Development of observation system and proposal of water management practices to mitigate arsenic uptake by rice

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H02305
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 41030:Rural environmental engineering and planning-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Hama Takehide 京都大学, 農学研究科, 准教授 (30512008)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 公人 京都大学, 農学研究科, 教授 (30293921) ; 伊藤 紘晃 熊本大学, くまもと水循環・減災研究教育センター, 助教 (80637182) ; 川越 保徳 熊本大学, くまもと水循環・減災研究教育センター, 教授 (00291211)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: ヒ素 / リン / 黒ボク土 / 灰色低地土

Outline of Final Research Achievements

Highly frequent observations in this study revealed the relationship between arsenic and fundamental parameters of water quality in a natural river water. In addition, we evaluated arsenic adsorption on agricultural soils (Andosols and Grey Lowland soil) and simulated the dynamics of arsenic (phosphorus) in the soils. When the arsenic concentration is high, the dynamics of arsenic can be estimated by the numerical simulation based on alternative sensing data such as pH and EC. Considering the competitive adsorption of arsenic and phosphorus fertilizer, we proposed water management practices to mitigate arsenic pollution risk at each stage of rice growth.

Free Research Field

灌漑排水学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

日本には火山活動に伴う有害物質汚染のリスクが存在する。本研究で実施した河川水質の高頻度かつ長期の観測は，火山噴火に伴う河川汚染現象を理解する上で貴重なデータ・知見を提供する。下方浸透と吸着（＋pHとリンの影響）に着目してヒ素移動を評価することで，水稲栽培におけるヒ素汚染対策としての新たな水管理（および観測体制）のあり方を示した。日本の代表的な農地土壌である黒ボク土と灰色低地土について，ヒ素の吸着特性を評価し，土中の動態予測を行っているため，これらの手法および成果の汎用性は高いと考えられる。