンモニア硫酸塩の混合は絶対に試みるべきではありません。これは、スラグリン酸塩には遊離石灰が多く含まれており、これがアンモニア硫酸塩と接触するとすぐに分解し、アンモニアが失われてしまうためです。同じ理由で、グアノもスラグと混合してはいけません。しかし、グアノ中のリン酸と窒素の比率は一般的に必要量よりも高いため、そのような混合は起こりにくいため、警告する必要はないかもしれません。スラグを、すぐに入手できる窒素、硝酸ソーダと混合したい場合は、[536ページ]損失の可能性は低いですが、他の理由から、前者の肥料はほとんどの場合追肥として施用する必要があるため、スラグと一緒に硝酸ソーダを施用することは望ましくありません。

硝酸の損失。

硝酸の形で窒素が失われる危険性は、アンモニアの場合ほど大きくはないものの、それでもなお相当なものです。硝酸は塩基ではなく酸であるため、硝酸塩を混合する際には、他の遊離酸を含む、より強い酸、例えば過リン酸石灰などを含む肥料との接触は避けなければなりません。過リン酸石灰に含まれる遊離酸は、硝酸塩から硝酸を追い出し、その位置を奪う傾向があります。上記の場合における追い出しの失敗の危険性は、あらゆる種類の化学反応に必ず伴う温度上昇によって常に増大します。過リン酸石灰と硝酸ソーダを混合することによって引き起こされる硝酸の形での窒素の損失は、通常の状況下では非常に少ないかもしれませんが、混合物を放置し、混合物の温度が上昇した場合、間違いなくかなりの損失が生じるでしょう。

過リン酸石灰と安全に混合できる窒素塩は硫酸アンモニアです。

[537ページ]リン酸塩の逆戻り。

しかし、既に述べたように、肥料の混合によって生じる可能性のある別の損失があります。それは、化学状態の変化による成分の価値の低下です。これは数年前にはほとんど考えられていなかった損失の原因ですが、現在では、石灰の過リン酸塩が特定の条件下で可溶性から不溶性へと変化することがよく知られています。リン酸塩の逆戻りについては、過リン酸塩の製造に関する章で既に触れました。[247]そこでは、鉄やアルミナ、あるいは溶解していないリン酸の存在が逆戻りの原因となることが多く、純粋な原料から作られた良質の製品の方が、鉄やアルミナを多く含む生のリン酸から作られた製品よりも、逆戻りの危険性がはるかに低いことが指摘されています。不溶性リン酸を多く含む過リン酸石灰は、肥料として使用する前に長期間保管すべきではありません。さもないと、製造に要した労力と費用の多くが、可溶性リン酸の逆戻りによって無駄になってしまいます。さらに、鉄と遊離石灰の両方を多く含む塩基性スラグと過リン酸石灰を混合することは絶対にお勧めできません。最後に、過リン酸石灰と不溶性リン酸石灰を混合したい場合は、施用の直前に混合する必要があります。

[538ページ]肥料成分は別途施用してください。

肥料を混合して施用するかどうかについては、意見の相違が生じる可能性があります。多くの理由から、肥料は混合前の状態の方が適している場合が多いです。例えば、速効性の窒素肥料と遅効性のリン酸肥料を混合することは適切ではありません。このような場合、窒素肥料は植物が必要とするよりも早く施用され、損失のリスクにさらされるか、リン酸肥料は使用される前に十分な期間施用されないかのいずれかです。混合前の状態で肥料を施用することで、そうでない場合よりも経済的に肥料を使用できる可能性があります。一方、科学的観点からは個々の成分を施用することが望ましい場合もありますが、かなりの手間がかかります。もちろん、多くの場合、完全な肥料を使用することが望ましいという点も考慮すべきです。したがって、肥料の混合に伴う損失のリスクに関する上記のヒントは、農業を学ぶ学生にとって役立つかもしれません。

脚注:
[247]389ページ参照。

[539ページ]
第25章
肥料の評価と分析について。

化学分析の価値。

農家にとっての肥料の価値は、窒素、リン酸、カリの含有量、そして（これも同様に重要ですが）成分の存在状態によって決まります。これらの事実は化学分析によってのみ判断できるため、肥料を購入する際は常に化学分析結果を確認すべきであることは明らかです。しかしながら、残念なことに、たとえ入手できたとしても、化学分析結果が理解できないことが非常に多いのです。そこで、一般的な肥料の化学分析で得られるデータの重要性を正しく解釈する方法について、少し触れておきたいと思います。

化学分析の解釈。

農家が肥料の分析で最初に注目すべきは、[540ページ]肥料に含まれる窒素、リン酸、カリ。

窒素。

肥料中の窒素含有量は、一般的にアンモニア当量と等しいと記載されます。実際、昔の分析では、アンモニア当量のみが単独で記載されることが非常に多かったです。しかし、この記載は、必ずしも肥料中の窒素が実際にアンモニアの形で存在することを意味するわけではありません。例えば、骨粉の分析で窒素含有量が3.5%（アンモニア4.20%に相当）と記載されていても、骨粉が実際にアンモニアの形で窒素を含んでいると推論すべきではありません。実際には、窒素は不溶性で、吸収が遅い有機態で存在しており、その肥料としての価値はアンモニアよりもはるかに劣っています。この慣習は非常に残念なものであり、しばしば深刻な誤解を招きやすいため、非常に遺憾に値します。したがって、通常の化学分析では、窒素が実際に存在する正確な形態が必ずしも特定されるわけではないことを覚えておく必要があります。それでもなお、農家にとってこのことを知ることは重要であり、分析された堆肥の性質は一般的に良い指標となる。しかし残念ながら、混合堆肥の場合はこれが示されない。これが、混合堆肥が時として疑念を抱かれる理由の一つとなっている。

[541ページ]リン酸。

肥料に含まれるリン酸塩の量は、通常、分析値においてリン酸の量として記載されます。また、脚注には、この量に相当するリン酸三カルシウム（または普通骨）の量も記載されます。これが評価単位となります。リン酸塩が可溶性の場合は、そのように記載され、同時に、硫酸処理によってこの量を供給するために必要なリン酸三カルシウムの量も記載されます。例えば、石灰過リン酸塩の分析値において、「リン酸一カルシウム17.3%は、リン酸三カルシウムを「可溶性」にしたものの27.2%に等しい」という記載は、17.3%の可溶性リン酸塩を供給するには、27.2%のリン酸三カルシウムが必要であることを意味します。逆説的ですが、前者の量は「可溶性」リン酸と呼ばれ、上記のような過リン酸石灰は 27.2 パーセントの「可溶性」リン酸を含むと説明されます。

繰り返しになりますが、いわゆる「不溶性」リン酸塩には様々な形態があり、[248]化学分析では両者は区別されないことが多い。塩基性スラグの章で既に指摘したように、リン酸はスラグ中に石灰の四塩基リン酸の形で存在するが、[542ページ]分析では、リン酸三カルシウムと同量のリン酸が用いられます。次に、いわゆる石灰二塩基性リン酸があります。これは、過リン酸石灰中の可溶性リン酸が「逆戻り」を起こした際に変化するものです。これまで、この国では（大陸やアメリカでは一般的ですが）、過リン酸石灰の分析において「逆戻り」したリン酸と未溶解のリン酸を区別する習慣はありませんでした。なぜなら、前者の肥料としての優れた価値が、肥料取引において認識されていないからです。[249]

リン酸塩の機械的状態の重要性。

さらに注目すべき点は、様々な不溶性リン酸の機械的状態であり、これがその価値に重要な影響を与えることです。例えば、マルデングアノのような肥料中の石灰リン酸と結晶性鉱物のアパタイト中のリン酸の価値には大きな差があります。しかし、化学的に見ると、リン酸の存在形態はどちらの物質でも同じです。

カリ。

肥料中のカリウムは可溶性の形でのみ存在するはずである。一般的にはカリウムの量で示され、脚注には等量の塩化カリウムが記されている。[543ページ]または硫酸カリウムが投与されます。前者はより濃縮された形態のカリウムです。

参考のために付録に表を掲載する。[250] 窒素、リン酸、カリウムの異なる形態を相互に変換するためのいくつかの有用な因子を示す。

肥料の化学分析におけるその他の項目。

肥料分析におけるその他の項目は、既に挙げたものに比べると比較的二次的な重要性しかありません。水分、不溶性物質、有機物などが挙げられます。水分量と砂の量は特に重要です。これらの量が多すぎる場合、肥料に不純物が混入していると推定されるからです。

肥料及び飼料に関する法律。

1894年1月に制定され、施行された法律は、国内で製造された肥料や外国から輸入された肥料の販売業者すべてに、購入者に「製品の名称、人工的に配合された製品であるかどうか、製品に含まれる窒素、可溶性および不溶性のリン酸、カリウムの少なくとも何パーセントかを記載した請求書」を提供することを義務付けるものであり、この請求書には、[544ページ]そこに含まれる記述に対する販売者による保証と同じ効果があります。」

肥料を評価するさまざまな方法。

肥料の金銭的価値は、需要と供給などの問題など、ここでは議論する必要のない、他のあらゆる商品の金銭的価値を同様に規定する、いくつかの多かれ少なかれ複雑な商業的考慮点によって決まります。

