石灰窒素だより№152●もくじ

大地への力、石灰窒素（効果と実践事例）

農業と環境

循環型社会における農業のありかた

石灰窒素は大地を大切にします

鯉淵学園農業栄養専門学校◎循環型社会における農業のありかた ���������������������１

ここでは、農業生産と環境とのかかわりのなかで、環境保全型農業を進めるにあたって物質循環◎石灰窒素のシアナミドの分解速度およびタマネギへの追肥効果 �������� ７の視点からその対策技術を探る。

石橋英二

塚越圭

私はこんな風に使っています！石灰窒素◎農家の石灰窒素使用体験記������������������������� 13
名古屋市／梶野十一さん
青森県新郷村／工藤さん
石川県羽咋郡／脇坂さん
栃木県栃木市／早乙女さん
神奈川県横須賀市／原田さん◎ご質問とお便りコーナー ��������������������������� 15

小川吉雄

対する対応が求められている。

藤井弘志◎農業大学生によるリレー寄稿文������������������������ 11

客員教授

への影響、そして食料における質・量と安全性の確保など多くの課題に直面しており、それらに◎健全な水稲生育のために必要な戦略��������������������� ４

小暮賢司

東京農業大学今、私たちは地球温暖化などの気候変動、貴重な生物種の絶滅危機、化学合成物質の自然や人間

小川吉雄◎石灰窒素による小麦雑草カラスムギ防除の実証試験 ������������� 10教授

面的な広がりをもって発生するようになった。閉鎖性水■農業生産と環境問題

域での富栄養化の問題や農村地域の地下水中の硝酸性窒
素濃度の高まりは、集約型農業における化学肥料の多量環境とは施用や畜産廃棄物の投棄的な土壌還元が原因とされ、農環境とは、考えている主体に対し、それに接して主体業がその責任を問われる状況へと変化した（図２）。と何らかのかかわりを持つもの、事物や現象のことであ

2000年代は、地球規模での生態系の変化が、物質循る。主体を地球上の生物にとると、環境とは大気圏、水環にも影響をあたえるようになった。乱開発による熱帯圏、土壌圏（岩石圏）であり、人間にとると植物や動物が林の減少や砂漠化は水の循環を狂わせ、化石燃料の大量環境の一部になる。

消費は大気中の二酸化炭素濃度を上昇させ、温室効果に

図１は人間の活動による環境の汚染と、環境が人間のよる地球全体の気温上昇を招いた。これらの環境問題は、健康におよぼす影響を示したものである。

いずれも生態系へのかかわり方には物質循環との兼ね合環境問題とのかかわりいで限界があることを示唆している。農業では、温暖化農業とのかかわりでわが国の環境問題をみると、古くや異常気象などの気候変動に対する対応が求められ、今は渡良瀬川の鉱毒事件がある。日本経済が高度成長期にまでの生産・流通方式への反省と物質循環機能の回復が入る1960年頃は、鉱工業の廃水および生活排水などによ議論されるようになった。

る農業用水の汚濁や、重金属により土壌が汚染されるなどして被害を受け、さらに大気汚染物質、酸性雨による植物被害が公害問題ととも大気粉塵汚染呼吸
鉱業
農業

土壌に顕在化した。
1980 年 代 に枯死入ると、今まで

人間吸収
食料

植物

１枚の畑、１枚蒸発
工業
農業
工業
農業

食料分解

降雨

飲水

飲料

動物

図１ 人間と環境との関係

ロックストロームら（2009年）は、地球にとっての安全域や程度を示すプラネタリー・バウンダリー（地球の限界）を環境改変の項目（気候変動、生物多様性の喪失、水質摂取の水田の問題から、環境汚染が■物質循環の破綻と環境問題

窒素・リンの循環、成層圏オゾン層破壊、海洋酸性化、排泄淡水利用、土地利用変化、大気エアゾルの負荷、化学物質汚染）ごとに示し、それぞれの持続可能性の限界と現状の定量的評価を試みた。そのなかで窒素の循環、気候変動、生物多様性の喪失の３項目は既に限界を超えていると評価している。
JST/CRDS（2013年）の戦略プロポーザル「持続的窒素循環に向けた統合的研究推進」が、この環境改変の項

