平成 13
年 6月 1日

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農 業 と 科 学・ ・・・"

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第三種郵便物認可

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地形・地目連鎖系における窒素動態と窒 素 流 出 負 荷 の 低 減 (3)静岡県農業試験場海岸砂地分場主任研究員宮地道直(現独立行政法人農業技術研究機構
野菜茶業研究所葉根菜研究部土壌目酔ヰ研究室長)

7. 砂地畑下での窒素溶脱実態硝酸態窒素濃度の変動を 3年間調べた。その結果，338ha) は冬静岡県の砂地地帯(農耕地面積3，降水量の増加時期でトンネル除去後の時期にあた季の日射量が多く温暖で，早春の地温上昇が早く，る 3~4 月には地下水層の上部で硝酸態窒素濃度

土壌水分量を調整しやすいといった特徴から県内が高まり，この高濃度域は見かけ上時間の経過との主要な野菜生産地となっている。しかし，農業者の減少や高齢化に伴う省力化のため，砂地畑のともに下層に移動した。特に地下水流の下流側の地点では広い高濃度域が認められた(図 1)。ま施肥法の基本であった分施が必ずしも実施された，窒素安定同位体比 (δ15N値)より地下水中ず，高度化成肥料を中心とする元肥の多量施用がでは顕著な脱窒が生じていると推定されている 1)。

行われている。これにより溶脱窒素量が増加し地一方，調査地域に隣接する暗渠施設での調査によ下水汚染が進行している恐れがあるがその実態は音さ閥ド水中の硝酸態窒素濃度もトンネル除れば， a明らかではない。

去後の降雨時に高まる。この暗渠施設では年間施

このような砂地畑での窒素動態の実態を明らか

肥窒素量の 21% (95kgNha一 1) ~41 % (143kgにするために，冬季にニンジンをトンネル栽培し，春 秋にカンショ サトイモ，スイカを栽培してNha一1)が暗渠を通じて系外に排出されると試算)されている 2。

いる砂地畑で，地表面下1.5~4.5m の地下水中の5N値
図 1.砂地畑地下水の硝酸態窒素濃度の経時変化と 81
凡例

カン
シ5Jトイ
モス
イ
カN03‑N濃度I(mg/l)
量 40‑50.0‑4ω0
図2加0一3鈎0
磁 0‑一す20口0か一ω
1o地下水佼
低下のため採水不能・。明(%0)
40以上・• 30‑
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200‑
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8.溶脱窒素を利用した施肥削減

8‑1)組立式簡易ライシメーターによる試験

このように県内の砂地畑では，多量の余剰窒素砂土を充填した木枠(内径54X48cm，高 さ90，が地下水中に付加されている恐れがある 。一方cm) の底に涜霊水貯留タンクを設置した組立式簡部の砂地畑では台地から流出する茶園排水由来

易ライシメーターにダイコンを植え，窒素濃度のの河川水や砂地畑下の地下水を潅水利用している高い水を潅水してダイコンの生育や窒素収支を調農家が多い。 これらの河川水や地下水は硝酸態窒素濃度 が高い場合がある 。 このような地帯では施zで 1試 験 区
べた。 ダイコンの植栽面積は約 0.26mに 2本栽培し ， 2反復で試験を行った 。窒 素施 肥

肥 窒素に加えて潅水由来の 窒素 が畑へと投入され4，48kg6，2量は化学合成緩効性肥料による 8，1

これにより過剰施肥となって硝酸態窒素濃度)は水の 4段階とし ，潅水の種類 (いる可能性がある 。 そ こ で 簡 易 ラ イ シ メ ー タ ー

30mgL‑I‑1，河川水 (程度)，20mgL0.3mgL‑I
道水 (を用い，砂地のダイコン栽培において潅水中の 窒程度)，40mgL一 l の 4~刻潜とした 。 なお ， 潅水は 1 回

素濃度 を変えて収量や窒素収支との関係を調べ，10mmとし ，播種後 1ヶ 月 は 毎 日 以 後 は 一 日間断、を目安に行った。栽培期間中の潅水量 は470mmでていると想定され向素濃度の高い水を潅水利用することによる窒素施肥量の削減方法について検討した 。

あった。また ，現地より採水した河川水中の硝酸態8mgL‑I
7.
窒 素濃度は栽培期間中の変動は少なく 2. 窒素施肥量，潅水の種類と根重図2)i2
ア54074;3園 2市 闘で水5口。

(kg/本).
267

度投入されたき在来最〆 〆(察素施肥量+海水'11鯨 議 ).5192くアンモニウム態 窒素 は程度であ った。
3mgL‑10.
試験の結果，同 一施肥星
では潅水中の硝酸態窒素濃度が高いほど投入された窒53平均程度で，亜硝酸態窒素はな