肥料成分の「単位」値。

肥料のおおよその価値を算定するためのデータを提供する目的で、様々な肥料に含まれる様々な肥料成分の「単位」価値を示す表が作成されている。これは、肥料1トンあたりの市場価格を、それに含まれる窒素、リン酸、カリの割合で割ることによって得られる。例えば、純度97%の硫酸アンモニアは25%のアンモニアを含み、現在（1893年12月）では1トンあたり13ポンド15シリングと評価されている。硫酸アンモニア中のアンモニアの単位価値を求めるには、13ポンド15シリングを25で割るだけでよく、11シリングとなる。こうした表の価値は、作成者の能力に依存し、常に改訂する必要がある。付録には、これらの表のうち2つが掲載されている。[545ページ]『スコットランド・ハイランド農業協会紀要』[251]

肥料の本質的価値。

しかし、肥料を評価する別の方法があります。それは、作物の収益増加をもたらす肥料の本質的価値を解明しようとすることです。もちろん、肥料の本質的価値は市場価値に直接影響を与えると言えるでしょう。これは確かに真実ですが、肥料の市場価値を決定する唯一の要因ではありません。

また、肥料の本質的価値は、施用される土壌や気候条件によって変化すると言えるでしょう。ですから、すべての農家にとって、様々な肥料が自らの農場の土壌においてどのような本質的価値を持つのかを自ら確かめることが重要です。そして、これは自ら施肥実験を行うことによってのみ可能となります。そこで、重要なテーマである「肥料」について少し触れておきたいと思います。

フィールド実験。

あらゆる農場が、様々な肥料が様々な作物に及ぼす影響について精緻な実験を行うための実験ステーションを整備することは不可能である。しかしながら、あらゆる規模の耕作農業に従事するすべての農家が、以下の目的で簡単な実験を行うことは可能であり、また非常に望ましい。[546ページ]土壌の特性的な肥料要求性を確かめること。これは多少の時間と労力を費やすだけで行え、次のように行うべきである。実験を行う圃場を必要な数の実験区画に分割する。これらの区画は、1エーカーの10分の1、20分の1、または40分の1の広さで、可能であれば平坦な土地にあるべきである。すべての区画は、垣根や樹木に遮られることなく、その他の点では同一の条件下にあるべきである。異なる区画の土壌の性質および過去の施用は、類似しているべきである。実験誤差を可能な限り少なくするために、実験は2回、あるいは3回行うことが望ましい。まず、いわゆる無施肥区画、すなわち肥料を一切施さない区画を設けるべきである。この区画から得られた作物を、他の施肥区画から得られた作物と比較することで、異なる肥料によるそれぞれの増加量を推定するためのデータが得られます。非常に簡単な実験の一つに、「7区画」テストと呼ばれるものがあります。これは、窒素、リン酸、カリ肥料をそれぞれ単独で、または異なる組み合わせで施用した場合の結果をテストするものです。つまり、各区画にはそれぞれ次のように施肥します。

いいえ。

何もプロットはありません。
窒素。
リン酸塩。
カリ。
窒素とリン酸。
窒素とカリ。
リン酸塩とカリウム。
[547ページ]その他の実験の主題としては、硫酸アンモニウム塩と硝酸ソーダの異なる形態における窒素のそれぞれの値、過リン酸塩としてのリン酸とトーマススラグとしての溶解していない形態におけるリン酸、人工肥料と家畜の肥料の相対的な重要性、異なる時期に施用した肥料の効果、および同じ肥料でも異なる量を与えた場合の効果、異なる種類の作物に最も経済的な肥料、および肥料の実際の使用に関連するその他の多数の興味深い問題などが挙げられます。

これらの実験を行う際には、実験区画が隣接しないように注意する必要があります。一方の区画に施用した肥料が土壌に浸透し、隣接する区画の生育結果に影響を及ぼす可能性があるためです。実験中は天候に特に注意する必要があります。このような実験を可能な限り有益なものにするためには、毎年継続する必要があります。実験終了時には、各区画から得られた作物を慎重に計量する必要があります。

フィールド実験の教育的価値。

このような実験の教育的価値は非常に大きく、この点に関して、ロンドン農業クラブで最近行われた講演で FJ Cooke 氏が述べた意見は、最も注意深く検討する価値がある。

「地域的な実験は、単純な[548ページ]肥料の選択を決定づけるべき原則、そしてその使用における科学的な正確さと方法。こうして、実験の価値は、それを探求しようと遠くまで足を運ぶことを好まない人々にも理解される。そして、各自の農場で、正しいシステムを用いた簡単な実験をいくつか行うことが推奨される。こうした実験は、農家にとってほとんど費用がかからず、また他の難しい条件も必要とせず、それでいて大きな実用的利益をもたらすと、私は自身の経験に基づいて敢えて断言する。約20年間、私は毎年、ごく小規模で私的な実験を行ってきたが、これほど有益であった他の独立した方法は知らない。これは、同じ郡内の異なる地域にある2つの軽地農場で実施されたものである。しかし、肥料の必要量に関して、一方に対する適切な処理は他方と根本的に異なっていたため、両方で共通の方法を用いると、単に破滅的な結果になっていたであろう。

実験から推定された肥料の価値。

こうした実験から導き出された様々な種類の肥料の比較価値を示すために表が作成されており、取引価格を示す表と適切に比較することができる。これらの表のいくつかは、すでに「無機リン酸塩」の章の付録で引用されている。これらの表は、様々な形態のリン酸肥料の相対的な内在価値を示している。[549ページ]付録[252]この章には、さまざまな種類の窒素肥料とカリ肥料の相対的な価値を示す表があります。

未利用肥料の価値。

近年、土壌中に残存する未利用肥料の価値の問題は、多くの注目を集めているテーマである。農地保有法には、農場を去る小作人に、土壌中に残存する未利用肥料について補償金を支払うための特別規定が設けられている。しかし、この法律は、未利用肥料の実際の価値について満足のいく見積り値を得ることが極めて困難であるため、地主と小作人の間で際限のない紛争を引き起こしてきた。この困難さは、この価値を見積もるための十分なデータが存在しないことに起因しており、しかもこの価値は様々な条件下で変化する。土壌の肥料成分は、土壌中では大部分が不活性な状態で存在し、そこから利用可能な形態にゆっくりと変換されるに過ぎない。

土壌の潜在的な肥沃度。

土壌中に存在するより重要なミネラル成分の総量を示すものとして、貧弱な砂質土壌の場合、そこに含まれるカリウムの量（利用可能な状態であれば）は、[550ページ]ジャガイモなら平均3～4回分、リン酸塩なら平均19回分、石灰なら平均73回分を生産できる。しかし、この肥料物質のうち容易に入手できるのはごくわずかである。

だからこそ、化学肥料は、たとえ少量であっても、植物の成長促進に顕著な効果を発揮するのです。しかし、その効果は概ね一時的なものであり、施用後1～2年経って肥料の完全な価値を評価しようとする際には、この事実を念頭に置く必要があります。

肥料の中には、植物に非常に速く吸収されるものもあれば、土壌から容易に洗い流されるものもあります。また、しばらくすると、ある程度不活性な状態に変化する傾向があるものもあり、これは非常に可能性が高いと考えられます。このことは、特に家畜糞尿中の肥料成分（主に窒素）に当てはまります。[253]しかし、この問題全体はほとんど理解されていない。いくつか注意すべき点がある。第一に、硝酸ソーダや硫酸アンモニウムのような、すぐに利用でき溶解しやすい窒素肥料は、施用後1年経っても直接的な効果はほとんど期待できないと断言できる。一方、カリやリン酸は、かなり長い期間効果を発揮する可能性がある。そして、その期間の長さは、[551ページ]施肥量と土壌の状態によって効果は異なります。したがって、過リン酸石灰は施用後2年以上経過すると大きな効果を発揮する可能性は低いでしょう。一方、骨、塩基性スラグ、家畜糞尿などの肥料は、数年間にわたり顕著な効果を発揮する可能性があります。正確な期間は、施用量と土壌の性質が重要な影響を与えるため、ほぼ予測不可能です。

未消費肥料の価値表。

農家が施用後の様々な時期や様々な肥料の種類において、この未利用肥料価値を推定するための指針として、数多くの表が作成されてきました。しかし、これらの表は原則として非常に大まかな近似値しか提供しておらず、単なる推測に過ぎません。さらに複雑なのは、農場の家畜が消費する食物の肥料価値を評価する試みです。ローズとギルバートはこの難問の解明に多大な労力を費やし、一般的に使用される食物の未利用肥料価値を計算するためのデータを提供する、非常に精巧で有用な表を作成しました。これらの表は付録に掲載されています。[254]これらの中には、ロザムステッドで行われた数多くの実験に基づいて計算された、さまざまな家畜飼料の肥料価値が記載されています。

[552ページ]これらの実験は、平均して、食品に含まれる窒素、リン酸、カリウムの10分の1以下しか、動物の体内を通過する際に食品から除去されないことを実証しました。正確な量は、前章で既に述べたように、様々な条件によって左右されます。[255]

