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有機質資材を利用した肥効と温室効果ガス削減の両立できる複合型肥料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19H03097
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分41050:環境農学関連
研究機関国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構

研究代表者

須藤 重人  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境研究部門, グループ長 (40354071)

研究分担者 山本 昭範  東京学芸大学, 教育学部, 准教授 (20733083)
竹本 稔  神奈川県農業技術センター, 三浦半島地区事務所, 課長 (80502096)
上山 紀代美  神奈川県農業技術センター, 生産環境部, 課長 (40503652)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2021年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2020年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2019年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
キーワード温室効果ガス / 一酸化二窒素 / ペレット肥料 / 混合堆肥複合肥料 / 土壌 / 酸性度 / 土壌pH / 地球温暖化 / 温暖化緩和策 / ペレット / 温室効果ガス削減 / 肥効 / 有機質肥料 / バイオ炭 / ペレット堆肥 / 温暖化緩和 / N2O / 硝化 / 脱窒 / 複合肥料
研究開始時の研究の概要

窒素肥料施肥由来の土壌から発生するN2Oは、一般に施用窒素が多いほど、N2O発生は増大する。ところが、窒素高付加ペレット堆肥の場合は、高窒素付加によって、逆にN2Oの排出量が下がる。畑での肥効を考慮した窒素高付加ペレットは、肥料としての実用性、かつN2O排出削減効果の両立に有望だが、N2O低減の理由は不明である。そこで、本研究では、堆肥と化学窒素等のベストミックスおよびその形態的考察によってN2O排出の少ない施肥設計をすることである。肥料の形態、化学組成別の硝化・脱窒の活性に重点を絞る。肥料設計に関わりながらN2O削減可能な新しいタイプの、現実に流通可能な肥料を開発する。

研究成果の概要

家畜ふんたい肥等有機肥料を原料とし、化学肥料成分の追加によって肥効を調整したペレット肥料(混合堆肥複合肥料)の土壌施用による温室効果ガス(GHG)の発生傾向とその削減手法の開発を3年間行った。GHGのうち最も肥料由来で重要なのは一酸化二窒素(N2O)であった。ペレット肥料とN2O排出量の間にはペレットのpH(酸性度)との関係性が深いことが明らかとなった。野菜栽培など肥効を維持しつつN2O排出を可能な限り削減するには、ペレットのpHを塩基性に近い状態に調整することが有効だが、この条件に適したpHの領域を好む野菜等に適するものとの組み合わせが必要であることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

畜産排泄物を活用した肥料生産は地球上の物質循環を加速させ、炭素貯留を促進することから一般に環境に配慮した営農体系とされている。本研究では、家畜ふんたい肥のペレット化は、上記の家畜排せつ物の可搬性を高める意味で有効な手段であるが、有機態窒素の集積によって脱窒など温室効果ガス(N2O)の排出増加の傾向があることを示すとともに、肥効を維持しつつN2O排出量を抑制するためのたい肥そのた成分の混合条件の提示をする先駆けとなった。今後、肥効のみならずGHG排出の観点からも、ペレットたい肥ベースの肥料が改良されていくことが期待される。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 2件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件) 図書 (2件) 備考 (4件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] タミルナドゥ州水稲研究所(インド)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Intraspecific variations in life history traits of two pecky rice bug species from Japan: Mapping emergence dates and number of annual generations2021

    • 著者名/発表者名
      Kazuhisa Yamasaki, Ken Tabuchi, Akihiko Takahashi, Takeshi Osawa, Akira Yoshioka, Yasushi Ishigooka, Shigeto Sudo, Mayura B. Takada
    • 雑誌名

      Ecology and Evolution

      巻: 11 号: 23 ページ: 16936-16950

    • DOI

      10.1002/ece3.8329

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of controlled release N fertilizers and reduced application rate on nitrous oxide emissions from soybean fields converted from rice paddies2021

    • 著者名/発表者名
      Hasukawa Hiroyuki、Inoda Yumi、Takayama Takayuki、Takehisa Kunihiko、Sudo Shigeto、Akiyama Hiroko、Yanai Junta
    • 雑誌名

      Soil Science and Plant Nutrition

      巻: 67 号: 6 ページ: 716-726

    • DOI

      10.1080/00380768.2021.2011614

    • NAID

      210000159540

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of a new compost-chemical fertilizer mixture on CO? and N?O production and plant growth in a Chernozem and an Andosol2021

    • 著者名/発表者名
      Makiba Sato, Magdolna T;llai, Andrea Ball; Kovcs, Imre V;, Jnos Ktai, Miwa Yashima Matsushima, Shigeto Sudo, Kazuyuki Inubushi
    • 雑誌名

      Soil Science and Plant Nutrition

      巻: 68 号: 1 ページ: 175-182

    • DOI

      10.1080/00380768.2021.1987139

    • NAID

      210000159423

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Paddy-Upland Rotation System on the Net Greenhouse Gas Balance as the Sum of Methane and Nitrous Oxide Emissions and Soil Carbon Storage: A Case in Western Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Hasukawa Hiroyuki、Inoda Yumi、Toritsuka Satoshi、Sudo Shigeto、Oura Noriko、Sano Tomohito、Shirato Yasuhito、Yanai Junta
    • 雑誌名