1960年代

点
（圃場）

重金属汚染
大気汚染
塩類集積

1980年代
面
（地域）
富栄養化
汚泥処理
家畜ふん尿

2000年代
空間
（地球）
温暖化ガス
砂漠化
熱帯林の減少2020年代時間（？）
放射能汚染
残留性有機汚染物質

目を整理した表から、限界値を超えている３項目を抜き出したものを表１に示す。限界値は必ずしも客観的に根拠づけられているものではないが、農業生産と極めて深いつながりを持つ項目であり、早急にその対応が迫られ

図２ 農業と環境問題ているものである。
石灰窒素だより No.152（2017.12）

1

表１ プラネタリー・バウンダリー（ロックストロームら、2009年、JST／CRDS1）を著者改変）
地球システムのプロセス

変数

単位限界と考えられる値

現在の値

産業革命前の値

限界に対する現在の値の比率

窒素の循環

人間利用のために大気から取り出された窒素の量

百万ｔ/年

35

121

０3.5

気候変動

放射強制力

相対値

１1.5

０1.5

生物多様性の喪失

単位時間当たりの種の絶滅数

種数/（百万種・年）10

100以上

0.1〜１10以上

子の有機物から生成される。発生源としては自然湿地や

表２ 環境保全型農業への土壌肥料的アプローチ

水田、埋め立て地などがある。

環境と調和を図りながら農業を持続的に維持するには・土壌を環境資源として位置づける
・有機物還元容量に基づいた土づくり
・土壌診断・栄養診断による適正な施肥管理
・総合的病害虫雑草管理による被害回避・さらに、適地適作、地域輪作を組み合わせた「耕作管理のシステム化」が必要である。

水田で生成されたメタンは田面水から気泡や拡散により大気中へ放出されるが、90％以上は稲体を通して放出される。水稲やアシなどの水生植物は茎や根の内部に「比率」
は表の数値から（現在の値−産業革命前の値）（/ 限界と考えられる値−産業革命前の値）で計算した。

空気を通す組織が発達しており、根のなかに入ったメタ窒素の循環（あふれる窒素をどうする）び大気へ戻る。生物的窒素固定の増大に加え窒素化学肥ンはこの組織を通して地上部に移送され、放出される。

100年ほど前までは、世界の農業のほとんどが有機農料の大量消費は、これまでの生物による固定・分解・排すなわち、水稲はメタンを大気中へ放出する煙突の役目を基礎として、有機物還元による土づくりと、土壌診断、業で、落葉枝や作物の残渣、焼却灰、さらには排泄物な出を中心とした循環バランスを崩し、窒素が環境中へ過をしているといえる。

栄養診断に基づいた施肥管理により、できるだけ少ないどを土に戻して作物の生産を続けてきた。

剰に流出するようになった。その結果、水圏の窒素汚染、水田からのメタン発生は、生わらや緑肥などの新鮮なところが、1913年にハーバーとボッシュにより大気富栄養化、大気汚染、オゾン層破壊、地球の温暖化、生有機物の供給により著しく増加する。完熟した堆肥にしすなわち、環境保全型農業とは、農耕地において物質中の窒素ガスを固定してアンモニアが工業的につくられ態系サービス、生物多様性の喪失、土壌の酸性化など、てからすき込むか、生わらをすき込む前に石灰窒素など循環が機能するような肥培管理を進めることにより、健ると、窒素肥料が大量に利用できるようになった。工業

さまざまな環境問題を引き起こしている。

を添加し、好気的に分解を進めておくことが肝心である。 全な土壌環境を持続的に維持し、そこで生産される農産的窒素固定量は今では1.5億ｔ/年を超え、生物的窒素

気候変動（温室効果ガスと農業）

一酸化二窒素（N2 O）

施肥量での栽培が基本となる（表２）。

物に対する安全性と品質面での信用を高める。
循環型農業の形成固定量と同程度あるいはそれ以上と推定されている。現2016年にパリ協定が発効し、地球の温暖化対策に世農耕地から発生する一酸化二窒素は、温室効果ガスで在、窒素化学肥料なしに世界の人口を支える食料を供給界が一丸となって取り組むことが決まった。産業革命以あると同時にオゾン層破壊物質としても知られている。