これらの表を説明するにあたって、表Iは様々な食品に含まれる3つの肥料成分の総量を示し、表IIは動物の体内に保持される割合と糞尿中に排泄される割合、そして食品の理論的な効果が完全に発揮された場合の肥料価値を示している点を指摘しておく必要がある。しかしながら、この理論的な効果が完全に発揮されることはないため、何らかの推論が必要となる。ロスアムステッドの実験者たちは、豊富な経験に基づき、過去1年以内に消費された食品については50%を控除することを提案している。つまり、過去1年間に消費された食品の肥料価値は理論値の半分に過ぎないということである。彼らは、過去1年以内に消費された食品については、昨年の許容量の3分の1を控除することを提案している。また、3年前に消費された食品については、後者の合計から3分の1を控除すべきである。このように、8年まで何年でも控除できる。

脚注:
[248]不溶性リン酸塩という用語は、不溶性という言葉の意味が相対的であるため、適切とは言えません。溶解していないリン酸塩という用語の方が適切でしょう。

[249]「戻った」リン酸の量はクエン酸アンモニウム法によって推定されます。

[250]553ページの注Iを参照。

[251]注II、554ページを参照。

[252]556ページの注IIIを参照。

[253]271 ページの「家畜糞尿」の章を参照してください。

[254]557ページの注IVを参照。

[255]農場堆肥に関する章、224～236ページを参照。

[553ページ]
第25章の付録

注I.（p.543）。

肥料中の重要な肥料成分を様々な化合物に分割して割合を計算するのに役立つ係数
。（『ハイランド農業協会紀要』より）

金額乗算対応する量の
窒素 1.214 アンモニア。
窒素 6.3 タンパク質様物質。
アンモニア .824 窒素。
アンモニア 3.882 アンモニア硫酸塩。
アンモニア 3.147 アンモニア塩酸塩。
アンモニア 3.706 硝酸。
アンモニア 5.0 硝酸塩ソーダ。
カリ（無水） 1.85 硫酸カリウム。
カリ（無水） 1.585 カリウムの塩化物。
リン酸（無水） 2.183 リン酸石灰。
リン酸（無水） 1.4 二リン酸。
リン酸（無水） 1.648 可溶性リン酸塩。
可溶性リン酸 1.325 リン酸石灰。
二リン酸 1.566 リン酸石灰。
ライム 1.845 リン酸石灰。
ライム 1.786 炭酸石灰。
塩素 1.648 塩化ナトリウム。

[554ページ]注 II. (p. 545)。

肥料の商業価値を決定する際に使用する単位。

1893年シーズン用。

                 トン当たりの価格、
     リン酸塩            1893年3月

評価対象となるアイテム。クラス溶解した未解散アンモニアカリからに
グアノ。
イカボエ。本物。 — 2/- 16/- — 250ルピー 270ルピー
ペルー語（なぞなぞ）本物。 — 2/- 6月17日 3/6 230ルピー 290ルピー
廃棄物の肥料。
魚のグアノ。 — 1/5 10/- — 130ルピー 150ルピー
フレイ・ベントスのグアノ。 a. — 1/6 11月6日 — 150ルピー 180ルピー
骨粉 a. — 1/4 10/- — 105/- 115ルピー
b. — 1/3 9月6日 — 100ルピー 110ルピー
蒸した骨粉。 a. — 1/5 10/- — 95/- 110ルピー
解散または
骨が硝子体化した。 2/6 1/6 11月6日 — 95/- 110ルピー
過リン酸塩。 — 1/11 — — 45ルピー 60ルピー
溶解した化合物。から 2/- 1/3 10/- 3/4 — —
に 2/6 1/9 12/- 3/8 — —
平均。 2/3 1/6 11/- 3/6 — —

1893 年 3 月の各種肥料の現金価格。[555ページ]

     価格

肥料保証。トン。ユニット。
パーセント。 £ s. d.
硫酸アンモニア、97パーセント午前24時 11 10 0 午前 = 9/7
硝酸ソーダ、95パーセント午前19時。 10 5 0 午前 = 10/9
ヒマシ油かす午前5時5分 3 10 0 午前 = 12/9
角粉午前15時 8 10 0 午前 = 11/4
乾燥した血午前15時 8 0 0 午前 = 10/7
カリ酸塩、80パーセント 50ポット。 8 15 0 ポット = 3/6
硫酸カリウム50パーセント 27 ポット。 5 5 0 ポット = 3/10
カイニット、23パーセント 12 ポット。 2 0 0 ポット = 3/4
硝酸カリウム、73パーセント {14 午前。
{40 ポット。 14 10 0 {Am. = 10/
{Pot. = 3/9
粉砕チャールストンリン酸 57 リン 3 0 0 リン = 1/
ベルギー産リン酸塩 50 リン 2 5 0 リン = 0/11
トーマス・スラグ（ファイン）スコッチ 30 リン 1 16 0 リン = 1/2
Thomas-slaag（罰金）英語 37 リン 2 3 0 リン = 1/2
リン酸グアノ {67 フォス。
{ 1 アムハ 5 0 0 {リン = 1/4
{ 酢酸 = 10/

[556ページ]注III.（549ページ）。

さまざまな物質における窒素とカリウムの相対的な肥料価値を示す表。

ウォルフ、1893年。
アンモニアや硝酸塩の形態の窒素、および乾燥血液、肉粉、肉粉、ペルーグアノ、尿酸塩などの容易に分解できる有機化合物 100
細かく蒸した骨粉、魚のグアノ、油かす、そしてより良い種類の人工グアノに含まれる窒素 85
細骨粉および角粉中の窒素 77
粗骨や角くず、羊毛廃棄物、家畜糞尿、粉末飼料に含まれる窒素 61
アメリカ、1892年。
アンモニア塩中の窒素 100
硝酸塩としての窒素 86
乾燥および細かく挽いた魚、肉、血液中の窒素 91
綿実粕およびヒマ粕中の窒素 86
細骨とタンク内の窒素 86
中骨およびタンク内の窒素 68
粗骨およびタンク内の窒素 43
髪の毛や角の削りくず、粗い魚の残骸に含まれる窒素 40
高品質の硫酸カリウム、および塩化物（塩化物）を含まない形態のカリウム 100
塩化カリウム 82
ワグナー教授は、数多くの実験から、さまざまな窒素肥料の相対的な肥料価値を導き出し、次のように評価しています。

硝酸ソーダ 100
アンモニア硫酸塩 90
血粉、角粉、緑色植物質 70
細かく粉砕した蒸し骨粉、魚粉、肉粉グアノ 60
農場の肥料 45
粗悪な 30
革粉 20

[557ページ]注IV.（551ページ）。

表 I.—家畜飼料の平均組成（パーセントおよびトンあたり）

     パーセント   トン当たり。
             ミネラル                     
     ドライ     案件  リン酸         リン酸

いいえ食べ物。案件。窒素。（灰）。酸。カリ。窒素。酸。カリ。
パーセント。パーセント。パーセント。パーセント。パーセント。ポンド。ポンド。ポンド。
1 亜麻仁 90.00 3.60 4.00 1.54 1.37 80.64 34.50 30.69
2 亜麻仁ケーキ 88.50 4.75 6.50 2.00 1.40 106.40 44.80 31.36
3 脱皮綿菓子 90.00 6.60 7.00 3.10 2.00 147.84 69.44 44.80
4 ヤシの実ケーキ 91.00 2.50 3.60 1.20 0.50 56.00 26.88 11.20
5 皮を剥がしていない綿菓子 87.00 3.75 6.00 2.00 2.00 84.00 44.80 44.80
6 ココナッツケーキ 90.00 3.40 6.00 1.40 2.00 76.16 31.36 44.80
7 レイプケーキ 89.00 4.90 7.50 2.50 1.50 109.76 56.00 33.60
8 エンドウ豆 85.00 3.60 2.50 0.85 0.96 80.64 19.04 21.50
9 豆 85.00 4.00 3.00 1.10 1.30 89.60 24.64 29.12
10 レンズ豆 88.00 4.20 4.00 0.75 0.70 94.08 16.80 15.68
11 毒麦（種子） 84.00 4.20 2.50 0.80 0.80 94.08 17.92 17.92
12 インディアンコーン 88.00 1.70 1.40 0.60 0.37 38.08 13.44 8.29
13 小麦 85.00 1.80 1.70 0.85 0.53 40.32 19.04 11.87
14 麦芽 94.00 1.70 2.50 0.80 0.50 38.08 17.92 11.20
15 大麦 84.00 1.65 2.20 0.75 0.55 36.96 16.80 12.32
16 オート麦 86.00 2.00 2.80 0.60 0.50 44.80 13.44 11.20
17 米粉* 90.00 1.90 7.50 （0.60）（0.37） 42.56 （13.44）（8.29）
18 イナゴマメ* 85.00 1.20 2.50 — — 26.88 — —
19 モルトコーム 90.00 3.90 8.00 2.00 2.00 87.36 44.80 44.80
20 細切りポラード 86.00 2.45 5.50 2.90 1.46 54.88 64.96 32.70
21 粗いポラード 86.00 2.50 6.40 3.50 1.50 56.00 78.40 33.60
22 ブラン 86.00 2.50 6.50 3.60 1.45 56.00 80.64 32.48
23 クローバー干し草 83.00 2.40 7.00 0.57 1.50 53.76 12.77 33.60
24 牧草地の干し草 84.00 1.50 6.50 0.40 1.60 33.60 8.96 35.84
25 エンドウの茎 82.50 1.00 5.50 0.35 1.00 22.40 7.84 22.40
26 オート麦わら 83.00 0.50 5.50 0.24 1.00 11.20 5.38 22.40
27 麦わら 84.00 0.45 5.00 0.24 0.80 10.08 5.38 17.92
28 大麦わら 85.00 0.40 4.50 0.18 1.00 8.96 4.03 22.40
29 豆わら 82.50 0.90 5.00 0.30 1.00 20.16 6.72 22.40
30 ジャガイモ 25.00 0.25 1.00 0.15 0.55 5.60 3.36 12.32
31 ニンジン 14.00 0.20 0.90 0.09 0.28 4.48 2.02 6.27
32 パースニップ 16時 0.22 1.00 0.19 0.36 4.93 4.26 8.06
33 スウェーデンのカブ 11時00分 0.25 0.60 0.06 0.22 5.60 1.34 4.93
34 マンゲル・ウルツェル 12.50 0.22 1.00 0.07 0.40 4.93 1.57 8.96
35 黄色いカブ* 9.00 0.20 0.65 （0.06）（0.22） 4.48 （1.34）（4.93）
36 白カブ 8.00 0.18 0.68 0.05 0.30 4.03 1.12 6.72

