豚ぷん尿曝気液の亜硝酸イオンがコマツナ生育と亜酸化窒素発生に及ぼす影響


[要約]
豚ぷん尿の曝気液にはアンモニウムイオンの硝化の過程で生成した亜硝酸イオンが蓄積される場合がある。亜硝酸イオンを含む曝気液を施用してもコマツナは正常に生育するが、亜酸化窒素発生量が増加する。

[キーワード]豚ぷん尿、曝気液、亜硝酸イオン、硝化、亜酸化窒素

[担当]中央農研・資源循環・溶脱低減研究チーム
[代表連絡先]電話:029-838-8826
[区分]共通基盤・土壌肥料、畜産草地、関東東海北陸農業・関東東海・土壌肥
[分類]技術・参考

[背景・ねらい]
  未利用資源の有効活用を図るため、豚ぷん尿の曝気液が液肥として畑圃場で利用されている。曝気液に高濃度の亜硝酸イオンが含まれる場合が確認され、水耕栽培では作物生育が阻害されることが報告されている。そこで、より適切な処理・利用方法を考えるため、豚ぷん尿曝気液の亜硝酸イオン濃度の実態と、畑条件下での動態及びコマツナ生育への影響について調査する。

[成果の内容・特徴]
1. 曝気液の窒素成分はアンモニウム態が多いが、亜硝酸態窒素が含まれる場合がある。亜硝酸態窒素濃度は、同一施設でも時期によって変動が大きい(表1)。
2. 曝気液を畑圃場に散布すると、曝気液中の亜硝酸態窒素はすみやかに硝化され、硝酸態窒素に変化する(図1)。
3. 土壌中の亜硝酸態窒素濃度が16mg/100g乾土以上では、コマツナの発芽率が低下する(図2)。亜硝酸がこの濃度に達するのは表1の最も高濃度の試料でも10a当り18トンと実圃場での使用量の数倍であるため、実圃場では発芽率に及ぼす影響は小さい。また、人工気象室内でのポット栽培ではコマツナの生育量は亜硝酸イオンを含まない資材と同等である(図2)。
4. 亜硝酸イオンを含まない曝気液やメタン消化液では、施用後の亜酸化窒素の発生はわずかである。亜硝酸イオンを含む場合は、圃場容水量の50%程度でも、施用後すみやかに亜酸化窒素が発生する(図3)。

[成果の活用面・留意点]
1. 固液分離した豚ぷん尿曝気液の畑圃場での利用に資する情報である。
2. 亜硝酸イオンに対する感受性は作物ごとに異なる可能性があるため、利用する場合は可能ならば事前に発芽試験等を行うことが望ましい。また、試験に際しては、風乾土を用いると亜硝酸により硝化が阻害される場合があるため、未風乾の土壌を用いる。
3. 曝気液のカリウム含有量は表1の試料で810〜2420mg/Lであり、窒素と同程度の濃度のため、圃場利用の際はカリウム施用量を調節する必要がある。
4. 硝酸イオンを亜硝酸イオンに還元して測定する市販の硝酸イオン簡易測定キットでは、亜硝酸イオンを含む曝気液の窒素の形態、含量を正確に測定出来ない。そのため、まず亜硝酸イオンを測定し、存在する場合は亜硝酸イオンの1.5倍程度のモル濃度のアミド硫酸を用いて亜硝酸イオンを除去した後、硝酸イオンを測定する必要がある。


[具体的データ]

表1.曝気液の無機態窒素含有量 図1.曝気液畑圃場施用後の無機態窒素の形態変化(淡色黒ボク土・9月)
図2.曝気液等を添加した際のコマツナの生育 図3.曝気液を畑土壌に添加・培養した際の亜酸化窒素の発生率

[その他]
研究課題名:有機性資源の農地還元促進と窒素溶脱低減を中心にした農業生産活動規範の推進のための土壌管理技術の開発
課題ID:214-q
予算区分:基盤
研究期間:2006〜2008年度
研究担当者:石岡 厳、駒田充生

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