農耕地からの窒素等の流出を低減する - 農業環境収支適正化確立事業の成果から - 平成 14 年 3 月 財団法人日本農業研究所

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1 農耕地からの窒素等の流出を低減する - 農業環境収支適正化確立事業の成果から - 平成 1 年 3 月 財団法人日本農業研究所

2 はじめに 今日 我が国の農業においては農業の自然循環機能の維持増進により環境と調和のとれた農業生産の確立を図ることが強く求められています 日本農業研究所は 農林水産省の推進する環境保全型農業の確立のための諸施策の一環として 平成 9 年度から13 年度までの5か年間にわたり農林水産省からの補助を受けて農業環境収支適正化確立事業を実施しました この事業では 主として施肥技術や水管理技術あるいは作付け体系の改善によって 農耕地から窒素等養分の流出量がどの程度低減されるかを農家や試験研究機関のほ場において実際に測定し 当該技術の導入による環境負荷軽減効果のほか 持続性の観点から この技術が土壌や収量 品質へ及ぼす影響等についての評価も行いました この事業は 日本農業研究所実験農場のほか 岩手 山形 茨城 長野 富山 滋賀 京都 徳島 福岡 熊本及び鹿児島の各府県へ委託し 自然条件や作物 作型の違いによって1 地区を設定して実施しました この冊子は 生産 流通 消費などの分野で環境保全型農業に関わりをもつ方々のご参考とするため この事業の成果から主要なものを抜粋し その内容を簡潔に紹介したものです この冊子で用いる用語の定義は次のとおりです (1) 流入量 とはかんがい及び降雨により流入する量をいいます () 流出量 とは地表から流出する量及び土層を降下浸透する量をいいます (3) 溶脱量 とは土層を降下浸透する養分量をいいます

3 目次 畑地 露地野菜家畜ふん堆肥ブレンド施用による化学肥料の適正な代替熊本県農業研究センター 畑地 露地野菜家畜ふん堆肥による地力維持と被覆肥料の条施用日本農業研究所 砂丘地 野菜トンネル栽培メロンのマルチ内施用と後作だいこんの畝上施肥山形県立砂丘農業試験場 水田 / 畑地 野菜トンネル栽培にんじんのトンネル栽培とクリーニングクロップの導入徳島県農林水産総合技術センター 水田 稲作家畜ふん堆肥の秋施用岩手県農業研究所 水田 稲作被覆肥料の側条施用富山県農業技術センター 水田 稲作被覆肥料の側条施肥と適正な水管理滋賀県農業試験場 水田 なす- 水稲輪作露地なすへの被覆肥料の利用と水稲との輪作京都府農業総合研究所 れんこん田被覆肥料の利用と水管理の自動化茨城県農業総合センター なし園家畜ふん堆肥と化学肥料の適正施用長野県南信農業試験場 りんご園豚ぷん堆肥の適正施用長野県果樹試験場 茶園土壌診断にもとづく被覆肥料の利用福岡県農業総合試験場 茶園 家畜ふん堆肥と被覆尿素の適正な組合せ鹿児島県茶業試験場 農薬散布が天敵 ( クモ ) 及び害虫の密度へ及ぼす影響 福岡県病害虫防除所 8 日本農業研究所 9

4 畑地 露地野菜 家畜ふん堆肥ブレンド施用による化学肥料の適正な代替 ( 熊本県農業研究センター ) 技術の内容 レタス スイートコーン だいこんの作付け体系において 家畜ふんの肥効率を考慮し a 当たり豚ぷん堆肥.5tと牛ふん堆肥 tを混合して施用すると 化学肥料のみを施用した場合と同等の収量 品質が得られます 家畜ふん堆肥由来窒素の投入量 ( レタス スイートコーン だいこん体系における ( -スイ-トコ-ン- 11 作当り )) 5 窒 3 素 投堆入 15 肥 1 量ブ レン 5 ド (kg/a) 家畜ふん堆肥由来窒素の投入量 化学肥牛ふんt 豚ぷん1t 牛ふんt 料単用豚ぷん.5t 化学肥料単用区との収量比較 ( 化学肥料単用区を とする ) 15 5 豚.5t+ 牛 t 区 豚 1t 区 牛 t 区 化学肥料 + 牛 t 区 ( 堆肥ブレンド ) H11 秋レタス H1 春スイートコーン H1 秋タ イコン H13 春レタス レタス葉搾汁中の硝酸濃度 ( mg /L) 結球中 NO3 外葉中 NO3 牛ふん堆肥 t 施用では化学肥料に比べだいこんやスイートコーンは大幅に減収しますが これに豚ぷん堆肥を.5t/aブレンド施用すると増収します 葉菜類や根菜類でも増収効果があります 5 牛 t 牛 t 豚 1t 豚 t 化学肥料のみ 豚.5t+ 牛 t レタス葉の硝酸性窒素濃度は 堆肥をブレンド施用すれば 1 種類の堆肥を施用するよりもさらに低下します

