重窒素標識乳牛スラリーおよび堆肥の草地表面施用後3年間における窒素動態

• 担当機関: 北海道立根釧農業試験場
• 研究期間: 1999～2003
• 研究担当者: 三枝俊哉; 松本武彦; 酒井 治; 三木直倫; 寳示戸雅之
• 発行年度: 2005
• 要約: スラリーの窒素は速効的で、施用当年の地上部窒素吸収量に占めるふん尿由来窒素の割合が高く、草地表層に保持される窒素割合は少ない。対照的に堆肥の窒素は緩効的で、施用後の牧草はスラリーよりも多くの土壌由来窒素を利用する。両者の行方不明窒素の割合に大差はない。
• キーワード: 重窒素、スラリー、草地、堆肥、表面施用
• 背景・ねらい: 草地において環境に配慮した適正なふん尿利用を推進するため、北海道ではふん尿の施用試験を道内各地で展開し、ふん尿肥効評価を精密化し、施用時期・施用量の指針を策定した。しかし、これらの研究では、ふん尿の肥効をふん尿施用区と無施用区の窒素吸収量の差、すなわち、差引法によって推定しており、草地土壌中におけるふん尿施用後の窒素の動態は現在も明らかになっていない。窒素は土壌中における形態変化が著しいので、従来の差引法ではふん尿由来の窒素を土壌や肥料の窒素と区別することが困難である。ふん尿に由来する窒素の動態をより直接的に把握し、窒素の環境影響を評価するには、重窒素で標識した家畜ふん尿の利用が有効である。そこで、スラリーと堆肥を重窒素で標識し、表面施用後3年間における窒素の分配を調査した。

成果の内容・特徴

1. 重窒素標識スラリー(全窒素0.23%、アンモニウム態窒素0.13%、硝酸態窒素0.002%、重窒素3.16atom%)を現物40t/ha表面施用すると、牧草体の重窒素割合は施用当年に著しく高まり、以後急激に低下するが、3年目まで自然存在比よりも高い水準を維持する。一方、堆肥(全窒素0.38%、アンモニウム態窒素0.01%、硝酸態窒素0.002%、重窒素2.55atom%)では、スラリー施用時のような急激な上昇は認められず、自然存在比よりも高い重窒素割合が3年間持続する (図１)。したがって、いずれのふん尿施用時にも、北海道の差引法では肥効を検出できない4年目以降への肥効の持続が期待される。
2. 同位体希釈法によって求めた地上部窒素吸収量に占めるふん尿由来窒素の割合は、スラリーの場合、施用当年で9-17%となり、翌年以降2-5%に低下する。これに対し、堆肥では3年間を通じて2-6%と低い。このことから、スラリーの窒素は速効的であり、堆肥では緩効的である。また、堆肥施用時の牧草は、スラリー施用時よりも土壌由来の窒素を多く利用する(表１)。
3. 表面施用3年目最終利用後の重窒素割合は、牧草体の刈り株・根と0-2cm土壌、すなわち草地表層で高まる。また、その程度は堆肥施用時に顕著である(図２)。
4. 表面施用されたスラリー由来の窒素は、化学肥料併用時3年間で23%が収穫によって持ち出され、土壌に53%保持され、行方不明は20%程度である。堆肥では収穫による持ち出しがスラリーよりも少なく10%、対照的に土壌の保持割合が多く68%、行方不明はスラリーとおおむね同等の15%と算出される(図３)。適正な施用量の範囲内では、施用時期、化学肥料の有無などの栽培条件は、地上部の利用率を変化させるが、行方不明の窒素割合には大きな影響を与えない。

• 成果の活用面・留意点: 成果は、ふん尿有効利用技術の開発とその時の環境影響評価を目的とする研究の参考になるとともに、生産現場におけるふん尿主体施肥普及時の基礎知識として有用である。
• カテゴリ: 肥料 栽培条件 施肥 乳牛