2021 Fiscal Year Research-status Report

Soil management practices to prevent soil acidification and base cation loss in tea plantation

Research Project

Project/Area Number	20K06308
Research Institution	National Agriculture and Food Research Organization
Principal Investigator	廣野祐平国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 果樹茶業研究部門, 上級研究員 (10391418)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	中村公人京都大学, 農学研究科, 教授 (30293921)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	茶 / 土壌 / 窒素肥料 / 硝化 / 酸性化
Outline of Annual Research Achievements	本研究は、これまで研究の蓄積が豊富な窒素動態だけでなく、塩基等も含めた施肥成分の有効利用の観点から、茶園におけるプロトン収支および塩基類等の施肥成分の収支を明らかにすることを目的とするものである。その目的の達成のために、今年度は昨年度から引き続き、静岡県茶業研究センター内に設置されている異なる施肥処理を施されているライシメータ３基からの溶脱水量および溶脱水中の各種成分含量を分析し、茶園土壌から溶脱する塩基類の量と施肥処理の関係を調査した。窒素施用にともなって溶脱する塩基類の量が多くなった。また、近年の世界的なバイオ炭の農地への施用促進の流れを踏まえて、茶園の土壌酸性化矯正にあたってのバイオ炭施用の可能性についても検討をした。茶園における強い剪定（中切り）時および改植時に発生する剪定枝や掘り取り株を回収し、無煙炭化器を用いた炭の製造を実施した。製造される炭の収率は約24％（炭の乾物重／堀り取り株の乾物重）であった。現在、塩基類含量を分析作業を進めている。さらに、茶園への窒素施肥量が茶園からの溶脱水の酸性化に及ぼす影響を評価するために、茶園周辺の排水路等の過去20年間以上の水質調査結果に、季節変動を考慮したMann-Kendall検定法を適用して解析した。その結果、溶脱水のpHは地域レベルの施肥量の削減にも関わらず茶園周辺の排水路等で低下傾向、すなわち酸性化の傾向が認められた。また、電気伝導度および塩基類の濃度も減少傾向であった。これらの要因として，長年の茶園土壌管理による土壌の酸緩衝能の低下および、価格の高い有機質肥料から価格の安い化学肥料への転換が考えられた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 予定していた異なる施肥条件下におけるライシメータからの流出水の塩基類を中心とした成分分析を行った。また、土壌酸性化を矯正する資材として、今後農地への施用量が増えることが想定されるバイオ炭について、特性評価を行うなど資材の評価も進んだ。現地の茶園から流出する溶脱水の酸性化傾向を把握するために、茶園周辺の排水路等の過去20年間以上のpHの変化をとりまとめて解析するなど、順調に進展している部分も多いが、コロナウイルス感染拡大の影響で土壌培養実験について進捗が遅れている部分があるため、やや遅れていると評価した。
Strategy for Future Research Activity	異なる施肥処理を施されたライシメータからの溶脱水量および溶脱水中の各種成分含量の分析を継続する。その結果に、茶園から収穫物として持ち出される成分量や投入資材由来の成分量を合わせて解析し、年間のプロトン収支および塩基等の収支を求める。茶園から採取した土壌を用いて、恒温条件下で硝化培養実験を行う。培養期間中に定期的に培養瓶を取り出し，硝酸の生成量およびそれに伴う，各種成分の水溶性・交換性濃度を分析する。このデータに、地球化学反応過程を計算するモデルを適用して、窒素施肥とそれに反応する微生物反応や土壌交換反応等の影響を考慮した各種成分の動態をシミュレーションする。
Causes of Carryover	コロナウイルス感染拡大を受けて、茶園調査・打ち合わせのための旅費の使用が予定よりも少なかった。また、研究消耗品の使用額も当初の予定よりも少なくなった。生じた次年度使用額は、土壌培養実験およびライシメータ試験にかかる分析消耗品費として使用する。