環境保全型農業に関する個々の技術については20年することはできない。さらに、農耕地土壌の肥沃化、食降、急速な人間活動によって大気中の二酸化炭素、メタ肥沃な土壌には重量で 0.2％の窒素が含まれている。

以前から提案され、実証されてきた。しかし、生産者に料安全保障に大きく寄与している。

ン、一酸化二窒素などの温室効果ガスが増加した。なかこの多くは有機態として存在しており、無機態窒素は全はなかなか受け入れられないのが現状である。その理由

生物固定された窒素、施肥された窒素は、図３に示す

でも、温室効果への寄与率の３/４を占めるのが二酸化窒素量のわずか0.15％に過ぎない。図３に示すように、のひとつに農産物そのものが私たちの食料というより、ように、土壌中で有機化、アンモニア化成、硝酸化成、炭素である（図４）。その主な原因は化石燃料由来であり、一酸化二窒素は土壌中における硝酸化成作用と脱窒作用

外観品質を重視した商品としてのウエイトが大きいこと脱窒など、環境条件によりさまざまに形を変えながら再その削減が求められている。の中間生成物として生成される。農耕地土壌では、施肥にある。そのため、生産者は消費者や流通関係者が要求により無機態窒素が多くなるため、この反応に拍車がかする、あるいは高く売れる商品をつくらざるを得ない。

かる。施肥窒素量に対する一酸化二窒素の放出量は0.01

家庭菜園でとれるような曲がったキュウリやナスでは商〜2.0％と推定されている。

品として流通しないのである。一部の有機農業者や生産

二酸化炭素（CO2 ）N₂

N₂O

土壌は地球規模での炭素循環、炭大気圏
空中放電
NO₃
降水

素貯留の場として多大な役割を果た

NOX
化学肥料 工業的窒素固定

生物的窒素固定
水田

有機態N

NH₄

NH₂OH無機化作用

N₂N₂O

閉鎖性水域

硝化作用

NO

土壌圏

NO₂

河川

流出
地下水

水圏

図３ 農業環境における窒素の循環
メタン
（CH₄）
一分子数当たりの温室効果
CO₂の23倍
主な放出源（自然）湿地、シロアリ（人為）化石燃料、水田、反すう動物、埋め立て

一酸化二窒素
6.2％

メタン
16.0％

一酸化二窒素（N₂O）
一分子数当たりの温室効果
CO₂の296倍
主な放出源（自然）海洋、熱帯土壌（人為）農耕地、工業
図４ 温室効果ガスの放射強制力に対する寄与率

2 石灰窒素だより No.152（2017.12）

フロン類

2.0％

人為起原

温室効果ガス
総排出量に占めるガス別排出量の内訳（CO₂換算ベース）

出典：IPCC第５次評価報告書Fig.SPM.１
各種ガスの排出量 2010年の割合発生を制御する方法としては、脱窒をスムーズに進め者と消費者の顔が見える農業など、高付加価値型の農業２兆ｔの炭素を土壌有機物の形態でることやゆっくりと硝酸化成が進行する硝酸化成抑制剤

が定着しつつあるものの、多くの生産者にとっては現状保持しており、これは大気中の炭素入り肥料および石灰窒素の利用が考えられる。の流通体制のもとで環境保全型農業を実践することは困の２倍、植物体バイオマスの４倍に生物多様性の喪失（熱帯林の減少と砂漠化）難である。

相当する。
植物は光合成により大気中の二酸NO₃NO₂脱窒作用している。土壌は表層１ｍ間に約76.0％

化石燃料起原CO₂65.0％
森林減少や山火事などによるCO₂ 11.0％
http://www.jccca.org/

砂漠化も野生生物の生き残る余地を減らしている。こう生産者ばかりに環境に配慮した生産方式を求めても酷というものである。消費者あっての生産者であるので、化炭素を固定して有機物を生産する。

