Duckweed-Integrated Bioenergy, Biofertiliser and Feed Production: A Site-Based Feasibility Assessment and Decision Framework for Smallholder Cattle Systems in Laikipia, Kenya

ケニアの高地、乾燥した地域において、小規模な牛飼い農家たちは、静かながらも執拗な危機に直面している。それは、家畜の餌となるコストが、彼らの収入よりも速いスピードで上昇していることである。牛の健康と生産性を維持するために必要な高タンパク質の原料は、その多くが輸入に頼っており、世界的な価格変動やサプライチェーンの混乱に対して脆弱である。数頭の動物を飼育しているだけの農家にとって、これはしばしば餌の量を減らすことを意味し、それが乳量の低下と生計の悪化を招いている。解決策の探求は、農場そのもの、具体的には「ウキクサ」として知られる、水面に浮かぶ極めて小さな植物へと向けられている。この水生植物は驚異的な速さで成長し、水から栄養分を吸収して、現在農家が購入している大豆やひまわり粕のようなタンパク質に満ちた体を構築する。アイデアは、農場の廃棄物、具体的には牛の糞尿を栄養豊富なスープに変え、その中でウキクサを育て、その結果得られた植物を再び動物に与えるというものである。これは循環型農業の概念である。すなわち、捨てられるものを取り込み、変容させ、価値として還元することである。

しかし、このアイデアを現実に変えることは、単に池に糞尿を投げ込んで待つことのように単純ではない。科学界は、この植物を農場に統合するためのいくつかの異なる方法を提案しており、それぞれに独自の論理がある。ある者は魚との組み合わせを、ある者は豚や鶏との組み合わせを提案し、第四の選択肢は、すでに農場にいる牛と直接結びつけ、糞尿をバイオガス発酵槽（ディジェスター）の燃料として使い、調理用燃料を生み出した後、残った液体を池の餌とするものである。特定の農場にとっての課題は、どの道を進むべきかを知ることである。豚農場で機能するシステムが牛農場で失敗することもあるだろうし、湿潤な気候で繁栄するセットアップが乾燥した地域では崩壊することもある。特定の場所の具体的な現実に対してこれらの選択肢を比較する方法が明確になければ、農家は自分たちには機能しないシステムに投資してしまうリスクがある。

これこそが、研究者のセリーヌ・イロとオルミデ・アジャニが、ライキピア郡ンゴビットの小規模な牛飼いグループのために解き明かそうとした問いである。彼女たちは農場を建設したり給餌試験を行ったりしたのではなく、戦略的なプランナーとして行動し、意思決定ツールを作成するために、ウキクサの生物学、水管理、および動物栄養に関する既知のあらゆる情報を収集した。彼女たちは4つの異なるシステム設計を取り上げ、それらをンゴビットのサイトにおける特定の条件、すなわち牛の数、水の利用可能性、現地の労働スキル、およびエネルギーの必要性と照らし合わせてテストした。これらの要因を慎重に検討することで、彼女たちは、農家に全く新しい種類のビジネスを強いることなく、成功の可能性が最も高い構成を特定しようとした。

分析の結果、当初の予想とは異なる理由で、明確な勝者が明らかになった。研究者たちが最も有望なシステムであると見出したのは、既存の牛の経営の中にすべてを留める方法であった。彼女たちが「ウキクサ・バイオエネルギー・バイオ肥料・飼料モデル」と呼ぶこのアプローチは、牛の糞尿をバイオガス発酵槽に通して家庭用の調理ガスを作り出し、そのプロセスから出た液状の残り物（ダイジェステート）を希釈して、ウキクサが育つ浅い池の餌として使用するものである。収穫された植物は乾燥させ、牛の食事に混ぜ戻される。このシステムが高スコアを獲得したのは、新しい家畜種を必要としなかったからである。検討された他の3つの選択肢、すなわち魚、豚、または鶏と共にウキクサを育てる方法は、農家に全く新しい事業の管理を強いることになり、新たなリスク、学ぶべき新しいスキル、そして新たなコストをもたらすことになる。限られた資源を持つ家族にとって、新しい動物を組み合わせることは重い負担である。すでに知っていることをやり続ける方が、より安全な賭けなのである。

この研究はまた、このシステムが達成できる限界についても重要な事実を明らかにしており、これは過度な楽観主義を防ぐための発見である。研究者が50頭の牛の群れに対する栄養と水のバランスを計算したところ、動物が生み出す糞尿は、約500から750平方メートルの池を満たすのに十分であることが判明した。そのサイズの池において、ウキクサは牛1頭あたり1日あたり約8から12グラムのタンパク質を提供できるほどの量を生産する。これは貴重な補完物ではあるが、泌乳中の牛が必要とする全タンパク質の1パーセントにも満たない。このシステムは、購入する飼料を完全に代替したり、農場をタンパク質の自給自足状態にしたりすることはできない。むしろ、その真の価値は、複数の出力の組み合わせにある。すなわち、調理ガスを提供し、本来失われるはずの栄養分を回収し、動物の食事に控えめながらも信頼できるブーストを与えることにある。制限要因は、乾燥地域で懸念されるような「水」ではなく、群れが提供できる「窒素」の量である。池は、水が不足する前に糞尿が尽きてしまうほど小さいのである。

安全性と生物学も、研究者の推奨事項において中心的な役割を果たしている。彼女たちは、すべてのウキクサが同じではないことを強調した。植物には多くの遺伝的変種が存在し、中には成長が速いものや、よりタンパク質を多く含むものもある。ンゴビットのサイトで育っている特定のウキクサの遺伝的コードがまだ特定されていないため、研究者たちは、展開における最初のステップは、その植物の正確な正体を特定することであると主張している。これなしでは、成長速度や栄養価を保証することはできない。さらに、植物は糞尿由来の液体の中で育てられるため、有害な細菌や毒素を蓄積するリスクがある。研究者たちは、水を、液状肥料を、そして最終的な乾燥植物を、動物に与える前に、すべて安全性のテストを行う必要があると強く主張している。

研究によれば、今後の進むべき道は、フルスケールの生産へと急ぐことではなく、慎重で段階的なプロセスに従うことである。農家はまず、地元のウキクサの正体を確認し、次に、それが特定のダイジェステートの中でどれほどよく育つかをテストし、その後に初めて乾燥および給餌試験に進むべきである。この段階的なアプローチは、もし何か問題が生じたとしても、多大な資金や労力を失う前に、早い段階でそれを捉えられるようにするためのものである。研究者たちは、ウキクサは小規模農家にとっての負担を軽減する真の機会を提供しているものの、その成功は、システムを農場の現実に適合させることにかかっていると結論づけている。ンゴビットの牛飼い農家にとっての答えは、魚の養殖業者や豚の飼育業者になることではなく、現在飼育している牛の管理を洗練させ、廃棄物を動物の餌や家庭の燃料へと変えていくことなのである。