窒 素施 肥量+潅水中素量 (の窒素量)は多くなり ，こ線1.0
重れに伴~ '¥根重も増加する傾向であった。このことから，.50

潅水中の窒素はダイコンに。

十分利用 されていると考え

4816248

窒素施肥最 (kg/l0a))'‑# '潅水種類(潜水中窒素量:kg10a叶)
9.
21河川水 (48 24168

ラスのダイコンを生産するのに窒素成分をほとんど含まない水道水を潅水した場合は 24kg
a‑101の施肥量 が必要だ ったが ，硝 酸

. 潅水から供給された窒素の収支図3)49.
20rngL(られる 。収益性の高い Lク)
8.
18→(40ロ19L
6 8'"窒 素 施 阻
48 24 1)'‑(kgl0aハυ

窒素量

ダイコンへの吸収量の水を潅水
態窒素濃度が 20‑40mgL‑11した場合は， 16kg10a‑ の窒素方制巴量)。
で十分であった(図 2
また，潅水から供給された窒素量のうち，ダイコンへの吸収量 ，ライシメーターからの排出量(溶脱量)を試算した。 なお，推定土中残存量は投入さ

ライシメーターからの排出量(溶脱量)，れた窒素量からダ イコンへの吸収量
ライシメーターからの排出量を差し引いて求めた。試算の結果，潅水から供農 業 と 科 学

平成 13
年 6月 1日

第三種郵便物認可(13)

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給された窒素量のうちダイコンヘ吸収利用された作物の種類ごとに窒素溶脱量が大きく異なること

量は施肥量の多い 48，24kg10a‑ よりも施肥量のが予想される。溶脱窒素量削減のための技術開発

6，8kg
10a‑ で多かった。しかし，施肥量少ない 1を進めるためには，まず¥圃場や施設ごとに簡易が少ないとダイコンの生育が劣るため下層への窒に作物栽培時の窒素溶脱量を把握する必要があ素溶脱量が多くなる傾向があった。また，施肥量る。すでに様々な埋設型ライシメーターが開発が多いとダイコンの生育が良く窒素溶脱量は少なされている 3)がより安価で、簡便に砂地におけるくなるが，ダイコンヘ利用されない窒素が多くな溶脱窒素量を把握するためにった(図 3。
)

易ライシメーターを開発した。このライシメータ

8‑2) 現地試験

ーは市販のポリコンテナを加工したもので，浸透11

新たに埋設型の簡モデル試験で用いたのと同じ河川水(硝酸態窒水貯留タンク，パケット，採水，大気解放チュー

素 30mgL‑1程度)を潅水として利用している現地

ブなどからなる。このうちの浸透水貯留タンクとほ場でダイコンを栽培し，その生育状態を調査しパケットはステンレス網と寒冷紗で仕切られ，スた。施肥は標準の農家慣行区を除き化学合成緩効

テンレス網はタンク中にある支柱に支えられてい性肥料の全量基肥とした。通常現地における潅水は播種直後を除いてあまり行わず主に降雨による。また，採水はチューブから吸引して行う(図5)。このライシメーターの採水能力を調べるため，るが，ここでは普段より多めに潅水した。このた

図5. 簡易ライシメーターの断面図(網掛け部分は土中)

め栽培期間中の潅水量は 142mmとなった。
その結果，栽培期間中に潅水からは 4.
2kg
10a‑1の窒素が供給され，施肥量と合わせた投入窒素量0a‑1 となった。収不劉如の階級発生は312‑202同 1
率は投入された窒素量が少なくなるのにしたがいLク ラ ス 以 上 の 比 率 が 少 な く な る 傾 向 で あ っ た
6kg10a‑1 でも 80%が Lクラスとが，窒素施肥量 1なり十分な収量が得られた(図 4)。なお，聞き取り等の調査によると隣接する農家ほ場での平均根重は1.0kg程度，階級は Lクラス以上が 60‑70%程度であった。

9. 砂地の施設での溶脱窒素量のモニタリング
肥料成分が溶脱しやすい砂地では肥培管理法や
図4. 現地ほ場におけるダイコンの階級別収量
1)窒素施肥量のうち 2依 g10a‑1は化学合成緩効性肥料 ，7kgl0a
一Iは菜種粕

48，72cmとしたライシメー

平均根議(lぽ)投入窓索滋(施秘+かんオく)

ターをガラス室内に埋設し，慣行 r
K ~n.2潅水と採水を繰り返し行っ(271)十4.
2)た。その結果，いずれの場

28.
2合も採水量はパケット上端(24+4.
2)を地表面に出した対照の 924.
2.
(20+4.
2)
20.
2(16+4.
2)