した生物の生息環境の劣化や、乱獲、侵入種の影響などで、 消費者あるいは流通関係者の農業・農村の有する国土保それらが土壌中へすき込まれると微毎年４万種以上の野生生物が絶滅しているといわれている。 全・環境保全機能や、高い公共性に十分な理解と協力を生物によって最終的には二酸化炭素資源としての生物を失うことは、地球の物質循環を維得ることが先決である。水源、水質の確保は中山間地のと水に分解されるが、一部は難分解持する担い手を失うと同時に、自然生態系のバランスが水田農業なくしては語れないし、有機物のリサイクルは性の腐植として土壌に蓄積される。

崩れることを意味する。

消費者の協力なくしては成立しない。これにより、生産

そのため、有機物の土壌還元は有機

開発途上国における砂漠化はこの問題をさらに深刻に者と消費者の連携が生まれ、今までのライフスタイルや炭素の貯留量を高める。農耕地を健している。人口増加にともない森林を伐採し焼き畑農業

生産方式にとらわれない新しい循環型の農業生産システ

全に維持するための有機物の施用が、が進み、これに過耕作、過放牧が加わると地力が消耗し、 ムが確立される。

地球環境からみると炭素貯留による生物多様性の喪失を加速させることになる。

温暖化緩和の一翼を担っていること
二酸化炭素（CO₂）

野生生物の宝庫といわれてきた熱帯林が減少している。になる。

■循環型社会の実現に向けてメタン（CH4 ）温室効果ガスのうち二酸化炭素に

環境保全型農業への土壌肥料的アプローチ

次いで影響が大きいのがメタンであ

物質循環を考慮し、環境への負荷を最小限にとどめるる。主にメタンは酸素のない生態系

環境保全型農業は、土壌本来の持つ多くの機能を最大限でメタン生成菌の働きによって低分に利用する農業である。そのためには合理的な輪作体系

参考文献
１）JST/CRDS（2013）戦略プロポーザル：持続的窒素循環に向けた統合的研究推進. 科学技術振興機構 研究開発戦略センター, CRDSFY2012-SP-01
http://www.jst.go.jp/crds/pdf/2012/SP/CRDS-FY2012-SP-01.pdf
２）藤原俊六郎・安西徹郎・小川吉雄・加藤哲郎（2017）トコトンやさしい土壌の本 日刊工業新聞社
３）渡辺和彦・後藤逸男・小川吉雄・六本木和夫（2012）資源、環境、健康を考えた土と施肥の新知識 全肥商連・農文協
石灰窒素だより No.152（2017.12）

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表１ プラネタリー・バウンダリー（ロックストロームら、2009年、JST／CRDS1）を著者改変）
地球システムのプロセス

変数

単位限界と考えられる値

現在の値

産業革命前の値

限界に対する現在の値の比率

窒素の循環

人間利用のために大気から取り出された窒素の量百万ｔ/年

35121０3.5

気候変動

放射強制力

相対値

１1.5

０1.5

生物多様性の喪失

単位時間当たりの種の絶滅数

種数/（百万種・年）10

100以上

0.1〜１10以上

子の有機物から生成される。発生源としては自然湿地や

表２ 環境保全型農業への土壌肥料的アプローチ

水田、埋め立て地などがある。

環境と調和を図りながら農業を持続的に維持するには・土壌を環境資源として位置づける
・有機物還元容量に基づいた土づくり
・土壌診断・栄養診断による適正な施肥管理
・総合的病害虫雑草管理による被害回避
・さらに、適地適作、地域輪作を組み合わせた「耕作管理のシステム化」が必要である。

水田で生成されたメタンは田面水から気泡や拡散により大気中へ放出されるが、90％以上は稲体を通して放出される。水稲やアシなどの水生植物は茎や根の内部に「比率」
は表の数値から（現在の値−産業革命前の値）（/ 限界と考えられる値−産業革命前の値）で計算した。

空気を通す組織が発達しており、根のなかに入ったメタ窒素の循環（あふれる窒素をどうする）び大気へ戻る。生物的窒素固定の増大に加え窒素化学肥ンはこの組織を通して地上部に移送され、放出される。