米粕、イナゴマメ、黄カブのいずれの場合も、灰分分析の記録は見つかっていない。米粕についてはインドトウモロコシと同じリン酸とカリの割合、黄カブについてはスウェーデンカブと同じ割合が暫定的に採用されているが、すべての表において仮定の結果が括弧内に示されている。イナゴマメについては仮定値は設定されておらず、列は空白となっている。

[558ページ]注記IV.—続き

表II.—ローズとギルバートによる肥料の未消費価値を計算するための表。

     太らせる    窒素。
     増加      太る   
     生体重     増加（

いいえ。説明（牛または羊）。食べ物の中で。 1.27パーセント）。肥料の中に。
食品の。価値
増加からパーセント合計の
食べ物トンあたり 1トンの残り窒素アンモニア
1にのあたりあたりの合計のために等しい 6dで。
増加食べ物。セント。トン。食べ物。消費されました。肥料。アンモニア。 1ポンドあたり
ポンド。 % ポンド。ポンド。 % ポンド。ポンド。 £ sd
1 亜麻仁 5.0 448.0 3.60 80.64 5.69 7.06 74.95 91.0 2 5 6
2 亜麻仁ケーキ 6.0 373.3 4.75 106.40 4.74 4.45 101.66 123.4 3 1 8
3 脱皮綿菓子 6.5 344.6 6.60 147.84 4.38 2.96 143.46 174.2 4 7 1
4 ヤシの実ケーキ 7.0 320.0 2.50 56.00 4.06 7.25 51.94 63.1 1 11 7
5 皮を剥がしていない綿菓子 8.0 280.0 3.75 84.00 3.56 4.24 80.44 97.7 2 8 10
6 ココナッツケーキ 8.0 280.0 3.40 76.16 3.56 4.67 72.60 88.2 2 4 1
7 レイプケーキ（10）（224） 4.90 109.76 2.84 2.59 106.92 129.8 3 4 11
8 エンドウ豆 7.0 320.0 3.60 80.64 4.06 5.03 76.58 93.0 2 6 6
9 豆 7.0 320.0 4.00 89.60 4.06 4.53 85.54 103.9 2 11 11
10 レンズ豆 7.0 320.0 4.20 94.08 4.06 4.32 90.02 109.3 2 14 8
11 毒麦（種子） 7.0 320.0 4.20 94.08 4.06 4.32 90.02 109.3 2 14 8
12 インディアンコーン 7.2 311.1 1.70 38.08 3.95 10.37 34.13 41.4 1 0 9
13 小麦 7.2 311.1 1.80 40.32 3.95 9.80 36.37 44.2 1 2 1
14 麦芽 7.0 320.0 1.70 38.08 4.06 10.66 34.02 41.3 1 0 8
15 大麦 7.2 311.1 1.65 36.96 3.95 10.69 33.01 40.1 1 0 1
16 オート麦 7.5 298.7 2.00 44.80 3.79 8.46 41.01 49.8 1 4 11
17 米粉 7.5 298.7 1.90 42.56 3.79 8.91 38.77 47.1 1 3 6
18 イナゴマメ 9.0 248.9 1.20 26.88 3.16 11.76 23.72 28.8 0 14 5
19 モルトコーム 8.0 248.9 3,90 87.36 3.56 4.08 83.80 101.8 2 10 11
20 細切りポラード 7.5 298.7 2.45 54.88 3.79 6.91 51.09 62.0 1 11 0
21 粗いポラード 8.0 280.0 2.50 56.00 3.50 6.35 52.44 63.7 1 11 10
22 ブラン 9.0 248.9 2.50 56.00 3.16 5.64 52.84 64.2 1 12 1
23 クローバー干し草 14.0 160.0 2.40 53.76 2.03 3.78 51.73 62.8 1 11 5
24 牧草地の干し草 15.0 149.3 1.50 33.60 1.90 5.65 31.70 38.5 0 19 3
25 エンドウの茎 16.0 140.0 1.00 22.40 1.78 7.95 20.62 25.0 0 12 6
26 オート麦わら 18.0 124.4 0.50 11.20 1.58 14.11 9.62 11.7 0 5 10
27 麦わら 21.0 106.7 0.45 10.08 1.36 13.49 8.72 10.6 0 5 4
28 大麦わら 23.0 97.4 0.40 8.96 1.24 13.84 7.72 9.4 0 4 8
29 豆わら 22.0 101.8 0.90 20.16 1.29 6.39 18.87 22.9 0 11 6
30 ジャガイモ 60.0 37.3 0.25 5.60 0.47 8.39 5.13 6.2 0 3 1
31 ニンジン 85.7 26.1 0.20 4.48 0.33 7.37 4.15 5.0 0 2 6
32 パースニップ 75.0 29.9 0.22 4.93 0.38 7.71 4.55 5.5 0 2 9
33 スウェーデンのカブ 109.1 20.5 0.25 5.60 0.26 4.64 5.34 6.5 0 3 3
34 マンゲル・ウルツェル 96.0 23.3 0.22 4.93 0.30 6.09 4.63 5.6 0 2 10
35 黄色いカブ 133.3 16.8 0.20 4.48 0.21 4.69 4.27 5.2 0 2 7
36 白カブ 150.0 14.9 0.18 4.03 0.19 4.71 3.84 4.7 0 2 4

注記IV.—続き[559ページ]

表II.—続き

     リン酸。
         太る   
         増加時

いいえ。説明食べ物の中で。（0.86パーセント）。肥料の中に。
食品の。
からパーセント合計
1トンの残り価値
あたりあたりの合計のために 3dで。
セント。トン。食べ物。消費されました。肥料。 1ポンドあたり
% ポンド。ポンド。 % ポンド。 s.d.
1 亜麻仁 1.54 34.50 3.85 11.16 30.65 7 8
2 亜麻仁ケーキ 2.00 44.80 3.21 7.17 41.59 10 5
3 脱皮綿菓子 3.10 69.44 2.96 4.26 66.48 16 8
4 ヤシの実ケーキ 1.20 26.88 2.75 10.23 24.13 6 0
5 皮を剥がしていない綿菓子 2.00 44.80 2.41 5.38 42.39 10 7
6 ココナッツ
ケーキ 1.40 31.36 2.41 7.69 28.95 7 3
7 レイプケーキ 2.50 56.00 1.93 3.45 54.07 13 6
8 エンドウ豆 0.85 19.04 2.75 14.44 16.29 4 1
9 豆 1.10 24.64 2.75 11.10 21.89 5 6
10 レンズ豆 0.75 16.80 2.75 16.37 14.05 3 6
11 毒麦（種子） 0.80 17.92 2.75 15.36 15.17 3 9
12 インディアンコーン 0.60 13.44 2.68 19.94 10.76 2 8
13 小麦 9.85 19.04 2.68 14.08 16.36 4 1
14 麦芽 0.80 17.92 2.75 15.35 15.17 3 9
15 大麦 0.75 16.80 2.68 15.95 14.12 3 6
16 オート麦 0.60 13.44 2.57 （19.12） 10.87 2 8
17 米粉（0.60）（13.44） 2.57 （19.12）（10.87） 2 8
18 イナゴマメ — — 2.14 — — —
19 モルトコーム 2.00 44.80 2.41 5.38 42.39 10 7
20 細切りポラード 2.90 64.96 2.57 3.96 62.39 15 7
21 粗いポラード 3.50 78.40 2.41 3.07 75.99 19 0
22 ブラン 3.60 80.64 2.14 2.65 78.50 19 8
23 クローバー干し草 0.57 12.77 1.38 10.81 11.39 2 10
24 牧草地の干し草 0.40 8.96 1.28 14.28 7.68 1 11
25 エンドウの茎 0.35 7.84 1.20 15.31 6.64 1 8
26 オート麦わら 0.24 5.38 1.07 19.89 4.31 1 1
27 麦わら 0.24 5.38 0.92 17.10 4.46 1 1
28 大麦わら 0.18 4.03 0.84 20.84 3.19 0 9
29 豆わら 0.30 6.72 0.88 13.10 5.84 1 5
30 ジャガイモ 0.15 3.36 0.32 9.52 3.04 0 9
31 ニンジン 0.09 2.02 0.22 10.89 1.80 0 5
32 パースニップ 0.19 4.29 0.26 6.10 4.00 1 0
33 スウェーデンのカブ 0.06 1.34 0.18 13.43 1.16 0 4
34 マンゲル・ウルツェル 0.07 1.57 0.20 12.74 1.37 0 4
35 黄色いカブ（0.06）（1.34） 0.14 （10.78）（1.20）（0 4）
36 白カブ 0.05 1.12 0.13 11.61 0.99 0 3