5 環境負荷軽減効果 ほ場からの窒素溶脱量は 化学肥料を施用した場合より7% 減少し6kg/a になります 年間推計窒素溶脱量 kg/a 牛ふん t 豚ぷん.5t 牛ふん t 牛ふん t 化学肥料単用 化学肥料 牛ふん t 跡地土壌の交換性カリウム量 ( mg /g 乾土 ) 化学肥料のみ牛ふん t 化学肥料 + 牛ふん t 牛ふん t 豚ふん.5t+ 牛ふん t.1 1. 肥効の異なる堆肥の組み合わせは 牛ふん堆肥の単独施用によって起こりやすい土壌中でのカリウムの集積を回避するのに有効です 留意点 1 作物の種類や栽培時期によって 施用する家畜ふん堆肥の種類と量を変える必要があります 家畜ふん堆肥を長期に連用する場合は 土壌診断を行い地力窒素発現量やはカリウムの蓄積などに注意して施用量を加減する必要があります 3

6 畑地 露地野菜 家畜ふん堆肥による地力維持と被覆肥料の条施用 技術の内容 ( 日本農業研究所 ) はくさい だいこん等の露地野菜にイネ科作物を組み入れた輪作を基本とし 牛ふん堆肥の適正施用による地力維持と被覆肥料等化学肥料の条施用によって窒素の肥効率を向上させることにより 収量をおおむね慣行の水準を維持しながら窒素投入量を3~% 削減できます 輪作 ばれいしょも条施肥とする 牛ふん堆肥は全面全層施用する (1~ トン /1 作 ア - ル ) 条施用する 緩効性肥料又は化成肥料を イネ科作物を組み入れる ( 刈取り又は鋤き入み ) 本技術の窒素施用量 窒素施用量 (kg/a) (5% 減 ) 1 (% 減 ) 5 16 (36% 減 ) ばれいしょはくさいだいこんイタリアン 8 窒素 ( kg/a ) 窒素収支は著しく改善される ( 輪作体系の年間平均 ) ( 投入量 % 減 ) 投入量搬出量収支 (= 投入量 - 搬出量 ) 収量は従前の水準を維持 収量 ( 千 kg/a) 8 6 はくさいだいこんばれいしょイタリアン

7 環境負荷軽減効果 の降下浸透水の硝酸性窒素濃度は年平均でより約 % 低下してmg/L 以下となり 窒素溶脱量もより1% 程度低減します 硝酸性窒素濃度は 1% 低下 ( 年間平均 ) 窒素溶脱量は 1% 減少 ( 年間平均 ) 硝酸性窒素濃度 (mg/l) よりも 1% 低下 窒素溶脱量 (g/ m ) よりも 1% 減少 試験開始時 試験 3 年目 試験開始時 試験 3 年目 埋設型ライシメーターにより地表下 1m で採水 投入した窒素のゆくえ ( 年 作の輪作における年間平均 ) 脱窒 7kg 投入 7kg 搬出 搬出 投入 脱窒 5kg 8kg 8kg 9kg 未回収 19kg 1kg 以上 可給態窒素 11kg 以上 未回収 1kg 留意点 作土中全窒素溶脱溶脱 7kg 8kg 56kg (1) 従前の収量水準を維持しつつ窒素投入量を大幅に削減するためには あらかじめ土壌の窒素肥沃度を把握し その程度に応じて削減することが重要です () 牛ふん堆肥は1 作 a 当りt 程度までは連続的に施用しても 化学肥料との合計量を削減すれば環境へ負荷を及ぼすおそれはありません 5

8 砂丘地 野菜トンネル栽培 メロンのマルチ内施肥と後作だいこんの畝上施肥 技術の内容 ( 山形県立砂丘地農業試験場 ) (1) メロンのトンネル栽培において 肥料を降雨の影響を受けないマルチ内へ施用し施肥窒素の流亡を防ぐことによって肥効率を高め 収量と品質を維持しながら施肥量を3% 削減できます () メロン後作のだいこん栽培では 窒素吸収特性に適合した緩効性肥料を全面全層施用することにより 収量 品質を維持しながら施肥量を5% 程度削減できます (3) メロンの後作にえん麦などのクリ-ニングクロップを栽培すれば連作障害を回避し メロンの残肥を有効利用し肥料の流亡を防止するのに役立ちます メロン 肥料をマルチ内に施用する 通路には施用しない ダイコン 発芽揃い期に株間に施肥 施肥方法と収量 (kg/a) メロン だいこん 窒素 施肥 肥料の 窒素 施肥 肥料の 収量 施肥量 方法 種類 収量 施肥量 方法 種類 1 全面全層 ロンク 入り,5 15 全面全層 CDU 入り 5,99 8 マルチ内 有機入り,76 11 うね上 速効性 5,6 1 全面全層 + 追肥速効性肥料 + 液肥,59 1 全面全層 + 追肥 速効性 5,7 6

