農業活動に由来するアンモニアの発生実態と生態系影響のインパクト解析

2009 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19201008
• 研究機関: 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構
• 研究代表者: 寳示戸 雅之 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 畜産草地研究所草地多面的機能研究チーム, チーム長 (50355088)
• 研究分担者: 波多野 隆介 北海道大学, 大学院・農学研究科, 教授 (40156344) ; 村野 健太郎 法政大学, 生命科学部・環境応用化学科, 教授 (40109905) ; 林 健太郎 独立行政法人農業環境技術研究所, 物質循環研究領域, 主任研究員 (70370294) ; 神山 和則 独立行政法人農業環境技術研究所, 農業環境インベントリーセンター, 上席研究員 (50414503) ; 荻野 暁史 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 畜産草地研究所浄化システム研究チーム, 主任研究員 (70355098)
• キーワード: アンモニア発生係数 / アンモニアフラックス / パッシブサンプラー / フィルターパック法 / 河畔林 / 余剰窒素 / 脱窒 / 家畜ふん尿

研究概要

1.農業系発生量の実態解析
前年度までに作成したアンモニア発生量算出のための活動量データおよび発生係数の値を用いてわが国のアンモニア発生量を1kmメッシュ単位で地図化し、発生源別の発生量を推定した。文献および実測により収集した家畜生産におけるアンモニア発生量に関するデータから、畜舎、ふん尿処理、散布時における我が国のアンモニア発生係数を、畜種、ふん尿処理方法別に策定した。火山灰土のコムギ畑に対する硫安アンモニウムの表面散布に伴うアンモニア揮散調査を実施し、営農水田におけるアンモニアフラックスの長期モニタリングを継続した。既往文献を整理して、農耕地への施肥に伴うアンモニア揮散の発生係数の算定に資するデータセットを作成した。大気-陸域間のアンモニア交換について査読論文5本を発表した。
2.窒素沈着の実態解析
栃木県北部の畜産地帯で観測した湿性沈着量、大気中アンモニア濃度、および畜草研の草地で観測した乾性沈着量から、アンモニアを介した窒素循環量が発生量の5割を超えることを示した。窒素濃度の広域分布を求めるために観測した国内27地点のアンモニア、アンモニウム塩濃度によると、千葉県ではアンモニウム塩濃度は畜産地域では他地点の3倍程度、アンモニアは畜産地域では他地点の10倍以上、全アンモニアは畜産地域では他地点の5-7倍ときわめて高いことを明らかにした。
3.窒素沈着のインパクト解析
草地から河畔域、河川への水の流動方向に沿った地下水管による硝酸態窒素濃度の挙動を追跡した結果、河畔林においてNO3-N濃度が急激に低下する流域と、上昇する流域があった。NO3-N濃度が低下する流域では、NO3-Nの窒素の安定同位体比は、草地と河畔林の境界で最も高く、酸素の安定同位体比と傾き0.5の比例関係にあり、脱窒が濃度低下の要因であることが示された。
4.シンポジウムの開催
日本土壌肥料学会京都大会においてシンポジウム「農業起源のアンモニアの発生・沈着実態と環境影響評価」を実施し、上記の成果を発表した。

