リン酸緩衝液抽出による水田での堆肥窒素の分解パターン予測

• 担当機関: 宮城古川農試
• 研究期間: 2005～2008
• 研究担当者: 瀧典明; 熊谷千冬; 畑中篤; 高橋浩明; 若嶋惇子; 齋藤公夫
• 発行年度: 2008
• 要約: 水田における堆肥窒素の分解パターンは累乗関数型の分解モデル式でよく近似できる。さらにリン酸緩衝液で抽出される有機態窒素量は分解モデル式の係数との相関がきわめて高いことから、リン酸緩衝液抽出に基づき多様な堆肥の分解パターンを予測できる。
• キーワード: 分解モデル、リン酸緩衝液、水田、堆肥、有機態窒素
• 背景・ねらい: 有機性資源リサイクルに対する関心の高まりや資材価格高騰を背景として、水田を中心に堆肥を化学肥料の代替源として積極的に活用することが求められている。しかし、堆肥はその原料の多様さから窒素供給量の正確な予測が困難であった。そこで、本研究では抽出法に基づく堆肥窒素の分解パターンを予測する方法を開発し、堆肥からの窒素供給量を迅速に予測するための一助とすることを目的とした。

成果の内容・特徴

1. 近年宮城県内で製造された主な家畜ふん堆肥13種類の窒素分解パターンは、速水ら（1985）の作成した累乗関数型の分解モデル式で精度よく近似できる（表１）。本モデルの分解加速度係数は積算気温1000℃（Ｔ＝１）のときの窒素分解率に相当する。さらに分解加速度係数と難易度係数との間に高い相関があることから（図１）、各堆肥の分解パターンの違いは主に積算気温0～1000℃の期間の違いによるものといえる。
2. リン酸緩衝液で抽出される有機態窒素量と分解加速度係数との間には、ほぼ１：１に近い高い相関がある（図２）。この関係に加え、分解加速度係数と難易度係数の高い相関関係（図１）を利用することにより、リン酸緩衝液抽出に基づいて任意の堆肥の分解モデル式を作成できる（図３）。
3. 家畜ふんや食品残さを主原料とする堆肥において、分解モデル式による予測値と実測値は概ね合致し、予測精度は分解率の推定誤差（RMSE）で±2程度である（図３I～IV）。ただし、バーク堆肥や未熟な堆肥では乖離が大きい傾向がある（図３Ｖ、VI）。

成果の活用面・留意点

1. 水田における堆肥からの経時的な窒素供給パターンは下記の式から算出できる。
   窒素供給量（g/kg）＝堆肥中の全有機態窒素量（g/kg）×分解加速度係数
   ×（積算気温×10^-3）^{分解難易度係数}/100＋アンモニア態窒素量（g/kg）
2. 未熟な堆肥では過少評価、バーク主体の堆肥では過大評価となり、正確に評価できない可能性が高い。この原因は今後の検討課題である。

• カテゴリ: 肥料 水田