プランテーションのダイナミックモデル開発による持続性評価と地域システムへの展開

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25220104
• 研究機関: 横浜国立大学
• 研究代表者: 藤江 幸一 横浜国立大学, 先端科学高等研究院, 教授 (30134836)
• 研究分担者: 橘 隆一 東京農業大学, 地域環境科学部, 准教授 (20432297) ; 金子 信博 横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 教授 (30183271) ; 後藤 尚弘 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50303706) ; 森 也寸志 岡山大学, 環境生命科学研究科, 教授 (80252899)
• 研究期間 (年度): 2013-05-31 – 2017-03-31
• キーワード: バイオマス残渣 / プランテーション / 物質循環 / パーム / サトウキビ / キャッサバ / 不耕起栽培 / 持続性

研究実績の概要

スマトラ島での調査と実測に基づいて、プランテーションにおけるバイオマス残滓循環利用のためのバイオマス加工工程および残渣の処理・リサイクルプロセスの解析・評価、バイオマス残渣リサイクルの効果と環境負荷低減の評価を行い、バイオマス残渣の施用と栽培管理による作物収量向上方策に関する研究を実施し、バイオマス残渣施用の最適化のための予測モデルの開発に取り組んできた。その結果、１）試験区における3作目のキャッサバ栽培において、不耕起+草生が耕起+除草剤と同様の生産量を示し、不耕起+草生における土壌パラメータ（炭素、窒素、微生物とミミズのバイオマス、物理性）が最良となる一方で、大規模農業で採用されている不耕起+除草剤の管理は土壌の改善と生産量の増大にはつながらないことが明らかとなった。２）土壌の保全的管理は土壌微生物のバイオマスの増加に加えて、硝酸態窒素に比べてアンモニア態窒素が増加して植物による窒素利用効率が高まっていた。一次生産の増加は、土壌への炭素インプットを増やすことで土壌炭素量を増加させ、土壌の持つ機能の改善に繋がっていた。３）キャッサバ加工工程のバイオマス残渣(オンゴック)の飼料化として肉牛肥育を行い、そのふん尿の堆肥化によるキャッサバ栽培への施用、加工排水のメタン発酵によるエネルギー回収と処理水の液肥化について、炭素・窒素に着目した元素フローを分析した。４）パーム製油工程についてはヤシ空果房と工程排水を併用したメタン発酵および堆肥化、さらに発酵廃液の液肥を兼ねた灌漑用水としての利用効果を物質収支の観点から明らかにしてきた。
これらの成果から、土壌中への顕著な有機物の蓄積と作物単収の向上を実現するには、利用可能有機物量が不足しており、燃料等として有機物残渣をプランテーション外に持ち出す余力が無いことが明らかになった。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] キャッサバの加工および残渣・排水の再資源化における物質フロー分析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 金井 亮太, 大和田 健登, 藤江 幸一, 橘 隆一, 塚本 真大, 後藤 尚弘, Udin Hasanudin,
  • 雑誌名: 環境科学会誌 巻: 30 ページ: 57-66
  • DOI: 10.11353/sesj.30.57
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 熱帯プランテーションにおける物質・エネルギー・経済収支の改善を目指した物質フローモデルの提案－バイオガス利活用を例として－ (2017)
  • 著者名/発表者名: 後藤尚弘・藤江幸一・橘隆一・Udin Hasanudin、塚本真大・金井亮太・大和田健登
  • 雑誌名: 環境科学会誌 巻: 30 ページ: 67-74
  • DOI: 10.11353/sesj.30.67
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 熱帯地域における農業活動に対する土壌微生物群集の変動 (2017)
  • 著者名/発表者名: 三浦季子
  • 雑誌名: 環境科学会誌 巻: 30 ページ: 75-81
  • DOI: 10.11353/sesj.30.75
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 一次生産の持続可能性のための土壌管理-熱帯プランテーションにおける保全管理の効果- (2017)
  • 著者名/発表者名: 金子信博, 三浦季子, 南谷幸雄, 荒井見和, 藤江幸一
  • 雑誌名: 環境科学会誌 巻: 30 ページ: 82-87
  • DOI: 10.11353/sesj.30.82
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fatty acid analyses to detect the larval feeding preferences of an omnivorous soil-dwelling insect, Anomala cuprea (Coleoptera: Scarabaeidae) (2017)
  • 著者名/発表者名: Tsunoda, T., Suzuki, J.-I., Kaneko, N
  • 雑誌名: Applied Soil Ecology 巻: 109 ページ: 1-6
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Evaluating the impacts of wood production and trade on bird extinction risk (2016)
  • 著者名/発表者名: Nishijima, S., Furukawa, T., Kadoya, T., Ishihama, F., Kastner, T., Matsuda, H., Kaneko, N.
  • 雑誌名: Ecological Indicators 巻: 71 ページ: 368-376
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The Effects of Nitrogen Fertilizer on Soil Microbial Communities Under Conventional and Conservation Agricultural Managements in a Tropical Clay-Rich Ultisol (2016)
  • 著者名/発表者名: Miura, T., Owada, K., Nishina, K., Utomo, M., Niswati, A., Kaneko, N., Fujie, K.
  • 雑誌名: Soil Science 巻: 181 ページ: 68-74
  • DOI: 10.1097/SS.0000000000000140
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Shifts in the composition and potential functions of soil microbial communities responding to a no-tillage practice and bagasse mulching on a sugarcane plantation (2016)
  • 著者名/発表者名: Miura, T., Niswati, A., Swibawa, I.G., Haryani, S., Gunito, H., Arai, M., Yamada, K., Shimano, S., Kaneko, N., Fujie, K.
  • 雑誌名: Biology and Fertility of Soils 巻: 52 ページ: 307-322
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [図書] Sustainability Assessment of Renewables-Based Products (Jo Dewulf, Steven De Meester and Rodrigo A. F. Alvarenga Edit) Material and Energy Flow Analysis (2016)
  • 著者名/発表者名: Goto, Naohiro, Nova Ulhasanah, Hirotsugu Kamahara, Udin Hasanudin, Ryuichi Tachibana, Koichi Fujie
  • 総ページ数: 125-140
  • 出版者: Wiley