      Agriculture

      巻: 11 号: 1 ページ: 52-52

    • DOI

      10.3390/agriculture11010052

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Field Validation of the DNDC-Rice Model for Methane and Nitrous Oxide Emissions from Double-Cropping Paddy Rice under Different Irrigation Practices in Tamil Nadu, India2020

    • 著者名/発表者名
      Oo Aung Zaw、Sudo Shigeto、Fumoto Tamon、Inubushi Kazuyuki、Ono Keisuke、Yamamoto Akinori、Bellingrath-Kimura Sonoko D.、Win Khin Thuzar、Umamageswari Chellappan、Bama Kaliappan Sathiya、Raju Marimuthj、Vanitha Koothan、Elayakumar Palanisamy、Ravi Venkatachalam、Ambethgar Vellaisamy
    • 雑誌名

      Agriculture

      巻: 10 号: 8 ページ: 355-355

    • DOI

      10.3390/agriculture10080355

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 農耕地温室効果ガスの高精度測定法開発と温暖化緩和策研究への活用2020

    • 著者名/発表者名
      須藤重人
    • 雑誌名

      日本土壌肥料学雑誌

      巻: 91 ページ: 325-328

    • NAID

      130007924974

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] 農耕地における一酸化二窒素の生成経路の解明と発生削減策に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      山本昭範
    • 雑誌名

      日本土壌肥料学雑誌

      巻: 91 ページ: 337-338

    • NAID

      130007925012

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Azolla incorporation and dual cropping influences CH4 and N2O emissions from flooded paddy ecosystems2020

    • 著者名/発表者名
      Kimani Samuel Munyaka、Bimantara Putu Oki、Hattori Satoshi、Tawaraya Keitaro、Sudo Shigeto、Cheng Weiguo
    • 雑誌名

      Soil Science and Plant Nutrition

      巻: 66 号: 1 ページ: 152-162

    • DOI

      10.1080/00380768.2019.1705736

    • NAID

      210000157964

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 黒ボク土ナシ園における豚糞堆肥を活用した代替施肥による大気圏および水圏への窒素負荷軽減効果2019

    • 著者名/発表者名
      郷内 武、藤田 裕、佐野 智人、大浦 典子、須藤 重人、朝田 景、江口 定夫
    • 雑誌名

      日本土壌肥料学雑誌

      巻: 90 号: 5 ページ: 363-371

    • DOI

      10.20710/dojo.90.5_363

    • NAID

      130007726163

    • ISSN
      0029-0610, 2424-0583
    • 年月日
      2019-10-05
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impact of fresh and aged palm shell biochar on N2O emissions, soil properties, nutrient content and yield of Komatsuna (Brassica rapa var. perviridis) under sandy soil conditions2019

    • 著者名/発表者名
      Basalirwa Daniel、Sudo Shigeto、Wacal Cosmas、Oo Aung Zaw、Sasagawa Daisuke、Yamamoto Sadahiro、Masunaga Tsugiyuki、Nishihara Eiji
    • 雑誌名

      Soil Science and Plant Nutrition

      巻: 66 号: 2 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1080/00380768.2019.1705737

    • NAID

      210000157915

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 農業現場におけるネガティブエミッション技術2022

    • 著者名/発表者名
      須藤重人
    • 学会等名
      経産省第6回グリーンイノベーション戦略推進会議WG
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Japan’s experiences in low-emission rice production2022

    • 著者名/発表者名
      Shigeto Sudo
    • 学会等名
      APO Workshop
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 圧縮空気をキャリヤーガス供給源とした温室効果ガス3成分同時分析法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      須藤重人
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2021北海道大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] レガシーデータを再利用してアカスジカスミカメの分布拡大メカニズムに迫る2019

    • 著者名/発表者名
      大澤剛士 , 山崎和久 , 田淵研 , 吉岡明良 , 須藤重人 , 石郷岡康史 , 高田まゆら
    • 学会等名
      日本応用動物昆虫学会大会講演要旨
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 水田転換小麦跡大豆畑における被覆肥料と減肥の組合せによるN2O排出量削減効果の定量評価2019

    • 著者名/発表者名
      蓮川 博之, 猪田 有美, 武久 邦彦, 秋山 博子, 須藤 重人
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会講演要旨集
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] 季刊『農業と経済』2021年夏号2021

    • 著者名/発表者名
      須藤重人(分担執筆)
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      英明企画編集
    • ISBN
      9784909151506
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] 農業で地球温暖化に立ち向かう ~水田からのメタン抑制と高温耐性のイネ育種~2020

    • 著者名/発表者名
      須藤重人, 山口誠之
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      サイエンスウインドウ 2020年4月
    • ISBN
      9784888906999
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 農業分野の温室効果ガスを、稲作の工夫で大幅に削減する試みとは

    • URL

      https://www.shimadzu.co.jp/boomerang/46/06.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 未来に美田を贈る「STI for SDGs」アワード JST

    • URL

      https://youtu.be/CncKCkHiiBY

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 農林水産笑 ニッポンフードシフト漫才化プロジェクト

    • URL

      https://nippon-food-shift.maff.go.jp/yoshimotomovie/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 農研機構ホームページ

    • URL

      https://www.naro.go.jp/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [産業財産権] メタン除去装置、高純度窒素供給システム、ガスクロマトグラフ 分析システム及び触媒機能再生方法2019

    • 発明者名
      須藤重人
    • 権利者名
      須藤重人
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-219549
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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