注記IV.—続き

表II.—続き

     カリ。  
         太る       
         増加時     合計

いいえ。説明食べ物の中で。（0.11パーセント）。肥料の中に。オリジナル
食品の。肥料
からパーセント合計価値価値
1トンの残りでトンあたり
あたりあたりの合計のために 2 1/2ペンス。食品の
セント。トン。食べ物。消費されました。肥料。 1ポンドあたり消費されました。
% ポンド。ポンド。 % ポンド。 s.d. £ s. d.
1 亜麻仁 1.37 30.69 0.49 1.60 30.20 6 3 2 19 5
2 亜麻仁ケーキ 1.40 31.36 0.41 1.31 30.95 6 5 3 18 6
3 脱皮綿菓子 2.00 44.80 0.38 0.85 44.42 9 3 5 13 0
4 ヤシの実ケーキ 0.50 11.20 0.35 3.13 10.85 2 3 1 19 10
5 皮を剥がしていない綿菓子 2.00 44.80 0.31 0.69 44.49 5 11 3 5 4
6 ココナッツ
ケーキ 2.00 44.80 0.31 0.69 44.49 9 3 3 0 7
7 レイプケーキ 1.50 33.60 0.25 0.74 33.35 6 11 4 5 4
8 エンドウ豆 0.96 21.50 0.35 1.63 21.15 4 5 2 15 0
9 豆 1.30 29.12 0.35 1.20 28.77 6 0 3 3 5
10 レンズ豆 0.70 15.68 0.35 2.23 15.33 3 2 3 1 4
11 毒麦（種子） 0.80 17.92 0.35 1.95 17.57 3 8 3 2 1
12 インディアンコーン 0.37 8.29 0.34 4.10 7.95 1 8 1 5 1
13 小麦 0.53 11.87 0.34 2.86 11.53 2 5 1 8 7
14 麦芽 0.50 11.20 0.35 3.13 10.85 2 3 1 6 8
15 大麦 0.55 12.32 0.34 2.76 11.98 2 6 1 6 1
16 オート麦 0.50 11.20 0.33 2.94 10.87 2 3 1 9 10
17 米粉（0.37）（8.29） 0.33 （4.00）（7.96）（1 8）（1 7 10）
18 イナゴマメ — — 0.27 — — — —
19 モルトコーム 2.00 44.80 0.31 0.69 44.49 9 3 3 10 9
20 細切りポラード 1.46 32.70 0.33 1.01 32.37 6 9 2 13 4
21 粗いポラード 1.50 33.60 0.31 0.92 33.29 6 11 2 17 9
22 ブラン 1.45 32.48 0.27 0.83 32.21 6 8 2 18 5
23 クローバー干し草 1.50 33.60 0.18 0.54 33.42 7 0 2 1 3
24 牧草地の干し草 1.60 35.84 0.16 0.45 35.68 7 5 1 8 7
25 エンドウの茎 1.00 22.40 0.15 0.67 22.25 4 8 0 18 10
26 オート麦わら 1.00 22.40 0.14 0.63 22.26 4 8 1 11 7
27 麦わら 0.80 17.92 0.12 0.67 17.80 3 8 0 10 1
28 大麦わら 1.00 22.40 0.11 0.49 22.29 4 8 0 10 1
29 豆わら 1.00 22.40 0.11 0.49 22.29 4 8 0 17 7
30 ジャガイモ 0.55 12.32 0.04 0.32 12.28 2 7 0 6 5
31 ニンジン 0.28 6.27 0.03 0.48 6.24 1 4 0 4 3
32 パースニップ 0.36 8.06 0.03 0.37 8.03 1 8 0 5 5
33 スウェーデンのカブ 0.22 4.93 0.02 0.41 4.91 1 0 0 4 7
34 マンゲル・ウルツェル 0.40 8.90 0.03 0.34 8.93 1 10 0 5 0
35 黄色いカブ（0.22）（4.93） 0.02 （0.34）（4.91）（1 0）（0 3 11）
36 白カブ 0.30 6.72 0.02 0.30 6.70 1 5 0 4 0

[560ページ]
第26章
ロスハムステッド実験。

これまでのページで、肥料に関するロザムステッドの実験について繰り返し言及してきたので、この有名な実験について簡単に説明しておくことが、本論文の適切な結論となるだろう。

これらの実験を説明するにあたり、著者は他の箇所で次のように述べている。[256] 「その広範囲な範囲、農業のほぼすべての分野を扱っていること、綿密な注意と正確さをもって実行されていること、長期間にわたって行われていること、そして、最後に、その結果が農業の実践に重要な影響を与えていることを考えると、これらの有名な実験は、他の同様の実験とは比べものにならないほどのものであると言えるでしょう。」

1837年にジョン・ローズ卿（当時はミスター）によって小規模に開始され、1843年に体系的に導入されました。この年、ジョン・ローズ卿は[561ページ]ジョン・ローズ卿（当時は博士）自身もこの研究に携わっていました。この研究は50年にわたり進められており、数か月前には様々な学会や農業団体から著名な研究者たちに祝辞が数多く贈られ、ロスアムステッドには記念の花崗岩の石板が建立されました。農業界がジョン・ローズ卿に抱く感謝の気持ちをさらに深めているのは、これらの実験にかかる全費用を卿自身が負担し、さらに、これらの実験を永続的に継続するために多額の資金と一定の土地を国に惜しみなく提供してくれたという事実です。

作物と肥料に関する実験の性質。

最も初期の体系的な実験はカブを対象としており、それ以来、ほぼすべての一般的な作物が実験の対象となってきました。表I（562ページ）は、様々な実験の一覧であり、その期間、面積、区画数が記載されています。

ロザムステッドの土壌。

これらの実験のより顕著な結果を説明する前に、ロザムステッドの土地の標高は海抜約 400 フィート、年間平均降雨量は約 28 インチ、表土は重いロームで、下層土は白亜質の上にある硬い粘土であるということを述べておくのが賢明でしょう。

[562ページ]表I.—ロスアムステッドフィールド実験のリスト

作物。間隔。エリア。プロット。
年。エーカー。
小麦（各種肥料） 50 11 34（または37）
小麦と休耕地を交互に 42 1 2
小麦（品種） 15 4-8 約20
大麦（各種肥料） 42 4-1/4 29
オート麦（各種肥料） 10 1 0-3/4 6
豆類（各種肥料） 32 2 1-1/4 10
豆類（各種肥料） 27 3 1 5
豆と小麦を交互に 28 4 1 10
クローバー（各種肥料） 29 5 3 18
さまざまなマメ科植物 15 3 18

カブ（各種肥料） 28 6 8 40
テンサイ（各種肥料） 5 8 41
Mangel-wurzel（各種肥料） 18 8 41
根菜類合計 51

ジャガイモ（各種肥料） 18 2 10
ローテーション（各種肥料） 46 3 12
常緑草（各種肥料） 38 7 22
1 1年間の休耕期間を含む。
2小麦1年間と休耕5年間を含む。
3休耕期間4年を含む。
4休耕期間2年を含む。
5クローバー、12 回播種 (最初は 1848 年)、8 回収穫があったが、そのうち 4 回は非常に少量、1 年間は小麦、5 年間は大麦、12 年間は休耕。
6肥料を与えない大麦を3年間（第11、12、13シーズン）含む。

小麦の実験。

私たちが言及する最初の実験は小麦に関するものです。なぜなら、それは最も古い実験の一つであり、その結果は最も印象深いものだからです。

肥料を与えていない区画。

50年間、3つの区画で肥料を一切施用せずに、小麦が毎年継続的に栽培されてきました。

[563ページ]まず、最初の8年間の結果を示し、季節の影響を明らかにします。季節の影響により、得られた結果は不規則になります。しかし、季節の違いがなければ、生産量は着実に減少すると予想されます。これは、次の表に示すように、複数の年の平均を取ることで示されます。

同じ土地で継続的に栽培された小麦（無肥料）。

表II. —(a.)最初の8年間（1844年から1851年）の権限。

年。ブッシェル。
1844 15
1845 23-1/4
1846 18
1847 16-7/8
1848 14-3/4
1849 19-1/4
1850 15-7/8
1851 15-7/8
平均8年 17-3/8

表III. —(b.)その後の40年間（1852年から1891年）の結果。

 粒   重量あたり   ストロー
 （ブッシェル）。    ブッシェル。  (cwts)

20年間（1852-1871） 14-1/2 57-5/8 13
20年間（1872-1891） 11-1/2 58-3/4 8-5/8
40年間（1852-1891） 13 58-1/4 10-5/8
第49シーズン（1891年） 9-3/8 59-1/2 7-1/2
この50年間の小麦の収穫量の減少が比較的緩やかなことは興味深い。季節による大きな変動があるため、J・ヘンリー・ギルバート卿が指摘したように、枯渇による減少率を推定するのは極めて困難である。非常に不作な年を除けば、年間1エーカーあたり4分の1から3分の1ブッシェルと見積もることができる。最初の年の収穫量は15ブッシェル、49シーズン目の収穫量は9と3/8ブッシェルである。収穫量の平均は[564ページ]この50年間に得られた収穫量は、世界の主要小麦生産国の平均収穫量を実に上回っています。これは実に驚くべき成果です。