100年ほど前までは、世界の農業のほとんどが有機農料の大量消費は、これまでの生物による固定・分解・排すなわち、水稲はメタンを大気中へ放出する煙突の役目を基礎として、有機物還元による土づくりと、土壌診断、業で、落葉枝や作物の残渣、焼却灰、さらには排泄物な出を中心とした循環バランスを崩し、窒素が環境中へ過をしているといえる。

栄養診断に基づいた施肥管理により、できるだけ少ないどを土に戻して作物の生産を続けてきた。

剰に流出するようになった。その結果、水圏の窒素汚染、水田からのメタン発生は、生わらや緑肥などの新鮮なところが、1913年にハーバーとボッシュにより大気富栄養化、大気汚染、オゾン層破壊、地球の温暖化、生有機物の供給により著しく増加する。完熟した堆肥にしすなわち、環境保全型農業とは、農耕地において物質中の窒素ガスを固定してアンモニアが工業的につくられ態系サービス、生物多様性の喪失、土壌の酸性化など、てからすき込むか、生わらをすき込む前に石灰窒素など循環が機能するような肥培管理を進めることにより、健ると、窒素肥料が大量に利用できるようになった。工業

さまざまな環境問題を引き起こしている。

を添加し、好気的に分解を進めておくことが肝心である。 全な土壌環境を持続的に維持し、そこで生産される農産的窒素固定量は今では1.5億ｔ/年を超え、生物的窒素

気候変動（温室効果ガスと農業）

一酸化二窒素（N2 O）

施肥量での栽培が基本となる（表２）。

物に対する安全性と品質面での信用を高める。
循環型農業の形成固定量と同程度あるいはそれ以上と推定されている。現2016年にパリ協定が発効し、地球の温暖化対策に世農耕地から発生する一酸化二窒素は、温室効果ガスで在、窒素化学肥料なしに世界の人口を支える食料を供給界が一丸となって取り組むことが決まった。産業革命以あると同時にオゾン層破壊物質としても知られている。

環境保全型農業に関する個々の技術については20年することはできない。さらに、農耕地土壌の肥沃化、食降、急速な人間活動によって大気中の二酸化炭素、メタ肥沃な土壌には重量で 0.2％の窒素が含まれている。

以前から提案され、実証されてきた。しかし、生産者に料安全保障に大きく寄与している。

ン、一酸化二窒素などの温室効果ガスが増加した。なかこの多くは有機態として存在しており、無機態窒素は全はなかなか受け入れられないのが現状である。その理由

生物固定された窒素、施肥された窒素は、図３に示す

でも、温室効果への寄与率の３/４を占めるのが二酸化窒素量のわずか0.15％に過ぎない。図３に示すように、のひとつに農産物そのものが私たちの食料というより、ように、土壌中で有機化、アンモニア化成、硝酸化成、炭素である（図４）。その主な原因は化石燃料由来であり、一酸化二窒素は土壌中における硝酸化成作用と脱窒作用

外観品質を重視した商品としてのウエイトが大きいこと脱窒など、環境条件によりさまざまに形を変えながら再その削減が求められている。の中間生成物として生成される。農耕地土壌では、施肥にある。そのため、生産者は消費者や流通関係者が要求により無機態窒素が多くなるため、この反応に拍車がかする、あるいは高く売れる商品をつくらざるを得ない。

かる。施肥窒素量に対する一酸化二窒素の放出量は0.01

家庭菜園でとれるような曲がったキュウリやナスでは商〜2.0％と推定されている。

品として流通しないのである。一部の有機農業者や生産

二酸化炭素（CO2 ）
N₂N₂O

土壌は地球規模での炭素循環、炭大気圏空中放電
NO₃
降水

素貯留の場として多大な役割を果た

NOX
化学肥料 工業的窒素固定

生物的窒素固定
水田

有機態N

NH₄

NH₂OH

無機化作用

N₂N₂O

閉鎖性水域

硝化作用

NO

土壌圏

NO₂

河川流出
地下水水圏

図３ 農業環境における窒素の循環
メタン（CH₄）
一分子数当たりの温室効果CO₂の23倍
主な放出源（自然）湿地、シロアリ（人為）化石燃料、水田、反すう動物、埋め立て

