水田の間断灌漑水管理・慣行施肥管理は水稲栽培期間中のメタンと亜酸化窒素の発生を共に抑制する


[要 約]
 わが国の水田における間断灌漑水管理・慣行施肥管理は,これまでに知られていたメタン発生抑制効果があることに加え,トレードオフとしての亜酸化窒素発生も少ない技術である。
[担当研究単位] 農業環境技術研究所 地球環境部 温室効果ガスチーム
[分 類] 学術

[背景・ねらい]
 湛水状態の水田からは温室効果ガスであるメタン(CH4)が発生しているが,これまでの研究により,水稲生育後期のCH4の発生量は中干しおよびそれに引き続く間断灌漑によって大幅に削減されることが示されている。一方,中干しおよび間断灌漑による田面水の排水に伴って,別の重要な温室効果ガスである亜酸化窒素(N2O)の発生が促進される可能性が指摘されていた。本研究では,CH4およびN2Oを同時に自動連続測定することにより,わが国の水田で慣行となっている水管理および施肥管理が温室効果ガスの総発生量に及ぼす影響を評価する。
[成果の内容・特徴]
  1. CH4発生は水稲生育前期の常時湛水期間に顕著に増加したが,その後,中干し・間断灌漑に伴って大幅に減少した(図1)。これは,これまでの研究結果と同様であり,わが国の水田における慣行水管理がCH4発生の抑制に有効であることを確認した。
  2. 一方,水稲栽培期間における有意なN2O発生は,代かき直後,間断灌漑中の追肥直後,および最終落水後(水稲収穫直前)に一時的に観測されただけであった。施肥後の水田土壌には高い濃度でアンモニア態窒素(NH4-N)が存在していたにもかかわらず,顕著なN2O発生はなかった。
  3. 本研究で得られた水稲栽培期間のN2O発生量は,これまで報告された世界の水田での研究例の中でも最も少ないものである。一方,多量のN2O発生が報告されている中国やフィリピンでの場合,比較的長期間(7日以上)の中干しや多量の窒素施肥がその発生要因であると推察される(表1)。
  4. これらの結果から,水田の中干しおよびそれに引き続く間断灌漑と90 kgN ha-1程度の窒素施肥(基肥および追肥)は,CH4発生量を大幅に減少させるだけでなく,危惧されていたN2O発生の促進もほとんどなく,温室効果ガス総発生量の削減技術として有効であることが実証された。
[成果の活用面・留意点]
  1. 本技術は,比較的,費用・労力の軽微な管理技術であり,水田からの温室効果ガス総発生量の削減技術として,わが国とアジア諸国での普及が期待される。
  2. 気候変動枠組み条約に基づくわが国の温室効果ガス排出・吸収目録の基礎データとして,その改訂に寄与する。
  3. CH4およびN2Oの発生を最少にする最適な潅漑間隔は,土壌や気候条件によって異なると考えられる。

[その他]
 研究課題名 : 栽培管理技術および土壌保全技術を利用した温室効果ガスの合理的排出削減技術の開発
        (農地の利用形態と温室効果ガス等の発生要因の関係解明及び発生抑制技術の開発)
 予算区分  : 環境研究[地球温暖化]
 研究期間  : 2002年度(2002〜2006年度)
 研究担当者 : 八木一行,西村誠一,須藤重人,秋山博子
 発表論文等 : 西村ら,第50回日本生態学会講演要旨集(2003)

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