研究成果

• [雑誌論文] 農業起源のアンモニアの発生・沈着実態と環境影響評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 林健太郎、神山和則、寳示戸雅之、波多野隆介、長田隆、本田善文、阿部佳之
  • 雑誌名: 日本土壌肥料学雑誌 81(2) ページ: 180-186
• [雑誌論文] Hydrological process controls on Nitrogen export during storm events in an agricultural watershed. (2010)
  • 著者名/発表者名: Jiang R, Woli KP, Kuramochi K, Hayakawa A, Shimizu M, Hatano R
  • 雑誌名: Soil Science and Plant Nutrition 56 ページ: 72-85
  • 査読あり
• [雑誌論文] Airborne nitrogen load in Japanese and Chinese agroecosystems (2010)
  • 著者名/発表者名: Hayashi K, Yan X
  • 雑誌名: Soil Science and Plant Nutrition 56 ページ: 2-18
  • 査読あり
• [雑誌論文] 入門講座・大気沈着-第4講 大気-陸域間の物質交換- (2010)
  • 著者名/発表者名: 林健太郎
  • 雑誌名: 大気環境学会誌 45 ページ: A21-A31
• [雑誌論文] (2010)
  • 著者名/発表者名: 松中照男・寳示戸雅之編著
  • 雑誌名: 酪農ジャーナル臨時増刊号「循環型酪農へのアプローチ」(酪農学園大学エクステンションセンター(江別市)) ページ: 1-250
• [雑誌論文] The nitrogen budget and relationships with riverine nitrogen exports of a dairy cattle farming catchment in eastern Hokkaido, Japan (2009)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa A, Woli KP, Shimizu M, Nomaru K, Kuramochi K, Hatano R
  • 雑誌名: Soil Science and Plant Nutrition 55 ページ: 800-819
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ammoniacal nitrogen emission from a young larch ecosystem afforested after clear-cutting of a pristine forest in northernmost Japan (2009)
  • 著者名/発表者名: Hayashi K, Takagi K, Noguchi I, Fukuzawa K, Takahashi H, Fukazawa T, Shibata H, Fujinuma Y
  • 雑誌名: Water, Air, and Soil Pollution 200 ページ: 33-46
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement of ammonia emission using a dynamic chamber technique : A case study of surface-incorporated manure and ammonium sulfate at an upland field of light-colored Andosol (2009)
  • 著者名/発表者名: Hayashi K, Hayakawa A, Akiyama H, Yagi K
  • 雑誌名: Soil Science and Plant Nutrition 55 ページ: 571-581
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of field-applied composted cattle manure and chemical fertilizer on ammonia and particulate ammonium exchanges at an upland field (2009)
  • 著者名/発表者名: Hayashi K, Koga N, Yanai Y
  • 雑誌名: Atmospheric Environment 43 ページ: 5702-5707
  • 査読あり
• [雑誌論文] 観測の平均化時間がアンモニア性窒素フラックスの算定値に及ぼす影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 林健太郎・古賀伸久・柳井洋介
  • 雑誌名: 大気環境学会誌 44 ページ: 248-254
  • 査読あり
• [学会発表] 農業系アンモニア発生量の推定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 神山和則
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会京都大会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2010-09-15
• [学会発表] 集約酪農地帯におけるアンモニアを介した窒素フロー (2010)
  • 著者名/発表者名: 寳示戸雅之
  • 学会等名: 第32回酸性雨問題研究会シンポジウム
  • 発表場所: 慶応大学
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] 農業系アンモニア発生実態 (2010)
  • 著者名/発表者名: 神山和則
  • 学会等名: 第32回酸性雨問題研究会シンポジウム
  • 発表場所: 慶応大学
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] 集約酪農地帯における大気を介した地域内窒素循環 (2009)
  • 著者名/発表者名: 寳示戸雅之
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会京都大会
  • 発表場所: 京都大学農学部
  • 年月日: 20090914-20090916
• [学会発表] Hydrological process controls on nitrogen export during storm events in a dairy farming area of eastern Hokkaido, Japan (2009)
  • 著者名/発表者名: Jiang R, Kuramochi K, Hayakawa A, Shimizu M, Hatano R
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会京都大会
  • 発表場所: 京都大学農学部
  • 年月日: 20090914-20090916
• [学会発表] Ammonia flux on grasslands in an intensive dairy farming area in central Japan (2009)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Hojito, Kentaro Hayashi, Shoji Matsuura
  • 学会等名: 「日本と中国の農業生態系流域における窒素循環およびその水質に及ぼす影響に関する比較研究」シンポジウム
  • 発表場所: 南京土壌研究所、南京、中国
  • 年月日: 20090907-20090911
• [学会発表] Hydrological process controls on Nitrogen export during storm events in an agricultural watershed. (2009)
  • 著者名/発表者名: Jiang R, Woli KP, Kuramochi K, Hayakawa A, Shimizu M, Hatano R
  • 学会等名: 「日本と中国の農業生態系流域における窒素循環およびその水質に及ぼす影響に関する比較研究」シンポジウム
  • 発表場所: 南京土壌研究所、南京、中国
  • 年月日: 20090907-20090911
• [学会発表] 千葉県におけるパッシブサンプラー及びフィルターパック法を用いた大気中アンモニア濃度 (2009)
  • 著者名/発表者名: 横山新紀・野口泉・北村洋子・大泉毅・藍川昌秀・村野健太郎・寳示戸雅之
  • 学会等名: 第50回大気環境学会
  • 発表場所: 慶應義塾大学
  • 年月日: 20090900
• [学会発表] パッシブサンプラーによるアンモニア乾性沈着量の推定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 村野健太郎・野口泉・北村洋子・大泉毅・横山新紀・藍川昌秀・寳示戸雅之
  • 学会等名: 第50回大気環境学会
  • 発表場所: 慶應義塾大学
  • 年月日: 20090900
• [学会発表] 宮城県におけるアンモニアガス濃度の分布(2) (2009)
  • 著者名/発表者名: 北村洋子・小泉俊一・木戸一博・野口泉・大泉毅・横山新紀・藍川昌秀・・村野健太郎・寳示戸雅之
  • 学会等名: 第50回大気環境学会
  • 発表場所: 慶應義塾大学
  • 年月日: 20090900
• [学会発表] 20×20km内に都市域(神戸市)と山間部(六甲山)が存在するエリア内における大気中アンモニア濃度の分布 (2009)
  • 著者名/発表者名: 藍川昌秀・平木隆年・横山新紀・野口泉・北村洋子・大泉毅・村野健太郎・寳示戸雅之
  • 学会等名: 第50回大気環境学会
  • 発表場所: 慶應義塾大学
  • 年月日: 20090900
• [学会発表] パッシブサンプラー、フィルターパック、拡散デニューダ法によるアンモニア濃度測定の比較 (2009)
  • 著者名/発表者名: 野口泉・山口高志・村野健太郎・北村洋子・大泉毅・横山新紀・藍川昌秀・・寳示戸雅之
  • 学会等名: 第50回大気環境学会
  • 発表場所: 慶應義塾大学
  • 年月日: 20090900
• [学会発表] Long-term observation of atmosphere-land exchange of ammonia in a Japanese paddyfield (2009)
  • 著者名/発表者名: Hayashi K, Mano M, Ono K, Miyata A
  • 学会等名: AsiaFlux Workshop 2009
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2009-10-28
• [学会発表] 起生期コムギへの硫酸アンモニウムの追肥に伴うアンモニア揮散 (2009)
  • 著者名/発表者名: 林健太郎・古賀伸久・柳井洋介
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会京都大会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2009-09-15
• [学会発表] 大気由来のアンモニア負荷概論 (2009)
  • 著者名/発表者名: 林健太郎
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会京都大会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2009-09-15
• [学会発表] Ammoniacal nitrogen exchange at Japanese croplands (2009)
  • 著者名/発表者名: Hayashi K
  • 学会等名: Conference on the Environmental Impacts of Carbon and Nitrogen Cycles in Terrestrial Ecosystems in East Asia
  • 発表場所: 南京土壌研究所(中国)
  • 年月日: 2009-09-09
• [備考]
  • URL: http://nilgs.naro.affrc.go.jp/SEIKA/2007/nilgs/ch07022.html