一酸化二窒素
6.2％

メタン
16.0％

一酸化二窒素（N₂O）
一分子数当たりの温室効果
CO₂の296倍
主な放出源（自然）海洋、熱帯土壌（人為）農耕地、工業
図４ 温室効果ガスの放射強制力に対する寄与率

2 石灰窒素だより No.152（2017.12）

フロン類

2.0％

人為起原

温室効果ガス
総排出量に占めるガス別排出量の内訳（CO₂換算ベース）

出典：IPCC第５次評価報告書Fig.SPM.１
各種ガスの排出量 2010年の割合発生を制御する方法としては、脱窒をスムーズに進め者と消費者の顔が見える農業など、高付加価値型の農業２兆ｔの炭素を土壌有機物の形態でることやゆっくりと硝酸化成が進行する硝酸化成抑制剤が定着しつつあるものの、多くの生産者にとっては現状保持しており、これは大気中の炭素入り肥料および石灰窒素の利用が考えられる。の流通体制のもとで環境保全型農業を実践することは困の２倍、植物体バイオマスの４倍に生物多様性の喪失（熱帯林の減少と砂漠化）難である。

相当する。
植物は光合成により大気中の二酸NO₃NO₂脱窒作用している。土壌は表層１ｍ間に約76.0％

化石燃料起原CO₂65.0％
森林減少や山火事などによるCO₂ 11.0％
http://www.jccca.org/

砂漠化も野生生物の生き残る余地を減らしている。こう生産者ばかりに環境に配慮した生産方式を求めても酷というものである。消費者あっての生産者であるので、化炭素を固定して有機物を生産する。

した生物の生息環境の劣化や、乱獲、侵入種の影響などで、 消費者あるいは流通関係者の農業・農村の有する国土保それらが土壌中へすき込まれると微毎年４万種以上の野生生物が絶滅しているといわれている。 全・環境保全機能や、高い公共性に十分な理解と協力を生物によって最終的には二酸化炭素資源としての生物を失うことは、地球の物質循環を維得ることが先決である。水源、水質の確保は中山間地のと水に分解されるが、一部は難分解持する担い手を失うと同時に、自然生態系のバランスが水田農業なくしては語れないし、有機物のリサイクルは性の腐植として土壌に蓄積される。

崩れることを意味する。

消費者の協力なくしては成立しない。これにより、生産

そのため、有機物の土壌還元は有機

開発途上国における砂漠化はこの問題をさらに深刻に者と消費者の連携が生まれ、今までのライフスタイルや炭素の貯留量を高める。農耕地を健している。人口増加にともない森林を伐採し焼き畑農業

生産方式にとらわれない新しい循環型の農業生産システ

全に維持するための有機物の施用が、が進み、これに過耕作、過放牧が加わると地力が消耗し、 ムが確立される。

地球環境からみると炭素貯留による生物多様性の喪失を加速させることになる。

温暖化緩和の一翼を担っていること
二酸化炭素
（CO₂）

野生生物の宝庫といわれてきた熱帯林が減少している。になる。

■循環型社会の実現に向けてメタン（CH4 ）温室効果ガスのうち二酸化炭素に

環境保全型農業への土壌肥料的アプローチ

次いで影響が大きいのがメタンであ

物質循環を考慮し、環境への負荷を最小限にとどめるる。主にメタンは酸素のない生態系

環境保全型農業は、土壌本来の持つ多くの機能を最大限でメタン生成菌の働きによって低分に利用する農業である。そのためには合理的な輪作体系

参考文献
１）JST/CRDS（2013）戦略プロポーザル：持続的窒素循環に向けた統合的研究推進. 科学技術振興機構 研究開発戦略センター, CRDSFY2012-SP-01
http://www.jst.go.jp/crds/pdf/2012/SP/CRDS-FY2012-SP-01.pdf
２）藤原俊六郎・安西徹郎・小川吉雄・加藤哲郎（2017）トコトンやさしい土壌の本 日刊工業新聞社
３）渡辺和彦・後藤逸男・小川吉雄・六本木和夫（2012）資源、環境、健康を考えた土と施肥の新知識 全肥商連・農文協
石灰窒素だより No.152（2017.12）3