9 環境負荷軽減効果 窒素溶脱量は メロン-だいこんの体系ではよりも17~35% 程度少なく メロン-えん麦ではさらに少なくなります 留意点 (1) 適正な施肥を行っても かん水量が多すぎると 肥料が流亡しやすいので 1 回のかん水量は少量で かん水回数を多くすることを原則とします () 作物の残さは野積みせず 降雨のあたらない場所で堆肥化し 樹園地などで有機質資源としてリサイクル利用します 7

10 水田 / 畑地 野菜トンネル栽培 にんじんのトンネル栽培とクリ - ニングクロップの導入 ( 徳島県農林水産総合技術センター ) 技術の内容 (1) にんじんのトンネル栽培において a 当たり窒素施用量を16kg 程度 ( 慣行の3~% 減 ) に低減しても窒素の肥効率が向上するため にんじんの収量及び品質は維持できます () また 栽培跡地には硝酸性窒素が集積しますので ビニ-ルトンネル撤去後 速やかにソルガム等のクリーニングクロップを無肥料で栽培して鋤き込み 残存窒素が溶脱するのを防止します にんじんのトンネル栽培 ニンジンの減肥栽培 ( 窒素 a あたり 16kg) 収量指数 収量指数 5 収量 品質維持 作付け体系 収穫直後のソルガム栽培 減肥 慣行 窒素収支 窒素収支 ( kg/a ) 15 5 ( kg /a) 窒素収支低下 減肥 慣行 ソルガムの窒素吸収による残存窒素の低下 含土量壌中 の硝酸 5 性窒素 ( mg /g) 土壌中の硝酸態窒素含量 (mg/g) 収穫 ニンジン 6 8 週ソルガムの栽培期間 ソルガム N 吸収量 -cm( 作土 ) ソ ルガムの 吸窒収素量 ( kg /a) ソルガムの窒素吸収量 (kg/a) 8

11 環境負荷軽減効果 窒素溶脱量低減効果の最も大きい にんじん-ソルガム体系では 窒素溶脱量は施肥量の削減を開始してから1 年目で3% 年目で6% 3 年目には7% 程度低減します (g/ m ) 1 ( mg /L) 6 窒素溶脱量 硝酸性窒素濃度 1999 年 年 1 年 窒素溶脱窒素濃度 溶脱量窒素濃度 地下浸透流出水中の硝酸性窒素の年間平均濃度および浸透流出量 注 ) 実証ほ : 減肥栽培区 ( 窒素施肥量 16kg/a), 対照ほ : 慣行栽培区 ( 窒素施肥量 kg/a) 留意点 (1) 化学肥料の他に家畜ふん堆肥などの有機資資材を施用する場合は 有機質資材に含まれる窒素も勘案して窒素施用量が過剰とならないよう注意します () にんじん作跡地土壌には窒素残存量が多いため 後作に野菜を栽培する場合は野菜へ過剰施肥にならないよう注意します (3) にんじん後作にソルガム等クリ-ニングクロップを栽培する場合は出穂期まで充分生育させることが窒素溶脱を防止するために重要です 9

12 水田 稲作 家畜ふん堆肥の秋施用 技術の内容 ( 岩手県農業研究センター ) 稲わら施用水田に家畜ふん堆肥をa 当たり窒素で5kg 施用することにより 稲わらの腐熟が促進され 施用する窒素量は成分含量が多少変動しても環境負荷や水稲生育への影響は少ないため安心して利用できます 秋施用した窒素は水稲に約 5% 利用され 約 6% は地力窒素として蓄積されます 窒素

