草地緩衝帯による地下水質の保全

• 担当機関: 北海道農業試験場
• 研究期間: 1999～1999
• 研究担当者: 早川嘉彦; 寳示戸雅之; 金澤健二
• 発行年度: 1999
• 要約: 地下水中の硝酸性窒素濃度は生産性を維持した草地緩衝帯を通過すると、急速に減少する。草地緩衝帯の浄化能は植生の有無や地下水位の高低により異なる。地下水中硝酸性窒素負荷量が17gN／日・㎡通水断面程度までであれば、約30m幅の傾斜約２度の草地緩衝帯により窒素濃度を10mgN／L以下に浄化可能である。
• 背景・ねらい: 農業由来と考えられる地下水の硝酸性窒素の汚染は北海道でも顕在化しつつある。そこで、草地緩衝帯が持つ地下水浄化能を適切に評価し、浄化に必要な草地緩衝帯の必要幅を検討する。

成果の内容・特徴

畑地（トウモロコシ畑：幅100m）の斜面下方に採草地（幅100m、チモシー、オーチャードグラス、シロクローバ混播、マメ科率約10%、）を配置した。畑地の窒素施肥量に標準施肥量と２倍施肥量の２段階を設けた。草地の一部に除草剤を散布し、裸地（100m×70m）とした。処理区は畑地標準施肥区と草地区を組み合わせた「標準施肥区」、畑地２倍施肥区と草地区との「２倍施肥区」、畑地標準施肥区と草地に除草剤を散布した裸地区との「裸地区」の３処理区を設けた(1区200m×70m)。各処理毎に概ね最大傾斜（約２度）方向に調査線(200m)を設定し、畑地・草地境界よりの距離75m,45m,0m,25m,50m,75m及び100m地点に地下2m迄の採水管を埋設し、本圃場地下約2mの難透水層上部の帯水層の地下水位、地下水質を４週間毎に測定した。なお、畑地、草地の窒素収支等は表１示した。

1. 地下水流出は地下水位が約1m以深の流出と1m以浅、地表近くまで上昇する大量降雨時および春の融雪時の流出に分けられ、畑地からの窒素流出は1m以浅の流出時に増加する（図１）。
   
2. 草地を通過すると地下水中窒素濃度は急激に減少する（図２）。地下水位が1m以深および1m以浅の流出時に分け、この減少度合いより濃度が10mgN/Lになる草地通過距離（草地緩衝帯の幅）を、草地区、除草剤区それぞれにつき求めた。畑地から草地に地下水を通じ流入する窒素負荷量と草地緩衝帯幅との関係は、1m以深の流出時には窒素負荷量に応じて緩衝帯幅は増加する（図３●）。除草剤区でも同様の関係があるが、浄化能は草地区より低い（図３▲）。
   
3. 草地区では、地下水位が約0.5m程度まで（図３○）、更に地表近くまで（図３○矢印）上昇すると、段階的に窒素浄化能は増加する。しかし、除草剤区では地下水位が0.5m迄上昇しても浄化能は変わらず（図３△）、0.5m以浅に上昇したときにのみ浄化能が高まる（図３△矢印）。この様に、植生の有無や地下水位の高低が草地緩衝帯の浄化能に大きく影響する。
   
4. 以上の結果、乾物生産量を800kg/10a程度に維持するよう施肥管理された傾斜約２度の草地を緩衝帯として使用する場合、地下水を通じ流入する硝酸性窒素負荷量が1７gN／日・㎡通水断面程度までであれば、硝酸性窒素濃度を10mgN／L以下に浄化可能な草地緩衝帯の必要幅は約30mである。
   

成果の活用面・留意点

1. 地下水位が２ｍ以内にある採草地を、地下水質保全のための緩衝帯として利用する場合の参考になる。
   

• カテゴリ: 病害虫 除草剤 施肥 とうもろこし