パケットの側壁の高さを 24，割以上となり，砂地の施設栽培のように土壌水分が pF。

1.5以下と多湿な場合，バケ246収縫 (t/l0a)

810ットの側壁の高さは 24cm
以上あれば対照と同等の浸(14)農 業 と 科 学

第 三 糊l便物認可(1正月 l日発行)平成13:'J'‑6月 11'1第519号

司川川1 ，，"司・ 111Ulu'_9 1 11 ， '1 ・，11周回 1.."..11 1 司司 1111111111."“ 1.."II' ，.. ...ll ， I ， I"H ・・ "'\.1 11'・ 11 ・.....，， ""11'・ー‘“ H ・H ・ 11...~11 1I'I '111...... ・ "11 ・ '10'.....川I' l hll'-""'llt'h.I. f" U ・ II"U ，_"， IIIII.111 園町・ '10・ 111 ，".，， 111111'11)1 1-"'11111111''''問 1'1. 1. 111 ・，透水量の採取が可能で、あった。このライシメータ

件を完全に予測することができない状態で，砂地ーをイチゴ栽培後作のハウスメロンのうねの直下畑での溶脱窒素量を皆無にするような方制巴を行うに 2基並べて埋設しメロン栽培期間および栽培ことは極めて困難である。したがって，現状では跡の潅水除塩時の溶脱窒素量をモニタリングした。

地形・地目連鎖系の有する窒素除去機能を積極的

その結果，メロン栽培期間中では 21.9kg10a‑1，に活用するための技術開発やメロン跡の潅水除塩時には 2.
8kg
10a一lの窒素が溶脱し，一日あたりの溶脱量では潅水除塩中の方がわせた溶脱窒素量削減のための方制巴法や作付体系の確立を図ることが重要で、ある。そのためには，0倍と多かった(表 1)。今回は栽培期間中の約 1

水田・休耕田の窒素除去能を高度に利用するため施設での試験結果を紹介したが，現在，露地畑での具体的な水管理方法の開発や場合によれば水も本装置による窒素溶脱量のモニタリングを鶏包質浄化機能向上のための新たな圃場の基盤整備方している。

法なども検討されるべきであろう。一方，砂地の各地域の特性に合施設栽培では近年養液栽培が盛んにな

表 1.埋設型簡易ライシメーターによる砂地のハウスメロン耕音における窒素溶脱量 1)

り排液処理が新たな問題となっていメロン栽培期間かん水除塩中る。このような点源負荷に対応するためには，例えば硫黄酸化菌などを利用(102日間)(14時間)した新たな脱窒資材 4) の活用なども検

4
9.
51.0

J::7912929:

702:
J::2117.
54.
121.9士 0.
42.
8:
J::0.
4

窒 素 溶 脱 量 (kg/10a)

0.
22.
8

か ん 水 量 (mm)33905363)

投 入 窒 素 量 2) (kg/10a)
採 水 量 (mm)
平 均 濃 度 (mg/L)

窒 素 溶 脱 量 (kg/10a)

一日あたり1)地表面下70cmにパケットの上端がくるように埋設した側壁高24cmの
ラ イ シ メ ー タ ー 2基の平均値。表中の士は 2基間のばらつきを示す。
2)施肥量+かん水中窒素量 3)雨量計 3基の平均値

10. おわりに討されるべきであろう。
参考文献

1)Toda，H.
，M∞hizukiY.，Kawanishi
T.andKa
washimaH.:Denitrification
i
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iculturalar
eao
fJapan.T
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fInternat
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fer
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司as
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2)望月康秀・戸田任重・川島博之:

暗きょ排水組織を敷設した海岸砂地畑における窒

これまで 3固にわたり茶園および砂地畑から素溶脱量の推定.土肥誌

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農地の系外への流出窒素量削3)尾崎保夫:簡易ライシメータ一法.水質保全

減のための水田・休耕田の利用や砂地野菜栽培における潅水利用などについて述べた。静岡県のよのための農業環境モニタリングマニュアル，農業環境技術研究所 (1999)

うに古くから台地の湧水を下流の低地の農地で利

4)河田智明・増島博・谷田貝敦:硫黄酸化菌用してきた地域ではを利用したイチゴ高設栽培腐夜の窒素削の窒素溶脱実態と新たに多大な資本投資を行い水質浄化施設を設置する前にこのような地形・地目連鎖系の有する水質浄化機能を評価して，その機能を積極的に利用するべきであろう。もちろん，現在と同程度の収量・品質を維持したまま，可能な限り投入窒素量を削減し 作物による窒素肥料の利用率を向上させることが第ーである。しかし，例えば茶閣下の下層土中には既に多量の窒素成分が蓄積され，今後も長期間にわたり余剰窒素の流出が続くことが予想される。また，気象条ι園芸学会雑誌， 69，別冊 2，344(2000)