森林草地畜産流域複合生態系における最適窒素循環量の見積もり

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11460028
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 波多野 隆介 北海道大学, 大学院・農学研究科, 教授 (40156344)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 柴田 英昭 北海道大学, 農学部・附属演習林, 助手 (70281798) ; 佐藤 冬樹 北海道大学, 農学部・附属演習林, 助教授 (20187230) ; 秦 寛 北海道大学, 農学部・附属演習林, 助教授 (30250492) ; 倉持 寛太 北海道大学, 大学院・農学研究科, 助手 (00225252)
• Keywords: 窒素循環 / 硝酸 / アンモニア / 亜酸化窒素 / 一酸化窒素 / 森林 / 草地 / 流域

Research Abstract

附属牧場において、肉牛154頭、和種馬・軽種馬104頭を圃場9ha、採草地55ha、放牧地85ha、森林308haを利用して飼養した1年間でのN出納について、体重、飼料給与量、施肥、移牧、収穫等の記録を基に算定した。牧場内の土地―植物―家畜―糞尿―土地のサイクルで年間約13tのNが循環していると推定された。牧場全体への系外からの総投入N量は31.8tで、その43%(13.5t)が人工投入によるもので、化学肥料が36%を占めた。家畜体および脱窒で系外へ持出されたN量は2.7tであり、流出・揮散・蓄積されたN量は29.1tと推定された。流出・揮散・蓄積させたN量は圃場、採草地、放牧地、森林および全体でそれぞれ87,25,108,47および56kg/haと推定され、放牧地で最も高く、採草地で最も低かった。
附属牧場におけるN_2Oフラックスは、畑では夏期に大きな上昇が認められたが、採草地、放牧草地、森林においては常に低い値であった。NOフラックスは6月に最大値を示した後、低い値で推移した。N_2O NOフラックスの大きさは畑、草地、森林の順であり、森林以外ではNOよりN_2OとしてのN放出が大きかった。畑から草地への転換によりN_2O放出量は著しく減少したが、その逆では増大した。
牧場の中央部を貫流する小河川の最下流部で、降雨時における水質を調査した。いずれの降雨においても、河川流量は速やかに上昇し、12時間以内には平水時の流量に戻った。ピーク時にはNO^-_3、NH^+_4の流出が認められ、いずれも最大約4mgN L^<-1>、負荷量では2kg s^-1にも達した。施肥や糞尿散布などの人為的な影響が大きい可能性が示唆された。

Research Products

• [Publications] 南雲俊之: "Nitrogen Losses to the Environment with Production and Consumption of Food in Hokkaido, and their Impact on Water Quality"Proceeding in International Symposium of bio-recycling compositing in Sapporo. 37-39 (1999)
• [Publications] 波多野隆介: "土地利用型農業における環境負荷の特性解明と制御"日本土壌肥料学雑誌. 70・特別号. 452-459 (1999)