13 環境負荷軽減効果 地温が低くかつ湿潤な水田土壌では家畜ふんを施用しても 地表水及び降下浸透水への窒素の負荷はほとんどありません このような土壌は むしろ 流入する水を浄化します 有機物の施用によって水稲の窒素吸収量や収量は増加します ( mg /L) 全窒素濃度 6 慣行区暗きょ水秋鶏ふん区暗きょ水潅がい河川水 調査年次 留意点 ( kg /a) 精玄米収量 鶏ふん秋施用の有無と暗きょ水中の全窒素濃度との関係注 ) 慣行区 : 基肥.7kg/a いなわら秋鋤き込み秋鶏ふん区秋鶏ふん区 : 基肥窒素 : 基肥窒素.7kg/a.7kg/a いなわら いなわら + 鶏ふん秋施用 + 鶏ふん秋施用 (N-.3kg/a) (N-.3kg/a) ( kg /a) 1. 窒素 1. 吸収 1. 量 鶏ふん及び豚ふんによる秋施用窒素量 (kg/a) わらなし わらあり秋のいなわら及び家畜ふん施用の有無が水稲生育に及ぼす影響 品種品種 : かけはし : 土壌条件土壌条件 :: 表層腐植質黒ボク土処理内容 : 処理内容平成 9 : 年均一栽培 平成平成 9 年均一栽培 平成 ~11 年秋にいなわら及び家畜ふんたい肥 ~11 年秋にいなわら及び家畜ふんたい ( 発酵豚ぷ肥 ( 発酵豚ぷん及び発酵鶏ふん ) を施用し 基肥は均一施肥 ) を施用し 基肥は均一施肥 ( 無追肥 ) により栽培した ( 無追肥 ) により栽培した (1) 家畜ふんはC/N 比が稲わらよりも低いものを使用します () 本技術は地温が低く湿潤で かつ稲わらを施用した水田に適用できます 稲わらを施用しない場合は稲の生育が不安定になるおそれがあります 11

14 水田 稲作 被覆肥料の側条施肥 技術の内容 ( 富山県農業技術センター ) 被覆肥料を併用した側条施肥体系にすることにより収量をおおむね慣行の 55kg/a 水準を維持しつつ a 当り窒素施肥量を速効性肥料の全層施肥体系よりも約 1.6kg 約 % 削減できます 速効性肥料全層施肥 側条施肥の導入 NO 3 - NO 3 - NO 3 - 速効性肥料側条施肥 1.9kgN/a 窒素収支向上 N 尿素 N 被覆肥料併用側条施肥 被覆肥料の利用 NO 3 - NO 3 -.8kgN/a 窒素収支向上 NO 3 - kg /a 精玄米重 側条施肥 + 被覆肥料.7kgN/a 窒素収支向上 35 3 速効性全層速効性側条被覆肥料側条 収量の比較 1

15 環境負荷軽減効果 環境負荷軽減効果は施肥やかんがいにより供給される窒素量から作物による吸収量を差し引いた余剰窒素量 ( 収支 ) で示すことができ 収支が小さいほど環境負荷軽減効果は高いといえます 本技術の導入により窒素の収支はa 当り約.7kg 減少し そのうち側条施肥による効果は約 7% 被覆肥料による効果は約 3% 程度となります また 畦畔に波板を設置することも窒素流出の防止に役立ちます 全.6 速.8 被.6 灌漑水 全 8.1 速 7. 被 6.5 全.8 速.5 被.7 施肥降雨搬出 ( 収穫 ) 施肥 + 流入全 9. 速 8.3 被 7.7 全 5. 速 5.7 被 5.9 凡例単位はkg N/a 全 速効性肥料全層施肥速 速効性肥料側条施肥被 被覆肥料側条施肥 ( 全層基肥 ) 全.6 速.1 被. 窒素収支 =( 施肥 + 流入 )- 搬出速効側条.6kgN/a 速効全層.5 kg N/a 被覆側条 1.8 kg N/a 全.9 速 3. 被 kgN/a (7 割 ).8kgN/a (3.7kg/a の窒素収支向上 技術の導入による窒素収支の向上 降下浸透 表面流去 流出全 1.5 速 3. 被 1.6 側条施肥の導入効果 被覆肥料の利用効果 降下浸透水量. L/m /day 畦畔等浸透水量 8.8 L/m /day 降下浸透水量 9.7 L/m /day 畦畔等浸透に対する波板設置の効果 畦畔等浸透水量 7.9 L/m /day 留意点 1 被覆肥料の全量基肥施用は追肥による調整ができないため 過剰に施用すると倒伏等の問題が生じます このため施肥量は ほ場の土壌条件や作付け履歴などを考慮して決める必要があります 施肥効率や除草剤の効果をあげるためには畦畔の管理を適切に行い 畦畔からの漏水を少なくすることが重要です 13

16 水田 稲作 被覆肥料の側条施肥と適正な水管理 技術の内容 ( 滋賀県農業試験場 ) 水田ハロ-を用いた浅水代かきにより 代かき 田植え時期の濁水の流出を低減できます また 被覆配合肥料の側条施肥 ( 土中施肥 ) は速効性肥料の全層施肥と比べて同等の収量が得られるとともに 施肥量を節減でき 従って肥料成分の流出を低減できます 特に追肥の省略は 施肥の省力化のみならず 梅雨時の肥料成分の流出を大幅に低減できます 適正な施肥 適正な水管理 側条施肥田植え 被覆肥料 溶出調節剤 尿素 吸水潮解 溶出 樹脂膜 施肥量の節減 ( 速効性窒素施肥量の 割減 ) 追肥の省略 水田ハロ - による浅水代かき 節水管理 ( 用水量の節減 ) 強制落水の防止 総合的な流出負荷軽減 1

