放射性物質によって汚染された農地での中長期的な作物生産に向けて

農研機構東北農業研究センター
農業放射線研究センター センター長
信濃 卓郎「農研機構」は国立研究開発法人 農業・食品産業技術総合研究機構のコミュニケーションネームです。

震災直後の状況（直接付着) 134Cs,137Cs, 131I

100 Bq/kg超過事例を抽出

宮城県
東北農研
福島拠点
栃木県
群馬県
福島県
茨城県
千葉県
http://www.craftmap.box-i.net

２０１１年３月の福島での風景

放射性物質の飛散と降下が発生した時点での農地の状態が、その後の対策を考える上で重要。
水田は代掻き前。苗の準備前。
畑は牧草地、小麦畑を除けば播種前

http://www5b.biglobe.ne.jp/~jakot/hhy_3/

２０１１年３月の広葉樹、常緑樹

http://www.city.iruma.saitama.jp/kankou/genkinairuma.html

http://www5b.biglobe.ne.jp/~jakot/hhy_3/柿（福島、３月２日）

茶園（東京、３月）農業と放射性セシウム
直接汚染 ：大気から直接作物に沈着・吸収（イオン，ガス，エアロゾル、浮遊塵，雨滴，霧等）、二次的に周辺環境から再飛散
植物体表面付着（樹皮、葉、花）・気孔からの吸収
植物体内での再転流
間接汚染 ：土壌に沈着後根から吸収
その他の環境中（周辺土壌、森林、ダム等）から二次的に土壌、用水を経由して植物に吸収・事故直後は直接汚染が大・フォールアウトが止まると間接汚染→ 長期的に重要

茶樹における放射性セシウムの分布と対策技術• 安定同位体セシウム（ 133Cs）を土壌あるいはチャの葉面に施用すると、施用１ヶ月後の移行量は、葉面散布で多くなり、土壌からはほとんど移行しない。
http://www.naro.affrc.go.jp /training/files/reformation_txt2012_c40.pdf

茶樹における放射性セシウムの分布と対策技術

http://www.naro.affrc.go.jp /training/files/reformation_txt2012_c40.pdf(Kanagawa Pref.)• 一番茶摘採後の放射性セシウ
ムは深刈り面より上に37%、中切り面より上に74%が存在しました。これらのせん枝処理で樹体から放射性セシウムを除去できる。

茶の出荷を停止し、約２万ヘクタールの茶園で実施 H２４年度からは超過なし

周辺環境からの二次汚染（２０１３年の超過事例）

水？
土壌？
栽培管理（農機具汚染、倒伏）？

Matsunami et al. 2016

周辺環境の調査（２０１３年の超過事例）

植物体から検出された放射性物質からは新たな降下物の付着の可能性を示唆

農林水産省 2014.8

主に不溶性の放射性物質の混入（２０１３年の超過事例）

Matsunami et al. 2016

異常に高い移行係数（２０１３年の超過事例）＞
Matsunami et al. 2016

５％程度の高濃度汚染米が主因となる（２０１３年の超過事例）

Matsunami et al. 2016

134Cs/137Cs比率から由来の推定（２０１３年の超過事例）

Matsunami et al. 2016

１号機由来の134Cs/137Cs比率は0.91、２及び３号機由来の比率は1.01。南相馬の南側は主に１号機由来の汚染物質によって土壌は汚染されていた。高濃度汚染米の比率は２、３号機の比率に近い。

周辺土壌の付着では説明ができない（２０１３年の超過事例）

放射性物質の農産物への付着は基準値超過のリスクがあるため、周辺環境などからの混入を抑制する必要がある。農作業時などへの留意が重要。

Matsunami et al. 2016

農業と放射性セシウム（間接汚染）
土壌に降下した放射性セシウムは粘土鉱物や有機物と吸着、結合して下層には降雨によってはほとんど移動しない。
待っていても影響はなくならない。
耕作をすると作土層（約１５cm）に広がり移動しない。
表層にあることの弊害
空間線量を高める→農作業者の外部被曝につながる
作物が吸収をする→消費者の内部被曝につながる土壌から植物への移行−移行係数による評価
移行係数＝植物（全体and/or部位）の放射性核種の放射能濃度（Bq/kg）
土壌の放射性核種の放射能濃度（Bq/kg）

土壌中の放射性物質の濃度から植物への放射性物質の濃度を推定するための係数 （Transfer Factor : TF)
TF計算例：

暫定基準値（2011年）

可食部の放射性Cs濃度 500 Bq/kg

移行係数 500/5000 ＝ 0.1
土壌中の放射性Cs濃度 5000 Bq/kg→ TF ≤ 0.1と考えて、2011年4月、>5000 Bq/kgの農地での作付け制限区域設定へグローバルフォールアウト由来137Cs濃度の推移
Bq/kg