次に説明する実験は、継続的に栽培された農場肥料が小麦の収穫に及ぼす影響に関する実験です。

表IV.—家畜堆肥を使って継続的に栽培した小麦（年間14トン）。

     重量あたり   ストロー
 ブッシェル。  ブッシェル（ポンド）  (cwts)

8年間（1844-1852） 28 — —
20年間（1852-1871） 35-7/8 60 33-7/8
20年間（1872-1891） 33-1/2 60-3/8 31-3/8
40年間（1852-1891） 34-7/8 60-1/4 32-5/8
上記の結果は、非常に多くの実験から抜粋したものに過ぎませんが、家畜堆肥は40年間の平均収量において、ほとんどの人工混合物と同等の良好な結果をもたらすことがわかります。これは堆肥に含まれる窒素によるものであり、混合ミネラル肥料のみでは収量が半分以下であること、またアンモニア塩のみではミネラル混合物の2倍の収量が得られるという事実からも明らかです。最後に、ミネラル肥料とアンモニア塩を混合しても、アンモニア塩のみの場合と比べてわずかな増加しか得られません。

はるかに多数の結果の中から選択された残りの結果についてはコメントの必要はなく、表の形式で示します。

[565ページ]表 V.—人工肥料、家畜糞尿、および無肥料で継続的に栽培された小麦。

40年間の平均（1852～1891年）。

 1エーカーあたりの生産量 - 年間平均。
 仕上げた穀物。

1エーカー当たり年間肥料量。量。
20年、 20年、 40年、
1852年から1871年。 1872年から1891年。 1852年から1891年。
ブッシュ。ブッシュ。ブッシュ。
農場肥料、1843年以来年間14トン 35-7/8 33-1/2 34-7/8
継続的に施肥されていない 14-1/2 11-1/2 13
混合ミネラル肥料1および3.5 cwtの過リン酸石灰 17 12-7/8 15
混合ミネラル肥料、3.5 cwt. 過リン酸石灰、200 lb. アンモニウム塩 26-1/2 21-3/4 24-1/8
混合ミネラル肥料と3.5 cwtの過リン酸石灰、600ポンドのアンモニウム塩 38-1/4 34-3/4 36-1/2
混合ミネラル肥料、3.5 cwtの過リン酸石灰、275ポンドの硝酸ソーダ 36-7/8 34 35-3/8
275ポンドの硝酸ソーダ 26 19-3/8 22-3/4
1845年以来毎年400ポンドのアンモニウム塩 22-1/2 19 22-1/2
アンモニウム塩400ポンド、過リン酸塩3.5 cwt 28 22-1/4 25-1/8
秋にはミネラル肥料、3 1/2 cwt の過リン酸石灰、400 ポンドのアンモニウム塩を施します。 31-5/8 29-1/2 30-1/2
1混合ミネラル肥料という用語は、リン酸を含まないミネラル肥料の混合物を意味します。

表V（続き）

 1エーカーあたりの生産量 - 年間平均。
 仕上げた穀物。

1エーカー当たり年間肥料量。 1ブッシェルあたりの重量。
20年、 20年、 40年、
1852年から1871年。 1872年から1891年。 1852年から1891年。
ポンド。ポンド。ポンド。
農場肥料、1843年以来年間14トン 60 60-3/8 60-1/4
継続的に施肥されていない 57-5/8 58-3/4 58-1/4
混合ミネラル肥料と3.5 cwtの過リン酸石灰 58-7/8 59 58-7/8
混合ミネラル肥料、3.5 cwt. 過リン酸石灰、200 lb. アンモニウム塩 59-3/8 60 59-5/8
混合ミネラル肥料と3.5 cwtの過リン酸石灰、600ポンドのアンモニウム塩 59 60 59-1/2
混合ミネラル肥料、3.5 cwtの過リン酸石灰、275ポンドの硝酸ソーダ 58-3/8 59-5/8 59
275ポンドの硝酸ソーダ 56-5/8 56-5/8 56-5/8
1845年以来毎年400ポンドのアンモニウム塩 58 57-3/8 57-5/8
アンモニウム塩400ポンド、過リン酸塩3.5 cwt 57-3/8 58 57-5/8
秋にミネラル肥料、3.5 cwtの過リン酸石灰、400ポンドのアンモニウム塩 59-1/2 60 59-3/4

表V（続き）

 1エーカーあたりの生産量 - 年間平均。

1エーカー当たり年間肥料量。全部わら。
20年、 20年、 40年、
1852年から1871年。 1872年から1891年。 1852年から1891年。
cwt。 cwt。 cwt。
農場肥料、1843年以来年間14トン 33-7/8 31-3/8 32-5/8
継続的に施肥されていない 13 8-5/8 10-5/8
混合ミネラル肥料と3.5 cwtの過リン酸石灰 15 9-3/4 12-3/8
混合ミネラル肥料、3.5 cwt. 過リン酸石灰、200 lb. アンモニウム塩 24-1/2 19-1/8 21-7/8
混合ミネラル肥料と3.5 cwtの過リン酸石灰、600ポンドのアンモニウム塩 41-3/8 39-5/8 40-1/2
混合ミネラル肥料、3.5 cwtの過リン酸石灰、275ポンドの硝酸ソーダ 41-1/2 37-3/4 39-5/8
275ポンドの硝酸ソーダ 28-1/4 18-1/2 23-3/8
1845年以来毎年400ポンドのアンモニウム塩 24-3/4 16-1/4 20-1/2
アンモニウム塩400ポンド、過リン酸塩3.5 cwt 26-3/8 21 23-3/4
秋にミネラル肥料、3.5 cwtの過リン酸石灰、400ポンドのアンモニウム塩 31-1/4 28-3/8 29-3/4

[566ページ]表 VI.— 1852年から1891年までの40年間にわたる大麦の栽培実験

 1エーカーあたりの生産量 - 年間平均。
 仕上げた穀物。

1エーカー当たり年間肥料量。量。
20年、 20年、 40年、
1852年から1871年。 1872年から1891年。 1852年から1891年。
ブッシュ。ブッシュ。ブッシュ。
継続的に施肥されていない 20 25-1/2 16-1/2
3.5 cwt. 過リン酸石灰 25-1/2 17-3/4 21-3/4
混合ミネラル肥料 22-1/2 13-1/2 18
混合ミネラル肥料、3.5 cwt. 過リン酸石灰 27-1/2 17-1/4 22-3/8
200ポンドのアンモニウム塩 32-1/2 25-5/8 29
アンモニウム塩200ポンド、過リン酸塩3.5 cwt 47 38-1/2 42-3/4
200ポンドのアンモニウム塩、混合ミネラル肥料 35 27-3/4 31-3/8
肥料、3.5 cwt. 過リン酸石灰 46-1/4 40-3/4 43-1/2
275ポンドの硝酸ソーダ 37 28-3/8 32-3/4
275ポンドの硝酸ソーダ、3.5 cwtの過リン酸塩 49-1/4 42-1/4 45-3/4
275ポンドの硝酸ソーダ、混合ミネラル肥料 37-3/8 29-1/2 33-1/2
275ポンドの硝酸ソーダ、混合ミネラル肥料、3.5 cwtの過リン酸石灰 49-3/4 41-1/4 45-1/2
1000ポンドのレイプケーキ 45-1/4 37-1/8 41-1/4
1000ポンドの菜種油粕、3.5 cwtの過リン酸石灰 46-3/4 40 43-3/8
1000ポンドの菜種油粕、混合ミネラル肥料 43-5/8 35-5/8 39-1/2
1000ポンドの菜種油粕、混合ミネラル肥料、および3.5 cwtの過リン酸石灰 47-3/8 39 43-1/4
農場堆肥、年間14トン 48-1/4 49 48-5/8

表VI.—続き

 1エーカーあたりの生産量 - 年間平均。
 仕上げた穀物。

1エーカー当たり年間肥料量。 1ブッシェルあたりの重量。
20年、 20年、 40年、
1852年から1871年。 1872年から1891年。 1852年から1891年。
ポンド。ポンド。ポンド。
継続的に施肥されていない 52-3/8 51-3/4 52
3.5 cwt. 過リン酸石灰 53-1/4 53 53-1/8
混合ミネラル肥料 53 51-7/8 52-1/2
混合ミネラル肥料、3.1/cwt.過リン酸石灰 53-3/8 52-3/8 53
200ポンドのアンモニウム塩 52-1/8 52 52
アンモニウム塩200ポンド、過リン酸塩3.5 cwt 53-3/8 52-1/4 52-7/8
200ポンドのアンモニウム塩、混合ミネラル肥料 52-3/4 52-1/2 52-5/8
肥料、3.5 cwt. 過リン酸石灰 54 54-1/8 54
275ポンドの硝酸ソーダ 52 52-1/8 52
275ポンドの硝酸ソーダ、3.5 cwtの過リン酸塩 53-3/8 53-1/4 53-1/4
275ポンドの硝酸ソーダ、混合ミネラル肥料 52-1/4 52-3/4 52-1/2
275ポンドの硝酸ソーダ、混合ミネラル肥料、3.5 cwtの過リン酸石灰 53-3/8 54 53-5/8
1000ポンドのレイプケーキ 53-3/4 53-7/8 53-7/8
1000ポンドの菜種油粕、3.5 cwtの過リン酸石灰 53-7/8 54-3/8 54-1/8
1000ポンドの菜種油粕、混合ミネラル肥料 53-3/4 54-1/8 54
1000ポンドの菜種油粕、混合ミネラル肥料、および3.5 cwtの過リン酸石灰 53-5/8 54-1/4 53-7/8
農場堆肥、年間14トン 54-3/8 54-1/4 54-1/4

