草地における水圏への負荷発生機構の解明

• Project/Area Number: 06760054
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Plant nutrition/Soil science
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 倉持 寛太 北海道大学, 農学部, 助手 (00225252)
• Project Period (FY): 1994
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1994)
• Budget Amount: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 1994: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: 草地酪農 / 草地排水 / 窒素 / 硫酸イオン / 窒素収支 / δ^<15>N

Research Abstract

北海道東部に位置する大規模草地酪農地域の一草地圃場に、テンシオライシメータ、テンシオメータ、ライシメータ、地表面流去水採水盤を設置し、化学肥料、糞尿散布後、それぞれの水を採取した。調査期間は、2番草の全生育期間、3番草の生育期間の一部とした。
肥料散布直後、表層での硫酸態窒素の濃度が上昇し、これは斜面下部で著しかった。その後、ほとんど無降雨で推移した。2番草刈り取り直後、大きな降雨があり、表層部の窒素濃度が上昇した。しかし、深さ80cmでの濃度変化は非常に小さかった。暗渠排出水の窒素濃度は深さ80cmの土壌溶液と同じ値で推移した。しかし、降雨時の濃度上昇が80cmの土壌溶液よりは大きく、特に有機態窒素で顕著であった。このことから、深さ80cmには地下停滞水のプールがあり、通常ははここからの系外への流出が主体であり、豪雨時はその他の経路もわずかであるが関与することが示唆された。
窒素収支を見ると、化学肥料30kg/ha、糞尿8kg/ha、降雨0.6kg/haの合計38.6kg/haのインプットに対し、暗渠排出水0.6kg/ha、地表面流去水0.2kg/ha、植物吸収92kg/haの合計92.8kg/haであった。深さ60cmまでの土壌中に存在する窒素は10Mg/haで、不足分はこの土壌窒素を利用していると考えられる。年間を通じての土壌窒素量の減少は認められず、冬期間の植物遺体による還元等により安定していると思われる。以上のことから判断すると、過剰の窒素施与は行われておらず、系内の窒素循環はうまく制御されていると判断できる。
しかし、同地域内に10mg/Lを越える硫酸帯窒素を含む地下水が局所的に存在すること、このδ^<15>N値が4〜6%と非常に高く動物排泄物由来と考えられること、降雨時には非常に短期間であり量的にも少ないが、濃度が著しく高くδ^<15>N値も高い地表面流去水が発生すること等の楽観視できない事実から、今後の動向に注目していく必要がある。