17 環境負荷軽減効果 適正な水管理で水田から流出する窒素の負荷量を地表排水で9% 降下浸透水で1% 低減できます 流入負荷量 mm 6 降 5 水量 3 用水降水 3 5 流 入負 3 荷量 ( kg /ha) ( kg /ha) 6 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 1 1 流流出 出 負負荷 3 荷 3 量量 ( kg /ha) 5 6 浸透水地表排水 における T-N 流入 流出量 ( kg /ha) 5 6 mm 6 用水降水 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 浸透水地表排水 における T-N 流入 流出量 降水量 降水 降水 施肥 籾 施肥 籾 用水 地表排水 用水 地表排水 (9% 減 ) 浸透水浸透水 (1% 減 ) 水稲作付期の単筆田における窒素収支 (kg/ha) (H~13 年 年平均 ) 留意点 水田からの濁水 肥料成分の流出負荷は用水量に大きく影響されることから 適正な施肥や水管理による濁水 肥料成分の流出負荷低減効果をより高めるためには 日常の節水管理が基本技術として必要です 15

18 水田 なす - 水稲輪作 露地なすへの被覆肥料の利用と水稲との輪作 技術の内容 ( 京都府農業総合研究所 ) (1) 露地なす栽培において肥効調節型肥料を全量基肥で畝に全層施用することにより 収量を慣行の水準に維持しながら a 当り窒素施用量を慣行のkg より3% 削減して7kgとすることができます 追肥の労力も大幅に節減できます () また 翌年 なす跡地に水稲を無肥料で栽培することにより なす作の残存窒素が水稲に有効に利用され窒素負荷はほとんど無くなります ( 園芸新知識 1999 年 1 月号より抜粋 ) 窒素施用量 kg/a 8 6 施肥量を 3% 削減 速効性肥料を基肥及び追肥 3% 減 肥効調節型肥料を基肥 1 回施用 t/a 上果収量 なすの上果収量 16

19 環境負荷軽減効果 降下浸透水の硝酸性窒素濃度は のいずれも5mg/L 以下となります また なす栽培跡地土壌の硝酸性窒素濃度はが高いのに比べ ではより低くなります mg/l 3 収穫後 1 5/8 6/8 7/8 8/8 9/8 /8 11/8 1/8 地下 7cm の硝酸性窒素濃度 ( 平成 11 年 ) 夏期にの濃度がより高く推移した原因は明らかではないが 8 月以降は とも濃度は1mg /L 以下となっている mg/l 8 6 収穫後 5/8 6/8 7/8 8/8 9/8 /8 11/8 1/8 地下 3cm の硝酸性窒素濃度 ( 平成 11 年 ) 留意点 肥効調節型肥料の全量基肥施用は省力的で合理的な施肥法ですが 夏期に高温度が続き なすの生育が旺盛な場合は秋口以降に肥料が不足する可能性がありますので 夏期に溶出日数の短い被覆複合肥料を追肥する必要があります 17

20 れんこん田 被覆肥料の利用と水管理の自動化 技術の内容 ( 茨城県農業総合センター ) れんこんの窒素吸収特性に適合した被覆肥料 ( シグモイド型 日タイプ ) を全量基肥として施用することにより施肥窒素の吸収効率を高め 収量を維持しながら施肥量を3% 削減できます また 水口へ自動水管理器を設置すると かんがい水量を節減できます 手かん水 肥料 緩効性肥料窒素 kg /a 基肥 + 追肥 回 排水 かんがい水 1788 kg /a 収量 ( 平成 11,1 年平均 ) 自動かん水 肥料 緩効性肥料窒素 17 kg /a 全量基肥 より 3% 削減 排水 自動水管理器 1799 kg /a かんがい水 留意点 収量 ( 平成 11,1 年平均 ) (1) 被覆肥料は地温により溶出パタ-ンが変化するため 冷夏の年には深水管理とするなど 異常気象の場合はその対策を講ずる必要があります () この技術は細粒質強グライ土における中晩生品種を対象としており 他の土壌や早生品種では土壌条件や品種に応じて検討が必要です (3) 自動かん水装置はかんがい用水や水管理労力を大幅に節減できるという長所がありますが その整備には初期投資が大きいという短所もあります 18