表VI.—続き

 1エーカーあたりの生産量 - 年間平均。

1エーカー当たり年間肥料量。全部わら。
20年、 20年、 40年、
1852年から1871年。 1872年から1891年。 1852年から1891年。
cwt。 cwt。 cwt。
継続的に施肥されていない 11-3/4 6-7/8 9-3/8
3.5 cwt. 過リン酸石灰 13-3/8 8-1/4 10-3/4
混合ミネラル肥料 12-1/4 7 9-5/8
混合ミネラル肥料、3.5 cwt. 過リン酸石灰 14-3/8 8-3/8 11-3/8
200ポンドのアンモニウム塩 18-1/2 13-1/2 16
アンモニウム塩200ポンド、過リン酸塩3.5 cwt 27-5/8 20-1/8 23-7/8
200ポンドのアンモニウム塩、混合ミネラル肥料 20-1/4 15-1/8 18
肥料、3.5 cwt. 過リン酸石灰 28-1/2 23-3/8 25-7/8
275ポンドの硝酸ソーダ 22-1/8 15-7/8 19
275ポンドの硝酸ソーダ、3.5 cwtの過リン酸塩 30-1/2 23-3/8 27
275ポンドの硝酸ソーダ、混合ミネラル肥料 23-7/8 17-1/2 20-3/4
275ポンドの硝酸ソーダ、混合ミネラル肥料、3.5 cwtの過リン酸石灰 32-3/8 24-1/2 28-1/2
1000ポンドのレイプケーキ 26-7/8 20 23-3/8
1000ポンドの菜種油粕、3.5 cwtの過リン酸石灰 28-3/8 21-1/2 24時間7分/8秒
1000ポンドの菜種油粕、混合ミネラル肥料 27-1/8 19-7/8 23-1/2
1000ポンドの菜種油粕、混合ミネラル肥料、および3.5 cwtの過リン酸石灰 29-3/4 21-7/8 25-5/8
農場堆肥、年間14トン 28-1/4 29-3/4 29

[567ページ]表 VII.

オート麦の生育に関する実験、1869-78年。

1869年から1873年までの5年間の年平均。
仕上げた穀物。
1エーカー当たり年間肥料量。重さ合計
量。 1ブッシェルあたり。ストロー。
ブッシュ。ポンド。 cwt。
無肥料 19-7/8 33-3/4 10-3/8
硫酸カリ200ポンド、硫酸ソーダ100ポンド、硫酸マグネシア100ポンド、過リン酸石灰3.5 cwt 24-1/2 35 13-3/8
400ポンドのアンモニウム塩 47 35-7/8 28-1/2
アンモニウム塩400ポンド、硫酸カリ200ポンド、硫酸ソーダ100ポンド、硫酸マグネシア100ポンド、過リン酸石灰3.5立方メートル 59 37 41-1/8
550ポンドの硝酸ソーダ 47-1/8 35-1/2 27-1/2
硝酸ソーダ550ポンド、硫酸カリ200ポンド、硫酸ソーダ100ポンド、硫酸マグネシア100ポンド、過リン酸石灰3.5立方メートル 57-1/2 35-3/4 35
年間平均。
4年間、1874年から1878年。
ブッシェル。ポンド。 cwt。
無肥料 13-3/4 31-1/4 6
硫酸カリ200ポンド、硫酸ソーダ100ポンド、硫酸マグネシア100ポンド、過リン酸石灰3.5 cwt 13-1/8 31-5/8 6-1/8
200ポンドのアンモニウム塩 28-7/8 33-1/4 14-1/8
アンモニウム塩200ポンド、硫酸カリ200ポンド、硫酸ソーダ100ポンド、硫酸マグネシア100ポンド、過リン酸石灰3.5 cwt 38 35-1/2 20
275ポンドの硝酸ソーダ 26-3/8 31-5/8 11-1/8
硝酸ソーダ275ポンド、硫酸カリ200ポンド、硫酸ソーダ100ポンド、硫酸マグネシア100ポンド、過リン酸石灰3.5立方メートル 28-1/2 34-1/8 14

[568ページ]表VIII.—根菜類に関する実験: スウェーデンのカブ

十五の季節、1856-70。1土地から運び去られた根と葉。

     シリーズ1。

     標準肥料
     のみ。




 標準肥料。

プロット。
ルーツ。葉。
トン。 cwt。トン。 cwt。
1 家畜糞尿、14トン 6 4 0 17
2 家畜糞尿14トンおよび過リン酸石灰 6 7 0 16

3 肥料なしで1846年以来 0 11 0 3
4 過リン酸塩（各年）、硫酸カリ、ソーダ、マグネシア（1856-60年） 2 16 0 8
5 過リン酸塩、毎年 2 12 0 9
6 過リン酸塩（各年）；硫酸カリ（1856-60年） 2 7 0 7
7 過リン酸塩（毎年）、硫酸塩、カリ、アンモニウム塩36ポンド半（1856-60年） 2 12 0 7

8 1853年から施肥なし。以前は一部無施肥、一部過リン酸石灰 1 3 0 4
注記：硫酸アンモニア塩は23%のアンモニアを、塩化アンモニア塩は27%のアンモニアを含むと推定される。アンモニウム塩は、市販の硫酸アンモニア塩と塩化アンモニア塩をそれぞれ等量ずつ混合したもので、その混合物は25%のアンモニアを含むと推定される。1856年から1860年にかけてシリーズ2の区画で施肥剤として使用された硝酸328ポンド（比重1.35）は、窒素分としてアンモニア50ポンドを含むと推定される。

1 1859 年と 1860 年の作物は不作だったため、耕起されましたが、肥料は施用され、次の作物のために土壌に蓄積されるため、平均生産量は 15 年間として計算されます。つまり、13 年間の生産量をそれぞれ 15 で割ります。

表VIII.—続き

     シリーズ2。  シリーズ3。

     標準肥料、   標準肥料、
     そして女装して—    そして女装して—
     5年間、1856年から1860年、   5年間、1856年から1860年、
     3000ポンドのおがくず、そして    200ポンドのアンモニウム
     硝酸328ポンド。   塩。

 標準肥料。   10年間、1861年から1870年、  10年間、1861年から1870年、
     550ポンドの硝酸ソーダ。   400ポンドのアンモニウム塩。

プロット。
ルーツ。葉。ルーツ。葉。
トン。 cwt。トン。 cwt。トン。 cwt。トン。 cwt。
1 家畜糞尿、14トン 7 9 1 2 8 8 1 4
2 家畜糞尿14トンおよび過リン酸石灰 7 13 1 3 8 5 1 5
3 肥料なしで1846年以来 0 19 0 4 0 13 0 3
4 過リン酸塩（各年）、硫酸カリ、ソーダ、マグネシア（1856-60年） 5 2 0 16 4 12 0 14
5 過リン酸塩、毎年 4 13 0 18 3 16 0 15
6 過リン酸塩（各年）；硫酸カリ（1856-60年） 4 11 0 14 4 5 0 13
7 過リン酸塩（毎年）、硫酸塩、カリ、アンモニウム塩36ポンド半（1856-60年） 4 13 0 14 4 12 0 14
8 1853年から施肥なし。以前は一部無施肥、一部過リン酸石灰 1 13 0 5 1 2 0 5

表VIII.—続き

     シリーズ4。  シリーズ5。

     標準肥料、   標準肥料、
     そして女装して—    そして女装して—
     5年間、1856年から1860年、   5年間、1856年から1860年、
     200ポンドのアンモニウム塩、 3000ポンドのおがくず。
     そして3000ポンドのおがくず。     

 標準肥料。   10年間、1861年から1870年、  10年間、1861年から1870年、
     400ポンドのアンモニウム塩、 2000ポンドのレイプケーキ。

プロット。そして2000年頃のレイプケーキ。
ルーツ。葉。ルーツ。葉。
トン。 cwt。トン。 cwt。トン。 cwt。トン。 cwt。
1 家畜糞尿、14トン 8 16 1 9 8 0 1 4
2 家畜糞尿14トンおよび過リン酸石灰 8 14 1 9 7 16 1 2
3 肥料なしで1846年以来 3 6 0 14 3 8 0 13
4 過リン酸塩（各年）、硫酸カリ、ソーダ、マグネシア（1856-60年） 6 12 1 5 5 8 0 17
5 過リン酸塩、毎年 5 16 1 7 5 0 0 19
6 過リン酸塩（各年）；硫酸カリ（1856-60年） 6 6 1 2 5 3 0 16
7 過リン酸塩（毎年）、硫酸塩、カリ、アンモニウム塩36ポンド半（1856-60年） 6 15 1 4 5 9 0 17
8 1853年から施肥なし。以前は一部無施肥、一部過リン酸石灰 3 19 0 18 3 14 0 19

