土地利用等が河川・浅層地下水窒素濃度に及ぼす影響の解析

• 担当機関: （国）農業環境技術研究所
• 研究担当者: 吉川省子; 高橋英博; 笹田康子; 望月秀俊
• 発行年度: 2015
• 要約: 流域の浅層地下水平均窒素濃度は、河川窒素濃度と同様に、水田、畑、森林、都市等の土地利用率と関係があります。また、それら窒素濃度は、農地の余剰窒素量とも関係があります。これらより、土地利用や施用窒素量が変わった場合の、河川および浅層地下水の窒素濃度の変化を大まかに予想することができます。
• 背景・ねらい: 河川や地下水の窒素濃度の低減が求められていますが、水田、畑等の面源負荷量は事業所等点源負荷量に比べて把握が困難です。そこで、入手しやすいデータを用いて、土地利用が河川や地下水の窒素濃度に及ぼす負荷程度を表す窒素係数の算出、および農地の余剰窒素量と河川・地下水窒素濃度の関係の解析を行いました。

成果の内容・特徴

1. 香川県の 26 流域を対象として、公共用水域水質調査結果の浅層地下水硝酸態窒素濃度メッシュデータを図化し、これを国土数値情報の流域界と重ね合わせることにより、流域の浅層地下水窒素濃度を単純平均値として算出しました（図 1）。
2. 流域の浅層地下水平均窒素濃度は、公共用水域水質調査結果による河川全窒素濃度の場合（望月ら、2010 年度農研機構成果情報）と同様に、水田、畑、都市の面積率が高まるにつれて直線的に高まり、森林の面積率が高まるにつれて直線的に減少する傾向がありました（図 2）。
3. 河川の土地利用毎の窒素係数の算出（同上の成果情報）と同様の方法で、流域の浅層地下水について、流域の浅層地下水平均窒素濃度と、流域の各土地利用（水田、畑、森林、都市）率と窒素係数の積の合計との重回帰分析により、各土地利用の正味の窒素負荷程度を表す窒素係数を偏回帰係数として算出しました（表 1）。
4. 3の結果、農地から河川および浅層地下水窒素濃度への負荷程度が高いことがわかりました。そこで、県の統計資料等から、主な作物の施用窒素量（化学肥料および堆肥の窒素量）および収穫物等として持ち出される窒素量を抽出し、これらの差し引きから作物毎の単位面積あたり余剰窒素量を算出し、これに流域毎の各作物の栽培面積を乗じて、流域の単位面積あたりの余剰窒素量を算出しました。
5. 流域の単位面積あたりの余剰窒素量と河川および浅層地下水窒素濃度には、関係性がみられました（図 3）。これらより、栽培作物や施用窒素量の変化に応じた河川や浅層地下水の窒素濃度の変化を大まかに予想することが可能となり、流域の水質保全に配慮した耕地管理法の改善策等への活用が期待されます。
6. この方法は、他の都道府県、とくに流域の土地利用の経年変化が小さく、地質、土壌、肥培管理が流域によって大きく異ならない地域に適用可能です。

本研究の一部は農林水産省実用技術開発研究（課題番号1947）による成果です。

• 研究内容: http://www.niaes.affrc.go.jp/sinfo/result/result32/result32_60.pdf
• カテゴリ: 肥料 水田 肥培管理