21 環境負荷軽減効果 窒素の施用量を削減することによって窒素溶脱量は5% 低減し かんがい水を節減することによって地表水からの窒素流出量も5% 以上減少します 降雨 137 mm.99 mg /L 1.3 kg /a 蒸発散 76 mm 水量mm窒素濃度mg /L 窒素量kg /a 施肥 石灰窒素 3.6 kg /a 種れんこん.8 kg /a 潅漑水 水堀用水 181 mm.3 mg /L.1 kg /a 施肥 17. kg /a 種れんこん.8 kg /a 施肥前土壌の無機態窒素 6.3 kg /a 潅漑水 水堀用水 15 mm. mg /L. kg /a 地下浸透水 17 mm 8.79 mg /L.8 kg /a れんこん 5.3 kg /a 地表流出水 119 mm 5. mg /L 6.5 kg /a 収支 1:31.6 kg /a 収支 :37.9 kg /a における年間水 窒素収支 ( 平成 ~1 年の平均 ) 注 ) 収支 1= 資材投入量 + 潅漑水 降水流入量 - 搬出量 収支 = 資材投入量 + 潅漑水 降水流入量 + 土壌残存無機態窒素 - 搬出量 対照は場の窒素施肥量は kg /a が基本であるが 平成 年には腐敗病防除のため 窒素成分で kg /a の石灰窒素が加えられた 施肥前土壌の無機態窒素 7.8 kg /a 降雨 137 mm.99 mg /L 1.3 kg /a 蒸発散 76 mm 地下浸透水 888 mm 5.19 mg /L.6 kg /a 水量mm窒素濃度mg /L 窒素量kg /a れんこん 5.1 kg /a 地表流出水 77 mm.87 mg /L 3. kg /a 収支 1:16. kg /a 収支 :. kg /a における年間水 窒素収支 ( 平成 ~1 年の平均 ) 注 ) 収支 1= 資材投入量 + 潅漑水 降水流入量 - 搬出量 収支 = 資材投入量 + 潅漑水 降水流入量 + 土壌残存無機態窒素 - 搬出量 からの窒素流出量 17.3kg 5 % 減少 からの窒素流出量 8.kg 19

22 なし園 家畜ふん堆肥と化学肥料の適正施用 技術の内容 ( 長野県南信農業試験場 ) なし園への連用を前提とした牛ふん堆肥の年間施用量は 全窒素でa 当り kg 程度を上限とし これと化学肥料とを合せて3kg程度とします 牛ふん堆肥の窒素 kgを現物に換算すると全窒素含有率が1% のとき1t 程度となります 堆肥 持ち出し 7 ( 剪定枝 果実 ) 堆肥 9 持ち出し6 ( 剪定枝 果実 ) 肥料 19 肥料 19 樹体 草生吸収 樹体 草生吸収 土壌窒素増加 圃場残存 56 無機化窒素増加 圃場残存 土壌窒素やや増無機化窒素やや増 [ 地方維持増進 ] 溶脱? 牛ふん堆肥 5t 施用した場合 牛ふん堆肥 1t 施用した場合 数字は a 当たりの窒素成分量kg 連用 年間での現地 ほ場の平均値 ナシ園に牛ふん堆肥を施用したときの窒素の動態 収量 ( t/a) 5 3 収量はほとんど同じですが 糖度は 1t 区の方がやや高い傾向がありますなしの収量なしの糖度 1 1 年目 年目 3 年目 年目 試験開始後年数 1t 区 5t 区 13 糖 1.5 度 1 (Brix % 11.5 ) 11 1 年目 年目 3 年目 年目 試験開始後年数 1t 区 5t 区

23 環境負荷軽減効果 の降下浸透水の年平均硝酸性窒素濃度はより5% 程度低下し mg /L 以下となります 硝酸性窒素濃度 N mg /L 1t 区 6kgN 3t 区 19kgN 5t 区 3kgN /a 年投入量 平 平 11 平 1 平 13 年度年度連用堆肥の全窒素量の違いと土壌溶液中硝酸性窒素濃度 ( 深さ 1m) kgn/a 年間窒素無機化量 6 1t 区 3t 区 5t 区 牛ふん堆肥を 3 年連用した土壌からの窒素無機化推定量牛ふんオガクズ堆肥を褐色森林土の幸水園に連用, 施肥量は農家慣行量試験ほ場は上図と同じ 留意点 堆肥の施用は土づくりのために必要ですが 環境に負荷をかけないためには 化学肥料の窒素と堆肥の窒素との合計量からみて堆肥の投入量を制限する必要があります 化学肥料窒素をa 当りkgとすれば 堆肥窒素のkgを加え年間合計窒素量を3kg 以内に止めます 1

24 りんご園 豚ぷん堆肥の適正施用 技術の内容 ( 長野県果樹試験場 ) りんご園への豚ぷんもみがら堆肥の年間施用量は 連用を前提とした場合 全窒素でa 当りkg 程度 化学肥料と合わせた窒素量は17kg 程度が適当です 豚ぷんもみがら堆肥のkgを現物に換算すると全窒素含有量が1% のときt 程度となります 豚ぷん 5t 果実 剪定枝 堆肥 68 化学肥料 過剰施 a 15cm 当り 66 土壌蓄積 5 樹の生育 用 1 溶脱 脱窒環境負荷原因に! 豚ぷん t 果実 剪定枝 堆肥 13 化学肥料 17 3 適正施用 a 15cm 当り 1 土壌蓄積 1 樹の生育 ( 単位 N kg /a 年 ) 溶脱のおそれはない!

