2014 Fiscal Year Annual Research Report
渇水リスク農業地域における持続可能な流域地下水ハイブリッド再利用システムの構築
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25241028
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
小野寺 真一 広島大学, 総合科学研究科, 教授 (50304366)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
齋藤 光代 岡山大学, 環境生命科学研究科, 助教 (20512718)
高橋 英博 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 近畿中国四国農業研究センター, 研究員 (30414783)
山本 民次 広島大学, 生物圏科学研究科, 教授 (40240105)
松森 堅治 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 近畿中国四国農業研究センター, 研究員 (40414445)
福岡 正人 広島大学, 総合科学研究科, 教授 (70117232)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 環境調和型農業 / 水資源 / 地下水 / 硝酸性窒素 / 富栄養 / 肥料 / 流域 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１）農業流域での富栄養地下水再利用システムの現地検証：①広島県尾道市（生口島）の傾斜地果樹園に “節水型灌水（マルドリ型）システム”を設置したマルドリ試験区と慣行の施肥量・灌水方法による対照区を設置し（約8 a）、土壌水分、溶脱窒素量の計測を行った。マルドリ区の施肥窒素量は17.8 kg/10a（対照区の6割；液肥）とし、そのうち約20％を水源（地下水）の溶存窒素（濃度が約20mg/L）で代替できた。土中埋設イオン交換樹脂により施肥窒素の溶脱率を推定した結果、50cm層への窒素溶脱率は対照区で約20％であるのに対して、マルドリ区で2.6％と非常に小さいことが明らかとなった。②流域スケールでの実証試験については，高解像度の水位・水質のモニターを行った結果、地下水中での溶存窒素が斜面中流域においては希釈の影響を受けるものの安定しているのに対して、下流部では希釈および脱窒の季節変化に及ぼす効果を確認し、さらにそれにともなうN2Oガス濃度の大きな変動を明らかにした。
２）モデル解析による富栄養地下水再利用システム効果の検証：①昨年から継続して従来の観測情報をもとにSWATモデルおよびHYDRUS-1Dモデル解析を行い、流域水収支及び地下水涵養量を見積もった。解析の結果、平均で降水量の4割程度の地下水涵養量と10年間の年々変動を確認できた。
３）持続可能性の定量的評価：①前年のヒアリング調査に加えて、慣行栽培体系（従来型）と節水型灌漑システム（マルドリ型）を導入した栽培体系について、LCA（ライフサイクルアセスメント）解析による環境負荷評価を行った。その結果、温室効果ガス排出量では、慣行型に比べてマルドリ型で資材による温室効果ガス排出の影響で1.15倍となったが、富栄養化インパクトは同程度であった。生産コストではマルドリ型導入によって従来型に比べて10aあたり年間約8.3万円増加し約47%の増加と見積もられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
１）代表者、分担者、連携者、協力者に至るまで、個々のエフォートが十分に投入された結果であると考える。
２）あわせて、2014年度に5回の研究会を実施し、すべてに外部（共同研究者以外）の研究者を招聘し、4回は他の研究会と共催で実施し、常に情報収集と外部評価に努めてきている点で、進捗状況も良好であると考えられる。
３）他の科研プロジェクトとの連携も効率的な推進に寄与しているだろう。また、総合地球環境学研究所の栄養塩プロジェクト（代表：奥田）など他のプロジェクトとも連携している。
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| Strategy for Future Research Activity |
１）個別の課題については、現在の研究計画に従って推進していく予定である。
２）各課題の相互連携については、今年度も随時研究会を実施し推進していくとともに支援していく。また、研究会では外部研究者も招聘しながらプロジェクトの外部評価も受けながら生かしていく予定である。
３）他の研究プロジェクトとも、積極的に連携していきながら、効率的な研究推進に努めていく。
４）最終年ということで、公表については積極的に推進していくとともに、新たな概念の提案と今後の展開について取りまとめていく。
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Research Products
(72 results)
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[Journal Article] Nitrous oxide emission with submarine groundwater discharge in an agricultural watershed affected by significant fertilizer application2014
Author(s)
Onodera, S., Onishi, K., Saito, M., Aritomi, D., Onodera, K., Maruyama, Y., Jin, G. and Shimizu, Y.
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Journal Title
Proceedings of 9th IWA International Symposium on Waste Management Problems in Agro-Industries (AGRO2014)
Volume: 2
Pages: 196-203
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[Journal Article] Different isotopic evolutionary trends of δ34S and δ18O compositions of dissolved sulfate in an anaerobic deltaic aquifer system2014
Author(s)
Hosono, T., Lorphensriand, O., Onodera, S., Okawa, H., Nakano, T., Yamanaka, T., Tsujimura, M., Taniguchi, M.
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Journal Title
Applied Geochemistry
Volume: 46
Pages: 30-42
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Heavy metal pollustion of soils alongside Shima River2014
Author(s)
Gao, L., Chen, J., Wang, J., Ke, Z., Yang, X., Shimizu, Y. and Zhu, A.
