報告書番号

V11048

タイトル（和文）

中山間地農業生産における温室効果ガス発生量の日変動・年変動と影響因子の解明

タイトル（英文）

A measurement of agricultural GHG emission from Japanese plum production at inter-mountain area in Wakayama

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

温室効果ガス（ＧＨＧ）削減のためにエネルギー用に生産されたバイオマス（プランテーションバイオマス）の利用が進められているが、食料生産との競合が問題となっている。このため、プランテーションバイオマスの利用拡大には食料生産に利用しにくい土地・資源を活用した生産が必須であり、中山間地は数少ない選択肢の一つである。一方、生産時の土壌ＧＨＧ発生量の多寡はＧＨＧ削減効果を左右する重要な要素であるが、中山間地での生産における実測例が乏しく、正しく評価できない。そこで、本研究では中山間地利用型農業の代表であるウメ栽培における土壌からのＧＨＧ（ＣＯ２、Ｎ２Ｏ、ＣＨ４）発生量の変動と、ＧＨＧ発生に及ぼす中山間地に特有な要因を明らかにすることを目的として、Ｈ２２年４月～Ｈ２３年３月にかけて、和歌山県南部町の中山間地でウメ栽培に伴う土壌からのＧＨＧ発生量を測定し、以下の結果を得た。①ＧＨＧ発生量の変動とその要因：ＣＯ２は概日周期的な日変動や季節による発生量の差異が明らかで、気温の変化と高い相関を示した。また、施肥と連動して発生量が増大した。Ｎ２Ｏは気象要因との相関は低く、施肥との連動性が発生量を増大させる最も大きな要因と考えられた。一方、ＣＨ４の発生量の変動は特定の要因との相関が認められず、種々の要因が複雑に関係していると考えられた。②園地の斜度とＧＨＧ発生量の相関、および林地におけるＧＨＧ発生量との比較：斜度を異にする園地（平坦園、10°程度の緩傾斜園、および30°程度の急傾斜園）におけるＧＨＧ発生量を比較したところ、急傾斜園におけるＣＯ２、Ｎ２Ｏの発生量が他より少なく、施用した肥料成分が流亡している可能性が示された。また、施肥を行わない園地とリター層を取り除いた林地のＧＨＧ発生量を比較したところ、いずれも有意な差異は認められなかったことから、施肥とリターの有無が中山間地におけるＧＨＧ発生量に影響する最重要因子と考えられた。以上より、中山間地農業生産では、ＣＯ２、Ｎ２Ｏの発生量が気象要因の他に施肥と連動して増大すること、このことに中山間地特有の園地の斜度やリター層の有無が影響することが明らかとなった。また、平地での測定値を用いてＧＨＧ削減効果の評価をする際にはこれらの影響を考慮する必要があると考えられた。

概要 （英文）

Biomass is one of choices to reduce emission of greenhouse effective gases (GHG; CO2, N2O, and CH4) from fossil fuel consumption for energy production; however, that from urban/industrial wastes contains problems in their collection processes and capacity. So, another biomass, of which a direct agricultural production (i.e. plantation biomasses), is considered to be an answer to solve the problems. However, plantation biomasses have another problem that a competition with food productions. Then, utilization of croplands and resources, which are not well applicable for food productions, are necessary to produce plantation biomasses. One candidate of the cropland is inter-mountain areas in monsoon Asia. On the other hand, life cycle assessment (LCA) is usually adopted to estimate cut-down efficiency of the GHG emission, and an actual measurement for GHG emissions from fields during the production is indispensable for the LCA.
Here, we measured CO2, N2O, and CH4 emissions from a Japanese plum field in Wakayama during Apr 2010 to Mar 2011. The field is thought to be a representative of agricultural production systems in inter-mountain areas. The major result are listed as follows: (1) Daily/annual fluctuations of GHG emissions and the related factors; CO2 emission showed a typical daily/annual fluctuations mainly by meteorological factors, such as air temperature. Also, fertilization clearly increased the emission. However, the meteorological factors were not the main course for N2O emission, but N-fertilization was. Fluctuation of CH4 emissions did not direct any certain factor. (2) A relationship between a pitch of field and GHG emissions, and comparison of GHG emissions between the plum field and the neighboring forest; higher pitch of the field clearly decreased CO2 and N2O emissions. Given fertilizer might be leaked from the applied position to the downstream. Also, there is no difference in GHG emissions between the plum field and the neighboring forest whenever no fertilization nor liters. It is indicated that fertilization and meteorological factors related GHG emissions in a biomass production in inter-mountain areas are truly affected by the pitch of field and liter treatment. Hereafter, an observation-based accurate GHG emission data should be applied to determine LCA not to err the estimation.

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