| 研究課題/領域番号 |
21H02305
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分41030:地域環境工学および農村計画学関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
濱 武英 京都大学, 農学研究科, 准教授 (30512008)
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| 研究分担者 |
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)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 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)
2023年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2022年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2021年度: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
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| キーワード | ヒ素 / リン / 黒ボク土 / 灰色低地土 / 黒ボク土壌 / 灰色低地土壌 / 競合吸着 / 粒子内拡散 / 水田土壌 / 浸透過程 / 非平衡吸着 / かんがい / 水田 / 水稲 / 湛水深 / 土壌微生物 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
２０１８年に生じた宮崎県硫黄山噴火による農業用水のヒ素汚染問題は，農地における作物汚染リスク管理の重要性を示唆した。本研究は，稲のヒ素吸収を抑制するために最適な現地観測と水管理（湛水深の調整）のあり方を探ることを目的とした。内容としては，まず栽培試験により，湛水深がヒ素の移動と水田内の空間分布に与える影響を解明し，次に土壌カラム試験により，ヒ素の化学形態変化を左右する土壌微生物の群集構造の発達を評価して，それを再現する数値モデルの開発を行う。最終的に，リアルタイムな現地観測と動態モデルに基づくヒ素吸収抑制に有効な水管理を提案する。
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| 研究成果の概要 |
本研究は，高頻度の現地観測によって自然河川中のヒ素と基本的な水質パラメータの関係を明らかにした。また，農地土壌（黒ボク土，灰色低地土）におけるヒ素の吸着を評価し，土中のヒ素（リン）動態を数値モデルで再現した。ヒ素が高濃度である場合には，代替センサー（EC・pH計）と数値モデル計算によってヒ素の動態が把握できることを確認した。肥料として施用されるリンがヒ素と吸着において競合することを考慮して，水稲の成長段階に応じたヒ素汚染リスク低減のための水管理を提案した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
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。
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