25 環境負荷軽減効果 の降下浸透水の年平均硝酸性窒素濃度はより67% も低下します mg /L 硝酸性窒素濃度 5 3 実証ほ 対照ほ 地下 1m の土壌溶液中の硝酸性窒素濃度の年平均値 (1 年 ) 果実の収量や糖度はほとんど変わりません 果実収量 (t/a) 8 6 年目 3 年目 年目 試験開始後年数 収量 果実の糖度 (Brix%) 糖度 15 年目 3 年目 年目 試験開始後年数 留意点 (1) 豚ぷんもみがら堆肥の施用量を全窒素で年間 a 当りkg 程度に低減しても樹勢が弱ることはなく 生育 収量 果実品質にも差は出てきません () 家畜ふん堆肥を過剰に施用すると 窒素蓄積のほか 例えば塩基バランスがくずれる 重金属が集積するなどのおそれもあります 3

26 茶園 土壌診断にもとづく被覆肥料の利用 技術の内容 ( 福岡県農業総合試験場 ) (1) 茶園土壌中の無機態窒素濃度をECセンサ-で連続的に測定し 茶樹の生育段階に応じた施肥を行うことにより 年間の窒素施用量を段階的に削減し 茶の収量や品質を維持しながらa 当り5kg 程度にまで低減できます () 降雨による肥料成分の流亡が少ない窒素被覆肥料を主体とした施肥体系により 作物による窒素利用率が向上し窒素の溶脱は減少します 慣行技術スケジュール施肥一定の時期に 決められた肥料 量を施用 栽培暦 春肥 : 芽出し : 夏肥 : 秋肥 : 問題点天候により肥効発現が一定しない 大雨による窒素溶脱 収量 品質の変動 施肥量を増やす 濃度障害環境負荷量の増大 新技術 EC センサー 被覆尿素を利用した施肥管理 茶樹の生理や土壌窒素量に応じた施肥が可能 肥料のムダが省ける 茶の収穫 品質の高位平準化 環境負荷量の大幅軽減 太陽電池 3 電話回線 DoPa 電話回線 DoPa 等 気温計 1 圃場の状態を EC pf 等の各種センサーで計測 計測データを一時的に蓄積 3 蓄積データをパソコンに送信 土壌養分状態に応じた施肥管理 データ収集ユニット 1 雨量計 ECセンサ 本 pfセンサ 本地温計 被覆尿素肥料新技術 (ECセンサーシステム 被覆尿素) の概要

27 環境負荷軽減効果 本技術の導入により 年次が経過するに従っての窒素溶脱量は減少し 年目でより約 5% 低減します ( kg /a) 無機態窒素溶脱量 年 11 年 1 年 13 年 新技術 慣行技術 無機態窒素溶脱量の推移 生 1. 葉 1. 収量 1 (kg/a).8.6 の生葉収量 荒茶品質はとほとんど変わりません 収量 (1 番茶計 ) 1 年目 年目 3 年目 年目試験開始後年数 市 5 場.5 価格 千 3.5 円 3 ( /kg) 荒茶の品質.5 1 年目 年目 3 年目 年目 試験開始後年数 留意点 (1)ECセンサ-は個別経営で購入するには高額であるため 地域あるいは組織で立地条件 土壌条件等からみて代表的な茶園に共同で設置することによりコストが低減されます () 被覆肥料の種類は 養分溶出特性が茶樹の養分吸収特性に適合したものを選ぶことが重要です 5