50
大気圏内核実験由来137Cs

λ=40log e 2
年2.3%ずつ減少
t1/ 2

Cs-137濃度

物理的半減期曲線30
約10年の差20
1001960水田作土→ 「実効的半減期」は、物理的半減期よりも短い

1970

1980年

1990

20002010（農環研）

全国１５カ所の水田作土の平均値

1960年～、全国各地でのTF長期モニタリングデータ
1

1960年頃をピークとするが、1980年まではロブノールでの大気圏実験が行われている。

0.1

0.01

5,000Bq/kg未満の土壌であれば水稲作付けは可能（２０１１年）
0.001
1950

1960

1970

1980

1990

2000

（農環研）

2010

安全宣言の直後に暫定基準値超過事例の発生
25000
20000

20,037

頻度

5000 Bq/kg土壌以下の水田でも500 Bq/kg超えの玄米が生産されてしまった

15000
10000
2.7%

5000

0.2%

2,627
545

01
ND

2ND-100
Bq/kg

3100-500
Bq/kg

38

4500Bq/kg

福島県における2011年産玄米の放射性Cs濃度（農林水産省，2012）

2011年の玄米生産における土壌と玄米の関係の精査

土壌及び米の放射性セシウム濃度の関係（福島県等，2011）

2011年の玄米生産における交換性カリと玄米放射性Cs濃度福島県の水稲の慣行的なカリの施肥基準は15-20mgK2O/100g

土壌の交換性カリ含量（mg/100g）
土壌の交換性カリ含量と玄米の放射性セシウム濃度との関係（福島県等，2011）移行係数と交換性カリの関係

土壌の交換性カリ含量の目安（生育を通して）25 mg K2O/100 g乾土
24年作の各県
指導に活用

土壌の交換性カリ含量と放射性セシウムの玄米への移行係数の関係（農研機構，2012）
白抜きプロット（○）は粘土鉱物としてバーミキュライトを多く含む土壌
赤のプロットは土壌改良資材施用区。

除染と移行抑制対策によってもたらされた成果
震災後の玄米の放射性セシウム濃度の変遷（福島県）ー全袋検査でのスクリーニング検査（平成２４年度から）

２５Bq以下(ND) ２６−５０Bq/kg
平成２３年度モニタリング平成２４年度
全袋
平成２５年度
全袋
平成２６年度
全袋
平成２７年度
全袋
平成２８年度
全袋５１−７５Bq/kg ７６−１００Bq/kg

１００Bq/kg
超過

総検査数

実数
割合
（％）

20,295

364

219

311

21,18995.78%

1.7179%1.0336%

1.4677%

100%

実数
割合
（％）

10,323,531

20,317

1,383

72

71

10,345,303

99.78%

0.2

0.01

0.00070.0007%

100%

実数
割合
（％）

10,951,351

6,478

224

128

11,005,858

99.93%

0.06

0.002

0.00001

0.0003%

100%

実数
割合
（％）

11,014,636

1,910

11

12

11,014,941

99.98%

0.02

0.00010.00001

0.00002%

100%

実数
割合
（％）

10,496,518

645

13

1

0

10,498,554

99.98%

0.01

0.00010.00001

0100%

実数
割合（％）

10,031,025

402

7

00

10,031,434

100%

0.004

0.000100100%

平成２７、２８年度の玄米全袋検査では基準値超えはゼロ(2017.1.8時点）

詳細検査に基づく数値は二重になるので総検査数には加算していないカリは不足していたのか？
従来15-20mg/100gの交換性カリが推奨されてきた（福島県）。1999-2003のモニタリング結果の平均値は21.5mg/100g

放射性セシウム吸収抑制対策
H２４、２５、２６、２７、２８年
改善目標：25mgK2O/100gとする。
速効性の塩化カリウムを利用する。
慣行法に基づく基肥に嵩上げする。
「ふくしまからはじめよう。」農業技術情報
第２４号：水稲の放射性セシウム対策としてのカリ施用(H24.4.10)
第３４号：水稲次年度放射性セシウム吸収抑制対策（カリ）(H24.12.14)
第４４号：２６年度産米の放射性セシウム吸収抑制対策(H26.2.7)（農林水産省環境保全型農業対策室、平成２０年）

夜はまだあけぬか＜残された課題＞
1. 営農再開に向けて
2. カリ施用（25 mg K2O/100 g乾土）はいつまで必要か？
3. ダイズ、ソバ、牧草など
4. 低吸収品種・系統
5. 帰還困難区域の対策
1. 直接汚染の可能性（原発周辺、林地からの再飛散？）
2. 用水、ため池での溶存態放射性セシウムの動態
3. 土壌での放射性セシウム存在のムラ
4. 複数要因を考慮

