筑波・稲敷台地上の黒ボク土畑深層における硝酸性窒素の吸着

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要約

深層の陰イオン交換容量が約50 mmolc kg^-1と高い黒ボク土畑では、各種資材を10年連用すると、化学肥料区では施用窒素の約5割、豚ぷん堆肥区では約1/4に相当する1800∼2300 kg ha^-1の硝酸性窒素が深さ4.5 mまでに蓄積する。2.5 m付近では硫酸イオン含有量と土壌pHが低いため、硝酸性窒素吸着量が多い。

キーワード:黒ボク土、硝酸性窒素、溶脱、陰イオン交換、速効性肥料、被覆尿素、豚ぷん堆肥
担当:中央農研・土壌肥料部・水質保全研究室
区分:共通基盤・土壌肥料、関東東海北陸農業・関東東海・土壌肥料
分類:科学・参考

背景・ねらい

黒ボク深層土は陰イオン交換容量が高いことが知られており、野菜畑から溶脱した硝酸性窒素(NO3-N)の地下水への流入が緩衝されることが期待される。そこで本研究では、各種資材を10年間連用した黒ボク土畑深層における土壌および土壌溶液NO3-Nの鉛直分布を調査し、各資材由来窒素(N)の長期的収支を解析する。

成果の内容・特徴

筑波・稲敷台地上にある淡色黒ボク土畑圃場(谷和原;年平均降水量1257mm)に速効性肥料、被覆尿素、豚ぷん堆肥を連用してスイートコーン(5∼8月)-ハクサイ(またはキャベツ、9∼12月)を栽培したところ、連用10年目トウモロコシ作跡では、深さ1mの土壌溶液NO3-N濃度に資材間差は認められなかった。また、速効性肥料区の土壌溶液NO3-N濃度は深層ほど低下した(表1)。
同時に深さ4.5 mまでの土壌NO3-N含有量を調査したところ、資材の種類によらず、深さ3mにまで影響がみられ、深さ1 m強に120 mg kg^-1、2.5m付近に150∼220 mg kg^-1の高濃度ピークが認められた(図1)。作土以外の陰イオン交換容量は約50mmolc kg^-1と高く(図2)、土壌溶液と土壌NO3-Nならびに含水比から求めたNO3-N吸着量は、速効性肥料区の場合、深さ1mで50 mg kg^-1、2 mで121 mgkg^-1、2.5 mで182 mg kg^-1、3mで24 mg kg^-1であった。
深さ2.5 m付近でNO3-N含有量および吸着量が高い理由として、吸着競合イオンであるSO4含量が上層よりも低く、さらには、土壌pHも上層より低いために高AECが発現したことが考えられる(図3)。
速効性肥料区と被覆尿素区では施用Nの約5割が作物に吸収されず、NO3-Nとして深さ4.5mまでに大半が蓄積していた。一方、施用N量が化学肥料の2倍である豚ぷん堆肥区では、施用Nの約4割は作土に蓄積しており、3割強が作物吸収され、残りはNO3-Nとして深さ4.5mまでに存在していた。深さ4.5 mまでのNO3-N蓄積量は資材の種類によらず1800∼2300 kg ha^-1と高く、NO3-Nが地下水に流入するのを緩衝している。