水田に施用された有機質資材による水質負荷と流域水質への影響評価

• 担当機関: 秋田農技セ農試
• 研究期間: 2004～2006
• 研究担当者: 原田久富美; 進藤勇人; 伊藤千春; 小林ひとみ; 和泉征仁(日水コン(株)以下同じ); 塚原純哉; 嶋国吉; 小田二郎; 高井貢
• 発行年度: 2006
• 要約: 有機質資材を施用する水稲栽培では、資材施用に起因する水質汚濁負荷があり、米ぬかなどを主成分とする資材では、施用量の１～４%程度が系外に流亡する。八郎湖水質シミュレーションによる試算では、有機質資材の施用が流域水質に与える影響は小さい。
• キーワード: 水田、水質汚濁、無代かき、シミュレーション、有機質資材、特別栽培
• 背景・ねらい: 特別栽培、有機栽培では化学肥料の施用量が制限されるため、その代替として有機質資材が水田に施用される。一方、有機質資材を水田に施用するこれら栽培の普及が、大気や水に及ぼす影響については明らかでないことが多い。ここでは、米ぬかやくずダイズなどを主原料とした有機質資材を水田に施用した場合の水質汚濁負荷への影響を明らかにすると共に、八郎湖水質シミュレーションモデルを用いて、有機質資材の施用が水質に及ぼす影響を検討する。

成果の内容・特徴

1. 育苗箱施肥(40kgN ha^-1)の上乗せとして有機質資材(現物667kg ha^-1)の施用、無施用と代かき、無代かきを組み合わせた４試験区について３年間、水質調査した。調査圃場は透水性の低い細粒質グライ土水田で、無代かき水田と代かき水田の水収支に違いがない(表１)。
2. 有機質資材の施用は、水田からの有機炭素、全窒素、全リンの差引排出量を増加させる傾向があり、資材による炭素、窒素、リン投入量のそれぞれ1.1、3.7、2.4%に相当する(表２)。連年施用による経年的な差引排出量の増加は認められない(データ省略)。
3. 無代かきは、懸濁物質、全窒素の差引排出量を削減する効果がある。全窒素の場合、無代かきによる削減効果は有機質資材による排出負荷の増加よりも大きい(表２)。
4. 有機質資材の施用は施用しない場合に比べ５月の水質汚濁負荷を最も増加させ、一方、無代かきは、代かき濁水が発生する５月の水質汚濁負荷を大きく削減した。
5. 表２の水質負荷量とこれまでに得られた農家圃場の移植前落水についての調査結果を八郎湖水質シミュレーションモデルに導入すると、流域水田の半分の面積で有機質資材が施用された場合、施用されない場合に比べて現状の１%以下の水質悪化が生じる可能性があるが、無代かきによって有機質資材施用の影響を回避できる、と計算される(表３)。

成果の活用面・留意点

1. 供試した有機質資材は、米ぬか、モミガラ、くずダイズなどを主成分として、窒素含有率３%、CN比15である。また、圃場埋設法による初年目の窒素分解率は65%であり、有機質資材の連年施用に伴って水質負荷が大きく変化する可能性は低い。
2. 八郎湖水質シミュレーションモデルは、秋田県が日水コン(株)に開発を委託したもので、八郎湖の水収支、水の流動から水の動きを日単位で再現し、集水域からの汚濁原単位・負荷量を組み入れた鉛直一次元モデルである。
3. 差引排出量が負の値(浄化に働く)となるのは、調査圃場が中央干拓地からの排水を用水として利用する循環水系に位置しており、流入負荷が大きいためである。
4. 特別栽培では化学肥料の施用量が制限されるが、本研究では、化学肥料の削減が水質負荷に及ぼす影響については示していない。

• カテゴリ: 有機栽培 土づくり 肥料 育苗 水田 水稲 施肥 大豆