1.課題の分類 総合農業 生産環境 土壌肥料 北海道 2.研究課題名 道内の農耕地から発生する温室効果ガス 2.水田におけるメタン(CH4)の発生実態 3.予算区分 補助(土壌保全) 4.研究期間 平成3年〜6年度 5.担当 上川農試土壌肥料科 6.協力・分担関係 |
7.目的
水田から発生するメタンの動態を土壌タイプ別に調査し、湛水期間の発生量を推定するとともに、現行肥培管理技術がメタン発生に及ぼす影響を明らかにする。これにより、その発生を抑制する手法を検討し、もって土壌の環境保全機能を同上させる。
8.試験研究方法
1)試験実施場所‥旭川市、上川郡比布町、上川郡鷹栖町、士別市、空知郡上富良野町
2)ガス調査方法‥水田におけるメタンガス採取には水稲全体を覆えるチャンバー(無底箱型、60×60㎝、高
さ1m)を使用した。採取したガスの保管にはテドラーバックを用いた。ガス分析は水素炎イオン検出器(F
ID)付きガスクロマトグラフで行った。
3)寒地水田におけるメタンの発生動態調査
土壌型‥褐色低地土、灰色低地土、灰色台地土、グライ土
調査項目‥メタンフラックス、地温、気温、土壌Eh、土壌二価鉄、その他土壌分析
4)現行肥培管理技術とメタンガス発生の関係
有機物管理‥対照区、堆肥施用区、藁秋鋤込み区、藁春鋤込み区
中干し処理‥対照区、中干し処理区
土壌透水性‥対照区、透水不良区、代かき過剰区
9.結果の概要・要約
1)湛水期間の土壌型別メタン発生量は大きい方からグライ土(30.97g/㎡)>灰色低地土(3.12g/㎡)>褐色
低地土(0.96g/㎡)の順となっていた。(表1)
2)土壌の酸化還元電位とメタン発生量には密接な関係が認められ、約-150mVを境にして、それ以下で発生が
顕著に高まった。(図1)
3)メタン発生量は未分解有機物の施用によって著しく高まった。特に、秋鋤込みと春鋤込みとを比較すると後
者が1.6倍程度多かった。(図2)有機物分解によるメタン発生率は褐色低地土で低く、グライ土で高かった。
4)堆肥施用によるメタン発生量は稲藁鋤込みに比較して小さかった。また堆肥生成過程におけるメタン発生量
も微量であった。(図3)
5)圃場の透水性改良、中干しはメタン発生抑制に効果的であった。(表2)
6)過剰な代かきや窒素肥料の過剰による過繁茂はメタン発生量を増加させる可能性があった。(図4)
7)以上のことから、現行肥培管理技術を活用することで水田からのメタン発生量をIPCC目標である20%削減
することが達成可能と思われた。このことは、水稲生産の安定化・良食味米生産の技術とも合致するもので
あった。
10.成果の具体的数字(総括)
表1 土壌型とメタン発生量
土壌型 | CH4 g/㎡、湛水期間(5月〜8月)推定 | |||
平成4年 | 平成5年 | 平成6年 | 平均値 | |
褐色低地土 | 0.97 | 0.95 | 0.96 | |
灰色低地土 | 3.12 | 3.12 | ||
グライ土 | 51.32 | 10.62 | 30.97 |
表2 中干しによるメタン抑制効果
試験地 | 試験年度 | 湛水期間メタン発生量(g/㎡) | メタン抑制効果(%) | ||
慣行栽培 | 中干処理 | 減少量 | |||
旭川市永山 | 平成5年度 | 8.34 | 5.4 | 2.94 | 35.3 |
比布町 | 平成6年度 | 14.91 | 7.03 | 7.88 | 52.9 |
11.成果の活用面と留意事項
(1)水田からのメタン発生を現行肥培管理を活用して抑制する場合の参考とする。
(2)ここで示したメタン発生総量はあくまでも推定値である。
12.残された問題とその対応
(1)メタンフラックスの日変動要因の解明
(2)水田における各種条件がメタン発生に及ぼす影響の重みづけとその相互作用解明によるメタン発生
量の地域別推定法の確立
(3)メタン放出の経路と水稲に対する意義の解明
(4)メタン生成菌の挙動と活性阻害方法の確立による効果的なメタン削減技術の開発