2017 Fiscal Year Annual Research Report
Sustainable use of fertilizer in terms of resource scarcity: Possible cultivation of soybean independent of biological nitrogen fixation
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15KT0114
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
齋藤 雅典 東北大学, 農学研究科, 教授 (40355079)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
内田 晋 茨城大学, 農学部, 准教授 (30631014)
田島 亮介 東北大学, 農学研究科, 助教 (60530144)
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| Project Period (FY) |
2015-07-10 – 2018-03-31
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| Keywords | ダイズ / 根粒窒素固定 / リン / ライフサイクルアセスメント / 窒素 / コンポスト |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ダイズなどのマメ科作物の根粒窒素固定のためには多量のリンが必要である。資源枯渇性からみると、限られたリン資源を使って窒素固定に依存したマメ科作物の栽培を行うより、過剰基調にある窒素を利用してリンの節減を図る方がより持続的な農業生産システムにつながる可能性がある。
これまでに、リン肥沃度の異なる条件で、根粒着生ダイズと非着生系統の収量を比較し、非着生系統においても窒素多量施肥により着生系統と同等の収量が得られる可能性を示した。根粒非着生ダイズを低リン肥沃度・多量窒素施肥条件で栽培した場合の環境インパクトは、高リン肥沃度で根粒着生品種を栽培した場合より、やや小さい、あるいは同等であった。
29年度は、根粒非着生ダイズに対する窒素施肥を鶏ふん堆肥での代替した場合を想定して、地球温暖化インパクトを推算した。そのために、①根粒着生あるいは非着生を化学肥料で栽培する場合（根粒非着生＋窒素化学肥料＋低リン、根粒着生＋高リン、根粒着生＋低リン、の３処理）、②根粒非着生ダイズへの窒素施肥を鶏ふん堆肥で代替する場合（根粒非着生＋鶏ふん）を想定した。シナリオ②の鶏ふん堆肥施用は、製造過程や圃場への施用後の土壌面からのN2O排出が大きく、全体として、地球温暖化インパクトを大幅に増加させる。しかし、シナリオ①において、鶏ふんが堆肥として利用されず廃棄のために焼却処分されると想定すると、栽培法によるインパクトに大きな差はない。
これらのことから、窒素固定非依存型栽培は、通常の栽培において多量のリン施肥が必要な土壌リン肥沃度が低い条件で環境負荷低減の可能性があることが示された。鶏ふん堆肥による窒素肥料代替の環境不可低減効果については、家畜ふんの地域循環利用等も含めさらなる検討が必要である。
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