[569ページ]表 IX.— Mangel-Wurzel での実験。

1876年から1892年までの16シーズンの平均。1エーカー当たり年間肥料量。

     シリーズ1。

 標準肥料。   標準肥料
     のみ。

プロット。
ルーツ。葉。
トン。 cwt。トン。 cwt。
1 家畜糞尿、14トン 16 6 2 17
2 家畜糞尿14トン、過リン酸石灰3.5 cwt 4 9 1 8

3 肥料なしで1846年以来 4 9 1 8
4 3.5 cwtの過リン酸石灰、500ポンドの硫酸カリウム、400ポンドの混合ミネラル肥料 5 8 1 1

5 3.5 cwt. 過リン酸石灰 5 0 1 1
6 3.5 cwtの過リン酸塩と500ポンドの硫酸カリウム 4 9 0 18

7 3.5 cwt. 過リン酸塩、500 lb. 硫酸カリウム、および 36.5 lb. アンモニウム塩 5 17 1 8

表IX.—続き

     シリーズ2。  シリーズ3。

 標準肥料    標準肥料、   標準肥料、
     そして女装して—    そして女装して—
     550ポンドの硝酸ソーダ。   400ポンドのアンモニウム塩。

プロット。
ルーツ。葉。ルーツ。葉。
トン。 cwt。トン。 cwt。トン。 cwt。トン。 cwt。
1 家畜糞尿、14トン 22 11 4 2 22 3 5 7
2 家畜糞尿14トン、過リン酸石灰3.5 cwt 23 12 4 14 21 8 5 6
3 肥料なしで1846年以来 13 7 3 4 6 14 2 18
4 3.5 cwtの過リン酸石灰、500ポンドの硫酸カリウム、および400ポンドの混合ミネラル肥料 12 17 3 15 16 2 3 0
5 3.5 cwt. 過リン酸石灰 15 13 3 5 8 10 3 1
6 3.5 cwtの過リン酸塩と500ポンドの硫酸カリウム 15 15 2 18 14 6 2 16
7 3.5 cwt. 過リン酸塩、500 lb. 硫酸カリウム、および 36.5 lb. アンモニウム塩 16 0 3 1 16 3 3 0

表IX.—続き

     シリーズ4。  シリーズ5。

 標準肥料    標準肥料、   標準肥料、
     そして女装して そして女装して
     2000ポンドの菜種油、そして 2000ポンドのレイプケーキ。

プロット。 400ポンドのアンモニウム塩。
ルーツ。葉。ルーツ。葉。
トン。 cwt。トン。 cwt。トン。 cwt。トン。 cwt。
1 家畜糞尿、14トン 24 11 6 1 23 7 4 6
2 家畜糞尿14トン、過リン酸石灰3.5 cwt 23 12 6 1 23 1 4 6
3 肥料なしで1846年以来 10 11 3 17 11 2 3 0
4 3.5 cwtの過リン酸石灰、500ポンドの硫酸カリウム、および400ポンドの混合ミネラル肥料 24 18 5 7 20 4 3 9
5 3.5 cwt. 過リン酸石灰 11 7 4 2 12 3 3 2
6 3.5 cwtの過リン酸塩と500ポンドの硫酸カリウム 21 6 5 7 16 14 2 15
7 3.5 cwt. 過リン酸塩、500 lb. 硫酸カリウム、および 36.5 lb. アンモニウム塩 21 6 5 9 17 10 3 3

[570ページ]表10.—永久牧草地におけるさまざまな肥料の実験

36年間、1856年から1891年。

 干し草として計量した1エーカーあたりの生産量。
 年間平均、   年間平均、

1エーカー当たり年間肥料量。 20年間、1856年から1875年 16年間、1876年から1891年
（第1作物のみ）。（1回目と2回目の収穫）。
10年、 10年、 20年、 1位 2位
1856年から1865年。 1866年から1875年。 1856年から1875年。作物。作物。合計。
cwt。 cwt。 cwt。 cwt。 cwt。 cwt。
継続的に施肥されていない 22-1/2 20 21-1/4 18 8-1/2 26-1/2
3-12 cwt. 過リン酸石灰 23対14 21-1/4 22-1/4 18 9 27-1/2
3.5 cwtの過リン酸石灰と400ポンドのアンモニウム塩 33-7/8 30-1/2 32-1/4 30-3/4 10-1/2 41-1/4
400ポンドのアンモニウム塩 30-1/2 22 26-1/4 18-1/4 10-1/8 27-3/8
275ポンドの硝酸ソーダ、3.5 cwtの過リン酸石灰、および混合ミネラル肥料 45-1/4 47-5/8 46-1/2 41-1/8 12-1/8 53-1/4
275ポンドの硝酸ソーダ 34-1/4 33-1/2 33-7/8 30-1/8 10 40-1/8

[571ページ]表XI.—ジャガイモの生育に関する実験

1876年から1880年の5つの季節の平均。1

     1エーカーあたりの生産量 - 塊茎。

プロット。 1エーカーあたり年間肥料量良い。小さい。病気です。合計。
トン。 cwt。トン。 cwt。トン。 cwt。トン。 cwt。
1 無肥料 1 18 0 6-1/4 0 2-1/4 2 7-1/2
2 家畜糞尿（14トン） 3 19-3/8 0 7-5/8 0 6-5/8 4 13-5/8
3 家畜糞尿（14トン）、および3.5 cwtの過リン酸石灰 4 9-1/2 0 8 0 8-3/4 5 6-1/4
4 家畜糞尿（14トン）、過リン酸石灰3.5立方メートル、硝酸ソーダ550ポンド 5 8 0 7 0 19-1/2 6 14-1/2
5 400ポンドのアンモニウム塩 1 19-1/2 0 7-1/8 0 3歳半 2 10-1/8
6 550ポンドの硝酸ソーダ 2 11-7/8 0 6-7/8 0 5-1/4 3 4
7 アンモニウム塩400ポンド、過リン酸塩3.5 cwt、硫酸カリ300ポンド、硫酸ソーダ100ポンド、硫酸マグネシア100ポンド 5 14-1/4 0 8-1/4 0 14-3/4 6 17-1/4
8 硝酸ソーダ550ポンド、過リン酸塩33-1/2 cwt、硫酸カリ300ポンド、硫酸ソーダ100ポンド、硫酸マグネシア100ポンド 5 19-7/8 0 7-7/8 0 19-1/8 7 6-7/8
9 3.5 cwt. 過リン酸石灰 3 0-3/4 0 8 0 4-5/8 3 13-3/8
10 3.5 cwt. 過リン酸石灰、300 ポンドの硫酸カリ、100 ポンドの硫酸ソーダ、および 100 ポンドの硫酸マグネシア 3 4歳半 0 6歳半 0 4-7/8 3 15-7/8

毎年、それぞれの区画に葉を広げました。

[572ページ]表 XII.—ジャガイモの成長に関する実験—続き

1881年から1892年までの12季節の平均。

     1エーカーあたりの生産量 - 塊茎。

プロット。 1エーカーあたり年間肥料量良い。小さい。病気です。合計。
トン。 cwt。トン。 cwt。トン。 cwt。トン。 cwt。
1 1876年に肥料を与えず、それ以来毎年 1 3-3/4 0 3-3/4 0 0-1/4 1 7-3/4
2 1882年以降は肥料を与えず、以前は農場堆肥（14トン）を使用 2 14-1/4 0 4-3/4 0 2 3 1
3 1883年以降、農場堆肥（14トン）のみ。以前は3.5 cwtの過リン酸石灰も使用。 4 3-1/4 0 4-1/4 0 4歳半 4 12
4 1883年以降、堆肥（14トン）のみ。1882年以前は過リン酸石灰3.5立方メートル、1881年以前は硝酸ソーダ550ポンドも使用。 4 6-1/4 0 4歳半 0 4-3/4 4 15-1/2
5 400ポンドのアンモニウム塩 1 2-3/4 0 4-3/4 0 0-1/2 1 8
6 550ポンドの硝酸ソーダ 1 17-3/4 0 3-3/4 0 0-3/4 2 2-1/4
7 400ポンドのアンモニウム塩、3.5 cwtの過リン酸石灰、300ポンドの硫酸カリウム、および200ポンドの混合ミネラル肥料 5 6-3/4 0 5 0 4歳半 5 16-1/4
8 550ポンドの硝酸ソーダ、3.5 cwtの過リン酸石灰、300ポンドの硫酸カリ、および200ポンドの混合ミネラル肥料 5 7-1/2 0 4-1/4 0 3-3/4 5 15-1/2
9 3.5 cwt. 過リン酸石灰 2 17-3/4 0 3-1/4 0 1 3 2
10 3.5 cwtの過リン酸石灰、300ポンドの硫酸カリウム、および200ポンドの混合ミネラル肥料 3 2-1/4 0 3-1/4 0 1-1/4 3 6-3/4

脚注:
[256]サー・ジョン・ベネット・ローズ（準男爵）とロスザムステッド実験を参照。C・M・エイクマン著。（スコットランド農民事務所、グラスゴー）

ウィリアム・ブラックウッド・アンド・サンズによる印刷。

転写者のメモ

本文中の誤植を修正しました:

58ページ Eichorn を Eichhorn に変更
134ページ diferent を different に変更
464ページ superposphate を superphosphate に変更
553ページ biophosphate を biphosphate に変更
579ページ Gallopagos を Galapagos に変更
*** プロジェクト・グーテンベルク電子書籍「肥料と施肥の原則」の終了 ***
《完》