営農再開（除染後の農地における安全・持続的な生産）

貧栄養の客土(肥沃度の低下)
除染しても残る放射能
営農再開までの管理

肥沃度
土壌保全
雑草管理
鳥獣害・・

複数分野の融合的な研究の必要性が続く

写真１ 日中に避難指示区域で活動するイノシシ

写真２ イノシシに荒らされた水田

移行抑制に必要なカリ量の適正化
水稲の慣行的なカリの施肥基準
は15-20mgK2O/100g

土壌によって必ずしも同じではない。

カリ資材の追加施用量を低減させる
ことは移行係数を高めるリスクがある。

全袋検査によるリスクの回避。リスクにつながる兆候の早期発見。

水稲の移行係数が0.3-0.4（ポット試験で得られる最高値）とすれば、土壌の放射性セシウムレベルが300Bq/kg以下であれば何の対策もとらなくても栽培は可能。

全袋検査が不要という意見もあるが。。。

きちんと対策を取ってよ

大きな安心を生んでいる。汚染した農地での営農を続ける上での重要な情報

移行抑制対策は丁寧に進める必要がある
牧草の放射性Cs濃度（Bq/kg-水分80%）

600
500
400
300
200
100
0020

406080 100 120

交換性カリ含量(mg-K2O/100g)

160

標準施肥
牧草中放射性セシウム濃度(134+137CsBq/kg水分80%換算)

土壌中の交換性カ
リ含量が低くなると許容値を上回る

カリ施肥を怠ると再び許容値を超過

窒素単肥

140120●:1番草●:2番草●:3番草●:暫定許容値超え:暫定許容値

牧草のK含量上昇

1008060

カリ増肥

40

グラステタニーや乳熱(牛の病気）の危険性

2002012

2013

2014

2012

2013

2014

適正なカリ施肥により、家畜に給与できる牧草の生産が必要
農研機構(2015):牧草中放射性セシウム濃度低減のために、草地更新後もカリ施肥継続は必要
https://www.naro.affrc.go.jp/project/results/laboratory/nilgs/2014/14_079.html［対策］
土壌の交換性カリ濃度を迅速に評価し、移行抑制をさせつつカリ過剰にならないようにミネラルバランスを維持するカリ過剰の問題

移行係数の作物間差
とにかくカリをまいておこう

牧草は茎葉が対象（ダイズ、ソバの放射性セシウム濃度が高くなる可能性のある地域では50mgK2O/100gを目標とする）

大豆のモニタリング結果
農林水産物モニタリング情報（福島県）
２０１６年１１月から１２月末までに採取されたダイズのモニタリング結果（４２３点）
福島県全域から２０１６年は全体で約６００点（平成２１年度には約5000tonの生産量を3000haで）（平成２７年度には約2200tonの生産量を1700haで）ND≤2525〜≤50

50〜≤7575〜≤100

基準値超
過点数

237

168

13500

割合(%)

56.0

39.7

3.1

1.200

大豆、小豆は高めになる。土壌の放射性セシウム動態に植物が与えている影響を考慮する必要がある。
マメ科特有の生理的性質も考慮する必要がある。のでは。。。

水稲と大豆での放射性セシウム吸収パターン

http://www.maff.go.jp/j/kanbo/joho/saigai/pdf/youin_kome2.pdf

 ケイ酸カリよりも塩化カリが良い 基肥が良いhttp://www.maff.go.jp/j/kanbo/joho/saigai/pdf/youin_daizu_3.pdf

水稲における低吸収品種・系統の開発

japonicaindica飼料米(Ono et al. 2014)

放射性セシウムの吸収能の違いを見ているのか、土壌からのカリ吸収能の違いを反映しているのか。
(Goto and Kondo 2013)

Cs濃度

小大乾物重小大

養分吸収量 小大

根圏K濃度 高低水稲における低吸収品種・系統の開発

帰還困難区域における営農再開に向けて
放射性セシウムの物理的減衰

放射性セシウム濃度（Bq/kg)

6,000
5,000

6年後は約5割になります。

4,000

今後の減衰は次第に少なくなり、影響は長期的に渡る。

3,000
2,000
1,000
0024681012

事故後年数○ 放射性セシウムの半減期（Cs-134は約2年、Cs-137は約30年）から物理的減衰を計算すると、事故当初5,000Bq/kg （Cs-134、Cs-137とも2,500 Bq/kg ）のものは6年後、約5割の2,511 Bq/kg（ Cs-134は333、Cs-137は2,178Bq/kg)に減衰する。

大気浮遊じん中の137Cs濃度

http://www.kankyo-hoshano.go.jp/01/0101flash/01010121.html

農業用水からの放射性セシウムの影響

溶存態Cs濃度の異なる
灌漑水

 溶存態Csを吸収しやすい(福島県、農林水産省 2013)

対策は総合的に考える必要がある。
残る放射性物質水田、畑：当初は5,000Bq/kg以上を除染、その後は0.23µSv/hr以上を除染
草地、畦畔、法面：草地更新、反転耕、表面有機物の除去

除染

震災によって飛散した放射性物質が完全に除去された。

交換性カリ濃度を一定水準以上に高めるという科学的手法でなんとか抑制している。
（移行抑制対策は当面続ける必要がある）

農産物の放射性物質濃度は一つの要因でのみ決定されるのではない（加算的に決定される）
土壌の放射性セシウム濃度、交換性カリ濃度
土壌中の面的なムラ、鉛直方向への広がり（イノシシの関与も）付着物用水。。。