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Journal Title
Dongguan and its ecotoxicity, Acta Pedologica Sinica
Volume: 51(3)
Pages: 538-546
Peer Reviewed
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[Journal Article] Dynamics of water and nutrients around border of eucalyptus and sugar cane in Rio Claro2014
Author(s)
Tase, N., Onodera, S., Yamanaka, T., Saraiva, F., Terada, R., Hirata, R., Hosono, T., Lee, S.
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Journal Title
Proceedings of Workshop on Water, Nitrogen, and Agriculture in the State of Brazil
Volume: 1
Pages: 37-40
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[Journal Article] Effect of physical and morphometric factors on nutrient removal in agricultural ponds2014
Author(s)
Saito, M., Okubo, K., Onodera, S., Takagi, S., Maruyama, Y., Shimizu, Y., Jin, G. and Aritomi, D.
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Journal Title
Proceedings of 9th IWA International Symposium on Waste Management Problems in Agro-Industries (AGRO2014)
Volume: 1
Pages: 616-621
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[Journal Article] Vertical distribution of sediment phosphorus from Lake Hachirogata; considering land reclamation effects on phosphorus accumulation2014
Author(s)
Jin, G., Onodera, S., Saito, M., Maruyama, Y., Hayakawa, A., Sato, T., Ota, Y. and Aritomi, D.
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Journal Title
Proceedings of 9th IWA International Symposium on Waste Management Problems in Agro-Industries (AGRO2014)
Volume: 2
Pages: 620-627
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[Journal Article] Anassessment of impact of ammonia volatilization on the water environment from intensive poultry farmingin western Japan2014
Author(s)
Shimizu, Y., Matsumori, K., Shimura, M., Watanabe, S., Mochizuki, H., Ishioka, G. and Kasahara, Y.
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Journal Title
Proceedings of 9th IWA International Symposium on Waste Management Problems in Agro-Industries (AGRO2014)
Volume: 2
Pages: 601-605
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[Presentation] Effect of subsurface flow on nutrient transport between a eutrophic coastal lake and agricultural reclamation land2014
Author(s)
Onodera, S., Saito, M., Jin, G., Hayakawa, A., Maruyama, Y.
Organizer
American Geophysical Union 2014 Fall Meeting
Place of Presentation
San Francisco, U.S.A.
Year and Date
2014-12-15 – 2014-12-19
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[Presentation] Nitrogen dynamics in a tidal river zone influenced by highly urbanization, western Japan2014
Author(s)
Saito, M., Onodera, S., Shimizu, Y., Maruyama, Y., Jin, G.and Aritomi, D.
Organizer
American Geophysical Union 2014 Fall Meeting
Place of Presentation
San Francisco, U.S.A.
Year and Date
2014-12-15 – 2014-12-19
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[Presentation] Anassessment of impact of ammonia volatilization on the water environment from intensive poultry farmingin western Japan2014
Author(s)
Shimizu, Y., Matsumori, K., Shimura, M., Watanabe, S., Mochizuki, H., Ishioka, G. and Kasahara, Y.
Organizer
2014 9th IWA International Symposium on Waste Management Problems in Agro-Industries
Place of Presentation
Kochi, Japan
Year and Date
2014-11-24 – 2014-11-26
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[Presentation] 沿岸地下水におけるリンのホットスポットに関する研究2014
Author(s)
福岡正人, 小野寺真一, 齋藤光代, 清水裕太, 金広哲, 佐藤高晴, 山本民次, 北岡豪一, 大久保賢治, 早川 敦, 宮岡邦任
Organizer
2014年度日本水文科学会学術大会
Place of Presentation
広島大学
Year and Date
2014-10-04
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[Presentation] Comparison of Sediment Phosphorus Profiles from Lake Hachirogata, in Consideration of Groundwater Flow Effect2014
Author(s)
Guangzhe Jin, Shin-ichi Onodera, Mitsuyo Saito, Maruyama, Yutaka, Atsushi Hayakawa, Takaharu Sato, Yuki Ota, Daiki Aritomi
Organizer
Asia Oceania Geosciences Society(AOGS)
Place of Presentation
Sapporo, Japan
Year and Date
2014-08-01
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[Presentation] Estimation of Groundwater Flow with Bypass Flow in River-groundwater Interaction Zone of the Costal Alluvial Fan, Using Seasonal Variations of Temperature, δ18O, and Nutrient Concentration2014
Author(s)
Maruyama, Y., Onodera, S., Saito, M., Kitaoka, K.
Organizer
Asia Oceania Geosciences Society(AOGS)
Place of Presentation
Sapporo, Japan
Year and Date
2014-07-31
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[Book] 地人書館2015
Author(s)
山本民次・花里孝幸
Total Pages
195
Publisher
海と湖の貧栄養化問題－水清ければ魚棲まず
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