28 茶園 家畜ふん堆肥と被覆尿素の適正な組合せ 技術の内容 ( 鹿児島県茶業試験場 ) 秋肥窒素の一部を家畜ふん堆肥で代替し 春肥 夏肥 秋肥の年 3 回に被覆尿素配合を利用し これに芽出し肥 ( 速効性の化成肥料 ) を組み合わせることにより 収量 品質を維持しながら年間窒素投入量を5kg/aまで低減できます 年間窒素施用量 5 kg /a 施肥例 (8 月上旬 ) (9 月上旬 ) ( 月上旬 ) (3 月下旬 ) ( 一番茶直後 ) 秋肥 1 回目 秋肥 回目 春肥 芽出し肥 夏肥 被覆尿素配合 Ⅰ 牛ふん堆肥 被覆尿素配合 Ⅰ 速効性肥料 被覆尿素配合 Ⅱ 5kg/a 5kg/a kg/a 8kg/a 1kg/a 被覆尿素配合 Ⅰ: 含まれる窒素の 5% が被覆尿素窒素 (7 日タイプ ) になるよう, 被覆尿素に骨粉, 油粕, 魚かす, 化成肥料等を配合したもので, 窒素保証成分 11% の配合肥料 被覆尿素配合 Ⅱ: 含まれる窒素の 5% が被覆尿素窒素 (7 日タイプ ) になるよう, 被覆尿素配合 Ⅰと同じ材料に硫安を添加したもので, 窒素保証成分 15% の配合肥料 資材名下段は窒素施肥量で, 年間窒素施肥量は5kg/a ( kg /a) 留意点 合計生葉収量 窒素低減区多肥栽培区 ' 年間生葉収量 '1 窒素低減区の年間窒素量は 年で 55 kg /a 1 年で 5 kg /a 多肥栽培区の年間窒素量は 年で 8 kg /a 1 年で 73 kg /a (1) 本技術は年間降水量,5mm 程度の温暖多雨な黒ボク土茶園に適用できます () 家畜ふん堆肥は8 月 ~9 月上旬に施用し 土壌と充分混和する必要があります (3) 家畜ふん堆肥の肥効率を考慮すると 総窒素投入量は増え窒素溶脱量が増えるおそれがあるため 肥効率は考慮せずに施用します () 前年に対する削減率が大きいと収量 品質が低下するので 対前年削減率は 15% 以内とします 6

29 環境負荷軽減効果 溶脱する窒素の年間平均濃度は多肥栽培の場合より 5% 以上も低下し 8~9mg/L になります 環境負荷低減効果 1. 年間施肥窒素量 5kg/a の場合 降水量,5mm 蒸発散量 7mm 施肥窒素量 5kg/a N,NO 揮散少ほ場からの ( 茶葉 ) 窒素搬出量みかけのほ場残残量 8~kg/a 5kg/a kg /a 土壌浸透水量 18mm 溶脱窒素量 17~15kg/a ( 溶脱濃度 9.~8.3mgL -1 ) 環境基準値はクリア!!. 年間施肥窒素量 9kg/a( 多肥栽培 ) の場合 降水量,5mm 蒸発散量 7mm 施肥窒素量 9kg/a N,NO N,N揮散多 O? みかけのほ場残残量 31kg/a ほ場からの ( 茶葉 ) 窒素搬出量 5kg/a kg /a 土壌浸透水量 18mm 溶脱窒素量 36kg/a ( 溶脱濃度 mgl -1 ) 環境基準値を大幅に超過!! 7

30 ( ) 農薬散布が天敵 ( クモ ) 及び害虫の密度へ及ぼす影響 自然生態系の中で クモは害虫の天敵として害虫密度の抑制に重要な役割を果たしています このため 害虫の防除に際しては殺虫剤の使用回数をできる限り少なくするか クモ等天敵に悪影響を及ぼさない殺虫剤を使用するなどにより害虫の生息密度を経済的に被害が生じない範囲内に維持することができます 茶園農薬の散布回数を減らした時の茶園におけるクモ密度と害虫防除効果 ( 福岡県病害虫防除所 ) 茶園では農薬の散布回数を減らすことにより クモ等の天敵密度が高まり 害虫の密度を経済的に被害が生じない範囲内に維持することができます たたき落とし頭数 ( 頭 / 1 か所 ) は殺虫剤散布 たたき落とし頭数 ( 頭数 1 か所 ) / は殺虫剤散布 月 - 半旬 殺虫剤の散布とクモ類密度の推移 3 か年平均 月 - 半旬 農薬散布とクモ類密度の推移 3 か年平均 6 6 たたき落とし頭数 ( 頭 / 1 か所 一番茶 二番茶 5 たたき 落とし頭 3 数頭 1 か所 ) 1 / 一番茶 二番茶 月 - 半旬 チャノミドリヒメヨコバイの発生消長 3 か年平均 月 - 半旬 チャノホソガの発生消長 3 か年平均 5 3 H1 H1 H13 H13 カンザワハダニチャノキイロアサ ミウマチャノホソガ 減農薬が一番茶の品質 ( 害虫 ) に及ぼす影響 8

31 露地野菜畑天敵への影響の少ない農薬を使用したときのクモ密度の変化 ( 日本農業研究所 ) 秋冬はくさいの害虫防除に 天敵への影響の少ない殺虫剤を使用した方が 通常の殺虫剤を使用するよりもクモの生息密度が高く保たれ はくさい収量への影響も経済的に被害が生じない範囲内にとどめることができます 選択性農薬の使用が天敵密度に及ぼす影響 クモ捕獲個体数 クモ捕獲個体数 /7 / /8 月 / 日 /13 選択性農薬を散布した時期 非選択性農薬を散布した時期場所 : 日本農業研究所はくさいほ場 時期 : 平成 1 年 9 月 7~1 月 13 日 クモ捕獲個体数 :1トラップ当たり (kg/a) 8 83 はくさい収量